"xs,ys,zsに位置する音源から発せられた音をマイクアレーで収音することにより得られた音信号をフーリエ変換により周波数領域信号に変換する周波数領域変換部と、Nx,Nyを正の整数とし、上記マイクアレーはz=z0の二次元平面上に配置されたNx×Ny個のマイクロホンで構成されており、x方向にi番目でありy方向にj番目のマイクロホンの位置をxi,yj,z0と表記し、ωを周波数、cを音速、k=ω/cを波数、Hi,j,ωをフィルタ、xi,yj,z0に位置するマイクロホンに対応する周波数領域信号をFi,j,ωとして、上記式で定義されるフィルタ処理を上記周波数領域信号Fi,j,ωに対して行うフィルタ部と、上記フィルタ処理を行った後の信号を逆フーリエ変換により時間領域信号に変換する時間領域変換部と、を含む音源信号抽出装置。請求項1の音源信号抽出装置において、上記周波数領域信号に窓関数を乗じて窓関数後周波数領域信号を生成する窓関数部を更に含み、上記フィルタ部は、上記xi,yj,z0に位置するマイクロホンに対応する窓関数後周波数領域信号をFwi,j,ωとして、上記式で定義されるフィルタ処理を上記周波数領域信号Fi,j,ωに対して行うことを特徴とする、音源信号抽出装置。xs,ys,zsに位置する音源から発せられた音をマイクアレーで収音することにより得られた音信号をフーリエ変換により周波数領域信号に変換する周波数領域変換部と、Nxを正の整数とし、上記マイクアレーはz,y=z0,y0の直線上に配置されたNx個のマイクロホンで構成されており、x方向にi番目のマイクロホンの位置をxi,y0,z0と表記し、ωを周波数、cを音速、k=ω/cを波数、Hi,ωをフィルタ、xi,y0,z0に位置するマイクロホンに対応する周波数領域信号をFi,ω、Hn1を第一種ハンケル関数として、上記式で定義されるフィルタ処理を上記周波数領域信号Fi,ωに対して行うフィルタ部と、上記フィルタ処理を行った後の信号を逆フーリエ変換により時間領域信号に変換する時間領域変換部と、を含む音源信号抽出装置。請求項3の音源信号抽出装置において、上記周波数領域信号に窓関数を乗じて窓関数後周波数領域信号を生成する窓関数部を更に含み、上記フィルタ部は、上記xi,y0,z0に位置するマイクロホンに対応する窓関数後周波数領域信号をFwi,ωとして、上記式で定義されるフィルタ処理を上記周波数領域信号Fi,j,ωに対して行うことを特徴とする、音源信号抽出装置。周波数領域変換部が、xs,ys,zsに位置する音源から発せられた音をマイクアレーで収音することにより得られた音信号をフーリエ変換により周波数領域信号に変換する周波数領域変換ステップと、フィルタ部が、Nx,Nyを正の整数とし、上記マイクアレーはz=z0の二次元平面上に配置されたNx×Ny個のマイクロホンで構成されており、x方向にi番目でありy方向にj番目のマイクロホンの位置をxi,yj,z0と表記し、ωを周波数、cを音速、k=ω/cを波数、Hi,j,ωをフィルタ、xi,yj,z0に位置するマイクロホンに対応する周波数領域信号をFi,j,ωとして、上記式で定義されるフィルタ処理を上記周波数領域信号Fi,j,ωに対して行うフィルタステップと、時間領域変換部が、上記フィルタ処理を行った後の信号を逆フーリエ変換により時間領域信号に変換する時間領域変換ステップと、を含む音源信号抽出方法。周波数領域変換部が、xs,ys,zsに位置する音源から発せられた音をマイクアレーで収音することにより得られた音信号をフーリエ変換により周波数領域信号に変換する周波数領域変換ステップと、フィルタ部が、Nxを正の整数とし、上記マイクアレーはz,y=z0,y0の直線上に配置されたNx個のマイクロホンで構成されており、x方向にi番目のマイクロホンの位置をxi,y0,z0と表記し、ωを周波数、cを音速、k=ω/cを波数、Hi,ωをフィルタ、xi,y0,z0に位置するマイクロホンに対応する周波数領域信号をFi,ω、Hn1を第一種ハンケル関数として、上記式で定義されるフィルタ処理を上記周波数領域信号Fi,ωに対して行うフィルタステップと、時間領域変換部が、上記フィルタ処理を行った後の信号を逆フーリエ変換により時間領域信号に変換する時間領域変換ステップと、を含む音源信号抽出方法。請求項1から4に記載された音源信号抽出装置の各部としてコンピュータを機能させるための音源信号抽出プログラム。しかしながら、音源位置を含む平面全体の音圧勾配分布を取得するには、大きな計算コストを要するという問題があった。この発明の課題は、従来よりも小さい計算コストで音源信号を抽出する音源信号抽出装置、方法及びプログラムを提供することである。上記の課題を解決するために、不均質波を無視した逆伝播演算に基づくフィルタを用いて、音源位置のみの音圧を推定することにより音源信号を抽出する。平面全体の音圧勾配分布ではなく、音源位置のみの音圧を推定することにより、従来よりも小さい計算コストで音源信号を抽出することができる。以下、図面を参照してこの発明の一実施形態を説明する。[第一実施形態]第一実施形態の音源信号抽出装置及び方法は、図2に示すように、z=z0の位置に配置されたNx×Ny個の無指向性のマイクロホンで構成される二次元マイクアレーM1-1,M2-1,...,MNx-Nyで収音した音信号を用いて、以下に説明する方法で、xs,ys,zsに位置する音源Sが発する音の信号を抽出する。Nx,Nyは正の整数である。マイクアレーM1-1,M2-1,...,MNx-Nyを構成するマイクロホンの数は基本的には任意である。もっとも、空間的な音圧分布を取得できるだけの数のマイクロホンがあることが望ましい。マイクアレーM1-1,M2-1,...,MNx-Nyを構成するマイクロホンの各間隔は、収音する音信号の半波長以下の長さに設定することが望ましい。z=z0の位置に配置された二次元マイクアレーM1-1,M2-1,...,MNx-Nyを構成する各マイクの位置をrij=xi,yj,z0と表わすことにする。音源Sの位置xs,ys,zs及び二次元マイクアレーM1-1,M2-1,...,MNx-Nyを構成する各マイクロホンの位置xi,yj,z0は既知であるとする。第一実施形態の音源信号抽出装置は、図1に示すように周波数領域変換部1、窓関数部2、フィルタ部3、時間領域変換部4を例えば備える。音源信号抽出装置は、図5に例示された音源信号抽出方法の各ステップの処理を行う。二次元マイクアレーM1-1,M2-1,...,MNx-Nyは、音源Sで発せられた音を収音して時間領域の音信号を生成する。生成された音信号は、周波数領域変換部1に送られる。rs=xi,yj,z0のマイクMi-jで収音された時間領域の時刻tの音信号をfi,j,tと表記する。周波数領域変換部1は、マイクアレーM1-1,M2-1,...,MNx-Nyで収音された音信号fi,j,tをフーリエ変換により周波数領域信号Fi,j,ωに変換するステップS1。生成された周波数領域信号Fi,j,ωは、窓関数部2に送られる。ωは周波数である。例えば、短時間離散フーリエ変換により周波数領域信号Fi,j,ωが生成される。もちろん、他の既存の方法により周波数領域信号Fi,j,ωを生成してもよい。窓関数部2は、周波数領域信号Fi,j,ωに窓関数を乗じて窓関数後周波数領域信号Fwj,j,ωを生成するステップS2。窓関数後周波数領域信号Fwj,j,ωは、フィルタ部3に送られる。窓関数として、以下の式より定義されるいわゆるターキーTurkey窓関数wi,jを例えば用いる。Ntprは、テーパーを適用する点数であり1以上Nx,Ny以下の整数である。なお、後述するように、窓関数部2はなくてもよい。フィルタ部3は、下式で定義されるフィルタ処理を窓関数後周波数領域信号Fi,j,ωに対して行いステップS3、音源位置の音圧を取得することで周波数領域の音源信号であるSωを抽出する。フィルタ処理を行った後の信号Sωは、時間領域変換部4に送られる。kは波数であり、cを音速としてk=ω/cである。下式において、波数kの左にあるjは虚数単位を意味する。Hi,j,ωは、フィルタである。時間領域変換部4は、フィルタ処理を行った後の信号Sωを逆フーリエ変換により時間領域信号stに変換するステップS4。逆フーリエ変換は短時間離散逆フーリエ変換等の既存の方法を用いればよい。この時間領域信号stが、音源Sの位置における信号となる。[第二実施形態]第一実施形態の音源信号抽出装置及び方法は二次元マイクアレーを用いるのに対して、第二実施形態の音源信号抽出装置及び方法は一次元マイクアレーを用いる。これにより、マイク数、すなわちチャネル数を少なくすることができるため、実装が比較的容易となる。第二実施形態の音源信号抽出装置及び方法は、図4に示す第一の部屋のy=y0,z=z0の位置に配置されたNx個の無指向性のマイクで構成されるマイクアレーM1-1,M2-1,...,MNx-1で収音した音信号を用いて、xs,ys,zsに位置する音源Sが発する音の信号を抽出する。Nxは正の整数である。マイクアレーM1-1,M2-1,...,MNx-1を構成するマイクロホンの数は基本的には任意である。もっとも、空間的な音圧分布を取得できるだけの数のマイクロホンがあることが望ましい。マイクアレーM1-1,M2-1,...,MNx-1を構成するマイクロホンの各間隔は、収音する音信号の半波長以下の長さに設定することが望ましい。z=z0,y=y0の位置に配置されたマイクアレーM1-1,M2-1,...,MNx-1を構成する各マイクの位置をri=xi,y0,z0と表わすことにする。音源Sの位置xs,ys,zs及びマイクアレーM1-1,M2-1,...,MNx-1を構成する各マイクロホンの位置xi,y0,z0は既知であるとする。第二実施形態の音源信号抽出装置は、図3に示すように周波数領域変換部1、窓関数部2、フィルタ部3、時間領域変換部4を例えば備える。音源信号抽出装置は、図5に例示された音源信号抽出方法の各ステップの処理を行う。マイクアレーM1-1,M2-1,...,MNx-1は、音源Sで発せられた音を収音して時間領域の音信号を生成する。生成された音信号は、周波数領域変換部1に送られる。ri=xi,y0,z0のマイクMi-1で収音された時間領域の時刻tの音信号をfi,tと表記する。周波数領域変換部1は、マイクアレーM1-1,M2-1,...,MNx-1で収音された音信号fi,tをフーリエ変換により周波数領域信号Fi,ωに変換するステップS1。生成された周波数領域信号Fi,ωは、窓関数部2に送られる。ωは周波数である。例えば、短時間離散フーリエ変換により周波数領域信号Fi,ωが生成される。もちろん、他の既存の方法により周波数領域信号Fi,ωを生成してもよい。窓関数部2は、周波数領域信号Fi,ωに窓関数を乗じて窓関数後周波数領域信号Fwi,ωを生成するステップS2。窓関数後周波数領域信号Fwi,ωは、フィルタ部3に送られる。窓関数として、以下の式より定義されるいわゆるターキーTurkey窓関数wxiを例えば用いる。Ntprは、テーパーを適用する点数であり1以上Nx以下の整数である。フィルタ部3は、下式で定義されるフィルタ処理を窓関数後周波数領域信号Fi,ωに対して行いステップS3、音源位置の音圧を取得することで周波数領域の音源信号であるSωを抽出する。フィルタ処理を行った後の信号Sωは、時間領域変換部4に送られる。kは波数であり、cを音速としてk=ω/cである。下式において、波数kの左にあるjは虚数単位を意味する。Hi,ωは、フィルタである。上記式において、Hn1は、第一種ハンケル関数である。第一種ハンケル関数Hn1xは、第一種ベッセル関数Jnx及び第二種ベッセル関数Ynxを用いて以下のように定義される。時間領域変換部4は、フィルタ処理を行った後の信号Sωを逆フーリエ変換により時間領域信号stに変換するステップS4。逆フーリエ変換は短時間離散逆フーリエ変換等の既存の方法を用いればよい。この時間領域信号stが、音源Sの位置における信号となる。[理論的背景]以下、第一実施形態、第二実施形態においてフィルタ部3の処理がそれぞれ式1、式2となる理由を説明する。以下では、表記の簡略化のためにωを記載しない場合がある。レイリー方程式に基づいて、図2においてz=z0の平面上の位置r0=x0,y0,z0の音圧Pr0を用いて音源位置rsの音圧Prsを推定すると以下のようになる。ここで、κ-1は、核関数である。kx、kyは、それぞれx方向の波数、y方向の波数である。核関数κ-1は、均質波に対応する成分κ1-1と不均質波に対応する成分κ2-1との和に分解することが可能である。一般に音場の再生に寄与しないと考えられる不均質波に対応する成分を無視すると、核関数κ-1は、以下のように近似できる。式4の右辺を式3に代入すると以下のようになる。上記式のPrsが第一実施形態のSωに対応し、Pr0がFwi,j,ωに対応する。上記式を離散的に表現したものが式1である。直線上にマイクロホンが配置されている第二実施形態においても、上記と同様に核関数κ-1の不均質波に対応する成分κ2-1を無視することにより、式2が得られる。[シミュレーション結果]4cm間隔で直線状に96ch配置された直線上のマイクアレーの中心から2mの位置に一般的な密閉型スピーカを置き、第二実施形態の音源信号抽出方法によって音源信号を抽出した結果を示す。スピーカから再生した音源信号は、図6のような10秒間の音声女声男声である。このとき,音源から最も近い距離にあるマイクによる収音信号は、図7のようになった。この信号と原音声のSN比は、5.55dBである。SN比の計算に際しては、相互相関を用いて時間差を補正し、最小二乗法によって誤差が最小になるように振幅を補正した。図8が提案法によって抽出した音源信号である。音源位置は既知としている。このときのSN比は20.07dBとなった。図9は、マイクアレー信号に時間差を与え和をとる従来の焦点形成による結果である。この際、SN比最大化の観点から焦点位置までの距離で信号を割る処理を加えている。このときのSN比は5.43dBであった。このように、音源位置の音圧を推定することにより、従来よりも高いSN比で音源信号を抽出することができる。[変形例等]窓関数部2はなくてもよい。この場合、フィルタ部3は、窓関数後周波数領域信号Fwi,j,ω又はFwi,ωではなく周波数領域信号Fi,j,ω又はFi,ωに対して、窓関数部2がある場合と同様のフィルタ処理を行う。この場合、第一実施形態のフィルタ部3は、具体的には以下の式により定義されるフィルタ処理を行う。また、この場合、第二実施形態のフィルタ部3は、具体的には以下の式により定義されるフィルタ処理を行う。音源信号抽出装置は、コンピュータによって実現することができる。この場合、この装置の各部の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、この装置における各部がコンピュータ上で実現される。この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、これらの装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。"