(57)【要約】【課題】向きが変化する動体に設けられた複数のマイクロホンにより得られる音声信号を音源分離装置に伝送する場合に、その音源分離装置が処理対象とする音声信号の入力に用いた複数のマイクロホンに対する音源の存在方向が入れ替わらないようにできること。【解決手段】ジャイロセンサ１０ａの検出結果（マイクユニット２０ａの向き）に基づいて、基準軸Ｍ０の周囲に配列された８つ以上のマイクロホン１Ｌ〜４Ｌ、１Ｒ〜４Ｒにより得られる８つの入力音声信号のうち、その一部の２つの信号を選択して音源分離処理部３１に伝送させ、選択したマイクロホンに対する音源の存在方向が入れ替わらないように制御する。【選択図】図１
2007318373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の音響空間において音声を入力する複数のマイクロホンを備え、該マイクロホンにより得られる音声信号を所定の音源分離装置に伝送する音声入力装置であって、
複数のマイクロホン及びこれらを所定の基準軸の周囲の所定位置に並べた状態で支持する支持部を有する第１のマイクロホンユニットと、
前記基準軸を回転中心とした場合における前記第１のマイクロホンユニットの向きを検出する第１の向き検出手段と、
前記第１の向き検出手段の検出結果に基づいて、前記複数のマイクロホンにより得られる複数の入力音声信号から、そのうちの一部の複数の信号を選択して前記音源分離装置に伝送する信号選択手段と、
を具備してなることを特徴とする音声入力装置。
【請求項２】
所定の音響空間において音声を入力する複数のマイクロホンを備え、該マイクロホンにより得られる音声信号を所定の音源分離装置に伝送する音声入力装置であって、
複数のマイクロホン及びこれらを所定の基準軸の周囲の所定位置に支持する支持部を有する第２のマイクロホンユニットと、
前記第２のマイクロホンユニットを前記基準軸を中心に回転駆動する回転駆動手段と、
前記基準軸を回転中心とした場合における前記第２のマイクロホンユニットを回転可能に支持する部分の向き若しくは前記第２のマイクロホンユニットの向きを検出する第２の向き検出手段と、
前記第２の向き検出手段の検出結果に基づいて前記回転駆動手段を制御することにより前記第２のマイクロホンユニットの向きを調節する向き調節手段と、
を具備してなることを特徴とする音声入力装置。
【請求項３】
前記第１の向き検出手段又は前記第２の向き検出手段が、所定の基準方向に対する回転角度をジャイロセンサにより検出するものである請求項１又は２のいずれかに記載の音声入力装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の音声入力装置を具備し、該音声入力装置から伝送される複数の音声信号から、該音声入力装置が配置される音響空間に存在する１又は複数の音源に対応する分離信号を生成してなることを特徴とする音源分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の音響空間において音声を入力する複数のマイクロホンを備え、それらマイクロホンにより得られる音声信号を所定の音源分離装置に伝送する音声入力装置、及びそれを具備する音源分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
所定の音響空間に複数の音源と複数のマイクロホン（音声入力手段）とが存在する場合、その複数のマイクロホンごとに、複数の音源各々からの個別音声信号（以下、音源信号という）が重畳された音声信号（以下、混合音声信号という）が入力される。このようにして入力された複数の前記混合音声信号のみに基づいて、前記音源信号各々を同定（分離）する音源分離処理の方式は、ブラインド音源分離方式（Blind Source Separation方式、以下、ＢＳＳ方式という）と呼ばれる。
さらに、ＢＳＳ方式の音源分離処理の１つに、独立成分分析法（Independent Component Analysis、以下、ＩＣＡ法という）に基づくＢＳＳ方式の音源分離処理がある。このＩＣＡ法に基づくＢＳＳ方式は、複数のマイクロホンを通じて入力される複数の前記混合音声信号（時系列の音声信号）において、前記音源信号どうしが統計的に独立であることを利用して所定の分離行列（逆混合行列）を最適化し、入力された複数の前記混合音声信号に対して最適化された分離行列によるフィルタ処理を施すことによって前記音源信号の同定（音源分離）を行う処理方式である。その際、分離行列の最適化は、ある時点で設定されている分離行列を用いたフィルタ処理により同定（分離）された信号（分離信号）に基づいて、逐次計算（学習計算）により以降に用いる分離行列を計算することによって行われる。
ここで、ＩＣＡ法に基づくＢＳＳ方式の音源分離処理によれば、分離信号各々は、混合音声信号の入力数（＝マイクロホンの数）と同じ数の出力端（出力チャンネルといってもよい）各々を通じて出力される。このようなＩＣＡ法に基づくＢＳＳ方式の音源分離処理は、例えば、非特許文献１や非特許文献２等に詳説されている。
また、ブラインド音源分離処理としては、バイノーラル方式のブラインド音源分離処理も知られている。これは、人間の聴覚モデルに基づいて複数の入力音声信号に時変のゲイン調節を施して音源分離を行うものであり、比較的低い演算負荷で実現できる音源分離処理である。これについては、例えば、非特許文献３や非特許文献４等に詳説されている。このバイノーラル方式のブラインド音源分離処理の１つに、バイナリマスク方式によるブラインド音源分離処理がある。
【非特許文献１】猿渡洋、「アレー信号処理を用いたブラインド音源分離の基礎」電子情報通信学会技術報告、vol.EA2001-7、pp.49-56、April 2001.
【非特許文献２】高谷智哉他、「SIMOモデルに基づくICAを用いた高忠実度なブラインド音源分離」電子情報通信学会技術報告、vol.US2002-87、EA2002-108、January 2003.
【非特許文献３】R.F.Lyon, "A computational model of binaural localization and separation," In Proc. ICASSP, 1983.
【非特許文献４】M. Bodden, "Modeling human sound-source localization and the cocktail-party-effect," Acta Acoustica, vol.1, pp.43-55, 1993.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ＩＣＡ法に基づくＢＳＳ方式の音源分離処理や、バイノーラル方式のブラインド音源分離処理においては、複数の音源に対するマイクロホンの向きが変化することにより、マイクロホンに対する複数の音源の存在方向（左右方向）が入れ替わると、これに応じて前記出力端（出力チャンネル）各々に出力される分離信号も入れ替わる。このため、音源分離装置が処理対象とする混合音声信号を入力するための複数のマイクロホンを、音響空間においてその向きが変化する作業者やロボット等の動体に設けた場合、音源分離装置によって特定の音源を追跡すること、即ち、特定の音源に対応する分離信号が必ず特定の出力端を通じて出力されるようにすることができないという問題点があった。
従って、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、音響空間において向きが変化する動体に複数のマイクロホンを設け、その複数のマイクロホンにより得られる音声信号（混合音声信号）を音源分離装置に伝送する場合に、その音源分離装置が処理対象とする音声信号の入力に用いた複数のマイクロホンに対する音源の存在方向が入れ替わらないようにできる音声入力装置及びそれを具備する音源分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために本発明は、所定の音響空間において音声を入力する複数のマイクロホンを備え、そのマイクロホンにより得られる音声信号を所定の音源分離装置に伝送する音声入力装置に適用されるものであり、以下の第１発明に係る音声入力装置又は第２発明に係る音声入力装置として構成されるものである。
ここで、第１の発明は、次の（１−１）〜（１−３）に示す構成要素を具備することを特徴とする。
（１−１）３つ以上のマイクロホン及びこれらを所定の基準軸の周囲の所定位置に並べた状態で支持する支持部を有する第１のマイクロホンユニット。
（１−２）前記基準軸を回転中心とした場合における前記第１のマイクロホンユニットの向きを検出する第１の向き検出手段。
（１−３）前記第１の向き検出手段の検出結果に基づいて、前記３つ以上のマイクロホンにより得られる３つ以上の入力音声信号から、そのうちの一部の複数の信号を選択して前記音源分離装置に伝送する信号選択手段。
また、第２の発明は、次の（２−１）〜（２−４）に示す構成要素を具備することを特徴とする。
（２−１）複数のマイクロホン及びこれらを所定の基準軸の周囲の所定位置に支持する支持部を有する第２のマイクロホンユニット。
（２−２）前記第２のマイクロホンユニットを前記基準軸を中心に回転駆動する回転駆動手段。
（２−３）前記基準軸を回転中心とした場合における前記第２のマイクロホンユニットを回転可能に支持する部分の向き若しくは前記第２のマイクロホンユニットの向きを検出する第２の向き検出手段。
（２−４）前記第２の向き検出手段の検出結果に基づいて前記回転駆動手段を制御することにより前記第２のマイクロホンユニットの向きを調節する向き調節手段。
ここで、前記第１の向き検出手段や前記第２の向き検出手段としては、例えば、所定の基準方向に対する回転角度をジャイロセンサにより検出するものが考えられる。
前記第１の発明によれば、前記第１のマイクロホンユニットが前記基準軸を中心に回転してその向きが変化した場合に、音源分離装置へ伝送する音声信号（即ち、音源分離装置が処理対象とする音声信号）の入力に用いる複数のマイクロホンを、これに対する音源の存在方向が入れ替わらないように選択できる。
また、前記第２の発明によれば、前記第２のマイクロホンユニットを回転可能に支持する部分が前記基準軸を中心に回転した場合でも、前記第２のマイクロホンユニットの向きを一定方向に向くよう保持できる。
従って、前記第１の発明又は前記第２の発明によれば、音響空間において向きが変化する動体に複数のマイクロホンを設け、その複数のマイクロホンにより得られる音声信号（混合音声信号）を音源分離装置に伝送する場合に、その音源分離装置が処理対象とする音声信号の入力に用いた複数のマイクロホンに対する音源の存在方向が入れ替わらないようにできる。
また、本発明は、以上に示した第１の発明又は第２の発明に係る音声入力装置を具備し、その音声入力装置から伝送される複数の音声信号から、その音声入力装置が配置される音響空間に存在する１又は複数の音源に対応する分離信号を生成する音源分離装置として捉えることもできる。
なお、このような音源分離装置としては、例えば、独立成分分析法に基づくブラインド音源分離処理を行う音源分離装置や、バイナリマスク方式によるブラインド音源分離処理を行う音源分離装置等が考えられる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、音響空間において向きが変化する動体に複数のマイクロホンを設け、その複数のマイクロホンにより得られる音声信号（混合音声信号）を音源分離装置に伝送する場合に、その音源分離装置が処理対象とする音声信号の入力に用いた複数のマイクロホンに対する音源の存在方向が入れ替わらないようにできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに、図１は本発明の第１実施形態に係る音源分離装置Ｘ１の概略構成を表すブロック図、図２は音源分離装置Ｘ１の概略外観図、図３は音源分離装置Ｘ１が備えるマイクユニットの平面図、図４は音源分離装置Ｘ１におけるマイクユニットの向きに応じたマイクロホンの選択処理を説明するためのマイクユニットの平面図、図５は本発明の第２実施形態に係る音源分離装置Ｘ２の概略構成を表すブロック図、図６は音源分離装置Ｘ２におけるマイクユニットの回転制御を説明するためのマイクユニットの平面図である。
【０００７】
［第１実施形態］
まず、図１〜図３を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る音源分離装置Ｘ１の構成について説明する。
図１に示すように、音源分離装置Ｘ１は、所定の音響空間において音声を入力する８つ（３つ以上の一例）のマイクロホン（以下、マイクと称する）１Ｌ〜４Ｌ、１Ｒ〜４Ｒが設けられたマイクユニット２０ａと、制御ユニット３０ａと、ジャイロセンサ１０ａとを備えている。また、制御ユニット３０ａには、音源分離処理部３１、ＭＰＵ３２ａ及びマルチプレクサ３３ａが設けられている。
そして、音源分離装置Ｘ１は、複数のマイク１Ｌ〜４Ｌ、１Ｒ〜４Ｒにより得られる音声信号のうちの２つ（複数）の信号をマルチプレクサ３３ａを介して音源分離処理部３１の２つの入力チャンネルＩｎ１、Ｉｎ２（信号入力端）に伝送し、その２つの入力チャンネルＩｎ１、Ｉｎ２に入力された音声信号から、複数のマイク１Ｌ〜４Ｌ、１Ｒ〜４Ｒが配置される音響空間に存在する２つの音源に対応する分離信号を生成（同定）し、それを出力チャンネルＯｕｔ１、Ｏｕｔ２（信号出力端）を通じて出力するものである。図１に示す例では、一方の出力チャンネルＯｕｔ１を通じて出力される分離信号がスピーカ４０に出力されている。
複数の入力チャンネルＩｎ１、Ｉｎ２への入力音声信号は、それぞれ複数の音源の信号（音源信号）が重畳された混合音声信号である。そして、音源分離処理部３１は、複数の入力チャンネルＩｎ１、Ｉｎ２各々への入力音声信号に基づいてブラインド音源分離処理を実行することにより、各入力音声信号に重畳されている複数の音源信号（ここでは、２つの音源信号）を同定し、その同定した信号を分離信号として出力するものである。ここで、音源分離処理部３１が実行するブラインド音源分離処理としては、前述したように、ＩＣＡ法に基づくＢＳＳ方式の音源分離処理や、バイナリマスク方式によるブラインド音源分離処理等が考えられる。それら各処理の詳細は、前述した非特許文献１〜４に詳述されているので、ここでは説明を省略する。
【０００８】
図３に示すように、マイクユニット２０ａは、８つのマイク１Ｌ〜４Ｌ、１Ｒ〜４Ｒ及びこれらを所定の基準軸Ｍ０の周囲の３６０°の範囲に並べた状態で支持する支持部２１ａとを備えて構成されている（第１のマイクロホンユニットの一例）。図３に示す例では、８つのマイク１Ｌ〜４Ｌ、１Ｒ〜４Ｒは、基準軸Ｍ０を中心とする円周に沿って等間隔で（隣接するマイクの配置位置と基準軸Ｍ０とにより形成される中心角が４５°となる間隔で）で配列されている。
図３に示す例では、マイクユニット２０ａの正面方向Ｄ１に対し、基準軸Ｍ０を中心として反時計回りに０°から４５°間隔の各位置に、マイク３Ｌ、マイク２Ｌ、マイク１Ｌ、マイク４Ｒ、マイク３Ｒ、マイク２Ｒ、マイク１Ｒ、マイク４Ｌが配置されている。
なお、マイクユニット２０ａ、ジャイロセンサ１０ａ、ＭＰＵ３２ａ及びマルチプレクサ３３ａが、第１発明に係る音声入力装置の一例を構成する。
【０００９】
図２に示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）のように、音源分離装置Ｘ１は、作業者が着用するヘルメットや帽子等の着用具５０に装着され、その全体が、着用具５０の回転に従って回転する。ここで、音源分離装置Ｘ１は、基準軸Ｍ０が、着用具５０の回転軸とほぼ一致するように着用具５０に装着されている。
また、ジャイロセンサ１０ａは、ジャイロスコープの原理により例えば１軸の回転角度を検出するセンサであり、基準軸Ｍ０を回転中心とした場合におけるマイクユニット２０ａの向きを検出する（第１の向き検出手段の一例）。具体的には、所定の初期化処理が実行されたときのマイクユニット２０ａの正面方向Ｄ１の向きを基準方向Ｄ０（図４参照）とし、その基準方向Ｄ０に対するマイクユニット２０ａの正面方向Ｄ１の角度（基準方向Ｄ０に対する回転角度）をマイクユニット２０ａの向き（回転角度）として検出する。
マルチプレクサ３３ａは、８つのマイク１Ｌ〜４Ｌ、１Ｒ〜４Ｒにより得られる８つの入力音声信号から、そのうちの一部である２つの信号を選択して音源分離処理部３１に伝送するものである。
また、ＭＰＵ３２ａは、ジャイロセンサ１０ａに対して前記基準方向Ｄ０設定のための初期化設定を行うとともに、ジャイロセンサ１０ａの検出結果（マイクユニット２０ａの向き）を入力し、その検出結果に基づいてマルチプレクサ３３ａを制御することにより、８つのマイク１Ｌ〜４Ｌ、１Ｒ〜４Ｒにより得られる８つの入力音声信号のうち、いずれの２つの信号を音源分離処理部３１に伝送させるかを切り替える制御を行うものである。その制御は、ＭＰＵ３２ａが所定のプログラムを実行することにより実現される。なお、マルチプレクサ３３ａ及びＭＰＵ３２ａが、信号選択手段の一例である。
【００１０】
以下、図４を参照しつつ、ＭＰＵ３２ａによるマルチプレクサ３３ａの制御内容について説明する。ここで、図４は、マイクユニット２０ａの向きに応じたマイク１Ｌ〜４Ｌ、１Ｒ〜４Ｒの選択処理を説明するためのマイクユニット２０ａの平面図を表す。
ＭＰＵ３２ａは、ジャイロセンサ１０ａにより検出されるマイクユニット２０ａの回転角度ω（基準方向Ｄ０に対するマイクユニット２０ａの正面方向Ｄ１の角度）を監視し、その回転角度ωに応じて、８つの音声信号の中からいずれの２つの音声信号を選択して音源分離処理部３１に伝送するかを、以下に示す８つのルールに従って制御する。なお、音源分離処理部３１の２つの入力チャンネルを、第１入力チャンネルＩｎ１及び第２入力チャンネルＩｎ２と称する。
【００１１】
［ルール１］
（０°≦ω＜２２．５）又は（３３７．５°≦ω＜３６０°）である場合、マイク１Ｌの音声信号を第１入力チャンネルＩｎ１へ、マイク１Ｒの音声信号を第２入力チャンネルＩｎ２へ伝送する。このときの状態を図４（ａ）に示す。
［ルール２］
（２２．５°≦ω＜６７．５）である場合、マイク２Ｌの音声信号を第１入力チャンネルＩｎ１へ、マイク２Ｒの音声信号を第２入力チャンネルＩｎ２へ伝送する。このときの状態を図４（ｂ）に示す。
［ルール３］
（６７．５°≦ω＜１１２．５°）である場合、マイク３Ｌの音声信号を第１入力チャンネルＩｎ１へ、マイク３Ｒの音声信号を第２入力チャンネルＩｎ２へ伝送する。
［ルール４］
（１１２．５°≦ω＜１５７．５°）である場合は、マイク４Ｌの音声信号を第１入力チャンネルＩｎ１へ、マイク４Ｒの音声信号を第２入力チャンネルＩｎ２へ伝送する。
［ルール５］
（１５７．５°≦ω＜２０２．５°）である場合、マイク１Ｒの音声信号を第１入力チャンネルＩｎ１へ、マイク１Ｌの音声信号を第２入力チャンネルＩｎ２へ伝送する。
［ルール６］
（２０２．５°≦ω＜２４７．５°）である場合、マイク２Ｒの音声信号を第１入力チャンネルＩｎ１へ、マイク２Ｌの音声信号を第２入力チャンネルＩｎ２へ伝送する。
［ルール７］
（２４７．５°≦ω＜２９２．５°）である場合、マイク３Ｒの音声信号を第１入力チャンネルＩｎ１へ、マイク３Ｌの音声信号を第２入力チャンネルＩｎ２へ伝送する。
［ルール８］
（２０２．５°≦ω＜３３７．５°）である場合、マイク４Ｒの音声信号を第１入力チャンネルＩｎ１へ、マイク４Ｌの音声信号を第２入力チャンネルＩｎ２へ伝送する。このときの状態を図４（ｃ）に示す。
このように、ＭＰＵ３２ａは、基準軸Ｍ０に対して相互に反対側に位置する２つのマイク（１Ｌと１Ｒ、２Ｌと２Ｒ、３Ｌと３Ｒ、４Ｌと４Ｒ）で得られる音声信号を選択して音源分離処理部３１へ伝送させる。
【００１２】
以上に示したように音声信号の選択を行う音源分離装置Ｘ１では、マイクユニット２０ａが基準軸Ｍ０を中心に回転してその向きが変化した場合に、音源分離処理部３１へ伝送する音声信号（即ち、音源分離装置が処理対象とする混合音声信号）の入力に用いる２つのマイクが、そのマイクに対する音源（図４における音源１、音源２）の存在方向が入れ替わらないように選択される。
その結果、音源分離装置Ｘ１が装着された着用具５０を着用した作業者は、回転して向く方向を変更した場合であっても、スピーカ４０を通じて、特定の音源から発生する音声のみが分離生成（抽出）された音声を選択的に聴くことができる。
【００１３】
［第２実施形態］
次に、図５に示すブロック図を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係る音源分離装置Ｘ２の構成について説明する。
図５に示すように、音源分離装置Ｘ２は、所定の音響空間において音声を入力する２つのマイクロホン（以下、マイクと称する）１Ｌ、１Ｒが設けられたマイクユニット２０ｂと、制御ユニット３０ｂと、ジャイロセンサ１０ｂと、モータ６０とを備えている。また、制御ユニット３０ｂには、音源分離処理部３１、ＭＰＵ３２ｂ及びモータ６０を動作させるドライバ３３ｂが設けられている。
そして、音源分離装置Ｘ２は、２つのマイク１Ｌ、１Ｒにより得られる２つ（複数）の音声信号を音源分離処理部３１の２つの入力チャンネルＩｎ１、Ｉｎ２各々に伝送し、その２つの入力チャンネルＩｎ１、Ｉｎ２を通じて入力される音声信号から、複数のマイク１Ｌ、２Ｒが配置される音響空間に存在する２つの音源に対応する分離信号を生成（同定）し、その分離信号を出力チャンネルＯｕｔ１、Ｏｕｔ２を通じて出力するものである。図５に示す例では、一方の出力チャンネルＯｕｔ１を通じて出力される分離信号がスピーカ４０に出力されている。
各入力チャンネルＩｎ１、Ｉｎ２への入力音声信号は、それぞれ複数の音源の信号（音源信号）が重畳された混合音声信号であり、音源分離処理部３１は、前述した音源分離装置Ｘ１における音源分離処理部３１と同じものである。
なお、マイクユニット２０ｂ、ジャイロセンサ１０ｂ、ＭＰＵ３２ｂ及びドライバ３３ｂが、第２発明に係る音声入力装置の一例を構成する。
【００１４】
マイクユニット２０ｂは、２つのマイク１Ｌ、１Ｒと、これらを所定の基準軸Ｍの周囲の所定位置に支持する支持部２１ｂとを有して構成されている（第２のマイクロホンユニットの一例）。図５に示す例では、２つのマイク１Ｌ、１Ｒは、基準軸Ｍに対して相互に反対側の等距離の位置に配置されている。
以下、２つのマイク１Ｌ、１Ｒの配列方向に直交する方向であって、一方のマイク１Ｌが左方向、他方のマイク１Ｒが右方向となる方向を、マイクユニット２０ｂの正面方向と称する。図５では、紙面に向かう方向が、マイクユニット２０ｂの正面方向である。
モータ６０は、例えばステッピングモータ等により構成され、マイクユニット２０ｂを基準軸Ｍ０を中心に回転駆動し、これを所望の向きで停止させる（向きを調節する）駆動手段である（回転駆動手段の一例）。
ジャイロセンサ１０ｂは、前述した音源分離装置Ｘ１におけるジャイロセンサ１０ａと同様の回転角度検出用のセンサであり、基準軸Ｍ０を回転中心とした場合におけるマイクユニット２０ｂを回転可能に支持する部分（図５の例では、モータ６０の本体）の向きを検出する（第２の向き検出手段の一例）。具体的には、所定の初期化処理が実行されたときのモータ６０本体の正面方向Ｄ２（図６参照）の向きを基準方向Ｄ０（図６参照）とし、その基準方向Ｄ０に対するモータ６０本体の正面方向Ｄ２の角度（基準方向Ｄ０に対する回転角度）をモータ６０本体の向き（回転角度）として検出する。ここで、図５に示す例では、モータ６０本体（マックユニット２０ｂの支持部）、ジャイロセンサ１０ｂ及び着用具５０は、基準軸Ｍ０の位置で連結固定され、モータ６０本体の正面方向Ｄ２が、着用具５０の正面方向となるように設定されている。
【００１５】
ドライバ３３ｂは、ＭＰＵ３２ｂからの制御指令に従ってモータ６０を動作させることにより、モータ６０の回転軸の回転角度、即ち、その回転軸に支持されたマイクユニット２０ｂの回転角度を調節するモータ駆動回路である。
ＭＰＵ３２ｂは、ジャイロセンサ１０ｂに対して所定の基準方向Ｄ０（図６参照）設定のための初期化設定を行うとともに、ジャイロセンサ１０ｂの検出結果（マイクユニット２０ｂの支持部（モータ６０本体）の向き）を入力し、その検出結果に基づいてドライバ３３ｂに制御指令を出力することにより、マイクユニット２０ｂの向きを調節するものである。即ち、ＭＰＵ３２ｂは、ドライバ３３ｂを通じてモータ６０の回転軸の回転角度、即ち、マイクユニット２０ｂの向きを制御する。なお、ＭＰＵ３２ｂ及びドライバ３３ｂが、向き調節手段の一例である。
図５に示すように、音源分離装置Ｘ２も、作業者が着用するヘルメットや帽子等の着用具５０に装着され、その全体が、着用具５０の回転に従って回転する。ここで、音源分離装置Ｘ２は、基準軸Ｍ０が、着用具５０の回転軸とほぼ一致するように着用具５０に装着されている。
【００１６】
以下、図６を参照しつつ、ＭＰＵ３２ｂによるモータ６０の制御内容について説明する。ここで、図６は、マイクユニット２０ｂの向きに応じたマイクユニット２０ｂの回転制御を説明するためのマイクユニット２０ｂの平面図を表す。
ＭＰＵ３２ｂは、ジャイロセンサ１０ｂにより検出されるモータ６０本体の回転角度ω（基準方向Ｄ０に対するモータ６０本体（或いは着用具５０）の正面方向Ｄ２の角度）を監視し、その回転角度ωに応じて、マイクユニット２０ｂの向き（モータ６０の回転軸の回転角度）を制御する。
図６（ａ）は、モータ６０本体の正面方向Ｄ２（着用具５０の正面方向）が所定の基準方向Ｄ０を向いている初期状態におけるマイクユニット２０ｂの向きを表す。この初期状態では、マイクユニット２０ｂの正面方向が基準方向Ｄ０に向くよう初期設定される。また、この初期状態において、ジャイロセンサ１０ｂが初期化され、その検出角度ωが０°となる。
図６（ｂ）は、初期状態からモータ６０本体（着用具５０）が反時計回りに角度ωだけ回転した状態（ジャイロセンサ１０ｂの検出角度＝ω）を表す。この場合、ＭＰＵ３２ｂは、マイクユニット２０ｂを−ωだけ回転させる。これにより、図６（ｃ）に示すように、マイクユニット２０ｂの正面方向が基準方向Ｄ０に向く状態となる。
また、図６（ｄ）は、初期状態からモータ６０本体（着用具５０）が時計回りに角度ωだけ回転した状態（ジャイロセンサ１０ｂの検出角度＝ω）を表す。この場合も、ＭＰＵ３２ｂは、マイクユニット２０ｂを−ωだけ回転させる。これにより、図６（ｅ）に示すように、マイクユニット２０ｂの正面方向が基準方向Ｄ０に向く状態となる。
【００１７】
以上に示したように、音源分離装置Ｘ２は、着用具５０を着用した作業者が回転することにより、マイクユニット２０ｂを回転可能に支持する部分であるモータ６０本体が基準軸Ｍ０を中心に回転した場合でも、マイクユニット２０ｂの向きを一定方向に向くよう保持する。
その結果、音源分離装置Ｘ２が装着された着用具５０を着用した作業者は、回転して向く方向を変更した場合であっても、スピーカ４０を通じて、特定の音源から発生する音声のみが分離生成（抽出）された音声を選択的に聴くことができる。
なお、図５に示した音源分離装置Ｘ２は、ジャイロセンサ１０ｂにより、マイクユニット２０ｂを回転可能に支持する支持部（モータ６０本体）の向きを検出するよう構成されているが、他の構成も考えられる。
例えば、ジャイロセンサ１０ｂを、マイクユニット２０ｂの支持部２１ｂ等に設け、そのジャイロセンサ１０ｂにより、マイクユニット２０ｂの向きを検出するよう構成することも考えられる。この場合、ジャイロセンサ１０ｂによる検出角度が常に一定（＝０°）となるように、モータ６０の回転軸の角度を調節（制御）すればよい。
また、図５に示した音源分離装置Ｘ２は、モータ６０の回転軸が基準軸Ｍ０となる構成を示したが、ギア等のリンク機構を採用することにより、基準軸Ｍ０とモータ６０の回転軸とが一致しない構成も考えられる。
【００１８】
また、前述した音源分離装置Ｘ１及び音源分離装置Ｘ２では、２入力２出力の音源分離処理部３１を例示したが、３つ以上の入出力チャンネル（チャンネル数ｎ）を備えた音源分離処理部を採用することも考えられる。但しその場合、音源分離装置Ｘ１では、マイクロホンの数をｎ＋１個以上とし、マルチプレクサ３３ａにより選択する信号数をｎ個とする。また、音源分離装置Ｘ２では、マイクロホンの数をｎ個とする。
また、回転角度を検出するセンサとして、ジャイロセンサ１０ａ、１０ｂ以外の他の回転角度検出センサを採用することも考えられる。
また、前述した音源分離装置Ｘ１におけるマイクユニット２０ａは、３つ以上のマイク１Ｌ〜４Ｌ、１Ｒ〜４Ｒを基準軸Ｍ０の周囲の３６０°の範囲に並べた状態で支持するものであったが、各マイク１Ｌ〜４Ｌ、１Ｒ〜４Ｒがそれより狭い範囲に並べられた構成も考えられる。例えば、着用具５０の回転角度の範囲が９０°（±４５°）以内であるという制約があるような場合には、マイク１Ｌ〜４Ｌ、１Ｒ〜４Ｒを基準軸Ｍ０の周囲の２７０°の範囲に並べた状態で支持する構成とすることが考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は、音声入力装置への利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る音源分離装置Ｘ１の概略構成を表すブロック図。
【図２】音源分離装置Ｘ１の概略外観図。
【図３】音源分離装置Ｘ１が備えるマイクユニットの平面図。
【図４】音源分離装置Ｘ１におけるマイクユニットの向きに応じたマイクロホンの選択処理を説明するためのマイクユニットの平面図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る音源分離装置Ｘ２の概略構成を表すブロック図。
【図６】音源分離装置Ｘ２におけるマイクユニットの回転制御を説明するためのマイクユニットの平面図。
【符号の説明】
【００２１】
Ｘ１、Ｘ２…本発明の実施形態に係る音源分離装置
１、２…音源
１Ｌ〜４Ｌ、１Ｒ〜４Ｒ…マイクロホン
１０ａ、１０ｂ…ジャイロセンサ
２０ａ、２０ｂ…マイクユニット
２１ａ、２２ｂ…マイクロホンの支持部
３０ａ、３０ｂ…制御ユニット
４０…スピーカ
Ｉｎ１、Ｉｎ２…入力チャンネル
Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ２…出力チャンネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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