CN104521245B - 波束形成装置 - Google Patents
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Abstract
具有：第1目标声音阻断部(103)和第2目标声音阻断部(104)，它们从第1传声器(101)和第2传声器(102)转换为声音信号后的第1声音信号(x1)和第2声音信号(x2)中去除彼此具有相关性的目标信号；相位匹配部(105)，其使用在第1目标声音阻断部(103)中去除目标信号时取得的信息，匹配第1声音信号(x1)和第2声音信号(x2)的相位而进行合成；以及噪声学习部(106)，其根据在第1目标声音阻断部(103)和第2目标声音阻断部(104)中去除了目标信号后的信号，来学习相位匹配部(105)的输出信号中包含的噪声成分。
Description
技术领域
本发明涉及为了从多个传声器(microphone)信号中得到强调了目标信号的信号而进行波束形成的波束形成装置。
背景技术
在噪声较大的环境下或存在多个信号源的环境下，为了构筑车载免提那样的通话系统，需要仅分离提取出特定信号源(说话者)的信号的技术。作为该技术之一，可列举出波束形成器。波束形成器通过使由微阵列得到的多个通道的信号相加，来强调目标方向的信号，在波束形成器中，存在固定式波束形成器和自适应式波束形成器。
如图6所示，最简单的固定型波束形成器为延迟求和法(Delay and Sum：延迟求和)，由双通道的传声器901、902、信号延迟部903以及延迟求和部904构成。该延迟求和法通常进行少量计算即可，但在车载目的等难以使用多个传声器的情况下，存在旁瓣大、在混响(reverberation)环境下有效性不佳，针对低频区域不能得到足够的指向性等问题。
在低频区域中，为了提高指向性，需要加长传声器阵列整体的阵列长度。例如，在希望针对1000Hz的声音得到主瓣±10°左右的指向性的情况下，阵列长度需要为约2m。此外，在通过单纯地加长传声器阵列的间隔来加长阵列长度时，存在在目标方向以外产生栅瓣(grating lobe)、指向性下降的这样的问题(参照非专利文献1)。因此，为了抑制栅瓣、保持低频区域中的指向性，需要密集地排列多个传声器，存在非常耗费成本的问题。
与此相对，自适应波束形成器是形成指向性的方式，以使目标方向的灵敏度保持恒定并使噪声音源成为死角，该自适应波束形成器针对低频区域也有效，即使在混响环境下也能够进行噪声抑制。自适应波束形成器存在各种方式，作为能够视为延迟求和法的扩展的方式之一，存在广义旁瓣对消器(GSC：Generalized Sidelobe Canceller)。广义旁瓣对消器是利用固定波束形成器和自适应滤波器来抑制噪声的波束形成器，如图7所示，构成基于双通道的传声器的通常的Griffith-Jim式GSC。其由双通道的传声器901、902、信号延迟部903、延迟求和部904、目标声音阻断部905以及自适应滤波器906构成，目标声音阻断部905进行基于传声器信号的减法的减法型波束形成器。在自适应滤波器906中，使用目标声音阻断部905的输出，估计噪声成分，求出与延迟求和部904的输出之间的差分。
在减法型波束形成器的输出结果中，被认为仅残留有减去目标信号后的噪声成分，通过将其作为自适应滤波器的输入应用，能够从延迟求和法的结果中去除噪声成分。但是存在如下问题：通过单纯的减法往往不能充分去除目标信号，在自适应滤波器中，不能充分去除噪声，甚至会去除目标信号。
作为其对策，在专利文献1中，构成为：由使用了固定波束形成器的输出和传声器输入的自适应滤波器来构成目标声音阻断部，从各传声器输入中去除目标信号。与单纯的减法型波束形成器相比，能够得到更加充分去除了目标声音后的信号，提高后级的自适应滤波器中的噪声抑制的性能。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平08-122424号公报
非专利文献
非专利文献1：大贺寿郎、山崎芳男、金田豊著，「音響システムとディジタル処理」、初版、社団法人電子情報通信学会、1995年3月25日，p181-186
发明内容
发明要解决的问题
但是，上述专利文献1公开的技术是在固定波束形成器中，利用固定FIR(FiniteImpulse Response：有限脉冲响应)滤波器等来规整多个输入信号的相位，提高SN比(Signal to Noise Ratio：信噪比)，在因声场环境不同而使得在每一频带中相位的偏差方式或强度不同的情况下或在发生变动的情况下，存在不能高精度地匹配相位、相位匹配的性能下降的问题。
本发明是为了解决上述那样的问题而完成的，目的在于提高多个输入信号的相位匹配的精度，得到提高了SN比的输出信号。
用于解决问题的手段
本发明的波束形成装置具有：第1目标声音阻断部和第2目标声音阻断部，其从第1声音信号和第2声音信号中去除彼此具有相关性的目标信号，其中，该第1声音信号和第2声音信号是对不同的传声器收集到的声音分别进行转换而得到的；相位匹配部，其使用在第1目标声音阻断部去除目标信号时取得的信息，匹配第1声音信号与第2声音信号的相位而进行合成；以及噪声学习部，其根据在第1目标声音阻断部和第2目标声音阻断部中去除了目标信号后的信号，来学习相位匹配部的输出信号中包含的噪声成分。
发明效果
根据本发明，能够不受声场环境变化的影响，高精度地进行多个输入信号的相位匹配，得到提高了SN比输出信号。
附图说明
图1是示出实施方式1的波束形成装置的结构的图。
图2是示出实施方式2的波束形成装置的结构的图。
图3是示出实施方式3的波束形成装置的结构的图。
图4是示出实施方式3的波束形成装置的目标声音阻断对的结构的图。
图5是示出实施方式4的波束形成装置的结构的图。
图6是示出延迟求和法的固定型波束形成器的结构的图。
图7是示出广义旁瓣对消的结构的图。
具体实施方式
以下，为了更详细地说明本发明，根据附图，对其具体实施方式进行说明。
实施方式1.
图1是示出本发明的实施方式1的波束形成装置的结构的图。
实施方式1的波束形成装置由第1传声器101、第2传声器102、第1目标声音阻断部103、第2目标声音阻断部104、相位匹配部105、噪声学习部106构成。
第1传声器101和第2传声器102将外部声音转换为电信号(第1声音信号和第2声音信号)。第1目标声音阻断部103利用第2传声器102的信号，进行从第1传声器101的信号中阻断目标声音的处理。第2目标声音阻断部104利用第1传声器101的信号，进行从第2传声器102的信号中阻断目标声音的处理。相位匹配部105使用从第1目标声音阻断部103输入的处理结果，进行从第1传声器101和第2传声器102输入的输入信号的相位匹配。噪声学习部106使用从第1目标声音阻断部103和第2目标声音阻断部104输出的信号的混合信号，根据相位匹配部105的输出信号来学习噪声成分。
接下来，对该实施方式1的波束形成装置的动作进行说明。
另外，以下，以对第1目标声音阻断部103和第2目标声音阻断部104使用基于LMS(Least Mean Squares filter：最小均方滤波器)的自适应滤波器的情况为例来进行说明。
如图1所示，第1目标声音阻断部103将第1传声器101的信号x1至第2传声器102的信号x2作为输入，利用LMS自适应滤波器求出残差信号。由此，能够从第1传声器101的信号x1中去除第1传声器101、第2传声器102双方包含的具有相关性的信号(目标信号)。
在设时刻n的第1传声器101的信号为x1(n)、第2传声器102的信号为x2(n)、第1目标声音阻断部103的输出为y1(n)、第1目标声音阻断部103的LMS自适应滤波器的滤波系数为F(n)＝[h0(n)、h1(n)、…、hp-1(n)]T时，根据以下的式(1)至式(3)，求出声音去除后的信号e1(n)。
X2(n)＝[x2(n)，x2(n-1)，…，x2(n-p-1)]T···(1)
e1(n)＝x1(n)-y1(n)＝x1(n)-FT(n)·X2(n)···(2)
F(n+1)＝F(n)+μ·e1(n)·X2(n)···(3)
在式(3)中，μ为求出学习速度的常数，是小于1的正值，在式(1)中，p表示LMS自适应滤波器的长度，在式(1)和式(2)中，T表示转置矩阵。而且，LMS自适应滤波器的长度p使用了声音信号具有相关性的程度的长度。在LMS自适应滤波器中，在功率较强时，容易推进滤波系数的学习，在声音区间中推进学习，容易从第1传声器101的信号x1中去除声音信号。
同样，第2目标声音阻断部104将第2传声器102的信号x2至第1传声器101的信号x1作为输入，利用LMS自适应滤波器求出残差信号。由此，能够从第2传声器102的信号x2中去除第2传声器102、第1传声器101双方包含的具有相关性的信号(目标信号)。
另一方面，相位匹配部105使第1传声器101的信号x1和第2传声器102的信号x2通过FIR滤波器进行合成。此处，将第1目标声音阻断部103学习得到的LMS自适应滤波器的滤波系数F(n)设定为FIR滤波器的系数。由第1目标声音阻断部103学习得到的滤波系数F(n)是以使第2传声器102的信号x2与第1传声器101的信号x1匹配相位的方式学习得到的系数，因此，通过与第2传声器102的信号x2进行卷积，能够得到与第1传声器101的信号x1相位匹配的信号。即，使第2传声器102的信号x2与第1目标声音阻断部103学习得到的滤波系数F(n)进行卷积后的信号与第1传声器101的信号x1相加，并进行平均化。时刻n的相位匹配部105的输出信号z(n)由以下的式(4)表示。
z(n)＝(x1(n)+FT(n)·X2(n))/2···(4)
通过相位匹配部105的处理，能够实现比现有示例所示的延迟加法强调了声音的波束形成。
此外，第1目标声音阻断部103的输出信号y1和第2目标声音阻断部104的输出信号y2相加而成为噪声信号noise，并输入到噪声学习部106。噪声学习部106以该噪声信号noise为输入，并利用以相位匹配部105的输出信号z为目标信号的NLMS(Normalized LeastMean Squares filter：归一化最小均方滤波)自适应滤波器来学习相位匹配部105的输出信号z中包含的噪声成分。通过从相位匹配部105的输出信号z中减去噪声学习部106的输出信号，能够得到去除噪声后的信号e。
在设时刻n的第1目标声音阻断部103的输出信号y1(n)和第2目标声音阻断部104的输出信号y2(n)的相加信号为noise(n)、滤波系数为FN(n)＝[hn0(n)、hn1(n)、…、hnp-1(n)]T时，根据以下的式(5)～式(7)，计算出噪声去除后的信号e(n)。
N(n)＝[noise(n)、noise(n-1)、…、noise(n-p-1)]T···(5)
e(n)＝z(n)-FNT(n)·N(n)···(6)
FN(n+1)＝FN(n)+μ·ne(n)·N(n)/NT(n)N(n)···(7)
此外，在上述说明中，示出了使用LMS作为第1目标声音阻断部103和第2目标声音阻断部104的自适应滤波器，使用NLMS作为噪声学习部106的自适应滤波器的例子，但也可以使用RLS(Recursive Least Squares：递推最小平方)或仿射射影滤波器(affineprojection filter)等其它自适应滤波器来构成。
如上所述，根据该实施方式1，构成为：应用第1目标声音阻断部103学习得到的滤波系数来作为相位匹配部105的滤波系数，因此，与广义旁瓣对消器(GSC)或固定波束形成器相比，能够从相位匹配部105得到SN比更好的信号。此外，由于能够应用在第1目标声音阻断部103的运算处理的过程中得到的系数作为相位匹配部105的滤波系数，因此，能够高效地进行相位匹配的处理。
此外，根据该实施方式1，构成为：在噪声学习部106中，学习相位匹配部105的输出信号中包含的噪声成分，并减去学习得到的噪声成分，因此，能够得到抑制了噪声提高了SN比的信号。
实施方式2.
图2是示出本发明的实施方式2的波束形成装置的结构的图。在该实施方式2中，采用使用了自适应滤波器的第1目标声音阻断部103′和第2目标声音阻断部104′，并由增益调节部107a以及合成部107b构成实施方式1所示的相位匹配部105。
此外，以下，针对与实施方式1的波束形成装置的构成要素相同或相当的部分，标注与在实施方式1中使用的标号相同的标号，并省略或简化说明。
第1目标声音阻断部103′由自适应滤波器构成，其根据第1传声器101的信号x1以及第2传声器102的信号x2，估计第1传声器101的信号x1中包含的噪声成分y1。通过从第1传声器101的信号x1中去除估计出的噪声成分y1，由此得到声音去除后的信号e1。第2目标声音阻断部104′由自适应滤波器构成，其根据第1传声器101的信号x1以及第2传声器102的信号x2，估计第2传声器102的信号x2中包含的噪声成分y2。通过从第2传声器102的信号x2中去除估计出的噪声成分y2，由此得到声音去除后的信号e2。
增益调节部107a调节第1目标声音阻断部103′的输出信号y1的增益，合成部107b从第1传声器101的信号x1中减去增益调节后的信号。由此，得到与实施方式1的相位匹配部105的输出信号z相同的信号。噪声学习部106使用第1目标声音阻断部103′的声音去除后的信号e1与第2目标声音阻断部104′的声音去除后的信号e2的相加信号，根据增益调节后的输出信号z来学习噪声成分。从增益调节后的输出信号z中减去噪声学习部106的输出信号，由此，能够得到去除噪声后的信号e。
在上述实施方式1中，示出了在相位匹配部105中使用FIR滤波器进行卷积运算的例子，但如该实施方式2所示，在对第1目标声音阻断部103′和第2目标声音阻断部104′使用自适应滤波器的情况下，不需要FIR滤波器的卷积运算，利用基于上述式(2)和式(4)计算出的下式(8)和式(9)，根据第1目标声音阻断部103′的输出和增益调节部107a，能够得到输出信号z(n)。
首先，根据上述式(2)，得到以下的式(8)。
FT(n)·X2(n)＝x1(n)-e1(n)···(8)
如以下的式(9)所示，使用上述式(4)、式(8)，由进行了第1传声器101的信号x1(n)以及增益调节的声音去除后的信号e1(n)表示输出信号z(n)。
z(n)＝(x1(n)+FT(n)·X2(n))/2···(9)
＝(x1(n)+x1(n)-e1(n))/2
＝x1(n)-e1(n)/2
如式(9)所示，将声音去除后的信号e1(n)输出到增益调节部107a，增益调节部107a将信号e1(n)的增益调节为1/2，然后将其从第1传声器101的信号x1(n)中减去，由此得到输出信号z(n)。在式(9)中，示出了为了得到与上述实施方式1相同的结果而将增益调节部107a中的增益设定为1/2的情况，但也可以根据第1传声器101和第2传声器102的增益平衡等而适当变更数值。
如上所述，根据该实施方式2，构成为：使用自适应滤波器作为第1目标声音阻断部103′和第2目标声音阻断部104′，估计出第1传声器101的信号和第2传声器102的信号中包含的噪声成分，增益调节部107a对声音去除后的信号的增益进行调节，将其从第1传声器101的信号中减去，因此，不需要设置用于进行相位匹配的FIR滤波器，能够削减运算量。
实施方式3.
在上述实施方式1和实施方式2中，示出了具有第1传声器101和第2传声器102这两个传声器的结构，在该实施方式3中，对将传声器的数量扩展为3个以上的N个的情况下的波束形成装置进行说明。
图3是示出本发明的实施方式3的波束形成装置的结构的图。
实施方式3的波束形成装置由阵列传声器部108、目标声音阻断对集合部109、相位匹配部105以及噪声学习部106构成。
阵列传声器部108由第1传声器108A、第2传声器108B、···、第N传声器108N的N个传声器构成。各传声器108A、108B、···、108N将外部声音转换为电信号。目标声音阻断对集合部109具有相对于传声器的个数N的N-1个目标声音阻断对。在图3的例子中，由第1目标声音阻断对109A、第2目标声音阻断对109B、···、第N-1的目标声音阻断对109(N-1)构成。各目标声音阻断对109A、109B、···、109(N-1)使用第1传声器108A的信号(代表声音信号)和其它传声器108B、···、108N的信号(其它多个声音信号)，去除彼此具有相关性的信号(目标信号)。
图4是示出本发明的实施方式3的波束形成装置的目标声音阻断对的结构的图。在图4中，以第1目标声音阻断对109A为例示出。
第1目标声音阻断对109A由第1输入目标声音阻断部111A和第2输入目标声音阻断部112A构成。第1输入目标声音阻断部111A从第1传声器108A的信号x1中阻断目标声音，输出用于在相位匹配部105中进行相位匹配的信息。第2输入目标声音阻断部112A从第2传声器108B的信号x2中阻断目标声音，输出用于在噪声学习部106中学习噪声的信号。
相位匹配部105使用从N-1个目标声音阻断对109A、109B、···、109(N-1)输入的结果，进行从N个传声器108A、108B、···、108N输入的信号的相位匹配。噪声学习部106使用从N-1个目标声音阻断对109A、109B、···、109(N-1)输出的信号的合计信号，根据相位匹配部105的输出信号来学习噪声成分。
在第K目标声音阻断对109K(1≤K≤N-1)中的第1输入目标声音阻断部111K中，将第1传声器108A的信号x1作为示教信号，将第K+1传声器的信号xK+1作为输入信号，与上述式(1)～式(3)同样地，如以下的式(10)～式(12)所示那样，使用基于NLMS的自适应滤波器，进行从第1传声器108A的信号x1中去除目标信号的学习。
XK(n)＝[xK(n)，xK(n-1)，…，xK(n-p-1)]T···(10)
e1K(n)＝x1(n)-y1K(n)＝x1(n)-FK T(n)·XK(n)···(11)
FK(n+1)＝FK(n)+μ·e1K(n)·XK(n)···(12)
在上述式(10)～式(12)中，XK为第K+1传声器的信号xK+1、FK为NLMS的滤波系数，y1K为NLMS中的残差信号。
另一方面，在第K目标声音阻断对109K中的第2输入目标声音阻断部112K中，将第1传声器108A的信号x1作为输入信号，将第K+1传声器的信号xK+1作为示教信号，根据以下的式(13)～式(15)，进行与上述式(10)～式(12)相反的学习。
X1(n)＝[x1(n)，x1(n-1)，…，x1(n-p-1)]T···(13)
eK(n)＝xK(n)-yK(n)＝xK(n)-F1K T(n)·X1(n)···(14)
F1K(n+1)＝F1K(n)+μ·eK(n)·X1(n)···(15)
在上述式(13)～式(15)中，X1为第1传声器101的信号，F1K为NLMS的滤波系数，yK为第K目标声音阻断对109K的输出信号，即残差信号。
相位匹配部105使利用以FK为系数的FIR滤波器对第1输入目标声音阻断部111A的输出信号，即第2传声器108B～第N传声器的输出信号进行卷积而得到的信号与第1传声器108A的信号x1相加。
噪声学习部106将输出信号y1、y2、···、yN-1相加而得到的噪声信号noise作为输入，利用以相位匹配部105的输出信号z为目标信号的NLMS自适应滤波器，学习相位匹配部105的输出信号z中包含的噪声成分，其中，输出信号y1、y2、···、yN-1是从第1～第N-1目标声音阻断对109A、109B、···、109(N-1)的第2输入目标声音阻断部112A、112B、···、112(N-1)输出且阻断了目标声音的信号。通过从相位匹配部105的信号中减去噪声学习部106的输出，能够得到噪声去除后的信号e。
如上所述，根据该实施方式3，构成为具有：第1输入目标声音阻断部，其具有由3个以上的N个传声器构成的阵列传声器部108和由N-1个目标声音阻断对构成的目标声音阻断对集合部109，各目标声音阻断对以代表传声器的信号和此外的传声器的信号为输入，从代表传声器的信号中去除目标信号；和第2输入目标声音阻断部，其从其它各传声器的输入信号中去除目标信号，因此，即使在具有在3个以上的传声器数的装置中，也能够提高相位匹配的精度。此外，能够进行高效的相位匹配。
此外，在上述实施方式3中，示出了使用作为代表传声器的第1传声器108A的信号和其它传声器108B、···、108N的信号来构成目标声音阻断对集合部109的例子，但也可以由第1传声器108A以外的传声器来构成代表传声器，例如，也可以选择SN比最高的传声器作为代表传声器等，根据周围的状况进行切换。
此外，在上述实施方式3中，示出了使用LMS作为自适应滤波器的例子，但也可以构成为使用NLMS或仿射射影滤波器等其它算法。
实施方式4.
图5是示出本发明的实施方式4的波束形成装置的结构的图。在该实施方式4中，在上述实施方式1所示的波束形成装置中追加设置了声音区间检测部120。
声音区间检测部120以第1传声器101的信号和第2传声器102的信号为输入，检测输入的信号的声音区间。声音区间检测可以应用公知的技术。例如，可以应用以下所示的参考文献1中公开的声音区间判别装置的检测技术。
参考文献1
日本特开平10-171487号公报
第1目标声音阻断部103和第2目标声音阻断部104可以构成为参照声音区间检测部120的检测结果，在输入了表示是声音区间的检测结果的情况下，进行自适应滤波器的学习处理，在输入了表示不是声音区间的检测结果的情况下，不进行自适应滤波器的学习处理。
如上所述，根据该实施方式4，构成为具有检测第1传声器101和第2传声器102的信号的声音区间的声音区间检测部120，第1和第2目标声音阻断部103、104参照声音区间检测部120的检测结果，仅在检测出是声音区间的情况下，进行自适应滤波器的学习处理，因此，能够防止自适应滤波器的误学习，以更高精度学习滤波系数。
此外，在上述实施方式4中，示出了在实施方式1所示的波束形成装置中应用声音区间检测部120的例子，但也可以应用于实施方式2和实施方式3所示的波束形成装置。
此外，在本发明的范围内，本发明可进行各实施方式的自由组合或各实施方式的任意的构成要素的变形，或者，在各实施方式中，可以省略任意的构成要素。
产业上的可利用性
本发明的波束形成装置能够高精度进行固定波束形成器中的相位匹配，因此，适合于具有不受声场环境变动影响而进行高精度的波束形成器的功能的音响系统。
标号说明
101 第1传声器，102 第2传声器，103、103′ 第1目标声音阻断部，104、104′第2目标声音阻断部，105 相位匹配部，106 噪声学习部，107a 增益调节部，107b 合成部，108 阵列传声器部，109 目标声音阻断对集合部，109A 第1目标声音阻断对，111A 第1输入目标声音阻断部，112A 第2输入目标声音阻断部，120 声音区间检测部。
Claims (8)
1.一种波束形成装置，其对输入的声音信号进行运算处理，形成指向特性，其特征在于，该波束形成装置具有：
第1目标声音阻断部和第2目标声音阻断部，其从第1声音信号和第2声音信号中去除彼此具有相关性的目标信号，其中，该第1声音信号和第2声音信号是对不同的传声器收集到的声音分别进行转换而得到的；
相位匹配部，其使用在所述第1目标声音阻断部去除所述目标信号时取得的信息，匹配所述第1声音信号与所述第2声音信号的相位而进行合成；以及
噪声学习部，其根据在所述第1目标声音阻断部和所述第2目标声音阻断部中去除所述目标信号后的信号，来学习所述相位匹配部的输出信号中包含的噪声成分。
2.根据权利要求1所述的波束形成装置，其特征在于，
所述第1目标声音阻断部和所述第2目标声音阻断部在从所述第1声音信号和所述第2声音信号中去除所述目标信号时，学习滤波系数，
所述相位匹配部将所述第1目标声音阻断部学习得到的滤波系数与所述第2声音信号进行卷积，将与该滤波系数进行卷积后的第2声音信号与所述第1声音信号相加，来进行相位匹配。
3.根据权利要求1所述的波束形成装置，其特征在于，
所述第1目标声音阻断部和所述第2目标声音阻断部由对所述第2声音信号和所述第1声音信号中包含的噪声成分进行估计的自适应滤波器构成，
所述相位匹配部具有增益调节部，该增益调节部对根据所述第1目标声音阻断部估计出的噪声成分计算出的声音去除信号的增益进行调节，所述相位匹配部从所述第1声音信号中减去由该增益调节部调节增益后的声音去除信号。
4.根据权利要求2所述的波束形成装置，其特征在于，
所述波束形成装置具有声音区间检测部，该声音区间检测部检测所述第1声音信号和所述第2声音信号中包含的声音区间，
在所述声音区间检测部中检测出声音区间的情况下，所述第1目标声音阻断部和所述第2目标声音阻断部进行所述滤波系数的学习。
5.根据权利要求3所述的波束形成装置，其特征在于，
所述波束形成装置具有声音区间检测部，该声音区间检测部检测所述第1声音信号和所述第2声音信号中包含的声音区间，
在所述声音区间检测部中检测出声音区间的情况下，所述第1目标声音阻断部和所述第2目标声音阻断部进行基于所述自适应滤波器的噪声成分的估计。
6.一种波束形成装置，其对输入的声音信号进行运算处理，形成指向特性，其特征在于，该波束形成装置具有：
目标声音阻断对集合部，其由N-1个目标声音阻断对构成，该目标声音阻断对从代表声音信号及其它多个声音信号中去除彼此具有相关性的目标信号，该代表声音信号及其它多个声音信号是对N个传声器收集到的声音分别进行转换而得到的，其中，N≥3；
相位匹配部，其使用在所述N-1个目标声音阻断对去除所述目标信号时取得的信息，匹配所述代表声音信号和所述其它多个声音信号的相位而进行合成；以及
噪声学习部，其根据在所述N-1个目标声音阻断对中去除了所述目标信号后的信号，来学习所述相位匹配部的输出信号中包含的噪声成分，
所述N-1个目标声音阻断对具有：
第1输入目标声音阻断部，其从所述代表声音信号中去除所述目标信号；以及
第2输入目标声音阻断部，其从所述其它多个声音信号中的任意一个中去除所述目标信号。
7.根据权利要求6所述的波束形成装置，其特征在于，
所述相位匹配部将滤波系数与所述其它多个声音信号进行卷积，将与该滤波系数进行卷积后的声音信号与所述代表声音信号相加来进行相位匹配，其中，所述滤波系数是所述N-1个目标声音阻断对的各第1输入目标声音阻断部从所述代表声音信号中去除所述目标信号时学习得到的。
8.根据权利要求7所述的波束形成装置，其特征在于，
所述波束形成装置具有声音区间检测部，该声音区间检测部检测所述代表声音信号及所述其它多个声音信号中包含的声音区间，
在所述声音区间检测部中检测出声音区间的情况下，所述N-1个目标声音阻断对进行所述滤波系数的学习。
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