(57)【要約】      （修正有）【課題】音の到来方向が変更されても、音の欠落を防止できる音響信号処理装置を提供する。【解決手段】音響信号処理装置は、第１収音部１００と、第２収音部２００と、指向性形成部３１０と、指向性制御部３２０と、加算部３６０とを備えている。第１収音部１００は、マイクロホン１００Ａ〜１００Ｎを有するマイクロホンアレイを有する。第１収音部１００は音の到来方向を検出可能である。指向性形成部３１０は、設定された音の到来方向を示す情報に基づき第１収音部１００の音響信号を処理し、当該到来方向に指向性を有する指向性信号を形成する。指向性制御部３２０は、第１収音部１００により検出された到来方向を示す情報を指向性形成部３１０に設定する。加算部３６０は、少なくとも指向性形成部３１０が指向性信号の形成を開始してから所定期間、前記指向性信号に第２収音部２００の音響信号を加算する。【選択図】図１Ａ
2015015611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマイクロホンを有するマイクロホンアレイを有する第１収音部と、
第２収音部と、
音の到来方向を検出可能な方向検出部と、
設定された音の到来方向を示す情報に基づいて前記第１収音部の音響信号を処理し、当該到来方向に指向性を有する指向性信号を形成する指向性形成部と、
前記方向検出部により検出された検出信号を利用して音の到来方向を示す情報を生成し、当該情報を前記指向性形成部に設定する指向性制御部と、
少なくとも前記指向性形成部が前記指向性信号の形成を開始してから所定期間、前記指向性信号に前記第２収音部の音響信号を加算させる加算部とを備えている音響信号処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の音響信号処理装置において、
前記指向性形成部の処理時間分、前記第２収音部の前記音響信号を遅延させる遅延部をさらに備えており、
前記加算部は、前記遅延部によって遅延させられた前記第２収音部の前記音響信号を前記指向性信号に加算させる音響信号処理装置。
【請求項３】
先行する何れかの請求項に記載の音響信号処理装置において、
前記第１収音部の前記マイクロホンが前記方向検出部である音響信号処理装置。
【請求項４】
先行する何れかの請求項に記載の音響信号処理装置において、
前記第１収音部の前記マイクロホンの少なくとも一つが、無指向性のマイクロホンであり、
前記第２収音部は前記無指向性のマイクロホンである音響信号処理装置。
【請求項５】
単一指向性のマイクロホンを有する第１収音部と、
第２収音部と、
音の到来方向を検出可能な方向検出部と、
設定された音の到来方向を示す情報に基づいて前記第１収音部の指向性が当該到来方向に向くように、前記第１収音部を移動させる駆動部と、
前記方向検出部により検出された検出信号を利用して音の到来方向を示す情報を生成し、当該情報を前記駆動部に設定する指向性制御部と、
少なくとも前記駆動部が前記第１収音部の移動を開始してから所定期間、前記第１収音部の音響信号に前記第２収音部の音響信号を加算させる加算部とを備えている音響信号処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の音響信号処理装置において、
前記駆動部の駆動時間分、前記第２収音部の前記音響信号を遅延させる遅延部をさらに備えており、
前記加算部は、前記遅延部によって遅延させられた前記第２収音部の前記音響信号を前記第１収音部の前記音響信号に加算させる音響信号処理装置。
【請求項７】
請求項１〜３および請求項５〜６の何れかに記載の音響信号処理装置において、
前記第２収音部は、無指向性のマイクロホンを有している音響信号処理装置。
【請求項８】
請求項１〜３および請求項５〜６の何れかに記載の音響信号処理装置において、
前記第２収音部は、互いに異なる方向に指向性が向くように配置された複数の単一指向性のマイクロホンを有している音響信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の音響信号処理装置としては特許文献１に記載されたものがある。この音響信号処理装置は、話者方位検出部と、集音マイクと、方位制御部とを備えている。話者方位検出部は、話者の方位を検出することによって、話者の切り替わり（音の到来方向の変更）を検出している。方位制御部は、話者方位検出部の情報に基づき、集音マイクが話者に向くように制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−３５１０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
集音マイクの移動には時間がかかる。このため、集音マイクが移動するとき、先の話者の最後の音（変更前の到来方向からの最後の音）と、次の話者の最初の音（変更後の到来方向からの最初の音）とが欠落することがあった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、音の到来方向が変更されても、音の欠落を防止することができる音響信号処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１音響信号処理装置は、第１収音部と、第２収音部と、方向検出部と、指向性形成部と、指向性制御部と、加算部とを備えている。前記第１収音部は、複数のマイクロホンを有するマイクロホンアレイを有している。前記方向検出部は、音の到来方向を検出可能である。前記指向性形成部は、設定された音の到来方向を示す情報に基づいて前記第１収音部の音響信号を処理し、当該到来方向に指向性を有する指向性信号を形成する。前記指向性制御部は、前記方向検出部により検出された検出信号を利用して音の到来方向を示す情報を生成し、当該情報を前記指向性形成部に設定する。前記加算部は、少なくとも前記指向性形成部が指向性信号の形成を開始してから所定期間、前記指向性信号に前記第２収音部の音響信号を加算させる。
【０００７】
このような態様の第１音響信号処理装置による場合、音の到来方向が変更されると、指向性形成部は、設定された音の到来方向を示す情報に基づいて第１収音部の音響信号を処理し、指向性信号を形成するため、その信号処理に時間がかかる。しかし、加算部が、少なくとも指向性形成部が指向性信号の形成を開始してから所定期間、前記指向性信号に前記第２収音部の音響信号が加算されるので、変更前の到来方向からの最後の音と、変更後の到来方向からの最初の音とが欠落するのを防止することができる。
【０００８】
前記第１音響信号処理装置は、遅延部をさらに備えた構成とすることが可能である。前記遅延部は、前記指向性形成部の処理時間分、前記第２収音部の前記音響信号を遅延させる構成とすることが可能である。前記加算部は、前記遅延部によって遅延させられた前記第２収音部の前記音響信号を前記指向性信号に加算させる構成とすることが可能である。
【０００９】
このような態様の第１音響信号処理装置による場合、第２収音部の音響信号が指向性形成部の処理時間分遅延させられているので、加算時における当該第２収音部の音響信号と、指向性形成部により形成された指向性信号との時間差が補正される。
【００１０】
前記第１収音部の前記マイクロホンが前記方向検出部である構成とすることが可能である。このような態様の第１音響信号処理装置による場合、第１収音部のマイクロホンが方向検出部を兼ねているので、第１音響信号処理装置の部品点数の低減を図ることができる。
【００１１】
前記第１収音部の前記マイクロホンの少なくとも一つが、無指向性のマイクロホンとすることが可能である。前記第２収音部は前記無指向性のマイクロホンとすることが可能である。このような態様の第１音響信号処理装置による場合、第２収音部がマイクロホンアレイの無指向性のマイクロホンであるので、第１音響信号処理装置の部品点数の低減を図ることができる。
【００１２】
本発明の第２音響信号処理装置は、第１収音部と、第２収音部と、方向検出部と、駆動部と、指向性制御部と、加算部とを備えている。前記第１収音部は、単一指向性のマイクロホンを有している。前記方向検出部は、音の到来方向を検出可能である。前記駆動部は、設定された音の到来方向を示す情報に基づいて前記第１収音部の指向性が当該到来方向に向くように、前記第１収音部を移動させる。前記指向性制御部は、前記方向検出部により検出された検出信号を利用して音の到来方向を示す情報を生成し、当該情報を前記駆動部に設定する。前記加算部は、少なくとも前記駆動部が前記第１収音部の移動を開始してから所定期間、前記第１収音部の音響信号に前記第２収音部の音響信号を加算させる。
【００１３】
このような態様の第２音響信号処理装置による場合、音の到来方向が変更されると、駆動部は、設定された音の到来方向を示す情報に基づいて第１収音部の指向性が当該到来方向に向くように、第１収音部を移動させるため、その移動に時間がかかる。しかし、加算部が、少なくとも駆動部が第１収音部の移動を開始してから所定期間、第１収音部の音響信号に第２収音部の音響信号を加算させるので、変更前の到来方向からの最後の音と、変更後の到来方向からの最初の音とが欠落するのを防止することができる。
【００１４】
前記第２音響信号処理装置は、遅延部をさらに備えた構成とすることが可能である。前記遅延部は、前記駆動部の駆動時間分、前記第２収音部の前記音響信号を遅延させる構成とすることが可能である。前記加算部は、前記遅延部によって遅延させられた前記第２収音部の前記音響信号を前記第１収音部の前記音響信号に加算させる構成とすることが可能である。
【００１５】
このような態様の第２音響信号処理装置による場合、第２収音部の音響信号が駆動部の駆動時間分遅延させられているので、加算時における当該第２収音部の音響信号と、第１収音部の音響信号との時間差が補正される。
【００１６】
前記第２収音部は無指向性のマイクロホンを有する構成とすることが可能である。又は、前記第２収音部は、互いに異なる方向に指向性が向くように配置された複数の単一指向性のマイクロホンを有する構成とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】本発明の実施例１に係る音響信号処理装置のブロック図であって、第１収音部の音響信号を処理しているときの図である。
【図１Ｂ】前記音響信号処理装置のブロック図であって、第１、第２収音部の音響信号を加算処理しているときの図である。
【図２】前記音響信号処理装置の音響信号処理プログラムのフローチャートである。
【図３Ａ】本発明の実施例２に係る音響信号処理装置のブロック図であって、第１収音部の音響信号を処理しているときの図である。
【図３Ｂ】前記音響信号処理装置のブロック図であって、第１、第２収音部の音響信号を加算処理しているときの図である。
【図４】前記音響信号処理装置の音響信号処理プログラムのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例１及び２について説明する。
【実施例１】
【００１９】
まず、本発明の実施例１に係る音響信号処理装置について図１Ａ〜図１Ｂを参照しつつ説明する。この音響信号処理装置は、カーナビゲーション装置、テレビ会議システム又は警備システムに備えられている。音響信号処理装置は、第１収音部１００と、第２収音部２００と、信号処理部３００とを備えている。以下、音響信号処理装置の各構成要素について詳しく説明する。
【００２０】
第１収音部１００は、音源で発せられた音響信号を検出する収音部および音源で発せられた音響信号（音）の到来方向を検出可能な方向検出部として機能するマイクロホンアレイである。第１収音部１００は、複数の無指向性のマイクロホン１００Ａ、１００Ｂ・・・１００Ｎを有する。マイクロホン１００Ａ〜１００Ｎは、同一方向に向くように、等間隔でマトリックス状又は一列で配置されている。第２収音部２００は無指向性のマイクロホンである。
【００２１】
信号処理部３００はマイクロプロセッサである。図１Ａ〜図１Ｂでは、信号処理部３００のソフトウエア構成がブロック図として示されている。信号処理部３００は、指向性形成部３１０と、指向性制御部３２０と、遅延部３３０と、スイッチ回路３４０、３５０と、加算部３６０とを有している。信号処理部３００の図示しないＲＯＭには、音響信号処理プログラムが記録されている。信号処理部３００が音響信号処理プログラムを処理することによって、指向性形成部３１０、指向性制御部３２０、遅延部３３０、スイッチ回路３４０、３５０および加算部３６０としての機能を発揮する。なお、信号処理部３００は、ノイズキャンセル部および／又はエコーキャンセル部をさらに有する構成とすることが可能である。ノイズキャンセル部は、マイクロホン１００Ａ〜１００Ｎの音響信号および／又は第２収音部２００の音響信号のアクティブノイズキャンセル処理を行う。エコーキャンセル部は、マイクロホン１００Ａ〜１００Ｎの音響信号および／又は第２収音部２００の音響信号エコーキャンセル処理を行う。
【００２２】
指向性制御部３２０は、マイクロホン１００Ａ〜１００Ｎ、指向性形成部３１０およびスイッチ回路３４０、３５０に接続されている。指向性制御部３２０は、マイクロホン１００Ａ〜１００Ｎから入力された音響信号（検出信号）を利用して音の到来方向を推定し、指向性形成部３１０およびスイッチ回路３４０、３５０を制御する。具体的には、指向性制御部３２０は、マイクロホン１００Ａ〜１００Ｎから入力される音響信号（検出信号）のうち、一又は複数の音響信号の音圧が残りの音響信号の音圧よりも所定値以上（例えば、１０ｄＢ以上）大きいとき、当該一又は複数の音響信号に基づいて音の到来方向を示す情報を生成し、当該到来方向を示す情報を指向性形成部３１０に設定すると共に、指向性形成部３１０および遅延部３３０が所定時間加算部３６０に接続されるようにスイッチ回路３４０、３５０を切り替えさせる。指向性制御部３２０は、生成した音の到来方向を示す情報を信号処理部３００の図示しないＲＡＭに記録している。
【００２３】
指向性形成部３１０は、マイクロホン１００Ａ〜１００Ｎおよびスイッチ回路３４０に接続されている。指向性形成部３１０は、指向性制御部３２０によって音の到来方向を示す情報が設定されると、マイクロホン１００Ａ〜１００Ｎの音響信号を処理し、当該到来方向に指向性を有する指向性信号を形成する。なお、特許請求の範囲に記載された指向性形成部の処理時間は、指向性形成部３１０に音の到来方向を示す情報が設定されてから、当該指向性形成部３１０が当該到来方向に指向性を有する指向性信号を形成するまでの処理にかかる時間である。
【００２４】
スイッチ回路３４０は、指向性制御部３２０の制御信号に応じて、指向性形成部３１０から出力される指向性信号の経路を信号経路Ｌ１と信号経路Ｌ２との間で切り替え可能となっている。信号経路Ｌ１は、上記カーナビゲーション装置の制御部、テレビ会議システムの通信回線又は警備システムの通信回線に接続されている。信号経路Ｌ２は、加算部３６０に接続されている。
【００２５】
遅延部３３０は、第２収音部２００およびスイッチ回路３５０に接続されている。遅延部３３０は、信号処理部３００のＲＡＭに第２収音部２００の音響信号を順次記録させると共に、当該ＲＡＭから第２収音部２００の音響信号を順次読み出すことによって、指向性形成部３１０の上記処理時間分、第２収音部２００の音響信号を遅延させている。
【００２６】
スイッチ回路３５０は、指向性制御部３２０の制御信号に応じて、遅延部３３０によって遅延された第２収音部２００の音響信号の経路を信号経路Ｌ３と信号経路Ｌ４との間で切り替え可能となっている。信号経路Ｌ３はＧＮＤに接続されている。第２収音部２００の音響信号はＧＮＤに出力され、破棄される。信号経路Ｌ４は、加算部３６０に接続されている。
【００２７】
加算部３６０は、少なくとも指向性形成部３１０が指向性信号の形成を開始してから所定期間、指向性形成部３１０から入力される指向性信号に遅延部によって遅延させられた第２収音部２００の音響信号を加算する。加算処理された信号は、カーナビゲーション装置の制御部、テレビ会議システムの通信回線又は警備システムの通信回線に出力される。
【００２８】
以下、信号処理部３００の上記音響信号処理プログラムの内容について図２を参照しつつ詳しく説明する。まず、カーナビゲーション装置、テレビ会議システム又は警備システムの電源がオンにされると、音響信号処理装置の電源もオンになる。これにより、信号処理部３００が音響信号処理プログラムを処理する。
【００２９】
すると、信号処理部３００の指向性形成部３１０が、信号処理部３００のＲＡＭ上に記録された音の到来方向を示す情報を読み出し、当該情報に基づいてマイクロホン１００Ａ〜１００Ｎの音響信号から、当該到来方向に指向性を有する指向性信号の形成を開始する（Ｓ１）。形成された指向性信号が、スイッチ回路３４０および信号経路Ｌ１を介してカーナビゲーション装置の制御部、テレビ会議システムの通信回線又は警備システムの通信回線に順次出力される。これと共に、信号処理部３００の遅延部３３０が第２収音部２００の音響信号を信号処理部３００のＲＡＭに記録させ且つ当該ＲＡＭから第２収音部２００の音響信号を読み出し、上記所定時間分の遅延処理を開始する（Ｓ２）。遅延させられた第２収音部２００の音響信号は、スイッチ回路３５０および信号経路Ｌ３を介してＧＮＤに順次出力され、破棄される。
【００３０】
その後、信号処理部３００の指向性制御部３２０が、第１収音部１００のマイクロホン１００Ａ〜１００Ｎによって音の到来方向が検出されたか否か（すなわち、話者の変更があったか否か）について判断する（Ｓ３）。より具体的には、マイクロホン１００Ａ〜１００Ｎから入力される音響信号のうち、一又は複数の音響信号の音圧が残りの音響信号の音圧よりも所定値以上大きいか否かについて判断する。その結果、指向性制御部３２０が、マイクロホン１００Ａ〜１００Ｎの一又は複数の音響信号の音圧がマイクロホン１００Ａ〜１００Ｎの残りの音響信号の音圧よりも所定値以上大きいと判断したときには、前記一又は複数の音響信号に基づいて音の到来方向を示す情報を生成する（Ｓ４）。その後、指向性制御部３２０が、生成された音の到来方向を示す情報と、信号処理部３００のＲＡＭ上の音の到来方向を示す情報とが一致するか否かを判断する（Ｓ５）。指向性制御部３２０が、両者が一致すると判断したときには、音の到来方向に変更がないものとしてＳ３の処理に戻る。
【００３１】
指向性制御部３２０が、両者が一致しないと判断したときには（音の到来方向に変更（話者の変更）があったと判断したときには）、指向性制御部３２０が、生成した音の到来方向を示す情報を指向性形成部３１０に設定し（Ｓ６）、ＲＡＭに記録する。これにより、ＲＡＭ上の音の到来方向を示す情報が書き換えられる。その後、指向性形成部３１０が設定された音の到来方向を示す情報に基づいてマイクロホン１００Ａ〜１００Ｎの音響信号から、当該到来方向に指向性を有する指向性信号の形成を開始する（Ｓ７）。このとき、指向性制御部３２０は、信号処理部３００のタイマー回路に基づき所定期間のカウントを開始する（Ｓ８）。これと共に、図１Ｂに示すようにスイッチ回路３４０、３５０を切り替える（Ｓ９）。すなわち、指向性形成部３１０によって形成された指向性信号の経路が信号経路Ｌ１から信号経路Ｌ２に切り替えられ、遅延部３３０によって遅延させられた第２収音部２００の音響信号の経路が信号経路Ｌ３から信号経路Ｌ４に切り替えられる。これにより、指向性形成部３１０によって形成された指向性信号および遅延部３３０によって遅延させられた第２収音部２００の音響信号が加算部３６０に入力される。加算部３６０は、指向性信号に遅延させられた第２収音部２００の音響信号を加算する処理を開始する。加算処理された信号は、カーナビゲーション装置の制御部、テレビ会議システムの通信回線又は警備システムの通信回線に順次出力される。
【００３２】
指向性制御部３２０は、上記タイマー回路に基づき所定期間が経過したか否かを判断する（Ｓ１０）。所定期間が経過したと判断したときには、図１Ａに示すようにスイッチ回路３４０、３５０を切り替える（Ｓ１１）。すなわち、指向性形成部３１０によって形成された指向性信号の経路が信号経路Ｌ２から信号経路Ｌ１に切り替えられ、遅延部３３０によって形成された第２収音部２００の音響信号の経路が信号経路Ｌ４から信号経路Ｌ３に切り替えられる。これにより、加算部３６０の加算処理が終了する。このため、指向性形成部３１０によって形成される指向性信号のみがカーナビゲーション装置の制御部、テレビ会議システムの通信回線又は警備システムの通信回線に順次出力される。Ｓ１１の後、Ｓ３の処理に戻る。
【００３３】
以上のような音響信号処理装置は、以下の技術的特徴を有する。第１に、音の到来方向に変更（話者の変更）があったときに、指向性形成部３１０は、設定された音の到来方向を示す情報に基づいて第１収音部１００の音響信号を処理し、指向性信号を形成するため、その信号処理に時間がかかる。しかし、指向性形成部３１０が指向性信号の形成を開始してから所定期間、指向性信号に第２収音部２００の音響信号が加算されるので、変更前の到来方向からの最後の音と、変更後の到来方向からの最初の音とが欠落するのを防止することができる。
【００３４】
第２に、第２収音部２００の音響信号が指向性形成部３１０の処理時間分遅延させられているので、加算時における当該第２収音部２００の音響信号と、指向性形成部３１０により形成された指向性信号との時間差が補正される。第３に、第１収音部１００が、音の到来方向を検出可能な方向検出部を兼ねているので、音響信号処理装置の部品点数の低減を図ることができる。
【実施例２】
【００３５】
次に、本発明の実施例２に係る音響信号処理装置について図３Ａ〜図３Ｂを参照しつつ説明する。この音響信号処理装置は、カーナビゲーション装置、テレビ会議システム又は警備システムに備えられている。音響信号処理装置は、第１収音部４００と、第２収音部５００と、方向検出部６００と、信号処理部７００と、駆動部８００とを備えている。以下、音響信号処理装置の各構成要素について詳しく説明する。
【００３６】
第１収音部４００は単一指向性のマイクロホンである。第２収音部５００は無指向性のマイクロホンである。方向検出部６００は、音源で発せられた音響信号（音）の到来方向を検出可能なマイクロホンアレイである。方向検出部６００は、複数の無指向性のマイクロホン６００Ａ、６００Ｂ・・・６００Ｎを有する。マイクロホン６００Ａ〜６００Ｎは、同一方向に向くように、等間隔でマトリックス状又は一列で配置されている。
【００３７】
駆動部８００は、指向性制御部７１０によって設定された情報（命令）に応じて、第１収音部４００を水平方向および／又は垂直方向に回動（移動）させることが可能である。
【００３８】
信号処理部７００はマイクロプロセッサである。図３Ａ〜図３Ｂでは、信号処理部７００のソフトウエア構成がブロック図として示されている。信号処理部７００は、指向性制御部７１０と、遅延部７２０と、スイッチ回路７３０、７４０と、加算部７５０とを有している。信号処理部７００の図示しないＲＯＭには、音響信号処理プログラムが記録されている。信号処理部７００が音響信号処理プログラムを処理することによって、指向性制御部７１０、遅延部７２０、スイッチ回路７３０、７４０および加算部７５０としての機能を発揮する。なお、信号処理部７００は、ノイズキャンセル部および／又はエコーキャンセル部をさらに有する構成とすることが可能である。ノイズキャンセル部は、第１収音部４００の音響信号および／又は第２収音部５００の音響信号のアクティブノイズキャンセル処理を行う。エコーキャンセル部は、第１収音部４００の音響信号および／又は第２収音部５００の音響信号エコーキャンセル処理を行う。
【００３９】
指向性制御部７１０は、マイクロホン６００Ａ〜６００Ｎ、スイッチ回路７３０、７４０および駆動部８００に接続されている。指向性制御部７１０は、マイクロホン６００Ａ〜６００Ｎから入力された音響信号（検出信号）に基づいて音の到来方向を推定し、駆動部８００およびスイッチ回路７３０、７４０を制御する。具体的には、指向性制御部７１０は、マイクロホン６００Ａ〜６００Ｎから入力される音響信号（検出信号）のうち、一又は複数の音響信号の音圧が残りの音響信号の音圧よりも所定値以上（例えば、１０ｄＢ以上）大きいとき、当該一又は複数の音響信号に基づいて音の到来方向を示す情報を生成し、当該到来方向を示す情報を駆動部８００に設定すると共に、第１収音部４００および遅延部７２０が所定時間加算部７５０に接続されるようにスイッチ回路７３０、７４０を切り替えさせる。指向性制御部７１０は、生成した音の到来方向を示す情報を信号処理部７００の図示しないＲＡＭに記録する。
【００４０】
スイッチ回路７３０は、指向性制御部７１０の制御信号に応じて、第１収音部４００音響信号の経路を信号経路Ｌ１と信号経路Ｌ２との間で切り替え可能となっている。信号経路Ｌ１は、上記カーナビゲーション装置の制御部、テレビ会議システムの通信回線又は警備システムの通信回線に接続されている。信号経路Ｌ２は、加算部７５０に接続されている。
【００４１】
遅延部７２０は、第２収音部５００およびスイッチ回路７４０に接続されている。遅延部７２０は、信号処理部７００のＲＡＭに第２収音部５００の音響信号を順次記録すると共に、当該ＲＡＭから第２収音部５００の音響信号を順次読み出すことによって、駆動部８００の駆動時間分、第２収音部５００の音響信号を遅延させている。
【００４２】
スイッチ回路７４０は、指向性制御部７１０の制御信号に応じて、遅延部７２０によって遅延された第２収音部５００の音響信号の経路を信号経路Ｌ３と信号経路Ｌ４との間で切り替え可能となっている。信号経路Ｌ３は、ＧＮＤに接続されている。第２収音部５００の音響信号はＧＮＤに出力され、破棄される。信号経路Ｌ４は、加算部７５０に接続されている。
【００４３】
加算部７５０は、少なくとも駆動部８００が第１収音部４００の移動を開始してから所定期間、第１収音部４００から入力される音響信号に遅延部によって遅延させられた第２収音部５００の音響信号を加算する。加算処理された信号は、カーナビゲーション装置の制御部、テレビ会議システムの通信回線又は警備システムの通信回線に出力される。
【００４４】
以下、信号処理部７００の上記音響信号処理プログラムの内容について図４を参照しつつ詳しく説明する。まず、カーナビゲーション装置、テレビ会議システム又は警備システムの電源がオンにされると、音響信号処理装置の電源もオンになる。これにより、信号処理部７００が音響信号処理プログラムを処理する。
【００４５】
すると、マイクロホン６００Ａ〜６００Ｎの音響信号がスイッチ回路７３０および信号経路Ｌ１を介してカーナビゲーション装置の制御部、テレビ会議システムの通信回線又は警備システムの通信回線に順次出力される。これと共に、信号処理部７００の遅延部７２０が第２収音部５００の音響信号を信号処理部７００のＲＡＭに記録し且つ当該ＲＡＭから第２収音部５００の音響信号を読み出し、上記駆動時間分の遅延処理を開始する（Ｓ１）。遅延させられた第２収音部５００の音響信号は、スイッチ回路７４０および信号経路Ｌ３を介してＧＮＤに順次出力され、破棄される。
【００４６】
その後、信号処理部７００の指向性制御部７１０が、方向検出部６００のマイクロホン６００Ａ〜６００Ｎによって音の到来方向が検出されたか否か（すなわち、話者の変更があったか否か）について判断する（Ｓ２）。より具体的には、マイクロホン６００Ａ〜６００Ｎから入力される音響信号のうち、一又は複数の音響信号の音圧が残りの音響信号の音圧よりも所定値以上大きいか否かについて判断する。その結果、指向性制御部７１０が、マイクロホン６００Ａ〜６００Ｎの一又は複数の音響信号の音圧がマイクロホン６００Ａ〜６００Ｎの残りの音響信号の音圧よりも所定値以上大きいと判断したときには、前記一又は複数の音響信号に基づいて音の到来方向を示す情報を生成する（Ｓ３）。その後、指向性制御部７１０が、生成された音の到来方向を示す情報と、信号処理部７００のＲＡＭ上の音の到来方向を示す情報とが一致するか否かを判断する（Ｓ４）。指向性制御部７１０が、両者が一致すると判断したときには、到来方向に変更がないものとしてＳ２の処理に戻る。
【００４７】
指向性制御部７１０が、両者が一致しないと判断したときには（音の到来方向に変更（話者の変更）があったと判断したときには）、指向性制御部７１０が、生成した音の到来方向を示す情報を駆動部８００に設定し（Ｓ５）、ＲＡＭに記録する。これにより、ＲＡＭ上の音の到来方向を示す情報が書き換えられる。その後、駆動部８００が設定された音の到来方向を示す情報に基づいて第１収音部４００の指向性が当該到来方向に向くように、当該第１収音部４００を移動させる（Ｓ６）。このとき、指向性制御部７１０は、信号処理部７００のタイマー回路に基づき所定期間のカウントを開始する（Ｓ７）。これと共に、図３Ｂに示すようにスイッチ回路７３０、７４０を切り替える（Ｓ８）。すなわち、第１収音部４００の音響信号の経路が信号経路Ｌ１から信号経路Ｌ２に切り替えられ、遅延部７２０によって遅延させられた第２収音部５００の音響信号の経路が信号経路Ｌ３から信号経路Ｌ４に切り替えられる。これにより、第１収音部４００音響信号および遅延部７２０によって遅延させられた第２収音部５００の音響信号が加算部７５０に入力される。加算部７５０は、第１収音部４００の音響信号に遅延させられた第２収音部５００の音響信号を加算する処理を開始する。加算処理された信号は、カーナビゲーション装置の制御部、テレビ会議システムの通信回線又は警備システムの通信回線に順次出力される。
【００４８】
指向性制御部７１０は、上記タイマー回路に基づき所定期間が経過したか否かを判断する（Ｓ９）。所定期間が経過したと判断したときには、図３Ａに示すようにスイッチ回路７３０、７４０を切り替える（Ｓ１０）。すなわち、第１収音部４００の音響信号の経路が信号経路Ｌ２から信号経路Ｌ１に切り替えられ、遅延部７２０によって遅延させられた第２収音部５００の音響信号の経路が信号経路Ｌ４から信号経路Ｌ３に切り替えられる。これにより、加算部７５０の加算処理が終了する。このため、第１収音部４００音響信号のみがカーナビゲーション装置の制御部、テレビ会議システムの通信回線又は警備システムの通信回線に順次出力される。Ｓ１０の後、Ｓ２の処理に戻る。
【００４９】
以上のような音響信号処理装置は以下の技術的特徴を有する。第１に、音の到来方向に変更（話者の変更）があったときに、駆動部８００は、設定された音の到来方向を示す情報に基づいて第１収音部４００の指向性が当該到来方向に向くように、第１収音部４００を移動させるため、その移動に時間がかかる。しかし、駆動部８００が第１収音部４００の移動を開始してから所定期間、第１収音部４００の音響信号に第２収音部５００の音響信号が加算されるので、変更前の到来方向からの最後の音と、変更後の到来方向からの最初の音とが欠落するのを防止することができる。
【００５０】
第２に、第２収音部５００の音響信号が駆動部８００の駆動時間分遅延させられているので、加算時における当該第２収音部５００の音響信号と、第１収音部４００の音響信号との時間差が補正される。
【００５１】
なお、上述した音響信号処理装置は、上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載範囲において任意に設計変更することが可能である。以下、詳しく述べる。
【００５２】
本発明の第１収音部は、マイクロホンアレイ又は単一指向性のマイクロホンを有している限り任意に設計変更することが可能である。本発明のマイクアレイは、複数のマイクロホンを有する限り任意に設計変更することが可能である。例えば、マイクロホンアレイは、複数の無指向性のマイクロホンと、無指向性以外のマイクロホン（例えば、単一指向性のマイクロホン）を有する構成とすることが可能である。
【００５３】
本発明の第２収音部は、所定の領域の音を収音し得る限り任意に設計変更することが可能である。例えば、第２収音部は、上述したマイクロホンアレイを有する構成である。第２収音部は、互いに異なる方向に指向性が向くように配置された複数の単一指向性のマイクロホンを有する構成とすることが可能である。第２収音部は、上述したマイクロホンアレイの複数のマイクロホンのうちの一つ又は複数の無指向性のマイクロホンである構成とすることが可能である。又は、本発明の第２収音部は、上述したマイクロホンアレイの複数のマイクロホンのうちの複数の単一指向性のマイクロホンである構成とすることが可能である。このように第２収音部としてマイクロホンアレイのマイクロホンを用いた場合、音響信号処理装置の部品点数を低減することができる。
【００５４】
本発明の方向検出部は、音源で発せられた音の到来方向を検出可能である限り任意に設計変更することが可能である。例えば、方向検出部は、互いに異なる方向に指向性が向くように配置された複数の単一指向性のマイクロホンを有する構成とすることが可能である。また、方向検出部は、話者の口元の動きを検出するカメラとすることが可能である。また、方向検出部は、上述した第１および／又は第２収音部である構成とすることが可能である。さらに、方向検出部は、上述したマイクロホンアレイ又は前記複数の単一指向性のマイクロホンと、カメラとを有する構成とすることが可能である。
【００５５】
本発明の指向性制御部は、方向検出部により検出された検出信号を利用して音の到来方向を示す情報を生成し、当該情報を指向性形成部又は駆動部に設定し得る限り任意に設計変更することが可能である。例えば、指向性制御部は、方向検出部により検出された検出信号を利用して音の到来方向を示す情報を生成し、当該情報とＲＡＭに記録された音の到来方向を示す情報（先の音の到来方向を示す情報）とが一致するか否かを判断し、一致しないと判断したとき、生成した情報を指向性形成部又は駆動部に設定する構成とすることが可能である。
【００５６】
方向検出部が上述したマイクロホンアレイである場合、指向性制御部は、マイクロホンアレイの隣り合うマイクロホン間の距離と、当該マイクロホンに入力される音響信号（検出信号）の時間差とを利用して、当該音響信号の到来方向を推定する構成することが可能である。方向検出部が上述した複数の単一指向性のマイクロホンを有する構成である場合、指向性制御部は、前記単一指向性のマイクロホンのうちの少なくとも一つから入力される音響信号（検出信号）に基づいて、当該音響信号のマイクロホンの指向性の方向を音の到来方向として推定する構成することが可能である。方向検出部が上記カメラである場合、指向性制御部は、カメラで検出された話者の口元の動き等の画像信号（検出信号）に基づいて画像認識し、当該話者の方向（音の到来方向）を推定する構成とすることが可能である。方向検出部が、上述したマイクロホンアレイ又は前記複数の単一指向性のマイクロホンと、カメラとを有する構成である場合、指向性制御部は、マイクロホンアレイ又は単一指向性のマイクロホンの音響信号（検出信号）に基づいて音の到来方向を推定する一方、カメラで話者の口元の動き等の画像信号（検出信号）を画像認識して当該話者以外の音（環境音）を排除する構成とすることが可能である。なお、実施例１の音響信号処理装置は、方向検出部６００をさらに備えた構成とすることが可能である。この場合、指向性制御部３２０は、方向検出部６００のマイクロホン６００Ａ〜６００Ｎの音響信号（検出信号）に基づいて音の到来方向を推定し、指向性形成部３１０およびスイッチ回路３４０、３５０を上記の通り制御する構成に設計変更することが可能である。
【００５７】
本発明の指向性形成部は、指向性制御部によって設定された音の到来方向を示す情報に基づいて上述したマイクロホンアレイのマイクロホンの音響信号を処理し、当該到来方向に指向性を有する指向性信号を形成する限り任意に設計変更することが可能である。
【００５８】
本発明の駆動部は、指向性制御部によって設定された音の到来方向を示す情報に基づいて単一指向性のマイクロホンの指向性が当該到来方向に向くように、前記単一指向性のマイクロホンを移動させる限り任意に設計変更することが可能である。
【００５９】
本発明の遅延部は、上記指向性形成部の処理時間又は上記駆動部の駆動時間が非常に短い場合、省略可能である。また、本発明の遅延部は、上記指向性形成部の指向性変更の処理時間又は上記駆動部の駆動時間の分、第２収音部の音響信号を遅延させる限り任意に設計変更することが可能である。なお、遅延部としては、遅延器を用いることが可能である。上記処理時間又は上記駆動時間は任意に設計変更することが可能である。
【００６０】
本発明の加算部は、少なくとも上記指向性形成部が指向性信号の形成を開始してから所定期間、前記指向性信号に前記第２収音部の音響信号を加算させる、又は、少なくとも上記駆動部が上記第１収音部の移動を開始してから所定期間、前記第１収音部の音響信号に前記第２収音部の音響信号を加算させる限り任意に設計変更することが可能である。例えば、加算部は、指向性制御部が指向性形成部に音の到来方向を示す情報を設定したときから所定期間、前記指向性信号に前記第２収音部の音響信号を加算させる構成とすることが可能である。また、加算部は、指向性制御部が駆動部に音の到来方向を示す情報を設定したときから所定期間、前記第１収音部の音響信号に前記第２収音部の音響信号を加算させる構成とすることが可能である。本発明における音の音源は、人の声に限定されるものでなく、特定周波数の環境音、自動車等の乗り物のエンジン音、前記乗り物の走行音、動物の鳴き声等が想定される。
【００６１】
なお、上記実施例における音響信号処理装置の各構成要素を構成する素材、形状、寸法、数及び配置等はその一例を説明したものであって、同様の機能を実現し得る限り任意に設計変更することが可能である。上述した実施例及び設計変更例は、互いに矛盾しない限り、相互に組み合わせることが可能である。なお、本発明の音響信号処理装置は、カーナビゲーション装置、テレビ会議システム又は警備システム以外にも適応可能である。例えば、音響信号処理装置は、ボイスレコーダー等の録音装置や音声認識装置にも適応可能である。
【００６２】
なお、本発明の指向性制御部は、上述したマイクロホンアレイを指向性モードから無指向性モードに切り替える構成とすることが可能である。具体的には、指向性制御部が、指向性形成部に設定された音の到来方向を示す情報を設定する一方で、所定期間マイクロホンアレイの無指向性のマイクロホンの音響信号をそのまま採用する。これにより、マイクロホンアレイが指向性モードから無指向性モードに切り替えられる。所定期間経過後、指向性制御部は、指向性形成部によって形成された指向性信号を採用する。これにより、マイクロホンアレイが無指向性モードから指向性モードに切り替えられる。この場合、第２収音部および加算部は省略可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１００・・・・・第１収音部
１００Ａ・・・マイクロホン
１００Ｂ・・・マイクロホン
１００Ｎ・・・マイクロホン
２００・・・・・第２収音部
３００・・・・・信号処理部
３１０・・・・指向性形成部
３２０・・・・指向性制御部
３３０・・・・遅延部
３４０・・・・スイッチ回路
３５０・・・・スイッチ回路
３６０・・・・加算部
４００・・・・・第１収音部
５００・・・・・第２収音部
６００・・・・・方向検出部
６００Ａ・・・マイクロホン
６００Ｂ・・・マイクロホン
６００Ｎ・・・マイクロホン
７００・・・・・信号処理部
７１０・・・・指向性制御部
７２０・・・・遅延部
７３０・・・・スイッチ回路
７４０・・・・スイッチ回路
７５０・・・・加算部
８００・・・・・駆動部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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