JPWO2017033260A1 - 収音装置および収音方法 - Google Patents

Abstract

収音装置は、複数のマイクと、各マイクのゲイン制御をそれぞれ行う複数の第１ゲイン制御部と、各第１ゲイン制御部から出力される音声信号をそれぞれ所定のゲインで加算する加算部と、前記加算部から出力される音声信号のゲイン制御を行う第２ゲイン制御部と、前記第２ゲイン制御部におけるゲイン設定に基づいて、前記複数の第１ゲイン制御部のそれぞれのゲイン設定を行うゲイン設定部と、を備えたことを特徴とする。

Description

本発明は、複数のマイクのゲイン制御を行う収音装置および収音方法に関する。

従来、複数の子機と、親機と、からなる収音システムが提案されている（例えば特許文献１を参照）。特許文献１の収音システムは、各子機にマイクが設けられている。親機は、各子機のマイクで収音した音声信号のレベルを比較し、最大レベルの子機を選択して出力する。これにより、特許文献１の収音システムは、話者の音声を選択的に出力する。

また、特許文献１の収音システムは、各子機にＡＧＣ（オートゲインコントロールアンプ）が設けられている。ＡＧＣは、所定レベルを越える音声が入力された場合にゲインを小さくし、所定レベル未満の音声が入力された場合にゲインを大きくする。これにより、特許文献１の収音システムは、ある程度均一なレベルで話者の音声を収音することができる。

特開２０１４−１１６９３２号公報

しかし、特許文献１の収音システムは、マイク毎のゲインが異なる場合があるため、子機の選択を切り替えるとき、音量差が生じる場合がある。例えば、ゲインの小さい第１のマイクが選択されていた状態で、ゲインの大きい第２のマイクにおいて突発的なノイズ音が入力されると、収音システムは、当該ゲインの大きい第２のマイクに切り替える処理を行う。このとき、ゲインの小さいマイクからゲインの大きいマイクに切り替わるため、突然、音量が大きくなる場合がある。

そこで、この発明の目的は、マイクの選択を切り替えるときに、音量差を抑えることができる収音装置および収音方法を提供することにある。

収音装置は、複数のマイクと、各マイクのゲイン制御をそれぞれ行う複数の第１ゲイン制御部と、各第１ゲイン制御部から出力される音声信号をそれぞれ所定のゲインで加算する加算部と、前記加算部から出力される音声信号のゲイン制御を行う第２ゲイン制御部と、前記第２ゲイン制御部におけるゲイン設定に基づいて、前記複数の第１ゲイン制御部のそれぞれのゲイン設定を行うゲイン設定部と、を備えたことを特徴とする。

このように、収音装置は、マイク毎に第１ゲイン制御部（第１のＡＧＣ）が設けられている。第１のＡＧＣは、それぞれ所定レベルを越える音声が入力された場合にゲインを小さくし、所定レベル未満の音声が入力された場合にゲインを大きくする。

ここで、収音装置は、各ＡＧＣでゲイン調整された後の音声信号を加算し、さらに第２ゲイン制御部（第２のＡＧＣ）においてゲイン制御を行う。第２のＡＧＣにおけるゲイン設定値は、第１のＡＧＣに設定される。これにより、全てのマイクにおいて同じゲイン設定値が反映される。

したがって、例えばあるマイクで突発的に大きなノイズ音が入力され、当該マイクに切り替わった場合であっても、ゲイン設定値が大きく変わることがないため、突然音量が大きくなることがない。また、選択されていないマイクのゲインが小さくなることもないため、ゲインの小さいマイクに切り替わっても、話し始めの音声が聞こえ難くなることもない。

本発明によれば、マイクの選択を切り替えるときに、音量差を抑えることができる。

収音装置の構成を示すブロック図である。 子機の構成を示すブロック図である。 親機の構成を示すブロック図である。 子機の動作を示すフローチャートである。 親機の動作を示すフローチャートである。 変形例１に係る収音装置の構成を示すブロック図である。 変形例２に係る収音装置の構成を示すブロック図である。

図１は、本発明の実施形態に係る収音装置１の構成図である。収音装置１は、子機１０Ａ、子機１０Ｂ、子機１０Ｃ、および親機２０を備えている。この例では、子機の台数は、３台であるが、２台あるいは４台以上であってもよい。

各子機１０Ａ、子機１０Ｂ、および子機１０Ｃは、それぞれアナログオーディオ線３０Ａ、アナログオーディオ線３０Ｂ、およびアナログオーディオ線３０Ｃを介して親機２０に接続されている。

図２は、子機１０Ａの構成を示すブロック図であり、図３は、親機２０の構成を示すブロック図である。なお、子機１０Ａ、子機１０Ｂ、および子機１０Ｃは、全て同じ構成および同じ機能を有するため、図２においては代表して子機１０Ａを示す。

子機１０Ａは、マイク１１、ＡＧＣ１４、およびインタフェース（ＩＦ）１５を備えている。マイク１１は、子機１０Ａの周囲で発生する音を収音する。収音された音に係る音声信号は、ＡＧＣ１４に入力される。ここでは、マイクの本数は１つである例を示しているが、子機１０Ａは、複数のマイクを備えていてもよい。

ＡＧＣ１４は、ゲイン調整部１４１と、ゲイン設定部１４２と、を備えている。ゲイン調整部１４１は、マイク１１から出力された音声信号を入力する。

ゲイン調整部１４１は、入力された音声信号のレベル調整を行い、後段のＩＦ１５に出力する。ゲイン調整部１４１のゲインは、ゲイン設定部１４２に設定される。

ゲイン設定部１４２は、ゲイン調整部１４１から出力された音声信号のレベルに基づいて、ゲイン調整部１４１のゲインを設定する。具体的には、ゲイン設定部１４２は、出力された音声信号のレベルを算出する。音声信号のレベルは、例えば振幅のピーク値を所定時間分、平均化したものである。そして、ゲイン設定部１４２は、算出したレベルが最大閾値より大きい場合、ゲイン調整部１４１のゲインを小さく設定する。これにより、ゲイン設定部１４２は、ゲイン調整部１４１から出力される音声信号のレベルを最大閾値以下に抑える。また、ゲイン設定部１４２は、出力された音声信号のレベルが最小閾値未満である場合、ゲイン調整部１４１のゲインを大きく設定する。これにより、ゲイン設定部１４２は、ゲイン調整部１４１から出力される音声信号のレベルを最小閾値以上に抑える。

このようにしてＡＧＣ１４でゲイン調整された音声信号は、ＩＦ１５に出力される。ＩＦ１５は、アナログオーディオ端子である。ＩＦ１５は、ＡＧＣ１４から入力された音声信号を親機２０に出力する。

親機２０は、ＩＦ２１、加算部２２、およびＡＧＣ２４を備えている。ＩＦ２１は、アナログオーディオ端子である。ＩＦ２１は、各子機から出力された音声信号を入力する。ＩＦ２１は、各子機から入力した音声信号を、それぞれ加算部２２に入力する。

加算部２２は、増幅器２３Ａ、増幅器２３Ｂ、増幅器２３Ｃ、係数決定部２２２、および加算器２２３を備えている。

増幅器２３Ａには、子機１０Ａから入力された音声信号が入力される。増幅器２３Ｂには、子機１０Ｂから入力された音声信号が入力される。増幅器２３Ｃには、子機１０Ｃから入力された音声信号が入力される。

また、各子機から入力された音声信号は、係数決定部２２２に入力される。係数決定部２２２は、各子機から入力された音声信号のレベルを比較する。例えば、係数決定部２２２は、各子機から入力された音声信号のレベルのうち、最大レベルと判定した音声信号に対応する増幅器のゲインを最大（ゲイン＝１）に設定し、他の音声信号に対応する増幅器のゲインを最小（ゲイン＝０）に設定する。

このように、係数決定部２２２は、ゲインを「１」もしくは「０」に設定して、最もレベルの高い音声信号を出力した子機だけを選択する、他の子機は選択されない（他の子機が収音した音声信号は、後段に出力されない）ことになる。ただし、係数決定部２２２は、例えば各音声信号のレベルに応じた重み付けでゲインを設定し、全ての音声信号をミキシングして後段に出力してもよい。

各増幅器から出力された音声信号は、加算器２２３で加算され、ＡＧＣ２４に出力される。ＡＧＣ２４は、ゲイン調整部２４１と、ゲイン設定部２４２と、を備えている。ゲイン調整部２４１は、加算部２２から出力された音声信号を入力する。

ゲイン調整部２４１は、後段に出力する音声信号のレベル調整を行う。ゲイン調整部２４１のゲインは、ゲイン設定部２４２に設定される。

ゲイン設定部２４２は、ゲイン調整部２４１から出力された音声信号のレベルに基づいて、ゲイン調整部２４１のゲインを設定する。具体的には、ゲイン設定部２４２は、出力された音声信号のレベルが最大閾値より大きい場合、ゲイン調整部２４１のゲインを小さく設定する。これにより、ゲイン設定部２４２は、ゲイン調整部２４１から出力される音声信号のレベルを最大閾値以下に抑える。また、ゲイン設定部２４２は、出力された音声信号のレベルが最小閾値未満である場合、ゲイン調整部２４１のゲインを大きく設定する。これにより、ゲイン設定部２４２は、ゲイン調整部２４１から出力される音声信号のレベルを最小閾値以上に抑える。

さらに、ゲイン設定部２４２は、ゲイン調整部２４１に設定したゲインを子機１０Ａ、子機１０Ｂ、および子機１０Ｃに通知する。通知は、例えばアナログオーディオ線を介して、アナログ変調（例えばＡＭ変調）により、送信される。ゲイン設定部２４２は、ゲイン調整部に設定したゲインに係る情報をＡＭ変調し、変調信号としてＩＦ２１を介して出力する。

各子機のゲイン設定部１４２は、ＩＦ１５を介して入力される変調信号を復調し、上記ゲインに係る情報を抽出する。そして、ゲイン設定部１４２は、復調したゲインに係る情報に基づいて、親機２０のゲイン設定部２４２に設定されたゲインを、ゲイン調整部１４１に設定する。これにより、全ての子機に対して、親機２０のゲイン設定部２４２におけるゲイン設定値が反映される。

このように、収音装置は、各子機（子機１０Ａ、子機１０Ｂ、および子機１０Ｃ）にＡＧＣ１４が設けられているため、各話者の音量に応じた適切なゲインが設定される。さらに、収音装置は、親機２０にもＡＧＣ２４が設けられ、当該親機２０のＡＧＣ２４のゲイン設定が、全ての子機のＡＧＣに反映される。したがって、例えばある子機で突発的に大きなノイズ音が入力され、当該子機に切り替わった場合であっても、切り替わる前の子機と同じゲインで音声を収音することになるため、音量が大きく変化することがない。また、選択されていない子機におけるＡＧＣ１４のゲインが小さくなることもないため、ゲインの小さい子機に切り替わって話し始めの音声が聞こえ難くなることもない。

なお、上述の例では、各子機は、音声信号をそのままアナログオーディオ線を介して親機２０に出力する例を示したが、各子機は、例えば所定の変調方式（例えばＡＭ変調）音声信号を変調してから、親機２０に送信するようにしてもよい。この場合、親機２０は、入力された変調信号を復調するデコーダを備える。

次に、図４は、子機（子機１０Ａ、子機１０Ｂ、および子機１０Ｃ）の動作を示すフローチャートであり、図５は、親機２０の動作を示すフローチャートである。

まず、子機１０Ａ、子機１０Ｂ、および子機１０Ｃは、それぞれのマイクで音声を収音する（Ｓ１０１）。そして、子機１０Ａ、子機１０Ｂ、および子機１０Ｃは、それぞれＡＧＣ１４（ゲイン調整部１４１およびゲイン設定部１４２）により、ゲイン調整を行う（Ｓ１０２）。その後、子機１０Ａ、子機１０Ｂ、および子機１０Ｃは、それぞれ親機２０からゲイン設定の通知がなされたか否かを判断する（Ｓ１０３）。子機１０Ａ、子機１０Ｂ、および子機１０Ｃは、それぞれゲイン設定の通知がなされるまでは、収音およびＡＧＣの処理を繰り返す。子機１０Ａ、子機１０Ｂ、および子機１０Ｃの各ゲイン設定部１４２は、親機２０からゲイン設定の通知がなされた場合、親機２０から通知されたゲインをゲイン調整部１４１に設定する（Ｓ１０４）。

一方、親機２０は、各子機からの音声信号を入力する（Ｓ２０１）。加算部２２の係数決定部２２２は、各子機から入力された音声信号のレベルを比較する（Ｓ２０２）。係数決定部２２２は、最大レベルと判定した音声信号に対応する増幅器のゲインを１に設定し、他の音声信号に対応する増幅器のゲインを０に設定する（Ｓ２０３）。

その後、ＡＧＣ２４のゲイン調整部２４１は、後段に出力する音声信号のレベル調整を行う（Ｓ２０４）。すなわち、ゲイン設定部２４２は、ゲイン調整部２４１から出力された音声信号のレベルに基づいて、ゲイン調整部２４１のゲインを設定する。最後に、ゲイン設定部２４２は、ゲイン調整部２４１に設定したゲインに係る情報を各子機に通知する（Ｓ２０５）。

なお、上述の例では、アナログオーディオ線を介してゲイン設定に係る情報をアナログ変調（ＡＭ変調）により通知する例を示したが、例えば子機と親機がＵＳＢ等のデジタル通信線を介して接続されていてもよい。この場合、ゲイン設定に係る情報は、所定のパケット等で送受信する。

次に、図６は、変形例１に係る収音装置１Ａの構成を示すブロック図である。収音装置１では、各マイクおよび各ゲイン調整部（第１ゲイン制御部）が、第１筐体である各子機に設けられ、加算部２２、ゲイン調整部２４１（第２ゲイン制御部）、およびゲイン設定部２４２が、第２筐体である親機２０に設けられている例を示した。しかし、収音装置１Ａでは、各マイク（マイク１１Ａ、マイク１１Ｂ、およびマイク１１Ｃ）は、それぞれ第１筐体である各子機に設けられ、第１ゲイン制御部（ゲイン調整部１４１Ａ、ゲイン調整部１４１Ｂ、およびゲイン調整部１４１Ｃ）、加算部２２、第２ゲイン制御部（ゲイン調整部２４１）、およびゲイン設定部２４２は、第２筐体である親機２００に設けられている態様である。

すなわち、変形例１に係る収音装置１Ａは、図６に示すように、子機１００Ａ、子機１００Ｂ、子機１００Ｃ、および親機２００を備えている。子機１００Ａには、マイク１１Ａが設けられ、子機１００Ｂには、マイク１１Ｂが設けられ、子機１００Ｃには、マイク１１Ｃが設けられている。

親機２００は、マイク１１Ａで収音された音声信号が入力されるＡＧＣ１４Ａ、マイク１１Ｂで収音された音声信号が入力されるＡＧＣ１４Ｂ、およびマイク１１Ｂで収音された音声信号が入力されるＡＧＣ１４Ｂが設けられている。

ＡＧＣ１４Ａは、図２に示したＡＧＣ１４と同様に、ゲイン調整部１４１Ａおよびゲイン設定部１４２Ａを備えている。ゲイン調整部１４１Ａおよびゲイン設定部１４２Ａは、ゲイン調整部１４１およびゲイン設定部１４２と同じ機能を有する。同様に、ＡＧＣ１４Ｂ、およびＡＧＣ１４Ｃは、それぞれＡＧＣ１４と同様の構成および機能を備えている。

このように、マイクの構成だけを子機に設ける構成とすることも可能である。また、この場合、ＡＧＣ２４は、ＡＧＣ１４Ａ、ＡＧＣ１４Ｂ、およびＡＧＣ１４Ｃと、内部のバスを介して接続されている。したがって、ＡＧＣ２４のゲイン設定部２４２は、ゲイン設定部１４２Ａ、ゲイン設定部１４２Ｂ、およびゲイン設定部１４２Ｃをそれぞれ制御することができる。

また、図７の変形例２に係る収音装置１Ｂに示すように、マイクを含む全ての構成が１つの筐体である親機２００Ａに設けられている態様とすることも可能である。この場合も、ＡＧＣ２４のゲイン設定部２４２は、ゲイン設定部１４２Ａ、ゲイン設定部１４２Ｂ、およびゲイン設定部１４２Ｃをそれぞれ制御することができる。

１…収音装置
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…子機
１１…マイク
１４…ＡＧＣ
１５…ＩＦ
２０…親機
２１…ＩＦ
２２…加算部
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ…増幅器
２４…ＡＧＣ
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…アナログオーディオ線
１４１…ゲイン調整部
１４２…ゲイン設定部
２２２…係数決定部
２２３…加算器
２４１…ゲイン調整部
２４２…ゲイン設定部

Claims (6)

1. 複数のマイクと、
   各マイクのゲイン制御をそれぞれ行う複数の第１ゲイン制御部と、
   各第１ゲイン制御部から出力される音声信号をそれぞれ所定のゲインで加算する加算部と、
   前記加算部から出力される音声信号のゲイン制御を行う第２ゲイン制御部と、
   前記第２ゲイン制御部におけるゲイン設定に基づいて、前記複数の第１ゲイン制御部のそれぞれのゲイン設定を行うゲイン設定部と、
   を備えた収音装置。
2. 請求項１に記載の収音装置において、
   複数の第１筐体と、第２筐体と、を備え、
   各マイクは、前記複数の第１筐体のそれぞれに設けられ、
   前記複数の第１ゲイン制御部、前記加算部、前記第２ゲイン制御部、および前記ゲイン設定部は、前記第２筐体に設けられている収音装置。
3. 請求項１に記載の収音装置において、
   複数の第１筐体と、第２筐体と、を備え、
   各マイクおよび各第１ゲイン制御部は、前記複数の第１筐体のそれぞれに設けられ、
   前記加算部、前記第２ゲイン制御部、および前記ゲイン設定部は、前記第２筐体に設けられている収音装置。
4. 請求項３に記載の収音装置において、
   前記第１筐体と、前記第２筐体と、は、アナログオーディオ線で接続され、
   前記ゲイン設定部は、各第１ゲイン制御部に設定するゲイン設定情報を変調信号で送信し、
   前記第１ゲイン制御部は、前記変調信号を復調して、該第１ゲイン制御部のゲイン設定を行う収音装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の収音装置において、
   前記加算部は、最もレベルの高い音声信号を選択し、当該選択した音声信号を出力する収音装置。
6. 複数のマイクでそれぞれ音声を収音する収音ステップと、
   各マイクのゲイン制御をそれぞれ行う第１ゲイン制御ステップと、
   各第１ゲイン制御ステップで出力される音声信号をそれぞれ所定のゲインで加算する加算ステップと、
   前記加算ステップで出力される音声信号のゲイン制御を行う第２ゲイン制御ステップと、
   前記第２ゲイン制御ステップにおけるゲイン設定に基づいて、前記第１ゲイン制御ステップにおけるそれぞれのゲイン設定を行うゲイン設定ステップと、
   を備えた収音方法。

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