JP2011100031A - 情報処理装置、その付属装置、情報処理システム、その制御方法並びに制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 情報処理装置に接続可能な付属装置であって、情報処理装置は、雑音情報を用いて劣化信号中の雑音を抑圧する雑音抑圧劣化信号中の雑音を抑圧し、雑音抑圧結果に基づいて雑音情報を生成し、生成された雑音情報を用いて劣化信号中の雑音を抑圧する手段と、劣化信号中の雑音を抑圧した結果に基づいて雑音情報を生成する雑音情報生成手段と、を備え、付属装置は、雑音抑圧手段が抑圧すべき雑音を発生させる機構部と、雑音抑圧手段が雑音抑圧処理を行なうタイミングで雑音が発生するように機構部を制御する機構制御部と、を備える。
【選択図】 図1
Description
前記情報処理装置は、
雑音情報を用いて劣化信号中の雑音を抑圧する雑音抑圧手段と、
前記劣化信号中の雑音を抑圧した結果に基づいて前記雑音情報を生成する雑音情報生成手段と、
を備え、
前記付属装置は、
前記雑音抑圧手段が抑圧すべき雑音を発生させる機構部と、
前記雑音抑圧手段が雑音抑圧処理を行なうタイミングで雑音が発生するように前記機構部を制御する機構制御部と、
を備えることを特徴とする。
付属装置を接続可能な情報処理装置であって、
前記付属装置は、雑音を発生させる機構部を備え、
前記情報処理装置は、
雑音情報を用いて劣化信号中の雑音を抑圧する雑音抑圧手段と、
前記劣化信号中の雑音を抑圧した結果に基づいて前記雑音情報を生成する雑音情報生成手段と、
を備え、
前記雑音抑圧手段は、前記機構部が発生させた雑音を抑圧し、
前記雑音情報生成手段は、前記機構部が発生させた雑音を抑圧した結果に基づいて前記雑音情報を生成することを特徴とする。
情報処理装置と、該情報処理装置に接続された付属装置とを含む情報処理システムであって、
前記情報処理装置は、
雑音情報を用いて劣化信号中の雑音を抑圧する雑音抑圧手段と、
前記劣化信号中の雑音を抑圧した結果に基づいて前記雑音情報を生成する雑音情報生成手段と、
を備え、
前記付属装置は、
前記雑音抑圧手段が抑圧すべき雑音を発生させる機構部と、
前記雑音抑圧手段が雑音抑圧処理を行なうタイミングで雑音が発生するように前記機構部を制御する機構制御部と、
を備えることを特徴とする。
情報処理装置に接続可能な付属装置の制御方法であって、
前記情報処理装置は、
雑音情報を用いて劣化信号中の雑音を抑圧する雑音抑圧手段と、
前記劣化信号中の雑音を抑圧した結果に基づいて前記雑音情報を生成する雑音情報生成手段と、
を備え、
前記付属装置は、前記雑音抑圧手段が抑圧すべき雑音を発生させる機構部を備え、
前記雑音抑圧手段が雑音抑圧処理を行なうタイミングで雑音が発生するように機構部を制御することを特徴とする。
雑音を発生させる機構部を備えた付属装置を接続可能な情報処理装置の制御方法であって、
劣化信号中において、前記機構部が発生させた雑音を抑圧し、
前記劣化信号中の前記雑音を抑圧した結果に基づいて雑音情報を生成することを特徴とする。
情報処理装置と、該情報処理装置に接続された付属装置とを含む情報処理システムの制御方法であって、
抑圧すべき雑音を前記付属装置において発生させ、
前記付属装置において発生した前記雑音が混在する劣化信号を入力し、
前記劣化信号中の前記雑音を抑圧し、
前記劣化信号中の雑音を抑圧した結果に基づいて雑音情報を生成することを特徴とする。
情報処理装置に接続可能な付属装置の制御プログラムであって、
前記情報処理装置は、
雑音情報を用いて劣化信号中の雑音を抑圧する雑音抑圧手段と、
前記劣化信号中の雑音を抑圧した結果に基づいて前記雑音情報を生成する雑音情報生成手段と、
を備え、
前記付属装置は、前記雑音抑圧手段が抑圧すべき雑音を発生させる機構部を備え、
前記雑音抑圧手段が雑音抑圧処理を行なうタイミングで雑音が発生するように機構部を制御する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
劣化信号中において、前記機構部が発生させた雑音を抑圧する処理と、
前記劣化信号中の前記雑音を抑圧した結果に基づいて雑音情報を生成する処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする。
<全体構成>
本発明の第1実施形態としての情報処理装置及びその付属装置について説明する。図1は、付属装置100と情報処理装置200とが接続された情報処理システムを示すブロック図である。情報処理装置200の具体例としては、デジタルカメラ、ノートパソコン、PDA、携帯電話などといった装置が挙げられる。一方、付属装置100の具体例としては、カメラに接続されるレンズやフラッシュライトデバイス、ノートパソコンやPDAや携帯電話に接続されるメディアドライブや外付けキーボードが挙げられる。すなわちこれらの製品は全て本発明の範疇に含まれうる。もちろん、本発明はこれらに限定されるものではなく、入力信号からの雑音除去を要求されるあらゆる情報処理装置及び/又は雑音を発生させる付属装置に適用可能である。
まず、本体としての情報処理装置200の構成について説明する。入力端子1には、劣化信号(所望信号と雑音の混在する信号)が、サンプル値系列として供給される。入力端子1に供給された劣化信号は、変換部2においてフーリエ変換などの変換を施されて複数の周波数成分に分割される。複数の周波数成分のうち振幅スペクトルは雑音抑圧部3へ供給され、位相スペクトルは、逆変換部4に伝達される。なお、ここでは、雑音抑圧部3に振幅スペクトルを供給しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、その二乗に相当するパワースペクトルを雑音抑圧部3に供給しても良い。
図2は、変換部2の構成を示すブロック図である。図2に示すように、変換部2はフレーム分割部21、窓がけ処理部(windowing unit)22、及びフーリエ変換部23を含む。劣化信号サンプルは、フレーム分割部21に供給され、K/2サンプル毎のフレームに分割される。ここで、Kは偶数とする。フレームに分割された劣化信号サンプルは、窓がけ処理部22に供給され、窓関数(window function)であるw(t)との乗算が行なわれる。第nフレームの入力信号yn(t) (t=0, 1, ..., K/2-1) に対するw(t)で窓がけ(windowing)された信号は、次式(1)で与えられる。
図3は、逆変換部4の構成を示すブロック図である。図3に示すように、逆変換部4は逆フーリエ変換部43、窓がけ処理部42、及び、フレーム合成部41を含む。逆フーリエ変換部43は、雑音抑圧部3から供給された強調信号振幅スペクトルと変換部2から供給された劣化信号位相スペクトル arg Yn(k)とを乗算して、強調信号(以下の式(4)の左辺)を求める。
雑音抑圧部3においては、様々な抑圧を行うことが可能であるが、代表的なものとして、SS(Spectrum Subtraction:スペクトル減算)法とMMSE STSA(Minimum Mean-Square Error Short-Time Spectral Amplitude Estimator:最小二乗平均誤差短時間振幅スペクトル推定)法とがある。SS法の場合は、一時記憶部6から供給された雑音情報を、変換部2から供給された劣化信号振幅スペクトルから減算する。MMSE STSA法の場合は、一時記憶部6から供給された雑音情報と変換部2から供給された劣化信号振幅スペクトルを用いて、複数の周波数成分それぞれに対して抑圧係数を計算し、この抑圧係数を劣化信号振幅スペクトルに乗算する。この抑圧係数は、強調信号の平均二乗パワーを最小化するように決定される。
雑音情報生成部7には、雑音抑圧結果としての強調信号振幅スペクトルが供給される。雑音情報生成部7は、この雑音抑圧結果を用いて、新しい雑音情報を生成し、これを用いて一時記憶部6に記憶されている雑音情報を更新する。一時記憶部6に記憶されている雑音情報の初期値としては、例えば、フラットな形状の信号スペクトルが用意されている。その信号スペクトルを雑音情報として用いた雑音抑圧結果に応じて、新しい雑音情報を生成する。この新しい雑音情報を用いて、一時記憶部6に記憶されている、既に抑圧に使用された雑音情報を更新する。
νn(k)=|Yn(k)| ・・・(8)
また、雑音情報νn(k)を直接利用する代わりに、その平均を用いてもよい。平均は、FIRフィルタに基づく平均(スライド窓を用いた移動平均)やIIRフィルタに基づく平均(漏れ積分)などを用いて計算できる。
νn+1(k)=νn(k)+μen(k)・・・(9)
但し、μはステップサイズと呼ばれる微小定数である。計算して得られた雑音情報νn(k)を直ちに利用するときには、数式(9)の代わりに以下の数式(10)を用いる。
νn(k)=νn-1(k)+μen(k) ・・・(10)
すなわち、現在の誤差を用いて現在の雑音情報νn(k)を計算し、直ちに適用する。雑音情報を直ちに更新することにより、リアルタイムで高精度の雑音抑圧を実現できる。
νn+1(k)=νn(k)+μ・sgn{en(k)}・・・(11)
同様に、その他の適応アルゴリズム(逐次更新アルゴリズム)を用いてもよい。
次に、付属装置100の構成について説明する。付属装置100は、雑音の発生源となる機構部11と、機構部11を制御する機構制御部12とを備え、接続部13を介して情報処理装置200に接続されている。
本発明の第2実施形態について、図4を用いて説明する。本実施形態における付属装置300と情報処理装置400は、第1実施形態の構成に加えてさらに、取付センサ14と取付センサ8とを有している。
本発明の第3実施形態について、図5を用いて説明する。本実施形態における情報処理装置600は、制御部9を有しており、付属装置500の機構制御部12は、制御部9からの制御を受ける。また、制御部9は、変換部2から出力されたスペクトル信号を入力して解析し、抑圧すべき雑音以外の信号の混在レベルが所定の閾値よりも小さいか否かを判定する。このような解析の一例として、スペクトル信号パワーの評価を行うことができる。この場合、パワーが閾値より小さいか否かを判定する。
本発明の第4実施形態について、図6を用いて説明する。本実施形態における情報処理装置650は、制御部95を有しており、付属装置550の機構制御部12は、制御部95からの制御を受ける。制御部95は、第1実施形態と同様に機構部11を動作させる。また、制御部95は、変換部2から出力されたスペクトル信号を入力して解析し、その信号が一時記憶部65から供給される雑音情報に似ているか否かを判定する。さらに、雑音情報生成部75を有し、制御部95から解析結果を供給される。
変換部2から出力されたスペクトル信号が雑音情報に似ている場合には、制御部95は、雑音抑圧部3と雑音情報生成部75とを動作させる。そして、雑音抑圧部3での抑圧結果がゼロになるように、雑音情報生成部75で雑音情報を生成するか、或いは倍率係数などを調整すれば、雑音抑圧精度を非常に高くすることができる。その他の構成及び動作については第1実施形態と同様であるためここでは詳細な説明を省略する。
本発明の第5実施形態について、図7を用いて説明する。本実施形態における情報処理装置800は、制御部9を有している一方で、付属装置700は、機構制御部を備えず、機構部11は、制御部9からの制御を受ける。また、制御部9は、変換部2から出力されたスペクトル信号を入力して解析し、雑音以外の信号[aks1]の入力が所定の閾値よりも小さいか否かを判定する。
この場合も第3実施形態と同様の効果を得ることができる。
本発明の第6実施形態について、図8を用いて説明する。本実施形態における付属装置900は、操作部15を有している。操作部15は、ユーザからのノイズ発生操作を受け付け、機構制御部12にその操作入力を通知する。機構制御部12は、その操作入力に応じて機構部11を動作させ雑音を発生させる。また同時に、機構制御部12は、操作入力があったことを、情報処理装置1000に通知する。
本発明の第7実施形態について、図9を用いて説明する。本実施形態における情報処理装置1200は、操作部10を有している。操作部10は、ユーザからの雑音発生操作を受け付け、制御部9を介して付属装置1100の機構制御部12にその操作入力を通知する。機構制御部12は、その操作入力に応じて機構部11を動作させ雑音を発生させる。また同時に、制御部9は、所定のタイミングで雑音抑圧部3と雑音情報生成部7とを制御して発生した雑音から雑音情報を生成する。
本発明の第8実施形態について、図10を用いて説明する。本実施形態における付属装置1300は、タイマ16を有している。タイマ16は、機構制御部12に所定時間の経過を通知する。機構制御部12は、その通知に応じて機構部11を動作させ雑音を発生させる。また同時に、機構制御部12は、所定時間経過したことを、情報処理装置1400に通知する。
本実施形態により、特定の雑音が存在しているタイミングで、確実に雑音を抑圧し、同時に、雑音情報の生成を行なうことができる。その他の構成及び動作については第1実施形態と同様であるためここでは詳細な説明を省略する。
以上説明してきた第1乃至第8実施形態は、それぞれ別々の特徴を持つ情報処理装置及びその付属装置について説明したが、それらの特徴を如何様に組み合わせた情報処理装置及びその付属装置も、本発明の範疇に含まれる。例えば、付属装置900が取付センサ14と操作部15とタイマ16とを備え、機構制御部12が、これら何れかからの通知に応じて、機構部11を制御して雑音を発生させる構成でも良い。
Claims (16)
- 情報処理装置に接続可能な付属装置であって、
前記情報処理装置は、
雑音情報を用いて劣化信号中の雑音を抑圧する雑音抑圧手段と、
前記劣化信号中の雑音を抑圧した結果に基づいて前記雑音情報を生成する雑音情報生成手段と、
を備え、
前記付属装置は、
前記雑音抑圧手段が抑圧すべき雑音を発生させる機構部と、
前記雑音抑圧手段が雑音抑圧処理を行なうタイミングで雑音が発生するように前記機構部を制御する機構制御部と、
を備えることを特徴とする付属装置。 - さらに、前記情報処理装置との接続を検知するセンサを備え、
前記機構制御部は、前記センサからの検知信号を受けて、雑音が発生するように前記機構部を制御することを特徴とする請求項1に記載の付属装置。 - 前記機構制御部は、前記情報処理装置に設けられた制御部からの指示を受けて、雑音が発生するように前記機構部を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の付属装置。
- さらに、ユーザからの雑音発生操作を受け付ける操作部を備え、
前記機構制御部は、前記操作部に対する雑音発生操作を受けて、雑音が発生するように前記機構部を制御することを特徴とする請求項1、2又は3に記載の付属装置。 - さらに、経過時間を測定するタイマを備え、
前記機構制御部は、前記タイマが、所定時間の経過を検知した場合に、雑音が発生するように前記機構部を制御することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の付属装置。 - 付属装置を接続可能な情報処理装置であって、
前記付属装置は、雑音を発生させる機構部を備え、
前記情報処理装置は、
雑音情報を用いて劣化信号中の雑音を抑圧する雑音抑圧手段と、
前記劣化信号中の雑音を抑圧した結果に基づいて前記雑音情報を生成する雑音情報生成手段と、
を備え、
前記雑音抑圧手段は、前記機構部が発生させた雑音を抑圧し、
前記雑音情報生成手段は、前記機構部が発生させた雑音を抑圧した結果に基づいて前記雑音情報を生成することを特徴とする情報処理装置。 - 前記機構部を制御して雑音を発生させる制御部をさらに備えることを特徴とする請求項6に記載の情報処理装置。
- 前記制御部は、入力した前記劣化信号中に含まれる雑音以外の信号の混在レベルを判定し、前記混在レベルが所定値以下であれば、前記機構部を制御して雑音を発生させることを特徴とする請求項7に記載の情報処理装置。
- さらに、ユーザからのノイズ発生操作を受け付ける操作部を備え、
前記制御部は、前記操作部に対するノイズ発生操作を受けて、雑音が発生するように前記機構部を制御することを特徴とする請求項6、7又は8に記載の情報処理装置。 - 前記付属装置は、前記機構部を制御する機構制御部を備え、
前記雑音抑圧手段及び前記雑音情報生成手段は、
前記機構制御部からの指示に応じて、雑音の抑圧及び雑音情報の生成を行なうことを特徴とする請求項6乃至9の何れか1項に記載の情報処理装置。 - 情報処理装置と、該情報処理装置に接続された付属装置とを含む情報処理システムであって、
前記情報処理装置は、
雑音情報を用いて劣化信号中の雑音を抑圧する雑音抑圧手段と、
前記劣化信号中の雑音を抑圧した結果に基づいて前記雑音情報を生成する雑音情報生成手段と、
を備え、
前記付属装置は、
前記雑音抑圧手段が抑圧すべき雑音を発生させる機構部と、
前記雑音抑圧手段が雑音抑圧処理を行なうタイミングで雑音が発生するように前記機構部を制御する機構制御部と、
を備えることを特徴とする情報処理システム。 - 情報処理装置に接続可能な付属装置の制御方法であって、
前記情報処理装置は、
雑音情報を用いて劣化信号中の雑音を抑圧する雑音抑圧手段と、
前記劣化信号中の雑音を抑圧した結果に基づいて前記雑音情報を生成する雑音情報生成手段と、
を備え、
前記付属装置は、前記雑音抑圧手段が抑圧すべき雑音を発生させる機構部を備え、
前記雑音抑圧手段が雑音抑圧処理を行なうタイミングで雑音が発生するように機構部を制御することを特徴とする付属装置の制御方法。 - 雑音を発生させる機構部を備えた付属装置を接続可能な情報処理装置の制御方法であって、
劣化信号中において、前記機構部が発生させた雑音を抑圧し、
前記劣化信号中の前記雑音を抑圧した結果に基づいて雑音情報を生成することを特徴とする情報処理装置の制御方法。 - 情報処理装置と、該情報処理装置に接続された付属装置とを含む情報処理システムの制御方法であって、
抑圧すべき雑音を前記付属装置において発生させ、
前記付属装置において発生した前記雑音が混在する劣化信号を入力し、
前記劣化信号中の前記雑音を抑圧し、
前記劣化信号中の雑音を抑圧した結果に基づいて雑音情報を生成することを特徴とする情報処理システムの制御方法。 - 情報処理装置に接続可能な付属装置の制御プログラムであって、
前記情報処理装置は、
雑音情報を用いて劣化信号中の雑音を抑圧する雑音抑圧手段と、
前記劣化信号中の雑音を抑圧した結果に基づいて前記雑音情報を生成する雑音情報生成手段と、
を備え、
前記付属装置は、前記雑音抑圧手段が抑圧すべき雑音を発生させる機構部を備え、
前記雑音抑圧手段が雑音抑圧処理を行なうタイミングで雑音が発生するように機構部を制御する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする付属装置の制御プログラム。 - 雑音を発生させる機構部を備えた付属装置を接続可能な情報処理装置の制御プログラムであって、
劣化信号中において、前記機構部が発生させた雑音を抑圧する処理と、
前記劣化信号中の前記雑音を抑圧した結果に基づいて雑音情報を生成する処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする情報処理装置の制御プログラム。
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