JP4928382B2 - 特定方向収音装置、特定方向収音方法、特定方向収音プログラム、記録媒体 - Google Patents
特定方向収音装置、特定方向収音方法、特定方向収音プログラム、記録媒体 Download PDFInfo
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Description
このとき遅延量Dmは、あらかじめ与えられた所望音源の方向θSから、それぞれ式(2)により導出することができる。
ここでcは音速であり、dmは図1においてθS方向から到来した音波から見たときの、マイクmと基準点の間の距離で、式(3)により表される。
次にいま得られたym(n)を式(4)のように加算することで、所望位置から発せられる音を強調した信号z(n)が求められる。
図4に本発明の特定方向収音装置のマイクロホンアレーの配置の例を示す。本発明では、図4に示すように、収音する領域を複数の方向領域に分割し、マイクロホンアレーの指向性をそれぞれの方向領域に向けるように制御して受音した信号を用いる。このときマイクロホンアレーによって処理された信号は、その処理前と比較して音源の存在する方向に応じてパワー(「信号量」とも言う。)が変化する。本発明では、このパワーの変化量を利用して、それぞれの方向領域から到来する信号のパワーを推定する。そして、推定されたパワーから、事前に与えられた方向領域から到来する信号を強調する非線形フィルタを構成し(利得係数を求め)、そのフィルタを通した信号を最終的な出力信号として得る。また、計算量を削減するために、上述の信号のパワー推定において、方向領域の集約を行う。
[第1実施形態]
はじめに本発明の全体の概要を説明する。図5は本発明の特定方向収音装置の全体構成例を示している。図6は本発明の特定方向収音装置の処理フローの例を示している。M(≧2)個のマイクロホンから構成されるマイクロホンアレー11によって受音された信号xm(n)(m=1,2,…,M)は、ビームフォーマー部12−1からビームフォーマー部12−QまでのQ個のビームフォーマー部12−1〜12−Qに入力される。ここでnは離散時間信号のサンプル番号を表す。
図8はビームフォーマー部12−1〜12−Qの中の一つの構成を示している。同様の処理がすべてのビームフォーマー部において行われる。入力された信号xm(n)(m=1,2,…,M)はフィルタ処理部FC1〜FCMに入力される。フィルタ処理部FC1〜FCMではあらかじめ与えられた(決定方法は後述する)フィルタ係数Wqm(n)を、式(5)に示す畳み込み演算に代入して得られる信号x’qm(n)を出力する。
図9は信号量推定部14の構成を示している。信号量推定部14に入力される周波数成分Y1(ω,l)、Y2(ω,l)、…、YQ(ω,l)はそれぞれパワー演算部PW−1〜PW−Qに入力され、信号のパワー値|Y1(ω,l)|2、|Y2(ω,l)|2、…、|YQ(ω,l)|2が出力され、領域集約部14Aに入力される(図6のSPA)。領域集約部14Aは、あらかじめ決められた収音したい領域の集合Sから発せられる信号のパワー値の平均と、抑圧したい領域の集合Nから発せられる信号のパワー平均を求め、その結果からなる集約パワーベクトルY(ω,l)を出力する(図6のS14A)。
なお、本発明の原理の中で説明した方向領域の集約を行って信号のパワー(信号量)を推定するのが、信号量推定部14である。
図11は特定方向選択部15の構成を示している。特定方向選択部15では各周波数領域変換部13−1〜13−Qから入力された周波数成分Y1(ω,l)〜YQ(ω,l)のうち、強調したい第q方向領域(ただし、qは1,…,Qの中から選択した1つ)に対応するものを選択してYS(ω,l)として出力する。
(利得係数算出部)
図12は利得係数算出部16の構成を示している。信号量推定部14より入力された推定信号パワーベクトルXest(ω,l)はベクトル要素抽出部16Aに入力される。推定信号パワーベクトルXest(ω,l)は、式(12)に示すように、入力された推定信号パワーベクトルの収音領域信号推定パワー|S(ω,l)|2を第1成分、入力された推定信号パワーベクトルの抑圧領域信号推定パワー|N(ω,l)|2を第2成分とする。
ベクトル要素抽出部16Aは、収音領域信号推定パワー|S(ω,l)|2と抑圧領域信号推定パワー|N(ω,l)|2を出力し、それらをSN比推定部16Bに入力する。SN比推定部16Bでは式(13)を用いて所望方向領域の信号を強調する利得係数R(ω,l)を計算し出力する。
[第2実施形態]
第2実施形態の特定方向収音装置は、第1実施形態の特定方向収音装置の信号量推定部14、利得係数算出部16、乗算部17での処理手順を変更したものである。図13は、第2実施形態の特定方向収音装置の構成例を示す図である。第1実施形態との相違点は、周波数領域変換部13−1〜13−Qの後段に帯域分割部19−1〜19−Qを備え、信号量推定部14、利得係数算出部16、乗算部17の各処理が、Ω個の周波数帯域ごとに行われる点、および、各周波数帯域での乗算部17の後段に帯域合成部21を備え、各帯域の乗算部17からの出力を合成する点である。図14に帯域分割部の構成を、図15に帯域合成部の構成を示す。
[実験例]
図16に本発明の特定方向収音装置出の実験結果を示す。図16は、所望音源(女声)の位置を0度に固定し、雑音源(男声)の位置を図4に示す15度おきの方向に変化させる実験での雑音抑圧量をデシベル値で示したものである。図16では、極座標系の内側に行くほど雑音抑圧量が大きい。また、本実験では、収音したい領域を0度〜90度、270度〜360度に設定したため、それ以外の方向(90度〜270度)が抑圧したい領域となる。なお、本実験では一辺24cmの正方形の各頂点に配置された4つの単一指向性マイクからなるマイクロホンアレーを用いた。
13−1〜13−Q 周波数領域変換部 14 信号量推定部
14A 領域集約部 14B 乗算部
14C 逆行列演算部 15 特定方向選択部
16 利得係数算出部 17 乗算部
18 逆周波数領域変換部 19−1〜19−Q 帯域分割部
20−1〜20−Ω 同一帯域成分収集部 21 帯域合成部
Claims (4)
- 複数のマイクロホンを搭載して構成されるマイクロホンアレーの出力信号を利用してそれぞれが異なる方向の角度領域から到来する音を強調して収音する複数のビームフォーマー部と、
前記複数のビームフォーマー部が収音した角度領域信号のそれぞれを複数の帯域成分に分割した周波数領域信号に変換する複数の周波数領域変換部と、
前記複数の周波数領域変換部が出力する周波数領域信号の中の所望方向の複数の角度領域に属する周波数領域信号から特定方向周波数領域信号を選択する特定方向選択部と、
前記所望方向の複数の角度領域の周波数領域信号の平均である信号量と前記所望方向の角度領域以外の複数の角度領域の周波数領域信号の平均である信号量とを要素とする集約パワーベクトルを求める領域集約手段と、前記ビームフォーマー部の指向特性から求めた前記所望方向の複数の角度領域の指向特性の平均値から求められるパラメータと前記所望方向の角度領域以外の複数の角度領域の指向特性の平均値から求められるパラメータを要素とする集約ゲイン行列の逆行列を求める逆行列演算手段と、前記集約パワーベクトルに前記逆行列を乗算して、前記所望方向の複数の角度領域の信号のパワーの推定値である収音領域信号推定パワーと前記所望方向の角度領域以外の複数の角度領域の信号のパワーの推定値である抑圧領域信号推定パワーとを要素とする推定信号パワーベクトルを求める乗算手段とを有する信号量推定部と、
前記収音領域信号推定パワーと前記抑圧領域信号推定パワーより周波数帯域毎の利得係数を算出する利得係数算出部と、
前記利得係数算出部が算出した利得係数を前記特定方向周波数領域信号の各対応する周波数帯域の信号量に乗算する乗算部と、
を備える特定方向収音装置。 - 複数のマイクロホンを搭載して構成されるマイクロホンアレーの出力信号を利用してそれぞれが異なる方向の角度領域から到来する音を強調して収音する複数のビームフォーマー処理ステップと、
前記複数のビームフォーマー処理ステップで収音した角度領域信号のそれぞれを複数の帯域成分に分割した周波数領域信号に変換する複数の周波数領域変換ステップと、
前記複数の周波数領域変換ステップが出力する周波数領域信号の中の所望方向の複数の角度領域に属する周波数領域信号から特定方向周波数領域信号を選択する特定方向選択ステップと、
前記所望方向の複数の角度領域の周波数領域信号の平均である信号量と前記所望方向の角度領域以外の複数の角度領域の周波数領域信号の平均である信号量とを要素とする集約パワーベクトルを求める領域集約サブステップと、前記ビームフォーマー処理ステップの指向特性から求めた前記所望方向の複数の角度領域の指向特性のパラメータと前記所望方向の角度領域以外の複数の角度領域の指向特性のパラメータを要素とする集約ゲイン行列の逆行列を求める逆行列演算サブステップと、前記集約パワーベクトルに前記逆行列を乗算して、前記所望方向の複数の角度領域の信号のパワーの推定値である収音領域信号推定パワーと前記所望方向の角度領域以外の複数の角度領域の信号のパワーの推定値である抑圧領域信号推定パワーとを要素とする推定信号パワーベクトルを求める乗算サブステップとを有する信号量推定ステップと、
前記収音領域信号推定パワーと前記抑圧領域信号推定パワーより周波数帯域毎の利得係数を算出する利得係数算出ステップと、
前記利得係数算出ステップが算出した利得係数を前記特定方向周波数領域信号の各対応する周波数帯域の信号量に乗算する乗算ステップと、
を有する特定方向収音方法。 - 請求項1記載の特定方向収音装置として、コンピュータを動作させる特定方向収音プログラム。
- 請求項3記載の特定方向収音プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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Families Citing this family (6)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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