(57)【要約】【課題】優れた狭指向性が得られ、離れた雑音の多い場所で発話された音声のＳ／Ｎ比を改善することができ、しかも使用するマイクロホンの数も少なくて済む小型化に好適な、雑音抑圧型マイクロホンを提供することになる。【解決手段】目的音に向かう方向に最大感度を持つ指向性マイクの出力のパワースペクトル値と周囲のパワースペクトル値から算出された係数を、マイクロホン出力に掛け合わせることで、従来の指向性マイクロホンよりも指向特性を狭くして、目的音のS/N比を改善する。従来指向性を鋭くするためにマイクロホンの素子数を増やすことで対処することを要しない。【選択図】図１
2012109799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最大感度をそれぞれ異なる方向へ向けた複数個の指向性マイクロホンと、前記複数個の指向性マイクロホンが出力する音声信号を入力し、入力した音声信号に対して、所定の指向性マイクロホンの最大感度方向の音声に対して他の音源からの音声及びノイズを抑圧する処理を行って目的音声信号を生成するデータ処理部とを有し、
前記データ処理部は、前記所定の指向性マイクロホンの受音信号の第１のパワースペクトル値と、その他の指向性マイクロホンの夫々の受音信号のパワースペクトルと前記第１のパワースペクトル値とを合計した全方向パワースペクトル値と、前記全方向パワースペクトル値からその成分の逆数で成る雑音制御に係る係数と、前記所定の指向性マイクロホンの受音信号のスペクトル値と前記第１のパワースペクトル値との第１の積のデータと、前記第１の積のデータと前記雑音制御に係る係数との第２の積のデータとを演算し、前記第２の積のデータを前記目的音声信号の出力に用いる、雑音抑圧型マイクロホン。
【請求項２】
前記複数個の指向性マイクロホンとして２個の指向性マイクロホンを有し、前記所定の指向性マイクロホンは目的音の方向に主軸が向けられる、請求項１記載の雑音抑圧型マイクロホン。
【請求項３】
複数個の無指向性マイクロホンと、前記複数個の無指向性マイクロホンが出力する音声信号を入力し、入力した音声信号に対して、２個の無指向性マイクロホンを結んで得られる直線上の所定方向の音声に対して他の音源からの音声及びノイズを抑圧する処理を行って目的音声信号を生成するデータ処理部とを有し、
前記データ処理部は、２個の無指向性マイクロホンから得られる指向性マイクロホンの前記所定方向からの受音信号の第１のパワースペクトル値と、その他の無指向性マイクロホンから得られる指向性マイクロホンの受音信号の夫々のパワースペクトルと前記第１のパワースペクトル値とを合計した全方向パワースペクトル値と、前記全方向パワースペクトル値からその成分の逆数で成る雑音制御に係る係数と、前記２個の無指向性マイクロホンから得られる指向性マイクロホンの前記所定方向からの受音信号のスペクトル値と前記第１のパワースペクトル値との第１の積のデータと、前記第１の積のデータと前記雑音制御に係る係数との第２の積のデータとを演算し、前記第２の積のデータを前記目的音声信号の出力に用いる、雑音抑圧型マイクロホン。
【請求項４】
前記複数個の無指向性マイクロホンとして３個の無指向性マイクロホンを有し、前記３個の無指向性マイクロホンを頂点とする三角形の各辺に応ずる一つの直線の向きが前記所定方向の目的音の向きとされ、その他の辺に応ずる直線の向きは非目的音の向きとされる、請求項３記載の雑音抑圧型マイクロホン。
【請求項５】
前記データ処理部は、ディジタル信号処理プロセッサと、前記ディジタル信号処理プロセッサが実行するプログラムを保有するＲＯＭと、前記ディジタル信号処理プロセッサのワーク領域とされるＲＡＭとを含む、請求項１乃至４の何れか１項記載の雑音抑圧型マイクロホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個のマイクロホンを用いた雑音抑圧型マイクロホンユニットに関し、例えば、テレビ会議のハンズフリー電話機、カーナビの音声入力、音声認識装置の入力装置、ロボットの聴覚センサーなど、周囲の雑音と残響音が低減された音声信号の入力に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の音声認識技術の進歩により、だれでも、どこでも、簡単に使える“人−機械インターフェース”の実現が期待されており、音の入口としてのマイクロホンも利便性に優れるものが求められるようになってきた。
【０００３】
一般に音声の集音に際しては、目的とする音源からマイクロホンが離れた場所にあると、周囲雑音や残響音の影響で明瞭な集音が難しくなる。これは、口元からマイクロホンが離れると、音声の直接音比率が急激に低下し、雑音、残響音の比率が上がってくることに原因する。常にマイクロホンが口元に近い位置にあるヘッドセットや電話機などは、直接音比率が極めて高いために、周囲雑音や残響音はさほど気にならなかったものが、マイクロホンを体に装着することや手に持っていることができない“人−機械インターフェース”では、音源が離れることによる雑音、残響音が問題となってくる。
【０００４】
こうした場面での集音問題は、単に無指向性マイクを単一指向性マイクなどの音の方向選択性があるマイクロホンに変えるだけで解決できるほど単純ではない。雑音や残響音除去のために、長大な音響管を用いてより鋭い指向性を得る古くからの方法や、マイクロホンを複数並べてデジタル処理を施す最近のアレイマイクなどの従来の技術は、寸法が大きすぎる、演算量が多く且つ高速処理が必要なためシステム規模を増大させる、などといった課題を残しており、使い勝手の良いものとはいい難い現状がある。
【０００５】
指向特性を得るための従来の緒技術として非特許文献１，２及び特許文献１に記載のビームフォーミング技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２７９３９０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】―電子情報通信学会技術研究報告  EA98−78 〜100、pp.57−62、Nov.1998  河原一彦、福留公利「球バッフルアレーと円状アレーの広帯域ビームフォーミング特性比較」
【非特許文献２】日本音響学会誌  VOL.62 NO.10 2006  pp.726−737  中島弘史「不定項を利用した平均サイドローブエネルギー最小ビームフォーミングの実現」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献１に記載されたビームフォーミング技術は使用するマイクロホン素子の数が多い時は優れた指向性が得られるが、素子の数が少ないと主ローブ方向と逆の方向のサイドローブが抑えられなくなり、所望の指向性が得られなくなってしまう。
【０００９】
非特許文献２及び特許文献１は主ローブを狭く保ちながら、サイドローブの低減を試みているが、周波数の低い帯域の改善は得られるも、１５００Hz以上の周波数帯になると所望の指向特性を得るのが困難となる。
【００１０】
方向性雑音や残響音の除去のためには指向性をより鋭くしたマイクロホンが必要になり、これ対して、マイクロホンの素子数を増やすことで対処することも可能であるが、素子の数が増すほど形状が大きくなり機器への装着若しくは搭載が不可能になる場合がある。
【００１１】
本発明の目的は、優れた狭指向性が得られ、離れた雑音の多い場所で発話された音声のＳ／Ｎ比を改善することができ、しかも使用するマイクロホンの数も少なくて済む小型化に好適な、雑音抑圧型マイクロホンを提供することになる。換言すれば、複数話者の音源分離、及び複数音源のセンシングに好適な小型化された雑音抑圧型マイクロホンを提供することになる。
【００１２】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【００１４】
すなわち、目的音に向かう方向に最大感度を持つ指向性マイクの出力のパワースペクトル値と周囲のパワースペクトル値から算出された係数を、マイクロホン出力に掛け合わせることで、従来の指向性マイクロホンよりも指向特性を狭くして、目的音のS/N比を改善する。従来指向性を鋭くするためにマイクロホンの素子数を増やすことで対処することを要しない。
【発明の効果】
【００１５】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００１６】
すなわち、優れた狭指向性が得られ、離れた雑音の多い場所で発話された音声のＳ／Ｎ比を改善することができ、しかも使用するマイクロホンの数も少なくて済む小型化に好適な、雑音抑圧型マイクロホンを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明に係る雑音抑圧型マイクロホンの第１の実施の形態を例示する説明図である。
【図２】図２は本発明に係る雑音抑圧型マイクロホンの第２の実施の形態を例示する説明図である。
【図３】図３は図１の指向性マイクロホンの指向特性を例示する特性図である。
【図４】図４は３個の無指向性マイクロホンによる指向特性を提示する特性図である。
【図５】図５は第１の実施の形態の効果として得られた指向性の改善出力Ｓkの指向特性を示した特性図である。
【図６】図６は指向性改善出力の指向特性Ｓkと改善前の特性とを比較した特性比較図である。
【図７】図７は第２の実施の形態の効果として得られた指向性の改善出力ＳＵkの指向特性を示す特性図である。
【図８】図８は従来のビームフォーミング技術で得られた指向特性と本発明によるマイクロホンの指向特性を、使用するマイクロホンの数を同数の３個にして比較した比較説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
【００１９】
〔１〕本発明の代表的な実施の形態に係る雑音抑圧型マイクロホンは、最大感度をそれぞれ異なる方向へ向けた複数個の指向性マイクロホン（Ｍ１，Ｍ２）と、前記複数個の指向性マイクロホンが出力する音声信号を入力し、入力した音声信号に対して、所定の指向性マイクロホンの最大感度方向の音声に対して他の音源からの音声及びノイズを抑圧する処理を行って目的音声信号を生成するデータ処理部（１）とを有する。前記データ処理部は、前記所定の指向性マイクロホンの受音信号の第１のパワースペクトル値と、その他の指向性マイクロホンの夫々の受音信号のパワースペクトルと前記第１のパワースペクトル値とを合計した全方向パワースペクトル値と、前記全方向パワースペクトル値からその成分の逆数で成る雑音制御に係る係数と、前記所定の指向性マイクロホンの受音信号のスペクトル値と前記第１のパワースペクトル値との第１の積のデータと、前記第１の積のデータと前記雑音制御に係る係数との第２の積のデータとを演算し、前記第２の積のデータを前記目的音声信号の出力に用いる。
【００２０】
〔２〕項１の雑音抑圧型マイクロホンにおいて、前記複数個の指向性マイクロホンとして２個の指向性マイクロホンを有し、前記所定の指向性マイクロホンは目的音の方向に主軸が向けられる。
【００２１】
〔３〕本発明の別の実施の形態に係る雑音抑圧型マイクロホンは、複数個の無指向性マイクロホン（Ｍ３、Ｍ４，Ｍ５）と、前記複数個の無指向性マイクロホンが出力する音声信号を入力し、入力した音声信号に対して、２個の無指向性マイクロホンを結んで得られる直線上の所定方向の音声に対して他の音源からの音声及びノイズを抑圧する処理を行って目的音声信号を生成するデータ処理部（１１）とを有する。前記データ処理部は、２個の無指向性マイクロホンから得られる指向性マイクロホンの前記所定方向からの受音信号の第１のパワースペクトル値と、その他の無指向性マイクロホンから得られる指向性マイクロホンの受音信号の夫々のパワースペクトルと前記第１のパワースペクトル値とを合計した全方向パワースペクトル値と、前記全方向パワースペクトル値からその成分の逆数で成る雑音制御に係る係数と、前記２個の無指向性マイクロホンから得られる指向性マイクロホンの前記所定方向からの受音信号のスペクトル値と前記第１のパワースペクトル値との第１の積のデータと、前記第１の積のデータと前記雑音制御に係る係数との第２の積のデータとを演算し、前記第２の積のデータを前記目的音声信号の出力に用いる。
【００２２】
〔４〕項３の雑音抑圧型マイクロホンにおいて、前記複数個の無指向性マイクロホンとして３個の無指向性マイクロホンを有し、前記３個の無指向性マイクロホンを頂点とする三角形の各辺に応ずる一つの直線の向きが前記所定方向の目的音の向きとされ、その他の辺に応ずる直線の向きは非目的音の向きとされる。
【００２３】
〔５〕項１乃至４の何れかの雑音抑圧型マイクロホンにおいて、前記データ処理部は、ディジタル信号処理プロセッサと、前記ディジタル信号処理プロセッサが実行するプログラムを保有するＲＯＭと、前記ディジタル信号処理プロセッサのワーク領域とされるＲＡＭとを含む。
【００２４】
２．実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
【００２５】
《実施の形態１》
図１には本発明に係る雑音抑圧型マイクロホンの一実施の形態が例示される。同図に示される雑音抑圧型マイクロホンは、例えば図３に示される指向特性を有する２個の１次傾度型の単一指向性マイクロホンＭ１，Ｍ２を備えると共に、１次傾度型の単一指向性マイクロホン（単に単一指向性マイクロホンとも記す）Ｍ１，Ｍ２が出力する音声信号を入力し、入力した音声信号に対して、特定の単一指向性マイクロホンＭ１の最大感度方向（その指向性の主軸方向）の音声（目的音源）に対して他の音源からの音声及びノイズを抑圧する処理を行って目的音声信号を生成するデータ処理部１を有する。
【００２６】
データ処理部１は、ディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）３、ＤＳＰ３などのワーク領域の用いられるＲＡＭ４、単一指向性マイクロホンＭ１，Ｍ２から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログディジタル変換回路（ＡＤＣ）５、ＤＳＰ３によりディジタル信号処理された音声データをアナログ信号に変換して出力するディジタルアナログ変換回路（ＤＡＣ）２、及びＤＳＰ３が実行するプログラムなどを保有するＲＯＭ６などを有し、１チップ又はマルチチップで構成される。ＤＳＰ３はＲＯＭ６に格納されたプログラムを実行することにより、前記目的音声信号を生成するデータ処理を行う。以下、その処理について説明する。
【００２７】
図１の例では、単一指向性マイクロホンＭ１の指向性の主軸が目的音源に向き、単一指向性マイクロホンＭ２の指向性の主軸は目的音源と逆に向けてあり、雑音の到来方向と目的方向とは異なるようにされる。尚、図３の特性は極座標ではカージオイド曲線を描くことになる。
【００２８】
単一指向性マイクロホンＭ１の受音信号のサンプル値を{x1n}、単一指向性マイクロホンＭ２の受音信号のサンプル値を{x2n}とする。n=0,…,N-1である。そうすると、各マイクロホンの受音信号のパワースペクトル値は、{x1n}の時間周波数領域の表記を{Ｘ１k}、{x2n}の時間周波数領域の表記を{Ｘ２k}として、｜Ｘ１k｜2、｜Ｘ２k｜2と表す。ここでｋ=0,…,N-1とする。図１のように配置した２個の単一指向性マイクロホンＭ１，Ｍ２は、あらゆる方向から到来する雑音を一様に受音するので、それぞれのパワースペクトル値｜Ｘ１k｜2、｜Ｘ２k｜2の和をとった式（１）のＰＳkは全方向のパワースペクトル値に相当する。
【００２９】
【数１】
2012109799.tif 000003
【００３０】
更に、ＰＳkに周囲雑音の調整パラメータαを加えた全方向パワースペクトル値ＰＳk〜は式（２）で表される。αはあらかじめ決められた定数で0<α<10の実数値とされる。
【００３１】
【数２】
2012109799.tif 000004
【００３２】
式（２）のPＳk〜の0でない成分の逆数からなる、式（３）で表す値を雑音制御に係る係数Hkとする。式（３）において、ｋ=0,…,N-1であり、βは１より充分小さい実数値である。
【００３３】
【数３】
2012109799.tif 000005
【００３４】
最後に受音信号X1kから目的とする指向性を持つマイクロホンの出力信号を得られる所望の伝達関数をＧｋとして、その時のマイクロホン出力Ｓkを式（４）によって求める。ｋ=0,…,N-1である。
【００３５】
【数４】
2012109799.tif 000006
【００３６】
ここでＧｋは、式（５）に示すように、目的方向の受音信号のパワースペクトル値と、周囲非目的方向の受音信号のパワースペクトル値から得られる雑音制御に係る係数Hｋとの積になっている。
【００３７】
【数５】
2012109799.tif 000007
【００３８】
こうして得られた出力信号Ｓkは、単一指向性マイクロホンＭ１の受音信号Ｘ１kの指向特性が改善された図５のような特性を有するものとなる。
【００３９】
図６には指向性改善出力信号Ｓkの指向特性と、改善前の単一指向性マイクロホンＭ１の特性とを比較して示している。図示されるように出力信号Ｓkの指向特性が大幅に改善されている。
【００４０】
《実施の形態２》
次に図２に示される第２の実施の形態に係る雑音抑圧型マイクロホンを説明する。同図に示される雑音抑圧型マイクロホンは、例えば複数個例えば３個の無指向性マイクロホンＭ３，Ｍ４、Ｍ５を備えると共に、前記複数個の無指向性マイクロホンＭ３，Ｍ４，Ｍ５が出力する音声信号を入力し、入力した音声信号に対して、２個の無指向性マイクロホンを結んで得られる直線上の所定方向（目的音源方向）の音声に対して他の音源からの音声及びノイズを抑圧する処理を行って目的音声信号を生成するデータ処理部１１を有する。
【００４１】
データ処理部１１は、ディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）１３、ＤＳＰ１３などのワーク領域の用いられるＲＡＭ１４、無指向性マイクロホンＭ３，Ｍ４、Ｍ５から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログディジタル変換回路（ＡＤＣ）１５、ＤＳＰ１３によりディジタル信号処理された音声データをアナログ信号に変換して出力するディジタルアナログ変換回路（ＤＡＣ）１２、及びＤＳＰ１３が実行するプログラムなどを保有するＲＯＭ１６などを有し、例えば１チップ又はマルチチップで構成される。ＤＳＰ１３はＲＯＭ１６に格納されたプログラムを実行することにより、前記目的音声信号を生成するデータ処理を行う。以下、その処理について説明する。
【００４２】
ここでは、例えば３個の無指向性マイクロホンＭ３，Ｍ４，Ｍ５を用いる。図２において、３個のマイクロホンＭ３，Ｍ４，Ｍ５の内Ｍ３とＭ４を結ぶ線分Ａと、Ｍ４とＭ５を結ぶ線分Ｂと、Ｍ５とＭ３を結ぶ線分Ｃは、それぞれが異なった方向を向くように、しかもその内の１個の線分は延長線上に必ず目的音源が位置するような関係で配置されている。図２の例は、互いの線分は任意の角度で開き、マイクロホンＭ３とマイクロホンＭ４とを結ぶ線分Aの延長線上に目的音源が存在し、他の線分Ｂ，Ｃの延長線上には雑音や目的以外の音源が存在するものとする。雑音の到来方向と目的方向とは異なる。
【００４３】
前述と同様マイクロホンＭ３の受音信号のサンプル値を{x3n}、マイクロホンＭ４の受音信号のサンプル値を{x4n}、マイクロホンＭ５の受音信号のサンプル値を{x5n}として、最初に、マイクロホンＭ３，Ｍ４の組合せで主軸が目的音源の方向に向かう特性の指向性マイクロホンを作る。ここではマイクロホンＭ４の受音信号x4nを、２個のマイクロホンＭ３，Ｍ４の間の距離の音波伝播時間に等しいか又はそれ以下の時間の値に決めた遅延を与えるための遅延回路を通して、得られた遅延信号x4'nと、マイクロホンＭ３の受音信号x3nとの差をとった新たな受音信号のサンプル値{u3n}を式（６）として求める。
【００４４】
【数６】
2012109799.tif 000008
【００４５】
これによって得られた指向性マイクロホンは、図４の４ａで表されるような特性を持つことになる。
【００４６】
２つ目の指向性マイクロホンの受音信号は、マイクロホンＭ４，Ｍ５の組合せで指向性の主軸が{u3n }と反時計回りに回転したもので、マイクロホンＭ５に前述したと同様の遅延を加えたものをx5'nとして、x4nとの差をとった新たなサンプル値{u4n }で得られ、図４の４ｂで表されるような特性を持つことになる。
【００４７】
３つ目の指向性マイクロホンの受音信号は、マイクロホンＭ５，Ｍ３の組合せで指向性の主軸が{u3n }と時計回りにu4nと同じだけ回転したもので、マイクロホンＭ３に前述したと同様の遅延を加えたものをx3'nとして、x5nとの差をとった新たなサンプル値{u5n}より得られ、図４の４ｃで表されるような特性を持つことに成る。この時の受音信号u4n、u5nは式（７）、（８）に示される。n=0,…,N-1である。
【００４８】
【数７】
2012109799.tif 000009
【００４９】
【数８】
2012109799.tif 000010
【００５０】
次に受音信号のサンプル値{u3n}、{u4n}、{u5n}、から前出同様の処理を行う。
【００５１】
{u3n}の時間周波数領域の表記を{Ｕ３k}、{u4n}の時間周波数領域の表記を{Ｕ４k}、{u5n}の時間周波数領域の表記を{Ｕ５k} (ここでｋ=0,…,N-1)として、図２のような配置の３個の無指向性マイクロホンＭ３，Ｍ４，Ｍ５から作られる指向性マイクロホンの受音信号{Ｕ３k}、{Ｕ４k}、{Ｕ５k}の主軸の向きを、あらゆる方向から到来する雑音を一様に受音するように定めて、それぞれの指向性マイクロホンの受音信号からパワースペクトル値を求めそれらの和を算出すると、全方向のパワーＰＵkが求まる。夫々のパワースペクトル値を｜Ｕ３k｜２、｜Ｕ４k｜２、｜Ｕ５k｜２として、全方向のパワースペクトル値ＰＵkを式（９）のように求める。
【００５２】
【数９】
2012109799.tif 000011
【００５３】
更に、ＰＵkに周囲雑音の調整パラメータαuを追加した全方向のパワースペクトルをＰＵk〜として式（１０）のように表すことができる。αuはあらかじめ決められた定数で0<αu<10の実数値である。
【００５４】
【数１０】
2012109799.tif 000012
【００５５】
ＰＵkの0でない成分の逆数からなる、式（１１）で示す値を雑音制御に係る係数HUkとする。式（１１）において、ｋ=0,…,N-1であり、βuは1より充分小さい実数値である。
【００５６】
【数１１】
2012109799.tif 000013
【００５７】
最後に受音信号Ｕ３kから、目的とする指向性を持つマイクロホンの出力信号を得られる所望の伝達関数をＧＵkとして、その時のマイクロホン出力ＳＵkを式（１２）によって求める。ｋ=0,…,N-1である。
【００５８】
【数１２】
2012109799.tif 000014
【００５９】
ここで、ＧＵkは目的方向の受音信号のパワースペクトル値と、周囲非目的方向の受音信号のパワースペクトル値から得られる雑音制御に係る係数ＨＵkとの積となり、式（１３）に示される。
【００６０】
【数１３】
2012109799.tif 000015
【００６１】
こうして得られた出力信号ＳＵkは、指向性マイクロホンの受音信号Ｕ3kの指向特性が改善された、図７のような特性を有するものとなる。図８には従来のビームフォーミング技術で得られた指向特性と、本発明によるマイクロホンの指向特性を、使用するマイク素子を同数の３個にして比較して示した。
【００６２】
上記の説明では数式は主だった部分が時間周波数領域の表現となっているが、当然のことであるが、同様の意味を持つ計算はまた時間領域でも行うことができる。例えば2個の信号のＦＦＴ(高速フーリェ変換)したものの積は、それぞれの信号の畳み込み演算として求めてもよい。これらは構築するシステムの規模や演算時間に合わせて適宜処理すればよい。また、時間周波数領域で得られた結果は逆フーリェ変換により時間領域波形として変換して使用することもできる。
【００６３】
上記の説明ではマイクロホンの数は２乃至３としているが、本発明の実施に際して機器の大きさとして許される範囲でその数は増えてもよい。マイクロホンの数を増やすことで更に鋭いビームの指向特性が得られることは既に実証している。
【００６４】
図５は、第１の実施の形態の効果として得られた指向性の改善出力Ｓkの指向特性を示している。図６は指向性改善出力の指向特性Ｓkと、改善前の特性とを比較したもので、改善前の単一指向性マイクロホンM1の指向特性に比較して、音波の入射角度60°で4.8dB、90°で11.7dB、120°で20ｄB以上の主ローブの改善がなされている。
【００６５】
また、図７は第２の実施の形態の効果として得られた指向性の改善出力ＳＵkの指向特性を示している。図８は従来のビームフォーミング技術で得られた指向特性と、本発明によるマイクロホンの指向特性を、使用するマイクロホンの数を同数の３個にして比較したもので、音波の入射角度60°で5.0dBの主ローブの改善が、180°で22dB以上のサイドローブの低減がなされている。
【００６６】
従来のビームフォーミング技術では、指向性の改善の手段はマイクロホンの数を増やすことで行われてきたものが、本発明では少ない数のマイクロホンで実現できるので、機器の小型化に大いに役立つ。
【００６７】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【００６８】
例えば指向性マイクロホンは指向特性が１次圧力傾度型の双指向性または単一指向性の何れであってもよいし、それ以外の高次圧力傾度型マイクロホンであってもよい。実施の形態１において指向性マイクロホンの特性は音響管で得られる指向特性でもよい。
【００６９】
実施の形態２で説明した無指向性マイクロホンを用いる構成において無指向性マイクロホンの数は３個に限定されずそれ以上の数を採用することも可能である。雑音抑圧型マイクロホンの小型化を考慮すると、例えば９個までの個数を採用するのがよい。例えば、雑音抑圧型マイクロホンは、複数個の無指向性マイクロホンとして４乃至９個の無指向性マイクロホンを有し、前記４乃至９個の内の２個乃至４個を選び出したマイクロホンを結ぶ一つ直線の向きが所定方向の目的音の向きとされ、残りのマイクロホンから選び出した２個乃至４個のマイクロホンを結ぶ直線の向きは非目的音の向きとされる。
【００７０】
また、データ処理部には中央処理装置を含めることも可能である。
【符号の説明】
【００７１】
Ｍ１，Ｍ２  単一指向性マイクロホン
Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５  無指向性マイクロホン
１，１１  データ処理部
２，１２  ディジタルアナログ変換回路（ＤＡＣ）
３，１３  ディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）
４，１４  ＲＡＭ
５，１５  アナログディジタル変換回路（ＡＤＣ）
６，１６  ＲＯＭ
【図１】
2012109799.tif 000016
【図２】
2012109799.tif 000017
【図３】
2012109799.tif 000018
【図４】
2012109799.tif 000019
【図５】
2012109799.tif 000020
【図６】
2012109799.tif 000021
【図７】
2012109799.tif 000022
【図８】
2012109799.tif 000023