JP2012032648A - 機械音抑圧装置、機械音抑圧方法、プログラムおよび撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】周波数スペクトル修正部123は、入力信号の周波数スペクトルX(f,τ)に、周波数毎に、ゲイン関数テーブル121から読み出したゲインG(f,τ)を掛けて、修正された周波数スペクトルY(f,τ)を出力する。ゲイン関数テーブル121には、入力信号のパワー|X(f,τ)|2と機械音のパワー|N(f,τ)|2のパワー比の各値に対応したゲイン設定値が記憶されている。パワー比算出部122は、周波数毎に、パワー比を算出する。ゲイン関数テーブル121から周波数スペクトル修正部123に、周波数毎に、算出パワー比に対応したゲインG(f,τ)を供給する。機械音のばらつきの特性は様々であるが、それに適したゲイン関数G(f,τ)をゲイン関数テーブル121に設定できる。
【選択図】図2
Description
(a)機械組み立て位置、ネジの締め付け圧力の差
(b)機械駆動による部品の摩耗、経年変化
(c)温度変化
(d)姿勢(カメラの持ち方、角度)変化
(e)カメラズームを駆動するためのモータ
入力信号を所定時間長のフレームに分割してフレーム化するフレーム化部と、
上記フレーム化部で得られたフレーム化信号を周波数領域の周波数スペクトルに変換するフーリエ変換部と、
上記フーリエ変換部で得られた上記入力信号の周波数スペクトルを、機械音の周波数スペクトル情報に基づいて修正して機械音を抑圧する機械音低減部と、
上記機械音低減部で修正された周波数スペクトルを時間領域のフレーム化信号に戻す逆フーリエ変換部と、
上記逆フーリエ変換部で得られた各フレームのフレーム化信号をフレーム合成して機械音を抑圧した出力信号を得るフレーム合成部とを備え、
上記機械音低減部は、
上記フーリエ変換部で得られた上記入力信号の周波数スペクトルと上記機械音の周波数スペクトル情報に基づいて、周波数毎に、上記入力信号の周波数スペクトルと上記機械音の周波数スペクトルのパワー比を算出するパワー比算出部と、
周波数毎に、上記パワー比の各値に対応したゲインの設定値が記憶されたゲイン関数テーブルから、上記パワー比算出部で算出されたパワー比に対応したゲインを読み出すゲイン読み出し部と、
周波数毎に、上記フーリエ変換部で得られた上記入力信号の周波数スペクトルに、上記ゲイン読み出し部で読み出されたゲインを掛けて、修正された周波数スペクトルを得る周波数スペクトル修正部とを有する
機械音抑圧装置にある。
入力信号を所定時間長のフレームに分割してフレーム化するフレーム化部と、
上記フレーム化部で得られたフレーム化信号を周波数領域の周波数スペクトルに変換するフーリエ変換部と、
上記フーリエ変換部で得られた上記入力信号の周波数スペクトルを、機械音の周波数スペクトル情報に基づいて修正して機械音を抑圧する機械音低減部と、
上記機械音低減部で使用する上記機械音の周波数スペクトル情報を、上記入力信号に関する情報に基づいて変更するスペクトル情報変更部と、
上記機械音低減部で修正された周波数スペクトルを時間領域のフレーム化信号に戻す逆フーリエ変換部と、
上記逆フーリエ変換部で得られた各フレームのフレーム化信号をフレーム合成して機械音を抑圧した出力信号を得るフレーム合成部と
を備える機械音抑圧装置にある。
1.第1の実施の形態
2.第2の実施の形態
3.第3の実施の形態
4.変形例
[音声付き動画撮影機能を備えた撮像装置の音声系]
図1は、第1の実施の形態としての音声付き動画撮影機能を備えた撮像装置の音声系100の構成例を示している。この音声系100は、マイクロホン101と、A/D変換器102と、AGC(Automatic Gain Control)回路103と、フレーム分割部104と、フーリエ変換部105を有している。また、この音声系100は、機械音低減部106と、ノイズテーブル107と、スペクトル切り替え部108と、逆フーリエ変換部109と、波形合成部110と、記録部111を有している。
[音声付き動画撮影機能を備えた撮像装置の音声系]
図11は、第2の実施の形態としての音声付き動画撮影機能を備えた撮像装置の音声系100Aの構成例を示している。この図11において、図1と対応する部分には、同一符号を付し、適宜、その詳細説明を省略する。
ノイズテーブル補正部112において、演算部131で周波数毎の補正係数を取得して補正する場合について説明する。図14は、聴覚的マスキング現象における雑音しきい値とスペクトル包絡の関係を示している(古井貞煕著、近代科学社、「新音響・音声工学」P149参照)。
ノイズテーブル補正部112において、演算部131で各周波数に共通の補正係数を取得して補正する場合について説明する。この補正処理は、例えば、AGC回路により、録音レベルが圧縮され、実際より小さく機械音が観測される場合に適用することができる。
ここで、平均パワーPと補正係数Cとの対応関係を示すテーブル(図26参照)の作成方法の一例を説明する。図27に示すように、デジタルカメラの内部マイクMaとは別に、このデジタルカメラに外部マイクMbが設置される。内部マイクMaの音声収録部に関しては、図28(a)に示すように、後段にAGC回路が設けられる。一方、外部マイクMbの音声収録部に関しては、図28(b)に示すように、後段にAGC回路の代わりに線形増幅アンプが設けられる。つまり、この外部マイクMbの音声収録部に関しては、一定の割合で増幅だけが行われる、レベル圧縮は生じないようにされる。
[音声付き動画撮影機能を備えた撮像装置の音声系]
図33は、第3の実施の形態としての音声付き動画撮影機能を備えた撮像装置の音声系100Bの構成例を示している。この図33において、図1、図11と対応する部分には、同一符号を付し、適宜、その詳細説明を省略する。
なお、上述の各実施の形態においては、スペクトル切り替え部108が設けられている。このスペクトル切り替え部108により、ズーム動作中でないとき、フーリエ変換部105からの周波数スペクトルX(f,τ)が取り出され、一方、ズーム動作中であるとき、機械音低減部106からの修正された周波数スペクトルY(f,τ)が取り出される。
100,100A,100B・・・音声系
101・・・マイクロホン
102・・・A/D変換器
103・・・AGC回路
104・・・フレーム分割部
105・・・フーリエ変換部
106・・・機械音低減部
107,107-1〜107-n・・・ノイズテーブル
108・・・スペクトル切り替え部
109・・・逆フーリエ変換部
110・・・波形合成部
111・・・記録部
112・・・ノイズテーブル補正部
113・・・ノイズテーブル切り替え部
121・・・ゲイン関数テーブル
122・・・パワー比算出部
123・・・周波数スペクトル修正部
131・・・演算部
132・・・保持部
133・・・補正部
134・・・通知部
141・・・演算部
142・・・保持部
143・・・切り替え部
144・・・通知部
201・・・制御部
202・・・キー入力部
203・・・モータ
204・・・モータ駆動部
Claims (18)
- 入力信号を所定時間長のフレームに分割してフレーム化するフレーム化部と、
上記フレーム化部で得られたフレーム化信号を周波数領域の周波数スペクトルに変換するフーリエ変換部と、
上記フーリエ変換部で得られた上記入力信号の周波数スペクトルを、機械音の周波数スペクトル情報に基づいて修正して機械音を抑圧する機械音低減部と、
上記機械音低減部で修正された周波数スペクトルを時間領域のフレーム化信号に戻す逆フーリエ変換部と、
上記逆フーリエ変換部で得られた各フレームのフレーム化信号をフレーム合成して機械音を抑圧した出力信号を得るフレーム合成部とを備え、
上記機械音低減部は、
上記フーリエ変換部で得られた上記入力信号の周波数スペクトルと上記機械音の周波数スペクトル情報に基づいて、周波数毎に、上記入力信号の周波数スペクトルと上記機械音の周波数スペクトルのパワー比を算出するパワー比算出部と、
周波数毎に、上記パワー比の各値に対応したゲインの設定値が記憶されたゲイン関数テーブルから、上記パワー比算出部で算出されたパワー比に対応したゲインを読み出すゲイン読み出し部と、
周波数毎に、上記フーリエ変換部で得られた上記入力信号の周波数スペクトルに、上記ゲイン読み出し部で読み出されたゲインを掛けて、修正された周波数スペクトルを得る周波数スペクトル修正部とを有する
機械音抑圧装置。 - 上記ゲイン関数テーブルに記憶されたゲインの設定値は、
上記パワー比が0dB近傍で小さくなり、該パワー比が0dB近傍から大きくなるにつれて傾きが不連続にならないように滑らかに大きくなっていく
請求項1に記載の機械音抑圧装置。 - 上記ゲイン関数テーブルに記憶されたゲインの設定値は、さらに、上記0dB近傍から小さくなるにつれて傾きが不連続にならないように滑らかに大きくなっていく
請求項2に記載の機械音抑圧装置。 - 上記機械音低減部で使用する上記機械音の周波数スペクトル情報を、上記入力信号に関する情報に基づいて変更するスペクトル情報変更部をさらに備える
請求項1に記載の機械音抑圧装置。 - 上記機械音は、周辺音記録機能を有する撮像装置において特定の撮影動作に関連して発生する機械音である
請求項1に記載の機械音抑圧装置。 - 入力信号を所定時間長のフレームに分割してフレーム化するフレーム化ステップと、
上記フレーム化ステップで得られたフレーム化信号を周波数領域の周波数スペクトルに変換するフーリエ変換ステップと、
上記フーリエ変換ステップで得られた上記入力信号の周波数スペクトルを、機械音の周波数スペクトル情報に基づいて修正して機械音を抑圧する機械音低減ステップと、
上記機械音低減ステップで修正された周波数スペクトルを時間領域のフレーム化信号に戻す逆フーリエ変換ステップと、
上記逆フーリエ変換ステップで得られた各フレームのフレーム化信号をフレーム合成して機械音を抑圧した出力信号を得るフレーム合成ステップとを備え、
上記機械音低減ステップは、
上記フーリエ変換ステップで得られた上記入力信号の周波数スペクトルと上記機械音の周波数スペクトル情報に基づいて、周波数毎に、上記入力信号の周波数スペクトルと上記機械音の周波数スペクトルのパワー比を算出するパワー比算出ステップと、
周波数毎に、上記パワー比の各値に対応したゲインの設定値が記憶されたゲイン関数テーブルから、上記パワー比算出ステップで算出されたパワー比に対応したゲインを読み出すゲイン読み出しステップと、
周波数毎に、上記フーリエ変換ステップで得られた上記入力信号の周波数スペクトルに、上記ゲイン読み出しステップで読み出されたゲインを掛けて、修正された周波数スペクトルを得る周波数スペクトル修正ステップとを有する
機械音抑圧方法。 - コンピュータを、
入力信号を所定時間長のフレームに分割してフレーム化するフレーム化手段と、
上記フレーム化手段で得られたフレーム化信号を周波数領域の周波数スペクトルに変換するフーリエ変換手段と、
上記フーリエ変換手段で得られた上記入力信号の周波数スペクトルを、機械音の周波数スペクトル情報に基づいて修正して機械音を抑圧する機械音低減手段と、
上記機械音低減手段で修正された周波数スペクトルを時間領域のフレーム化信号に戻す逆フーリエ変換手段と、
上記逆フーリエ変換手段で得られた各フレームのフレーム化信号をフレーム合成して機械音を抑圧した出力信号を得るフレーム合成手段として機能させ、
上記機械音低減手段は、
上記フーリエ変換手段で得られた上記入力信号の周波数スペクトルと上記機械音の周波数スペクトル情報に基づいて、周波数毎に、上記入力信号の周波数スペクトルと上記機械音の周波数スペクトルのパワー比を算出するパワー比算出手段と、
周波数毎に、上記パワー比の各値に対応したゲインの設定値が記憶されたゲイン関数テーブルから、上記パワー比算出手段で算出されたパワー比に対応したゲインを読み出すゲイン読み出し手段と、
周波数毎に、上記フーリエ変換手段で得られた上記入力信号の周波数スペクトルに、上記ゲイン読み出し手段で読み出されたゲインを掛けて、修正された周波数スペクトルを得る周波数スペクトル修正手段とを有する
プログラム。 - 特定の撮影動作に関連して機械音を発生する機械音発生源を有すると共に、周辺音記録機能を有する撮像装置であって、
マイクロホンで集音されて得られた周辺音の入力信号を所定時間長のフレームに分割してフレーム化するフレーム化部と、
上記フレーム化部で得られたフレーム化信号を周波数領域の周波数スペクトルに変換するフーリエ変換部と、
上記フーリエ変換部で得られた上記入力信号の周波数スペクトルを、上記機械音の周波数スペクトル情報に基づいて修正して機械音を抑圧する機械音低減部と、
上記機械音低減部で修正された周波数スペクトルを時間領域のフレーム化信号に戻す逆フーリエ変換部と、
上記逆フーリエ変換部で得られた各フレームのフレーム化信号をフレーム合成して機械音を抑圧した出力信号を得るフレーム合成部と、
上記フレーム合成部で得られた出力信号を記録する記録部とを備え、
上記機械音低減部は、
上記フーリエ変換部で得られた上記入力信号の周波数スペクトルと上記機械音の周波数スペクトル情報に基づいて、周波数毎に、上記入力信号の周波数スペクトルと上記機械音の周波数スペクトルのパワー比を算出するパワー比算出部と、
周波数毎に、上記パワー比の各値に対応したゲインの設定値が記憶されたゲイン関数テーブルから、上記パワー比算出部で算出されたパワー比に対応したゲインを読み出すゲイン読み出し部と、
周波数毎に、上記フーリエ変換部で得られた上記入力信号の周波数スペクトルに、上記ゲイン読み出し部で読み出されたゲインを掛けて、修正された周波数スペクトルを得る周波数スペクトル修正部とを有する
撮像装置。 - 入力信号を所定時間長のフレームに分割してフレーム化するフレーム化部と、
上記フレーム化部で得られたフレーム化信号を周波数領域の周波数スペクトルに変換するフーリエ変換部と、
上記フーリエ変換部で得られた上記入力信号の周波数スペクトルを、機械音の周波数スペクトル情報に基づいて修正して機械音を抑圧する機械音低減部と、
上記機械音低減部で使用する上記機械音の周波数スペクトル情報を、上記入力信号に関する情報に基づいて変更するスペクトル情報変更部と、
上記機械音低減部で修正された周波数スペクトルを時間領域のフレーム化信号に戻す逆フーリエ変換部と、
上記逆フーリエ変換部で得られた各フレームのフレーム化信号をフレーム合成して機械音を抑圧した出力信号を得るフレーム合成部と
を備える機械音抑圧装置。 - 上記スペクトル情報変更部は、
ノイズテーブルに記憶された上記機械音の周波数スペクトル情報を、上記入力信号に関する情報に基づいて補正することで、上記機械音低減部で使用する上記機械音の周波数スペクトル情報を変更する
請求項9に記載の機械音抑圧装置。 - 上記スペクトル情報変更部は、
上記入力信号に関する情報に基づいて周辺音の特徴量を示すパラメータを算出し、該算出されたパラメータに基づいて補正係数を取得し、該取得された補正係数を上記ノイズテーブルに記憶された上記機械音の周波数スペクトル情報に掛けて補正する
請求項10に記載の機械音抑圧装置。 - 上記特徴量を示すパラメータは上記入力信号の周波数スペクトルのスペクトル包絡を示す線形予測係数であり、
上記スペクトル情報変更部は、
上記スペクトル包絡を示す線形予測係数に基づいて、上記スペクトル包絡の山部分に対応して値が低下するように各周波数の補正係数を取得し、周波数毎に、上記機械音の周波数スペクトル情報に該取得された補正係数を掛けて補正する
請求項11に記載の機械音抑圧装置。 - 上記特徴量パラメータは、上記入力信号の平均パワーであり、
上記スペクトル情報変更部は、
上記入力信号の平均パワーに基づいて、該平均パワーが大きいとき値が低下するように各周波数に共通の補正係数を取得し、上記機械音の各周波数の周波数スペクトル情報に上記取得された補正係数を掛けて補正する
請求項11に記載の機械音抑圧装置。 - 上記機械音の周波数スペクトル情報が記憶された複数のノイズテーブルを備え、
上記複数のノイズテーブルには、上記入力信号の平均パワーが互いに異なる場合に使用する上記機械音の周波数スペクトル情報が記憶されており、
上記スペクトル情報変更部は、
上記入力信号の平均パワーに基づいて、上記機械音の周波数スペクトル情報を読み出すノイズテーブルを切り替えることで、上記機械音低減部で使用する上記機械音の周波数スペクトル情報を変更する
請求項9に記載の機械音抑圧装置。 - 上記機械音は、周辺音記録機能を有する撮像装置において特定の撮影動作に関連して発生する機械音である
請求項9に記載の機械音抑圧装置。 - 入力信号を所定時間長のフレームに分割してフレーム化するフレーム化ステップと、
上記フレーム化ステップで得られたフレーム化信号を周波数領域の周波数スペクトルに変換するフーリエ変換ステップと、
上記フーリエ変換ステップで得られた上記入力信号の周波数スペクトルを、機械音の周波数スペクトル情報に基づいて修正して機械音を抑圧する機械音低減ステップと、
上記機械音低減ステップで使用する上記機械音の周波数スペクトル情報を、上記入力信号に関する情報に基づいて変更するスペクトル情報変更ステップと、
上記機械音低減ステップで修正された周波数スペクトルを時間領域のフレーム化信号に戻す逆フーリエ変換ステップと、
上記逆フーリエ変換ステップで得られた各フレームのフレーム化信号をフレーム合成して機械音を抑圧した出力信号を得るフレーム合成部ステップと
を備える機械音抑圧方法。 - コンピュータを、
入力信号を所定時間長のフレームに分割してフレーム化するフレーム化手段と、
上記フレーム化手段で得られたフレーム化信号を周波数領域の周波数スペクトルに変換するフーリエ変換手段と、
上記フーリエ変換手段で得られた上記入力信号の周波数スペクトルを、機械音の周波数スペクトル情報に基づいて修正して機械音を抑圧する機械音低減手段と、
上記機械音低減手段で使用する上記機械音の周波数スペクトル情報を、上記入力信号に関する情報に基づいて変更するスペクトル情報変更手段と、
上記機械音低減手段で修正された周波数スペクトルを時間領域のフレーム化信号に戻す逆フーリエ変換手段と、
上記逆フーリエ変換手段で得られた各フレームのフレーム化信号をフレーム合成して機械音を抑圧した出力信号を得るフレーム合成手段と
して機能させるプログラム。 - 特定の撮影動作に関連して機械音を発生する機械音発生源を有すると共に、周辺音記録機能を有する撮像装置であって、
マイクロホンで集音されて得られた周辺音の入力信号を所定時間長のフレームに分割してフレーム化するフレーム化部と、
上記フレーム化部で得られたフレーム化信号を周波数領域の周波数スペクトルに変換するフーリエ変換部と、
上記フーリエ変換部で得られた上記入力信号の周波数スペクトルを、機械音の周波数スペクトル情報に基づいて修正して機械音を抑圧する機械音低減部と、
上記機械音低減部で使用する上記機械音の周波数スペクトル情報を、上記入力信号に関する情報に基づいて変更するスペクトル情報変更部と、
上記機械音低減部で修正された周波数スペクトルを時間領域のフレーム化信号に戻す逆フーリエ変換部と、
上記逆フーリエ変換部で得られた各フレームのフレーム化信号をフレーム合成して機械音を抑圧した出力信号を得るフレーム合成部と、
上記フレーム合成部で得られた出力信号を記録する記録部と
を備える撮像装置。
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