WO2014073704A1 - 信号処理システムおよび信号処理方法 - Google Patents

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microphone
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signal
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良 田中
航一郎 佐藤
好史 大泉
井上　貴之
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ヤマハ株式会社
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    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/12—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for distributing signals to two or more loudspeakers

Definitions

  • the present invention relates to a signal processing system including a microphone unit and a host device connected to the microphone unit.
  • an apparatus for storing a plurality of programs has been proposed so that an echo canceling program can be selected according to a communication destination.
  • the device of Patent Document 1 is configured to change the tap length according to the communication destination.
  • the videophone device of Patent Document 2 reads out a different program for each application by switching a dip switch provided in the main body.
  • an object of the present invention is to provide a signal processing system that does not need to store a plurality of programs in advance.
  • the signal processing system of the present invention is a signal processing system including a microphone unit and a host device connected to one of the microphone units.
  • the microphone unit includes a microphone that collects sound, a temporary storage memory, and a processing unit that processes sound collected by the microphone.
  • the host device includes a non-volatile memory that holds an audio processing program for the microphone unit.
  • the host device transmits the audio processing program from the nonvolatile memory to the temporary storage memory of the microphone unit, and the microphone unit stores the audio processing program in the temporary storage memory.
  • the processing unit performs processing according to a voice processing program temporarily stored in the temporary storage memory, and transmits the processed voice to the host device.
  • the terminal does not have a built-in operation program in advance, and receives the program from the host device and temporarily stores it in the temporary storage memory before performing the operation. Therefore, it is not necessary to store a large number of programs in advance on the microphone unit side.
  • the program rewriting process for each microphone unit is unnecessary, and a new function can be realized only by changing the program stored in the nonvolatile memory on the host device side. it can.
  • the same program may be executed by all the microphone units, but it is also possible to execute individual programs for each microphone unit.
  • the host device can change the program to be transmitted according to the number of connected microphone units.
  • the gain of the microphone unit is set high.
  • the gain of each microphone unit is set relatively low.
  • each microphone unit includes a plurality of microphones, it is possible to execute a program for causing a microphone array to function.
  • the host device divides the audio processing program into constant unit bit data, creates serial data in which the unit bit data is arranged in the order received by each microphone unit, and transmits the serial data to each microphone unit.
  • Each microphone unit extracts and receives unit bit data that it should receive from the serial data, temporarily stores the extracted unit bit data, and the processing unit responds to an audio processing program that combines the unit bit data.
  • a mode of performing processing is also possible. Thereby, even if the number of microphone units increases and the number of programs to be transmitted increases, the number of signal lines between the microphone units does not increase.
  • each microphone unit divides the processed sound into fixed unit bit data and transmits it to a microphone unit connected to a higher level, and each microphone unit cooperates to create serial data for transmission, and A mode of transmission to the apparatus is also possible. Thereby, even if the number of microphone units increases and the number of channels increases, the number of signal lines between the microphone units does not increase.
  • the microphone unit includes a plurality of microphones having different sound collection directions and a sound level determination unit.
  • the host device includes a speaker, and emits a test sound wave from the speaker toward each microphone unit.
  • Each microphone unit determines the level of the test sound wave input to the plurality of microphones, divides the level data as a determination result into fixed unit bit data, and transmits the unit bit data to a higher-level microphone unit. It is also possible to adopt a mode in which the microphone units cooperate to create level determination serial data. Thereby, the host device can grasp the level of echo from the speaker to the microphone of each microphone unit.
  • the speech processing program includes an echo cancellation program for realizing an echo canceller in which filter coefficients are updated.
  • the echo cancellation program includes a filter coefficient setting unit that determines the number of filter coefficients. Based on the level data received from each microphone unit, the number of filter coefficients of each microphone unit is changed, a change parameter for changing the number of filter coefficients is determined for each microphone unit, and the change parameter is set to a constant unit bit. It is also possible to divide into data, create change parameter serial data in which the unit bit data is arranged in the order received by each microphone unit, and transmit the change parameter serial data to each microphone unit. .
  • the number of filter coefficients (number of taps) is increased for a microphone unit that is close to the host device and has a high echo level, or the number of taps is set for a microphone unit that is far from the host device and has a low echo level. Can be shortened.
  • the audio processing program is the echo cancellation program or a noise cancellation program that removes noise components, and the host device transmits a program to be transmitted from the level data to each microphone unit of the echo cancellation program or the noise cancellation program. It is also possible to adopt a mode defined in any one of them.
  • an echo canceller can be executed for a microphone unit that is close to the host device and has a high echo level
  • a noise canceller can be executed for a microphone unit that is far from the host device and has a low echo level.
  • the signal processing method of the present invention is a signal processing method for a signal processing device including a plurality of microphone units connected in series and a host device connected to one of the plurality of microphone units.
  • Each microphone unit includes a microphone that collects sound, a temporary storage memory, and a processing unit that processes sound collected by the microphone.
  • the host device includes a non-volatile memory that holds an audio processing program for the microphone unit.
  • the audio processing program when the activation state of the host device is detected, the audio processing program is read from the nonvolatile memory, the audio processing program is transmitted from the host device to the microphone units, and the audio processing program is transmitted. Temporarily storing in the temporary storage memory of each microphone unit, performing processing according to the audio processing program temporarily stored in the temporary storage memory, and transmitting the processed audio to the host device.
  • the present invention it is not necessary to store a plurality of programs in advance, and it is not necessary to rewrite the terminal program when adding a new function.
  • FIG. 2A is a block diagram showing the configuration of the host device
  • FIG. 2B is a block diagram showing the configuration of the microphone unit
  • 3A is a diagram illustrating a configuration of an echo canceller
  • FIG. 3B is a diagram illustrating a configuration of a noise canceller.
  • 5A is a diagram showing another connection mode of the signal processing system of the present invention
  • FIG. 5B is an external perspective view of the host device
  • FIG. 5C is a diagram of the microphone unit. It is an external perspective view.
  • FIG. 6A is a schematic block diagram showing signal connection
  • FIG. 6A is a schematic block diagram showing signal connection
  • FIG. 6B is a schematic block diagram showing the configuration of the microphone unit. It is the schematic block diagram which showed the structure of the signal processing apparatus in the case of converting serial data and parallel data.
  • FIG. 8A is a conceptual diagram showing conversion between serial data and parallel data
  • FIG. 8B is a diagram showing a signal flow of the microphone unit. It is a figure which shows the flow of a signal in the case of transmitting a signal from each microphone unit to a host device. It is a figure which shows the flow of a signal in the case of transmitting a separate audio
  • FIG. 23A and FIG. 23B are diagrams showing a modified example of the arrangement of the host device and the slave unit.
  • FIG. 1 is a diagram showing a connection mode of the signal processing system of the present invention.
  • the signal processing system includes a host device 1 and a plurality (five in this example) of microphone units 2A to 2E connected to the host device 1, respectively.
  • the microphone units 2A to 2E are arranged in a large conference room, for example.
  • the host device 1 receives an audio signal from each microphone unit and performs various processes. For example, the audio signal of each microphone unit is individually transmitted to another host device connected via the network.
  • FIG. 2A is a block diagram showing the configuration of the host device 1
  • FIG. 2B is a block diagram showing the configuration of the microphone unit 2A.
  • the hardware configuration of each microphone unit is the same.
  • FIG. 2B the configuration and function of the microphone unit 2A will be described as a representative.
  • the configuration of A / D conversion is omitted, and the various signals are assumed to be digital signals unless otherwise specified.
  • the host apparatus 1 includes a communication interface (I / F) 11, a CPU 12, a RAM 13, a nonvolatile memory 14, and a speaker 102.
  • the CPU 12 performs various operations by reading the application program from the nonvolatile memory 14 and temporarily storing it in the RAM 13. For example, as described above, an audio signal is input from each microphone unit, and each audio signal is individually transmitted to another host device connected via a network.
  • the non-volatile memory 14 includes a flash memory, a hard disk drive (HDD), and the like.
  • the nonvolatile memory 14 stores a sound processing program (hereinafter referred to as a sound signal processing program in the present embodiment).
  • the audio signal processing program is an operation program for each microphone unit.
  • programs such as a program for realizing an echo canceller function, a program for realizing a noise canceller function, and a program for realizing gain control.
  • the CPU 12 reads a predetermined audio signal processing program from the nonvolatile memory 14 and transmits it to each microphone unit via the communication I / F 11. Note that the audio signal processing program may be incorporated in the application program.
  • the microphone unit 2A includes a communication I / F 21A, a DSP 22A, and a microphone (hereinafter also referred to as a microphone) 25A.
  • the DSP 22A includes a volatile memory 23A and an audio signal processing unit 24A.
  • the volatile memory 23A is incorporated in the DSP 22A.
  • the volatile memory 23A may be provided separately from the DSP 22A.
  • the audio signal processing unit 24A corresponds to the processing unit of the present invention, and has a function of outputting the sound collected by the microphone 25A as a digital audio signal.
  • the audio signal processing program transmitted from the host device 1 is temporarily stored in the volatile memory 23A via the communication I / F 21A.
  • the audio signal processing unit 24A performs processing according to the audio signal processing program temporarily stored in the volatile memory 23A, and transmits a digital audio signal related to the audio collected by the microphone 25A to the host device 1. For example, when an echo canceller program is transmitted from the host device 1, the echo component is removed from the sound collected by the microphone 25 ⁇ / b> A and then transmitted to the host device 1. As described above, when the echo canceller program is executed in each microphone unit, it is preferable when the host device 1 executes an application program for communication conference.
  • the audio signal processing program temporarily stored in the volatile memory 23A is deleted when the power supply to the microphone unit 2A is cut off.
  • the microphone unit always operates after receiving an audio signal processing program for operation from the host device 1 every time it is activated. If the microphone unit 2A is supplied with power (via bus power) via the communication I / F 21A, it receives an operation program from the host device 1 only when connected to the host device 1, Will perform the action.
  • the audio signal processing program for echo canceller is executed, and when the application program for recording is executed, the audio signal processing of noise canceller is executed.
  • the program is executed.
  • a loudspeaker application program in order to output the sound collected by each microphone unit from the speaker 102 of the host device 1, an aspect in which a howling canceler audio signal processing program is executed. Is also possible. Note that the speaker 102 is not necessary when the host device 1 executes an application program for recording.
  • FIG. 3A is a block diagram showing a configuration when the audio signal processing unit 24A executes an echo canceller program.
  • the audio signal processing unit 24A includes a filter coefficient setting unit 241, an adaptive filter 242, and an adding unit 243.
  • the filter coefficient setting unit 241 estimates the transfer function of the acoustic transmission system (acoustic propagation path from the speaker 102 of the host device 1 to the microphone of each microphone unit), and sets the filter coefficient of the adaptive filter 242 using the estimated transfer function. .
  • the adaptive filter 242 includes a digital filter such as an FIR filter.
  • the adaptive filter 242 receives the sound emission signal FE input from the host device 1 to the speaker 102 of the host device 1, performs filter processing with the filter coefficient set in the filter coefficient setting unit 241, and performs pseudo-regression sound signal Is generated.
  • the adaptive filter 242 outputs the generated pseudo regression sound signal to the adding unit 243.
  • the adding unit 243 outputs a sound collection signal NE1 'obtained by subtracting the pseudo regression sound signal input from the adaptive filter 242 from the sound collection signal NE1 of the microphone 25A.
  • the filter coefficient setting unit 241 updates the filter coefficient using an adaptive algorithm such as an LMS algorithm based on the sound collection signal NE1 'and the sound emission signal FE output from the addition unit 243. Then, the filter coefficient setting unit 241 sets the updated filter coefficient in the adaptive filter 242.
  • an adaptive algorithm such as an LMS algorithm based on the sound collection signal NE1 'and the sound emission signal FE output from the addition unit 243. Then, the filter coefficient setting unit 241 sets the updated filter coefficient in the adaptive filter 242.
  • FIG. 3B is a block diagram showing a configuration when the audio signal processing unit 24A executes a noise canceller program.
  • the audio signal processing unit 24A includes an FFT processing unit 245, a noise removal unit 246, an estimation unit 247, and an IFFT processing unit 248.
  • the FFT processing unit 245 converts the collected sound signal NE'T into the frequency spectrum NE'N.
  • the noise removing unit 246 removes the noise component N′N included in the frequency spectrum NE′N.
  • the noise component N′N is estimated by the estimation unit 247 based on the frequency spectrum NE′N.
  • the estimation unit 247 performs a process of estimating a noise component N′N included in the frequency spectrum NE′N input from the FFT processing unit 245.
  • the estimation unit 247 sequentially acquires and temporarily stores a frequency spectrum (hereinafter referred to as a speech spectrum) S (NE′N) at a certain sample timing of the speech signal NE′N.
  • a speech spectrum hereinafter referred to as a speech spectrum
  • the estimation unit 247 Based on the acquired and stored multiple times of the speech spectrum S (NE′N), the estimation unit 247 has a frequency spectrum at a certain sample timing of the noise component N′N (hereinafter referred to as a noise spectrum) S (N 'N) is estimated. Then, the estimation unit 247 outputs the estimated noise spectrum S (N′N) to the noise removal unit 246.
  • the noise spectrum S (N′N (T)) can be expressed by the following formula 1.
  • noise components such as background noise can be estimated by estimating the noise spectrum S (N′N (T)) based on the speech spectrum.
  • the estimation unit 247 performs noise spectrum estimation processing only when the level of the collected sound signal collected by the microphone 25A is low (silent state).
  • the noise removing unit 246 removes the noise component N′N from the frequency spectrum NE′N input from the FFT processing unit 245 and outputs the frequency spectrum CO′N after the noise removal to the IFFT processing unit 248. Specifically, the noise removal unit 246 calculates a signal level ratio between the voice spectrum S (NE′N) and the noise spectrum S (N′N) input from the estimation unit 247. When the calculated signal level ratio is equal to or greater than the threshold, the noise removal unit 246 outputs the speech spectrum S (NE′N) linearly. Further, when the calculated signal level ratio is less than the threshold value, the noise removing unit 246 outputs the speech spectrum S (NE′N) nonlinearly.
  • the IFFT processing unit 248 outputs a sound signal CO′T generated by inversely transforming the frequency spectrum CO′N after removing the noise component N′N to the time axis.
  • the audio signal processing program can realize an echo suppressor program as shown in FIG.
  • the echo suppressor removes an echo component that could not be removed by the echo canceller in the subsequent stage of the echo canceller shown in FIG.
  • the echo suppressor includes an FFT processing unit 121, an echo removal unit 122, an FFT processing unit 123, a progress calculation unit 124, an echo generation unit 125, an FFT processing unit 126, and an IFFT processing unit 127.
  • the FFT processing unit 121 converts the collected sound signal NE1 'output from the echo canceller into a frequency spectrum. This frequency spectrum is output to the echo removing unit 122 and the progress degree calculating unit 124.
  • the echo removing unit 122 removes residual echo components (echo components that could not be removed by the echo canceller) included in the input frequency spectrum. The residual echo component is generated by the echo generator 125.
  • the echo generation unit 125 generates a residual echo component based on the frequency spectrum of the pseudo regression sound signal input from the FFT processing unit 126.
  • the residual echo component is obtained by adding the residual echo component estimated in the past and the frequency spectrum of the input pseudo-regression sound signal multiplied by a predetermined coefficient.
  • the predetermined coefficient is set by the progress calculation unit 124.
  • the progress calculation unit 124 includes a sound collection signal NE1 input from the FFT processing unit 123 (a sound collection signal before the echo component is removed by the previous echo canceller) and a sound collection signal input from the FFT processing unit 121.
  • the power ratio with NE1 ′ (the collected sound signal after the echo component is removed by the preceding echo canceller) is obtained.
  • the progress degree calculation unit 124 outputs a predetermined coefficient based on the power ratio. For example, when learning of the adaptive filter 242 is not performed at all, the predetermined coefficient is set to 1, and when learning of the adaptive filter 242 progresses, the predetermined coefficient is set to 0 and learning of the adaptive filter 242 is performed. The predetermined coefficient is reduced as the progress proceeds, and the residual echo component is reduced. Then, the echo removal unit 122 removes the residual echo component calculated by the echo generation unit 125.
  • the IFFT processing unit 127 performs inverse conversion on the time axis and outputs the frequency spectrum after removing the echo component.
  • the echo canceller program, the noise canceller program, and the echo suppressor program can be executed by the host device 1.
  • the host device can execute the echo suppressor program while each microphone unit executes the echo canceller program.
  • the audio signal processing program to be executed can be changed according to the number of connected microphone units. For example, when the number of connected microphone units is one, the gain of the microphone unit is set high, and when the number of microphone units is plural, the gain of each microphone unit is set relatively low.
  • each microphone unit includes a plurality of microphones
  • different parameters gain, delay amount, etc.
  • different parameters can be set for each microphone unit according to the order (position) connected to the host device 1.
  • the microphone unit of the present embodiment can realize various functions according to the use of the host device 1. Even in the case of realizing such various functions, the microphone unit 2A does not need to store a program in advance and does not require a non-volatile memory (or a small capacity).
  • the volatile memory 23A that is a RAM is shown as an example of the temporary storage memory.
  • the volatile memory 23A is volatile.
  • a non-volatile memory such as a flash memory may be used.
  • the DSP 22A erases the contents of the flash memory.
  • a capacitor or the like is provided for temporarily securing power until the DSP 22A erases the contents of the flash memory when the power supply to the microphone unit 2A is cut off.
  • the microphone units 2A to 2E all have the same hardware, the user does not need to be aware of which microphone unit is connected to which position.
  • a microphone unit for example, the microphone unit 2A
  • a microphone unit for example, the microphone unit 2E
  • the echo canceller program is always executed on the microphone unit 2E closest to the host device 1
  • the noise canceller program is executed on the microphone unit 2A farthest from the host device 1.
  • each microphone unit may be in a star connection mode that is directly connected to the host device 1, but each microphone unit is connected to each other as shown in FIG. May be connected in series, and any one of the microphone units (microphone unit 2A) may be connected in a cascade manner to the host device 1.
  • the host device 1 is connected to the microphone unit 2A via the cable 331.
  • the microphone unit 2A and the microphone unit 2B are connected via a cable 341.
  • the microphone unit 2B and the microphone unit 2C are connected via a cable 351.
  • the microphone unit 2C and the microphone unit 2D are connected via a cable 361.
  • the microphone unit 2D and the microphone unit 2E are connected via a cable 371.
  • FIG. 5B is an external perspective view of the host device 1
  • FIG. 5C is an external perspective view of the microphone unit 2A.
  • the microphone unit 2A is illustrated and described as a representative, but all the microphone units have the same appearance and configuration.
  • the host device 1 has a rectangular parallelepiped housing 101A, a speaker 102 is provided on the side surface (front surface) of the housing 101A, and communication is performed on the side surface (rear surface) of the housing 101A.
  • An I / F 11 is provided.
  • the microphone unit 2A has a rectangular parallelepiped housing 201A, a microphone 25A is provided on the side surface of the housing 201A, and a first input / output terminal 33A and a second input / output terminal 34A are provided on the front surface of the housing 201A.
  • FIG. 5C shows an example in which the microphone 25A has three sound collection directions on the back surface, the right side surface, and the left side surface.
  • the sound collection direction is not limited to this example.
  • the three microphones 25 ⁇ / b> A may be arranged in a 120-degree interval in a plan view and collected in the circumferential direction.
  • the microphone unit 2 ⁇ / b> A has a cable 331 connected to the first input / output terminal 33 ⁇ / b> A, and is connected to the communication I / F 11 of the host device 1 via the cable 331.
  • the microphone unit 2A is connected to the second input / output terminal 34A with a cable 341, and is connected to the first input / output terminal 33B of the microphone unit 2B via the cable 341.
  • the shapes of the housing 101A and the housing 201A are not limited to the rectangular parallelepiped shape.
  • the housing 101A of the host device 1 may be an elliptic cylinder
  • the housing 201A of the microphone unit 2A may be a columnar shape.
  • the signal processing system according to the present embodiment has an appearance of a cascade connection as shown in FIG. 5A, but can electrically realize a star connection. Hereinafter, this point will be described.
  • FIG. 6A is a schematic block diagram showing signal connection.
  • the hardware configuration of each microphone unit is the same. First, the configuration and function of the microphone unit 2A will be described with reference to FIG. 6B as a representative.
  • the microphone unit 2A includes an FPGA 31A, a first input / output terminal 33A, and a second input / output terminal 34A in addition to the DSP 22A shown in FIG.
  • the FPGA 31A implements a physical circuit as shown in FIG. That is, the FPGA 31A physically connects the first channel of the first input / output terminal 33A and the DSP 22A.
  • the FPGA 31A physically connects one of the sub-channels other than the first channel of the first input / output terminal 33A to another channel adjacent to the channel corresponding to the sub-channel of the second input / output terminal 34A.
  • the second channel of the first input / output terminal 33A and the first channel of the second input / output terminal 34A are connected, and the third channel of the first input / output terminal 33A and the second channel of the second input / output terminal 34A are connected.
  • 2 channels are connected, the fourth channel of the first input / output terminal 33A is connected to the third channel of the second input / output terminal 34A, and the fifth channel of the first input / output terminal 33A is connected to the second channel.
  • the fourth channel of the input / output terminal 34A is connected.
  • the fifth channel of the second input / output terminal 34A is not connected anywhere.
  • the signal (ch. 1) of the first channel of the host device 1 is input to the DSP 22A of the microphone unit 2A.
  • the signal (ch. 2) of the second channel of the host device 1 is transmitted from the second channel of the first input / output terminal 33A of the microphone unit 2A to the first of the microphone unit 2B.
  • the signal is input to the first channel of the input / output terminal 33B and input to the DSP 22B.
  • the signal (ch. 3) of the third channel passes through the second channel of the first input / output terminal 33B of the microphone unit 2B from the third channel of the first input / output terminal 33A, and then the first input / output terminal 33C of the microphone unit 2C. To the first channel and to the DSP 22C.
  • the fourth channel audio signal (ch.4) is transmitted from the fourth channel of the first input / output terminal 33A to the third channel of the first input / output terminal 33B of the microphone unit 2B and the second channel of the microphone unit 2C.
  • the signal is input to the first channel of the first input / output terminal 33D of the microphone unit 2D through the second channel of the first input / output terminal 33C and input to the DSP 22D.
  • the audio signal (ch. 5) of the fifth channel is transmitted from the fifth channel of the first input / output terminal 33A to the fourth channel of the first input / output terminal 33B of the microphone unit 2B and from the first input / output terminal 33C of the microphone unit 2C.
  • the signal is input to the first channel of the first input / output terminal 33E of the microphone unit 2E via the third channel and the second channel of the first input / output terminal 33D of the microphone unit 2D, and then input to the DSP 22E.
  • the microphone units connected in series via the cable can be detachable, and there is no need to consider the connection order.
  • the connection position between the microphone unit 2A and the microphone unit 2E is temporarily assumed. A description will be given of a program transmitted to each microphone unit when the two are replaced.
  • the first input / output terminal 33E of the microphone unit 2E is connected to the communication I / F 11 of the host device 1 via the cable 331, and the second input / output terminal 34E is connected to the first input / output terminal 33E of the microphone unit 2B via the cable 341. 1 is connected to the input / output terminal 33B.
  • the first input / output terminal 33A of the microphone unit 2A is connected to the second input / output terminal 34D of the microphone unit 2D via the cable 371.
  • the echo canceller program is transmitted to the microphone unit 2E, and the noise canceller program is transmitted to the microphone unit 2A.
  • the echo canceller program is always executed on the microphone unit closest to the host apparatus 1, and the noise canceller program is executed on the microphone unit farthest from the host apparatus 1.
  • the host device 1 recognizes the connection order of each microphone unit, and transmits an echo canceller program to the microphone unit within a certain distance from the own device based on the connection order and the cable length. It is also possible to send a noise canceller program to the microphone unit beyond a certain distance. For example, when a dedicated cable is used, information regarding the cable length is stored in advance in the host device. It also sets identification information for each cable, stores identification information and information about the length of the cable, and receives the identification information from each used cable, thereby reducing the length of each used cable. It is also possible to know.
  • the echo canceller close to the host device 1 can increase the number of filter coefficients (the number of taps) to cope with echoes with long reverberation.
  • the number of filter coefficients the number of taps
  • a program that performs non-linear processing (for example, the above-described echo suppressor program) is sent to the microphone unit within a certain distance from the device itself, and there are echo components that cannot be removed by the echo canceller. Even if it occurs, it is possible to adopt a mode in which the echo component is removed.
  • the microphone unit is described as selecting either the noise canceller or the echo canceller.
  • both the noise canceller and the echo canceller programs are transmitted to the microphone unit close to the host device 1 and the host Only the noise canceller program may be transmitted to the microphone unit far from the apparatus 1.
  • each microphone unit when each microphone unit outputs an audio signal to the host device 1, the audio signal of each channel is output individually from each microphone unit. can do.
  • a physical circuit is realized by an FPGA
  • the present invention is not limited to an FPGA as long as the above-described physical circuit can be realized.
  • a dedicated IC may be prepared in advance, or wiring may be provided in advance.
  • FIG. 7 is a schematic block diagram showing the configuration of the microphone unit when converting serial data and parallel data.
  • the microphone unit 2 ⁇ / b> A is illustrated and described as a representative, but all the microphone units have the same configuration and function.
  • the microphone unit 2A includes an FPGA 51A instead of the FPGA 31A shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B).
  • the FPGA 51A includes a physical circuit 501A corresponding to the above-described FPGA 31A, a first conversion unit 502A and a second conversion unit 503A that convert serial data and parallel data.
  • the first input / output terminal 33A and the second input / output terminal 34A input / output a plurality of channels of audio signals as serial data.
  • the DSP 22A outputs the audio signal of the first channel to the physical circuit 501A as parallel data.
  • the physical circuit 501A outputs the parallel data of the first channel output from the DSP 22A to the first conversion unit 502A. Further, the physical circuit 501A outputs the second channel parallel data (corresponding to the output signal of the DSP 22B) and the third channel parallel data (corresponding to the output signal of the DSP 22C) output from the second conversion unit 503A. The fourth channel parallel data (corresponding to the output signal of the DSP 22D) and the fifth channel parallel data (corresponding to the output signal of the DSP 22E) are output to the first converter 502A.
  • FIG. 8A is a conceptual diagram showing conversion between serial data and parallel data.
  • the parallel data includes a bit clock (BCK) for synchronization, a word clock (WCK), and signals SDO0 to SDO4 for each channel (5 channels).
  • BCK bit clock
  • WCK word clock
  • Serial data consists of a sync signal and a data part.
  • the data portion includes a word clock, signals SDO0 to SDO4 of each channel (5 channels), and an error correction code CRC.
  • the first converter 502A receives parallel data as shown in the upper column of FIG. 8A from the physical circuit 501A.
  • the first conversion unit 502A converts the parallel data into serial data as shown in the lower column of FIG.
  • serial data is output to the first input / output terminal 33 ⁇ / b> A and input to the host device 1.
  • the host device 1 processes the audio signal of each channel based on the input serial data.
  • the second conversion unit 503A receives serial data as shown in the lower column of FIG. 8A from the first conversion unit 502B of the microphone unit 2B, and converts the parallel data as shown in the upper column of FIG. 8A. The data is converted and output to the physical circuit 501A.
  • the SDO0 signal output from the second conversion unit 503A is output to the first conversion unit 502A as the SDO1 signal by the physical circuit 501A, and the second conversion unit 503A outputs the signal.
  • the SDO1 signal to be output is output to the first conversion unit 502A as the SDO2 signal
  • the SDO2 signal output from the second conversion unit 503A is output to the first conversion unit 502A as the SDO3 signal
  • the second conversion unit 503A The signal of SDO3 output from is output to the first conversion unit 502A as the signal of SDO4.
  • the first channel audio signal (ch. 1) output from the DSP 22A is input to the host device 1 as the first channel audio signal and output from the DSP 22B.
  • the second channel audio signal (ch. 2) is input to the host device 1 as the second channel audio signal
  • the third channel audio signal (ch. 3) output from the DSP 22C is transmitted to the host device 1 by the third channel.
  • the fourth channel audio signal (ch. 4) input as the channel audio signal and output from the DSP 22D is input to the host device 1 as the fourth channel audio signal and output from the DSP 22E of the microphone unit 2E.
  • Audio signal (ch.5) is input to the host device 1 as a fifth channel audio signal.
  • the DSP 22E of the microphone unit 2E processes the sound collected by the microphone 25E of its own device by the sound signal processing unit 24A, and divides the processed sound into unit bit data (signal SDO4) as a physical circuit 501E. Output to.
  • the physical circuit 501E outputs the signal SDO4 to the first conversion unit 502E as parallel data having the first channel signal.
  • the first conversion unit 502E converts the parallel data into serial data.
  • the serial data includes the first unit bit data (signal SDO4 in the figure) and bit data 0 (indicated by a hyphen “-” in the figure) in order from the word clock. And an error correction code CRC.
  • Such serial data is output from the first input / output terminal 33E and input to the microphone unit 2D.
  • the second conversion unit 503D of the microphone unit 2D converts the input serial data into parallel data and outputs the parallel data to the physical circuit 501D. Then, the physical circuit 501D outputs the signal SDO4 included in the parallel data to the first conversion unit 502D as the second channel signal and the signal SDO3 input from the DSP 22D as the first channel signal. As shown in the third column from the top in FIG. 9, the first conversion unit 502D inserts the signal SDO3 as the first unit bit data following the word clock, and converts the signal SDO4 into serial data having the second unit bit data. To do. In addition, the first conversion unit 502D newly generates an error correction code CRC in this case (when the signal SDO3 is the first and the signal SDO4 is the second), and assigns and outputs the error correction code CRC to the serial data.
  • CRC error correction code
  • Such serial data is output from the first input / output terminal 33D and input to the microphone unit 2C. Similar processing is performed in the microphone unit 2C. As a result, the microphone unit 2C inserts the signal SDO2 as the first unit bit data following the word clock, the signal SDO3 as the second unit bit data, the signal SDO4 as the third unit bit data, and new error correction.
  • the serial data with the code CRC is output.
  • the serial data is input to the microphone unit 2B. Similar processing is performed in the microphone unit 2B.
  • the microphone unit 2B inserts the signal SDO1 as the first unit bit data following the word clock, the signal SDO2 as the second unit bit data, the signal SDO3 as the third unit bit data, and the signal SDO4 as 4 Serial data with a new error correction code CRC is output as the first unit bit data.
  • the serial data is input to the microphone unit 2A. Similar processing is performed in the microphone unit 2A. As a result, the microphone unit 2A inserts the signal SDO0 as the first unit bit data following the word clock, the signal SDO1 as the second unit bit data, the signal SDO2 as the third unit bit data, and the signal SDO3 as 4 Serial data with a new error correction code CRC is output with the signal bit SDO4 as the fifth unit bit data. Then, the serial data is input to the host device 1.
  • the first channel audio signal (ch. 1) output from the DSP 22A is input to the host device 1 as the first channel audio signal, and the DSP 22B
  • the second channel audio signal (ch. 2) output from the second channel is input to the host device 1 as the second channel audio signal
  • the third channel audio signal (ch. 3) output from the DSP 22C is the host device 1.
  • the fourth channel audio signal (ch. 4) input as the third channel audio signal and output from the DSP 22D is input to the host device 1 as the fourth channel audio signal and output from the DSP 22E of the microphone unit 2E.
  • the fifth channel audio signal (ch. 5) is input to the host device 1 as the fifth channel audio signal.
  • each microphone unit divides the audio signal processed by each DSP into fixed unit bit data and transmits it to the microphone unit connected to the higher level, and each microphone unit cooperates to create serial data for transmission. Will do.
  • FIG. 10 is a diagram showing a signal flow when the host apparatus 1 transmits an individual audio signal processing program to each microphone unit. In this case, processing reverse to the signal flow shown in FIG. 9 is performed.
  • the host device 1 reads out the audio signal processing program to be transmitted to each microphone unit from the nonvolatile memory 14 by dividing the audio signal processing program into constant unit bit data, and reads serial data in which the unit bit data is arranged in the order received by each microphone unit. create.
  • the serial data includes the signal SDO0 as the first unit bit data following the word clock, the signal SDO1 as the second unit bit data, the signal SDO2 as the third unit bit data, the signal SDO3 as the fourth unit bit data, and the fifth unit bit data.
  • a signal SDO4 and an error correction code CRC are given as unit bit data.
  • the serial data is first input to the microphone unit 2A.
  • the signal SDO0 which is the first unit bit data is extracted from the serial data, and the extracted unit bit data is input to the DSP 22A and temporarily stored in the volatile memory 23A.
  • the microphone unit 2A has a signal SDO1, a signal SDO2 as the second unit bit data, a signal SDO3 as the third unit bit data, a signal SDO4 as the fourth unit bit data, And serial data to which a new error correction code CRC is added is output.
  • the fifth unit bit data is set to 0 (hyphen “ ⁇ ” in the figure).
  • the serial data is input to the microphone unit 2B.
  • the signal SDO1 which is the first unit bit data, is input to the DSP 22B.
  • the microphone unit 2B gives the signal SDO2 as the first unit bit data following the word clock, the signal SDO3 as the second unit bit data, the signal SDO4 as the third unit bit data, and a new error correction code CRC.
  • the serial data is input to the microphone unit 2C.
  • the signal SDO2 which is the first unit bit data
  • the DSP 22C receives the signal SDO3 as the first unit bit data following the word clock
  • the signal SDO4 as the second unit bit data
  • the serial data to which the new error correction code CRC is added is added.
  • the serial data is input to the microphone unit 2D.
  • the signal SDO3 that is the first unit bit data is input to the DSP 22D.
  • the microphone unit 2D outputs the signal SDO4 and serial data to which a new error correction code CRC is added as the first unit bit data following the word clock.
  • the serial data is input to the microphone unit 2E, and the signal SDO4, which is the first unit bit data, is input to the DSP 22E.
  • the first unit bit data (signal SDO0) is always transmitted to the microphone unit connected to the host apparatus 1, and the second unit bit data (signal SDO0) is always transmitted to the second microphone unit.
  • the signal SDO1) is transmitted
  • the third unit bit data (signal SDO2) is always transmitted to the third connected microphone unit
  • the fourth unit bit is always transmitted to the fourth connected microphone unit.
  • Data (signal SDO3) is transmitted
  • the fifth unit bit data (signal SDO4) is always transmitted to the fifth connected microphone unit.
  • Each microphone unit performs processing according to an audio signal processing program that combines unit bit data. Even in this case, the microphone units connected in series via the cable can be detachable, and there is no need to consider the order of connection. For example, when an echo canceller program is transmitted to the microphone unit 2A closest to the host device 1 and a noise canceller program is transmitted to the microphone unit 2E farthest from the host device 1, the connection position between the microphone unit 2A and the microphone unit 2E is temporarily assumed. Are replaced, the echo canceller program is transmitted to the microphone unit 2E, and the noise canceller program is transmitted to the microphone unit 2A. As described above, even if the connection order is changed, the echo canceller program is always executed on the microphone unit closest to the host apparatus 1, and the noise canceller program is executed on the microphone unit farthest from the host apparatus 1.
  • the operation at the time of starting the host device 1 and each microphone unit will be described.
  • the CPU 12 of the host device 1 reads a predetermined audio signal processing program from the nonvolatile memory 14 (S12), via the communication I / F 11 It transmits to each microphone unit (S13).
  • the CPU 12 of the host device 1 divides the audio signal processing program into fixed unit bit data as described above, creates serial data in which the unit bit data is arranged in the order received by each microphone unit, and sends it to the microphone unit. Send.
  • Each microphone unit receives the audio signal processing program transmitted from the host device 1 (S21) and temporarily stores it (S22). At this time, each microphone unit extracts and receives the unit bit data to be received from the serial data, and temporarily stores the extracted unit bit data. The microphone unit combines the temporarily stored unit bit data and performs processing according to the combined audio signal processing program (S23). Each microphone unit then transmits a digital audio signal related to the collected audio to the host device 1 (S24). At this time, the digital audio signal processed by the audio signal processing unit of each microphone unit is divided into fixed unit bit data and transmitted to the microphone unit connected to the higher level, and each microphone unit cooperates to transmit serial data. And transmitting the serial data for transmission to the host device.
  • serial data is converted in the minimum bit unit, but the conversion is not limited to the minimum bit unit, for example, conversion is performed for each word.
  • the bit data of the channel is not deleted and serial data is deleted. It is included and transmitted. For example, when the number of microphone units is four, the signal SDO4 always has bit data 0, but the signal SDO4 is transmitted as a bit data 0 signal without being deleted. Therefore, it is not necessary to consider which device corresponds to which channel, connection relationship, address information such as which data is transmitted to which device, and the connection order of each microphone unit is assumed. Even if they are switched, signals of appropriate channels are output from the respective microphone units.
  • the detection means for detecting the activation state of the microphone unit can detect the activation state by detecting the connection of the cable, but may detect the microphone unit connected when the power is turned on. In addition, when a new microphone unit is added during use, it is possible to detect the connection of the cable and detect the activation state. In this case, the program of the connected microphone unit can be deleted, and the sound processing program can be transmitted again from the main body to all the microphone units.
  • FIG. 12 is a configuration diagram of a signal processing system according to an application example.
  • the signal processing system according to the application example includes slave units 10A to 10E connected in series and a master unit (host device) 1 connected to the slave unit 10A.
  • FIG. 13 is an external perspective view of the child device 10A.
  • FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the slave unit 10A.
  • the host device 1 is connected to the child device 10 ⁇ / b> A via a cable 331.
  • the slave unit 10A and the slave unit 10B are connected via a cable 341.
  • the slave unit 10B and the slave unit 10C are connected via a cable 351.
  • the slave unit 10C and the slave unit 10D are connected via a cable 361.
  • the slave unit 10D and the slave unit 10E are connected via a cable 371.
  • the slave units 10A to 10E have the same configuration. Therefore, in the following description of the configuration of the slave unit, the slave unit 10A will be described as a representative.
  • the hardware configuration of each slave unit is the same.
  • Slave device 10A has the same configuration and function as microphone unit 2A described above. However, handset 10A includes a plurality of microphones MICa to MICm instead of microphone 25A.
  • the audio signal processing unit 24A of the DSP 22A includes configurations of an amplifier 11a to an amplifier 11m, a coefficient determination unit 120, a synthesis unit 130, and an AGC 140.
  • the number of microphones may be two or more, and can be set as appropriate according to the sound collection specifications of one slave unit. Accordingly, the number of amplifiers may be the same as the number of microphones. For example, three microphones are sufficient to collect sound with a small number in the circumferential direction.
  • Each microphone MICa to microphone MICm has a different sound collection direction. That is, each of the microphones MICa to MICm has a predetermined sound collection directivity and collects sound with a specific direction as a main sound collection direction, and generates a sound collection signal Sma to a sound collection signal Smm. Specifically, for example, the microphone MICa collects sound with the first specific direction as the main sound collection direction, and generates a sound collection signal Sma. Similarly, the microphone MICb collects sound with the second specific direction as the main sound collection direction, and generates a sound collection signal Smb.
  • the microphones MICA to MICm are installed in the slave unit 10A so that their sound collection directivities are different.
  • each of the microphones MICa to MICm is installed in the child device 10A so that the main sound collection direction is different.
  • the sound collection signals Sma to Smm output from the microphones MICa to MICm are input to the amplifiers 11a to 11m, respectively.
  • the collected sound signal Sma output from the microphone MICa is input to the amplifier 11a
  • the collected sound signal Smb output from the microphone MICb is input to the amplifier 11b.
  • the collected sound signal Smm output from the microphone MICm is input to the amplifier 11m.
  • each of the collected sound signals Sma to Smm is input to the coefficient determining unit 120. At this time, the collected sound signals Sma to Smm are converted from analog signals to digital signals and then input to the amplifiers 11a to 11m.
  • the coefficient determination unit 120 detects the signal power of the sound collection signal Sma to the sound collection signal Smm. The signal power of each of the sound collection signals Sma to Smm is compared, and the sound collection signal having the maximum power is detected. The coefficient determination unit 120 sets the gain coefficient for the collected sound signal detected as the maximum power to “1”. The coefficient determination unit 120 sets “0” as the gain coefficient for the collected sound signal other than the detected sound collected signal with the maximum power.
  • the coefficient determination unit 120 detects the maximum power and the signal level of the detected sound pickup signal, and generates level information IFO10A.
  • the coefficient determination unit 120 outputs the level information IFO10A to the FPGA 51A.
  • the amplifiers 11a to 11m are amplifiers capable of gain adjustment.
  • the amplifiers 11a to 11m amplify the collected sound signals Sma to Smm with the gain coefficients given from the coefficient determining unit 120, and generate amplified sound collected signals Smga to Smgm, respectively.
  • the amplifier 11a amplifies the sound collection signal Sma with the gain coefficient from the coefficient determination unit 120, and outputs the amplified sound collection signal Smg.
  • the amplifier 11b amplifies the sound collection signal Smb with the gain coefficient from the coefficient determination unit 120, and outputs the amplified sound collection signal Smgb.
  • the amplifier 11m amplifies the sound collection signal Smm with the gain coefficient from the coefficient determination unit 120, and outputs the amplified sound collection signal Smgm.
  • the amplified sound pickup signal is a signal having a signal level “0”.
  • the amplified sound pickup signals Smga to Smgm are input to the synthesis unit 130.
  • the synthesizing unit 130 is an adder, and generates the child machine audio signal Sm10A by adding the amplified sound pickup signals Smga to the amplified sound pickup signals Smgm.
  • the amplified sound pickup signal Smga to the amplified sound pickup signal Smgm only those having the maximum power of the sound pickup signal Sma to the sound pickup signal Smm that are the sources of the amplified sound pickup signals Smga to Smgm are collected.
  • the signal level is in accordance with the signal, and the others have a signal level of “0”.
  • the handset audio signal Sm10A obtained by adding the amplified sound pickup signal Smga to the amplified sound pickup signal Smgm becomes the maximum power and the detected sound pickup signal itself.
  • the sound collecting signal with the maximum power changes, that is, if the sound source of the sound collecting signal with the maximum power moves, the sound collecting signal that becomes the slave unit audio signal Sm10A also changes in accordance with this change and movement. .
  • the sound source can be tracked based on the sound collection signal of each microphone, and the child device sound signal Sm10A that has collected the sound from the sound source most efficiently can be output.
  • the AGC 140 is a so-called auto gain control amplifier, which amplifies the handset audio signal Sm10A with a predetermined gain and outputs it to the FPGA 51A.
  • the gain set by the AGC 140 is appropriately set according to communication specifications. Specifically, for example, the gain set by the AGC 140 is set so that the transmission loss is estimated in advance and the transmission loss is compensated.
  • the slave unit audio signal Sm10A By performing the gain control of the slave unit audio signal Sm10A, the slave unit audio signal Sm10A can be accurately and reliably transmitted from the slave unit 10A to the host device 1. Thereby, the host device 1 can receive and demodulate the slave unit audio signal Sm10A accurately and reliably.
  • the handset audio signal Sm10A after AGC and the level information IFO10A are input to the FPGA 51A.
  • the FPGA 51A generates handset data D10A from the handset voice signal Sm10A after AGC and the level information IFO10A, and transmits it to the host device 1.
  • the level information IFO10A is data synchronized with the slave unit audio signal Sm10A assigned to the same slave unit data.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of the data format of handset data transmitted from the handset to the host device.
  • the slave unit data D10A is data in which a header DH, a slave unit audio signal Sm10A, and level information IFO10A that can be identified by the slave unit that is the transmission source are respectively assigned a predetermined number of bits.
  • the slave unit audio signal Sm10A is assigned a predetermined bit after the header DH
  • the level information IFO10A is assigned a predetermined bit after the bit string of the slave unit audio signal Sm10A.
  • the other child devices 10B to 10E also include child device data D10B to child device data including child device audio signal Sm10B to child device audio signal Sm10E and level information IFO10B to level information IFO10E, respectively.
  • D10E is generated and output to the host device 1.
  • the slave unit data D10B to the slave unit data D10E are each divided into fixed unit bit data and transmitted to the slave unit connected to the host, so that each slave unit cooperates to create serial data. become.
  • FIG. 17 is a block diagram showing various configurations realized by the CPU 12 of the host device 1 executing a predetermined audio signal processing program.
  • the CPU 12 of the host device 1 includes a plurality of amplifiers 21a to 21e, a coefficient determination unit 220, and a synthesis unit 230.
  • the communication device I / F 11 receives the child device data D10A to the child device data D10E from the child devices 10A to 10E.
  • the communication I / F 11 demodulates the slave unit data D10A to the slave unit data D10E, and acquires the slave unit audio signal Sm10A to the slave unit audio signal Sm10E, and the respective level information Ifo10A to level information Ifo10E.
  • the communication I / F 11 outputs the slave unit audio signal Sm10A to the slave unit audio signal Sm10E to the amplifier 21a to the amplifier 21e, respectively. Specifically, the communication I / F 11 outputs the slave unit audio signal Sm10A to the amplifier 21a and outputs the slave unit audio signal Sm10B to the amplifier 21b. Similarly, the communication I / F 11 outputs the slave unit audio signal Sm10E to the amplifier 21e.
  • the communication I / F 11 outputs the level information IFO10A to the level information IFO10E to the coefficient determination unit 220.
  • the coefficient determination unit 220 compares the level information Ifo10A to the level information Ifo10E and detects the maximum level information.
  • the coefficient determination unit 220 sets the gain coefficient for the child unit audio signal corresponding to the detected maximum level and level information to “1”.
  • the coefficient determination unit 220 sets the gain coefficient for the collected sound signal other than the handset audio signal corresponding to the detected level information as the maximum level to “0”.
  • the amplifiers 21a to 21e are amplifiers capable of gain adjustment.
  • the amplifiers 21a to 21e amplify the slave unit audio signal Sm10A to the slave unit audio signal Sm10E with the gain coefficient given from the coefficient determination unit 220, and generate the amplified audio signal Smg10A to the amplified audio signal Smg10E, respectively. .
  • the amplifier 21a amplifies the handset audio signal Sm10A with the gain coefficient from the coefficient determination unit 220, and outputs the amplified audio signal Smg10A.
  • the amplifier 21b amplifies the child device audio signal Sm10B with the gain coefficient from the coefficient determining unit 220, and outputs the amplified audio signal Smg10B.
  • the amplifier 21e amplifies the handset audio signal Sm10E with the gain coefficient from the coefficient determination unit 220, and outputs the amplified audio signal Smg10E.
  • the amplifier to which gain coefficient “1” is output while maintaining the signal level of the slave unit audio signal as it is. . In this case, the amplified audio signal remains the slave audio signal.
  • the amplified audio signal is a signal having a signal level “0”.
  • the amplified audio signal Smg10A to the amplified audio signal Smg10E are input to the synthesis unit 230.
  • the synthesizer 230 is an adder and generates a tracking audio signal by adding the amplified audio signals Smg10A to Smg10E.
  • the amplified audio signal Smg10A to the amplified audio signal Smg10E are only those having the maximum level of the slave unit audio signal Sm10A to the slave unit audio signal Sm10E that are the sources of the amplified audio signals Smg10A to Smg10E.
  • the signal level is in accordance with the signal, and the others have a signal level of “0”.
  • the tracking audio signal obtained by adding the amplified audio signal Smg10A to the amplified audio signal Smg10E is the child unit audio signal itself detected as the maximum level.
  • the child device 10A to child device 10E perform the first-stage sound source tracking based on the collected sound signal of the microphone, and the host device 1 performs each child device 10A to child device.
  • Second-stage sound source tracking is performed by the handset audio signal of the machine 10E.
  • sound source tracking can be realized by the plurality of microphones MICa to MICm of the plurality of slave units 10A to 10E. Therefore, by appropriately setting the number and arrangement pattern of the slave units 10A to 10E, the sound source tracking can be reliably performed without being affected by the size of the sound collection range or the sound source position of a speaker or the like. it can. For this reason, the sound from the sound source can be collected with high quality without depending on the position of the sound source.
  • the number of audio signals transmitted from the slave unit 10A to the slave unit 10E is one without depending on the number of microphones attached to the slave unit. Therefore, the amount of communication data can be reduced as compared with the case where the collected sound signals of all microphones are transmitted to the host device. For example, when the number of microphones attached to each slave unit is m, the number of audio data transmitted from each slave unit to the host device is (1 / m) when all collected sound signals are transmitted to the host device. )
  • FIG. 18 is a flowchart of the sound source tracking process of the slave unit according to the embodiment of the present invention.
  • the processing flow of one slave unit will be described, but a plurality of slave units execute the same flow of processing.
  • the details of the processing are described above, detailed description thereof will be omitted below.
  • the slave unit collects sound with each microphone and generates a collected sound signal (S101).
  • the slave unit detects the level of the collected sound signal of each microphone (S102).
  • the handset detects the maximum power collected signal and generates level information of the maximum power collected signal (S103).
  • the slave unit determines a gain coefficient for each collected sound signal (S104). Specifically, the slave unit sets the gain of the collected sound signal with the maximum power to “1”, and sets the gains of the other collected sound signals to “0”.
  • the slave unit amplifies each sound collection signal with the determined gain coefficient (S105).
  • the slave unit synthesizes the amplified sound pickup signals to generate a slave unit voice signal (S106).
  • the slave unit performs AGC processing on the slave unit voice signal (S107), generates slave unit data including the slave unit voice signal and level information after the AGC process, and outputs the slave unit data to the host device (S108).
  • FIG. 19 is a flowchart of the sound source tracking process of the host device according to the embodiment of the present invention. In addition, since the details of the processing are described above, detailed description thereof will be omitted below.
  • the host device 1 receives handset data from each handset, and obtains handset audio signals and level information (S201). The host device 1 compares the level information from each slave unit and detects the maximum level slave unit audio signal (S202).
  • the host device 1 determines a gain coefficient for each slave unit audio signal (S203). Specifically, the host apparatus 1 sets the gain of the child machine audio signal at the maximum level to “1”, and sets the gains of the other child machine audio signals to “0”.
  • the host device 1 amplifies each slave unit audio signal with the determined gain coefficient (S204).
  • the host device 1 synthesizes the amplified handset audio signal and generates a tracking audio signal (S205).
  • the gain coefficient of the original maximum power sound collection signal is set from “1” to “0” at the timing when the maximum power sound collection signal is switched, and the gain of the new maximum power sound collection signal is set. The coefficient is switched from “0” to “1”.
  • these gain coefficients may be changed in more detailed steps. For example, the gain coefficient of the original maximum power sound pickup signal is gradually decreased from “1” to “0”, and the gain coefficient of the new maximum power sound pickup signal is changed from “0” to “1”. So as to gradually increase. That is, the cross-fading process may be performed from the original maximum power collected signal to the new maximum power collected signal. At this time, the sum of these gain coefficients is set to “1”.
  • Such a cross-fade process may be applied not only to the synthesis of the collected sound signal performed in the slave unit but also to the synthesis of the slave unit audio signal performed in the host device 1.
  • the AGC may be provided in the host device 1.
  • AGC may be performed by the communication I / F 11 of the host device 1.
  • the host device 1 can emit test sound waves from the speaker 102 toward each child device and cause each child device to determine the level of the test sound wave.
  • the host device 1 detects the activation state of the child device (S51)
  • the host device 1 reads the level determination program from the nonvolatile memory 14 (S52) and transmits it to each child device via the communication I / F 11 (S53).
  • the CPU 12 of the host device 1 divides the level determination program into fixed unit bit data, creates serial data in which the unit bit data is arranged in the order received by each slave unit, and transmits the serial data to the slave unit.
  • Each slave unit receives the level determination program transmitted from the host device 1 (S71).
  • the level determination program is temporarily stored in the volatile memory 23A (S72).
  • each slave unit extracts and receives the unit bit data to be received from the serial data, and temporarily stores the extracted unit bit data.
  • Each slave unit combines the unit bit data temporarily stored and executes the combined level determination program (S73).
  • the audio signal processing unit 24 realizes the configuration shown in FIG.
  • the level determination program since the level determination program only performs level determination and does not require generation and transmission of the child device audio signal Sm10A, the amplifier 11a to the amplifier 11m, the coefficient determination unit 120, the synthesis unit 130, and the AGC 140 No configuration is necessary.
  • the coefficient determination unit 220 of each slave unit functions as a sound level determination unit, and determines the level of the test sound wave input to the plurality of microphones MICa to MICm (S74).
  • the coefficient determination unit 220 transmits level information (level data) as a determination result to the host device 1 (S75).
  • the level data may be transmitted for each of the plurality of microphones MICa to MICm, or only the level data indicating the maximum level may be transmitted for each slave unit.
  • the level data is divided into fixed unit bit data and transmitted to the slave unit connected to the higher level, whereby each slave unit cooperates to create level determination serial data.
  • the host device 1 receives level data from each slave unit (S55).
  • the host device 1 selects an audio signal processing program to be transmitted to each slave unit based on the received level data, and reads out these programs from the nonvolatile memory 14 (s56). For example, a slave unit having a high test sound wave level is judged to have a high echo level, and an echo canceller program is selected. Further, the slave unit having a low test sound wave level is judged to have a low echo level, and a noise canceller program is selected. Then, the host device 1 transmits the read audio signal processing program to each slave unit (s57). Subsequent processing is the same as the flowchart shown in FIG.
  • the host device 1 may change the number of filter coefficients of each slave unit in the echo canceller program based on the received level data, and define a change parameter for changing the number of filter coefficients to each slave unit. Good. For example, the number of taps is increased for a slave unit having a high test sound wave level, and the number of taps is decreased for a slave unit having a low test sound wave level. In this case, the host device 1 divides the change parameter into fixed unit bit data, creates change parameter serial data in which the unit bit data is arranged in the order received by each slave unit, and transmits it to each slave unit.
  • the echo canceller can be provided for each of the plurality of microphones MICa to MICm in each slave unit.
  • the coefficient determination unit 220 of each slave unit transmits level data for each of the plurality of microphones MICa to MICm.
  • level information IFO10A to level information Ifo10E may include microphone identification information in each slave unit.
  • the slave unit when the slave unit detects the maximum power pickup signal and generates level information of the maximum power pickup signal (S801), the slave unit detects the maximum power of the microphone.
  • the identification information is included in the level information and transmitted (S802).
  • the host device 1 receives the level information from each slave unit (S901), and when the level information that is the maximum level is selected, the host device 1 is based on the microphone identification information included in the selected level information.
  • the echo canceller being used is specified (S902).
  • the host apparatus 1 makes a transmission request for each signal related to the echo canceller to the slave unit using the specified echo canceller (S903).
  • the slave unit When receiving the transmission request (S803), the slave unit receives the pseudo-regression sound signal and the collected sound signal NE1 from the designated echo canceller with respect to the host device 1 (the echo component is removed by the preceding echo canceller).
  • the previous sound collection signal) and the sound collection signal NE1 ′ (the sound collection signal after the echo component is removed by the previous echo canceller) are transmitted (S804).
  • the host device 1 receives these signals (S904), and inputs the received signals to the echo suppressor (S905). Thereby, since the coefficient according to the learning progress of the specified echo canceller is set in the echo generation unit 125 of the echo suppressor, an appropriate residual echo component can be generated.
  • the progress degree calculation unit 124 may be provided on the audio signal processing unit 24A side.
  • the host device 1 requests the slave unit using the identified echo canceller to transmit a coefficient that changes in accordance with the learning progress in S903 in FIG.
  • the slave unit reads the coefficient calculated by the progress level calculation unit 124 and transmits the coefficient to the host device 1.
  • the echo generator 125 generates a residual echo component according to the received coefficient and the pseudo regression sound signal.
  • FIG. 23 is a diagram showing a modified example related to the arrangement of the host device and the slave unit.
  • FIG. 23A shows an example in which the child device 10C is the farthest from the host device 1 and the child device 10E is the closest to the host device 1 although it is the same as the connection mode shown in FIG. That is, the cable 361 connecting the child device 10C and the child device 10D is bent so that the child device 10D and the child device 10E come closer to the host device 1.
  • the slave unit 10C is connected to the host device 1 via the cable 331.
  • the slave unit 10C branches the data transmitted from the host device 1 and transmits the data to the slave unit 10B and the slave unit 10D. Further, the slave unit 10C transmits the data transmitted from the slave unit 10B, the data transmitted from the slave unit 10D, and the data of the own device to the host device 1 together.
  • the host device is connected to any one of the plurality of slave units connected in series.
  • the present invention is a Japanese patent application filed on November 12, 2012 (Japanese Patent Application No. 2012-248158), a Japanese patent application filed on November 13, 2012 (Japanese Patent Application No. 2012-249607), and an application filed on November 13, 2012 Japanese patent application (Japanese Patent Application No. 2012-249609), the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the terminal does not have a built-in operation program in advance, receives the program from the host device, temporarily stores it in the temporary storage memory, and then performs the operation. Therefore, it is not necessary to store a large number of programs in advance on the microphone unit side.
  • the program rewriting process for each microphone unit is unnecessary, and a new function can be realized only by changing the program stored in the nonvolatile memory on the host device side. it can.

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Abstract

　予め複数のプログラムを記憶させておく必要がない信号処理システムを提供する。ＣＰＵ１２は、不揮発性メモリ１４から所定の音声信号処理プログラムを読み出し、通信Ｉ／Ｆ１１を介して各マイクユニットに送信する。ホスト装置１から送信される音声信号処理プログラムは、通信Ｉ／Ｆ２１Ａを介して揮発性メモリ２３Ａに一時記憶される。音声信号処理部２４Ａは、揮発性メモリ２３Ａに一時記憶された音声信号処理プログラムに応じた処理を行い、マイク２５Ａが収音した音声に係るデジタル音声信号をホスト装置１に送信する。例えば、ホスト装置１からエコーキャンセラのプログラムが送信された場合、マイク２５Ａが収音した音声から、エコー成分を除去してからホスト装置１に送信する。揮発性メモリ２３Ａに一時記憶された音声信号処理プログラムは、マイクユニット２Ａへの電源供給が絶たれた場合に消去される。マイクユニットは、起動毎に都度、必ずホスト装置１から動作用の音声信号処理プログラムを受信してから動作を行う。

Description

信号処理システムおよび信号処理方法
　この発明は、マイクユニットと、当該マイクユニットに接続されるホスト装置と、からなる信号処理システムに関する。
　従来、通信会議システムでは、通信先に応じてエコーキャンセル用のプログラムを選択できるように、複数のプログラムを記憶しておく装置が提案されている。
　例えば、特許文献１の装置では、通信先に応じてタップ長を変更する構成となっている。
　また、特許文献２のテレビ電話装置では、本体に設けられたディップスイッチを切り替えることで、用途毎に異なるプログラムを読み出すものである。
日本国特開２００４－２４２２０７号公報 日本国特開平１０－２７６４１５号公報
　しかし、特許文献１、２の装置では、想定される使用態様に応じて複数のプログラムを予め記憶しておかなければならない。仮に新たな機能を追加する場合にはプログラムを書き換える必要があり、特に端末数が増えた場合には問題となる。
　そこで、この発明は、予め複数のプログラムを記憶させておく必要がない信号処理システムを提供することを目的とする。
　本発明の信号処理システムは、マイクユニットと、当該マイクユニットの１つに接続されるホスト装置と、を備えた信号処理システムである。前記マイクユニットは、音声を収音するマイクと、一時記憶メモリと、前記マイクが収音した音声を処理する処理部と、を備えている。前記ホスト装置は、前記マイクユニット用の音声処理プログラムを保持した不揮発性メモリを備えている。そして、本発明の信号処理システムは、前記ホスト装置が、前記不揮発性メモリから前記音声処理プログラムを前記マイクユニットの一時記憶メモリに送信し、前記マイクユニットが、前記一時記憶メモリに前記音声処理プログラムを一時記憶し、前記処理部は、前記一時記憶メモリに一時記憶された音声処理プログラムに応じた処理を行い、当該処理後の音声を前記ホスト装置に送信することを特徴とする。
　このように、本発明の信号処理システムでは、端末（マイクユニット）には予め動作用のプログラムを内蔵せず、ホスト装置からプログラムを受信して、一時記憶メモリに一時記憶してから動作を行うため、マイクユニット側に予め多数のプログラムを記憶させておく必要がない。また、新たな機能を追加する場合に、各マイクユニットのプログラム書き換え処理は不要であり、ホスト装置側の不揮発性メモリに記憶されているプログラムを変更するだけで、新たな機能を実現することができる。
　なお、マイクユニットを複数接続する場合、全てのマイクユニットに同じプログラムを実行させてもよいが、マイクユニット毎に個別のプログラムを実行させることも可能である。
　例えば、ホスト装置にスピーカが存在した場合において、最もホスト装置に近いマイクユニットにはエコーキャンセラのプログラムを実行させ、ホスト装置から遠いマイクユニットにはノイズキャンセラのプログラムを実行させる、等の態様が可能である。なお、本発明の信号処理システムでは、仮にマイクユニットの接続位置を変更した場合であっても、接続位置毎に適したプログラムが送信される。例えば、最も近いマイクユニットには、必ずエコーキャンセラのプログラムが実行される。したがって、どの位置にどのマイクユニットを接続するのか、ユーザが意識する必要はない。
　また、ホスト装置は、接続されるマイクユニットの数に応じて、送信するプログラムを変更することも可能である。接続されるマイクユニットの数が１つの場合は当該マイクユニットのゲインを高く設定し、マイクユニットの数が複数の場合は、各マイクユニットのゲインを相対的に低く設定する。
　あるいは、各マイクユニットが複数のマイクを備えている場合、マイクアレイとして機能させるためのプログラムを実行させる態様も可能である。
　また、ホスト装置は、前記音声処理プログラムを一定の単位ビットデータに分割し、前記単位ビットデータを各マイクユニットが受け取る順に配列したシリアルデータを作成し、前記シリアルデータを前記各マイクユニットへ送信し、各マイクユニットは、前記シリアルデータから自己が受け取るべき単位ビットデータを抜き出して受け取り、抜き出した前記単位ビットデータを一時記憶し、処理部は、前記単位ビットデータを結合した音声処理プログラムに応じた処理を行う態様も可能である。これにより、マイクユニットの数が増えて送信するプログラムの数が増えたとしてもマイクユニット間の信号線の数が増えることがない。
　また、各マイクユニットは、前記処理後の音声を一定の単位ビットデータに分割して上位に接続されたマイクユニットに送信し、各マイクユニットは協同して送信用シリアルデータを作成し、前記ホスト装置に送信する態様も可能である。これにより、マイクユニットの数が増えてチャンネル数が増えたとしてもマイクユニット間の信号線の数が増えることがない。
　また、マイクユニットは、異なる収音方向を有する複数のマイクロホンと、音声レベル判定手段とを有し、前記ホスト装置は、スピーカを有し、該スピーカから各マイクユニットに向けて試験用音波を発し、各マイクユニットは、前記複数のマイクロホンに入力された前記試験用音波のレベルを判定し、判定結果となるレベルデータを一定の単位ビットデータに分割して上位に接続されたマイクユニットに送信し、各マイクユニットが協同してレベル判定用シリアルデータを作成する態様とすることも可能である。これにより、スピーカから各マイクユニットのマイクロホンに至るエコーのレベルをホスト装置で把握することができる。
　また、音声処理プログラムは、フィルタ係数が更新されるエコーキャンセラを実現するためのエコーキャンセルプログラムからなり、該エコーキャンセルプログラムは前記フィルタ係数の数を決めるフィルタ係数設定部を有し、前記ホスト装置は、各マイクユニットから受けとったレベルデータに基づいて各マイクユニットのフィルタ係数の数を変更し、各マイクユニットへフィルタ係数の数を変更するための変更パラメータを定め、該変更パラメータを一定の単位ビットデータに分割して、前記単位ビットデータを各マイクユニットが受け取る順に配列した変更パラメータ用シリアルデータを作成し、前記各マイクユニットへ前記変更パラメータ用シリアルデータを送信する態様とすることも可能である。
　この場合、ホスト装置に近く、エコーのレベルが高くなるマイクユニットには、フィルタ係数の数（タップ数）を多くしたり、ホスト装置に遠く、エコーのレベルが低くなるマイクユニットには、タップ数を短くしたりすることができる。
　また、音声処理プログラムは、前記エコーキャンセルプログラムまたはノイズ成分を除去するノイズキャンセルプログラムであり、前記ホスト装置は、前記レベルデータから各マイクユニットへ送信するプログラムを前記エコーキャンセルプログラムまたは前記ノイズキャンセルプログラムのいずれかに定める態様とすることも可能である。
　この場合、ホスト装置に近く、エコーのレベルが高いマイクユニットには、エコーキャンセラを実行させ、ホスト装置に遠く、エコーのレベルが低いマイクユニットには、ノイズキャンセラを実行させることができる。
　また、本発明の信号処理方法は、直列接続された複数のマイクユニットと、当該複数のマイクユニットの１つに接続されるホスト装置と、を備えた信号処理装置のための信号処理方法である。各マイクユニットは、音声を収音するマイクと、一時記憶用メモリと、前記マイクが収音した音声を処理する処理部と、を備える。前記ホスト装置は、前記マイクユニット用の音声処理プログラムを保持した不揮発性メモリを備える。当該信号処理方法は、前記ホスト装置の起動状態を検知すると、前記不揮発性メモリから前記音声処理プログラムを読み出し、該音声処理プログラムを前記ホスト装置から前記各マイクユニットへ送信し、前記音声処理プログラムを前記各マイクユニットの前記一時記憶用メモリに一時記憶し、前記一時記憶用メモリに一時記憶された音声処理プログラムに応じた処理を行い、当該処理後の音声を前記ホスト装置に送信することを特徴とする。
　本発明によれば、予め複数のプログラムを記憶させておく必要がなく、新たな機能を追加する場合に端末のプログラムを書き換える必要もない。
本発明の信号処理システムの接続態様を示す図である。 図２（Ａ）は、ホスト装置の構成を示すブロック図であり、図２（Ｂ）は、マイクユニットの構成を示すブロック図である。 図３（Ａ）は、エコーキャンセラの構成を示す図であり、図３（Ｂ）は、ノイズキャンセラの構成を示す図である。 エコーサプレッサの構成を示す図である。 図５（Ａ）は、本発明の信号処理システムの別の接続態様を示す図であり、図５（Ｂ）は、ホスト装置の外観斜視図であり、図５（Ｃ）は、マイクユニットの外観斜視図である。 図６（Ａ）は、信号接続を示した概略ブロック図であり、図６（Ｂ）は、マイクユニットの構成を示す概略ブロック図である。 シリアルデータとパラレルデータを変換する場合の信号処理装置の構成を示した概略ブロック図である。 図８（Ａ）は、シリアルデータとパラレルデータの変換を示す概念図であり、図８（Ｂ）は、マイクユニットの信号の流れを示す図である。 各マイクユニットからホスト装置に信号を送信する場合の信号の流れを示す図である。 ホスト装置から各マイクユニットに個別の音声信号処理プログラムを送信する場合の信号の流れを示す図である。 信号処理システムの動作を示したフローチャートである。 応用例に係る信号処理システムの構成を示すブロック図である。 応用例に係る子機の外観斜視図である。 応用例に係る子機の構成を示すブロック図である。 音声信号処理部の構成を示すブロック図である。 子機データのデータフォーマット例を示す図である。 応用例に係るホスト装置の構成を示すブロック図である。 子機の音源追尾処理のフローチャートである。 ホスト装置の音源追尾処理のフローチャートである。 試験用音波を発してレベル判定を行う場合の動作を示すフローチャートである。 子機のエコーキャンセラを特定する場合の動作を示すフローチャートである。 ホスト装置でエコーサプレッサを構成する場合のブロック図である。 図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）は、ホスト装置および子機の配置の変形例を示した図である。
　図１は、本発明の信号処理システムの接続態様を示す図である。信号処理システムは、ホスト装置１と、ホスト装置１にそれぞれ接続される複数（この例では５つ）のマイクユニット２Ａ～２Ｅと、からなる。
　マイクユニット２Ａ～２Ｅは、例えば大空間の会議室内にそれぞれ配置される。ホスト装置１は、各マイクユニットから音声信号を受信し、種々の処理を行う。例えば、ネットワークを介して接続された他のホスト装置に各マイクユニットの音声信号を個別に送信する。
　図２（Ａ）は、ホスト装置１の構成を示すブロック図であり、図２（Ｂ）は、マイクユニット２Ａの構成を示すブロック図である。各マイクユニットのハードウェア構成は全て同一であり、図２（Ｂ）においては、代表してマイクユニット２Ａの構成および機能について説明する。なお、本実施形態では、Ａ／Ｄ変換の構成は省略し、特に記載が無い限り各種信号はデジタル信号であるものとして説明する。
　図２（Ａ）に示すように、ホスト装置１は、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１１、ＣＰＵ１２、ＲＡＭ１３、不揮発性メモリ１４、およびスピーカ１０２を備えている。
　ＣＰＵ１２は、不揮発性メモリ１４からアプリケーションプログラムを読み出し、ＲＡＭ１３に一時記憶することで、種々の動作を行う。例えば、上述したように、各マイクユニットから音声信号を入力し、ネットワークを介して接続された他のホスト装置に各音声信号を個別に送信する。
　不揮発性メモリ１４は、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等からなる。不揮発性メモリ１４には、音声処理プログラム（以下、本実施形態においては音声信号処理プログラムと言う。）が記憶されている。音声信号処理プログラムは、各マイクユニットの動作用プログラムである。例えば、エコーキャンセラの機能を実現するプログラムや、ノイズキャンセラの機能を実現するプログラム、ゲイン制御を実現するプログラム等、様々な種類のプログラムが存在する。
　ＣＰＵ１２は、不揮発性メモリ１４から所定の音声信号処理プログラムを読み出し、通信Ｉ／Ｆ１１を介して各マイクユニットに送信する。なお、音声信号処理プログラムは、アプリケーションプログラムに内蔵されていてもよい。
　マイクユニット２Ａは、通信Ｉ／Ｆ２１Ａ、ＤＳＰ２２Ａ、およびマイクロホン（以下、マイクとも言う。）２５Ａを備えている。
　ＤＳＰ２２Ａは、揮発性メモリ２３Ａおよび音声信号処理部２４Ａを備えている。なお、この例では、揮発性メモリ２３ＡがＤＳＰ２２Ａに内蔵されている態様を示しているが、揮発性メモリ２３Ａは、ＤＳＰ２２Ａとは別に設けられていてもよい。音声信号処理部２４Ａは、本発明の処理部に相当し、マイク２５Ａで収音した音声をデジタル音声信号として出力する機能を有する。
　ホスト装置１から送信される音声信号処理プログラムは、通信Ｉ／Ｆ２１Ａを介して揮発性メモリ２３Ａに一時記憶される。音声信号処理部２４Ａは、揮発性メモリ２３Ａに一時記憶された音声信号処理プログラムに応じた処理を行い、マイク２５Ａが収音した音声に係るデジタル音声信号をホスト装置１に送信する。例えば、ホスト装置１からエコーキャンセラのプログラムが送信された場合、マイク２５Ａが収音した音声から、エコー成分を除去してからホスト装置１に送信する。このように、各マイクユニットでエコーキャンセラのプログラムを実行すると、ホスト装置１において通信会議用のアプリケーションプログラムを実行する場合に好適である。
　揮発性メモリ２３Ａに一時記憶された音声信号処理プログラムは、マイクユニット２Ａへの電源供給が絶たれた場合に消去される。マイクユニットは、起動毎に都度、必ずホスト装置１から動作用の音声信号処理プログラムを受信してから動作を行う。マイクユニット２Ａが、通信Ｉ／Ｆ２１Ａを介して電源供給を受ける（バスパワー駆動する）ものであれば、ホスト装置１に接続された場合にのみ、ホスト装置１から動作用のプログラムを受信し、動作を行うことになる。
　上述のように、ホスト装置１において通信会議用のアプリケーションプログラムを実行する場合には、エコーキャンセラ用の音声信号処理プログラムが実行され、録音用のアプリケーションプログラムを実行する場合は、ノイズキャンセラの音声信号処理プログラムが実行される。あるいは、各マイクユニットで収音した音声をホスト装置１のスピーカ１０２から出力するために、拡声用のアプリケーションプログラムを実行する場合には、ハウリングキャンセラ用の音声信号処理プログラムが実行される、という態様も可能である。なお、ホスト装置１において録音用のアプリケーションプログラムを実行する場合は、スピーカ１０２は不要である。
　図３（Ａ）を参照して、エコーキャンセラについて説明する。図３（Ａ）は、音声信号処理部２４Ａがエコーキャンセラのプログラムを実行した場合の構成を示すブロック図である。図３（Ａ）に示すように、音声信号処理部２４Ａは、フィルタ係数設定部２４１、適応フィルタ２４２、および加算部２４３から構成される。
　フィルタ係数設定部２４１は、音響伝達系（ホスト装置１のスピーカ１０２から各マイクユニットのマイクに至る音響伝搬経路）の伝達関数を推定し、推定した伝達関数で適応フィルタ２４２のフィルタ係数を設定する。
　適応フィルタ２４２は、ＦＩＲフィルタ等のデジタルフィルタを含んでいる。適応フィルタ２４２は、ホスト装置１から、当該ホスト装置１のスピーカ１０２に入力される放音信号ＦＥを入力し、フィルタ係数設定部２４１に設定されたフィルタ係数でフィルタ処理して、擬似回帰音信号を生成する。適応フィルタ２４２は、生成した擬似回帰音信号を加算部２４３へ出力する。
　加算部２４３は、適応フィルタ２４２から入力された擬似回帰音信号をマイク２５Ａの収音信号ＮＥ１から差し引いた収音信号ＮＥ１’を出力する。
　フィルタ係数設定部２４１は、加算部２４３から出力された収音信号ＮＥ１’と放音信号ＦＥとに基づいて、ＬＭＳアルゴリズム等の適応アルゴリズムを用いてフィルタ係数の更新を行う。そして、フィルタ係数設定部２４１は、更新したフィルタ係数を適応フィルタ２４２に設定する。
　次に、ノイズキャンセラについて、図３（Ｂ）を参照して説明する。図３（Ｂ）は、音声信号処理部２４Ａがノイズキャンセラのプログラムを実行した場合の構成を示すブロック図である。図３（Ｂ）に示すように、音声信号処理部２４Ａは、ＦＦＴ処理部２４５、ノイズ除去部２４６、推定部２４７、およびＩＦＦＴ処理部２４８から構成される。
　ＦＦＴ処理部２４５は、収音信号ＮＥ’Ｔを周波数スペクトルＮＥ’Ｎに変換する。ノイズ除去部２４６は、周波数スペクトルＮＥ’Ｎに含まれるノイズ成分Ｎ’Ｎを除去する。ノイズ成分Ｎ’Ｎは、推定部２４７により周波数スペクトルＮＥ’Ｎに基づいて推定される。
　推定部２４７は、ＦＦＴ処理部２４５から入力された周波数スペクトルＮＥ’Ｎに含まれるノイズ成分Ｎ’Ｎを推定する処理を行う。推定部２４７は、音声信号ＮＥ’Ｎのあるサンプルタイミングにおける周波数スペクトル（以下、音声スペクトルと称す。）Ｓ（ＮＥ’Ｎ）を順次取得するとともに、一時記憶する。推定部２４７は、この取得および記憶した複数回の音声スペクトルＳ（ＮＥ’Ｎ）に基づいて、ノイズ成分Ｎ’Ｎの或るサンプルタイミングにおける周波数スペクトル（以下、ノイズスペクトルと称す。）Ｓ（Ｎ’Ｎ）を推定する。そして、推定部２４７は、推定したノイズスペクトルＳ（Ｎ’Ｎ）をノイズ除去部２４６へ出力する。
 　例えば、或るサンプリングタイミングＴでのノイズスペクトルをＳ（Ｎ’Ｎ（Ｔ））とし、同サンプリングタイミングＴでの音声スペクトルをＳ（ＮＥ’Ｎ（Ｔ））として、直前のサンプリングタイミングＴ－１でのノイズスペクトルをＳ（Ｎ’Ｎ（Ｔ－１））とする。また、α，βは、忘却定数であり、例えば、α＝０．９、β＝０．１となる。ノイズスペクトルＳ（Ｎ’Ｎ（Ｔ））は、次の式１で表すことができる。
 　Ｓ（Ｎ’Ｎ（Ｔ））＝αＳ（Ｎ’Ｎ（Ｔ－１））＋βＳ（ＮＥ’Ｎ（Ｔ））・・・式１
 　このように、音声スペクトルに基づいてノイズスペクトルＳ（Ｎ’Ｎ（Ｔ））を推定することで、暗騒音等のノイズ成分を推定することができる。なお、推定部２４７は、マイク２５Ａが収音した収音信号のレベルが低い状態（無音状態）の場合のみ、ノイズスペクトルの推定処理を行うものとする。
 　ノイズ除去部２４６は、ＦＦＴ処理部２４５から入力された周波数スペクトルＮＥ’Ｎからノイズ成分Ｎ’Ｎを除去して、ノイズ除去後の周波数スペクトルＣＯ’ＮをＩＦＦＴ処理部２４８へ出力する。具体的には、ノイズ除去部２４６は、音声スペクトルＳ（ＮＥ’Ｎ）と、推定部２４７から入力されたノイズスペクトルＳ（Ｎ’Ｎ）との信号レベル比を算出する。ノイズ除去部２４６は、算出した信号レベル比が閾値以上の場合、音声スペクトルＳ（ＮＥ’Ｎ）を線形出力する。また、ノイズ除去部２４６は、算出した信号レベル比が閾値未満の場合、音声スペクトルＳ（ＮＥ’Ｎ）を非線形出力する。
　ＩＦＦＴ処理部２４８は、ノイズ成分Ｎ’Ｎを除去した後の周波数スペクトルＣＯ’Ｎを時間軸に逆変換して生成した音声信号ＣＯ’Ｔを出力する。
　また、音声信号処理プログラムは、図４に示すようなエコーサプレッサのプログラムを実現することも可能である。エコーサプレッサは、図３（Ａ）に示したエコーキャンセラの後段において、当該エコーキャンセラで除去しきれなかったエコー成分を除去するものである。エコーサプレッサは、図４に示すように、ＦＦＴ処理部１２１、エコー除去部１２２、ＦＦＴ処理部１２３、進捗度算出部１２４、エコー生成部１２５、ＦＦＴ処理部１２６、およびＩＦＦＴ処理部１２７から構成される。
　ＦＦＴ処理部１２１は、エコーキャンセラから出力された収音信号ＮＥ１’を周波数スペクトルに変換する。この周波数スペクトルは、エコー除去部１２２および進捗度算出部１２４に出力される。エコー除去部１２２は、入力された周波数スペクトルに含まれる残留エコー成分（エコーキャンセラで除去しきれなかったエコー成分）を除去する。残留エコー成分は、エコー生成部１２５により生成される。
　エコー生成部１２５は、ＦＦＴ処理部１２６から入力された擬似回帰音信号の周波数スペクトルに基づいて残留エコー成分を生成する。残留エコー成分は、過去に推定した残留エコー成分と、入力された擬似回帰音信号の周波数スペクトルに所定の係数を乗算したものと、を加算することにより求める。この所定の係数は、進捗度算出部１２４によって設定される。進捗度算出部１２４は、ＦＦＴ処理部１２３から入力された収音信号ＮＥ１（前段のエコーキャンセラによりエコー成分が除去される前の収音信号）と、ＦＦＴ処理部１２１から入力された収音信号ＮＥ１’（前段のエコーキャンセラによりエコー成分が除去された後の収音信号）とのパワー比を求める。進捗度算出部１２４は、当該パワー比に基づいた所定の係数を出力する。例えば、適応フィルタ２４２の学習が全く行われていない場合には、上記所定の係数を１とし、適応フィルタ２４２の学習が進んだ場合には、所定の係数を０とし、適応フィルタ２４２の学習が進むほど所定の係数を小さくして、残留エコー成分を小さくする。そして、エコー除去部１２２は、エコー生成部１２５で算出された残留エコー成分を除去する。ＩＦＦＴ処理部１２７は、エコー成分を除去した後の周波数スペクトルを時間軸に逆変換して出力する。
　なお、これらのエコーキャンセラのプログラム、ノイズキャンセラのプログラム、およびエコーサプレッサのプログラムは、ホスト装置１で実行することも可能である。特に、各マイクユニットがエコーキャンセラのプログラムを実行しつつ、ホスト装置がエコーサプレッサのプログラムを実行することも可能である。
　なお、本実施形態の信号処理システムでは、接続されるマイクユニットの数に応じて、実行する音声信号処理プログラムを変更することも可能である。例えば、接続されるマイクユニットの数が１つの場合は当該マイクユニットのゲインを高く設定し、マイクユニットの数が複数の場合は、各マイクユニットのゲインを相対的に低く設定する。
　あるいは、各マイクユニットが複数のマイクを備えている場合、マイクアレイとして機能させるためのプログラムを実行する態様も可能である。この場合、ホスト装置１に接続される順番（位置）に応じて、マイクユニット毎に異なるパラメータ（ゲイン、遅延量等）を設定することができる。
　このように、本実施形態のマイクユニットは、ホスト装置１の用途に応じて、種々の機能を実現することができる。このような多種多様な機能を実現する場合であっても、マイクユニット２Ａには、予めプログラムを記憶させておく必要がなく、不揮発メモリが不要である（あるいは容量が小さく済む）。
　なお、本実施形態では、一時記憶用メモリの一例として、ＲＡＭである揮発性メモリ２３Ａを示したが、マイクユニット２Ａへの電源供給が絶たれた場合に内容が消去されるものであれば揮発性メモリに限らず、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを用いてもよい。この場合、例えば、マイクユニット２Ａへの電源供給が絶たれた場合やケーブルが差し替えられた場合に、ＤＳＰ２２Ａは、フラッシュメモリの内容を消去する。なお、この場合、マイクユニット２Ａへの電源供給が絶たれた時にＤＳＰ２２Ａがフラッシュメモリの内容を消去するまでの電源を一時的に確保するキャパシタ等を設ける。
　また、製品販売時には想定されていなかった新たな機能を追加する場合に、各マイクユニットのプログラム書き換え処理は不要であり、ホスト装置１の不揮発性メモリ１４に記憶されている音声信号処理プログラムを変更するだけで、新たな機能を実現することができる。
　さらに、マイクユニット２Ａ～マイクユニット２Ｅは、全て同じハードウェアを有するため、どのマイクユニットをどの位置に接続するのか、ユーザが意識する必要はない。
　例えば、最もホスト装置１に近いマイクユニット（例えばマイクユニット２Ａ）にはエコーキャンセラのプログラムを実行させ、ホスト装置１から遠いマイクユニット（例えばマイクユニット２Ｅ）にはノイズキャンセラのプログラムを実行させる場合において、仮にマイクユニット２Ａとマイクユニット２Ｅの接続を入れ替えた場合、最もホスト装置１に近いマイクユニット２Ｅに必ずエコーキャンセラのプログラムが実行され、最もホスト装置１から遠いマイクユニット２Ａにノイズキャンセラのプログラムが実行される。
　なお、各マイクユニットは、図１に示したように、それぞれホスト装置１に直接接続されるスター型接続の態様であってもよいが、図５（Ａ）に示すように、各マイクユニット同士が直列に接続され、いずれか１つのマイクユニット（マイクユニット２Ａ）が、ホスト装置１に接続されるカスケード型接続の態様であってもよい。
　図５（Ａ）の例では、ホスト装置１は、ケーブル３３１を介してマイクユニット２Ａに接続されている。マイクユニット２Ａおよびマイクユニット２Ｂは、ケーブル３４１を介して接続されている。マイクユニット２Ｂおよびマイクユニット２Ｃは、ケーブル３５１を介して接続されている。マイクユニット２Ｃおよびマイクユニット２Ｄは、ケーブル３６１を介して接続されている。マイクユニット２Ｄおよびマイクユニット２Ｅは、ケーブル３７１を介して接続されている。
　図５（Ｂ）は、ホスト装置１の外観斜視図であり、図５（Ｃ）は、マイクユニット２Ａの外観斜視図である。図５（Ｃ）においては、マイクユニット２Ａを代表して図示し、説明を行うが、全てのマイクユニットは、同じ外観および構成を有する。図５（Ｂ）に示すように、ホスト装置１は、直方体形状の筐体１０１Ａを有し、筐体１０１Ａの側面（正面）にスピーカ１０２が設けられ、筐体１０１Ａの側面（背面）に通信Ｉ／Ｆ１１が設けられている。マイクユニット２Ａは、直方体形状の筐体２０１Ａを有し、筐体２０１Ａの側面にマイク２５Ａが設けられ、筐体２０１Ａの正面に第１入出力端子３３Ａおよび第２入出力端子３４Ａが設けられている。なお、図５（Ｃ）では、マイク２５Ａが背面、右側面、および左側面の３つの収音方向を有する例を示している。ただし、収音方向はこの例に限るものではない。例えば、３つのマイク２５Ａを平面視して１２０度間隔で並べて円周方向に収音する態様であってもよい。マイクユニット２Ａは、第１入出力端子３３Ａにケーブル３３１が接続され、当該ケーブル３３１を介してホスト装置１の通信Ｉ／Ｆ１１に接続されている。また、マイクユニット２Ａは、第２入出力端子３４Ａにケーブル３４１が接続され、当該ケーブル３４１を介してマイクユニット２Ｂの第１入出力端子３３Ｂに接続されている。なお、筐体１０１Ａおよび筐体２０１Ａの形状は直方体形状に限るものではない。例えば、ホスト装置１の筐体１０１Ａが楕円柱であり、マイクユニット２Ａの筐体２０１Ａが円柱形状であってもよい。
　本実施形態の信号処理システムは、外観上は図５（Ａ）に示すカスケード型接続の態様でありながら、電気的にはスター型接続の態様を実現することも可能である。以下、この点について、説明する。
　図６（Ａ）は、信号接続を示した概略ブロック図である。各マイクユニットのハードウェア構成は全て同一である。まず、代表して図６（Ｂ）を参照して、マイクユニット２Ａの構成および機能について説明する。
　マイクユニット２Ａは、図２（Ａ）に示したＤＳＰ２２Ａに加えて、ＦＰＧＡ３１Ａ、第１入出力端子３３Ａおよび第２入出力端子３４Ａを備えている。
　ＦＰＧＡ３１Ａは、図６（Ｂ）に示すような物理回路を実現する。すなわち、ＦＰＧＡ３１Ａは、第１入出力端子３３Ａの第１チャンネルと、ＤＳＰ２２Ａとを物理的に接続する。
　また、ＦＰＧＡ３１Ａは、第１入出力端子３３Ａの第１チャンネル以外のサブチャンネルの１つと、第２入出力端子３４Ａの当該サブチャンネルに対応するチャンネルに隣接する他チャンネルと、を物理的に接続する。例えば、第１入出力端子３３Ａの第２チャンネルと、第２入出力端子３４Ａの第１チャンネルと、を接続し、第１入出力端子３３Ａの第３チャンネルと、第２入出力端子３４Ａの第２チャンネルと、を接続し、第１入出力端子３３Ａの第４チャンネルと、第２入出力端子３４Ａの第３チャンネルと、を接続し、第１入出力端子３３Ａの第５チャンネルと、第２入出力端子３４Ａの第４チャンネルと、を接続する。第２入出力端子３４Ａの第５チャンネルは、どこにも接続されていない。
　このような物理回路により、ホスト装置１の第１チャンネルの信号（ｃｈ．１）は、マイクユニット２ＡのＤＳＰ２２Ａに入力される。また、図６（Ａ）に示すように、ホスト装置１の第２チャンネルの信号（ｃｈ．２）は、マイクユニット２Ａの第１入出力端子３３Ａの第２チャンネルから、マイクユニット２Ｂの第１入出力端子３３Ｂの第１チャンネルに入力され、ＤＳＰ２２Ｂに入力される。
　第３チャンネルの信号（ｃｈ．３）は、第１入出力端子３３Ａの第３チャンネルからマイクユニット２Ｂの第１入出力端子３３Ｂの第２チャンネルを経て、マイクユニット２Ｃの第１入出力端子３３Ｃの第１チャンネルに入力され、ＤＳＰ２２Ｃに入力される。
　同様の構造により、第４チャンネルの音声信号（ｃｈ．４）は、第１入出力端子３３Ａの第４チャンネルからマイクユニット２Ｂの第１入出力端子３３Ｂの第３チャンネル、およびマイクユニット２Ｃの第１入出力端子３３Ｃの第２チャンネルを経て、マイクユニット２Ｄの第１入出力端子３３Ｄの第１チャンネルに入力され、ＤＳＰ２２Ｄに入力される。第５チャンネルの音声信号（ｃｈ．５）は、第１入出力端子３３Ａの第５チャンネルからマイクユニット２Ｂの第１入出力端子３３Ｂの第４チャンネル、マイクユニット２Ｃの第１入出力端子３３Ｃの第３チャンネル、およびマイクユニット２Ｄの第１入出力端子３３Ｄの第２チャンネルを経て、マイクユニット２Ｅの第１入出力端子３３Ｅの第１チャンネルに入力され、ＤＳＰ２２Ｅに入力される。
　これにより、外観上はカスケード型接続でありながら、ホスト装置１から各マイクユニットに個別の音声信号処理プログラムを送信することができる。この場合、ケーブルを介して直列に接続された各マイクユニットは、着脱自在とすることができ、接続順を考慮する必要がない。例えば、最もホスト装置１に近いマイクユニット２Ａにエコーキャンセラのプログラムを送信し、最もホスト装置１から遠いマイクユニット２Ｅにノイズキャンセラのプログラムを送信する場合において、仮にマイクユニット２Ａとマイクユニット２Ｅの接続位置を入れ替えた場合に各マイクユニットに送信されるプログラムについて説明する。この場合、マイクユニット２Ｅの第１入出力端子３３Ｅは、ケーブル３３１を介してホスト装置１の通信Ｉ／Ｆ１１と接続され、第２入出力端子３４Ｅは、ケーブル３４１を介してマイクユニット２Ｂの第１入出力端子３３Ｂと接続される。マイクユニット２Ａの第１入出力端子３３Ａは、ケーブル３７１を介してマイクユニット２Ｄの第２入出力端子３４Ｄに接続される。すると、マイクユニット２Ｅにエコーキャンセラのプログラムが送信され、マイクユニット２Ａにノイズキャンセラのプログラムが送信される。このように、接続順を入れ替えたとしても、最もホスト装置１に近いマイクユニットに必ずエコーキャンセラのプログラムが実行され、最もホスト装置１から遠いマイクユニットにノイズキャンセラのプログラムが実行される。
　なお、ホスト装置１は、各マイクユニットの接続順序を認識し、接続順序およびケーブルの長さに基づいて、自装置から一定の距離以内のマイクユニットにはエコーキャンセラのプログラムを送信し、自装置から一定の距離を超えたマイクユニットには、ノイズキャンセラのプログラムを送信することも可能である。ケーブルの長さは、例えば、専用のケーブルを用いる場合には、予めホスト装置にケーブルの長さに関する情報を記憶しておく。また、各ケーブルに識別情報を設定して、識別情報とケーブルの長さに関する情報を記憶し、使用されている各ケーブルから識別情報を受信することで、使用されている各ケーブルの長さを知ることも可能である。
　なお、ホスト装置１は、エコーキャンセラのプログラムを送信する時に、自装置に近いエコーキャンセラにはフィルタ係数の数（タップ数）を増加して残響の長いエコーにも対応できるようにし、自装置から遠いエコーキャンセラにはフィルタ係数の数（タップ数）を減少することが好ましい。
　また、自装置から一定の距離以内のマイクユニットにはエコーキャンセラのプログラムに代えて、非線形処理を行うプログラム（例えば上述のエコーサプレッサのプログラム）を送信し、エコーキャンセラでは除去しきれないエコー成分が発生する場合であっても、当該エコー成分を除去する態様とすることも可能である。また、本実施形態では、マイクユニットは、ノイズキャンセラまたはエコーキャンセラのいずれかを選択するよう記載されているが、ホスト装置１に近いマイクユニットにはノイズキャンセラおよびエコーキャンセラの双方のプログラムを送信し、ホスト装置１から遠いマイクユニットにはノイズキャンセラのプログラムのみを送信してもよい。
　図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示した構成によれば、各マイクユニットからホスト装置１に音声信号を出力する場合も同様に、各マイクユニットから各チャンネルの音声信号を個別に出力することができる。
　また、この例では、ＦＰＧＡで物理回路を実現する例を示したが、上述の物理回路を実現できるものであれば、ＦＰＧＡに限るものではない。例えば、専用のＩＣを予め用意しておいてもよいし、あらかじめ配線を施しておいてもよい。また、物理回路に限らず、ソフトウェアでＦＰＧＡ３１Ａと同様の回路を実現する態様であってもよい。
　次に、図７は、シリアルデータとパラレルデータを変換する場合のマイクユニットの構成を示した概略ブロック図である。図７においては、マイクユニット２Ａを代表して図示し、説明を行うが、全てのマイクユニットは、同じ構成および機能を有する。
　この例では、マイクユニット２Ａは、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示したＦＰＧＡ３１Ａに代えて、ＦＰＧＡ５１Ａを備えている。
　ＦＰＧＡ５１Ａは、上述したＦＰＧＡ３１Ａに相当する物理回路５０１Ａ、シリアルデータとパラレルデータとを変換する第１変換部５０２Ａおよび第２変換部５０３Ａを備えている。
　この例では、第１入出力端子３３Ａおよび第２入出力端子３４Ａは、複数チャンネルの音声信号をシリアルデータとして入出力する。ＤＳＰ２２Ａは、第１チャンネルの音声信号をパラレルデータで物理回路５０１Ａに出力する。
　物理回路５０１Ａは、ＤＳＰ２２Ａから出力された第１チャンネルのパラレルデータを第１変換部５０２Ａに出力する。また、物理回路５０１Ａは、第２変換部５０３Ａから出力された第２チャンネルのパラレルデータ（ＤＳＰ２２Ｂの出力信号に相当する。）、第３チャンネルのパラレルデータ（ＤＳＰ２２Ｃの出力信号に相当する。）、第４チャンネルのパラレルデータ（ＤＳＰ２２Ｄの出力信号に相当する。）、および第５チャンネルのパラレルデータ（ＤＳＰ２２Ｅの出力信号に相当する。）を第１変換部５０２Ａに出力する。
　図８（Ａ）は、シリアルデータとパラレルデータの変換を示す概念図である。パラレルデータは、図８（Ａ）の上欄に示すように、同期用のビットクロック（ＢＣＫ）と、ワードクロック（ＷＣＫ）と、各チャンネル（５チャンネル）の信号ＳＤＯ０～ＳＤＯ４と、からなる。
　シリアルデータは、同期信号とデータ部分と、からなる。データ部分には、ワードクロックと、各チャンネル（５チャンネル）の信号ＳＤＯ０～ＳＤＯ４と、誤り訂正符号ＣＲＣと、が含まれている。
　第１変換部５０２Ａは、物理回路５０１Ａから図８（Ａ）上欄に示すようなパラレルデータが入力される。第１変換部５０２Ａは、当該パラレルデータを図８（Ａ）下欄に示すようなシリアルデータに変換する。このようなシリアルデータが第１入出力端子３３Ａに出力され、ホスト装置１に入力される。ホスト装置１は、入力されたシリアルデータに基づいて、各チャンネルの音声信号を処理する。
　一方、第２変換部５０３Ａは、マイクユニット２Ｂの第１変換部５０２Ｂから図８（Ａ）下欄に示すようなシリアルデータが入力され、図８（Ａ）上欄に示すようなパラレルデータに変換し、物理回路５０１Ａに出力する。
　そして、図８（Ｂ）に示すように、物理回路５０１Ａによって、第２変換部５０３Ａが出力するＳＤＯ０の信号は、ＳＤＯ１の信号として第１変換部５０２Ａに出力され、第２変換部５０３Ａが出力するＳＤＯ１の信号は、ＳＤＯ２の信号として第１変換部５０２Ａに出力され、第２変換部５０３Ａが出力するＳＤＯ２の信号は、ＳＤＯ３の信号として第１変換部５０２Ａに出力され、第２変換部５０３Ａが出力するＳＤＯ３の信号は、ＳＤＯ４の信号として第１変換部５０２Ａに出力される。
　したがって、図６（Ａ）に示した例と同様に、ＤＳＰ２２Ａの出力した第１チャンネルの音声信号（ｃｈ．１）は、ホスト装置１に第１チャンネルの音声信号として入力され、ＤＳＰ２２Ｂが出力した第２チャンネルの音声信号（ｃｈ．２）は、ホスト装置１に第２チャンネルの音声信号として入力され、ＤＳＰ２２Ｃが出力した第３チャンネルの音声信号（ｃｈ．３）は、ホスト装置１に第３チャンネルの音声信号として入力され、ＤＳＰ２２Ｄが出力した第４チャンネルの音声信号（ｃｈ．４）は、ホスト装置１に第４チャンネルの音声信号として入力され、マイクユニット２ＥのＤＳＰ２２Ｅが出力した第５チャンネルの音声信号（ｃｈ．５）は、ホスト装置１に第５チャンネルの音声信号として入力される。
　図９を参照して、上述の信号の流れについて説明する。まず、マイクユニット２ＥのＤＳＰ２２Ｅは、自装置のマイク２５Ｅで収音した音声を音声信号処理部２４Ａで処理し、当該処理後の音声を単位ビットデータに分割したもの（信号ＳＤＯ４）を物理回路５０１Ｅに出力する。物理回路５０１Ｅは、当該信号ＳＤＯ４を第１チャンネルの信号とするパラレルデータとして、第１変換部５０２Ｅに出力する。第１変換部５０２Ｅは、当該パラレルデータをシリアルデータに変換する。当該シリアルデータは、図９の最下欄に示すように、ワードクロックから順に、先頭の単位ビットデータ（図中の信号ＳＤＯ４）と、ビットデータ０（図中のハイフン「－」で示す。）と、誤り訂正符号ＣＲＣと、が含まれている。このようなシリアルデータが第１入出力端子３３Ｅから出力され、マイクユニット２Ｄに入力される。
　マイクユニット２Ｄの第２変換部５０３Ｄは、入力されたシリアルデータをパラレルデータに変換し、物理回路５０１Ｄに出力する。そして、物理回路５０１Ｄは、当該パラレルデータに含まれる信号ＳＤＯ４を第２チャンネルの信号として、ＤＳＰ２２Ｄから入力される信号ＳＤＯ３を第１チャンネルの信号として、第１変換部５０２Ｄに出力する。第１変換部５０２Ｄは、図９の上から３欄目に示すように、信号ＳＤＯ３をワードクロックに続く先頭の単位ビットデータとして挿入し、信号ＳＤＯ４を２番目の単位ビットデータとするシリアルデータに変換する。また、第１変換部５０２Ｄは、この場合（信号ＳＤＯ３が先頭であり、信号ＳＤＯ４が２番目である場合）の誤り訂正符号ＣＲＣを新たに生成し、当該シリアルデータに付与して出力する。
　このようなシリアルデータが第１入出力端子３３Ｄから出力され、マイクユニット２Ｃに入力される。マイクユニット２Ｃにおいても同様の処理が行われる。その結果、マイクユニット２Ｃは、信号ＳＤＯ２をワードクロックに続く先頭の単位ビットデータとして挿入し、信号ＳＤＯ３を２番目の単位ビットデータとし、信号ＳＤＯ４を３番目の単位ビットデータとし、新たな誤り訂正符号ＣＲＣを付与したシリアルデータを出力する。当該シリアルデータは、マイクユニット２Ｂに入力される。マイクユニット２Ｂにおいても同様の処理が行われる。その結果、マイクユニット２Ｂは、信号ＳＤＯ１をワードクロックに続く先頭の単位ビットデータとして挿入し、信号ＳＤＯ２を２番目の単位ビットデータとし、信号ＳＤＯ３を３番目の単位ビットデータとし、信号ＳＤＯ４を４番目の単位ビットデータとし、新たな誤り訂正符号ＣＲＣを付与したシリアルデータを出力する。当該シリアルデータは、マイクユニット２Ａに入力される。マイクユニット２Ａにおいても同様の処理が行われる。その結果、マイクユニット２Ａは、信号ＳＤＯ０をワードクロックに続く先頭の単位ビットデータとして挿入し、信号ＳＤＯ１を２番目の単位ビットデータとし、信号ＳＤＯ２を３番目の単位ビットデータとし、信号ＳＤＯ３を４番目の単位ビットデータとし、信号ＳＤＯ４を５番目の単位ビットデータとし、新たな誤り訂正符号ＣＲＣを付与したシリアルデータを出力する。そして、当該シリアルデータは、ホスト装置１に入力される。
　このようにして、図６（Ａ）に示した例と同様に、ＤＳＰ２２Ａの出力した第１チャンネルの音声信号（ｃｈ．１）は、ホスト装置１に第１チャンネルの音声信号として入力され、ＤＳＰ２２Ｂが出力した第２チャンネルの音声信号（ｃｈ．２）は、ホスト装置１に第２チャンネルの音声信号として入力され、ＤＳＰ２２Ｃが出力した第３チャンネルの音声信号（ｃｈ．３）は、ホスト装置１に第３チャンネルの音声信号として入力され、ＤＳＰ２２Ｄが出力した第４チャンネルの音声信号（ｃｈ．４）は、ホスト装置１に第４チャンネルの音声信号として入力され、マイクユニット２ＥのＤＳＰ２２Ｅが出力した第５チャンネルの音声信号（ｃｈ．５）は、ホスト装置１に第５チャンネルの音声信号として入力される。すなわち、各マイクユニットは、各ＤＳＰで処理された音声信号を、一定の単位ビットデータに分割して上位に接続されたマイクユニットに送信し、各マイクユニットは協同して送信用シリアルデータを作成することになる。
　次に、図１０は、ホスト装置１から各マイクユニットに個別の音声信号処理プログラムを送信する場合の信号の流れを示す図である。この場合、図９に示した信号の流れとは逆の処理がなされる。
　まず、ホスト装置１は、不揮発性メモリ１４から、各マイクユニットに送信する音声信号処理プログラムを一定の単位ビットデータに分割して読み出し、単位ビットデータを各マイクユニットが受け取る順に配列したシリアルデータを作成する。シリアルデータは、ワードクロックに続く先頭の単位ビットデータとして信号ＳＤＯ０、２番目の単位ビットデータとして信号ＳＤＯ１、３番目の単位ビットデータとして信号ＳＤＯ２、４番目の単位ビットデータとして信号ＳＤＯ３、５番目の単位ビットデータとして信号ＳＤＯ４、および誤り訂正符号ＣＲＣが付与されている。当該シリアルデータがまずマイクユニット２Ａに入力される。マイクユニット２Ａでは、当該シリアルデータから先頭の単位ビットデータである信号ＳＤＯ０が抜き出され、当該抜き出された単位ビットデータがＤＳＰ２２Ａに入力され、揮発性メモリ２３Ａに一時記憶される。
　そして、マイクユニット２Ａは、ワードクロックに続く先頭の単位ビットデータとして信号ＳＤＯ１、２番目の単位ビットデータとして信号ＳＤＯ２、３番目の単位ビットデータとして信号ＳＤＯ３、４番目の単位ビットデータとして信号ＳＤＯ４、および新たな誤り訂正符号ＣＲＣを付与したシリアルデータを出力する。５番目の単位ビットデータは０（図中のハイフン「－」）とされる。当該シリアルデータがマイクユニット２Ｂに入力される。マイクユニット２Ｂでは、先頭の単位ビットデータである信号ＳＤＯ１がＤＳＰ２２Ｂに入力される。そして、マイクユニット２Ｂは、ワードクロックに続く先頭の単位ビットデータとして信号ＳＤＯ２、２番目の単位ビットデータとして信号ＳＤＯ３、３番目の単位ビットデータとして信号ＳＤＯ４、および新たな誤り訂正符号ＣＲＣを付与したシリアルデータを出力する。当該シリアルデータがマイクユニット２Ｃに入力される。マイクユニット２Ｃでは、先頭の単位ビットデータである信号ＳＤＯ２がＤＳＰ２２Ｃに入力される。そして、マイクユニット２Ｃは、ワードクロックに続く先頭の単位ビットデータとして信号ＳＤＯ３、２番目の単位ビットデータとして信号ＳＤＯ４、および新たな誤り訂正符号ＣＲＣを付与したシリアルデータを出力する。当該シリアルデータがマイクユニット２Ｄに入力される。マイクユニット２Ｄでは、先頭の単位ビットデータである信号ＳＤＯ３がＤＳＰ２２Ｄに入力される。そして、マイクユニット２Ｄは、ワードクロックに続く先頭の単位ビットデータとして信号ＳＤＯ４、および新たな誤り訂正符号ＣＲＣを付与したシリアルデータを出力する。最後に、当該シリアルデータがマイクユニット２Ｅに入力され、先頭の単位ビットデータである信号ＳＤＯ４がＤＳＰ２２Ｅに入力される。
　この様にして、ホスト装置１に接続されているマイクユニットには必ず先頭の単位ビットデータ（信号ＳＤＯ０）が送信され、２番目に接続されているマイクユニットには必ず２番目の単位ビットデータ（信号ＳＤＯ１）が送信され、３番目に接続されているマイクユニットには必ず３番目の単位ビットデータ（信号ＳＤＯ２）が送信され、４番目に接続されているマイクユニットには必ず４番目の単位ビットデータ（信号ＳＤＯ３）が送信され、５番目に接続されているマイクユニットには必ず５番目の単位ビットデータ（信号ＳＤＯ４）が送信される。
　そして、各マイクユニットは、単位ビットデータを結合した音声信号処理プログラムに応じた処理を行う。この場合においても、ケーブルを介して直列に接続された各マイクユニットは、着脱自在とすることができ、接続順を考慮する必要がない。例えば、最もホスト装置１に近いマイクユニット２Ａにエコーキャンセラのプログラムを送信し、最もホスト装置１から遠いマイクユニット２Ｅにノイズキャンセラのプログラムを送信する場合において、仮にマイクユニット２Ａとマイクユニット２Ｅの接続位置を入れ替えると、マイクユニット２Ｅにエコーキャンセラのプログラムが送信され、マイクユニット２Ａにノイズキャンセラのプログラムが送信される。このように、接続順を入れ替えたとしても、最もホスト装置１に近いマイクユニットに必ずエコーキャンセラのプログラムが実行され、最もホスト装置１から遠いマイクユニットにノイズキャンセラのプログラムが実行される。
　次に、図１１のフローチャートを参照して、ホスト装置１および各マイクユニットの起動時の動作について説明する。ホスト装置１のＣＰＵ１２は、マイクユニットが接続され、当該マイクユニットの起動状態を検知すると（Ｓ１１）、不揮発性メモリ１４から所定の音声信号処理プログラムを読み出し（Ｓ１２）、通信Ｉ／Ｆ１１を介して各マイクユニットに送信する（Ｓ１３）。このとき、ホスト装置１のＣＰＵ１２は、上述のように音声信号処理プログラムを一定の単位ビットデータに分割し、単位ビットデータを各マイクユニットが受け取る順に配列したシリアルデータを作成して、マイクユニットへ送信する。
　各マイクユニットは、ホスト装置１から送信された音声信号処理プログラムを受信し（Ｓ２１）、一時記憶する（Ｓ２２）。このとき、各マイクユニットは、シリアルデータから自己が受け取るべき単位ビットデータを抜き出して受け取り、抜き出した単位ビットデータを一時記憶する。マイクユニットは、一時記憶した単位ビットデータを結合し、結合した音声信号処理プログラムに応じた処理を行う（Ｓ２３）。そして、各マイクユニットは、収音した音声に係るデジタル音声信号をホスト装置１に送信する（Ｓ２４）。このとき、各マイクユニットの音声信号処理部が処理したデジタル音声信号は、一定の単位ビットデータに分割されて上位に接続されたマイクユニットに送信され、各マイクユニットが協同して送信用シリアルデータを作成し、当該送信用シリアルデータをホスト装置に送信する。
　なお、この例では、最小ビット単位でシリアルデータに変換しているが、例えば１ワード毎に変換する等、最小ビット単位の変換に限るものではない。
　また、仮に、接続されていないマイクユニットが存在した場合、信号がないチャンネルが存在する場合（ビットデータが０となる場合）であっても、当該チャンネルのビットデータは削除せずに、シリアルデータ内に含めて伝送する。例えば、マイクユニットの数が４つであった場合、必ず信号ＳＤＯ４はビットデータが０となるが、当該信号ＳＤＯ４は削除されずにビットデータ０の信号として伝送される。したがって、どの装置がどのチャンネルに対応する装置であるか、接続関係を考慮する必要もなく、どの装置にどのデータを送受信するか、等のアドレス情報も不要であり、仮に各マイクユニットの接続順を入れ替えたとしても、それぞれのマイクユニットから適切なチャンネルの信号が出力される。
　このようにして、装置間をシリアルデータで伝送する構成とすれば、チャンネル数が増えたとしても装置間の信号線が増えることがない。なお、マイクユニットの起動状態を検知する検知手段は、ケーブルの接続を検知することで起動状態を検知することができるが、電源投入時に接続されているマイクユニットを検出してもよい。また、使用中に新たなマイクユニットが追加された場合は、ケーブルの接続を検知し、起動状態を検知することもできる。この場合は、接続済みマイクユニットのプログラムを消去し、再度本体からすべてのマイクユニットへ音声処理プログラムを送信することもできる。
　次に、図１２は、応用例に係る信号処理システムの構成図である。応用例に係る信号処理システムでは、直列接続された子機１０Ａ～子機１０Ｅと、子機１０Ａに接続された親機（ホスト装置）１と、を備えている。図１３は、子機１０Ａの外観斜視図である。図１４は、子機１０Ａの構成を示すブロック図である。この応用例では、ホスト装置１は、ケーブル３３１を介して子機１０Ａに接続されている。子機１０Ａおよび子機１０Ｂは、ケーブル３４１を介して接続されている。子機１０Ｂおよび子機１０Ｃは、ケーブル３５１を介して接続されている。子機１０Ｃおよび子機１０Ｄは、ケーブル３６１を介して接続されている。子機１０Ｄおよび子機１０Ｅは、ケーブル３７１を介して接続されている。子機１０Ａ～子機１０Ｅは、同じ構成からなる。したがって、以下の子機の構成の説明では、子機１０Ａを代表して説明する。各子機のハードウェア構成は全て同一である。
　子機１０Ａは、上述のマイクユニット２Ａと同じ構成および機能を有する。ただし、子機１０Ａは、マイク２５Ａに代えて、複数のマイクロホンＭＩＣａ～マイクロホンＭＩＣｍを備えている。また、この例では、図１５に示すように、ＤＳＰ２２Ａの音声信号処理部２４Ａは、増幅器１１ａ～増幅器１１ｍ、係数決定部１２０、合成部１３０、およびＡＧＣ１４０の構成を備える。
　マイクロホンの本数は、二本以上であればよく、一台の子機での収音仕様に応じて、適宜設定することができる。これに応じて、増幅器の個数も、マイクロホンの本数と同じにすればよい。例えば、円周方向に少ない本数で収音するならば三本のマイクロホンで足りる。
　各マイクロホンＭＩＣａ～マイクロホンＭＩＣｍは、異なる収音方向を有する。すなわち、各マイクロホンＭＩＣａ～マイクロホンＭＩＣｍは、所定の収音指向性を有し、特定方向を主収音方向として収音し、収音信号Ｓｍａ～収音信号Ｓｍｍを生成する。具体的に、例えば、マイクロホンＭＩＣａは、第１の特定方向を主収音方向として収音し、収音信号Ｓｍａを生成する。同様に、マイクロホンＭＩＣｂは、第２の特定方向を主収音方向として収音し、収音信号Ｓｍｂを生成する。
　各マイクロホンＭＩＣａ～マイクロホンＭＩＣｍは、それぞれの収音指向性が異なるように、子機１０Ａに設置されている。言い換えれば、各マイクロホンＭＩＣａ～マイクロホンＭＩＣｍは、主収音方向が異なるように、子機１０Ａに設置されている。
　各マイクロホンＭＩＣａ～マイクロホンＭＩＣｍから出力される各収音信号Ｓｍａ～収音信号Ｓｍｍは、それぞれ増幅器１１ａ～増幅器１１ｍに入力される。例えば、マイクロホンＭＩＣａから出力される収音信号Ｓｍａは、増幅器１１ａに入力され、マイクロホンＭＩＣｂから出力される収音信号Ｓｍｂは、増幅器１１ｂに入力される。マイクロホンＭＩＣｍから出力される収音信号Ｓｍｍは、増幅器１１ｍに入力される。また、各収音信号Ｓｍａ～収音信号Ｓｍｍは、係数決定部１２０に入力される。この際、各収音信号Ｓｍａ～収音信号Ｓｍｍは、アナログ信号からデジタル信号に変換された後に、各増幅器１１ａ～増幅器１１ｍに入力される。
　係数決定部１２０は、収音信号Ｓｍａ～収音信号Ｓｍｍの信号パワーを検出する。各収音信号Ｓｍａ～収音信号Ｓｍｍの信号パワーを比較し、最大パワーとなる収音信号を検出する。係数決定部１２０は、最大パワーと検出された収音信号に対するゲイン係数を「１」とする。係数決定部１２０は、最大パワーと検出された収音信号以外の収音信号に対するゲイン係数を「０」とする。
　係数決定部１２０は、決定したゲイン係数を、増幅器１１ａ～増幅器１１ｍに出力する。具体的には、係数決定部１２０は、最大パワーと検出された収音信号が入力される増幅器にはゲイン係数＝「１」を出力し、それ以外の増幅器にはゲイン係数＝「０」を出力する。
　係数決定部１２０は、最大パワーと検出された収音信号の信号レベルを検出して、レベル情報ＩＦｏ１０Ａを生成する。係数決定部１２０は、レベル情報ＩＦｏ１０Ａを、ＦＰＧＡ５１Ａに出力する。
　増幅器１１ａ～増幅器１１ｍは、ゲイン調整可能な増幅器である。増幅器１１ａ～増幅器１１ｍは、収音信号Ｓｍａ～収音信号Ｓｍｍを、係数決定部１２０から与えられたゲイン係数で増幅し、それぞれに、増幅後収音信号Ｓｍｇａ～増幅後収音信号Ｓｍｇｍを生成する。具体的に、例えば、増幅器１１ａは、係数決定部１２０からのゲイン係数で収音信号Ｓｍａを増幅して、増幅後収音信号Ｓｍｇａを出力する。増幅器１１ｂは、係数決定部１２０からのゲイン係数で収音信号Ｓｍｂを増幅して、増幅後収音信号Ｓｍｇｂを出力する。増幅器１１ｍは、係数決定部１２０からのゲイン係数で収音信号Ｓｍｍを増幅して、増幅後収音信号Ｓｍｇｍを出力する。
　ここで、上述のように、ゲイン係数は、「１」もしくは「０」であるので、ゲイン係数＝「１」が与えられた増幅器は、収音信号の信号レベルをそのまま維持して出力する。この場合、増幅後収音信号は、収音信号のままとなる。
　一方、ゲイン係数＝「０」が与えられた増幅器は、収音信号の信号レベルを「０」に抑圧する。この場合、増幅後収音信号は、信号レベル「０」の信号となる。
　各増幅後収音信号Ｓｍｇａ～Ｓｍｇｍは、合成部１３０に入力される。合成部１３０は、加算器であり、各増幅後収音信号Ｓｍｇａ～増幅後収音信号Ｓｍｇｍを加算することで、子機音声信号Ｓｍ１０Ａを生成する。
　ここで、増幅後収音信号Ｓｍｇａ～増幅後収音信号Ｓｍｇｍは、当該増幅後収音信号Ｓｍｇａ～Ｓｍｇｍの元となる収音信号Ｓｍａ～収音信号Ｓｍｍの最大パワーのものだけが、収音信号に応じた信号レベルであり、他のものは信号レベルが「０」である。
　したがって、増幅後収音信号Ｓｍｇａ～増幅後収音信号Ｓｍｇｍを加算した子機音声信号Ｓｍ１０Ａは、最大パワーと検出された収音信号そのものとなる。
　このような処理を行うことで、最大パワーの収音信号を検出して、子機音声信号Ｓｍ１０Ａとして出力することができる。この処理は、所定の時間間隔をおいて逐次実行される。したがって、最大パワーの収音信号が変化すれば、すなわち、この最大パワーの収音信号の音源が移動すれば、この変化および移動に応じて、子機音声信号Ｓｍ１０Ａとなる収音信号も変化する。これにより、各マイクロホンの収音信号に基づいて音源を追尾し、音源からの音を最も効率良く収音した子機音声信号Ｓｍ１０Ａを出力することができる。
　ＡＧＣ１４０は、所謂、オートゲインコントロールアンプであり、子機音声信号Ｓｍ１０Ａを、所定ゲインで増幅して、ＦＰＧＡ５１Ａに出力する。ＡＧＣ１４０で設定するゲインは、通信仕様に応じて適宜設定される。具体的には、例えば、ＡＧＣ１４０で設定するゲインは、予め伝送損失を見積もっておき、当該伝送損失を補償するように設定される。
　このような子機音声信号Ｓｍ１０Ａのゲインコントロールを行うことで、子機１０Ａからホスト装置１へ、子機音声信号Ｓｍ１０Ａを正確且つ確実に送信することができる。これにより、ホスト装置１は、子機音声信号Ｓｍ１０Ａを正確且つ確実に受信し、復調することができる。
　そして、ＦＰＧＡ５１Ａには、ＡＧＣ後の子機音声信号Ｓｍ１０Ａとレベル情報ＩＦｏ１０Ａとが入力される。
　ＦＰＧＡ５１Ａは、ＡＧＣ後の子機音声信号Ｓｍ１０Ａとレベル情報ＩＦｏ１０Ａとから子機データＤ１０Ａを生成して、ホスト装置１に送信する。この際、レベル情報ＩＦｏ１０Ａは、同じ子機データに割り当てられる子機音声信号Ｓｍ１０Ａと同期したデータである。
　図１６は、子機からホスト装置に送信される子機データのデータフォーマット例を示す図である。子機データＤ１０Ａは、送信元である子機が識別可能なヘッダＤＨ、子機音声信号Ｓｍ１０Ａ、レベル情報ＩＦｏ１０Ａがそれぞれ所定ビット数割り当てられたデータである。例えば、図１６に示すように、ヘッダＤＨの後に子機音声信号Ｓｍ１０Ａが所定ビット割り当てられ、子機音声信号Ｓｍ１０Ａのビット列の後にレベル情報ＩＦｏ１０Ａが所定ビット割り当てられている。
　他の子機１０Ｂ～１０Ｅも、上述の子機１０Ａと同様に、それぞれに子機音声信号Ｓｍ１０Ｂ～子機音声信号Ｓｍ１０Ｅとレベル情報ＩＦｏ１０Ｂ～レベル情報ＩＦｏ１０Ｅとを含む子機データＤ１０Ｂ～子機データＤ１０Ｅを生成して、ホスト装置１に出力する。なお、子機データＤ１０Ｂ～子機データＤ１０Ｅは、それぞれ一定の単位ビットデータに分割されて上位に接続された子機に送信されることにより、各子機が協同してシリアルデータを作成することになる。
　図１７は、ホスト装置１のＣＰＵ１２が所定の音声信号処理プログラムを実行することにより実現される各種構成を示すブロック図である。
　ホスト装置１のＣＰＵ１２は、複数の増幅器２１ａ～増幅器２１ｅ、係数決定部２２０、および合成部２３０を備える。
　通信Ｉ／Ｆ１１には、各子機１０Ａ～子機１０Ｅからの子機データＤ１０Ａ～子機データＤ１０Ｅが入力される。通信Ｉ／Ｆ１１は、子機データＤ１０Ａ～子機データＤ１０Ｅを復調し、子機音声信号Ｓｍ１０Ａ～子機音声信号Ｓｍ１０Ｅと、各レベル情報ＩＦｏ１０Ａ～レベル情報ＩＦｏ１０Ｅを取得する。
　通信Ｉ／Ｆ１１は、子機音声信号Ｓｍ１０Ａ～子機音声信号Ｓｍ１０Ｅをそれぞれ増幅器２１ａ～増幅器２１ｅに出力する。具体的には、通信Ｉ／Ｆ１１は、子機音声信号Ｓｍ１０Ａを増幅器２１ａに出力し、子機音声信号Ｓｍ１０Ｂを増幅器２１ｂに出力する。同様に、通信Ｉ／Ｆ１１は、子機音声信号Ｓｍ１０Ｅを増幅器２１ｅに出力する。
　通信Ｉ／Ｆ１１は、レベル情報ＩＦｏ１０Ａ～レベル情報ＩＦｏ１０Ｅを係数決定部２２０に出力する。
　係数決定部２２０は、レベル情報ＩＦｏ１０Ａ～レベル情報ＩＦｏ１０Ｅを比較し、最大のレベル情報を検出する。
　係数決定部２２０は、最大レベルと検出されたレベル情報に対応する子機音声信号に対するゲイン係数を「１」とする。係数決定部２２０は、最大レベルと検出されたレベル情報に対応する子機音声信号以外の収音信号に対するゲイン係数を「０」とする。
　係数決定部２２０は、決定したゲイン係数を、増幅器２１ａ～増幅器２１ｅに出力する。具体的には、係数決定部２２０は、最大レベルと検出されたレベル情報に対応する子機音声信号が入力される増幅器にはゲイン係数＝「１」を出力し、それ以外の増幅器にはゲイン係数＝「０」を出力する。
　増幅器２１ａ～増幅器２１ｅは、ゲイン調整可能な増幅器である。増幅器２１ａ～２１ｅは、子機音声信号Ｓｍ１０Ａ～子機音声信号Ｓｍ１０Ｅを、係数決定部２２０から与えられたゲイン係数で増幅し、それぞれに、増幅後音声信号Ｓｍｇ１０Ａ～増幅後音声信号Ｓｍｇ１０Ｅを生成する。
　具体的に、例えば、増幅器２１ａは、係数決定部２２０からのゲイン係数で子機音声信号Ｓｍ１０Ａを増幅して、増幅後音声信号Ｓｍｇ１０Ａを出力する。増幅器２１ｂは、係数決定部２２０からのゲイン係数で子機音声信号Ｓｍ１０Ｂを増幅して、増幅後音声信号Ｓｍｇ１０Ｂを出力する。増幅器２１ｅは、係数決定部２２０からのゲイン係数で子機音声信号Ｓｍ１０Ｅを増幅して、増幅後音声信号Ｓｍｇ１０Ｅを出力する。
　ここで、上述のように、ゲイン係数は、「１」もしくは「０」であるので、ゲイン係数＝「１」が与えられた増幅器は、子機音声信号の信号レベルをそのまま維持して出力する。この場合、増幅後音声信号は、子機音声信号のままとなる。
　一方、ゲイン係数＝「０」が与えられた増幅器は、子機音声信号の信号レベルを「０」に抑圧する。この場合、増幅後音声信号は、信号レベル「０」の信号となる。
　各増幅後音声信号Ｓｍｇ１０Ａ～増幅後音声信号Ｓｍｇ１０Ｅは、合成部２３０に入力される。合成部２３０は、加算器であり、各増幅後音声信号Ｓｍｇ１０Ａ～増幅後音声信号Ｓｍｇ１０Ｅを加算することで、追尾音声信号を生成する。
　ここで、増幅後音声信号Ｓｍｇ１０Ａ～増幅後音声信号Ｓｍｇ１０Ｅは、当該増幅後音声信号Ｓｍｇ１０Ａ～Ｓｍｇ１０Ｅの元となる子機音声信号Ｓｍ１０Ａ～子機音声信号Ｓｍ１０Ｅの最大レベルのものだけが、子機音声信号に応じた信号レベルであり、他のものは信号レベルが「０」である。
　したがって、増幅後音声信号Ｓｍｇ１０Ａ～増幅後音声信号Ｓｍｇ１０Ｅを加算した追尾音声信号は、最大レベルと検出された子機音声信号そのものとなる。
　このような処理を行うことで、最大レベルの子機音声信号を検出して、追尾音声信号として出力することができる。この処理は、所定の時間間隔をおいて逐次実行される。したがって、最大レベルの子機音声信号が変化すれば、すなわち、この最大レベルの子機音声信号の音源が移動すれば、この変化および移動に応じて、追尾音声信号となる子機音声信号も変化する。これにより、各子機の子機音声信号に基づいて音源を追尾し、音源からの音を最も効率良く収音した追尾音声信号を出力することができる。
　そして、以上のような構成および処理を行うことで、子機１０Ａ～子機１０Ｅによって、マイクロホンの収音信号による第１段の音源追尾が行われ、ホスト装置１によって、各子機１０Ａ～子機１０Ｅの子機音声信号による第２段の音源追尾が行われる。これにより、複数の子機１０Ａ～子機１０Ｅの複数のマイクロホンＭＩＣａ～マイクロホンＭＩＣｍによる、音源追尾を実現することができる。したがって、子機１０Ａ～子機１０Ｅの個数、および配置パターンを適宜設定することで、収音範囲の大きさや、話者等の音源位置に影響されることなく、確実に音源追尾を行うことができる。このため、音源の位置に依存することなく、音源からの音声を高品質に収音することができる。
　さらに、子機１０Ａ～子機１０Ｅが送信する音声信号数は、子機に装着されるマイクロホンの本数に依存することなく、１つである。したがって、全てのマイクロホンの収音信号を、ホスト装置に送信するよりも、通信データ量を軽減することができる。例えば、各子機に装着されるマイクロホンの本数がｍ本の場合、各子機からホスト装置に送信される音声データ数は、全ての収音信号をホスト装置に送信する場合の（１／ｍ）となる。
　このように本実施形態の構成および処理を用いることで、全ての収音信号をホスト装置に送信する場合と同じ音源追尾精度を有しながら、通信負荷を軽減することができる。これにより、よりリアルタイムな音源追尾が可能になる。
　図１８は本発明の実施形態に係る子機の音源追尾処理のフローチャートである。以下、一台の子機の処理フローを説明するが、複数の子機は同じフローの処理を実行する。また、詳細な処理の内容は、上述の記載されているものであるので、以下では詳細な説明を省略する。
　子機は、各マイクロホンで収音し、収音信号を生成する（Ｓ１０１）。子機は、各マイクロホンの収音信号のレベルを検出する（Ｓ１０２）。子機は、最大パワーの収音信号を検出し、当該最大パワーの収音信号のレベル情報を生成する（Ｓ１０３）。
　子機は、各収音信号に対するゲイン係数を決定する（Ｓ１０４）。具体的には、子機は、最大パワーの収音信号のゲインを「１」に設定し、それ以外の収音信号のゲインを「０」に設定する。
　子機は、決定したゲイン係数で各収音信号を増幅処理する（Ｓ１０５）。子機は、増幅後の収音信号を合成し、子機音声信号を生成する（Ｓ１０６）。
　子機は、子機音声信号をＡＧＣ処理し（Ｓ１０７）、ＡＧＣ処理後の子機音声信号とレベル情報を含む子機データを生成して、ホスト装置に出力する（Ｓ１０８）。
　図１９は本発明の実施形態に係るホスト装置の音源追尾処理のフローチャートである。また、詳細な処理の内容は、上述の記載されているものであるので、以下では詳細な説明を省略する。
　ホスト装置１は、各子機から子機データを受信して、子機音声信号とレベル情報を取得する（Ｓ２０１）。ホスト装置１は、各子機からのレベル情報を比較し、最大レベルの子機音声信号を検出する（Ｓ２０２）。
　ホスト装置１は、各子機音声信号に対するゲイン係数を決定する（Ｓ２０３）。具体的には、ホスト装置１は、最大レベルの子機音声信号のゲインを「１」に設定し、それ以外の子機音声信号のゲインを「０」に設定する。
　ホスト装置１は、決定したゲイン係数で各子機音声信号を増幅処理する（Ｓ２０４）。ホスト装置１は、増幅後の子機音声信号を合成し、追尾音声信号を生成する（Ｓ２０５）。
　なお、上述の説明では、最大パワーの収音信号が切り替わるタイミングで、元最大パワーの収音信号のゲイン係数を「１」から「０」に設定し、新たな最大パワーの収音信号のゲイン係数を「０」から「１」に切り替えるようにした。しかしながら、これらのゲイン係数を、より詳細な段階的に変化させるようにしてもよい。例えば、元最大パワーの収音信号のゲイン係数を「１」から「０」になるように徐々に低下させ、新たな最大パワーの収音信号のゲイン係数を「０」から「１」になるように徐々に増加させる。すなわち、元最大パワーの収音信号から、新たな最大パワーの収音信号にクロスフェード処理を行うようにしてもよい。この際、これらのゲイン係数の和は「１」となるようにする。
　そして、このようなクロスフェード処理は、子機で行われる収音信号の合成のみでなく、ホスト装置１で行われる子機音声信号の合成に適用してもよい。
　また、上述の説明では、ＡＧＣを各子機１０Ａ～子機１０Ｅに設ける例を示したが、ホスト装置１に設けてもよい。この場合、ホスト装置１の通信Ｉ／Ｆ１１でＡＧＣを行えばよい。
　なお、ホスト装置１は、図２０のフローチャートに示すように、スピーカ１０２から各子機に向けて試験用音波を発して各子機に当該試験用音波のレベルを判定させることも可能である。
　まず、ホスト装置１は、子機の起動状態を検知すると（Ｓ５１）、不揮発性メモリ１４からレベル判定用プログラムを読み出し（Ｓ５２）、通信Ｉ／Ｆ１１を介して各子機に送信する（Ｓ５３）。このとき、ホスト装置１のＣＰＵ１２は、レベル判定用プログラムを一定の単位ビットデータに分割し、単位ビットデータを各子機が受け取る順に配列したシリアルデータを作成して、子機へ送信する。
　各子機は、ホスト装置１から送信されたレベル判定用プログラムを受信する（Ｓ７１）。レベル判定用プログラムは、揮発性メモリ２３Ａに一時記憶する（Ｓ７２）。このとき、各子機は、シリアルデータから自己が受け取るべき単位ビットデータを抜き出して受け取り、抜き出した単位ビットデータを一時記憶する。そして、各子機は、一時記憶した単位ビットデータを結合し、結合したレベル判定用プログラムを実行する（Ｓ７３）。これにより、音声信号処理部２４は、図１５に示した構成を実現する。ただし、レベル判定用プログラムは、レベル判定を行うだけであり、子機音声信号Ｓｍ１０Ａを生成して送信する必要はないため、増幅器１１ａ～増幅器１１ｍ、係数決定部１２０、合成部１３０、およびＡＧＣ１４０の構成は不要である。
　そして、ホスト装置１は、レベル判定用プログラムを送信してから所定時間経過後に試験用音波を発する（Ｓ５４）。各子機の係数決定部２２０は、音声レベル判定手段として機能し、複数のマイクロホンＭＩＣａ～マイクロホンＭＩＣｍに入力された試験用音波のレベルを判定する（Ｓ７４）。係数決定部２２０は、判定結果となるレベル情報（レベルデータ）をホスト装置１に送信する（Ｓ７５）。レベルデータは、複数のマイクロホンＭＩＣａ～マイクロホンＭＩＣｍそれぞれについて送信してもよいし、子機毎に最大レベルを示したレベルデータのみを送信してもよい。なお、レベルデータは、一定の単位ビットデータに分割して上位に接続された子機に送信されることにより、各子機が協同してレベル判定用シリアルデータを作成することになる。
　次に、ホスト装置１は、各子機からレベルデータを受信する（Ｓ５５）。ホスト装置１は、受信したレベルデータに基づいて、各子機に送信すべき音声信号処理プログラムを選択し、これらプログラムを不揮発性メモリ１４から読み出す（ｓ５６）。例えば、試験用音波のレベルが高い子機は、エコーのレベルが高いと判断し、エコーキャンセラのプログラムを選択する。また、試験用音波のレベルが低い子機は、エコーのレベルが低いと判断し、ノイズキャンセラのプログラムを選択する。そして、ホスト装置１は、読み出した音声信号処理プログラムを各子機に送信する（ｓ５７）。以後の処理は、図１１に示したフローチャートと同じであるため、説明を省略する。
　なお、ホスト装置１は、受信したレベルデータに基づいてエコーキャンセラのプログラムにおける各子機のフィルタ係数の数を変更し、各子機へフィルタ係数の数を変更するための変更パラメータを定めてもよい。例えば、試験用音波のレベルが高い子機にはタップ数を増加し、試験用音波のレベルが低い子機にはタップ数を減少する。この場合、ホスト装置１は、この変更パラメータを一定の単位ビットデータに分割して、単位ビットデータを各子機が受け取る順に配列した変更パラメータ用シリアルデータを作成し、各子機へ送信する。
　なお、エコーキャンセラは、各子機における複数のマイクロホンＭＩＣａ～マイクロホンＭＩＣｍのそれぞれについて備える態様とすることも可能である。この場合、各子機の係数決定部２２０は、複数のマイクロホンＭＩＣａ～マイクロホンＭＩＣｍのそれぞれについてレベルデータを送信する。
　また、上述のレベル情報ＩＦｏ１０Ａ～レベル情報ＩＦｏ１０Ｅには、各子機におけるマイクロホンの識別情報が含まれていてもよい。
　この場合、図２１に示すように、子機は、最大パワーの収音信号を検出し、当該最大パワーの収音信号のレベル情報を生成したとき（Ｓ８０１）、最大パワーが検出されたマイクロホンの識別情報をレベル情報に含めて送信する（Ｓ８０２）。
　そして、ホスト装置１は、各子機からレベル情報を受信し（Ｓ９０１）、最大レベルとなるレベル情報を選択したときに、当該選択されたレベル情報に含まれているマイクロホンの識別情報に基づいて当該マイクロホンを特定することで、使用されているエコーキャンセラを特定する（Ｓ９０２）。ホスト装置１は、特定されたエコーキャンセラを使用している子機に対して、当該エコーキャンセラに関係する各信号の送信リクエストを行う（Ｓ９０３）。
　そして、子機は、送信リクエストを受信した場合（Ｓ８０３）、ホスト装置１に対して、指定されたエコーキャンセラから擬似回帰音信号、収音信号ＮＥ１（前段のエコーキャンセラによりエコー成分が除去される前の収音信号）、および収音信号ＮＥ１’（前段のエコーキャンセラによりエコー成分が除去された後の収音信号）の各信号を送信する（Ｓ８０４）。
　ホスト装置１は、これら各信号を受信し（Ｓ９０４）、受信した各信号をエコーサプレッサに入力する（Ｓ９０５）。これにより、エコーサプレッサのエコー生成部１２５には、特定されたエコーキャンセラの学習進捗度に応じた係数が設定されるため、適切な残留エコー成分を生成することができる。
　なお、図２２に示すように、進捗度算出部１２４は、音声信号処理部２４Ａ側に設ける態様とすることも可能である。この場合、ホスト装置１は、図２１のＳ９０３において、特定したエコーキャンセラを使用している子機に対して、学習進捗度に応じて変化する係数の送信をリクエストする。子機は、Ｓ８０４において、進捗度算出部１２４で算出される係数を読み出し、ホスト装置１に送信する。エコー生成部１２５では、受信した係数および擬似回帰音信号に応じて残留エコー成分が生成される。
　次に、図２３は、ホスト装置および子機の配置に関する変形例を示した図である。図２３（Ａ）は、図１２に示した接続態様と同じであるが、子機１０Ｃがホスト装置１に最も遠く、子機１０Ｅがホスト装置１に最も近くなる例を示している。すなわち、子機１０Ｃおよび子機１０Ｄを接続するケーブル３６１が曲げられて子機１０Ｄおよび子機１０Ｅがホスト装置１に近づくようになっている。
　一方、図２３（Ｂ）の例では、子機１０Ｃがケーブル３３１を介してホスト装置１に接続されている。この場合、子機１０Ｃは、ホスト装置１から送信されたデータを分岐して子機１０Ｂおよび子機１０Ｄに送信する。また、子機１０Ｃは、子機１０Ｂから送信されたデータと、子機１０Ｄから送信されたデータと、自装置のデータと、をまとめてホスト装置１に送信する。この場合も、直列接続された複数の子機のいずれか１つにホスト装置が接続されていることになる。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明してきたが、本発明の精神、範囲または意図の範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本発明は、２０１２年１１月１２日出願の日本特許出願（特願２０１２－２４８１５８）、２０１２年１１月１３日出願の日本特許出願（特願２０１２－２４９６０７）、及び２０１２年１１月１３日出願の日本特許出願（特願２０１２－２４９６０９）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明の信号処理システムの構成によれば、端末（マイクユニット）には予め動作用のプログラムを内蔵せず、ホスト装置からプログラムを受信して、一時記憶メモリに一時記憶してから動作を行うため、マイクユニット側に予め多数のプログラムを記憶させておく必要がない。また、新たな機能を追加する場合に、各マイクユニットのプログラム書き換え処理は不要であり、ホスト装置側の不揮発性メモリに記憶されているプログラムを変更するだけで、新たな機能を実現することができる。
１…ホスト装置
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ…マイクユニット
１１…通信Ｉ／Ｆ
１２…ＣＰＵ
１３…ＲＡＭ
１４…不揮発性メモリ
２１Ａ…通信Ｉ／Ｆ
２２Ａ…ＤＳＰ
２３Ａ…揮発性メモリ
２４Ａ…音声信号処理部
２５Ａ…マイク

Claims (7)

  1. 　直列接続された複数のマイクユニットと、当該複数のマイクユニットの１つに接続されるホスト装置と、を備えた信号処理システムであって、
    　各マイクユニットは、音声を収音するマイクと、一時記憶用メモリと、前記マイクが収音した音声を処理する処理部と、を備え、
    　前記ホスト装置は、前記マイクユニット用の音声処理プログラムを記憶した不揮発性メモリを備え、
    　前記ホスト装置が、前記不揮発性メモリから読み出した前記音声処理プログラムを前記各マイクユニットへ送信し、
    　前記各マイクユニットは、前記一時記憶用メモリに前記音声処理プログラムを一時記憶し、
    　前記処理部は、前記一時記憶用メモリに一時記憶された音声処理プログラムに応じた処理を行い、当該処理後の音声を前記ホスト装置に送信することを特徴とする信号処理システム。
  2. 　前記ホスト装置は、前記音声処理プログラムを一定の単位ビットデータに分割し、前記単位ビットデータを各マイクユニットが受け取る順に配列したシリアルデータを作成し、前記シリアルデータを前記各マイクユニットへ送信し、
    　前記各マイクユニットは、前記シリアルデータから自己が受け取るべき単位ビットデータを抜き出して受け取り、抜き出した前記単位ビットデータを一時記憶し、
    　前記処理部は、前記単位ビットデータを結合した音声処理プログラムに応じた処理を行う請求項１に記載の信号処理システム。
  3. 　前記各マイクユニットは、前記処理後の音声を一定の単位ビットデータに分割して上位に接続されたマイクユニットに送信し、各マイクユニットは協同して送信用シリアルデータを作成し、前記ホスト装置に送信することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の信号処理システム。
  4. 　前記マイクユニットは、異なる収音方向を有する複数のマイクロホンと、音声レベル判定手段とを有し、
    　前記ホスト装置は、スピーカを有し、
    　該スピーカから各マイクユニットに向けて試験用音波を発し、
    　各マイクユニットは、前記複数のマイクロホンに入力された前記試験用音波のレベルを判定し、判定結果となるレベルデータを一定の単位ビットデータに分割して上位に接続されたマイクユニットに送信し、各マイクユニットが協同してレベル判定用シリアルデータを作成する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の信号処理システム。
  5. 　前記音声処理プログラムは、フィルタ係数が更新されるエコーキャンセラを実現するためのエコーキャンセルプログラムからなり、該エコーキャンセルプログラムは前記フィルタ係数の数を決めるフィルタ係数設定部を有し、
    　前記ホスト装置は、各マイクユニットから受けとったレベルデータに基づいて各マイクユニットのフィルタ係数の数を変更し、各マイクユニットへフィルタ係数の数を変更するための変更パラメータを定め、該変更パラメータを一定の単位ビットデータに分割して、前記単位ビットデータを各マイクユニットが受け取る順に配列した変更パラメータ用シリアルデータを作成し、前記各マイクユニットへ前記変更パラメータ用シリアルデータを送信する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の信号処理システム。
  6. 　前記音声処理プログラムは、前記エコーキャンセルプログラムまたはノイズ成分を除去するノイズキャンセルプログラムであり、
    　前記ホスト装置は、前記レベルデータから各マイクユニットへ送信するプログラムを前記エコーキャンセルプログラムまたは前記ノイズキャンセルプログラムのいずれかに定めることを特徴とする請求項５に記載の信号処理システム。
  7. 　直列接続された複数のマイクユニットと、当該複数のマイクユニットの１つに接続されるホスト装置と、を備えた信号処理装置のための信号処理方法であって、各マイクユニットは、音声を収音するマイクと、一時記憶用メモリと、前記マイクが収音した音声を処理する処理部と、を備え、前記ホスト装置は、前記マイクユニット用の音声処理プログラムを保持した不揮発性メモリを備え、
    　当該信号処理方法は、
    前記ホスト装置の起動状態を検知すると、前記不揮発性メモリから前記音声処理プログラムを読み出し、該音声処理プログラムを前記ホスト装置から前記各マイクユニットへ送信し、
    　前記音声処理プログラムを前記各マイクユニットの前記一時記憶用メモリに一時記憶し、
    　前記一時記憶用メモリに一時記憶された音声処理プログラムに応じた処理を行い、当該処理後の音声を前記ホスト装置に送信する、
    ことを特徴とする信号処理方法。
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