JP2009005133A - 風雑音低減装置、及び、この風雑音低減装置を備えた電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 時間周波数変換部1L,1Rで周波数軸方向のL信号及びR信号が得られると、風雑音判定部2−1〜2−Nそれぞれにおいて、L信号及びR信号の相関値を周波数帯域毎に算出する。そして、L信号及びR信号の相関値と閾値との比較を行うことで、周波数帯域毎の風雑音の判定を行うとともに、信号減衰部3L−1〜3L−N,3R−1〜3R−Nで周波数帯域毎の風雑音の減衰処理を施す。
【選択図】 図1
Description
(1)ステレオマイクで取得された左右方向それぞれからの風雑音の間には、ほとんど相関性がない。
(2)風雑音が低域(50Hz〜1kHz)に集中する傾向がある。
まず、本発明の風雑音低減装置の各実施形態における基本構成について、図面を参照して説明する。図1は、本発明における基本構成となる風雑音低減装置の機能構成を示すブロック図である。
まず、風雑音が有ると判定したときの減衰量α[x]として設定される値αk[x](0<αk[x]<1)において、各周波数帯域に対して設定される値について、以下に説明する。まず、周波数の異なる音に対する、その音圧レベルと人間の聞こえる音の大きさ(以下、「ラウドネス量」と呼ぶ)との関係について、図2に示すラウドネス曲線を参照して説明する。図2に示すように、各周波数(単位[Hz])においてラウドネス量(単位[phone])が同一となる音圧(単位[dB])を結ぶことで、等ラウドネス曲線が形成される。尚、以下の説明において、減衰量α[x]として設定される値αk[x]を、減衰量αk[x]とする。
上述のように、同一のラウドネス量の等ラウドネス曲線における音圧レベルに応じて、N帯域に分割された各周波数帯域の減衰量αk[1]〜αk[N]が設定される。例えば、概略的に近似した値で設定させる場合、f[s]<f≦f[t](s>t)が中域(3〜5kHz)となるとき、減衰量αk[1]〜αk[s]については、周波数が低いものほど、その値が大きくなるような固定値αc[1]〜αc[s]に設定する。又、減衰量αk[t]〜αk[N]については、周波数が高いものほど、その値が大きくなるような固定値αc[t]〜αc[N]に設定する。
更に、上述のように固定値によって設定するのではなく変動値で設定する場合、上述のような固定値に変動値を加算した値によって設定される。このとき、加算される変動値については、上述の相関値Kav[1]〜Kav[N]によって設定されるものとしても構わないし、相関値Kav[1]〜Kav[N]と閾値Th[1]〜Th[N]との差の絶対値|Kav[1]−Th[1]|〜|Kav[N]−Th[N]|によって設定されるものとしても構わない。
αk[x]=αc[x]+(1−αc[x])×|Kav[x]−Th[x]|
…(3)
上述のように設定された減衰量が与えられる信号減衰部3L−1〜3L−N,3R−1〜3R−Nでの演算処理について、以下に説明する。以下では、信号減衰部3L−x,3R−xを代表して説明するとともに、入力されるL信号及びR信号をそれぞれL(f)、R(f)とするとともに、出力するL信号及びR信号をそれぞれLx(f)、Rx(f)とする。又、風雑音判定部2−xで設定された減衰量α[x]が信号減衰部3L−x,3R−xに与えられて、(4)式及び(5)式による減衰量α[x]による演算処理が成される。
Lx(f)=L(f)α[x] …(4)
Rx(f)=R(f)α[x] …(5)
Lx(f)=α[x]×L(f) …(6)
Rx(f)=α[x]×R(f) …(7)
上述の基本構成(図1)のように構成される風雑音低減装置の第1の実施形態について、以下に説明する。本実施形態では、風雑音判定部2−1〜2−Nそれぞれにおいて風雑音の有無を判定する際に使用される閾値Th[1]〜Th[N]それぞれを、固定値とする。
上述の基本構成(図1)のように構成される風雑音低減装置の第2の実施形態について、以下に説明する。本実施形態では、風雑音判定部2−1〜2−Nそれぞれにおいて風雑音の有無を判定する際に使用される閾値Th[1]〜Th[N]それぞれを、一定時間T毎に変化させる変動値とする。尚、この風雑音を判定する一定時間Tによる時間間隔を、以下において、「フレーム」と呼ぶ。
風雑音判定部2−xにおいて第F−1フレームの風雑音が判定されるとき、相関値Kav[x]が閾値Th−(F−1)[x]以下となり(Kav[x]≦Th−(F−1)[x])、風雑音有りと判定されると、第Fフレームの風雑音を判定するための閾値Th−F[x]を閾値Th−(F−1)[x]よりもΔThだけ高い値Th−(F−1)[x]+ΔThとする。即ち、第F−1フレームにおいて風雑音が有るものと判定されたため、連続した次のフレームである第Fフレームにおいても風雑音が有る確率が高いと考えられるため、閾値Th−F[x]が風雑音を判定されやすい値に設定されることとなる。
一方、風雑音判定部2−xにおいて第F−1フレームの風雑音が判定されるとき、相関値Kav[x]が閾値Th−(F−1)[x]より大きくなり(Kav[x]>Th−(F−1)[x])、風雑音無しと判定されると、第Fフレームの風雑音を判定するための閾値Th−F[x]を閾値Th−(F−1)[x]よりもΔThだけ低い値Th−(F−1)[x]−ΔThとする。即ち、第F−1フレームにおいて風雑音が無いものと判定されたため、連続した次のフレームである第Fフレームにおいても風雑音が無い確率が高いと考えられるため、閾値Th−F[x]が風雑音を判定されにくい値に設定されることとなる。
上述の基本構成(図1)のように構成される風雑音低減装置の第3の実施形態について、以下に説明する。本実施形態では、第2の実施形態と同様、風雑音判定部2−1〜2−Nそれぞれにおいて風雑音の有無を判定する際に使用される閾値Th[1]〜Th[N]それぞれを、フレーム毎に変化させる変動値とする。
このような撮像装置において、動画撮影動作を行うことが操作部115によって指示されると、イメージセンサ101の光電変換動作によって得られたアナログ信号である画像信号がAFE102に出力される。このとき、イメージセンサ101では、タイミングジェネレータ112からのタイミング制御信号が与えられることによって、水平走査及び垂直走査が行われて、画素毎のデータとなる画像信号が出力される。
静止画撮影が指示された場合においては、動画撮影が指示された場合と異なり、画像信号のみの圧縮信号が画像圧縮処理部106においてJPEG(Joint Photographic Experts Group)圧縮符号方式などの圧縮符号方式によって得られ、外部メモリ120に記録される。よって、その他の基本動作については動画撮影時の動作と同様である。又、この静止画撮影の場合、操作部115によって撮影された静止画像に対する圧縮信号が外部メモリ120に記録されるだけでなく、画像処理部104で画像処理された画像信号がディスプレイ部110に与えられて、現在、イメージセンサ101を通じて撮影されている被写体画像が表示されることで、プレビュー画像が表示される。
又、外部メモリ120に記録された動画又は静止画像を再生することが、操作部115を通じて指示されると、外部メモリ120に記録された圧縮信号は、ドライバ部108によって読み出されて伸長処理部109に与えられる。そして、動画の場合は、伸長処理部109において、MPEG圧縮符号方式及びオーディオ圧縮符号化方式に基づいて伸長復号されて、画像信号及び音響信号が取得される。そして、画像信号がディスプレイ部110に与えられて画像が再生されるとともに、L信号及びR信号がスピーカ部111に与えられて音声が再生される。これにより、外部メモリ120に記録された圧縮信号に基づく動画が再生される。
このような撮像装置において、音響圧縮処理部107を、風雑音低減機能が設けられた構成とする。図4のブロック図に、この風雑音低減機能を備えた音響圧縮処理部107の構成を示す。図4に示すように、音響圧縮処理部107は、音響処理部105からのL信号及びR信号それぞれを時間軸の信号から周波数軸の信号に変換するフィルタバンク71と、このフィルタバンク71で周波数軸の信号に変換されたL信号及びR信号を時系列に並ぶように合成する合成部72と、合成部72で合成されたL信号及びR信号を量子化する量子化部73と、を備える。
上述では、音響圧縮処理部107に風雑音低減機能を備えるものとしたが、伸長処理部109の音響処理ブロックにおいて、風雑音低減機能を設けるものとしても構わない。即ち、図5に示すように、ハフマン符号化などが施された圧縮信号を復号化した後に復調して周波数軸方向の信号となるL信号及びR信号を取得する復調部91の後段に、風雑音判定部74及び信号減衰部75を追加した構成とする。
2−1〜2−N 風雑音判定部
3L−1〜3L−N,3R−1〜3R−N 信号減衰部
4L,4R 合成部
5L,5R 周波数時間変換部
Claims (8)
- 2以上のマイクロフォンによって取得された2以上の音響信号より風雑音の有無を判定して、前記音響信号から風雑音を低減する風雑音低減装置において、
分割された3帯域以上となるn帯域の周波数帯域毎に前記2以上の音響信号の相関値を算出して、当該n帯域の周波数帯域それぞれに対して風雑音の有無を判定する風雑音判定部と、
該風雑音判定部によって風雑音が有ると判定された周波数帯域の前記2以上の音響信号のみを減衰させる信号減衰部と、
を備え、
前記風雑音判定部が、前記周波数帯域毎に設定された閾値を備え、
前記風雑音判定部において前記周波数帯域毎に前記風雑音の有無を判定するとき、前記相関値が前記閾値より低くなることを確認すると、その周波数帯域における前記2以上の音響信号の相関が低く前記風雑音が有る信号であると判定することを特徴とする風雑音低減装置。 - 前記信号減衰部において設定される前記周波数帯域毎の減衰量が、前記相関値に応じて変動する値であることを特徴とする請求項1に記載の風雑音低減装置。
- 前記信号減衰部において、前記音響信号を減衰させる際の減衰量を乗数として前記音響信号を指数演算することで、前記音響信号の減衰処理を行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の風雑音低減装置。
- 前記信号減衰部において、前記音響信号を減衰させる際の減衰量を係数として前記音響信号に乗算することで、前記音響信号の減衰処理を行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の風雑音低減装置。
- 前記風雑音判定部において、低い周波数帯域ほど前記閾値が高く設定され、高い周波数帯域ほど前記閾値が低く設定されることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の風雑音低減装置。
- 所定期間となるフレーム毎に風雑音の有無が判定されるとともに、
前記風雑音判定部において、前記周波数帯域毎の前記閾値を、前フレームの風雑音の有無の判定結果に基づいて変動させることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の風雑音低減装置。 - 前記風雑音判定部において、前記周波数帯域毎の前記閾値を、低い周波数帯域における風雑音の有無の判定結果に基づいて変動させることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の風雑音低減装置。
- 2以上のマイクロフォンによって取得された2以上の音響信号を記録又は再生を行う電子機器であって、
前記2以上の音響信号を周波数軸方向の信号とする周波数軸方向信号生成部と、
前記周波数軸方向信号生成部において周波数軸方向の信号とされた前記2以上の音響信号に対して、周波数帯域毎の風雑音低減処理を施す風雑音低減部と、
を備え、
前記風雑音低減部を、請求項1〜請求項7のいずれかに記載の構成となる風雑音低減装置とすることを特徴とする電子機器。
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