(57)【要約】  マイクロホンアレイが、第１の軸（ｆ）上に配置された第１及び第２のマイクロホン（Ｍａ、Ｍｂ）と、第１及び第２の軸（ｇ）で張られる平面（ｆｇ）上の、第１の軸以外の位置に配置された第３のマイクロホン（Ｍｃ）と、第３の軸（ｈ）上であって、第１及び第２の軸で張られる平面以外の位置に配置された第４のマイクロホン（Ｍｄ）とを有し、処理回路が、第１乃至第４のマイクロホンでの収音で得られた信号（Ｂａ〜Ｂｄ）に基づいて、互いに直交する第１、第２及び第３の方向（ｘ、ｙ、ｚ）の双指向性の信号（Ｃｘ、Ｃｙ、Ｃｚ）と、全指向性の信号（Ｃｗ）とを生成する。特殊なマイクロホンを用いることなく、またマイクロホンの配置に関し過度の制約なしに、互いに異なる直交する方向の双指向性の信号及び全指向性の信号を生成することができる。
2019097598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロホンアレイと、処理回路と、音声出力部とを備え、
前記マイクロホンアレイは、互いに直交する第１、第２及び第３の軸のうちの前記第１の軸上に配置された第１及び第２のマイクロホンと、前記第１及び第２の軸で張られる平面上の、前記第１の軸以外の位置に配置された第３のマイクロホンと、前記第３の軸上であって、前記第１及び第２の軸で張られる平面以外の位置に配置された第４のマイクロホンとを有し、
前記処理回路は、
前記第１乃至第４のマイクロホンでの収音で得られた信号に基づいて、互いに直交する第１、第２及び第３の方向の双指向性の信号と、全指向性の信号とを生成し、
前記生成した前記双指向性の信号及び前記全指向性の信号から、駆動信号を生成し、前記駆動信号で前記音声出力部を駆動する
収音再生装置。
【請求項２】
前記処理回路は、
前記第１、第２及び第３のマイクロホンでの収音で得られた音声信号を用いて、前記第１及び第２の方向の双指向性の信号を生成し、
前記第１、第２及び第４のマイクロホンでの収音で得られた音声信号を用いて、前記第３の方向の双指向性の信号を生成する
請求項１に記載の収音再生装置。
【請求項３】
前記マイクロホンアレイは、前記第１、第２及び第３の軸の交点に配置された第５のマイクロホンをさらに有し、
前記処理回路は、
前記第５のマイクロホンでの収音で得られた音声信号をも用いて、前記第１、第２及び第３の方向の双指向性の信号を生成する
請求項１又は２に記載の収音再生装置。
【請求項４】
前記処理回路は、
前記第５のマイクロホンでの収音で得られた信号を前記全指向性の信号として出力する請求項３に記載の収音再生装置。
【請求項５】
前記第１、第２及び第３の軸のうちのいずれかが上下方向の軸であり、
前記第１、第２及び第３の方向のうちのいずれかが上下方向である
請求項１から４のいずれか１項に記載の収音再生装置。
【請求項６】
前記第３の軸が上下方向の軸であり、
前記第３の方向が上下方向である
請求項５に記載の収音再生装置。
【請求項７】
前記第１の方向が前記第１の軸の方向であり、前記第２の方向が前記第２の軸の方向である請求項６に記載の収音再生装置。
【請求項８】
前記第１、第２及び第３の方向の双指向性の信号をアンビソニックＢ−フォーマットのＸ信号、Ｙ信号、Ｚ信号として用い、
前記全指向性の信号をアンビソニックＢ−フォーマットのＷ信号として用いる
請求項１から７のいずれか１項に記載の収音再生装置。
【請求項９】
前記処理回路は、ビームフォーミングを行うことで、前記双指向性の信号を生成する請求項１から８のいずれか１項に記載の収音再生装置。
【請求項１０】
マイクロホンアレイと、処理回路と、音声出力部とを備え、
前記マイクロホンアレイは、水平面上に延在し、互いに直交する第１及び第２の軸のうちの前記第１の軸上に配置された第１及び第２のマイクロホンと、前記水平面上の、前記第１の軸以外の位置に配置された第３のマイクロホンとを有し、
前記処理回路は、
前記第１、第２及び第３のマイクロホンでの収音で得られた信号に基づいて、前記水平面に平行で、互いに直交する第１及び第２の方向の双指向性の信号と、全指向性の信号とを生成し、
前記生成した前記双指向性の信号及び前記全指向性の信号から、駆動信号を生成し、前記駆動信号で前記音声出力部を駆動する
収音再生装置。
【請求項１１】
前記マイクロホンアレイは、前記第１及び第２の軸の交点に配置された第４のマイクロホンをさらに有し、
前記処理回路は、
前記第４のマイクロホンでの収音で得られた音声信号をも用いて、前記第１及び第２の方向の双指向性の信号を生成する
請求項１０に記載の収音再生装置。
【請求項１２】
前記処理回路は、
前記第４のマイクロホンでの収音で得られた信号を前記全指向性の信号として出力する請求項１１に記載の収音再生装置。
【請求項１３】
前記第１の方向が前記第１の軸の方向であり、前記第２の方向が前記第２の軸の方向である請求項１０から１２のいずれか１項に記載の収音再生装置。
【請求項１４】
前記処理回路は、ビームフォーミングを行うことで、前記双指向性の信号を生成する請求項１０から１３のいずれか１項に記載の収音再生装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載の収音再生装置における処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収音再生装置に関する。本発明は例えば、複数の無指向性のマイクロホンによる収音で得られた音声信号から、複数の互いに異なる直交する方向の双指向性の信号及び全指向性の信号を生成し、音場の再現を行う収音再生装置に関する。異なる方向の双指向性成分は、例えば、アンビソニックＢ−フォーマットのＸ、Ｙ、Ｚ成分として用いられ、全指向性成分は例えば、アンビソニックＢ−フォーマットのＷ成分として用いられる。本発明はまた、収音再生装置における収音再生の処理をコンピュータに実行させるためのプログラム及び該プログラムを記録した記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
仮想現実（ＶＲ：Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｅａｌｉｔｙ）技術の普及に伴い、ＶＲ映像に連携した収音再生装置のニーズが高まっている。収音再生装置は、音の到来方向の特定を行い、音の到来方向に応じた音の再現を行うための技術である。このような収音再生装置は、例えば、聴取者の頭が回転した際の音場の変化を再現する場合に用いられる。例えば、テレビでスポーツ観戦をしている聴取者が頭を回転させると、この回転に伴う、音の到来方向の変化を再現するために、スピーカからの再生音を変化させる。そのような立体音響技術の一つとして、アンビソニックスが知られている。【０００３】
アンビソニックスにおいては、一般には、アンビソニックスマイクロホンと呼ばれる特殊なマイクロホンを用いてアンビソニックＡ−フォーマットの信号を取得した後、アンビソニックＢ−フォーマットの信号に変換する（非特許文献１）。アンビソニックマイクロホンの例としてＴｅｔｒａＭｉｃ（Ｃｏｒｅ  Ｓｏｕｎｄ）、ＳＰＳ２００（ＳｏｕｎｄＦｉｅｌｄ）等がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】西村竜一「アンビソニックス」、映像情報メディア学会誌、Ｖｏｌ．６８、Ｎｏ．８、ｐ．６１６−６２０（２０１４）。
【非特許文献２】Ｂａｒｒｙ  Ｄ．  Ｖａｎ  Ｖｅｅｎ他，  “Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ：  Ａ  ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ａｐｐｒｏａｃｈ  ｔｏ  Ｓｐａｔｉａｌ  Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ”  ＩＥＥＥ  ＡＳＳＰ  ＭＡＧＡＺＩＮＥ  ＡＰＲＩＬ  １９８８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１の方法を実施するには、マイクロホンとして、特殊なものが必要であり、高価である。また、マイクロホンの配置に自由度がないという問題がある。【０００６】
本発明は、特殊なマイクロホンを用いることなく、またマイクロホンの配置に関し過度の制約なしに、複数の互いに異なる直交する方向の双指向性の信号及び全指向性の信号を生成することができる収音再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一つの態様の収音再生装置は、
マイクロホンアレイと、処理回路と、音声出力部とを備え、
前記マイクロホンアレイは、互いに直交する第１、第２及び第３の軸のうちの前記第１の軸上に配置された第１及び第２のマイクロホンと、前記第１及び第２の軸で張られる平面上の、前記第１の軸以外の位置に配置された第３のマイクロホンと、前記第３の軸上であって、前記第１及び第２の軸で張られる平面以外の位置に配置された第４のマイクロホンとを有し、
前記処理回路は、
前記第１乃至第４のマイクロホンでの収音で得られた信号に基づいて、互いに直交する第１、第２及び第３の方向の双指向性の信号と、全指向性の信号とを生成し、
前記生成した前記双指向性の信号及び前記全指向性の信号から、駆動信号を生成し、前記駆動信号で前記音声出力部を駆動する。
本発明の他の態様の収音再生装置は、
マイクロホンアレイと、処理回路と、音声出力部とを備え、
前記マイクロホンアレイは、水平面上に延在し、互いに直交する第１及び第２の軸のうちの前記第１の軸上に配置された第１及び第２のマイクロホンと、前記水平面上の、前記第１の軸以外の位置に配置された第３のマイクロホンとを有し、
前記処理回路は、
前記第１、第２及び第３のマイクロホンでの収音で得られた信号に基づいて、前記水平面に平行で、互いに直交する第１及び第２の方向の双指向性の信号と、全指向性の信号とを生成し、
前記生成した前記双指向性の信号及び前記全指向性の信号から、駆動信号を生成し、前記駆動信号で前記音声出力部を駆動する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、特殊なマイクロホンを用いることなく、またマイクロホンの配置に関し過度の制約なしに、複数の互いに異なる直交する方向の双指向性の信号及び全指向性の信号を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１の収音再生装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の処理回路をソフトウェアで実現する場合の、収音再生装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１の収音再生装置で用いられるマイクロホンアレイを構成する複数のマイクロホンの配置の例を示す図である。
【図４】図３に示されるマイクロホンのうち、ｘ軸方向の双指向性の信号及びｙ軸方向の双指向性の信号の生成に用いられるマイクロホンを示す図である。
【図５】図３に示されるマイクロホンのうち、ｚ軸方向の双指向性の信号の生成に用いられるマイクロホンを示す図である。
【図６】アンビソニックＢ−フォーマットのＸ信号が持つ双指向性を示す図である。
【図７】アンビソニックＢ−フォーマットのＹ信号が持つ双指向性を示す図である。
【図８】アンビソニックＢ−フォーマットのＺ信号が持つ双指向性を示す図である。
【図９】アンビソニックＢ−フォーマットのＷ信号が持つ全指向性を示す図である。
【図１０】図１の処理回路の構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１０のフォーマット変換部の構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１１のフォーマット変換部で生成されるＸ信号の指向性を示す図である。
【図１３】図１１のフォーマット変換部で生成されるＹ信号の指向性を示す図である。
【図１４】図１１のフォーマット変換部で生成されるＺ信号の指向性を示す図である。
【図１５】図１１のフォーマット変換部で生成されるＷ信号の指向性を示す図である。
【図１６】（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態１の収音再生装置の処理回路における処理の手順を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の実施の形態２の収音再生装置のマイクロホンアレイを構成する複数のマイクロホンの配置を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態２の収音再生装置の処理回路の構成例を示すブロック図である。
【図１９】図１８のフォーマット変換部の構成例を示すブロック図である。
【図２０】本発明の実施の形態３の収音再生装置のマイクロホンアレイを構成する複数のマイクロホンの配置を示す図である。
【図２１】実施の形態３の収音再生装置の処理回路の構成例を示すブロック図である。
【図２２】図２０のフォーマット変換部の構成例を示すブロック図である。
【図２３】実施の形態４の収音再生装置の処理回路の構成例を示すブロック図である。
【図２４】（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態４の収音再生装置の処理回路における処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１. 
図１は、本発明の実施の形態１の収音再生装置の構成例を示す。
図示の収音再生装置は、マイクロホンアレイ２と、処理回路４と、記憶装置６と、音声出力部８とを有する。
【００１１】
図１の処理回路４の機能は、ハードウェアで実現することもできるが、ソフトウェアを用いて実現することもできる。ソフトウェアで実現する場合の収音再生装置の構成例を図２に示す。図２のプロセッサ４０１とプログラムメモリ４０２とで、図１の処理回路４が構成されており、プロセッサ４０１がプログラムメモリ４０２に記憶されたプログラムに従って動作を行うことで、図１の処理回路４として動作する。
【００１２】
記憶装置６は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）、ＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）等で構成されていても良く、例えば処理回路４に直接接続されていても良く、ネットワークを経由して接続されていても良い。
【００１３】
図１において、音声はマイクロホンアレイ２で収音されて、マイクロホンアレイ２から出力される音声信号（収音信号）が、処理回路４に入力される。処理回路４は、入力された収音信号に対して信号処理を行って、複数の双指向性の信号及び全指向性の信号に変換する。複数の双指向性の信号は、互いに直交する方向の双指向性の信号である。処理回路４は、変換により生成された信号（変換信号）を記録する。再生時には、処理回路４は、記録されている変換信号から、音声出力部８に適した音声信号（駆動信号）を生成して、音声出力部８に供給する。音声出力部８は、供給された駆動信号に基づいて音声を出力する。
【００１４】
図３に本実施の形態でのマイクロホンアレイ２を構成する複数のマイクロホンの配置の例を示す。図示の例では、マイクロホンアレイ２は４つの無指向性マイクロホンＭａ〜Ｍｄから成る。これらのマイクロホンＭａ〜Ｍｄは、以下のように配置されている。
まず、マイクロホンＭａ〜Ｍｄが配置される空間内に、互いに直交する３つの軸がｘ軸、ｙ軸、ｚ軸として定義される。これらの３つの軸は、これらの３つの軸の交点を原点とするｘｙｚ座標系を形成する。
これらの軸のうち、ｘ軸及びｙ軸は水平方向の軸であり、ｚ軸は上下方向の軸である。
そして、水平方向の軸のうちのいずれか、例えば、ｘ軸上に２個のマイクロホンＭａ及びＭｂが配置されている。また、ｘ軸及びｙ軸で張られる平面（ｘｙ平面）上のｘ軸上以外の位置に１個のマイクロホンＭｃが配置されている。さらに、ｚ軸上で、かつｘｙ平面以外の位置に１個のマイクロホンＭｄが配置されている。
【００１５】
マイクロホンＭａ〜Ｍｄがこのように配置されている結果、マイクロホンＭａ、Ｍｂ及びＭｃは、図４に示すように、ｘｙ平面上に位置し、マイクロホンＭａ、Ｍｂ及びＭｄは、図５に示すように、ｘｚ平面上に位置することになる。
【００１６】
このように配置したマイクロホンＭａ〜Ｍｄで音声を収音し、収音により得られた音声信号（収音信号）Ａａ〜Ａｄを処理回路４に入力する。処理回路４は、入力された収音信号Ａａ〜Ａｄに基づいて、互いに異なる方向の双指向性の信号と、全指向性の信号とを生成する。これらの信号を便宜上、変換信号と言うことがある。互いに異なる方向の双指向性の信号は、例えば、アンビソニックＢ−フォーマットのＸ信号、Ｙ信号及びＺ信号として用いられ、全指向性の信号は、例えばアンビソニックＢ−フォーマットのＷ信号として用いられる。
【００１７】
図６、図７及び図８に、アンビソニックＢ−フォーマットのＸ信号、Ｙ信号及びＺ信号の双指向性を示す。図９にアンビソニックＢ−フォーマットのＷ信号が持つ全指向性を示す。
【００１８】
図１の処理回路４は、図１０に示すように、入力処理部１０と、フォーマット変換部２０と、書込み部３０と、読出し部４０と、再生処理部５０とを有する。
入力処理部１０は、マイクロホンアレイ２のマイクロホンＭａ〜Ｍｄからの音声信号Ａａ〜Ａｄを受けて、増幅、Ａ／Ｄ変換等の処理を行い、これらの処理の結果、それぞれ信号Ａａ〜Ａｄに対応する信号（入力処理後の信号）Ｂａ〜Ｂｄを生成して、出力する。
【００１９】
信号Ａａ及び信号Ｂａはともに、マイクロホンＭａでの収音で得られた音声信号である。同様に、信号Ａｂ及び信号Ｂｂはともに、マイクロホンＭｂでの収音で得られた音声信号である。同様に、信号Ａｃ及び信号Ｂｃはともに、マイクロホンＭｃでの収音で得られた音声信号である。同様に、信号Ａｄ及び信号Ｂｄはともに、マイクロホンＭｄでの収音で得られた音声信号である。
【００２０】
フォーマット変換部２０は、図１１に示すように、双指向性生成部２２と、全指向性生成部２４とを備えている。
【００２１】
双指向性生成部２２は、マイクロホンＭａ〜Ｍｄでの収音で得られた信号Ｂａ〜Ｂｄを用いて、ｘ軸方向の双指向性の信号（Ｘ信号）Ｃｘ、ｙ軸方向の双指向性の信号（Ｙ信号）Ｃｙ及びｚ軸方向の双指向性の信号（Ｚ信号）Ｃｚを生成する。
具体的には、図４に示されるように、ｘｙ平面上に位置するマイクロホンＭａ、Ｍｂ及びＭｃでの収音で得られた信号Ｂａ、Ｂｂ及びＢｃを用いて、ｘ軸方向の双指向性のＸ信号（図１２）Ｃｘ及びｙ軸方向の双指向性のＹ信号Ｃｙ（図１３）を生成し、図５に示されるように、ｘｚ平面上に位置するマイクロホンＭａ、Ｍｂ及びＭｄでの収音で得られた信号Ｂａ、Ｂｂ及びＢｄを用いてｚ軸方向の双指向性のＺ信号Ｃｚ（図１４）を生成する。
【００２２】
なお、ｘｚ平面上に位置するマイクロホンＭａ、Ｍｂ及びＭｄでの収音で得られた信号Ｂａ、Ｂｂ及びＢｄを用いてｘ軸方向の双指向性のＸ信号Ｃｘを生成することとしても良い。
要するに、ある軸の方向の双指向性の信号を、当該軸を含む平面上に位置するマイクロホンでの収音で得られた収音信号を用いて生成することとすれば良い。
【００２３】
以上のように、本実施の形態では、同一平面上にある３つのマイクロホンでの収音で得られた信号から、当該平面上に位置する軸の方向に双指向性の信号を生成している。
なお、マイクロホン配置を例えば正四面体の頂点に配置すると、互いに直交する方向の双指向性の信号を生成することはできない。
【００２４】
上記のＸ信号Ｃｘ、Ｙ信号Ｃｙ及びＺ信号Ｃｚの生成は、ビームフォーミングにより行い得る。具体的には、ビームフォーミングにおいてビームの方向をｘ軸の方向に向けたときのビームフォーマの出力を、Ｘ信号Ｃｘとして用い、ビームフォーミングにおいてビームの方向をｙ軸の方向に向けたときのビームフォーマの出力を、Ｙ信号Ｃｙとして用い、ビームフォーミングにおいてビームの方向をｚ軸の方向に向けたときのビームフォーマの出力を、Ｚ信号Ｃｚとして用いる。
上記のようにして得られるＸ信号Ｃｘ、Ｙ信号Ｃｙ及びＺ信号Ｃｚは、それぞれアンビソニック−ＢフォーマットのＸ信号、Ｙ信号及びＺ信号として用いられる。
【００２５】
ビームフォーミング処理のアルゴリズムは如何なるものであっても良い。例えば、非特許文献２に記載の方法を用いても良い。非特許文献２には、ビームフォーミングを行う際のフィルタの係数を第１２頁の式（３．２）に従って定めれば良いことが示されている。非特許文献２の式（３．２）において、ｒｄは所望の指向性であり、双指向性は、
ｒｄ＝ｃｏｓ（θ）
で表される。
上記の式で、θは双方向性の主軸の方向に対する角度である。
【００２６】
マイクロホンの数を３つ以上とすることで、双指向性の方向を当該３つのマイクロホンが配置された平面内で自由に定めることができ、例えば上記平面内の、互いに直交する２つの方向（例えばｘ方向及びｙ方向）の各々を主軸の方向とする双指向性の信号を生成することができる。マイクロホンの数が２つであると、双指向性の信号を生成することができるが、一方向のみとなる。
【００２７】
全指向性生成部２４は、４つのマイクロホンＭａ〜Ｍｄでの収音で得られた信号Ｂａ〜Ｂｄのうちのいずれか一つを用いて、或いは信号Ｂａ〜Ｂｄのうちの２つ以上の組合せを用いて、全指向性の信号（Ｗ信号）Ｃｗを生成する（図１５）。
信号Ｂａ〜Ｂｄのうちのいずれか一つを用いる場合、当該信号をそのままＷ信号Ｃｗとして用いることができる。信号Ｂａ〜Ｂｄのうち２つ以上の組合せを用いる場合、例えばこれらの信号の組合せを用いてビームフォーミング処理で全指向性を生成したときのビームフォーマの出力をＷ信号Ｃｗとして用いることができる。
上記のようにして得られるＷ信号Ｃｗは、アンビソニック−ＢフォーマットのＷ信号として用いられる。
【００２８】
書込み部３０は、フォーマット変換部２０で生成されたＸ信号Ｃｘ、Ｙ信号Ｃｙ、Ｚ信号Ｃｚ及びＷ信号Ｃｗを記憶装置６に記録する。
記憶装置６は、記録された信号を保存する。
【００２９】
立体音響実現のための再生に当たっては、記録されたこれらの信号Ｃｘ、Ｃｙ、Ｃｚ及びＣｗが読み出され、音声出力部８に適した音声信号（駆動信号）が生成される。
具体的には、読出し部４０は、記憶装置６に保存されている信号Ｃｘ、Ｃｙ、Ｃｚ及びＣｗを読み出す。
【００３０】
再生処理部５０は、読み出された信号Ｃｘ、Ｃｙ、Ｃｚ及びＣｗに基づいて、音声出力部８に適したフォーマットの信号（駆動信号）Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、…を生成して出力する。駆動信号Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、…への変換は、例えば、非特許文献１に記載の、一般的なアンビソニックＢ−フォーマットの再生方法により行い得る。この場合、信号Ｃｘ、Ｃｙ、Ｃｚ及びＣｗをそれぞれアンビソニックＢ−フォーマットのＸ信号、Ｙ信号、Ｚ信号及びＷ信号として用いる。
【００３１】
例えば、音声出力部８を構成する複数のスピーカの配置に応じて、各スピーカの駆動に用いる信号を生成する。例えば、アンビソニックＢ−フォーマットのＸ、Ｙ、Ｚ及びＷの信号Ｃｘ、Ｃｙ、Ｃｚ及びＣｗに対して係数を掛けて加算することで駆動信号を生成して、各スピーカの駆動に用いる。
【００３２】
以上のように、収音時に、Ｘ信号、Ｙ信号、Ｚ信号及びＷ信号（変換信号）Ｃｘ、Ｃｙ、Ｃｚ、Ｃｗを生成して保存し、再生時に、保存された変換信号から、駆動信号を生成する場合の処理の手順を、図１６（ａ）及び（ｂ）のフローチャートを参照して説明する。
【００３３】
録音時には図１６（ａ）の処理が行われる。
ステップＳＴ１０１では、マイクロホンＭａ〜Ｍｄで収音が行われ、収音信号Ａａ〜Ａｄが処理回路４に供給される。
次にステップＳＴ１０２では、処理回路４が、収音信号Ａａ〜Ａｄに対して入力処理を行って、入力処理後の信号Ｂａ〜Ｂｄを生成する。
【００３４】
次のステップＳＴ１０３及びＳＴ１０４の処理は互いに平行して行い得る。
ステップＳＴ１０３では、処理回路４が、信号Ｂａ〜Ｂｄから、Ｘ信号Ｃｘ、Ｙ信号Ｃｙ及びＺ信号Ｃｚを生成する。
ステップＳＴ１０４では、処理回路４が、信号Ｂａ〜Ｂｄのうちのいずれか１つから、又は信号Ｂａ〜Ｂｄのうちの２つ以上の組合せから、Ｗ信号Ｃｗを生成する。
【００３５】
ステップＳＴ１０３及びＳＴ１０４の次にステップＳＴ１０５の処理が行われる。
ステップＳＴ１０５では、処理回路４が、ステップＳＴ１０３及びＳＴ１０４で生成された信号（変換信号）Ｃｘ、Ｃｙ、Ｃｚ及びＣｗを記憶装置６に書込み、保存させる。
【００３６】
再生時には、図１６（ｂ）の処理が行われる。
ステップＳＴ２０１では、処理回路４が、記憶装置６に保存されている変換信号Ｃｘ、Ｃｙ、Ｃｚ及びＣｗを読み出す。
ステップＳＴ２０２では、処理回路４が、読み出した変換信号Ｃｘ、Ｃｙ、Ｃｚ及びＣｗを用いて、駆動信号Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、…を生成する。
ステップＳＴ２０３では、処理回路４が、生成した駆動信号Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、…で、音声出力部８のスピーカを駆動する。
【００３７】
以上のように、実施の形態１では、ｘ軸及びｙ軸は水平方向の軸であり、ｚ軸は上下方向の軸であり、ｘ軸上にマイクロホンＭａ及びＭｂが配置され、ｘｙ平面上のｘ軸上以外の位置にマイクロホンＭｃが配置され、ｚ軸上にマイクロホンＭｄが配置されており、ｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向の双指向性の信号を形成する。しかしながら、上記のｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は入れ替え可能である。要するに、互いに直交する第１、第２及び第３の軸（ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸）のうちの、第１の軸（例えばｘ軸）上に第１及び第２のマイクロホンＭａ及びＭｂが配置され、第１及び第２の軸（例えばｙ軸）で張られる平面（ｘｙ平面）上の第１の軸（ｘ軸）上以外の位置に第３のマイクロホンＭｃが配置され、第３の軸（ｚ軸）上に第４のマイクロホンＭｄが配置されていれば良い。
【００３８】
そして、第１、第２及び第３のマイクロホンＭａ、Ｍｂ及びＭｃでの収音で得られる音声信号を用いて、第１の方向（ｘ方向）の双指向性の信号及び第２の方向（ｙ方向）の双指向性の信号が生成され、第１、第２及び第４マイクロホンＭａ、Ｍｂ及びＭｄでの収音で得られる音声信号を用いて、第３の方向（ｚ方向）の双指向性の信号が生成されれば良い。
【００３９】
また、複数のマイクロホンが配置される軸と、形成される双指向性の方向とは一致しなくても良い。マイクロホンの配置において基準となる軸を、第１、第２及び第３の軸（ｆ、ｇ及びｈ軸）とし、形成される双指向性の方向を第１、第２及び第３の方向（ｘ、ｙ及びｚ方向）とすると、マイクロホンの配置及び各方向の双指向性の生成に用いられるマイクロホンとが以下の関係を満たせば良い。
（ａ１）  互いに直交する３つの軸（ｆ、ｇ及びｈ軸）のうちの第１の軸（例えばｆ軸）上に第１及び第２のマイクロホン（Ｍａ及びＭｂ）が配置され、第１及び第２の軸（例えばｆ及びｇ軸）で張られる平面（ｆｇ平面）上の、第１の軸（ｆ軸）以外の位置に第３のマイクロホン（Ｍｃ）が配置され、第３の軸（例えばｈ軸）上の、かつ上記第１及び第２の軸で張られる平面（ｆｇ平面）外の位置に、第４のマイクロホン（Ｍｄ）が配置されている。
（ａ２）  第１乃至第４のマイクロホン（Ｍａ〜Ｍｄ）での収音で得られた音声信号を用いて、互いに直交する第１、第２及び第３の方向（例えば、ｘ、ｙ及びｚ方向）の双指向性の信号が生成される。
【００４０】
より具体的には、
（ａ２ａ）  第１、第２及び第３のマイクロホン（Ｍａ、Ｍｂ及びＭｃ）での収音で得られた音声信号を用いて、第１及び第２の方向（例えば、ｘ方向及びｙ方向）の双指向性の信号が生成される。
（ａ２ｂ）  第１、第２及び第４のマイクロホン（Ｍａ、Ｍｂ及びＭｄ）での収音で得られた音声信号を用いて、第３の方向（ｚ方向）の双指向性の信号が生成される。
【００４１】
例えば、上記第１、第２及び第３の軸（ｆ、ｇ及びｈ軸）のうちのいずれか（例えばｈ軸）が上下方向の軸であり、上記第１、第２及び第３の方向（ｘ、ｙ及びｚ方向）のうちのいずれか（例えばｚ方向）が上下方向である。
上記の実施の形態１では、上記第３の軸（ｈ軸）が上下方向の軸であり、上記第３の方向（ｚ方向）が上下方向である。従って、上記第１及び第２の軸（ｆ及びｇ軸）が水平面上に延在する軸であり、上記第１及び第２の方向（ｘ方向ｙ方向）が水平面に平行な方向である。
【００４２】
本実施の形態により、安価な無指向性マイクロホンの組み合わせで互いに直交する３つの方向の双指向性の信号を生成することができる。また、マイクロホン配置は上記の条件を満たしていれば良く、マイクロホン間距離についての制約が無い。従って、コンパクトなマイクロホンセットとすることができ、小型デバイス（携帯電話、スマートフォン、ウェアラブルデバイス等）に取り付けることができる。
【００４３】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１に対し、マイクロホンアレイの構成及び処理回路の構成が異なる。即ち、実施の形態２では、実施の形態１のマイクロホンアレイ２の代わりに、図１７に示されるマイクロホンアレイ２ｂが用いられ、実施の形態１の処理回路４の代わりに、図１８の処理回路４ｂが用いられる。
図１７は、実施の形態２の収音再生装置の、マイクロホンアレイ２ｂを構成するマイクロホンの配置を示し、図１８は、実施の形態２の収音再生装置の処理回路４ｂを示す。
図１７及び図１８で、図１及び図３と同じ符号は同様のものを示す。
【００４４】
図１７に示されるように実施の形態２では、マイクロホンアレイ２ｂが５つのマイクロホンＭａ〜Ｍｅから成る。このうち、マイクロホンＭａ〜Ｍｄは、実施の形態１と同様に配置されている。
【００４５】
マイクロホンＭｅは、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の交点、即ちｘｙｚ座標系の原点に配置されており、マイクロホンＭａ〜Ｍｄと同じく無指向性のマイクロホンである。
【００４６】
実施の形態２で用いられる処理回路４ｂは、図１８に示すように、入力処理部１０ｂと、フォーマット変換部２０ｂと、書込み部３０と、読出し部４０と、再生処理部５０とを有する。
書込み部３０、読出し部４０及び再生処理部５０は、実施の形態１で説明したのと同様のものである。
【００４７】
入力処理部１０ｂは、マイクロホンアレイ２ｂのマイクロホンＭａ〜Ｍｅからの収音信号Ａａ〜Ａｅを受けて、増幅、Ａ／Ｄ変換等の処理を行い、これらの処理の結果、それぞれ信号Ａａ〜Ａｅに対応する、入力処理後の信号Ｂａ〜Ｂｅを生成して、出力する。入力処理後の信号Ｂａ〜Ｂｅも、実施の形態１と同様にマイクロホンＭａ〜Ｍｅでの収音で得られた信号と言うことができる。
【００４８】
フォーマット変換部２０ｂは、図１９に示すように、双指向性生成部２２ｂと、全指向性生成部２４ｂを備えている。
【００４９】
双指向性生成部２２ｂは、マイクロホンＭａ、Ｍｂ、Ｍｃ及びＭｅ（図１７）での収音で得られた信号Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃ及びＢｅを用いてＸ信号Ｃｘ（図１２）及びＹ信号Ｃｙ（図１３）を生成し、マイクロホンＭａ、Ｍｂ、Ｍｄ及びＭｅ（図１７）での収音で得られた信号Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｄ及びＢｅを用いてＺ信号Ｃｚ（図１４）を生成する。
原点に配置したマイクロホンＭｅをも利用して双指向性の信号を生成するので、より鋭い指向性の信号を生成することができる。
【００５０】
全指向性生成部２４ｂは、マイクロホンＭｅでの収音で得られた信号Ｂｅを、Ｗ信号Ｃｗとして出力する。
原点に配置したマイクロホンＭｅでの収音で得られた信号Ｂｅを、そのままＷ信号Ｃｗとして用いるので、ビームフォーミング等の処理による信号劣化を避けることができる。
【００５１】
書込み部３０ｂは、フォーマット変換部２０ｂで生成された生成されたＸ信号Ｃｘ、Ｙ信号Ｃｙ、Ｚ信号Ｃｚ及びＷ信号Ｃｗを、記憶装置６に記録する。
記憶装置６は、記録されたＸ信号Ｃｘ、Ｙ信号Ｃｙ、Ｚ信号Ｃｚ及びＷ信号Ｃｗを保存する。
記録された音声の再生の処理は、実施の形態１で説明したのと同様である。
【００５２】
実施の形態１と同様に、実施の形態２でも、上記のｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は入れ替え可能である。要するに、互いに直交する第１、第２及び第３の軸（ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸）のうちの、第１の軸（例えばｘ軸）上に第１及び第２のマイクロホンＭａ及びＭｂが配置され、第１及び第２の軸（例えばｙ軸）で張られる平面（ｘｙ平面）上の第１の軸（ｘ軸）上以外の位置に第３のマイクロホンＭｃが配置され、第３の軸（ｚ軸）上に第４のマイクロホンＭｄが配置され、第１、第２及び第３の軸の交点に、第４のマイクロホンが配置されていれば良い。
【００５３】
そして、第１、第２、第３及び第５のマイクロホンＭａ、Ｍｂ及びＭｃ及びＭｅでの収音で得られる音声信号を用いて、第１の方向（ｘ方向）の双指向性の信号及び第２の方向（ｙ方向）の双指向性の信号が生成され、第１、第２、第４及び第５のマイクロホンＭａ、Ｍｂ、Ｍｄ及びＭｅでの収音で得られる音声信号を用いて、第３の方向（ｚ方向）の双指向性の信号が生成されれば良い。
【００５４】
また、実施の形態１と同様に、複数のマイクロホンが配置される軸と、形成される双指向性の方向とは一致しなくても良い。マイクロホンの配置において基準となる軸を、第１、第２及び第３の軸（ｆ、ｇ及びｈ軸）とし、形成される双指向性の方向を第１、第２及び第３の方向（ｘ、ｙ及びｚ方向）とすると、マイクロホンの配置及び各方向の双指向性の生成に用いられるマイクロホンとが以下の関係を満たせば良い。
（ｂ１）  互いに直交する３つの軸（ｆ、ｇ及びｈ軸）のうちの第１の軸（例えばｆ軸）上に第１及び第２のマイクロホン（Ｍａ及びＭｂ）が配置され、第１及び第２の軸（例えばｆ及びｇ軸）で張られる平面（ｆｇ平面）上の、第１の軸（ｆ軸）以外の位置に第３のマイクロホン（Ｍｃ）が配置され、第３の軸（例えばｈ軸）上の、かつ上記第１及び第２の軸で張られる平面（ｆｇ平面）外の位置に、第４のマイクロホン（Ｍｄ）が配置され、上記第１、第２及び第３の軸の交点に第５のマイクロホン（Ｍｅ）が配置されている。
（ｂ２）  第１乃至第５のマイクロホン（Ｍａ〜Ｍｅ）での収音で得られた音声信号を用いて、互いに直交する第１、第２及び第３の方向（例えば、ｘ、ｙ及びｚ方向）の双指向性の信号が生成される。
【００５５】
より具体的には、
（ｂ２ａ）  第１、第２、第３及び第５のマイクロホン（Ｍａ、Ｍｂ、Ｍｃ及びＭｅ）での収音で得られた音声信号を用いて、第１及び第２の方向（例えば、ｘ及びｙ方向）の双指向性の信号が生成される。
（ｂ２ｂ）  第１、第２、第４及び第５のマイクロホン（Ｍａ、Ｍｂ、Ｍｄ及びＭｅ）での収音で得られた音声信号を用いて、第３の方向（ｚ方向）の双指向性の信号が生成される。
【００５６】
上記第１、第２及び第３の軸（ｆ、ｇ及びｈ軸）のうちのいずれか（例えばｈ軸）が上下方向の軸であり、上記第１、第２及び第３の方向（ｘ、ｙ及びｚ方向）のうちのいずれか（例えばｚ方向）が上下方向である。
上記の実施の形態２では、実施の形態１と同様に、上記第３の軸（ｈ軸）が上下方向の軸であり、上記第３の方向（ｚ方向）が上下方向である。従って、上記第１及び第２の軸（ｆ及びｇ軸）が水平面上に延在する軸であり、上記第１及び第２の方向（ｘ方向ｙ方向）が水平面に平行な方向である。
【００５７】
実施の形態３. 
実施の形態３は、実施の形態１に対し、マイクロホンアレイの構成及び処理回路の構成が異なる。即ち、実施の形態３では、実施の形態１のマイクロホンアレイ２の代わりに、図２０に示されるマイクロホンアレイ２ｃが用いられ、実施の形態１の処理回路４の代わりに、図２１の処理回路４ｃが用いられる。
図２０は、実施の形態３の収音再生装置の、マイクロホンアレイ２を構成するマイクロホンの配置を示し、図２１は、実施の形態２の収音再生装置の処理回路４ｃを示す。
図２０及び図２１で、図１及び図３と同じ符号は同様のものを示す。
【００５８】
図２０に示されるように、実施の形態３ではマイクロホンアレイ２ｃが３つのマイクロホンＭａ、Ｍｂ及びＭｃから成り、実施の形態１のマイクロホンＭｄは用いられていない。
また、実施の形態３では、ｘ軸及びｙ軸が水平方向に延在する軸であり、従って、ｘ軸及びｙ軸で張られる平面が水平面である。マイクロホンＭａ、Ｍｂ及びＭｃは、実施の形態１と同様に配置されている。即ち、ｘ軸上に２個のマイクロホンＭａ及びＭｂが配置されている（図２０）。また、ｘｙ平面上のｘ軸上以外の位置に１個のマイクロホンＭｃが配置されている。
【００５９】
実施の形態３で用いられる処理回路４ｃは、図２１に示すように、入力処理部１０ｃと、フォーマット変換部２０ｃと、書込み部３０ｃと、読出し部４０ｃと、再生処理部５０ｃとを有する。
【００６０】
入力処理部１０ｃは、マイクロホンアレイ２ｃのマイクロホンＭａ〜Ｍｃからの収音信号Ａａ〜Ａｃを受けて、増幅、Ａ／Ｄ変換等の処理を行い、これらの処理の結果、それぞれ信号Ａａ〜Ａｃに対応する、入力処理後の信号Ｂａ〜Ｂｃを生成して、出力する。
【００６１】
フォーマット変換部２０ｃは、図２２に示すように、双指向性生成部２２ｃと、全指向性生成部２４ｃとを備えている。
【００６２】
双指向性生成部２２ｃは、マイクロホンＭａ、Ｍｂ及びＭｃ（図２０）での収音で得られた信号Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃ及びＢｅを用いてＸ信号Ｃｘ（図１２）及びＹ信号Ｃｙ（図１３）を生成する。
【００６３】
全指向性生成部２４ｃは、３つのマイクロホンＭａ、Ｍｂ及びＭｃでの収音で得られた信号Ｂａ、Ｂｂ及びＢｃのうちのいずれか一つを用いて、或いは信号Ｂａ、Ｂｂ及びＢｃのうちの２つ以上の組合せを用いて、Ｗ信号Ｃｗを生成する（図１５）。
信号Ｂａ、Ｂｂ及びＢｃのうちのいずれか一つを用いる場合、当該信号をそのままＷ信号Ｃｗとして用いることができる。信号Ｂａ、Ｂｂ及びＢｃのうち２つ以上の組合せを用いる場合、例えば信号の組合せを用いてビームフォーミング処理で全指向性を生成したときのビームフォーマの出力をＷ信号Ｃｗとして用いることができる。
実施の形態３では、Ｚ信号Ｃｚを生成しない。
【００６４】
書込み部３０ｃは、フォーマット変換部２０ｃで生成されたＸ信号Ｃｘ、Ｙ信号Ｃｙ及びＷ信号Ｃｗを記憶装置６に記録する。
記憶装置６は、記録された信号を保存する。
【００６５】
立体音響実現のための再生に当たっては、記録されたこれらの信号Ｃｘ、Ｃｙ及びＣｗが読み出され、音声出力部８に適した音声信号（駆動信号）が生成される。
具体的には、読出し部４０は、記憶装置６に保存されている信号Ｃｘ、Ｃｙ及びＣｗを読み出す。
【００６６】
再生処理部５０は、読み出された信号Ｃｘ、Ｃｙ及びＣｗを、音声出力部８に適したフォーマットの信号（駆動信号）Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、…に変換して出力する。駆動信号Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、…への変換は、例えば非特許文献１に記載の、一般的なアンビソニックＢ−フォーマット再生方法により行い得る。この場合、信号Ｃｘ、Ｃｙ及びＣｗをそれぞれアンビソニックＢ−フォーマットのＸ信号、Ｙ信号及びＷ信号として用いる。また、アンビソニックＢ−フォーマットのＺ信号をゼロであるとして計算を行う。
【００６７】
例えば、音声出力部８を構成する複数のスピーカの配置に応じて、各スピーカの駆動に用いる信号を生成する。例えば、アンビソニックＢ−フォーマットのＸ、Ｙ及びＷの信号Ｃｘ、Ｃｙ及びＣｗに対して係数を掛けて加算することで駆動信号を生成して、各スピーカの駆動に用いる。
【００６８】
以上のように、実施の形態３では、上下方向の双指向性の信号を生成しない。その結果、再生音からは、上下方向の定位はできず、方位方向の定位のみが可能である。用途によっては、上下方向の定位ができなくても良い場合があるので、そのような場合に実施の形態３の構成を用いることができる。実施の形態３は、マイクロホンアレイが比較的小さいと言う利点がある。
【００６９】
以上のように、実施の形態３では、ｘ軸及びｙ軸は水平方向の軸であり、ｘ軸上にマイクロホンＭａ及びＭｂが配置され、ｘｙ平面上のｘ軸上以外の位置にマイクロホンＭｃが配置されており、ｘ軸方向及びｙ軸方向の双指向性の信号を形成する。しかしながら、上記のｘ軸及びｙ軸は入れ替え可能である。要するに、互いに直交する第１及び第２の軸（ｘ軸及びｙ軸）のうちの、第１の軸（例えばｘ軸）上に第１及び第２のマイクロホンＭａ及びＭｂが配置され、第１及び第２の軸（例えばｙ軸）で張られる平面（ｘｙ平面）上の第１の軸（ｘ軸）上以外の位置に第３のマイクロホンＭｃが配置されていれば良い。但し、ｘ軸及びｙ軸は水平方向に延在する軸である。
【００７０】
そして、第１、第２及び第３のマイクロホンＭａ、Ｍｂ及びＭｃでの収音で得られる音声信号を用いて、第１の方向（ｘ方向）の双指向性の信号及び第２の方向（ｙ方向）の双指向性の信号が生成されれば良い。
【００７１】
また実施の形態１及び２と同様に、複数のマイクロホンが配置される軸と、形成される双指向性の方向とは一致しなくても良い。マイクロホンの配置において基準となる軸を第１及び第２の軸（ｆ軸及びｇ軸）とし、形成される双指向性の方向を第１及び第２の方向（ｘ方向及びｙ方向）とすると、マイクロホンの配置及び各方向の双指向性の生成に用いられるマイクロホンとが以下の関係を満たせば良い。
（ｃ１）  水平面上に延在し、互いに直交する２つの軸（ｆ軸及びｇ軸）のうちの第１の軸（例えばｆ軸）上に第１及び第２のマイクロホン（Ｍａ、Ｍｂ）が配置され、上記水平面（ｆｇ平面）上の、第１の軸（ｆ軸）以外の位置に第３のマイクロホン（Ｍｃ）が配置されている。
（ｃ２）  第１、第２及び第３のマイクロホン（Ｍａ、Ｍｂ及びＭｃ）での収音で得られた音声信号を用いて、水平面（ｆｇ平面）上の、上記水平面に平行で、互いに直交する第１及び第２の方向（例えば、ｘ方向及びｙ方向）の双指向性の信号が生成される。
【００７２】
なお、実施の形態３でも、実施の形態２と同様に、マイクロホンアレイが、２つの軸の交点に配置されたマイクロホン（Ｍｅ）を含んでいても良い。
この場合には、上記の交点に配置されたマイクロホン（Ｍｅ）での収音で得られた音声信号も、上記第１及び第２の方向の双指向性の生成に利用される。
また、実施の形態２と同様に、上記の交点に配置されたマイクロホン（Ｍｅ）での収音で得られた音声信号を、そのままＷ信号Ｃｗとして用いても良い。
【００７３】
実施の形態４．
実施の形態１では、収音時にＸ信号Ｃｘ、Ｙ信号Ｃｙ、Ｚ信号Ｃｚ及びＷ信号Ｃｗを生成し、再生時まで保存しているが、これらの信号の生成を再生時に行っても良い。
再生時に行う場合には、収音で得られた信号Ｂａ〜Ｂｄを記録しておき、再生時に、読み出された信号Ｂａ〜Ｂｄから、Ｘ信号Ｃｘ、Ｙ信号Ｃｙ、Ｚ信号Ｃｚ及びＷ信号Ｃｗを生成し、さらにこれらの信号Ｃｘ、Ｃｙ、Ｃｚ及びＣｗから駆動信号Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、…を生成する。
【００７４】
この場合には、実施の形態１の処理回路４の代わりに、図２３に示される処理回路４ｄの構成を図２３に示す。
図２３に示される処理回路４ｄは、入力処理部１０と、書込み部３０ｄと、読出し部４０ｄと、フォーマット変換部２０と、再生処理部５０とを有する。
図２３で、図１と同じ符号は同様のものを示す。
【００７５】
入力処理部１０は、実施の形態１と同様に、マイクロホンアレイ２のマイクロホンＭａ〜Ｍｄからの音声信号Ａａ〜Ａｄを受けて、増幅、Ａ／Ｄ変換等の処理を行い、これらの処理の結果、それぞれ信号Ａａ〜Ａｄに対応する信号（入力処理後の信号）Ｂａ〜Ｂｄを生成して、出力する。
【００７６】
書込み部３０ｄは、入力処理部１０からの音声信号Ｂａ〜Ｂｄを記憶装置６に記録する。
記憶装置６は、記録された信号Ｂａ〜Ｂｄを保存する。
【００７７】
立体音響実現のための再生に当たっては、記録されたこれらの信号Ｂａ〜Ｂｄが読み出され、これらの信号に基づいて音声出力部８に適した音声信号（駆動信号）が生成される。
具体的には、読出し部４０ｄは、記憶装置６に保存されている信号Ｂａ〜Ｂｄを読み出す。
フォーマット変換部２０は、読み出された信号Ｂａ〜ＢｄをＸ信号Ｃｘ、Ｙ信号Ｃｙ、Ｚ信号Ｃｚ及びＷ信号Ｃｗに変換する。
フォーマット変換部２０の内部構成は、実施の形態１と同様である。
【００７８】
再生処理部５０は、Ｘ信号Ｃｘ、Ｙ信号Ｃｙ、Ｚ信号Ｃｚ及びＷ信号Ｃｗを、音声出力部８に適したフォーマットの信号（駆動信号）Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、…に変換して出力する。
【００７９】
この場合の処理の手順を、図２４（ａ）及び（ｂ）のフローチャートを参照して説明する。
録音時には、図２４（ａ）の処理が行われる。
ステップＳＴ１０１では、マイクロホンＭａ〜Ｍｄで収音が行われ、収音信号Ａａ〜Ａｄが処理回路４ｄに供給される。
ステップＳＴ１０２では、処理回路４ｄが、収音信号Ａａ〜Ａｄに対して入力処理を行って、入力処理後の信号Ｂａ〜Ｂｄを生成する。
ステップＳＴ１０５では、処理回路４ｄが、入力処理後の信号Ｂａ〜Ｂｄを記憶装置６に書込み、保存させる。
【００８０】
再生時には、図２４（ｂ）の処理が行われる。
まず、ステップＳＴ２０１では、処理回路４ｄが、記憶装置６に保存されている信号Ｂａ〜Ｂｄを読み出す。
ステップＳＴ２０１の次にステップＳＴ１０３及びステップＳＴ１０４の処理が行われる。
ステップＳＴ１０３では、処理回路４ｄが、信号Ｂａ〜Ｂｄから、Ｘ信号Ｃｘ、Ｙ信号Ｃｙ及びＺ信号Ｃｚを生成する。
ステップＳＴ１０４では、処理回路４ｄが、信号Ｂａ〜Ｂｄのうちのいずれか１つから、又は信号Ｂａ〜Ｂｄのうちの２つ以上の組合せから、Ｗ信号Ｃｗを生成する。
ステップＳＴ１０３〜ＳＴ１０４の次にステップＳＴ２０２の処理が行われる。
ステップＳＴ２０２では、処理回路４ｄが、ステップＳＴ１０３及びＳＴ１０４で生成された信号Ｃｘ、Ｃｙ、Ｃｚ及びＣｗを用いて、駆動信号Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、…を生成する。
ステップＳＴ２０３では、処理回路４ｄが、生成した駆動信号Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、…で、音声出力部８のスピーカを駆動する。
【００８１】
以上、Ｘ信号Ｃｘ、Ｙ信号Ｃｙ、Ｚ信号Ｃｚ及びＷ信号Ｃｗへの変換を、再生時に行う構成を、実施の形態１に対する変形例として説明したが、実施の形態２及び実施の形態３についても同様の変形を加えることができる。
【００８２】
図２を参照して実施の形態１の処理回路をソフトウェアで、即ちプログラムされたコンピュータ構成することが可能であると説明したが、実施の形態２、３及び４の処理回路も同様に、ソフトウェアで、即ちプログラムされたコンピュータで実現することができる。従って、コンピュータに上記の収音再生装置の構成の一部又は全部を実行させるためのプログラム及び該プログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能な記録媒体もまた本発明の一部を成す。
【符号の説明】
【００８３】
２  マイクロホンアレイ、  ４、４ｂ、４ｃ  処理回路、  ６  記憶装置、  ８  音声出力部、  １０、１０ｂ、１０ｃ  入力処理部、  ２０、２０ｂ、２０ｃ  フォーマット変換部、  ２２、２２ｂ、２２ｃ  双指向性生成部、  ２４、２４ｂ、２４ｃ  全指向性生成部、  ３０、３０ｃ、３０ｄ  書込み部、  ４０、４０ｃ、４０ｄ  読出し部、  ５０、５０ｃ  再生処理部、  ４０１  プロセッサ、  ４０２  プログラムメモリ。
【図１】
2019097598.tif 000003
【図２】
2019097598.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年11月21日(2019.11.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロホンアレイと、処理回路と、音声出力部とを備え、
前記マイクロホンアレイは、互いに直交する第１、第２及び第３の軸のうちの前記第１の軸上に配置された第１及び第２のマイクロホンと、前記第１及び第２の軸で張られる平面上の、前記第１の軸以外の位置に配置された第３のマイクロホンと、前記第３の軸上であって、前記第１及び第２の軸で張られる平面以外の位置に配置された第４のマイクロホンとを有し、
前記処理回路は、
前記第１乃至第４のマイクロホンでの収音で得られた信号に基づいて、互いに直交する第１、第２及び第３の方向の双指向性の信号と、全指向性の信号とを生成し、
前記生成した前記双指向性の信号及び前記全指向性の信号から、駆動信号を生成し、前記駆動信号で前記音声出力部を駆動する
収音再生装置。
【請求項２】
前記処理回路は、
前記第１、第２及び第３のマイクロホンでの収音で得られた音声信号を用いて、前記第１及び第２の方向の双指向性の信号を生成し、
前記第１、第２及び第４のマイクロホンでの収音で得られた音声信号を用いて、前記第３の方向の双指向性の信号を生成する
請求項１に記載の収音再生装置。
【請求項３】
前記マイクロホンアレイは、前記第１、第２及び第３の軸の交点に配置された第５のマイクロホンをさらに有し、
前記処理回路は、
前記第５のマイクロホンでの収音で得られた音声信号をも用いて、前記第１、第２及び第３の方向の双指向性の信号を生成する
請求項１又は２に記載の収音再生装置。
【請求項４】
前記処理回路は、
前記第５のマイクロホンでの収音で得られた信号を前記全指向性の信号として出力する請求項３に記載の収音再生装置。
【請求項５】
前記第１、第２及び第３の軸のうちのいずれかが上下方向の軸であり、
前記第１、第２及び第３の方向のうちのいずれかが上下方向である
請求項１から４のいずれか１項に記載の収音再生装置。
【請求項６】
前記第３の軸が上下方向の軸であり、
前記第３の方向が上下方向である
請求項５に記載の収音再生装置。
【請求項７】
前記第１の方向が前記第１の軸の方向であり、前記第２の方向が前記第２の軸の方向である請求項６に記載の収音再生装置。
【請求項８】
前記第１、第２及び第３の方向の双指向性の信号をアンビソニックＢ−フォーマットのＸ信号、Ｙ信号、Ｚ信号として用い、
前記全指向性の信号をアンビソニックＢ−フォーマットのＷ信号として用いる
請求項１から７のいずれか１項に記載の収音再生装置。
【請求項９】
前記処理回路は、ビームフォーミングを行うことで、前記双指向性の信号を生成する請求項１から８のいずれか１項に記載の収音再生装置。
【請求項１０】
マイクロホンアレイと、処理回路と、音声出力部とを備え、
前記マイクロホンアレイは、水平面上に延在し、互いに直交する第１及び第２の軸のうちの前記第１の軸上に配置された第１及び第２のマイクロホンと、前記水平面上の、前記第１の軸以外の位置に配置された第３のマイクロホンとを有し、
前記処理回路は、
前記第１、第２及び第３のマイクロホンでの収音で得られた信号に基づいて、前記水平面に平行で、互いに直交する第１及び第２の方向の双指向性の信号と、全指向性の信号とを生成し、
前記生成した前記双指向性の信号及び前記全指向性の信号から、駆動信号を生成し、前記駆動信号で前記音声出力部を駆動し、
前記マイクロホンアレイは、前記第１及び第２の軸の交点に配置された第４のマイクロホンをさらに有し、
前記処理回路は、
前記第４のマイクロホンでの収音で得られた音声信号をも用いて、前記第１及び第２の方向の双指向性の信号を生成する
収音再生装置。
【請求項１１】
前記処理回路は、
前記第４のマイクロホンでの収音で得られた信号を前記全指向性の信号として出力する請求項１０に記載の収音再生装置。
【請求項１２】
前記第１の方向が前記第１の軸の方向であり、前記第２の方向が前記第２の軸の方向である請求項１０又は１１に記載の収音再生装置。
【請求項１３】
前記処理回路は、ビームフォーミングを行うことで、前記双指向性の信号を生成する請求項１０から１２のいずれか１項に記載の収音再生装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の収音再生装置における処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のプログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の一つの態様の収音再生装置は、
マイクロホンアレイと、処理回路と、音声出力部とを備え、
前記マイクロホンアレイは、互いに直交する第１、第２及び第３の軸のうちの前記第１の軸上に配置された第１及び第２のマイクロホンと、前記第１及び第２の軸で張られる平面上の、前記第１の軸以外の位置に配置された第３のマイクロホンと、前記第３の軸上であって、前記第１及び第２の軸で張られる平面以外の位置に配置された第４のマイクロホンとを有し、
前記処理回路は、
前記第１乃至第４のマイクロホンでの収音で得られた信号に基づいて、互いに直交する第１、第２及び第３の方向の双指向性の信号と、全指向性の信号とを生成し、
前記生成した前記双指向性の信号及び前記全指向性の信号から、駆動信号を生成し、前記駆動信号で前記音声出力部を駆動する。
本発明の他の態様の収音再生装置は、
マイクロホンアレイと、処理回路と、音声出力部とを備え、
前記マイクロホンアレイは、水平面上に延在し、互いに直交する第１及び第２の軸のうちの前記第１の軸上に配置された第１及び第２のマイクロホンと、前記水平面上の、前記第１の軸以外の位置に配置された第３のマイクロホンとを有し、
前記処理回路は、
前記第１、第２及び第３のマイクロホンでの収音で得られた信号に基づいて、前記水平面に平行で、互いに直交する第１及び第２の方向の双指向性の信号と、全指向性の信号とを生成し、
前記生成した前記双指向性の信号及び前記全指向性の信号から、駆動信号を生成し、前記駆動信号で前記音声出力部を駆動し、
前記マイクロホンアレイは、前記第１及び第２の軸の交点に配置された第４のマイクロホンをさらに有し、
前記処理回路は、
前記第４のマイクロホンでの収音で得られた音声信号をも用いて、前記第１及び第２の方向の双指向性の信号を生成する。
【国際調査報告】
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