(57)【要約】【課題】収音した音声信号のＳＮ比の劣化を生じることなく所望の音声以外の雑音を除去するとともに、音量レベルの変動を抑えることが可能な音声信号処理装置を提供すること。【解決手段】複数のマイクエレメント１１１、１１２、１１３が同一線上に配置されたマイクユニットと、各マイクエレメントからの音声信号を音源に近い順番に遅延させて加算するために従属接続された第１の遅延制御部１０１と１以上の第２の遅延制御部１０２とを備え、第１の遅延制御部１０１は、音源に最も近いマイクエレメント１１１からの音声信号を遅延させて音源に２番目に近いマイクエレメント１１２からの音声信号に同相で加算し、第２の遅延制御部１０２は、音源に３番目に近いマイクエレメント１１３以降のマイクエレメント毎に対応して設けられ、各マイクエレメントからの音声信号を同相で加算するようにした構成を有している。【選択図】　図１
2004128856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する２つのマイクエレメントが配置されたマイクユニットと、前記音源に最も近いマイクエレメントからの第１の音声信号を遅延させて前記音源に最も遠いマイクエレメントからの第２の音声信号に加算して加算音声信号を生成する遅延制御部とを備え、前記遅延制御部は、前記第１の音声信号を遅延させて遅延音声信号を生成する遅延回路と、前記第２の音声信号と前記遅延音声信号とを加算する加算器と、前記遅延音声信号と前記第２の音声信号との間の遅延量を検出する比較器と、前記比較器の出力信号を積分して前記遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する積分器とを有し、前記加算器が前記音源に最も近いマイクエレメントからの第１の音声信号を前記音源に最も遠いマイクエレメントからの第２の音声信号に同相で加算して前記加算音声信号を生成するようにしたことを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項２】
音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記各マイクエレメントからの音声信号を前記音源に近い順番に遅延させて加算するために従属接続された第１の遅延制御部と１以上の第２の遅延制御部とを備え、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号に加算し、前記第２の遅延制御部は、前記音源に３番目に近いマイクエレメント以降のマイクエレメント毎に対応して設けられ、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第１の遅延音声信号を生成する第１の遅延回路と、前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号と前記第１の遅延音声信号とを加算する第１の加算器と、前記第１の遅延音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントから音声信号との間の遅延量を検出する第１の比較器と、前記第１の比較器の出力信号を積分して前記第１の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第１の積分器とを有し、前記第１の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号とを同相に加算するようにし、前記各第２の遅延制御部は、前段の遅延制御部からの音声信号を遅延させて第２の遅延音声信号を生成する第２の遅延回路と、前段のマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第３の遅延音声信号を生成する第３の遅延回路と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第２の遅延音声信号とを加算する第２の加算器と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第３の遅延音声信号との間の遅延量を検出する第２の比較器と、前記第２の比較器の出力信号を積分して前記第２の遅延回路または第３の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第２の積分器とを有し、前記第２の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントから前段までのマイクエレメントまでのマイクエレメントからの音声信号を同相に加算するようにしたことを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項３】
前記遅延制御部は、さらに、前記比較器と前記積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器を有し、前記音声信号処理装置は、前記開閉器を電気的に開閉させるための操作手段とを備え、前記積分器は、前記開閉器が閉の場合は前記比較器からの出力信号を積分して前記遅延回路が遅延させる前記遅延量の情報を生成し、前記開閉器が開の場合は開となる直前の前記遅延量の情報を維持するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の音声信号処理装置。
【請求項４】
前記第１の遅延制御部は、さらに、前記第１の比較器と前記第１の積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器を有し、前記第２の遅延制御部は、さらに、前記第２の比較器と前記第２の積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器を有し、前記音声信号処理装置は、各前記開閉器を電気的に開閉させるための操作手段とを備え、前記各積分器は、前記対応する開閉器が閉の場合は対応する比較器からの出力信号を積分して対応する遅延回路が遅延させる前記遅延量の情報を生成し、対応する開閉器が開の場合は開となる直前の前記遅延量の情報を維持するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の音声信号処理装置。
【請求項５】
前記操作手段は、外部からの入力に応じて前記各開閉器を電気的に閉じさせるための閉信号を発生し、前記音声信号処理装置は、さらに、前記第１の積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる第１の高域通過フィルタと、前記第１の高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する第１の検出手段と、前記第２の積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる第２の高域通過フィルタと、前記第２の高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する第２の検出手段と、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号、前記第２の検出手段が出力する前記検出信号、および前記操作手段が出力する前記閉信号に応じて前記各開閉器を開閉する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号または前記第２の検出手段が出力する前記検出信号があり、かつ前記操作手段が前記閉信号を発生した場合に前記各開閉器を閉じ、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号および前記第２の検出手段が出力する前記検出信号がない場合に、前記各開閉器を開くようにしたことを特徴とする請求項４に記載の音声信号処理装置。
【請求項６】
外部の装置から入力された音声信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された音声信号のうちの所定時間内における最大値を検出して保持する動作を繰り返す最大値保持回路と、前記最大値保持回路が保持する各前記時間内の最大値から基準値を差し引いて差分信号を生成する引算回路と、前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記増幅器の増幅率を制御する制御信号を生成する積分器とを備え、前記増幅器は、前記積分器からの制御信号に応じて前記最大値が一定となるように増幅率を変更するようにしたことを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項７】
前記引算回路と前記積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器と、前記開閉器を電気的に開閉させるための操作手段とを備え、前記積分器は、前記開閉器が閉の場合は前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記制御信号を生成し、前記開閉器が開の場合は開となる直前の前記制御信号を維持するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の音声信号処理装置。
【請求項８】
前記操作手段は、外部からの入力に応じて前記開閉器を電気的に閉じさせるための閉信号を発生し、前記音声信号処理装置は、さらに、前記積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる高域通過フィルタと、前記高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する検出手段と、前記検出手段が出力する前記検出信号および前記操作手段が出力する前記閉信号に応じて前記開閉器を開閉する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記検出手段が出力する前記検出信号があり、かつ前記操作手段が前記閉信号を発生した場合に前記開閉器を閉じ、前記検出手段が出力する前記検出信号がない場合に、前記開閉器を開くようにしたことを特徴とする請求項７に記載の音声信号処理装置。
【請求項９】
音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記各マイクエレメントからの音声信号を前記音源に近い順番に遅延させて加算するために従属接続された第１の遅延制御部と１以上の第２の遅延制御部とを備え、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号に加算し、前記第２の遅延制御部は、前記音源に３番目に近いマイクエレメント以降のマイクエレメント毎に対応して設けられ、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第１の遅延音声信号を生成する第１の遅延回路と、前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号と前記第１の遅延音声信号とを加算する第１の加算器と、前記第１の遅延音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントから音声信号との間の遅延量を検出する第１の比較器と、前記第１の比較器の出力信号を積分して前記第１の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第１の積分器と、前記第１の比較器と前記第１の積分器との電気的接続の開閉を行う第１の開閉器とを有し、前記第１の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号とを同相に加算するようにし、前記各第２の遅延制御部は、前段の遅延制御部からの音声信号を遅延させて第２の遅延音声信号を生成する第２の遅延回路と、前段のマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第３の遅延音声信号を生成する第３の遅延回路と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第２の遅延音声信号とを加算する第２の加算器と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第３の遅延音声信号との間の遅延量を検出する第２の比較器と、前記第２の比較器の出力信号を積分して前記第２の遅延回路または第３の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第２の積分器と、前記第２の比較器と前記第２の積分器との電気的接続の開閉を行う第２の開閉器とを有し、前記第２の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントから前段までのマイクエレメントまでのマイクエレメントからの音声信号を同相に加算するようにし、前記増幅器は、最終段の前記第２の加算器からの出力信号を入力信号として増幅し、前記制御回路は、前記検出手段が出力する前記検出信号があり、かつ前記操作手段が前記閉信号を発生した場合に前記各開閉器を閉じ、前記検出手段が出力する前記検出信号がない場合に、前記開閉器を開き、前記各積分器は、前記対応する開閉器が閉の場合は対応する比較器からの出力信号を積分して対応する遅延回路が遅延させる前記遅延量の情報を生成し、対応する開閉器が開の場合は開となる直前の前記遅延量の情報を維持するようにしたことを特徴とする請求項８に記載の音声信号処理装置。
【請求項１０】
前記増幅器の出力信号中の雑音を除去するための雑音フィルタと、前記増幅器の出力信号または前記雑音フィルタの出力信号のいずれかを選択して出力する切替手段と、前記積分器の出力信号が所定の基準値未満の場合は、前記切替手段に前記増幅器の出力信号を選択させ、前記積分器の出力信号が所定の基準値以上の場合は、前記切替手段に前記雑音フィルタの出力信号を選択させる切替信号を発生する比較器とを備えたことを特徴とする請求項８に記載の音声信号処理装置。
【請求項１１】
最終段の前記遅延制御部からの出力信号中の雑音を除去するための雑音フィルタと、最終段の前記遅延制御部の出力信号または前記雑音フィルタの出力信号のいずれかを選択して出力する切替手段と、最終段の前記遅延制御部の前記積分器からの出力信号が所定の基準値未満の場合は、前記切替手段に最終段の前記遅延制御部からの出力信号を選択させ、最終段の前記遅延制御部の前記積分器からの出力信号が所定の基準値以上の場合は、前記切替手段に前記雑音フィルタの出力信号を選択させる比較器とを備えたことを特徴とする請求項５に記載の音声信号処理装置。
【請求項１２】
前記操作手段は、外部からの入力に応じて前記開閉器を電気的に閉じさせるための閉信号を発生し、前記音声信号処理装置は、さらに、請求項４に記載の積分器を第３の積分器として、前記第３の積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる高域通過フィルタと、前記高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する検出手段と、前記検出手段が出力する前記検出信号および前記操作手段が出力する前記閉信号に応じて各前記開閉器を開閉する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記検出手段が出力する前記検出信号があり、かつ前記操作手段が前記閉信号を発生した場合に各前記開閉器を閉じ、前記検出手段が出力する前記検出信号がない場合に、各前記開閉器を開くようにしたことを特徴とする請求項９に記載の音声信号処理装置。
【請求項１３】
音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記マイクエレメント毎に設けられ、対応する前記マイクエレメントが生成した音声信号を増幅する増幅器と、前記増幅器毎に設けられ、対応する前記増幅器が増幅した信号の絶対値をとって絶対値信号を生成する絶対値回路と、前記絶対値回路毎に設けられ、対応する絶対値回路が生成する絶対値信号を積分する積分器と、前記各積分器が積分した信号のうち最大の信号を出力した積分器に対応する切替信号を逐次生成する比較器と、前記切替信号に応じて前記増幅器の出力信号を選択して選択出力信号として出力する切替手段とを備えたことを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項１４】
隣り合う前記マイクエレメントに対応する積分器の出力信号間の差分信号を生成する、隣り合う前記マイクエレメント毎の引算器と、前記比較器の切替信号に応じて前記引算回路の出力信号を選択して出力する第２の切替手段と、前記第２の切替手段が出力した信号の絶対値をとって絶対値差分信号を生成する第２の絶対値回路と、前記絶対値差分信号を積分する第２の積分器と、前記第２の積分器の出力信号から所定の基準信号を差し引いて前記各増幅器の増幅率を制御する制御信号を生成する第２の引算回路とを備え、前記マイクエレメントが配置された線方向に前記音源が移動して前記マイクエレメントから離れていく際に生ずる前記選択出力信号の信号レベルの低下を補償するように動作するようにしたことを特徴とする請求項１３に記載の音声信号処理装置。
【請求項１５】
隣り合う前記マイクエレメントに対応する積分器の出力信号間の差分信号を生成する、隣り合う前記マイクエレメント毎の引算器と、前記比較器の切替信号に応じて前記引算回路の出力信号を選択して出力する第２の切替手段と、前記第２の切替手段が出力した信号の絶対値をとって絶対値差分信号を生成する第２の絶対値回路と、前記絶対値差分信号を積分する第２の積分器と、前記切替手段が出力する選択出力信号中の雑音を除去するための雑音フィルタと、前記切替手段が出力する選択出力信号または前記雑音フィルタの出力信号のいずれかを選択して出力する第３の切替手段と、前記第２の積分器の出力信号が所定の基準値未満の場合は、前記第３の切替手段に前記選択出力信号を選択させ、前記積分器の出力信号が所定の基準値以上の場合は、前記第３の切替手段に前記雑音フィルタの出力信号を選択させる切替信号を発生する比較器とを備えたことを特徴とする請求項１３に記載の音声信号処理装置。
【請求項１６】
前記第２の積分器の出力信号から所定の基準信号を差し引いて前記各増幅器の増幅率を制御する制御信号を生成する第２の引算回路を備え、前記マイクエレメントが配置された線方向に前記音源が移動して前記マイクエレメントから離れていく際に生ずる前記選択出力信号の信号レベルの低下を補償するように動作するようにしたことを特徴とする請求項１５に記載の音声信号処理装置。
【請求項１７】
外部から入力されたフィルタ係数に応じたフィルタ特性を有し、最終段の前記遅延制御部からの出力信号中の雑音を除去する雑音フィルタと、最終段の前記遅延制御部の前記積分器からの出力信号の周波数スペクトルに応じて前記雑音フィルタのフィルタ係数を算出し、前記雑音フィルタに入力するフィルタ係数算出手段とを備えたことを特徴とする請求項５に記載の音声信号処理装置。
【請求項１８】
最終段の前記遅延制御部の積分器からの出力信号の周波数スペクトルに応じて、最終段の前記遅延制御部からの出力信号のうちの通過させる信号成分の周波数帯を決定する帯域幅制御手段と、最終段の前記遅延制御部からの出力信号のうち前記帯域幅制御手段が決定した周波数帯の信号成分を通過させる帯域通過フィルタとを備えたことを特徴とする請求項５に記載の音声信号処理装置。
【請求項１９】
外部から入力されたフィルタ係数に応じたフィルタ特性を有し、最終段の前記遅延制御部からの出力信号中の雑音を除去する雑音フィルタと、最終段の前記遅延制御部の前記積分器からの出力信号の周波数スペクトルに応じて前記雑音フィルタのフィルタ係数を算出し、前記雑音フィルタに入力するフィルタ係数算出手段と、最終段の前記遅延制御部の積分器からの出力信号の周波数スペクトルに応じて、前記雑音フィルタからの出力信号のうちの通過させる信号成分の周波数帯を決定する帯域幅制御手段と、前記雑音フィルタからの出力信号のうち前記帯域幅制御手段が決定した周波数帯の信号成分を通過させる帯域通過フィルタとを備えたことを特徴とする請求項５に記載の音声信号処理装置。
【請求項２０】
音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する２つのマイクエレメントが配置されたマイクヘッドと、前記各マイクエレメントの位置を制御するためのマイクヘッド制御部とを備え、前記マイクヘッドは、さらに、前記各マイクエレメントを移動させるスライダと、前記スライダを前記スライダの移動方向に駆動するための駆動手段と、前記スライダの移動量に応じた信号を出力するポテンショメータとを有し、前記マイクヘッド制御部は、前記第１の音声信号を遅延させて遅延音声信号を生成する遅延回路と、前記第２の音声信号と前記遅延音声信号とを加算する加算器と、前記遅延音声信号と前記第２の音声信号との間の遅延量を検出する比較器と、前記比較器の出力信号を積分して前記遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する積分器と、前記比較器と前記積分器との電気的接続の開閉を行う第１の開閉器と、前記第積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる高域通過フィルタと、前記高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する検出手段と、外部からの入力に応じて前記各開閉器を電気的に閉じさせるための閉信号を発生する操作手段と、前記第１の積分器の出力レベルと前記ポテンショメータの出力レベルとが一致するように駆動手段を制御するサーボ回路と、前記サーボ回路と前記駆動手段との電気的接続の開閉を行う第２の開閉器と、前記検出手段が出力する前記検出信号および前記操作手段が出力する前記閉信号に応じて前記各開閉器を開閉する制御信号を生成する制御回路とを有し、前記制御回路は、前記検出手段が出力する前記検出信号があり、かつ前記操作手段が前記閉信号を発生した場合に前記各開閉器を閉じ、前記検出手段が出力する前記検出信号がない場合に、前記各開閉器を開き、前記積分器は、前記第１の開閉器が閉の場合は前記比較器からの出力信号を積分して前記遅延回路が遅延させる前記遅延量の情報を生成し、前記第１の開閉器が開の場合は開となる直前の前記遅延量の情報を維持するようにしたことを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項２１】
前記加算器の出力信号中の雑音を除去するための雑音フィルタと、前記制御回路から制御信号が出力されたときに前記雑音フィルタの出力信号を選択して出力する切替手段とを備えたことを特徴とする請求項２０に記載の音声信号処理装置。
【請求項２２】
前記第２の比較器の出力信号に応じた表示をする表示手段とを備えたことを特徴とする請求項１２に記載の音声信号処理装置。
【請求項２３】
前記信号レベルに対して抵抗値が対数特性で変化する第１の可変抵抗素子と固定抵抗素子とによって前記増幅器の出力を分圧する分圧器と、前記積分器からの制御信号の信号レベルの大小を反転して反転制御信号を生成するインバータとを備え、前記増幅器は、信号レベルに対して対数特性で抵抗値が変化する第２の可変抵抗器を介して前記増幅率を変更させ、前記積分器からの制御信号を前記第１の可変抵抗素子または前記第２の可変抵抗素子のいずれかに抵抗値を変化させる信号として入力し、前記インバータからの反転制御信号を前記積分器からの制御信号が入力されない可変抵抗素子に抵抗値を変化させる信号として入力し、双方の前記可変抵抗素子の前記対数特性を相殺し前記積分器の出力に対し線形特性でマイク感度を制御するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の音声信号処理装置。
【請求項２４】
音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記各マイクエレメントからの音声信号を前記音源に近い順番に遅延させて同相で加算するために従属接続された第１の遅延制御部と１以上の第２の遅延制御部を含む遅延開閉制御部と、前記遅延開閉制御部からの出力信号の増幅および雑音除去を含む所定の信号処理を行うマイク感度制御部とを備え、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号に加算し、前記第２の遅延制御部は、前記音源に３番目に近いマイクエレメント以降のマイクエレメント毎に対応して設けられ、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第１の遅延音声信号を生成する第１の遅延回路と、前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号と前記第１の遅延音声信号とを加算する第１の加算器と、前記第１の遅延音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントから音声信号との間の遅延量を検出する第１の比較器と、前記第１の比較器の出力信号を積分して前記第１の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第１の積分器と、前記第１の積分器と前記第１の遅延回路との電気的接続の開閉を行う第１の開閉器とを有し、前記各第２の遅延制御部は、前段の遅延制御部からの音声信号を遅延させて第２の遅延音声信号を生成する第２の遅延回路と、前段のマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第３の遅延音声信号を生成する第３の遅延回路と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第２の遅延音声信号とを加算する第２の加算器と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第３の遅延音声信号との間の遅延量を検出する第２の比較器と、前記第２の比較器の出力信号を積分して前記第２の遅延回路または第３の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第２の積分器と、前記第２の積分器と前記第２の遅延回路または前記第３の遅延回路との電気的接続の開閉を行う第２の開閉器とを有し、前記マイク感度制御部は、最終段の前記遅延制御部の第２の加算器が生成した音声信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された音声信号のうちの所定時間内における最大値を検出して保持する動作を繰り返す最大値保持回路と、前記最大値保持回路が保持する各前記時間内の最大値から基準値を差し引いて差分信号を生成する引算回路と、前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記増幅器の増幅率を制御する制御信号を生成する第３の積分器と、前記増幅器の出力信号中の雑音を除去するための雑音フィルタと、前記増幅器の出力信号または前記雑音フィルタの出力信号のいずれかを選択して出力する切替手段と、前記第３の積分器が生成した制御信号が入力されたとき、前記第３の積分器の出力信号が所定の基準値未満の場合は、前記切替手段に前記増幅器の出力信号を選択させ、前記第３の積分器の出力信号が所定の基準値以上の場合は、前記切替手段に前記雑音フィルタの出力信号を選択させる切替信号を発生する第３の比較器と、前記第１の積分器が生成した制御信号が入力されたとき、この制御信号のうちの高周波成分を通過させる高域通過フィルタと、前記増幅器、前記高域通過フィルタ、および前記比較器と前記第３の積分器との電気的接続の開閉を行う第３の開閉器と、前記高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する第１の検出手段と、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号に応じて前記開閉器を開閉させるための開閉信号を出力する制御回路と、前記増幅器からの出力信号のうち、負の振幅部分を反転して正の振幅からなる絶対値信号を生成する絶対値回路と、前記絶対値回路が生成した絶対値信号を平滑化する第４の積分器と、前記第４の積分器によって平滑された絶対値信号のレベルと所定の基準値とに応じた制御切替信号を出力する第２の検出手段と、前記第２の検出手段から出力された制御切替信号に応じて前記制御回路と前記第１の開閉器および第２の開閉器との間の経路を電気的に開閉する第４の開閉器と、前記第２の検出手段から出力された制御切替信号に応じて前記制御回路と前記第３の開閉器との間の経路を電気的に開閉する第５の開閉器とを有し、前記第２の検出手段は、前記平滑化された絶対値信号のレベルが前記所定の基準値以下のときに前記第４の開閉器および前記第５の開閉器を閉じさせて前記制御回路からの前記開閉信号を前記第１の開閉器および第２の開閉器に出力させ、前記第１の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号とを同相に加算するようにし、前記第２の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントから前段までのマイクエレメントまでのマイクエレメントからの音声信号を同相に加算するようにし、前記増幅器は、前記第３の積分器からの制御信号に応じて前記最大値が一定となるように増幅率を変更するようにしたことを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項２５】
各前記開閉器を閉にするための前記制御切替信号を前記制御回路に生成させるためのトリガを生成して前記制御回路に出力するための操作手段を備え、前記操作手段からの前記トリガと前記第２の検出手段からの制御切替信号とが制御回路に入力されたとき、前記第４の開閉器および前記第５の開閉器が閉じられ、さらに、前記第１の開閉器、前記第２の開閉器、および前記第３の開閉器の開閉器が閉じられるようにしたことを特徴とする請求項２４に記載の音声信号処理装置。
【請求項２６】
最終段の前記遅延制御部の積分手段からの出力信号に応じた表示を行う表示手段を備えたことを特徴とする請求項２５に記載の音声信号処理装置。
【請求項２７】
前記第３の積分器の出力に応じて前記雑音フィルタのフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出手段を備え、前記雑音フィルタは、フィルタ係数算出手段によって算出された前記フィルタ係数に応じたフィルタ特性で前記増幅器の出力信号中の雑音を除去するようにしたことを特徴とする請求項２６に記載の音声信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響システムに使用される音声信号処理装置に関し、さらに詳しくは、音源との位置関係に応じて収音特性を変えることができる音声信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロフォンを用いて特定の話者の音声を収音しようとする際に、収音しようとする話者以外から発せられる雑音を同時に取り込んだり、話者とマイクロフォンの位置関係の変化により収音された音声信号のレベルが変動したりして、収音対象の音声を聞き取り易いように又は良好に収音できない場合がある。
【０００３】
従来、このような問題を解決する技術としては、例えば、特開２０００−２７８７８６号公報に開示されたものが知られている。従来の技術は、収音されて電気信号に変換された音声信号をフィルタによって所定の帯域毎の信号成分に分割し、分割した各帯域の信号成分のダイナミックレンジを圧縮するものであり、かかる信号処理を用いて雑音を除去しつつ音量の変動を抑えようとするものである。
【０００４】
以下、図２６を用いて従来の音声信号処理装置の動作について説明する。
図２６において、マイクロフォンユニット２６１０は、マイクエレメント２６１１とプリアンプ２６１２によって構成され、マイクエレメント２６１１は、空気の振動である音声を電気信号に変換する素子であり、プリアンプ２６１２は、マイクエレメント２６１１が出力した電気信号を増幅し、所望のマイクロフォン感度を得るための増幅器である。
【０００５】
デジタル信号処理ＬＳＩ２６２０は、内部にＡＤ変換器２６２１、周波数帯域分割フィルタ２６２２、レベル変換器２６２３およびＤＡ変換器２６２４を装備する。ここで、ＡＤ変換器２６２１は、入力されたアナログ音声信号の標本化と量子化を行ってデジタル信号に変換するものであり、周波数帯域分割フィルタ２６２２は、ＡＤ変換器２６２１によって変換された音声信号を複数個のバンドパスフィルタにより帯域毎に分割するフィルタである。
【０００６】
また、レベル変換器２６２３は、周波数帯域分割フィルタ２６２２によって分割された各帯域の音声信号に対し、信号レベルの大きい帯域についてはレベルを下げる処理を行い、小さい帯域についてはレベルを上げる処理を行う等の非線形なゲイン制御を行ってダイナミックレンジを圧縮するとともに、帯域毎に圧縮した音声信号を再度ミキシングしてＤＡ変換器に出力するようになっている。
【０００７】
制御部２６３０はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）などにより構成される制御回路であり、デジタル信号処理ＬＳＩ２６２０に信号処理プログラムをロードし、周波数帯域分割フィルタ２６２２とレベル変換器２６２３による演算処理の際に用いる係数の変更などの制御を行うようになっている。
【０００８】
次に、上記、従来の音声信号処理装置が雑音を除去しつつ音量の変動を抑える動作について説明する。マイクロフォンユニット２６１０が収音しようとする特定話者等の所望の音声以外に、風雑音や衝撃音等の所望の音声とは異なる周波数帯域の雑音が混入された場合、周波数帯域分割フィルタ２６２２によって音声と雑音が分離され、レベル変換器２６２３により個々にダイナミックレンジの圧縮がなされる。
【０００９】
この動作により振幅の大きな雑音が混入された場合も、雑音のレベルのみが抑圧され、所望の音声の音量には影響を与えない。また、話者とマイクロフォンの位置関係の変化により音量が変動した場合にもダイナミックレンジの圧縮により音声レベルが均一化される。
上記、従来の音声信号処理装置は、以上のような構成および動作により、収音した音声に所望する音声帯域外のノイズが混入した場合に帯域外のノイズを抑圧しながらも所望する帯域の音声のレベルをほぼ一定に保ち、聞き取り易さを阻害する帯域外雑音や音量の変動を抑えようとするものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の音声信号処理装置では、上記の帯域分割と非線形なゲイン制御を併用する信号処理を行うため、音声信号に周波数特性の乱れと波形の非線形歪を生じることになり、ノイズ除去効果の発生に連動して収音した音声の音質変化が起こり不自然な音質になるとともに、所望の音声帯域内に周囲雑音が発生した場合には、雑音除去の効果が得られないだけでなく音声レベルに変動が起こり聞き取り易さを阻害することになるという問題があった。
【００１１】
また、マイクロフォンの感度一定の状態でダイナミックレンジを抑圧するために音声信号に対し相対的に回路雑音が大きくなりＳＮ比が低下し聞き取り易さを阻害するという問題もあった。
さらに、収音した音声を音声認識処理にかける場合には、このような周波数特性の乱れと波形の非線形歪により認識率が低下するという問題もあった。
【００１２】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、収音した音声信号に周波数特性の乱れや波形の非線形歪に加えダイナミックレンジ圧縮によるＳＮ比の劣化を生じることなく所望の音声以外の雑音を除去するとともに、音量レベルの変動を抑えることができ、さらに音声認識処理を行う際にも認識率を高めることが可能な音声信号処理装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する２つのマイクエレメントが配置されたマイクユニットと、前記音源に最も近いマイクエレメントからの第１の音声信号を遅延させて前記音源に最も遠いマイクエレメントからの第２の音声信号に加算して加算音声信号を生成する遅延制御部とを備え、前記遅延制御部は、前記第１の音声信号を遅延させて遅延音声信号を生成する遅延回路と、前記第２の音声信号と前記遅延音声信号とを加算する加算器と、前記遅延音声信号と前記第２の音声信号との間の遅延量を検出する比較器と、前記比較器の出力信号を積分して前記遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する積分器とを有し、前記加算器が前記音源に最も近いマイクエレメントからの第１の音声信号を前記音源に最も遠いマイクエレメントからの第２の音声信号に同相で加算して前記加算音声信号を生成するようにした構成を有している。この構成により、音源位置に応じて指向角を制御するため、収音した音声信号に周波数特性の乱れや波形の非線形歪に加えダイナミックレンジ圧縮によるＳＮ比の悪化を生じることなく所望の音声以外の雑音を除去するとともに、音量レベルの変動を抑えることができ、さらに音声認識処理を行う際にも認識率を高めることができる音声信号処理装置を実現することができる。
【００１４】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記各マイクエレメントからの音声信号を前記音源に近い順番に遅延させて加算するために従属接続された第１の遅延制御部と１以上の第２の遅延制御部とを備え、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号に加算し、前記第２の遅延制御部は、前記音源に３番目に近いマイクエレメント以降のマイクエレメント毎に対応して設けられ、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第１の遅延音声信号を生成する第１の遅延回路と、前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号と前記第１の遅延音声信号とを加算する第１の加算器と、前記第１の遅延音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントから音声信号との間の遅延量を検出する第１の比較器と、前記第１の比較器の出力信号を積分して前記第１の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第１の積分器とを有し、前記第１の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号とを同相に加算するようにし、前記各第２の遅延制御部は、前段の遅延制御部からの音声信号を遅延させて第２の遅延音声信号を生成する第２の遅延回路と、前段のマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第３の遅延音声信号を生成する第３の遅延回路と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第２の遅延音声信号とを加算する第２の加算器と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第３の遅延音声信号との間の遅延量を検出する第２の比較器と、前記第２の比較器の出力信号を積分して前記第２の遅延回路または第３の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第２の積分器とを有し、前記第２の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントから前段までのマイクエレメントまでのマイクエレメントからの音声信号を同相に加算するようにした構成を有している。この構成により、３つ以上のマイクエレメントを有するマイクユニットについても音源位置に応じて指向角を制御するため、収音した音声信号に周波数特性の乱れや波形の非線形歪に加えダイナミックレンジ圧縮によるＳＮ比の悪化を生じることなく所望の音声以外の雑音を除去するとともに、音量レベルの変動を抑えることがより効果的にでき、さらに音声認識処理を行う際にも認識率を高めることが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００１５】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する２つのマイクエレメントが配置されたマイクユニットと、前記音源に最も近いマイクエレメントからの第１の音声信号を遅延させて前記音源に最も遠いマイクエレメントからの第２の音声信号に加算して加算音声信号を生成する遅延制御部とを備え、前記遅延制御部は、前記第１の音声信号を遅延させて遅延音声信号を生成する遅延回路と、前記第２の音声信号と前記遅延音声信号とを加算する加算器と、前記遅延音声信号と前記第２の音声信号との間の遅延量を検出する比較器と、前記比較器の出力信号を積分して前記遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する積分器と、前記比較器と前記積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器とを有し、前記加算器が前記音源に最も近いマイクエレメントからの第１の音声信号を前記音源に最も遠いマイクエレメントからの第２の音声信号に同相で加算して前記加算音声信号を生成するようにし、前記音声信号処理装置は、前記開閉器を電気的に開閉させるための操作手段とを備え、前記積分器は、前記開閉器が閉の場合は前記比較器からの出力信号を積分して前記遅延回路が遅延させる前記遅延量の情報を生成し、前記開閉器が開の場合は開となる直前の前記遅延量の情報を維持するようにした構成を有している。この構成により、開閉器を設けて積分器の出力を固定することができるようになったため、指向角を固定することができ、長時間に亘って音源位置が大きく変化しない場合等に、安定した収音が可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００１６】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記各マイクエレメントからの音声信号を前記音源に近い順番に遅延させて加算するために従属接続された第１の遅延制御部と１以上の第２の遅延制御部とを備え、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号に加算し、前記第２の遅延制御部は、前記音源に３番目に近いマイクエレメント以降のマイクエレメント毎に対応して設けられ、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第１の遅延音声信号を生成する第１の遅延回路と、前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号と前記第１の遅延音声信号とを加算する第１の加算器と、前記第１の遅延音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントから音声信号との間の遅延量を検出する第１の比較器と、前記第１の比較器の出力信号を積分して前記第１の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第１の積分器と、前記第１の比較器と前記第１の積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器とを有し、前記第１の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号とを同相に加算するようにし、前記各第２の遅延制御部は、前段の遅延制御部からの音声信号を遅延させて第２の遅延音声信号を生成する第２の遅延回路と、前段のマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第３の遅延音声信号を生成する第３の遅延回路と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第２の遅延音声信号とを加算する第２の加算器と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第３の遅延音声信号との間の遅延量を検出する第２の比較器と、前記第２の比較器の出力信号を積分して前記第２の遅延回路または第３の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第２の積分器と、前記第２の比較器と前記第２の積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器とを有し、前記音声信号処理装置は、各前記開閉器を電気的に開閉させるための操作手段とを備え、前記各積分器は、前記対応する開閉器が閉の場合は対応する比較器からの出力信号を積分して対応する遅延回路が遅延させる前記遅延量の情報を生成し、対応する開閉器が開の場合は開となる直前の前記遅延量の情報を維持するようにし、前記第２の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントから前段までのマイクエレメントまでのマイクエレメントからの音声信号を同相に加算するようにした構成を有している。この構成により、この構成により、３つ以上のマイクエレメントを有するマイクユニットについても各マイクエレメント毎に開閉器を設けて積分器の出力を固定することができるようになったため、より効果的に音量レベルの変動を抑えることができることに加え、指向角を固定することができ、長時間に亘って音源位置が大きく変化しない場合等に、安定した収音が可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００１７】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記各マイクエレメントからの音声信号を前記音源に近い順番に遅延させて加算するために従属接続された第１の遅延制御部と１以上の第２の遅延制御部とを備え、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号に加算し、前記第２の遅延制御部は、前記音源に３番目に近いマイクエレメント以降のマイクエレメント毎に対応して設けられ、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第１の遅延音声信号を生成する第１の遅延回路と、前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号と前記第１の遅延音声信号とを加算する第１の加算器と、前記第１の遅延音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントから音声信号との間の遅延量を検出する第１の比較器と、前記第１の比較器の出力信号を積分して前記第１の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第１の積分器と、前記第１の比較器と前記第１の積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器とを有し、前記第１の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号とを同相に加算するようにし、前記各第２の遅延制御部は、前段の遅延制御部からの音声信号を遅延させて第２の遅延音声信号を生成する第２の遅延回路と、前段のマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第３の遅延音声信号を生成する第３の遅延回路と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第２の遅延音声信号とを加算する第２の加算器と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第３の遅延音声信号との間の遅延量を検出する第２の比較器と、前記第２の比較器の出力信号を積分して前記第２の遅延回路または第３の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第２の積分器と、前記第２の比較器と前記第２の積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器とを有し、前記音声信号処理装置は、各前記開閉器を電気的に開閉させるための操作手段とを備え、前記各積分器は、前記対応する開閉器が閉の場合は対応する比較器からの出力信号を積分して対応する遅延回路が遅延させる前記遅延量の情報を生成し、対応する開閉器が開の場合は開となる直前の前記遅延量の情報を維持するようにし、前記第２の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントから前段までのマイクエレメントまでのマイクエレメントからの音声信号を同相に加算するようにし、前記操作手段は、外部からの入力に応じて前記各開閉器を電気的に閉じさせるための閉信号を発生し、前記音声信号処理装置は、さらに、前記第１の積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる第１の高域通過フィルタと、前記第１の高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する第１の検出手段と、前記第２の積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる第２の高域通過フィルタと、前記第２の高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する第２の検出手段と、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号、前記第２の検出手段が出力する前記検出信号、および前記操作手段が出力する前記閉信号に応じて前記各開閉器を開閉する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号または前記第２の検出手段が出力する前記検出信号があり、かつ前記操作手段が前記閉信号を発生した場合に前記各開閉器を閉じ、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号および前記第２の検出手段が出力する前記検出信号がない場合に、前記各開閉器を開くようにした構成を有している。この構成により、積分器の出力変動を検出するための高域通過フィルタおよび検出器を設け、指向角の制御を行うため、操作者は開閉器を開放するタイミングに注意を払う必要が無く、操作性を向上することが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００１８】
また、本発明の音声信号処理装置は、外部の装置から入力された音声信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された音声信号のうちの所定時間内における最大値を検出して保持する動作を繰り返す最大値保持回路と、前記最大値保持回路が保持する各前記時間内の最大値から基準値を差し引いて差分信号を生成する引算回路と、前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記増幅器の増幅率を制御する制御信号を生成する積分器とを備え、前記増幅器は、前記積分器からの制御信号に応じて前記最大値が一定となるように増幅率を変更するようにした構成を有している。この構成により、マイクロフォンからの出力信号を一定レベルに保つように増幅・制御を行うため、音源とマイクとの距離が変動した場合でも安定したレベルで音源からの音声を収音することが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００１９】
また、本発明の音声信号処理装置は、外部の装置から入力された音声信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された音声信号のうちの所定時間内における最大値を検出して保持する動作を繰り返す最大値保持回路と、前記最大値保持回路が保持する各前記時間内の最大値から基準値を差し引いて差分信号を生成する引算回路と、前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記増幅器の増幅率を制御する制御信号を生成する積分器と、前記引算回路と前記積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器と、前記開閉器を電気的に開閉させるための操作手段とを備え、前記積分器は、前記開閉器が閉の場合は前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記制御信号を生成し、前記開閉器が開の場合は開となる直前の前記制御信号を維持し、前記増幅器は、前記積分器からの制御信号に応じて前記最大値が一定となるように増幅率を変更するようにした構成を有している。この構成により、開閉器を設けて積分器の出力を固定することができるようになったため、プリアンプの増幅率を固定することができ、長時間に亘って音源位置が大きく変化しない場合等に、安定した収音が可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００２０】
また、本発明の音声信号処理装置は、外部の装置から入力された音声信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された音声信号のうちの所定時間内における最大値を検出して保持する動作を繰り返す最大値保持回路と、前記最大値保持回路が保持する各前記時間内の最大値から基準値を差し引いて差分信号を生成する引算回路と、前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記増幅器の増幅率を制御する制御信号を生成する積分器と、前記引算回路と前記積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器と、外部からの入力に応じて前記開閉器を電気的に開閉させるための閉信号を発生する操作手段と、前記積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる高域通過フィルタと、前記高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する検出手段と、前記検出手段が出力する前記検出信号および前記操作手段が出力する前記閉信号に応じて前記開閉器を開閉する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記検出手段が出力する前記検出信号があり、かつ前記操作手段が前記閉信号を発生した場合に前記開閉器を閉じ、前記検出手段が出力する前記検出信号がない場合に、前記開閉器を開くようにし、前記積分器は、前記開閉器が閉の場合は前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記制御信号を生成し、前記開閉器が開の場合は開となる直前の前記制御信号を維持し、前記増幅器は、前記積分器からの制御信号に応じて前記最大値が一定となるように増幅率を変更するようにした構成を有している。この構成により、積分器の出力変動を検出するための高域通過フィルタおよび検出器を設け、出力信号のマイク感度制御を行うため、操作者は開閉器を開放するタイミングに注意を払う必要が無く、操作性を向上することが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００２１】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記各マイクエレメントからの音声信号を前記音源に近い順番に遅延させて加算するために従属接続された第１の遅延制御部と１以上の第２の遅延制御部と、最終段の前記遅延制御部からの出力信号の増幅および雑音除去を含む所定の信号処理を行うマイク感度制御部とを備え、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号に加算し、前記第２の遅延制御部は、前記音源に３番目に近いマイクエレメント以降のマイクエレメント毎に対応して設けられ、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第１の遅延音声信号を生成する第１の遅延回路と、前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号と前記第１の遅延音声信号とを加算する第１の加算器と、前記第１の遅延音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントから音声信号との間の遅延量を検出する第１の比較器と、前記第１の比較器の出力信号を積分して前記第１の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第１の積分器と、前記第１の比較器と前記第１の積分器との電気的接続の開閉を行う第１の開閉器とを有し、前記第１の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号とを同相に加算するようにし、前記各第２の遅延制御部は、前段の遅延制御部からの音声信号を遅延させて第２の遅延音声信号を生成する第２の遅延回路と、前段のマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第３の遅延音声信号を生成する第３の遅延回路と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第２の遅延音声信号とを加算する第２の加算器と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第３の遅延音声信号との間の遅延量を検出する第２の比較器と、前記第２の比較器の出力信号を積分して前記第２の遅延回路または第３の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第２の積分器と、前記第２の比較器と前記第２の積分器との電気的接続の開閉を行う第２の開閉器とを有し、前記第２の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントから前段までのマイクエレメントまでのマイクエレメントからの音声信号を同相に加算するようにし、前記マイク感度制御部は、最終段の前記遅延制御部からの出力信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された音声信号のうちの所定時間内における最大値を検出して保持する動作を繰り返す最大値保持回路と、前記最大値保持回路が保持する各前記時間内の最大値から基準値を差し引いて差分信号を生成する引算回路と、前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記増幅器の増幅率を制御する制御信号を生成する第３の積分器と、前記引算回路と前記第３の積分器との電気的接続の開閉を行う第３の開閉器と、外部からの入力に応じて前記開閉器を電気的に開閉させるための閉信号を発生する操作手段と、前記積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる高域通過フィルタと、前記高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する検出手段と、前記検出手段が出力する前記検出信号および前記操作手段が出力する前記閉信号に応じて前記開閉器を開閉する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記検出手段が出力する前記検出信号があり、かつ前記操作手段が前記閉信号を発生した場合に各前記開閉器を閉じ、前記検出手段が出力する前記検出信号がない場合に、各前記開閉器を開くようにし、前記第３の積分器は、前記第３の開閉器が閉の場合は前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記制御信号を生成し、前記第３の開閉器が開の場合は開となる直前の前記制御信号を維持し、前記増幅器は、前記第３の積分器からの制御信号に応じて前記最大値が一定となるように増幅率を変更するようにした構成を有している。この構成により、指向角制御を行う構成部とマイク感度制御を行う構成部とを併せて設けたため、装置と話者との向きについての相対位置関係のみならず装置と話者との距離についても変動があっても、周囲雑音の混入を抑制し、良好に音声を収音することが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００２２】
また、本発明の音声信号処理装置は、外部の装置から入力された音声信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された音声信号のうちの所定時間内における最大値を検出して保持する動作を繰り返す最大値保持回路と、前記最大値保持回路が保持する各前記時間内の最大値から基準値を差し引いて差分信号を生成する引算回路と、前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記増幅器の増幅率を制御する制御信号を生成する積分器と、前記引算回路と前記積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器と、外部からの入力に応じて前記開閉器を電気的に開閉させるための閉信号を発生する操作手段と、前記積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる高域通過フィルタと、前記高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する検出手段と、前記検出手段が出力する前記検出信号および前記操作手段が出力する前記閉信号に応じて前記開閉器を開閉する制御回路と、前記増幅器の出力信号中の雑音を除去するための雑音フィルタと、前記増幅器の出力信号または前記雑音フィルタの出力信号のいずれかを選択して出力する切替手段と、前記積分器の出力信号が所定の基準値未満の場合は、前記切替手段に前記増幅器の出力信号を選択させ、前記積分器の出力信号が所定の基準値以上の場合は、前記切替手段に前記雑音フィルタの出力信号を選択させる切替信号を発生する比較器とを備え、前記制御回路は、前記検出手段が出力する前記検出信号があり、かつ前記操作手段が前記閉信号を発生した場合に前記開閉器を閉じ、前記検出手段が出力する前記検出信号がない場合に、前記開閉器を開くようにし、前記積分器は、前記開閉器が閉の場合は前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記制御信号を生成し、前記開閉器が開の場合は開となる直前の前記制御信号を維持し、前記増幅器は、前記積分器からの制御信号に応じて前記最大値が一定となるように増幅率を変更するようにした構成を有している。この構成により、積分器の出力変動を検出して雑音除去する構成としたため、音源とマイクロフォンの位置関係が変化した場合にも、操作者は開閉器を開放するタイミングに注意を払う必要がなく簡便に、均一なレベルで収音することが可能となるとともに、音源がマイクロフォンから遠ざかりマイク感度が高くなった場合に増加する周囲雑音を抑制することが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００２３】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記各マイクエレメントからの音声信号を前記音源に近い順番に遅延させて加算するために従属接続された第１の遅延制御部と１以上の第２の遅延制御部とを備え、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号に加算し、前記第２の遅延制御部は、前記音源に３番目に近いマイクエレメント以降のマイクエレメント毎に対応して設けられ、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第１の遅延音声信号を生成する第１の遅延回路と、前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号と前記第１の遅延音声信号とを加算する第１の加算器と、前記第１の遅延音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントから音声信号との間の遅延量を検出する第１の比較器と、前記第１の比較器の出力信号を積分して前記第１の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第１の積分器と、前記第１の比較器と前記第１の積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器とを有し、前記第１の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号とを同相に加算するようにし、前記各第２の遅延制御部は、前段の遅延制御部からの音声信号を遅延させて第２の遅延音声信号を生成する第２の遅延回路と、前段のマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第３の遅延音声信号を生成する第３の遅延回路と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第２の遅延音声信号とを加算する第２の加算器と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第３の遅延音声信号との間の遅延量を検出する第２の比較器と、前記第２の比較器の出力信号を積分して前記第２の遅延回路または第３の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第２の積分器と、前記第２の比較器と前記第２の積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器とを有し、前記音声信号処理装置は、各前記開閉器を電気的に開閉させるための操作手段とを備え、前記各積分器は、前記対応する開閉器が閉の場合は対応する比較器からの出力信号を積分して対応する遅延回路が遅延させる前記遅延量の情報を生成し、対応する開閉器が開の場合は開となる直前の前記遅延量の情報を維持するようにし、前記第２の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントから前段までのマイクエレメントまでのマイクエレメントからの音声信号を同相に加算するようにし、前記操作手段は、外部からの入力に応じて前記各開閉器を電気的に閉じさせるための閉信号を発生し、前記音声信号処理装置は、さらに、前記第１の積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる第１の高域通過フィルタと、前記第１の高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する第１の検出手段と、前記第２の積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる第２の高域通過フィルタと、前記第２の高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する第２の検出手段と、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号、前記第２の検出手段が出力する前記検出信号、および前記操作手段が出力する前記閉信号に応じて前記各開閉器を開閉する制御回路と、最終段の前記遅延制御部からの出力信号中の雑音を除去するための雑音フィルタと、最終段の前記遅延制御部の出力信号または前記雑音フィルタの出力信号のいずれかを選択して出力する切替手段と、最終段の前記遅延制御部の前記積分器からの出力信号が所定の基準値未満の場合は、前記切替手段に最終段の前記遅延制御部からの出力信号を選択させ、最終段の前記遅延制御部の前記積分器からの出力信号が所定の基準値以上の場合は、前記切替手段に前記雑音フィルタの出力信号を選択させる比較器とを備え、前記制御回路は、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号または前記第２の検出手段が出力する前記検出信号があり、かつ前記操作手段が前記閉信号を発生した場合に前記各開閉器を閉じ、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号および前記第２の検出手段が出力する前記検出信号がない場合に、前記各開閉器を開くようにした構成を有している。この構成により、積分器の出力変動を検出して雑音除去する構成としたため、音源とマイクロフォンの位置関係が変化した場合にも、操作者は開閉器を開放するタイミングに注意を払う必要がなく簡便に、均一なレベルで収音することが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００２４】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記各マイクエレメントからの音声信号を前記音源に近い順番に遅延させて加算するために従属接続された第１の遅延制御部と１以上の第２の遅延制御部と、最終段の前記遅延制御部からの出力信号の増幅および雑音除去を含む所定の信号処理を行うマイク感度制御部とを備え、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号に加算し、前記第２の遅延制御部は、前記音源に３番目に近いマイクエレメント以降のマイクエレメント毎に対応して設けられ、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第１の遅延音声信号を生成する第１の遅延回路と、前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号と前記第１の遅延音声信号とを加算する第１の加算器と、前記第１の遅延音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントから音声信号との間の遅延量を検出する第１の比較器と、前記第１の比較器の出力信号を積分して前記第１の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第１の積分器と、前記第１の比較器と前記第１の積分器との電気的接続の開閉を行う第１の開閉器とを有し、前記第１の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号とを同相に加算するようにし、前記各第２の遅延制御部は、前段の遅延制御部からの音声信号を遅延させて第２の遅延音声信号を生成する第２の遅延回路と、前段のマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第３の遅延音声信号を生成する第３の遅延回路と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第２の遅延音声信号とを加算する第２の加算器と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第３の遅延音声信号との間の遅延量を検出する第２の比較器と、前記第２の比較器の出力信号を積分して前記第２の遅延回路または第３の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第２の積分器と、前記第２の比較器と前記第２の積分器との電気的接続の開閉を行う第２の開閉器とを有し、前記第２の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントから前段までのマイクエレメントまでのマイクエレメントからの音声信号を同相に加算するようにし、前記マイク感度制御部は、最終段の前記遅延制御部からの出力信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された音声信号のうちの所定時間内における最大値を検出して保持する動作を繰り返す最大値保持回路と、前記最大値保持回路が保持する各前記時間内の最大値から基準値を差し引いて差分信号を生成する引算回路と、前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記増幅器の増幅率を制御する制御信号を生成する第３の積分器と、前記引算回路と前記第３の積分器との電気的接続の開閉を行う第３の開閉器と、外部からの入力に応じて前記開閉器を電気的に開閉させるための閉信号を発生する操作手段と、前記積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる高域通過フィルタと、前記高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する検出手段と、前記検出手段が出力する前記検出信号および前記操作手段が出力する前記閉信号に応じて前記開閉器を開閉する制御回路と、請求項４に記載の積分器を第３の積分器として、前記第３の積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる高域通過フィルタと、前記高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する検出手段と、前記検出手段が出力する前記検出信号および前記操作手段が出力する前記閉信号に応じて各前記開閉器を開閉する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記検出手段が出力する前記検出信号があり、かつ前記操作手段が前記閉信号を発生した場合に各前記開閉器を閉じ、前記検出手段が出力する前記検出信号がない場合に、各前記開閉器を開くようにし、前記制御回路は、前記検出手段が出力する前記検出信号があり、かつ前記操作手段が前記閉信号を発生した場合に各前記開閉器を閉じ、前記検出手段が出力する前記検出信号がない場合に、各前記開閉器を開くようにし、前記第３の積分器は、前記第３の開閉器が閉の場合は前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記制御信号を生成し、前記第３の開閉器が開の場合は開となる直前の前記制御信号を維持し、前記増幅器は、前記第３の積分器からの制御信号に応じて前記最大値が一定となるように増幅率を変更するようにした構成を有している。この構成により、積分器の出力変動を検出して雑音除去する構成としたため、音源とマイクロフォンの位置関係が変化した場合にも、操作者は開閉器を開放するタイミングに注意を払う必要がなく簡便に、均一なレベルで収音することが可能となるとともに、音源がマイクロフォンから遠ざかりマイク感度が高くなった場合に増加する周囲雑音を抑制することが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００２５】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記マイクエレメント毎に設けられ、対応する前記マイクエレメントが生成した音声信号を増幅する増幅器と、前記増幅器毎に設けられ、対応する前記増幅器が増幅した信号の絶対値をとって絶対値信号を生成する絶対値回路と、前記絶対値回路毎に設けられ、対応する絶対値回路が生成する絶対値信号を積分する積分器と、前記各積分器が積分した信号のうち最大の信号を出力した積分器に対応する切替信号を逐次生成する比較器と、前記切替信号に応じて前記増幅器の出力信号を選択して選択出力信号として出力する切替手段とを備えた構成を有している。この構成により、音源との位置関係に応じて収音するマイクロフォン系統を切り替えるため、音源が移動しても音源位置に最も近いマイクロフォンの出力が選択され音量の低下を防止することができるとともに、音源から離れたマイクロフォンで収音した音声は出力されないので周囲雑音の混入も抑制することが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００２６】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記マイクエレメント毎に設けられ、対応する前記マイクエレメントが生成した音声信号を増幅する増幅器と、前記増幅器毎に設けられ、対応する前記増幅器が増幅した信号の絶対値をとって絶対値信号を生成する絶対値回路と、前記絶対値回路毎に設けられ、対応する絶対値回路が生成する絶対値信号を積分する積分器と、前記各積分器が積分した信号のうち最大の信号を出力した積分器に対応する切替信号を逐次生成する比較器と、前記切替信号に応じて前記増幅器の出力信号を選択して選択出力信号として出力する切替手段と、隣り合う前記マイクエレメントに対応する積分器の出力信号間の差分信号を生成する、隣り合う前記マイクエレメント毎の引算器と、前記比較器の切替信号に応じて前記引算回路の出力信号を選択して出力する第２の切替手段と、前記第２の切替手段が出力した信号の絶対値をとって絶対値差分信号を生成する第２の絶対値回路と、前記絶対値差分信号を積分する第２の積分器と、前記第２の積分器の出力信号から所定の基準信号を差し引いて前記各増幅器の増幅率を制御する制御信号を生成する第２の引算回路とを備え、前記マイクエレメントが配置された線方向に前記音源が移動して前記マイクエレメントから離れていく際に生ずる前記選択出力信号の信号レベルの低下を補償するように動作する構成を有している。この構成により、音源との位置関係に応じて収音するマイクロフォン系統を切り替えるため、音源が移動しても音源位置に最も近いマイクロフォンの出力が選択され音量の低下を防止することができるとともに、音源から離れたマイクロフォンで収音した音声は出力されないので周囲雑音の混入も抑制することができるだけでなく、音源の位置が所定の範囲外に外れた場合にはマイク感度が高くなり音量低下の防止効果を高めることが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００２７】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記マイクエレメント毎に設けられ、対応する前記マイクエレメントが生成した音声信号を増幅する増幅器と、前記増幅器毎に設けられ、対応する前記増幅器が増幅した信号の絶対値をとって絶対値信号を生成する絶対値回路と、前記絶対値回路毎に設けられ、対応する絶対値回路が生成する絶対値信号を積分する積分器と、前記各積分器が積分した信号のうち最大の信号を出力した積分器に対応する切替信号を逐次生成する比較器と、前記切替信号に応じて前記増幅器の出力信号を選択して選択出力信号として出力する切替手段と、隣り合う前記マイクエレメントに対応する積分器の出力信号間の差分信号を生成する、隣り合う前記マイクエレメント毎の引算器と、前記比較器の切替信号に応じて前記引算回路の出力信号を選択して出力する第２の切替手段と、前記第２の切替手段が出力した信号の絶対値をとって絶対値差分信号を生成する第２の絶対値回路と、前記絶対値差分信号を積分する第２の積分器と、前記切替手段が出力する選択出力信号中の雑音を除去するための雑音フィルタと、前記切替手段が出力する選択出力信号または前記雑音フィルタの出力信号のいずれかを選択して出力する第３の切替手段と、前記第２の積分器の出力信号が所定の基準値未満の場合は、前記第３の切替手段に前記選択出力信号を選択させ、前記積分器の出力信号が所定の基準値以上の場合は、前記第３の切替手段に前記雑音フィルタの出力信号を選択させる切替信号を発生する比較器とを備えた構成を有している。この構成により、音源との位置関係に応じて収音するマイクロフォン系統を切り替えるため、音源が移動しても音源位置に最も近いマイクロフォンの出力が選択され音量の低下を防止することができるとともに、音源から離れたマイクロフォンで収音した音声は出力されないので周囲雑音の混入も抑制することができるだけでなく、音源の位置が所定の範囲外に外れた場合には雑音フィルタが有効となり雑音除去効果を高めることが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００２８】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記マイクエレメント毎に設けられ、対応する前記マイクエレメントが生成した音声信号を増幅する増幅器と、前記増幅器毎に設けられ、対応する前記増幅器が増幅した信号の絶対値をとって絶対値信号を生成する絶対値回路と、前記絶対値回路毎に設けられ、対応する絶対値回路が生成する絶対値信号を積分する積分器と、前記各積分器が積分した信号のうち最大の信号を出力した積分器に対応する切替信号を逐次生成する比較器と、前記切替信号に応じて前記増幅器の出力信号を選択して選択出力信号として出力する切替手段と、隣り合う前記マイクエレメントに対応する積分器の出力信号間の差分信号を生成する、隣り合う前記マイクエレメント毎の引算器と、前記比較器の切替信号に応じて前記引算回路の出力信号を選択して出力する第２の切替手段と、前記第２の切替手段が出力した信号の絶対値をとって絶対値差分信号を生成する第２の絶対値回路と、前記絶対値差分信号を積分する第２の積分器と、前記切替手段が出力する選択出力信号中の雑音を除去するための雑音フィルタと、前記切替手段が出力する選択出力信号または前記雑音フィルタの出力信号のいずれかを選択して出力する第３の切替手段と、前記第２の積分器の出力信号が所定の基準値未満の場合は、前記第３の切替手段に前記選択出力信号を選択させ、前記積分器の出力信号が所定の基準値以上の場合は、前記第３の切替手段に前記雑音フィルタの出力信号を選択させる切替信号を発生する比較器と、前記第２の積分器の出力信号から所定の基準信号を差し引いて前記各増幅器の増幅率を制御する制御信号を生成する第２の引算回路を備え、前記マイクエレメントが配置された線方向に前記音源が移動して前記マイクエレメントから離れていく際に生ずる前記選択出力信号の信号レベルの低下を補償するように動作する構成を有している。この構成により、音源との位置関係に応じて収音するマイクロフォン系統を切り替えるため、音源が移動しても音源位置に最も近いマイクロフォンの出力が選択され音量の低下を防止することができるとともに、音源から離れたマイクロフォンで収音した音声は出力されないので周囲雑音の混入も抑制することができるだけでなく、音源の位置が所定の範囲外に外れた場合には雑音フィルタが有効となり雑音除去効果を高めることができるとともに雑音フィルタが有効となり、雑音除去効果を高めることが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００２９】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記各マイクエレメントからの音声信号を前記音源に近い順番に遅延させて加算するために従属接続された第１の遅延制御部と１以上の第２の遅延制御部とを備え、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号に加算し、前記第２の遅延制御部は、前記音源に３番目に近いマイクエレメント以降のマイクエレメント毎に対応して設けられ、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第１の遅延音声信号を生成する第１の遅延回路と、前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号と前記第１の遅延音声信号とを加算する第１の加算器と、前記第１の遅延音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントから音声信号との間の遅延量を検出する第１の比較器と、前記第１の比較器の出力信号を積分して前記第１の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第１の積分器と、前記第１の比較器と前記第１の積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器とを有し、前記第１の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号とを同相に加算するようにし、前記各第２の遅延制御部は、前段の遅延制御部からの音声信号を遅延させて第２の遅延音声信号を生成する第２の遅延回路と、前段のマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第３の遅延音声信号を生成する第３の遅延回路と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第２の遅延音声信号とを加算する第２の加算器と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第３の遅延音声信号との間の遅延量を検出する第２の比較器と、前記第２の比較器の出力信号を積分して前記第２の遅延回路または第３の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第２の積分器と、前記第２の比較器と前記第２の積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器とを有し、前記音声信号処理装置は、各前記開閉器を電気的に開閉させるための操作手段とを備え、前記各積分器は、前記対応する開閉器が閉の場合は対応する比較器からの出力信号を積分して対応する遅延回路が遅延させる前記遅延量の情報を生成し、対応する開閉器が開の場合は開となる直前の前記遅延量の情報を維持するようにし、前記第２の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントから前段までのマイクエレメントまでのマイクエレメントからの音声信号を同相に加算するようにし、前記操作手段は、外部からの入力に応じて前記各開閉器を電気的に閉じさせるための閉信号を発生し、前記音声信号処理装置は、さらに、前記第１の積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる第１の高域通過フィルタと、前記第１の高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する第１の検出手段と、前記第２の積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる第２の高域通過フィルタと、前記第２の高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する第２の検出手段と、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号、前記第２の検出手段が出力する前記検出信号、および前記操作手段が出力する前記閉信号に応じて前記各開閉器を開閉する制御回路と、外部から入力されたフィルタ係数に応じたフィルタ特性を有し、最終段の前記遅延制御部からの出力信号中の雑音を除去する雑音フィルタと、最終段の前記遅延制御部の前記積分器からの出力信号の周波数スペクトルに応じて前記雑音フィルタのフィルタ係数を算出し、前記雑音フィルタに入力するフィルタ係数算出手段とを備え、前記制御回路は、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号または前記第２の検出手段が出力する前記検出信号があり、かつ前記操作手段が前記閉信号を発生した場合に前記各開閉器を閉じ、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号および前記第２の検出手段が出力する前記検出信号がない場合に、前記各開閉器を開くようにした構成を有している。この構成により、積分器の出力変動に応じて算出されたフィルタ係数を用いて雑音除去を行うため、指向角制御によって指向角が広くなるほど雑音除去効果が高まり、より効果的に雑音を抑制することが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００３０】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記各マイクエレメントからの音声信号を前記音源に近い順番に遅延させて加算するために従属接続された第１の遅延制御部と１以上の第２の遅延制御部とを備え、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号に加算し、前記第２の遅延制御部は、前記音源に３番目に近いマイクエレメント以降のマイクエレメント毎に対応して設けられ、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第１の遅延音声信号を生成する第１の遅延回路と、前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号と前記第１の遅延音声信号とを加算する第１の加算器と、前記第１の遅延音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントから音声信号との間の遅延量を検出する第１の比較器と、前記第１の比較器の出力信号を積分して前記第１の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第１の積分器と、前記第１の比較器と前記第１の積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器とを有し、前記第１の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号とを同相に加算するようにし、前記各第２の遅延制御部は、前段の遅延制御部からの音声信号を遅延させて第２の遅延音声信号を生成する第２の遅延回路と、前段のマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第３の遅延音声信号を生成する第３の遅延回路と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第２の遅延音声信号とを加算する第２の加算器と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第３の遅延音声信号との間の遅延量を検出する第２の比較器と、前記第２の比較器の出力信号を積分して前記第２の遅延回路または第３の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第２の積分器と、前記第２の比較器と前記第２の積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器とを有し、前記音声信号処理装置は、各前記開閉器を電気的に開閉させるための操作手段とを備え、前記各積分器は、前記対応する開閉器が閉の場合は対応する比較器からの出力信号を積分して対応する遅延回路が遅延させる前記遅延量の情報を生成し、対応する開閉器が開の場合は開となる直前の前記遅延量の情報を維持するようにし、前記第２の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントから前段までのマイクエレメントまでのマイクエレメントからの音声信号を同相に加算するようにし、前記操作手段は、外部からの入力に応じて前記各開閉器を電気的に閉じさせるための閉信号を発生し、前記音声信号処理装置は、さらに、前記第１の積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる第１の高域通過フィルタと、前記第１の高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する第１の検出手段と、前記第２の積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる第２の高域通過フィルタと、前記第２の高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する第２の検出手段と、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号、前記第２の検出手段が出力する前記検出信号、および前記操作手段が出力する前記閉信号に応じて前記各開閉器を開閉する制御回路と、最終段の前記遅延制御部の積分器からの出力信号の周波数スペクトルに応じて、最終段の前記遅延制御部からの出力信号のうちの通過させる信号成分の周波数帯を決定する帯域幅制御手段と、最終段の前記遅延制御部からの出力信号のうち前記帯域幅制御手段が決定した周波数帯の信号成分を通過させる帯域通過フィルタとを備え、前記制御回路は、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号または前記第２の検出手段が出力する前記検出信号があり、かつ前記操作手段が前記閉信号を発生した場合に前記各開閉器を閉じ、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号および前記第２の検出手段が出力する前記検出信号がない場合に、前記各開閉器を開くようにした構成を有している。この構成により、積分器の出力変動に応じて設定された通過帯域の信号を出力するため、音源がマイクエレメントの同軸上からはずれ、遅延回路の遅延時間が短くなるほど帯域通過フィルタの通過帯域が狭くなり、所望する話者の発音する音声帯域外の雑音を抑制する効果を高くすることが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００３１】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記各マイクエレメントからの音声信号を前記音源に近い順番に遅延させて加算するために従属接続された第１の遅延制御部と１以上の第２の遅延制御部とを備え、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号に加算し、前記第２の遅延制御部は、前記音源に３番目に近いマイクエレメント以降のマイクエレメント毎に対応して設けられ、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第１の遅延音声信号を生成する第１の遅延回路と、前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号と前記第１の遅延音声信号とを加算する第１の加算器と、前記第１の遅延音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントから音声信号との間の遅延量を検出する第１の比較器と、前記第１の比較器の出力信号を積分して前記第１の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第１の積分器と、前記第１の比較器と前記第１の積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器とを有し、前記第１の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号とを同相に加算するようにし、前記各第２の遅延制御部は、前段の遅延制御部からの音声信号を遅延させて第２の遅延音声信号を生成する第２の遅延回路と、前段のマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第３の遅延音声信号を生成する第３の遅延回路と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第２の遅延音声信号とを加算する第２の加算器と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第３の遅延音声信号との間の遅延量を検出する第２の比較器と、前記第２の比較器の出力信号を積分して前記第２の遅延回路または第３の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第２の積分器と、前記第２の比較器と前記第２の積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器とを有し、前記音声信号処理装置は、各前記開閉器を電気的に開閉させるための操作手段とを備え、前記各積分器は、前記対応する開閉器が閉の場合は対応する比較器からの出力信号を積分して対応する遅延回路が遅延させる前記遅延量の情報を生成し、対応する開閉器が開の場合は開となる直前の前記遅延量の情報を維持するようにし、前記第２の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントから前段までのマイクエレメントまでのマイクエレメントからの音声信号を同相に加算するようにし、前記操作手段は、外部からの入力に応じて前記各開閉器を電気的に閉じさせるための閉信号を発生し、前記音声信号処理装置は、さらに、前記第１の積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる第１の高域通過フィルタと、前記第１の高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する第１の検出手段と、前記第２の積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる第２の高域通過フィルタと、前記第２の高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する第２の検出手段と、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号、前記第２の検出手段が出力する前記検出信号、および前記操作手段が出力する前記閉信号に応じて前記各開閉器を開閉する制御回路と、外部から入力されたフィルタ係数に応じたフィルタ特性を有し、最終段の前記遅延制御部からの出力信号中の雑音を除去する雑音フィルタと、最終段の前記遅延制御部の前記積分器からの出力信号の周波数スペクトルに応じて前記雑音フィルタのフィルタ係数を算出し、前記雑音フィルタに入力するフィルタ係数算出手段と、最終段の前記遅延制御部の積分器からの出力信号の周波数スペクトルに応じて、前記雑音フィルタからの出力信号のうちの通過させる信号成分の周波数帯を決定する帯域幅制御手段と、前記雑音フィルタからの出力信号のうち前記帯域幅制御手段が決定した周波数帯の信号成分を通過させる帯域通過フィルタとを備え、前記制御回路は、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号または前記第２の検出手段が出力する前記検出信号があり、かつ前記操作手段が前記閉信号を発生した場合に前記各開閉器を閉じ、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号および前記第２の検出手段が出力する前記検出信号がない場合に、前記各開閉器を開くようにした構成を有している。この構成により、積分器の出力変動に応じて雑音フィルタのフィルタ係数と帯域通過フィルタの通過帯域幅とを制御するため、音源がマイクエレメントの同軸上からはずれ、遅延回路の遅延時間が短くなるほどウィナーフィルタによる雑音除去効果が高くなるとともに帯域通過フィルタの通過帯域が狭くなり、所望する話者の発音する音声帯域内の雑音と音声帯域外の雑音を抑制する効果を同時に高くすることが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００３２】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する２つのマイクエレメントが配置されたマイクヘッドと、前記各マイクエレメントの位置を制御するためのマイクヘッド制御部とを備え、前記マイクヘッドは、さらに、前記各マイクエレメントを移動させるスライダと、前記スライダを前記スライダの移動方向に駆動するための駆動手段と、前記スライダの移動量に応じた信号を出力するポテンショメータとを有し、前記マイクヘッド制御部は、前記第１の音声信号を遅延させて遅延音声信号を生成する遅延回路と、前記第２の音声信号と前記遅延音声信号とを加算する加算器と、前記遅延音声信号と前記第２の音声信号との間の遅延量を検出する比較器と、前記比較器の出力信号を積分して前記遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する積分器と、前記比較器と前記積分器との電気的接続の開閉を行う第１の開閉器と、前記第積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる高域通過フィルタと、前記高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する検出手段と、外部からの入力に応じて前記各開閉器を電気的に閉じさせるための閉信号を発生する操作手段と、前記第１の積分器の出力レベルと前記ポテンショメータの出力レベルとが一致するように駆動手段を制御するサーボ回路と、前記サーボ回路と前記駆動手段との電気的接続の開閉を行う第２の開閉器と、前記検出手段が出力する前記検出信号および前記操作手段が出力する前記閉信号に応じて前記各開閉器を開閉する制御信号を生成する制御回路とを有し、前記制御回路は、前記検出手段が出力する前記検出信号があり、かつ前記操作手段が前記閉信号を発生した場合に前記各開閉器を閉じ、前記検出手段が出力する前記検出信号がない場合に、前記各開閉器を開き、前記積分器は、前記第１の開閉器が閉の場合は前記比較器からの出力信号を積分して前記遅延回路が遅延させる前記遅延量の情報を生成し、前記第１の開閉器が開の場合は開となる直前の前記遅延量の情報を維持する構成を有している。この構成により、マイクエレメント間を通過する直線からの音源の位置関係に応じてマイクエレメントを移動させるため、マイクヘッド１８１０の軸上から音源が離れた時に音源とマイクヘッド１８１０の軸方向の距離が増大し、相対的にマイクヘッド１８１０に対する音声の入射角が小さくなり、指向角の増大を抑制することができ、周囲雑音の混入を抑制することが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００３３】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する２つのマイクエレメントが配置されたマイクヘッドと、前記各マイクエレメントの位置を制御するためのマイクヘッド制御部とを備え、前記マイクヘッドは、さらに、前記各マイクエレメントを移動させるスライダと、前記スライダを前記スライダの移動方向に駆動するための駆動手段と、前記スライダの移動量に応じた信号を出力するポテンショメータとを有し、前記マイクヘッド制御部は、前記第１の音声信号を遅延させて遅延音声信号を生成する遅延回路と、前記第２の音声信号と前記遅延音声信号とを加算する加算器と、前記遅延音声信号と前記第２の音声信号との間の遅延量を検出する比較器と、前記比較器の出力信号を積分して前記遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する積分器と、前記比較器と前記積分器との電気的接続の開閉を行う第１の開閉器と、前記第積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる高域通過フィルタと、前記高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する検出手段と、外部からの入力に応じて前記各開閉器を電気的に閉じさせるための閉信号を発生する操作手段と、前記第１の積分器の出力レベルと前記ポテンショメータの出力レベルとが一致するように駆動手段を制御するサーボ回路と、前記サーボ回路と前記駆動手段との電気的接続の開閉を行う第２の開閉器と、前記検出手段が出力する前記検出信号および前記操作手段が出力する前記閉信号に応じて前記各開閉器を開閉する制御信号を生成する制御回路とを有し、前記加算器の出力信号中の雑音を除去するための雑音フィルタと、前記制御回路から制御信号が出力されたときに前記雑音フィルタの出力信号を選択して出力する切替手段とをさらに備え、前記制御回路は、前記検出手段が出力する前記検出信号があり、かつ前記操作手段が前記閉信号を発生した場合に前記各開閉器を閉じ、前記検出手段が出力する前記検出信号がない場合に、前記各開閉器を開き、前記積分器は、前記第１の開閉器が閉の場合は前記比較器からの出力信号を積分して前記遅延回路が遅延させる前記遅延量の情報を生成し、前記第１の開閉器が開の場合は開となる直前の前記遅延量の情報を維持する構成を有している。この構成により、モータが駆動している期間、雑音フィルタの効果が有効となり、安価な直流モータとパルス駆動式のサーボ回路を用いることにより駆動ノイズが大きくなり音声経路に混入しても雑音フィルタによって除去されるので、マイクヘッドの可動部分にかかるコストを抑えることができ、より安価にすることが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００３４】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記各マイクエレメントからの音声信号を前記音源に近い順番に遅延させて加算するために従属接続された第１の遅延制御部と１以上の第２の遅延制御部と、最終段の前記遅延制御部からの出力信号の増幅および雑音除去を含む所定の信号処理を行うマイク感度制御部とを備え、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号に加算し、前記第２の遅延制御部は、前記音源に３番目に近いマイクエレメント以降のマイクエレメント毎に対応して設けられ、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第１の遅延音声信号を生成する第１の遅延回路と、前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号と前記第１の遅延音声信号とを加算する第１の加算器と、前記第１の遅延音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントから音声信号との間の遅延量を検出する第１の比較器と、前記第１の比較器の出力信号を積分して前記第１の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第１の積分器と、前記第１の比較器と前記第１の積分器との電気的接続の開閉を行う第１の開閉器とを有し、前記第１の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号とを同相に加算するようにし、前記各第２の遅延制御部は、前段の遅延制御部からの音声信号を遅延させて第２の遅延音声信号を生成する第２の遅延回路と、前段のマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第３の遅延音声信号を生成する第３の遅延回路と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第２の遅延音声信号とを加算する第２の加算器と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第３の遅延音声信号との間の遅延量を検出する第２の比較器と、前記第２の比較器の出力信号を積分して前記第２の遅延回路または第３の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第２の積分器と、前記第２の比較器と前記第２の積分器との電気的接続の開閉を行う第２の開閉器とを有し、前記第２の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントから前段までのマイクエレメントまでのマイクエレメントからの音声信号を同相に加算するようにし、前記マイク感度制御部は、最終段の前記遅延制御部からの出力信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された音声信号のうちの所定時間内における最大値を検出して保持する動作を繰り返す最大値保持回路と、前記最大値保持回路が保持する各前記時間内の最大値から基準値を差し引いて差分信号を生成する引算回路と、前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記増幅器の増幅率を制御する制御信号を生成する第３の積分器と、前記引算回路と前記第３の積分器との電気的接続の開閉を行う第３の開閉器と、外部からの入力に応じて前記開閉器を電気的に開閉させるための閉信号を発生する操作手段と、前記積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる高域通過フィルタと、前記高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する検出手段と、前記検出手段が出力する前記検出信号および前記操作手段が出力する前記閉信号に応じて前記開閉器を開閉する制御回路と、請求項４に記載の積分器を第３の積分器として、前記第３の積分器からの出力信号のうち高周波数成分を通過させる高域通過フィルタと、前記高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する検出手段と、前記検出手段が出力する前記検出信号および前記操作手段が出力する前記閉信号に応じて各前記開閉器を開閉する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記検出手段が出力する前記検出信号があり、かつ前記操作手段が前記閉信号を発生した場合に各前記開閉器を閉じ、前記検出手段が出力する前記検出信号がない場合に、各前記開閉器を開くようにし、前記制御回路は、前記検出手段が出力する前記検出信号があり、かつ前記操作手段が前記閉信号を発生した場合に各前記開閉器を閉じ、前記検出手段が出力する前記検出信号がない場合に、各前記開閉器を開くようにし、前記第３の積分器は、前記第３の開閉器が閉の場合は前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記制御信号を生成し、前記第３の開閉器が開の場合は開となる直前の前記制御信号を維持し、前記増幅器は、前記第３の積分器からの制御信号に応じて前記最大値が一定となるように増幅率を変更するようにし、さらに前記第２の比較器の出力信号に応じた表示をする表示手段とを備えた構成を有している。この構成により、音源とマイクロフォンとの位置関係が変化したことをユーザに警告することが可能となるため、音源とマイクロフォンとの位置関係や周囲雑音の状況を意識することなく簡便に操作することが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００３５】
また、本発明の音声信号処理装置は、外部の装置から入力された音声信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された音声信号のうちの所定時間内における最大値を検出して保持する動作を繰り返す最大値保持回路と、前記最大値保持回路が保持する各前記時間内の最大値から基準値を差し引いて差分信号を生成する引算回路と、前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記増幅器の増幅率を制御する制御信号を生成する積分器と、前記引算回路と前記積分器との電気的接続の開閉を行う開閉器と、前記開閉器を電気的に開閉させるための操作手段と、前記信号レベルに対して抵抗値が対数特性で変化する第１の可変抵抗素子と固定抵抗素子とによって前記増幅器の出力を分圧する分圧器と、前記積分器からの制御信号の信号レベルの大小を反転して反転制御信号を生成するインバータとを備え、前記積分器は、前記開閉器が閉の場合は前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記制御信号を生成し、前記開閉器が開の場合は開となる直前の前記制御信号を維持し、、前記増幅器は、信号レベルに対して対数特性で抵抗値が変化する第２の可変抵抗器を介して前記増幅率を変更させ、前記積分器からの制御信号を前記第１の可変抵抗素子または前記第２の可変抵抗素子のいずれかに抵抗値を変化させる信号として入力し、前記インバータからの反転制御信号を前記積分器からの制御信号が入力されない可変抵抗素子に抵抗値を変化させる信号として入力し、双方の前記可変抵抗素子の前記対数特性を相殺し前記積分器の出力に対し線形特性でマイク感度を制御するようにし、前記積分器からの制御信号に応じて前記最大値が一定となるように増幅率を変更するようにした構成を有している。この構成により、可変抵抗素子を制御することによってマイク感度を制御するため、簡易かつ安価で対数特性のデジタル制御型の可変抵抗素子を使用しながら、リニア特性で感度の低いところでも高いところでも同程度の分解能で感度制御を行うことができ、簡易な構成でかつ安価に製作することが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００３６】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記各マイクエレメントからの音声信号を前記音源に近い順番に遅延させて同相で加算するために従属接続された第１の遅延制御部と１以上の第２の遅延制御部を含む指向角制御部と、前記指向角制御部からの出力信号の増幅および雑音除去を含む所定の信号処理を行うマイク感度制御部とを備え、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号に加算し、前記第２の遅延制御部は、前記音源に３番目に近いマイクエレメント以降のマイクエレメント毎に対応して設けられ、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第１の遅延音声信号を生成する第１の遅延回路と、前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号と前記第１の遅延音声信号とを加算する第１の加算器と、前記第１の遅延音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントから音声信号との間の遅延量を検出する第１の比較器と、前記第１の比較器の出力信号を積分して前記第１の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第１の積分器と、前記第１の積分器と前記第１の遅延回路との電気的接続の開閉を行う第１の開閉器とを有し、前記各第２の遅延制御部は、前段の遅延制御部からの音声信号を遅延させて第２の遅延音声信号を生成する第２の遅延回路と、前段のマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第３の遅延音声信号を生成する第３の遅延回路と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第２の遅延音声信号とを加算する第２の加算器と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第３の遅延音声信号との間の遅延量を検出する第２の比較器と、前記第２の比較器の出力信号を積分して前記第２の遅延回路または第３の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第２の積分器と、前記第２の積分器と前記第２の遅延回路または前記第３の遅延回路との電気的接続の開閉を行う第２の開閉器とを有し、前記マイク感度制御部は、最終段の前記遅延制御部の第２の加算器が生成した音声信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された音声信号のうちの所定時間内における最大値を検出して保持する動作を繰り返す最大値保持回路と、前記最大値保持回路が保持する各前記時間内の最大値から基準値を差し引いて差分信号を生成する引算回路と、前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記増幅器の増幅率を制御する制御信号を生成する第３の積分器と、前記増幅器の出力信号中の雑音を除去するための雑音フィルタと、前記増幅器の出力信号または前記雑音フィルタの出力信号のいずれかを選択して出力する切替手段と、前記第３の積分器が生成した制御信号が入力されたとき、前記第３の積分器の出力信号が所定の基準値未満の場合は、前記切替手段に前記増幅器の出力信号を選択させ、前記第３の積分器の出力信号が所定の基準値以上の場合は、前記切替手段に前記雑音フィルタの出力信号を選択させる切替信号を発生する第３の比較器と、前記第１の積分器が生成した制御信号が入力されたとき、この制御信号のうちの高周波成分を通過させる高域通過フィルタと、前記増幅器、前記高域通過フィルタ、および前記比較器と前記第３の積分器との電気的接続の開閉を行う第３の開閉器と、前記高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する第１の検出手段と、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号に応じて前記開閉器を開閉させるための開閉信号を出力する制御回路と、前記増幅器からの出力信号のうち、負の振幅部分を反転して正の振幅からなる絶対値信号を生成する絶対値回路と、前記絶対値回路が生成した絶対値信号を平滑化する第４の積分器と、前記第４の積分器によって平滑された絶対値信号のレベルと所定の基準値とに応じた制御切替信号を出力する第２の検出手段と、前記第２の検出手段から出力された制御切替信号に応じて前記制御回路と前記第１の開閉器および第２の開閉器との間の経路を電気的に開閉する第４の開閉器と、前記第２の検出手段から出力された制御切替信号に応じて前記制御回路と前記第３の開閉器との間の経路を電気的に開閉する第５の開閉器とを有し、前記第２の検出手段は、前記平滑化された絶対値信号のレベルが前記所定の基準値以下のときに前記第４の開閉器および前記第５の開閉器を閉じさせて前記制御回路からの前記開閉信号を前記第１の開閉器および第２の開閉器に出力させ、前記第１の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号とを同相に加算するようにし、前記第２の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントから前段までのマイクエレメントまでのマイクエレメントからの音声信号を同相に加算するようにし、前記増幅器は、前記第３の積分器からの制御信号に応じて前記最大値が一定となるように増幅率を変更するようにした構成を有している。この構成により、無音区間を検出してその期間の音声経路特性を変化させるため、指向角制御と感度制御および雑音除去の効果を得ながらも、より自然な音質を得ることができ、音声波形に波形の非線形歪を生じることがなく、音声認識処理を施す際の認識率低下を高めることが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００３７】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記各マイクエレメントからの音声信号を前記音源に近い順番に遅延させて同相で加算するために従属接続された第１の遅延制御部と１以上の第２の遅延制御部を含む指向角制御部と、前記指向角制御部からの出力信号の増幅および雑音除去を含む所定の信号処理を行うマイク感度制御部とを備え、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号に加算し、前記第２の遅延制御部は、前記音源に３番目に近いマイクエレメント以降のマイクエレメント毎に対応して設けられ、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第１の遅延音声信号を生成する第１の遅延回路と、前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号と前記第１の遅延音声信号とを加算する第１の加算器と、前記第１の遅延音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントから音声信号との間の遅延量を検出する第１の比較器と、前記第１の比較器の出力信号を積分して前記第１の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第１の積分器と、前記第１の積分器と前記第１の遅延回路との電気的接続の開閉を行う第１の開閉器とを有し、前記各第２の遅延制御部は、前段の遅延制御部からの音声信号を遅延させて第２の遅延音声信号を生成する第２の遅延回路と、前段のマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第３の遅延音声信号を生成する第３の遅延回路と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第２の遅延音声信号とを加算する第２の加算器と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第３の遅延音声信号との間の遅延量を検出する第２の比較器と、前記第２の比較器の出力信号を積分して前記第２の遅延回路または第３の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第２の積分器と、前記第２の積分器と前記第２の遅延回路または前記第３の遅延回路との電気的接続の開閉を行う第２の開閉器とを有し、前記マイク感度制御部は、最終段の前記遅延制御部の第２の加算器が生成した音声信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された音声信号のうちの所定時間内における最大値を検出して保持する動作を繰り返す最大値保持回路と、前記最大値保持回路が保持する各前記時間内の最大値から基準値を差し引いて差分信号を生成する引算回路と、前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記増幅器の増幅率を制御する制御信号を生成する第３の積分器と、前記増幅器の出力信号中の雑音を除去するための雑音フィルタと、前記増幅器の出力信号または前記雑音フィルタの出力信号のいずれかを選択して出力する切替手段と、前記第３の積分器が生成した制御信号が入力されたとき、前記第３の積分器の出力信号が所定の基準値未満の場合は、前記切替手段に前記増幅器の出力信号を選択させ、前記第３の積分器の出力信号が所定の基準値以上の場合は、前記切替手段に前記雑音フィルタの出力信号を選択させる切替信号を発生する第３の比較器と、前記第１の積分器が生成した制御信号が入力されたとき、この制御信号のうちの高周波成分を通過させる高域通過フィルタと、前記増幅器、前記高域通過フィルタ、および前記比較器と前記第３の積分器との電気的接続の開閉を行う第３の開閉器と、前記高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する第１の検出手段と、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号に応じて前記開閉器を開閉させるための開閉信号を出力する制御回路と、前記増幅器からの出力信号のうち、負の振幅部分を反転して正の振幅からなる絶対値信号を生成する絶対値回路と、前記絶対値回路が生成した絶対値信号を平滑化する第４の積分器と、前記第４の積分器によって平滑された絶対値信号のレベルと所定の基準値とに応じた制御切替信号を出力する第２の検出手段と、前記第２の検出手段から出力された制御切替信号に応じて前記制御回路と前記第１の開閉器および第２の開閉器との間の経路を電気的に開閉する第４の開閉器と、前記第２の検出手段から出力された制御切替信号に応じて前記制御回路と前記第３の開閉器との間の経路を電気的に開閉する第５の開閉器とを有し、前記第２の検出手段は、前記平滑化された絶対値信号のレベルが前記所定の基準値以下のときに前記第４の開閉器および前記第５の開閉器を閉じさせて前記制御回路からの前記開閉信号を前記第１の開閉器および第２の開閉器に出力させ、前記第１の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号とを同相に加算するようにし、前記第２の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントから前段までのマイクエレメントまでのマイクエレメントからの音声信号を同相に加算するようにし、前記増幅器は、前記第３の積分器からの制御信号に応じて前記最大値が一定となるように増幅率を変更するようにし、さらに各前記開閉器を閉にするための前記制御切替信号を前記制御回路に生成させるためのトリガを生成して前記制御回路に出力するための操作手段を備え、前記操作手段からの前記トリガと前記第２の検出手段からの制御切替信号とが制御回路に入力されたとき、前記第４の開閉器および前記第５の開閉器が閉じられ、前記第１の開閉器、前記第２の開閉器、および前記第３の開閉器の開閉器が閉じられるようにした構成を有している。この構成により、操作子を設けて制御開始のトリガを入力できるようにしたため、音源とマイクユニットの位置関係が変化した場合にも、操作者が開閉器を開放するタイミングに集中することなく簡便に、マイクユニットの指向角を最小限に保つことで周囲の雑音を拾いにくくできるとともに均一なレベルで収音することが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００３８】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記各マイクエレメントからの音声信号を前記音源に近い順番に遅延させて同相で加算するために従属接続された第１の遅延制御部と１以上の第２の遅延制御部を含む指向角制御部と、前記指向角制御部からの出力信号の増幅および雑音除去を含む所定の信号処理を行うマイク感度制御部とを備え、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号に加算し、前記第２の遅延制御部は、前記音源に３番目に近いマイクエレメント以降のマイクエレメント毎に対応して設けられ、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第１の遅延音声信号を生成する第１の遅延回路と、前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号と前記第１の遅延音声信号とを加算する第１の加算器と、前記第１の遅延音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントから音声信号との間の遅延量を検出する第１の比較器と、前記第１の比較器の出力信号を積分して前記第１の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第１の積分器と、前記第１の積分器と前記第１の遅延回路との電気的接続の開閉を行う第１の開閉器とを有し、前記各第２の遅延制御部は、前段の遅延制御部からの音声信号を遅延させて第２の遅延音声信号を生成する第２の遅延回路と、前段のマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第３の遅延音声信号を生成する第３の遅延回路と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第２の遅延音声信号とを加算する第２の加算器と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第３の遅延音声信号との間の遅延量を検出する第２の比較器と、前記第２の比較器の出力信号を積分して前記第２の遅延回路または第３の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第２の積分器と、前記第２の積分器と前記第２の遅延回路または前記第３の遅延回路との電気的接続の開閉を行う第２の開閉器とを有し、前記マイク感度制御部は、最終段の前記遅延制御部の第２の加算器が生成した音声信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された音声信号のうちの所定時間内における最大値を検出して保持する動作を繰り返す最大値保持回路と、前記最大値保持回路が保持する各前記時間内の最大値から基準値を差し引いて差分信号を生成する引算回路と、前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記増幅器の増幅率を制御する制御信号を生成する第３の積分器と、前記増幅器の出力信号中の雑音を除去するための雑音フィルタと、前記増幅器の出力信号または前記雑音フィルタの出力信号のいずれかを選択して出力する切替手段と、前記第３の積分器が生成した制御信号が入力されたとき、前記第３の積分器の出力信号が所定の基準値未満の場合は、前記切替手段に前記増幅器の出力信号を選択させ、前記第３の積分器の出力信号が所定の基準値以上の場合は、前記切替手段に前記雑音フィルタの出力信号を選択させる切替信号を発生する第３の比較器と、前記第１の積分器が生成した制御信号が入力されたとき、この制御信号のうちの高周波成分を通過させる高域通過フィルタと、前記増幅器、前記高域通過フィルタ、および前記比較器と前記第３の積分器との電気的接続の開閉を行う第３の開閉器と、前記高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する第１の検出手段と、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号に応じて前記開閉器を開閉させるための開閉信号を出力する制御回路と、前記増幅器からの出力信号のうち、負の振幅部分を反転して正の振幅からなる絶対値信号を生成する絶対値回路と、前記絶対値回路が生成した絶対値信号を平滑化する第４の積分器と、前記第４の積分器によって平滑された絶対値信号のレベルと所定の基準値とに応じた制御切替信号を出力する第２の検出手段と、前記第２の検出手段から出力された制御切替信号に応じて前記制御回路と前記第１の開閉器および第２の開閉器との間の経路を電気的に開閉する第４の開閉器と、前記第２の検出手段から出力された制御切替信号に応じて前記制御回路と前記第３の開閉器との間の経路を電気的に開閉する第５の開閉器とを有し、前記第２の検出手段は、前記平滑化された絶対値信号のレベルが前記所定の基準値以下のときに前記第４の開閉器および前記第５の開閉器を閉じさせて前記制御回路からの前記開閉信号を前記第１の開閉器および第２の開閉器に出力させ、前記第１の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号とを同相に加算するようにし、前記第２の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントから前段までのマイクエレメントまでのマイクエレメントからの音声信号を同相に加算するようにし、前記増幅器は、前記第３の積分器からの制御信号に応じて前記最大値が一定となるように増幅率を変更するようにし、さらに各前記開閉器を閉にするための前記制御切替信号を前記制御回路に生成させるためのトリガを生成して前記制御回路に出力するための操作手段と、最終段の前記遅延制御部の積分手段からの出力信号に応じた表示を行う表示手段とを備え、前記操作手段からの前記トリガと前記第２の検出手段からの制御切替信号とが制御回路に入力されたとき、前記第４の開閉器および前記第５の開閉器が閉じられ、前記第１の開閉器、前記第２の開閉器、および前記第３の開閉器の開閉器が閉じられるようにした構成を有している。この構成により、表示手段を設けたため、音源とマイクユニットとの位置関係が変化したことをユーザに警告することが可能となり、音源とマイクユニットとの位置関係や周囲雑音の状況を意識することなく簡便に操作することが可能となるだけでなく、音声波形に波形の非線形歪を生じることがなく音声認識処理にかける際の認識率低下を高めることが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００３９】
また、本発明の音声信号処理装置は、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメントが同一線上に配置されたマイクユニットと、前記各マイクエレメントからの音声信号を前記音源に近い順番に遅延させて同相で加算するために従属接続された第１の遅延制御部と１以上の第２の遅延制御部を含む指向角制御部と、前記指向角制御部からの出力信号の増幅および雑音除去を含む所定の信号処理を行うマイク感度制御部とを備え、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号に加算し、前記第２の遅延制御部は、前記音源に３番目に近いマイクエレメント以降のマイクエレメント毎に対応して設けられ、前記第１の遅延制御部は、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第１の遅延音声信号を生成する第１の遅延回路と、前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号と前記第１の遅延音声信号とを加算する第１の加算器と、前記第１の遅延音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントから音声信号との間の遅延量を検出する第１の比較器と、前記第１の比較器の出力信号を積分して前記第１の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第１の積分器と、前記第１の積分器と前記第１の遅延回路との電気的接続の開閉を行う第１の開閉器とを有し、前記各第２の遅延制御部は、前段の遅延制御部からの音声信号を遅延させて第２の遅延音声信号を生成する第２の遅延回路と、前段のマイクエレメントからの音声信号を遅延させて第３の遅延音声信号を生成する第３の遅延回路と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第２の遅延音声信号とを加算する第２の加算器と、この段のマイクエレメントからの音声信号と前記第３の遅延音声信号との間の遅延量を検出する第２の比較器と、前記第２の比較器の出力信号を積分して前記第２の遅延回路または第３の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第２の積分器と、前記第２の積分器と前記第２の遅延回路または前記第３の遅延回路との電気的接続の開閉を行う第２の開閉器とを有し、前記マイク感度制御部は、最終段の前記遅延制御部の第２の加算器が生成した音声信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された音声信号のうちの所定時間内における最大値を検出して保持する動作を繰り返す最大値保持回路と、前記最大値保持回路が保持する各前記時間内の最大値から基準値を差し引いて差分信号を生成する引算回路と、前記引算回路が生成する差分信号を積分して前記増幅器の増幅率を制御する制御信号を生成する第３の積分器と、前記増幅器の出力信号中の雑音を除去するための雑音フィルタと、前記増幅器の出力信号または前記雑音フィルタの出力信号のいずれかを選択して出力する切替手段と、前記第３の積分器が生成した制御信号が入力されたとき、前記第３の積分器の出力信号が所定の基準値未満の場合は、前記切替手段に前記増幅器の出力信号を選択させ、前記第３の積分器の出力信号が所定の基準値以上の場合は、前記切替手段に前記雑音フィルタの出力信号を選択させる切替信号を発生する第３の比較器と、前記第１の積分器が生成した制御信号が入力されたとき、この制御信号のうちの高周波成分を通過させる高域通過フィルタと、前記増幅器、前記高域通過フィルタ、および前記比較器と前記第３の積分器との電気的接続の開閉を行う第３の開閉器と、前記高域通過フィルタを通過した信号の振幅が所定値以上である場合に検出信号を出力する第１の検出手段と、前記第１の検出手段が出力する前記検出信号に応じて前記開閉器を開閉させるための開閉信号を出力する制御回路と、前記増幅器からの出力信号のうち、負の振幅部分を反転して正の振幅からなる絶対値信号を生成する絶対値回路と、前記絶対値回路が生成した絶対値信号を平滑化する第４の積分器と、前記第４の積分器によって平滑された絶対値信号のレベルと所定の基準値とに応じた制御切替信号を出力する第２の検出手段と、前記第２の検出手段から出力された制御切替信号に応じて前記制御回路と前記第１の開閉器および第２の開閉器との間の経路を電気的に開閉する第４の開閉器と、前記第２の検出手段から出力された制御切替信号に応じて前記制御回路と前記第３の開閉器との間の経路を電気的に開閉する第５の開閉器とを有し、前記第２の検出手段は、前記平滑化された絶対値信号のレベルが前記所定の基準値以下のときに前記第４の開閉器および前記第５の開閉器を閉じさせて前記制御回路からの前記開閉信号を前記第１の開閉器および第２の開閉器に出力させ、前記第１の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントからの音声信号と前記音源に２番目に近いマイクエレメントからの音声信号とを同相に加算するようにし、前記第２の加算器が、前記音源に最も近いマイクエレメントから前段までのマイクエレメントまでのマイクエレメントからの音声信号を同相に加算するようにし、前記増幅器は、前記第３の積分器からの制御信号に応じて前記最大値が一定となるように増幅率を変更するようにし、さらに各前記開閉器を閉にするための前記制御切替信号を前記制御回路に生成させるためのトリガを生成して前記制御回路に出力するための操作手段と、最終段の前記遅延制御部の積分手段からの出力信号に応じた表示を行う表示手段と、前記第３の積分器の出力に応じて前記雑音フィルタのフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出手段とを備え、前記操作手段からの前記トリガと前記第２の検出手段からの制御切替信号とが制御回路に入力されたとき、前記第４の開閉器および前記第５の開閉器が閉じられ、前記第１の開閉器、前記第２の開閉器、および前記第３の開閉器の開閉器が閉じられるようにし、前記雑音フィルタは、フィルタ係数算出手段によって算出された前記フィルタ係数に応じたフィルタ特性で前記増幅器の出力信号中の雑音を除去するようにした構成を有している。この構成により、フィルタ係数算出手段を設けため、指向角制御によって指向角が広くなり雑音フィルタからの出力を選択している場合には、指向角が広くなるほど雑音除去効果が高まり、より効果的に雑音を抑制することが可能となるだけでなく、音声波形に波形の非線形歪を生じることがなく音声認識処理にかける際の認識率低下を高めることが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図１（ａ）において、音声信号処理装置１００ａは、音源から発せられる音声を電気信号に変換して音声信号を生成する複数のマイクエレメント（図１（ａ）では３個）１１１、１１２、１１３が同一線上に配置されたマイクユニットと、各マイクエレメント１１１、１１２、１１３からの音声信号を音源に近い順番に遅延させて加算するために従属接続された第１の遅延制御部１０１と１以上の第２の遅延制御部（図１（ａ）では１個）１０２とを含むように構成される。
【００４１】
ここで、第１の遅延制御部１０１は、音源に最も近いマイクエレメント１１１からの音声信号を遅延させて音源に２番目に近いマイクエレメント１１２からの音声信号に加算するようになっており、第２の遅延制御部１０２は、音源に３番目に近いマイクエレメント１１３以降のマイクエレメント毎に対応させて設けられ、前段の遅延制御部からの出力信号を遅延させて、第２の遅延制御部１０２と対応するマイクエレメントからの出力信号に加算して出力するようになっている。
【００４２】
第１の遅延制御部１０１は、マイクエレメント１１１からの音声信号を遅延させて第１の遅延音声信号を生成する第１の遅延回路１２１、マイクエレメント１１２からの音声信号と第１の遅延音声信号とを加算する第１の加算器１３１、第１の遅延音声信号とマイクエレメント１１２から音声信号との間の遅延量を検出する第１の比較器１５１、および第１の比較器１５１の出力信号を積分して第１の遅延回路１２１が遅延させる遅延量の情報を生成する第１の積分器１６１を有する。
【００４３】
また、各第２の遅延制御部１０２は、前段の遅延制御部１０１からの音声信号を遅延させて第２の遅延音声信号を生成する第２の遅延回路１２２、前段のマイクエレメント１１２からの音声信号を遅延させて第３の遅延音声信号を生成する第３の遅延回路１４２、この段のマイクエレメント１１３からの音声信号と第２の遅延音声信号とを加算する第２の加算器１３２、この段のマイクエレメント１１３からの音声信号と第３の遅延音声信号との間の遅延量を検出する第２の比較器１５２、および第２の比較器１５２の出力信号を積分して第２の遅延回路または第３の遅延回路が遅延させる遅延量の情報を生成する第２の積分器１６２とを有する。
【００４４】
マイクエレメント１１１、１１２、１１３は、入射した音声を電気信号に変換して音声信号を生成し、この音声信号を出力するようになっており、同一線上に配置される。
第１の遅延回路１２１は、第１の積分器１６１が出力する信号に応じた遅延量で、第１のマイクエレメント１１１によって出力された音声信号を遅延させ、第１の加算器１３１に出力するようになっている。
【００４５】
第１の加算器１３１は、第２のマイクエレメント１１２によって出力された音声信号と、第１の遅延回路１２１によって出力された信号とを加算し、第２の遅延回路１２２に出力するようになっている。
第２の遅延回路１２２は、第２の積分器１６２が出力する信号に応じた遅延量で、第１の加算器１３１によって出力された信号を遅延させ、第２の加算器１３２に出力するようになっている。
【００４６】
第２の加算器１３２は、第３のマイクエレメント１１３によって出力された信号と、第２の遅延回路１２２によって出力された信号とを加算して外部に出力するようになっている。
第３の遅延回路１４２は、第２の積分器１６２が出力する信号に応じた遅延量で、第２のマイクエレメント１１２によって出力された信号を遅延させ、第２の比較器１５２に出力するようになっている。
以上の遅延回路１２１、１２２、１４２は、例えば、オールパスフィルタ等によって構成されるのでも良い。
【００４７】
第１の比較器１５１は、第１の遅延回路１２１によって出力された信号と、第２のマイクエレメント１１２によって出力された信号とを入力とし、入力された両方の信号を比較して両方の信号間の立ち上がり時間差を計測し、計測した時間差に関する情報である時間差情報を第１の積分器１６１に出力するようになっている。
【００４８】
第１の積分器１６１は、第１の比較器１５１によって出力された時間差情報を入力とし、入力された時間差情報に基づいて上記マイクエレメント１１１が出力した信号を遅延させる時間である遅延量に関する情報を生成し、第１の遅延回路１２１に出力するようになっている。遅延量は、第１の比較器１５１によって検出される時間差が縮む方向に符号を付すものとする。具体的には、上記の時間差に所定の定数をかけた値とするのでも良い。
【００４９】
同様に、第２の比較器１５２は、第３の遅延回路１４２によって出力された信号と、第３のマイクエレメント１１３によって出力された信号とを入力とし、入力された両方の信号を比較して両方の信号間の立ち上がり時間差を計測し、計測した時間差に関する情報である時間差情報を第２の積分器１６２に出力するようになっている。
【００５０】
第２の積分器１６２は、第２の比較器１５２によって出力された時間差情報を入力とし、入力された時間差情報に基づいて上記第１の加算器１３１が出力した信号を遅延させる時間である遅延量に関する情報を生成し、第２の遅延回路１２２及び第３の遅延回路１４２に出力するようになっている。遅延量は、例えば、上記の時間差に所定の定数をかけた値とするのでも良い。
【００５１】
次に、マイクエレメント１１１、１１２、１１３によって構成されるマイクユニットの指向角制御の動作について説明する。初めに、図１のＡの方向から音声が入射する場合について説明する。具体的には、話者がＡ方向からマイクロフォンに向かって音声を発している場合が該当する。
【００５２】
まず、第１のマイクエレメント１１１によって出力された信号と第２のマイクエレメント１１２によって出力された信号との立ち上がり時間差は、第１の比較器１５１によって計測され、検出された立ち上がり時間差は、第１の積分器１６１によって立ち上がり時間差に応じた上記の遅延量に変換され、遅延量の情報は、第１の遅延回路１２１に出力される。
【００５３】
次に、第１のマイクエレメント１１１によって出力された信号は、第１の遅延回路１２１によって遅延され、第１の比較器１５１によって検出される立ち上がり時間差は減少することになる。その結果、立ち上がり時間差に応じた遅延量が第１の遅延回路１２１にフィードバックされ、第１の遅延回路１２１によって補正されて出力される信号と、第２のマイクエレメント１１２の出力信号との間の時間遅延は除去されることになる。
【００５４】
上記のように動作することにより、第１のマイクエレメント１１１によって出力された信号と、第２のマイクエレメント１１２によって出力された信号とは同相で加算され、強め合うことになる。
同様に、第３のマイクエレメント１１３によって出力される信号も第１のマイクエレメント１１１及び第２のマイクエレメント１１２によって出力された信号と同相で加算され、強め合うことになる。
【００５５】
この状態で、すなわち、Ａ方向から入射する音声が強め合うように遅延される指向角の下では、Ｂ方向から入射する信号に対しては各マイクエレメントによって出力される信号には位相のずれが生じることになり、上記の場合のように互いに強め合うことは起こらない。または、各信号の位相がばらばらであり、弱め合う場合も発生する。つまり、Ａ方向からの音声に位相が合うようになっている（以下、整相という。）場合、マイクユニット全体としての指向角が狭くなりＢ方向からの断続的な雑音を拾いにくくなる。
【００５６】
なお、第１の積分器１６１の積分定数は、除去すべき対象である雑音の発生期間に対して十分に長い時間とし、音声信号処理装置１００ａからの出力が安定するように設定するものとする。
【００５７】
Ａ方向に整相された状態で、話者の顔の動きなどにより音源とマイクユニットとの位置関係が変化し、Ｂ方向から音声が進入するような配置となったときは、Ｂ方向からの音声に対して第１の遅延回路１２１からの出力と第２のマイクエレメント１１２からの出力との間の立ち上がり時間差がなくなるように第１の積分器１６１によって出力される遅延量が変化し、指向角がＢ方向を向くように整相される。
【００５８】
その結果、音声信号処理装置１００ａは、Ｂ方向から入射される音声の方向に整相され、指向角固定の超指向性マイクロフォンを用いるときのような感度低下は起こらない。そして、マイクユニットの同軸方向から更に外れた位置で発生する雑音、すなわち、Ｂ方向以外の方向から入る雑音に対しては、前記の雑音除去効果が得られる。
【００５９】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態の音声信号処理装置は、音源位置に応じて指向角を制御するため、収音した音声信号に周波数特性の乱れや波形の非線形歪に加えダイナミックレンジ圧縮によるＳＮ比の悪化を生じることなく所望の音声以外の雑音を除去するとともに、音量レベルの変動を抑えることができ、さらに音声認識処理を行う際にも認識率を高めることができる。
【００６０】
なお、上記では、マイクエレメントが３個の場合について説明したが、図１（ｂ）に示すようにマイクエレメントが２個であっても同様の効果が得られる。この場合、音声信号処理装置１００ｂは、マイクエレメント１１１、１１２および第１の遅延制御部１０１を含むように構成され、第１の遅延制御部１０１によって上記の指向角の制御がなされる。
【００６１】
また、マイクエレメントが４個以上の場合であっても、４個目以降のマイクエレメントに対応させて上記の第２の遅延制御部１０２を従属接続させて設けることによって、同様の効果を得ることが得られる。この場合、新たに設けられた各第２の遅延制御部１０２は、前段の信号とこの付加された第２の遅延制御部１０２に対応するマイクエレメントからの音声信号とが入力され、上記の各動作を行う。
また、マイクユニット以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【００６２】
（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図２（ａ）において、音声信号処理装置２００ａは、本発明の第１の実施の形態の音声信号処理装置１００ａを構成する第１の遅延制御部１０１に第１の開閉器２１１を設け、第２の遅延制御部１０２に第２の開閉器２１２を設け、さらに各開閉器２１１、２１２を開閉するための操作子２２１を設けたものである。
【００６３】
なお、音声信号処理装置２００ａの構成手段のうち、上記本発明の第１の実施の形態の音声信号処理装置１００ａにおける構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。また、第１の遅延制御部１０１、第１の開閉器２１１、第２の遅延制御部１０２、および第２の開閉器２１２によって構成される部分を遅延開閉制御部２２０という。遅延開閉制御部２２０には、第２の加算器１３２の出力端子Ｏ１、第１の積分器１６１の出力端子Ｓ１、第２の積分器１６２の出力端子Ｓ２、並びに第１の開閉器２１１および第２の開閉器２１２への入力端子が設けられている。
【００６４】
第１の開閉器２１１は、第１の比較器１５１と第１の積分器１６１との間の信号経路を開閉するようになっており、物理的に開閉する方式であっても、論理的に開閉する方式であっても良い。
同様に、第２の開閉器２１２は、第２の比較器１５２と第２の積分器１６２との間の信号経路を開閉するようになっている。
【００６５】
操作子２２１は、第１および第２の開閉器２１１、２１２を開閉させる操作を入力させるようになっている。また、第１および第２の積分器１６１、１６２は、第１および第２の開閉器２１１、２１２が開放された場合、開放される直前の出力信号を出力し続けるものとする。
以下、第１および第２の開閉器２１１、２１２の開閉に伴う動作について説明する。
【００６６】
第１および第２の開閉器２１１、２１２が開放され、第１および第２の積分器１６１、１６２に入力する信号が遮断された場合、第１および第２の積分器１６１、１６２からの出力信号は、開放される直前の出力信号を維持する。その結果、第１および第２の開閉器２１１、２１２が開放されている間、指向角は一定に固定され、音声信号からは周囲の雑音が安定して除去される。
【００６７】
また、音源とマイクユニットとの位置関係が変化しない限り安定した収音が可能である。ここで、音源とマイクユニットとの位置関係が変化した場合、操作者は拡声している音声または録音用のモニタ出力等により、聴感上の異変や目でみた音源とマイクユニットとの位置関係の異変を認めた場合に、周囲雑音の発生状況を確認した上で操作子２２１を操作して第１および第２の開閉器２１１、２１２を閉じる。
【００６８】
第１および第２の開閉器２１１、２１２が閉じられると、音声信号処理装置２００は、上記の本発明の第１の実施の形態の音声信号処理装置１００と同一の動作をする。第１および第２の開閉器２１１、２１２が閉じた状態で、操作者が音源とマイクユニットとの位置関係が安定したことを認識した場合、再度操作子２２１を操作して第１および第２の開閉器２１１、２１２を開放し、指向角の制御を停止させることができる。
【００６９】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態の音声信号処理装置は、開閉器を設けて積分器の出力を固定することができるようになったため、指向角を固定することができ、長時間に亘って音源位置が大きく変化しない場合等に、安定した収音が可能となる。
【００７０】
なお、上記では、マイクエレメントが３個の場合について説明したが、図２（ｂ）に示すようにマイクエレメントが２個であっても同様の効果が得られる。この場合、音声信号処理装置２００ｂは、マイクエレメント１１１、１１２と、第１の遅延制御部２０１と、操作子２２１とを含むように構成され、第１の遅延制御部２０１によって上記の指向角の制御がなされる。
【００７１】
また、マイクエレメントが４個以上の場合であっても、４個目以降のマイクエレメントに対応させて上記の第２の遅延制御部２０２を従属接続させて設け、各遅延制御部の開閉器を操作子２２１が開閉するように構成することによって、同様の効果を得ることが得られる。この場合、新たに設けられた各第２の遅延制御部２０２は、前段の信号とこの付加された第２の遅延制御部２０２に対応するマイクエレメントからの音声信号とが入力され、上記の各動作を行う。
【００７２】
さらに、第１および第２の開閉器２１１、２１２と操作子２２１を１つの１回路１接点のスイッチで実現するのでも、第１および第２の開閉器２１１、２１２をリレーやアナログスイッチなどの制御素子で実現して操作子２２１と分離するのでも良い。また、本発明の第１の実施の形態と同様に、マイクユニット以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【００７３】
（第３の実施の形態）
図３は、本発明の第３の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図３において、音声信号処理装置３００は、本発明の第２の実施の形態の音声信号処理装置２００ａを構成する第１の積分器１６１の出力端に第１の高域通過フィルタ（Ｈｉｇｈ　Ｐａｓｓ　Ｆｉｌｔｅｒ、以下、単にＨＰＦともいう。）３１１と第１の検出器３２１を直列接続して設け、第２の積分器１６２の出力端に第２の高域通過フィルタ３１２と第２の検出器３２２を直列接続して設け、各検出器３２１、３２２と操作子３３１からの信号に応じて各開閉器２１１、２１２を制御する制御回路３４１を設けたものである。なお、音声信号処理装置３００の構成手段のうち、上記本発明の第２の実施の形態の音声信号処理装置２００ａにおける構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７４】
第１の高域通過フィルタ３１１は、第１の積分器１６１の出力が変化したときに、この出力の変化成分（高域成分）を選択的に第１の検出器３２１に出力するようになっている。
検出器３２１は、第１の高域通過フィルタ３１１からの出力が所定値（以下、基準値という。）以上である場合、検出信号を制御回路３４１に出力するようになっている。
【００７５】
同様に、第２の高域通過フィルタ３１２は、第２の積分器１６２の出力が変化したときに、この出力の変化成分（高域成分）を選択的に第２の検出器３２２に出力するようになっている。
第２の検出器３２２は、第２の高域通過フィルタ３１２からの出力が所定値以上（以下、基準値という。）である場合、検出信号を制御回路３４１に出力するようになっている。
【００７６】
操作子３３１は、外部からの入力に応じて各開閉器２１１、２１２を電気的に閉じさせるための閉信号を発生するようになっている。
制御回路３４１は、第１の検出器３２１または第２の検出器３２２によって検出信号が出力されているときに、操作子３３１から閉信号が出力された場合に、各開閉器２１１、２１２を電気的に閉じさせ、いずれの検出信号も出力されていない場合に、各開閉器２１１、２１２を電気的に開かせる。
【００７７】
以下、操作子３３１が操作されたときの動作について説明する。操作子３３１が操作されたとき、例えば、操作者が異変を感じて操作したとき、制御回路３４１からの出力により第１および第２の開閉器２１１、２１２が閉じられ、上記の本発明の第１の実施の形態の音声信号処理装置１００ａと同一の動作をする。
【００７８】
第１および第２の開閉器２１１、２１２が閉じられて指向角制御が安定すると、第１および第２の高域通過フィルタ３１１、３１２の出力が減少し、上記の基準値以下になり、第１および第２の検出器３２１、３２２からの検出信号も停止する。これを受け、制御回路３４１は、第１および第２の開閉器２１１、２１２を開放し、指向角制御を停止させる。
【００７９】
以上説明したように、本発明の第３の実施の形態の音声信号処理装置は、積分器の出力変動を検出するための高域通過フィルタおよび検出器を設け、指向角の制御を行うため、操作者は開閉器を開放するタイミングに注意を払う必要が無く、操作性を向上することができる。
【００８０】
なお、遅延制御部の段数が１段または３段以上であっても同様の効果が得られ、その動作については自明であるためその説明を省略する。
また、本発明の第１および第２の実施の形態と同様に、マイクエレメント以外の全ての構成要素はアナログ回路で実現しても良いしデジタル回路で実現しても良い。
【００８１】
（第４の実施の形態）
図４は、本発明の第４の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図４において、音声信号処理装置４００は、マイクロフォン１１０、マイクロフォン１１０の出力信号を分離すると共に変圧する変圧器４１１、変圧器４１１からの出力を増幅するプリアンプ４２０、プリアンプ４２０の増幅率を変更する可変抵抗素子４２１、プリアンプ４２０の出力の最大値を保持する最大値保持回路４３１、所定の基準値を発生する基準値発生手段４３２、プリアンプ４２０の出力の最大値から上記の基準値を差し引く引算回路４４１、および引算回路４４１の出力信号中の急激に変化する成分を除去するための積分器４５１を含むように構成される。
【００８２】
マイクロフォン１１０は、入射した音声を電気信号に変換して出力するようになっている。
プリアンプ４２０は、マイクロフォン１１０によって出力される信号が入力され、入力された信号を所望の信号レベルの信号に増幅するようになっている。
可変抵抗素子４２１は、積分器４５１によって出力される信号に応じてプリアンプ４２０の増幅率（以下、ゲインともいう。）を変化させるようになっている。
【００８３】
最大値保持回路４３１は、プリアンプ４２０の出力信号のうち、一定時間内における出力信号の最大値を逐次更新して保持するようになっている。
基準値発生手段４３２は、引算回路４４１によって差し引く基準値を発生するようになっている。例えば、所定の基準電圧を発生するものでも良い。
【００８４】
引算回路４４１は、最大値保持回路４３１から出力された信号と基準値発生手段４３２から供給される所定の基準値とが入力され、最大値保持回路４３１から出力された信号から上記の基準値を差し引いて差分信号を生成し、積分器４５１に出力するようになっている。
【００８５】
積分器４５１は、引算回路４４１によって出力された差分信号が入力され、入力された差分信号中の時間変動の急峻な信号成分を除去して制御信号を生成し、上記の可変抵抗素子４２１に出力するようになっている。
【００８６】
以下、音源とマイクロフォン１１０の位置関係が変化した場合の動作について説明する。ここでは、主に、音源とマイクロフォン１１０との距離関係の変化を問題とし、距離関係の変化に応じてする動作について説明する。
音源がマイクロフォン１１０に接近したり離れたりすることによってマイクロフォン１１０から出力される音声信号の信号レベルが変化すると、信号レベルの変化に応じて上記の最大値が最大値保持回路４３１によって保持する。
【００８７】
最大値保持回路４３１から出力された最大値が引算回路４４１に入力される基準値より小さい場合、負の符合の差分信号が引算回路４４１によって発生され、積分器４５１に出力される。差分信号中の時間変動の急峻な信号成分は積分器４５１によって除去され、可変抵抗素子４２１の制御信号として出力され、この制御信号に応じてプリアンプ４２０の増幅率を増加させるように可変抵抗素子４２１の抵抗値が変化させられる。
【００８８】
一方、最大値保持回路４３１から出力された最大値が引算回路４４１に入力される基準値より大きい場合、正の符合の差分信号が引算回路４４１によって発生され積分器４５１に出力される。差分信号中の時間変動の急峻な信号成分は積分器４５１によって除去され、可変抵抗素子４２１の制御信号として出力され、この制御信号に応じてプリアンプ４２０の増幅率を減少させるように可変抵抗素子４２１の抵抗値が変化させられる。
【００８９】
これによって、プリアンプ４２０から出力される信号は、最大値の信号レベルを一定にするための帰還がかけられ、安定したレベルを維持していることができる。特に、レベルの均一化を初段で行うのでゲイン増加による回路ノイズの増大を最小限にとどめることができ、高いＳＮ比を確保することができる。
【００９０】
以上説明したように、本発明の第４の実施の形態の音声信号処理装置は、マイクロフォンからの出力信号を一定レベルに保つように増幅・制御を行うため、音源とマイクとの距離が変動した場合でも安定したレベルで音源からの音声を収音することができる。
なお、本発明の第１から第３の実施の形態と同様に、マイクエレメント以外の全ての構成要素はアナログ回路で実現しても良いしデジタル回路で実現しても良い。
【００９１】
（第５の実施の形態）
図５は、本発明の第５の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図５において、音声信号処理装置５００は、本発明の第４の実施の形態の音声信号処理装置４００に、開閉器５１１と操作子５２１を設けたものである。なお、音声信号処理装置５００の構成手段のうち、上記本発明の第４の実施の形態の音声信号処理装置４００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９２】
開閉器５１１は、引算回路４４１と第１の積分器４５１との間の信号経路を開閉するようになっており、物理的に開閉する方式であっても、論理的に開閉する方式であっても良い。
操作子５２１は、開閉器５１１を開閉させる操作を入力させるようになっている。また、開閉器５１１が開放された場合、積分器４５１からは開放される直前の出力信号が出力され続けるものとする。
【００９３】
以下、開閉器５１１の開閉に伴う動作について説明する。
開閉器５１１が開放され、積分器４５１に入力する信号が開放された場合、積分器４５１からは開放される直前の出力信号が出力され続ける。その結果、開閉器５１１が開放されている間、増幅率は一定値に維持され、音声信号処理装置５００は、音源とマイクロフォンの位置関係が変化しない限り安定した収音ができる。
【００９４】
ここで、音源とマイクロフォンの位置関係が変化した場合、操作者は拡声している音声または録音用のモニタ出力等により、聴感上の異変や目でみた音源とマイクロフォンの位置関係の異変を認めた場合に、周囲雑音の発生状況を確認した上で操作子２２１を操作して開閉器５１１を閉じる。
【００９５】
開閉器５１１が閉じられると、音声信号処理装置５００は、上記の本発明の第４の実施の形態の音声信号処理装置４００と同一の動作をする。開閉器５１１が閉じた状態で、操作者が音源とマイクロフォンの位置関係が安定したことを認識した場合、再度操作子５２１を操作して開閉器５１１を開放し、マイク感度の制御を停止させることができる。
【００９６】
以上説明したように、本発明の第５の実施の形態の音声信号処理装置は、開閉器を設けて積分器の出力を固定することができるようになったため、プリアンプの増幅率を固定することができ、長時間に亘って音源位置が大きく変化しない場合等に、安定した収音を可能とする。
【００９７】
なお、開閉器５１１と操作子５２１を１つの１回路１接点のスイッチで実現するのでも、開閉器５１１をリレーやアナログスイッチなどの制御素子で実現して操作子５２１と分離するのでも良い。また、本発明の第１から第４の実施の形態と同様に、マイクロフォン、変圧器、およびプリアンプ以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【００９８】
（第６の実施の形態）
図６は、本発明の第６の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図６において、音声信号処理装置６００は、本発明の第５の実施の形態の音声信号処理装置５００を構成する積分器４５１の出力端に高域通過フィルタ（以下、ＨＰＦともいう。）６１１と検出器６２１を直列接続して設け、検出器６２１と操作子６３１からの信号に応じて開閉器５１１を制御する制御回路６４１を設けたものである。なお、音声信号処理装置６００の構成手段のうち、上記本発明の第５の実施の形態の音声信号処理装置５００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９９】
高域通過フィルタ６１１は、積分器４５１の出力が変化したときに、この出力の変化成分（高域成分）を選択的に検出器６２１に出力するようになっている。
検出器６２１は、高域通過フィルタ６１１からの出力が所定値（以下、基準値という。）以上である場合、検出信号を制御回路６４１に出力するようになっている。
【０１００】
操作子６３１は、外部からの入力に応じて開閉器５１１を電気的に閉じさせるための閉信号を発生するようになっている。
制御回路６４１は、検出器６２１によって検出信号が出力されているときに、操作子６３１から閉信号が出力された場合に、開閉器５１１を電気的に閉じさせ、いずれの検出信号も出力されていない場合に、開閉器５１１を電気的に開かせる。
【０１０１】
以下、操作子６３１が操作されたときの動作について説明する。操作子６３１が操作されたとき、例えば、操作者が異変を感じて操作したとき、制御回路６４１からの出力により開閉器５１１が閉じられ、上記の本発明の第４の実施の形態の音声信号処理装置４００と同一の動作をする。
【０１０２】
開閉器５１１が閉じられてマイク感度制御が安定すると、高域通過フィルタ６１１の出力が減少し、上記の基準値以下になり、検出器６２１からの検出信号も停止する。これを受け、開閉器５１１は制御回路６４１によって開放され、プリアンプ４２０の出力信号のレベル制御であるマイク感度制御が停止する。
【０１０３】
以上説明したように、本発明の第６の実施の形態の音声信号処理装置は、積分器の出力変動を検出するための高域通過フィルタおよび検出器を設け、出力信号のマイク感度制御を行うため、操作者は開閉器を開放するタイミングに注意を払う必要が無く、操作性を向上することができる。
なお、本発明の第１から第５の実施の形態と同様に、マイクロフォン、変圧器、およびプリアンプ以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【０１０４】
（第７の実施の形態）
図７は、本発明の第７の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図７において、音声信号処理装置７００は、本発明の第６の実施の形態の音声信号処理装置６００を構成するマイクロフォン１１０に換えて、本発明の第２の実施の形態の音声信号処理装置２００ａの出力端が接続され、操作子２２１に換えて音声信号処理装置６００の制御回路の出力端子を接続した構成となっている。なお、音声信号処理装置７００の構成手段のうち、上記本発明の第２の実施の形態の音声信号処理装置２００ａにおける構成手段および本発明の第６の実施の形態の音声信号処理装置６００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０５】
制御回路７１１は、検出器６２１と操作子６３１によって出力される信号を入力とし、操作子６３１からの出力信号があったときに検出器６２１からの検出信号がある場合、検出信号が消滅するまで第１および第２の開閉器２１１、２１２および開閉器５１１を閉じ、検出信号が存在しない場合は、第１および第２の開閉器２１１、２１２および開閉器５１１を開放する制御を行うようになっている。
【０１０６】
以下、操作子６３１が操作されたときの動作について説明する。操作子６３１が操作されたとき、例えば、操作者が異変を感じて操作したとき、制御回路７１１からの出力により第１および第２の開閉器２１１、２１２および開閉器５１１が閉じられ、上記の本発明の第１の実施の形態の音声信号処理装置１００および上記の本発明の第４の実施の形態の音声信号処理装置４００と同一の動作をする。
【０１０７】
上記の動作によって、プリアンプ４２０の出力信号のレベルが安定すると高域通過フィルタ６１１によって出力される信号が減少し、検出器６２１からは検出信号が出力されなくなる。この検出信号が出力されなくなると、第１および第２の開閉器２１１、２１２および開閉器５１１は制御回路７１１によって開放され、指向角制御およびマイク感度制御は終了する。
【０１０８】
以上説明したように、本発明の第７の実施の形態の音声信号処理装置は、指向角制御を行う構成部とマイク感度制御を行う構成部とを併せて設けたため、装置と話者との向きについての相対位置関係のみならず装置と話者との距離についても変動があっても、周囲雑音の混入を抑制し、良好に音声を収音することができる。
【０１０９】
また、指向角制御およびマイク感度制御を行うため、操作者は開閉器を開放するタイミングに注意を払う必要が無く、操作性を向上することができる。
なお、本発明の第１から第６の実施の形態と同様に、マイクロフォン、変圧器、およびプリアンプ以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【０１１０】
（第８の実施の形態）
図８は、本発明の第８の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図８において、音声信号処理装置８００は、本発明の第６の実施の形態の音声信号処理装置６００に、第２の基準値を発生する第２の基準値発生手段８３２、積分器４５１からの出力信号と上記第２の基準値とを比較する比較器８３１、プリアンプ４２０の出力信号に含まれる雑音を除去するための雑音フィルタ８１１、および比較器８３１からの出力に応じてプリアンプ４２０からの出力信号または雑音フィルタ８１１の出力信号のいずれかを選択する切替器８２１を設けたものである。なお、音声信号処理装置８００の構成手段のうち、上記本発明の第６の実施の形態の音声信号処理装置６００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１１】
雑音フィルタ８１１は、プリアンプ４２０からの出力信号を入力とし、入力された信号に含まれる雑音を除去するためのフィルタであり、例えば、ウィナーフィルタを用いるのでも良い。
切替器８２１は、比較器８３１からの出力信号に応じてプリアンプ４２０からの出力信号または雑音フィルタ８１１の出力信号のいずれかを選択して出力する手段である。
【０１１２】
第２の基準値発生手段８３２は、比較器８３１によって比較される基準値を発生する手段である。例えば、所定の基準電圧を発生するものでも良い。
【０１１３】
比較器８３１は、積分器４５１から出力された信号と第２の基準値発生手段８３２から供給される所定の基準値とを入力とし、積分器４５１から出力された信号と基準値とを比較し、積分器４５１から出力された信号が基準値を超えた場合に、切替器８２１に雑音フィルタ８１１の出力信号を選択させ、積分器４５１から出力された信号が基準値以下の場合に、切替器８２１にプリアンプ４２０の出力信号を選択させる切替信号を切替器８２１に出力する手段である。雑音フィルタ８１１としては、例えば特許第３０１０８６４号に開示されたものと同等のものを用いるのでも良い。
【０１１４】
以下、操作子６３１が操作されたときの動作について説明する。操作子６３１が操作されたとき、例えば、操作者が異変を感じて操作したとき、制御回路６４１からの出力により開閉器５１１が閉じられ、上記の本発明の第４の実施の形態の音声信号処理装置４００と同一の動作をする。
【０１１５】
開閉器５１１が閉じられてマイク感度制御が安定すると、高域通過フィルタ６１１の出力が減少し、上記の基準値以下になり、検出器６２１からの検出信号も停止する。これを受け、開閉器５１１は制御回路６４１によって開放され、マイク感度制御は停止する。
一方、上記の動作とは独立に、積分器４５１からの出力信号のレベルが第２の基準値発生手段８３２によって発生される基準値を超えた場合、切替器８２１が出力する信号を雑音フィルタ８１１の出力信号に切り替えさせる信号が比較器８３１によって出力される。
【０１１６】
比較器８３１によって出力される切替信号に応答して、雑音フィルタ８１１によって雑音除去された信号が選択されて出力され、雑音除去処理が施されていない信号は切替器８２１によって選択されない。
【０１１７】
以上説明したように、本発明の第８の実施の形態の音声信号処理装置は、積分器の出力変動を検出して雑音除去する構成としたため、音源とマイクロフォンの位置関係が変化した場合にも、操作者は開閉器を開放するタイミングに注意を払う必要がなく簡便に、均一なレベルで収音することが可能となるとともに、音源がマイクロフォンから遠ざかりマイク感度が高くなった場合に増加する周囲雑音を抑制することができる。
なお、本発明の第１から第７の実施の形態と同様に、マイクロフォン、変圧器、およびプリアンプ以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【０１１８】
（第９の実施の形態）
図９は、本発明の第９の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図９において、音声信号処理装置９００は、本発明の第３の実施の形態の音声信号処理装置３００に、第２の基準値を発生する第２の基準値発生手段９１２、第２の積分器１６２からの出力信号と上記第２の基準値とを比較する比較器９１１、第２の加算器１３２の出力信号に含まれる雑音を除去するための雑音フィルタ８１１、および比較器９１１からの出力に応じて第２の加算器１３２からの出力信号または雑音フィルタ８１１の出力信号のいずれかを選択する切替器８２１を設けたものである。なお、音声信号処理装置９００の構成手段のうち、上記本発明の第３の実施の形態の音声信号処理装置３００における構成手段および本発明の第８の実施の形態の音声信号処理装置８００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１９】
以下、操作子３３１が操作されたときの動作について説明する。操作子３３１が操作されたとき、例えば、操作者が異変を感じて操作したとき、制御回路３４１からの出力により第１および第２の開閉器２１１、２１２が閉じられ、上記の本発明の第１の実施の形態の音声信号処理装置１００と同一の動作をする。
【０１２０】
第１および第２の開閉器２１１、２１２が閉じられて指向角制御が安定すると、第１および第２の高域通過フィルタ３１１、３１２の出力が減少し、上記の基準値以下になり、第１および第２の検出器３２１、３２２からの検出信号も停止する。これを受け、第１および第２の開閉器２１１、２１２は、制御回路３４１によって開放され、マイク感度制御は停止する。
【０１２１】
一方、上記の動作とは独立に、積分器４５１からの出力信号のレベルが第２の基準値発生手段８３２によって発生される基準値を超えた場合、切替器８２１が出力する信号を雑音フィルタ８１１の出力信号に切り替えさせる信号が比較器８３１によって出力される。
第１および第２の開閉器２１１、２１２が閉じられて指向角制御が安定すると、第１および第２の高域通過フィルタ３１１、３１２からの出力が低下し、第１および第２の検出器３２１、３２２から検出信号が出力されなくなる。
【０１２２】
第１および第２の開閉器２１１、２１２が閉じられてマイク感度制御が安定すると、制御回路３４１は、第１および第２の開閉器２１１、２１２を開放し、指向角制御は停止する。
一方、上記の動作とは独立に、第２の積分器１６２からの出力信号のレベルが第２の基準値発生手段９１２によって発生される基準値を超えた場合、切替器８２１が出力する信号を雑音フィルタ８１１の出力信号に切り替えさせる信号が比較器８３１によって出力される。
【０１２３】
比較器９１１によって出力される切替信号に応答して、雑音フィルタ８１１によって雑音除去された信号が選択されて出力され、雑音除去処理が施されていない信号は切替器８２１によって選択されない。
【０１２４】
以上説明したように、本発明の第９の実施の形態の音声信号処理装置は、積分器の出力変動を検出して雑音除去する構成としたため、音源とマイクユニットとの位置関係が変化した場合にも、操作者は開閉器を開放するタイミングに注意を払う必要がなく簡便に、均一なレベルで収音することが可能となる。
なお、本発明の第１から第８の実施の形態と同様に、マイクロフォン以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【０１２５】
（第１０の実施の形態）
図１０は、本発明の第１０の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図１０において、音声信号処理装置１０００は、本発明の第７の実施の形態の音声信号処理装置７００に、第２の基準値を発生する第２の基準値発生手段１０１２、第２の積分器１６２からの出力信号と上記第２の基準値とを比較する比較器１０１１、第２の加算器１３２の出力信号に含まれる雑音を除去するための雑音フィルタ８１１、および比較器１０１１からの出力に応じて第２の加算器１３２からの出力信号または雑音フィルタ８１１の出力信号のいずれかを選択する切替器８２１を設けたものである。なお、音声信号処理装置１０００の構成手段のうち、上記本発明の第７の実施の形態の音声信号処理装置７００における構成手段および本発明の第８の実施の形態の音声信号処理装置８００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１２６】
以下、操作子６３１が操作されたときの動作について説明する。操作子６３１が操作されたとき、例えば、操作者が異変を感じて操作したとき、制御回路７１１からの出力により第１および第２の開閉器２１１、２１２および開閉器５１１が閉じられ、上記の本発明の第１の実施の形態の音声信号処理装置１００および上記の本発明の第４の実施の形態の音声信号処理装置４００と同一の動作をする。
【０１２７】
上記の動作によって、プリアンプ４２０の出力信号のレベルが安定すると高域通過フィルタ６１１によって出力される信号が減少し、検出器６２１からは検出信号が出力されなくなる。この検出信号が出力されなくなると、制御回路７１１は、第１および第２の開閉器２１１、２１２および開閉器５１１を開放し、指向角制御およびマイク感度制御は終了する。
【０１２８】
一方、上記の動作とは独立に、積分器４５１からの出力信号のレベルが第２の基準値発生手段１０１２によって発生される基準値を超えた場合、切替器８２１が出力する信号を雑音フィルタ８１１の出力信号に切り替えさせる信号が比較器１０１１によって出力される。
【０１２９】
以上説明したように、本発明の第１０の実施の形態の音声信号処理装置は、積分器の出力変動を検出して雑音除去する構成としたため、音源とマイクユニットとの位置関係が変化した場合にも、操作者は開閉器を開放するタイミングに注意を払う必要がなく簡便に、均一なレベルで収音することが可能となるとともに、音源がマイクロフォンから遠ざかりマイク感度が高くなった場合に増加する周囲雑音を抑制することができる。
なお、本発明の第１から第９の実施の形態と同様に、マイクロフォン、変圧器、およびプリアンプ以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【０１３０】
（第１１の実施の形態）
図１１は、本発明の第１１の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図１１において、音声信号処理装置１１００は、マイクエレメント１１１、１１２、１１３、マイクエレメント毎に設けられたプリアンプ１１０１、１１０２、１１０３、プリアンプ毎に設けられ、プリアンプの出力信号の絶対値を算出する絶対値回路１１１１、１１１２、１１１３、絶対値回路毎に設けられ、絶対値回路の出力信号から急峻な時間変化成分を除去する積分器１１２１、１１２２、１１２３、各積分器からの出力信号を比較する比較器１１３０、および、比較結果に基づいて出力する信号を選択する切替器１１４１を含むように構成される。
【０１３１】
マイクエレメント１１１、１１２、１１３は、それぞれ、入射した音声を電気信号に変換してプリアンプ１１０１、１１０２、１１０３に出力するようになっている。
プリアンプ１１０１、１１０２、１１０３は、それぞれ、マイクエレメント１１１、１１２、１１３によって出力される信号を入力とし、入力された信号を所望の信号レベルの信号に増幅して絶対値回路１１１１、１１１２、１１１３に出力するようになっている。
【０１３２】
絶対値回路１１１１、１１１２、１１１３は、それぞれ、プリアンプ１１０１、１１０２、１１０３からの出力のうち、負の振幅部分を反転して正の振幅の信号を生成し、積分器１１２１、１１２２、１１２３に出力するようになっている。
積分器１１２１、１１２２、１１２３は、それぞれ、絶対値回路１１１１、１１１２、１１１３からの出力信号を平滑化して比較器１１３０に出力するようになっている。
【０１３３】
比較器１１３０は、積分器１１２１、１１２２、１１２３からの出力信号のうち、どの積分器からの出力信号が最大かを判定し、最大の信号を出力している積分器に対応するプリアンプを選択させる制御信号を切替器１１４１に出力するようになっている。
切替器１１４１は、比較器１１３０によって出力された制御信号に応じてプリアンプを選択するようになっている。
【０１３４】
以下、マイクロフォンと音源の位置関係が変化した場合の動作について図１１を用いて説明する。通常、話者は第１のマイクエレメント１１１と第３のマイクエレメント１１３の双方からの距離が等しくなる図中Ａの位置で第２のマイクエレメント１１２に向かって発声し、このとき絶対値回路１１１１、１１１２、１１１３のうち、絶対値回路１１１２の出力が最も大きく、同様に積分器１１２１、１１２２、１１２３のうち積分器１１２２の出力が最も大きくなっている。
【０１３５】
したがって、比較器１１３０によって積分器１１２２の系統が選択され、切替器１１４１の接点がプリアンプ１１０２の出力に接続される。この状態から話者の顔の動きなどにより音源が図中Ｂの位置に移動した場合、絶対値回路１１１１、１１１２、１１１３のうち、絶対値回路１１１３の出力が最も大きくなり、同様に積分器１１２１、１１２２、１１２３のうち積分器１１２３の出力が最も大きくなる。したがって、比較器１１３０によって積分器１１２３の系統が選択され、切替器１１４１の接点がプリアンプ１１４３の出力に切り替えられる。
【０１３６】
以上説明したように、本発明の第１１の実施の形態の音声信号処理装置は、音源との位置関係に応じて収音するマイクロフォン系統を切り替えるため、音源が移動しても音源位置に最も近いマイクロフォンの出力が選択され音量の低下を防止することができるとともに、音源から離れたマイクロフォンで収音した音声は出力されないので周囲雑音の混入も抑制することができる。
【０１３７】
なお、上記のマイクロフォンとしては、どのような指向性を有するマイクロフォンを使用してもよく、一般に入手可能な安価なマイクロフォンで構成することが可能である。
また、複数のマイクエレメントを１つの筐体に収め、マイクユニットとして用いるのでもよい。
【０１３８】
さらに、本実施の形態では、マイクロフォンを３個使用し、それぞれに絶対値回路、積分器を設けた場合について説明したが、マイクロフォンの総数は２個以上であればいくつ使用しても構わない。この場合も、マイクロフォン毎に絶対値回路、積分器を設けることにより同様の効果が得られる。
なお、本発明の第１から第１０の実施の形態と同様に、マイクロフォンおよびプリアンプ以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【０１３９】
（第１２の実施の形態）
図１２は、本発明の第１２の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図１２において、音声信号処理装置１２００は、本発明の第１１の実施の形態の音声信号処理装置１１００に、積分器間の出力の差分を生成する第１または第２の引算回路１２１１、１２１２、第１または第２の引算回路１２１１、１２１２のいずれかの出力信号を選択する第２の切替器１２２１、第４の絶対値回路１２３１、第４の積分器１２４１、第３の引算回路１２５１、および基準値発生手段１２５２を設けたものである。なお、音声信号処理装置１２００の構成手段のうち、上記本発明の第１１の実施の形態の音声信号処理装置１１００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１４０】
第１の引算回路１２１１は、第１の積分器１１２１の出力信号と第２の積分器１１２２の出力信号との差の信号を生成し、第２の切替器１２２１に出力するようになっている。
同様に、第２の引算回路１２１２は、第３の積分器１１２３の出力信号と第２の積分器１１２２の出力信号との差の信号を生成し、第２の切替器１２２１に出力するようになっている。なお、各引算回路での差の取り方は、いずれの出力信号から残りの出力信号を引くのでもよい。
【０１４１】
第２の切替器１２２１は、比較器１１３０の出力信号に応じて第４の絶対値回路１２３１に出力する信号を切り替えるようになっている。具体的には、第１の積分器１１２１の出力が最も大きい場合に第１の引算回路１２１１の出力に切り替え、第３の積分器１１２３の出力が最も大きい場合は、第２の引算回路１２１２の出力に切り替えさせ、第２の積分器１１２２の出力が最も大きい場合は、信号入力のない端子に切り替える。
【０１４２】
第４の絶対値回路１２３１は、第２の切替器１２２１からの信号の絶対値をとり、第４の積分器１２４１に出力するようになっている。
第４の積分器１２４１は、第４の絶対値回路１２３１からの出力信号を平滑化して第３の引算回路１２５１に出力するようになっている。
【０１４３】
基準値発生手段１２５２は、引算回路１２５１によって差し引く基準値を発生するようになっている。例えば、所定の基準電圧を発生するものでも良い。
第３の引算回路１２５１は、基準値発生手段１２５２が発生した基準値を第４の積分器１２４１の出力信号から差し引くようになっている。
【０１４４】
以下、マイクロフォンと音源の位置関係が変化した場合の動作について図１２を用いて説明する。通常の話者の位置Ａから位置Ｂを越えさらに位置Ｃまで移動した場合、第３のプリアンプ１１０３の出力が最大となり、比較器１１３０によりマイクロフォン１１３の系統が選択され、切替器１１４１に連動して切替器１２２１の接点が第２の引算回路１２１２側の接点に接続される。このとき第４の絶対値回路１２３１にて第２の引算回路１２１２の出力の絶対値が算出され、第４の積分器１２４１にて安定化された後、第３の引算回路１２５１によって基準レベルとの差が求められる。
【０１４５】
この第３の引算回路１２５１の出力に応じてプリアンプ１１０１、１１０２、１１０３のゲインが制御され、各プリアンプの出力の差が大きいほどマイク感度が高くなり、差が小さいほどマイク感度は低くなる。
音源が第２のマイクエレメント１１２を越えて第１のマイクエレメント１１１の方向に移動した場合は、同様の動作が行われて、第１のマイクエレメント１１１によって収音された信号が増幅され、選択される。
【０１４６】
以上説明したように、本発明の第１２の実施の形態の音声信号処理装置は、音源との位置関係に応じて収音するマイクロフォン系統を切り替えるため、音源が移動しても音源位置に最も近いマイクロフォンの出力が選択され音量の低下を防止することができるとともに、音源から離れたマイクロフォンで収音した音声は出力されないので周囲雑音の混入も抑制することができるだけでなく、音源の位置が所定の範囲外に外れた場合にはマイク感度が高くなり音量低下の防止効果を高めることができる。
【０１４７】
なお、上記のマイクロフォンとしては、どのような指向性を有するマイクロフォンを使用してもよく、一般に入手可能な安価なマイクロフォンで構成することが可能である。
また、複数のマイクエレメントを１つの筐体に収め、マイクユニットとしてもちいるのでもよい。
【０１４８】
さらに、本実施の形態では、マイクロフォンを３個使用する場合について説明したが、マイクロフォンの総数は２個以上であればいくつ使用しても構わない。この場合も、マイクロフォンの系列間に引算回路を設けることにより同様の効果が得られる。
なお、本発明の第１から第１１の実施の形態と同様に、マイクロフォンおよびプリアンプ以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【０１４９】
（第１３の実施の形態）
図１３は、本発明の第１３の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図１３において、音声信号処理装置１３００は、本発明の第１１の実施の形態の音声信号処理装置１１００に、積分器間の出力の差分を生成する引算回路１２１１、１２１２、引算回路１２１１、１２１２のいずれかの出力信号を選択する第２の切替器１２２１、第４の絶対値回路１２３１、第４の積分器１２４１、第２の比較器１３１１、基準値発生手段１３１２、雑音フィルタ１３２１、および第３の切替器１３３１を設けたものである。なお、音声信号処理装置１３００の構成手段のうち、上記本発明の第１１の実施の形態の音声信号処理装置１１００における構成手段および第１２の実施の形態の音声信号処理装置１２００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１５０】
雑音フィルタ１３２１は、切替器１１４１からの信号を入力とし、入力された信号に含まれる雑音を除去するためのフィルタであり、例えば、ウィナーフィルタを用いるのでも良い。
第３の切替器１３３１は、第２の比較器１３１１からの出力信号に応じて切替器１１４１からの信号または雑音フィルタ１３２１の出力信号のいずれかを選択して出力する手段である。
基準値発生手段１３１２は、第２の比較器１３１１が比較の対象とする基準値を発生するようになっている。例えば、所定の基準電圧を発生するものでも良い。
【０１５１】
第２の比較器１３１１は、第４の積分器１２４１から出力された信号と基準値発生手段１３１２から出力される基準値とを入力とし、第４の積分器１２４１から出力された信号と基準値とを比較し、第４の積分器１２４１から出力された信号が基準値を超えた場合に、第３の切替器１３３１に雑音フィルタ１３２１の出力信号を選択させ、第４の積分器１２４１から出力された信号が基準値以下の場合に、第３の切替器１３３１に切替器１１４１の出力信号を選択させる信号を第３の切替器１３３１に出力するようになっている。雑音フィルタ１３２１としては、例えば特許第３０１０８６４号に開示されたウィナーフィルタと同等のものを用いるのでも良い。
【０１５２】
以下、マイクロフォンと音源の位置関係が変化した場合の動作について図１３を用いて説明する。通常の話者の位置Ａから位置Ｂを越えさらに位置Ｃまで移動した場合、第３のプリアンプ１１０３の出力が最大となり、比較器１１３０によりマイクロフォン１１３の系統が選択され、切替器１１４１に連動して切替器１２２１の接点が第２の引算回路１２１２側の接点に接続される。
【０１５３】
このとき第４の絶対値回路１２３１にて第２の引算回路１２１２の出力の絶対値が算出され、第４の積分器１２４１にて安定化された後、第２の比較器１３１１によって基準レベルと比較され、安定化後の信号レベルが基準レベルより大きい場合は、雑音フィルタ１３２１によって雑音除去された信号が出力され、基準レベルより小さい場合は、切替器１１４１の選択した信号が出力される。
【０１５４】
以上説明したように、本発明の第１３の実施の形態の音声信号処理装置は、音源との位置関係に応じて収音するマイクロフォン系統を切り替えるため、音源が移動しても音源位置に最も近いマイクロフォンの出力が選択され音量の低下を防止することができるとともに、音源から離れたマイクロフォンで収音した音声は出力されないので周囲雑音の混入も抑制することができるだけでなく、音源の位置が所定の範囲外に外れた場合には雑音フィルタが有効となり雑音除去効果を高めることができる。
【０１５５】
なお、上記のマイクロフォンとしては、どのような指向性を有するマイクロフォンを使用してもよく、一般に入手可能な安価なマイクロフォンで構成することが可能である。
また、複数のマイクエレメントを１つの筐体に収め、マイクユニットとしてもちいるのでもよい。
【０１５６】
さらに、本実施の形態では、マイクロフォンを３個使用する場合について説明したが、マイクロフォンの総数は２個以上であればいくつ使用しても構わない。この場合も、マイクロフォンの系列間に引算回路を設けることにより同様の効果が得られる。
なお、本発明の第１から第１２の実施の形態と同様に、マイクロフォンおよびプリアンプ以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【０１５７】
（第１４の実施の形態）
図１４は、本発明の第１４の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図１４において、音声信号処理装置１４００は、本発明の第１３の実施の形態の音声信号処理装置１３００に、第３の引算回路１４１１、および第２の基準値発生手段１４１２を設けたものである。なお、音声信号処理装置１４００の構成手段のうち、上記本発明の第１３の実施の形態の音声信号処理装置１３００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１５８】
第４の積分器１２４１は、第４の絶対値回路１２３１からの出力信号を平滑化して第２の比較器１３１１および第３の引算回路１４１１に出力するようになっている。
第２の基準値発生手段１４１２は、第３の引算回路１４１１が差し引く基準値を発生するようになっている。例えば、所定の基準電圧を発生するものでも良い。
【０１５９】
第３の引算回路１４１１は、第２の基準値発生手段１４１２が発生した基準値を第４の積分器１２４１の出力信号から差し引き、プリアンプ１１０１、１１０２、１１０３に出力するようになっている。
【０１６０】
以下、マイクロフォンと音源の位置関係が変化した場合の動作について図１４を用いて説明する。通常の話者の位置Ａから位置Ｂを越えさらに位置Ｃまで移動した場合、第３のプリアンプ１１０３の出力が最大となり、比較器１１３０によりマイクロフォン１１３の系統が選択され、切替器１１４１に連動して切替器１２２１の接点が第２の引算回路１２１２側の接点に接続される。
【０１６１】
このとき第４の絶対値回路１２３１によって第２の引算回路１２１２の出力の絶対値が算出され、第４の積分器１２４１にて安定化された後、第２の比較器１３１１によって基準レベルと比較され、安定化後の信号レベルが基準レベルより大きい場合は、雑音フィルタ１３２１によって雑音除去された信号が出力され、基準レベルより小さい場合は、切替器１１４１の選択した信号が出力される。
【０１６２】
一方、第４の積分器１２４１によって安定化された信号と基準レベルとの差が第３の引算回路１４１１によって求められ、第３の引算回路１４１１の出力に応じてプリアンプ１１０１、１１０２、１１０３のゲインが制御され、各プリアンプの出力の差が大きいほどマイク感度が高くなり、差が小さいほどマイク感度は低くなる。
【０１６３】
音源が第２のマイクエレメント１１２を越えて第１のマイクエレメント１１１の方向に移動した場合は、同様の動作が行われて、第１のマイクエレメント１１１によって収音された信号が増幅され、選択される。
【０１６４】
以上説明したように、本発明の第１４の実施の形態の音声信号処理装置は、音源との位置関係に応じて収音するマイクロフォン系統を切り替えるため、音源が移動しても音源位置に最も近いマイクロフォンの出力が選択され音量の低下を防止することができるとともに、音源から離れたマイクロフォンで収音した音声は出力されないので周囲雑音の混入も抑制することができるだけでなく、音源の位置が所定の範囲外に外れた場合には雑音フィルタが有効となり雑音除去効果を高めることができるとともに雑音フィルタが有効となり、雑音除去効果を高めることができる。
【０１６５】
なお、マイク感度制御と雑音フィルタの切替の基準レベルはそれぞれ個別に設定可能であり、これらの基準レベルの設定により前記所定の範囲の大きさが決定される。
また、上記のマイクロフォンとしては、どのような指向性を有するマイクロフォンを使用してもよく、一般に入手可能な安価なマイクロフォンで構成することが可能である。
また、複数のマイクエレメントを１つの筐体に収め、マイクユニットとしてもちいるのでもよい。
【０１６６】
さらに、本実施の形態では、マイクロフォンを３個使用する場合について説明したが、マイクロフォンの総数は２個以上であればいくつ使用しても構わない。この場合も、マイクロフォンの系列間に引算回路を設けることにより同様の効果が得られる。
なお、本発明の第１から第１３の実施の形態と同様に、マイクロフォンおよびプリアンプ以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【０１６７】
（第１５の実施の形態）
図１５は、本発明の第１５の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図１５において、音声信号処理装置１５００は、本発明の第３の実施の形態の音声信号処理装置３００に、フィルタ係数算出手段１５１１、および雑音フィルタ１５１２を設けたものである。なお、音声信号処理装置１５００の構成手段のうち、上記本発明の第３の実施の形態の音声信号処理装置３００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１６８】
図１５において、フィルタ係数算出段１５１１は、雑音フィルタ１５１２のフィルタ処理に用いるフィルタ係数を算出するようになっている。具体的には、ウィナーフィルタによって得られた雑音パワースペクトルの推定値を減算する際の比例定数β等を算出するものである。
雑音フィルタ１５１２は、フィルタ係数算出手段１５１１によって算出されたフィルタ係数を用いて第１の加算器１３１からの出力信号に対して雑音除去のためのフィルタ処理をするようになっている。
【０１６９】
フィルタ係数算出手段１５１１と雑音フィルタ１５１２とは同一のＤＳＰで実現するのでもよく、その場合は、積分器の出力値と比例定数βの関連を示す係数テーブルを予め設けておき、係数テーブルを参照して積分器の出力値に応じた比例定数βの値を読み出し、フィルタの演算を行うことによって実現される。
上記の比例定数βは、積分器１６１、１６２の出力と逆比例的に関連づけられ、積分器の出力が小さくなるほどβの値が大きくなり、ウィナーフィルタによる雑音除去効果が高くなるようになっている。
【０１７０】
以上説明したように、本発明の第１５の実施の形態の音声信号処理装置は、積分器の出力変動に応じて算出されたフィルタ係数を用いて雑音除去を行うため、指向角制御によって指向角が広くなるほど雑音除去効果が高まり、より効果的に雑音を抑制することができる。
なお、本発明の第１から第１４の実施の形態と同様に、マイクエレメントとプリアンプと雑音フィルタとフィルタ係数算出段以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【０１７１】
（第１６の実施の形態）
図１６は、本発明の第１６の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図１６において、音声信号処理装置１６００は、本発明の第３の実施の形態の音声信号処理装置３００に、帯域幅制御手段１６１１、および帯域通過フィルタ（Ｂａｎｄ　Ｐａｓｓ　Ｆｉｌｔｅｒ、単に、ＢＰＦともいう。）１６１２を設けたものである。なお、音声信号処理装置１６００の構成手段のうち、上記本発明の第３の実施の形態の音声信号処理装置３００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１７２】
図１６において、帯域幅制御手段１６１１は、第２の積分器１６２の出力信号に応じて帯域通過フィルタ１６１２の通過帯域を制御するようになっている。具体的には、第２の積分器１６２の出力信号が小さいほど通過帯域を狭くするのでも良い。
帯域通過フィルタ１６１２は、帯域幅制御手段１６１１の制御の下に帯域を設定し、第１の加算器１３１からの出力信号に対して雑音除去のためのフィルタ処理をするようになっている。
【０１７３】
以上説明したように、本発明の第１６の実施の形態の音声信号処理装置は、積分器の出力変動に応じて設定された通過帯域の信号を出力するため、音源がマイクエレメントの同軸上からはずれ、遅延回路の遅延時間が短くなるほど帯域通過フィルタの通過帯域が狭くなり、所望する話者の発音する音声帯域外の雑音を抑制する効果を高くすることができる。
【０１７４】
また、ウィナーフィルタに比べて簡易にできるため、所望する音声帯域内の周囲雑音が少ない環境向けの用途には、上記の帯域通過フィルタで雑音除去することで足り、ウィナーフィルタを用いるより簡易かつ安価な装置を提供することができる。
なお、本発明の第１から第１５の実施の形態と同様に、マイクエレメント以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【０１７５】
（第１７の実施の形態）
図１７は、本発明の第１７の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図１７において、音声信号処理装置１７００は、本発明の第１５の実施の形態の音声信号処理装置１５００に、帯域幅制御手段１６１１、および帯域通過フィルタ１６１２を設けたものである。なお、音声信号処理装置１７００の構成手段のうち、上記本発明の第１５の実施の形態の音声信号処理装置１５００における構成手段および第１６の実施の形態の音声信号処理装置１６００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１７６】
以下、第２の積分器１６２からの出力信号がフィルタ係数算出手段１５１１と帯域幅制御手段１６１１とに入力した場合の動作について図１７を用いて説明する。
まず、第２の積分器１６２からの出力信号に応じた雑音フィルタ１５１２のフィルタ係数がフィルタ係数算出手段１５１１によって算出され、算出されたフィルタ係数を適用したフィルタ処理が第２の加算器１３２の出力信号に施されて雑音除去される。
【０１７７】
次に、帯域通過フィルタ１６１２の通過帯域は、帯域幅制御手段１６１１によって第１の積分器１６１の出力信号に応じて制御される。具体的には、第１の積分器１６１の出力信号が小さいほど通過帯域を狭くする等の制御がなされる。
雑音フィルタ１５１２の出力は、上記のように制御された通過帯域幅の帯域通過フィルタ１６１２によって雑音が除去される。
【０１７８】
以上説明したように、本発明の第１７の実施の形態の音声信号処理装置は、積分器の出力変動に応じて雑音フィルタのフィルタ係数と帯域通過フィルタの通過帯域幅とを制御するため、音源がマイクエレメントの同軸上からはずれ、遅延回路の遅延時間が短くなるほどウィナーフィルタによる雑音除去効果が高くなるとともに帯域通過フィルタの通過帯域が狭くなり、所望する話者の発音する音声帯域内の雑音と音声帯域外の雑音を抑制する効果を同時に高くすることができる。
なお、本発明の第１から第１６の実施の形態と同様に、マイクエレメント以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【０１７９】
（第１８の実施の形態）
図１８は、本発明の第１８の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図１８において、音声信号処理装置１８００は、音源が発する音声を検出して音声信号を生成するマイクヘッド１８１０およびマイクヘッド１８１０を制御するマイクヘッド制御部１８２０を含むように構成される。
【０１８０】
ここで、マイクヘッド１８１０は、マイクエレメント１１１、１１２、マイクエレメント１１１、１１２をスライドさせるスライダ１８１１、スライダ１８１１の移動方向に配置された２つの支点間に張られた輪状の駆動ベルト１８１２、スライダ１８１１と駆動ベルト１８１２とを繋ぐ構造体であるホルダ１８１３、スライダ１８１１の直線動作量に応じた信号を出力するポテンショメータ１８１４、およびスライダ１８１１を移動させるモータ１８１５を含むように構成される。
【０１８１】
また、入力信号を遅延させる遅延回路１２１、音声信号の加算を行う加算器１３１、加算器において加算される信号間の遅延を検出する比較器１５１、比較器からの出力信号中の急激に変化する成分を除去するための積分器１６１、開閉器２１１、１８２２、高域通過フィルタ３１１、検出器３２１、操作子３３１、制御回路３４１、およびサーボ回路１８２１を含むように構成される。なお、音声信号処理装置１８００の構成手段のうち、上記本発明の第３の実施の形態の音声信号処理装置３００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１８２】
サーボ回路１８２１は、積分器１６１の出力レベルとポテンショメータ１８１４の出力レベルとが一致するようにモータ１８１５の回転量を制御する回路である。
第２の開閉器１８２２は、制御回路３４１の出力信号に応じて、サーボ回路１８２１とモータ１８１５間の接続経路を開閉するものである。
【０１８３】
以下、マイクエレメント１１１、１１２を通過する直線（以下、マイクヘッド１８１０の軸という。）から音源が離れた際にマイクエレメント１１１、１１２を物理的に音源方向から遠ざける動作について説明する。
まず、マイクヘッド１８１０の軸から音源が離れると、指向角制御が行われ積分器１６１の出力が小さくなる。
【０１８４】
一方、ポテンショメータ１８１４の出力レベルは、ホルダ１８１３がモータ１８１５に近い側に移動すると小さくなり、モータ１８１５から遠い側に移動すると大きくなる。したがって、積分器１６１の出力が小さくなるとサーボ回路１８２１の働きによりホルダ１８１３がモータから遠くなる方向、すなわち、マイクエレメント１１１、１１２の位置が音源から遠くなる方向に移動するようにモータ１８１５が回転し、積分器１６１の出力レベルとポテンショメータ１８１４の出力レベルが一致する位置で停止する。
【０１８５】
上記のように、マイクヘッド１８１０の軸から音源が離れると、マイクエレメント１１１、１１２における音源からの経路差が減少するために遅延回路１２１の遅延量が小さくなり、遅延量の減少に応じて積分器１６１の出力が小さくなり、マイクヘッド１８１０が音源方向から物理的に遠ざかるように動作する。
【０１８６】
以上説明したように、本発明の第１８の実施の形態の音声信号処理装置は、マイクエレメント間を通過する直線からの音源の位置関係に応じてマイクエレメントを移動させるため、マイクヘッド１８１０の軸上から音源が離れた時に音源とマイクヘッド１８１０の軸方向の距離が増大し、相対的にマイクヘッド１８１０に対する音声の入射角が小さくなり、指向角の増大を抑制することができ、周囲雑音の混入を抑制することができる。
【０１８７】
（第１９の実施の形態）
図１９は、本発明の第１９の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図１９において、音声信号処理装置１９００は、本発明の第１８の実施の形態の音声信号処理装置１８００に、雑音フィルタ１９１１および切替器１９１２を設けたものである。なお、音声信号処理装置１９００の構成手段のうち、上記本発明の第１８の実施の形態の音声信号処理装置１８００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１８８】
雑音フィルタ１９１１は、プリアンプ４２０からの出力信号を入力とし、入力された信号に含まれる雑音を除去するためのフィルタであり、例えば、ウィナーフィルタを用いるのでも良い。
切替器１９１２は、制御回路３４１からの出力信号に応じてプリアンプ４２０からの出力信号または雑音フィルタ１９１１の出力信号のいずれかを選択して出力する手段である。
【０１８９】
以下、マイクヘッド１８１０の軸から音源が離れた場合の雑音フィルタ１９１１および切替器１９１２の動作について説明する。
マイクヘッド１８１０の軸上から音源が離れた場合、雑音フィルタ１９１１の出力信号を選択させる信号が制御回路３４１から切替器１９１２に出力され、雑音フィルタ１９１１によって雑音除去処理が施された信号が切替器１９１２によって選択され、出力される。
【０１９０】
これによって、切替器１９１２によって出力される信号は、加算器１３１の出力信号から雑音フィルタ１９１１の出力信号に切り替えられる。また、マイクヘッド１８１０の軸上から音源が離れることによって指向角制御が行われ、モータ１８１５が駆動されている間、雑音フィルタ１９１１によって雑音除去処理が施された信号を出力することになる。
【０１９１】
以上説明したように、本発明の第１９の実施の形態の音声信号処理装置は、モータが駆動している期間、雑音フィルタの効果が有効となり、安価な直流モータとパルス駆動式のサーボ回路を用いることにより駆動ノイズが大きくなり音声経路に混入しても雑音フィルタによって除去されるので、マイクヘッドの可動部分にかかるコストを抑えることができ、より安価に装置を提供することができる。
【０１９２】
なお、本発明の第１から第１８の実施の形態と同様に、マイクエレメント、マイクヘッドおよび雑音フィルタ以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。特に、マイクヘッド以外の構成要素を１つのデジタル信号処理チップで構成することで小型化が実現でき、１つのマイクユニットの中に収めることも可能となる。
【０１９３】
（第２０の実施の形態）
図２０は、本発明の第２０の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図２０において、音声信号処理装置２０００は、本発明の第１０の実施の形態の音声信号処理装置１０００に、表示手段２０１１を設けたものである。なお、音声信号処理装置２０００の構成手段のうち、上記本発明の第１０の実施の形態の音声信号処理装置１０００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１９４】
表示手段２０１１は、第２の比較器１５２の出力端Ｃ１からの出力信号のレベルを表示するようになっている。
表示手段２０１１として、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）を用いる場合、第２の比較器１５２の出力がゼロのときにＬＥＤが消灯し、音源とマイクロフォンとの位置関係が変化すると第２の比較器１５２からの出力が発生し、ＬＥＤは点灯する。
【０１９５】
第２の比較器１５２からの出力が大きくなり、ＬＥＤの輝度が高くなることによって、操作者等に収音動作の異常を知らせる。これにより、操作者等は、操作子６３１を操作して指向角制御、感度制御および雑音除去処理の制御が実行され、指向角制御が安定して終了するとＬＥＤは消滅する。
【０１９６】
以上説明したように、本発明の第２０の実施の形態の音声信号処理装置は、音源とマイクロフォンとの位置関係が変化したことをユーザに警告することが可能となるため、音源とマイクロフォンとの位置関係や周囲雑音の状況を意識することなく簡便に操作することができる。
なお、本発明の第１から第１９の実施の形態と同様に、マイクエレメント、プリアンプおよび雑音フィルタ以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【０１９７】
（第２１の実施の形態）
図２１は、本発明の第２１の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図２１において、音声信号処理装置２１００は、マイクロフォン１１０、マイクロフォン１１０の出力信号を分離すると共に変圧する変圧器４１１、変圧器４１１からの出力を増幅するプリアンプ２１２０、プリアンプ２１２０の増幅率を調整するための第１の可変抵抗素子２１２１、プリアンプ２１２０の出力端に設けられた固定抵抗素子２１３１、外部からの信号に応じて抵抗値が変わる第２の可変抵抗素子２１４１、固定抵抗素子２１３１からの出力の最大値を保持する最大値保持回路４３１、所定の基準値を発生する基準値発生手段４３２、固定抵抗素子２１３１からの出力の最大値から上記の基準値を差し引く引算回路４４１、および引算回路４４１の出力信号中の急激に変化する成分を除去するための積分器４５１、引算回路４４１と積分器４５１の間の経路を電気的に開閉する開閉器５１１、開閉器５１１を動作させる操作子５２１およびインバータ２１５１を含むように構成される。なお、音声信号処理装置２１００の構成手段のうち、上記本発明の第５の実施の形態の音声信号処理装置５００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１９８】
第１の可変抵抗素子２１２１は、積分器４５１からの出力に応じて抵抗値が変化するようになっており、例えば、デジタル制御型の可変抵抗素子でもよい。
同様に、第２の可変抵抗素子２１４１は、積分器４５１から出力されインバータ２１５１によってレベルの大小が反転された信号に応じて抵抗値が変化するようになっている。第２の可変抵抗素子２１４１も、第１の可変抵抗素子２１２１と同様にデジタル制御型の可変抵抗素子であってもよい。
【０１９９】
以下、音声信号処理装置２１００の感度特性が図２１のグラフに示すように、直線的に変化する動作について説明する。
積分器４５１からの出力信号のレベルが高くなるとインバータ２１５１によって第１の可変抵抗素子２１２１に出力される制御信号は、低いレベルの信号が出力され、プリアンプ２１２０のゲインが増大し、マイク感度が高くなる。
【０２００】
一方、第２の可変抵抗素子２１４１への制御信号入力は積分器４５１の出力が大きくなるほど大きくなり、プリアンプ２１２０の出力の減衰量が減少し相対的にマイク感度は高くなる。このように双方の可変抵抗素子２１２１、２１４１の対数特性を打ち消しあうように感度の制御が合成され、結果としてリニアな感度特性が得られる。
【０２０１】
以上説明したように、本発明の第２１の実施の形態の音声信号処理装置は、可変抵抗素子を制御することによってマイク感度を制御するため、簡易かつ安価で対数特性のデジタル制御型の可変抵抗素子を使用しながら、リニア特性で感度の低いところでも高いところでも同程度の分解能で感度制御を行うことができ、簡易かつ安価な装置を提供することができる。
なお、本発明の第１から第２０の実施の形態と同様に、マイクエレメントおよびプリアンプ以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【０２０２】
（第２２の実施の形態）
図２２は、本発明の第２２の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図２２において、音声信号処理装置２２００は、本発明の第１０の実施の形態の音声信号処理装置１０００に、絶対値回路２２１１、第３の積分器２２２１、第２の検出器２２３１、および第４および第５の開閉器２２４１、２２４２を設けたものである。
【０２０３】
なお、音声信号処理装置２２００の構成手段のうち、上記本発明の第１０の実施の形態の音声信号処理装置１０００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。また、音声信号処理装置２２００を構成する遅延開閉制御部２２２０は、説明の都合上、本発明の第２の実施の形態に係るの遅延開閉制御部２２０とは、第１の開閉器２１１と第１の積分器１６１とが相互に入れ替わり、第２の開閉器２１２と第２の積分器１６２とが相互に入れ替わった構成になっているが、本発明の第２の実施の形態に係るの遅延開閉制御部２２０と同様の機能を有するものである。
【０２０４】
絶対値回路２２１１は、プリアンプ４２０からの出力信号のうち、負の振幅部分を反転して正の振幅からなる絶対値信号を生成し、積分器２２２１に出力するようになっている。
第３の積分器２２２１は、それぞれ、絶対値回路２２１１からの出力信号を平滑化して検出器２２３１に出力するようになっている。
【０２０５】
第２の検出器２２３１は、第３の積分器によって平滑された絶対値信号のレベルと所定の基準値とに応じた制御切替信号を出力するようになっている。具体的には、だい３の積分器２２２１からの出力信号のレベルが基準値以下であるとき、基準値以内であれば第４の開閉器２２４１と開閉器第５の開閉器２２４２を閉じ、基準値を超える場合はこれらを開放させる制御切替信号を出力するようになっている。
【０２０６】
第４の開閉器２２４１は、第２の検出器２２３１から出力された制御切替信号に応じて制御回路７１１と第１および第２の開閉器２１１、２１２との間の経路を電気的に開閉するようになっている。
同様に、第５の開閉器２２４２は、第２の検出器２２３１から出力された制御切替信号に応じて制御回路７１１と第３の開閉器５１１との間の経路を電気的に開閉するようになっている。
【０２０７】
以下、話者が発音している場合と発音してない場合の動作について説明する。
話者が発音すると、指向角制御が遅延開閉制御部２２２０によって実行され、感度制御が縮小画像生成手段４２０によって実行される。マイクユニットから音声が入力されている間は、プリアンプ４２０からの出力信号は、絶対値回路２２１１によって絶対値の信号に変換され、積分器２２２１によって平滑化処理され、検出器２２３１によって積分器２２２１からの出力信号が上記の基準値以下か否かが判断され、基準値を超えるようになった場合は、第４の開閉器２２４１および第５の開閉器２２４２が開放され、制御回路７１１からの出力が遮断され、積分器４５１からの出力が遮断され、指向角制御と感度制御が停止する。
【０２０８】
次に、話者が発音を停止して、積分器２２２１からの出力信号が上記の基準値以下となった場合は、第４の開閉器２２４１および第５の開閉器２２４２が閉鎖され、制御回路７１１からの出力が遅延開閉制御部２２２０の入力端子Ｓ３に入力され、積分器４５１からの出力がプリアンプ４２０の端子Ｆ１に入力され、指向角制御と感度制御が実行される。
【０２０９】
その結果、和手段が発音を停止している期間に指向角と感度の変化が発生し、話者が発音を継続している期間は、音声経路の特性は安定し、変化しないこととなる。
【０２１０】
以上説明したように、本発明の第２２の実施の形態の音声信号処理装置は、無音区間を検出してその期間の音声経路特性を変化させるため、指向角制御と感度制御および雑音除去の効果を得ながらも、より自然な音質を得ることができる。
また、音声波形に波形の非線形歪を生じることがなく、音声認識処理を施す際の認識率低下を高めることができる。
【０２１１】
なお、どれだけの長さの無音状態をもって無音区間を検出するかは積分器２２２１の積分定数によって設定することが可能であり、話者の話速に応じて調整することも可能である。
また、発明の第１から第２１の実施の形態と同様に、マイクエレメント、プリアンプ、および雑音フィルタ以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【０２１２】
（第２３の実施の形態）
図２３は、本発明の第２３の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図２３において、音声信号処理装置２３００は、本発明の第２２の実施の形態の音声信号処理装置２２００に、操作子２３１１を設けたものである。なお、音声信号処理装置２３００の構成手段のうち、上記本発明の第２２の実施の形態の音声信号処理装置２２００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２１３】
操作子２３１１は、制御回路７１１にトリガを出力し、制御回路７１１に開閉器２２４１、２２４２を閉じさせるための制御切替信号を生成させるための操作をユーザに行わせるようになっている。
【０２１４】
これによって、ユーザが音源とマイクユニットとの位置関係の変化を知覚したときに、音声信号処理装置２３００に指向角制御と感度制御を行わせるために操作子２３１１を操作して制御回路７１１にトリガを出力すると、上記で説明した指向角制御と感度制御が行われ、音源とマイクユニットとの位置関係が安定したときに指向角制御と感度制御が停止することになる。そして、話者または操作者が異変に気づいたときに、無音期間に指向角と感度および雑音フィルタ８１１の制御を音声信号処理装置２３００に行わせることができる。
【０２１５】
以上説明したように、本発明の第２３の実施の形態の音声信号処理装置は、操作子２３１１を設けて制御開始のトリガを入力できるようにしたため、音源とマイクユニットの位置関係が変化した場合にも、操作者が開閉器を開放するタイミングに集中することなく簡便に、マイクユニットの指向角を最小限に保つことで周囲の雑音を拾いにくくできるとともに均一なレベルで収音することができる。
【０２１６】
また、簡易かつ安価で対数特性のデジタル制御型の可変抵抗素子を使用しながら、リニア特性で感度の低いところでも高いところでも同程度の分解能で感度制御を行うことができ、簡易かつ安価な装置を提供することができる。
なお、本発明の第１から第２２の実施の形態と同様に、マイクエレメント、プリアンプ、および雑音フィルタ以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【０２１７】
（第２４の実施の形態）
図２４は、本発明の第２４の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図２４において、音声信号処理装置２４００は、本発明の第２３の実施の形態の音声信号処理装置２３００に、本発明の第２０の実施の形態の操作子２０１１を設けたものである。なお、音声信号処理装置２４００の構成手段のうち、上記本発明の第２３の実施の形態の音声信号処理装置２３００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２１８】
表示手段２０１１は、図２２に示す第２の比較器１５２の出力端Ｃ１からの出力信号のレベルを表示するようになっている。
表示手段２０１１として例えば発光手段としてのＬＥＤを用いる場合、表示手段２０１１は、第２の比較器１５２からの出力が安定しているときに消灯し、音源とマイクユニットとの位置関係が変化したときに発光し、第２の比較器１５２からの出力の増大に応じてＬＥＤの駆動電流が増大して輝度が高くなるようになっている。
【０２１９】
表示手段２０１１としてのＬＥＤの輝度が高くなり、ＬＥＤが発光していることを知覚したユーザが操作子２３１１を操作すると、指向角と感度および雑音除去の制御が無音期間に実行され、指向角制御が安定して終了するとＬＥＤは消灯する。
【０２２０】
以上説明したように、本発明の第２４の実施の形態の音声信号処理装置は、表示手段２０１１を設けたため、音源とマイクユニットとの位置関係が変化したことをユーザに警告することが可能となり、音源とマイクユニットとの位置関係や周囲雑音の状況を意識することなく簡便に操作することが可能となるだけでなく、音声波形に波形の非線形歪を生じることがなく音声認識処理にかける際の認識率低下を高めることができる。
【０２２１】
なお、本発明の第１から第２３の実施の形態と同様に、マイクエレメント、プリアンプ、および雑音フィルタ以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【０２２２】
（第２５の実施の形態）
図２５は、本発明の第２５の実施の形態の音声信号処理装置のブロック構成を示す図である。図２５において、音声信号処理装置２５００は、本発明の第２４の実施の形態の音声信号処理装置２４００に、本発明の第１５の実施の形態のフィルタ係数算出手段１５１１を設けたものである。なお、音声信号処理装置２５００の構成手段のうち、上記本発明の第２４の実施の形態の音声信号処理装置２４００における構成手段と同様の処理を行うものには同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０２２３】
フィルタ係数算出段１５１１は、雑音フィルタ８１１のフィルタ処理に用いるフィルタ係数を算出するようになっている。具体的には、ウィナーフィルタによって得られた雑音パワースペクトルの推定値を減算する際の比例定数β等を算出するものである。
雑音フィルタ８１１は、フィルタ係数算出手段１５１１によって算出されたフィルタ係数を用いてプリアンプ４２０からの出力信号に対して雑音除去のためのフィルタ処理をするようになっている。
【０２２４】
フィルタ係数算出手段１５１１と雑音フィルタ８１１とは同一のＤＳＰで実現するのでもよく、その場合は、積分器の出力値と比例定数βの関連を示す係数テーブルを予め設けておき、係数テーブルを参照して積分器の出力値に応じた比例定数βの値を読み出し、フィルタの演算を行うことによって実現される。
上記の比例定数βは、積分器１６１、１６２の出力と逆比例的に関連づけられ、積分器の出力が小さくなるほどβの値が大きくなり、ウィナーフィルタによる雑音除去効果が高くなるようになっている。その結果、雑音フィルタ８１１からの出力を選択している場合には、微調整がなされた雑音フィルタ８１１の出力が選択されることになる。
【０２２５】
以上説明したように、本発明の第２５の実施の形態の音声信号処理装置は、フィルタ係数算出手段１５１１を設けため、指向角制御によって指向角が広くなり雑音フィルタからの出力を選択している場合には、指向角が広くなるほど雑音除去効果が高まり、より効果的に雑音を抑制することが可能となるだけでなく、音声波形に波形の非線形歪を生じることがなく音声認識処理にかける際の認識率低下を高めることができる。
【０２２６】
なお、本発明の第１から第２４の実施の形態と同様に、マイクエレメント、プリアンプ、雑音フィルタ、およびフィルタ係数算出段以外の全ての構成要素については、アナログ回路で実現するのでも良いし、デジタル回路で実現するのでも良い。
【０２２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、収音した音声信号に周波数特性の乱れや波形の非線形歪に加えダイナミックレンジ圧縮によるＳＮ比の悪化を生じることなく所望の音声以外の雑音を除去するとともに、音量レベルの変動を抑えることができ、さらに音声認識処理を行う際にも認識率を高めることが可能な音声信号処理装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図２】本発明の第２の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図３】本発明の第３の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図４】本発明の第４の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図５】本発明の第５の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図６】本発明の第６の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図７】本発明の第７の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図８】本発明の第８の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図９】本発明の第９の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図１０】本発明の第１０の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図１１】本発明の第１１の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図１２】本発明の第１２の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図１３】本発明の第１３の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図１４】本発明の第１４の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図１５】本発明の第１５の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図１６】本発明の第１６の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図１７】本発明の第１７の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図１８】本発明の第１８の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図１９】本発明の第１９の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図２０】本発明の第２０の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図２１】本発明の第２１の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図２２】本発明の第２２の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図２３】本発明の第２３の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図２４】本発明の第２４の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図２５】本発明の第２５の実施の形態の音声信号処理装置のブロック図
【図２６】従来の音声信号処理装置のブロック図
【符号の説明】
１００ａ、１００ｂ、２００ａ、２００ｂ、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、２５００、２６００　音声信号処理装置
１０１、１０２　遅延制御部
１１０、２６１１　マイクロフォン
１１１、１１２、１１３　マイクエレメント
１２１、１２２、１４１、１４２　遅延回路
１３１、１３２　加算器
１５１、１５２、８３１、９１１、１０１１、１１３０、１３１１　比較器
１６１、１６２、４５１、１１２１、１１２２、１１２３、１２４１、２２２１　積分器
２１１、２１２、５１１、１８２２、２２４１、２２４２　開閉器
２２０、２２２０　遅延開閉制御部
２２１、３３１、５２１、６３１、２３１１　操作子
３１１、３１２、６１１　高域通過フィルタ
３２１、３２２、６２１、２２３１　検出器
３４１、６４１、７１１　制御回路
４１１　変圧器
４２０、１１０１、１１０２、１１０３、２１２０、２６１２　プリアンプ
４２１、２１２１、２１４１　可変抵抗素子
４３１　最大値保持回路
４３２、８３２、９１２、１０１２、１２５２、１３１２、１４１２　基準値発生手段
４４１、１２１１、１２１２、１２５１、１４１１　引算回路
８１１、１３２１、１５１２、１９１１　雑音フィルタ
８２１、１１４１、１２２１、１３３１、１９１２　切替器
１１１１、１１１２、１１１３、１２３１、２２１１　絶対値回路
１５１１　フィルタ係数算出手段
１６１１　帯域幅制御手段
１６１２　帯域通過フィルタ
１８１０　マイクヘッド
１８１１　スライダ
１８１２　駆動ベルト
１８１３　ホルダ
１８１４　ポテンショメータ
１８１５　モータ
１８２０　マイクヘッド制御部
１８２１　サーボ回路
２０１１　表示手段
２１３１　固定抵抗素子
２１５１　インバータ
２６１０　マイクロフォンユニット
２６２０　デジタル信号処理ＬＳＩ（ＤＳＰ）
２６２１　ＡＤ変換器
２６２２　周波数帯域分割フィルタ
２６２３　レベル変換器
２６２４　ＤＡ変換器
２６３０　制御部
Ａ、Ｂ　入力音声の方向
Ｂ１、Ｂ２　直流入力端子
Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、Ｆ１、Ｓ３　入力端子
Ｏ１、Ｏ２、Ｓ１、Ｓ２　出力端子
【図１】
2004128856.tif 000003
【図２】
2004128856.tif 000004
【図３】
2004128856.tif 000005
【図４】
2004128856.tif 000006
【図５】
2004128856.tif 000007
【図６】
2004128856.tif 000008
【図７】
2004128856.tif 000009
【図８】
2004128856.tif 000010
【図９】
2004128856.tif 000011
【図１０】
2004128856.tif 000012
【図１１】
2004128856.tif 000013
【図１２】
2004128856.tif 000014
【図１３】
2004128856.tif 000015
【図１４】
2004128856.tif 000016
【図１５】
2004128856.tif 000017
【図１６】
2004128856.tif 000018
【図１７】
2004128856.tif 000019
【図１８】
2004128856.tif 000020
【図１９】
2004128856.tif 000021
【図２０】
2004128856.tif 000022
【図２１】
2004128856.tif 000023
【図２２】
2004128856.tif 000024
【図２３】
2004128856.tif 000025
【図２４】
2004128856.tif 000026
【図２５】
2004128856.tif 000027
【図２６】
2004128856.tif 000028