(57)【要約】【課題】他のハンズフリー装置のスピーカから発せられた音を抑圧する技術を提供する。【解決手段】スピーカ２と、スピーカ２を中心とする円周上に９０度間隔で配置された４個のマイク３１，３２，３３，３４と、４個のマイク３１，３２，３３，３４で収音された音信号の位相を９０度ずつずらす移相器５と、４個のマイク３１，３２，３３，３４で収音された音信号の少なくとも１つを低減又は除去する制御部４と、位相がずらされ少なくとも１つが低減又は除去された音信号を加算する加算部６とを備えるハンズフリー装置を複数含み、各ハンズフリー装置の制御部は、その各ハンズフリー装置以外の他のハンズフリー装置のスピーカに向いているマイクで収音された音信号を低減又は除去する。【選択図】図１
2011254242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカと、上記スピーカを中心とする円周上に９０度間隔で配置された４個のマイクと、上記４個のマイクで収音された音信号の位相を９０度ずつずらす移相器と、上記４個のマイクで収音された音信号の少なくとも１つを低減又は除去する制御部と、位相がずらされ少なくとも１つが低減又は除去された上記音信号を加算する加算部と、を備えるハンズフリー装置を複数含み、
各上記ハンズフリー装置の制御部は、上記各ハンズフリー装置と同一スペースに設置された他のハンズフリー装置のスピーカに向いているマイクで収音された音信号を低減又は除去する、
ことを特徴とする収音再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の収音再生装置において、
各上記ハンズフリー装置は、上記加算部が出力した信号を複数の周波数領域信号に変換する周波数領域変換部と、上記４個のマイクで収音された音信号を用いて特定方向からの音信号を抑圧する各上記周波数領域信号に対応する利得係数を計算する特定方向抑圧ゲイン算出部と、各上記周波数領域信号とその各周波数領域信号に対応する利得係数とを乗算する複数の乗算部と、上記乗算部が出力した信号を時間領域信号に変換する逆周波数領域変換部と、を更に含む、
ことを特徴とする収音再生装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の収音再生装置において、
上記制御部は、上記４個のマイクで収音された音信号のそれぞれに重みを付ける重み付加器である、
ことを特徴とする収音再生装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の収音再生装置において、
上記制御部は、上記４個のマイクで収音された音信号のそれぞれを上記加算部に出力するかどうかを選択可能なスイッチである、
ことを特徴とする収音再生装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の収音再生装置において、
上記制御部は、上記４個のマイクの内の少なくとも１個のマイクで収音された音信号に重みを付ける重み付加器と、上記４個のマイクの内の他のマイクで収音された音信号を上記加算部に出力するかどうかを選択可能なスイッチとである、
ことを特徴とする収音再生装置。
【請求項６】
スピーカと、上記スピーカを中心とする円周上に９０度間隔で配置された４個のマイクと、上記４個のマイクで収音された音信号の位相を９０度ずつずらす移相器と、上記４個のマイクで収音された音信号の少なくとも１つを低減又は除去する制御部と、位相がずらされ少なくとも１つが低減又は除去された上記音信号を加算する加算部と、を備えるハンズフリー装置であって、
上記制御部は、上記ハンズフリー装置と同一スペースに設置された他のハンズフリー装置のスピーカに向いているマイクで収音された音信号を低減又は除去する機能を有する、
ことを特徴とするハンズフリー装置。
【請求項７】
請求項６に記載のハンズフリー装置において、
上記ハンズフリー装置は、上記加算部が出力した信号を複数の周波数領域信号に変換する周波数領域変換部と、上記４個のマイクで収音された音信号を用いて特定方向からの音信号を抑圧する各上記周波数領域信号に対応する利得係数を計算する特定方向抑圧ゲイン算出部と、各上記周波数領域信号とその各周波数領域信号に対応する利得係数とを乗算する複数の乗算部と、上記乗算部が出力した信号を時間領域信号に変換する逆周波数領域変換部と、を更に含む、
ことを特徴とするハンズフリー装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のハンズフリー装置において、
上記制御部は、上記４個のマイクで収音された音信号のそれぞれに重みを付ける重み付加器である、
ことを特徴とするハンズフリー装置。
【請求項９】
請求項６又は７に記載のハンズフリー装置において、
上記制御部は、上記４個のマイクで収音された音信号のそれぞれを上記加算部に出力するかどうかを選択可能なスイッチである、
ことを特徴とするハンズフリー装置。
【請求項１０】
請求項６又は７に記載のハンズフリー装置において、
上記制御部は、上記４個のマイクの内の少なくとも１個のマイクで収音された音信号に重みを付ける重み付加器と、上記４個のマイクの内の他のマイクで収音された音信号を上記加算部に出力するかどうかを選択可能なスイッチとである、
ことを特徴とするハンズフリー装置。
【請求項１１】
スピーカを中心とする円周上に９０度間隔で配置された４個のマイクのそれぞれで収音された音信号の位相を９０度ずつずらす位相シフトステップと、
上記４個のマイクの内上記スピーカ以外の他のスピーカに向いているマイクで収音された音信号を低減又は除去する制御ステップと、
位相がずらされ少なくとも１つが低減又は除去された上記音信号を加算する加算ステップと、
を含む収音再生方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載された収音再生方法の各ステップをコンピュータに実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音声会議等のハンズフリー方式で音声や楽音などの音を取得する装置に関するもので、特にスピーカからマイクへの音の周り込みによるエコーやハウリングの発生を防止するために、特定の方向から到来する音を抑圧するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されたハンズフリー装置は、１個のスピーカと、このスピーカを中心とする円周上に等間隔で配置されたＮ個のマイクとを備え、Ｎ個のマイクで収音された音信号の位相を２π／Ｎ［ｒａｄ］ずつずらしている。このように位相をずらすことによりスピーカから発せられる音を抑圧しつつ他の地点から発せられる音を収音することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７４０３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたハンズフリー装置は、自身のスピーカから発せされる音を抑圧することはできるが、他の地点から発せられる音を抑圧することができないという課題があった。例えば大人数での会議や広いスペースで用いるために特許文献１に記載されたハンズフリー装置を同一スペースに複数配置した場合には、他のハンズフリー装置のスピーカから発せられた音を抑圧することができないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、スピーカを中心とする円周上に９０度間隔で配置された４個のマイクのそれぞれで収音された音信号の位相を９０度ずつずらし、上記４個のマイクの内上記スピーカ以外の他のスピーカに向いているマイクで収音された音信号を低減又は除去し、位相がずらされ少なくとも１つが低減又は除去された音信号を加算する。
【発明の効果】
【０００６】
自身のスピーカで発せられた音を抑圧するのみならず、自身のスピーカ以外の他のスピーカに向いているマイクで収音された音信号を低減又は除去することにより、その他のスピーカで発せられた音を抑圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第一実施形態のハンズフリー装置の例の機能ブロック図。
【図２】重みの付け方を説明するための図。
【図３】重みの付け方を説明するための図。
【図４】重みの付け方を説明するための図。
【図５】ハンズフリー装置を直列に接続することにより構成した収音再生装置の例の機能ブロック図。
【図６】移相器の例の機能ブロック図。
【図７】制御部の例の機能ブロック図。
【図８】制御部の他の例の機能ブロック図。
【図９】収音再生装置の他の例の機能ブロック図。
【図１０】第二実施形態の収音再生装置の例の機能ブロック図。
【図１１】特定方向抑圧ゲイン算出部の例の機能ブロック図。
【図１２】ビームフォーマー部の例の機能ブロック図。
【図１３】信号量推定部の例の機能ブロック図。
【図１４】ビームフォーマー部の指向特性を説明するための図。
【図１５】利得係数算出部の例の機能ブロック図。
【図１６】従来技術による実験結果を示す図。
【図１７】第一実施形態の収音再生方法による実験結果を示す図。
【図１８】収音再生方法の例を示す流れ図。
【図１９】第一実施形態のハンズフリー装置の例の他の機能ブロック図。
【図２０】重みの付け方を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［第一実施形態］
第一実施形態のハンズフリー装置は、図１に示すように、ネットワーク１から送られてきた音信号に基づいて音を再生するスピーカ２と、周囲の音を収音する４つのマイク３１，３２，３３，３４と、収音された音信号の少なくとも１つを低減又は除去する制御部４と、収音された音信号の位相をずらす移相器５と、位相がずらされ少なくとも１つが低減又は除去された音信号を加算する加算部６とを例えば備える。収音再生装置は、少なくとも２つのハンズフリー装置を直列に接続したものである。
【０００９】
マイク３１，３２，３３，３４は、スピーカ２を中心とする円周上に等間隔、すなわち９０度間隔で配置されている。この例では、マイク３１，３２，３３，３４は、スピーカ２を中心とする円の外周方向に向けられている。マイク３１，３２，３３，３４で収音された音信号は、制御部４に送られる（ステップＳ１、図１８）。
【００１０】
制御部４は、マイク３１，３２，３３，３４の内、スピーカ２以外の他のスピーカに向いているマイクで収音された音信号を低減又は除去する（ステップＳ２）。ここで、他のスピーカとは、例えば、同一スペース内に設置された他のハンズフリー装置のスピーカを意味する。また、マイクがスピーカに向いているとは、そのマイクの指向性の方向が他のスピーカと同じ方向であること、そのマイクの指向性の方向がそのマイク以外の何れのマイクの指向性の方向より他のスピーカの方向に近いこと、そのマイクを含む２つのマイクの指向性の方向が他の２つのマイクの指向性の方向よりも他のスピーカの方向に近いこと、の何れかを意味する。
【００１１】
この例では、制御部４は、マイク３１，３２，３３，３４と加算部６との間にそれぞれ配置された重み付加器４１，４２，４３，４４で構成されている。重み付加器４１，４２，４３，４４には、それぞれ重みｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４が設定されている。重みｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４は、指向性の方向がスピーカ２以外の他のスピーカの方向であるマイクの重みの絶対値が他のマイクの重みの絶対値よりも小さくなるように設定される。重み付加器４１，４２，４３，４４は、設定された重みｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４と入力された音信号とを乗算する。
【００１２】
図２から図４において、ドットで示した領域が発せられる音を収音したい領域であり、ドットがない領域は発せられる音を抑圧したい領域であるとする。図２のように、マイク３４の方向から発せられる音を抑圧したい場合には、マイク３４に対応する重みｗ４の絶対値を他のマイク３１，３２，３３に対応する重みｗ１，ｗ２，ｗ３の絶対値よりも小さくする。図３のように、マイク３２，３３，３４の方向から発せられる音を抑圧したい場合には、マイク３２，３３，３４にそれぞれ対応する重みｗ２，ｗ３，ｗ４の絶対値を他のマイク３１に対応する重みｗ１の絶対値よりも小さくする。図４のように、マイク３２，３４の方向から発せられる音を抑圧したい場合には、マイク３２，３４にそれぞれ対応する重みｗ２，ｗ４の絶対値を他のマイク３１，３３に対応する重みｗ１，ｗ３の絶対値よりも小さくする。図２０のように、他のスピーカＳが２つのマイク３１，３２の指向性の方向の真ん中にあり、マイク３１，３２の方向から発せられる音を抑圧したい場合には、マイク３１，３２にそれぞれ対応する重みｗ１，ｗ２の絶対値を、他のマイク３３，３４にそれぞれ対応する重みｗ３，ｗ４の絶対値よりも小さくする。例えば、ｗ１＝ｗ２＝０，ｗ３＝ｗ４＝１とする。
【００１３】
また、図５に例示するように、収音再生装置が直列に接続された３個のハンズフリー装置Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３から構成されているとする。各ハンズフリー装置Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３は、図１に例示したハンズフリー装置と同様の構成を備える。ハンズフリー装置Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３のそれぞれのスピーカはネットワーク１から送られてきた音信号に基づいて音を再生し、ハンズフリー装置Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３のそれぞれのマイクで収音された音信号は制御部、移相器及び加算部による処理を経た後に、全てのハンズフリー装置の加算部６の出力信号をミキシングした信号が、ネットワーク１を介して他のスペースにあるハンズフリー装置に送られる。この場合は、例えば、図１９に示すように、図１のハンズフリー装置の各構成に加え、同一スペースにある他のハンズフリー装置の加算部６の出力信号を入力する入力部１１２と、入力部１１２からの信号と自装置の加算部６の出力信号をミキシングするミキシング部１１１と、を備えるようにしてもよい。
【００１４】
以下、ハンズフリー装置Ｈ３のマイク３ｍ（ｍ＝１，２，３，４）に対応する重み付加器４ｍの重みをｗｍと表記する。この場合、ハンズフリー装置Ｈ２のスピーカ２に向いている、ハンズフリー装置Ｈ３のマイク３４に対応する重み付加器４４の重みｗ４の絶対値を、他の重みｗ１，ｗ２，ｗ３の絶対値よりも小さく設定する。例えば、重みｗ１＝ｗ２＝ｗ３＝１，ｗ４＝０と設定する。このようにして、部屋Ｒのドットで示した領域からの音を収音し、ドットで示さなかった領域からの音を低減又は除去する。
【００１５】
図１及び図６を用いて、移相器５の説明を行う。移相器５は、マイク３１，３２，３３，３４で収音された音信号の位相を９０度ずつずらす（ステップＳ３）。移相器５は、例えば図６に示すように、入力された一方の信号を他方の信号に対して９０度ずらすいわゆる９０度ハイブリッド回路である移相器５１，５２と、入力された信号の位相を反転する位相反転器５３，５４とから構成される。位相がずらされた音信号は、加算部６に送られる。移相器５に入力される４つの音信号の位相がα度であるとすると、移相器５１，５２のそれぞれから位相α度の音信号と位相α＋９０度の音信号とが出力される。位相反転器５３は移相器５２が出力した位相α度の音信号の位相を反転して位相（α＋１８０）度の音信号を出力する。位相反転器５４は移相器５２が出力した位相α＋９０度の音信号の位相を反転して位相（α＋２７０）度の音信号を出力する。加算部６による加算の結果、位相αの音信号と位相（α＋１８０）の音信号とが逆相の関係になり打ち消しあい、位相α＋９０度の音信号と位相（α＋２７０）度の音信号とが逆相の関係になり打ち消しあう。
【００１６】
加算部６は、制御部４により少なくとも１つの音信号が低減又は除去され、移相器５により位相がずらされた音信号を加算する（ステップＳ４）。加算された音信号は、ネットワーク１を介して他のハンズフリー装置に送られる。
【００１７】
このように、マイク３１，３２，３３，３４で収音された音信号の位相をずらすことにより自身のスピーカ２から発せられた音を低減しつつ、自身のスピーカ以外の他のスピーカに向いているマイクで収音された音信号を低減又は除去することによりその他のスピーカで発せられた音信号も抑圧することができる。
【００１８】
［第二実施形態］
第二実施形態のハンズフリー装置は、第一実施形態のハンズフリー装置に特開２００９−４４５８８に記載された構成を加えたものである。具体的には、第二実施形態のハンズフリー装置は、第一実施形態のハンズフリー装置の構成に加えて、図１０に例示するように、特定方向抑圧ゲイン算出部７、周波数領域変換部８、乗算部９−１，９−２，…，９−Ω、逆周波数領域変換部１０を更に含む。これらの追加した構成により、他のスピーカで発せられた音信号を更に抑圧する。以下では、第一実施形態と異なる部分を中心にして説明をする。同様の部分については重複説明を略する。
【００１９】
図１０に示す周波数領域変換部８は、加算部６が出力した信号をフーリエ変換により周波数領域信号に変換する（ステップＳ５、図１８）。全周波数帯域がΩ個の周波数帯域１，２，…，ｘ，…，Ωに分割されているとして、周波数帯域ｘに含まれる全ての周波数領域信号が乗算部９−ｘに入力される。すなわち、周波数帯域１に含まれる全ての周波数領域信号が乗算部９−１に入力され、周波数帯域２に含まれる全ての周波数領域信号が乗算部９−２に入力され、…、周波数帯域Ωに含まれる全ての周波数領域信号が乗算部９−Ωに入力される。
【００２０】
特定方向抑圧ゲイン算出部７は、マイク３１，３２，３３，３４で収音された音信号を用いて特定方向からの音信号を抑圧する各上記周波数領域信号に対応する利得係数を計算する（ステップＳ６）。計算されたΩ個の利得係数は、それぞれ乗算部９−１，９−２，…，９−Ωに送られる。
【００２１】
特定方向抑圧ゲイン算出部７は、図１１に例示するように、ビームフォーマー部１２−１，１２−２，…，１２−Ｑ、周波数領域変換部１３−１，１３−２，…，１３−Ｑ，帯域分割部１９−１，１９−２，…，１９−Ｑ、信号量推定部１４−１，１４−２，…，１４−Ω、利得係数算出部１６−１，１６−２，…，１６−Ωを含む。
【００２２】
図１２はビームフォーマー部１２−１，１２−２，…，１２−Ｑの中の一つであるビームフォーマー部１２−ｘの構成を示している。同様の処理がすべてのビームフォーマー部において行われる。入力された信号ｘｍ（ｎ）（ｍ＝１，２，…，Ｍ）はフィルタ処理部ＦＣ１〜ＦＣＭに入力される。フィルタ処理部ＦＣ１〜ＦＣＭではあらかじめ与えられた（決定方法は後述する）フィルタ係数Ｗｑｍ（ｎ）を、式（１）に示す畳み込み演算に代入して得られる信号ｘ’ｑｍ（ｎ）を出力する。この発明では、マイクの数が４であるのでＭ＝４である。
【００２３】
【数１】
2011254242.tif 000003
【００２４】
各フィルタ処理部ＦＣ１〜ＦＣＭの出力信号は加算部ＡＤＤに入力される。加算部ＡＤＤでは入力信号を式（２）のように加算し、ビームフォーマー部の出力信号ｙｑ（ｎ）（ｑ＝１，…，Ｑ）を得る。
【００２５】
【数２】
2011254242.tif 000004
【００２６】
ここでフィルタ係数Ｗｑｍ（ｎ）は、それぞれのビームフォーマー部１２−１，１２−２，…，１２−Ｑの指向特性Ｄｑ（ω，θ）が、あらかじめ与えられた第Ｑ方向領域ΘＱで発せられる音を強調して受音し、それ以外の方向で発せられる音を抑圧するように設計される。ビームフォーマー部１２−１，１２−２，…，１２−Ｑには、それぞれ異なる方向領域Θ１〜ΘＱが予め与えられている。ビームフォーマー部１２−１，１２−２，…，１２−Ｑの出力信号ｙ１（ｎ），ｙ２（ｎ），…，ｙＱ（ｎ）は、それぞれ周波数領域変換部１３−１，１３−２，…，１３−Ｑに入力される。
【００２７】
図１１に示す周波数領域変換部１３−１，１３−２，…，１３−Ｑは、入力された信号を短い時間長（例えばサンプリング周波数１６０００Ｈｚの場合には２５６サンプル程度）のフレームに分解し、それぞれのフレームにおいて離散フーリエ変換を行って、得られた周波数成分を出力信号Ｙ１（ω，ｌ），Ｙ２（ω，ｌ），…，ＹＱ（ω，ｌ）として出力する。周波数領域変換された出力信号Ｙ１（ω，ｌ），Ｙ２（ω，ｌ），…，ＹＱ（ω，ｌ）は、それぞれ帯域分割部１９−１，１９−２，…，１９−Ｑにそれぞれ入力される。
【００２８】
全周波数帯域がΩ個の周波数帯域１，２，…，ｘ，…，Ωに分割されているとして、帯域分割部１９−１，１９−２，…，１９−Ｑは、それぞれ出力信号Ｙ１（ω，ｌ），Ｙ２（ω，ｌ），…，ＹＱ（ω，ｌ）を周波数帯域に分割する。これにより、例えば、周波数帯域１に含まれる出力信号Ｙ１（ω，ｌ），Ｙ２（ω，ｌ），…，ＹＱ（ω，ｌ）が、言い換えればω∈周波数帯域１であるすべてのＹ１（ω，ｌ），Ｙ２（ω，ｌ），…，ＹＱ（ω，ｌ）が、信号量推定部１４−１に入力される。同様にして、周波数帯域ｘに含まれる出力信号Ｙ１（ω，ｌ），Ｙ２（ω，ｌ），…，ＹＱ（ω，ｌ）が、言い換えればω∈周波数帯域ｘであるすべてのＹ１（ω，ｌ），Ｙ２（ω，ｌ），…，ＹＱ（ω，ｌ）が、信号量推定部１４−ｘに入力される。
【００２９】
図１３は信号量推定部１４−１，１４−２，…，１４−Ωの中の一つである信号量推定部１４−ｘの構成を示している。同様の処理がすべての信号量推定部において行われる。信号量推定部１４−ｘに入力される周波数成分Ｙ１（ω，ｌ），Ｙ２（ω，ｌ），…，ＹＱ（ω，ｌ）は、それぞれパワー演算部ＰＷ−１，ＰＷ−２，…，ＰＷ−Ｑに入力され、それぞれ信号のパワー値｜Ｙ１（ω，ｌ）｜２，｜Ｙ２（ω，ｌ）｜２，…，｜ＹＱ（ω，ｌ）｜２が出力され、領域集約部１４Ａに入力される。領域集約部１４Ａは、あらかじめ決められた収音したい領域の集合Ｓから発せられる信号のパワー値の平均と、抑圧したい領域の集合Ｎから発せられる信号のパワー平均を求め、その結果からなる集約パワーベクトルＹｘ（ω，ｌ）を出力する。
【００３０】
【数３】
2011254242.tif 000005
【００３１】
ただし、ＮＳは集合Ｓに含まれる領域の数、ＮＮは集合Ｎに含まれる領域の数を示している。また、Ｎｘは周波数帯域ｘに含まれる周波数ビンの数である。なお、すべての方向領域（１〜Ｑ）を集合Ｓまたは集合Ｎに所属するようにあらかじめ定めておく。例えば、Ｑ＝４のとき、集合Ｓと集合ＮをＳ＝｛１，２｝、Ｎ＝｛３，４｝のように決めればよい。
【００３２】
集約パワーベクトルＹｘ（ω，ｌ）は乗算部１４Ｂに入力される。乗算部１４Ｂのもう一方の入力であるパワー推定行列Ｔｘ−１（ω）は、逆行列演算部１４Ｃの出力信号である。
【００３３】
逆行列演算部１４Ｃには式（４）により定義される集約ゲイン行列Ｔｘ（ω）が入力され、その逆行列Ｔｘ−１（ω）を出力する。
【００３４】
【数４】
2011254242.tif 000006
【００３５】
集約ゲイン行列Ｔｘ（ω）の各要素は、図１４に示すように各ビームフォーマー部の各方向領域に対する指向特性の平均値から求められるパラメータであり、例えば、式（５）に示すよう指向特性の方向に関する平均値を用いる。
【００３６】
【数５】
2011254242.tif 000007
【００３７】
αｐｑはビームフォーマー部１２−ｐの第ｑ方向領域に対する指向特性の平均値である。なお、指向特性は、例えば参考文献１に記載されている技術を用いてフィルタ係数Ｗｍ（ｎ）より求めることができる。
【００３８】
〔参考文献１〕大賀寿郎、山崎芳男、金田豊共著、音響システムとディジタル処理、電子情報通信学会  Ｐ．１８１〜Ｐ．１８６  ７．１．２．
図１３に示す乗算部１４Ｂは、式（６）に示すように、入力された集約パワーベクトルＹｘ（ω，ｌ）とパワー推定行列Ｔｘ−１（ω）の乗算を、推定信号パワーベクトルＸｘｅｓｔ（ω，ｌ）を出力する。
【００３９】
Ｘｘｅｓｔ（ω，ｌ）＝Ｔｘ−１（ω）Ｙｘ（ω，ｌ）            （６）
図１５は利得係数算出部１６−１，１６−２，…，１６−Ωの中の一つである利得係数算出部１６−ｘの構成を示している。同様の処理がすべての利得係数算出部において行われる。信号量推定部１４より入力された推定信号パワーベクトルＸｘｅｓｔ（ω，ｌ）はベクトル要素抽出部１６Ａに入力される。推定信号パワーベクトルＸｘｅｓｔ（ω，ｌ）は、式（７）に示すように、入力された集約パワーベクトルの収音領域信号推定パワー｜Ｓ（ω，ｌ）｜２を第１成分、入力された集約パワーベクトルの抑圧領域信号推定パワー｜Ｎ（ω，ｌ）｜２を第２成分とする。
【００４０】
Ｘｘｅｓｔ（ω，ｌ）＝［｜Ｓ（ω，ｌ）｜２，｜Ｎ（ω，ｌ）｜２］Ｔ    （７）
ベクトル要素抽出部１６Ａは、収音領域信号推定パワー｜Ｓ（ω，ｌ）｜２及び抑圧領域信号推定パワー｜Ｎ（ω，ｌ）｜２のそれぞれを出力し、それらをＳＮ比推定部１６Ｂに入力する。ＳＮ比推定部１６Ｂでは式（８）を用いて所望方向領域の信号を強調する利得係数Ｒｘ（ω，ｌ）を計算し、乗算部９−ｘに出力する。
【００４１】
【数６】
2011254242.tif 000008
【００４２】
ここで、αは利得係数Ｒｘ（ω，ｌ）によって所望方向領域の信号の強調を調整するパラメータであって、例えばα＝１／２とすればよい。
【００４３】
乗算部９−１，９−２，…，９−Ωは、各周波数領域信号とその各周波数領域信号に対応する利得係数とを乗算する（ステップＳ７）。周波数帯域ｘに含まれる周波数領域信号に対応する利得係数はＲｘ（ω，ｌ）である。すなわち、乗算部９−ｘは、周波数帯域ｘに含まれる各周波数領域信号と利得係数Ｒｘ（ω，ｌ）とを乗算する。乗算結果は、逆周波数領域変換部１０に送られる。他の乗算部においても同様の処理が行われる。
【００４４】
逆周波数領域変換部１０は、逆離散フーリエ変換を行って時間信号に復元された信号ｙ（ｎ）が出力される（ステップＳ８）。
【００４５】
このように、第一実施形態以外の他の信号強調抑圧装置及び方法を並行して実行してもよい。これにより、更に効果的にその他のスピーカで発せられた音を抑圧することができる。第一実施形態で説明した信号抑圧手段と、第二実施形態で追加した信号抑圧手段の何れか一方で信号を強く抑圧しようとすると出力音が歪む可能性がある。異なる信号抑圧手段を組み合わせることで、この出力音の歪みを防止することができる。
【００４６】
［変形例等］
上記の実施形態では、制御部４は重み付加器４１，４２，４３，４４から構成されるとしたが、重みが０か１のいずれかを取る場合には、図７に例示するように、重み付加器４１，４２，４３，４４の代わりにスイッチ４５，４６，４７，４８を用いてもよい。この場合、スピーカ２以外の他のスピーカに向けられているマイクに対応するスイッチがオフとされる。スイッチがオンの場合には音信号は加算部６に出力されるが、スイッチがオフの場合には音信号は加算部６に出力されないため、音信号が除去されることになる。
【００４７】
また、図８に例示するように、制御部４を、重み付加器とスイッチとを組み合わせることにより構成してもよい。重み付加器の代わりにスイッチを用いることで、重み乗算に要する演算コストを削減することができる。
【００４８】
上記の実施形態では、移相器５の前段に制御部４を位置させたが、図９に例示するように移相器５の後段に制御部４を位置させても良い。すなわち、図１のステップＳ３をステップＳ２の前に行っても良い。また、移相器５が図６に例示するように移相器５１，５２と位相反転器５３，５４とから構成される場合には、移相器５１，５２と位相反転器５３，５４との間に制御部４を位置させてもよい。
【００４９】
収音再生装置は、コンピュータによって実現することができる。この場合、この装置が備えるスピーカ２及びマイク３１，３２，３３，３４以外の部分の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、この装置における各部が、コンピュータ上で実現される。
【００５０】
この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、これらの装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。
【００５１】
この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【００５２】
［実験例］
以下、図５に例示した収音再生装置のハンズフリー装置Ｈ１に対して、従来技術及び第一実施形態の収音再生方法のそれぞれを適用した場合の指向性を示す。図１６は、従来技術を用いた場合のハンズフリー装置Ｈ１の指向性を示す。図１７は、ハンズフリー装置Ｈ１のマイク３１，３２，３３，３４の重みをそれぞれｗ１＝１／√２，ｗ２＝０，ｗ３＝１／√２，ｗ４＝１として、第一実施形態の収音再生方法を用いた場合のハンズフリー装置Ｈ１の指向性を示す。図１６、図１７において、感度の強さは色の濃淡で表されており、色が薄いほど感度が高いことを表している。また、横軸の方向はハンズフリー装置Ｈ１のマイク３４の方向が０度であり、反時計回り方向に角度が大きくなるものとする。
【００５３】
図１６及び図１７を比較すると、従来技術ではハンズフリー装置Ｈ１のマイクロホンアレーの感度はハンズフリー装置Ｈ２がある方向とは別の方向（例えば９０度や２７０度の方向）に死角が形成されており所望の指向特性が実現されていない。一方、第一実施形態による方法では、ハンズフリー装置Ｈ２がある方向（１８０度の方向）に死角が形成されており所望の特性が実現されていることがわかる。
【００５４】
一方、上述の実験と同じ条件下でハンズフリー装置Ｈ１のマイクアレーの、ハンズフリー装置Ｈ１自身のスピーカに対する感度も測定したところ、それぞれ−３５０ｄＢ（従来技術）、−２２ｄＢ（本発明）であった。従来技術と比較すると第一実施形態による収音再生方法では自身のスピーカに対する感度は高くなり、エコーの抑圧性能は劣化するものの−２２以上の抑圧効果は得られており、自装置のスピーカから発せられる音を抑圧するだけでなく、直列に接続されている他の装置から発せられる音も抑圧し、エコーやハウリングの発生を防止する効果があることが確認できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図１６】
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【図１７】
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