JPH0527320B2 - - Google Patents

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JPH0527320B2
JPH0527320B2 JP18185182A JP18185182A JPH0527320B2 JP H0527320 B2 JPH0527320 B2 JP H0527320B2 JP 18185182 A JP18185182 A JP 18185182A JP 18185182 A JP18185182 A JP 18185182A JP H0527320 B2 JPH0527320 B2 JP H0527320B2
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JP
Japan
Prior art keywords
sound collection
microphone
acoustoelectric transducers
microphones
transducer
Prior art date
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Application number
JP18185182A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5969800A (en
Inventor
Fujio Hayakawa
Masahiro Hibino
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS5969800A publication Critical patent/JPS5969800A/en
Publication of JPH0527320B2 publication Critical patent/JPH0527320B2/ja
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  • Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は音声認識用集音装置に関し、特に、
人間の発音した音声を認識するためにその音声を
集音するような音声認識用集音装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a sound collection device for speech recognition, and in particular,
The present invention relates to a sound collection device for voice recognition that collects human voices in order to recognize them.

最近では、人間が発音した音声を認識して被制
御機器を制御する音声認識装置が種々の分野で用
いられつつある。このような音声認識装置には音
声を集音するための集音装置が設けられる。集音
装置としては、一般に単一指向性を有するマイク
ロホンのような音響電気変換器を用いることが多
い。しかし、周囲の騒音が非常に大きい環境下に
おいては、集音した音声に騒音が含まれているた
め、人間の発音した音声のみを抽出することは容
易なことではない。
2. Description of the Related Art Recently, speech recognition devices that control controlled devices by recognizing speech produced by humans have been used in various fields. Such a speech recognition device is provided with a sound collection device for collecting sounds. As a sound collecting device, an acoustoelectric transducer such as a microphone having unidirectionality is generally used in many cases. However, in environments where the surrounding noise is extremely loud, it is not easy to extract only the human voice since the collected voice contains noise.

それゆえに、この発明の主たる目的は、周囲の
騒音が非常に大きい環境下において発音者から離
れた位置においてもその音声を良好なSN比で集
音し得る指向性の鋭い音声認識用集音装置を提供
することである。
Therefore, the main object of the present invention is to provide a sound collection device for speech recognition with sharp directionality that can collect speech with a good signal-to-noise ratio even at a distance from the speaker in an environment with very loud surrounding noise. The goal is to provide the following.

この発明は、要約すれば、4個以上偶数個の音
響電気変換器を直線上に所定の間隔を有して配列
し、これらの音響電気変換器列の中央を通りかつ
直線に交差する軸を対称軸として、対称位置にあ
る各対ごとの音響電気変換器の出力信号を少なく
とも2個の第1の加算手段で加算し、それぞれの
出力信号を所定の比率で重み付けしたのち第2の
加算手段で加算することによつて対称軸方向に鋭
い指向特性を有するように構成したものである。
To summarize, this invention arranges an even number of four or more acoustoelectric transducers at predetermined intervals on a straight line, and an axis that passes through the center of the row of acoustoelectric transducers and intersects with the straight line. The output signals of each pair of acoustoelectric transducers located at symmetrical positions as the axis of symmetry are added by at least two first adding means, each output signal is weighted by a predetermined ratio, and then the second adding means is added. The structure is such that it has a sharp directivity characteristic in the direction of the axis of symmetry by adding .

この発明の上述の目的およびその他の目的と特
徴は以下に図面を参照して行なう詳細な説明から
一層明らかとなろう。
The above objects and other objects and features of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例の概略ブロツク図
であり、第2図は第1図に示すマイクロホン1a
ないし1bの配置状態を説明するための図であ
る。
FIG. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of the microphone 1a shown in FIG.
It is a figure for explaining the arrangement state of 1 to 1b.

まず、第1図を参照して構成について説明す
る。音響電気変換器としてのマイクロホン1aな
いし1dが直線上に所定の間隔を有して配列され
る。そして、中央のマイクロホン1bと1cおよ
び両端のマイクロホン1aと1dがそれぞれ対と
なつて、各対ごとのマイクロホン出力信号が同相
で第1の加算器2,3によつて加算される。加算
器2,3の出力信号はそれぞれ増幅器4,5に個
別的に与えられる。増幅器4,5の各増幅率は所
定の比率となるように重み付けされていて、各対
のマイクロホン出力信号は増幅器4,5でそれぞ
れ増幅されたのち第2の加算器6で加算される。
First, the configuration will be explained with reference to FIG. Microphones 1a to 1d serving as acoustoelectric transducers are arranged in a straight line at predetermined intervals. The microphones 1b and 1c at the center and the microphones 1a and 1d at both ends form pairs, respectively, and the microphone output signals of each pair are added in phase by first adders 2 and 3. The output signals of adders 2 and 3 are individually applied to amplifiers 4 and 5, respectively. The amplification factors of the amplifiers 4 and 5 are weighted to a predetermined ratio, and the microphone output signals of each pair are amplified by the amplifiers 4 and 5, respectively, and then added by the second adder 6.

上述のごとく所定の間隔dを隔てて配置された
マイクロホン1aないし1dにおいて、マイクロ
ホン1bと1cとの中点をマイク中心点Oと称
し、マイクロホン1bと1cの垂直2等分線上を
マイク正面方向と称することにする。これらのマ
イクロホン1aないし1dによつて集音される音
の音源Sはマイク中心点Oから距離Rだけ隔てた
位置に設けられている。そして、音源Sとマイク
正面方向とのなす音源角はθで表わされ、音源S
とマイク中心点Oを結ぶ線にそれぞれマイクロホ
ン1b,1cから下ろした垂線の足はC,Dで表
わされる。ここで、音源Sが強さQ〓e〓〓tなる点音
源であるとすれば、音源Sから距離Rだけ離れた
点における音圧Pは周知の P=jωQ〓/4πR・e〓(t-kR) …(1) なる式で表わされる。ここで、ωは各周波数、ρ
は空気密度,k(=ω/C)は波定数,Cは音速
である。今、マイクロホン間隔dに比べて音源距
離Rが十分大きいとすれば、マイクロホン1bと
音源Sとの距離は音源距離RよりOCだけ短く、
またマイクロホン1cと音源Sとの距離は音源距
離RよりODだけ長い。OC=OD=d/2・sinθ
であり、また距離による音波の減衰よりも距離差
による位相ずれが大きいとして、前述の第(1)式に
おける分母の距離項についてはR≫d/2・sinθ
なる近似式を用いると、マイクロホン1b,1c
のそれぞれの音圧P2,P3は、 P2≒jθρQ〓/4πR・ej{〓t-k(R-d/2sin)} …(2) P2≒jθρQ〓/4πR・ej{〓t-k(R+d/2sin)} …(3) となる。ゆえに、マイクロホン1b,1cからな
るマイク対の音圧信号は P23≒2jωρQ〓/4πR・ej(t-kR) ×cos(kd/2・sinθ) …(4) となる。マイクロホン1a,1dからなるマイク
対の音圧信号についても同様にして、 P14≒2jωρQ〓/4πR・ej(t-kR) ×cos(3kd/2・sinθ) …(5) と表わされる。増幅器4,5のそれぞれの増幅率
をG1/2,G2/2とすれば、θ方向の音源Sに
対する前記集音器の出力音圧信号は、 PT≒〔−〕jωρQ〓/4πR・ej(t-kR) ×{G1cos(kd/2・sinθ) +G2cos(3kd/2・sinθ)} …(6) となる。
As mentioned above, in the microphones 1a to 1d arranged at a predetermined distance d, the midpoint between the microphones 1b and 1c is called the microphone center point O, and the vertical bisector of the microphones 1b and 1c is defined as the front direction of the microphone. I will call it that. A sound source S of the sound collected by these microphones 1a to 1d is provided at a distance R from the microphone center point O. The sound source angle between the sound source S and the front direction of the microphone is represented by θ, and the sound source S
The legs of perpendicular lines drawn from the microphones 1b and 1c to the line connecting the microphone center point O and the microphone center point O are represented by C and D, respectively. Here, if the sound source S is a point sound source with intensity Q〓e〓〓 t , then the sound pressure P at a point distance R from the sound source S is the well-known formula P=jωQ〓/4πR・e〓 (t-kR) ...(1) It is expressed by the formula. Here, ω is each frequency, ρ
is the air density, k (=ω/C) is the wave constant, and C is the speed of sound. Now, if the sound source distance R is sufficiently large compared to the microphone interval d, the distance between the microphone 1b and the sound source S is shorter than the sound source distance R by OC.
Further, the distance between the microphone 1c and the sound source S is longer than the sound source distance R by OD. OC=OD=d/2・sinθ
Assuming that the phase shift due to the distance difference is larger than the attenuation of the sound wave due to distance, the distance term in the denominator in equation (1) above is expressed as R≫d/2・sinθ
Using the approximation formula, microphones 1b, 1c
The respective sound pressures P2 and P3 of are P 2 ≒jθρQ〓/4πR・e j {〓 tk(Rd/2sin) } …(2) P 2 ≒jθρQ〓/4πR・e j {〓 tk(R+ d/2sin) } …(3). Therefore, the sound pressure signal of the microphone pair consisting of microphones 1b and 1c is P 23 ≒2jωρQ〓/4πR·e j(t−kR) ×cos(kd/2·sinθ) (4). Similarly, the sound pressure signal of the microphone pair consisting of microphones 1a and 1d is expressed as P 14 ≒2jωρQ〓/4πR・e j(t-kR) × cos (3kd/2・sinθ) …(5) . If the amplification factors of the amplifiers 4 and 5 are G 1 /2 and G 2 /2, the output sound pressure signal of the sound collector for the sound source S in the θ direction is P T ≒[−]jωρQ〓/4πR・e j(t-kR) × {G 1 cos (kd/2・sinθ) +G 2 cos(3kd/2・sinθ)} …(6).

上述の出力音圧信号をマイク正面方向の音源
(θ=0)に対する出力温圧信号で正規化すれば、
前記集音器指向特性を表わす式は、 D≒1/(G1+G2)・|G1cos(kd/2・ sinθ)+G2cos(3kd/2sinθ)| …(7) となる。ここで、上述の第(7)式における絶対値項
内をyとして変形すれば、 y=4G2cos3(kd/2・sinθ) +(G1−3G2)cos(kd/2sinθ) …(8) となり、第(8)式が3次のチエビシエフの多項式に
対応するように増幅率G1,G2を求めることがで
きる。3次のチエビシエフの多項式T3は、 T3=4X3−3x …(9) であるから、x=b cos(kd/2sinθ)(ただしb
>1)と変換すれば、前述の第(9)式は、 T3′=4b3cos3(kd/2・sinθ) −3b cos(kd/2sinθ) …(10) となる。上述の第(8)式と第(10)式の関係を比較すれ
ば、 G2=b3 G1−3G2=−3b …(11) となる。増幅率G1,G2は正面方向とその他の方
向との感度比を与える数値としてのパラメータb
に対して上述の第(11)式を満たすように決めればよ
い。
If the above output sound pressure signal is normalized by the output temperature and pressure signal for the sound source in the front direction of the microphone (θ=0), then
The expression representing the sound collector directional characteristic is as follows: D≈1/(G 1 +G 2 ) |G 1 cos (kd/2·sin θ)+G 2 cos (3kd/2 sin θ) | (7). Here, if we transform the absolute value term in equation (7) above as y, then y=4G 2 cos 3 (kd/2・sinθ) + (G 1 −3G 2 )cos(kd/2sinθ)... (8), and the amplification factors G 1 and G 2 can be determined so that equation (8) corresponds to the third-order Tievisiev polynomial. The third-order Tievisiev polynomial T 3 is T 3 = 4X 3 −3x …(9), so x = b cos (kd/2sinθ) (where b
>1), the above-mentioned equation (9) becomes T 3 ′=4b 3 cos 3 (kd/2·sin θ) −3b cos (kd/2 sin θ) (10). Comparing the relationship between equations (8) and (10) above, G 2 =b 3 G 1 −3G 2 =−3b (11). The amplification factors G 1 and G 2 are parameters b as numerical values that give the sensitivity ratio between the front direction and other directions.
It is only necessary to decide so that the above-mentioned equation (11) is satisfied.

第3図は第1図に示す実施例の集音特性を示す
図である。次に、第3図を参照して第1図に示す
集音装置における指向特性の概要および感度比に
ついて説明する。指向特性を表わす第(10)式をグラ
フに示せば第3図に示すごとくとなる。この第3
図において、横軸はX=b cos(kd/2sinθ),縦
軸は感度比である。正面方向ではθ=Oとなるの
でx=bとなり、感度比として最大の主ローブが
現われ、ピーク値は4b3−3bである。X=±1/
2にときには副ローブが現われ、ピーク値は1と
なる。したがつて、上述の主ローブと副ローブの
ピーク値の比Iはパラメータbの関数となり、 I=1/(4b3−3b) …(12) である。一例として、b=2.117と選べば、I=
1/31.6、すなわち正面方向に対して他方向音源
による音圧は−30dB以下となる。このとき、増
幅率G1=22.113,G2=9.488であり、増幅率の比
率G1/G2は2.331である。また、b=6.34と選べ
ば、増幅率G1=745.5,G2=254.8であり、感度比
Iは−60dBとなる。このようにして増幅率を前
述の第(11)式で示される関数で決めることにより、
種々の感度比を選ぶことができる。
FIG. 3 is a diagram showing the sound collection characteristics of the embodiment shown in FIG. 1. Next, an overview of the directional characteristics and sensitivity ratio of the sound collector shown in FIG. 1 will be explained with reference to FIG. 3. If equation (10) representing the directional characteristic is shown in a graph, it will be as shown in FIG. This third
In the figure, the horizontal axis is X=b cos(kd/2sinθ), and the vertical axis is the sensitivity ratio. In the front direction, θ=O, so x=b, and the maximum main lobe appears as a sensitivity ratio, with a peak value of 4b 3 -3b. X=±1/
At 2, a side lobe appears and the peak value becomes 1. Therefore, the ratio I of the peak values of the main lobe and the sublobe described above is a function of the parameter b, and is as follows: I=1/(4b 3 -3b) (12). As an example, if we choose b=2.117, I=
1/31.6, that is, the sound pressure due to the sound source in the other direction with respect to the front direction is -30 dB or less. At this time, the amplification factor G 1 =22.113, G 2 =9.488, and the ratio of the amplification factors G 1 /G 2 is 2.331. Furthermore, if b=6.34 is selected, the amplification factors G1 =745.5 and G2 =254.8, and the sensitivity ratio I becomes -60 dB. In this way, by determining the amplification factor using the function shown by the above equation (11),
Various sensitivity ratios can be selected.

一方、横軸X=±bすなわちkd/2sinθ=nπ
(n=0,1,2…)のとき、感度比最大となる
主ローブが現われる。したがつて、正面方向の感
度のみを大きくするためには、 kd/2<π …(13) となるようにマイクロホン間隔dを選ぶ必要があ
る。たとえば、音声帯域の上限周波数を3500Hzと
すれば、d<9.7cmなる範囲内で選ぶ必要がある。
On the other hand, the horizontal axis X=±b or kd/2sinθ=nπ
When (n=0, 1, 2...), the main lobe with the maximum sensitivity ratio appears. Therefore, in order to increase the sensitivity only in the front direction, it is necessary to select the microphone interval d so that kd/2<π (13). For example, if the upper limit frequency of the audio band is 3500 Hz, it is necessary to choose within the range of d<9.7 cm.

なお、上述の実施例では、マイクロホン対が2
個の場合について説明したが、マイクロホン対が
M個(M≧2)の場合には2M−1次のチエビシ
エフの多項式に対応するように、M個の増幅器の
増幅率を決定すればよい。また、増幅器の代わり
に減衰器を用いてもよい。さらに、上述の実施例
では、個々のマイクロホン1aないし1dが無指
向特性を有する場合について示したが、単一指向
特性を有するマイクロホンを用いて構成した場合
には、指向係数の相垂則(Bridgeの法則)とし
て周知のように、上述の指向性にマイクロホン自
体の単一指向性が相乗されてより一層の指向特性
を得ることができる。
Note that in the above embodiment, there are two microphone pairs.
In the case where there are M microphone pairs (M≧2), the amplification factors of the M amplifiers may be determined so as to correspond to the 2M-1 order Tievisiev polynomial. Also, an attenuator may be used instead of an amplifier. Further, in the above embodiment, the individual microphones 1a to 1d have omnidirectional characteristics, but when configured using microphones having unidirectional characteristics, the directivity coefficient As is well known as the above-mentioned directivity law, the unidirectivity of the microphone itself can be added to the above-mentioned directivity to obtain even more directivity characteristics.

第4図はこの発明の他の実施例の概略ブロツク
図である。この実施例では5対10個のマイクロホ
ン1aないし1jをそれぞれ間隔dを隔てて配列
し、そのうち偶数個おきのマイクロホンによつて
変換器列が構成される。すなわち、マイクロホン
1aとこれから8個のマイクロホン1bないし1
iを隔てたマイクロホン1jとによつて1対の変
換器列を構成し、以下同様にしてマイクロホン1
bと1i,1cと1h,1dと1gおよび1eと
1fとによつてそれぞれ変換器列が構成される。
そして、マイクロホン1bないし1iによつて構
成される変換器列は高音域指向性集音部を構成
し、内側から2番目のマイクロホン対1dと1g
および最も外側のマイクロホン対1aと1jは低
音域集音部を構成する。そして、各マイクロホン
対は第1の加算器7ないし11で加算される。加
算器9ないし11の出力信号は増幅器12ないし
14で個別的に増幅されて第2の加算器16によ
つて加算器8の出力信号に加算される。加算器1
6の加算出力は高音域のみを通過させるバンドパ
スフイルタ19を介して加算器20に与えられ
る。一方、マイクロホン1aと1jとからなるマ
イクロホン対の出力は加算器7によつて加算され
る。さらに、マイクロホン1dと1gとからなる
マイクロホンの加算出力は増幅器15を介して加
算器17によつて加算器7の出力に加算される。
加算器17の出力信号は低音域のみを通過させる
バンドパスフイルタ18を介して加算器20に与
えられる。加算器20は低音域の出力信号と高音
域の出力信号とを加算して出力する。なお、増幅
器12ないし14のそれぞれの増幅率は7次のチ
エビシエフの多項式に対応するように決定され、
増幅器15の増幅率は3次のチエビシエフの多項
式に対応するように決定される。
FIG. 4 is a schematic block diagram of another embodiment of the invention. In this embodiment, five to ten microphones 1a to 1j are arranged at intervals d, and every even number of microphones constitutes a transducer array. That is, microphone 1a and eight microphones 1b to 1
Microphone 1j separated by i constitutes a pair of converter rows, and thereafter microphone 1
A converter array is constructed by b and 1i, 1c and 1h, 1d and 1g, and 1e and 1f, respectively.
The transducer row constituted by the microphones 1b to 1i constitutes a high-frequency directional sound collecting section, and the second microphone pair from the inside is 1d and 1g.
The outermost pair of microphones 1a and 1j constitute a low frequency sound collection section. Then, each microphone pair is added by a first adder 7 to 11. The output signals of adders 9 to 11 are individually amplified by amplifiers 12 to 14 and added to the output signal of adder 8 by a second adder 16. Adder 1
The addition output of 6 is applied to an adder 20 via a bandpass filter 19 that passes only the high frequency range. On the other hand, the outputs of the microphone pair consisting of microphones 1a and 1j are added by an adder 7. Furthermore, the summed output of the microphones 1d and 1g is added to the output of the adder 7 by an adder 17 via an amplifier 15.
The output signal of the adder 17 is applied to the adder 20 via a bandpass filter 18 that passes only the low frequency range. The adder 20 adds the low range output signal and the high range output signal and outputs the result. Note that the amplification factors of each of the amplifiers 12 to 14 are determined to correspond to a seventh-order Tievisiev polynomial,
The amplification factor of the amplifier 15 is determined to correspond to a third-order Tievisiev polynomial.

ところで、第4図に示すごとく10個のマイクロ
ホン1aないし1jをdの間隔を有して直線上に
配列した場合、各マイクロホンの間隔が大きくな
ると、高指向性の得られる周波数帯域の上限周波
数は低くなり、OHz付近の減衰勾配が大きくなる
という傾向がある。そして、マイクロホン1bな
いし1iからなる高音域集音部のマイクロホン間
隔はdであり、低音域集音部を構成するマイクロ
ホン1aと1dならびに1gと1jとの間隔は
3dであるので、異なるマイクロホン間隔の集音
部を組合わせることにより、指向性が得られる周
波数帯域を広くすることができる。
By the way, when ten microphones 1a to 1j are arranged in a straight line with an interval of d as shown in Fig. 4, as the interval between each microphone increases, the upper limit frequency of the frequency band where high directivity can be obtained is There is a tendency for the attenuation gradient near OHz to become large. The distance between the microphones 1b to 1i in the high-frequency sound collection section is d, and the distance between the microphones 1a and 1d and 1g and 1j that make up the low-frequency sound collection section is d.
Since it is 3D, the frequency band in which directivity can be obtained can be widened by combining sound collection sections with different microphone spacing.

第5図は第4図に示す実施例の低音域用集音部
の指向周波数特性の一例を示す図であり、第6図
は同じく高音域用集音部の指向周波数特性の一例
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the directional frequency characteristic of the low-frequency sound collection section of the embodiment shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a diagram showing an example of the directional frequency characteristic of the high-frequency sound collection section in the embodiment shown in FIG. It is.

第5図および第6図に示す指向周波数特性はい
ずれもマイクロホンd=8.5cm,I=30dBのとき
の例を掲げたものである。
The directional frequency characteristics shown in FIGS. 5 and 6 are based on examples when the microphone d=8.5 cm and I=30 dB.

第5図および第6図から明らかなように、低音
域集音部ならびに高音域集音部からの出力信号
は、それぞれバンドパスフイルタ18,19を通
過した後、加算器20で加算され、音声認識装置
に必要な音声帯域全体で高指向性となる。なお、
音声帯域に対するマイクロホン間隔dは3cm≦d
≦10cmの範囲に選ぶのが好ましい。
As is clear from FIGS. 5 and 6, the output signals from the low-frequency sound collection section and the high-frequency sound collection section pass through bandpass filters 18 and 19, respectively, and are then added together in an adder 20. It has high directivity over the entire audio band required for the recognition device. In addition,
Microphone spacing d for audio band is 3cm≦d
It is preferable to choose a range of ≦10cm.

なお、上述の実施例では、10個のマイクロホン
1aないし1jを設けた場合について説明した
が、マイクロホン個数が10+6(N−1)(N=
1,2,…)であれば、マイクロホン間隔dの集
音部の他にマイクロホン間隔の異なる集音部を構
成することができる。すなわち、内側から2番目
のマイクロホン対の間隔は3dである。この外側
に2番目のマイクロホン対の間隔と同間隔のマイ
クロホン対を少なくとも1対設けると、長さは
3dm(mは3以上の寄数)だけ必要である。一方、
間隔dのマイクロホンは10+(N−1)個あるか
ら、その全長はd{10+6(N−1)−1}となる。
N=1,2…に対してこの2つの全長が 3dm=d{10+6(N−1)−1} =3d・{3+2(N−1)} …(14) となるような3以上の寄数mが存在する。したが
つて、マイクロホンの個数が10+6(N−1)個
の場合には、マイクロホン個数が最小であつてマ
イクロホン間隔dと3dの2種類のマイクロホン
間隔を有する2つの集音部を構成することができ
る。また、内側から3番目のマイクロホン間隔5
dのマイクロホン対に対しても同様にして、 5dm=d{10+6(N−1)−} ={3+2(N−1)}d・3 (15) となり、N=2+5(n−1)(n=1,2,…)
なるNに対して等号が成立する。マイクロホン間
隔7dなどより外側にある他のマイクロホン対に
関しても同様に推論できる。したがつて、マイク
ロホン個数10+6(N−1)個の場合には、マイ
クロホン個数が最小であつてマイクロホン間隔d
とマイクロホン間隔3dなどのように少なくとも
2種類の異なるマイクロホンを有する集音部を構
成できるという特徴を有する。
In addition, in the above-mentioned embodiment, the case where 10 microphones 1a to 1j were provided was explained, but the number of microphones is 10+6(N-1)(N=
1, 2,...), it is possible to configure a sound collecting section with a different microphone interval in addition to a sound collecting section with a microphone interval d. That is, the distance between the second microphone pair from the inside is 3d. If at least one pair of microphones with the same spacing as the second microphone pair is provided outside this, the length will be
Only 3dm (m is an integer of 3 or more) is required. on the other hand,
Since there are 10+(N-1) microphones with an interval of d, their total length is d{10+6(N-1)-1}.
For N=1, 2..., the total length of these two is 3dm=d{10+6(N-1)-1} =3d・{3+2(N-1)}...(14) There are several meters. Therefore, when the number of microphones is 10 + 6 (N-1), it is possible to configure two sound collection sections with the minimum number of microphones and two types of microphone spacing, d and 3d. can. Also, the distance between the third microphone from the inside is 5.
Similarly for microphone pair d, 5dm=d{10+6(N-1)-} ={3+2(N-1)}d・3 (15), and N=2+5(n-1)( n=1, 2,...)
The equality holds true for N. Similar inferences can be made regarding other microphone pairs located outside the microphone interval 7d. Therefore, when the number of microphones is 10+6(N-1), the number of microphones is the minimum and the microphone interval d
The present invention is characterized in that it is possible to configure a sound collection section having at least two different types of microphones, such as the distance between the microphones and the microphone interval 3d.

第7図はこの発明のその他の実施例の概略ブロ
ツク図である。この第7図に示す実施例では、マ
イクロホン1bないし1e,加算器22と23,
増幅器25、加算器27およびバンドパスフイル
タ29によつて高音域集音部が構成される。さら
に、この高音域集音部における最も外側のマイク
ロホン1b,1eからそれぞれ3dだけ隔ててマ
イクロホン1aと1fをそれぞれ配置し、これら
のマイクロホン1aと1fと加算器21と増幅器
24と加算器26とバンドパスフイルタ28によ
つて低音域集音部が構成される。このように集音
装置を構成することによつて、前述の第4図に示
した実施例と同様にして高指向性にすることがで
きる。
FIG. 7 is a schematic block diagram of another embodiment of the invention. In the embodiment shown in FIG. 7, microphones 1b to 1e, adders 22 and 23,
The amplifier 25, the adder 27, and the bandpass filter 29 constitute a high-frequency sound collection section. Further, microphones 1a and 1f are arranged 3d apart from the outermost microphones 1b and 1e in this high-frequency sound collecting section, respectively, and these microphones 1a and 1f, the adder 21, the amplifier 24, the adder 26, and the band The pass filter 28 constitutes a low frequency sound collection section. By configuring the sound collecting device in this way, high directivity can be achieved in the same manner as the embodiment shown in FIG. 4 described above.

以上のように、この発明によれば、4個以上の
偶数個の音響電気変換器をそれぞれ所定の間隔を
有して直線上に配列し、中央の線を対称軸として
対称位置にある各対ごとの音響電気変換器の出力
信号を加算した後重み付けし、それぞれをさらに
加算することによつて、対称軸方向に鋭い指向特
性を有することができる。したがつて、非常に騒
音の高い環境下においても特定方向から来る音声
のみを必要な音声帯域内で良好なSN比の下で集
音することができる。
As described above, according to the present invention, an even number of four or more acoustoelectric transducers are arranged on a straight line with predetermined intervals, and each pair is symmetrically located with the center line as the axis of symmetry. By adding and weighting the output signals of the respective acoustoelectric transducers and further adding them, it is possible to have a sharp directivity characteristic in the direction of the axis of symmetry. Therefore, even in a very noisy environment, it is possible to collect only sounds coming from a specific direction within the necessary audio band and with a good SN ratio.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例の概略ブロツク図
である。第2図は第1図に示すマイクロホンの配
置と音源位置の幾何学的位置関係を示す図であ
る。第3図は第1図に示す実施例の特性図であ
る。第4図はこの発明の他の実施例の概略ブロツ
ク図である。第5図は第4図に示す実施例の低音
域用集音部の指向周波数特性の一例を示す図であ
る。第6図は同じく高音域用集音部の指向周波数
特性の一例を示す図である。第7図はこの発明の
その他の実施例の概略ブロツク図である。 図において、1aないし1jはマイクロホン、
2,3,6ないし11,16,17,20ないし
23,26,27,30は加算器、4,5,12
ないし15,24,25は増幅器、18,19,
28,29はバンドパスフイルタを示す。
FIG. 1 is a schematic block diagram of one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the geometric positional relationship between the microphone arrangement and the sound source position shown in FIG. 1. FIG. 3 is a characteristic diagram of the embodiment shown in FIG. FIG. 4 is a schematic block diagram of another embodiment of the invention. FIG. 5 is a diagram showing an example of the directional frequency characteristics of the low-frequency sound collection section of the embodiment shown in FIG. 4. FIG. 6 is a diagram similarly showing an example of the directional frequency characteristics of the high-frequency sound collection section. FIG. 7 is a schematic block diagram of another embodiment of the invention. In the figure, 1a to 1j are microphones,
2, 3, 6 to 11, 16, 17, 20 to 23, 26, 27, 30 are adders; 4, 5, 12
15, 24, 25 are amplifiers, 18, 19,
28 and 29 indicate bandpass filters.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 発音者が発音した音声を集音するための音声
認識用集音装置であつて、 直線上に所定の間隔を有して配列された4個以
上偶数個の音響電気変換器、 前記配列された音響電気変換器の中央を通りか
つ前記直線に交差する軸を対称軸として対称位置
にある各対ごとの音響電気変換器がそれぞれの入
力に接続され、対応の対となる音響電気変換器の
出力信号を加算する2個の第1の加算手段、 前記各第1の加算手段の出力に接続され、対応
の第1の加算手段の出力信号をそれぞれ所定の比
率で重み付けする2個の重み付け回路手段、およ
び 前記各重み付け回路手段の出力信号を加算する
第2の加算手段を備え、 前記対称軸方向に鋭い指向性を有するようにし
たことを特徴とする、音声認識用集音装置。 2 前記音響電気変換器は10以上4+6N個(N
=1,2,…)設けられ、 前記各音響電気変換器のうち偶数個おきの音響
電気変換器によつて変換器列が構成され、前記変
換器列によつて指向性が得られる異なる周波数帯
域の2種類の集音部を構成するようにした、特許
請求の範囲第1項記載の音声認識用集音装置。 3 前記複数の音響電気変換器は、前記対称位置
にある変換器対のうちいずれかの変換器対の3倍
の間隔を有する変換器対を付加した変換器配置を
含み、それによつて指向性が得られる異なる周波
数帯域の2種類の集音部を構成するようにした、
特許請求の範囲第1項記載の音声認識用集音装
置。
[Scope of Claims] 1. A sound collection device for voice recognition for collecting the sounds produced by a speaker, comprising an even number of four or more acoustic and electrical devices arranged at predetermined intervals on a straight line. a transducer, each pair of acoustoelectric transducers located symmetrically with respect to an axis of symmetry passing through the center of the array of acoustoelectric transducers and intersecting the straight line, each pair of acoustoelectric transducers being connected to a respective input; two first adding means for adding the output signals of the acoustoelectric transducers; connected to the output of each of the first adding means, weighting the output signals of the corresponding first adding means respectively at a predetermined ratio; and a second addition means for adding up the output signals of each of the weighting circuit means, and having sharp directivity in the direction of the axis of symmetry. Sound collection device. 2 The number of the acoustoelectric transducers is 10 or more and 4+6N (N
= 1, 2,...), and every even number of acoustoelectric transducers among the respective acoustoelectric transducers constitute a transducer array, and the transducer array provides directivity at different frequencies. The sound collection device for speech recognition according to claim 1, wherein the sound collection device includes two types of sound collection sections for different bands. 3. said plurality of acoustoelectric transducers include a transducer arrangement with the addition of a transducer pair having a spacing three times that of any one of said symmetrically located transducer pairs, thereby providing directivity. Two types of sound collection sections with different frequency bands are configured to obtain
A sound collection device for speech recognition according to claim 1.
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