(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め決められた音響空間範囲（以下ゾーンと記）よりの音響信号を収音すると共に各ゾーンごとに複数の周波数帯域に分割された分割帯域信号を出力する入力・帯域分割手段と、
上記入力・帯域分割手段よりの複数のゾーンの各同一周波数帯の分割帯域信号についてそれぞれ同一の論理演算を行う論理演算手段と、
その論理演算手段よりの各周波数帯の論理演算結果に基づき、上記分割帯域信号の対応するものを選択する帯域信号選択手段と、
上記選択された分割帯域信号を周波数合成する合成手段と、
を具備するゾーン別収音装置。
【請求項２】
上記入力・帯域分割手段は、上記ゾーンを決定する指向特性をもつ複数の指向性収音入力手段と、
これら各入力手段よりの信号をそれぞれ複数の周波数帯域に分割して上記分割帯域信号を得る周波数帯域分割手段と、
よりなることを特徴とする請求項１記載のゾーン別収音装置。
【請求項３】
上記入力・帯域分割手段は、複数のマイクロホンよりなる複数の入力手段と、
上記各入力手段よりの各マイクロホンの出力信号をそれぞれ複数の周波数帯域に分割する帯域分割手段と、
上記各入力手段ごとに、上記分割された出力信号の各同一帯域ごとに、マイクロホンの位置に起因して変化する、マイクロホンに到達する音響信号のパラメータの値の差を、帯域別マイクロホン間パラメータ値差として検出するパラメータ値差検出手段と、
上記各入力手段ごとに、上記複数のマイクロホンの配置で決るゾーンの何れにある音源から到来した信号であるかを、上記各マイクロホンの各分割された出力信号ごとに、上記帯域別マイクロホン間パラメータ値差に基づき決定して上記ゾーンごとの上記分割帯域信号を出力するゾーン決定手段と、
よりなることを特徴とする請求項１記載のゾーン別収音装置。
【請求項４】
上記入力・帯域分割手段は、上記ゾーンを決定する指向特性をもつ少なくとも一つの指向性収音入力手段と、
その指向性収音入力手段よりの値を複数の周波数帯域に分割して上記分割帯域信号を得る周波数帯域分割手段と、
複数のマイクロホンよりなる少なくとも一つの入力手段と、
その入力手段よりの各マイクロホンの出力信号をそれぞれ複数の周波数帯域に分割する帯域分割手段と、
上記各入力手段ごとに、上記分割された出力信号の各同一帯域ごとに、マイクロホンの位置に起因して変化する、マイクロホンに到達する音響信号のパラメータの値の差を、帯域別マイクロホン間パラメータ値差として検出するパラメータ値差検出手段と、
上記各入力手段ごとに、上記複数のマイクロホンの配置で決るゾーンの何れにある音源から到来した信号であるかを、上記各マイクロホンの各分割された出力信号ごとに、上記帯域別マイクロホン間パラメータ値差に基づき決定して上記ゾーンごとの上記分割帯域信号を出力するゾーン決定手段と、
よりなることを特徴とする請求項１記載のゾーン別収音装置。
【請求項５】
上記論理演算手段は複数種類の論理演算を少なくとも一つ選択することができる手段であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のゾーン別収音装置。
【請求項６】
上記論理演算手段は互いに論理演算するゾーンの分割帯域信号中のゾーンの組合わせを変更することができる手段であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のゾーン別収音装置。
【請求項７】
上記入力・帯域分割手段の少なくとも一つはそのゾーンを変更することができる手段であることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のゾーン別収音装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のマイクロホンを用いて、所望のゾーンにある音源からの音のみを収音する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特定のゾーンにある音源からの音を収音する場合、複数のマイクロホンを配列して、各マイクロホンの出力信号に、受音すべき点（特定ゾーン）から各マイクロホンまでの距離に応じて時間遅延を与え、それぞれのマイクロホンの出力和を取り出す、遅延和アレーと呼ばれる受音方法があった。しかし、この方法では、マイクロホン出力の同位相加算を用いるため、特に低い周波数帯域において、特定ゾーンからの音を高いＳＮ比で取り出すためにはマイクロホン間隔を大きくとる必要があり、そのため、装置規模が大きくなるという問題があった。
【０００３】
これに対し、マイクロホンの本数を減らして、特定のゾーンからの音を収音する方法も提案されている（特開平１０−３１３４９７号公報：「音源分離方法、装置および記録媒体」）。この手法は、二つ以上のマイクロホンを用い、各二つのマイクロホン間での２等分線により領域を２分することにより、複数の領域（ゾーン）を構成し、一つの音源からの音響信号が二つのマイクロホンに収音された時、その音源に近いマイクロホンの出力信号の方が他方のマイクロホンの出力信号よりレベルが大きい、また到達時間が早いことを利用して、各マイクロホンの出力信号を、各帯域信号が一つの音源からの音響信号の成分よりなる程度に小さく、複数の周波数帯域に分割し、これら各マイクロホン出力信号の同一帯域信号のレベル差、又は到達時間差を検出することにより、異なるゾーンに存在する音源からの音響信号を分離して取出す、つまりマイクロホンで受音した信号に対し、所望のゾーンにある音源からの周波数成分のみを抽出することによって、特定のゾーンにある音源からの音だけを抽出することを特徴とする。この方式は、マイクロホン出力の同位相加算を用いないため、遅延和アレーに比べると少ないマイクロホン数で複数のゾーンを形成することが出来る。
【０００４】
しかし、この手法を用いても、特定の角度範囲の方向から来る音を抽出することは出来るが、特定の距離から来る音だけを収音するということは困難であった。これは、マイクロホンと音源との距離を知る手がかりがマイクロホンに入る音圧の大小関係だけであり、なおかつ、音圧は一般に音源の発音状態によって時時刻刻変わるため、音圧だけでマイクロホンと音源との距離を正確に測ることが難しいためである。またこの従来の手法において、ゾーンの変更を単純に行うことができなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、所望のゾーンにある音源からの周波数成分のみを抽出することによって特定方向にある音源からの音を収音する入力・帯域分割手段を複数個用い、特定の距離および特定の方向から来る音源の信号のみ抽出することを特徴とする。また、入力・帯域分割手段を複数個に拡張し、帯域分割された周波数成分の選択を、論理演算により行い、その論理演算の手法の変更や論理演算する帯域信号のゾーンの変更により、収音する音源のゾーンの特定の距離又は特定方向を変更することを可能とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明の実施例を示す。入力手段１，２はそれぞれ、音源からの音響信号を収音して電気信号に変換する。この実施例では入力手段１，２としては、例えば指向性マイクロホンなどを用い、音源の方向によって感度差を生じるものを用いることで受音可能な音響空間の特定の範囲（以下、ゾーン）を決定することができるものである。例えば、指向性マイクロホンよりなる入力手段１，２の指向特性の主ビ─ムの方向がそれぞれ図２Ａに示すゾーン３，４を形成し、これらのゾーン３，４が交差するようにされる。入力手段１，２の各出力信号はそれぞれ、帯域分割手段５へ供給される。帯域分割手段５では、各入力手段１，２としての各指向性マイクロホンからの出力信号はそれぞれ、複数の周波数帯域信号に分割される。この帯域分割は、一つの周波数帯域に含まれる成分が単独音源からの周波数のみで生成されていると近似できる程度に細かく分割する。この帯域分割の方法には、例えば、フーリエ変換が用いられる。入力手段１，２と帯域分割手段５は入力・帯域分割手段６を構成する。入力・帯域分割手段６よりの帯域分割された信号はスペクトル選択手段７と論理演算手段８とへ供給される。
【０００７】
論理演算手段８では、各入力手段１，２について決定されたゾーンに対して、論理演算（ＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＴ等）を定義することで、新たなゾーンを決定する。図２Ａに示した二つのゾーン３，４に対して、例えば次の論理演算により新たなゾーンを決定できる。
（ゾーン３）∩（ゾーン４）
（ゾーン３）∪（ゾーン４）
（ゾーン３）∩（ゾーン４）′
ここでＡ∩ＢはＡとＢの論理積、Ａ∪ＢはＡとＢの論理和、Ａ′はＡの否定をそれぞれ表わす。
【０００８】
上記新たに決定されたゾーンのうち、例えば（ゾーン３）∩（ゾーン４）を図に示すと、図２Ｂ中の斜線部で示すゾーン９、つまりゾーン３とゾーン４との重なり部分のゾーンになる。論理演算手段８により決定されるゾーンの種類は、入力手段１，２により決定されたゾーンそれぞれに対し、あらゆる論理演算を施した場合に生じるゾーンの種類に等しい。所で論理演算手段８により決定されたゾーンに存在する音源からの音響信号を取出すために、入力手段１，２の各出力信号がそれぞれ周波数分割された各帯域信号Ｓ１ｉとＳ２ｉ（ｉ＝１，…，ｎ、ｎは分割帯域数）は２値化部８ａでそのレベル（パワー）が所定値以上か以下かにより、論理値「１」か「０」に変換される。これら２値化された帯域信号ＱＳ１ｉとＱＳ２ｉが論理演算部８ｂに入力されて、論理演算部８ｂに設定された論理演算が、両入力手段１，２の同一周波数帯域ごとの２値化帯域信号に対して行われる。論理演算部８ｂが論理積（ＡＮＤ）に設定されていればＱＳ１ｉ∩ＱＳ２ｉがそれぞれ演算される。論理演算部８ｂによる論理演算の種類の設定は、ゾーン設定部８ｃの設定特質に応じた論理演算が行われるように、ハードウェアで構成されている場合は、予め設けられている複数種類の論理演算回路中の対応する１つが選択使用され、ソフトウェアで構成されている場合は複数種類の論理演算プログラムの一つの対応するものが選択される。
【０００９】
スペクトル選択手段７では、論理演算手段８により決定されたゾーンにある音源からの周波数成分を選択する。説明のため、音源Ａ，Ｂ，Ｃの三つが図２Ｃに示すようにゾーン９、ゾーン３のゾーン９以外の部分、ゾーン４のゾーン９以外の部分にそれぞれ配置されてあるとする。例えば、（ゾーン３）∩（ゾーン４）＝（ゾーン９）にある音源（図２Ｃ中の音源Ａ）からの音だけを収音するためには、入力手段１よりの帯域信号（スペクトル）と入力手段２よりの帯域信号（スペクトル）のうち、同一周波数帯域において両方の入力手段からの信号にパワーが存在する（もしくはある大きさ以上のパワーを持つ）周波数成分のみ選択すれば、つまり論理演算手段８よりの演算結果ＱＳ１ｉ∩ＱＳ２ｉが「１」の帯域信号を選択すると（ゾーン３）∩（ゾーン４）＝（ゾーン９）にある音源（この場合音源Ａ）からの音響信号のみ抽出できる。例えば図１に示すように、スペクトル選択手段７に帯域信号Ｓ１ｉを入力するゲート７Ｇ１ｉと帯域信号Ｓ２ｉを入力するゲート７Ｇ２ｉとを設け、これらゲート７Ｇ１ｉと７Ｇ２ｉを論理演算手段８からのゲート制御信号ＧＣ１ｉとＧＣ２ｉによりそれぞれ開閉制御する、つまりゲート制御信号ＧＣ１ｉ（ＧＣ２ｉ）が論理「１」であれば対応するゲート７Ｇ１ｉ（７Ｇ２ｉ）を開とし、論理「０」であれば対応するゲート７Ｇ１ｉ（７Ｇ２ｉ）を閉とする。ゲート制御信号ＧＣ１ｉ、ＧＣ２ｉはゾーン設定部８ｃで設定されたゾーンに基づく論理演算結果により得られる。
【００１０】
例えば図２Ｃに示した例において、ゾーン設定部８Ｃで（ゾーン３）∩（ゾーン４）＝（ゾーン９）が設定されている場合に、入力手段１により収音された信号の周波数スペクトル、つまり帯域分割手段５で周波数分割された帯域分割信号を周波数順に配列した結果が、図３Ａに示すように音源Ａからの音響信号にもとづくものとして太い実線で示す状態で、また音源Ｂからの音響信号にもとづくものとして太い点線で示す状態で得られたとし、入力手段２により収音された信号の周波数スペクトルが、図３ｂに示すように音源Ａからの音響信号にもとづくものとして太い実線で示す状態で、また音源Ｃからの音響信号にもとづくものとして細い実線で示す状態で得られたとすると、図３ＡとＢ中の太い実線に対応するスペクトル（分割帯域信号）と対応した各２値化信号ＱＳ１ｉとＱＳ２ｉの論理積（ＱＳ１ｉ∩ＱＳ２ｉ）のみが論理「１」となり、この論理「１」のゲート制御信号ＧＣ１ｉ又は／及びＧＣ２ｉにより、対応するゲート７Ｇ１ｉ又は／及び７Ｇ２ｉを開として、図３Ｃに示すように太い実線で示す２スペクトル（分割帯域信号）のみ、つまりゾーン９内のみの音源Ａからの音響信号の分割帯域信号がスペクトル選択手段７から取出される。
【００１１】
また図２Ｃに示した例において、入力手段１及び入力手段２の各収音ゾーン３及び４内に存在する全ての音源からの分割帯域信号（スペクトル）を選出する場合は、ゾーン設定部８ｃでゾーン３とゾーン４の合成ゾーンが設定され、論理演算手段８でＱＳ１ｉとＱＳ２ｉの論理和が演算され、入力手段１よりの帯域分割信号Ｓ１ｉ、入力手段２よりの帯域分割信号Ｓ２ｉのうち少なくともどちらか一方においてパワーが存在し（またはある大きさ以上のパワーを持つ）帯域についてゲート制御信号ＧＣ１ｉ（及びＧＣ２ｉ）＝ＱＳ１ｉ∪ＱＳ２ｉ＝１となり、ゲート７Ｇ１ｉ又は／及び７Ｇ２ｉが開とされる。ゾーン３及びゾーン４内にある音源Ａ，Ｂ，Ｃからの全ての音響信号の分割帯域信号が取出される。
【００１２】
更にゾーン設定部８ｃで、図２Ｃにおける例においてゾーン３中のゾーン４を除くゾーン（図２Ｃ中で斜線を施したゾーン）が設定されると、論理演算手段８でＱＳ１ｉとＱＳ２ｉの反転との論理積が演算され、ＱＳ１ｉ∩ＱＳ２ｉ′＝１となるゲート７Ｇ１ｉが開とされ、入力手段１からの分割帯域信号（スペクトル）Ｓ１ｉから、入力手段１からの分割帯域信号と入力手段２からの分割帯域信号の両方にパワーが存在する（またはある大きさ以上のパワーを持つ）分割帯域信号が除去された分割帯域信号がスペクトル選択手段７から選出される。
【００１３】
図１において、信号合成手段１１では、スペクトル選択手段７で選択された、設定ゾーンにある音源からの帯域分割信号のみが集めて合成され、必要に応じて時間波形に戻す。この時間波形に戻す操作としては、例えば、逆フーリエ変換が用いられる。設定ゾーンの音源からの帯域分割信号を集めて合成し、時間領域信号に変換することなく、例えば音声認識などのための音響信号分析に用いてもよい。
【００１４】
図１に示した実施例では、例えば図２に示したゾーン３，４以外のゾーンにある音源からの音は無視できるほど小さいと仮定できる場合のみ、ゾーン３，４の音だけを正確に収音可能である。具体的には、指向性が特に鋭い超指向性マイクロホンなどを、屋外や無響室など自由空間を仮定できる場所で使ったときのような理想的な環境で特に効果がある。しかし実際には、屋内で収音する場合など、図４Ａに示すようにゾーン３、ゾーン４以外の音源Ｄから入る音も無視できない大きさであることが多い。そこで、設定したゾーンにある音源からの音だけを収音可能にする。実施例を図５を参照して説明する。
【００１５】
入力手段１，２として、例えば、複数のマイクロホンを用いる。入力手段１，２としてそれぞれ例えば図４Ｂに示すように２個のマイクロホンＭ１−１，Ｍ１−２を用いる。図４Ｂに示すように、例えば音源（スピーカ）ＡがマイクロホンＭ１−２に比べてマイクロホンＭ１−１の近くにあるとき、音源Ａからの音は、マイクロホンＭ１−２に比べてマイクロホンＭ１−１に早く、かつ大きな音圧で到達する。各マイクロホンＭ１−１，Ｍ１−２の出力信号はそれぞれ帯域分割手段５により図１の場合と同様に複数の帯域信号Ｓ１−１１〜Ｓ１−１ｎ，Ｓ１−２１〜Ｓ１−２ｎに分割される。パラメータ値差検出手段２１−１では、このマイクロホンＭ１−１，Ｍ１−２間の到達時間差または到達レベル差を、周波数帯域分割された各帯域信号の同一周波数帯域についてそれぞれ算出する。
【００１６】
ゾーン決定手段２２−１では、パラメータ値差検出手段２１−１で算出した各帯域信号についてのマイクロホン間時間差、マイクロホン間レベル差を用いて、ゾーン定義ならびに各ゾーンにある音源からの周波数成分（帯域信号）を決定する。例えば、図４Ｃに示すように、マイクロホンＭ１−１とＭ１−２の間を２等分する線を境界線２３とし、境界線２３よりマイクロホンＭ１−１側の領域に音源がある場合は、音はマイクロホンＭ１−２に比べてマイクロホンＭ１−１に早く、大きな音圧で到達し、境界線２３よりマイクロホンＭ１−２側の領域に音源がある場合はその逆になる。よって、境界線２３よりマイクロホンＭ１−１側をゾーン３１、マイクロホンＭ１−２側をゾーン４と定義した場合、マイクロホンＭ１−１，Ｍ１−２に入った音響信号を帯域分割した各信号に対し、マイクロホンＭ１−１に入った周波数成分（分割帯域信号）のパワーがマイクロホンＭ１−２に入ったものよりも大きい、または到達時間が早い分割帯域信号をゾーン３１にある音源からの分割帯域信号と決定する。同様に、マイクロホンＭ１−２に入った周波数成分（分割帯域信号）のパワーがマイクロホンＭ１−１に入ったものよりも大きい、または到達時間が早い分割帯域信号をゾーン３２にある音源からの分割帯域信号と決定する。こうすることで、ゾーン３１，ゾーン３２を定義し、なおかつ、そのゾーンにある音源からの分割帯域信号を決定することができる。つまりゾーン３１からの分割帯域信号がＤ１−１〜Ｄ１−ｍとして、ゾーン３５からの分割帯域信号がＤ２−１〜Ｄ２−ｐとして取出される。ここでゾーンごとの分割帯域信号Ｄ１−１〜Ｄ１−ｍとＤ２−１〜Ｄ２−ｐは互いに異なる分割帯域の信号である。
【００１７】
同様にして入力手段２の二つのマイクロホンの各出力信号は分割帯域信号Ｓ２−１１〜Ｓ２−１ｎ，Ｓ２−２１〜Ｓ２−２ｎに分割され、これらの対応帯域についてのパラメータ値差が検出手段２１−２で検出され、各帯域信号はゾーン決定手段２２−２で何れのゾーンの音源からの信号であるか、ゾーン３３，３４の各分割帯域信号Ｄ３−１〜Ｄ３−ｋとＤ４−１〜Ｄ４−ｑに分離される。入力手段１，２、帯域分割手段５、パラメータ値差検出手段２１−１，２１−２、ゾーン決定手段２２−１，２２−２は入力・帯域分割手段６を構成している。なおこのように各分割帯域信号が何れのゾーンに在る音響信号に基づくものであるかの決定については前記公開公報に示されている。
【００１８】
入力・帯域分割手段６からの各ゾーンごと帯域分割信号は、図１に示した実施例と同様に、論理演算手段８に入力されて、新たなゾーンが設定され、その設定された新ゾーンの音源からの分割帯域信号のみがスペクトル選択手段７で選択され、その選択された分割帯域信号が、信号合成手段１１により集められ合成されて、必要に応じて時間領域信号に変換されて出力される。
いま、入力手段１のマイクロホンＭ１−１をＭ１−２の各出力信号により図６Ａに示すゾーン３１と３２が定義され、図６Ｂに示すように入力手段２のマイクロホンＭ２−１とＭ２−２の各出力信号によりゾーン３３と３４が定義され、図６Ｃに示すように、ゾーン３１と３２の境界線と、ゾーン３３と３４の境界線との間のゾーン、つまりゾーン３２とゾーン３３の重なり領域をゾーン３５とする。
【００１９】
論理演算手段８にゾーン３５が設定された場合、論理演算手段８に入力された分割帯域信号中の、ゾーン３２に属する分割帯域信号の２値化信号とゾーン３３に属する分割帯域信号の２値化信号との同一帯域ごとの論理積をとり、その結果が論理「１」の分割帯域信号のみをスペクトル選択手段７から出力すればよい。また音源Ａがゾーン３５に、音源Ｂがゾーン３４に、音源Ｃがゾーン３１に在り、入力手段１によりゾーン３２の音源からの分割帯域信号と決定されたものが図７Ａに示す状態で、太い実線が音源Ａからのスペクトル（分割帯域信号）であり、細い実線が音源Ｂからスペクトル（分割帯域信号）であり、ゾーン３３の音源からの分割帯域信号と決定されたものが図７Ｂに示す状態で、太い実線が音源Ａからのスペクトル（分割帯域信号）であり、実線が音源Ｃからのスペクトル（分割帯域信号）である場合、ゾーン３５が設定されると、図７ＡとＢの両スペクトル中の同時に存在するものがスペクトル選択手段７で図７Ｃに示すように選択され、ゾーン３５の音源Ａの分割帯域信号のみが選出される。
【００２０】
また、例えば（ゾーン３２）∪（ゾーン３３）の周波数成分（分割帯域信号）、つまりゾーン３２及びゾーン３３の何れかの領域（図６Ｄの斜線部分）に在る音源からの分割帯域信号として、入力手段１のスペクトルのうちでゾーン決定手段２２−１においてゾーン３２に属すると決定された分割帯域信号と、入力手段２のスペクトルのうちでゾーン決定手段２２−２においてゾーン３３に属すると決定された分割帯域信号との和集合を成す分割帯域信号をスペクトル選択手段７ですべて選択する。こうすることで、新たに定義されたゾーン（ゾーン３２とゾーン３３とよりなるゾーン）に在る音源からの周波数成分を選択することが出来る。
【００２１】
図１および図５に示した各実施例において、入力手段の数は２以上でも同様の方法で実現される。例えば図８Ａに示すように比較的尖鋭な指向特性をもつ、三つの入力手段１、２及び３を設け、これら入力手段１、２及び３の各指向特性の主ビームにより決る収音ゾーン１，２及び３が互いに交差するように設置することもできる。この場合、２つのゾーンの組合せ（ＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＴ）により決るゾーンや三つのゾーンの組合せによるゾーンなど各種のゾーンを選択できる。ゾーン１，２及び３が二つづつ互いに交差するようにしてもよい。
【００２２】
また、図５に示した実施例において１つの入力手段に三つ以上のマイクロホンを用いることもできる。例えば図８Ｂに示すように、入力手段１に三つのマイクロホンＭ１−１，Ｍ１−２，Ｍ１−３を用いて、ゾーン１−１，１−２，１−３を形成し、入力手段２にも三つのマイクロホンＭ２−１，Ｍ２−２，Ｍ２−３を用いて三つのゾーン２−１，２−２，２−３を形成し、論理演算手段８により、これら六つのゾーン１−１，１−２，１−３，２−１，２−２，２−３の二つ以上の任意の組合せ（ＡＮＤ，ＯＲ，ＮＯＴ）により決る各種ゾーンの選択を行うようにすることもできる。
【００２３】
また、上記実施例では、特定の方向および距離のゾーンにある音源からの音を収音することを可能にした。しかし、例えば図９Ａに示すようにそれぞれゾーン１、２を決定する指向性マイクロホンＭ１、Ｍ２を配置し、その重なりゾーン（図中の斜線を施したゾーン）の幅を自由に制御できる収音装置とすることもできる。図９Ａで、角度φ１とφ２はそれぞれ、二つのマイクロホンＭ１とＭ２を結ぶ線分の垂直二等分線ｐと、マイクロホンＭ１、Ｍ２の指向特性の主ビームの方向とのなす角である。ここで、ゾーン１、ゾーン２はそれぞれ、楕円の内部であるとする。φ１、φ２がそれぞれ９０度になるように、主ビームの方向を変化させると図９Ａ中の斜線部で示される部分（（ゾーン１）∩（ゾーン２））を収音すればその収音指向性の幅は狭くなる。逆に、φ１、φ２が小さくなるようにすると（ゾーン１）∩（ゾーン２）の部分を収音すればその収音指向性の幅は広くなる。この考え方は、他のゾーンに対しても同様に適用できる。例えば、φ１、φ２を可変にし、（ゾーン１）∪（ゾーン２）の部分を収音すれば、先とは異なった指向特性の収音が可能である。また、φ１、φ２が９０度を越えると、０度から９０度まで変化した場合と対称的な特性を示す。更に図１に示したように一つの入力手段自体の指向特性により収音ゾーンが決る場合と、図５に示したように一つの入力手段に複数のマイクロホンを用いて、そのマイクロホンの位置に起因して変化するマイクロホンに到達する音響信号の音圧、到達時間などのパラメータ値の差を、各マイクロホン出力信号の分割帯域信号の対応するものについて求めて複数の収音ゾーンを定義し、到来音響信号の各分割帯域ごとに何れのゾーンの音源からかを決定する場合とを、つまり図１中の入力・帯域分割手段６と図５中の入力・帯域分割手段６とを組合せ使用してもよい。
【００２４】
例えば図９Ｂに示すように、指向特性によりゾーン１を決定する入力手段１と、指向特性によりゾーン２を決定する入力手段２を設けると共に、一つのマイクロホンＭ３を設け、入力手段２とマイクロホンＭ３とにより、図５中に示した入力手段３を構成し、入力手段２とマイクロホンＭ３を結ぶ線の垂直２等分線を境界線とし、マイクロホンＭ３側をゾーン３とすることもできる。このようにすればゾーン３に在る音源Ｄは、入力手段３により音源Ｄがゾーン３に在ることを検出でき、例えば図４Ａに示した問題を回避することができる。
【００２５】
さらに、上記実施例では、論理演算算出手段８により音響空間に新たなゾーンを定義し、そのゾーンのうちいずれか一つを収音するようにしたが、一つではなく、複数のゾーンよりの音響信号を各別に収音しても良い。例えば図１０に示すように、図１又は図５中の入力・帯域分割手段６（又はこれらの組合せ）から、各ゾーンごとに分割された複数の分割帯域信号は論理演算手段８において、それぞれ２値化されて、論理演算回路８ｂ１，８ｂ２へ供給され、論理演算回路８ｂ１，８ｂ２に対してはそれぞれゾーン設定部８ｃ１，８ｃ２により設定されたゾーンとそれぞれ対応して複数のゾーンの２値化分割帯域信号間の論理演算がなされ、その論理演算回路８ｂ１，８ｂ２の各論理演算結果により入力・帯域分割手段６からの各ゾーンの分割帯域信号がスペクトル選択手段７−１，７−２でそれぞれ選択され、それぞれ信号合成手段１１−１、１１−２で設定ゾーンごとの分割帯域信号が集め合成され、必要に応じてそれぞれ時間領域信号に変換されて出力される。このようにして更に多くのゾーン対応の音響信号を各別に取出すこともできる。
【００２６】
なお上述における各部の機能は、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）などによりプログラムを解読実行させて得るようにしてもよい。上述では論理演算手段８において各種論理演算や、それに用いる分割帯域信号が属するゾーンを選択、変更できるようにしたが、これの一方又は双方を固定としてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
この発明では、複数のマイクロホンの信号を同位相加算する必要が無いため、従来の遅延和アレーに比べて小さな装置規模で、特定ゾーンの収音が可能である。さらに、従来の入力手段による収音ゾーンとは異なる新たなゾーンを、複数の入力手段と論理演算手段とにより定義し、その新たなゾーンにある音源からの周波数成分を選択可能とした。このため入力手段に対して特定の方向および特定の距離にある空間内の音を収音することも可能である。
【００２８】
また、各入力手段で定義するゾーンに対し、論理演算を施すことで新たなゾーンを形成するため、例えば、特定の範囲内の音のみ収音しない、といった複雑な形状のゾーンからの収音も可能である。加えて、入力手段の指向方向を変更できるようにすれば指向性の幅が極端に狭いものから広いものまで、指向性の幅を自由に制御する収音も可能である。
さらに、入力手段として複数のマイクロホンを用い、そのマイクロホン出力の各分割帯域信号間の差分を用いることによって、各ゾーンにある音源からの周波数成分を精度良く決定し、所望の収音ゾーン以外からの不要音を抑圧することで所望のゾーンからの音を高Ｓ／Ｎで収音可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明ゾーン別収音装置の実施例の機能構成を示すブロック図。
【図２】Ａは指向性マイクロホンの指向特性によるゾーン形成例を示す図、Ｂは新たに定義されたゾーンの例（ゾーン９）＝（ゾーン３）∩（ゾーン４）を示す図、Ｃは各ゾーンにおける音源Ａ，Ｂ，Ｃの配置例を示す図である。
【図３】Ａは入力手段１の出力信号のスペクトル例を示す図、Ｂは入力手段２の出力信号のスペクトル例を示す図、Ｃは（ゾーン３）∩（ゾーン４）よりの収音のスペクトルを示す図である。
【図４】Ａはゾーン１、ゾーン２以外の場所にある音源からの影響を説明するための図、Ｂは複数マイクロホンを用いることにより生じる出力信号間のパラメータ値差分を説明するための図、Ｃは複数マイクロホンの出力信号パラメータ値差を用いることにより生成できるゾーンの例を示す図である。
【図５】この発明の他の実施例の機能構成を示すブロック図。
【図６】Ａは図５中の入力手段１に対して定義されるゾーンの例を示す図、Ｂは入力手段２に対して定義されるゾーンの例を示す図、Ｃは（ゾーン３２）∩（ゾーン３３）で定義されるゾーン（斜線部）を示す図、Ｄは（ゾーン３１）∪（ゾーン３４）で定義されるゾーン（斜線部）を示す図である。
【図７】Ａはゾーン３２に属するスペクトルを示す図、Ｂはゾーン３３に属するスペクトルを示す図、Ｃは（ゾーン３２）∩（ゾーン３３）に属するスペクトルを示す図である。
【図８】Ａは指向性入力手段を三つ用いた場合のゾーン形成例を示す図、Ｂは複数のマイクロホンを用いる各入力手段１、２として三つのマイクロホンを用いた場合のゾーン形成例を示す図である。
【図９】Ａはマイクロホンの角度とゾーン重なり領域の指向特性の幅との関係を説明するための図、Ｂは複数の指向性入力手段と、その一つと一つのマイクロホンとの組合せにより他の入力手段を構成した場合のゾーン構成例を示す図である。
【図１０】この発明の更に他の実施例の機能構成を示すブロック図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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