JPH07240991A - Microphone device - Google Patents
Microphone deviceInfo
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- JPH07240991A JPH07240991A JP3052094A JP3052094A JPH07240991A JP H07240991 A JPH07240991 A JP H07240991A JP 3052094 A JP3052094 A JP 3052094A JP 3052094 A JP3052094 A JP 3052094A JP H07240991 A JPH07240991 A JP H07240991A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
- H04R25/43—Electronic input selection or mixing based on input signal analysis, e.g. mixing or selection between microphone and telecoil or between microphones with different directivity characteristics
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、超指向性を得ることの
できるマイクロホン装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microphone device capable of obtaining super directivity.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、背景音等の不要な雑音を低減し、
希望する音のみを収音するため、単一指向性等の指向性
を有するマイクロホンを使用することが多い。また、適
応雑音キャンセラ(Adaptive Noise Canceler:AN
C)を応用して、不要な騒音などを排除し、希望音声の
みを得ることができるようにすることも考えられてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, unnecessary noise such as background sound is reduced,
In order to collect only the desired sound, a microphone having directivity such as unidirectionality is often used. In addition, an adaptive noise canceler (AN)
It is considered to apply C) to eliminate unnecessary noise and obtain only desired voice.
【0003】この適応雑音キャンセラを応用したマイク
ロホン装置(以下、適応処理マイクロホン装置とい
う。)について図11を参照しながら説明する。主要入
力端子51を通じて入力された主要入力信号は、遅延回
路52を介して加算回路53に供給される。また、参照
入力端子54を通じて入力された参照用の雑音信号n1
は、適応フィルタ回路55を介して加算回路53に供給
され、遅延回路52からの信号から減算される。この加
算回路53の減算出力は、適応フィルタ回路55に帰還
されると共に、出力端子56に導出される。A microphone device to which this adaptive noise canceller is applied (hereinafter referred to as an adaptive processing microphone device) will be described with reference to FIG. The main input signal input through the main input terminal 51 is supplied to the adding circuit 53 via the delay circuit 52. In addition, the reference noise signal n 1 input through the reference input terminal 54
Is supplied to the adder circuit 53 via the adaptive filter circuit 55 and subtracted from the signal from the delay circuit 52. The subtracted output of the adder circuit 53 is fed back to the adaptive filter circuit 55 and is also led to the output terminal 56.
【0004】主要入力信号は、希望信号Sとこれと無相
関の雑音信号n0とが加算された信号である。一方、参
照入力雑音信号n1は、希望信号Sとは無相関である
が、雑音信号n0とは相関がある。The main input signal is a signal in which a desired signal S and a noise signal n 0 which is uncorrelated with the desired signal S are added. On the other hand, the reference input noise signal n 1 is uncorrelated with the desired signal S, but is correlated with the noise signal n 0 .
【0005】適応フィルタ回路55は、参照入力雑音信
号n1をフィルタリングして、雑音信号n0に近似する信
号yを出力する。この信号yは、加算回路53におい
て、主要入力信号から減算される。このため、出力端子
56から導出される信号は、希望信号Sに近似してい
く。遅延回路52は、適応フィルタ回路55での適応処
理演算に要する時間遅れやフィルタの伝搬時間その他の
遅れを補償するために挿入してある。ここで、主要入力
端子51に供給される主要入力信号は、主要入力用マイ
クロホン57によって収音される。参照入力端子54に
供給される参照入力雑音信号n0は、参照入力用マイク
ロホン58によって収音される。The adaptive filter circuit 55 filters the reference input noise signal n 1 and outputs a signal y that approximates the noise signal n 0 . This signal y is subtracted from the main input signal in the adder circuit 53. Therefore, the signal derived from the output terminal 56 approximates to the desired signal S. The delay circuit 52 is inserted in order to compensate for the time delay required for the adaptive processing operation in the adaptive filter circuit 55, the propagation time of the filter, and other delays. Here, the main input signal supplied to the main input terminal 51 is picked up by the main input microphone 57. The reference input noise signal n 0 supplied to the reference input terminal 54 is picked up by the reference input microphone 58.
【0006】このようにして、適応処理マイクロホン装
置は、鋭い指向性を得ることができ、出力としては希望
音声に極めて近い信号が得られ、実質的に超指向性マイ
クロホンと同等以上の良好な収音品質が、大型の装置で
なく、小型の装置として実現できる。In this way, the adaptive processing microphone device can obtain a sharp directivity, and can obtain a signal extremely close to the desired voice as an output, and has a good reception substantially equal to or higher than that of the superdirectional microphone. The sound quality can be realized as a small device instead of a large device.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな適応処理マイクロホン装置を、屋外などの自由音場
において、音圧−周波数特性が平坦になるように設計し
ても、このマイクロホンを用いて室内などの響きのある
音場(残響音場又は拡散音場)で収音を行うと、周囲の
音声や騒音などの低音域が拡張されたように収音され、
聞きづらくなることが知られている。By the way, even if the adaptive processing microphone device as described above is designed so that the sound pressure-frequency characteristic becomes flat in a free sound field such as outdoors, the microphone is still used. When sound is picked up in a reverberant sound field (reverberant sound field or diffuse sound field) such as in a room, the sound is picked up as if the low-pitched sound such as surrounding voice or noise is expanded
It is known to be difficult to hear.
【0008】このように、使用する音場が拡散的で、響
きが多くなったり、伝送信号の有無に関係なく存在する
システムの全雑音である暗騒音のレベルが希望入力音声
のレベルと同等以上の大きさになると、適応処理マイク
ロホン装置の性質として、不要な騒音などの排除率が制
限されてしまい、良好な収音品質が得にくくなってしま
う。As described above, the sound field to be used is diffuse, the sound is increased, and the background noise level, which is the total noise of the system existing regardless of the presence or absence of the transmission signal, is equal to or higher than the level of the desired input voice. When the size becomes, the property of the adaptive processing microphone device is that the rejection rate of unnecessary noise is limited, and it becomes difficult to obtain good sound collection quality.
【0009】特に、適応処理マイクロホン装置は、暗騒
音が入射してしまうような環境では、むしろ暗騒音その
ものを増幅してしまうような動作をしてしまうことがあ
る。また、暗騒音の影響で出力の指向特性が著しく損な
われてしまうことがある。In particular, the adaptive processing microphone device may operate to amplify the background noise itself in an environment where background noise is incident. In addition, the directivity of the output may be significantly impaired due to the influence of background noise.
【0010】すなわち、暗騒音等の実環境の様々な状況
によっては、適応処理マイクロホン装置は、本来の動作
を妨げられてしまい結果的に指向性が崩れてしまった
り、暗騒音を増幅してしまうことがある。That is, depending on various situations in the real environment such as background noise, the adaptive processing microphone device interferes with its original operation, resulting in a loss of directivity or amplification of background noise. Sometimes.
【0011】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、暗騒音が入射してしまう環境下や拡散音場又は
残響音場にあっても該暗騒音等に対して多くの低減量を
得ることができ、かつ、希望方向以外からの雑音に対し
ても多くの低減量を得ることができ、高い収音品質を持
つマイクロホン装置の提供を目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to reduce a large amount of the background noise or the like even in an environment where the background noise is incident or in a diffuse sound field or a reverberant sound field. It is also an object of the present invention to provide a microphone device having a high sound collection quality and being able to obtain a large reduction amount even for noise from directions other than the desired direction.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明に係るマイクロホ
ン装置は、参照入力用マイクロホンからの音声信号を適
応処理して得られた適応処理信号を主要入力用マイクロ
ホンから減算し、該減算出力のパワーを最小とするよう
に適応処理を行う適応マイクロホン手段と、固定的な指
向性を持つ指向性マイクロホン手段と、上記適応マイク
ロホン手段と上記指向性マイクロホン手段の出力信号の
レベルを検出するレベル検出手段と、上記レベル検出手
段が検出した上記適応マイクロホン手段と上記指向性マ
イクロホン手段の出力信号のレベルを比較する比較手段
と、上記比較手段の比較の結果に応じ、どちらか小さい
出力信号レベルを持つ上記適応マイクロホン手段又は上
記指向性マイクロホン手段の出力を切り換えて出力する
切り換え手段とを有することにより上記課題を解決す
る。A microphone device according to the present invention subtracts an adaptive processed signal obtained by adaptively processing a voice signal from a reference input microphone from a main input microphone and outputs the subtracted output power. Adaptive microphone means for performing adaptive processing so as to minimize, directional microphone means having a fixed directivity, level detecting means for detecting the level of the output signal of the adaptive microphone means and the directional microphone means, Comparing means for comparing the levels of the output signals of the adaptive microphone means and the directional microphone means detected by the level detecting means, and the adaptive having the smaller output signal level depending on the comparison result of the comparing means. Switching means for switching and outputting the output of the microphone means or the directional microphone means. To solve the above problem by.
【0013】この場合、上記指向性マイクロホン手段
は、主要入力と参照入力の混合出力により、固定的な指
向特性を有するようにしてもよい。In this case, the directional microphone means may have a fixed directional characteristic by the mixed output of the main input and the reference input.
【0014】また、上記切り換え手段は、暗騒音検出出
力と、レベル検出比較出力とに応じて、上記適応マイク
ロホン手段又は上記指向性マイクロホン手段の出力を選
択して出力するようにしてもよい。The switching means may select and output the output of the adaptive microphone means or the directional microphone means according to the background noise detection output and the level detection comparison output.
【0015】上記暗騒音検出出力は、暗騒音検出手段に
よって検出される。暗騒音は、残響音場又は拡散音場に
おいて特に顕著にみられるような伝送信号の有無に関係
なく存在し波形がランダムな雑音である。暗騒音検出手
段は、残響音場又は拡散音場においては、無指向性マイ
クロホンの場合と、有指向性マイクロホンの場合とで
は、周波数特性に変化が生じるという性質を用いて暗騒
音を検出している。すなわち、無指向性マイクロホンの
場合には、残響音場又は拡散音場においても周波数特性
は自由音場と殆ど変化ないが、有指向性マイクロホンの
場合には、残響音場又は拡散音場においては音場感度が
低音域において高くなるという特質を利用している。The background noise detection output is detected by the background noise detection means. Background noise is noise having a random waveform that exists regardless of the presence or absence of a transmission signal, which is particularly noticeable in a reverberant sound field or a diffuse sound field. Background noise detection means, in the reverberation sound field or diffuse sound field, in the case of an omnidirectional microphone, in the case of a directional microphone, to detect the background noise using the property that the frequency characteristics change. There is. That is, in the case of an omnidirectional microphone, the frequency characteristic hardly changes from the free sound field even in a reverberant sound field or a diffuse sound field, but in the case of a directional microphone, in a reverberant sound field or a diffuse sound field. It takes advantage of the characteristic that the sound field sensitivity is high in the low range.
【0016】また、上記レベル検出手段は、上記適応マ
イクロホン手段及び上記指向性マイクロホン手段の各指
向特性に対応する各出力信号を一定長の窓で随時切り出
し、該切り出し区間でのエネルギー総和を算出するよう
にしてもよい。この場合、用いられる窓としては、方向
窓、ハニング窓、ハミング窓等の各種窓がある。そし
て、上記比較手段はこの切り出し区間のエネルギー総和
を比較し、選択手段は上記比較手段の比較結果に応じ、
最も小さい出力信号レベルを持つ上記各出力信号の内の
一を上記切り出し区間に選択出力する。Further, the level detecting means cuts out each output signal corresponding to each directional characteristic of the adaptive microphone means and the directional microphone means at any time with a window of a constant length, and calculates the total energy in the cut-out section. You may do it. In this case, the windows used include various windows such as a directional window, a Hanning window, and a Hamming window. Then, the comparison means compares the total energy of the cutout sections, and the selection means responds to the comparison result of the comparison means.
One of the output signals having the smallest output signal level is selectively output to the cutout section.
【0017】[0017]
【作用】レベル検出手段が一定長の切り出し区間で検出
した適応マイクロホン手段及び指向性マイクロホン手段
の各出力信号のレベルを比較手段が比較し、選択手段が
その比較の結果に応じ、どちらか小さい出力信号レベル
を持つ上記各出力信号の内の一を選択して出力するの
で、希望方向を除いた方向からの雑音を最も低減した音
声を上記一定長の切り出し区間毎に出力することができ
る。また、暗騒音が入射してしまう環境下にあっても該
暗騒音に対して多くの低減量を得ることができ、かつ、
希望方向以外からの雑音に対しても多くの低減量を得る
ことができ、超指向性を非常に小型の構成で得ることが
できる。The comparing means compares the levels of the respective output signals of the adaptive microphone means and the directional microphone means detected by the level detecting means in the cut-out section of a fixed length, and the selecting means outputs the smaller one of the outputs depending on the result of the comparison. Since one of the output signals having the signal level is selected and output, the voice with the least noise from directions other than the desired direction can be output for each of the fixed length cutout sections. Further, even in an environment where background noise is incident, a large reduction amount can be obtained for the background noise, and
A large amount of reduction can be obtained for noise from directions other than the desired direction, and superdirectivity can be obtained with a very small configuration.
【0018】[0018]
【実施例】以下、本発明に係るマイクロホン装置の実施
例を図面を参照しながら説明する。先ず、第1実施例は
図1に示すように、希望音声を収音するための主要入力
用マイクロホンM1と、雑音として除去したい方向の音
声を収音するための参照入力用マイクロホンM2と、固
定的な指向性を持つマイクロホンM3と、参照入力用マ
イクロホンM2からの音声信号を適応処理して得られた
適応処理信号を主要入力用マイクロホンM1から減算
し、該減算出力のパワーを最小とするように適応処理を
行う適応処理部1と、この適応処理部1のフィルタ処理
出力と固定的な指向性を持つマイクロホンM3からの出
力のエネルギーを算出するエネルギー算出部6と、この
エネルギー算出部6が算出したエネルギーを比較する比
較器3と、この比較器3でのエネルギー比較の結果に応
じ、エネルギーの小さい方の出力を選択し、その出力信
号のみを出力端子5から出力する切り換えスイッチ部4
とを有して成るマイクロホン装置である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a microphone device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. First, in the first embodiment, as shown in FIG. 1, a main input microphone M 1 for collecting desired voice and a reference input microphone M 2 for collecting voice in a direction to be removed as noise are provided. , The adaptive processed signal obtained by adaptively processing the audio signals from the microphone M 3 having a fixed directivity and the reference input microphone M 2 is subtracted from the main input microphone M 1, and the power of the subtracted output An adaptive processing unit 1 that performs adaptive processing so as to minimize, and an energy calculation unit 6 that calculates the energy of the filter processing output of the adaptive processing unit 1 and the output energy of the microphone M 3 having a fixed directivity. According to the result of the energy comparison by the comparator 3 that compares the energy calculated by the energy calculating unit 6, the output with the smaller energy is selected, and the output signal of that output signal is selected. Changeover switch unit 4 for outputting from the output terminal 5
And a microphone device including.
【0019】ここで、主要入力用マイクロホンM1と参
照入力用マイクロホンM2とは、その主軸を同一として
いる。また、固定的な指向性を持つマイクロホンM3の
主軸もそれらの主軸と同一である。Here, the main input microphone M 1 and the reference input microphone M 2 have the same main axis. Further, the main axes of the microphone M 3 having a fixed directivity are also the same as those main axes.
【0020】適応処理部1は、参照入力用マイクロホン
M2からの音声信号が供給される適応フィルタ回路8
と、この適応フィルタ回路8の出力信号を主要入力用マ
イクロホンM1の希望音声信号から減算する減算回路7
とを有している。この減算回路7の出力信号は、適応フ
ィルタ回路8に帰還されると共に、切り換えスイッチ4
及びエネルギー算出部6に供給される。The adaptive processing unit 1 is an adaptive filter circuit 8 to which the audio signal from the reference input microphone M 2 is supplied.
And a subtraction circuit 7 for subtracting the output signal of the adaptive filter circuit 8 from the desired voice signal of the main input microphone M 1.
And have. The output signal of the subtraction circuit 7 is fed back to the adaptive filter circuit 8 and the changeover switch 4
And the energy calculation unit 6.
【0021】この第1実施例のマイクロホン装置におい
て、主要入力用マイクロホンM1は、全方向の音に対し
てほぼ均一な感度で収音できる全指向性マイクロホンで
ある。また、参照入力用マイクロホンM2は、希望音声
信号到来方向を角度0゜としたときに角度180゜であ
る背面方向に感度を持つような単一指向性マイクロホン
である。In the microphone device of the first embodiment, the main input microphone M 1 is an omnidirectional microphone capable of picking up sound in all directions with substantially uniform sensitivity. Further, the reference input microphone M 2 is a unidirectional microphone having sensitivity in the back direction which is an angle of 180 ° when the arrival direction of the desired audio signal is 0 °.
【0022】適応フィルタ回路8は、後述するように、
主要入力音声中に含まれる雑音としての音声に、参照入
力音声が近似するように制御される。これにより、主要
入力用マイクロホンM1で収音された音声中の希望音声
と、雑音とが無相関であるとすると、減算回路7では、
参照入力用マイクロホンM2で収音された雑音信号が主
要入力用マイクロホンM1からの音声信号から減算され
て除去され、減算回路7からは、希望信号のみが得られ
る。The adaptive filter circuit 8 is, as described later,
The reference input voice is controlled so as to approximate the voice as noise included in the main input voice. As a result, assuming that the desired voice in the voice picked up by the main input microphone M 1 and the noise are uncorrelated, the subtraction circuit 7:
The noise signal picked up by the reference input microphone M 2 is subtracted and removed from the audio signal from the main input microphone M 1, and only the desired signal is obtained from the subtraction circuit 7.
【0023】すなわち、この構成は、主要入力として主
要入力用マイクロホンM1の出力信号が供給され、参照
入力としての雑音として参照入力用のマイクロホンM2
の出力信号が供給された適応雑音キャンセラを応用した
構成となっている。以下、この適応雑音キャンセラを応
用した適応処理部1を適応マイクロホン部1という。That is, in this configuration, the output signal of the main input microphone M 1 is supplied as the main input, and the reference input microphone M 2 is supplied as noise as the reference input.
It has a configuration to which an adaptive noise canceller supplied with the output signal of is applied. Hereinafter, the adaptive processing unit 1 to which this adaptive noise canceller is applied will be referred to as an adaptive microphone unit 1.
【0024】この場合、主要入力用マイクロホンM1か
らの主要入力音声は、図2に示すように、矢印ARの正
面方向からの希望音声信号Sと、これと無相関と考えら
れる背面方向からの音声信号である雑音n0とが加算さ
れたものである。一方、参照入力用マイクロホンM2か
らの参照入力音声信号n1は、希望音声信号とは無相関
であるが、雑音n0とは相関がある。適応フィルタ回路
8は、参照入力音声信号n1をフィルタリングして信号
yを出力し、適応のアルゴリズムは、減算回路7の出力
である減算誤差eを最小にするように働く。In this case, the main input voice from the main input microphone M 1 is, as shown in FIG. 2, the desired voice signal S from the front direction of the arrow AR and the back voice direction which is considered to be uncorrelated with the desired voice signal S. It is the sum of the noise n 0 which is a voice signal. On the other hand, the reference input voice signal n 1 from the reference input microphone M 2 is uncorrelated with the desired voice signal, but correlated with the noise n 0 . The adaptive filter circuit 8 filters the reference input audio signal n 1 and outputs the signal y, and the adaptive algorithm works to minimize the subtraction error e which is the output of the subtraction circuit 7.
【0025】今、希望入力信号S、雑音信号n0、参照
入力音声信号n1及び出力信号yは統計的に定常であ
る。また、これらの信号の平均値が0であると仮定する
と残差出力eは、 e=S+n0−y ・・・(1) なる。この(1)式の残差出力eを二乗したものの期待
値E[e2]は、希望入力信号Sが雑音信号n0と、ま
た、出力信号yと無相関であるから、 E[e2]=E[S2]+E[(n0−y)2+2E[S(n0−y)] =E[S2]+E[(n0−y)2] ・・・(2) となる。適応フィルタ回路8が収束するものとすれば、
適応フィルタ回路8は、E[e2]が最小になるよう
に、適応フィルタ係数を更新するものである。このと
き、E[S2]は影響を受けないので、その最小値Emin
[e2]は、 Emin[e2]=E[S2]+Emin[(n0−y)2] ・・・(3) となる。Now, the desired input signal S, the noise signal n 0 , the reference input voice signal n 1 and the output signal y are statistically stationary. Assuming that the average value of these signals is 0, the residual output e is e = S + n 0 −y (1). The (1) the expected value E [e 2] Although the squared residuals output e of the desired input signal S is a noise signal n 0, The output signal y and because it is uncorrelated, E [e 2 ] = become E [S 2] + E [ (n 0 -y) 2 + 2E [S (n 0 -y)] = E [S 2] + E [(n 0 -y) 2] ··· (2) . Assuming that the adaptive filter circuit 8 converges,
The adaptive filter circuit 8 updates the adaptive filter coefficient so that E [e 2 ] is minimized. At this time, since E [S 2 ] is not affected, its minimum value E min
[E 2] is, E min [e 2] = E [S 2] + E min [(n 0 -y) 2] a (3).
【0026】ここで、E[e2]が最小化されること
は、E[(n0−y)2]が最小化されることである。し
たがって、フィルタ出力yは、雑音信号n0の最良の最
小二乗推定値になっている。E[(n0−y)2]が最小
化されるときに、E[(e−S)2]も最小化される。
これは、e−S=n0−yであるためである。すなわ
ち、フィルタを調整して全出力パワーを最小化すること
は、残差出力eが希望信号Sの最良の最小二乗推定値に
なることに等しい。Here, minimizing E [e 2 ] means minimizing E [(n 0 -y) 2 ]. Therefore, the filter output y is the best least-squares estimate of the noise signal n 0 . When E [(n 0 -y) 2 ] is minimized, E [(e-S) 2] it is also minimized.
This is because e−S = n 0 −y. That is, adjusting the filter to minimize the total output power is equivalent to the residual output e being the best least-squares estimate of the desired signal S.
【0027】残差出力eは一般に希望信号Sに多少の雑
音が残ったものとなるが、出力雑音はn0−yで与えられ
るから、E[(n−y)2]を最小化することは、出力
の信号対雑音比を最大化することに等しい。The residual output e is generally the desired signal S with some noise remaining, but since the output noise is given by n 0 -y, E [(n-y) 2 ] should be minimized. Is equivalent to maximizing the output signal-to-noise ratio.
【0028】次に、適応フィルタ回路8の具体例を図3
に示す。この具体例には、図3に示すように、FIRフ
ィルタ型の適応型線形結合器60が用いられている。こ
の適応型線形結合器60は、それぞれ単位サンプリング
時間の遅延時間Zー1を有する複数個の遅延回路611,
612,・・・61m(mは整数)と、参照入力雑音信号
n1及び各遅延回路611,612,・・・61mの出力信
号と加重係数との乗算を行う加重回路620,621,6
22,・・・62mと、加重回路620,621,622,
・・・62mの出力を加算する加算回路63とを備え
る。加算回路63の出力信号yは、出力端子64を介し
て図1の減算回路7に供給される。Next, a concrete example of the adaptive filter circuit 8 is shown in FIG.
Shown in. In this specific example, as shown in FIG. 3, an FIR filter type adaptive linear combiner 60 is used. The adaptive linear combiner 60 includes a plurality of delay circuits 61 1 , each having a delay time Z −1 of a unit sampling time.
61 2 , ... 61 m (m is an integer), the reference input noise signal n 1 and the weighting circuit 62 for multiplying the output signals of the delay circuits 61 1 , 61 2 , ... 61 m by the weighting coefficient. 0 , 62 1 , 6
2 2 , ... 62 m and weighting circuits 62 0 , 62 1 , 62 2 ,
... Addition circuit 63 that adds the outputs of 62 m . The output signal y of the adder circuit 63 is supplied to the subtractor circuit 7 of FIG. 1 via the output terminal 64.
【0029】加重回路620,621,622,・・・6
2mに供給する加重係数は、例えばマイクロコンピュー
タからなるLMS演算回路65において入力端子66を
介して図1に示す減算回路7から供給される残差信号e
や、参照入力音声信号n1に応じて形成される。このL
MS演算回路65で実行されるアルゴリズムは、次のよ
うになる。Weighting circuits 62 0 , 62 1 , 62 2 , ... 6
The weighting coefficient supplied to 2 m is the residual signal e supplied from the subtraction circuit 7 shown in FIG. 1 via the input terminal 66 in the LMS arithmetic circuit 65 composed of, for example, a microcomputer.
Or according to the reference input audio signal n 1 . This L
The algorithm executed by the MS arithmetic circuit 65 is as follows.
【0030】今、時刻kにおける入力ベクトルXkを、
図3にも示すように、 Xk=[x0k,x1k,x2k・・・xmk]T ・・・(4) とし、出力をyk、加重係数をwjk(j=0,1,2・
・・m)とすると、入出力の関係は、Now, the input vector X k at time k is
As shown in FIG. 3, X k = [x 0k , x 1k , x 2k ... x mk ] T (4), the output is y k , and the weighting coefficient is w jk (j = 0, 1, 2,
..M), the relationship between input and output is
【0031】[0031]
【数1】 [Equation 1]
【0032】となる。It becomes
【0033】そして、時刻kにおける加重ベクトルWk
を、 Wk=[w0k,w1k,w2k・・・wmk]T ・・・(6) と定義すれば、上記(5)式に示した入出力関係は、 yk=Xk T・Wk ・・・(7) で与えられる。希望の応答をdkとすれば、その差分出
力(残差出力)ekは、 ek=dk−yk =dk−Xk T・Wk ・・・(8) となる。Then, the weight vector W k at time k
Is defined as W k = [w 0k , w 1k , w 2k ... w mk ] T (6), the input-output relationship shown in the above equation (5) is y k = X k T · W k is given by (7). If the desired response is d k , the difference output (residual output) e k becomes e k = d k −y k = d k −X k T · W k (8)
【0034】LMS(最小平均自乗)法では、加重ベク
トルの更新を、 Wk+1=Wk+2μ・ek・Xk ・・・(9) なる式により行っていく。ここで、μは適応の速度と安
定性を決める利得因子(ステップゲイン)である。In the LMS (least mean square) method, the weight vector is updated by the formula W k + 1 = W k +2 μ · e k · X k (9). Here, μ is a gain factor (step gain) that determines the speed and stability of adaptation.
【0035】こうして、減算回路7は、雑音、この例で
は背面方向からの音声信号が除去された、主として希望
音声信号からなる音声信号が得られる。In this way, the subtraction circuit 7 obtains an audio signal mainly consisting of the desired audio signal, from which noise, in this example, the audio signal from the back side is removed.
【0036】このように適応フィルタ回路8は、加重ベ
クトルを上述したような方法で更新していくことで、出
力パワーを最小化するように動作する。As described above, the adaptive filter circuit 8 operates so as to minimize the output power by updating the weight vector by the method as described above.
【0037】ところで、上述のように適応処理により参
照入力を用いて主要入力中の雑音を低減するには、前述
したように、希望音声と参照雑音とは無相関である必要
がある。このため、従来、この種の適応雑音キャンセラ
では、参照入力としては希望音声を収音しないように、
参照入力用マイクロホンに防音の工夫を凝らしたり、雑
音源のできるだけ近くに設置し、主要入力用マイクロホ
ンから離しておくなどの対策を取ることが行われてい
る。しかし、これではシステムが大きくなり、移動も困
難である。By the way, in order to reduce the noise in the main input by using the reference input by the adaptive processing as described above, it is necessary that the desired speech and the reference noise are uncorrelated. Therefore, conventionally, in this type of adaptive noise canceller, a desired voice is not picked up as a reference input,
Some measures have been taken, such as elaborating soundproofing on the reference input microphone, installing it as close as possible to the noise source, and keeping it away from the main input microphone. However, this makes the system large and difficult to move.
【0038】これに対して、この第1実施例のマイクロ
ホン装置では、音声の到来方向によって希望音声と雑音
とを区別する。そして、主要入力用マイクロホンM
1は、希望音声到来方向からの音声を収音できる指向特
性を有するような全指向性とされ、参照入力用マイクロ
ホンM2は、希望音声到来方向に感度を有しない、ある
いは低い感度の指向特性を有するような単一指向性とさ
れて、主要入力用マイクロホンM1で収音された音声中
の希望音声と、参照入力用マイクロホンM2で収音され
た雑音とが無相関となるようにする。On the other hand, in the microphone device of the first embodiment, the desired voice and the noise are distinguished according to the direction of arrival of the voice. And the main input microphone M
1 is omnidirectional so as to have a directional characteristic capable of picking up a voice from a desired voice arrival direction, and the reference input microphone M 2 has no sensitivity in the desired voice arrival direction or has a low sensitivity. So that the desired voice in the voice picked up by the main input microphone M 1 and the noise picked up by the reference input microphone M 2 are uncorrelated. To do.
【0039】次に、固定的な指向性を持つマイクロホン
M3は、比較的に超指向特性に近い固定指向性をもつマ
イクロホンである。そもそも固定指向性マイクロホンと
して求められるのは、前方(希望方向)に充分な感度を
持つ一方で、それ以外の方向の感度は低いほど良いとい
う、いわゆる鋭指向特性である。この第1実施例では、
この固定的な指向性を持つマイクロホンM3として、例
えば、ハイパーカーディオイド型マイクロホンやスーパ
ーカーディオイド型マイクロホンの鋭指向性マイクロホ
ンを用いている。以下、このマイクロホンM3を鋭指向
性マイクロホンM3とする。Next, the microphone M 3 having a fixed directivity is a microphone having a fixed directivity relatively close to the super directivity. In the first place, what is required for a fixed directional microphone is a so-called sharp directional characteristic that has sufficient sensitivity in the forward direction (desired direction), but the lower the sensitivity in the other directions, the better. In this first embodiment,
As the microphone M 3 having the fixed directivity, for example, a sharp directivity microphone such as a hyper cardioid type microphone or a super cardioid type microphone is used. Hereinafter, this microphone M 3 is referred to as a sharp directivity microphone M 3 .
【0040】この鋭指向性マイクロホンM3と上記適応
マイクロホン部1の出力信号は、エネルギー算出部6及
び切換スイッチ部4に供給される。以下、このエネルギ
ー算出部6及び切換スイッチ部4と、比較部3について
説明する。The output signals of the sharp directivity microphone M 3 and the adaptive microphone section 1 are supplied to the energy calculation section 6 and the changeover switch section 4. Hereinafter, the energy calculation unit 6, the changeover switch unit 4, and the comparison unit 3 will be described.
【0041】レベル検出部であるエネルギー算出部6
は、鋭指向性マイクロホンM3と上記適応マイクロホン
部1の出力信号を一定長の長さを持ったウィンドウで随
時切り出し、該切り出し区間でのエネルギーの総和を算
出している。このエネルギーの総和は、切り出し区間の
データ各サンプルの二乗値の総てを加算したものであ
る。この場合に用いられるウィンドウとしては、方形
窓、ハニング窓、ハミング窓等の各種窓を用いることが
できる。ウィンドウ長としては、例えば、約42mse
cのように非常に短い時間である。Energy calculation unit 6 which is a level detection unit
Outputs the output signals of the sharp directivity microphone M 3 and the adaptive microphone unit 1 at any time with a window having a fixed length, and calculates the total energy in the cut-out section. This total energy is the sum of all squared values of each data sample in the cutout section. As the window used in this case, various windows such as a rectangular window, a Hanning window and a Hamming window can be used. The window length is, for example, about 42 mse.
It is a very short time like c.
【0042】比較器3は、エネルギー算出部6が一定長
の切り出し窓区間で算出した鋭指向性マイクロホンM3
と上記適応マイクロホン部1の出力信号のパワーを比較
し、小さいエネルギーの方の出力信号がどちらであるか
という情報を切り換えスイッチ4に供給する。In the comparator 3, the sharp directivity microphone M 3 calculated by the energy calculation unit 6 in the cutout window section having a constant length is used.
And the power of the output signal of the adaptive microphone unit 1 are compared with each other, and information indicating which output signal has the smaller energy is supplied to the changeover switch 4.
【0043】切り換えスイッチ部4は、比較器3から供
給された上記情報に応じて、その切り出し窓区間内で、
小さなエネルギーを持つ方の出力信号を出力端子5から
出力する。The changeover switch section 4 responds to the above information supplied from the comparator 3 within the cutout window section,
The output signal having the smaller energy is output from the output terminal 5.
【0044】ここで、切り換えスイッチ部4が小さいエ
ネルギーを持つ出力信号を選択するのは、小さいエネル
ギーを持つ出力信号の方が雑音成分を含んでいないため
である。雑音信号としては、背景雑音の他に、拡散音場
や残響音場で顕著に見られる伝送信号の有無に関係ない
暗騒音がある。この暗騒音は、波形がランダムであり、
例えば、2方向において収音した場合を考慮すると無相
関である。このため、適応マイクロホン部1だけで、全
体的な雑音を低減しようとすると、減算回路7により波
形がランダムな暗騒音が加算されてしまう。このため、
この第1実施例では、出力信号のエネルギーレベルを比
較し、該エネルギーレベルの小さい方の出力信号(適応
マイクロホン部1又はマイクロホンM3の出力信号)を
出力している。Here, the changeover switch section 4 selects the output signal having a small energy because the output signal having a small energy does not contain a noise component. As the noise signal, in addition to the background noise, there is background noise that is noticeable in a diffuse sound field or a reverberant sound field regardless of the presence or absence of a transmission signal. This background noise has a random waveform,
For example, there is no correlation when the case where sound is picked up in two directions is considered. Therefore, if the adaptive microphone unit 1 alone attempts to reduce the overall noise, the subtraction circuit 7 adds background noise having a random waveform. For this reason,
In the first embodiment, the energy levels of the output signals are compared, and the output signal with the smaller energy level (the output signal of the adaptive microphone unit 1 or the microphone M 3 ) is output.
【0045】したがって、この第1実施例のマイクロホ
ン装置は、希望方向を除いた方向からの雑音と暗騒音を
最も低減した音声を上記一定長の切り出し区間毎に出力
することができる。このため、この第1実施例は、小型
の構成でありながら、暗騒音などの影響で適応マイクロ
ホン部1の出力の指向特性が著しく損なわれたり暗騒音
が増幅されてしまうような場合でも、鋭指向性マイクロ
ホンから一時的に鋭指向性を持つ信号を出力でき、超指
向性を得ることができる。Therefore, the microphone device of the first embodiment can output the sound with the noise and background noise from the directions other than the desired direction most reduced for each of the above-mentioned cut-out sections of a certain length. Therefore, the first embodiment has a small structure, but is sharp even when the directivity of the output of the adaptive microphone unit 1 is significantly impaired or the background noise is amplified due to the influence of background noise. A directional microphone can temporarily output a signal having a sharp directivity, and superdirectivity can be obtained.
【0046】次に、第2実施例について、図4を参照し
ながら説明する。この第2実施例は、上記図1に示した
第1実施例の構成と同様に、適応マイクロホン部1と、
エネルギー算出部6と、比較器3と、切り換えスイッチ
4とを有して成るが、図1に示した鋭指向性マイクロホ
ンM3を備えていない。鋭指向性マイクロホンM3の代わ
りに、指向性マイクロホン部9を有している。Next, the second embodiment will be described with reference to FIG. The second embodiment has an adaptive microphone unit 1 similar to the configuration of the first embodiment shown in FIG.
The energy calculation unit 6, the comparator 3, and the changeover switch 4 are provided, but the sharp directivity microphone M 3 shown in FIG. 1 is not provided. A directional microphone unit 9 is provided instead of the sharp directional microphone M 3 .
【0047】この指向性マイクロホン部9は、主要入力
用マイクロホンM1からの主要入力と参照入力用マイク
ロホンM2からの参照入力とを混合して上記鋭指向性マ
イクロホンM3が出力するのと同じような出力信号を得
ている。すなわち、主要入力からアンプ10にて増幅し
た参照入力を減算回路11にて減算している。This directional microphone unit 9 is the same as the one that the main input from the main input microphone M 1 and the reference input from the reference input microphone M 2 are mixed to output from the sharp directional microphone M 3. I am getting such an output signal. That is, the subtraction circuit 11 subtracts the reference input amplified by the amplifier 10 from the main input.
【0048】参照入力用マイクロホンM2が収音してい
る参照入力とは、希望音声信号到来方向に対して角度1
80゜の背面方向からの雑音信号である。この雑音信号
を例えばアンプ10にて−1.5倍した値を上記主要入
力である希望音声信号から減算すると、図5に示すよう
なポーラパターンの出力信号を得ることができる。この
図5に示すようなポーラパターンは、鋭指向性を表して
おり、この第2実施例の指向性マイクロホン部9は、第
1実施例にて用いた鋭指向性マイクロホン3と等価の出
力を得ることができることが分かる。The reference input picked up by the reference input microphone M 2 is the angle 1 with respect to the arrival direction of the desired audio signal.
It is a noise signal from the back direction of 80 °. By subtracting a value obtained by multiplying the noise signal by -1.5 in the amplifier 10 from the desired voice signal which is the main input, an output signal having a polar pattern as shown in FIG. 5 can be obtained. The polar pattern as shown in FIG. 5 represents sharp directivity, and the directional microphone unit 9 of the second embodiment produces an output equivalent to that of the sharp directional microphone 3 used in the first embodiment. You know you can get it.
【0049】この指向性マイクロホン部9と適応マイク
ロホン部1の出力信号は、エネルギー算出部6と切り換
えスイッチ4に供給される。The output signals of the directional microphone unit 9 and the adaptive microphone unit 1 are supplied to the energy calculation unit 6 and the changeover switch 4.
【0050】エネルギー算出部6は、指向性マイクロホ
ン部9と上記適応マイクロホン部1の出力信号を一定長
の長さを持ったウィンドウで随時切り出し、該切り出し
区間でのエネルギーの総和を算出している。このエネル
ギーの総和は、切り出し区間のデータ各サンプルの二乗
値の総てを加算したものである。この場合に用いられる
ウィンドウとしては、上記第1実施例と同様、方形窓、
ハニング窓、ハミング窓等の各種窓を用いることができ
る。The energy calculation unit 6 cuts out the output signals of the directional microphone unit 9 and the adaptive microphone unit 1 at any time using a window having a fixed length, and calculates the total energy in the cut-out section. . This total energy is the sum of all squared values of each data sample in the cutout section. As the window used in this case, a rectangular window, as in the first embodiment,
Various windows such as a Hanning window and a Hamming window can be used.
【0051】比較器3は、エネルギー算出部6が一定長
の切り出し窓区間で算出した指向性マイクロホン部9と
上記適応マイクロホン部1の出力信号のパワーを比較
し、小さいエネルギーの方の出力信号がどちらであるか
という情報を切り換えスイッチ4に供給する。The comparator 3 compares the powers of the output signals of the directional microphone unit 9 and the adaptive microphone unit 1 calculated by the energy calculation unit 6 in the cut-out window section of a constant length, and the output signal of the smaller energy is compared. The information indicating which is which is supplied to the changeover switch 4.
【0052】切り換えスイッチ部4は、比較器3から供
給された上記情報に応じて、その切り出し窓区間内で、
小さなエネルギーを持つ方の出力信号を出力端子5から
出力する。The change-over switch section 4 responds to the above information supplied from the comparator 3 within the cutout window section,
The output signal having the smaller energy is output from the output terminal 5.
【0053】この第2実施例における暗騒音入射時の効
果を図6を参照しながら以下に説明する。この図6は、
希望方向から女性音声が到来し、一方でノイズ分音声と
して側方及び後方から別の女性音声及び男性音声がそれ
ぞれ到来した場合に、さらに各音声と同程度のレベルの
暗騒音が加わった状況における効果を示している図であ
る。横軸のAは、適応マイクロホン部1のみの場合を示
しており、Bはこの第2実施例の効果を示している。直
線SNで結んだ三角点は、希望音声到来方向を除いた方
向からの雑音の低減量を示している。また、直線SBで
結んだ黒点は、暗騒音の低減量を示している。ノイズ音
声の低減に関しては、適応マイクロホン部1のみでもか
なりの低減量を得ることができるが、暗騒音の低減はま
まならずかえって増加させてしまっている。これに比
べ、本第2実施例では、暗騒音を著しく低減できる上
に、ノイズ音声の低減量も適応マイクロホン部1のみの
場合を上回っている。The effect of the second embodiment when the background noise is incident will be described below with reference to FIG. This Figure 6
In the situation where the female voice comes from the desired direction, while another female voice and male voice come from the side and the back as noise component voices, respectively, the background noise of the same level as each voice is further added. It is the figure which has shown the effect. A on the horizontal axis indicates the case of only the adaptive microphone unit 1, and B indicates the effect of the second embodiment. The triangular points connected by the straight line S N indicate the noise reduction amount from directions other than the desired voice arrival direction. The black dots connected by the straight line S B indicate the amount of background noise reduction. Regarding the reduction of noise sound, a considerable reduction amount can be obtained only with the adaptive microphone unit 1, but the reduction of background noise is increased and is rather increased. In contrast to this, in the second embodiment, the background noise can be remarkably reduced, and the noise voice reduction amount is also higher than that of the adaptive microphone unit 1 alone.
【0054】したがって、この第2実施例のマイクロホ
ン装置は、希望方向を除いた方向からの雑音及び暗騒音
を最も低減した音声を上記一定長の切り出し区間毎に出
力することができる。このため、この第2実施例は、さ
らに小型の構成でありながら、暗騒音などの影響で適応
マイクロホン部1の出力の指向特性が著しく損なわれた
り暗騒音が増幅されてしまうような場合でも、指向性マ
イクロン部9から一時的に鋭指向性を持つ信号を出力で
き、超指向性を得ることができる。Therefore, the microphone device of the second embodiment can output the voice with the noise and background noise from the directions other than the desired direction most reduced for each cut-out section of the constant length. Therefore, although the second embodiment has a smaller size, even if the directivity of the output of the adaptive microphone unit 1 is significantly impaired or the background noise is amplified due to the effects of background noise, A signal having sharp directivity can be temporarily output from the directivity micron unit 9, and superdirectivity can be obtained.
【0055】次に、第3実施例について、図7を参照し
ながら説明する。この第3実施例は、上記図4に示した
第2実施例の構成と同様に、適応マイクロホン部1と、
指向性マイクロホン部9と、エネルギー算出部6と、比
較器3と、切り換えスイッチ4とを有して成るが、さら
に、暗騒音レベルを検出する役割を果たす比較器12を
備えている。Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. The third embodiment has an adaptive microphone unit 1 similar to the configuration of the second embodiment shown in FIG.
The directional microphone unit 9, the energy calculating unit 6, the comparator 3, and the changeover switch 4 are provided, and further, a comparator 12 that plays a role of detecting a background noise level is provided.
【0056】比較器12は、主要入力用マイクロホンM
1からの主要入力と参照入力用マイクロホンM2からの参
照入力とを比較して、その比較結果から暗騒音のレベル
を検出している。すなわち、比較器12は暗騒音検出手
段である。暗騒音は、残響音場又は拡散音場において特
に顕著にみられるような伝送信号の有無に関係なく存在
し波形がランダムな雑音である。無指向性マイクロホン
である主要入力用マイクロホンM1の残響音場又は拡散
音場における周波数特性は、自由音場の場合のそれと殆
ど変化ないが、有指向性マイクロホンである参照入力用
マイクロホンM2の残響音場又は拡散音場における周波
数特性は低音域において高くなる。このような性質を利
用することにより、比較器12は暗騒音を検出してい
る。具体的には、比較器12において、参照入力用マイ
クロホンM2から供給される出力信号のレベルが大きい
と検知されると、該比較器12は切り換えスイッチ4に
暗騒音が多い環境であるという情報を供給する。The comparator 12 is a microphone M for main input.
The main input from 1 and the reference input from the reference input microphone M 2 are compared, and the level of background noise is detected from the comparison result. That is, the comparator 12 is background noise detection means. Background noise is noise having a random waveform that exists regardless of the presence or absence of a transmission signal, which is particularly noticeable in a reverberant sound field or a diffuse sound field. The frequency characteristic of the main input microphone M 1 which is an omnidirectional microphone in the reverberant sound field or the diffuse sound field is almost the same as that in the case of the free sound field, but the frequency characteristic of the reference input microphone M 2 which is a directional microphone. The frequency characteristic in the reverberant sound field or the diffuse sound field is high in the low frequency range. By utilizing such a property, the comparator 12 detects the background noise. Specifically, when the comparator 12 detects that the level of the output signal supplied from the reference input microphone M 2 is high, the comparator 12 informs that the changeover switch 4 is in an environment with a lot of background noise. To supply.
【0057】そして、この暗騒音の高レベル情報を受け
取った切り換えスイッチ4は、その切り換えを指向性マ
イクロホン部9からの出力信号選択に合わせる。Then, the changeover switch 4 which has received the high level information of the background noise adjusts the changeover to the selection of the output signal from the directional microphone section 9.
【0058】一方、比較器12が高レベルの暗騒音を検
出しないときには、切り換えスイッチ4は、適応マイク
ロホン部1からの出力信号を選択出力するようにしてい
る。On the other hand, when the comparator 12 does not detect a high level background noise, the changeover switch 4 selectively outputs the output signal from the adaptive microphone section 1.
【0059】ここで、エネルギー算出部6、比較器3、
切り換えスイッチ4の動作については説明を省略する。
なお、切り換えスイッチ4の周辺の構成は、図8に示す
ような具体例とすることもできる。すなわち、図8にお
いて、状態検出部24に比較器12からの検出信号と比
較器3からの検出信号とを判断させて切り換えスイッチ
4の切り換えを制御させる。ただし、この状態検出器2
4は、暗騒音が多い場合には、たとえ、適応マイクロホ
ン部1の出力のエネルギーが指向性マイクロホン部9の
それよりも小さい場合でも、比較器12の比較結果を優
先させる動作を行う。Here, the energy calculation unit 6, the comparator 3,
The description of the operation of the changeover switch 4 is omitted.
The configuration around the changeover switch 4 may be a specific example as shown in FIG. That is, in FIG. 8, the state detection unit 24 is caused to judge the detection signal from the comparator 12 and the detection signal from the comparator 3 to control the switching of the changeover switch 4. However, this state detector 2
4 performs an operation of giving priority to the comparison result of the comparator 12 even when the output energy of the adaptive microphone unit 1 is smaller than that of the directional microphone unit 9 when the background noise is large.
【0060】なお、この第3実施例で用いられる切り換
えスイッチ4内部の具体例を図9に示す。この図9のよ
うにすれば、暗騒音のレベルが高いときには、比較器1
2の検出結果によって制御されるスイッチSW2を優先
させることができるので、指向性マイクロホン部9の出
力を出力端子5から出力することができる。A concrete example of the inside of the changeover switch 4 used in the third embodiment is shown in FIG. According to this FIG. 9, when the background noise level is high, the comparator 1
Since the switch SW 2 controlled by the detection result of 2 can be prioritized, the output of the directional microphone unit 9 can be output from the output terminal 5.
【0061】また、切り換えスイッチ4を図10のよう
な具体例としておいてもよい。この場合も、スイッチS
W2の切り換えを優先させている。Further, the changeover switch 4 may be a concrete example as shown in FIG. Also in this case, the switch S
Priority is given to the switching of W 2 .
【0062】以上より、この第3実施例では、小型の構
成でありながら、暗騒音などの影響で適応マイクロホン
部1の出力の指向特性が著しく損なわれたり暗騒音が増
幅されてしまうような場合でも、指向性マイクロン部9
から一時的に鋭指向性を持つ信号を出力でき、超指向性
を得ることができる。As described above, in the third embodiment, in the case where the directional characteristic of the output of the adaptive microphone unit 1 is remarkably impaired or the background noise is amplified due to the influence of background noise, etc., even though the structure is small. But the directional Micron part 9
Can temporarily output a signal having sharp directivity, and superdirectivity can be obtained.
【0063】なお、本発明に係るマイクロホン装置は、
上記第1乃至第3実施例にのみ限定されるものではな
く、例えば、比較器は出力信号のエネルギーの総和を比
較するだけでなく、出力信号の振幅、波高値等を比較し
てもよい。また、レベル検出手段は、瞬時瞬時に各出力
信号のレベルを検出するようにしてもよい。The microphone device according to the present invention is
The present invention is not limited to the first to third embodiments described above. For example, the comparator may compare not only the total energy of the output signals but also the amplitudes, peak values, etc. of the output signals. The level detecting means may detect the level of each output signal instantaneously.
【0064】また、上述したマイクロホン装置は、カメ
ラ一体型VTRの収音マイクロホン装置として用いられ
ることはもちろん、業務用ビデオカメラや、測定用マイ
クロホン装置など、すべてのマイクロホン装置に適用可
能である。The microphone device described above is not only used as a sound pickup microphone device of a camera-integrated VTR, but also applicable to all microphone devices such as a commercial video camera and a measurement microphone device.
【0065】[0065]
【発明の効果】本発明に係るマイクロホン装置は、参照
入力用マイクロホンからの音声信号を適応処理して得ら
れた適応処理信号を主要入力用マイクロホンから減算
し、該減算出力のパワーを最小とするように適応処理を
行う適応マイクロホン手段と、固定的な指向性を持つ指
向性マイクロホン手段と、上記適応マイクロホン手段と
上記指向性マイクロホン手段の出力信号のレベルを検出
するレベル検出手段と、上記レベル検出手段が検出した
上記適応マイクロホン手段と上記指向性マイクロホン手
段の出力信号のレベルを比較する比較手段と、上記比較
手段の比較の結果に応じ、どちらか小さい出力信号レベ
ルを持つ上記適応マイクロホン手段又は上記指向性マイ
クロホン手段の出力を切り換えて出力する切り換え手段
とを有するので、希望方向を除いた方向からの雑音を最
も低減した音声を上記一定長の切り出し区間毎に出力す
ることができる。また、暗騒音が入射してしまう環境下
にあっても該暗騒音に対して多くの低減量を得ることが
でき、かつ、希望方向以外からの雑音に対しても多くの
低減量を得ることができ、超指向性を非常に小型の構成
で得ることができる。In the microphone device according to the present invention, the adaptive processed signal obtained by adaptively processing the audio signal from the reference input microphone is subtracted from the main input microphone to minimize the power of the subtracted output. Adaptive microphone means for performing adaptive processing, directional microphone means having a fixed directivity, level detecting means for detecting the levels of the output signals of the adaptive microphone means and the directional microphone means, and the level detection Comparing means for comparing the levels of the output signals of the adaptive microphone means and the directional microphone means detected by the means, and the adaptive microphone means having the smaller output signal level according to the result of the comparison by the comparing means or the above. Since it has switching means for switching and outputting the output of the directional microphone means, The most reduced audio noise from directions other than the direction can be outputted for each cut section of the fixed length. Further, even in an environment where background noise is incident, a large reduction amount can be obtained for the background noise, and a large reduction amount can be obtained for noise from directions other than the desired direction. Therefore, superdirectivity can be obtained with a very small configuration.
【図1】本発明の第1実施例のマイクロホン装置の構成
を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a microphone device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1に示したマイクロホン装置の適応マイクロ
ホン部に用いられる主要入力用マイクロホンと参照入力
用マイクロホンの指向性を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing directivities of a main input microphone and a reference input microphone used in an adaptive microphone unit of the microphone device shown in FIG.
【図3】適応マイクロホン部の適応フィルタ回路のブロ
ック図である。FIG. 3 is a block diagram of an adaptive filter circuit of an adaptive microphone unit.
【図4】本発明の第2実施例のマイクロホン装置のブロ
ック図である。FIG. 4 is a block diagram of a microphone device according to a second embodiment of the present invention.
【図5】図4に示した第2実施例のマイクロホン装置の
指向性マイクロホン部9の指向性を示す図である。5 is a diagram showing the directivity of a directional microphone unit 9 of the microphone device of the second embodiment shown in FIG.
【図6】第2実施例の効果を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of the second embodiment.
【図7】本発明の第3実施例のマイクロホン装置のブロ
ック図である。FIG. 7 is a block diagram of a microphone device according to a third embodiment of the present invention.
【図8】図7に示した第3実施例のマイクロホン装置の
切り換えスイッチ周辺の具体例を示すブロック図であ
る。FIG. 8 is a block diagram showing a specific example around a changeover switch of the microphone device of the third embodiment shown in FIG.
【図9】切り換えスイッチの具体例を示すブロック図で
ある。FIG. 9 is a block diagram showing a specific example of a changeover switch.
【図10】切り換えスチイの具体例を示すブロック図で
ある。FIG. 10 is a block diagram showing a specific example of a switching style.
【図11】従来の適応マイクロホン装置の構成を示すブ
ロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a conventional adaptive microphone device.
1 適応マイクロホン部 3 比較器 4 切り換えスイッチ 6 エネルギー算出部 7 減算回路 8 適応フィルタ回路 9 指向性マイクロホン部 1 Adaptive Microphone Section 3 Comparator 4 Changeover Switch 6 Energy Calculation Section 7 Subtraction Circuit 8 Adaptive Filter Circuit 9 Directional Microphone Section
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋葉 育江 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Ikue Akiba 6-735 Kitashinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation
Claims (4)
を適応処理して得られた適応処理信号を主要入力用マイ
クロホンから減算し、該減算出力のパワーを最小とする
ように適応処理を行う適応マイクロホン手段と、 固定的な指向性を持つ指向性マイクロホン手段と、 上記適応マイクロホン手段と上記指向性マイクロホン手
段の出力信号のレベルを検出するレベル検出手段と、 上記レベル検出手段が検出した上記適応マイクロホン手
段と上記指向性マイクロホン手段の出力信号のレベルを
比較する比較手段と、 上記比較手段の比較の結果に応じ、どちらか小さい出力
信号レベルを持つ上記適応マイクロホン手段又は上記指
向性マイクロホン手段の出力を切り換えて出力する切り
換え手段とを有することを特徴とするマイクロホン装
置。1. An adaptive microphone that subtracts an adaptive processed signal obtained by adaptively processing a voice signal from a reference input microphone from a main input microphone and performs adaptive processing so as to minimize the power of the subtracted output. Means, a directional microphone means having a fixed directivity, a level detecting means for detecting the levels of the output signals of the adaptive microphone means and the directional microphone means, and the adaptive microphone means detected by the level detecting means. And comparing means for comparing the levels of the output signals of the directional microphone means, and switching between the outputs of the adaptive microphone means or the directional microphone means having the smaller output signal level depending on the comparison result of the comparing means. A microphone device having a switching means for outputting the output.
力と参照入力の混合出力により、固定的な指向特性を有
することを特徴とする請求項1記載のマイクロホン装
置。2. The microphone device according to claim 1, wherein the directional microphone means has a fixed directional characteristic due to a mixed output of a main input and a reference input.
と、レベル検出比較出力とに応じて、上記適応マイクロ
ホン手段又は上記指向性マイクロホン手段の出力を選択
して出力することを特徴とする請求項1記載のマイクロ
ホン装置。3. The switching means selects and outputs the output of the adaptive microphone means or the directional microphone means according to the background noise detection output and the level detection comparison output. 1. The microphone device according to 1.
クロホン手段及び上記指向性マイクロホン手段の各指向
特性に対応する各出力信号を一定長の窓で随時切り出
し、該切り出し区間でのエネルギー総和を算出すること
を特徴とする請求項1記載のマイクロホン装置。4. The level detecting means cuts out each output signal corresponding to each directional characteristic of the adaptive microphone means and the directional microphone means at any time with a window of a constant length, and calculates the total energy in the cut-out section. The microphone device according to claim 1, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3052094A JP3189555B2 (en) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | Microphone device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07240991A true JPH07240991A (en) | 1995-09-12 |
JP3189555B2 JP3189555B2 (en) | 2001-07-16 |
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ID=12306097
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3052094A Expired - Fee Related JP3189555B2 (en) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | Microphone device |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3189555B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6766029B1 (en) | 1997-07-16 | 2004-07-20 | Phonak Ag | Method for electronically selecting the dependency of an output signal from the spatial angle of acoustic signal impingement and hearing aid apparatus |
EP1657960A1 (en) | 2004-11-16 | 2006-05-17 | Oticon A/S | Method for detection of ultrasound in a listening device with two or more microphones, and listening device with two or more microphones |
JP2013511750A (en) * | 2009-12-28 | 2013-04-04 | 歌尓声学股▲ふん▼有限公司 | Microphone array noise reduction control method and apparatus |
-
1994
- 1994-02-28 JP JP3052094A patent/JP3189555B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6766029B1 (en) | 1997-07-16 | 2004-07-20 | Phonak Ag | Method for electronically selecting the dependency of an output signal from the spatial angle of acoustic signal impingement and hearing aid apparatus |
EP1657960A1 (en) | 2004-11-16 | 2006-05-17 | Oticon A/S | Method for detection of ultrasound in a listening device with two or more microphones, and listening device with two or more microphones |
JP2013511750A (en) * | 2009-12-28 | 2013-04-04 | 歌尓声学股▲ふん▼有限公司 | Microphone array noise reduction control method and apparatus |
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JP3189555B2 (en) | 2001-07-16 |
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