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公開番号2025025072
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2023129522
出願日2023-08-08
発明の名称収音装置、収音プログラム及び収音方法
出願人沖電気工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H04R 3/00 20060101AFI20250214BHJP(電気通信技術)
要約【課題】目的エリアの音を収音するエリア収音処理を行う際に収音される音の歪みを抑制する。
【解決手段】本発明は、目的エリアの音をエリア収音する収音装置に関する。そして、本発明の収音装置は、3以上のマイクで構成されるマイク群から供給される音響信号に基づいて、マイク群のマイクの組み合わせで構成可能な複数のマイクアレイのそれぞれに対して目的エリアの外に死角を形成する複数のヌルフォーマを計算してヌルフォーマ出力音を取得するヌルフォーマ処理手段と、それぞれのヌルフォーマのヌルフォーマ出力音に基づいて、目的エリアの音を抽出したエリア音を取得するエリア音抽出手段とを有することを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
３以上のマイクで構成されるマイク群から供給される音響信号に基づいて、前記マイク群の前記マイクの組み合わせで構成可能な複数のマイクアレイのそれぞれに対して目的エリアの外に死角を形成する複数のヌルフォーマを計算してヌルフォーマ出力音を取得するヌルフォーマ処理手段と、
それぞれの前記ヌルフォーマの前記ヌルフォーマ出力音に基づいて、前記目的エリアの音を抽出したエリア音を取得するエリア音抽出手段と
を有することを特徴とする収音装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記エリア音抽出手段は、
それぞれの前記マイクアレイについて、周波数毎に複数の前記ヌルフォーマ出力音から出力が最小の前記ヌルフォーマ出力音を選んで前記マイクアレイのビームフォーマ出力音とするヌルフォーマ選択部と、
複数の前記ビームフォーマ出力音から出力が最小の前記ビームフォーマ出力音を選んでエリア音とするビームフォーマ選択部と
を有することを特徴とする請求項１に記載の収音装置。
【請求項３】
前記マイク群から、複数の組み合わせの前記マイクを選択して、選択した組み合わせごとに前記マイクアレイを構成するマイクアレイ選択手段をさらに備え、
前記ヌルフォーマ処理手段は、前記マイクアレイ選択手段が構成した前記マイクアレイのそれぞれに対して複数の前記ヌルフォーマを計算して前記ヌルフォーマ出力音を取得し、
前記エリア音抽出手段は、周波数ごとに複数の前記ヌルフォーマ出力音から出力が最小の前記ヌルフォーマ出力音を選んでエリア音とする
ことを特徴とする請求項１に記載の収音装置。
【請求項４】
コンピュータを、
３以上のマイクで構成されるマイク群から供給される音響信号に基づいて、前記マイク群の前記マイクの組み合わせで構成可能な複数のマイクアレイのそれぞれに対して目的エリアの外に死角を形成する複数のヌルフォーマを計算してヌルフォーマ出力音を取得するヌルフォーマ処理手段と、
それぞれの前記ヌルフォーマの前記ヌルフォーマ出力音に基づいて、前記目的エリアの音を抽出したエリア音を取得するエリア音抽出手段と
して機能させることを特徴とする収音プログラム。
【請求項５】
収音装置が行う収音方法において、
前記収音装置は、ヌルフォーマ処理手段とエリア音抽出手段とを備え、
前記ヌルフォーマ処理手段は、３以上のマイクで構成されるマイク群から供給される音響信号に基づいて、前記マイク群の前記マイクの組み合わせで構成可能な複数のマイクアレイのそれぞれに対して目的エリアの外に死角を形成する複数のヌルフォーマを計算してヌルフォーマ出力音を取得し、
前記エリア音抽出手段は、それぞれの前記ヌルフォーマの前記ヌルフォーマ出力音に基づいて、前記目的エリアの音を抽出したエリア音を取得する
ことを特徴とする収音装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は収音装置、収音プログラム及び収音方法に関し、例えば、特定のエリアから発せられた音声だけを音声認識させるために、当該特定のエリア以外の音を抑制して、当該特定のエリアの音だけを強調するエリア収音処理に適用し得る。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
雑音環境下で音声認識システムを利用する場合、必要な目的音と同時に混入する周囲の雑音は、収録された音声の音声認識率の低下をもたらす厄介な存在である。
【０００３】
従来、このような複数の音源が存在する環境下において、特定の方向の音のみを収音することで、不要音の混入を避け必要な目的音を得る技術として、マイクアレイを用いたビームフォーミングがある。ビームフォーミングとは、各マイクに到達する信号の時間差を利用して指向性を形成する技術である（非特許文献１参照）。ビームフォーミングを行うマイクアレイはビームフォーマとも呼ばれる。
【０００４】
一方、ビームフォーマは特定の方向の音をすべて収音するため、特定のエリア（以下、「目的エリア」とも呼ぶ）だけを収音したい場合には、ビームフォーマから見て同じ方向にある目的エリアの外にある音も収音してしまう。そこで、特許文献１では、複数のビームフォーマを用い、それぞれ別の方向から目的エリアへ指向性を向け、該指向性を目的エリアで交差させることで目的音を収音する手法（エリア収音）を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１３－１８３３５８号公報
【非特許文献】
【０００６】
浅野太著，“音響テクノロジーシリーズ１６音のアレイ信号処理－音源の定位・追跡と分離－”，日本音響学会編，コロナ社，２０１１年２月２５日発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、人間の音声を収音する場合エリア収音では、目的エリアを形成するために、ビームフォーマに鋭い指向性を持つことが望ましい。例えば、人の音声を収音する場合におけるビームフォーマのビーム幅は、概ね６０度以下であることが望ましい。
【０００８】
そして、加算型・減算型いずれのビームフォーマにおいても、鋭い指向性を形成には多数のマイクが必要である。例えば、最小分散無ひずみ応答法（ＭｉｎｉｍｕｍＶａｒｉａｎｃｅＤｉｓｔｏｒｔｉｏｎｌｅｓｓＲｅｓｐｏｎｓｅ：ＭＶＤＲ）では、抑制したい雑音源の数＋１のマイクが必要となる。このような多数マイクを有するエリア収音は、実験室で試験的に実現することはできるが、部品コストと設置スペースの点で市販の製品には適さない。
【０００９】
一方、特許文献１に記載の技術では、周波数領域上でスペクトル減算（振幅スペクトル同士を減算するが、減算結果が負になる場合はゼロや小さい数で置き換える方法）を用いることで、少数マイクで鋭い指向性を実現している。目的エリア方向に死角を形成したヌルフォーマを作り、マイク入力振幅スペクトルから該ヌルフォーマ振幅スペクトルをスペクトル減算することで、目的エリア方向に鋭い指向性を形成する。この方法を使えば、わずか２マイクで鋭い指向性を形成できるが、ミュージカルノイズの発生やエリア音成分の欠落等のひずみを生じる。
【００１０】
したがって、従来の技術では、エリア収音を実現するために多数マイクを必要とするために装置が大規模になったり、少数マイクでスペクトル減算を用いることで抽出したエリア音がひずんだりする課題があった。
（【００１１】以降は省略されています）

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