(57)【要約】【課題】  目的音と任意の方向から到来する妨害音とを精度よく分離することができ、かつ、装置の小型化を図ることができる音源分離システムおよび音源分離方法、並びに音響信号取得装置を提供すること。【解決手段】  目的音到来方向に並べて配置された２個のマイクロフォン２１，２２と、これらの受音信号を用いて目的音強調用の線形結合処理を行って目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段３０と、マイクロフォン２１，２２の受音信号を用いて目的音抑制用の線形結合処理を行って目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段４０と、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音と妨害音とを分離する分離手段６０とを設け、音源分離システム１０を構成した。【選択図】  図１
2006197552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、
間隔を置いて配置された２個のマイクロフォンと、
これらの２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより少なくとも１つの目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段と、
前記２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより前記目的音優勢の信号と対になる少なくとも１つの目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段と、
前記目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記目的音劣勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた前記目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて前記目的音と前記妨害音とを分離する分離手段と
を備えたことを特徴とする音源分離システム。
【請求項２】
請求項１に記載の音源分離システムにおいて、
前記２個のマイクロフォンは、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置され、
前記目的音優勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記２個のマイクロフォンのうちの目的音の音源に近い側に配置された一方のマイクロフォンの受音信号と、目的音の音源から遠い側に配置された他方のマイクロフォンの受音信号との差をとる構成とされ、
前記目的音劣勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記一方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記他方のマイクロフォンの受音信号との差をとる構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項３】
請求項２に記載の音源分離システムにおいて、
前記分離手段は、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行う構成とされていることを特徴とする音源分離システム。
【請求項４】
請求項２に記載の音源分離システムにおいて、
前記分離手段は、前記目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う構成とされていることを特徴とする音源分離システム。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載の音源分離システムにおいて、
分離対象とする目的音を、通常モードの目的音と、この目的音と反対方向から到来する切替モードの目的音とで切り替えることが可能な構成とされ、
通常モードでは、前記一方のマイクロフォンが通常モードの目的音の音源に近い側に配置され、前記他方のマイクロフォンが通常モードの目的音の音源から遠い側に配置され、
切替モードでは、前記他方のマイクロフォンが切替モードの目的音の音源に近い側に配置され、前記一方のマイクロフォンが切替モードの目的音の音源から遠い側に配置され、
前記目的音劣勢信号生成手段は、
時間領域上または周波数領域上で、前記一方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記他方のマイクロフォンの受音信号との差をとる第１目的音劣勢信号生成手段と、
時間領域上または周波数領域上で、前記他方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記一方のマイクロフォンの受音信号との差をとる第２目的音劣勢信号生成手段と、
前記分離手段による処理対象とするための前記目的音劣勢の信号として、通常モード用の前記第１目的音劣勢信号生成手段により生成された第１の目的音劣勢の信号と切替モード用の前記第２目的音劣勢信号生成手段により生成された第２の目的音劣勢の信号とを切り替える切替手段と
を含んで構成されていることを特徴とする音源分離システム。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれかに記載の音源分離システムにおいて、
前記目的音劣勢信号生成手段は、前記遅延処理を施す対象となるマイクロフォンの受音信号に対し、時間領域上または周波数領域上で、前記２個のマイクロフォンの間隔の音波伝播時間と同等または略同等な時間の遅延を与える構成とされていることを特徴とする音源分離システム。
【請求項７】
請求項２〜５のいずれかに記載の音源分離システムにおいて、
前記目的音劣勢信号生成手段は、前記遅延処理を施す対象となるマイクロフォンの受音信号に対し、時間領域上または周波数領域上で、前記２個のマイクロフォンの間隔の音波伝播時間よりも短い時間の遅延を与える構成とされていることを特徴とする音源分離システム。
【請求項８】
請求項２〜７のいずれかに記載の音源分離システムにおいて、
前記２個のマイクロフォンは、携帯機器の操作部および／または画面表示部が設けられた表面側およびこれと反対の裏面側の各対応位置に１個ずつ設けられていることを特徴とする音源分離システム。
【請求項９】
請求項８に記載の音源分離システムにおいて、
前記携帯機器は、不使用時には折り畳まれて閉じられ、使用時に開かれる折り畳み式の携帯電話機であり、
前記２個のマイクロフォンの設置間隔が前記携帯電話機の開閉操作に連動して変化し、開いたときの設置間隔が閉じているときの設置間隔よりも大きくなることを特徴とする音源分離システム。
【請求項１０】
請求項８に記載の音源分離システムにおいて、
前記２個のマイクロフォンは、前記携帯機器の表裏面と平行な軸を中心に回転自在に取り付けられた回転支持部材の両側の端部に設けられ、この回転支持部材は、不使用時には前記携帯機器の表裏面と平行または略平行な状態とされて収納され、使用時に前記携帯機器の表裏面と直交または略直交する状態とされることを特徴とする音源分離システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の音源分離システムにおいて、
前記２個のマイクロフォンは、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置され、
前記目的音優勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記２個のマイクロフォンの受音信号の和をとる構成とされ、
前記目的音劣勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記２個のマイクロフォンの受音信号の差をとる構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の音源分離システムにおいて、
前記分離手段は、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で、少なくとも一方のスペクトルについて周波数に依存する係数を乗じたうえで同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行う構成とされていることを特徴とする音源分離システム。
【請求項１３】
請求項１１に記載の音源分離システムにおいて、
前記分離手段は、前記目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う構成とされていることを特徴とする音源分離システム。
【請求項１４】
請求項１に記載の音源分離システムにおいて、
前記２個のマイクロフォンは、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置され、
前記目的音優勢信号生成手段は、
時間領域上または周波数領域上で、前記２個のマイクロフォンのうちの一方のマイクロフォンの受音信号と、他方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成する第１目的音優勢信号生成手段と、
時間領域上または周波数領域上で、前記他方のマイクロフォンの受音信号と、前記一方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成する第２目的音優勢信号生成手段とを備えて構成され、
前記目的音劣勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記２個のマイクロフォンの受音信号の差をとる構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の音源分離システムにおいて、
前記分離手段は、
前記第１の目的音優勢の信号のスペクトルと前記目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行う第１分離手段と、
前記第２の目的音優勢の信号のスペクトルと前記目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行う第２分離手段と、
前記第１分離手段により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルと前記第２分離手段により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルとを用いて、これらのパワーを周波数帯域毎に加算するか、または周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを前記目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う統合手段と
を備えて構成されていることを特徴とする音源分離システム。
【請求項１６】
請求項１４に記載の音源分離システムにおいて、
前記分離手段は、
前記第１の目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う第１分離手段と、
前記第２の目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う第２分離手段と、
前記第１分離手段により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルと前記第２分離手段により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルとを用いて、これらのパワーを周波数帯域毎に加算するか、または周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを前記目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う統合手段と
を備えて構成されていることを特徴とする音源分離システム。
【請求項１７】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、
三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより少なくとも１つの目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段と、
前記第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより前記目的音優勢の信号と対になる少なくとも１つの目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段と、
前記目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記目的音劣勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた前記目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて前記目的音と前記妨害音とを分離する分離手段と
を備えたことを特徴とする音源分離システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の音源分離システムにおいて、
前記第１および第２のマイクロフォンは、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置され、
前記第１および第３のマイクロフォンは、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置され、
前記目的音優勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記第１のマイクロフォンの受音信号と、前記第２のマイクロフォンの受音信号との差をとる構成とされ、
前記目的音劣勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記第１のマイクロフォンの受音信号と、前記第３のマイクロフォンの受音信号との差をとる構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の音源分離システムにおいて、
前記分離手段は、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行う構成とされていることを特徴とする音源分離システム。
【請求項２０】
請求項１８に記載の音源分離システムにおいて、
前記分離手段は、前記目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う構成とされていることを特徴とする音源分離システム。
【請求項２１】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、
互いに交差する第１の方向および第２の方向のそれぞれに２個ずつ間隔を置いて並べて配置された合計４個のマイクロフォンと、
これらの４個のマイクロフォンのうちの前記第１の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより少なくとも１つの目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段と、
前記４個のマイクロフォンのうちの前記第２の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより前記目的音優勢の信号と対になる少なくとも１つの目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段と、
前記目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記目的音劣勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた前記目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて前記目的音と前記妨害音とを分離する分離手段と
を備えたことを特徴とする音源分離システム。
【請求項２２】
請求項２１に記載の音源分離システムにおいて、
前記第１の方向は、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向であり、
前記第２の方向は、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向であり、
前記目的音優勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記第１の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号の差をとる構成とされ、
前記目的音劣勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記第２の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号の差をとる構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項２３】
請求項２２に記載の音源分離システムにおいて、
前記分離手段は、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行う構成とされていることを特徴とする音源分離システム。
【請求項２４】
請求項２２に記載の音源分離システムにおいて、
前記分離手段は、前記目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う構成とされていることを特徴とする音源分離システム。
【請求項２５】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、
四角形の各頂点位置に配置された第１、第２、第３、および第４の合計４個のマイクロフォンと、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段と、
前記第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより前記目的音優勢の信号と対になる第１の目的音劣勢の信号を生成する第１目的音劣勢信号生成手段と、
前記第１および第４の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより前記目的音優勢の信号と対になる第２の目的音劣勢の信号を生成する第２目的音劣勢信号生成手段と、
前記目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記第１目的音劣勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた前記第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて前記目的音を含む一方の側の音を分離する第１分離手段と、
前記目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２目的音劣勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた前記第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて前記目的音を含む他方の側の音を分離する第２分離手段と、
前記第１分離手段により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルと前記第２分離手段により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルとを用いて、これらのパワーを周波数帯域毎に加算するか、または周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを前記目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う統合手段と
を備えたことを特徴とする音源分離システム。
【請求項２６】
請求項２５に記載の音源分離システムにおいて、
前記第１および第２のマイクロフォンは、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置され、
前記第３のマイクロフォンは、前記第１のマイクロフォンと前記第２のマイクロフォンとを結ぶ線の一方の側に配置され、
前記第４のマイクロフォンは、前記第１のマイクロフォンと前記第２のマイクロフォンとを結ぶ線の他方の側に配置され、
前記目的音優勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記第１および第２のマイクロフォンの受音信号の差をとる構成とされ、
前記第１目的音劣勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記第１および第３のマイクロフォンの受音信号の差をとる構成とされ、
前記第２目的音劣勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記第１および第４のマイクロフォンの受音信号の差をとる構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項２７】
請求項２６に記載の音源分離システムにおいて、
前記第１分離手段は、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行う構成とされ、
前記第２分離手段は、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行う構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項２８】
請求項２６に記載の音源分離システムにおいて、
前記第１分離手段は、前記目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記第１の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う構成とされ、
前記第２分離手段は、前記目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記第２の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項２９】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、
三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、
前記３個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段と、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより前記目的音優勢の信号と対になる第１の目的音劣勢の信号を生成する第１目的音劣勢信号生成手段と、
前記第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより前記目的音優勢の信号と対になる第２の目的音劣勢の信号を生成する第２目的音劣勢信号生成手段と、
前記目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記第１目的音劣勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた前記第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて前記目的音を含む一方の側の音を分離する第１分離手段と、
前記目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２目的音劣勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた前記第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて前記目的音を含む他方の側の音を分離する第２分離手段と、
前記第１分離手段により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルと前記第２分離手段により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルとを用いて、これらのパワーを周波数帯域毎に加算するか、または周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを前記目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う統合手段と
を備えたことを特徴とする音源分離システム。
【請求項３０】
請求項２９に記載の音源分離システムにおいて、
前記第１および第２のマイクロフォンは、目的音到来方向に対して傾斜する方向に並べて配置され、
前記第１および第３のマイクロフォンは、目的音到来方向に対して前記第１および第２のマイクロフォンの傾斜方向とは反対側に傾斜する方向に並べて配置され、
前記目的音優勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記第１のマイクロフォンの受音信号と、前記第２および第３のマイクロフォンの受音信号にそれぞれ同一または異なる比例係数を乗じた値の和との差をとる構成とされ、
前記第１目的音劣勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記第１および第２のマイクロフォンの受音信号の差をとる構成とされ、
前記第２目的音劣勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記第１および第３のマイクロフォンの受音信号の差をとる構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項３１】
請求項３０に記載の音源分離システムにおいて、
前記第１分離手段は、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行う構成とされ、
前記第２分離手段は、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行う構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項３２】
請求項３０に記載の音源分離システムにおいて、
前記第１分離手段は、前記目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記第１の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う構成とされ、
前記第２分離手段は、前記目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記第２の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項３３】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、
目的音到来方向と直角または略直角をなす面上で三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第１高感度領域を形成する第１高感度領域形成信号のスペクトルを生成する第１高感度領域形成信号生成手段と、
前記第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第２高感度領域を形成する第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成する第２高感度領域形成信号生成手段と、
前記第１高感度領域形成信号生成手段により生成された前記第１高感度領域形成信号のスペクトルと前記第２高感度領域形成信号生成手段により生成された前記第２高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて前記第１高感度領域と前記第２高感度領域との共通部分に目的音を分離するための高感度領域を形成する高感度領域統合手段と
を備えたことを特徴とする音源分離システム。
【請求項３４】
請求項３３に記載の音源分離システムにおいて、
前記第１高感度領域形成信号生成手段は、前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項１４〜１６のいずれかに記載の音源分離システムと同じ処理を行い、前記第１高感度領域形成信号のスペクトルとして、請求項１４〜１６のいずれかに記載の音源分離システムにより分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、
前記第２高感度領域形成信号生成手段は、前記第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項１４〜１６のいずれかに記載の音源分離システムと同じ処理を行い、前記第２高感度領域形成信号のスペクトルとして、請求項１４〜１６のいずれかに記載の音源分離システムにより分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、
前記高感度領域統合手段は、前記第１高感度領域形成信号生成手段により生成された前記第１高感度領域形成信号のスペクトルと前記第２高感度領域形成信号生成手段により生成された前記第２高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを前記目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項３５】
請求項３３に記載の音源分離システムにおいて、
前記第１高感度領域形成信号生成手段は、前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項１４〜１６のいずれかに記載の音源分離システムと同じ処理を行い、前記第１高感度領域形成信号のスペクトルとして、請求項１４〜１６のいずれかに記載の音源分離システムにより分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、
前記第２高感度領域形成信号生成手段は、前記第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項１５または１６に記載の音源分離システムと前記分離手段の前記統合手段による処理を除いて同じ処理を行い、請求項１５または１６に記載の音源分離システムを構成する前記分離手段の前記統合手段に代えて、前記第２高感度領域を前記第２のマイクロフォン側の領域または前記第３のマイクロフォン側の領域のいずれかに制限する高感度領域制限手段を備えた構成とされ、
この高感度領域制限手段は、請求項１５または１６に記載の音源分離システムを構成する前記第１目的音優勢信号生成手段で前記第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施されるとともに前記第２目的音優勢信号生成手段で前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施された場合に、前記第１分離手段により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルと前記第２分離手段により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記第２のマイクロフォン側の領域に制限された前記第２高感度領域を形成する前記第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、前記第１分離手段により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーが前記第２分離手段により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、前記第１分離手段により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うか、または前記第３のマイクロフォン側の領域に制限された前記第２高感度領域を形成する前記第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、前記第２分離手段により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーが前記第１分離手段により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、前記第２分離手段により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行う構成とされ、
前記高感度領域統合手段は、前記第１高感度領域形成信号生成手段により生成された前記第１高感度領域形成信号のスペクトルと前記第２高感度領域形成信号生成手段により生成された前記第２高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを前記目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項３６】
請求項３５に記載の音源分離システムにおいて、
前記高感度領域制限手段は、前記第２高感度領域を前記第２のマイクロフォン側の領域または前記第３のマイクロフォン側の領域のいずれに制限するのかを切替え可能な構成とされていることを特徴とする音源分離システム。
【請求項３７】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、
目的音到来方向と直角または略直角をなす面上で三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第１高感度領域を形成する第１高感度領域形成信号のスペクトルを生成する第１高感度領域形成信号生成手段と、
前記第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第２高感度領域を形成する第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成する第２高感度領域形成信号生成手段と、
前記第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第３高感度領域を形成する第３高感度領域形成信号のスペクトルを生成する第３高感度領域形成信号生成手段と、
前記第１高感度領域形成信号生成手段により生成された前記第１高感度領域形成信号のスペクトルと前記第２高感度領域形成信号生成手段により生成された前記第２高感度領域形成信号のスペクトルと前記第３高感度領域形成信号生成手段により生成された前記第３高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて前記第１高感度領域と前記第２高感度領域と前記第３高感度領域との共通部分に目的音を分離するための高感度領域を形成する高感度領域統合手段と
を備えたことを特徴とする音源分離システム。
【請求項３８】
請求項３７に記載の音源分離システムにおいて、
前記第１高感度領域形成信号生成手段は、前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項１４〜１６のいずれかに記載の音源分離システムと同じ処理を行い、前記第１高感度領域形成信号のスペクトルとして、請求項１４〜１６のいずれかに記載の音源分離システムにより分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、
前記第２高感度領域形成信号生成手段は、前記第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項１４〜１６のいずれかに記載の音源分離システムと同じ処理を行い、前記第２高感度領域形成信号のスペクトルとして、請求項１４〜１６のいずれかに記載の音源分離システムにより分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、
前記第３高感度領域形成信号生成手段は、前記第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項１４〜１６のいずれかに記載の音源分離システムと同じ処理を行い、前記第３高感度領域形成信号のスペクトルとして、請求項１４〜１６のいずれかに記載の音源分離システムにより分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、
前記高感度領域統合手段は、前記第１高感度領域形成信号生成手段により生成された前記第１高感度領域形成信号のスペクトルと前記第２高感度領域形成信号生成手段により生成された前記第２高感度領域形成信号のスペクトルと前記第３高感度領域形成信号生成手段により生成された前記第３高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して最も劣勢なパワーを前記目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項３９】
請求項３７に記載の音源分離システムにおいて、
前記第１高感度領域形成信号生成手段は、前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項１４〜１６のいずれかに記載の音源分離システムと同じ処理を行い、前記第１高感度領域形成信号のスペクトルとして、請求項１４〜１６のいずれかに記載の音源分離システムにより分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、
前記第２高感度領域形成信号生成手段は、前記第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項１５または１６に記載の音源分離システムと前記分離手段の前記統合手段による処理を除いて同じ処理を行い、請求項１５または１６に記載の音源分離システムを構成する前記分離手段の前記統合手段に代えて、前記第２高感度領域を前記第２のマイクロフォン側の領域または前記第３のマイクロフォン側の領域のいずれかに制限する高感度領域制限手段を備えた構成とされ、
この第２高感度領域形成信号生成手段の高感度領域制限手段は、請求項１５または１６に記載の音源分離システムを構成する前記第１目的音優勢信号生成手段で前記第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施されるとともに前記第２目的音優勢信号生成手段で前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施された場合に、前記第１分離手段により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルと前記第２分離手段により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記第２のマイクロフォン側の領域に制限された前記第２高感度領域を形成する前記第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、前記第１分離手段により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーが前記第２分離手段により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、前記第１分離手段により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うか、または前記第３のマイクロフォン側の領域に制限された前記第２高感度領域を形成する前記第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、前記第２分離手段により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーが前記第１分離手段により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、前記第２分離手段により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行う構成とされ、
前記第３高感度領域形成信号生成手段は、前記第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項１５または１６に記載の音源分離システムと前記分離手段の前記統合手段による処理を除いて同じ処理を行い、請求項１５または１６に記載の音源分離システムを構成する前記分離手段の前記統合手段に代えて、前記第３高感度領域を前記第１のマイクロフォン側の領域または前記第３のマイクロフォン側の領域のいずれかに制限する高感度領域制限手段を備えた構成とされ、
この第３高感度領域形成信号生成手段の高感度領域制限手段は、請求項１５または１６に記載の音源分離システムを構成する前記第１目的音優勢信号生成手段で前記第１のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施されるとともに前記第２目的音優勢信号生成手段で前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施された場合に、前記第１分離手段により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルと前記第２分離手段により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記第１のマイクロフォン側の領域に制限された前記第３高感度領域を形成する前記第３高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、前記第１分離手段により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーが前記第２分離手段により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、前記第１分離手段により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うか、または前記第３のマイクロフォン側の領域に制限された前記第３高感度領域を形成する前記第３高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、前記第２分離手段により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーが前記第１分離手段により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、前記第２分離手段により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行う構成とされ、
前記高感度領域統合手段は、前記第１高感度領域形成信号生成手段により生成された前記第１高感度領域形成信号のスペクトルと前記第２高感度領域形成信号生成手段により生成された前記第２高感度領域形成信号のスペクトルと前記第３高感度領域形成信号生成手段により生成された前記第３高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して最も劣勢なパワーを前記目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項４０】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、
三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段と、
前記第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段と、
前記直交妨害音抑圧信号生成手段により生成された前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルと前記対向妨害音抑圧制御用信号生成手段により生成された前記制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが前記制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段とを備え、
前記直交妨害音抑圧信号生成手段は、前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項１４〜１６のいずれかに記載の音源分離システムと同じ処理を行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、請求項１４〜１６のいずれかに記載の音源分離システムにより分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、
前記対向妨害音抑圧制御用信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記第２のマイクロフォンの受音信号との差をとる制御用目的音優勢信号生成手段を備えた構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項４１】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、
三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段と、
前記第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段と、
前記直交妨害音抑圧信号生成手段により生成された前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルと前記対向妨害音抑圧制御用信号生成手段により生成された前記制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが前記制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段とを備え、
前記直交妨害音抑圧信号生成手段は、前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項１４〜１６のいずれかに記載の音源分離システムと同じ処理を行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、請求項１４〜１６のいずれかに記載の音源分離システムにより分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、
前記対向妨害音抑圧制御用信号生成手段は、
時間領域上または周波数領域上で、前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記第２のマイクロフォンの受音信号との差をとる第１制御用目的音優勢信号生成手段と、
時間領域上または周波数領域上で、前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記第１のマイクロフォンの受音信号との差をとる第２制御用目的音優勢信号生成手段と、
前記第１制御用目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第１の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２制御用目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第２の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを制御用の目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う制御用信号統合手段とを備えた構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項４２】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、
三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段と、
前記第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段と、
前記直交妨害音抑圧信号生成手段により生成された前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルと前記対向妨害音抑圧制御用信号生成手段により生成された前記制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが前記制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段とを備え、
前記直交妨害音抑圧信号生成手段は、前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項１１〜１３のいずれかに記載の音源分離システムと同じ処理を行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、請求項１１〜１３のいずれかに記載の音源分離システムにより分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、
前記対向妨害音抑圧制御用信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記第２のマイクロフォンの受音信号との差をとる制御用目的音優勢信号生成手段を備えた構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項４３】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、
三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、
前記第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段と、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段と、
前記直交妨害音抑圧信号生成手段により生成された前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルと前記対向妨害音抑圧制御用信号生成手段により生成された前記制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが前記制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段とを備え、
前記直交妨害音抑圧信号生成手段は、前記第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項１７〜２０のいずれかに記載の音源分離システムと同じ処理を行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、請求項１７〜２０のいずれかに記載の音源分離システムにより分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、
前記対向妨害音抑圧制御用信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記第１のマイクロフォンの受音信号との差をとる制御用目的音優勢信号生成手段を備えた構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項４４】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、
互いに交差する第１の方向および第２の方向のそれぞれに２個ずつ間隔を置いて並べて配置された合計４個のマイクロフォンと、
これらの４個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段と、
前記４個のマイクロフォンのうちの前記第１の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段と、
前記直交妨害音抑圧信号生成手段により生成された前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルと前記対向妨害音抑圧制御用信号生成手段により生成された前記制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが前記制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段とを備え、
前記直交妨害音抑圧信号生成手段は、前記４個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項２１〜２４のいずれかに記載の音源分離システムと同じ処理を行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、請求項２１〜２４のいずれかに記載の音源分離システムにより分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、
前記対向妨害音抑圧制御用信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記第１の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンのうちの対向妨害音側のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記目的音側のマイクロフォンの受音信号との差をとる制御用目的音優勢信号生成手段を備えた構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項４５】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、
四角形の各頂点位置に配置された第１、第２、第３、および第４の合計４個のマイクロフォンと、
これらの４個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段と、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段と、
前記直交妨害音抑圧信号生成手段により生成された前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルと前記対向妨害音抑圧制御用信号生成手段により生成された前記制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが前記制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段とを備え、
前記直交妨害音抑圧信号生成手段は、前記４個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項２５〜２８のいずれかに記載の音源分離システムと同じ処理を行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、請求項２５〜２８のいずれかに記載の音源分離システムにより分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、
前記対向妨害音抑圧制御用信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記第１のマイクロフォンの受音信号との差をとる制御用目的音優勢信号生成手段を備えた構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項４６】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、
三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、
前記第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段と、
前記第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段と、
前記直交妨害音抑圧信号生成手段により生成された前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルと前記対向妨害音抑圧制御用信号生成手段により生成された前記制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが前記制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段とを備え、
前記直交妨害音抑圧信号生成手段は、前記第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項２９〜３２のいずれかに記載の音源分離システムと同じ処理を行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、請求項２９〜３２のいずれかに記載の音源分離システムにより分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、
前記対向妨害音抑圧制御用信号生成手段は、
時間領域上または周波数領域上で、前記第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記第１のマイクロフォンの受音信号との差をとる第１制御用目的音優勢信号生成手段と、
時間領域上または周波数領域上で、前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記第１のマイクロフォンの受音信号との差をとる第２制御用目的音優勢信号生成手段と、
前記第１制御用目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第１の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２制御用目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第２の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを制御用の目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う制御用信号統合手段とを備えた構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項４７】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、
三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、
前記第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段と、
前記第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段と、
前記直交妨害音抑圧信号生成手段により生成された前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルと前記対向妨害音抑圧制御用信号生成手段により生成された前記制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが前記制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段とを備え、
前記直交妨害音抑圧信号生成手段は、前記第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項２９〜３２のいずれかに記載の音源分離システムと同じ処理を行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、請求項２９〜３２のいずれかに記載の音源分離システムにより分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、
前記対向妨害音抑圧制御用信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記第２および第３のマイクロフォンの受音信号にそれぞれ同一または異なる比例係数を乗じた値の和の信号に遅延処理を施した後の信号と、前記第１のマイクロフォンの受音信号との差をとる制御用目的音優勢信号生成手段を備えた構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項４８】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、
複数のマイクロフォンの受音信号を用いて、それぞれ異なる指向特性を有する複数の信号のスペクトルの組合せを２組以上生成する複数の異指向特性信号群生成手段と、
これらの各異指向特性信号群生成手段によりそれぞれ生成された２組以上の複数の信号のスペクトルの組合せを用いて、各組合せ内のスペクトル間のパワーの大小関係が各組合せ毎にそれぞれ定められた複数の条件を同時に満たすか否かを各周波数帯域毎に判断し、前記複数の条件を同時に満たす周波数帯域について、予め選択されたスペクトルのパワーを、分離する目的音のスペクトルとして帰属させる多次元帯域選択を行う高感度領域形成手段と
を備えたことを特徴とする音源分離システム。
【請求項４９】
請求項４８に記載の音源分離システムにおいて、
前記各異指向特性信号群生成手段は、それぞれ複数のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音優勢の信号のスペクトルおよび目的音劣勢の信号のスペクトルを生成する構成とされ、
前記高感度領域形成手段は、各組合せ毎の条件を、それぞれ目的音優勢の信号のスペクトルのパワーが目的音劣勢の信号のスペクトルのパワーよりも大きいという条件とし、これらの条件を同時に満たすか否かを各周波数帯域毎に判断する構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項５０】
請求項４９に記載の音源分離システムにおいて、
三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを備え、
第１の異指向特性信号群生成手段は、
時間領域上または周波数領域上で、前記第１のマイクロフォンの受音信号と、前記第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成する第１目的音優勢信号生成手段と、
時間領域上または周波数領域上で、前記第２のマイクロフォンの受音信号と、前記第１のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成する第２目的音優勢信号生成手段と、
時間領域上または周波数領域上で、前記第１、第２のマイクロフォンの受音信号の差をとる目的音劣勢信号生成手段と、
前記第１目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第１の目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う統合手段とを備えて構成され、
第２の異指向特性信号群生成手段は、
時間領域上または周波数領域上で、前記第３のマイクロフォンの受音信号と、前記第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成する第１目的音優勢信号生成手段と、
時間領域上または周波数領域上で、前記第２のマイクロフォンの受音信号と、前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成する第２目的音優勢信号生成手段と、
時間領域上または周波数領域上で、前記第２、第３のマイクロフォンの受音信号の差をとる目的音劣勢信号生成手段と、
前記第１目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第１の目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う統合手段とを備えて構成され、
前記高感度領域形成手段は、前記第１または第２のいずれかの異指向特性信号群生成手段により生成された目的音優勢の信号のスペクトルのパワーを、分離する目的音のスペクトルとして帰属させる２次元帯域選択を行う構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項５１】
請求項４９に記載の音源分離システムにおいて、
三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを備え、
第１の異指向特性信号群生成手段は、
時間領域上または周波数領域上で、前記第１のマイクロフォンの受音信号と、前記第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成する第１目的音優勢信号生成手段と、
時間領域上または周波数領域上で、前記第２のマイクロフォンの受音信号と、前記第１のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成する第２目的音優勢信号生成手段と、
時間領域上または周波数領域上で、前記第１、第２のマイクロフォンの受音信号の差をとる目的音劣勢信号生成手段と、
前記第１目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第１の目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う統合手段とを備えて構成され、
第２の異指向特性信号群生成手段は、
時間領域上または周波数領域上で、前記第３のマイクロフォンの受音信号と、前記第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成する第１目的音優勢信号生成手段と、
時間領域上または周波数領域上で、前記第２のマイクロフォンの受音信号と、前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成する第２目的音優勢信号生成手段と、
時間領域上または周波数領域上で、前記第２、第３のマイクロフォンの受音信号の差をとる目的音劣勢信号生成手段と、
前記第１目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第１の目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う統合手段とを備えて構成され、
第３の異指向特性信号群生成手段は、
時間領域上または周波数領域上で、前記第３のマイクロフォンの受音信号と、前記第１のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成する第１目的音優勢信号生成手段と、
時間領域上または周波数領域上で、前記第１のマイクロフォンの受音信号と、前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成する第２目的音優勢信号生成手段と、
時間領域上または周波数領域上で、前記第１、第３のマイクロフォンの受音信号の差をとる目的音劣勢信号生成手段と、
前記第１目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第１の目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う統合手段とを備えて構成され、
前記高感度領域形成手段は、前記第１、第２、または第３のいずれかの異指向特性信号群生成手段により生成された目的音優勢の信号のスペクトルのパワーを、分離する目的音のスペクトルとして帰属させる３次元帯域選択を行う構成とされている
ことを特徴とする音源分離システム。
【請求項５２】
請求項２，５〜７，１４，３５，３９〜４７，５０，５１のいずれかに記載の音源分離システムにおいて、
対になる２つの信号のうちの一方の信号に遅延処理を施した後の信号と、他方の信号との差をとる処理を行う場合に、前記遅延処理は、時間領域上または周波数領域上で、サンプリング周期の整数倍の遅延を与える処理であることを特徴とする音源分離システム。
【請求項５３】
請求項１〜５２のいずれかに記載の音源分離システムにおいて、
前記マイクロフォンは、無指向性または略無指向性のマイクロフォンであることを特徴とする音源分離システム。
【請求項５４】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、
間隔を置いて２個のマイクロフォンを配置しておき、
これらの２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより少なくとも１つの目的音優勢の信号を生成するとともに、
前記２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより前記目的音優勢の信号と対になる少なくとも１つの目的音劣勢の信号を生成し、
その後、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて前記目的音と前記妨害音とを分離する
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項５５】
請求項５４に記載の音源分離方法において、
前記２個のマイクロフォンを、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置しておき、
前記目的音優勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記２個のマイクロフォンのうちの目的音の音源に近い側に配置された一方のマイクロフォンの受音信号と、目的音の音源から遠い側に配置された他方のマイクロフォンの受音信号との差をとり、
前記目的音劣勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記一方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記他方のマイクロフォンの受音信号との差をとる
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項５６】
請求項５５に記載の音源分離方法において、
前記目的音と前記妨害音とを分離する際には、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことを特徴とする音源分離方法。
【請求項５７】
請求項５５に記載の音源分離方法において、
前記目的音と前記妨害音とを分離する際には、前記目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行うことを特徴とする音源分離方法。
【請求項５８】
請求項５５〜５７のいずれかに記載の音源分離方法において、
分離対象とする目的音を、通常モードの目的音と、この目的音と反対方向から到来する切替モードの目的音とで切り替えるために、
通常モードでは、前記一方のマイクロフォンを通常モードの目的音の音源に近い側に配置し、前記他方のマイクロフォンを通常モードの目的音の音源から遠い側に配置し、
切替モードでは、前記他方のマイクロフォンを切替モードの目的音の音源に近い側に配置し、前記一方のマイクロフォンを切替モードの目的音の音源から遠い側に配置し、
前記目的音劣勢信号を生成する際には、
通常モードでは、時間領域上または周波数領域上で、前記一方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記他方のマイクロフォンの受音信号との差をとって第１の目的音劣勢の信号を生成し、
切替モードでは、時間領域上または周波数領域上で、前記他方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記一方のマイクロフォンの受音信号との差をとって第２の目的音劣勢の信号を生成し、
前記目的音と前記妨害音とを分離する際には、前記目的音劣勢の信号として、通常モードでは、前記第１の目的音劣勢の信号を用い、切替モードでは、前記第２の目的音劣勢の信号を用いる
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項５９】
請求項５５〜５８のいずれかに記載の音源分離方法において、
前記目的音劣勢の信号を生成する際には、前記遅延処理を施す対象となるマイクロフォンの受音信号に対し、時間領域上または周波数領域上で、前記２個のマイクロフォンの間隔の音波伝播時間と同等または略同等な時間の遅延を与えることを特徴とする音源分離方法。
【請求項６０】
請求項５５〜５８のいずれかに記載の音源分離方法において、
前記目的音劣勢の信号を生成する際には、前記遅延処理を施す対象となるマイクロフォンの受音信号に対し、時間領域上または周波数領域上で、前記２個のマイクロフォンの間隔の音波伝播時間よりも短い時間の遅延を与えることを特徴とする音源分離方法。
【請求項６１】
請求項５５〜６０のいずれかに記載の音源分離方法において、
前記２個のマイクロフォンを、携帯機器の操作部および／または画面表示部が設けられた表面側およびこれと反対の裏面側の各対応位置に１個ずつ設けることを特徴とする音源分離方法。
【請求項６２】
請求項６１に記載の音源分離方法において、
前記携帯機器は、不使用時には折り畳まれて閉じられ、使用時に開かれる折り畳み式の携帯電話機であり、
前記２個のマイクロフォンの設置間隔を前記携帯電話機の開閉操作に連動して変化させ、開いたときの設置間隔を閉じているときの設置間隔よりも大きくすることを特徴とする音源分離方法。
【請求項６３】
請求項６１に記載の音源分離方法において、
前記２個のマイクロフォンを、前記携帯機器の表裏面と平行な軸を中心に回転自在に取り付けられた回転支持部材の両側の端部に設け、この回転支持部材を、不使用時には前記携帯機器の表裏面と平行または略平行な状態として収納し、使用時に前記携帯機器の表裏面と直交または略直交する状態とすることを特徴とする音源分離方法。
【請求項６４】
請求項５４に記載の音源分離方法において、
前記２個のマイクロフォンを、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置しておき、
前記目的音優勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記２個のマイクロフォンの受音信号の和をとり、
前記目的音劣勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記２個のマイクロフォンの受音信号の差をとる
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項６５】
請求項６４に記載の音源分離方法において、
前記目的音と前記妨害音とを分離する際には、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で、少なくとも一方のスペクトルについて周波数に依存する係数を乗じたうえで同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことを特徴とする音源分離方法。
【請求項６６】
請求項６４に記載の音源分離方法において、
前記目的音と前記妨害音とを分離する際には、前記目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行うことを特徴とする音源分離方法。
【請求項６７】
請求項５４に記載の音源分離方法において、
前記２個のマイクロフォンを、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置しておき、
前記目的音優勢の信号を生成する際には、
時間領域上または周波数領域上で、前記２個のマイクロフォンのうちの一方のマイクロフォンの受音信号と、他方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成するとともに、
時間領域上または周波数領域上で、前記他方のマイクロフォンの受音信号と、前記一方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成し、
前記目的音劣勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記２個のマイクロフォンの受音信号の差をとる
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項６８】
請求項６７に記載の音源分離方法において、
前記目的音と前記妨害音とを分離する際には、
前記第１の目的音優勢の信号のスペクトルと前記目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行って前記目的音を含む一方の側の音を分離するとともに、
前記第２の目的音優勢の信号のスペクトルと前記目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行って前記目的音を含む他方の側の音を分離し、
その後、前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルと前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルとを用いて、これらのパワーを周波数帯域毎に加算するか、または周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを前記目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項６９】
請求項６７に記載の音源分離方法において、
前記目的音と前記妨害音とを分離する際には、
前記第１の目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行って前記目的音を含む一方の側の音を分離するとともに、
前記第２の目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行って前記目的音を含む他方の側の音を分離し、
その後、前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルと前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルとを用いて、これらのパワーを周波数帯域毎に加算するか、または周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを前記目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項７０】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、
第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを三角形の各頂点位置に配置しておき、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより少なくとも１つの目的音優勢の信号を生成するとともに、
前記第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより前記目的音優勢の信号と対になる少なくとも１つの目的音劣勢の信号を生成し、
その後、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて前記目的音と前記妨害音とを分離する
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項７１】
請求項７０に記載の音源分離方法において、
前記第１および第２のマイクロフォンを、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置しておくとともに、
前記第１および第３のマイクロフォンを、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置しておき、
前記目的音優勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記第１のマイクロフォンの受音信号と、前記第２のマイクロフォンの受音信号との差をとり、
前記目的音劣勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記第１のマイクロフォンの受音信号と、前記第３のマイクロフォンの受音信号との差をとる
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項７２】
請求項７１に記載の音源分離方法において、
前記目的音と前記妨害音とを分離する際には、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことを特徴とする音源分離方法。
【請求項７３】
請求項７１に記載の音源分離方法において、
前記目的音と前記妨害音とを分離する際には、前記目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行うことを特徴とする音源分離方法。
【請求項７４】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、
合計４個のマイクロフォンを互いに交差する第１の方向および第２の方向のそれぞれに２個ずつ間隔を置いて並べて配置しておき、
これらの４個のマイクロフォンのうちの前記第１の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより少なくとも１つの目的音優勢の信号を生成するとともに、
前記４個のマイクロフォンのうちの前記第２の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより前記目的音優勢の信号と対になる少なくとも１つの目的音劣勢の信号を生成し、
その後、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて前記目的音と前記妨害音とを分離する
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項７５】
請求項７４に記載の音源分離方法において、
前記第１の方向を、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向とし、
前記第２の方向を、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向とし、
前記目的音優勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記第１の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号の差をとり、
前記目的音劣勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記第２の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号の差をとる
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項７６】
請求項７５に記載の音源分離方法において、
前記目的音と前記妨害音とを分離する際には、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことを特徴とする音源分離方法。
【請求項７７】
請求項７５に記載の音源分離方法において、
前記目的音と前記妨害音とを分離する際には、前記目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行うことを特徴とする音源分離方法。
【請求項７８】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、
第１、第２、第３、および第４の合計４個のマイクロフォンを四角形の各頂点位置に配置しておき、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号を生成するとともに、
前記第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより前記目的音優勢の信号と対になる第１の目的音劣勢の信号を生成し、
さらに前記第１および第４の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより前記目的音優勢の信号と対になる第２の目的音劣勢の信号を生成し、
その後、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて前記目的音を含む一方の側の音を分離するとともに、
前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて前記目的音を含む他方の側の音を分離し、
続いて、前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルと前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルとを用いて、これらのパワーを周波数帯域毎に加算するか、または周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを前記目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項７９】
請求項７８に記載の音源分離方法において、
前記第１および第２のマイクロフォンを、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置し、
前記第３のマイクロフォンを、前記第１のマイクロフォンと前記第２のマイクロフォンとを結ぶ線の一方の側に配置し、
前記第４のマイクロフォンを、前記第１のマイクロフォンと前記第２のマイクロフォンとを結ぶ線の他方の側に配置しておき、
前記目的音優勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記第１および第２のマイクロフォンの受音信号の差をとり、
前記第１の目的音劣勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記第１および第３のマイクロフォンの受音信号の差をとり、
前記第２の目的音劣勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記第１および第４のマイクロフォンの受音信号の差をとる
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項８０】
請求項７９に記載の音源分離方法において、
前記目的音を含む一方の側の音を分離する際には、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行い、
前記目的音を含む他方の側の音を分離する際には、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行う
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項８１】
請求項７９に記載の音源分離方法において、
前記目的音を含む一方の側の音を分離する際には、前記目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記第１の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行い、
前記目的音を含む他方の側の音を分離する際には、前記目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記第２の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項８２】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、
第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを三角形の各頂点位置に配置しておき、
前記３個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号を生成するとともに、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより前記目的音優勢の信号と対になる第１の目的音劣勢の信号を生成し、
さらに前記第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより前記目的音優勢の信号と対になる第２の目的音劣勢の信号を生成し、
その後、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて前記目的音を含む一方の側の音を分離するとともに、
前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて前記目的音を含む他方の側の音を分離し、
続いて、前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルと前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルとを用いて、これらのパワーを周波数帯域毎に加算するか、または周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを前記目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項８３】
請求項８２に記載の音源分離方法において、
前記第１および第２のマイクロフォンを、目的音到来方向に対して傾斜する方向に並べて配置しておくとともに、
前記第１および第３のマイクロフォンを、目的音到来方向に対して前記第１および第２のマイクロフォンの傾斜方向とは反対側に傾斜する方向に並べて配置しておき、
前記目的音優勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記第１のマイクロフォンの受音信号と、前記第２および第３のマイクロフォンの受音信号にそれぞれ同一または異なる比例係数を乗じた値の和との差をとり、
前記第１の目的音劣勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記第１および第２のマイクロフォンの受音信号の差をとり、
前記第２の目的音劣勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記第１および第３のマイクロフォンの受音信号の差をとる
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項８４】
請求項８３に記載の音源分離方法において、
前記目的音を含む一方の側の音を分離する際には、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行い、
前記目的音を含む他方の側の音を分離する際には、前記目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行う
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項８５】
請求項８３に記載の音源分離方法において、
前記目的音を含む一方の側の音を分離する際には、前記目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記第１の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行い、
前記目的音を含む他方の側の音を分離する際には、前記目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、前記第２の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項８６】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、
目的音到来方向と直角または略直角をなす面上で三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第１高感度領域を形成する第１高感度領域形成信号のスペクトルを生成するとともに、
前記第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第２高感度領域を形成する第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成し、
その後、前記第１高感度領域形成信号のスペクトルと前記第２高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて前記第１高感度領域と前記第２高感度領域との共通部分に目的音を分離するための高感度領域を形成する
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項８７】
請求項８６に記載の音源分離方法において、
前記第１高感度領域形成信号を生成する際には、前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項６７〜６９のいずれかに記載の音源分離方法と同じ処理を行い、前記第１高感度領域形成信号のスペクトルとして、請求項６７〜６９のいずれかに記載の音源分離方法により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、
前記第２高感度領域形成信号を生成する際には、前記第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項６７〜６９のいずれかに記載の音源分離方法と同じ処理を行い、前記第２高感度領域形成信号のスペクトルとして、請求項６７〜６９のいずれかに記載の音源分離方法により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、
前記第１高感度領域と前記第２高感度領域との共通部分に目的音を分離するための高感度領域を形成する際には、前記第１高感度領域形成信号のスペクトルと前記第２高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを前記目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項８８】
請求項８６に記載の音源分離方法において、
前記第１高感度領域形成信号を生成する際には、前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項６７〜６９のいずれかに記載の音源分離方法と同じ処理を行い、前記第１高感度領域形成信号のスペクトルとして、請求項６７〜６９のいずれかに記載の音源分離方法により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、
前記第２高感度領域形成信号を生成する際には、前記第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項６８または６９に記載の音源分離方法と分離処理の中のスペクトル統合処理を除いて同じ処理を行い、請求項６８または６９に記載の音源分離方法のスペクトル統合処理に代えて、前記第２高感度領域を前記第２のマイクロフォン側の領域または前記第３のマイクロフォン側の領域のいずれかに制限する高感度領域制限処理を行い、
この高感度領域制限処理を行う際には、請求項６８または６９に記載の音源分離方法の中の第１目的音優勢信号生成処理で前記第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施されるとともに第２目的音優勢信号生成処理で前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施された場合に、第１分離処理により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルと第２分離処理により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記第２のマイクロフォン側の領域に制限された前記第２高感度領域を形成する前記第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、前記第１分離処理により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーが前記第２分離処理により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、前記第１分離処理により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うか、または前記第３のマイクロフォン側の領域に制限された前記第２高感度領域を形成する前記第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、前記第２分離処理により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーが前記第１分離処理により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、前記第２分離処理により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行い、
前記第１高感度領域と前記第２高感度領域との共通部分に目的音を分離するための高感度領域を形成する際には、前記第１高感度領域形成信号のスペクトルと前記第２高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを前記目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項８９】
請求項８８に記載の音源分離方法において、
前記高感度領域制限処理を行う際には、前記第２高感度領域を前記第２のマイクロフォン側の領域または前記第３のマイクロフォン側の領域のいずれに制限するのかを切替え可能とされていることを特徴とする音源分離方法。
【請求項９０】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、
目的音到来方向と直角または略直角をなす面上で三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第１高感度領域を形成する第１高感度領域形成信号のスペクトルを生成するとともに、
前記第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第２高感度領域を形成する第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成し、
さらに、前記第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第３高感度領域を形成する第３高感度領域形成信号のスペクトルを生成し、
その後、前記第１高感度領域形成信号のスペクトルと前記第２高感度領域形成信号のスペクトルと前記第３高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて前記第１高感度領域と前記第２高感度領域と前記第３高感度領域との共通部分に目的音を分離するための高感度領域を形成する
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項９１】
請求項９０に記載の音源分離方法において、
前記第１高感度領域形成信号を生成する際には、前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項６７〜６９のいずれかに記載の音源分離方法と同じ処理を行い、前記第１高感度領域形成信号のスペクトルとして、請求項６７〜６９のいずれかに記載の音源分離方法により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、
前記第２高感度領域形成信号を生成する際には、前記第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項６７〜６９のいずれかに記載の音源分離方法と同じ処理を行い、前記第２高感度領域形成信号のスペクトルとして、請求項６７〜６９のいずれかに記載の音源分離方法により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、
さらに、前記第３高感度領域形成信号を生成する際には、前記第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項６７〜６９のいずれかに記載の音源分離方法と同じ処理を行い、前記第３高感度領域形成信号のスペクトルとして、請求項６７〜６９のいずれかに記載の音源分離方法により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、
前記第１高感度領域と前記第２高感度領域と前記第３高感度領域との共通部分に目的音を分離するための高感度領域を形成する際には、前記第１高感度領域形成信号のスペクトルと前記第２高感度領域形成信号のスペクトルと前記第３高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して最も劣勢なパワーを前記目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項９２】
請求項９０に記載の音源分離方法において、
前記第１高感度領域形成信号を生成する際には、前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項６７〜６９のいずれかに記載の音源分離方法と同じ処理を行い、前記第１高感度領域形成信号のスペクトルとして、請求項６７〜６９のいずれかに記載の音源分離方法により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、
前記第２高感度領域形成信号を生成する際には、前記第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項６８または６９に記載の音源分離方法と分離処理の中のスペクトル統合処理を除いて同じ処理を行い、請求項６８または６９に記載の音源分離方法の中のスペクトル統合処理に代えて、前記第２高感度領域を前記第２のマイクロフォン側の領域または前記第３のマイクロフォン側の領域のいずれかに制限する高感度領域制限処理を行い、
この第２高感度領域形成信号を生成する際の高感度領域制限処理を行う際には、請求項６８または６９に記載の音源分離方法の中の第１目的音優勢信号生成処理で前記第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施されるとともに第２目的音優勢信号生成処理で前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施された場合に、第１分離処理により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルと第２分離処理により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記第２のマイクロフォン側の領域に制限された前記第２高感度領域を形成する前記第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、前記第１分離処理により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーが前記第２分離処理により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、前記第１分離処理により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うか、または前記第３のマイクロフォン側の領域に制限された前記第２高感度領域を形成する前記第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、前記第２分離処理により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーが前記第１分離処理により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、前記第２分離処理により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行い、
前記第３高感度領域形成信号を生成する際には、前記第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項６８または６９に記載の音源分離方法と分離処理の中のスペクトル統合処理を除いて同じ処理を行い、請求項６８または６９に記載の音源分離方法の中のスペクトル統合処理に代えて、前記第３高感度領域を前記第１のマイクロフォン側の領域または前記第３のマイクロフォン側の領域のいずれかに制限する高感度領域制限処理を行い、
この第３高感度領域形成信号を生成する際の高感度領域制限処理を行う際には、請求項６８または６９に記載の音源分離方法の中の第１目的音優勢信号生成処理で前記第１のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施されるとともに第２目的音優勢信号生成処理で前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施された場合に、前記第１分離処理により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルと前記第２分離処理により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記第１のマイクロフォン側の領域に制限された前記第３高感度領域を形成する前記第３高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、前記第１分離処理により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーが前記第２分離処理により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、前記第１分離処理により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うか、または前記第３のマイクロフォン側の領域に制限された前記第３高感度領域を形成する前記第３高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、前記第２分離処理により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーが前記第１分離処理により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、前記第２分離処理により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行い、
前記第１高感度領域と前記第２高感度領域と前記第３高感度領域との共通部分に目的音を分離するための高感度領域を形成する際には、前記第１高感度領域形成信号のスペクトルと前記第２高感度領域形成信号のスペクトルと前記第３高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して最も劣勢なパワーを前記目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項９３】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、
三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、
前記第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成し、
その後、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルと前記制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが前記制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、
前記直交妨害音抑圧信号を生成する際には、前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項６７〜６９のいずれかに記載の音源分離方法と同じ処理を行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、請求項６７〜６９のいずれかに記載の音源分離方法により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、
前記制御用の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記第２のマイクロフォンの受音信号との差をとることにより制御用の目的音優勢の信号を生成する
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項９４】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、
三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、
前記第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成し、
その後、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルと前記制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが前記制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、
前記直交妨害音抑圧信号を生成する際には、前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項６７〜６９のいずれかに記載の音源分離方法と同じ処理を行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、請求項６７〜６９のいずれかに記載の音源分離方法により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、
前記制御用の信号を生成する際には、
時間領域上または周波数領域上で、前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記第２のマイクロフォンの受音信号との差をとって第１の制御用の目的音優勢の信号を生成するとともに、
時間領域上または周波数領域上で、前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記第１のマイクロフォンの受音信号との差をとって第２の制御用の目的音優勢の信号を生成し、
その後、前記第１の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを制御用の目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項９５】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、
三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、
前記第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成し、
その後、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルと前記制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが前記制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、
前記直交妨害音抑圧信号を生成する際には、前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項６４〜６６のいずれかに記載の音源分離方法と同じ処理を行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、請求項６４〜６６のいずれかに記載の音源分離方法により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、
前記制御用の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記第２のマイクロフォンの受音信号との差をとることにより制御用の目的音優勢の信号を生成する
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項９６】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、
三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、
前記第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成し、
その後、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルと前記制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが前記制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、
前記直交妨害音抑圧信号を生成する際には、前記第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項７０〜７３のいずれかに記載の音源分離方法と同じ処理を行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、請求項７０〜７３のいずれかに記載の音源分離方法により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、
前記制御用の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記第１のマイクロフォンの受音信号との差をとることにより制御用の目的音優勢の信号を生成する
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項９７】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、
合計４個のマイクロフォンを互いに交差する第１の方向および第２の方向のそれぞれに２個ずつ間隔を置いて並べて配置しておき、
これらの４個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、
前記４個のマイクロフォンのうちの前記第１の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成し、
その後、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルと前記制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが前記制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、
前記直交妨害音抑圧信号を生成する際には、前記４個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項７４〜７７のいずれかに記載の音源分離方法と同じ処理を行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、請求項７４〜７７のいずれかに記載の音源分離方法により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、
前記制御用の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記第１の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンのうちの対向妨害音側のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記目的音側のマイクロフォンの受音信号との差をとることにより制御用の目的音優勢の信号を生成する
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項９８】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、
四角形の各頂点位置に第１、第２、第３、および第４の合計４個のマイクロフォンを配置しておき、
これらの４個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成し、
その後、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルと前記制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが前記制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、
前記直交妨害音抑圧信号を生成する際には、前記４個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項７８〜８１のいずれかに記載の音源分離方法と同じ処理を行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、請求項７８〜８１のいずれかに記載の音源分離方法により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、
前記制御用の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記第１のマイクロフォンの受音信号との差をとることにより制御用の目的音優勢の信号を生成する
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項９９】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、
三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、
前記第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、
前記第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成し、
その後、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルと前記制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが前記制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、
前記直交妨害音抑圧信号を生成する際には、前記第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項８２〜８５のいずれかに記載の音源分離方法と同じ処理を行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、請求項８２〜８５のいずれかに記載の音源分離方法により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、
前記制御用の信号を生成する際には、
時間領域上または周波数領域上で、前記第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記第１のマイクロフォンの受音信号との差をとって第１の制御用の目的音優勢の信号を生成するとともに、
時間領域上または周波数領域上で、前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、前記第１のマイクロフォンの受音信号との差をとって第２の制御用の目的音優勢の信号を生成し、
その後、前記第１の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを制御用の目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項１００】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、
三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、
前記第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、
前記第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成し、
その後、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルと前記制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが前記制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、
前記直交妨害音抑圧信号を生成する際には、前記第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、請求項８２〜８５のいずれかに記載の音源分離方法と同じ処理を行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、請求項８２〜８５のいずれかに記載の音源分離方法により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、
前記制御用の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記第２および第３のマイクロフォンの受音信号にそれぞれ同一または異なる比例係数を乗じた値の和の信号に遅延処理を施した後の信号と、前記第１のマイクロフォンの受音信号との差をとることにより制御用の目的音優勢の信号を生成する
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項１０１】
目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、
複数のマイクロフォンの受音信号を用いて、それぞれ異なる指向特性を有する複数の信号のスペクトルの組合せを２組以上生成する複数の異指向特性信号群生成処理を行った後、
これらの各異指向特性信号群生成処理によりそれぞれ生成された２組以上の複数の信号のスペクトルの組合せを用いて、各組合せ内のスペクトル間のパワーの大小関係が各組合せ毎にそれぞれ定められた複数の条件を同時に満たすか否かを各周波数帯域毎に判断し、前記複数の条件を同時に満たす周波数帯域について、予め選択されたスペクトルのパワーを、分離する目的音のスペクトルとして帰属させる多次元帯域選択を行うことにより高感度領域を形成する
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項１０２】
請求項１０１に記載の音源分離方法において、
前記各異指向特性信号群生成処理を行う際には、それぞれ複数のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音優勢の信号のスペクトルおよび目的音劣勢の信号のスペクトルを生成し、
前記高感度領域を形成する際には、各組合せ毎の条件を、それぞれ目的音優勢の信号のスペクトルのパワーが目的音劣勢の信号のスペクトルのパワーよりも大きいという条件とし、これらの条件を同時に満たすか否かを各周波数帯域毎に判断する
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項１０３】
請求項１０２に記載の音源分離方法において、
三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、
第１の異指向特性信号群生成処理を行う際には、
時間領域上または周波数領域上で、前記第１のマイクロフォンの受音信号と、前記第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成するとともに、
時間領域上または周波数領域上で、前記第２のマイクロフォンの受音信号と、前記第１のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成し、
さらに、時間領域上または周波数領域上で、前記第１、第２のマイクロフォンの受音信号の差をとって目的音劣勢の信号を生成し、
前記第１の目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行い、
第２の異指向特性信号群生成処理を行う際には、
時間領域上または周波数領域上で、前記第３のマイクロフォンの受音信号と、前記第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成するとともに、
時間領域上または周波数領域上で、前記第２のマイクロフォンの受音信号と、前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成し、
さらに、時間領域上または周波数領域上で、前記第２、第３のマイクロフォンの受音信号の差をとって目的音劣勢の信号を生成し、
前記第１の目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行い、
前記高感度領域を形成する際には、前記第１または第２のいずれかの異指向特性信号群生成処理により生成された目的音優勢の信号のスペクトルのパワーを、分離する目的音のスペクトルとして帰属させる２次元帯域選択を行う
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項１０４】
請求項１０２に記載の音源分離方法において、
三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、
第１の異指向特性信号群生成処理を行う際には、
時間領域上または周波数領域上で、前記第１のマイクロフォンの受音信号と、前記第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成するとともに、
時間領域上または周波数領域上で、前記第２のマイクロフォンの受音信号と、前記第１のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成し、
さらに、時間領域上または周波数領域上で、前記第１、第２のマイクロフォンの受音信号の差をとって目的音劣勢の信号を生成し、
前記第１の目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行い、
第２の異指向特性信号群生成処理を行う際には、
時間領域上または周波数領域上で、前記第３のマイクロフォンの受音信号と、前記第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成するとともに、
時間領域上または周波数領域上で、前記第２のマイクロフォンの受音信号と、前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成し、
さらに、時間領域上または周波数領域上で、前記第２、第３のマイクロフォンの受音信号の差をとって目的音劣勢の信号を生成し、
前記第１の目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行い、
第３の異指向特性信号群生成処理を行う際には、
時間領域上または周波数領域上で、前記第３のマイクロフォンの受音信号と、前記第１のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成するとともに、
時間領域上または周波数領域上で、前記第１のマイクロフォンの受音信号と、前記第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成し、
さらに、時間領域上または周波数領域上で、前記第１、第３のマイクロフォンの受音信号の差をとって目的音劣勢の信号を生成し、
前記第１の目的音優勢の信号のスペクトルと前記第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行い、
前記高感度領域を形成する際には、前記第１、第２、または第３のいずれかの異指向特性信号群生成手段により生成された目的音優勢の信号のスペクトルのパワーを、分離する目的音のスペクトルとして帰属させる３次元帯域選択を行う
ことを特徴とする音源分離方法。
【請求項１０５】
請求項５５，５８〜６０，６７，８８，９２〜１００，１０３，１０４のいずれかに記載の音源分離方法において、
対になる２つの信号のうちの一方の信号に遅延処理を施した後の信号と、他方の信号との差をとる処理を行う場合に、前記遅延処理は、時間領域上または周波数領域上で、サンプリング周期の整数倍の遅延を与える処理であることを特徴とする音源分離方法。
【請求項１０６】
請求項５４〜１０５のいずれかに記載の音源分離方法において、
前記マイクロフォンを、無指向性または略無指向性のマイクロフォンとすることを特徴とする音源分離方法。
【請求項１０７】
目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音が存在する状況下で前記目的音を取得する音響信号取得装置であって、
携帯機器の操作部および／または画面表示部が設けられた表面側およびこれと反対の裏面側の各対応位置に１個ずつ設けられた２個のマイクロフォンと、
これらの２個のマイクロフォンの受音信号を用いて目的音強調用の線形結合処理を行うことにより少なくとも１つの目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段と、
前記２個のマイクロフォンの受音信号を用いて目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより前記目的音優勢の信号と対になる少なくとも１つの目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段と
を備えたことを特徴とする音響信号取得装置。
【請求項１０８】
目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音が存在する状況下で前記目的音を取得する音響信号取得装置であって、
携帯機器の操作部および／または画面表示部が設けられた表面側に間隔を置いて設けられた２個のマイクロフォンと、
これらの２個のマイクロフォンの受音信号を用いて目的音強調用の線形結合処理を行うことにより少なくとも１つの目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段と、
前記２個のマイクロフォンの受音信号を用いて目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより前記目的音優勢の信号と対になる少なくとも１つの目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段と
を備えたことを特徴とする音響信号取得装置。
【請求項１０９】
目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音が存在する状況下で前記目的音を取得する音響信号取得装置であって、
携帯機器の操作部および／または画面表示部が設けられた表面側およびこれと反対の裏面側の各対応位置に１個ずつ設けられた第１および第２のマイクロフォンと、
前記表面側に前記第１のマイクロフォンと間隔を置いて設けられた第３のマイクロフォンと、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて目的音強調用の線形結合処理を行うことにより少なくとも１つの目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段と、
前記第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより前記目的音優勢の信号と対になる少なくとも１つの目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段と
を備えたことを特徴とする音響信号取得装置。
【請求項１１０】
目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音が存在する状況下で前記目的音を取得する音響信号取得装置であって、
携帯機器の操作部および／または画面表示部が設けられた表面側に設けられた第１のマイクロフォンと、
この第１のマイクロフォンが設けられた前記表面側と反対の裏面側に、前記第１のマイクロフォンの設置位置の対応位置から位置をずらして設けられた第２および第３のマイクロフォンと、
前記第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて目的音強調用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段と、
前記第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより前記目的音優勢の信号と対になる第１の目的音劣勢の信号を生成する第１目的音劣勢信号生成手段と、
前記第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより前記目的音優勢の信号と対になる第２の目的音劣勢の信号を生成する第２目的音劣勢信号生成手段と
を備えたことを特徴とする音響信号取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムおよび音源分離方法、並びに音響信号取得装置に係り、例えば、携帯電話機等の携帯機器や、カーナビゲーションシステム等の車載機器で所望の音声を取得する場合等に利用できる。
【背景技術】
【０００２】
通常の音声認識では、口元で発話した音声を接話型マイクロフォンにより収録し、認識処理を行う。一方、ロボットとの対話、カーナビゲーションシステム等の車載機器についての音声による操作、会議の議事録作成等、接話型マイクロフォンの利用をユーザに課すことが不自然となる用途も多い。このような用途においては、システム側に設置したマイクロフォンにより音声を収録し、認識処理することが望まれる。しかしながら、発話者から離れたところに設置したマイクロフォンで収音、音声認識を行う場合には、Ｓ／Ｎ比が悪化し、聞き取りにくかったり、音声認識の精度は極度に劣化する。
【０００３】
このような問題に対し、マイクロフォンアレーを用いて指向性を制御すること等により、所望の音声だけを選択的に収録する試みがなされている。また、少数のマイクロフォンを用いて指向性を制御するものとして、２個の単一指向性マイクロフォンユニットを用いた超指向性マイクロフォン（特許文献１参照）、４個の無指向性マイクロフォンを用いたマルチチャンネルステレオ用の収音装置（特許文献２参照）がある。さらに、基準マイクロフォンを中心に３対のマイクロフォンを配置したマイクロフォン装置（特許文献３参照）もある。
【０００４】
また、各マイクロフォンと音源との位置関係の相違によって生じる、各マイクロフォンに到達する音圧の差を利用して音を分離する、ＳＡＦＩＡと呼ばれる手法が提案されている（特許文献４参照）。このＳＡＦＩＡと呼ばれる手法は、複数の固定マイクロフォンの出力信号を狭帯域スペクトル分析し、周波数帯域毎に最も大きなパワーを与えたマイクロフォンにその周波数帯域の音を割り当てる帯域選択（Band Selection）による音の分離技術である（後述する図８参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１２６８７６号公報（請求項１、図１、図２、要約）
【特許文献２】特開２００２−２２３４９３号公報（請求項１、図１、図３、要約）
【特許文献３】特開２００２−２７１８８５号公報（請求項１、図１、図１１、要約）
【特許文献４】特許第３３５５５９８号掲載公報（段落［０００６］、［０００７］、図１、要約）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、マイクロフォンアレーによる指向性の制御だけでは、所望の音声を背景雑音から十分に分離することは困難であるうえ、装置の小型化を図ることも困難である。また、前述した特許文献１に記載された超指向性マイクロフォンや、特許文献２に記載されたマルチチャンネルステレオ用の収音装置では、少数のマイクロフォンによる指向性の制御を実現しているため、装置の小型化は可能かもしれないが、所望の音声の分離性能が十分でないことに変わりはない。さらに、前述した特許文献３に記載されたマイクロフォン装置も合計７個のマイクロフォンを用いているので、マイクロフォンアレーと同様な問題を抱えている。
【０００７】
また、前述した特許文献４に記載されたＳＡＦＩＡでは、複数のマイクロフォンの固定的位置関係に起因する信号のマイクロフォン間音圧レベル差を用いて帯域選択を行っており、帯域選択を行うにあたり、後述する本発明のように所望の音声と雑音との分離に適した指向特性の制御を行っているわけではないため、分離性能が十分ではない。なお、以下においては、ＳＡＦＩＡと呼ばれる手法のうち、帯域選択（Band Selection）による分離処理の対象となるスペクトルの生成過程を含めずに、帯域選択による分離処理（後述する図８参照）のみを指して最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）と記載するものとする。また、ＳＡＦＩＡで行われている最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）は、比較するスペクトルどうしの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で最も大きいパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択であるが、本願発明では、このような最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）を行う他に、比較するスペクトルどうしの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で最も小さいパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択も行うので、これを最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）と記載するものとする。さらに、本願発明では、最大または最小のパワーを選択するという１つの条件を満たすか否かの判断を行うだけではなく、複数の条件を同時に満たすか否かを判断する処理も行うので、これを多次元帯域選択（ＢＳ−ＭｕｌｔｉＤ）と記載するものとし、２条件の場合を、２次元帯域選択（ＢＳ−２Ｄ）といい、３条件の場合を、３次元帯域選択（ＢＳ−３Ｄ）という。
【０００８】
本発明の目的は、目的音と任意の方向から到来する妨害音とを精度よく分離することができ、かつ、装置の小型化を図ることができる音源分離システムおよび音源分離方法、並びに音響信号取得装置を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
＜＜音源分離システムの発明＞＞
【００１０】
＜２マイクタイプの発明＞２個のマイクロフォンを用いるタイプの発明
【００１１】
本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、間隔を置いて配置された２個のマイクロフォンと、これらの２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより少なくとも１つの目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段と、２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる少なくとも１つの目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段と、目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音と妨害音とを分離する分離手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
ここで、「目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システム」とは、例えば、独立成分分析（ＩＣＡ）により音源分離を行う場合等のように、目的音および妨害音のいずれの到来方向も既知である場合を排除する趣旨であり、妨害音の到来方向が特定されない場合でも音源分離を行うことができるシステムという意味である。また、「目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音」とは、必ずしも目的音の到来方向を除く３６０度全ての方向という意味ではなく、目的音の到来方向およびその近傍の方向を除いた、ある範囲内における任意の方向でもよく、例えば、θ＝０度を目的音の到来方向とすると、θ＝−９０〜９０度の範囲のみを分離対象範囲としてもよく、要するに、不特定の方向から到来する妨害音という意味である。他の発明についても同様である。
【００１３】
また、「２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うこと」および「２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うこと」には、（１）２個のマイクロフォンの受音信号を時間領域上の信号のままで用いて目的音強調用および目的音抑制用の線形結合処理を行い、時間領域上の信号として目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号を生成すること、（２）２個のマイクロフォンの受音信号（時間領域上の信号）を周波数解析して周波数領域上の信号（スペクトル）としてから目的音強調用および目的音抑制用の線形結合処理を行い、周波数領域上の信号（スペクトル）として目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号を生成することが含まれる。他の発明についても同様である。
【００１４】
さらに、「目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた目的音優勢の信号のスペクトル」とは、目的音優勢信号生成手段により生成された目的音優勢の信号が周波数領域上の信号である場合には、その信号そのものであり、目的音優勢信号生成手段により生成された目的音優勢の信号が時間領域上の信号である場合には、その信号を周波数解析して得られた周波数領域上の信号である。また、「目的音劣勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた目的音劣勢の信号のスペクトル」も同様である。これらは他の発明についても同様である。
【００１５】
そして、「線形結合処理」には、和や差をとる処理のみならず、係数を乗じる処理も含まれる。他の発明についても同様である。
【００１６】
また、「目的音優勢の信号のスペクトル」と「目的音劣勢の信号のスペクトル」とを用いて「目的音と妨害音とを分離する」ことには、例えば、周波数帯域毎の処理、すなわち目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとの同一の周波数帯域についての各パワー同士を用いて処理を行うことが含まれる。他の発明においても同様である。なお、同一の周波数帯域についての各振幅値同士を用いても同等な処理を行うことができるため、本願明細書においては、各パワー同士を用いて処理を行う旨の記載で、両者を代表させるものとする。
【００１７】
さらに、「目的音」や「妨害音」は、主として人間の音声であるが、その他に、例えば、音楽（楽器音）、動物の鳴き声、雷鳴・さざ波の音・川のせせらぎの音等の自然界の音、ブザー音・警報音・クラクション・警笛等の各種の効果音、雑踏の音、自動車の走行音・飛行機の離陸音・工作機械の稼働音等の各種の機械音などが含まれる。他の発明においても同様である。
【００１８】
このような本発明の音源分離システムにおいては、２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用および目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号を生成するので、目的音と妨害音との分離に適した指向特性の制御を行うことが可能となる。
【００１９】
そして、このようにして指向特性の制御を行って生成された目的音優勢の信号のスペクトルおよび目的音劣勢の信号のスペクトルを用いて分離処理を行うので、目的音と妨害音とを精度よく分離することが可能となる。このため、前述した特許文献４の場合のように複数のマイクロフォンの固定的位置関係に起因する信号のマイクロフォン間音圧レベル差を用いて帯域選択を行う場合に比べ、分離性能を向上させることが可能となる。
【００２０】
また、目的音強調用および目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより指向特性を制御するので、独立成分分析（ＩＣＡ）を用いた分離処理の場合のように特定の方向から到来する音の分離のみを行うのではなく、不特定の方向から到来する音を分離することが可能となる。
【００２１】
さらに、使用するマイクロフォンの個数は２個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることが可能となり、これらにより前記目的が達成される。
【００２２】
＜２マイク・目的音到来方向平行配置タイプの発明＞２個のマイクロフォンを目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置して用いるタイプの発明
【００２３】
より具体的には、次のような構成を採用することができる。すなわち、前述した音源分離システムにおいて、２個のマイクロフォンは、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置され、目的音優勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、２個のマイクロフォンのうちの目的音の音源に近い側に配置された一方のマイクロフォンの受音信号と、目的音の音源から遠い側に配置された他方のマイクロフォンの受音信号との差をとる構成とされ、目的音劣勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、一方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、他方のマイクロフォンの受音信号との差をとる構成とすることができる（例えば、後述する図１の場合等）。
【００２４】
ここで、「時間領域上または周波数領域上で、一方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、他方のマイクロフォンの受音信号との差をとる」ことには、（１）一方のマイクロフォンの受音信号（時間領域上の信号）について時間領域上で遅延処理を施した後、この遅延処理を施した後の信号（時間領域上の信号）と、他方のマイクロフォンの受音信号（時間領域上の信号）との差をとり、時間領域上の信号を生成すること、（２）一方および他方のマイクロフォンの受音信号（時間領域上の信号）の双方を周波数解析して周波数領域上の信号（スペクトル）とし、一方のマイクロフォンの受音信号のスペクトルについて周波数領域上で遅延処理を施した後、この遅延処理を施して得られたスペクトルと、他方のマイクロフォンの受音信号のスペクトルとの差をとり、周波数領域上の信号を生成すること、（３）一方のマイクロフォンの受音信号（時間領域上の信号）について時間領域上で遅延処理を施し、この遅延処理を施した信号（時間領域上の信号）を周波数解析して周波数領域上の信号（スペクトル）とするとともに、他方のマイクロフォンの受音信号（時間領域上の信号）を周波数解析して周波数領域上の信号（スペクトル）とした後、一方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号のスペクトルと、他方のマイクロフォンの受音信号のスペクトルとの差をとり、周波数領域上の信号を生成することが含まれる。他の発明についても同様である。
【００２５】
そして、上記のように２個のマイクロフォンを目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置した場合において、分離手段は、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択（最大レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＡＸ）を行う構成とすることができる。
【００２６】
ここで、「分離して得られるスペクトルに帰属させる」とは、目的音優勢の信号のスペクトルのパワーが大きい場合には、その周波数帯域については、その大きい方のパワーを目的音のスペクトルに帰属させ、一方、目的音劣勢の信号のスペクトルのパワーが大きい場合には、その周波数帯域については、その大きい方のパワーを妨害音のスペクトルに帰属させるという意味である（後述する図８参照）。他の発明についても同様である。
【００２７】
また、前述した２個のマイクロフォンを目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置した場合において、分離手段は、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う構成としてもよい。
【００２８】
ここで、「係数」とは、例えば、目的音優勢の信号についてのパワーと、目的音劣勢の信号についてのパワーとの差の大きさに依存する係数等である。他の発明でスペクトラル・サブトラクションを行う場合も同様である。
【００２９】
さらに、前述した２個のマイクロフォンを目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置した場合において、分離対象とする目的音を、通常モードの目的音と、この目的音と反対方向から到来する切替モードの目的音とで切り替えることが可能な構成とされ、通常モードでは、一方のマイクロフォンが通常モードの目的音の音源に近い側に配置され、他方のマイクロフォンが通常モードの目的音の音源から遠い側に配置され、切替モードでは、他方のマイクロフォンが切替モードの目的音の音源に近い側に配置され、一方のマイクロフォンが切替モードの目的音の音源から遠い側に配置され、目的音劣勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、一方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、他方のマイクロフォンの受音信号との差をとる第１目的音劣勢信号生成手段と、時間領域上または周波数領域上で、他方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、一方のマイクロフォンの受音信号との差をとる第２目的音劣勢信号生成手段と、分離手段による処理対象とするための目的音劣勢の信号として、通常モード用の第１目的音劣勢信号生成手段により生成された第１の目的音劣勢の信号と切替モード用の第２目的音劣勢信号生成手段により生成された第２の目的音劣勢の信号とを切り替える切替手段とを含んで構成されていることが望ましい。
【００３０】
このように通常モードと切替モードとのモード切替が可能な構成とした場合には、２個のマイクロフォンの配置位置を変えることなく、取得する目的音の方向を切り替えることが可能となるので、システムの使い勝手が向上する。
【００３１】
さらに、前述した２個のマイクロフォンを目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置した場合において、目的音劣勢信号生成手段は、遅延処理を施す対象となるマイクロフォンの受音信号に対し、時間領域上または周波数領域上で、２個のマイクロフォンの間隔の音波伝播時間と同等または略同等な時間の遅延を与える構成とすることができる（図４、図７参照）。
【００３２】
このように２個のマイクロフォンの間隔の音波伝播時間と同等または略同等な時間の遅延を与える構成とした場合には、目的音到来方向（例えば、図７の場合には、通常モードの目的音については、θ＝０度であり、切替モードの目的音については、θ＝１８０度（−１８０度）である。）において、目的音劣勢の信号の振幅値がゼロとなる指向特性を作り出すことができるので、目的音に向けられた指向特性（目的音優勢の信号による指向特性）との振幅値の差を大きくとることが可能となる。
【００３３】
また、前述した２個のマイクロフォンを目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置した場合において、目的音劣勢信号生成手段は、遅延処理を施す対象となるマイクロフォンの受音信号に対し、時間領域上または周波数領域上で、２個のマイクロフォンの間隔の音波伝播時間よりも短い時間の遅延を与える構成としてもよい（図３０参照）。
【００３４】
このように２個のマイクロフォンの間隔の音波伝播時間よりも短い時間の遅延を与える構成とした場合には、目的音到来方向（例えば、図３０の場合には、通常モードの目的音については、θ＝０度であり、切替モードの目的音については、θ＝１８０度（−１８０度）である。）の近傍において、目的音劣勢の信号の振幅値を小さく抑えた範囲を拡げた指向特性を作り出すことができるので、目的音に向けられた指向特性（目的音優勢の信号による指向特性）との振幅値の差が大きい範囲を拡げることが可能となる。
【００３５】
さらに、前述した２個のマイクロフォンを目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置した場合において、２個のマイクロフォンを、携帯機器の操作部および／または画面表示部が設けられた表面側およびこれと反対の裏面側の各対応位置に１個ずつ設けた構成を採用することができる。
【００３６】
ここで、「携帯機器」には、例えば、携帯電話機（ＰＨＳも含む。）、携帯情報端末（ＰＤＡ）等が含まれる。
【００３７】
また、「各対応位置」とは、互いから見て直ぐ裏側の位置という意味である。
【００３８】
さらに、上記のように２個のマイクロフォンを携帯機器の表裏面に１個ずつ設けた構成とする場合において、携帯機器は、不使用時には折り畳まれて閉じられ、使用時に開かれる折り畳み式の携帯電話機であり、２個のマイクロフォンの設置間隔が携帯電話機の開閉操作に連動して変化し、開いたときの設置間隔が閉じているときの設置間隔よりも大きくなる構成を採用することができる。
【００３９】
ここで、「開閉操作に連動して変化」することには、例えば、閉じているときには、表面側に設けられたマイクロフォンが収納状態となり、開いたときに、このマイクロフォンが自動的に外部に突出すること、あるいは閉じているときには、裏面側に設けられたマイクロフォンが収納状態となり、開いたときに、このマイクロフォンが自動的に外部に突出すること、さらにはそれらの組合せ等が含まれる。例えば、携帯電話機の表面側に設けられたマイクロフォンを、ばねやゴム等の弾性体で外向きに付勢しておき、携帯電話機を折り畳んで閉じているときには、そのマイクロフォンが携帯電話機の対向面（表面を構成する面であるが、折り畳むと対向面となる面）により押され、弾性体が縮んで収納状態となり、携帯電話機を開くと、弾性体が元の状態に戻る力でマイクロフォンが外部に突出するような連動でもよく、歯車、カム、ベルト、リンク等の各種機構を用いた機械的な連動でもよく、空気圧や油圧等の気体を利用した連動でもよく、あるいはモータ等を用いた電気的な連動でもよい。他の発明でマイクロフォンを表裏面の双方に配置する場合も同様である。
【００４０】
そして、前述した２個のマイクロフォンを携帯機器の表裏面に１個ずつ設けた構成とする場合において、２個のマイクロフォンは、携帯機器の表裏面と平行な軸を中心に回転自在に取り付けられた回転支持部材の両側の端部に設けられ、この回転支持部材は、不使用時には携帯機器の表裏面と平行または略平行な状態とされて収納され、使用時に携帯機器の表裏面と直交または略直交する状態とされる構成を採用することができる（例えば、後述する図２９の場合等）。
【００４１】
なお、前述したように、目的音劣勢信号生成手段を、第１目的音劣勢信号生成手段と、第２目的音劣勢信号生成手段と、切替手段とを含んだ構成とすることにより、通常モードと切替モードとの切替が可能な構成とすることができたが（例えば、後述する図１の場合等）、ここでいう第１目的音劣勢信号生成手段で行っている処理に相当する処理を、目的音劣勢信号生成手段による処理とし、第２目的音劣勢信号生成手段で行っている処理に相当する処理を、目的音優勢信号生成手段による処理としてもよい。但し、この場合には、少なくとも一方の処理で得られた信号の値に係数を乗じる調整を行うことが好ましい。すなわち、目的音優勢信号生成手段を、時間領域上または周波数領域上で、他方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、一方のマイクロフォンの受音信号との差をとる構成（前述した第２目的音劣勢信号生成手段で行っている処理に相当する処理を行う構成）とし、目的音劣勢信号生成手段を、時間領域上または周波数領域上で、一方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、他方のマイクロフォンの受音信号との差をとる構成（前述した第１目的音劣勢信号生成手段で行っている処理に相当する処理を行う構成）としてもよく、この場合に、目的音優勢信号生成手段により得られた差と目的音劣勢信号生成手段により得られた差とのうち、少なくとも一方の差の値に係数を乗じ、目的音優勢信号生成手段により得られた差を、目的音劣勢信号生成手段により得られた差に対し、相対的に小さくすることが好ましい（例えば、後述する図２７の場合等）。
【００４２】
また、上記の構成を、通常モードとした場合、切替モードは、次のような構成とすることができる。すなわち、目的音優勢信号生成手段を、時間領域上または周波数領域上で、一方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、他方のマイクロフォンの受音信号との差をとる構成（前述した第１目的音劣勢信号生成手段で行っている処理に相当する処理を行う構成）とし、目的音劣勢信号生成手段を、時間領域上または周波数領域上で、他方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、一方のマイクロフォンの受音信号との差をとる構成（前述した第２目的音劣勢信号生成手段で行っている処理に相当する処理を行う構成）としてもよく、この場合に、目的音優勢信号生成手段により得られた差と目的音劣勢信号生成手段により得られた差とのうち、少なくとも一方の差の値に係数を乗じ、目的音優勢信号生成手段により得られた差を、目的音劣勢信号生成手段により得られた差に対し、相対的に小さくすることが好ましい（例えば、後述する図２８の場合等）。
【００４３】
＜２マイク・目的音到来方向直交配置・和差併用タイプの発明＞２個のマイクロフォンを目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置し、受音信号の和と差分とを用いるタイプの発明
【００４４】
また、以上のように２個のマイクロフォンを目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置する構成の他に、次のような構成を採用することができる。すなわち、前述した音源分離システムにおいて、２個のマイクロフォンは、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置され、目的音優勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、前記２個のマイクロフォンの受音信号の和をとる構成とされ、目的音劣勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、２個のマイクロフォンの受音信号の差をとる構成とすることができる（例えば、後述する図９の場合等）。
【００４５】
そして、上記のように２個のマイクロフォンを目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置し、２個のマイクロフォンの受音信号の和をとって目的音優勢の信号を生成する構成とする場合において、分離手段は、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で、少なくとも一方のスペクトルについて周波数に依存する係数を乗じたうえで同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択（最大レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＡＸ）を行う構成とすることができる。
【００４６】
また、前述した２個のマイクロフォンを目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置し、２個のマイクロフォンの受音信号の和をとって目的音優勢の信号を生成する構成とする場合において、分離手段は、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う構成としてもよい。
【００４７】
＜２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明＞２個のマイクロフォンを目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置し、受音信号の差分を用い、和を用いないタイプの発明
【００４８】
また、以上のように２個のマイクロフォンを目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置し、２個のマイクロフォンの受音信号の和をとって目的音優勢の信号を生成する構成とする場合の他に、次のような構成を採用することができる。すなわち、前述した音源分離システムにおいて、２個のマイクロフォンは、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置され、目的音優勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、２個のマイクロフォンのうちの一方のマイクロフォンの受音信号と、他方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成する第１目的音優勢信号生成手段と、時間領域上または周波数領域上で、他方のマイクロフォンの受音信号と、一方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成する第２目的音優勢信号生成手段とを備えて構成され、目的音劣勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、２個のマイクロフォンの受音信号の差をとる構成を採用することができる（例えば、後述する図１２の場合等）。
【００４９】
そして、上記のように２個のマイクロフォンを目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置し、第１および第２の２つの目的音優勢の信号を生成する構成とする場合において、分離手段は、第１の目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択（最大レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＡＸ）を行う第１分離手段と、第２の目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択（最大レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＡＸ）を行う第２分離手段と、第１分離手段により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルと第２分離手段により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルとを用いて、これらのパワーを周波数帯域毎に加算するか、または周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う統合手段とを備えた構成とすることができる。
【００５０】
また、上記のように２個のマイクロフォンを目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置し、第１および第２の２つの目的音優勢の信号を生成する構成とする場合において、分離手段は、第１の目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う第１分離手段と、第２の目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う第２分離手段と、第１分離手段により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルと第２分離手段により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルとを用いて、これらのパワーを周波数帯域毎に加算するか、または周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う統合手段とを備えた構成としてもよい。
【００５１】
＜３マイク・２組合せタイプの発明＞３個のマイクロフォンを用いて、マイクロフォンの組合せを２組作るタイプの発明
【００５２】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより少なくとも１つの目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段と、第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる少なくとも１つの目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段と、目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音と妨害音とを分離する分離手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００５３】
ここで、「三角形」は、直角二等辺三角形または略直角二等辺三角形、あるいはそれ以外の直角三角形または略直角三角形であることが好ましいが、直角三角形および略直角三角形以外の三角形でもよい。
【００５４】
このような本発明の音源分離システム（例えば、後述する図１５の場合等）においては、３個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用および目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号を生成するので、目的音と妨害音との分離に適した指向特性の制御を行うことが可能となる。
【００５５】
そして、このようにして指向特性の制御を行って生成された目的音優勢の信号のスペクトルおよび目的音劣勢の信号のスペクトルを用いて分離処理を行うので、目的音と妨害音とを精度よく分離することが可能となる。このため、前述した特許文献４の場合のように複数のマイクロフォンの固定的位置関係に起因する信号のマイクロフォン間音圧レベル差を用いて帯域選択を行う場合に比べ、分離性能を向上させることが可能となる。
【００５６】
また、目的音強調用および目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより指向特性を制御するので、独立成分分析（ＩＣＡ）を用いた分離処理の場合のように特定の方向から到来する音の分離のみを行うのではなく、不特定の方向から到来する音を分離することが可能となる。
【００５７】
さらに、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることが可能となり、これらにより前記目的が達成される。
【００５８】
そして、前述した音源分離システムにおいて、第１および第２のマイクロフォンは、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置され、第１および第３のマイクロフォンは、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置され、目的音優勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第１のマイクロフォンの受音信号と、第２のマイクロフォンの受音信号との差をとる構成とされ、目的音劣勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第１のマイクロフォンの受音信号と、第３のマイクロフォンの受音信号との差をとる構成とされていることが望ましい。
【００５９】
また、前述した音源分離システムにおいて、分離手段は、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択（最大レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＡＸ）を行う構成とすることができる。
【００６０】
さらに、前述した音源分離システムにおいて、分離手段は、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う構成としてもよい。
【００６１】
＜４マイク・２組合せタイプの発明＞４個のマイクロフォンを用いて、マイクロフォンの組合せを２組作るタイプの発明
【００６２】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、互いに交差する第１の方向および第２の方向のそれぞれに２個ずつ間隔を置いて並べて配置された合計４個のマイクロフォンと、これらの４個のマイクロフォンのうちの前記第１の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより少なくとも１つの目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段と、４個のマイクロフォンのうちの第２の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる少なくとも１つの目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段と、目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音と妨害音とを分離する分離手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００６３】
ここで、「互いに交差する第１の方向および第２の方向」には、第１の方向と第２の方向とが直交または略直交する場合のみならず、９０度以外の角度で交差する場合も含まれる。
【００６４】
このような本発明の音源分離システム（例えば、後述する図１８の場合等）においては、４個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用および目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号を生成するので、目的音と妨害音との分離に適した指向特性の制御を行うことが可能となる。
【００６５】
そして、このようにして指向特性の制御を行って生成された目的音優勢の信号のスペクトルおよび目的音劣勢の信号のスペクトルを用いて分離処理を行うので、目的音と妨害音とを精度よく分離することが可能となる。このため、前述した特許文献４の場合のように複数のマイクロフォンの固定的位置関係に起因する信号のマイクロフォン間音圧レベル差を用いて帯域選択を行う場合に比べ、分離性能を向上させることが可能となる。
【００６６】
また、目的音強調用および目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより指向特性を制御するので、独立成分分析（ＩＣＡ）を用いた分離処理の場合のように特定の方向から到来する音の分離のみを行うのではなく、不特定の方向から到来する音を分離することが可能となる。
【００６７】
さらに、使用するマイクロフォンの個数は４個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることが可能となり、これらにより前記目的が達成される。
【００６８】
そして、前述した音源分離システムにおいて、第１の方向は、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向であり、第２の方向は、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向であり、目的音優勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第１の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号の差をとる構成とされ、目的音劣勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第２の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号の差をとる構成とされていることが望ましい。
【００６９】
また、前述した音源分離システムにおいて、分離手段は、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択（最大レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＡＸ）を行う構成とすることができる。
【００７０】
さらに、前述した音源分離システムにおいて、分離手段は、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う構成としてもよい。
【００７１】
＜４マイク・３組合せタイプの発明＞４個のマイクロフォンを用いて、マイクロフォンの組合せを３組作るタイプの発明
【００７２】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、四角形の各頂点位置に配置された第１、第２、第３、および第４の合計４個のマイクロフォンと、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段と、第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる第１の目的音劣勢の信号を生成する第１目的音劣勢信号生成手段と、第１および第４の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる第２の目的音劣勢の信号を生成する第２目的音劣勢信号生成手段と、目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた目的音優勢の信号のスペクトルと第１目的音劣勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音を含む一方の側の音を分離する第１分離手段と、目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた目的音優勢の信号のスペクトルと第２目的音劣勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音を含む他方の側の音を分離する第２分離手段と、第１分離手段により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルと第２分離手段により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルとを用いて、これらのパワーを周波数帯域毎に加算するか、または周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う統合手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００７３】
ここで、「四角形」は、菱形若しくは略菱形、正方形若しくは略正方形、あるいはこれら以外の四角形であって対角線を中心として線対称な形状のものとすることが好ましいが、対角線を中心として線対称になっていない形状を有する四角形でもよい。
【００７４】
このような本発明の音源分離システム（例えば、後述する図２１の場合等）においては、４個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用および目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号および第１、第２の目的音劣勢の信号を生成するので、目的音と妨害音との分離に適した指向特性の制御を行うことが可能となる。
【００７５】
そして、このようにして指向特性の制御を行って生成された目的音優勢の信号のスペクトルおよび第１、第２の目的音劣勢の信号のスペクトルを用いて分離処理を行うので、目的音と妨害音とを精度よく分離することが可能となる。このため、前述した特許文献４の場合のように複数のマイクロフォンの固定的位置関係に起因する信号のマイクロフォン間音圧レベル差を用いて帯域選択を行う場合に比べ、分離性能を向上させることが可能となる。
【００７６】
また、目的音強調用および目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより指向特性を制御するので、独立成分分析（ＩＣＡ）を用いた分離処理の場合のように特定の方向から到来する音の分離のみを行うのではなく、不特定の方向から到来する音を分離することが可能となる。
【００７７】
さらに、使用するマイクロフォンの個数は４個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることが可能となり、これらにより前記目的が達成される。
【００７８】
そして、前述した音源分離システムにおいて、第１および第２のマイクロフォンは、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置され、第３のマイクロフォンは、第１のマイクロフォンと第２のマイクロフォンとを結ぶ線の一方の側に配置され、第４のマイクロフォンは、第１のマイクロフォンと第２のマイクロフォンとを結ぶ線の他方の側に配置され、目的音優勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第１および第２のマイクロフォンの受音信号の差をとる構成とされ、第１目的音劣勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第１および第３のマイクロフォンの受音信号の差をとる構成とされ、第２目的音劣勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第１および第４のマイクロフォンの受音信号の差をとる構成とされていることが望ましい。
【００７９】
また、前述した音源分離システムにおいて、第１分離手段は、目的音優勢の信号のスペクトルと第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択（最大レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＡＸ）を行う構成とされ、第２分離手段は、目的音優勢の信号のスペクトルと第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択（最大レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＡＸ）を行う構成とすることができる。
【００８０】
さらに、前述した音源分離システムにおいて、第１分離手段は、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、第１の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う構成とされ、第２分離手段は、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、第２の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う構成としてもよい。
【００８１】
＜３マイク・３組合せタイプの発明＞３個のマイクロフォンを用いて、マイクロフォンの組合せを３組作るタイプの発明
【００８２】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、３個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段と、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる第１の目的音劣勢の信号を生成する第１目的音劣勢信号生成手段と、第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる第２の目的音劣勢の信号を生成する第２目的音劣勢信号生成手段と、目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた目的音優勢の信号のスペクトルと第１目的音劣勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音を含む一方の側の音を分離する第１分離手段と、目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた目的音優勢の信号のスペクトルと第２目的音劣勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音を含む他方の側の音を分離する第２分離手段と、第１分離手段により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルと第２分離手段により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルとを用いて、これらのパワーを周波数帯域毎に加算するか、または周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う統合手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００８３】
ここで、「三角形」は、直角二等辺三角形または略直角二等辺三角形、あるいはそれ以外の二等辺三角形または略二等辺三角形であることが好ましいが、二等辺三角形および略二等辺三角形以外の三角形でもよい。
【００８４】
このような本発明の音源分離システム（例えば、後述する図２４の場合等）においては、３個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用および目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号および第１、第２の目的音劣勢の信号を生成するので、目的音と妨害音との分離に適した指向特性の制御を行うことが可能となる。
【００８５】
そして、このようにして指向特性の制御を行って生成された目的音優勢の信号のスペクトルおよび第１、第２の目的音劣勢の信号のスペクトルを用いて分離処理を行うので、目的音と妨害音とを精度よく分離することが可能となる。このため、前述した特許文献４の場合のように複数のマイクロフォンの固定的位置関係に起因する信号のマイクロフォン間音圧レベル差を用いて帯域選択を行う場合に比べ、分離性能を向上させることが可能となる。
【００８６】
また、目的音強調用および目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより指向特性を制御するので、独立成分分析（ＩＣＡ）を用いた分離処理の場合のように特定の方向から到来する音の分離のみを行うのではなく、不特定の方向から到来する音を分離することが可能となる。
【００８７】
さらに、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることが可能となり、これらにより前記目的が達成される。
【００８８】
そして、前述した音源分離システムにおいて、第１および第２のマイクロフォンは、目的音到来方向に対して傾斜する方向に並べて配置され、第１および第３のマイクロフォンは、目的音到来方向に対して第１および第２のマイクロフォンの傾斜方向とは反対側に傾斜する方向に並べて配置され、目的音優勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第１のマイクロフォンの受音信号と、第２および第３のマイクロフォンの受音信号にそれぞれ同一または異なる比例係数を乗じた値の和との差をとる構成とされ、第１目的音劣勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第１および第２のマイクロフォンの受音信号の差をとる構成とされ、第２目的音劣勢信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第１および第３のマイクロフォンの受音信号の差をとる構成とされていることが望ましい。
【００８９】
ここで、「第２および第３のマイクロフォンの受音信号にそれぞれ同一または異なる比例係数を乗じた値の和」とは、３つのマイクロフォンの配置位置が、第１のマイクロフォンの位置を頂点とする二等辺三角形である場合には、第２および第３のマイクロフォンの受音信号にそれぞれ同一の比例係数を乗じた値の和であり、二等辺三角形でない場合には、第２および第３のマイクロフォンの受音信号にそれぞれ異なる比例係数を乗じた値の和である。
【００９０】
また、前述した音源分離システムにおいて、第１分離手段は、目的音優勢の信号のスペクトルと第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択（最大レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＡＸ）を行う構成とされ、第２分離手段は、目的音優勢の信号のスペクトルと第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択（最大レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＡＸ）を行う構成とすることができる。
【００９１】
さらに、前述した音源分離システムにおいて、第１分離手段は、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、第１の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う構成とされ、第２分離手段は、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、第２の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行う構成としてもよい。
【００９２】
＜３マイク・目的音到来方向直交面配置・２高感度領域統合タイプの発明＞３個のマイクロフォンを目的音到来方向と直角または略直角をなす面上に配置し、２つの高感度領域を統合するタイプの発明
【００９３】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、目的音到来方向と直角または略直角をなす面上で三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第１高感度領域を形成する第１高感度領域形成信号のスペクトルを生成する第１高感度領域形成信号生成手段と、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第２高感度領域を形成する第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成する第２高感度領域形成信号生成手段と、第１高感度領域形成信号生成手段により生成された第１高感度領域形成信号のスペクトルと第２高感度領域形成信号生成手段により生成された第２高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて第１高感度領域と第２高感度領域との共通部分に目的音を分離するための高感度領域を形成する高感度領域統合手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００９４】
このような本発明の音源分離システム（例えば、後述する図３１、図３５の場合等）においては、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて第１高感度領域を形成するとともに、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて第２高感度領域を形成し、これらの共通部分に目的音を分離するための高感度領域を形成するので、目的音と妨害音とを精度よく分離することが可能となる。
【００９５】
また、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることが可能となり、これらにより前記目的が達成される。
【００９６】
＜３マイク・目的音到来方向直交面配置・２高感度領域統合タイプの発明であって、前述した２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明の処理を含む処理を行うもの＞
【００９７】
さらに、上記の音源分離システム（３マイク・目的音到来方向直交面配置・２高感度領域統合タイプの発明）において、第１高感度領域形成信号生成手段は、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と同じ処理を行い、第１高感度領域形成信号のスペクトルとして、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、第２高感度領域形成信号生成手段は、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と同じ処理を行い、第２高感度領域形成信号のスペクトルとして、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、高感度領域統合手段は、第１高感度領域形成信号生成手段により生成された第１高感度領域形成信号のスペクトルと第２高感度領域形成信号生成手段により生成された第２高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う構成とすることができる（後述する図３１の場合等）。
【００９８】
そして、前述した音源分離システム（３マイク・目的音到来方向直交面配置・２高感度領域統合タイプの発明）において、第１高感度領域形成信号生成手段は、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と同じ処理を行い、第１高感度領域形成信号のスペクトルとして、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、第２高感度領域形成信号生成手段は、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と分離手段の統合手段による処理を除いて同じ処理を行い、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）を構成する分離手段の統合手段に代えて、第２高感度領域を第２のマイクロフォン側の領域または第３のマイクロフォン側の領域のいずれかに制限する高感度領域制限手段を備えた構成とされ、この高感度領域制限手段は、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）を構成する第１目的音優勢信号生成手段で第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施されるとともに第２目的音優勢信号生成手段で第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施された場合に、第１分離手段により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルと第２分離手段により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、第２のマイクロフォン側の領域に制限された第２高感度領域を形成する第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、第１分離手段により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーが第２分離手段により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、第１分離手段により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択（最小レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＩＮ）を行うか、または第３のマイクロフォン側の領域に制限された第２高感度領域を形成する第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、第２分離手段により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーが第１分離手段により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、第２分離手段により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択（最小レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＩＮ）を行う構成とされ、高感度領域統合手段は、第１高感度領域形成信号生成手段により生成された第１高感度領域形成信号のスペクトルと第２高感度領域形成信号生成手段により生成された第２高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う構成とすることができる（後述する図３５の場合等）。
【００９９】
また、上記において、高感度領域制限手段は、第２高感度領域を第２のマイクロフォン側の領域または第３のマイクロフォン側の領域のいずれに制限するのかを切替え可能な構成としてもよい（後述する図３８参照）。
【０１００】
＜３マイク・目的音到来方向直交面配置・３高感度領域統合タイプの発明＞３個のマイクロフォンを目的音到来方向と直角または略直角をなす面上に配置し、３つの高感度領域を統合するタイプの発明
【０１０１】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、目的音到来方向と直角または略直角をなす面上で三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第１高感度領域を形成する第１高感度領域形成信号のスペクトルを生成する第１高感度領域形成信号生成手段と、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第２高感度領域を形成する第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成する第２高感度領域形成信号生成手段と、第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第３高感度領域を形成する第３高感度領域形成信号のスペクトルを生成する第３高感度領域形成信号生成手段と、第１高感度領域形成信号生成手段により生成された第１高感度領域形成信号のスペクトルと第２高感度領域形成信号生成手段により生成された第２高感度領域形成信号のスペクトルと第３高感度領域形成信号生成手段により生成された第３高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて第１高感度領域と第２高感度領域と第３高感度領域との共通部分に目的音を分離するための高感度領域を形成する高感度領域統合手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０１０２】
このような本発明の音源分離システム（例えば、後述する図４０の場合等）においては、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて第１高感度領域を形成するとともに、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて第２高感度領域を形成し、さらに、第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて第３高感度領域を形成し、これらの共通部分に目的音を分離するための高感度領域を形成するので、目的音と妨害音とを精度よく分離することが可能となる。
【０１０３】
また、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることが可能となり、これらにより前記目的が達成される。
【０１０４】
＜３マイク・目的音到来方向直交面配置・３高感度領域統合タイプの発明であって、前述した２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明の処理を含む処理を行うもの＞
【０１０５】
さらに、上記の音源分離システム（３マイク・目的音到来方向直交面配置・３高感度領域統合タイプの発明）において、第１高感度領域形成信号生成手段は、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と同じ処理を行い、第１高感度領域形成信号のスペクトルとして、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、第２高感度領域形成信号生成手段は、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と同じ処理を行い、第２高感度領域形成信号のスペクトルとして、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、第３高感度領域形成信号生成手段は、第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と同じ処理を行い、第３高感度領域形成信号のスペクトルとして、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、高感度領域統合手段は、第１高感度領域形成信号生成手段により生成された第１高感度領域形成信号のスペクトルと第２高感度領域形成信号生成手段により生成された第２高感度領域形成信号のスペクトルと第３高感度領域形成信号生成手段により生成された第３高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して最も劣勢なパワーを目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う構成とすることができる。
【０１０６】
そして、前述した音源分離システム（３マイク・目的音到来方向直交面配置・３高感度領域統合タイプの発明）において、第１高感度領域形成信号生成手段は、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と同じ処理を行い、第１高感度領域形成信号のスペクトルとして、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、第２高感度領域形成信号生成手段は、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と分離手段の統合手段による処理を除いて同じ処理を行い、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）を構成する分離手段の統合手段に代えて、第２高感度領域を第２のマイクロフォン側の領域または第３のマイクロフォン側の領域のいずれかに制限する高感度領域制限手段を備えた構成とされ、この第２高感度領域形成信号生成手段の高感度領域制限手段は、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）を構成する第１目的音優勢信号生成手段で第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施されるとともに第２目的音優勢信号生成手段で第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施された場合に、第１分離手段により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルと第２分離手段により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、第２のマイクロフォン側の領域に制限された第２高感度領域を形成する第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、第１分離手段により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーが第２分離手段により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、第１分離手段により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択（最小レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＩＮ）を行うか、または第３のマイクロフォン側の領域に制限された第２高感度領域を形成する第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、第２分離手段により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーが第１分離手段により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、第２分離手段により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択（最小レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＩＮ）を行う構成とされ、第３高感度領域形成信号生成手段は、第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と分離手段の統合手段による処理を除いて同じ処理を行い、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）を構成する分離手段の統合手段に代えて、第３高感度領域を第１のマイクロフォン側の領域または第３のマイクロフォン側の領域のいずれかに制限する高感度領域制限手段を備えた構成とされ、この第３高感度領域形成信号生成手段の高感度領域制限手段は、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）を構成する第１目的音優勢信号生成手段で第１のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施されるとともに第２目的音優勢信号生成手段で第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施された場合に、第１分離手段により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルと前記第２分離手段により分離された前記目的音を含む他方の側の音のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、第１のマイクロフォン側の領域に制限された第３高感度領域を形成する第３高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、第１分離手段により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーが第２分離手段により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、第１分離手段により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択（最小レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＩＮ）を行うか、または第３のマイクロフォン側の領域に制限された第３高感度領域を形成する第３高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、第２分離手段により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーが第１分離手段により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、第２分離手段により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択（最小レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＩＮ）を行う構成とされ、高感度領域統合手段は、第１高感度領域形成信号生成手段により生成された第１高感度領域形成信号のスペクトルと第２高感度領域形成信号生成手段により生成された第２高感度領域形成信号のスペクトルと第３高感度領域形成信号生成手段により生成された第３高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して最も劣勢なパワーを目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う構成とすることができる（例えば、後述する図４０の場合等）。
【０１０７】
＜３マイク・２信号による制御用信号生成・対向妨害音抑圧制御タイプの発明であって、前述した２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明の処理を含む処理を行うもの＞
【０１０８】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段と、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段と、直交妨害音抑圧信号生成手段により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルと対向妨害音抑圧制御用信号生成手段により生成された制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択（最小レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＩＮ）を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段とを備え、直交妨害音抑圧信号生成手段は、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、第２のマイクロフォンの受音信号との差をとる制御用目的音優勢信号生成手段を備えた構成とされていることを特徴とするものである。
【０１０９】
このような本発明の音源分離システム（例えば、後述する図４２の場合等）においては、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて対向妨害音抑圧制御用信号を生成し、この制御用の信号を用いて直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧するので、目的音と妨害音とを精度よく分離することが可能となる。
【０１１０】
また、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることが可能となり、これらにより前記目的が達成される。
【０１１１】
＜３マイク・３信号による制御用信号生成・対向妨害音抑圧制御タイプの発明であって、前述した２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明の処理を含む処理を行うもの＞
【０１１２】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段と、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段と、直交妨害音抑圧信号生成手段により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルと対向妨害音抑圧制御用信号生成手段により生成された制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択（最小レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＩＮ）を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段とを備え、直交妨害音抑圧信号生成手段は、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、第２のマイクロフォンの受音信号との差をとる第１制御用目的音優勢信号生成手段と、時間領域上または周波数領域上で、第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、第１のマイクロフォンの受音信号との差をとる第２制御用目的音優勢信号生成手段と、第１制御用目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第１の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルと第２制御用目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第２の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを制御用の目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う制御用信号統合手段とを備えた構成とされていることを特徴とするものである。
【０１１３】
このような本発明の音源分離システム（例えば、後述する図４４の場合等）においては、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、第１、第２および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて対向妨害音抑圧制御用信号を生成し、この制御用の信号を用いて直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧するので、目的音と妨害音とを精度よく分離することが可能となる。
【０１１４】
また、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることが可能となり、これらにより前記目的が達成される。
【０１１５】
＜３マイク・対向妨害音抑圧制御タイプの発明であって、前述した２マイク・目的音到来方向直交配置・和差併用タイプの発明の処理を含む処理を行うもの＞
【０１１６】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段と、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段と、直交妨害音抑圧信号生成手段により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルと対向妨害音抑圧制御用信号生成手段により生成された制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択（最小レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＩＮ）を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段とを備え、直交妨害音抑圧信号生成手段は、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・和差併用タイプの発明）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、前述した音源分離システム（２マイク・目的音到来方向直交配置・和差併用タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、第２のマイクロフォンの受音信号との差をとる制御用目的音優勢信号生成手段を備えた構成とされていることを特徴とするものである。
【０１１７】
このような本発明の音源分離システム（例えば、後述する図４６の場合等）においては、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて対向妨害音抑圧制御用信号を生成し、この制御用の信号を用いて直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧するので、目的音と妨害音とを精度よく分離することが可能となる。
【０１１８】
また、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることが可能となり、これらにより前記目的が達成される。
【０１１９】
＜３マイク・対向妨害音抑圧制御タイプの発明であって、前述した３マイク・２組合せタイプの発明の処理を含む処理を行うもの＞
【０１２０】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段と、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段と、直交妨害音抑圧信号生成手段により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルと対向妨害音抑圧制御用信号生成手段により生成された制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択（最小レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＩＮ）を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段とを備え、直交妨害音抑圧信号生成手段は、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離システム（３マイク・２組合せタイプの発明）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、前述した音源分離システム（３マイク・２組合せタイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、第１のマイクロフォンの受音信号との差をとる制御用目的音優勢信号生成手段を備えた構成とされていることを特徴とするものである。
【０１２１】
このような本発明の音源分離システム（例えば、後述する図４８の場合等）においては、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて対向妨害音抑圧制御用信号を生成し、この制御用の信号を用いて直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧するので、目的音と妨害音とを精度よく分離することが可能となる。
【０１２２】
また、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることが可能となり、これらにより前記目的が達成される。
【０１２３】
＜４マイク・対向妨害音抑圧制御タイプの発明であって、前述した４マイク・２組合せタイプの発明の処理を含む処理を行うもの＞
【０１２４】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、互いに交差する第１の方向および第２の方向のそれぞれに２個ずつ間隔を置いて並べて配置された合計４個のマイクロフォンと、これらの４個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段と、４個のマイクロフォンのうちの第１の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段と、直交妨害音抑圧信号生成手段により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルと対向妨害音抑圧制御用信号生成手段により生成された制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、前記直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが前記制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択（最小レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＩＮ）を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段とを備え、直交妨害音抑圧信号生成手段は、４個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離システム（４マイク・２組合せタイプの発明）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、前述した音源分離システム（４マイク・２組合せタイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第１の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンのうちの対向妨害音側のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、目的音側のマイクロフォンの受音信号との差をとる制御用目的音優勢信号生成手段を備えた構成とされていることを特徴とするものである。
【０１２５】
このような本発明の音源分離システム（例えば、後述する図５０の場合等）においては、４個のマイクロフォンの受音信号を用いて直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、第１の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号を用いて対向妨害音抑圧制御用信号を生成し、この制御用の信号を用いて直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧するので、目的音と妨害音とを精度よく分離することが可能となる。
【０１２６】
また、使用するマイクロフォンの個数は４個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることが可能となり、これらにより前記目的が達成される。
【０１２７】
＜４マイク・対向妨害音抑圧制御タイプの発明であって、前述した４マイク・３組合せタイプの発明の処理を含む処理を行うもの＞
【０１２８】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、四角形の各頂点位置に配置された第１、第２、第３、および第４の合計４個のマイクロフォンと、これらの４個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段と、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段と、直交妨害音抑圧信号生成手段により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルと対向妨害音抑圧制御用信号生成手段により生成された制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択（最小レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＩＮ）を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段とを備え、直交妨害音抑圧信号生成手段は、４個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離システム（４マイク・３組合せタイプの発明）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、前述した音源分離システム（４マイク・３組合せタイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、第１のマイクロフォンの受音信号との差をとる制御用目的音優勢信号生成手段を備えた構成とされていることを特徴とするものである。
【０１２９】
このような本発明の音源分離システム（例えば、後述する図５２の場合等）においては、４個のマイクロフォンの受音信号を用いて直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて対向妨害音抑圧制御用信号を生成し、この制御用の信号を用いて直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧するので、目的音と妨害音とを精度よく分離することが可能となる。
【０１３０】
また、使用するマイクロフォンの個数は４個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることが可能となり、これらにより前記目的が達成される。
【０１３１】
＜３マイク・対向妨害音抑圧制御タイプの発明であって、前述した３マイク・３組合せタイプの発明の処理を含む処理を行うもの＞
【０１３２】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段と、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段と、直交妨害音抑圧信号生成手段により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルと対向妨害音抑圧制御用信号生成手段により生成された制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択（最小レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＩＮ）を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段とを備え、直交妨害音抑圧信号生成手段は、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離システム（３マイク・３組合せタイプの発明）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、前述した音源分離システム（３マイク・３組合せタイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、第１のマイクロフォンの受音信号との差をとる第１制御用目的音優勢信号生成手段と、時間領域上または周波数領域上で、第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、第１のマイクロフォンの受音信号との差をとる第２制御用目的音優勢信号生成手段と、第１制御用目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第１の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルと第２制御用目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第２の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを制御用の目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う制御用信号統合手段とを備えた構成とされていることを特徴とするものである。
【０１３３】
このような本発明の音源分離システム（例えば、後述する図５４の場合等）においては、３個のマイクロフォンの受音信号を用いて直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、３個のマイクロフォンの受音信号を用いて対向妨害音抑圧制御用信号を生成し、この制御用の信号を用いて直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧するので、目的音と妨害音とを精度よく分離することが可能となる。
【０１３４】
また、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることが可能となり、これらにより前記目的が達成される。
【０１３５】
さらに、次のような構成（例えば、後述する図５６の場合等）としてもよい。すなわち、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンと、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段と、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段と、直交妨害音抑圧信号生成手段により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルと対向妨害音抑圧制御用信号生成手段により生成された制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択（最小レベル帯域選択：ＢＳ−ＭＩＮ）を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段とを備え、直交妨害音抑圧信号生成手段は、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離システム（３マイク・３組合せタイプの発明）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、前述した音源分離システム（３マイク・３組合せタイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する構成とされ、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第２および第３のマイクロフォンの受音信号にそれぞれ同一または異なる比例係数を乗じた値の和の信号に遅延処理を施した後の信号と、第１のマイクロフォンの受音信号との差をとる制御用目的音優勢信号生成手段を備えた構成とされていることを特徴とするものである。
【０１３６】
＜多次元帯域選択を行う発明＞
【０１３７】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離システムであって、複数のマイクロフォンの受音信号を用いて、それぞれ異なる指向特性を有する複数の信号のスペクトルの組合せを２組以上生成する複数の異指向特性信号群生成手段と、これらの各異指向特性信号群生成手段によりそれぞれ生成された２組以上の複数の信号のスペクトルの組合せを用いて、各組合せ内のスペクトル間のパワーの大小関係が各組合せ毎にそれぞれ定められた複数の条件を同時に満たすか否かを各周波数帯域毎に判断し、複数の条件を同時に満たす周波数帯域について、予め選択されたスペクトルのパワーを、分離する目的音のスペクトルとして帰属させる多次元帯域選択（ＢＳ−ＭｕｌｔｉＤ）を行う高感度領域形成手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０１３８】
このような本発明の音源分離システム（例えば、後述する図５８、図５９の場合等）においては、多次元帯域選択（ＢＳ−ＭｕｌｔｉＤ）を行うので、目的音と妨害音とを精度よく分離することが可能となる。
【０１３９】
また、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることが可能となり、これらにより前記目的が達成される。
【０１４０】
さらに、前述した音源分離システム（多次元帯域選択を行う発明）において、各異指向特性信号群生成手段は、それぞれ複数のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音優勢の信号のスペクトルおよび目的音劣勢の信号のスペクトルを生成する構成とされ、高感度領域形成手段は、各組合せ毎の条件を、それぞれ目的音優勢の信号のスペクトルのパワーが目的音劣勢の信号のスペクトルのパワーよりも大きいという条件とし、これらの条件を同時に満たすか否かを各周波数帯域毎に判断する構成とすることができる。
【０１４１】
＜２次元帯域選択を行う発明＞
【０１４２】
より具体的には、２次元帯域選択を行う発明として、三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを備え、第１の異指向特性信号群生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第１のマイクロフォンの受音信号と、第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成する第１目的音優勢信号生成手段と、時間領域上または周波数領域上で、第２のマイクロフォンの受音信号と、第１のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成する第２目的音優勢信号生成手段と、時間領域上または周波数領域上で、第１、第２のマイクロフォンの受音信号の差をとる目的音劣勢信号生成手段と、第１目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第１の目的音優勢の信号のスペクトルと第２目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う統合手段とを備えて構成され、第２の異指向特性信号群生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第３のマイクロフォンの受音信号と、第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成する第１目的音優勢信号生成手段と、時間領域上または周波数領域上で、第２のマイクロフォンの受音信号と、第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成する第２目的音優勢信号生成手段と、時間領域上または周波数領域上で、第２、第３のマイクロフォンの受音信号の差をとる目的音劣勢信号生成手段と、第１目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第１の目的音優勢の信号のスペクトルと第２目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う統合手段とを備えて構成され、高感度領域形成手段は、第１または第２のいずれかの異指向特性信号群生成手段により生成された目的音優勢の信号のスペクトルのパワーを、分離する目的音のスペクトルとして帰属させる２次元帯域選択を行う構成を採用することができる（例えば、後述する図５８の場合等）。
【０１４３】
＜３次元帯域選択を行う発明＞
【０１４４】
また、３次元帯域選択を行う発明として、三角形の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを備え、第１の異指向特性信号群生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第１のマイクロフォンの受音信号と、第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成する第１目的音優勢信号生成手段と、時間領域上または周波数領域上で、第２のマイクロフォンの受音信号と、第１のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成する第２目的音優勢信号生成手段と、時間領域上または周波数領域上で、第１、第２のマイクロフォンの受音信号の差をとる目的音劣勢信号生成手段と、第１目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第１の目的音優勢の信号のスペクトルと第２目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う統合手段とを備えて構成され、第２の異指向特性信号群生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第３のマイクロフォンの受音信号と、第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成する第１目的音優勢信号生成手段と、時間領域上または周波数領域上で、第２のマイクロフォンの受音信号と、第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成する第２目的音優勢信号生成手段と、時間領域上または周波数領域上で、第２、第３のマイクロフォンの受音信号の差をとる目的音劣勢信号生成手段と、第１目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第１の目的音優勢の信号のスペクトルと第２目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う統合手段とを備えて構成され、第３の異指向特性信号群生成手段は、時間領域上または周波数領域上で、第３のマイクロフォンの受音信号と、第１のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成する第１目的音優勢信号生成手段と、時間領域上または周波数領域上で、第１のマイクロフォンの受音信号と、第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成する第２目的音優勢信号生成手段と、時間領域上または周波数領域上で、第１、第３のマイクロフォンの受音信号の差をとる目的音劣勢信号生成手段と、第１目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第１の目的音優勢の信号のスペクトルと第２目的音優勢信号生成手段により生成されまたはその後の周波数解析で得られた第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行う統合手段とを備えて構成され、高感度領域形成手段は、第１、第２、または第３のいずれかの異指向特性信号群生成手段により生成された目的音優勢の信号のスペクトルのパワーを、分離する目的音のスペクトルとして帰属させる３次元帯域選択を行う構成を採用することができる（例えば、後述する図５９の場合等）。
【０１４５】
＜サンプリング周期の整数倍の遅延を与える発明＞
【０１４６】
そして、以上に述べた音源分離システムにおいて、対になる２つの信号のうちの一方の信号に遅延処理を施した後の信号と、他方の信号との差をとる処理を行う場合に、遅延処理は、時間領域上または周波数領域上で、サンプリング周期の整数倍の遅延を与える処理であることが望ましい。
【０１４７】
このようにサンプリング周期の整数倍の遅延を与える構成とした場合には、演算数の多いデジタルフィルタによる遅延演算を不要とすることが可能となるうえ、対になる２つの信号の双方に大きな遅延を与える処理を不要とすることが可能となる。
【０１４８】
＜共通事項＞
【０１４９】
また、以上に述べた音源分離システムにおいて、マイクロフォンとしては、無指向性または略無指向性のマイクロフォンを用いることができる。
【０１５０】
＜＜音源分離方法の発明＞＞
そして、以上に述べた本発明の音源分離システムを実現するための音源分離方法として、以下のような本発明の音源分離方法が挙げられる。
【０１５１】
＜２マイクタイプの発明＞２個のマイクロフォンを用いるタイプの発明
【０１５２】
すなわち、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、間隔を置いて２個のマイクロフォンを配置しておき、これらの２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより少なくとも１つの目的音優勢の信号を生成するとともに、２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる少なくとも１つの目的音劣勢の信号を生成し、その後、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音と妨害音とを分離することを特徴とするものである。
【０１５３】
このような本発明の音源分離方法においては、前述した本発明の音源分離システムで得られる作用・効果がそのまま得られ、これにより前記目的が達成される。
【０１５４】
＜２マイク・目的音到来方向平行配置タイプの発明＞２個のマイクロフォンを目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置して用いるタイプの発明
【０１５５】
より具体的には、上述した音源分離方法において、２個のマイクロフォンを、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置しておき、目的音優勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、２個のマイクロフォンのうちの目的音の音源に近い側に配置された一方のマイクロフォンの受音信号と、目的音の音源から遠い側に配置された他方のマイクロフォンの受音信号との差をとり、目的音劣勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、一方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、他方のマイクロフォンの受音信号との差をとることができる。
【０１５６】
また、上記のように２個のマイクロフォンを目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置する場合において、目的音と妨害音とを分離する際には、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことができる。
【０１５７】
さらに、前述した２個のマイクロフォンを目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置する場合において、目的音と妨害音とを分離する際には、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行ってもよい。
【０１５８】
そして、前述した２個のマイクロフォンを目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置する場合において、分離対象とする目的音を、通常モードの目的音と、この目的音と反対方向から到来する切替モードの目的音とで切り替えるために、通常モードでは、一方のマイクロフォンを通常モードの目的音の音源に近い側に配置し、他方のマイクロフォンを通常モードの目的音の音源から遠い側に配置し、切替モードでは、他方のマイクロフォンを切替モードの目的音の音源に近い側に配置し、一方のマイクロフォンを切替モードの目的音の音源から遠い側に配置し、目的音劣勢信号を生成する際には、通常モードでは、時間領域上または周波数領域上で、一方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、他方のマイクロフォンの受音信号との差をとって第１の目的音劣勢の信号を生成し、切替モードでは、時間領域上または周波数領域上で、他方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、一方のマイクロフォンの受音信号との差をとって第２の目的音劣勢の信号を生成し、目的音と妨害音とを分離する際には、目的音劣勢の信号として、通常モードでは、第１の目的音劣勢の信号を用い、切替モードでは、第２の目的音劣勢の信号を用いることが望ましい。
【０１５９】
また、前述した２個のマイクロフォンを目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置する場合において、目的音劣勢の信号を生成する際には、遅延処理を施す対象となるマイクロフォンの受音信号に対し、時間領域上または周波数領域上で、２個のマイクロフォンの間隔の音波伝播時間と同等または略同等な時間の遅延を与えることができる。
【０１６０】
さらに、前述した２個のマイクロフォンを目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置する場合において、目的音劣勢の信号を生成する際には、遅延処理を施す対象となるマイクロフォンの受音信号に対し、時間領域上または周波数領域上で、２個のマイクロフォンの間隔の音波伝播時間よりも短い時間の遅延を与えてもよい。
【０１６１】
そして、前述した２個のマイクロフォンを目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置する場合において、２個のマイクロフォンを、携帯機器の操作部および／または画面表示部が設けられた表面側およびこれと反対の裏面側の各対応位置に１個ずつ設けるようにしてもよい。
【０１６２】
また、上記のように２個のマイクロフォンを携帯機器の表裏面に１個ずつ設ける場合において、携帯機器は、不使用時には折り畳まれて閉じられ、使用時に開かれる折り畳み式の携帯電話機であり、２個のマイクロフォンの設置間隔を携帯電話機の開閉操作に連動して変化させ、開いたときの設置間隔を閉じているときの設置間隔よりも大きくするようにしてもよい。
【０１６３】
さらに、上記のように２個のマイクロフォンを携帯機器の表裏面に１個ずつ設ける場合において、２個のマイクロフォンを、携帯機器の表裏面と平行な軸を中心に回転自在に取り付けられた回転支持部材の両側の端部に設け、この回転支持部材を、不使用時には携帯機器の表裏面と平行または略平行な状態として収納し、使用時に携帯機器の表裏面と直交または略直交する状態としてもよい。
【０１６４】
＜２マイク・目的音到来方向直交配置・和差併用タイプの発明＞２個のマイクロフォンを目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置し、受音信号の和と差分とを用いるタイプの発明
【０１６５】
また、以上のように２個のマイクロフォンを目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置する他に、次のようにすることができる。すなわち、前述した音源分離方法において、２個のマイクロフォンを、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置しておき、目的音優勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、２個のマイクロフォンの受音信号の和をとり、目的音劣勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、２個のマイクロフォンの受音信号の差をとることができる。
【０１６６】
さらに、上記のように２個のマイクロフォンを目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置し、２個のマイクロフォンの受音信号の和をとって目的音優勢の信号を生成する場合において、目的音と妨害音とを分離する際には、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で、少なくとも一方のスペクトルについて周波数に依存する係数を乗じたうえで同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行うようにすることができる。
【０１６７】
また、前述した上記のように２個のマイクロフォンを目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置し、２個のマイクロフォンの受音信号の和をとって目的音優勢の信号を生成する場合において、目的音と妨害音とを分離する際には、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行ってもよい。
【０１６８】
＜２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明＞２個のマイクロフォンを目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置し、受音信号の差分を用い、和を用いないタイプの発明
【０１６９】
また、以上のように２個のマイクロフォンを目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置し、２個のマイクロフォンの受音信号の和をとって目的音優勢の信号を生成する他に、次のようにすることができる。すなわち、前述した音源分離方法において、２個のマイクロフォンを、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置しておき、目的音優勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、２個のマイクロフォンのうちの一方のマイクロフォンの受音信号と、他方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成するとともに、時間領域上または周波数領域上で、他方のマイクロフォンの受音信号と、一方のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成し、目的音劣勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、前記２個のマイクロフォンの受音信号の差をとることができる。
【０１７０】
さらに、上記のように２個のマイクロフォンを目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置し、第１および第２の２つの目的音優勢の信号を生成する場合において、目的音と前記妨害音とを分離する際には、第１の目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行って目的音を含む一方の側の音を分離するとともに、第２の目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行って目的音を含む他方の側の音を分離し、その後、目的音を含む一方の側の音のスペクトルと目的音を含む他方の側の音のスペクトルとを用いて、これらのパワーを周波数帯域毎に加算するか、または周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行うことができる。
【０１７１】
そして、上記のように２個のマイクロフォンを目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置し、第１および第２の２つの目的音優勢の信号を生成する場合において、目的音と前記妨害音とを分離する際には、第１の目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行って目的音を含む一方の側の音を分離するとともに、第２の目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行って目的音を含む他方の側の音を分離し、その後、目的音を含む一方の側の音のスペクトルと目的音を含む他方の側の音のスペクトルとを用いて、これらのパワーを周波数帯域毎に加算するか、または周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行ってもよい。
【０１７２】
＜３マイク・２組合せタイプの発明＞３個のマイクロフォンを用いて、マイクロフォンの組合せを２組作るタイプの発明
【０１７３】
本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを三角形の各頂点位置に配置しておき、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより少なくとも１つの目的音優勢の信号を生成するとともに、第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる少なくとも１つの目的音劣勢の信号を生成し、その後、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音と妨害音とを分離することを特徴とするものである。
【０１７４】
このような本発明の音源分離方法においては、前述した本発明の音源分離システムで得られる作用・効果がそのまま得られ、これにより前記目的が達成される。
【０１７５】
そして、前述した音源分離方法において、第１および第２のマイクロフォンを、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置しておくとともに、第１および第３のマイクロフォンを、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置しておき、目的音優勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、第１のマイクロフォンの受音信号と、第２のマイクロフォンの受音信号との差をとり、目的音劣勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、第１のマイクロフォンの受音信号と、第３のマイクロフォンの受音信号との差をとることが望ましい。
【０１７６】
また、前述した音源分離方法において、目的音と妨害音とを分離する際には、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行うようにしてもよい。
【０１７７】
さらに、前述した音源分離方法において、目的音と妨害音とを分離する際には、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行ってもよい。
【０１７８】
＜４マイク・２組合せタイプの発明＞４個のマイクロフォンを用いて、マイクロフォンの組合せを２組作るタイプの発明
【０１７９】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、合計４個のマイクロフォンを互いに交差する第１の方向および第２の方向のそれぞれに２個ずつ間隔を置いて並べて配置しておき、これらの４個のマイクロフォンのうちの第１の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより少なくとも１つの目的音優勢の信号を生成するとともに、４個のマイクロフォンのうちの第２の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる少なくとも１つの目的音劣勢の信号を生成し、その後、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音と妨害音とを分離することを特徴とするものである。
【０１８０】
このような本発明の音源分離方法においては、前述した本発明の音源分離システムで得られる作用・効果がそのまま得られ、これにより前記目的が達成される。
【０１８１】
また、前述した音源分離方法において、第１の方向を、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向とし、第２の方向を、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向とし、目的音優勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、第１の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号の差をとり、目的音劣勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、第２の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号の差をとることが望ましい。
【０１８２】
さらに、前述した音源分離方法において、目的音と妨害音とを分離する際には、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行うようにしてもよい。
【０１８３】
そして、前述した音源分離方法において、目的音と妨害音とを分離する際には、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行ってもよい。
【０１８４】
＜４マイク・３組合せタイプの発明＞４個のマイクロフォンを用いて、マイクロフォンの組合せを３組作るタイプの発明
【０１８５】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、第１、第２、第３、および第４の合計４個のマイクロフォンを四角形の各頂点位置に配置しておき、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号を生成するとともに、第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる第１の目的音劣勢の信号を生成し、さらに第１および第４の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる第２の目的音劣勢の信号を生成し、その後、目的音優勢の信号のスペクトルと第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音を含む一方の側の音を分離するとともに、目的音優勢の信号のスペクトルと第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音を含む他方の側の音を分離し、続いて、目的音を含む一方の側の音のスペクトルと目的音を含む他方の側の音のスペクトルとを用いて、これらのパワーを周波数帯域毎に加算するか、または周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行うことを特徴とするものである。
【０１８６】
このような本発明の音源分離方法においては、前述した本発明の音源分離システムで得られる作用・効果がそのまま得られ、これにより前記目的が達成される。
【０１８７】
さらに、前述した音源分離方法において、第１および第２のマイクロフォンを、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置し、第３のマイクロフォンを、第１のマイクロフォンと第２のマイクロフォンとを結ぶ線の一方の側に配置し、第４のマイクロフォンを、第１のマイクロフォンと第２のマイクロフォンとを結ぶ線の他方の側に配置しておき、目的音優勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、第１および第２のマイクロフォンの受音信号の差をとり、第１の目的音劣勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、第１および第３のマイクロフォンの受音信号の差をとり、第２の目的音劣勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、第１および第４のマイクロフォンの受音信号の差をとることが望ましい。
【０１８８】
また、前述した音源分離方法において、目的音を含む一方の側の音を分離する際には、目的音優勢の信号のスペクトルと第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行い、目的音を含む他方の側の音を分離する際には、目的音優勢の信号のスペクトルと第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行うようにしてもよい。
【０１８９】
さらに、前述した音源分離方法において、目的音を含む一方の側の音を分離する際には、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、第１の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行い、目的音を含む他方の側の音を分離する際には、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、第２の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行ってもよい。
【０１９０】
＜３マイク・３組合せタイプの発明＞３個のマイクロフォンを用いて、マイクロフォンの組合せを３組作るタイプの発明
【０１９１】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを三角形の各頂点位置に配置しておき、３個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号を生成するとともに、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる第１の目的音劣勢の信号を生成し、さらに第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて時間領域上または周波数領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる第２の目的音劣勢の信号を生成し、その後、目的音優勢の信号のスペクトルと第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音を含む一方の側の音を分離するとともに、目的音優勢の信号のスペクトルと第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音を含む他方の側の音を分離し、続いて、目的音を含む一方の側の音のスペクトルと目的音を含む他方の側の音のスペクトルとを用いて、これらのパワーを周波数帯域毎に加算するか、または周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行うことを特徴とするものである。
【０１９２】
このような本発明の音源分離方法においては、前述した本発明の音源分離システムで得られる作用・効果がそのまま得られ、これにより前記目的が達成される。
【０１９３】
さらに、前述した音源分離方法において、第１および第２のマイクロフォンを、目的音到来方向に対して傾斜する方向に並べて配置しておくとともに、第１および第３のマイクロフォンを、目的音到来方向に対して第１および第２のマイクロフォンの傾斜方向とは反対側に傾斜する方向に並べて配置しておき、目的音優勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、第１のマイクロフォンの受音信号と、第２および第３のマイクロフォンの受音信号にそれぞれ同一または異なる比例係数を乗じた値の和との差をとり、第１の目的音劣勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、第１および第２のマイクロフォンの受音信号の差をとり、第２の目的音劣勢の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、第１および第３のマイクロフォンの受音信号の差をとることが望ましい。
【０１９４】
そして、前述した音源分離方法において、目的音を含む一方の側の音を分離する際には、目的音優勢の信号のスペクトルと第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行い、目的音を含む他方の側の音を分離する際には、目的音優勢の信号のスペクトルと第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られるスペクトルに帰属させる帯域選択を行うようにしてもよい。
【０１９５】
また、前述した音源分離方法において、目的音を含む一方の側の音を分離する際には、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、第１の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行い、目的音を含む他方の側の音を分離する際には、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、第２の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じるスペクトラル・サブトラクションを行ってもよい。
【０１９６】
＜３マイク・目的音到来方向直交面配置・２高感度領域統合タイプの発明＞３個のマイクロフォンを目的音到来方向と直角または略直角をなす面上に配置し、２つの高感度領域を統合するタイプの発明
【０１９７】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、目的音到来方向と直角または略直角をなす面上で三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第１高感度領域を形成する第１高感度領域形成信号のスペクトルを生成するとともに、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第２高感度領域を形成する第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成し、その後、第１高感度領域形成信号のスペクトルと前記第２高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて第１高感度領域と第２高感度領域との共通部分に目的音を分離するための高感度領域を形成することを特徴とするものである。
【０１９８】
このような本発明の音源分離方法においては、前述した本発明の音源分離システムで得られる作用・効果がそのまま得られ、これにより前記目的が達成される。
【０１９９】
＜３マイク・目的音到来方向直交面配置・２高感度領域統合タイプの発明であって、前述した２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明の処理を含む処理を行うもの＞
【０２００】
さらに、上述した音源分離方法において、第１高感度領域形成信号を生成する際には、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と同じ処理を行い、第１高感度領域形成信号のスペクトルとして、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、第２高感度領域形成信号を生成する際には、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と同じ処理を行い、第２高感度領域形成信号のスペクトルとして、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、第１高感度領域と第２高感度領域との共通部分に目的音を分離するための高感度領域を形成する際には、第１高感度領域形成信号のスペクトルと第２高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行うようにすることができる。
【０２０１】
また、上述した音源分離方法において、第１高感度領域形成信号を生成する際には、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と同じ処理を行い、第１高感度領域形成信号のスペクトルとして、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、第２高感度領域形成信号を生成する際には、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と分離処理の中のスペクトル統合処理を除いて同じ処理を行い、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）のスペクトル統合処理に代えて、第２高感度領域を第２のマイクロフォン側の領域または第３のマイクロフォン側の領域のいずれかに制限する高感度領域制限処理を行い、この高感度領域制限処理を行う際には、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）の中の第１目的音優勢信号生成処理で第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施されるとともに第２目的音優勢信号生成処理で第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施された場合に、第１分離処理により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルと第２分離処理により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、第２のマイクロフォン側の領域に制限された第２高感度領域を形成する第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、第１分離処理により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーが第２分離処理により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、第１分離処理により分離された前記目的音を含む一方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うか、または第３のマイクロフォン側の領域に制限された第２高感度領域を形成する第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、第２分離処理により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーが第１分離処理により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、第２分離処理により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行い、第１高感度領域と第２高感度領域との共通部分に目的音を分離するための高感度領域を形成する際には、第１高感度領域形成信号のスペクトルと第２高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行うようにしてもよい。
【０２０２】
さらに、上記の場合において、高感度領域制限処理を行う際には、第２高感度領域を第２のマイクロフォン側の領域または第３のマイクロフォン側の領域のいずれに制限するのかを切替え可能としてもよい。
【０２０３】
＜３マイク・目的音到来方向直交面配置・３高感度領域統合タイプの発明＞３個のマイクロフォンを目的音到来方向と直角または略直角をなす面上に配置し、３つの高感度領域を統合するタイプの発明
【０２０４】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、目的音到来方向と直角または略直角をなす面上で三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第１高感度領域を形成する第１高感度領域形成信号のスペクトルを生成するとともに、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第２高感度領域を形成する第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成し、さらに、第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いてこれらのマイクロフォン間を結ぶ線と直交する面に沿う第３高感度領域を形成する第３高感度領域形成信号のスペクトルを生成し、その後、第１高感度領域形成信号のスペクトルと第２高感度領域形成信号のスペクトルと第３高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて第１高感度領域と第２高感度領域と第３高感度領域との共通部分に目的音を分離するための高感度領域を形成することを特徴とするものである。
【０２０５】
このような本発明の音源分離方法においては、前述した本発明の音源分離システムで得られる作用・効果がそのまま得られ、これにより前記目的が達成される。
【０２０６】
＜３マイク・目的音到来方向直交面配置・３高感度領域統合タイプの発明であって、前述した２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明の処理を含む処理を行うもの＞
【０２０７】
また、上述した音源分離方法において、第１高感度領域形成信号を生成する際には、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と同じ処理を行い、第１高感度領域形成信号のスペクトルとして、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、第２高感度領域形成信号を生成する際には、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と同じ処理を行い、第２高感度領域形成信号のスペクトルとして、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、さらに、第３高感度領域形成信号を生成する際には、第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と同じ処理を行い、第３高感度領域形成信号のスペクトルとして、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、第１高感度領域と第２高感度領域と第３高感度領域との共通部分に目的音を分離するための高感度領域を形成する際には、第１高感度領域形成信号のスペクトルと第２高感度領域形成信号のスペクトルと第３高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して最も劣勢なパワーを前記目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行うようにすることができる。
【０２０８】
さらに、上述した音源分離方法において、第１高感度領域形成信号を生成する際には、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と同じ処理を行い、第１高感度領域形成信号のスペクトルとして、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、第２高感度領域形成信号を生成する際には、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と分離処理の中のスペクトル統合処理を除いて同じ処理を行い、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）の中のスペクトル統合処理に代えて、第２高感度領域を第２のマイクロフォン側の領域または第３のマイクロフォン側の領域のいずれかに制限する高感度領域制限処理を行い、この第２高感度領域形成信号を生成する際の高感度領域制限処理を行う際には、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）の中の第１目的音優勢信号生成処理で第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施されるとともに第２目的音優勢信号生成処理で第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施された場合に、第１分離処理により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルと第２分離処理により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、第２のマイクロフォン側の領域に制限された第２高感度領域を形成する第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、第１分離処理により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーが第２分離処理により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、第１分離処理により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うか、または第３のマイクロフォン側の領域に制限された第２高感度領域を形成する第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、第２分離処理により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーが第１分離処理により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、第２分離処理により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行い、第３高感度領域形成信号を生成する際には、第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と分離処理の中のスペクトル統合処理を除いて同じ処理を行い、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）の中のスペクトル統合処理に代えて、第３高感度領域を第１のマイクロフォン側の領域または第３のマイクロフォン側の領域のいずれかに制限する高感度領域制限処理を行い、この第３高感度領域形成信号を生成する際の高感度領域制限処理を行う際には、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）の中の第１目的音優勢信号生成処理で第１のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施されるとともに第２目的音優勢信号生成処理で第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理が施された場合に、第１分離処理により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルと第２分離処理により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、第１のマイクロフォン側の領域に制限された第３高感度領域を形成する第３高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、第１分離処理により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーが第２分離処理により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、第１分離処理により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うか、または第３のマイクロフォン側の領域に制限された第３高感度領域を形成する第３高感度領域形成信号のスペクトルを生成するために、第２分離処理により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルのパワーが第１分離処理により分離された目的音を含む一方の側の音のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、第２分離処理により分離された目的音を含む他方の側の音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行い、第１高感度領域と第２高感度領域と第３高感度領域との共通部分に目的音を分離するための高感度領域を形成する際には、第１高感度領域形成信号のスペクトルと第２高感度領域形成信号のスペクトルと第３高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して最も劣勢なパワーを目的音のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行うようにしてもよい。
【０２０９】
＜３マイク・２信号による制御用信号生成・対向妨害音抑圧制御タイプの発明であって、前述した２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明の処理を含む処理を行うもの＞
【０２１０】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成し、その後、直交妨害音抑圧信号のスペクトルと制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、直交妨害音抑圧信号を生成する際には、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、制御用の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、第２のマイクロフォンの受音信号との差をとることにより制御用の目的音優勢の信号を生成することを特徴とするものである。
【０２１１】
このような本発明の音源分離方法においては、前述した本発明の音源分離システムで得られる作用・効果がそのまま得られ、これにより前記目的が達成される。
【０２１２】
＜３マイク・３信号による制御用信号生成・対向妨害音抑圧制御タイプの発明であって、前述した２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明の処理を含む処理を行うもの＞
【０２１３】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成し、その後、直交妨害音抑圧信号のスペクトルと制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、直交妨害音抑圧信号を生成する際には、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、制御用の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、第２のマイクロフォンの受音信号との差をとって第１の制御用の目的音優勢の信号を生成するとともに、時間領域上または周波数領域上で、第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、第１のマイクロフォンの受音信号との差をとって第２の制御用の目的音優勢の信号を生成し、その後、第１の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルと第２の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを制御用の目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行うことを特徴とするものである。
【０２１４】
このような本発明の音源分離方法においては、前述した本発明の音源分離システムで得られる作用・効果がそのまま得られ、これにより前記目的が達成される。
【０２１５】
＜３マイク・対向妨害音抑圧制御タイプの発明であって、前述した２マイク・目的音到来方向直交配置・和差併用タイプの発明の処理を含む処理を行うもの＞
【０２１６】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、第２および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成し、その後、直交妨害音抑圧信号のスペクトルと制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、直交妨害音抑圧信号を生成する際には、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・和差併用タイプの発明）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、前述した音源分離方法（２マイク・目的音到来方向直交配置・和差併用タイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、制御用の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、第２のマイクロフォンの受音信号との差をとることにより制御用の目的音優勢の信号を生成することを特徴とするものである。
【０２１７】
このような本発明の音源分離方法においては、前述した本発明の音源分離システムで得られる作用・効果がそのまま得られ、これにより前記目的が達成される。
【０２１８】
＜３マイク・対向妨害音抑圧制御タイプの発明であって、前述した３マイク・２組合せタイプの発明の処理を含む処理を行うもの＞
【０２１９】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成し、その後、直交妨害音抑圧信号のスペクトルと制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、直交妨害音抑圧信号を生成する際には、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離方法（３マイク・２組合せタイプの発明）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、前述した音源分離方法（３マイク・２組合せタイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、制御用の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、第１のマイクロフォンの受音信号との差をとることにより制御用の目的音優勢の信号を生成することを特徴とするものである。
【０２２０】
このような本発明の音源分離方法においては、前述した本発明の音源分離システムで得られる作用・効果がそのまま得られ、これにより前記目的が達成される。
【０２２１】
＜４マイク・対向妨害音抑圧制御タイプの発明であって、前述した４マイク・２組合せタイプの発明の処理を含む処理を行うもの＞
【０２２２】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、合計４個のマイクロフォンを互いに交差する第１の方向および第２の方向のそれぞれに２個ずつ間隔を置いて並べて配置しておき、これらの４個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、４個のマイクロフォンのうちの第１の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成し、その後、直交妨害音抑圧信号のスペクトルと制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、直交妨害音抑圧信号を生成する際には、４個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離方法（４マイク・２組合せタイプの発明）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、前述した音源分離方法（４マイク・２組合せタイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、制御用の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、第１の方向に並べて配置された２個のマイクロフォンのうちの対向妨害音側のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、目的音側のマイクロフォンの受音信号との差をとることにより制御用の目的音優勢の信号を生成することを特徴とするものである。
【０２２３】
このような本発明の音源分離方法においては、前述した本発明の音源分離システムで得られる作用・効果がそのまま得られ、これにより前記目的が達成される。
【０２２４】
＜４マイク・対向妨害音抑圧制御タイプの発明であって、前述した４マイク・３組合せタイプの発明の処理を含む処理を行うもの＞
【０２２５】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、四角形の各頂点位置に第１、第２、第３、および第４の合計４個のマイクロフォンを配置しておき、これらの４個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成し、その後、直交妨害音抑圧信号のスペクトルと制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、直交妨害音抑圧信号を生成する際には、４個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離方法（４マイク・３組合せタイプの発明）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、前述した音源分離方法（４マイク・３組合せタイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、制御用の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、第１のマイクロフォンの受音信号との差をとることにより制御用の目的音優勢の信号を生成することを特徴とするものである。
【０２２６】
このような本発明の音源分離方法においては、前述した本発明の音源分離システムで得られる作用・効果がそのまま得られ、これにより前記目的が達成される。
【０２２７】
＜３マイク・対向妨害音抑圧制御タイプの発明であって、前述した３マイク・３組合せタイプの発明の処理を含む処理を行うもの＞
【０２２８】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成し、その後、直交妨害音抑圧信号のスペクトルと制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、直交妨害音抑圧信号を生成する際には、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離方法（３マイク・３組合せタイプの発明）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、前述した音源分離方法（３マイク・３組合せタイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、制御用の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、第１のマイクロフォンの受音信号との差をとって第１の制御用の目的音優勢の信号を生成するとともに、時間領域上または周波数領域上で、第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号と、第１のマイクロフォンの受音信号との差をとって第２の制御用の目的音優勢の信号を生成し、その後、第１の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルと第２の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを制御用の目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行うことを特徴とするものである。
【０２２９】
このような本発明の音源分離方法においては、前述した本発明の音源分離システムで得られる作用・効果がそのまま得られ、これにより前記目的が達成される。
【０２３０】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成するとともに、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成し、その後、直交妨害音抑圧信号のスペクトルと前記制御用の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルのパワーが制御用の信号のスペクトルのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる帯域選択を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、直交妨害音抑圧信号を生成する際には、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前述した音源分離方法（３マイク・３組合せタイプの発明）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルとして、前述した音源分離方法（３マイク・３組合せタイプの発明）により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成し、制御用の信号を生成する際には、時間領域上または周波数領域上で、第２および第３のマイクロフォンの受音信号にそれぞれ同一または異なる比例係数を乗じた値の和の信号に遅延処理を施した後の信号と、第１のマイクロフォンの受音信号との差をとることにより制御用の目的音優勢の信号を生成することを特徴とするものである。
【０２３１】
このような本発明の音源分離方法においては、前述した本発明の音源分離システムで得られる作用・効果がそのまま得られ、これにより前記目的が達成される。
【０２３２】
＜多次元帯域選択を行う発明＞
【０２３３】
また、本発明は、目的音と、この目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音とを分離する音源分離方法であって、複数のマイクロフォンの受音信号を用いて、それぞれ異なる指向特性を有する複数の信号のスペクトルの組合せを２組以上生成する複数の異指向特性信号群生成処理を行った後、これらの各異指向特性信号群生成処理によりそれぞれ生成された２組以上の複数の信号のスペクトルの組合せを用いて、各組合せ内のスペクトル間のパワーの大小関係が各組合せ毎にそれぞれ定められた複数の条件を同時に満たすか否かを各周波数帯域毎に判断し、複数の条件を同時に満たす周波数帯域について、予め選択されたスペクトルのパワーを、分離する目的音のスペクトルとして帰属させる多次元帯域選択を行うことにより高感度領域を形成することを特徴とするものである。
【０２３４】
このような本発明の音源分離方法においては、前述した本発明の音源分離システムで得られる作用・効果がそのまま得られ、これにより前記目的が達成される。
【０２３５】
さらに、上述した音源分離方法において、各異指向特性信号群生成処理を行う際には、それぞれ複数のマイクロフォンの受音信号を用いて、目的音優勢の信号のスペクトルおよび目的音劣勢の信号のスペクトルを生成し、高感度領域を形成する際には、各組合せ毎の条件を、それぞれ目的音優勢の信号のスペクトルのパワーが目的音劣勢の信号のスペクトルのパワーよりも大きいという条件とし、これらの条件を同時に満たすか否かを各周波数帯域毎に判断するようにすることができる。
【０２３６】
＜２次元帯域選択を行う発明＞
【０２３７】
より具体的には、前述した音源分離方法において、三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、第１の異指向特性信号群生成処理を行う際には、時間領域上または周波数領域上で、第１のマイクロフォンの受音信号と、第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成するとともに、時間領域上または周波数領域上で、第２のマイクロフォンの受音信号と、第１のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成し、さらに、時間領域上または周波数領域上で、第１、第２のマイクロフォンの受音信号の差をとって目的音劣勢の信号を生成し、第１の目的音優勢の信号のスペクトルと第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行い、第２の異指向特性信号群生成処理を行う際には、時間領域上または周波数領域上で、第３のマイクロフォンの受音信号と、第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成するとともに、時間領域上または周波数領域上で、第２のマイクロフォンの受音信号と、第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成し、さらに、時間領域上または周波数領域上で、第２、第３のマイクロフォンの受音信号の差をとって目的音劣勢の信号を生成し、第１の目的音優勢の信号のスペクトルと第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行い、高感度領域を形成する際には、第１または第２のいずれかの異指向特性信号群生成処理により生成された目的音優勢の信号のスペクトルのパワーを、分離する目的音のスペクトルとして帰属させる２次元帯域選択を行うようにすることができる。
【０２３８】
＜３次元帯域選択を行う発明＞
【０２３９】
また、前述した音源分離方法において、三角形の各頂点位置に第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォンを配置しておき、第１の異指向特性信号群生成処理を行う際には、時間領域上または周波数領域上で、第１のマイクロフォンの受音信号と、第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成するとともに、時間領域上または周波数領域上で、第２のマイクロフォンの受音信号と、第１のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成し、さらに、時間領域上または周波数領域上で、第１、第２のマイクロフォンの受音信号の差をとって目的音劣勢の信号を生成し、第１の目的音優勢の信号のスペクトルと第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行い、第２の異指向特性信号群生成処理を行う際には、時間領域上または周波数領域上で、第３のマイクロフォンの受音信号と、第２のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成するとともに、時間領域上または周波数領域上で、第２のマイクロフォンの受音信号と、第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成し、さらに、時間領域上または周波数領域上で、第２、第３のマイクロフォンの受音信号の差をとって目的音劣勢の信号を生成し、第１の目的音優勢の信号のスペクトルと第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行い、第３の異指向特性信号群生成処理を行う際には、時間領域上または周波数領域上で、第３のマイクロフォンの受音信号と、第１のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成するとともに、時間領域上または周波数領域上で、第１のマイクロフォンの受音信号と、第３のマイクロフォンの受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成し、さらに、時間領域上または周波数領域上で、第１、第３のマイクロフォンの受音信号の差をとって目的音劣勢の信号を生成し、第１の目的音優勢の信号のスペクトルと第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理を行い、高感度領域を形成する際には、第１、第２、または第３のいずれかの異指向特性信号群生成手段により生成された目的音優勢の信号のスペクトルのパワーを、分離する目的音のスペクトルとして帰属させる３次元帯域選択を行うようにしてもよい。
【０２４０】
＜サンプリング周期の整数倍の遅延を与える発明＞
【０２４１】
また、以上に述べた音源分離方法において、対になる２つの信号のうちの一方の信号に遅延処理を施した後の信号と、他方の信号との差をとる処理を行う場合に、遅延処理は、時間領域上または周波数領域上で、サンプリング周期の整数倍の遅延を与える処理であることが望ましい。
【０２４２】
＜共通事項＞
【０２４３】
そして、以上に述べた音源分離方法において、マイクロフォンとして、無指向性または略無指向性のマイクロフォンを用いることができる。
【０２４４】
＜＜音響信号取得装置の発明＞＞
【０２４５】
また、前述した本発明の音源分離システムの構成要素として用いることができる音響信号取得装置として、以下のような本発明の音響信号取得装置が挙げられる。
【０２４６】
すなわち、本発明は、目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音が存在する状況下で前記目的音を取得する音響信号取得装置であって、携帯機器の操作部および／または画面表示部が設けられた表面側およびこれと反対の裏面側の各対応位置に１個ずつ設けられた２個のマイクロフォンと、これらの２個のマイクロフォンの受音信号を用いて目的音強調用の線形結合処理を行うことにより少なくとも１つの目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段と、２個のマイクロフォンの受音信号を用いて目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる少なくとも１つの目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０２４７】
また、本発明は、目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音が存在する状況下で前記目的音を取得する音響信号取得装置であって、携帯機器の操作部および／または画面表示部が設けられた表面側に間隔を置いて設けられた２個のマイクロフォンと、これらの２個のマイクロフォンの受音信号を用いて目的音強調用の線形結合処理を行うことにより少なくとも１つの目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段と、２個のマイクロフォンの受音信号を用いて目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる少なくとも１つの目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０２４８】
さらに、本発明は、目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音が存在する状況下で前記目的音を取得する音響信号取得装置であって、携帯機器の操作部および／または画面表示部が設けられた表面側およびこれと反対の裏面側の各対応位置に１個ずつ設けられた第１および第２のマイクロフォンと、表面側に前記第１のマイクロフォンと間隔を置いて設けられた第３のマイクロフォンと、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて目的音強調用の線形結合処理を行うことにより少なくとも１つの目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段と、第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる少なくとも１つの目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０２４９】
そして、本発明は、目的音の到来方向以外の任意の方向から到来する妨害音が存在する状況下で前記目的音を取得する音響信号取得装置であって、携帯機器の操作部および／または画面表示部が設けられた表面側に設けられた第１のマイクロフォンと、この第１のマイクロフォンが設けられた表面側と反対の裏面側に、第１のマイクロフォンの設置位置の対応位置から位置をずらして設けられた第２および第３のマイクロフォンと、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォンの受音信号を用いて目的音強調用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段と、第１および第２の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる第１の目的音劣勢の信号を生成する第１目的音劣勢信号生成手段と、第１および第３の２個のマイクロフォンの受音信号を用いて目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる第２の目的音劣勢の信号を生成する第２目的音劣勢信号生成手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０２５０】
以上のような本発明の音響信号取得装置は、前述した本発明の音源分離システムの構成要素として用いることができる他、例えば、音源の存在方向を判定する音源位置判定装置等として用いることができる。音源位置判定装置として用いる場合には、例えば、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとについて、それぞれエネルギ（各周波数帯域のパワーの和）を算出し、これらを比較して目的音優勢の信号のスペクトルについてのエネルギの方が大きい場合には、設定された目的音の方向に音源が存在すると判定することができ、一方、目的音劣勢の信号のスペクトルについてのエネルギの方が大きい場合には、設定された目的音の方向に音源が存在しないと判定することができる。
【発明の効果】
【０２５１】
以上に述べたように本発明によれば、少数のマイクロフォンの受音信号を用いて目的音強調用および目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号を生成するので、目的音と妨害音との分離に適した指向特性の制御を行うことができ、このようにして指向特性の制御を行って生成された目的音優勢の信号のスペクトルおよび目的音劣勢の信号のスペクトルを用いて分離処理を行うため、目的音と妨害音とを精度よく分離することができるうえ、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０２５２】
以下に本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。
【０２５３】
［第１実施形態］
図１には、本発明の第１実施形態の音源分離システム１０の全体構成が示されている。図２には、音源分離システム１０を設置した携帯電話機８０の構成が示されている。図３には、音源分離システム１０のうち指向特性制御を行う部分の構成が示されている。図４は、図３の指向特性制御を行う部分のうち第１の目的音劣勢の信号を生成する部分の説明図である。図５には、通常モードで用いられる目的音優勢の信号および第１の目的音劣勢の信号の各指向特性が示され、図６には、切替モードで用いられる目的音優勢の信号および第２の目的音劣勢の信号の各指向特性が示され、図７には、図５および図６を展開して横軸を方向（角度）θとした状態の各指向特性が示されている。図８は、帯域選択の説明図である。本第１実施形態の音源分離システム１０は、＜２マイク・目的音到来方向平行配置タイプの発明＞に係るシステムである。
【０２５４】
図１において、音源分離システム１０は、間隔を置いて配置された２個のマイクロフォン２１，２２と、これらの２個のマイクロフォン２１，２２の受音信号を用いて時間領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段３０と、２個のマイクロフォン２１，２２の受音信号を用いて時間領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる第１および第２の目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段４０と、目的音優勢信号生成手段３０および目的音劣勢信号生成手段４０により生成された時間領域上の信号についてそれぞれ周波数解析を行う周波数解析手段５０と、この周波数解析手段５０により得られた目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音と妨害音とを分離する分離手段６０とを備えている。
【０２５５】
２個のマイクロフォン２１，２２は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンであり、図２に示すように、携帯機器である折り畳み式の携帯電話機８０において、一方のマイクロフォン２１は、各種のキーからなる操作部８１が設けられた表面８２側に設けられ、他方のマイクロフォン２２は、これと反対の裏面８３側の対応する位置（すぐ裏側の位置）に設けられている。従って、２個のマイクロフォン２１，２２は、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置されている（図１参照）。なお、図２に示すように、本実施形態では、２個のマイクロフォン２１，２２は、操作部８１が設けられた表面８２側およびその裏面８３側に設けられているが、画面表示部８４が設けられた表面８５側およびその裏面８６側に設けてもよい。従って、図６０に示すように、Ｐ２，Ｐ１８の位置のみならず、例えば、Ｐ１，Ｐ１７の位置、Ｐ３，Ｐ１９の位置、Ｐ６，Ｐ２３の位置、Ｐ７，Ｐ２４の位置、Ｐ８，Ｐ２５の位置、Ｐ１０，Ｐ２７の位置、あるいはＰ１５，Ｐ３３の位置等にマイクロフォンを設けることができ、要するに、目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との相対的な関係が図１の状態となれば、Ｐ１〜Ｐ３４のいずれの位置に設けてもよい。また、携帯電話機を折り曲げた状態で使用するのであれば、図６０に示すように、目的音が表面に沿う矢印Ａの方向またはそれに近い方向から到来するので、例えば、Ｐ２，Ｐ７の位置にマイクロフォンを設けること等もできる。
【０２５６】
また、２個のマイクロフォン２１，２２の設置間隔は、携帯電話機８０の開閉操作に連動して変化し、開いたときの設置間隔が閉じているときの設置間隔よりも大きくなるようにしてもよい。例えば、一方のマイクロフォン２１を、ばね等の弾性部材で外向きに常に付勢しておき、携帯電話機８０を閉じているときには、画面表示部８４が設けられた表面８５により押されて収納状態となり、携帯電話機８０を開いたときに外部に突出する状態となるようにしてもよい。
【０２５７】
そして、音源分離システム１０は、携帯電話機８０の表面８２側から到来する目的音を取得する通常モード（例えば、携帯電話機８０を手に持って使用しているユーザの音声を取得する会話モード等）と、裏面８３側から到来する目的音を取得する切替モード（例えば、携帯電話機８０の画面表示部８４の裏側に設けられたカメラで動画を撮影するとともに音も入力する動画撮影モード等）とで、モード切替が可能な構成とされている。
【０２５８】
目的音優勢信号生成手段３０は、図１および図３に示すように、時間領域上で、通常モードの目的音の音源に近い側（切替モードの目的音の音源に遠い側）に配置された一方のマイクロフォン２１の受音信号と、通常モードの目的音の音源から遠い側（切替モードの目的音の音源に近い側）に配置された他方のマイクロフォン２２の受音信号との差をとる処理を行うものである。この処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０２５９】
図１において、目的音劣勢信号生成手段４０は、第１目的音劣勢信号生成手段４１と、第２目的音劣勢信号生成手段４２と、切替手段４３とを含んで構成されている。この目的音劣勢信号生成手段４０による処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０２６０】
第１目的音劣勢信号生成手段４１は、図１、図３、および図４に示すように、時間領域上で、一方のマイクロフォン２１の受音信号に遅延処理を施した後の信号と、他方のマイクロフォン２２の受音信号との差をとり、通常モードで使用する第１の目的音劣勢の信号を生成する処理を行うものである。この際、一方のマイクロフォン２１の受音信号に与える遅延時間は、本実施形態では、２個のマイクロフォン２１，２２の間隔の音波伝播時間と同等または略同等な時間である。
【０２６１】
第２目的音劣勢信号生成手段４２は、図１および図３に示すように、時間領域上で、他方のマイクロフォン２２の受音信号に遅延処理を施した後の信号と、一方のマイクロフォン２１の受音信号との差をとり、切替モードで使用する第２の目的音劣勢の信号を生成する処理を行うものである。この際、他方のマイクロフォン２２の受音信号に与える遅延時間は、本実施形態では、２個のマイクロフォン２１，２２の間隔の音波伝播時間と同等または略同等な時間である。
【０２６２】
切替手段４３は、分離手段６０による処理対象とするための目的音劣勢の信号として、通常モード用の第１目的音劣勢信号生成手段４１により生成された第１の目的音劣勢の信号と、切替モード用の第２目的音劣勢信号生成手段４２により生成された第２の目的音劣勢の信号とを切り替えるスイッチであり、具体的には、携帯電話機８０の操作部８１を構成するキーにより実現してもよく、あるいは通常設けられている操作部８１とは別途に設けられたスイッチにより実現してもよい。
【０２６３】
周波数解析手段５０は、目的音優勢信号生成手段３０により生成された時間領域上の目的音優勢の信号および目的音劣勢信号生成手段４０により生成された時間領域上の目的音劣勢の信号（通常モードでは、第１の目的音劣勢の信号であり、切替モードでは、第２の目的音劣勢の信号である。）について、それぞれ周波数解析を行うものである。ここで、周波数解析には、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：First Fourier Transform）や一般化調和解析（ＧＨＡ：Generalized Harmonic Analysis）等を採用することができるが、窓関数の影響を受けずに、より正確な周波数特性を算出する、あるいは、より細かい周波数成分まで解析するという観点からは、一般化調和解析（ＧＨＡ）であることが望ましい。他の実施形態の場合も同様である。なお、目的音優勢信号生成手段３０および目的音劣勢信号生成手段４０により周波数領域上の信号が生成される場合には、周波数解析手段５０の設置を省略することができる。
【０２６４】
分離手段６０は、目的音優勢の信号のスペクトルと、目的音劣勢の信号（通常モードでは、第１の目的音劣勢の信号であり、切替モードでは、第２の目的音劣勢の信号である。）のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）か、またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ：Spectral Subtraction）を行い、目的音と妨害音とを分離する処理を行うものである。
【０２６５】
最大レベル帯域選択を行う場合には、目的音優勢の信号のスペクトルと、目的音劣勢の信号（通常モードでは、第１の目的音劣勢の信号であり、切替モードでは、第２の目的音劣勢の信号である。）のスペクトルとの間で、同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られる音のスペクトルに帰属させる。
【０２６６】
スペクトラル・サブトラクションを行う場合には、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、目的音劣勢の信号（通常モードでは、第１の目的音劣勢の信号であり、切替モードでは、第２の目的音劣勢の信号である。）のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じる。
【０２６７】
このような第１実施形態においては、以下のようにして音源分離システム１０により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０２６８】
先ず、携帯電話機８０のユーザは、取得したい目的音の音源位置に応じ、切替手段４３により通常モードと切替モードとのモード選択を行う。例えば、ユーザが、画面表示部８４を参照しながら自分の音声を取得する場合には、通常モードを選択する。
【０２６９】
次に、２個のマイクロフォン２１，２２の受信信号（時間領域上の信号）を用いて、目的音優勢信号生成手段３０により目的音優勢の信号（時間領域上の信号）を生成するとともに、目的音劣勢信号生成手段４０により目的音劣勢の信号（時間領域上の信号）を生成する。続いて、得られた目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号（通常モードでは、第１の目的音劣勢の信号であり、切替モードでは、第２の目的音劣勢の信号である。）について、周波数解析手段５０により、それぞれ周波数解析を行い、目的音優勢の信号のスペクトルおよび目的音劣勢の信号のスペクトルを求める。
【０２７０】
この際、一方のマイクロフォン２１の受信信号をＸ1（ｔ）とし、他方のマイクロフォン２２の受信信号をＸ2（ｔ）とすると、目的音優勢信号生成手段３０により、これらの信号の差、Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）が求められ、これが目的音優勢の信号となる（図１、図３参照）。
【０２７１】
また、一方のマイクロフォン２１の受信信号Ｘ1（ｔ）を、次の式（１）のように表し、他方のマイクロフォン２２の受信信号Ｘ2（ｔ）を、次の式（２）のように表すと、これらの信号の差Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）は、次の式（３）のようになり、この目的音優勢の信号を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）＞｜は、次の式（４）のようになるので、目的音優勢の信号の指向特性は、図５および図７の実線のようになる。図５では、指向特性が２次元の極座標で示され、半径方向が振幅値であり、周方向が音の到来する方向（角度）θである。図７では、縦軸が振幅値であり、横軸が音の到来する方向（角度）θである。Ｌは、マイクロフォン２１，２２間の距離（ｍ）であり、Ｖ0は、音速３４０（ｍ／ｓｅｃ）である。
【０２７２】
【数１】
2006197552.tif 000003
【０２７３】
【数２】
2006197552.tif 000004
【０２７４】
【数３】
2006197552.tif 000005
【０２７５】
【数４】
2006197552.tif 000006
【０２７６】
これに対し、一方のマイクロフォン２１の受信信号Ｘ1（ｔ）に遅延処理を施した後の信号をＤ（Ｘ1（ｔ））とし、他方のマイクロフォン２２の受信信号をＸ2（ｔ）とすると、通常モードでは、第１目的音劣勢信号生成手段４１により、これらの信号の差Ｄ（Ｘ1（ｔ））−Ｘ2（ｔ）が求められ、これが第１の目的音劣勢の信号となる（図１、図３、図４参照）。
【０２７７】
また、一方のマイクロフォン２１の受信信号Ｘ1（ｔ）に遅延処理を施した後の信号Ｄ（Ｘ1（ｔ））を、次の式（５）のように表し、他方のマイクロフォン２２の受信信号Ｘ2（ｔ）を、前述した式（２）のように表すと、これらの信号の差Ｄ（Ｘ1（ｔ））−Ｘ2（ｔ）は、次の式（６）のようになり、この第１の目的音劣勢の信号を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｄ（Ｘ1（ｔ））−Ｘ2（ｔ）＞｜は、次の式（７）のようになるので、第１の目的音劣勢の信号の指向特性は、図５および図７の点線のようになる。
【０２７８】
【数５】
2006197552.tif 000007
【０２７９】
【数６】
2006197552.tif 000008
【０２８０】
【数７】
2006197552.tif 000009
【０２８１】
そして、遅延時間は、Ｌ／Ｖ0（ｓｅｃ）であり、２個のマイクロフォン２１，２２間の距離Ｌの音波伝播時間と同等または略同等な時間である。従って、図４に示すように、一方のマイクロフォン２１の受信信号Ｘ1（ｔ）に遅延処理を施した場合には、一方のマイクロフォン２１は、実質的に、図中一点鎖線で示される円上に位置するのと同じことになる。例えば、通常モードの目的音の音源位置の方向（θ＝０度）から到来する音については、一方のマイクロフォン２１は、実質的に、他方のマイクロフォン２２と同じ位置にあることになり、信号の差をとるとゼロになるので、この方向（θ＝０度）から到来する音については抑制されることがわかる。また、通常モードの目的音の音源位置と反対の方向（θ＝１８０度）から到来する音（妨害音）については、一方のマイクロフォン２１は、実質的に、図中のＰ１の位置にあることになり、他方のマイクロフォン２２との間隔が実質的に拡がるので、信号の差が大きくなり、強調されることがわかる。
【０２８２】
切替モードの場合も同様であり、他方のマイクロフォン２２の受信信号Ｘ2（ｔ）に遅延処理を施した後の信号をＤ（Ｘ2（ｔ））とし、一方のマイクロフォン２１の受信信号をＸ1（ｔ）とすると、第２目的音劣勢信号生成手段４２により、これらの信号の差Ｄ（Ｘ2（ｔ））−Ｘ1（ｔ）が求められ、これが第２の目的音劣勢の信号となる（図１、図３参照）。そして、この第２の目的音劣勢の信号Ｄ（Ｘ2（ｔ））−Ｘ1（ｔ）を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｄ（Ｘ2（ｔ））−Ｘ1（ｔ）＞｜を図示すると、図６および図７の一点鎖線で示されるような第２の目的音劣勢の信号の指向特性が得られる。
【０２８３】
その後、分離手段６０により、目的音優勢の信号のスペクトルと、目的音劣勢の信号（通常モードでは、第１の目的音劣勢の信号であり、切替モードでは、第２の目的音劣勢の信号である。）のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音と妨害音とを分離する。
【０２８４】
図８において、分離手段６０により最大レベル帯域選択を行う場合には、次のようになる。目的音優勢信号生成手段３０により生成されて周波数解析手段５０による処理で得られた目的音優勢の信号のスペクトルのうち、周波数帯域ｆ1のパワー（振幅値）をα1とし、周波数帯域ｆ2のパワーをα2とする。一方、目的音劣勢信号生成手段４０により生成されて周波数解析手段５０による処理で得られた目的音劣勢の信号（通常モードでは、第１の目的音劣勢の信号であり、切替モードでは、第２の目的音劣勢の信号である。）のスペクトルのうち、周波数帯域ｆ1のパワーをβ1とし、周波数帯域ｆ2のパワーをβ2とする。
【０２８５】
このとき、周波数帯域ｆ1のパワーα1と、同じ周波数帯域ｆ1のパワーβ1との大小を比較する。ここで、図示の如く、α1＞β1であったとすれば、大きい方のパワーα1を選択し、このパワーα1を目的音のスペクトルに帰属させる。なお、小さい方のパワーβ1は、処理に用いられることなく、すなわち分離後のスペクトルに帰属させることなく捨てられる。
【０２８６】
また、周波数帯域ｆ2のパワーα2と、同じ周波数帯域ｆ2のパワーβ2との大小を比較する。ここで、図示の如く、β2＞α2であったとすれば、大きい方のパワーβ2を選択し、このパワーβ2を妨害音に帰属させる。なお、小さい方のパワーα2は、処理に用いられることなく、すなわち分離後のスペクトルに帰属させることなく捨てられる。
【０２８７】
一方、分離手段６０によりスペクトラル・サブトラクションを行う場合には、次のようになる。周波数帯域毎に、目的音優勢信号生成手段３０により生成されて周波数解析手段５０による処理で得られた目的音優勢の信号のスペクトルのパワーγから、目的音劣勢信号生成手段４０により生成されて周波数解析手段５０による処理で得られた目的音劣勢の信号（通常モードでは、第１の目的音劣勢の信号であり、切替モードでは、第２の目的音劣勢の信号である。）のスペクトルのパワーδに係数Ｋを乗じた値（Ｋ×δ）を減じる。すなわち、γ−Ｋ×δの算出値が、分離後に得られる目的音のスペクトルの各周波数帯域のパワーとなる。係数Ｋは、例えば、目的音優勢の信号についてのパワーγと、目的音劣勢の信号についてのパワーδとの差の大きさに依存する係数等である。なお、目的音優勢の信号のスペクトルのパワーγの方が、目的音劣勢の信号のスペクトルのパワーδに係数Ｋを乗じた値（Ｋ×δ）よりも小さくなる周波数帯域においては、例えば、一定のルールで定められた最小値（各周波数帯域につき一定の値でもよく、目的音優勢の信号のスペクトルの周波数帯域毎の各パワーの値に比例する値等でもよい。）を算出値としてもよく、あるいはゼロとしてもよい。
【０２８８】
そして、分離手段６０により目的音を分離した後には、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。この際、分離手段６０による処理で得られた周波数領域上の信号である目的音を、時間領域上の信号である音声波形に変換する合成処理を行い、雑音を付与した後、周波数解析を行い、その後、音声認識を行ってもよい。また、雑音の付与は、時間領域上ではなく、周波数領域上で行ってもよい。
【０２８９】
このような第１実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム１０は、目的音優勢信号生成手段３０および目的音劣勢信号生成手段４０を備えているので、２個のマイクロフォン２１，２２の受音信号を用いて目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号を生成することができる。このため、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行うことができる。
【０２９０】
そして、音源分離システム１０は、分離手段６０を備えているので、指向特性制御を行って生成された目的音優勢の信号のスペクトルおよび目的音劣勢の信号のスペクトルを用いて、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。このため、前述した特許文献４の場合のように複数のマイクロフォンの固定的位置関係に起因する信号のマイクロフォン間音圧レベル差を用いて帯域選択を行う場合に比べ、分離性能を向上させることができる。
【０２９１】
また、音源分離システム１０では、使用するマイクロフォンの個数は２個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０２９２】
さらに、目的音劣勢信号生成手段４０は、第１目的音劣勢信号生成手段４１と、第２目的音劣勢信号生成手段４２と、切替手段４３とを備えているので、ユーザは、通常モードと切替モードとのモード切替を行うことができる。このため、２個のマイクロフォン２１，２２の配置位置を変えることなく、取得する目的音の方向を切り替えることができるので、ユーザにとって使い勝手のよいシステムを実現することができる。
【０２９３】
そして、第１目的音劣勢信号生成手段４１および第２目的音劣勢信号生成手段４２は、２個のマイクロフォン２１，２２の間隔の音波伝播時間と同等または略同等な時間の遅延を与える処理を行うので、目的音到来方向（図７に示すように、通常モードの目的音については、θ＝０度であり、切替モードの目的音については、θ＝１８０度（−１８０度）である。）において、目的音劣勢の信号の振幅値がゼロとなる指向特性を作り出すことができる。このため、目的音に向けられた指向特性（目的音優勢の信号による指向特性）との振幅値の差を大きくとることができ、分離性能を向上させることができる。
【０２９４】
［第２実施形態］
図９には、本発明の第２実施形態の音源分離システム２００の全体構成が示されている。図１０には、目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号の各指向特性が示され、図１１には、図１０を展開して横軸を方向（角度）θとした状態の各指向特性が示されている。本第２実施形態の音源分離システム２００は、＜２マイク・目的音到来方向直交配置・和差併用タイプの発明＞に係るシステムである。
【０２９５】
図９において、音源分離システム２００は、間隔を置いて配置された２個のマイクロフォン２２１，２２２と、これらの２個のマイクロフォン２２１，２２２の受音信号を用いて時間領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段２３０と、２個のマイクロフォン２２１，２２２の受音信号を用いて時間領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段２４０と、目的音優勢信号生成手段２３０および目的音劣勢信号生成手段２４０により生成された時間領域上の信号についてそれぞれ周波数解析を行う周波数解析手段２５０と、この周波数解析手段２５０により得られた目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音と妨害音とを分離する分離手段２６０とを備えている。
【０２９６】
２個のマイクロフォン２２１，２２２は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンである。そして、図９中の一点鎖線に示すように、携帯機器である携帯電話機２８０において、２個のマイクロフォン２２１，２２２は、いずれも各種のキーからなる操作部および／または画面表示部が設けられた表面２８１側に設けられ、裏面２８２側にはマイクロフォンは設けられていない。従って、２個のマイクロフォン２２１，２２２は、目的音到来方向と直交または略直交する方向に並べて配置されている。この点が、前記第１実施形態と異なる。また、図６０に示すように、例えば、Ｐ１，Ｐ３の位置、Ｐ４，Ｐ５の位置、Ｐ６，Ｐ８の位置、あるいはＰ９，Ｐ１１の位置にマイクロフォンを設けること等ができ、要するに、目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との相対的な関係が図９の状態となれば、Ｐ１〜Ｐ３４のいずれの位置に設けてもよい。
【０２９７】
目的音優勢信号生成手段２３０は、時間領域上で、一方のマイクロフォン２２１の受音信号と、他方のマイクロフォン２２２の受音信号との和をとる処理を行うものである。この処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０２９８】
目的音劣勢信号生成手段２４０は、時間領域上で、一方のマイクロフォン２２１の受音信号と、他方のマイクロフォン２２２の受音信号との差をとる処理を行うものである。この処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０２９９】
周波数解析手段２５０は、目的音優勢信号生成手段２３０により生成された時間領域上の目的音優勢の信号および目的音劣勢信号生成手段２４０により生成された時間領域上の目的音劣勢の信号について、それぞれ周波数解析を行うものである。周波数解析には、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）や一般化調和解析（ＧＨＡ）等を採用することができるのは、前記第１実施形態の場合と同様である。なお、目的音優勢信号生成手段２３０および目的音劣勢信号生成手段２４０により周波数領域上の信号が生成される場合には、周波数解析手段２５０の設置を省略することができる。
【０３００】
分離手段２６０は、目的音優勢の信号のスペクトルと、目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）か、またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音と妨害音とを分離する処理を行うものである。帯域選択およびスペクトラル・サブトラクションの各処理方法は、前記第１実施形態の場合と略同様であるため、詳しい説明は省略する。
【０３０１】
但し、本実施形態では、目的音優勢信号生成手段２３０が２個のマイクロフォン２２１，２２２の受音信号の和をとる処理を行うので、目的音優勢の信号の指向特性と、目的音劣勢の信号の指向特性との各方向（角度）θにおける振幅値の大小関係が周波数により変動し、安定しないことから、分離手段２６０による処理を行うに際しては、目的音優勢の信号のスペクトルに対して周波数に依存する係数Ａ（ω）を乗じ、目的音劣勢の信号のスペクトルに対して周波数に依存する係数Ｂ（ω）を乗じてから、帯域選択やスペクトラル・サブトラクションを行う。なお、両者の相対的な大小関係を周波数に応じて調整することができればよいので、Ａ（ω）またはＢ（ω）のいずれかを乗じるのみでもよい。
【０３０２】
このような第２実施形態においては、以下のようにして音源分離システム２００により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０３０３】
先ず、２個のマイクロフォン２２１，２２２の受信信号（時間領域上の信号）を用いて、目的音優勢信号生成手段２３０により目的音優勢の信号（時間領域上の信号）を生成するとともに、目的音劣勢信号生成手段２４０により目的音劣勢の信号（時間領域上の信号）を生成する。続いて、得られた目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号について、周波数解析手段２５０により、それぞれ周波数解析を行い、目的音優勢の信号のスペクトルおよび目的音劣勢の信号のスペクトルを求める。
【０３０４】
この際、一方のマイクロフォン２２１の受信信号をＸ1（ｔ）とし、他方のマイクロフォン２２２の受信信号をＸ2（ｔ）とすると、目的音優勢信号生成手段２３０により、これらの信号の和、Ｘ1（ｔ）＋Ｘ2（ｔ）が求められ、これが目的音優勢の信号となる。また、これらの信号の和Ｘ1（ｔ）＋Ｘ2（ｔ）を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｘ1（ｔ）＋Ｘ2（ｔ）＞｜に係数Ａ（ω）を乗じて得られる目的音優勢の信号の指向特性は、図１０および図１１の実線のようになる。
【０３０５】
これに対し、目的音劣勢信号生成手段２４０により、一方のマイクロフォン２２１の受信信号Ｘ1（ｔ）と、他方のマイクロフォン２２２の受信信号Ｘ2（ｔ）との差、Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）が求められ、これが目的音劣勢の信号となる。また、これらの信号の差Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）＞｜に係数Ｂ（ω）を乗じて得られる目的音劣勢の信号の指向特性は、図１０および図１１の点線のようになる。
【０３０６】
その後、分離手段２６０により、目的音優勢の信号のスペクトルと、目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音と妨害音とを分離する。
【０３０７】
そして、分離手段２６０により目的音を分離した後には、前記第１実施形態の場合と同様に、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。
【０３０８】
このような第２実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム２００は、目的音優勢信号生成手段２３０および目的音劣勢信号生成手段２４０を備えているので、２個のマイクロフォン２２１，２２２の受音信号を用いて目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号を生成することができる。このため、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行うことができる。
【０３０９】
そして、音源分離システム２００は、分離手段２６０を備えているので、指向特性制御を行って生成された目的音優勢の信号のスペクトルおよび目的音劣勢の信号のスペクトルを用いて、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。このため、前述した特許文献４の場合のように複数のマイクロフォンの固定的位置関係に起因する信号のマイクロフォン間音圧レベル差を用いて帯域選択を行う場合に比べ、分離性能を向上させることができる。
【０３１０】
また、音源分離システム２００では、使用するマイクロフォンの個数は２個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０３１１】
［第３実施形態］
図１２には、本発明の第３実施形態の音源分離システム３００の全体構成が示されている。図１３には、第１および第２の目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号の各指向特性が示され、図１４には、図１３を展開して横軸を方向（角度）θとした状態の各指向特性が示されている。本第３実施形態の音源分離システム３００は、＜２マイク・目的音到来方向直交配置・差分タイプの発明＞に係るシステムである。
【０３１２】
図１２において、音源分離システム３００は、間隔を置いて配置された２個のマイクロフォン３２１，３２２と、これらの２個のマイクロフォン３２１，３２２の受音信号を用いて時間領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより第１および第２の目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段３３０と、２個のマイクロフォン３２１，３２２の受音信号を用いて時間領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段３４０と、目的音優勢信号生成手段３３０および目的音劣勢信号生成手段３４０により生成された時間領域上の信号についてそれぞれ周波数解析を行う周波数解析手段３５０と、この周波数解析手段３５０により得られた目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音と妨害音とを分離する分離手段３６０とを備えている。
【０３１３】
２個のマイクロフォン３２１，３２２は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンである。そして、図１２中の一点鎖線に示すように、携帯機器である携帯電話機３８０において、２個のマイクロフォン３２１，３２２は、いずれも各種のキーからなる操作部および／または画面表示部が設けられた表面３８１側に設けられ、裏面３８２側にはマイクロフォンは設けられていない。従って、２個のマイクロフォン３２１，３２２は、目的音到来方向と直交または略直交する方向に並べて配置されている。この点が、前記第１実施形態と異なり、前記第２実施形態と同様である。また、図６０に示すように、例えば、Ｐ１，Ｐ３の位置、Ｐ４，Ｐ５の位置、Ｐ６，Ｐ８の位置、あるいはＰ９，Ｐ１１の位置にマイクロフォンを設けること等ができ、要するに、目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との相対的な関係が図１２の状態となれば、Ｐ１〜Ｐ３４のいずれの位置に設けてもよい。
【０３１４】
目的音優勢信号生成手段３３０は、第１目的音優勢信号生成手段３３１と、第２目的音優勢信号生成手段３３２とを備えて構成されている。
【０３１５】
第１目的音優勢信号生成手段３３１は、時間領域上で、一方のマイクロフォン３２１の受音信号と、他方のマイクロフォン３２２の受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第１の目的音優勢の信号を生成する処理を行うものである。第１の目的音優勢の信号は、目的音を含む一方のマイクロフォン３２１の設置された側の空間（図１２では左側空間）から到来する音を強調した信号である。この処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０３１６】
第２目的音優勢信号生成手段３３２は、時間領域上で、他方のマイクロフォン３２２の受音信号と、一方のマイクロフォン３２１の受音信号に遅延処理を施した後の信号との差をとって第２の目的音優勢の信号を生成する処理を行うものである。第２の目的音優勢の信号は、目的音を含む他方のマイクロフォン３２２の設置された側の空間（図１２では右側空間）から到来する音を強調した信号である。この処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０３１７】
目的音劣勢信号生成手段３４０は、時間領域上で、一方のマイクロフォン３２１の受音信号と、他方のマイクロフォン３２２の受音信号との差をとって目的音劣勢の信号を生成する処理を行うものである。この処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０３１８】
周波数解析手段３５０は、目的音優勢信号生成手段３３０により生成された時間領域上の第１および第２の目的音優勢の信号、並びに目的音劣勢信号生成手段３４０により生成された時間領域上の目的音劣勢の信号について、それぞれ周波数解析を行うものである。周波数解析には、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）や一般化調和解析（ＧＨＡ）等を採用することができるのは、前記第１、第２実施形態の場合と同様である。なお、目的音優勢信号生成手段３３０および目的音劣勢信号生成手段３４０により周波数領域上の信号が生成される場合には、周波数解析手段３５０の設置を省略することができる。
【０３１９】
分離手段３６０は、第１分離手段３６１と、第２分離手段３６２と、統合手段３６３とを含んで構成されている。
【０３２０】
第１分離手段３６１は、第１の目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）か、またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音を含む一方のマイクロフォン３２１の設置された側の空間（図１２では左側空間）から到来する音を分離する処理を行うものである。帯域選択を行う場合には、第１の目的音優勢の信号のスペクトルと、目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られる音のスペクトルに帰属させる。また、スペクトラル・サブトラクションを行う場合には、第１の目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じる。
【０３２１】
第２分離手段３６２は、第２の目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）か、またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音を含む他方のマイクロフォン３２２の設置された側の空間（図１２では右側空間）から到来する音を分離する処理を行うものである。帯域選択を行う場合には、第２の目的音優勢の信号のスペクトルと、目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られる音のスペクトルに帰属させる。スペクトラル・サブトラクションを行う場合には、第２の目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じる。
【０３２２】
統合手段３６３は、第１分離手段３６１により分離された目的音を含む一方のマイクロフォン３２１の設置された側の空間（図１２では左側空間）から到来する音のスペクトルと、第２分離手段３６２により分離された目的音を含む他方のマイクロフォン３２２の設置された側の空間（図１２では右側空間）から到来する音のスペクトルとを用いて、これらのパワーを周波数帯域毎に加算するか（アディション）、または周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルとして帰属させること（ミニマイゼーション）によりスペクトル統合処理を行い、目的音を分離するものである。なお、ミニマイゼーションによるスペクトル統合処理の詳細については、図３４で後述する。
【０３２３】
このような第３実施形態においては、以下のようにして音源分離システム３００により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０３２４】
先ず、２個のマイクロフォン３２１，３２２の受信信号（時間領域上の信号）を用いて、第１目的音優勢信号生成手段３３１および第２目的音優勢信号生成手段３３２により第１および第２の目的音優勢の信号（時間領域上の信号）を生成するとともに、目的音劣勢信号生成手段３４０により目的音劣勢の信号（時間領域上の信号）を生成する。続いて、得られた第１および第２の目的音優勢の信号、並びに目的音劣勢の信号について、周波数解析手段３５０により、それぞれ周波数解析を行い、第１および第２の目的音優勢の信号の各スペクトル、並びに目的音劣勢の信号のスペクトルを求める。
【０３２５】
この際、一方のマイクロフォン３２１の受信信号をＸ1（ｔ）とし、他方のマイクロフォン３２２の受信信号をＸ2（ｔ）とすると、第１目的音優勢信号生成手段３３１により、一方のマイクロフォン３２１の受音信号Ｘ1（ｔ）と、他方のマイクロフォン３２２の受音信号Ｘ2（ｔ）に遅延処理を施した後の信号Ｄ（Ｘ2（ｔ））との差、Ｘ1（ｔ）−Ｄ（Ｘ2（ｔ））が求められ、これが第１の目的音優勢の信号となる。また、この第１の目的音優勢の信号Ｘ1（ｔ）−Ｄ（Ｘ2（ｔ））を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｘ1（ｔ）−Ｄ（Ｘ2（ｔ））＞｜を図示すると、図１３および図１４の実線で示されるような第１の目的音優勢の信号の指向特性が得られる。
【０３２６】
さらに、第２目的音優勢信号生成手段３３２により、他方のマイクロフォン３２２の受音信号Ｘ2（ｔ）と、一方のマイクロフォン３２１の受音信号Ｘ1（ｔ）に遅延処理を施した後の信号Ｄ（Ｘ1（ｔ））との差、Ｘ2（ｔ）−Ｄ（Ｘ1（ｔ））が求められ、これが第２の目的音優勢の信号となる。また、この第２の目的音優勢の信号Ｘ2（ｔ）−Ｄ（Ｘ1（ｔ））を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｘ2（ｔ）−Ｄ（Ｘ1（ｔ））＞｜を図示すると、図１３および図１４の一点鎖線で示されるような第２の目的音優勢の信号の指向特性が得られる。
【０３２７】
これに対し、目的音劣勢信号生成手段３４０により、一方のマイクロフォン３２１の受信信号Ｘ1（ｔ）と、他方のマイクロフォン３２２の受信信号Ｘ2（ｔ）との差、Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）が求められ、これが目的音劣勢の信号となる。また、これらの信号の差Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）＞｜を図示すると、図１３および図１４の点線で示されるような目的音劣勢の信号の指向特性が得られる。
【０３２８】
その後、第１分離手段３６１により、第１の目的音優勢の信号のスペクトルと、目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）か、またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音を含む一方のマイクロフォン３２１の設置された側の空間（図１２では左側空間）から到来する音を分離する処理を行うとともに、第２分離手段３６２により、第２の目的音優勢の信号のスペクトルと、目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）か、またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音を含む他方のマイクロフォン３２２の設置された側の空間（図１２では右側空間）から到来する音を分離する処理を行う。なお、第１分離手段３６１で帯域選択を行った場合には、第２分離手段３６２でも帯域選択を行い、第１分離手段３６１でスペクトラル・サブトラクションを行った場合には、第２分離手段３６２でもスペクトラル・サブトラクションを行う。
【０３２９】
それから、統合手段３６３により、第１分離手段３６１により分離された目的音を含む一方のマイクロフォン３２１の設置された側の空間（図１２では左側空間）から到来する音のスペクトルと、第２分離手段３６２により分離された目的音を含む他方のマイクロフォン３２２の設置された側の空間（図１２では右側空間）から到来する音のスペクトルとを用いて、アディションまたはミニマイゼーションによりスペクトル統合処理を行い、目的音を分離する。
【０３３０】
そして、分離手段３６０により目的音を分離した後には、前記第１、第２実施形態の場合と同様に、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。
【０３３１】
このような第３実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム３００は、目的音優勢信号生成手段３３０および目的音劣勢信号生成手段３４０を備えているので、２個のマイクロフォン３２１，３２２の受音信号を用いて目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号を生成することができる。このため、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行うことができる。
【０３３２】
そして、音源分離システム３００は、分離手段３６０を備えているので、指向特性制御を行って生成された目的音優勢の信号のスペクトルおよび目的音劣勢の信号のスペクトルを用いて、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。このため、前述した特許文献４の場合のように複数のマイクロフォンの固定的位置関係に起因する信号のマイクロフォン間音圧レベル差を用いて帯域選択を行う場合に比べ、分離性能を向上させることができる。
【０３３３】
また、音源分離システム３００では、使用するマイクロフォンの個数は２個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０３３４】
［第４実施形態］
図１５には、本発明の第４実施形態の音源分離システム４００の全体構成が示されている。図１６には、目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号の各指向特性が示され、図１７には、図１６を展開して横軸を方向（角度）θとした状態の各指向特性が示されている。本第４実施形態の音源分離システム４００は、＜３マイク・２組合せタイプの発明＞に係るシステムである。
【０３３５】
図１５において、音源分離システム４００は、三角形（本実施形態では、一例として、直角三角形または略直角三角形とする。）の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォン４２１，４２２，４２３と、第１および第２の２個のマイクロフォン４２１，４２２の受音信号を用いて時間領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段４３０と、第１および第３の２個のマイクロフォン４２１，４２３の受音信号を用いて時間領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段４４０と、目的音優勢信号生成手段４３０および目的音劣勢信号生成手段４４０により生成された時間領域上の信号についてそれぞれ周波数解析を行う周波数解析手段４５０と、この周波数解析手段４５０により得られた目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音と妨害音とを分離する分離手段４６０とを備えている。
【０３３６】
３個のマイクロフォン４２１，４２２，４２３は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンである。そして、図１５中の一点鎖線に示すように、携帯機器である携帯電話機４８０において、第１のマイクロフォン４２１は、キーからなる操作部および／または画面表示部が設けられた表面４８１側に設けられ、第２のマイクロフォン４２２は、裏面４８２側の対応位置（第１のマイクロフォン４２１の設置位置の丁度反対側の位置）に設けられ、第３のマイクロフォン４２３は、表面４８１側に第１のマイクロフォン４２１と間隔を置いて設けられている。従って、第１および第２のマイクロフォン４２１，４２２は、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置され、第１および第３のマイクロフォン４２１，４２３は、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置されている。この点が、前記第１〜第３実施形態と異なる。また、携帯電話機を折り曲げた状態で使用するのであれば、図６０に示すように、目的音が表面に沿う矢印Ａの方向またはそれに近い方向から到来するので、例えば、Ｐ１，Ｐ３，Ｐ８の位置、Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５の位置、Ｐ１，Ｐ３，Ｐ６の位置、あるいはＰ１，Ｐ３，Ｐ４の位置にマイクロフォンを設けること等ができ、要するに、目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との相対的な関係が図１５の状態となれば、Ｐ１〜Ｐ３４のいずれの位置に設けてもよい。
【０３３７】
目的音優勢信号生成手段４３０は、時間領域上で、第１のマイクロフォン４２１の受音信号と、第２のマイクロフォン４２２の受音信号との差をとる処理を行うものである。この処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０３３８】
目的音劣勢信号生成手段４４０は、時間領域上で、第１のマイクロフォン４２１の受音信号と、第３のマイクロフォン４２３の受音信号との差をとる処理を行うものである。この処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０３３９】
周波数解析手段４５０は、目的音優勢信号生成手段４３０により生成された時間領域上の目的音優勢の信号および目的音劣勢信号生成手段４４０により生成された時間領域上の目的音劣勢の信号について、それぞれ周波数解析を行うものである。周波数解析には、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）や一般化調和解析（ＧＨＡ）等を採用することができるのは、前記第１〜第３実施形態の場合と同様である。なお、目的音優勢信号生成手段４３０および目的音劣勢信号生成手段４４０により周波数領域上の信号が生成される場合には、周波数解析手段４５０の設置を省略することができる。
【０３４０】
分離手段４６０は、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）か、またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音と妨害音とを分離する処理を行うものである。帯域選択およびスペクトラル・サブトラクションの各処理方法は、前記第１実施形態の場合と同様であるため、詳しい説明は省略する。
【０３４１】
このような第４実施形態においては、以下のようにして音源分離システム４００により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０３４２】
先ず、第１および第２のマイクロフォン４２１，４２２の受信信号（時間領域上の信号）を用いて、目的音優勢信号生成手段４３０により目的音優勢の信号（時間領域上の信号）を生成するとともに、第１および第３のマイクロフォン４２１，４２３の受信信号（時間領域上の信号）を用いて、目的音劣勢信号生成手段４４０により目的音劣勢の信号（時間領域上の信号）を生成する。続いて、得られた目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号について、周波数解析手段４５０により、それぞれ周波数解析を行い、目的音優勢の信号のスペクトルおよび目的音劣勢の信号のスペクトルを求める。
【０３４３】
この際、第１のマイクロフォン４２１の受信信号をＸ1（ｔ）とし、第２のマイクロフォン４２２の受信信号をＸ2（ｔ）とすると、目的音優勢信号生成手段４３０により、これらの信号の差、Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）が求められ、これが目的音優勢の信号となる。また、これらの信号の差Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）＞｜を図示すると、図１６および図１７の実線で示すような目的音優勢の信号の指向特性が得られる。
【０３４４】
これに対し、第１のマイクロフォン４２１の受信信号をＸ1（ｔ）とし、第３のマイクロフォン４２３の受信信号をＸ3（ｔ）とすると、目的音劣勢信号生成手段４４０により、これらの信号の差、Ｘ1（ｔ）−Ｘ3（ｔ）が求められ、これが目的音劣勢の信号となる。また、これらの信号の差Ｘ1（ｔ）−Ｘ3（ｔ）を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｘ1（ｔ）−Ｘ3（ｔ）＞｜を図示すると、図１６および図１７の点線で示すような目的音劣勢の信号の指向特性が得られる。
【０３４５】
その後、分離手段４６０により、目的音優勢の信号のスペクトルと、目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音と妨害音とを分離する。
【０３４６】
そして、分離手段４６０により目的音を分離した後には、前記第１〜第３実施形態の場合と同様に、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。
【０３４７】
このような第４実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム４００は、目的音優勢信号生成手段４３０および目的音劣勢信号生成手段４４０を備えているので、３個のマイクロフォン４２１，４２２，４２３の受音信号を用いて目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号を生成することができる。このため、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行うことができる。
【０３４８】
そして、音源分離システム４００は、分離手段４６０を備えているので、指向特性制御を行って生成された目的音優勢の信号のスペクトルおよび目的音劣勢の信号のスペクトルを用いて、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。このため、前述した特許文献４の場合のように複数のマイクロフォンの固定的位置関係に起因する信号のマイクロフォン間音圧レベル差を用いて帯域選択を行う場合に比べ、分離性能を向上させることができる。
【０３４９】
また、音源分離システム４００では、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０３５０】
［第５実施形態］
図１８には、本発明の第５実施形態の音源分離システム５００の全体構成が示されている。図１９には、目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号の各指向特性が示され、図２０には、図１９を展開して横軸を方向（角度）θとした状態の各指向特性が示されている。本第５実施形態の音源分離システム５００は、＜４マイク・２組合せタイプの発明＞に係るシステムである。
【０３５１】
図１８において、音源分離システム５００は、互いに交差する第１の方向および第２の方向のそれぞれに２個ずつ間隔を置いて並べて配置された合計４個のマイクロフォン５２１，５２２，５２３，５２４と、第１の方向に並べて配置された２個のマイクロフォン５２１，５２２の受音信号を用いて時間領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段５３０と、第２の方向に並べて配置された２個のマイクロフォン５２３，５２４の受音信号を用いて時間領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段５４０と、目的音優勢信号生成手段５３０および目的音劣勢信号生成手段５４０により生成された時間領域上の信号についてそれぞれ周波数解析を行う周波数解析手段５５０と、この周波数解析手段５５０により得られた目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音と妨害音とを分離する分離手段５６０とを備えている。
【０３５２】
第１〜第４のマイクロフォン５２１〜５２４は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンである。そして、第１および第２のマイクロフォン５２１，５２２は、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置され、本実施形態では、この方向が第１の方向とされている。また、第３および第４のマイクロフォン５２３，５２４は、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置され、本実施形態では、この方向が第２の方向とされている。これらの４個のマイクロフォン５２１〜５２４を携帯機器である携帯電話機に設けるとすれば、例えば、第１のマイクロフォン５２１を表面側に設け、第２のマイクロフォン５２２を表面側に設け、第３および第４のマイクロフォン５２３，５２４を左右の側面部分に設けることができる。また、携帯電話機を折り曲げた状態で使用するのであれば、図６０に示すように、目的音が表面に沿う矢印Ａの方向またはそれに近い方向から到来するので、例えば、Ｐ２，Ｐ７，Ｐ４，Ｐ５の位置にマイクロフォンを設けること等ができ、要するに、目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との相対的な関係が図１８の状態となれば、Ｐ１〜Ｐ３４のいずれの位置に設けてもよい。
【０３５３】
なお、本第５実施形態は、前記第４実施形態の場合（図１５参照）における第１のマイクロフォン４２１の機能を、第１および第３のマイクロフォン５２１，５２３に分散して持たせたものであり、換言すれば、前記第４実施形態では、本第５実施形態の第１および第３のマイクロフォン５２１，５２３の機能を、第１のマイクロフォン４２１で兼用して持たせていることになる。従って、前記第４実施形態の指向特性（図１６、図１７）と、本第５実施形態の指向特性（図１９、図２０）とは同じになっている。
【０３５４】
また、本実施形態では、第１のマイクロフォン５２１と第２のマイクロフォン５２２とを結んだ線（延長部分は含まない。）と、第３のマイクロフォン５２３と第４のマイクロフォン５２４とを結んだ線（延長部分は含まない。）とが交差するように、つまり略十字状になるように、４個のマイクロフォン５２１〜５２４が配置されているが、交差することなく配置してもよく、要するに、互いに交差（本実施形態では、直交または略直交）する第１の方向と第２の方向とが形成されるように配置すればよい。
【０３５５】
目的音優勢信号生成手段５３０は、時間領域上で、第１のマイクロフォン５２１の受音信号と、第２のマイクロフォン５２２の受音信号との差をとる処理を行うものである。この処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０３５６】
目的音劣勢信号生成手段５４０は、時間領域上で、第３のマイクロフォン５２３の受音信号と、第４のマイクロフォン５２４の受音信号との差をとる処理を行うものである。この処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０３５７】
周波数解析手段５５０は、目的音優勢信号生成手段５３０により生成された時間領域上の目的音優勢の信号および目的音劣勢信号生成手段５４０により生成された時間領域上の目的音劣勢の信号について、それぞれ周波数解析を行うものである。周波数解析には、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）や一般化調和解析（ＧＨＡ）等を採用することができるのは、前記第１〜第４実施形態の場合と同様である。なお、目的音優勢信号生成手段５３０および目的音劣勢信号生成手段５４０により周波数領域上の信号が生成される場合には、周波数解析手段５５０の設置を省略することができる。
【０３５８】
分離手段５６０は、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）か、またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音と妨害音とを分離する処理を行うものである。帯域選択およびスペクトラル・サブトラクションの各処理方法は、前記第１実施形態の場合と同様であるため、詳しい説明は省略する。
【０３５９】
このような第５実施形態においては、以下のようにして音源分離システム５００により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０３６０】
先ず、第１および第２のマイクロフォン５２１，５２２の受信信号（時間領域上の信号）を用いて、目的音優勢信号生成手段５３０により目的音優勢の信号（時間領域上の信号）を生成するとともに、第３および第４のマイクロフォン５２３，５２４の受信信号（時間領域上の信号）を用いて、目的音劣勢信号生成手段５４０により目的音劣勢の信号（時間領域上の信号）を生成する。続いて、得られた目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号について、周波数解析手段５５０により、それぞれ周波数解析を行い、目的音優勢の信号のスペクトルおよび目的音劣勢の信号のスペクトルを求める。
【０３６１】
この際、第１のマイクロフォン５２１の受信信号をＸ1（ｔ）とし、第２のマイクロフォン５２２の受信信号をＸ2（ｔ）とすると、目的音優勢信号生成手段５３０により、これらの信号の差、Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）が求められ、これが目的音優勢の信号となる。また、これらの信号の差Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）＞｜を図示すると、図１９および図２０の実線で示すような目的音優勢の信号の指向特性が得られる。
【０３６２】
これに対し、第３のマイクロフォン５２３の受信信号をＸ3（ｔ）とし、第４のマイクロフォン５２４の受信信号をＸ4（ｔ）とすると、目的音劣勢信号生成手段５４０により、これらの信号の差、Ｘ3（ｔ）−Ｘ4（ｔ）が求められ、これが目的音劣勢の信号となる。また、これらの信号の差Ｘ3（ｔ）−Ｘ4（ｔ）を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｘ3（ｔ）−Ｘ4（ｔ）＞｜を図示すると、図１９および図２０の点線で示すような目的音劣勢の信号の指向特性が得られる。
【０３６３】
その後、分離手段５６０により、目的音優勢の信号のスペクトルと、目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音と妨害音とを分離する。
【０３６４】
そして、分離手段５６０により目的音を分離した後には、前記第１〜第４実施形態の場合と同様に、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。
【０３６５】
このような第５実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム５００は、目的音優勢信号生成手段５３０および目的音劣勢信号生成手段５４０を備えているので、４個のマイクロフォン５２１〜５２４の受音信号を用いて目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号を生成することができる。このため、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行うことができる。
【０３６６】
そして、音源分離システム５００は、分離手段５６０を備えているので、指向特性制御を行って生成された目的音優勢の信号のスペクトルおよび目的音劣勢の信号のスペクトルを用いて、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。このため、前述した特許文献４の場合のように複数のマイクロフォンの固定的位置関係に起因する信号のマイクロフォン間音圧レベル差を用いて帯域選択を行う場合に比べ、分離性能を向上させることができる。
【０３６７】
また、音源分離システム５００では、使用するマイクロフォンの個数は４個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０３６８】
［第６実施形態］
図２１には、本発明の第６実施形態の音源分離システム６００の全体構成が示されている。図２２には、目的音優勢の信号、並びに第１および第２の目的音劣勢の信号の各指向特性が示され、図２３には、図２２を展開して横軸を方向（角度）θとした状態の各指向特性が示されている。本第６実施形態の音源分離システム６００は、＜４マイク・３組合せタイプの発明＞に係るシステムである。
【０３６９】
図２１において、音源分離システム６００は、四角形（本実施形態では、菱形若しくは略菱形、正方形若しくは略正方形、あるいはこれら以外の四角形であって対角線を中心として線対称な形状のもの）の各頂点位置に配置された第１、第２、第３、および第４の合計４個のマイクロフォン６２１，６２２，６２３，６２４と、第１および第２の２個のマイクロフォン６２１，６２２の受音信号を用いて時間領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段６３０と、第１、第３、および第４の３個のマイクロフォン６２１，６２３，６２４の受音信号を用いて時間領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる第１および第２の目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段６４０と、目的音優勢信号生成手段６３０および目的音劣勢信号生成手段６４０により生成された時間領域上の信号についてそれぞれ周波数解析を行う周波数解析手段６５０と、この周波数解析手段６５０により得られた目的音優勢の信号のスペクトルと第１および第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音と妨害音とを分離する分離手段６６０とを備えている。
【０３７０】
第１〜第４のマイクロフォン６２１〜６２４は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンである。そして、第１および第２のマイクロフォン６２１，６２２は、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置され、第３のマイクロフォン６２３は、第１のマイクロフォン６２１と第２のマイクロフォン６２２とを結ぶ線の一方の側（図２１中の左側）に配置され、第４のマイクロフォン６２４は、第１のマイクロフォン６２１と第２のマイクロフォン６２２とを結ぶ線の他方の側（図２１中の右側）に配置されている。これらの４個のマイクロフォン６２１〜６２４を携帯機器である携帯電話機に設けるとすれば、例えば、第１のマイクロフォン６２１を表面側に設け、第２のマイクロフォン６２２を裏面側に設け、第３および第４のマイクロフォン６２３，６２４を左右の側面部分に設けることができる。なお、本実施形態では、第１のマイクロフォン６２１と第２のマイクロフォン６２２とを結ぶ線と、第１のマイクロフォン６２１と第３のマイクロフォン６２３とを結ぶ線と、第１のマイクロフォン６２１と第４のマイクロフォン６２４とを結ぶ線とが矢印状になるように、４個のマイクロフォン６２１〜６２４が配置されているが、これに限定されず、例えば、Ｙ字状になるように、第３および第４のマイクロフォン６２３，６２４を目的音の音源に近づく方向に移動して配置してもよい。また、携帯電話機を折り曲げた状態で使用するのであれば、図６０に示すように、目的音が表面に沿う矢印Ａの方向またはそれに近い方向から到来するので、例えば、Ｐ２，Ｐ７，Ｐ４，Ｐ５の位置にマイクロフォンを設けること等ができ、要するに、目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との相対的な関係が図２１の状態（矢印状またはそれを変形したＹ字状）となれば、Ｐ１〜Ｐ３４のいずれの位置に設けてもよい。
【０３７１】
目的音優勢信号生成手段６３０は、時間領域上で、第１のマイクロフォン６２１の受音信号と、第２のマイクロフォン６２２の受音信号との差をとる処理を行うものである。この処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０３７２】
目的音劣勢信号生成手段６４０は、第１目的音劣勢信号生成手段６４１と、第２目的音劣勢信号生成手段６４２とを備えて構成されている。
【０３７３】
第１目的音劣勢信号生成手段６４１は、時間領域上で、第１のマイクロフォン６２１の受音信号と、第３のマイクロフォン６２３の受音信号との差をとって第１の目的音劣勢の信号を生成する処理を行うものである。第１の目的音劣勢の信号は、目的音到来方向の一方の側、すなわち第３のマイクロフォン６２３の設置側の空間（図２１では左側空間）から到来する音を抑制した信号である。この処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０３７４】
第２目的音劣勢信号生成手段６４２は、時間領域上で、第１のマイクロフォン６２１の受音信号と、第４のマイクロフォン６２４の受音信号との差をとって第２の目的音劣勢の信号を生成する処理を行うものである。第２の目的音劣勢の信号は、目的音到来方向の他方の側、すなわち第４のマイクロフォン６２４の設置側の空間（図２１では右側空間）から到来する音を抑制した信号である。この処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０３７５】
周波数解析手段６５０は、目的音優勢信号生成手段６３０により生成された時間領域上の目的音優勢の信号および目的音劣勢信号生成手段６４０により生成された時間領域上の第１および第２の目的音劣勢の信号について、それぞれ周波数解析を行うものである。周波数解析には、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）や一般化調和解析（ＧＨＡ）等を採用することができるのは、前記第１〜第５実施形態の場合と同様である。なお、目的音優勢信号生成手段６３０および目的音劣勢信号生成手段６４０により周波数領域上の信号が生成される場合には、周波数解析手段６５０の設置を省略することができる。
【０３７６】
分離手段６６０は、第１分離手段６６１と、第２分離手段６６２と、統合手段６６３とを含んで構成されている。
【０３７７】
第１分離手段６６１は、目的音優勢の信号のスペクトルと第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）か、またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音を含む一方の側、すなわち第３のマイクロフォン６２３の設置側の空間（図２１では左側空間）から到来する音を分離する処理を行うものである。帯域選択を行う場合には、目的音優勢の信号のスペクトルと、第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られる音のスペクトルに帰属させる。また、スペクトラル・サブトラクションを行う場合には、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、第１の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じる。
【０３７８】
第２分離手段６６２は、目的音優勢の信号のスペクトルと第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）か、またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音を含む他方の側、すなわち第４のマイクロフォン６２４の設置側の空間（図２１では右側空間）から到来する音を分離する処理を行うものである。帯域選択を行う場合には、目的音優勢の信号のスペクトルと、第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られる音のスペクトルに帰属させる。また、スペクトラル・サブトラクションを行う場合には、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、第２の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じる。
【０３７９】
統合手段６６３は、第１分離手段６６１により分離された目的音を含む一方の側、すなわち第３のマイクロフォン６２３の設置側の空間（図２１では左側空間）から到来する音のスペクトルと、第２分離手段６６２により分離された目的音を含む他方の側、すなわち第４のマイクロフォン６２４の設置側の空間（図２１では右側空間）から到来する音のスペクトルとを用いて、これらのパワーを周波数帯域毎に加算するか（アディション）、または周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルとして帰属させること（ミニマイゼーション）によりスペクトル統合処理を行い、目的音を分離するものである。
【０３８０】
このような第６実施形態においては、以下のようにして音源分離システム６００により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０３８１】
先ず、第１および第２のマイクロフォン６２１，６２２の受信信号（時間領域上の信号）を用いて、目的音優勢信号生成手段６３０により目的音優勢の信号（時間領域上の信号）を生成するとともに、第１、第３、および第４のマイクロフォン６２１，６２３，６２４の受信信号（時間領域上の信号）を用いて、目的音劣勢信号生成手段６４０により第１および第２の目的音劣勢の信号（時間領域上の信号）を生成する。続いて、得られた目的音優勢の信号、並びに第１および第２の目的音劣勢の信号について、周波数解析手段６５０により、それぞれ周波数解析を行い、目的音優勢の信号のスペクトル、並びに第１および第２の目的音劣勢の信号のスペクトルを求める。
【０３８２】
この際、第１のマイクロフォン６２１の受信信号をＸ1（ｔ）とし、第２のマイクロフォン６２２の受信信号をＸ2（ｔ）とすると、目的音優勢信号生成手段６３０により、これらの信号の差、Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）が求められ、これが目的音優勢の信号となる。また、これらの信号の差Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）＞｜を図示すると、図２２および図２３の実線で示すような目的音優勢の信号の指向特性が得られる。
【０３８３】
これに対し、第１のマイクロフォン６２１の受信信号をＸ1（ｔ）とし、第３のマイクロフォン６２３の受信信号をＸ3（ｔ）とすると、第１目的音劣勢信号生成手段６４１により、これらの信号の差、Ｘ1（ｔ）−Ｘ3（ｔ）が求められ、これが第１の目的音劣勢の信号となる。また、これらの信号の差Ｘ1（ｔ）−Ｘ3（ｔ）を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｘ1（ｔ）−Ｘ3（ｔ）＞｜を図示すると、図２２および図２３の点線で示すような第１の目的音劣勢の信号の指向特性が得られる。
【０３８４】
さらに、第１のマイクロフォン６２１の受信信号をＸ1（ｔ）とし、第４のマイクロフォン６２４の受信信号をＸ4（ｔ）とすると、第２目的音劣勢信号生成手段６４２により、これらの信号の差、Ｘ1（ｔ）−Ｘ4（ｔ）が求められ、これが第２の目的音劣勢の信号となる。また、これらの信号の差Ｘ1（ｔ）−Ｘ4（ｔ）を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｘ1（ｔ）−Ｘ4（ｔ）＞｜を図示すると、図２２および図２３の一点鎖線で示すような第２の目的音劣勢の信号の指向特性が得られる。
【０３８５】
その後、第１分離手段６６１により、目的音優勢の信号のスペクトルと、第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）か、またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音を含む一方の側、すなわち第３のマイクロフォン６２３の設置側の空間（図２１では左側空間）から到来する音を分離する処理を行うとともに、第２分離手段６６２により、目的音優勢の信号のスペクトルと、第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）か、またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音を含む他方の側、すなわち第４のマイクロフォン６２４の設置側の空間（図２１では右側空間）から到来する音を分離する処理を行う。なお、第１分離手段６６１で帯域選択を行った場合には、第２分離手段６６２でも帯域選択を行い、第１分離手段６６１でスペクトラル・サブトラクションを行った場合には、第２分離手段６６２でもスペクトラル・サブトラクションを行う。
【０３８６】
それから、統合手段６６３により、第１分離手段６６１により分離された目的音を含む一方の側、すなわち第３のマイクロフォン６２３の設置側の空間（図２１では左側空間）から到来する音のスペクトルと、第２分離手段６６２により分離された目的音を含む他方の側、すなわち第４のマイクロフォン６２４の設置側の空間（図２１では右側空間）から到来する音のスペクトルとを用いて、アディションまたはミニマイゼーションによりスペクトル統合処理を行い、目的音を分離する。
【０３８７】
そして、分離手段６６０により目的音を分離した後には、前記第１〜第５実施形態の場合と同様に、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。
【０３８８】
このような第６実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム６００は、目的音優勢信号生成手段６３０および目的音劣勢信号生成手段６４０を備えているので、４個のマイクロフォン６２１〜６２４の受音信号を用いて目的音優勢の信号、並びに第１および第２の目的音劣勢の信号を生成することができる。このため、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行うことができる。
【０３８９】
そして、音源分離システム６００は、分離手段６６０を備えているので、指向特性制御を行って生成された目的音優勢の信号のスペクトル、並びに第１および第２の目的音劣勢の信号のスペクトルを用いて、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。このため、前述した特許文献４の場合のように複数のマイクロフォンの固定的位置関係に起因する信号のマイクロフォン間音圧レベル差を用いて帯域選択を行う場合に比べ、分離性能を向上させることができる。
【０３９０】
また、音源分離システム６００では、使用するマイクロフォンの個数は４個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０３９１】
［第７実施形態］
図２４には、本発明の第７実施形態の音源分離システム７００の全体構成が示されている。図２５には、目的音優勢の信号、並びに第１および第２の目的音劣勢の信号の各指向特性が示され、図２６には、図２５を展開して横軸を方向（角度）θとした状態の各指向特性が示されている。本第７実施形態の音源分離システム７００は、＜３マイク・３組合せタイプの発明＞に係るシステムである。
【０３９２】
図２４において、音源分離システム７００は、三角形（本実施形態では、二等辺三角形または略二等辺三角形とする。）の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォン７２１，７２２，７２３と、これらの３個のマイクロフォン７２１，７２２，７２３の受音信号を用いて時間領域上で目的音強調用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号を生成する目的音優勢信号生成手段７３０と、３個のマイクロフォン７２１，７２２，７２３の受音信号を用いて時間領域上で目的音抑制用の線形結合処理を行うことにより目的音優勢の信号と対になる第１および第２の目的音劣勢の信号を生成する目的音劣勢信号生成手段７４０と、目的音優勢信号生成手段７３０および目的音劣勢信号生成手段７４０により生成された時間領域上の信号についてそれぞれ周波数解析を行う周波数解析手段７５０と、この周波数解析手段７５０により得られた目的音優勢の信号のスペクトルと第１および第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて目的音と妨害音とを分離する分離手段７６０とを備えている。
【０３９３】
第１〜第３のマイクロフォン７２１〜７２３は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンである。第１および第２のマイクロフォン７２１，７２２は、目的音到来方向に対して傾斜する方向（図２４中で右上がりの傾斜方向）に並べて配置され、第１および第３のマイクロフォン７２１，７２３は、目的音到来方向に対して第１および第２のマイクロフォン７２１，７２２の傾斜方向とは反対側に傾斜する方向（図２４中で左上がりの傾斜方向）に並べて配置されている。そして、図２４中の一点鎖線に示すように、携帯機器である携帯電話機７８０において、第１のマイクロフォン７２１は、キーからなる操作部および／または画面表示部が設けられた表面７８１側に設けられ、第２および第３のマイクロフォン７２２，７２３は、裏面７８２側に間隔を置いて設けられている。また、携帯電話機を折り曲げた状態で使用するのであれば、図６０に示すように、目的音が表面に沿う矢印Ａの方向またはそれに近い方向から到来するので、例えば、Ｐ２，Ｐ６，Ｐ８の位置にマイクロフォンを設けること等ができ、要するに、目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との相対的な関係が図２４の状態となれば、Ｐ１〜Ｐ３４のいずれの位置に設けてもよい。
【０３９４】
目的音優勢信号生成手段７３０は、時間領域上で、第１のマイクロフォン７２１の受音信号と、第２および第３のマイクロフォン７２２，７２３の受音信号の和に比例係数ｋを乗じた値との差をとる処理を行うものである。この処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。なお、３個のマイクロフォン７２１，７２２，７２３の配置が、二等辺ではない三角形の各頂点位置となっている場合には、第１のマイクロフォン７２１の受音信号との差をとる際に、第２および第３のマイクロフォン７２２，７２３の受音信号の和に比例係数ｋを乗じた値の代わりに、第２のマイクロフォン７２２の受音信号に比例係数ｋ1を乗じた値と、第３のマイクロフォン７２３の受音信号に比例係数ｋ2を乗じた値との和を用いる。
【０３９５】
目的音劣勢信号生成手段７４０は、第１目的音劣勢信号生成手段７４１と、第２目的音劣勢信号生成手段７４２とを備えて構成されている。
【０３９６】
第１目的音劣勢信号生成手段７４１は、時間領域上で、第１のマイクロフォン７２１の受音信号と、第２のマイクロフォン７２２の受音信号との差をとって第１の目的音劣勢の信号を生成する処理を行うものである。第１の目的音劣勢の信号は、目的音到来方向の一方の側、すなわち第２のマイクロフォン７２２の設置側の空間（図２４では左側空間）から到来する音を抑制した信号である。この処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０３９７】
第２目的音劣勢信号生成手段７４２は、時間領域上で、第１のマイクロフォン７２１の受音信号と、第３のマイクロフォン７２３の受音信号との差をとって第２の目的音劣勢の信号を生成する処理を行うものである。第２の目的音劣勢の信号は、目的音到来方向の他方の側、すなわち第３のマイクロフォン７２３の設置側の空間（図２４では右側空間）から到来する音を抑制した信号である。この処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０３９８】
周波数解析手段７５０は、目的音優勢信号生成手段７３０により生成された時間領域上の目的音優勢の信号および目的音劣勢信号生成手段７４０により生成された時間領域上の第１および第２の目的音劣勢の信号について、それぞれ周波数解析を行うものである。周波数解析には、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）や一般化調和解析（ＧＨＡ）等を採用することができるのは、前記第１〜第６実施形態の場合と同様である。なお、目的音優勢信号生成手段７３０および目的音劣勢信号生成手段７４０により周波数領域上の信号が生成される場合には、周波数解析手段７５０の設置を省略することができる。
【０３９９】
分離手段７６０は、第１分離手段７６１と、第２分離手段７６２と、統合手段７６３とを含んで構成されている。
【０４００】
第１分離手段７６１は、目的音優勢の信号のスペクトルと第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）か、またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音を含む一方の側、すなわち第２のマイクロフォン７２２の設置側の空間（図２４では左側空間）から到来する音を分離する処理を行うものである。帯域選択を行う場合には、目的音優勢の信号のスペクトルと、第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られる音のスペクトルに帰属させる。また、スペクトラル・サブトラクションを行う場合には、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、第１の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じる。
【０４０１】
第２分離手段７６２は、目的音優勢の信号のスペクトルと第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）か、またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音を含む他方の側、すなわち第３のマイクロフォン７２３の設置側の空間（図２４では右側空間）から到来する音を分離する処理を行うものである。帯域選択を行う場合には、目的音優勢の信号のスペクトルと、第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとの間で同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、それぞれの周波数帯域で大きい方のパワーを、分離して得られる音のスペクトルに帰属させる。また、スペクトラル・サブトラクションを行う場合には、目的音優勢の信号のスペクトルの各周波数帯域のパワーから、第２の目的音劣勢の信号のスペクトルの同一の周波数帯域のパワーに係数を乗じた値を減じる。
【０４０２】
統合手段７６３は、第１分離手段７６１により分離された目的音を含む一方の側、すなわち第２のマイクロフォン７２２の設置側の空間（図２４では左側空間）から到来する音のスペクトルと、第２分離手段７６２により分離された目的音を含む他方の側、すなわち第３のマイクロフォン７２３の設置側の空間（図２４では右側空間）から到来する音のスペクトルとを用いて、これらのパワーを周波数帯域毎に加算するか（アディション）、または周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルとして帰属させること（ミニマイゼーション）によりスペクトル統合処理を行い、目的音を分離するものである。
【０４０３】
このような第７実施形態においては、以下のようにして音源分離システム７００により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０４０４】
先ず、第１、第２、および第３のマイクロフォン７２１，７２２，７２３の受信信号（時間領域上の信号）を用いて、目的音優勢信号生成手段７３０により目的音優勢の信号（時間領域上の信号）を生成するとともに、第１、第２、および第３のマイクロフォン７２１，７２２，７２３の受信信号（時間領域上の信号）を用いて、目的音劣勢信号生成手段７４０により第１および第２の目的音劣勢の信号（時間領域上の信号）を生成する。続いて、得られた目的音優勢の信号、並びに第１および第２の目的音劣勢の信号について、周波数解析手段７５０により、それぞれ周波数解析を行い、目的音優勢の信号のスペクトル、並びに第１および第２の目的音劣勢の信号のスペクトルを求める。
【０４０５】
この際、第１のマイクロフォン７２１の受信信号をＸ1（ｔ）とし、第２のマイクロフォン７２２の受信信号をＸ2（ｔ）とし、第３のマイクロフォン７２３の受信信号をＸ3（ｔ）とすると、目的音優勢信号生成手段７３０により、これらの信号を用いて、Ｘ1（ｔ）−ｋ（Ｘ2（ｔ）＋Ｘ3（ｔ））が求められ、これが目的音優勢の信号となる。また、この目的音優勢の信号Ｘ1（ｔ）−ｋ（Ｘ2（ｔ）＋Ｘ3（ｔ））を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｘ1（ｔ）−ｋ（Ｘ2（ｔ）＋Ｘ3（ｔ））＞｜を図示すると、図２５および図２６の実線で示すような目的音優勢の信号の指向特性が得られる。なお、３個のマイクロフォン７２１，７２２，７２３の配置が、二等辺ではない三角形の各頂点位置となっている場合には、目的音優勢の信号は、Ｘ1（ｔ）−（ｋ1Ｘ2（ｔ）＋ｋ2Ｘ3（ｔ））となる。
【０４０６】
これに対し、第１のマイクロフォン７２１の受信信号をＸ1（ｔ）とし、第２のマイクロフォン７２２の受信信号をＸ2（ｔ）とすると、第１目的音劣勢信号生成手段７４１により、これらの信号の差、Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）が求められ、これが第１の目的音劣勢の信号となる。また、これらの信号の差Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）＞｜を図示すると、図２５および図２６の点線で示すような第１の目的音劣勢の信号の指向特性が得られる。
【０４０７】
さらに、第１のマイクロフォン７２１の受信信号をＸ1（ｔ）とし、第３のマイクロフォン７２３の受信信号をＸ3（ｔ）とすると、第２目的音劣勢信号生成手段７４２により、これらの信号の差、Ｘ1（ｔ）−Ｘ3（ｔ）が求められ、これが第２の目的音劣勢の信号となる。また、これらの信号の差Ｘ1（ｔ）−Ｘ3（ｔ）を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｘ1（ｔ）−Ｘ3（ｔ）＞｜を図示すると、図２５および図２６の一点鎖線で示すような第２の目的音劣勢の信号の指向特性が得られる。
【０４０８】
その後、第１分離手段７６１により、目的音優勢の信号のスペクトルと、第１の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）か、またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音を含む一方の側、すなわち第２のマイクロフォン７２２の設置側の空間（図２４では左側空間）から到来する音を分離する処理を行うとともに、第２分離手段７６２により、目的音優勢の信号のスペクトルと、第２の目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）か、またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音を含む他方の側、すなわち第３のマイクロフォン７２３の設置側の空間（図２４では右側空間）から到来する音を分離する処理を行う。なお、第１分離手段７６１で帯域選択を行った場合には、第２分離手段７６２でも帯域選択を行い、第１分離手段７６１でスペクトラル・サブトラクションを行った場合には、第２分離手段７６２でもスペクトラル・サブトラクションを行う。
【０４０９】
それから、統合手段７６３により、第１分離手段７６１により分離された目的音を含む一方の側、すなわち第２のマイクロフォン７２２の設置側の空間（図２４では左側空間）から到来する音のスペクトルと、第２分離手段７６２により分離された目的音を含む他方の側、すなわち第３のマイクロフォン７２３の設置側の空間（図２４では右側空間）から到来する音のスペクトルとを用いて、アディションまたはミニマイゼーションによりスペクトル統合処理を行い、目的音を分離する。
【０４１０】
そして、分離手段７６０により目的音を分離した後には、前記第１〜第６実施形態の場合と同様に、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。
【０４１１】
このような第７実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム７００は、目的音優勢信号生成手段７３０および目的音劣勢信号生成手段７４０を備えているので、３個のマイクロフォン７２１〜７２３の受音信号を用いて目的音優勢の信号、並びに第１および第２の目的音劣勢の信号を生成することができる。このため、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行うことができる。
【０４１２】
そして、音源分離システム７００は、分離手段７６０を備えているので、指向特性制御を行って生成された目的音優勢の信号のスペクトル、並びに第１および第２の目的音劣勢の信号のスペクトルを用いて、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。このため、前述した特許文献４の場合のように複数のマイクロフォンの固定的位置関係に起因する信号のマイクロフォン間音圧レベル差を用いて帯域選択を行う場合に比べ、分離性能を向上させることができる。
【０４１３】
また、音源分離システム７００では、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０４１４】
［第８実施形態］
図３１には、本発明の第８実施形態の音源分離システム１０００の全体構成が示されている。図３２には、音源分離システム１０００により形成される高感度領域が示されている。また、図３３には、第１高感度領域形成信号生成手段１００１により生成される第１、第２の目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号の各指向特性と、第２高感度領域形成信号生成手段１００２により生成される第１、第２の目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号の各指向特性とが示されている。さらに、図３４は、ミニマイゼーションによるスペクトル統合処理の説明図である。
【０４１５】
図３１において、音源分離システム１０００は、三角形（本実施形態では、一例として、直角三角形または略直角三角形とする。）の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォン１０２１，１０２２，１０２３を備えている。第１〜第３のマイクロフォン１０２１〜１０２３は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンである。これらの第１、第２、および第３のマイクロフォン１０２１，１０２２，１０２３は、いずれも目的音到来方向と直角または略直角をなす面上に配置されている。図示の例では、目的音は、携帯電話機１０８０の表面１０８２の法線方向から到来する設定であるため、第１、第２、および第３のマイクロフォン１０２１，１０２２，１０２３は、いずれも表面１０８２に設けられている。従って、第１、第２のマイクロフォン１０２１，１０２２間を結ぶ線は、目的音到来方向と直角または略直角をなし、第２、第３のマイクロフォン１０２２，１０２３間を結ぶ線も、目的音到来方向と直角または略直角をなしている。このため、第１、第２のマイクロフォン１０２１，１０２２だけを考えれば、前記第３実施形態（図１２参照）における目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との関係と同じ関係であり、また、第２、第３のマイクロフォン１０２２，１０２３だけを考えても同じことがいえる。なお、目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との相対的な関係が図３１の状態となれば、形成される指向特性は同じであるため、図６０に示すＰ１〜Ｐ３４のいずれの位置にマイクロフォンを設けてもよい。
【０４１６】
また、音源分離システム１０００は、第１および第２の２個のマイクロフォン１０２１，１０２２の受音信号を用いてこれらのマイクロフォン１０２１，１０２２間を結ぶ線と直交する面Ｃ１（図３２参照）に沿う第１高感度領域を形成する第１高感度領域形成信号のスペクトルを生成する第１高感度領域形成信号生成手段１００１と、第２および第３の２個のマイクロフォン１０２２，１０２３の受音信号を用いてこれらのマイクロフォン１０２２，１０２３間を結ぶ線と直交する面Ｃ２（図３２参照）に沿う第２高感度領域を形成する第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成する第２高感度領域形成信号生成手段１００２と、第１高感度領域形成信号生成手段１００１により生成された第１高感度領域形成信号のスペクトルと第２高感度領域形成信号生成手段１００２により生成された第２高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて第１高感度領域と第２高感度領域との共通部分（交わる部分）に目的音を分離するための高感度領域を形成する高感度領域統合手段１００３とを備えている。
【０４１７】
第１高感度領域形成信号生成手段１００１は、第１および第２の２個のマイクロフォン１０２１，１０２２の受音信号を用いて、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と同じ処理を行い、第１高感度領域形成信号のスペクトルＳ1として、前記第３実施形態の音源分離システム３００により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する。すなわち、第１および第２の２個のマイクロフォン１０２１，１０２２を、前記第３実施形態の音源分離システム３００のマイクロフォン３２１，３２２にそれぞれ対応させて同じ処理を行う。従って、図３１において、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と同じ処理を行う部分には、同一の名称および同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【０４１８】
第２高感度領域形成信号生成手段１００２は、第２および第３の２個のマイクロフォン１０２２，１０２３の受音信号を用いて、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と同じ処理を行い、第２高感度領域形成信号のスペクトルＳ2として、前記第３実施形態の音源分離システム３００により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する。すなわち、第３および第２の２個のマイクロフォン１０２３，１０２２を、前記第３実施形態の音源分離システム３００のマイクロフォン３２１，３２２にそれぞれ対応させて同じ処理を行う。従って、図３１において、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と同じ処理を行う部分には、同一の名称および同一の符号を付し（但し、第１高感度領域形成信号生成手段１００１の構成要素と区別するため、末尾にＡを付している。）、詳しい説明は省略する。
【０４１９】
高感度領域統合手段１００３は、第１高感度領域形成信号生成手段１００１により生成された第１高感度領域形成信号のスペクトルＳ1と、第２高感度領域形成信号生成手段１００２により生成された第２高感度領域形成信号のスペクトルＳ2とを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルＳ3として帰属させるスペクトル統合処理（ミニマイゼーション）を行う。具体的には、図３４に示すように、ミニマイゼーションによるスペクトル統合処理では、例えば、第１高感度領域形成信号のスペクトルＳ1の各周波数帯域のパワーの大きさをＳ1（１）、Ｓ1（２）、Ｓ1（３）、Ｓ1（４）、Ｓ1（５）…とし、第２高感度領域形成信号のスペクトルＳ2の各周波数帯域のパワーの大きさをＳ2（１）、Ｓ2（２）、Ｓ2（３）、Ｓ2（４）、Ｓ2（５）…とすると、同一の周波数帯域のパワー同士を比較する。すなわち、Ｓ1（１）とＳ2（１）とを比較し、Ｓ1（２）とＳ2（２）とを比較する。他の周波数帯域も同様である。そして、Ｓ1（１）＜Ｓ2（１）、Ｓ1（２）＞Ｓ2（２）、Ｓ1（３）＜Ｓ2（３）、Ｓ1（４）＜Ｓ2（４）、Ｓ1（５）＞Ｓ2（５）…であったとすると、各周波数帯域で劣勢の方のパワーであるＳ1（１）、Ｓ2（２）、Ｓ1（３）、Ｓ1（４）、Ｓ2（５）…が選択され、これらを目的音のスペクトルＳ3として帰属させることにより、目的音を分離することができる。なお、ミニマイゼーションによるスペクトル統合処理は、各周波数帯域毎の劣勢の方のパワーを捨てることなく、目的音のスペクトルＳ3として帰属させるので、後述する図３７の最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）とは異なる処理である。
【０４２０】
このような第８実施形態においては、以下のようにして音源分離システム１０００により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０４２１】
先ず、第１および第２の２個のマイクロフォン１０２１，１０２２の受音信号（時間領域上の信号）を用いて、第１高感度領域形成信号生成手段１００１の第１目的音優勢信号生成手段３３１および第２目的音優勢信号生成手段３３２により第１および第２の目的音優勢の信号（時間領域上の信号）を生成するとともに、第１高感度領域形成信号生成手段１００１の目的音劣勢信号生成手段３４０により目的音劣勢の信号（時間領域上の信号）を生成する。続いて、得られた第１および第２の目的音優勢の信号、並びに目的音劣勢の信号について、第１高感度領域形成信号生成手段１００１の周波数解析手段３５０により、それぞれ周波数解析を行い、第１および第２の目的音優勢の信号の各スペクトル、並びに目的音劣勢の信号のスペクトルを求める。
【０４２２】
この際、第１のマイクロフォン１０２１の受信信号をＸ1（ｔ）とし、第２のマイクロフォン１０２２の受信信号をＸ2（ｔ）とすると、第１目的音優勢信号生成手段３３１により、第１のマイクロフォン１０２１の受音信号Ｘ1（ｔ）と、第２のマイクロフォン１０２２の受音信号Ｘ2（ｔ）に遅延処理を施した後の信号Ｄ（Ｘ2（ｔ））との差、Ｘ1（ｔ）−Ｄ（Ｘ2（ｔ））が求められ、これが第１の目的音優勢の信号となる。また、この第１の目的音優勢の信号Ｘ1（ｔ）−Ｄ（Ｘ2（ｔ））を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｘ1（ｔ）−Ｄ（Ｘ2（ｔ））＞｜を図示すると、図１３の場合（前記第３実施形態の場合）と同様に、図３３の実線（太線）で示されるような第１の目的音優勢の信号の指向特性が得られる。このカージオイド（Cardioid：ハート形曲線）で示される指向特性は、Ｘ軸（第１、第２のマイクロフォン１０２１，１０２２間を結ぶ線と平行な軸）を中心として回転させることにより３次元的に得られるものである。
【０４２３】
さらに、第２目的音優勢信号生成手段３３２により、第２のマイクロフォン１０２２の受音信号Ｘ2（ｔ）と、第１のマイクロフォン１０２１の受音信号Ｘ1（ｔ）に遅延処理を施した後の信号Ｄ（Ｘ1（ｔ））との差、Ｘ2（ｔ）−Ｄ（Ｘ1（ｔ））が求められ、これが第２の目的音優勢の信号となる。また、この第２の目的音優勢の信号Ｘ2（ｔ）−Ｄ（Ｘ1（ｔ））を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｘ2（ｔ）−Ｄ（Ｘ1（ｔ））＞｜を図示すると、図１３の場合（前記第３実施形態の場合）と同様に、図３３の一点鎖線（太線）で示されるような第２の目的音優勢の信号の指向特性が得られる。このカージオイド（ハート形曲線）で示される指向特性も、Ｘ軸を中心として回転させることにより３次元的に得られるものである。
【０４２４】
これに対し、目的音劣勢信号生成手段３４０により、第１のマイクロフォン１０２１の受信信号Ｘ1（ｔ）と、第２のマイクロフォン１０２２の受信信号Ｘ2（ｔ）との差、Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）が求められ、これが目的音劣勢の信号となる。また、これらの信号の差Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）を周波数解析して得られる信号｜Ｆ＜Ｘ1（ｔ）−Ｘ2（ｔ）＞｜を図示すると、図１３の場合（前記第３実施形態の場合）と同様に、図３３の点線（太線）で示されるような目的音劣勢の信号の指向特性が得られる。この８の字曲線で示される指向特性は、Ｘ軸を中心として回転させることにより３次元的に得られるものである。
【０４２５】
その後、第１高感度領域形成信号生成手段１００１の第１分離手段３６１により、第１の目的音優勢の信号のスペクトルと、目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）か、またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音を含むの第１のマイクロフォン１０２１の設置された側の空間（図３３では左側空間）から到来する音を分離する処理を行うとともに、第１高感度領域形成信号生成手段１００１の第２分離手段３６２により、第２の目的音優勢の信号のスペクトルと、目的音劣勢の信号のスペクトルとを用いて、最大レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＡＸ）か、またはスペクトラル・サブトラクション（ＳＳ）を行い、目的音を含む第２のマイクロフォン１０２２の設置された側の空間（図３３では右側空間）から到来する音を分離する処理を行う。
【０４２６】
それから、第１高感度領域形成信号生成手段１００１の統合手段３６３により、第１分離手段３６１により分離された目的音を含む第１のマイクロフォン１０２１の設置された側の空間（図３３では左側空間）から到来する音のスペクトルと、第２分離手段３６２により分離された目的音を含む第２のマイクロフォン１０２２の設置された側の空間（図３３では右側空間）から到来する音のスペクトルとを用いて、アディションまたはミニマイゼーションによりスペクトル統合処理を行い、第１高感度領域形成信号のスペクトルＳ1を生成する。この際、第１高感度領域形成信号生成手段１００１により生成される各信号の指向特性（太線）は、図３３に示すように、Ｘ軸を中心に回転して得られるものとなるため、図３２に示すように、第１高感度領域の中心の面Ｃ１は、ＹＺ平面に沿って形成される。
【０４２７】
また、以上の第１高感度領域形成信号生成手段１００１による処理と並行して、第２高感度領域形成信号生成手段１００２による処理を、第１高感度領域形成信号生成手段１００１の場合と同様な手順で行い、第２高感度領域形成信号のスペクトルＳ2を生成する。この際、第２高感度領域形成信号生成手段１００２により生成される各信号の指向特性は、図３３に示すように、Ｙ軸（第２、第３のマイクロフォン１０２２，１０２３間を結ぶ線と平行な軸）を中心に回転して得られるものとなるため、図３２に示すように、第２高感度領域の中心の面Ｃ２は、ＸＺ平面に沿って形成される。
【０４２８】
その後、高感度領域統合手段１００３により、第１高感度領域形成信号生成手段１００１により生成された第１高感度領域形成信号のスペクトルＳ1と、第２高感度領域形成信号生成手段１００２により生成された第２高感度領域形成信号のスペクトルＳ2とを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルＳ3として帰属させるスペクトル統合処理（ミニマイゼーション）を行う。この際、ミニマイゼーションによるスペクトル統合処理を行うと、第１高感度領域の中心の面Ｃ１に沿って形成される第１高感度領域と、第２高感度領域の中心の面Ｃ２に沿って形成される第２高感度領域との共通部分（交わる部分）に、スペクトル統合後の高感度領域が形成される。すなわち、図３２に示すように、スペクトル統合後の高感度領域は、携帯電話機１０８０の表面１０８２の法線Ｋの方向に形成され、この方向から到来する目的音を分離することができる。なお、スペクトル統合後の高感度領域は、携帯電話機１０８０の裏面１０８３側にも形成される。
【０４２９】
そして、高感度領域統合手段１００３により目的音を分離した後には、前記第１〜第７実施形態の場合と同様に、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。
【０４３０】
このような第８実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム１０００は、第１高感度領域形成信号生成手段１００１、第２高感度領域形成信号生成手段１００２、および高感度領域統合手段１００３を備えているので、３個のマイクロフォン１０２１，１０２２，１０２３の受音信号を用いて、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行って高感度領域を形成することができる。このため、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。
【０４３１】
また、音源分離システム１０００では、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０４３２】
［第９実施形態］
図３５には、本発明の第９実施形態の音源分離システム１１００の全体構成が示されている。図３６には、音源分離システム１１００により形成される高感度領域が示されている。また、図３７は、会話モードでの最小レベル帯域選択による高感度領域制限処理の説明図である。さらに、図３８は、高感度領域制限手段１１０４によるモード切替の説明図であり、図３９は、動画撮影モードでの最小レベル帯域選択による高感度領域制限処理の説明図である。
【０４３３】
図３５において、音源分離システム１１００は、三角形（本実施形態では、一例として、直角三角形または略直角三角形とする。）の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォン１１２１，１１２２，１１２３を備えている。第１〜第３のマイクロフォン１１２１〜１１２３は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンである。これらの第１、第２、および第３のマイクロフォン１１２１，１１２２，１１２３の配置は、前記第８実施形態の場合（図３１参照）と同様である。
【０４３４】
また、音源分離システム１１００は、第１および第２の２個のマイクロフォン１１２１，１１２２の受音信号を用いてこれらのマイクロフォン１１２１，１１２２間を結ぶ線と直交する面Ｃ１（図３２の場合と同様）に沿う第１高感度領域を形成する第１高感度領域形成信号のスペクトルを生成する第１高感度領域形成信号生成手段１１０１と、第２および第３の２個のマイクロフォン１１２２，１１２３の受音信号を用いてこれらのマイクロフォン１１２２，１１２３間を結ぶ線と直交する面Ｃ２（図３２の場合と同様）に沿う第２高感度領域を形成する第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成する第２高感度領域形成信号生成手段１１０２と、第１高感度領域形成信号生成手段１１０１により生成された第１高感度領域形成信号のスペクトルと第２高感度領域形成信号生成手段１１０２により生成された第２高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて第１高感度領域と第２高感度領域（本実施形態では、第２高感度領域は、前記第８実施形態の場合よりも制限される。）との共通部分（交わる部分）に目的音を分離するための高感度領域を形成する高感度領域統合手段１１０３とを備えている。
【０４３５】
第１高感度領域形成信号生成手段１１０１は、前記第８実施形態の第１高感度領域形成信号生成手段１００１の場合と同様に、第１および第２の２個のマイクロフォン１１２１，１１２２の受音信号を用いて、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と同じ処理を行い、第１高感度領域形成信号のスペクトルＳ1として、前記第３実施形態の音源分離システム３００により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する。すなわち、第１および第２の２個のマイクロフォン１１２１，１１２２を、前記第３実施形態の音源分離システム３００のマイクロフォン３２１，３２２にそれぞれ対応させて同じ処理を行う。
【０４３６】
第２高感度領域形成信号生成手段１１０２は、前記第８実施形態の第２高感度領域形成信号生成手段１００２と略同じ構成を備えているが、一部の構成が異なっている。すなわち、前記第８実施形態の第２高感度領域形成信号生成手段１００２の分離手段３６０Ａがスペクトル統合処理を行う統合手段３６３Ａを備えていたのに対し、本実施形態の第２高感度領域形成信号生成手段１１０２の分離手段３６０Ｂは、統合手段３６３Ａの代わりに、高感度領域制限手段１１０４を備えている点が異なっている。その他の構成は、前記第８実施形態の第２高感度領域形成信号生成手段１００２の場合と同様であり、第２および第３の２個のマイクロフォン１１２２，１１２３の受音信号を用いて、スペクトル統合処理を除き、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と同じ処理を行い、第２高感度領域形成信号のスペクトルＳ2を生成する。すなわち、第３および第２の２個のマイクロフォン１１２３，１１２２を、前記第３実施形態の音源分離システム３００のマイクロフォン３２１，３２２にそれぞれ対応させて、スペクトル統合処理を除いて前記第３実施形態と同じ処理を行った後、高感度領域制限手段１１０４による処理を行う。従って、図３５において、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と同じ処理を行う部分には、同一の名称および同一の符号を付し（但し、第１高感度領域形成信号生成手段１１０１の構成要素と区別するため、末尾にＢを付している。）、詳しい説明は省略する。
【０４３７】
高感度領域制限手段１１０４は、第２高感度領域を、第２のマイクロフォン１１２２側の領域または第３のマイクロフォン１１２３側の領域のいずれかに制限する高感度領域制限処理を行うものである。すなわち、高感度領域制限手段１１０４は、前記第８実施形態の第２高感度領域形成信号生成手段１００２により形成される第２高感度領域の中心の面Ｃ２（図３２参照）を境界として、第２高感度領域をいずれか一方の側の領域に制限する。
【０４３８】
より具体的には、高感度領域制限手段１１０４は、第２高感度領域を第２のマイクロフォン１１２２側の領域に制限する場合には、次のような処理を行う。すなわち、第２高感度領域形成信号生成手段１１０２の第１分離手段３６１Ｂにより分離された目的音を含む一方の側（第３のマイクロフォン１１２３側）の音のスペクトルＳAと、第２分離手段３６２Ｂにより分離された目的音を含む他方の側（第２のマイクロフォン１１２２側）の音のスペクトルＳBとの間で、同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、第１分離手段３６１Ｂにより分離された目的音を含む一方の側（第３のマイクロフォン１１２３側）の音のスペクトルＳAのパワーが、第２分離手段３６２Ｂにより分離された目的音を含む他方の側（第２のマイクロフォン１１２２側）の音のスペクトルＳBのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、スペクトルＳAに帰属させる最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行い、得られたスペクトル（処理前のスペクトルＳAの一部）を第２高感度領域形成信号のスペクトルＳ2とする。
【０４３９】
例えば、図３７に示すように、第１分離手段３６１Ｂにより分離された目的音を含む一方の側（第３のマイクロフォン１１２３側）の音のスペクトルＳAの各周波数帯域のパワーの大きさをＳA（１）、ＳA（２）、ＳA（３）、ＳA（４）、ＳA（５）…とし、第２分離手段３６２Ｂにより分離された目的音を含む他方の側（第２のマイクロフォン１１２２側）の音のスペクトルＳBの各周波数帯域のパワーの大きさをＳB（１）、ＳB（２）、ＳB（３）、ＳB（４）、ＳB（５）…とすると、同一の周波数帯域のパワー同士を比較する。すなわち、ＳA（１）とＳB（１）とを比較し、ＳA（２）とＳB（２）とを比較する。他の周波数帯域も同様である。そして、ＳA（１）＜ＳB（１）、ＳA（２）＞ＳB（２）、ＳA（３）＜ＳB（３）、ＳA（４）＜ＳB（４）、ＳA（５）＞ＳB（５）…であったとすると、第１分離手段３６１Ｂにより分離された目的音を含む一方の側（第３のマイクロフォン１１２３側）の音のスペクトルＳAに着目し、各周波数帯域でＳAのパワーの方が小さい場合にのみ、その周波数帯域のパワーであるＳA（１）、ＳA（３）、ＳA（４）…をスペクトルＳAに帰属させ、その他の周波数帯域（ＳAのパワーの方が大きい周波数帯域）はゼロとし、このようにして得られたスペクトルを、第２高感度領域形成信号のスペクトルＳ2とする。なお、この場合、第２分離手段３６２Ｂにより分離された目的音を含む他方の側（第２のマイクロフォン１１２２側）の音のスペクトルＳBは、使用されずに捨てられる。
【０４４０】
このように第１分離手段３６１Ｂにより分離された目的音を含む一方の側（第３のマイクロフォン１１２３側）の音のスペクトルＳAに着目し、最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行い、得られたスペクトル（処理前のスペクトルＳAの一部）を第２高感度領域形成信号のスペクトルＳ2とした場合には、図３３中のＨの部分の音を捉えることができ、この方向に高感度領域を形成することができるので、第２高感度領域を第２のマイクロフォン１１２２側の領域に制限することができる。換言すれば、第２高感度領域から第３のマイクロフォン１１２３側の領域を取り除くことができる。なお、図３３中のＨの部分は、第２高感度領域形成信号生成手段１１０２の第１目的音優勢信号生成手段３３１Ｂにより第２のマイクロフォン１１２２の受音信号に遅延処理を施して形成されたカージオイド（ハート形曲線）の指向特性であるから、結局、第２高感度領域を、目的音優勢の信号を生成するために遅延処理を施されたマイクロフォン側の領域に制限することができる。
【０４４１】
一方、高感度領域制限手段１１０４は、第２高感度領域を第３のマイクロフォン１１２３側の領域に制限する場合には、次のような処理を行う。すなわち、第２高感度領域形成信号生成手段１１０２の第１分離手段３６１Ｂにより分離された目的音を含む一方の側（第３のマイクロフォン１１２３側）の音のスペクトルＳAと、第２分離手段３６２Ｂにより分離された目的音を含む他方の側（第２のマイクロフォン１１２２側）の音のスペクトルＳBとの間で、同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、第２分離手段３６２Ｂにより分離された目的音を含む他方の側（第２のマイクロフォン１１２２側）の音のスペクトルＳBのパワーが、第１分離手段３６１Ｂにより分離された目的音を含む一方の側（第３のマイクロフォン１１２３側）の音のスペクトルＳAのパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、スペクトルＳBに帰属させる最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行い、得られたスペクトル（処理前のスペクトルＳBの一部）を第２高感度領域形成信号のスペクトルＳ2とする。
【０４４２】
例えば、図３９に示すように、図３７の場合と同様に、スペクトルＳAとスペクトルＳBとの間で、同一の周波数帯域のパワー同士を比較する。すなわち、ＳA（１）とＳB（１）とを比較し、ＳA（２）とＳB（２）とを比較する。他の周波数帯域も同様である。そして、ＳA（１）＜ＳB（１）、ＳA（２）＞ＳB（２）、ＳA（３）＜ＳB（３）、ＳA（４）＜ＳB（４）、ＳA（５）＞ＳB（５）…であったとすると、第２分離手段３６２Ｂにより分離された目的音を含む他方の側（第２のマイクロフォン１１２２側）の音のスペクトルＳBに着目し、各周波数帯域でＳBのパワーの方が小さい場合にのみ、その周波数帯域のパワーであるＳB（２）、ＳB（５）…をスペクトルＳBに帰属させ、その他の周波数帯域（ＳBのパワーの方が大きい周波数帯域）はゼロとし、このようにして得られたスペクトルを、第２高感度領域形成信号のスペクトルＳ2とする。なお、この場合、第１分離手段３６１Ｂにより分離された目的音を含む一方の側（第３のマイクロフォン１１２３側）の音のスペクトルＳAは、使用されずに捨てられる。
【０４４３】
このように第２分離手段３６２Ｂにより分離された目的音を含む他方の側（第２のマイクロフォン１１２２側）の音のスペクトルＳBに着目し、最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行い、得られたスペクトル（処理前のスペクトルＳBの一部）を第２高感度領域形成信号のスペクトルＳ2とした場合には、図３３中のＧの部分の音を捉えることができ、この方向に高感度領域を形成することができるので、第２高感度領域を第３のマイクロフォン１１２３側の領域に制限することができる。換言すれば、第２高感度領域から第２のマイクロフォン１１２２側の領域を取り除くことができる。なお、図３３中のＧの部分は、第２高感度領域形成信号生成手段１１０２の第２目的音優勢信号生成手段３３２Ｂにより第３のマイクロフォン１１２３の受音信号に遅延処理を施して形成されたカージオイド（ハート形曲線）の指向特性であるから、結局、第２高感度領域を、目的音優勢の信号を生成するために遅延処理を施されたマイクロフォン側の領域に制限することができる。
【０４４４】
また、高感度領域制限手段１１０４は、第２高感度領域を第２のマイクロフォン１１２２側の領域または第３のマイクロフォン１１２３側の領域のいずれに制限するのかを切替え可能な構成としてもよい。例えば、図３８に示すように、会話モードでは、第２高感度領域を第２のマイクロフォン１１２２側の領域に制限し、第２高感度領域を携帯電話機１１８０の表面１１８２の法線Ｋよりも画面表示部１１８４の反対寄りの角度φの方向に形成する。なお、携帯電話機１１８０の裏面１１８３側にも角度φの方向に制限された第２高感度領域が形成される。一方、動画撮影モードでは、第２高感度領域を第３のマイクロフォン１１２３側の領域に制限し、第２高感度領域を携帯電話機１１８０の表面１１８２の法線Ｋよりも画面表示部１１８４寄りの角度ψの方向に形成する。なお、携帯電話機１１８０の裏面１１８３側にも角度ψの方向に制限された第２高感度領域が形成される。このようにすれば、会話モードでは、携帯電話機１１８０を手に持っているユーザが、画面表示部１１８４を見ながら発声した音を精度よく捉えることができ、一方、動画撮影モードでは、携帯電話機１１８０を手に持っているユーザが、画面表示部１１８４の裏側に設けられたカメラ１１８７で被写体を撮影しながらその被写体方向から到来する音を精度よく捉えることができる。
【０４４５】
高感度領域統合手段１１０３は、前記第８実施形態の高感度領域統合手段１００３（図３１参照）の場合と同様に、第１高感度領域形成信号生成手段１１０１により生成された第１高感度領域形成信号のスペクトルＳ1と、第２高感度領域形成信号生成手段１１０２により生成された第２高感度領域形成信号のスペクトルＳ2とを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルＳ3として帰属させるスペクトル統合処理（ミニマイゼーション）を行う（図３４参照）。
【０４４６】
このような第９実施形態においては、以下のようにして音源分離システム１１００により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０４４７】
先ず、第１高感度領域形成信号生成手段１１０１により、第１高感度領域形成信号のスペクトルＳ1を生成する。また、これと並行して、第２高感度領域形成信号生成手段１１０２により、第２高感度領域形成信号のスペクトルＳ2を生成する。この際、第２高感度領域は、高感度領域制限手段１１０４により、第２のマイクロフォン１１２２側の領域か、または第３のマイクロフォン１１２３側の領域に制限される。
【０４４８】
その後、高感度領域統合手段１１０３により、第１高感度領域形成信号生成手段１１０１により生成された第１高感度領域形成信号のスペクトルＳ1と、第２高感度領域形成信号生成手段１１０２により生成された第２高感度領域形成信号のスペクトルＳ2とを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルＳ3として帰属させるスペクトル統合処理（ミニマイゼーション）を行う。これにより、例えば、高感度領域制限手段１１０４により、第２高感度領域が第２のマイクロフォン１１２２側の領域に制限されていた場合には、第１高感度領域の中心の面Ｃ１（図３２参照）に沿って形成される第１高感度領域と、第２高感度領域の中心の面Ｃ２に沿って形成されかつこの中心の面Ｃ２よりも第２のマイクロフォン１１２２側の領域に制限された第２高感度領域との共通部分（交わる部分）に、図３６の実線で示すようなスペクトル統合後の高感度領域が形成される。一方、高感度領域制限手段１１０４により、第２高感度領域が第３のマイクロフォン１１２３側の領域に制限されていた場合には、図３６の二点鎖線で示すようなスペクトル統合後の高感度領域が形成される。
【０４４９】
そして、高感度領域統合手段１１０３により目的音を分離した後には、前記第１〜第８実施形態の場合と同様に、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。
【０４５０】
このような第９実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム１１００は、第１高感度領域形成信号生成手段１１０１、第２高感度領域形成信号生成手段１１０２、および高感度領域統合手段１１０３を備えているので、３個のマイクロフォン１１２１，１１２２，１１２３の受音信号を用いて、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行って高感度領域を形成することができる。このため、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。
【０４５１】
また、音源分離システム１１００では、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０４５２】
［第１０実施形態］
図４０には、本発明の第１０実施形態の音源分離システム１２００の全体構成が示されている。図４１には、音源分離システム１２００により形成される高感度領域が示されている。
【０４５３】
図４０において、音源分離システム１２００は、三角形（本実施形態では、一例として、二等辺三角形または略二等辺三角形とする。）の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォン１２２１，１２２２，１２２３を備えている。第１〜第３のマイクロフォン１２２１〜１２２３は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンである。これらの第１、第２、および第３のマイクロフォン１２２１，１２２２，１２２３は、いずれも目的音到来方向と直角または略直角をなす面上に配置されている。図示の例では、目的音は、携帯電話機１２８０の表面１２８２の法線方向から到来する設定であるため、第１、第２、および第３のマイクロフォン１２２１，１２２２，１２２３は、いずれも表面１２８２に設けられている。従って、第１、第２のマイクロフォン１２２１，１２２２間を結ぶ線は、目的音到来方向と直角または略直角をなし、第２、第３のマイクロフォン１２２２，１２２３間を結ぶ線も、目的音到来方向と直角または略直角をなし、さらに第１、第３のマイクロフォン１２２１，１２２３間を結ぶ線も、目的音到来方向と直角または略直角をなしている。このため、第１、第２のマイクロフォン１２２１，１２２２だけを考えれば、前記第３実施形態（図１２参照）における目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との関係と同じ関係であり、また、第２、第３のマイクロフォン１２２２，１２２３だけを考えても同じことがいえ、さらに、第１、第３のマイクロフォン１２２１，１２２３だけを考えても同じことがいえる。なお、目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との相対的な関係が図４０の状態となれば、形成される指向特性は同じであるため、図６０に示すＰ１〜Ｐ３４のいずれの位置にマイクロフォンを設けてもよい。
【０４５４】
また、音源分離システム１２００は、第１および第２の２個のマイクロフォン１２２１，１２２２の受音信号を用いてこれらのマイクロフォン１２２１，１２２２間を結ぶ線と直交する面Ｃ１（図４１参照）に沿う第１高感度領域を形成する第１高感度領域形成信号のスペクトルを生成する第１高感度領域形成信号生成手段１２０１と、第２および第３の２個のマイクロフォン１２２２，１２２３の受音信号を用いてこれらのマイクロフォン１２２２，１２２３間を結ぶ線と直交する面Ｃ２（図４１参照）に沿う第２高感度領域を形成する第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成する第２高感度領域形成信号生成手段１２０２と、第１および第３の２個のマイクロフォン１２２１，１２２３の受音信号を用いてこれらのマイクロフォン１２２１，１２２３間を結ぶ線と直交する面Ｃ３（図４１参照）に沿う第３高感度領域を形成する第３高感度領域形成信号のスペクトルを生成する第３高感度領域形成信号生成手段１２０３と、第１高感度領域形成信号生成手段１２０１により生成された第１高感度領域形成信号のスペクトルと第２高感度領域形成信号生成手段１２０２により生成された第２高感度領域形成信号のスペクトルと第３高感度領域形成信号生成手段１２０３により生成された第３高感度領域形成信号のスペクトルとを用いて第１高感度領域と第２高感度領域と第３高感度領域との共通部分（交わる部分）に目的音を分離するための高感度領域を形成する高感度領域統合手段１２０４とを備えている。
【０４５５】
第１高感度領域形成信号生成手段１２０１は、前記第８実施形態の第１高感度領域形成信号生成手段１００１の場合と同様に、第１および第２の２個のマイクロフォン１２２１，１２２２の受音信号を用いて、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と同じ処理を行い、第１高感度領域形成信号のスペクトルＳ1として、前記第３実施形態の音源分離システム３００により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する。すなわち、第１および第２の２個のマイクロフォン１２２１，１２２２を、前記第３実施形態の音源分離システム３００のマイクロフォン３２１，３２２にそれぞれ対応させて同じ処理を行う。
【０４５６】
第２高感度領域形成信号生成手段１２０２は、前記第９実施形態の第２高感度領域形成信号生成手段１１０２（図３５参照）と同じ構成を備えている。従って、前記第８実施形態の第２高感度領域形成信号生成手段１００２と略同じ構成を備えているが、一部の構成が異なっている。すなわち、前記第８実施形態の第２高感度領域形成信号生成手段１００２の分離手段３６０Ａがスペクトル統合処理を行う統合手段３６３Ａを備えていたのに対し、本実施形態の第２高感度領域形成信号生成手段１２０２の分離手段３６０Ｃは、統合手段３６３Ａの代わりに、高感度領域制限手段１２０５を備えている点が異なっている。その他の構成は、前記第８実施形態の第２高感度領域形成信号生成手段１００２の場合と同様であり、第２および第３の２個のマイクロフォン１２２２，１２２３の受音信号を用いて、スペクトル統合処理を除き、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と同じ処理を行い、第２高感度領域形成信号のスペクトルＳ2を生成する。すなわち、第３および第２の２個のマイクロフォン１２２３，１２２２を、前記第３実施形態の音源分離システム３００のマイクロフォン３２１，３２２にそれぞれ対応させて、スペクトル統合処理を除いて前記第３実施形態と同じ処理を行った後、高感度領域制限手段１２０５による処理を行う。従って、図４０において、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と同じ処理を行う部分には、同一の名称および同一の符号を付し（但し、第１高感度領域形成信号生成手段１２０１の構成要素と区別するため、末尾にＣを付している。）、詳しい説明は省略する。
【０４５７】
高感度領域制限手段１２０５は、前記第９実施形態の高感度領域制限手段１１０４と同様な構成を備え、最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行うことにより、第２高感度領域を、第２のマイクロフォン１２２２側の領域または第３のマイクロフォン１２２３側の領域のいずれかに制限する高感度領域制限処理を行うものである。すなわち、高感度領域制限手段１２０５は、第２高感度領域形成信号生成手段１２０２により形成される第２高感度領域の中心の面Ｃ２（図４１参照）を境界として、第２高感度領域をいずれか一方の側の領域に制限する。
【０４５８】
第３高感度領域形成信号生成手段１２０３は、第２高感度領域形成信号生成手段１２０２の場合と同様に、前記第９実施形態の第２高感度領域形成信号生成手段１１０２（図３５参照）と同じ構成を備えている。従って、前記第８実施形態の第２高感度領域形成信号生成手段１００２と略同じ構成を備えているが、一部の構成が異なっている。すなわち、前記第８実施形態の第２高感度領域形成信号生成手段１００２の分離手段３６０Ａがスペクトル統合処理を行う統合手段３６３Ａを備えていたのに対し、本実施形態の第３高感度領域形成信号生成手段１２０３の分離手段３６０Ｄは、統合手段３６３Ａの代わりに、高感度領域制限手段１２０６を備えている点が異なっている。その他の構成は、前記第８実施形態の第２高感度領域形成信号生成手段１００２の場合と同様であり、第１および第３の２個のマイクロフォン１２２１，１２２３の受音信号を用いて、スペクトル統合処理を除き、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と同じ処理を行い、第３高感度領域形成信号のスペクトルＳ3を生成する。すなわち、第３および第１の２個のマイクロフォン１２２３，１２２１を、前記第３実施形態の音源分離システム３００のマイクロフォン３２１，３２２にそれぞれ対応させて、スペクトル統合処理を除いて前記第３実施形態と同じ処理を行った後、高感度領域制限手段１２０６による処理を行う。従って、図４０において、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と同じ処理を行う部分には、同一の名称および同一の符号を付し（但し、第１、第２高感度領域形成信号生成手段１２０１，１２０２の構成要素と区別するため、末尾にＤを付している。）、詳しい説明は省略する。
【０４５９】
高感度領域制限手段１２０６は、高感度領域制限手段１２０５の場合と同様に、前記第９実施形態の高感度領域制限手段１１０４と同様な構成を備え、最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行うことにより、第３高感度領域を、第１のマイクロフォン１２２１側の領域または第３のマイクロフォン１２２３側の領域のいずれかに制限する高感度領域制限処理を行うものである。すなわち、高感度領域制限手段１２０６は、第３高感度領域形成信号生成手段１２０３により形成される第３高感度領域の中心の面Ｃ３（図４１参照）を境界として、第３高感度領域をいずれか一方の側の領域に制限する。
【０４６０】
なお、高感度領域制限手段１２０５，１２０６は、前記第９実施形態の高感度領域制限手段１１０４の場合と同様に、第２高感度領域を第２のマイクロフォン１２２２側の領域または第３のマイクロフォン１２２３側の領域のいずれに制限するのかを切替え可能な構成、あるいは第３高感度領域を第１のマイクロフォン１２２１側の領域または第３のマイクロフォン１２２３側の領域のいずれに制限するのかを切替え可能な構成としてもよい。このような構成とすることで、前記第９実施形態の場合と同様に、例えば、会話モードと動画撮影モードとを切り替えることができる。
【０４６１】
また、高感度領域制限手段１２０５，１２０６に代えて、前記第８実施形態の場合（図３１参照）と同様に、アディションまたはミニマイゼーションによるスペクトル統合処理を行う統合手段を設けてもよい。このような構成とすることで、前記第８実施形態の場合と同様に、制限されていない第２、第３高感度領域と、第１高感度領域とを統合することができる。
【０４６２】
高感度領域統合手段１２０４は、前記第８実施形態の高感度領域統合手段１００３（図３１参照）の場合と同様に、第１高感度領域形成信号生成手段１２０１により生成された第１高感度領域形成信号のスペクトルＳ1と、第２高感度領域形成信号生成手段１２０２により生成された第２高感度領域形成信号のスペクトルＳ2と、第３高感度領域形成信号生成手段１２０３により生成された第３高感度領域形成信号のスペクトルＳ3とを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルＳ4として帰属させるスペクトル統合処理（ミニマイゼーション）を行う（図３４参照）。
【０４６３】
このような第１０実施形態においては、以下のようにして音源分離システム１２００により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０４６４】
先ず、第１高感度領域形成信号生成手段１２０１により、第１高感度領域形成信号のスペクトルＳ1を生成する。また、これと並行して、第２高感度領域形成信号生成手段１２０２により、第２高感度領域形成信号のスペクトルＳ2を生成する。さらに、これらと並行して、第３高感度領域形成信号生成手段１２０３により、第３高感度領域形成信号のスペクトルＳ3を生成する。この際、第２、第３高感度領域は、高感度領域制限手段１２０５，１２０６により、第２のマイクロフォン１２２２側の領域か、または第３のマイクロフォン１２２３側の領域に制限されるとともに、第１のマイクロフォン１２２１側の領域か、または第３のマイクロフォン１２２３側の領域に制限される。
【０４６５】
その後、高感度領域統合手段１２０４により、第１高感度領域形成信号生成手段１２０１により生成された第１高感度領域形成信号のスペクトルＳ1と、第２高感度領域形成信号生成手段１２０２により生成された第２高感度領域形成信号のスペクトルＳ2と、第３高感度領域形成信号生成手段１２０３により生成された第３高感度領域形成信号のスペクトルＳ3とを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音のスペクトルＳ4として帰属させるスペクトル統合処理（ミニマイゼーション）を行う。これにより、例えば、高感度領域制限手段１２０５により、第２高感度領域が第２のマイクロフォン１２２２側の領域に制限されるとともに、高感度領域制限手段１２０６により、第３高感度領域が第１のマイクロフォン１２２１側の領域に制限されていた場合には、第１高感度領域の中心の面Ｃ１（図４１参照）に沿って形成される第１高感度領域と、第２高感度領域の中心の面Ｃ２に沿って形成されかつこの中心の面Ｃ２よりも第２のマイクロフォン１２２２側の領域に制限された第２高感度領域と、第３高感度領域の中心の面Ｃ３に沿って形成されかつこの中心の面Ｃ３よりも第１のマイクロフォン１２２１側の領域に制限された第３高感度領域との共通部分（交わる部分）に、図４１の実線で示すようなスペクトル統合後の高感度領域が形成される。一方、高感度領域制限手段１２０５，１２０６により、第２、第３高感度領域が反対側の領域に制限されていた場合には、図４１の二点鎖線で示すようなスペクトル統合後の高感度領域が形成される。
【０４６６】
そして、高感度領域統合手段１２０４により目的音を分離した後には、前記第１〜第９実施形態の場合と同様に、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。
【０４６７】
このような第１０実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム１２００は、第１高感度領域形成信号生成手段１２０１、第２高感度領域形成信号生成手段１２０２、第３高感度領域形成信号生成手段１２０３、および高感度領域統合手段１２０４を備えているので、３個のマイクロフォン１２２１，１２２２，１２２３の受音信号を用いて、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行って高感度領域を形成することができる。このため、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。
【０４６８】
また、音源分離システム１２００では、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０４６９】
［第１１実施形態］
図４２には、本発明の第１１実施形態の音源分離システム１３００の全体構成が示されている。図４３には、音源分離システム１３００により生成される第１、第２の目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号、並びに制御用の目的音優勢の信号の各指向特性が示されている。
【０４７０】
図４２において、音源分離システム１３００は、三角形（本実施形態では、一例として、直角三角形または略直角三角形とする。）の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォン１３２１，１３２２，１３２３を備えている。第１〜第３のマイクロフォン１３２１〜１３２３は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンである。これらの３個のマイクロフォン１３２１，１３２２，１３２３のうち、第１および第２のマイクロフォン１３２１，１３２２は、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置されている。一方、第２および第３のマイクロフォン１３２２，１３２３は、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置されている。このため、第１、第２のマイクロフォン１３２１，１３２２だけを考えれば、前記第３実施形態（図１２参照）における目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との関係と同じ関係である。図示の例では、目的音は、携帯電話機１３８０の表面１３８２に平行に、携帯電話機１３８０の下部側から到来する設定とされているので、３個のマイクロフォン１３２１，１３２２，１３２３は、いずれも表面１３８２に設けられている。なお、図４２に示したように、目的音が、携帯電話機１３８０Ａの表面１３８２Ａの法線方向から到来する設定としてもよく、この場合には、第１、第２のマイクロフォン１３２１，１３２２を表面１３８２Ａ側に設け、第３のマイクロフォン１３２３を裏面１３８３Ａ側に設けてもよく、要するに、目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との相対的な関係が図４２の状態となれば、形成される指向特性は同じであるため、図６０に示すＰ１〜Ｐ３４のいずれの位置にマイクロフォンを設けてもよい。
【０４７１】
また、音源分離システム１３００は、第１および第２の２個のマイクロフォン１３２１，１３２２の受音信号を用いて目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段１３０１と、第２および第３の２個のマイクロフォン１３２２，１３２３の受音信号を用いて目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１３０２と、直交妨害音抑圧信号生成手段１３０１により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルと対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１３０２により生成された制御用の信号のスペクトルとを用いて直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段１３０３とを備えている。
【０４７２】
直交妨害音抑圧信号生成手段１３０１は、第１および第２の２個のマイクロフォン１３２１，１３２２の受音信号を用いて、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1として、前記第３実施形態の音源分離システム３００により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する。すなわち、第１および第２の２個のマイクロフォン１３２１，１３２２を、前記第３実施形態の音源分離システム３００のマイクロフォン３２１，３２２にそれぞれ対応させて同じ処理を行う。従って、図４２において、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と同じ処理を行う部分には、同一の名称および同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【０４７３】
対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１３０２は、第３のマイクロフォン１３２３の受音信号（時間領域上）に遅延処理を施した後の信号（時間領域上）と第２のマイクロフォン１３２２の受音信号（時間領域上）との差をとることにより制御用の目的音優勢の信号を生成する制御用目的音優勢信号生成手段１３０４と、この制御用目的音優勢信号生成手段１３０４により生成された時間領域上の制御用の目的音優勢の信号について周波数解析を行う周波数解析手段１３０５とを備えている。
【０４７４】
制御用目的音優勢信号生成手段１３０４により生成される制御用の目的音優勢の信号は、図４３の二点鎖線で示すように、目的音到来方向が大きく膨らみ、かつ、対向妨害音の方向が小さくなったカージオイド（ハート形曲線）の指向特性である。また、図４３に示されたその他の信号の指向特性は、前記第３実施形態の場合（図１３参照）と同様である。なお、制御用目的音優勢信号生成手段１３０４による処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０４７５】
対向妨害音抑圧手段１３０３は、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1に含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧するために、直交妨害音抑圧信号生成手段１３０１により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1と、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１３０２により生成された制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2との間で、同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1のパワーが、制御用の信号のスペクトルＳ2のパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、スペクトルＳ1に帰属させる最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行い、得られたスペクトル（処理前のスペクトルＳ1の一部）を、分離された目的音のスペクトルＳ3とするものである。この際、スペクトルＳ1のパワーが、制御用の信号のスペクトルＳ2のパワーよりも大きい周波数帯域については、ゼロとする。なお、スペクトルＳ2は、制御用の信号として用いただけであるため、使用せずに捨てられる。
【０４７６】
このような第１１実施形態においては、以下のようにして音源分離システム１３００により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０４７７】
先ず、直交妨害音抑圧信号生成手段１３０１により、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1を生成する。また、これと並行して、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１３０２により、制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2を生成する。
【０４７８】
その後、対向妨害音抑圧手段１３０３により、制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2を用いて最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1に含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、分離された目的音のスペクトルＳ3を得る。
【０４７９】
そして、対向妨害音抑圧手段１３０３により目的音を分離した後には、前記第１〜第１０実施形態の場合と同様に、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。
【０４８０】
このような第１１実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム１３００は、直交妨害音抑圧信号生成手段１３０１と、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１３０２と、対向妨害音抑圧手段１３０３とを備えているので、３個のマイクロフォン１３２１，１３２２，１３２３の受音信号を用いて、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行い、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。
【０４８１】
また、音源分離システム１３００では、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０４８２】
［第１２実施形態］
図４４には、本発明の第１２実施形態の音源分離システム１４００の全体構成が示されている。図４５には、音源分離システム１４００により生成される第１、第２の目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号、並びに第１、第２の制御用の目的音優勢の信号の各指向特性が示されている。
【０４８３】
図４４において、音源分離システム１４００は、三角形（本実施形態では、一例として、二等辺三角形または略二等辺三角形とする。）の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォン１４２１，１４２２，１４２３を備えている。第１〜第３のマイクロフォン１４２１〜１４２３は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンである。これらの３個のマイクロフォン１４２１，１４２２，１４２３のうち、第１および第２のマイクロフォン１４２１，１４２２は、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置されている。一方、第２および第３のマイクロフォン１４２２，１４２３は、目的音到来方向に対して傾斜する方向に並べて配置されている。さらに、第１および第３のマイクロフォン１４２１，１４２３は、目的音到来方向に対して第２および第３のマイクロフォン１４２２，１４２３とは反対側に傾斜する方向に並べて配置されている。このため、第１、第２のマイクロフォン１４２１，１４２２だけを考えれば、前記第３実施形態（図１２参照）における目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との関係と同じ関係である。図示の例では、目的音は、携帯電話機１４８０の表面１４８２に平行に、携帯電話機１４８０の下部側から到来する設定とされているので、３個のマイクロフォン１４２１，１４２２，１４２３は、いずれも表面１４８２に設けられている。なお、図４４に示したように、目的音が、携帯電話機１４８０Ａの表面１４８２Ａの法線方向から到来する設定としてもよく、この場合には、第１、第２のマイクロフォン１４２１，１４２２を表面１４８２Ａ側に設け、第３のマイクロフォン１４２３を裏面１４８３Ａ側に設けてもよく、要するに、目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との相対的な関係が図４４の状態となれば、形成される指向特性は同じであるため、図６０に示すＰ１〜Ｐ３４のいずれの位置にマイクロフォンを設けてもよい。
【０４８４】
また、音源分離システム１４００は、第１および第２の２個のマイクロフォン１４２１，１４２２の受音信号を用いて目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段１４０１と、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォン１４２１，１４２２，１４２３の受音信号を用いて目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１４０２と、直交妨害音抑圧信号生成手段１４０１により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルと対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１４０２により生成された制御用の信号のスペクトルとを用いて直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段１４０３とを備えている。
【０４８５】
直交妨害音抑圧信号生成手段１４０１は、前記第１１実施形態の場合（図４２参照）と同様に、第１および第２の２個のマイクロフォン１４２１，１４２２の受音信号を用いて、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1として、前記第３実施形態の音源分離システム３００により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する。すなわち、第１および第２の２個のマイクロフォン１４２１，１４２２を、前記第３実施形態の音源分離システム３００のマイクロフォン３２１，３２２にそれぞれ対応させて同じ処理を行う。従って、図４４において、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と同じ処理を行う部分には、同一の名称および同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【０４８６】
対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１４０２は、第３のマイクロフォン１４２３の受音信号（時間領域上）に遅延処理を施した後の信号（時間領域上）と第２のマイクロフォン１４２２の受音信号（時間領域上）との差をとることにより第１の制御用の目的音優勢の信号を生成する第１制御用目的音優勢信号生成手段１４０４と、第３のマイクロフォン１４２３の受音信号（時間領域上）に遅延処理を施した後の信号（時間領域上）と第１のマイクロフォン１４２１の受音信号（時間領域上）との差をとることにより第２の制御用の目的音優勢の信号を生成する第２制御用目的音優勢信号生成手段１４０５と、これらの第１制御用目的音優勢信号生成手段１４０４および第２制御用目的音優勢信号生成手段１４０５により生成された時間領域上の第１および第２の制御用の目的音優勢の信号についてそれぞれ周波数解析を行う周波数解析手段１４０６と、第１制御用目的音優勢信号生成手段１４０４により生成されて周波数解析手段１４０６により周波数解析して得られた第１の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳAと第２制御用目的音優勢信号生成手段１４０５により生成されて周波数解析手段１４０６により周波数解析して得られた第２の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳBとを用いて周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2として帰属させることによりスペクトル統合処理（ミニマイゼーション）を行う制御用信号統合手段１４０７とを備えている。
【０４８７】
第１制御用目的音優勢信号生成手段１４０４および第２制御用目的音優勢信号生成手段１４０５により生成される第１および第２の制御用の目的音優勢の信号は、それぞれ図４５の二点鎖線で示すように、目的音到来方向が大きく膨らみ、かつ、対向妨害音の方向が小さくなったカージオイド（ハート形曲線）の指向特性である。そして、第１の制御用の目的音優勢の信号についてのカージオイドの指向特性は、第２および第３の２個のマイクロフォン１４２２，１４２３間を結ぶ線に沿って傾き、一方、第２の制御用の目的音優勢の信号についてのカージオイドの指向特性は、第１および第３の２個のマイクロフォン１４２１，１４２３間を結ぶ線に沿って傾いている。また、図４５に示されたその他の信号の指向特性は、前記第３実施形態の場合（図１３参照）と同様である。なお、第１制御用目的音優勢信号生成手段１４０４および第２制御用目的音優勢信号生成手段１４０５による処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０４８８】
対向妨害音抑圧手段１４０３は、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1に含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧するために、直交妨害音抑圧信号生成手段１４０１により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1と、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１４０２により生成された制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2との間で、同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1のパワーが、制御用の信号のスペクトルＳ2のパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、スペクトルＳ1に帰属させる最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行い、得られたスペクトル（処理前のスペクトルＳ1の一部）を、分離された目的音のスペクトルＳ3とするものである。この際、スペクトルＳ1のパワーが、制御用の信号のスペクトルＳ2のパワーよりも大きい周波数帯域については、ゼロとする。なお、スペクトルＳ2は、制御用の信号として用いただけであるため、使用せずに捨てられる。
【０４８９】
このような第１２実施形態においては、以下のようにして音源分離システム１４００により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０４９０】
先ず、直交妨害音抑圧信号生成手段１４０１により、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1を生成する。また、これと並行して、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１４０２により、制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2を生成する。
【０４９１】
その後、対向妨害音抑圧手段１４０３により、制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2を用いて最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1に含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、分離された目的音のスペクトルＳ3を得る。
【０４９２】
そして、対向妨害音抑圧手段１４０３により目的音を分離した後には、前記第１〜第１１実施形態の場合と同様に、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。
【０４９３】
このような第１２実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム１４００は、直交妨害音抑圧信号生成手段１４０１と、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１４０２と、対向妨害音抑圧手段１４０３とを備えているので、３個のマイクロフォン１４２１，１４２２，１４２３の受音信号を用いて、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行い、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。
【０４９４】
また、音源分離システム１４００では、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０４９５】
［第１３実施形態］
図４６には、本発明の第１３実施形態の音源分離システム１５００の全体構成が示されている。図４７には、音源分離システム１５００により生成される目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号、並びに制御用の目的音優勢の信号の各指向特性が示されている。
【０４９６】
図４６において、音源分離システム１５００は、三角形（本実施形態では、一例として、直角三角形または略直角三角形とする。）の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォン１５２１，１５２２，１５２３を備えている。第１〜第３のマイクロフォン１５２１〜１５２３は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンである。これらの３個のマイクロフォン１５２１，１５２２，１５２３のうち、第１および第２のマイクロフォン１５２１，１５２２は、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置されている。一方、第２および第３のマイクロフォン１５２２，１５２３は、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置されている。このため、第１、第２のマイクロフォン１５２１，１５２２だけを考えれば、前記第２実施形態（図９参照）における目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との関係と同じ関係である。図示の例では、目的音は、携帯電話機１５８０の表面１５８２に平行に、携帯電話機１５８０の下部側から到来する設定とされているので、３個のマイクロフォン１５２１，１５２２，１５２３は、いずれも表面１５８２に設けられている。なお、図４６に示したように、目的音が、携帯電話機１５８０Ａの表面１５８２Ａの法線方向から到来する設定としてもよく、この場合には、第１、第２のマイクロフォン１５２１，１５２２を表面１５８２Ａ側に設け、第３のマイクロフォン１５２３を裏面１５８３Ａ側に設けてもよく、要するに、目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との相対的な関係が図４６の状態となれば、形成される指向特性は同じであるため、図６０に示すＰ１〜Ｐ３４のいずれの位置にマイクロフォンを設けてもよい。
【０４９７】
また、音源分離システム１５００は、第１および第２の２個のマイクロフォン１５２１，１５２２の受音信号を用いて目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段１５０１と、第２および第３の２個のマイクロフォン１５２２，１５２３の受音信号を用いて目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１５０２と、直交妨害音抑圧信号生成手段１５０１により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルと対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１５０２により生成された制御用の信号のスペクトルとを用いて直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段１５０３とを備えている。
【０４９８】
直交妨害音抑圧信号生成手段１５０１は、第１および第２の２個のマイクロフォン１５２１，１５２２の受音信号を用いて、前記第２実施形態の音源分離システム２００（図９参照）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1として、前記第２実施形態の音源分離システム２００により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する。すなわち、第１および第２の２個のマイクロフォン１５２１，１５２２を、前記第２実施形態の音源分離システム２００のマイクロフォン２２１，２２２にそれぞれ対応させて同じ処理を行う。従って、図４６において、前記第２実施形態の音源分離システム２００（図９参照）と同じ処理を行う部分には、同一の名称および同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【０４９９】
対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１５０２は、第３のマイクロフォン１５２３の受音信号（時間領域上）に遅延処理を施した後の信号（時間領域上）と第２のマイクロフォン１５２２の受音信号（時間領域上）との差をとることにより制御用の目的音優勢の信号を生成する制御用目的音優勢信号生成手段１５０４と、この制御用目的音優勢信号生成手段１５０４により生成された時間領域上の制御用の目的音優勢の信号について周波数解析を行う周波数解析手段１５０５とを備えている。
【０５００】
制御用目的音優勢信号生成手段１５０４により生成される制御用の目的音優勢の信号は、図４７の二点鎖線で示すように、目的音到来方向が大きく膨らみ、かつ、対向妨害音の方向が小さくなったカージオイド（ハート形曲線）の指向特性である。また、図４７に示されたその他の信号の指向特性は、前記第２実施形態の場合（図１０参照）と同様である。なお、制御用目的音優勢信号生成手段１５０４による処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０５０１】
対向妨害音抑圧手段１５０３は、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1に含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧するために、直交妨害音抑圧信号生成手段１５０１により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1と、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１５０２により生成された制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2との間で、同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1のパワーが、制御用の信号のスペクトルＳ2のパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、スペクトルＳ1に帰属させる最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行い、得られたスペクトル（処理前のスペクトルＳ1の一部）を、分離された目的音のスペクトルＳ3とするものである。この際、スペクトルＳ1のパワーが、制御用の信号のスペクトルＳ2のパワーよりも大きい周波数帯域については、ゼロとする。なお、スペクトルＳ2は、制御用の信号として用いただけであるため、使用せずに捨てられる。
【０５０２】
このような第１３実施形態においては、以下のようにして音源分離システム１５００により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０５０３】
先ず、直交妨害音抑圧信号生成手段１５０１により、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1を生成する。また、これと並行して、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１５０２により、制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2を生成する。
【０５０４】
その後、対向妨害音抑圧手段１５０３により、制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2を用いて最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1に含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、分離された目的音のスペクトルＳ3を得る。
【０５０５】
そして、対向妨害音抑圧手段１５０３により目的音を分離した後には、前記第１〜第１２実施形態の場合と同様に、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。
【０５０６】
このような第１３実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム１５００は、直交妨害音抑圧信号生成手段１５０１と、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１５０２と、対向妨害音抑圧手段１５０３とを備えているので、３個のマイクロフォン１５２１，１５２２，１５２３の受音信号を用いて、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行い、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。
【０５０７】
また、音源分離システム１５００では、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０５０８】
［第１４実施形態］
図４８には、本発明の第１４実施形態の音源分離システム１６００の全体構成が示されている。図４９には、音源分離システム１６００により生成される目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号、並びに制御用の目的音優勢の信号の各指向特性が示されている。
【０５０９】
図４８において、音源分離システム１６００は、三角形（本実施形態では、一例として、直角三角形または略直角三角形とする。）の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォン１６２１，１６２２，１６２３を備えている。第１〜第３のマイクロフォン１６２１〜１６２３は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンである。これらの３個のマイクロフォン１６２１，１６２２，１６２３のうち、第１および第２のマイクロフォン１６２１，１６２２は、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置されている。一方、第１および第３のマイクロフォン１６２１，１６２３は、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置されている。このため、目的音到来方向と３個のマイクロフォン１６２１，１６２２，１６２３の配置位置との関係は、前記第４実施形態（図１５参照）における目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との関係と同じである。図示の例では、目的音は、携帯電話機１６８０の表面１６８２に平行に、携帯電話機１６８０の下部側から到来する設定とされているので、３個のマイクロフォン１６２１，１６２２，１６２３は、いずれも表面１６８２に設けられている。なお、図４８に示したように、目的音が、携帯電話機１６８０Ａの表面１６８２Ａの法線方向から到来する設定としてもよく、この場合には、第１、第３のマイクロフォン１６２１，１６２３を表面１６８２Ａ側に設け、第２のマイクロフォン１６２２を裏面１６８３Ａ側に設けてもよく、要するに、目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との相対的な関係が図４８の状態となれば、形成される指向特性は同じであるため、図６０に示すＰ１〜Ｐ３４のいずれの位置にマイクロフォンを設けてもよい。
【０５１０】
また、音源分離システム１６００は、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォン１６２１，１６２２，１６２３の受音信号を用いて目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段１６０１と、第１および第２の２個のマイクロフォン１６２１，１６２２の受音信号を用いて目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１６０２と、直交妨害音抑圧信号生成手段１６０１により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルと対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１６０２により生成された制御用の信号のスペクトルとを用いて直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段１６０３とを備えている。
【０５１１】
直交妨害音抑圧信号生成手段１６０１は、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォン１６２１，１６２２，１６２３の受音信号を用いて、前記第４実施形態の音源分離システム４００（図１５参照）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1として、前記第４実施形態の音源分離システム４００により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する。すなわち、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォン１６２１，１６２２，１６２３を、前記第４実施形態の音源分離システム４００のマイクロフォン４２１，４２２，４２３にそれぞれ対応させて同じ処理を行う。従って、図４８において、前記第４実施形態の音源分離システム４００（図１５参照）と同じ処理を行う部分には、同一の名称および同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【０５１２】
対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１６０２は、第２のマイクロフォン１６２２の受音信号（時間領域上）に遅延処理を施した後の信号（時間領域上）と第１のマイクロフォン１６２１の受音信号（時間領域上）との差をとることにより制御用の目的音優勢の信号を生成する制御用目的音優勢信号生成手段１６０４と、この制御用目的音優勢信号生成手段１６０４により生成された時間領域上の制御用の目的音優勢の信号について周波数解析を行う周波数解析手段１６０５とを備えている。
【０５１３】
制御用目的音優勢信号生成手段１６０４により生成される制御用の目的音優勢の信号は、図４９の二点鎖線で示すように、目的音到来方向が大きく膨らみ、かつ、対向妨害音の方向が小さくなったカージオイド（ハート形曲線）の指向特性である。また、図４９に示されたその他の信号の指向特性は、前記第４実施形態の場合（図１６参照）と同様である。なお、制御用目的音優勢信号生成手段１６０４による処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０５１４】
対向妨害音抑圧手段１６０３は、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1に含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧するために、直交妨害音抑圧信号生成手段１６０１により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1と、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１６０２により生成された制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2との間で、同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1のパワーが、制御用の信号のスペクトルＳ2のパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、スペクトルＳ1に帰属させる最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行い、得られたスペクトル（処理前のスペクトルＳ1の一部）を、分離された目的音のスペクトルＳ3とするものである。この際、スペクトルＳ1のパワーが、制御用の信号のスペクトルＳ2のパワーよりも大きい周波数帯域については、ゼロとする。なお、スペクトルＳ2は、制御用の信号として用いただけであるため、使用せずに捨てられる。
【０５１５】
このような第１４実施形態においては、以下のようにして音源分離システム１６００により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０５１６】
先ず、直交妨害音抑圧信号生成手段１６０１により、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1を生成する。また、これと並行して、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１６０２により、制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2を生成する。
【０５１７】
その後、対向妨害音抑圧手段１６０３により、制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2を用いて最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1に含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、分離された目的音のスペクトルＳ3を得る。
【０５１８】
そして、対向妨害音抑圧手段１６０３により目的音を分離した後には、前記第１〜第１３実施形態の場合と同様に、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。
【０５１９】
このような第１４実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム１６００は、直交妨害音抑圧信号生成手段１６０１と、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１６０２と、対向妨害音抑圧手段１６０３とを備えているので、３個のマイクロフォン１６２１，１６２２，１６２３の受音信号を用いて、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行い、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。
【０５２０】
また、音源分離システム１６００では、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０５２１】
［第１５実施形態］
図５０には、本発明の第１５実施形態の音源分離システム１７００の全体構成が示されている。図５１には、音源分離システム１７００により生成される目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号、並びに制御用の目的音優勢の信号の各指向特性が示されている。
【０５２２】
図５０において、音源分離システム１７００は、互いに交差（本実施形態では、一例として直交または略直交とする。）する第１の方向および第２の方向のそれぞれに２個ずつ間隔を置いて並べて配置された合計４個のマイクロフォン１７２１，１７２２，１７２３，１７２４を備えている。第１〜第４のマイクロフォン１７２１〜１７２４は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンである。これらの４個のマイクロフォン１７２１，１７２２，１７２３，１７２４のうち、第１の方向に並べて配置された第１および第２の２個のマイクロフォン１７２１，１７２２は、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置されている。一方、第２の方向に並べて配置された第３および第４の２個のマイクロフォン１７２３，１７２４は、目的音到来方向と直角または略直角をなす方向に並べて配置されている。このため、目的音到来方向と４個のマイクロフォン１７２１，１７２２，１７２３，１７２４の配置位置との関係は、前記第５実施形態（図１８参照）における目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との関係と同じである。図示の例では、目的音は、携帯電話機１７８０の表面１７８２に平行に、携帯電話機１７８０の下部側から到来する設定とされているので、４個のマイクロフォン１７２１，１７２２，１７２３，１７２４は、いずれも表面１７８２に設けられている。なお、目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との相対的な関係が図５０の状態となれば、形成される指向特性は同じであるため、図６０に示すＰ１〜Ｐ３４のいずれの位置にマイクロフォンを設けてもよい。
【０５２３】
また、音源分離システム１７００は、第１、第２、第３、および第４の４個のマイクロフォン１７２１，１７２２，１７２３，１７２４の受音信号を用いて目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段１７０１と、第１および第２の２個のマイクロフォン１７２１，１７２２の受音信号を用いて目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１７０２と、直交妨害音抑圧信号生成手段１７０１により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルと対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１７０２により生成された制御用の信号のスペクトルとを用いて直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段１７０３とを備えている。
【０５２４】
直交妨害音抑圧信号生成手段１７０１は、第１、第２、第３、および第４の４個のマイクロフォン１７２１，１７２２，１７２３，１７２４の受音信号を用いて、前記第５実施形態の音源分離システム５００（図１８参照）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1として、前記第５実施形態の音源分離システム５００により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する。すなわち、第１、第２、第３、および第４のマイクロフォン１７２１，１７２２，１７２３，１７２４を、前記第５実施形態の音源分離システム５００のマイクロフォン５２１，５２２，５２３，５２４にそれぞれ対応させて同じ処理を行う。従って、図５０において、前記第５実施形態の音源分離システム５００（図１８参照）と同じ処理を行う部分には、同一の名称および同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【０５２５】
対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１７０２は、第２のマイクロフォン１７２２の受音信号（時間領域上）に遅延処理を施した後の信号（時間領域上）と第１のマイクロフォン１７２１の受音信号（時間領域上）との差をとることにより制御用の目的音優勢の信号を生成する制御用目的音優勢信号生成手段１７０４と、この制御用目的音優勢信号生成手段１７０４により生成された時間領域上の制御用の目的音優勢の信号について周波数解析を行う周波数解析手段１７０５とを備えている。
【０５２６】
制御用目的音優勢信号生成手段１７０４により生成される制御用の目的音優勢の信号は、図５１の二点鎖線で示すように、目的音到来方向が大きく膨らみ、かつ、対向妨害音の方向が小さくなったカージオイド（ハート形曲線）の指向特性である。また、図５１に示されたその他の信号の指向特性は、前記第５実施形態の場合（図１９参照）と同様である。なお、制御用目的音優勢信号生成手段１７０４による処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０５２７】
対向妨害音抑圧手段１７０３は、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1に含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧するために、直交妨害音抑圧信号生成手段１７０１により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1と、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１７０２により生成された制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2との間で、同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1のパワーが、制御用の信号のスペクトルＳ2のパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、スペクトルＳ1に帰属させる最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行い、得られたスペクトル（処理前のスペクトルＳ1の一部）を、分離された目的音のスペクトルＳ3とするものである。この際、スペクトルＳ1のパワーが、制御用の信号のスペクトルＳ2のパワーよりも大きい周波数帯域については、ゼロとする。なお、スペクトルＳ2は、制御用の信号として用いただけであるため、使用せずに捨てられる。
【０５２８】
このような第１５実施形態においては、以下のようにして音源分離システム１７００により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０５２９】
先ず、直交妨害音抑圧信号生成手段１７０１により、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1を生成する。また、これと並行して、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１７０２により、制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2を生成する。
【０５３０】
その後、対向妨害音抑圧手段１７０３により、制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2を用いて最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1に含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、分離された目的音のスペクトルＳ3を得る。
【０５３１】
そして、対向妨害音抑圧手段１７０３により目的音を分離した後には、前記第１〜第１４実施形態の場合と同様に、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。
【０５３２】
このような第１５実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム１７００は、直交妨害音抑圧信号生成手段１７０１と、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１７０２と、対向妨害音抑圧手段１７０３とを備えているので、４個のマイクロフォン１７２１，１７２２，１７２３，１７２４の受音信号を用いて、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行い、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。
【０５３３】
また、音源分離システム１７００では、使用するマイクロフォンの個数は４個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０５３４】
［第１６実施形態］
図５２には、本発明の第１６実施形態の音源分離システム１８００の全体構成が示されている。図５３には、音源分離システム１８００により生成される目的音優勢の信号および第１、第２の目的音劣勢の信号、並びに制御用の目的音優勢の信号の各指向特性が示されている。
【０５３５】
図５２において、音源分離システム１８００は、四角形（本実施形態では、菱形若しくは略菱形、正方形若しくは略正方形、あるいはこれら以外の四角形であって対角線を中心として線対称な形状のもの）の各頂点位置に配置された第１、第２、第３、および第４の合計４個のマイクロフォン１８２１，１８２２，１８２３，１８２４を備えている。第１〜第４のマイクロフォン１８２１〜１８２４は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンである。これらの４個のマイクロフォン１８２１〜１８２４のうち、第１および第２の２個のマイクロフォン１８２１，１８２２は、目的音到来方向またはこの方向と略同じ方向に並べて配置されている。一方、第１および第３の２個のマイクロフォン１８２１，１８２３は、目的音到来方向に対して傾斜する方向に並べて配置されている。さらに、第１および第４の２個のマイクロフォン１８２１，１８２４は、目的音到来方向に対して第１および第３の２個のマイクロフォン１８２１，１８２３とは反対側に傾斜する方向に並べて配置されている。このため、目的音到来方向と４個のマイクロフォン１８２１，１８２２，１８２３，１８２４の配置位置との関係は、前記第６実施形態（図２１参照）における目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との関係と同じである。図示の例では、目的音は、携帯電話機１８８０の表面１８８２に平行に、携帯電話機１８８０の下部側から到来する設定とされているので、４個のマイクロフォン１８２１，１８２２，１８２３，１８２４は、いずれも表面１８８２に設けられている。なお、目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との相対的な関係が図５２の状態となれば、形成される指向特性は同じであるため、図６０に示すＰ１〜Ｐ３４のいずれの位置にマイクロフォンを設けてもよい。
【０５３６】
また、音源分離システム１８００は、第１、第２、第３、および第４の４個のマイクロフォン１８２１，１８２２，１８２３，１８２４の受音信号を用いて目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段１８０１と、第１および第２の２個のマイクロフォン１８２１，１８２２の受音信号を用いて目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１８０２と、直交妨害音抑圧信号生成手段１８０１により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルと対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１８０２により生成された制御用の信号のスペクトルとを用いて直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段１８０３とを備えている。
【０５３７】
直交妨害音抑圧信号生成手段１８０１は、第１、第２、第３、および第４の４個のマイクロフォン１８２１，１８２２，１８２３，１８２４の受音信号を用いて、前記第６実施形態の音源分離システム６００（図２１参照）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1として、前記第６実施形態の音源分離システム６００により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する。すなわち、第１、第２、第３、および第４のマイクロフォン１８２１，１８２２，１８２３，１８２４を、前記第６実施形態の音源分離システム６００のマイクロフォン６２１，６２２，６２３，６２４にそれぞれ対応させて同じ処理を行う。従って、図５２において、前記第６実施形態の音源分離システム６００（図２１参照）と同じ処理を行う部分には、同一の名称および同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【０５３８】
対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１８０２は、第２のマイクロフォン１８２２の受音信号（時間領域上）に遅延処理を施した後の信号（時間領域上）と第１のマイクロフォン１８２１の受音信号（時間領域上）との差をとることにより制御用の目的音優勢の信号を生成する制御用目的音優勢信号生成手段１８０４と、この制御用目的音優勢信号生成手段１８０４により生成された時間領域上の制御用の目的音優勢の信号について周波数解析を行う周波数解析手段１８０５とを備えている。
【０５３９】
制御用目的音優勢信号生成手段１８０４により生成される制御用の目的音優勢の信号は、図５３の二点鎖線で示すように、目的音到来方向が大きく膨らみ、かつ、対向妨害音の方向が小さくなったカージオイド（ハート形曲線）の指向特性である。また、図５３に示されたその他の信号の指向特性は、前記第６実施形態の場合（図２２参照）と同様である。なお、制御用目的音優勢信号生成手段１８０４による処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０５４０】
対向妨害音抑圧手段１８０３は、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1に含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧するために、直交妨害音抑圧信号生成手段１８０１により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1と、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１８０２により生成された制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2との間で、同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1のパワーが、制御用の信号のスペクトルＳ2のパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、スペクトルＳ1に帰属させる最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行い、得られたスペクトル（処理前のスペクトルＳ1の一部）を、分離された目的音のスペクトルＳ3とするものである。この際、スペクトルＳ1のパワーが、制御用の信号のスペクトルＳ2のパワーよりも大きい周波数帯域については、ゼロとする。なお、スペクトルＳ2は、制御用の信号として用いただけであるため、使用せずに捨てられる。
【０５４１】
このような第１６実施形態においては、以下のようにして音源分離システム１８００により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０５４２】
先ず、直交妨害音抑圧信号生成手段１８０１により、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1を生成する。また、これと並行して、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１８０２により、制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2を生成する。
【０５４３】
その後、対向妨害音抑圧手段１８０３により、制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2を用いて最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1に含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、分離された目的音のスペクトルＳ3を得る。
【０５４４】
そして、対向妨害音抑圧手段１８０３により目的音を分離した後には、前記第１〜第１５実施形態の場合と同様に、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。
【０５４５】
このような第１６実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム１８００は、直交妨害音抑圧信号生成手段１８０１と、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１８０２と、対向妨害音抑圧手段１８０３とを備えているので、４個のマイクロフォン１８２１，１８２２，１８２３，１８２４の受音信号を用いて、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行い、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。
【０５４６】
また、音源分離システム１８００では、使用するマイクロフォンの個数は４個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０５４７】
［第１７実施形態］
図５４には、本発明の第１７実施形態の音源分離システム１９００の全体構成が示されている。図５５には、音源分離システム１９００により生成される目的音優勢の信号および第１、第２の目的音劣勢の信号、並びに第１、第２の制御用の目的音優勢の信号の各指向特性が示されている。
【０５４８】
図５４において、音源分離システム１９００は、三角形（本実施形態では、一例として、二等辺三角形または略二等辺三角形とする。）の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォン１９２１，１９２２，１９２３を備えている。第１〜第３のマイクロフォン１９２１〜１９２３は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンである。これらの３個のマイクロフォン１９２１，１９２２，１９２３のうち、第１および第２のマイクロフォン１９２１，１９２２は、目的音到来方向に対して傾斜する方向に並べて配置されている。一方、第１および第３のマイクロフォン１９２１，１９２３は、目的音到来方向に対して第１および第２のマイクロフォン１９２１，１９２２とは反対側に傾斜する方向に並べて配置されている。このため、目的音到来方向と３個のマイクロフォン１９２１，１９２２，１９２３の配置位置との関係は、前記第７実施形態（図２４参照）における目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との関係と同じである。図示の例では、目的音は、携帯電話機１９８０の表面１９８２に平行に、携帯電話機１９８０の下部側から到来する設定とされているので、３個のマイクロフォン１９２１，１９２２，１９２３は、いずれも表面１９８２に設けられている。なお、図５４に示したように、目的音が、携帯電話機１９８０Ａの表面１９８２Ａの法線方向から到来する設定としてもよく、この場合には、第１のマイクロフォン１９２１を表面１９８２Ａ側に設け、第２、第３のマイクロフォン１９２２，１９２３を裏面１９８３Ａ側に設けてもよく、要するに、目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との相対的な関係が図５４の状態となれば、形成される指向特性は同じであるため、図６０に示すＰ１〜Ｐ３４のいずれの位置にマイクロフォンを設けてもよい。
【０５４９】
また、音源分離システム１９００は、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォン１９２１，１９２２，１９２３の受音信号を用いて目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段１９０１と、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォン１９２１，１９２２，１９２３の受音信号を用いて目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１９０２と、直交妨害音抑圧信号生成手段１９０１により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルと対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１９０２により生成された制御用の信号のスペクトルとを用いて直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段１９０３とを備えている。
【０５５０】
直交妨害音抑圧信号生成手段１９０１は、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォン１９２１，１９２２，１９２３の受音信号を用いて、前記第７実施形態の音源分離システム７００（図２４参照）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1として、前記第７実施形態の音源分離システム７００により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する。すなわち、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォン１９２１，１９２２，１９２３を、前記第７実施形態の音源分離システム７００のマイクロフォン７２１，７２２，７２３にそれぞれ対応させて同じ処理を行う。従って、図５４において、前記第７実施形態の音源分離システム７００（図２４参照）と同じ処理を行う部分には、同一の名称および同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【０５５１】
対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１９０２は、第２のマイクロフォン１９２２の受音信号（時間領域上）に遅延処理を施した後の信号（時間領域上）と第１のマイクロフォン１９２１の受音信号（時間領域上）との差をとることにより第１の制御用の目的音優勢の信号を生成する第１制御用目的音優勢信号生成手段１９０４と、第３のマイクロフォン１９２３の受音信号（時間領域上）に遅延処理を施した後の信号（時間領域上）と第１のマイクロフォン１９２１の受音信号（時間領域上）との差をとることにより第２の制御用の目的音優勢の信号を生成する第２制御用目的音優勢信号生成手段１９０５と、これらの第１制御用目的音優勢信号生成手段１９０４および第２制御用目的音優勢信号生成手段１９０５により生成された時間領域上の第１および第２の制御用の目的音優勢の信号についてそれぞれ周波数解析を行う周波数解析手段１９０６と、第１制御用目的音優勢信号生成手段１９０４により生成されて周波数解析手段１９０６により周波数解析して得られた第１の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳAと第２制御用目的音優勢信号生成手段１９０５により生成されて周波数解析手段１９０６により周波数解析して得られた第２の制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳBとを用いて周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2として帰属させることによりスペクトル統合処理（ミニマイゼーション）を行う制御用信号統合手段１９０７とを備えている。
【０５５２】
第１制御用目的音優勢信号生成手段１９０４および第２制御用目的音優勢信号生成手段１９０５により生成される第１および第２の制御用の目的音優勢の信号は、それぞれ図５５の二点鎖線で示すように、目的音到来方向が大きく膨らみ、かつ、対向妨害音の方向が小さくなったカージオイド（ハート形曲線）の指向特性である。そして、第１の制御用の目的音優勢の信号についてのカージオイドの指向特性は、第１および第２の２個のマイクロフォン１９２１，１９２２間を結ぶ線に沿って傾き、一方、第２の制御用の目的音優勢の信号についてのカージオイドの指向特性は、第１および第３の２個のマイクロフォン１９２１，１９２３間を結ぶ線に沿って傾いている。そして、制御用信号統合手段１９０７によりミニマイゼーションによるスペクトル統合処理を行うと、これらのカージオイドの重なり部分を指向特性として備えた制御用の信号が生成される。また、図５５に示されたその他の信号の指向特性は、前記第７実施形態の場合（図２５参照）と同様である。なお、第１制御用目的音優勢信号生成手段１９０４および第２制御用目的音優勢信号生成手段１９０５による処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０５５３】
対向妨害音抑圧手段１９０３は、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1に含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧するために、直交妨害音抑圧信号生成手段１９０１により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1と、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１９０２により生成された制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2との間で、同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1のパワーが、制御用の信号のスペクトルＳ2のパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、スペクトルＳ1に帰属させる最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行い、得られたスペクトル（処理前のスペクトルＳ1の一部）を、分離された目的音のスペクトルＳ3とするものである。この際、スペクトルＳ1のパワーが、制御用の信号のスペクトルＳ2のパワーよりも大きい周波数帯域については、ゼロとする。なお、スペクトルＳ2は、制御用の信号として用いただけであるため、使用せずに捨てられる。
【０５５４】
このような第１７実施形態においては、以下のようにして音源分離システム１９００により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０５５５】
先ず、直交妨害音抑圧信号生成手段１９０１により、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1を生成する。また、これと並行して、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１９０２により、制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2を生成する。
【０５５６】
その後、対向妨害音抑圧手段１９０３により、制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2を用いて最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1に含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、分離された目的音のスペクトルＳ3を得る。
【０５５７】
そして、対向妨害音抑圧手段１９０３により目的音を分離した後には、前記第１〜第１６実施形態の場合と同様に、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。
【０５５８】
このような第１７実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム１９００は、直交妨害音抑圧信号生成手段１９０１と、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段１９０２と、対向妨害音抑圧手段１９０３とを備えているので、３個のマイクロフォン１９２１，１９２２，１９２３の受音信号を用いて、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行い、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。
【０５５９】
また、音源分離システム１９００では、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０５６０】
［第１８実施形態］
図５６には、本発明の第１８実施形態の音源分離システム２０００の全体構成が示されている。図５７には、音源分離システム２０００により生成される目的音優勢の信号および第１、第２の目的音劣勢の信号、並びに制御用の目的音優勢の信号の各指向特性が示されている。
【０５６１】
図５６において、音源分離システム２０００は、三角形（本実施形態では、一例として、二等辺三角形または略二等辺三角形とする。）の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォン２０２１，２０２２，２０２３を備えている。第１〜第３のマイクロフォン２０２１〜２０２３は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンである。これらの３個のマイクロフォン２０２１，２０２２，２０２３は、前記第１７実施形態の３個のマイクロフォン１９２１，１９２２，１９２３と同じ配置である。このため、目的音到来方向と３個のマイクロフォン２０２１，２０２２，２０２３の配置位置との関係は、前記第７実施形態（図２４参照）における目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との関係と同じである。図示の例では、前記第１７実施形態の場合（図５４参照）と同様に、目的音は、携帯電話機２０８０の表面２０８２に平行に、携帯電話機２０８０の下部側から到来する設定とされているので、３個のマイクロフォン２０２１，２０２２，２０２３は、いずれも表面２０８２に設けられている。なお、図５６に示したように、目的音が、携帯電話機２０８０Ａの表面２０８２Ａの法線方向から到来する設定としてもよく、この場合には、第１のマイクロフォン２０２１を表面２０８２Ａ側に設け、第２、第３のマイクロフォン２０２２，２０２３を裏面２０８３Ａ側に設けてもよく、要するに、目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との相対的な関係が図５６の状態となれば、形成される指向特性は同じであるため、図６０に示すＰ１〜Ｐ３４のいずれの位置にマイクロフォンを設けてもよい。
【０５６２】
また、音源分離システム２０００は、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォン２０２１，２０２２，２０２３の受音信号を用いて目的音到来方向に対して直交する方向から到来する直交妨害音を抑圧する直交妨害音抑圧信号を生成する直交妨害音抑圧信号生成手段２００１と、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォン２０２１，２０２２，２０２３の受音信号を用いて目的音到来方向に対向する方向から到来する対向妨害音を抑圧するための制御用の信号を生成する対向妨害音抑圧制御用信号生成手段２００２と、直交妨害音抑圧信号生成手段２００１により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルと対向妨害音抑圧制御用信号生成手段２００２により生成された制御用の信号のスペクトルとを用いて直交妨害音抑圧信号のスペクトルに含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧する対向妨害音抑圧手段２００３とを備えている。
【０５６３】
直交妨害音抑圧信号生成手段２００１は、前記第１７実施形態の場合（図５４参照）と同様に、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォン２０２１，２０２２，２０２３の受音信号を用いて、前記第７実施形態の音源分離システム７００（図２４参照）と同じ処理を行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1として、前記第７実施形態の音源分離システム７００により分離して得られる目的音のスペクトルと同じスペクトルを生成する。すなわち、第１、第２、および第３の３個のマイクロフォン２０２１，２０２２，２０２３を、前記第７実施形態の音源分離システム７００のマイクロフォン７２１，７２２，７２３にそれぞれ対応させて同じ処理を行う。従って、図５６において、前記第７実施形態の音源分離システム７００（図２４参照）と同じ処理を行う部分には、同一の名称および同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【０５６４】
対向妨害音抑圧制御用信号生成手段２００２は、第２および第３のマイクロフォン２０２２，２０２３の受音信号（時間領域上）にそれぞれ同一または異なる比例係数（本実施形態では、一例として、同一の比例係数ｋとする。）を乗じた値の和の信号に遅延処理を施した後の信号と、第１のマイクロフォン２０２１の受音信号との差をとることにより制御用の目的音優勢の信号を生成する制御用目的音優勢信号生成手段２００４と、この制御用目的音優勢信号生成手段２００４により生成された時間領域上の制御用の目的音優勢の信号について周波数解析を行う周波数解析手段２００５とを備えている。
【０５６５】
制御用目的音優勢信号生成手段２００４により生成される制御用の目的音優勢の信号は、図５７の二点鎖線で示すように、目的音到来方向が大きく膨らみ、かつ、対向妨害音の方向が小さくなったカージオイド（ハート形曲線）の指向特性である。また、図５７に示されたその他の信号の指向特性は、前記第７実施形態の場合（図２５参照）と同様である。なお、制御用目的音優勢信号生成手段２００４による処理は、デジタル処理としてもアナログ処理としてもよく、あるいは本実施形態では、時間領域上で処理を行っているが、周波数領域上の処理としてもよい。
【０５６６】
対向妨害音抑圧手段２００３は、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1に含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧するために、直交妨害音抑圧信号生成手段２００１により生成された直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1と、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段２００２により生成された制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2との間で、同一の周波数帯域の各パワーの大小の比較を周波数帯域毎に行い、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1のパワーが、制御用の信号のスペクトルＳ2のパワーよりも小さい周波数帯域について、その小さい方のパワーを、スペクトルＳ1に帰属させる最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行い、得られたスペクトル（処理前のスペクトルＳ1の一部）を、分離された目的音のスペクトルＳ3とするものである。この際、スペクトルＳ1のパワーが、制御用の信号のスペクトルＳ2のパワーよりも大きい周波数帯域については、ゼロとする。なお、スペクトルＳ2は、制御用の信号として用いただけであるため、使用せずに捨てられる。
【０５６７】
このような第１８実施形態においては、以下のようにして音源分離システム２０００により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０５６８】
先ず、直交妨害音抑圧信号生成手段２００１により、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1を生成する。また、これと並行して、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段２００２により、制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2を生成する。
【０５６９】
その後、対向妨害音抑圧手段２００３により、制御用の目的音優勢の信号のスペクトルＳ2を用いて最小レベル帯域選択（ＢＳ−ＭＩＮ）を行うことにより、直交妨害音抑圧信号のスペクトルＳ1に含まれる対向妨害音のスペクトルを抑圧し、分離された目的音のスペクトルＳ3を得る。
【０５７０】
そして、対向妨害音抑圧手段２００３により目的音を分離した後には、前記第１〜第１７実施形態の場合と同様に、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。
【０５７１】
このような第１８実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム２０００は、直交妨害音抑圧信号生成手段２００１と、対向妨害音抑圧制御用信号生成手段２００２と、対向妨害音抑圧手段２００３とを備えているので、３個のマイクロフォン２０２１，２０２２，２０２３の受音信号を用いて、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行い、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。
【０５７２】
また、音源分離システム２０００では、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０５７３】
［第１９実施形態］
図５８には、本発明の第１９実施形態の音源分離システム２１００の全体構成が示されている。
【０５７４】
図５８において、音源分離システム２１００は、三角形（本実施形態では、一例として、直角三角形または略直角三角形とする。）の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォン２１２１，２１２２，２１２３を備えている。第１〜第３のマイクロフォン２１２１〜２１２３は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンである。これらの第１、第２、および第３のマイクロフォン２１２１，２１２２，２１２３は、いずれも目的音到来方向と直角または略直角をなす面上に配置されている。図示の例では、目的音は、携帯電話機２１８０の表面２１８２の法線方向から到来する設定であるため、第１、第２、および第３のマイクロフォン２１２１，２１２２，２１２３は、いずれも表面２１８２に設けられている。従って、第１、第２のマイクロフォン２１２１，２１２２間を結ぶ線は、目的音到来方向と直角または略直角をなし、第２、第３のマイクロフォン２１２２，２１２３間を結ぶ線も、目的音到来方向と直角または略直角をなしている。このため、第１、第２のマイクロフォン２１２１，２１２２だけを考えれば、前記第３実施形態（図１２参照）における目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との関係と同じ関係であり、また、第２、第３のマイクロフォン２１２２，２１２３だけを考えても同じことがいえる。なお、目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との相対的な関係が図５８の状態となれば、形成される指向特性は同じであるため、図６０に示すＰ１〜Ｐ３４のいずれの位置にマイクロフォンを設けてもよい。
【０５７５】
また、音源分離システム２１００は、第１および第２の２個のマイクロフォン２１２１，２１２２の受音信号を用いてそれぞれ異なる指向特性を有する複数（ここでは、２個とする。）の信号のスペクトルＳ1A，Ｓ1Bの組合せを生成する第１の異指向特性信号群生成手段２１０１と、第２および第３の２個のマイクロフォン２１２２，２１２３の受音信号を用いてそれぞれ異なる指向特性を有する複数（ここでは、２個とする。）の信号のスペクトルＳ2A，Ｓ2Bの組合せを生成する第２の異指向特性信号群生成手段２１０２と、これらの第１および第２の異指向特性信号群生成手段２１０１，２１０２によりそれぞれ生成された２組の複数（２つ）の信号のスペクトルの組合せを用いて多次元帯域選択（ＢＳ−ＭｕｌｔｉＤ、ここでは、２次元帯域選択：ＢＳ−２Ｄとなる。）を行う高感度領域形成手段２１０３とを備えている。
【０５７６】
第１の異指向特性信号群生成手段２１０１は、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と部分的に同様な処理を行い、同様な指向特性を与える信号のスペクトルを生成するので、同一部分には同一符号を付し、詳しい説明を省略する。すなわち、第１の異指向特性信号群生成手段２１０１は、前記第３実施形態の音源分離システム３００に含まれる分離手段３６０（図１２参照）は備えていないが、第１目的音優勢信号生成手段３３１と、第２目的音優勢信号生成手段３３２と、目的音劣勢信号生成手段３４０と、周波数解析手段３５０とを備えているので、これらにより、第１、第２のマイクロフォン２１２１，２１２２を、前記第３実施形態の音源分離システム３００のマイクロフォン３２１，３２２にそれぞれ対応させて前記第３実施形態と同じ信号生成処理を行う。従って、第１目的音優勢信号生成手段３３１により生成される第１の目的音優勢の信号と、第２目的音優勢信号生成手段３３２により生成される第２の目的音優勢の信号と、目的音劣勢信号生成手段３４０により生成される目的音劣勢の信号とについての各指向特性は、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）の場合と同様であり、前述した図１３のようになる。
【０５７７】
また、第１の異指向特性信号群生成手段２１０１は、第１目的音優勢信号生成手段３３１により生成されて周波数解析手段３５０により周波数解析して得られた第１の目的音優勢の信号のスペクトルと、第２目的音優勢信号生成手段３３２により生成されて周波数解析手段３５０により周波数解析して得られた第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理（ミニマイゼーション）を行う統合手段２１０４を備えている。この統合手段２１０４によりミニマイゼーションを行って得られるスペクトル統合後の目的音優勢の信号の指向特性は、図１３に実線で示された第１の目的音優勢の信号のカージオイド（ハート形曲線）の指向特性と、図１３に一点鎖線で示された第２の目的音優勢の信号のカージオイド（ハート形曲線）の指向特性との重なり部分となる。
【０５７８】
従って、第１の異指向特性信号群生成手段２１０１は、図１３に示された２つのカージオイドの重なり部分を指向特性とする目的音優勢の信号のスペクトルＳ1Aと、図１３に点線で示された８の字状の指向特性を有する目的音劣勢の信号のスペクトルＳ1Bとの組合せを生成するものである。
【０５７９】
第２の異指向特性信号群生成手段２１０２は、第１の異指向特性信号群生成手段２１０１の場合と同様に、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と部分的に同様な処理を行い、同様な指向特性を与える信号のスペクトルを生成するので、同一部分には同一符号を付し（但し、第１の異指向特性信号群生成手段２１０１の構成要素と区別するため、末尾にＢを付している。）、詳しい説明を省略する。すなわち、第２の異指向特性信号群生成手段２１０２は、前記第３実施形態の音源分離システム３００に含まれる分離手段３６０（図１２参照）は備えていないが、第１目的音優勢信号生成手段３３１Ｂと、第２目的音優勢信号生成手段３３２Ｂと、目的音劣勢信号生成手段３４０Ｂと、周波数解析手段３５０Ｂとを備えているので、これらにより、第３、第２のマイクロフォン２１２３，２１２２を、前記第３実施形態の音源分離システム３００のマイクロフォン３２１，３２２にそれぞれ対応させて前記第３実施形態と同じ信号生成処理を行う。従って、これらの処理により得られる各信号の指向特性は、第１の異指向特性信号群生成手段２１０１の場合と同様に、図１３のようになる。但し、第１の異指向特性信号群生成手段２１０１の場合の指向特性に対し、軸が９０度回転した状態となる（図３３参照）。
【０５８０】
また、第２の異指向特性信号群生成手段２１０２は、第１の異指向特性信号群生成手段２１０１の場合と同様に、第１目的音優勢信号生成手段３３１Ｂにより生成されて周波数解析手段３５０Ｂにより周波数解析して得られた第１の目的音優勢の信号のスペクトルと、第２目的音優勢信号生成手段３３２Ｂにより生成されて周波数解析手段３５０Ｂにより周波数解析して得られた第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理（ミニマイゼーション）を行う統合手段２１０５を備えている。
【０５８１】
従って、第２の異指向特性信号群生成手段２１０２も、第１の異指向特性信号群生成手段２１０１の場合と同様に、図１３に示された２つのカージオイドの重なり部分を指向特性とする目的音優勢の信号のスペクトルＳ2Aと、図１３に点線で示された８の字状の指向特性を有する目的音劣勢の信号のスペクトルＳ2Bとの組合せを生成するものである。
【０５８２】
高感度領域形成手段２１０３は、第１の異指向特性信号群生成手段２１０１により生成された目的音優勢の信号のスペクトルＳ1Aと目的音劣勢の信号のスペクトルＳ1Bとの組合せ内で定められたスペクトル間のパワーの大小関係の条件と、第２の異指向特性信号群生成手段２１０２により生成された目的音優勢の信号のスペクトルＳ2Aと目的音劣勢の信号のスペクトルＳ2Bとの組合せ内で定められたスペクトル間のパワーの大小関係の条件とがある場合に、これらの複数（ここでは、２つ）の条件を同時に満たすか否かを各周波数帯域毎に判断し、複数の条件を同時に満たす周波数帯域について、予め選択されたスペクトル（ここでは、第１の異指向特性信号群生成手段２１０１により生成された目的音優勢の信号のスペクトルＳ1A）のパワーを、分離する目的音のスペクトルＳ3として帰属させる多次元帯域選択（ここでは、２つの条件であるため、２次元帯域選択となる。）を行うものである。
【０５８３】
より具体的には、高感度領域形成手段２１０３は、第１の異指向特性信号群生成手段２１０１により生成された複数（２つ）の信号のスペクトルＳ1A，Ｓ1Bについては、目的音優勢の信号のスペクトルＳ1Aのパワーが、目的音劣勢の信号のスペクトルＳ1Bのパワーよりも大きいという条件（Ｓ1A＞Ｓ1B）を定め、第２の異指向特性信号群生成手段２１０２により生成された複数（２つ）の信号のスペクトルＳ2A，Ｓ2Bについては、目的音優勢の信号のスペクトルＳ2Aのパワーが、目的音劣勢の信号のスペクトルＳ2Bのパワーよりも大きいという条件（Ｓ2A＞Ｓ2B）を定め、各周波数帯域毎に、Ｓ1A＞Ｓ1B、かつ、Ｓ2A＞Ｓ2Bを満たすか否かを判断し、両方の条件を同時に満たした周波数帯域について、その周波数帯域のスペクトルＳ1Aのパワーを、分離する目的音のスペクトルＳ3として帰属させ、それ以外の周波数帯域については、ゼロとする。なお、ここでは、第１の異指向特性信号群生成手段２１０１により生成された目的音優勢の信号のスペクトルＳ1Aについて着目し、スペクトルＳ1Aのパワーを各周波数帯域で、分離する目的音に帰属させるか、捨てるかを判断しているが、第２の異指向特性信号群生成手段２１０２により生成された目的音優勢の信号のスペクトルＳ2Aに着目し、同様な処理を行ってもよい。
【０５８４】
このような第１９実施形態においては、以下のようにして音源分離システム２１００により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０５８５】
先ず、第１の異指向特性信号群生成手段２１０１により、第１および第２のマイクロフォン２１２１，２１２２の受音信号を用いて、目的音優勢の信号のスペクトルＳ1Aと、目的音劣勢の信号のスペクトルＳ1Bとの組合せを生成する。また、これと並行して、第２の異指向特性信号群生成手段２１０２により、第２および第３のマイクロフォン２１２２，２１２３の受音信号を用いて、目的音優勢の信号のスペクトルＳ2Aと、目的音劣勢の信号のスペクトルＳ2Bとの組合せを生成する。
【０５８６】
次に、高感度領域形成手段２１０３により、第１の異指向特性信号群生成手段２１０１により生成された目的音優勢の信号のスペクトルＳ1Aおよび目的音劣勢の信号のスペクトルＳ1Bと、第２の異指向特性信号群生成手段２１０２により生成された目的音優勢の信号のスペクトルＳ2Aおよび目的音劣勢の信号のスペクトルＳ2Bとを用いて、すなわち２つの信号のスペクトルの組合せを２組用いて、２次元帯域選択（ＢＳ−２Ｄ）を行うことにより、分離する目的音のスペクトルＳ3を得る。
【０５８７】
そして、高感度領域形成手段２１０３により目的音を分離した後には、前記第１〜第１８実施形態の場合と同様に、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。
【０５８８】
このような第１９実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム２１００は、第１の異指向特性信号群生成手段２１０１、第２の異指向特性信号群生成手段２１０２、および高感度領域形成手段２１０３を備えているので、３個のマイクロフォン２１２１，２１２２，２１２３の受音信号を用いて、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行って高感度領域を形成することができる。このため、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。
【０５８９】
また、音源分離システム２１００では、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０５９０】
［第２０実施形態］
図５９には、本発明の第２０実施形態の音源分離システム２２００の全体構成が示されている。
【０５９１】
図５９において、音源分離システム２２００は、三角形（本実施形態では、一例として、二等辺三角形または略二等辺三角形とする。）の各頂点位置に配置された第１、第２、および第３の合計３個のマイクロフォン２２２１，２２２２，２２２３を備えている。第１〜第３のマイクロフォン２２２１〜２２２３は、本実施形態では、いずれも無指向性または略無指向性マイクロフォンである。これらの第１、第２、および第３のマイクロフォン２２２１，２２２２，２２２３は、いずれも目的音到来方向と直角または略直角をなす面上に配置されている。図示の例では、目的音は、携帯電話機２２８０の表面２２８２の法線方向から到来する設定であるため、第１、第２、および第３のマイクロフォン２２２１，２２２２，２２２３は、いずれも表面２２８２に設けられている。従って、第１、第２のマイクロフォン２２２１，２２２２間を結ぶ線は、目的音到来方向と直角または略直角をなし、第２、第３のマイクロフォン２２２２，２２２３間を結ぶ線も、目的音到来方向と直角または略直角をなし、さらに、第１、第３のマイクロフォン２２２１，２２２３間を結ぶ線も、目的音到来方向と直角または略直角をなしている。このため、第１、第２のマイクロフォン２２２１，２２２２だけを考えれば、前記第３実施形態（図１２参照）における目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との関係と同じ関係であり、また、第２、第３のマイクロフォン２２２２，２２２３だけを考えても同じことがいえ、さらに、第１、第３のマイクロフォン２２２１，２２２３だけを考えても同じことがいえる。なお、目的音到来方向とマイクロフォンの配置位置との相対的な関係が図５９の状態となれば、形成される指向特性は同じであるため、図６０に示すＰ１〜Ｐ３４のいずれの位置にマイクロフォンを設けてもよい。
【０５９２】
また、音源分離システム２２００は、第１および第２の２個のマイクロフォン２２２１，２２２２の受音信号を用いてそれぞれ異なる指向特性を有する複数（ここでは、２個とする。）の信号のスペクトルＳ1A，Ｓ1Bの組合せを生成する第１の異指向特性信号群生成手段２２０１と、第２および第３の２個のマイクロフォン２２２２，２２２３の受音信号を用いてそれぞれ異なる指向特性を有する複数（ここでは、２個とする。）の信号のスペクトルＳ2A，Ｓ2Bの組合せを生成する第２の異指向特性信号群生成手段２２０２と、第１および第３の２個のマイクロフォン２２２１，２２２３の受音信号を用いてそれぞれ異なる指向特性を有する複数（ここでは、２個とする。）の信号のスペクトルＳ3A，Ｓ3Bの組合せを生成する第３の異指向特性信号群生成手段２２０３と、これらの第１、第２、および第３の異指向特性信号群生成手段２２０１，２２０２，２２０３によりそれぞれ生成された３組の複数（２つ）の信号のスペクトルの組合せを用いて多次元帯域選択（ＢＳ−ＭｕｌｔｉＤ、ここでは、３次元帯域選択：ＢＳ−３Ｄとなる。）を行う高感度領域形成手段２２０４とを備えている。
【０５９３】
第１の異指向特性信号群生成手段２２０１は、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と部分的に同様な処理を行い、同様な指向特性を与える信号のスペクトルを生成するので、同一部分には同一符号を付し、詳しい説明を省略する。すなわち、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１は、前記第３実施形態の音源分離システム３００に含まれる分離手段３６０（図１２参照）は備えていないが、第１目的音優勢信号生成手段３３１と、第２目的音優勢信号生成手段３３２と、目的音劣勢信号生成手段３４０と、周波数解析手段３５０とを備えているので、これらにより、第１、第２のマイクロフォン２２２１，２２２２を、前記第３実施形態の音源分離システム３００のマイクロフォン３２１，３２２にそれぞれ対応させて前記第３実施形態と同じ信号生成処理を行う。従って、第１目的音優勢信号生成手段３３１により生成される第１の目的音優勢の信号と、第２目的音優勢信号生成手段３３２により生成される第２の目的音優勢の信号と、目的音劣勢信号生成手段３４０により生成される目的音劣勢の信号とについての各指向特性は、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）の場合と同様であり、前述した図１３のようになる。
【０５９４】
また、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１は、第１目的音優勢信号生成手段３３１により生成されて周波数解析手段３５０により周波数解析して得られた第１の目的音優勢の信号のスペクトルと、第２目的音優勢信号生成手段３３２により生成されて周波数解析手段３５０により周波数解析して得られた第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理（ミニマイゼーション）を行う統合手段２２０５を備えている。この統合手段２２０５によりミニマイゼーションを行って得られるスペクトル統合後の目的音優勢の信号の指向特性は、図１３に実線で示された第１の目的音優勢の信号のカージオイド（ハート形曲線）の指向特性と、図１３に一点鎖線で示された第２の目的音優勢の信号のカージオイド（ハート形曲線）の指向特性との重なり部分となる。
【０５９５】
従って、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１は、図１３に示された２つのカージオイドの重なり部分を指向特性とする目的音優勢の信号のスペクトルＳ1Aと、図１３に点線で示された８の字状の指向特性を有する目的音劣勢の信号のスペクトルＳ1Bとの組合せを生成するものである。
【０５９６】
第２の異指向特性信号群生成手段２２０２は、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１の場合と同様に、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と部分的に同様な処理を行い、同様な指向特性を与える信号のスペクトルを生成するので、同一部分には同一符号を付し（但し、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１の構成要素と区別するため、末尾にＣを付している。）、詳しい説明を省略する。すなわち、第２の異指向特性信号群生成手段２２０２は、前記第３実施形態の音源分離システム３００に含まれる分離手段３６０（図１２参照）は備えていないが、第１目的音優勢信号生成手段３３１Ｃと、第２目的音優勢信号生成手段３３２Ｃと、目的音劣勢信号生成手段３４０Ｃと、周波数解析手段３５０Ｃとを備えているので、これらにより、第３、第２のマイクロフォン２２２３，２２２２を、前記第３実施形態の音源分離システム３００のマイクロフォン３２１，３２２にそれぞれ対応させて前記第３実施形態と同じ信号生成処理を行う。従って、これらの処理により得られる各信号の指向特性は、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１の場合と同様に、図１３のようになる。但し、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１の場合の指向特性に対し、軸が回転した状態となる。
【０５９７】
また、第２の異指向特性信号群生成手段２２０２は、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１の場合と同様に、第１目的音優勢信号生成手段３３１Ｃにより生成されて周波数解析手段３５０Ｃにより周波数解析して得られた第１の目的音優勢の信号のスペクトルと、第２目的音優勢信号生成手段３３２Ｃにより生成されて周波数解析手段３５０Ｃにより周波数解析して得られた第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理（ミニマイゼーション）を行う統合手段２２０６を備えている。
【０５９８】
従って、第２の異指向特性信号群生成手段２２０２も、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１の場合と同様に、図１３に示された２つのカージオイドの重なり部分を指向特性とする目的音優勢の信号のスペクトルＳ2Aと、図１３に点線で示された８の字状の指向特性を有する目的音劣勢の信号のスペクトルＳ2Bとの組合せを生成するものである。
【０５９９】
第３の異指向特性信号群生成手段２２０３は、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１の場合と同様に、前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と部分的に同様な処理を行い、同様な指向特性を与える信号のスペクトルを生成するので、同一部分には同一符号を付し（但し、第１、第２の異指向特性信号群生成手段２２０１，２２０２の構成要素と区別するため、末尾にＤを付している。）、詳しい説明を省略する。すなわち、第３の異指向特性信号群生成手段２２０３は、前記第３実施形態の音源分離システム３００に含まれる分離手段３６０（図１２参照）は備えていないが、第１目的音優勢信号生成手段３３１Ｄと、第２目的音優勢信号生成手段３３２Ｄと、目的音劣勢信号生成手段３４０Ｄと、周波数解析手段３５０Ｄとを備えているので、これらにより、第３、第１のマイクロフォン２２２３，２２２１を、前記第３実施形態の音源分離システム３００のマイクロフォン３２１，３２２にそれぞれ対応させて前記第３実施形態と同じ信号生成処理を行う。従って、これらの処理により得られる各信号の指向特性は、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１の場合と同様に、図１３のようになる。但し、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１の場合の指向特性に対し、軸が回転した状態となる。
【０６００】
また、第３の異指向特性信号群生成手段２２０３は、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１の場合と同様に、第１目的音優勢信号生成手段３３１Ｄにより生成されて周波数解析手段３５０Ｄにより周波数解析して得られた第１の目的音優勢の信号のスペクトルと、第２目的音優勢信号生成手段３３２Ｄにより生成されて周波数解析手段３５０Ｄにより周波数解析して得られた第２の目的音優勢の信号のスペクトルとを用いて、周波数帯域毎に各パワーの大小を比較して劣勢な方のパワーを目的音優勢の信号のスペクトルとして帰属させることによりスペクトル統合処理（ミニマイゼーション）を行う統合手段２２０７を備えている。
【０６０１】
従って、第３の異指向特性信号群生成手段２２０３も、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１の場合と同様に、図１３に示された２つのカージオイドの重なり部分を指向特性とする目的音優勢の信号のスペクトルＳ3Aと、図１３に点線で示された８の字状の指向特性を有する目的音劣勢の信号のスペクトルＳ3Bとの組合せを生成するものである。
【０６０２】
高感度領域形成手段２２０４は、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１により生成された目的音優勢の信号のスペクトルＳ1Aと目的音劣勢の信号のスペクトルＳ1Bとの組合せ内で定められたスペクトル間のパワーの大小関係の条件と、第２の異指向特性信号群生成手段２２０２により生成された目的音優勢の信号のスペクトルＳ2Aと目的音劣勢の信号のスペクトルＳ2Bとの組合せ内で定められたスペクトル間のパワーの大小関係の条件と、第３の異指向特性信号群生成手段２２０３により生成された目的音優勢の信号のスペクトルＳ3Aと目的音劣勢の信号のスペクトルＳ3Bとの組合せ内で定められたスペクトル間のパワーの大小関係の条件とがある場合に、これらの複数（ここでは、３つ）の条件を同時に満たすか否かを各周波数帯域毎に判断し、複数の条件を同時に満たす周波数帯域について、予め選択されたスペクトル（ここでは、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１により生成された目的音優勢の信号のスペクトルＳ1A）のパワーを、分離する目的音のスペクトルＳ4として帰属させる多次元帯域選択（ここでは、３つの条件であるため、３次元帯域選択となる。）を行うものである。
【０６０３】
より具体的には、高感度領域形成手段２２０４は、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１により生成された複数（２つ）の信号のスペクトルＳ1A，Ｓ1Bについては、目的音優勢の信号のスペクトルＳ1Aのパワーが、目的音劣勢の信号のスペクトルＳ1Bのパワーよりも大きいという条件（Ｓ1A＞Ｓ1B）を定め、第２の異指向特性信号群生成手段２２０２により生成された複数（２つ）の信号のスペクトルＳ2A，Ｓ2Bについては、目的音優勢の信号のスペクトルＳ2Aのパワーが、目的音劣勢の信号のスペクトルＳ2Bのパワーよりも大きいという条件（Ｓ2A＞Ｓ2B）を定め、第３の異指向特性信号群生成手段２２０３により生成された複数（２つ）の信号のスペクトルＳ3A，Ｓ3Bについては、目的音優勢の信号のスペクトルＳ3Aのパワーが、目的音劣勢の信号のスペクトルＳ3Bのパワーよりも大きいという条件（Ｓ3A＞Ｓ3B）を定め、各周波数帯域毎に、Ｓ1A＞Ｓ1B、かつ、Ｓ2A＞Ｓ2B、かつ、Ｓ3A＞Ｓ3Bを満たすか否かを判断し、３つの条件を同時に満たした周波数帯域について、その周波数帯域のスペクトルＳ1Aのパワーを、分離する目的音のスペクトルＳ4として帰属させ、それ以外の周波数帯域については、ゼロとする。
【０６０４】
このような第２０実施形態においては、以下のようにして音源分離システム２２００により目的音と妨害音との分離処理が行われる。
【０６０５】
先ず、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１により、第１および第２のマイクロフォン２２２１，２２２２の受音信号を用いて、目的音優勢の信号のスペクトルＳ1Aと、目的音劣勢の信号のスペクトルＳ1Bとの組合せを生成する。また、これと並行して、第２の異指向特性信号群生成手段２２０２により、第２および第３のマイクロフォン２２２２，２２２３の受音信号を用いて、目的音優勢の信号のスペクトルＳ2Aと、目的音劣勢の信号のスペクトルＳ2Bとの組合せを生成する。さらに、これらと並行して、第３の異指向特性信号群生成手段２２０３により、第１および第３のマイクロフォン２２２１，２２２３の受音信号を用いて、目的音優勢の信号のスペクトルＳ3Aと、目的音劣勢の信号のスペクトルＳ3Bとの組合せを生成する。
【０６０６】
次に、高感度領域形成手段２２０４により、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１により生成された目的音優勢の信号のスペクトルＳ1Aおよび目的音劣勢の信号のスペクトルＳ1Bと、第２の異指向特性信号群生成手段２２０２により生成された目的音優勢の信号のスペクトルＳ2Aおよび目的音劣勢の信号のスペクトルＳ2Bと、第３の異指向特性信号群生成手段２２０３により生成された目的音優勢の信号のスペクトルＳ3Aおよび目的音劣勢の信号のスペクトルＳ3Bとを用いて、すなわち２つの信号のスペクトルの組合せを３組用いて、３次元帯域選択（ＢＳ−３Ｄ）を行うことにより、分離する目的音のスペクトルＳ4を得る。
【０６０７】
そして、高感度領域形成手段２２０４により目的音を分離した後には、前記第１〜第１９実施形態の場合と同様に、事前に適応処理または学習処理を行って得られた音響モデルを用いて音声認識を行うことができる。
【０６０８】
このような第２０実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、音源分離システム２２００は、第１の異指向特性信号群生成手段２２０１、第２の異指向特性信号群生成手段２２０２、第３の異指向特性信号群生成手段２２０３、および高感度領域形成手段２２０４を備えているので、３個のマイクロフォン２２２１，２２２２，２２２３の受音信号を用いて、目的音と妨害音との分離に適した指向特性制御を行って高感度領域を形成することができる。このため、目的音と妨害音とを精度よく分離することができる。
【０６０９】
また、音源分離システム２２００では、使用するマイクロフォンの個数は３個であり、少数のマイクロフォンでの音源分離を実現することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【０６１０】
［変形の形態］
なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲内での変形等は本発明に含まれるものである。
【０６１１】
すなわち、前記各実施形態では、本発明の音源分離システムを携帯電話機等の携帯機器へ設置する場合について説明を行っていたが、これに限定されるものではなく、本発明は、例えば、カーナビゲーションシステム等の車載機器、会議の議事録作成装置等のような遠隔発話が必要となる場合に適用することができる。
【０６１２】
また、前記第１実施形態では、図１に示すように、目的音劣勢信号生成手段４０を、第１目的音劣勢信号生成手段４１と、第２目的音劣勢信号生成手段４２と、切替手段４３とを含んだ構成とすることにより、通常モードと切替モードとの切替が可能な構成とされていたが、第１目的音劣勢信号生成手段４１で行っている処理（図５中の点線の指向特性を形成する処理）に相当する処理を、目的音劣勢信号生成手段による処理とし、第２目的音劣勢信号生成手段４２で行っている処理（図６中の一点鎖線の指向特性を形成する処理）に相当する処理を、目的音優勢信号生成手段による処理としてもよい。すなわち、図２７に示すように、目的音優勢信号生成手段により、時間領域上または周波数領域上で、他方のマイクロフォン８２２の受音信号に遅延処理を施した後の信号と、一方のマイクロフォン８２１の受音信号との差をとって目的音優勢の信号を生成し、図２７中の実線で示すような指向特性を形成する。また、目的音劣勢信号生成手段により、時間領域上または周波数領域上で、一方のマイクロフォン８２１の受音信号に遅延処理を施した後の信号と、他方のマイクロフォン８２２の受音信号との差をとって目的音劣勢の信号を生成し、図２７中の点線で示すような指向特性を形成する。この際、目的音優勢信号生成手段により得られた差と目的音劣勢信号生成手段により得られた差とのうち、少なくとも一方の差の値に係数を乗じ、目的音優勢信号生成手段により得られた差（図２７中の実線で示す指向特性）を、目的音劣勢信号生成手段により得られた差（図２７中の点線で示す指向特性）に対し、相対的に小さくすることが好ましい。
【０６１３】
また、上記の図２７の構成を、通常モードとした場合、切替モードは、図２８のような構成とすることができる。すなわち、目的音優勢信号生成手段により、時間領域上または周波数領域上で、一方のマイクロフォン８２１の受音信号に遅延処理を施した後の信号と、他方のマイクロフォン８２２の受音信号との差をとって目的音優勢の信号（切替モードの目的音（θ＝１８０度）を強調した信号）を生成し、図２８中の実線で示すような指向特性を形成する。また、目的音劣勢信号生成手段により、時間領域上または周波数領域上で、他方のマイクロフォン８２２の受音信号に遅延処理を施した後の信号と、一方のマイクロフォン８２１の受音信号との差をとって目的音劣勢の信号（切替モードの目的音（θ＝１８０度）を抑制した信号）を生成し、図２８中の点線で示すような指向特性を形成する。この際、目的音優勢信号生成手段により得られた差と目的音劣勢信号生成手段により得られた差とのうち、少なくとも一方の差の値に係数を乗じ、目的音優勢信号生成手段により得られた差（図２８中の実線で示す指向特性）を、目的音劣勢信号生成手段により得られた差（図２８中の点線で示す指向特性）に対し、相対的に小さくすることが好ましい。
【０６１４】
さらに、前記第１実施形態では、図２に示すように、携帯電話機８０に設けられた２個のマイクロフォン２１，２２は、使用時と不使用時とで、これらのマイクロフォン２１，２２同士を結んだ方向が変化しない構成（但し、マイクロフォン２１，２２間の距離は変化してもよい構成）とされていたが、図２９のように、使用時と不使用時とで方向が変化する構成としてもよい。図２９において、携帯電話機９００の下部の側面には、各種キーからなる操作部９０１および／または画面表示部が設けられた表面９０２およびこの反対側の裏面９０３に平行な軸を中心に回転自在とされた回転支持部材９２０が取り付けられている。この回転支持部材９２０の両側の端部には、マイクロフォン９２１，９２２が設けられている。これらのマイクロフォン９２１，９２２の受音信号を用いて行われる処理は、前記第１実施形態のマイクロフォン２１，２２の受音信号を用いて行われる処理と同様である。回転支持部材９２０は、マイクロフォン９２１，９２２の不使用時には、携帯電話機９００の表面９０２および裏面９０３と平行または略平行な状態とされて収納され、マイクロフォン９２１，９２２の使用時に、図２９中の二点鎖線に示すように、携帯電話機９００の表面９０２および裏面９０３と直交または略直交する状態とされる。これにより、使用時にマイクロフォン９２１，９２２間の必要距離（目的音到来方向について、処理上、必要となる距離）を容易に確保することができる。
【０６１５】
そして、前記第１実施形態では、目的音劣勢信号生成手段４０は、遅延処理を施す対象となるマイクロフォンの受音信号に対し、２個のマイクロフォン２１，２２の間隔の音波伝播時間と同等または略同等な時間の遅延を与えていたが（図３０中の二点鎖線で示す指向特性となる。）、マイクロフォンの間隔の音波伝播時間よりも短い時間の遅延を与えてもよい。このように２個のマイクロフォンの間隔の音波伝播時間よりも短い時間の遅延を与えた場合には、図３０中の点線で示すように、目的音到来方向（通常モードの目的音については、θ＝０度であり、切替モードの目的音については、θ＝１８０度（−１８０度）である。）の近傍において、目的音劣勢の信号の振幅値を小さく抑えた範囲（θの範囲）を拡げた指向特性を作り出すことができるので、目的音に向けられた指向特性（目的音優勢の信号による指向特性）との振幅値の差が大きい範囲（θの範囲）を拡げることができる。
【０６１６】
また、前記各実施形態では、カージオイド（ハート形曲線）の指向特性を得るために、対になる２つの信号のうちの一方の信号に遅延を施す処理が行われていたが、これは必ずしも一方の信号のみに遅延を施す処理を意味するものではなく、対になる２つの信号の双方に遅延を施し、このうちの一方の信号の遅延量を他方に比べて相対的に大きくする処理も含まれる。そして、前記各実施形態では、特に言及していなかったが、前記各実施形態において、上記のような遅延処理は、時間領域上または周波数領域上で、サンプリング周期の整数倍の遅延を与える処理とすることができる。このようにサンプリング周期の整数倍の遅延を与えれば、演算数の多いデジタルフィルタによる遅延演算を不要とすることができるうえ、対になる２つの信号の双方に大きな遅延を与える処理を不要とすることができる。
【０６１７】
さらに、前記第１９実施形態の第１および第２の異指向特性信号群生成手段２１０１，２１０２（図５８参照）、並びに前記第２０実施形態の第１、第２、および第３の異指向特性信号群生成手段２２０１，２２０２，２２０３は、いずれも前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と部分的に同様な処理を行う構成とされていたが、多次元帯域選択を行う場合には、このような構成に限定されるものではなく、要するに、それぞれ異なる指向特性を有する複数の信号のスペクトルの組合せが２組以上生成され、それぞれの組合せ内において、各スペクトル間の同一周波数帯域のパワー同士の大小関係に基づく条件を定めることができればよい。
【０６１８】
例えば、前記第１９実施形態の第１、第２、および第３のマイクロフォン２１２１，２１２２，２１２３（図５８参照）と同じマイクロフォン配置とし、第１の異指向特性信号群生成手段により、第１および第２のマイクロフォン２１２１，２１２２の位置にある２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前記第２実施形態の音源分離システム２００（図９参照）と部分的に同様な処理（分離手段２６０による処理を除く処理）を行うことにより、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとの組合せを生成し（図１０参照）、第２の異指向特性信号群生成手段により、第３および第２のマイクロフォン２１２３，２１２２の位置にある２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前記第２実施形態の音源分離システム２００（図９参照）と部分的に同様な処理（分離手段２６０による処理を除く処理）を行うことにより、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとの組合せを生成し（図１０参照）、高感度領域形成手段により、２つの各組合せ内において、目的音優勢の信号のスペクトルのパワーが目的音劣勢の信号のスペクトルのパワーよりも大きいという条件をそれぞれ定め、これらの２つの条件を同時に満たすか否かを各周波数帯域毎に判断し、満たした周波数帯域について、第１の異指向特性信号群生成手段により生成された目的音優勢の信号のスペクトル（第２の異指向特性信号群生成手段により生成された目的音優勢の信号のスペクトルでもよい。）のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる２次元帯域選択（ＢＳ−２Ｄ）を行ってもよい。
【０６１９】
また、前記第２０実施形態の第１、第２、および第３のマイクロフォン２２２１，２２２２，２２２３（図５９参照）と同じマイクロフォン配置とし、第１の異指向特性信号群生成手段により、第１および第２のマイクロフォン２２２１，２２２２の位置にある２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前記第２実施形態の音源分離システム２００（図９参照）と部分的に同様な処理（分離手段２６０による処理を除く処理）を行うことにより、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとの組合せを生成し（図１０参照）、第２の異指向特性信号群生成手段により、第３および第２のマイクロフォン２２２３，２２２２の位置にある２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前記第２実施形態の音源分離システム２００（図９参照）と部分的に同様な処理（分離手段２６０による処理を除く処理）を行うことにより、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとの組合せを生成し（図１０参照）、第３の異指向特性信号群生成手段により、第３および第１のマイクロフォン２２２３，２２２１の位置にある２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前記第２実施形態の音源分離システム２００（図９参照）と部分的に同様な処理（分離手段２６０による処理を除く処理）を行うことにより、目的音優勢の信号のスペクトルと目的音劣勢の信号のスペクトルとの組合せを生成し（図１０参照）、高感度領域形成手段により、３つの各組合せ内において、目的音優勢の信号のスペクトルのパワーが目的音劣勢の信号のスペクトルのパワーよりも大きいという条件をそれぞれ定め、これらの３つの条件を同時に満たすか否かを各周波数帯域毎に判断し、満たした周波数帯域について、第１の異指向特性信号群生成手段により生成された目的音優勢の信号のスペクトル（第２または第３の異指向特性信号群生成手段により生成された目的音優勢の信号のスペクトルでもよい。）のパワーを、分離する目的音のスペクトルに帰属させる３次元帯域選択（ＢＳ−３Ｄ）を行ってもよい。
【０６２０】
そして、前記８実施形態の第１、第２高感度領域形成信号生成手段１００１，１００２（図３１参照）、並びに前記１０実施形態の第１、第２、第３高感度領域形成信号生成手段１２０１，１２０２，１２０３（図４０参照）は、いずれも前記第３実施形態の音源分離システム３００（図１２参照）と同様または略同様な処理を行う構成とされていたが、複数の高感度領域をそれぞれ形成するスペクトルを統合することにより各高感度領域の共通部分（重なり部分）に目的音を分離するための高感度領域を形成する場合には、このような構成に限定されるものではなく、要するに、複数の高感度領域を形成し、スペクトル統合を行うことにより、これらの共通部分（重なり部分）に統合後の高感度領域を形成することができればよい。
【０６２１】
例えば、前記８実施形態の第１、第２、および第３のマイクロフォン１０２１，１０２２，１０２３（図３１参照）と同じマイクロフォン配置とし、第１高感度領域形成信号生成手段により、第１および第２のマイクロフォン１０２１，１０２２の位置にある２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前記第２実施形態の音源分離システム２００（図９参照）と同様な処理を行うことにより、第１高感度領域形成信号のスペクトルを生成し、第２高感度領域形成信号生成手段により、第３および第２のマイクロフォン１０２３，１０２２の位置にある２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前記第２実施形態の音源分離システム２００（図９参照）と同様な処理を行うことにより、第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成し、高感度領域統合手段により、これらの２つのスペクトルをミニマイゼーションによりスペクトル統合してもよい。
【０６２２】
また、前記１０実施形態の第１、第２、および第３のマイクロフォン１２２１，１２２２，１２２３（図４０参照）と同じマイクロフォン配置とし、第１高感度領域形成信号生成手段により、第１および第２のマイクロフォン１２２１，１２２２の位置にある２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前記第２実施形態の音源分離システム２００（図９参照）と同様な処理を行うことにより、第１高感度領域形成信号のスペクトルを生成し、第２高感度領域形成信号生成手段により、第３および第２のマイクロフォン１２２３，１２２２の位置にある２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前記第２実施形態の音源分離システム２００（図９参照）と同様な処理を行うことにより、第２高感度領域形成信号のスペクトルを生成し、第３高感度領域形成信号生成手段により、第３および第１のマイクロフォン１２２３，１２２１の位置にある２個のマイクロフォンの受音信号を用いて、前記第２実施形態の音源分離システム２００（図９参照）と同様な処理を行うことにより、第３高感度領域形成信号のスペクトルを生成し、高感度領域統合手段により、これらの３つのスペクトルをミニマイゼーションによりスペクトル統合してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０６２３】
以上のように、本発明の音源分離システムおよび音源分離方法、並びに音響信号取得装置は、例えば、携帯電話機等の携帯機器、カーナビゲーションシステム等の車載機器、会議の議事録作成装置等で所望の音声を取得する場合等に用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０６２４】
【図１】本発明の第１実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図２】第１実施形態の音源分離システムを設置した携帯電話機の斜視図。
【図３】第１実施形態の音源分離システムのうち指向特性制御を行う部分の構成図。
【図４】第１実施形態において図３の指向特性制御を行う部分のうち第１の目的音劣勢の信号を生成する部分の説明図。
【図５】第１実施形態の通常モードで用いられる目的音優勢の信号および第１の目的音劣勢の信号の各指向特性を示す図。
【図６】第１実施形態の切替モードで用いられる目的音優勢の信号および第２の目的音劣勢の信号の各指向特性を示す図。
【図７】第１実施形態において図５および図６を展開して横軸を方向（角度）θとした状態の各指向特性を示す図。
【図８】第１実施形態の帯域選択の説明図。
【図９】本発明の第２実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図１０】第２実施形態の目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号の各指向特性を示す図。
【図１１】第２実施形態において図１０を展開して横軸を方向（角度）θとした状態の各指向特性を示す図。
【図１２】本発明の第３実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図１３】第３実施形態の第１および第２の目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号の各指向特性を示す図。
【図１４】第３実施形態において図１３を展開して横軸を方向（角度）θとした状態の各指向特性を示す図。
【図１５】本発明の第４実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図１６】第４実施形態の目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号の各指向特性を示す図。
【図１７】第４実施形態において図１６を展開して横軸を方向（角度）θとした状態の各指向特性を示す図。
【図１８】本発明の第５実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図１９】第５実施形態の目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号の各指向特性を示す図。
【図２０】第５実施形態において図１９を展開して横軸を方向（角度）θとした状態の各指向特性を示す図。
【図２１】本発明の第６実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図２２】第６実施形態の目的音優勢の信号、並びに第１および第２の目的音劣勢の信号の各指向特性を示す図。
【図２３】第６実施形態において図２２を展開して横軸を方向（角度）θとした状態の各指向特性を示す図。
【図２４】本発明の第７実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図２５】第７実施形態の目的音優勢の信号、並びに第１および第２の目的音劣勢の信号の各指向特性を示す図。
【図２６】第７実施形態において図２５を展開して横軸を方向（角度）θとした状態の各指向特性を示す図。
【図２７】本発明の第１の変形の形態を示す図。
【図２８】本発明の第２の変形の形態を示す図。
【図２９】本発明の第３の変形の形態を示す図。
【図３０】本発明の第４の変形の形態を示す図。
【図３１】本発明の第８実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図３２】第８実施形態の音源分離システムにより形成される高感度領域を示す図。
【図３３】第８実施形態の第１高感度領域形成信号生成手段により生成される第１、第２の目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号の各指向特性と、第２高感度領域形成信号生成手段により生成される第１、第２の目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号の各指向特性とを示す図。
【図３４】第８実施形態のミニマイゼーションによるスペクトル統合処理の説明図。
【図３５】本発明の第９実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図３６】第９実施形態の音源分離システムにより形成される高感度領域を示す図。
【図３７】第９実施形態の会話モードでの最小レベル帯域選択による高感度領域制限処理の説明図。
【図３８】第９実施形態の高感度領域制限手段によるモード切替の説明図。
【図３９】第９実施形態の動画撮影モードでの最小レベル帯域選択による高感度領域制限処理の説明図。
【図４０】本発明の第１０実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図４１】第１０実施形態の音源分離システムにより形成される高感度領域を示す図。
【図４２】本発明の第１１実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図４３】第１１実施形態の音源分離システムにより生成される第１、第２の目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号、並びに制御用の目的音優勢の信号の各指向特性を示す図。
【図４４】本発明の第１２実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図４５】第１２実施形態の音源分離システムにより生成される第１、第２の目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号、並びに第１、第２の制御用の目的音優勢の信号の各指向特性を示す図。
【図４６】本発明の第１３実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図４７】第１３実施形態の音源分離システムにより生成される目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号、並びに制御用の目的音優勢の信号の各指向特性を示す図。
【図４８】本発明の第１４実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図４９】第１４実施形態の音源分離システムにより生成される目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号、並びに制御用の目的音優勢の信号の各指向特性を示す図。
【図５０】本発明の第１５実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図５１】第１５実施形態の音源分離システムにより生成される目的音優勢の信号および目的音劣勢の信号、並びに制御用の目的音優勢の信号の各指向特性を示す図。
【図５２】本発明の第１６実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図５３】第１６実施形態の音源分離システムにより生成される目的音優勢の信号および第１、第２の目的音劣勢の信号、並びに制御用の目的音優勢の信号の各指向特性を示ず図。
【図５４】本発明の第１７実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図５５】第１７実施形態の音源分離システムにより生成される目的音優勢の信号および第１、第２の目的音劣勢の信号、並びに第１、第２の制御用の目的音優勢の信号の各指向特性を示す図。
【図５６】本発明の第１８実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図５７】第１８実施形態の音源分離システムにより生成される目的音優勢の信号および第１、第２の目的音劣勢の信号、並びに制御用の目的音優勢の信号の各指向特性を示す図。
【図５８】本発明の第１９実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図５９】本発明の第２０実施形態の音源分離システムの全体構成図。
【図６０】携帯電話機へのマイクロフォンの配置位置のバリエーションを示す図。
【符号の説明】
【０６２５】
１０，２００，３００，４００，５００，６００，７００，１０００，１１０，１２００，１３００，１４００，１５００，１６００，１７００，１８００，１９００，２０００，２１００，２２００  音源分離システム
２１，２２，２２１，２２２，３２１，３２２，４２１〜４２３，５２１〜５２４，６２１〜６２４，７２１〜７２３，８２１，８２２，９２１，９２２，１０２１〜１０２３，１１２１〜１１２３，１２２１〜１２２３，１３２１〜１３２３，１４２１〜１４２３，１５２１〜１５２３，１６２１〜１６２３，１７２１〜１７２４，１８２１〜１８２４，１９２１〜１９２３，２０２１〜２０２３，２１２１〜２１２３，２２２１〜２２２３  マイクロフォン
３０，２３０，３３０，４３０，５３０，６３０，７３０  目的音優勢信号生成手段
４０，２４０，３４０，４４０，５４０，６４０，７４０  目的音劣勢信号生成手段
４１，６４１，７４１  第１目的音劣勢信号生成手段
４２，６４２，７４２  第２目的音劣勢信号生成手段
４３  切替手段
６０，２６０，３６０，４６０，５６０，６６０，７６０  分離手段
８０，２８０，３８０，４８０，７８０，９００，１０８０，１１８０，１２８０，１３８０，１３８０Ａ，１４８０，１４８０Ａ，１５８０，１５８０Ａ，１６８０，１６８０Ａ，１７８０，１８８０，１９８０，１９８０Ａ，２０８０，２０８０Ａ，２１８０，２２８０  携帯機器である携帯電話機
８１  操作部
８２，８５，２８１，３８１，４８１，７８１，１０８２，１１８２，１２８２，１３８２，１３８２Ａ，１４８２，１４８２Ａ，１５８２，１５８２Ａ，１６８２，１６８２Ａ，１７８２，１８８２，１９８２，１９８２Ａ，２０８２，２０８２Ａ，２１８２，２２８２  表面
８３，８６，２８２，３８２，４８２，７８２，１０８３，１１８３，１２８３，１３８３Ａ，１４８３Ａ，１５８３Ａ，１６８３Ａ，１９８３Ａ，２０８３Ａ  裏面
８４，１１８４  画面表示部
３３１，３３１Ａ，３３１Ｂ，３３１Ｃ，３３１Ｄ  第１目的音優勢信号生成手段
３３２，３３２Ａ，３３２Ｂ，３３２Ｃ，３３２Ｄ  第２目的音優勢信号生成手段
３６１，３６１Ａ，３６１Ｂ，３６１Ｃ，３６１Ｄ，６６１，７６１  第１分離手段
３６２，３６２Ａ，３６２Ｂ，３６２Ｃ，３６２Ｄ，６６２，７６２  第２分離手段
３６３，３６３Ａ，６６３，７６３，２１０４，２１０５，２２０５，２２０６，２２０７  統合手段
９２０  回転支持部材
１００１，１１０１，１２０１  第１高感度領域形成信号生成手段
１００２，１１０２，１２０２  第２高感度領域形成信号生成手段
１２０３  第３高感度領域形成信号生成手段
１００３，１１０３，１２０４  高感度領域統合手段
１１０４，１２０５，１２０６  高感度領域制限手段
１３０１，１４０１，１５０１，１６０１，１７０１，１８０１，１９０１，２００１  直交妨害音抑圧信号生成手段
１３０２，１４０２，１５０２，１６０２，１７０２，１８０２，１９０２，２００２  対向妨害音抑圧制御用信号生成手段
１３０３，１４０３，１５０３，１６０３，１７０３，１８０３，１９０３，２００３  対向妨害音抑圧手段
１３０４，１５０４，１６０４，１７０４，１８０４，２００４  制御用目的音優勢信号生成手段
１４０４，１９０４  第１制御用目的音優勢信号生成手段
１４０５，１９０５  第２制御用目的音優勢信号生成手段
１４０７，１９０７  制御用信号統合手段
２１０１，２１０２，２２０１，２２０２，２２０３  異指向特性信号群生成手段
２１０３，２２０４  高感度領域形成手段
【図１】
2006197552.tif 000010
【図２】
2006197552.tif 000011
【図３】
2006197552.tif 000012
【図４】
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【図５】
2006197552.tif 000014
【図６】
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【図７】
2006197552.tif 000016
【図８】
2006197552.tif 000017
【図９】
2006197552.tif 000018
【図１０】
2006197552.tif 000019
【図１１】
2006197552.tif 000020
【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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
2006197552.tif 000039
【図３１】
2006197552.tif 000040
【図３２】
2006197552.tif 000041
【図３３】
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【図３４】
2006197552.tif 000043
【図３５】
2006197552.tif 000044
【図３６】
2006197552.tif 000045
【図３７】
2006197552.tif 000046
【図３８】
2006197552.tif 000047
【図３９】
2006197552.tif 000048
【図４０】
2006197552.tif 000049
【図４１】
2006197552.tif 000050
【図４２】
2006197552.tif 000051
【図４３】
2006197552.tif 000052
【図４４】
2006197552.tif 000053
【図４５】
2006197552.tif 000054
【図４６】
2006197552.tif 000055
【図４７】
2006197552.tif 000056
【図４８】
2006197552.tif 000057
【図４９】
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【図５０】
2006197552.tif 000059
【図５１】
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【図５２】
2006197552.tif 000061
【図５３】
2006197552.tif 000062
【図５４】
2006197552.tif 000063
【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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