麦克风阵列、记录装置和方法以及程序制造方法及图纸

本技术涉及麦克风阵列、记录装置和方法以及程序，其使得能够以低成本执行宽带声场记录。麦克风阵列由多个子阵列构成以用于声场记录。此外，每个子阵列包括多个麦克风，并且具有包括指定半径的离散旋转对称的形状，并且当多个子阵列的半径设置成数列时，该数列是广义算术数列。例如，本技术可应用于麦克风阵列和记录装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】麦克风阵列、记录装置和方法以及程序
本技术涉及麦克风阵列、记录装置、记录方法和程序，尤其涉及一种能够以低成本执行宽带声场记录的麦克风阵列、记录装置、记录方法和程序。
技术介绍
近年来，声音波面的记录和再现在音频产业中已经变得普遍。与过去的多声道再现技术相比，合成和重建波面的技术使得可以定位出设置在空间中的物体的声像并执行空间噪声消除，因此可以提供更真实的声学体验。例如，包括全向麦克风的开放式圆形麦克风阵列用于各种应用。然而，圆形麦克风阵列的麦克风设置的这种设计不适于在宽频率范围内记录波面(声场)。原因在于，当使用圆形麦克风阵列时，在特定频率范围内，称为贝塞尔函数的用于获得记录的声音波面的球面谐波系数的模式函数为零。因此，例如，为了减小模式函数为零的区域，多个麦克风以两个或两个以上的多圆形形式设置，使用心形定向麦克风(例如，参考非专利文献1)，或者使用刚性挡板。此外，存在一些使用全向麦克风的阵列记录技术(例如，参考非专利文献2和3以及专利文献1至3)。引用列表非专利文献非专利文献1：G.Huang“Designofrobustconcentriccirculardifferentialmicrophonearrays”，TheJournaloftheAcousticalSocietyofAmerica，2017。非专利文献2：Z.Prime和C.Doolan“Acomparisonofpopularbeamformingarrays”，ProceedingsofAcoustics2013VictorHarbor：ScienceTechnologyandAmenity,AnnualConferenceoftheAustralianAcousticalSociety，2013。非专利文献3：D.Mandal、S.P.Ghoshal和A.K.Bhattacharjee“ConcentriccircularantennaarraysynthesisusingParticleSwarmOptimizationwithConstrictionFactorApproach”，IndianAntennaWeek：AWorkshoponAdvancedAntennaTechnology，2010。专利文献专利文献1：美国专利号6205224专利文献2：日本未审查专利申请公开号2005-521283专利文献3：日本专利申请公开号2011-15050
技术实现思路
技术问题然而，使用上述技术难以以低成本进行宽带声场记录。例如，在许多情况下，通过应用诸如以多圆形形式设置多个麦克风、使用心形定向麦克风或使用刚性挡板的方法，来在足够宽的频率范围上执行声场记录是不可行的，或者由于成本或物理限制，难以在足够宽的频率范围上执行声场记录。此外，在非专利文献2和专利文献1至3中公开的技术是用于减少波束形成的旁瓣的技术，并且在非专利文献3中公开的技术并非旨在用于声音。因此，这些阵列记录技术不适合于再现波面的记录。鉴于上述情况而提出本技术，其目的是以低成本进行宽带声场记录。问题的解决方案本技术的第一方面的麦克风阵列是用于声场记录的麦克风阵列，其包括多个子阵列，每个子阵列包括多个麦克风，并且每个子阵列具有包括指定半径的离散旋转对称形状，其中，当多个子阵列的半径值形成数列时，该数列是广义算术数列。在本技术的第一方面，麦克风阵列是用于声场记录的麦克风阵列，其包括多个子阵列；子阵列包括多个麦克风，并且具有包括指定半径的离散旋转对称形状；当多个子阵列的半径值形成数列时，该数列是广义算术数列。本技术的第二方面的记录装置包括球面谐波系数计算器，该球面谐波系数计算器基于由用于声场记录的麦克风阵列执行的声音收集所获得的多声道信号，来计算球面谐波系数，该麦克风阵列包括多个子阵列，每个子阵列包括多个麦克风，并且每个子阵列具有包括指定半径的离散旋转对称形状，其中，当多个子阵列的半径值形成数列时，该数列是广义算术数列。本技术的第二方面的记录方法或程序是对应于本技术的第二方面的记录装置的记录方法或程序。在本技术的第二方面，基于由用于声场记录的麦克风阵列执行的声音收集所获得的多声道信号来计算球面谐波系数，该麦克风阵列包括多个子阵列。此外，多个子阵列的每一个包括多个麦克风，并且每个子阵列都具有包括指定半径的离散旋转对称形状，其中，当多个子阵列的半径值形成数列时，该数列是广义算术数列。专利技术的有益效果本技术的第一方面和第二方面能够以低成本执行宽带声场记录。注意，本文描述的效果不一定是限制性的，并且可以提供本公开中描述的任何效果。附图说明图1是描述取决于麦克风的设置的模式函数值的示图；图2是描述取决于麦克风的设置的模式函数值的示图；图3示出根据本技术的麦克风阵列的配置的示例；图4是描述麦克风的设置的示图；图5示出根据本技术的麦克风阵列的配置的示例；图6示出根据本技术的麦克风阵列的配置的示例；图7示出根据本技术的麦克风阵列的配置的示例；图8示出根据本技术的麦克风阵列的配置的示例；图9是描述取决于麦克风的设置的模式函数值的示图；图10是描述取决于麦克风的设置的条件数的示图；图11是描述取决于麦克风的设置的条件数的示图；图12是描述取决于麦克风的设置的条件数的示图；图13示出根据本技术的记录系统和再现系统的配置的示例；图14是描述记录处理的流程图；图15是描述再现处理的流程图；图16示出计算机的配置的示例。具体实施方式<第一实施方式><关于本技术>本技术能够通过使用麦克风阵列的几何设置，来在宽频率范围内记录和再现平面声场。本技术使得可以参数化地确定每个麦克风的设置，即麦克风阵列中每个麦克风单元的设置。注意，如果根据各种使用情形适当地确定定义麦克风单元设置的设置参数，这就足够了。例如，麦克风阵列包括多个子阵列，每个子阵列包括多个麦克风，每个子阵列具有离散旋转对称形状，并且这些子阵列具有彼此相似的形状。上述本技术使得可以提高对麦克风放置的误差和由于例如麦克风的制造变化引起的误差的鲁棒性，并且可以记录和再现声场，即在更宽的频率范围上的声音波面。此外，还可以容易地满足麦克风成本和麦克风单元性能(例如，信噪比(SNR))的要求。下面参考附图描述根据本技术的实施方式。根据本技术的用于声场记录的麦克风阵列通常是基本圆形的麦克风阵列，其中，各个麦克风设置在二维平面中，以围绕麦克风阵列的中心。然而，配置不限于此，并且麦克风阵列可以是用于记录三维声场的麦克风阵列，其中，各个麦克风被设置在三维空间中。换言之，当麦克风设置在三维空间中时，根据本技术的麦克风阵列可以是例如基本球形的麦克风阵列，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于声场记录的麦克风阵列，所述麦克风阵列包括：/n多个子阵列，每个子阵列包括多个麦克风，并且每个子阵列具有包括指定半径的离散旋转对称形状，其中，/n当多个所述子阵列的半径值形成数列时，所述数列是广义算术数列。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180302 JP 2018-0373731.一种用于声场记录的麦克风阵列，所述麦克风阵列包括：
多个子阵列，每个子阵列包括多个麦克风，并且每个子阵列具有包括指定半径的离散旋转对称形状，其中，
当多个所述子阵列的半径值形成数列时，所述数列是广义算术数列。


2.根据权利要求1所述的麦克风阵列，其中，
包括在所述子阵列中的所述多个麦克风中的每一个被布置成远离所述麦克风阵列的中心位置达一段距离，所述距离对应于所述子阵列的半径。


3.根据权利要求1所述的麦克风阵列，其中，
当对多个所述子阵列中的一个子阵列执行放大操作、缩小操作、旋转操作和反转操作中的至少一项时，多个所述子阵列中的所述一个子阵列与多个所述子阵列中的其他子阵列一致。


4.根据权利要求1所述的麦克风阵列，其中，
所述多个麦克风被布置成使得：当包括在所述麦克风阵列中的所述多个麦克风的所有麦克风径向投影到以所述麦克风阵列的中心位置为中心的环形上时，所述多个麦克风的投影麦克风在环形上等距间隔。


5.根据权利要求1所述的麦克风阵列，其中，
包括在所述麦克风阵列中的所述多个麦克风中的所有麦克风都是全向麦克风，或者包括在所述麦克风阵列中的所述多个麦克风中的至少一个不是全向麦克风。


6.一种记录装置，包括：
球面谐波系数计算器，基于由用于声场记录的麦克风阵列执行声音收集所获得的多声道信号，来计算球面谐波系数，所述麦克风阵列包括多个子阵列，每个子阵列包括多个麦克...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖伟翔，大迫庆一，光藤祐基，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP