(57)【要約】【課題】コンパクトな構成でありながら、スピーカからマイクに回り込む音声を抑え、Ｓ／Ｎ比を向上した放収音装置を提供する。【解決手段】複数のマイクロホン２Ａ〜２Ｈは、略短円柱形状の筐体１の第１面１０Ａに円周状で、且つ当該円の中心を基準点として点対称に配置される。マイクロホン２Ａ〜２Ｈは、指向性を有し、前記円の中心方向に高い収音感度が設定される。スピーカ３は、第１面１０Ａに対向する筐体１の第２面１０Ｂに配置され、無指向性で外部に放音を行う。スピーカ３から放音された音声の内の一部は、筐体１の側面１０Ｃを介して第１面１０Ａ側に回り込む。この際、前記指向性の設定により、マイクロホン２Ａ〜２Ｈは、最も遠い側面から回り込む音声を収音するので、回り込み音声が十分減衰されてから収音される。【選択図】図１
2007174189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する二面を有する筐体と、
該筐体の第１面側に円周状で配置され、当該円の中心方向にそれぞれ指向性の軸を向けて設置された複数の単一指向性マイクロホンと、
前記筐体の前記第１面に対向する第２面に平行な放音面を有し、該放音面の中心と前記円の中心とが前記第１面および第２面に対する同一の垂直線上にあり、前記第２面から前記筐体の外側へ放音するスピーカと、
を備えたことを特徴とする放収音装置。
【請求項２】
前記複数の単一指向性マイクロホンの配置位置は、前記円の中心を基準点として点対称である請求項１に記載の放収音装置。
【請求項３】
前記点対称に配置された各単一指向性マイクロホンの収音信号から、各単一指向性マイクロホンと前記円の中心に関して点対称位置に配置された単一指向性マイクロホンとの収音信号を差分演算して差分補正収音信号を生成する差分演算手段を備えた請求項２に記載の放収音装置。
【請求項４】
前記複数の単一指向性マイクロホンの収音信号の信号強度に基づいて音源方向を検出し、前記指向性の軸が音源方向に向いている指向性マイクロホンの収音信号を後段に出力する信号処理手段を備えた、請求項１または請求項２に記載の放収音装置。
【請求項５】
前記差分補正収音信号の信号強度に基づいて音源方向を検出し、該音源方向に対応する差分補正収音信号を後段に出力する信号処理手段を備えた、請求項３に記載の放収音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スピーカとマイクロホンとを一体に備えた放収音装置に関し、特に、コンパクトな構成でありながらスピーカからマイクロホンに回り込む音声を抑えた放収音装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠隔地において音声会議（通信会議）を行うための音声通信システムとして、スピーカとマイクロホンとを一体に備えた音声会議装置が普及している。音声会議装置は、マイクロホンで収音した収音信号を接続先に送信し、接続先から受信した音声信号をスピーカから放音する。複数人同士で会議を行う場合、この様な音声会議装置は会議参加者の中心（会議机の中心等）に設置されることが多い。したがって、この様な音声会議装置は小型化されることが望まれ、例えば特許文献１に示すようにスピーカ用のボックスを省略して小型化した音声会議装置が提案されている。
【０００３】
また、音声会議装置は、同一空間内にスピーカとマイクロホンを備えた構成のため、接続先から受信した音声信号をスピーカから放音すると、この音声がマイクにエコーとして収音され、このエコーを含む収音信号が接続先に送信されてしまう。そこで、特許文献２に示すように、エコーキャンセラ機能を備えた音声会議装置において、筒状の弾性体の先端にマイクを収容し、スピーカとマイクロホンとの音響結合を抑えた音声会議装置が提案されている。
【特許文献１】特開平８−２０４８０３号公報
【特許文献２】特開平８−２９８６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の構成では、コンパクトな構成であるが、スピーカとマイクロホンとが近接し、スピーカからマイクロホンへの回り込み音量が大きくなってしまう。一方で、特許文献２の構成では、エコーキャンセラ機能によって回り込み音声を抑制し、さらに、弾性体により筐体内部の音響結合を抑えるものであるが、特許文献１と同様に、コンパクトな構成であるためにスピーカとマイクロホンは近接している。このため、スピーカから放音された音声がマイクロホンに回り込みやすいという問題は依然として有しており、エコーキャンセラ機能に大きな処理負担がかかってしまう。
【０００５】
この発明は、コンパクトな構成でありながら、スピーカからマイクロホンに回り込む音声を抑え、Ｓ／Ｎ比を向上した放収音装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の放収音装置は、対向する二面を有する筐体と、該筐体の第１面側に円周状で配置され、当該円の中心方向にそれぞれ指向性の軸を向けて設置された複数の単一指向性マイクロホンと、筐体の第１面に対向する第２面に平行な放音面を有し、該放音面の中心と円の中心とが前記第１面および第２面に対する同一の垂直線上にあり、第２面から筐体の外側へ放音するスピーカと、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
この構成では、放音面となる第２面側に設置されたスピーカから放音された音声は、当該放収音装置が設置された机の天面等に反射して筐体の側面側に伝搬される。この際、側面の各部分に伝搬される音声強度は略同等になる。そして、スピーカから放音された音声の一部は、側面を介して、複数の単一指向性マイクロホンが設置された第１面側に回り込む。
【０００８】
複数の単一指向性マイクロホンのそれぞれは、第１面側に円周状に配置される。この際、この円の中心と放音面の中心とが第１面および第２面に対する同一の垂直線上にあり、且つこの円の中心方向が指向性の軸方向、すなわち、収音感度の高い方向となるように設置されている。
【０００９】
このため、第１面側に回り込んだ音声は、当該音声が回り込んだ側面位置に対して最も近い位置に配置された単一指向性マイクロホンではなく、前記音声が回り込んだ側面位置と逆の最も遠い位置に配置された単一指向性マイクロホンで主に収音される。これにより、回り込み音声の伝搬経路（エコーパス）が長くなり、単一指向性マイクロホンで収音されるまでに、回り込み音声の大幅な減衰が得られる。
【００１０】
また、この発明の放収音装置における複数の単一指向性マイクロホンの配置位置は、前記円の中心を基準点として点対称に設定されていることを特徴としている。
【００１１】
この構成では、複数の単一指向性マイクロホンの配置位置が点対称であることにより、各単一指向性マイクロホンへの回り込み音声は略同等になる。
【００１２】
また、この発明の放収音装置は、点対称に配置された各単一指向性マイクロホンの収音信号から、各単一指向性マイクロホンと円の中心に関して点対称位置に配置された単一指向性マイクロホンとの収音信号を差分演算して差分補正収音信号を生成する差分演算手段を備えたことを特徴としている。
【００１３】
この構成では、前述のように各単一指向性マイクロホンに収音される回り込み音声が殆ど変わらず、特に点対称に配置された単一指向性マイクロホン同士では回り込み音声が略同等となることから、これらの単一指向性マイクロホンの収音信号同士を減算すれば、回り込み音声による信号成分が除去された差分補正収音信号が得られる。
【００１４】
また、この発明の放収音装置は、複数の単一指向性マイクロホンの収音信号の信号強度に基づいて音源方向を検出し、指向性の軸が音源方向に向いている指向性マイクロホンの収音信号を後段に出力する信号処理手段を備えたことを特徴としている。
【００１５】
この構成では、音源方向に指向性の軸が向いた単一指向性マイクロホンの収音信号が他の単一指向性マイクロホンの収音信号よりも信号強度が高い、すなわち音圧レベルの高いことを利用し、それぞれの単一指向性マイクロホンの収音信号のうち、最も信号強度が高い収音信号を選択的に出力する。これにより、音源方向からの収音信号の信号強度が相対的に高くなり、Ｓ／Ｎ比の高い収音信号が得られる。
【００１６】
また、この発明の放収音装置は、差分補正収音信号の信号強度に基づいて音源方向を検出し、該音源方向に対応する差分補正収音信号を後段に出力する信号処理手段を備えたことを特徴としている。
【００１７】
この構成では、音源方向に指向性の軸が向いた単一指向性マイクロホンの収音信号から対向する方向に指向性の軸が向いた単一指向性マイクロホンの収音信号を減算してなる差分補正収音信号は、回り込み音声成分が抑圧され、音源方向からの収音信号がさらに強調されることを利用し、それぞれの差分補正収音信号のうち、最も信号強度が高い、すなわち音圧レベルの高い差分補正収音信号を選択的に出力することで、Ｓ／Ｎ比のさらに高い収音信号が得られる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、複数の単一指向性マイクロホンが筐体の一方面に円周状に配置され、当該円の中心方向に高い感度の指向性を設定して設置され、スピーカが筐体の他方面に配置されることで、スピーカからマイクロホンへの回り込み音声の伝搬距離を効果的に稼ぐことができる。これにより、コンパクトな構成でありながら、スピーカからマイクロホンに回り込む音声を抑え、Ｓ／Ｎ比を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施形態に係る放収音装置について図を参照して説明する。
図１は、本実施形態の放収音装置１００の主要部の構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。図１（Ａ），（Ｂ）において、紙面に向かって右側を＋Ｘ方向とし、紙面に向かって左側を−Ｘ方向とする。また、図１（Ａ）において、紙面に向かって上側を＋Ｙ方向とし、紙面に向かって下側を−Ｙ方向とする。また、図１（Ｂ）において、紙面に向かって上側を＋Ｚ方向とし、紙面に向かって下側を−Ｚ方向とする。
【００２０】
本実施形態の放収音装置１００は、筐体１と、複数のマイクロホン２Ａ〜２Ｈと、スピーカ３と、図４に示す信号処理機能部とを備える。
【００２１】
筐体１は略円柱状の外観形状であり、略同寸法且つ平面状で円形の第１面１０Ａおよび第２面１０Ｂを有し、これら第１面１０Ａと第２面１０Ｂとのエッジで接続し、これらを所定間隔で配置する円周面形状の側面１０Ｃを有する。第２面１０Ｂのエッジ部付近には、それぞれが略９０度の間隔で配置された４つの足部４が設置されている。
【００２２】
筐体１の第１面１０Ａには、平面形状が円形である凹部１１が、形成されており、第１平面１０Ａを平面視した円形の中心と凹部１１を平面視した円形の中心とは一致する。この中心点を、以下、「中心点Ｏ」と称す。
【００２３】
マイクロホン２Ａ〜２Ｈは単一指向性マイクロホンであり、中心点Ｏを基準点として、点対称の位置に配置されている。さらに、各マイクロホン２Ａ〜２Ｈは、中心点Ｏから所定距離以上離れて設置され、より好ましくは、第１平面１０Ａのエッジ部に近い位置に設置されている。
【００２４】
具体的に、図１（Ａ）に示すように、マイクロホン２Ａ〜２Ｈは、それぞれに中心点Ｏから同距離となる内周壁面１２に沿って、中心点Ｏを基準点として、マイクロホン２Ａは＋Ｘ方向に配置され、マイクロホン２Ｅは−Ｘ方向に配置される。同様に、中心点Ｏを基準点として、マイクロホン２Ｂは＋Ｘ方向、＋Ｙ方向の４５度方向に配置され、マイクロホン２Ｆは−Ｘ方向、−Ｙ方向の４５度方向に配置される。また、中心点Ｏを基準点として、マイクロホン２Ｃは＋Ｙ方向に配置され、マイクロホン２Ｇは−Ｙ方向に配置される。さらに、中心点Ｏを基準点として、マイクロホン２Ｄは−Ｘ方向、＋Ｙ方向の４５度方向に配置され、マイクロホン２Ｈは＋Ｘ方向、−Ｙ方向の４５度方向に配置される。
【００２５】
各マイクロホン２Ａ〜２Ｈは、指向性の向きが中心点Ｏに向かう方向となるように設置されている。これにより、各マイクロホンは、中心点Ｏ方向の収音感度が他方向の収音感度よりも高く設定される。
【００２６】
筐体１の第２面１０Ｂには、当該第２面１０Ｂと放音面とが略一致する関係にあり、且つ放音方向が第２面１０Ｂから筐体１の外部方向となるように、スピーカ３が配置されている。スピーカ３は、コーン型スピーカユニット、ホーン型スピーカユニット等からなる無指向性スピーカであり、スピーカ３の放音面の中心が第１平面１０Ａの中心点Ｏを通り第１面１０Ａに垂直な線上に位置するように配置されている。
【００２７】
また、後述する信号処理機能部は、図１に図示していないが、筐体１内のマイクロホン２Ａ〜２Ｈおよびスピーカ３の配置位置以外の空きスペースに設置されている。そして、入出力コネクタ２６は、例えば筐体１の側面１０Ｃに設置されている。
【００２８】
このような放収音装置１００は、図２に示すように配置されて使用される。
【００２９】
図２は、本実施形態の放収音装置１００を２人のユーザ２０１，２０２が使用する場合を示した図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。図２（Ａ），（Ｂ）においても、紙面に向かって右側を＋Ｘ方向とし、紙面に向かって左側を−Ｘ方向とする。また、図２（Ａ）において、紙面に向かって上側を＋Ｙ方向とし、紙面に向かって下側を−Ｙ方向とする。また、図２（Ｂ）において、紙面に向かって上側を＋Ｚ方向とし、紙面に向かって下側を−Ｚ方向とする。
【００３０】
放収音装置１００は、机２００の天面の略中央位置で天面上に配置される。この際、複数の足部４を机の天面に接触されることで、筐体１を天面から所定距離離れた状態で配置する。
【００３１】
また、図示していないが、この放収音装置１００は、前述の入出力コネクタ２６を介してＬＡＮに接続し、離れた位置、例えば、本装置が設置された部屋とは全く異なる別の場所、に配置された別の放収音装置に接続している。
【００３２】
この放収音装置１００の配置された机２００を挟んで対向する両側には、ユーザ２０１，２０２が対峙する。図２の例では、放収音装置１００に対して−Ｘ方向にユーザ２０１がおり、放収音装置１００に対して＋Ｘ方向にユーザ２０２がいる。
【００３３】
（１）ユーザ２０１，２０２からの発声音
これらユーザ２０１，２０２は、別の放収音装置の部屋にいる相手ユーザに話しかける場合、放収音装置１００に向かって発声する。
【００３４】
ユーザ２０１が発声すると、その発声音３０１は拡散、減衰しながら放収音装置１００のマイクロホン２Ａ〜２Ｈに到達する。ここで、前述のように、マイクロホン２Ａは、マイクロホン２Ａに対して筐体１の中心点Ｏ方向、すなわち、ユーザ２０１が存在する−Ｘ方向に高い収音感度を有する指向性が設定されている。このため、マイクロホン２Ａは、他のマイクロホン２Ｂ〜２Ｈと比較して、ユーザ２０１から最も遠い位置に存在するが、発声音３０１を高感度で収音することができる。一方で、マイクロホン２Ａと点対称の位置にあるマイクロホン２Ｅは、他のマイクロホン２Ａ〜２Ｄ，２Ｆ〜２Ｈと比較して、ユーザ２０１から最も近い位置に存在する。しかしながら、マイクロホン２Ｅは、＋Ｘ方向に高い収音感度を有し、−Ｘ方向には殆ど収音感度の無い指向性が設定されているので、発声音３０１を殆ど収音しない。
【００３５】
また、ユーザ２０２が発声すると、その発声音３０２は拡散、減衰しながら放収音装置１００のマイクロホン２Ａ〜２Ｈに到達する。ここで、前述のように、マイクロホン２Ｅは、マイクロホン２Ｅに対して筐体１の中心点Ｏ方向、すなわち、ユーザ２０２が存在する＋Ｘ方向に高い収音感度を有する指向性が設定されている。このため、マイクロホン２Ｅは、他のマイクロホン２Ａ〜２Ｄ，２Ｆ〜２Ｈと比較して、ユーザ２０２から最も遠い位置に存在するが、発声音３０２を高感度で収音することができる。一方で、マイクロホン２Ｅと点対称の位置にあるマイクロホン２Ａは、他のマイクロホン２Ｂ〜２Ｈと比較して、ユーザ２０２から最も近い位置に存在する。しかしながら、マイクロホン２Ａは、−Ｘ方向に高い収音感度を有し、＋Ｘ方向には殆ど収音感度の無い指向性が設定されているので、発声音３０２を殆ど収音しない。
【００３６】
このように、ユーザの発声音は、ユーザがいる側面から中心点Ｏを通って延びる反対側の位置に配置されたマイクロホンで、主に収音される。
【００３７】
ところで、前述の特許文献２の発明は、上面にスピーカが配置され、側面にマイクロホンが配置される放収音装置であるが、後述する図３（Ｂ），（Ｄ）に示すように、スピーカ９３を下面に配置することも考えられる。この場合、筐体９１の側面に配置されたマイクロホン９２Ａは、筐体９１側面の外側方向に指向性が向くように設定されており、このマイクロホン９２Ａに最も近いユーザ２０１の発生音を収音する。なお、以下の説明では、図３（Ｂ），（Ｄ）に示す構成の放収音装置を、本実施形態の比較対象としての従来の放収音装置の代表例とする。
【００３８】
図３（Ａ）は、本実施形態の放収音装置１００における、主な収音を行うマイクロホンに対する発声音の伝達距離Ｌｖ１を表す概念図であり、図３（Ｂ）は、筐体側面にマイクロホンを配置した放収音装置における、主な収音を行うマイクロホンに対する発声音の伝達距離Ｌｖ０を表す概念図である。なお、これらの図３（Ａ），（Ｂ）は、ユーザ２０１の発生音を、それぞれマイクロホン２Ａ、マイクロホン９２Ａで収音する場合を示す。
【００３９】
図３（Ａ）に示す本実施形態の放収音装置における発声音の伝達距離Ｌｖ１は、図３（Ｂ）に示す従来の放収音装置における発生音の伝達距離Ｌｖ０と比較して長くなる。しかしながら、ユーザ２０１から放収音装置までの距離（ユーザ２０１からマイクロホン９２Ａまでの距離に相当）と比較して、ユーザ２０１側の側面からマイクロホン２Ａまでの距離の差は極めて短く、これによる発声音の減衰量の増加は殆ど考慮する必要がない程度である。したがって、本実施形態の放収音装置は、従来と略同等の感度すなわち音圧レベルで発声音を収音することができる。
【００４０】
（２）別部屋の相手からの音声
これらユーザ２０１，２０２は、別の放収音装置の部屋にいる相手ユーザから音声を聞く場合、放収音装置１００のスピーカ３からの出力音声を聞くこととなる。
【００４１】
スピーカ３は、筐体１の第２面１０Ｂ（下面）、すなわち机２００の天面に対向する面に配置され、相手ユーザからの音声を放音する。放音された音声３００は、机２００の天面で反射して、水平方向へ円周状に拡散しながら伝搬され、第２面１０Ｂの領域から外部では、上方向をも含んで拡散しながら、ユーザ２０１，２０２を含む空間へ均一に伝搬される。この際、音声３００の一部は、筐体１の側面１０Ｃを介して、筐体１の第１面１０Ａ側に伝搬される。この音声を、以下に、回り込み音声と称する。
【００４２】
ここで、前述の発声音の場合と同様に、各マイクロホン２Ａ〜２Ｈは、中心点Ｏを通り延びる方向の端部、すなわち最も遠い位置の側面１０Ｃ側から伝搬される回り込み音声を収音し、各マイクロホン２Ａ〜２Ｈにそれぞれ最も近い位置の側面１０Ｃから伝搬される回り込み音声を殆ど収音しない。すなわち、最も伝搬経路の長い回り込み音声を収音する。
【００４３】
図３（Ｃ）は、本実施形態の放収音装置１００における、マイクロホンに対する回り込み音声の伝達距離Ｌｓ１を表す概念図であり、図３（Ｄ）は、図３（Ｂ）と同じ構成である従来の放収音装置における、マイクロホンに対する回り込み音声の伝達距離Ｌｓ０を表す概念図である。
【００４４】
図３（Ｃ）に示す本実施形態の回り込み音声の伝達距離Ｌｓ１は、図３（Ｄ）に示す従来の回り込み音声の伝達距離Ｌｓ０と比較して長くなる。なぜならば、従来の伝達距離Ｌｓ０は、スピーカ９３から、筐体９１の外側を指向性の向きとするマイクロホン９２Ａが設置された側面１０Ｃまでの長さに略一致する。一方で、本実施形態の伝達距離Ｌｓ１は、略スピーカ３から側面１０Ｃまでの長さと、側面１０Ｃの高さと、この側面１０Ｃ位置から、この位置に最も遠く配置されたマイクロホン２Ａまでの長さとの合算距離に一致する。これにより、本実施形態の回り込み音声の伝達距離Ｌｓ１は、従来の伝達距離Ｌｓ０と比較して２倍以上の長さになる。この結果、本実施形態の放収音装置は、従来の放収音装置と比較して、収音される回り込み音声を大幅に減衰することができる。
【００４５】
さらに、従来では、第２面１０Ｂから側面１０Ｃへ９０度伝搬方向が変化するだけであるが、本実施形態の構成では、さらに側面１０Ｃから第１面１０Ａへ９０度伝搬方向が変化する。すなわち、本実施形態では、従来よりも伝搬方向の９０度変化が１回多い。ここで、このような回り込み音声の伝搬方向変化は、伝搬方向の先に反射壁等が存在し、この壁面による反射により強制的に変化するものではなく、自然に回り込むものであるので、変化数に応じて大幅な減衰が得られる。したがって、本実施形態の放収音装置は、従来の放収音装置と比較して、非常に大幅に回り込み音声を減衰させることができる。
【００４６】
このように、本実施形態の構成を用いることで、必要音声であるユーザからの発声音等を高感度で収音し、且つ筐体を小さく維持しながらもスピーカからマイクロホンに回り込む音声を大幅に減衰することができる。これにより、高いＳ／Ｎ比を実現することができる。
【００４７】
次に、前述のように収音された収音信号を処理する信号処理機能部について説明する。
【００４８】
図４は、本実施形態の放収音装置の構成を示すブロック図である。
本実施形態の放収音装置は、前述のマイクロホン２Ａ〜２Ｈ、スピーカ３の他に、前述の入出力コネクタ２６を備え、さらに、信号処理機能部として、入力アンプ２１Ａ〜２１Ｈ、Ａ／Ｄコンバータ２２Ａ〜２２Ｈ、マイク信号処理回路２３、エコーキャンセラ２４、入出力インタフェース２５、Ｄ／Ａコンバータ３１、出力アンプ３２を備える。
【００４９】
入出力インタフェース２５は入出力コネクタ２６から入力される入力音声信号を、エコーキャンセラ２４を介してＤ／Ａコンバータ３１に与える。Ｄ／Ａコンバータ３１は入力音声信号をアナログ変換して、出力アンプ３２に与え、出力アンプ３２は、入力音声信号を増幅してスピーカ３に出力する。スピーカ３は、入力音声信号を音声変換して放音する。
【００５０】
各マイクロホン２Ａ〜２Ｈは、外部からの音声を収音し、収音信号に変換して、入力アンプ２１Ａ〜２１Ｈにそれぞれ出力する。各入力アンプ２１Ａ〜２１Ｈは、収音信号を増幅し、Ａ／Ｄコンバータ２２Ａ〜２２Ｈに出力する。Ａ／Ｄコンバータ２２Ａ〜２２Ｈは、各収音信号をデジタル変換して、マイク信号処理回路２３に出力する。以下、各マイクロホン２Ａ〜２Ｈで収音され、Ａ／Ｄコンバータ２２Ａ〜２２Ｈから出力される収音信号をそれぞれ、単に、信号Ａ〜信号Ｈと称する。
【００５１】
図５は、マイク信号処理回路２３の詳細なブロック図である。
マイク信号処理回路２３は、加算器（減算器）２３１Ａ〜２３１Ｈと、セレクト／ミキシング回路２３２と、最大信号強度検出回路２３３とを備える。
【００５２】
加算器２３１Ａには、Ａ／Ｄコンバータ２２Ａから出力された信号Ａが入力されるとともに、Ａ／Ｄコンバータ２２Ｅから出力された信号Ｅが入力される。加算器２３１Ａは信号Ａから信号Ｅを減算して補正信号Ａを出力する。ここで、信号Ａはマイクロホン２Ａによる収音信号であり、信号Ｅはマイクロホン
Ｅによる収音信号である。前述のようにマイクロホン２Ａとマイクロホン２Ｅとは、中心点Ｏを基準に点対称の位置に配置されているので、それぞれに収音される回り込み音声は略同等である。これにより、信号Ａから信号Ｅを減算することで、この回り込み音声成分を低減させることができる。
【００５３】
同様に、補正信号Ｂは加算器２３１Ｂで信号Ｂから信号Ｆを減算することで生成され、補正信号Ｃは加算器２３１Ｃで信号Ｃから信号Ｇを減算することで生成され、補正信号Ｄは加算器２３１Ｄで信号Ｄから信号Ｈを減算することで生成される。
【００５４】
また、加算器２３１Ｅには、Ａ／Ｄコンバータ２２Ｅから出力された信号Ｅが入力されるとともに、Ａ／Ｄコンバータ２２Ａから出力された信号Ａが入力される。加算器２３１Ｅは信号Ｅから信号Ａを減算して、補正信号Ｅを出力する。同様に、補正信号Ｆは加算器２３１Ｆで信号Ｆから信号Ｂを減算することで生成され、補正信号Ｇは加算器２３１Ｇで信号Ｇから信号Ｃを減算することで生成され、補正信号Ｈは加算器２３１Ｈで信号Ｈから信号Ｄを減算することで生成される。
【００５５】
これらにより、補正信号Ａ〜補正信号Ｈは、それぞれ回り込み音声成分を低減させることができる。
【００５６】
生成された補正信号Ａ〜Ｈは、セレクト／ミキシング回路２３２と最大信号強度検出回路２３３とに入力される。最大信号強度検出回路２３３は、これら補正信号Ａ〜Ｈの信号強度、すなわち音圧レベルを比較し、最も高い信号強度の補正信号を選択して、この最も高い信号強度の補正信号を選択する情報をセレクト／ミキシング回路２３２に与える。セレクト／ミキシング回路２３２は、最大信号強度検出回路２３３から与えられる選択情報に基づき、入力された補正信号Ａ〜Ｈから、該当する補正信号を選択して、エコーキャンセラ２４に出力する。なお、最大信号強度検出回路２３３は、最も高い信号強度の補正信号を検出し、最大信号強度の補正信号と、この補正信号に隣り合う複数の補正信号とを、選択して、セレクト／ミキシング回路２３２に与えてもよい。さらに、音源が異なる方向に複数ある場合に鑑み、最も信号強度の高い補正信号から順に複数の補正信号を選択して、セレクト／ミキシング回路２３２に与えてもよい。これら場合、セレクト／ミキシング回路２３２は、選択情報に基づき、該当する複数の補正信号を選択し、ミキシングしてエコーキャンセラ２４に出力する。
【００５７】
このような選択処理を行うことで、ユーザからの発声音とは考え難い、低い信号強度の補正信号を削除するので、さらにＳ／Ｎを向上させることができる。
【００５８】
図６はエコーキャンセラ２４の詳細なブロックである。
エコーキャンセラ２４は、適応型フィルタ２４１および加算器２４２を備える。適応型フィルタ２４１は、ＦＩＲフィルタ等のデジタルフィルタを含んでおり、スピーカ３からマイクロホン２Ａ〜２Ｈに至る音響伝搬経路の伝達関数を推定し、推定した伝達関数を模擬するようにＦＩＲフィルタのフィルタ係数を算出する。適応型フィルタ２４１は、この推定したフィルタ係数を用いて擬似回帰音信号を生成し、加算器２４２に出力する。加算器２４２は、マイク信号処理回路２３の出力信号から擬似回帰音信号を減算して、出力音声信号として入出力インタフェース２５に出力する。ここで、伝達関数の推定およびフィルタ係数の算出は、加算器２４２から出力された信号である残差信号を参照信号として適応型フィルタ２４１にフィードバックし、スピーカ３に供給される入力音声信号に基づき適応アルゴリズムを用いて、繰り返し行われる。これにより、伝達関数の推定およびフィルタ係数の設定が最適化される。
【００５９】
このような処理を行うことにより、さらに回り込み音声成分が抑圧され、入出力インタフェース２５に出力される音声信号は、より一層Ｓ／Ｎ比が向上する。
【００６０】
以上のように、本実施形態の放収音装置では、スピーカとマイクロホンとの位置関係を前述のようにすることで、機構的に回り込み音声を低減することができる。また、マイクロホンの設置パターンを前述のようにすることで、各マイクロホンの収音信号に含まれる回り込み音声成分を効果的に抑圧することができ、さらに、エコーキャンセリングを行うことで、回り込み音声成分をより一層抑圧することができる。これにより、出力音声信号に対して、非常に優れたＳ／Ｎ比を実現することができる。
【００６１】
なお、本実施形態では、筐体１の第１面１０Ａの凹部１１を形成し、該凹部１１の内周面１２にマイクロホン２Ａ〜２Ｈを配置した例を示したが、図７に示すような構造でマイクロホン２Ａ〜２Ｈを配置してもよい。
【００６２】
図７は、本実施形態の他の構成の放収音装置の本実施形態の放収音装置の主要部の構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。図７に示す放収音装置は、マイクロホン２Ａ〜２Ｈを第１面１０Ａ上に配置し、これらマイクロホン２Ａ〜２Ｈをメッシュ状のカバー１３で覆ったものであり、その他の構成は同じである。このような構成であっても、前述の効果を奏することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、短円柱状の筐体１を例に説明したが、平面断面が楕円となる楕円柱形状であっても良く、さらには直方体形状であっても良い。
【００６４】
また、本実施形態では、スピーカ３を有する第２面１０Ｂ側を机２００の天面に対向させて配置する例を示したが、スピーカ３を有する第２面１０Ｂ側を、ユーザがいる部屋の天井に向け、足部４を天井面に接続するように配置しても良い。
【００６５】
また、本実施形態では、マイクロホンが８個、スピーカが１個の場合を示したが、前述のようにマイクロホンとスピーカとが筐体の対向する面に配置され、前述のようにマイクロホンの指向性が設定されれば、マイクロホンの数およびスピーカ数は、適宜設定することができる。
【００６６】
また、マイク信号処理回路２３の構成は、前述の例に限るものではない。
図８は、マイク信号処理回路２３の他の構成を示すブロック図である。図８に示すマイク信号処理回路２３は、図５に示したマイク信号処理回路２３に対して、信号合成部分のみが異なるものである。
加算器２３１Ａには、Ａ／Ｄコンバータ２２Ａから出力された信号Ａが入力されるとともに、Ａ／Ｄコンバータ２２Ｂから出力された信号Ｂが入力される。加算器２３１Ａは信号Ａと信号Ｂとを加算して出力する。同様に、加算器２３１Ｂは信号Ｂと信号Ｃとを加算して出力し、加算器２３１Ｃは信号Ｃと信号Ｄとを加算して出力し、加算器２３１Ｄは信号Ｄと信号Ｅとを加算して出力する。また、加算器２３１Ｅは信号Ｅと信号Ｆとを加算して出力し、加算器２３１Ｆは信号Ｆと信号Ｇとを加算して出力し、加算器２３１Ｇは信号Ｇと信号Ｈとを加算して出力し、加算器２３１Ｈは信号Ｈと信号Ａとを加算して出力する。このように、図８に示すマイク信号処理回路２３は、隣り合う２つのマイクロホンから得られる収音信号同士を加算して出力する。このように、隣接するマイクロホンの収音信号を加算することで、マイクロホンの正面方向、すなわち高い収音感度が設定された方向からの収音信号成分が強められ、他の方向からの収音信号成分が弱められる。これにより、さらに指向性の強い信号が得られる。
【００６７】
さらに、マイク信号処理回路２３の構成は、次に示すようなものであってもよい。
図９は、また他のマイク信号処理回路２３における信号合成部のブロック図である。
この図９に示すマイク信号処理回路２３も、図５に示したマイク信号処理回路２３に対して信号合成部分のみが異なるものである。
図９に示すマイク信号処理回路２３は、加算器２３７Ａ〜２３７Ｈ、ディレイ回路２３４Ａ〜２３４Ｈ，２３５Ａ〜２３５Ｈ，２３６Ａ〜２３６Ｈを備える。  信号Ａ〜Ｈは、それぞれディレイ回路２３４Ａ〜２３４Ｈ，２３５Ａ〜２３５Ｈ，２３６Ａ〜２３６Ｈに入力される。例えば、信号Ａは、ディレイ回路２３４Ａ，２３５Ａ，２３６Ａに入力され、他の信号Ｂ〜Ｈも同様に処理される。
【００６８】
各ディレイ回路２３４Ａ〜２３４Ｈ，２３５Ａ〜２３５Ｈ，２３６Ａ〜２３６Ｈは、加算器２３７Ａ〜２３７Ｈに入力される３つの信号が同相になるように、入力された信号を遅延処理する。
【００６９】
加算器２３７Ａはディレイ２３４Ａの出力信号（信号Ａ）と、ディレイ２３５Ｂの出力信号（信号Ｂ）と、ディレイ２３６Ｃの出力信号（信号Ｃ）とを加算して出力する。同様に、加算器２３７Ｂはそれぞれに遅延処理された信号Ｂ、信号Ｃ、信号Ｄを加算して出力し、加算器２３７Ｃはそれぞれに遅延処理された信号Ｃ、信号Ｄ、信号Ｅを加算して出力し、加算器２３７Ｄはそれぞれに遅延処理された信号Ｄ、信号Ｅ、信号Ｆを加算して出力する。さらに、加算器２３７Ｅはそれぞれに遅延処理された信号Ｅ、信号Ｆ、信号Ｇを加算して出力し、加算器２３７Ｆはそれぞれに遅延処理された信号Ｆ、信号Ｇ、信号Ｈを加算して出力し、加算器２３７Ｇはそれぞれに遅延処理された信号Ｇ、信号Ｈ、信号Ａを加算して出力し、加算器２３７Ｈはそれぞれに遅延処理された信号Ｈ、信号Ａ、信号Ｂを加算して出力する。これにより、隣り合う３つのマイクロホンからの収音信号が同相で合算される。この結果、より一層特定方向の信号強度が高くなり、Ｓ／Ｎが向上するとともに、前記特定方向への指向性がより一層高められる。なお、加算する信号数は、３つに限るものではなく、さらに多くの信号を加算したり、減算することにより、特定方向のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００７０】
なお、図８、図９に示すマイク信号処理回路２３では、Ａ／Ｄコンバータ２２Ａ〜２２Ｈの出力信号Ａ〜Ｈを直接処理する構成を示したが、図５に示すような回路を用いて生成した補正信号Ａ〜Ｈを入力するようにしてもよい。これにより、さらにＳ／Ｎ比が向上される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態の放収音装置の主要部の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態の放収音装置１００を２人のユーザ２０１，２０２による使用する場合を示した図である。
【図３】本発明の実施形態の放収音装置１００における主な収音を行うマイクロホンに対する発声音の伝達距離Ｌｖ１を表す概念図であり、従来の放収音装置における主な収音を行うマイクロホンに対する発声音の伝達距離Ｌｖ０を表す概念図であり、マイクロホンに対する回り込み音声の伝達距離Ｌｓ１を表す概念図であり、筐体側面にスピーカを配置した従来の放収音装置における、マイクロホンに対する回り込み音声の伝達距離Ｌｓ０を表す概念図である。
【図４】本発明の実施形態の放収音装置の構成を示すブロック図である。
【図５】マイク信号処理回路２３の詳細なブロック図である。
【図６】エコーキャンセラ２４の詳細なブロックである。
【図７】本実施形態の他の構成の放収音装置の本実施形態の放収音装置の主要部の構成を示す図である。
【図８】マイク信号処理回路２３の他の構成を示すブロック図である。
【図９】また他のマイク信号処理回路２３における信号合成部のブロック図である。
【符号の説明】
【００７２】
１００−放収音装置、２００−机、２０１，２０２−ユーザ、３００−放音音声、３０１，３０２−発声音、
１，９１−筐体、１０Ａ−筐体１の第１面、１０Ｂ−筐体１の第２面、１０Ｃ−筐体１の側面、２Ａ〜２Ｈ，９２Ａ−マイクロホン、３−スピーカ、４−足部、
２１Ａ〜２１Ｈ−入力アンプ、２２Ａ〜２２Ｈ−Ａ／Ｄコンバータ、２３−マイク信号処理回路、２３１Ａ〜２３１Ｈ，２３７Ａ〜２３７Ｈ−加算器、２３２−セレクト／ミキシング回路、２３３−最大信号強度検出回路、２３４Ａ〜２３４Ｈ，２３５Ａ〜２３５Ｈ，２３６Ａ〜２３６Ｈ−ディレイ回路、２４−エコーキャンセラ、２４１−適応型フィルタ、２４２−加算器、２５−入出力インタフェース、２６−入出力コネクタ、３１−Ｄ／Ａコンバータ、３２−出力アンプ
【図１】
2007174189.tif 000003
【図２】
2007174189.tif 000004
【図３】
2007174189.tif 000005
【図４】
2007174189.tif 000006
【図５】
2007174189.tif 000007
【図６】
2007174189.tif 000008
【図７】
2007174189.tif 000009
【図８】
2007174189.tif 000010
【図９】
2007174189.tif 000011