声音收集装置制造方法及图纸

本公开提供能够有效地抑制目标声音以外的声音的声音收集装置。声音收集装置(10)具备多个麦克风元件(20a～20d)。两个麦克风元件间的距离小于距离(D)的有效麦克风对的总数比多个麦克风元件(20a～20d)的总数多。距离(D)由D＝c/2f表示，其中f为从多个麦克风元件(20a～20d)的各个获得的目标声音的频率，c为音速。若将连接构成有效麦克风对的两个麦克风元件的直线与预定直线形成的角度设为θ，则从多个麦克风元件(20a～20d)获得的所有有效麦克风对的θ互不相同。

【技术实现步骤摘要】
声音收集装置
本公开涉及用于进行波束成形(beamforming)的声音收集(集音)装置。
技术介绍
波束成形是如下的技术：使用从多个麦克风(microphone)元件取得的声音(语音)信号，生成强调了目标声音方向的声音的信号。在非专利文献1中，作为使用自适应滤波器的波束成形器的一例，公开了广义旁瓣相消器(GSC：generalizedsidelobecanceller)。现有技术文献非专利文献1：L.GriffithsandC.W.Jim,“Analternativeapproachtolinearlyconstrainedadaptivebeamforming”,IEEETrans.AntennasPropagation,vol.AP-30,pp27-34,Jan.1982.
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本公开提供能够有效地抑制目标声音以外的声音的声音收集装置。用于解决问题的技术方案本公开的一个技术方案涉及的声音收集装置，具备多个麦克风元件，由所述多个麦克风元件所包含的任意两个麦克风元件构成的麦克风对(pair)中的、两个麦克风元件间的距离小于距离D的有效麦克风对的总数比所述多个麦克风元件的总数多，所述距离D由D＝c/2f表示，其中，f为从所述多个麦克风元件获得的目标声音的频率，c为音速，若将连接构成所述有效麦克风对的两个麦克风元件的直线与预定直线形成的角度设为θ，则从所述多个麦克风元件获得的所有所述有效麦克风对的θ互不相同。专利技术效果本公开的声音收集装置能够有效地抑制目标声音以外的声音。附图说明图1是实施方式涉及的声音收集装置的外观立体图。图2是表示实施方式涉及的声音收集装置的内部结构的一例的示意图。图3是表示实施方式涉及的声音收集装置的功能构成的框图。图4是通过主信号、参照信号以及输出信号的灵敏度特性示意性地表示输出信号的计算式的图。图5是表示俯视图中的多个麦克风元件的配置的图。图6是示意性地表示在以0°方向作为目标声音方向所生成的参照信号Xr1～Xr6具有相同的灵敏度特性的情况下的参照信号Xr的图。图7是示意性地表示在参照信号Xr1～Xr6具有互不相同的灵敏度特性的情况下的参照信号Xr的图。图8是表示相对于多个麦克风元件的配置的评价结果的第一图。图9是表示相对于多个麦克风元件的配置的评价结果的第二图。图10是表示相对于多个麦克风元件的配置的评价结果的第三图。图11是表示相对于多个麦克风元件的配置的评价结果的第四图。图12是表示麦克风元件的总数与噪音抑制量的关系的图。图13是表示从第一有效麦克风对获得的第一参照信号的灵敏度特性以及从第二有效麦克风对获得的第二参照信号的灵敏度特性的第一示意图。图14是表示从第一有效麦克风对获得的第一参照信号的灵敏度特性以及从第二有效麦克风对获得的第二参照信号的灵敏度特性的第二示意图。标号说明10：声音收集装置20a、20b、20c、20d：麦克风元件30：信号处理部31：主信号生成部31a、31b、31c、31d：延迟器32a、32b、32c、32d、32e、32f：参照信号生成部33a、33b、33c、33d、33e、33f：自适应滤波器部34：减法运算部35：系数更新部L1、L2、L3、L4、L5、L6：直线Xm：主信号(第一信号)Xr：参照信号Xr1、Xr2、Xr3、Xr4、Xr5、Xr6：参照信号(第二信号)Y：输出信号(第三信号)具体实施方式以下，参照附图，对实施方式进行说明。以下说明的实施方式均表示总括性或具体的例子。以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态等仅为一例，并非旨在限定本公开。另外，对于以下的实施方式中的构成要素中的、没有记载在表示最上位概念的独立权利要求中的构成要素，作为任意的构成要素来说明。另外，各附图为示意图，不一定是严格图示。另外，在各附图中，对于实质上相同的构成，有时会赋予同一标号，并省略或简化重复的说明。另外，在以下的实施方式中，声音收集装置将从某个方向到来的声音作为主要的输出对象的情况下，将该方向表示为目标声音方向，将该声音表示为目标声音。另外，有时将目标声音以外的声音表示为噪音。(实施方式)[声音收集装置的概要]以下，使用图1以及图2，对实施方式涉及的声音收集装置的概要进行说明。图1是实施方式涉及的声音收集装置的外观立体图。图2是表示实施方式涉及的声音收集装置的内部结构的一例的示意图。如图1所示，实施方式涉及的声音收集装置10是大致圆盘状的装置。声音收集装置10例如设置在桌子上，用于电话会议等中的声音的取得。如图2所示，声音收集装置10具备多个麦克风元件20a～20d以及信号处理部30。此外，声音收集装置10的形状不限定于大致圆盘状。信号处理部30使用从多个麦克风元件20a～20d的各个获得的声音信号进行波束成形。信号处理部30的波束成形是在确保了目标声音方向的灵敏度的基础上形成指向性以使噪音成为死角的信号处理。也就是说，根据信号处理部30的波束成形，来自目标声音方向以外的方向的噪音得以抑制。多个麦克风元件20a～20d的各个为无指向性麦克风元件，但通过信号处理部30的波束成形，声音收集装置10在目标声音方向具有高灵敏度。[声音收集装置的功能构成]接着，对声音收集装置10的功能构成进行说明。图3是表示实施方式涉及的声音收集装置10的功能构成的框图。如图3所示，声音收集装置10具备多个麦克风元件20a～20d以及信号处理部30。此外，并非必须为声音收集装置10具备信号处理部30，信号处理部30也可以实现为有别于声音收集装置10的装置。多个麦克风元件20a～20d是用于生成在波束成形中所使用的主信号Xm以及参照信号Xr1～Xr6的麦克风阵列。换言之，作为波束成形器的信号处理部30为了取得声音信号而使用多个麦克风元件20a～20d。多个麦克风元件20a～20d配置在同一平面上。在实施方式中，声音收集装置10具备4个麦克风元件20a～20d，但麦克风元件的总数不特别限定。麦克风元件的总数既可以为偶数、也可以为奇数。声音收集装置10例如也可以具备4个以上的麦克风元件。信号处理部30是波束成形器。更具体而言，信号处理部30具有与广义旁瓣相消器同样的构成。信号处理部30例如由DSP(DigitalSignalProcessor，数字信号处理器)等处理器来实现，但也可以由微型计算机或电路来实现。另外，信号处理部30也可以通过处理器、微型计算机和电路中的2个以上的组合来实现。信号处理部30具备延迟器31a～31d、主信号生成部31、参照信号生成部32a～32f、自适应滤波器部33a～33f、减法运算部34以及系数更新部35。延迟器31a～31d一对一地对应于从多个麦克风元件20a～20d的各个获得的声音信号。延迟器31a～31d对从多个麦克风元件20a～20d获得的声音信号施加与目标声音方向相应的延迟，并将其作为输出信号输出。主信号生成部31是第一信号生成部的一例，通过将声音信号进行加法运算来生成主信号Xm，所述声音信号是从多个麦克风元件20a～20d的各个获得的、且由延迟器31a～31d施加了与目标声音方向相应的延迟的信号。主信号Xm是第一信号的一例。参照信号生成部32a～32f的各个是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种声音收集装置，具备多个麦克风元件，由所述多个麦克风元件所包含的任意两个麦克风元件构成的麦克风对中的、两个麦克风元件间的距离小于距离D的有效麦克风对的总数比所述多个麦克风元件的总数多，所述距离D由D＝c/2f表示，其中，f为从所述多个麦克风元件获得的目标声音的频率，c为音速，若将连接构成所述有效麦克风对的两个麦克风元件的直线与预定直线形成的角度设为θ，则从所述多个麦克风元件获得的所有所述有效麦克风对的θ互不相同。

【技术特征摘要】
2017.06.27 JP 2017-1248151.一种声音收集装置，具备多个麦克风元件，由所述多个麦克风元件所包含的任意两个麦克风元件构成的麦克风对中的、两个麦克风元件间的距离小于距离D的有效麦克风对的总数比所述多个麦克风元件的总数多，所述距离D由D＝c/2f表示，其中，f为从所述多个麦克风元件获得的目标声音的频率，c为音速，若将连接构成所述有效麦克风对的两个麦克风元件的直线与预定直线形成的角度设为θ，则从所述多个麦克风元件获得的所有所述有效麦克风对的θ互不相同。2.根据权利要求1所述的声音收集装置，所述多个麦克风元件的总数为偶数。3.根据权利要求1或2所述的声音收集装置，所述多个麦克风元件的总数为6个以上。4.根据权利要求1或2所述的声音收集装置，从所述多个麦克风元件获得的所有所述有效...

【专利技术属性】
技术研发人员：林田亘平，西川刚树，金森丈郎，
申请(专利权)人：松下电器美国知识产权公司，
类型：发明
国别省市：美国,US