近距離場を優先的に計測できるマイクアレイ

可优先测量近场的麦克风阵列

• 批准号: 22K03984
• 负责人: 貝塚 勉
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kogakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03984/
• 关键词: マイクロホンアレイ; 雑音除去; 雑音抑圧; 音声強調; マイクアレイ; 音声通話

携帯電話やヘッドセット等の接話型の通話機器では、話者の口元がマイクロホンの近傍にあり、騒音の音源はそれと比べれば遥か遠方にある。よって、近距離場に存在する音源から届く音のみを計測しやすいマイクロホンアレイを実現できれば、周囲の騒音が煩い状況でも話者の音声を明瞭に通話相手へ届けやすいはずである。そこで、一般化放射モードの理論を拠り所として、遠距離場よりも近距離場に存在する音源から届く音を優先して計測しやすいマイクロホンアレイを設計・試作した。通話機器に搭載しやすいことを意識して、マイクロホンの配列は直線状とし、個数は3個もしくは5個とした。マイクロホン同士の配置間隔は5cmとした。2022年度では、基本性能を確認するべく、自由空間での収音特性を調査した。自由空間とは、音を反射させたり、回折させたりする障害物のない空間のことである。実験では、自由空間を模擬した無響室で収音特性を評価した。計算機シミュレーションも行い、理論的な性能限界を示しつつ、それに対して実際にはどの程度の性能が得られるのかを確認した。結果としては、マイクロホンが3個であれ、5個であれ、シミュレーション結果と実験結果には乖離が見られた。実際のマイクロホンの感度・位相には個体差があるところ、本マイクロホンのアレイ信号処理は多重極の様相を呈する（各マイクロホンの計測信号に、ある重みづけをしたうえで、加算・減算するような信号処理）ため、マイクロホンの個体差に由来する性能の劣化が生じたものと推察される。とはいえ、通常のマイクロホンと比べれば、およそ1000Hz以下では全方向で遠距離場の音源から届く音を抑えやすく、およそ1000Hz以上では正面方向で遠距離場の音源から届く音を抑えやすかった。また、3個よりも5個のマイクロホンを用いたほうが良好な収音特性を得られた。

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