音声取得装置
【課題】学習を必要とせず、高いハウリング抑圧性能を実現する。
【解決手段】音声取得装置は、スピーカと複数のマイクロホンとを搭載し、複数のマイクロホンは、音声取得装置の中心からみてそれぞれ異なる方向に配置されており、マイクロホンのそれぞれに対応して音声取得装置の中心からみてマイクロホンの方向と同一方向に配置される、音声取得装置のマイクロホンで収音した音を再生するスピーカを含む装置の配線接続用の端子と、スピーカを含む装置の配線が接続された配線接続用の端子を検出して、検出された端子の方向を収音の死角形成方向とする死角形成方向決定部と、を備える。
【解決手段】音声取得装置は、スピーカと複数のマイクロホンとを搭載し、複数のマイクロホンは、音声取得装置の中心からみてそれぞれ異なる方向に配置されており、マイクロホンのそれぞれに対応して音声取得装置の中心からみてマイクロホンの方向と同一方向に配置される、音声取得装置のマイクロホンで収音した音を再生するスピーカを含む装置の配線接続用の端子と、スピーカを含む装置の配線が接続された配線接続用の端子を検出して、検出された端子の方向を収音の死角形成方向とする死角形成方向決定部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は音声通話や機器の操作などハンズフリー方式で音声を取得する音声取得装置に関するものであり、特に同じ室内で拡声される場合のハウリングを抑圧する音声取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
場内拡声はマイクロホンで収音した音を同一空間内に置かれたスピーカによって再生することで実現されるが、この際にスピーカによって再生された音は再びマイクロホンに入力されるため、回り込みによる閉ループが生じてしまう。この閉ループ系のゲインが１を超えた場合には、ハウリングが発生し、拡声機能は破たんしてしまう。
【０００３】
このような問題を解決するための技術として、ハウリングキャンセラがある。ハウリングキャンセラではスピーカから発せられる音とマイクロホンで収音した音の相関性からスピーカ−マイクロホン間の室内伝達関数を逐次的に推定し、擬似的に回り込み音を生成する。そして、生成された擬似回り込み音をマイクロホンで収音した信号から減算することで、スピーカからマイクロホンへの音の回り込み量を抑圧し、閉ループ系のゲインが１を上回らないようにすることでハウリングを防止する（非特許文献１参照）。
【０００４】
また、マイクロホンアレーにより指向性の死角制御を用いたハウリングキャンセラもある。この方法ではアダプティブアレーを用いて、拡声スピーカ方向に死角を形成するようにマイクロホンアレーの指向性を逐次的に学習する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】大賀寿郎、山崎芳男、金田豊共著、「音響システムとディジタル処理」、電子情報通信学会、１９９５年、ｐ．２１４−２１５
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７６５５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したような従来のハウリングキャンセラではいずれも出力信号をフィードバックして逐次的に計算する適応信号処理が行われている。適応信号処理は入力された信号に合わせて最適な処理を探索する技術であり、学習が十分に行われた場合には高い性能の実現が期待できる。
【０００８】
しかしながら、適応信号処理は環境の変化、即ちハウリングキャンセラの場合、話者の位置やスピーカとマイクロホンの位置が変化する場合には、その学習が変化に追随できず、結果として十分なハウリング抑圧効果が得られないといった問題がある。
【０００９】
この発明の目的はこのような問題に鑑み、学習を必要とせず、かつ高いハウリング抑圧性能を実現することができる音声取得装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の第１の観点によれば、音声取得装置は、スピーカと複数のマイクロホンとを搭載している。複数のマイクロホンは、音声取得装置の中心からみてそれぞれ異なる方向に配置されている。音声取得装置は、音声取得装置のマイクロホンで収音した音を再生するスピーカを含む装置の配線接続用の端子と死角形成方向決定部とを備える。配線接続用の端子は、マイクロホンのそれぞれに対応して音声取得装置の中心からみてマイクロホンの方向と同一方向に配置される。死角形成方向決定部は、スピーカを含む装置の配線が接続された配線接続用の端子を検出して、検出された端子の方向を収音の死角形成方向とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明による音声取得装置によれば、収束に一定の時間を必要とし、つまり十分なハウリング抑圧効果を得るために時間を要する学習過程を必要とせず、かつ高いハウリング抑圧性能を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】音声取得装置の第１実施形態の全体構成例を示す図。
【図２】図１に示した音声取得装置の処理フローを示す図。
【図３】ビームフォーマー部の指向特性を説明するための図。
【図４】マイクロホンアレーの配置例を示す図。
【図５】死角形成方向を自動的に決定する方法を説明するための図。
【図６】重み係数決定部の構成を示す図。
【図７】重み付き加算部の構成を示す図。
【図８】ビームフォーマー部の構成を示す図。
【図９】信号量推定部の構成を示す図。
【図１０】ビームフォーマー部の指向特性の一例を説明するための図。
【図１１】利得係数算出部の構成を示す図。
【図１２】音声取得装置の接続及び死角形成方向の第１の例を説明するための図。
【図１３】音声取得装置の死角形成方向の第２，第３の例を説明するための図。
【図１４】音声取得装置の接続及び死角形成方向の第４の例を説明するための図。
【図１５】音声取得装置の第２実施形態の全体構成例を示す図。
【図１６】特定方向選択部の構成を示す図。
【図１７】音声取得装置の第３実施形態の全体構成例を示す図。
【図１８】帯域分割部の構成を示す図。
【図１９】帯域合成部の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
［第１実施形態］
図１は音声取得装置の第１実施形態の全体構成例を示したものであり、図２は図１に示した音声取得装置の処理フローを示したものである。
【００１５】
Ｍ個（Ｍ≧２）のマイクロホンから構成されるマイクロホンアレー１１によって収音された信号ｘｍ(ｎ)（ｍ＝１，２，…，Ｍ）はそれぞれ第１の周波数領域変換部１２−１〜１２−Ｍに入力される。ここで、ｎは離散時間信号のサンプル番号を表す。周波数領域変換部１２−１〜１２−Ｍは入力された信号を短い時間長（例えばサンプリング周波数１６０００Ｈｚの場合には２５６サンプル程度）のフレームに分解し、それぞれのフレームにおいて離散フーリエ変換を行って、得られたΩ個の周波数成分を出力信号Ｘ１(ω，ｌ)，Ｘ２(ω，ｌ)，…，ＸＭ(ω，ｌ)として出力する（ステップＳ１）。
【００１６】
死角形成方向決定部１３は死角を形成する方向を決定するもので、死角形成方向決定部１３は決定した死角形成方向を重み係数決定部１４に出力する（ステップＳ２）。なお、死角形成方向を決定する方法については後述する。
【００１７】
重み係数決定部１４は入力された死角形成方向から各マイクロホンに対する重み係数ｇ１(ω)，ｇ２(ω)，…，ｇＭ(ω)を決定する（ステップＳ３）。
【００１８】
第１の周波数領域変換部１２−１〜１２−Ｍの出力信号Ｘ１(ω，ｌ)，Ｘ２(ω，ｌ)，…，ＸＭ(ω，ｌ)及び重み係数決定部１４で決定された重み係数ｇ１(ω)，ｇ２(ω)，…，ｇＭ(ω)は重み付き加算部１５に入力され、重み付き加算部１５はマイクロホンごとの信号Ｘｍ(ω，ｌ)に対応する重み係数ｇｍ(ω)を乗算した後、全てを加算して特定方向周波数領域信号ＹＳ(ω，ｌ)を求める（ステップＳ４）。
【００１９】
一方、マイクロホンアレー１１によって収音された信号ｘｍ(ｎ)はビームフォーマー部１６−１からビームフォーマー部１６−ＱまでのＱ個のビームフォーマー部１６−１〜１６−Ｑに入力される。ビームフォーマー部１６−１〜１６−Ｑでは、例えば図３に示すような指向性のビームＢＭを、図４に示したような予め与えられたＱ個の方向領域Θ１〜ΘＱのいずれかに向け、該当する方向領域で発せられる音を強調して収音する処理を行い、結果を出力する（ステップＳ５）。
【００２０】
各ビームフォーマー部１６−１〜１６−Ｑの出力信号ｙ１(ｎ)，ｙ２(ｎ)，…，ｙＱ(
ｎ)はそれぞれ第２の周波数領域変換部１７−１〜１７−Ｑに入力される。第２の周波数
領域変換部１７−１〜１７−Ｑは入力された信号を短い時間長（例えばサンプリング周波数１６０００Ｈｚの場合には２５６サンプル程度）のフレームに分解し、それぞれのフレームにおいて離散フーリエ変換を行って、得られたΩ個の周波数成分を出力信号Ｙ１(ω
，ｌ)，Ｙ２(ω，ｌ)，…，ＹＱ(ω，ｌ)として出力する（ステップＳ６）。周波数領域
変換された信号は信号量推定部１８に入力される。
【００２１】
信号量推定部１８は入力されたビームフォーマー部１６−１〜１６−Ｑの出力信号パワーから各方向領域Θ１〜ΘＱにおける音源から発せられる音信号の総和のパワー成分を求め、これを１つのベクトルにまとめた信号パワーベクトルＸｅｓｔ(ω，ｌ)を出力する（ステップＳ７）。
【００２２】
利得係数算出部１９は入力された信号パワーベクトルＸｅｓｔ(ω，ｌ)から利得係数Ｒ(ω，ｌ)を算出し、出力する（ステップＳ８）。利得係数Ｒ(ω，ｌ)は乗算部２０に入力される。乗算部２０は入力された利得係数Ｒ(ω，ｌ)と重み付き加算部１５の出力ＹＳ(ω，ｌ)を同じ周波数の成分ごとに乗算した結果を出力する（ステップＳ９）。乗算部２０の出力信号ＹＳＲ(ω，ｌ)は逆周波数領域変換部２１に入力され、逆離散フーリエ変換を行って時間信号に復元された信号ｙ(ｎ)が出力される（ステップＳ１０）。この信号ｙ(ｎ)が音声取得装置によって所定の方向に死角が形成されて収音された信号となる。
【００２３】
このように、この例では指向性の死角の形成方法として、事前に異なる方向に指向性を向けて方向ごとの音を収音し、それらを使用して方向ごとの音源のパワースペクトルを推定する。そして、推定したパワースペクトルを使ってハウリングの原因となる拡声スピーカ方向の音を抑圧する重み係数（ゲイン）を算出し、これを入力信号に乗ずることで適応処理を使わずに高いハウリング抑圧性能を実現する。
【００２４】
以下、死角形成方向決定部１３、重み係数決定部１４、重み付き加算部１５、ビームフォーマー部１６−１〜１６−Ｑ、信号量推定部１８、利得係数算出部１９の詳細について説明する。
【００２５】
（死角形成方向決定部）
例えば、音声取得装置が図５に示したように４つのマイクロホン１１１〜１１４からなるマイクロホンアレー１１とスピーカ３１とを具備するものとし、このような音声取得装置３０が配線により接続されて室内で複数使用されるとする。
【００２６】
マイクロホン１１１〜１１４は音声取得装置３０の正方形をなす筐体３２の各辺に、それぞれの辺に垂直かつ外向きに指向性を持つように設置されており、また各マイクロホン１１１〜１１４の位置に対応して配線接続用の端子３３が４つ設置されているとする。つまり、指向性の死角を向けたい各方向に端子３３が設置されているものとする。
【００２７】
このような構成を有する音声取得装置３０の場合、死角を向けたい方向の端子３３に配線を接続すれば、死角を形成する方向を配線が接続された端子３３を検出することで決定することができる。
【００２８】
死角形成方向決定部１３は一例として、上述したように配線が接続された端子３３を検出することで、その端子側に死角を形成する方向を自動的に決定する。
【００２９】
マイクロホンの個数は２以上であればよく、音声取得装置は図５に限定するものではない。死角を形成する方向についても、既定の方向としてもよいし、あらかじめ設定した複数の方向の中から選択し、決定するようにしてもよい。
【００３０】
（重み係数決定部）
重み係数決定部１４は図６に示したように抽出部１４Ａと記憶部１４Ｂを有する。抽出部１４Ａは死角形成方向決定部１３から入力される死角形成方向に対し、各マイクロホンに対する重み係数ｇ１(ω)，ｇ２(ω)，…，ｇＭ(ω)を記憶部１４Ｂから抽出し、その抽出した重み係数ｇ１(ω)，ｇ２(ω)，…，ｇＭ(ω)を出力する。記憶部１４Ｂには各死角形成方向と、その場合に設定すべき各マイクロホンの重み係数ｇｍ(ω)とが対とされて格納されている。
【００３１】
（重み付き加算部）
図７は重み付き加算部１５の構成を示している。乗算部１５Ａ−１〜１５Ａ−Ｍは重み係数決定部１４から入力された重み係数ｇｍ(ω)を第１の周波数領域変換部１２−１〜１２−Ｍから入力された対応するマイクロホンの信号Ｘｍ(ω，ｌ)にそれぞれ乗算する。乗算部１５Ａ−１〜１５Ａ−Ｍの出力は加算部１５Ｂで全て加算され、特定方向周波数領域信号ＹＳ（ω，ｌ）が加算部１５Ｂから出力される。
【００３２】
【数１】
【００３３】
（ビームフォーマー部）
図８はビームフォーマー部１６−１〜１６−Ｑの中の一つの構成を示している。同様の処理がすべてのビームフォーマー部において行われる。入力された信号ｘｍ(ｎ)（ｍ＝１，２，…，Ｍ）はフィルタ処理部ＦＣ１〜ＦＣＭに入力される。フィルタ処理部ＦＣ１〜ＦＣＭではあらかじめ与えられた（決定方法は後述する）フィルタ係数Ｗｑｍ(ｎ)を、式（２）に示す畳み込み演算に代入して得られる信号ｘ′ｑｍ(ｎ)を出力する。
【００３４】
【数２】
各フィルタ処理部ＦＣ１〜ＦＣＭの出力信号は加算部ＡＤＤに入力される。加算部ＡＤＤでは入力信号を式（３）のように加算し、ビームフォーマー部の出力信号ｙｑ(ｎ)（ｑ＝１…Ｑ）を得る。
【００３５】
【数３】
ここでフィルタ係数Ｗｑｍ(ｎ)は、それぞれのビームフォーマー部１６−１〜１６−Ｑの指向特性Ｄｑ(ω，θ)が、図４に示すあらかじめ与えられた第Ｑ方向領域ΘＱで発せられる音を強調して受音し、それ以外の方向で発せられる音を抑圧するように設計される。
【００３６】
（信号量推定部）
図９は信号量推定部１４の構成を示している。信号量推定部１８に入力される周波数成分Ｙ１(ω，ｌ)，Ｙ２(ω，ｌ)，…，ＹＱ(ω，ｌ)はそれぞれパワー演算部ＰＷ−１〜ＰＷ−Ｑに入力され、信号のパワー値｜Ｙ１(ω，ｌ)｜２，｜Ｙ２(ω，ｌ)｜２，…，｜ＹＱ(ω，ｌ)｜２が出力され、領域集約部１８Ａに入力される（図２のステップＳ７Ａ）。領域集約部１８Ａは、あらかじめ決められた収音したい領域の集合Ｓから発せられる信号のパワー値の平均と、抑圧したい領域の集合Ｎから発せられる信号のパワー平均を求め、その結果からなる集約パワーベクトルＹ(ω，ｌ)を出力する（図２のステップＳ７Ｂ）。
【００３７】
【数４】
ただし、ＮＳは集合Ｓに含まれる領域の数、ＮＮは集合Ｎに含まれる領域の数を示している。また、すべての方向領域（１〜Ｑ）を集合Ｓまたは集合Ｎに所属するようにあらかじめ定めておく。例えば、Ｑ＝４のとき、集合Ｓと集合ＮをＳ＝｛１，２｝、Ｎ＝｛３，４｝のように決めればよい。
【００３８】
ビームフォーマー部出力パワーベクトルＹ(ω，ｌ)は乗算部１８Ｂに入力される。乗算部１８Ｂのもう一方の入力であるパワー推定行列Ｔ−１(ω)は、逆行列演算部１８Ｃの出力信号である。逆行列演算部１８Ｃには式（５）により定義される集約ゲイン行列Ｔ(ω)が入力され、その逆行列Ｔ−１(ω)を出力する（図２のステップＳ７Ｃ）。
【００３９】
【数５】
集約ゲイン行列Ｔの各要素は、図１０に示すように各ビームフォーマー部の各方向領域に対する指向特性の平均値から求められるパラメータであり、例えば、式（６）に示すよう指向特性の方向に関する平均値を用いる。
【００４０】
【数６】
αｐｑはビームフォーマー部１６−ｐの第ｑ方向領域に対する指向特性の平均値である。なお、指向特性は、例えば非特許文献１に記載されている技術を用いてフィルタ係数Ｗｍ(ｎ)より求めることができる。
【００４１】
乗算部１８Ｂは式（７）に示すように、入力されたビームフォーマー部出力パワーベクトルＹ(ω，ｌ)とパワー推定行列Ｔ−１(ω)の乗算を周波数成分ごとに行い、推定信号パワーベクトルＸｅｓｔ(ω，ｌ)を出力する（図２のステップＳ７Ｄ）。
【００４２】
Ｘｅｓｔ(ω，ｌ)＝Ｔ−１(ω)Ｙ(ω，ｌ) （７）
このように、方向領域の集約を行って信号のパワー（信号量）を推定するのが、信号量推定部１８である。
【００４３】
（利得係数算出部）
図１１は利得係数算出部１９の構成を示している。信号量推定部１８より入力された推定信号パワーベクトルＸｅｓｔ(ω，ｌ)はベクトル要素抽出部１９Ａに入力される。推定信号パワーベクトルＸｅｓｔ(ω，ｌ)は、式（８）に示すように、入力された推定信号パワーベクトルの収音領域信号推定パワー｜Ｓ(ω，ｌ)｜２を第１成分、入力された推定信号パワーベクトルの抑圧領域信号推定パワー｜Ｎ(ω，ｌ)｜２を第２成分とする。
【００４４】
Ｘｅｓｔ(ω，ｌ)＝［｜Ｓ(ω，ｌ)｜２ ｜Ｎ(ω，ｌ)｜２］Ｔ （８）
ベクトル要素抽出部１９Ａは、収音領域信号推定パワー｜Ｓ(ω，ｌ)｜２と抑圧領域信号推定パワー｜Ｎ(ω，ｌ)｜２を出力し、それらをＳＮ比推定部１９Ｂに入力する。ＳＮ比推定部１９Ｂでは式（９）を用いて所望方向領域の信号を強調する利得係数Ｒ(ω，ｌ)を計算し出力する。
【００４５】
【数７】
ここで、αは利得係数Ｒ(ω，ｌ)によって所望方向領域の信号の強調を調整するパラメータであって、例えばα＝１／２とすればよい。
【００４６】
次に、音声取得装置が前述の図５に示した音声取得装置３０である場合を例として、複数の音声取得装置３０の接続状態と各マイクロホン１１１〜１１４に対して設定する重み係数ｇ１(ω)〜ｇ４(ω)を具体的に説明する。
【００４７】
図１２は２台の音声取得装置３０１，３０２が配線３５により接続されている状態を示したものであり、図中、網かけ部分はハウリング抑圧のために形成すべき指向性の死角を示す。この時、左側の音声取得装置３０１のようにマイクロホン１１４の方向に死角を形成したい場合には、マイクロホン１１４に対応する重み係数ｇ４(ω)を例えば０や０．１のような絶対値が十分小さい値とし、他のマイクロホン１１１〜１１３の重み係数ｇ１(
ω)〜ｇ３(ω)は例えば１のようなマイクロホン１１４の重み係数ｇ４(ω)と符号は同じ
で絶対値が十分大きい値を与える。このように重み係数ｇ１(ω)〜ｇ４(ω)を決定することで、死角を向けたい方向からの音を抑圧し、ハウリング抑圧効果を高めることができる。
【００４８】
同様に、図１３（ａ）に示した音声取得装置３０や図１３（ｂ）に示した音声取得装置３０のように、より広範囲に死角を向けたい場合にも符号は同じで絶対値が十分異なる重み係数ｇｍ(ω)を設定すれば、ハウリングを抑圧することができる。なお、図１３（ａ），（ｂ）では配線３５のみを示し、接続された音声取得装置３０の図示は省略している。
【００４９】
図１３（ａ）の場合、例えばマイクロホン１１１，１１４の重み係数ｇ１(ω)，ｇ４(
ω)は０とし、マイクロホン１１２，１１３の重み係数ｇ２(ω)，ｇ３(ω)は１とする。
また、図１３（ｂ）の場合、例えばマイクロホン１１１，１１３，１１４の重み係数ｇ１(ω)，ｇ３(ω)，ｇ４(ω)は０とし、マイクロホン１１２の重み係数ｇ２(ω)は１とする。
【００５０】
一方、図１４は３台の音声取得装置３０１〜３０３が直列に接続された状態を示したものであり、中央の音声取得装置３０２のように、マイクロホン１１２と１１４の方向に死角を向けたい場合には、例えばｇ１(ω)＝１，ｇ２(ω)＝ｇ４(ω)＝０，ｇ３(ω)＝−１のように、死角を向けたい方向のマイクロホン１１２，１１４の重み係数ｇ２(ω)，ｇ４(ω)には同じ符号で絶対値が十分小さい値を与える一方で、収音したい方向のマイクロホン１１１，１１３の重み係数ｇ１(ω)，ｇ３(ω)には絶対値が十分大きく、かつ絶対値が互いに等しく、符号は互いに異なる値を与える。これにより、音声取得装置３０１及び３０３の方向に死角を形成することができ、ハウリング抑圧効果を高めることができる。
【００５１】
［第２実施形態］
図１５は音声取得装置の第２実施形態の全体構成例を示したものであり、この例では図１に示した第１実施形態における重み係数決定部１４及び重み付き加算部１５に替えて、選択信号生成部２２及び特定方向選択部２３を具備するものとなっている。
【００５２】
選択信号生成部２２は死角形成方向決定部１３から入力される死角形成方向に基づき、その方向に死角を形成するための各マイクロホンに対する選択信号を生成し、出力する。選択信号生成部２２は重み係数決定部１４と同様、抽出部と記憶部を有している。記憶部には各死角形成方向と、その場合に選択すべきマイクロホンの情報が格納されており、抽出部はその情報を抽出し、選択信号として出力する。
【００５３】
図１６は特定方向選択部２３の構成を示したものである。スイッチ２３Ａは第１の周波数領域変換部１２−１〜１２−Ｍから入力された各マイクロホンの周波数成分Ｘ１(ω，
ｌ)〜ＸＭ(ω，ｌ)を選択信号生成部２２から入力された選択信号に基づき、選択する。
スイッチ２３Ａによって選択された信号は加算部２３Ｂで全て加算され、特定方向周波数領域信号ＹＳ(ω，ｌ)が加算部２３Ｂから出力される。
【００５４】
この第２実施形態では各マイクロホンの周波数領域信号Ｘｍ(ω，ｌ)に重み係数ｇｍ(
ω)を乗算する第１実施形態と異なり、所要の周波数領域信号Ｘｍ(ω，ｌ)のみを選択す
るものとなっており、このような構成によっても高いハウリング抑圧性能を実現することができる。
【００５５】
［第３実施形態］
図１７は音声取得装置の第３実施形態の全体構成例を示したものである。第１実施形態との相違点は、第１の周波数領域変換部１２〜１〜１２−Ｍの後段及び第２の周波数領域変換部１７−１〜１７−Ｑの後段にそれぞれ帯域分割部２４−１〜２４−Ｍ及び２５−１〜２５−Ｑを備え、重み付き加算部１５、信号量推定部１８、利得係数算出部１９、乗算部２０の各処理が、Ω個の周波数帯域ごとに行われる点、及び各周波数帯域での乗算部２０の後段に帯域合成部２７を備え、各帯域の乗算部２０からの出力を合成する点である。図１８に帯域分割部２５−１〜２５−Ｑの構成を、図１９に帯域合成部２７の構成を示す。
【００５６】
本実施形態の同一帯域成分収集部２６−ｘ（但し、ｘは１，…，Ω）の信号量推定部１８の集約ゲイン行列Ｔｘ(ω)は式（１０）のように定めればよい。
【００５７】
【数８】
但し、Ｎｘは集約されたｘ番目の帯域に含まれる周波数ビンの数である。その他の部分は第１実施形態と同じである。
【００５８】
このような構成であるから、第３実施形態の音声取得装置も第１実施形態の音声取得装置と同じ効果を得ることができる。なお、このようなΩ個の周波数帯域ごとに演算を行う構成は第２実施形態の音声取得装置に対しても適用することができる。
【００５９】
以上説明した音声取得装置、音声取得方法はコンピュータと、コンピュータにインストールされたプログラムによって実現することができる。コンピュータにインストールされたプログラムはコンピュータを音声取得装置として動作させる。
【技術分野】
【０００１】
この発明は音声通話や機器の操作などハンズフリー方式で音声を取得する音声取得装置に関するものであり、特に同じ室内で拡声される場合のハウリングを抑圧する音声取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
場内拡声はマイクロホンで収音した音を同一空間内に置かれたスピーカによって再生することで実現されるが、この際にスピーカによって再生された音は再びマイクロホンに入力されるため、回り込みによる閉ループが生じてしまう。この閉ループ系のゲインが１を超えた場合には、ハウリングが発生し、拡声機能は破たんしてしまう。
【０００３】
このような問題を解決するための技術として、ハウリングキャンセラがある。ハウリングキャンセラではスピーカから発せられる音とマイクロホンで収音した音の相関性からスピーカ−マイクロホン間の室内伝達関数を逐次的に推定し、擬似的に回り込み音を生成する。そして、生成された擬似回り込み音をマイクロホンで収音した信号から減算することで、スピーカからマイクロホンへの音の回り込み量を抑圧し、閉ループ系のゲインが１を上回らないようにすることでハウリングを防止する（非特許文献１参照）。
【０００４】
また、マイクロホンアレーにより指向性の死角制御を用いたハウリングキャンセラもある。この方法ではアダプティブアレーを用いて、拡声スピーカ方向に死角を形成するようにマイクロホンアレーの指向性を逐次的に学習する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】大賀寿郎、山崎芳男、金田豊共著、「音響システムとディジタル処理」、電子情報通信学会、１９９５年、ｐ．２１４−２１５
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７６５５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したような従来のハウリングキャンセラではいずれも出力信号をフィードバックして逐次的に計算する適応信号処理が行われている。適応信号処理は入力された信号に合わせて最適な処理を探索する技術であり、学習が十分に行われた場合には高い性能の実現が期待できる。
【０００８】
しかしながら、適応信号処理は環境の変化、即ちハウリングキャンセラの場合、話者の位置やスピーカとマイクロホンの位置が変化する場合には、その学習が変化に追随できず、結果として十分なハウリング抑圧効果が得られないといった問題がある。
【０００９】
この発明の目的はこのような問題に鑑み、学習を必要とせず、かつ高いハウリング抑圧性能を実現することができる音声取得装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の第１の観点によれば、音声取得装置は、スピーカと複数のマイクロホンとを搭載している。複数のマイクロホンは、音声取得装置の中心からみてそれぞれ異なる方向に配置されている。音声取得装置は、音声取得装置のマイクロホンで収音した音を再生するスピーカを含む装置の配線接続用の端子と死角形成方向決定部とを備える。配線接続用の端子は、マイクロホンのそれぞれに対応して音声取得装置の中心からみてマイクロホンの方向と同一方向に配置される。死角形成方向決定部は、スピーカを含む装置の配線が接続された配線接続用の端子を検出して、検出された端子の方向を収音の死角形成方向とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明による音声取得装置によれば、収束に一定の時間を必要とし、つまり十分なハウリング抑圧効果を得るために時間を要する学習過程を必要とせず、かつ高いハウリング抑圧性能を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】音声取得装置の第１実施形態の全体構成例を示す図。
【図２】図１に示した音声取得装置の処理フローを示す図。
【図３】ビームフォーマー部の指向特性を説明するための図。
【図４】マイクロホンアレーの配置例を示す図。
【図５】死角形成方向を自動的に決定する方法を説明するための図。
【図６】重み係数決定部の構成を示す図。
【図７】重み付き加算部の構成を示す図。
【図８】ビームフォーマー部の構成を示す図。
【図９】信号量推定部の構成を示す図。
【図１０】ビームフォーマー部の指向特性の一例を説明するための図。
【図１１】利得係数算出部の構成を示す図。
【図１２】音声取得装置の接続及び死角形成方向の第１の例を説明するための図。
【図１３】音声取得装置の死角形成方向の第２，第３の例を説明するための図。
【図１４】音声取得装置の接続及び死角形成方向の第４の例を説明するための図。
【図１５】音声取得装置の第２実施形態の全体構成例を示す図。
【図１６】特定方向選択部の構成を示す図。
【図１７】音声取得装置の第３実施形態の全体構成例を示す図。
【図１８】帯域分割部の構成を示す図。
【図１９】帯域合成部の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
［第１実施形態］
図１は音声取得装置の第１実施形態の全体構成例を示したものであり、図２は図１に示した音声取得装置の処理フローを示したものである。
【００１５】
Ｍ個（Ｍ≧２）のマイクロホンから構成されるマイクロホンアレー１１によって収音された信号ｘｍ(ｎ)（ｍ＝１，２，…，Ｍ）はそれぞれ第１の周波数領域変換部１２−１〜１２−Ｍに入力される。ここで、ｎは離散時間信号のサンプル番号を表す。周波数領域変換部１２−１〜１２−Ｍは入力された信号を短い時間長（例えばサンプリング周波数１６０００Ｈｚの場合には２５６サンプル程度）のフレームに分解し、それぞれのフレームにおいて離散フーリエ変換を行って、得られたΩ個の周波数成分を出力信号Ｘ１(ω，ｌ)，Ｘ２(ω，ｌ)，…，ＸＭ(ω，ｌ)として出力する（ステップＳ１）。
【００１６】
死角形成方向決定部１３は死角を形成する方向を決定するもので、死角形成方向決定部１３は決定した死角形成方向を重み係数決定部１４に出力する（ステップＳ２）。なお、死角形成方向を決定する方法については後述する。
【００１７】
重み係数決定部１４は入力された死角形成方向から各マイクロホンに対する重み係数ｇ１(ω)，ｇ２(ω)，…，ｇＭ(ω)を決定する（ステップＳ３）。
【００１８】
第１の周波数領域変換部１２−１〜１２−Ｍの出力信号Ｘ１(ω，ｌ)，Ｘ２(ω，ｌ)，…，ＸＭ(ω，ｌ)及び重み係数決定部１４で決定された重み係数ｇ１(ω)，ｇ２(ω)，…，ｇＭ(ω)は重み付き加算部１５に入力され、重み付き加算部１５はマイクロホンごとの信号Ｘｍ(ω，ｌ)に対応する重み係数ｇｍ(ω)を乗算した後、全てを加算して特定方向周波数領域信号ＹＳ(ω，ｌ)を求める（ステップＳ４）。
【００１９】
一方、マイクロホンアレー１１によって収音された信号ｘｍ(ｎ)はビームフォーマー部１６−１からビームフォーマー部１６−ＱまでのＱ個のビームフォーマー部１６−１〜１６−Ｑに入力される。ビームフォーマー部１６−１〜１６−Ｑでは、例えば図３に示すような指向性のビームＢＭを、図４に示したような予め与えられたＱ個の方向領域Θ１〜ΘＱのいずれかに向け、該当する方向領域で発せられる音を強調して収音する処理を行い、結果を出力する（ステップＳ５）。
【００２０】
各ビームフォーマー部１６−１〜１６−Ｑの出力信号ｙ１(ｎ)，ｙ２(ｎ)，…，ｙＱ(
ｎ)はそれぞれ第２の周波数領域変換部１７−１〜１７−Ｑに入力される。第２の周波数
領域変換部１７−１〜１７−Ｑは入力された信号を短い時間長（例えばサンプリング周波数１６０００Ｈｚの場合には２５６サンプル程度）のフレームに分解し、それぞれのフレームにおいて離散フーリエ変換を行って、得られたΩ個の周波数成分を出力信号Ｙ１(ω
，ｌ)，Ｙ２(ω，ｌ)，…，ＹＱ(ω，ｌ)として出力する（ステップＳ６）。周波数領域
変換された信号は信号量推定部１８に入力される。
【００２１】
信号量推定部１８は入力されたビームフォーマー部１６−１〜１６−Ｑの出力信号パワーから各方向領域Θ１〜ΘＱにおける音源から発せられる音信号の総和のパワー成分を求め、これを１つのベクトルにまとめた信号パワーベクトルＸｅｓｔ(ω，ｌ)を出力する（ステップＳ７）。
【００２２】
利得係数算出部１９は入力された信号パワーベクトルＸｅｓｔ(ω，ｌ)から利得係数Ｒ(ω，ｌ)を算出し、出力する（ステップＳ８）。利得係数Ｒ(ω，ｌ)は乗算部２０に入力される。乗算部２０は入力された利得係数Ｒ(ω，ｌ)と重み付き加算部１５の出力ＹＳ(ω，ｌ)を同じ周波数の成分ごとに乗算した結果を出力する（ステップＳ９）。乗算部２０の出力信号ＹＳＲ(ω，ｌ)は逆周波数領域変換部２１に入力され、逆離散フーリエ変換を行って時間信号に復元された信号ｙ(ｎ)が出力される（ステップＳ１０）。この信号ｙ(ｎ)が音声取得装置によって所定の方向に死角が形成されて収音された信号となる。
【００２３】
このように、この例では指向性の死角の形成方法として、事前に異なる方向に指向性を向けて方向ごとの音を収音し、それらを使用して方向ごとの音源のパワースペクトルを推定する。そして、推定したパワースペクトルを使ってハウリングの原因となる拡声スピーカ方向の音を抑圧する重み係数（ゲイン）を算出し、これを入力信号に乗ずることで適応処理を使わずに高いハウリング抑圧性能を実現する。
【００２４】
以下、死角形成方向決定部１３、重み係数決定部１４、重み付き加算部１５、ビームフォーマー部１６−１〜１６−Ｑ、信号量推定部１８、利得係数算出部１９の詳細について説明する。
【００２５】
（死角形成方向決定部）
例えば、音声取得装置が図５に示したように４つのマイクロホン１１１〜１１４からなるマイクロホンアレー１１とスピーカ３１とを具備するものとし、このような音声取得装置３０が配線により接続されて室内で複数使用されるとする。
【００２６】
マイクロホン１１１〜１１４は音声取得装置３０の正方形をなす筐体３２の各辺に、それぞれの辺に垂直かつ外向きに指向性を持つように設置されており、また各マイクロホン１１１〜１１４の位置に対応して配線接続用の端子３３が４つ設置されているとする。つまり、指向性の死角を向けたい各方向に端子３３が設置されているものとする。
【００２７】
このような構成を有する音声取得装置３０の場合、死角を向けたい方向の端子３３に配線を接続すれば、死角を形成する方向を配線が接続された端子３３を検出することで決定することができる。
【００２８】
死角形成方向決定部１３は一例として、上述したように配線が接続された端子３３を検出することで、その端子側に死角を形成する方向を自動的に決定する。
【００２９】
マイクロホンの個数は２以上であればよく、音声取得装置は図５に限定するものではない。死角を形成する方向についても、既定の方向としてもよいし、あらかじめ設定した複数の方向の中から選択し、決定するようにしてもよい。
【００３０】
（重み係数決定部）
重み係数決定部１４は図６に示したように抽出部１４Ａと記憶部１４Ｂを有する。抽出部１４Ａは死角形成方向決定部１３から入力される死角形成方向に対し、各マイクロホンに対する重み係数ｇ１(ω)，ｇ２(ω)，…，ｇＭ(ω)を記憶部１４Ｂから抽出し、その抽出した重み係数ｇ１(ω)，ｇ２(ω)，…，ｇＭ(ω)を出力する。記憶部１４Ｂには各死角形成方向と、その場合に設定すべき各マイクロホンの重み係数ｇｍ(ω)とが対とされて格納されている。
【００３１】
（重み付き加算部）
図７は重み付き加算部１５の構成を示している。乗算部１５Ａ−１〜１５Ａ−Ｍは重み係数決定部１４から入力された重み係数ｇｍ(ω)を第１の周波数領域変換部１２−１〜１２−Ｍから入力された対応するマイクロホンの信号Ｘｍ(ω，ｌ)にそれぞれ乗算する。乗算部１５Ａ−１〜１５Ａ−Ｍの出力は加算部１５Ｂで全て加算され、特定方向周波数領域信号ＹＳ（ω，ｌ）が加算部１５Ｂから出力される。
【００３２】
【数１】
【００３３】
（ビームフォーマー部）
図８はビームフォーマー部１６−１〜１６−Ｑの中の一つの構成を示している。同様の処理がすべてのビームフォーマー部において行われる。入力された信号ｘｍ(ｎ)（ｍ＝１，２，…，Ｍ）はフィルタ処理部ＦＣ１〜ＦＣＭに入力される。フィルタ処理部ＦＣ１〜ＦＣＭではあらかじめ与えられた（決定方法は後述する）フィルタ係数Ｗｑｍ(ｎ)を、式（２）に示す畳み込み演算に代入して得られる信号ｘ′ｑｍ(ｎ)を出力する。
【００３４】
【数２】
各フィルタ処理部ＦＣ１〜ＦＣＭの出力信号は加算部ＡＤＤに入力される。加算部ＡＤＤでは入力信号を式（３）のように加算し、ビームフォーマー部の出力信号ｙｑ(ｎ)（ｑ＝１…Ｑ）を得る。
【００３５】
【数３】
ここでフィルタ係数Ｗｑｍ(ｎ)は、それぞれのビームフォーマー部１６−１〜１６−Ｑの指向特性Ｄｑ(ω，θ)が、図４に示すあらかじめ与えられた第Ｑ方向領域ΘＱで発せられる音を強調して受音し、それ以外の方向で発せられる音を抑圧するように設計される。
【００３６】
（信号量推定部）
図９は信号量推定部１４の構成を示している。信号量推定部１８に入力される周波数成分Ｙ１(ω，ｌ)，Ｙ２(ω，ｌ)，…，ＹＱ(ω，ｌ)はそれぞれパワー演算部ＰＷ−１〜ＰＷ−Ｑに入力され、信号のパワー値｜Ｙ１(ω，ｌ)｜２，｜Ｙ２(ω，ｌ)｜２，…，｜ＹＱ(ω，ｌ)｜２が出力され、領域集約部１８Ａに入力される（図２のステップＳ７Ａ）。領域集約部１８Ａは、あらかじめ決められた収音したい領域の集合Ｓから発せられる信号のパワー値の平均と、抑圧したい領域の集合Ｎから発せられる信号のパワー平均を求め、その結果からなる集約パワーベクトルＹ(ω，ｌ)を出力する（図２のステップＳ７Ｂ）。
【００３７】
【数４】
ただし、ＮＳは集合Ｓに含まれる領域の数、ＮＮは集合Ｎに含まれる領域の数を示している。また、すべての方向領域（１〜Ｑ）を集合Ｓまたは集合Ｎに所属するようにあらかじめ定めておく。例えば、Ｑ＝４のとき、集合Ｓと集合ＮをＳ＝｛１，２｝、Ｎ＝｛３，４｝のように決めればよい。
【００３８】
ビームフォーマー部出力パワーベクトルＹ(ω，ｌ)は乗算部１８Ｂに入力される。乗算部１８Ｂのもう一方の入力であるパワー推定行列Ｔ−１(ω)は、逆行列演算部１８Ｃの出力信号である。逆行列演算部１８Ｃには式（５）により定義される集約ゲイン行列Ｔ(ω)が入力され、その逆行列Ｔ−１(ω)を出力する（図２のステップＳ７Ｃ）。
【００３９】
【数５】
集約ゲイン行列Ｔの各要素は、図１０に示すように各ビームフォーマー部の各方向領域に対する指向特性の平均値から求められるパラメータであり、例えば、式（６）に示すよう指向特性の方向に関する平均値を用いる。
【００４０】
【数６】
αｐｑはビームフォーマー部１６−ｐの第ｑ方向領域に対する指向特性の平均値である。なお、指向特性は、例えば非特許文献１に記載されている技術を用いてフィルタ係数Ｗｍ(ｎ)より求めることができる。
【００４１】
乗算部１８Ｂは式（７）に示すように、入力されたビームフォーマー部出力パワーベクトルＹ(ω，ｌ)とパワー推定行列Ｔ−１(ω)の乗算を周波数成分ごとに行い、推定信号パワーベクトルＸｅｓｔ(ω，ｌ)を出力する（図２のステップＳ７Ｄ）。
【００４２】
Ｘｅｓｔ(ω，ｌ)＝Ｔ−１(ω)Ｙ(ω，ｌ) （７）
このように、方向領域の集約を行って信号のパワー（信号量）を推定するのが、信号量推定部１８である。
【００４３】
（利得係数算出部）
図１１は利得係数算出部１９の構成を示している。信号量推定部１８より入力された推定信号パワーベクトルＸｅｓｔ(ω，ｌ)はベクトル要素抽出部１９Ａに入力される。推定信号パワーベクトルＸｅｓｔ(ω，ｌ)は、式（８）に示すように、入力された推定信号パワーベクトルの収音領域信号推定パワー｜Ｓ(ω，ｌ)｜２を第１成分、入力された推定信号パワーベクトルの抑圧領域信号推定パワー｜Ｎ(ω，ｌ)｜２を第２成分とする。
【００４４】
Ｘｅｓｔ(ω，ｌ)＝［｜Ｓ(ω，ｌ)｜２ ｜Ｎ(ω，ｌ)｜２］Ｔ （８）
ベクトル要素抽出部１９Ａは、収音領域信号推定パワー｜Ｓ(ω，ｌ)｜２と抑圧領域信号推定パワー｜Ｎ(ω，ｌ)｜２を出力し、それらをＳＮ比推定部１９Ｂに入力する。ＳＮ比推定部１９Ｂでは式（９）を用いて所望方向領域の信号を強調する利得係数Ｒ(ω，ｌ)を計算し出力する。
【００４５】
【数７】
ここで、αは利得係数Ｒ(ω，ｌ)によって所望方向領域の信号の強調を調整するパラメータであって、例えばα＝１／２とすればよい。
【００４６】
次に、音声取得装置が前述の図５に示した音声取得装置３０である場合を例として、複数の音声取得装置３０の接続状態と各マイクロホン１１１〜１１４に対して設定する重み係数ｇ１(ω)〜ｇ４(ω)を具体的に説明する。
【００４７】
図１２は２台の音声取得装置３０１，３０２が配線３５により接続されている状態を示したものであり、図中、網かけ部分はハウリング抑圧のために形成すべき指向性の死角を示す。この時、左側の音声取得装置３０１のようにマイクロホン１１４の方向に死角を形成したい場合には、マイクロホン１１４に対応する重み係数ｇ４(ω)を例えば０や０．１のような絶対値が十分小さい値とし、他のマイクロホン１１１〜１１３の重み係数ｇ１(
ω)〜ｇ３(ω)は例えば１のようなマイクロホン１１４の重み係数ｇ４(ω)と符号は同じ
で絶対値が十分大きい値を与える。このように重み係数ｇ１(ω)〜ｇ４(ω)を決定することで、死角を向けたい方向からの音を抑圧し、ハウリング抑圧効果を高めることができる。
【００４８】
同様に、図１３（ａ）に示した音声取得装置３０や図１３（ｂ）に示した音声取得装置３０のように、より広範囲に死角を向けたい場合にも符号は同じで絶対値が十分異なる重み係数ｇｍ(ω)を設定すれば、ハウリングを抑圧することができる。なお、図１３（ａ），（ｂ）では配線３５のみを示し、接続された音声取得装置３０の図示は省略している。
【００４９】
図１３（ａ）の場合、例えばマイクロホン１１１，１１４の重み係数ｇ１(ω)，ｇ４(
ω)は０とし、マイクロホン１１２，１１３の重み係数ｇ２(ω)，ｇ３(ω)は１とする。
また、図１３（ｂ）の場合、例えばマイクロホン１１１，１１３，１１４の重み係数ｇ１(ω)，ｇ３(ω)，ｇ４(ω)は０とし、マイクロホン１１２の重み係数ｇ２(ω)は１とする。
【００５０】
一方、図１４は３台の音声取得装置３０１〜３０３が直列に接続された状態を示したものであり、中央の音声取得装置３０２のように、マイクロホン１１２と１１４の方向に死角を向けたい場合には、例えばｇ１(ω)＝１，ｇ２(ω)＝ｇ４(ω)＝０，ｇ３(ω)＝−１のように、死角を向けたい方向のマイクロホン１１２，１１４の重み係数ｇ２(ω)，ｇ４(ω)には同じ符号で絶対値が十分小さい値を与える一方で、収音したい方向のマイクロホン１１１，１１３の重み係数ｇ１(ω)，ｇ３(ω)には絶対値が十分大きく、かつ絶対値が互いに等しく、符号は互いに異なる値を与える。これにより、音声取得装置３０１及び３０３の方向に死角を形成することができ、ハウリング抑圧効果を高めることができる。
【００５１】
［第２実施形態］
図１５は音声取得装置の第２実施形態の全体構成例を示したものであり、この例では図１に示した第１実施形態における重み係数決定部１４及び重み付き加算部１５に替えて、選択信号生成部２２及び特定方向選択部２３を具備するものとなっている。
【００５２】
選択信号生成部２２は死角形成方向決定部１３から入力される死角形成方向に基づき、その方向に死角を形成するための各マイクロホンに対する選択信号を生成し、出力する。選択信号生成部２２は重み係数決定部１４と同様、抽出部と記憶部を有している。記憶部には各死角形成方向と、その場合に選択すべきマイクロホンの情報が格納されており、抽出部はその情報を抽出し、選択信号として出力する。
【００５３】
図１６は特定方向選択部２３の構成を示したものである。スイッチ２３Ａは第１の周波数領域変換部１２−１〜１２−Ｍから入力された各マイクロホンの周波数成分Ｘ１(ω，
ｌ)〜ＸＭ(ω，ｌ)を選択信号生成部２２から入力された選択信号に基づき、選択する。
スイッチ２３Ａによって選択された信号は加算部２３Ｂで全て加算され、特定方向周波数領域信号ＹＳ(ω，ｌ)が加算部２３Ｂから出力される。
【００５４】
この第２実施形態では各マイクロホンの周波数領域信号Ｘｍ(ω，ｌ)に重み係数ｇｍ(
ω)を乗算する第１実施形態と異なり、所要の周波数領域信号Ｘｍ(ω，ｌ)のみを選択す
るものとなっており、このような構成によっても高いハウリング抑圧性能を実現することができる。
【００５５】
［第３実施形態］
図１７は音声取得装置の第３実施形態の全体構成例を示したものである。第１実施形態との相違点は、第１の周波数領域変換部１２〜１〜１２−Ｍの後段及び第２の周波数領域変換部１７−１〜１７−Ｑの後段にそれぞれ帯域分割部２４−１〜２４−Ｍ及び２５−１〜２５−Ｑを備え、重み付き加算部１５、信号量推定部１８、利得係数算出部１９、乗算部２０の各処理が、Ω個の周波数帯域ごとに行われる点、及び各周波数帯域での乗算部２０の後段に帯域合成部２７を備え、各帯域の乗算部２０からの出力を合成する点である。図１８に帯域分割部２５−１〜２５−Ｑの構成を、図１９に帯域合成部２７の構成を示す。
【００５６】
本実施形態の同一帯域成分収集部２６−ｘ（但し、ｘは１，…，Ω）の信号量推定部１８の集約ゲイン行列Ｔｘ(ω)は式（１０）のように定めればよい。
【００５７】
【数８】
但し、Ｎｘは集約されたｘ番目の帯域に含まれる周波数ビンの数である。その他の部分は第１実施形態と同じである。
【００５８】
このような構成であるから、第３実施形態の音声取得装置も第１実施形態の音声取得装置と同じ効果を得ることができる。なお、このようなΩ個の周波数帯域ごとに演算を行う構成は第２実施形態の音声取得装置に対しても適用することができる。
【００５９】
以上説明した音声取得装置、音声取得方法はコンピュータと、コンピュータにインストールされたプログラムによって実現することができる。コンピュータにインストールされたプログラムはコンピュータを音声取得装置として動作させる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカと複数のマイクロホンとを搭載した音声取得装置であって、
前記複数のマイクロホンは、前記音声取得装置の中心からみてそれぞれ異なる方向に配置されており、
前記マイクロホンのそれぞれに対応して前記音声取得装置の中心からみてマイクロホンの方向と同一方向に配置される、前記音声取得装置のマイクロホンで収音した音を再生するスピーカを含む装置の配線接続用の端子と、
前記スピーカを含む装置の配線が接続された配線接続用の端子を検出して、検出された端子の方向を収音の死角形成方向とする死角形成方向決定部と、
を備えることを特徴とする音声取得装置。
【請求項２】
請求項１記載の音声取得装置であって、
前記複数のマイクロホンを搭載して構成されるマイクロホンアレーの各マイクロホンの出力信号のそれぞれを複数の帯域成分に分割した周波数領域信号に変換する複数の第１周波数領域変換部と、
前記死角形成方向からの音を抑圧するように、前記各マイクロホンに対する重み係数を決定する重み係数決定部と、
前記各第１周波数領域変換部が出力する各マイクロホンの周波数領域信号に、対応する前記重み係数をそれぞれ乗算した後、全てを加算して特定方向周波数領域信号を求める重み付き加算部と、
前記各マイクロホンの出力信号を利用してそれぞれが異なる方向の角度領域から到来する音を強調して収音する複数のビームフォーマー部と、
前記複数のビームフォーマー部が収音した角度領域信号のそれぞれを複数の帯域成分に分割した周波数領域信号に変換する複数の第２周波数領域変換部と、
前記第２周波数領域変換部が出力する周波数領域信号から周波数領域信号の総和量の推定値を求める信号量推定部と、
前記特定方向周波数領域信号の信号量と前記周波数領域信号の前記総和量との比により周波数帯域毎の利得係数を算出する利得係数算出部と、
前記利得係数算出部が算出した利得係数を前記特定方向周波数領域信号の各対応する周波数帯域の信号量に乗算する乗算部と、
をさらに備え、
前記複数のマイクロホンの内、少なくとも二つのマイクロホンが、その二つのマイクロホンを結ぶ開線分の方向かつ外向きに指向性を持つものとし、
前記重み係数決定部は、その二つのマイクロホンに対する重み係数を、絶対値が互いに等しく、かつ、符号が互いに異なる値となるように、決定する、
音声取得装置。
【請求項１】
スピーカと複数のマイクロホンとを搭載した音声取得装置であって、
前記複数のマイクロホンは、前記音声取得装置の中心からみてそれぞれ異なる方向に配置されており、
前記マイクロホンのそれぞれに対応して前記音声取得装置の中心からみてマイクロホンの方向と同一方向に配置される、前記音声取得装置のマイクロホンで収音した音を再生するスピーカを含む装置の配線接続用の端子と、
前記スピーカを含む装置の配線が接続された配線接続用の端子を検出して、検出された端子の方向を収音の死角形成方向とする死角形成方向決定部と、
を備えることを特徴とする音声取得装置。
【請求項２】
請求項１記載の音声取得装置であって、
前記複数のマイクロホンを搭載して構成されるマイクロホンアレーの各マイクロホンの出力信号のそれぞれを複数の帯域成分に分割した周波数領域信号に変換する複数の第１周波数領域変換部と、
前記死角形成方向からの音を抑圧するように、前記各マイクロホンに対する重み係数を決定する重み係数決定部と、
前記各第１周波数領域変換部が出力する各マイクロホンの周波数領域信号に、対応する前記重み係数をそれぞれ乗算した後、全てを加算して特定方向周波数領域信号を求める重み付き加算部と、
前記各マイクロホンの出力信号を利用してそれぞれが異なる方向の角度領域から到来する音を強調して収音する複数のビームフォーマー部と、
前記複数のビームフォーマー部が収音した角度領域信号のそれぞれを複数の帯域成分に分割した周波数領域信号に変換する複数の第２周波数領域変換部と、
前記第２周波数領域変換部が出力する周波数領域信号から周波数領域信号の総和量の推定値を求める信号量推定部と、
前記特定方向周波数領域信号の信号量と前記周波数領域信号の前記総和量との比により周波数帯域毎の利得係数を算出する利得係数算出部と、
前記利得係数算出部が算出した利得係数を前記特定方向周波数領域信号の各対応する周波数帯域の信号量に乗算する乗算部と、
をさらに備え、
前記複数のマイクロホンの内、少なくとも二つのマイクロホンが、その二つのマイクロホンを結ぶ開線分の方向かつ外向きに指向性を持つものとし、
前記重み係数決定部は、その二つのマイクロホンに対する重み係数を、絶対値が互いに等しく、かつ、符号が互いに異なる値となるように、決定する、
音声取得装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−１７８８６９（Ｐ２０１２−１７８８６９Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１１２９８１（Ｐ２０１２−１１２９８１）
【出願日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【分割の表示】特願２００９−２７４４１１（Ｐ２００９−２７４４１１）の分割
【原出願日】平成２１年１２月２日（２００９．１２．２）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【分割の表示】特願２００９−２７４４１１（Ｐ２００９−２７４４１１）の分割
【原出願日】平成２１年１２月２日（２００９．１２．２）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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