JP3186411B2 - 収音装置 - Google Patents
収音装置Info
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- Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
Description
ビデオカメラ等に使用して好適な収音装置に関するもの
である。
て好適な、例えばステレオ収音を行う収音装置として、
本願出願人は先に特願平2−132051号(特開平4
−27298号公報参照)を提案した。すなわちこの装
置においては、比較的近接して設けられた2つのマイク
ロフォンを用いて、空間的及び電気的な処理を施すこと
によって、良好なステレオ収音を行えるようにしたもの
である。
カメラ等において、これを例えば野外で使用する場合に
は、風がマイクロフォンに当たることによって発生す
る、特有の風雑音の問題が生じる。そこでこのような風
雑音に対して、これを低減する目的で、本願出願人は先
に特願平3−153341号(特開平5−7392号公
報参照)を提案した。
して設けられた2つのマイクロフォンで収音された信号
では、低域の音声信号の相関性は高いものと考えられ、
一方、風雑音は相関性が低いものと考えられる。そこで
2つのマイクロフォンで収音された信号の差成分を抽出
し、この差成分のピーク値を検出し、このピーク値に応
じて収音された信号の特に低域成分を減衰させるように
したものである。
性の低い風雑音が主に抽出され、この差成分のピーク値
に応じて収音された信号の低域成分の減衰量が制御され
ることによって、風雑音が多いときだけ収音された信号
の低域成分が減衰され、風雑音の低減が行われるもので
ある。
において、風雑音が多いときには、低域成分が全部減衰
されるので、本来の収音すべき音声信号まで減衰されて
しまうことになる。また風雑音のピーク値の変動は変化
が急峻であり、このピーク値に応じて減衰量が制御され
た場合には、減衰量が頻繁に制御されて、聴感上不自然
な感じを与える恐れがある。
ものであって、解決しようとする問題点は、従来の装置
では本来の収音すべき音声信号まで減衰されてしまう。
また、減衰量が頻繁に制御されて、聴感上不自然な感じ
を与える恐れがあるというものである。
は、2以上のマイクロフォン1A、1Bを有し、これら
のマイクロフォンで収音された信号の低域の差成分を抽
出(演算器5、ローパスフィルタ6)し、この差成分を
それぞれの上記マイクロフォンで収音された信号から差
し引く(演算器4A、4B)と共に、この差し引かれる
上記差成分のレベルを、上記差成分を包絡線検波(包絡
線検波回路9)しこの検波信号に所定のアタック特性
(特性設定回路10)及びリカバリ特性(特性設定回路
11)を設定した信号で制御(アンプ7)するようにし
た収音装置である。
載の収音装置において、上記差成分の差し引かれた信号
に、所定の適応処理を施して、上記風雑音をさらに低減
させるようにした収音装置である。
載の収音装置において、上記適応処理は、上記差成分を
適応フィルタ17A、17Bに供給し、得られた信号を
上記差成分の差し引かれた信号の低域成分から差し引く
(演算器15A、15B)ようにした収音装置である。
載の収音装置において、上記適応処理は、上記差成分の
レベルを制御する制御信号を用いて処理を行うようにし
た収音装置である。
し、これらのマイクロフォンで収音された信号の低域の
差成分を抽出し、この差成分をそれぞれのマイクロフォ
ンで収音された信号から差し引くと共に、この差し引か
れる差成分のレベルを、差成分の包絡線検波信号に所定
のアタック特性及びリカバリ特性を設定した信号で制御
することにより、収音される音声信号に及ぼす影響を最
低限に抑えて風雑音だけを低減させ、良好な音声信号の
収音を行うことができる。
かれた信号に所定の適応処理を施すことによって、風雑
音をさらに低減させることができると共に、この場合に
は上述のそれぞれのマイクロフォンで収音された信号か
ら差成分を差し引く処理が先に行われていることによっ
て適応処理の負担を軽くすることができ、簡単な構成で
さらに良好な音声信号の収音を行うことができる。
一体型のビデオカメラのステレオマイクロフォンのよう
に、近接して設けられた2つのマイクロフォンを示す。
このマイクロフォン1A、1Bで収音された信号がそれ
ぞれアンプ2A、2Bを通じてA/D変換器3A、3B
に供給される。このA/D変換器3A、3Bの出力信号
がそれぞれ演算器(Σ)4A、4Bに供給される。
が演算器(Σ)5に供給されて、A/D変換器3Aの出
力信号からA/D変換器3Bの出力信号が減算される。
この演算器5の減算出力がローパスフィルタ(LPF)
6に供給される。これによってローパスフィルタ6で
は、2つのマイクロフォン1A、1Bで収音された信号
の低域の差成分が取り出される。
プ7に供給される。またこのローパスフィルタ6の出力
信号がアンプ8を通じて包絡線検波回路(DET)9に
供給され、この検波信号がアタック特性設定回路10と
リカバリ特性設定回路11に供給される。そしてこれら
の特性設定回路10、11の出力信号が演算器(Σ)1
2に供給されて互いに加算される。
7に供給され、この加算信号によって利得が制御され
る。これによってアンプ7を通過されるローパスフィル
タ6の出力信号のレベルが制御される。そしてこのアン
プ7の出力信号が演算器4Aに供給されて、A/D変換
器3Aの出力信号から減算される。またアンプ7の出力
信号が演算器4Bに供給されて、A/D変換器3Bの出
力信号に加算される。
れぞれローパスフィルタ(LPF)13A、13B、及
び、ハイパスフィルタ(HPF)14A、14Bに供給
される。これらのローパスフィルタ13A、13Bの出
力信号がそれぞれ演算器(Σ)15A、15Bに供給さ
れる。またハイパスフィルタ14A、14Bの出力信号
がそれぞれ演算器(Σ)16A、16Bに供給される。
述する適応フィルタ17A、17Bに供給される。さら
に演算器15A、15Bからの後述する減算信号がそれ
ぞれ適応フィルタ17A、17Bに供給される。また演
算器12からの加算信号が適応フィルタ17A、17B
に供給される。そしてこれらの加算信号及び減算信号に
応じて適応フィルタ17A、17Bの係数が制御され
る。
Bの出力信号がそれぞれ演算器15A、15Bに供給さ
れ、ローパスフィルタ13A、13Bの出力信号から減
算される。これらの演算器15A、15Bで減算された
信号がそれぞれ演算器16A、16Bに供給され、ハイ
パスフィルタ14A、14Bの出力信号と加算される。
そしてこの加算信号がそれぞれ出力端子18A、18B
に取り出される。
タ6からは、近接して設けられた2つのマイクロフォン
1A、1Bで収音された信号の低域の差成分、すなわち
低域で相関性の低い成分、すなわち風雑音が取り出され
る。この風雑音がアンプ7でレベル制御されて、演算器
4A、4Bで元のA/D変換器3A、3Bの出力信号か
ら減算される。なお、演算器5でA/D変換器3Bの出
力信号を減算しているので、演算器4Bでは加算によっ
て減算が実行される。
は、マイクロフォン1A、1Bで収音された信号の内の
風雑音の成分だけが差し引かれ、このため本来の収音す
べき音声信号を減衰させることなく、風雑音の除去を行
うことができる。
6からの風雑音の成分が検波回路9で包絡線検波され、
この検波信号で演算器4A、4Bで差し引かれる風雑音
のレベルが制御される。これによって風雑音が発生した
ときのみ、そのレベルに応じて風雑音の除去が行われ
る。
アタック特性とリカバリ特性が設定回路10、11で設
定される。すなわち、例えば風雑音の始まりでは、突風
等に対するレスポンスを良くするため、制御の特性がこ
の立ち上がりに追従するように、設定回路10には応答
の早いアタック特性が設定される。また風雑音のレベル
が小さくなった時には、制御の応答を早くすると聴感で
その変化点が分かりやすくなるため、設定回路11には
応答の遅くするリカバリ特性が設定される。
クロフォン1A、1Bを有し、これらのマイクロフォン
で収音された信号の低域の差成分を抽出(演算器5、ロ
ーパスフィルタ6)し、この差成分をそれぞれのマイク
ロフォンで収音された信号から差し引く(演算器4A、
4B)と共に、この差し引かれる差成分のレベルを、差
成分の包絡線検波信号(検波回路9)に所定のアタック
特性及びリカバリ特性を設定(特性設定回路10、1
1)した信号で制御(アンプ7)することにより、収音
される音声信号に及ぼす影響を最低限に抑えて風雑音だ
けを低減させ、良好な音声信号の収音を行うことができ
るものである。
リ特性の設定回路10、11は、例えば1次時定数処理
方式とされているが、聴感特性をさらに改善するために
は、これに2重時定数処理方式を採用することもでき
る。これは上述の応答で、特にリカバリ特性にあたる時
定数を状況に応じて変化させるものである。
きな雑音入力に対しては、雑音の入力が一瞬で終わるた
め、リカバリ時間を長くすると聴感上好ましくない。そ
こでこのような場合のリカバリ時間は短くし、ある一定
の時間以上安定して入ってくる場合にはリカバリ時間を
長くするように、信号の変化の極性に応じて応答時間を
変化させる。このように信号処理に工夫を加えることに
よって、風雑音の複雑なレベルの変化に対して、聴感上
自然な応答特性を得ることができる。
Bの出力信号では風雑音を完全に除去することは困難で
あり、また演算器4A、4Bで減算される風雑音の成分
のレベルを大きくすると、逆側のマイクロフォンの出力
信号による影響が発生する場合もある。そこでこの装置
では、演算器4A、4Bの出力信号にさらに適応処理を
施すことによって、風雑音をさらに低減させるようにし
ている。
ルタ13A、13Bの特性は、上述のローパスフィルタ
6と同一の特性とされる。一方、ハイパスフィルタ14
A、14Bの特性は、ローパスフィルタ13A、13B
とは逆の特性とされ、これらのフィルタで分離された信
号がそのまま加算されると、元の信号に戻される構成と
される。
雑音の成分が適応フィルタ17A、17Bに参照信号と
して供給され、これらの適応フィルタ17A、17Bの
出力信号が、それぞれ演算器15A、15Bでローパス
フィルタ13A、13Bの出力信号から減算される。さ
らにこれらの減算信号が、それぞれ適応フィルタ17
A、17Bにフィードバックされる。また、演算器12
で加算された風雑音のレベルを制御する信号が適応フィ
ルタ17A、17Bに供給される。
Bは、それぞれ上述の信号を用いて、演算器15A、1
5Bの出力で、演算器4A、4Bまでの処理で除去しき
れなかった風雑音の成分を最小にするように構成され
る。このような適応フィルタ17A、17Bの構成の一
例としては、例えば図2に示すようなLMS(Least Me
an Square )アルゴリズムを応用することができる。
ィルタ6からの風雑音の成分が、それぞれ任意の遅延素
子71、72・・・7nの直列回路に供給される。これ
らの遅延素子71、72・・・7nの入力及び出力信号
が、それぞれ演算器80、81・・・8nに供給され
る。これらの演算器80、81・・・8nで、それぞれ
係数W0k、W1k・・・Wnkが乗算される。さらにこれら
の演算器80、81・・・8nの出力信号が演算器90
で加算される。
1・・・8nの各係数W0k、W1k・・・Wnkが、それぞ
れ演算回路100で求められる。この演算回路100に
は、上述の演算器15Aまたは15Bからの減算信号
と、演算器12で加算された風雑音のレベルを制御する
信号が供給される。
12で加算された風雑音のレベルを制御する信号に相当
する。 εk :1クロック前の時の誤差で、演算器15Aまたは
15Bからの減算信号に相当する。 の演算が行われて、演算器80、81・・・8nの各係
数W0k、W1k・・・Wnkが求められる。
からは、それぞれ演算器15A、15Bの出力で演算器
4A、4Bまでの処理で除去しきれなかった風雑音の成
分を最小にするような出力信号が取り出される。そして
これらの適応フィルタ17A、17Bの出力信号が、そ
れぞれ演算器15A、15Bに供給されて、ローパスフ
ィルタ13A、13Bの出力信号から減算される。なお
遅延素子のステップ数は、多いほど処理効果を高めるこ
とができる。
7A、17Bの出力信号が、それぞれ演算器15A、1
5Bに供給されて、ローパスフィルタ13A、13Bの
出力信号から減算されると共に、この減算された信号中
の演算器4A、4Bまでの処理で除去しきれなかった風
雑音の成分を最小にするよう適応フィルタ17A、17
Bが制御される。
17A、17Bでは、演算器4A、4Bまでの処理で風
雑音の多くは除去されているので、残りの少量の成分を
除去するだけでよく、従来の全ての風雑音の除去を適応
フィルタのみで行う装置に比べて、小規模の回路で良好
な風雑音の除去を行うことができる。
れのマイクロフォン1A、1Bで収音された信号から差
成分を差し引く処理に加えて、差成分の差し引かれた信
号に所定の適応処理(適応フィルタ17A、17B)を
施すことによって、風雑音をさらに低減させることがで
きると共に、この場合には上述の差成分を差し引く処理
が先に行われていることによって適応処理の負担を軽く
することができ、簡単な構成でさらに良好な音声信号の
収音を行うことができるものである。
風雑音の成分の除去された信号が、それぞれ演算器16
A、16Bに供給されて、ハイパスフィルタ14A、1
4Bからの高域の信号と加算される。これによって出力
端子18A、18Bには、それぞれのマイクロフォン1
A、1Bで収音された信号から風雑音の除去された音声
信号が取り出される。
タ6、13A、13B、及び、ハイパスフィルタ14
A、14Bのカットオフ周波数は、マイクロフォン1
A、1B及びその周辺の構造によって最適値が変化する
が、一般的に200〜500Hzの間の値を選択すると
効果的となる。
7A、17Bに応用されるアルゴリズムとしては、上述
のLMS(Least Mean Square )アルゴリズムに限ら
ず、学習同定法、アフィン射影算法、最小自乗法、RL
S(Recursive Least Square)、高速カルマン等の種々
のアルゴリズムを応用することができる。
1A、1Bで収音された信号をA/D変換器3A、3B
でディジタル化して処理を行ったが、本願の発明はアナ
ログ処理でも同様に実施されるものである。しかしなが
ら、特に適応処理を含む場合にはディジタル処理が有利
であり実施の可能性は高い。またディジタル処理を行う
場合には、いわゆるディジタルシグナルプロセッサ(D
SP)を用いて行うことができる。
2つの場合について説明したが、3つのマイクロフォン
を用いる場合には図3のようにして行うことができる。
すなわち図3において、3つのマイクロフォン1A、1
B、1Cで収音された信号は、それぞれアンプ2A、2
B、2Cを通じてA/D変換器3A、3B、3Cに供給
される。
収音された信号はそのまま演算器50に供給される。ま
た左右のマイクロフォン1A、1Bで収音された信号
は、1/2演算器51A、51Bで減衰(ビットシフ
ト)されて演算器50に供給される。そしてこれらの減
衰された信号が中央のマイクロフォン1Cで収音された
信号から減算され、以下この減算された信号がローパス
フィルタ6に供給されて、上述と同様の処理が行われ
る。このようにして3つのマイクロフォンを用いる場合
の処理が行われる。
(特開平4−27298号公報参照)に示した信号処理
は、例えば図1に示す本願の実施例の回路の任意の位置
で行うことができる。
ォンを有し、これらのマイクロフォンで収音された信号
の低域の差成分を抽出し、この差成分をそれぞれのマイ
クロフォンで収音された信号から差し引くと共に、この
差し引かれる差成分のレベルを、差成分の包絡線検波信
号に所定のアタック特性及びリカバリ特性を設定した信
号で制御することにより、収音される音声に及ぼす影響
を最低限に抑えて風雑音だけを低減させ、良好な音声信
号の収音を行うことができるようになった。
かれた信号に所定の適応処理を施すことによって、風雑
音をさらに低減させることができると共に、この場合に
は上述のそれぞれのマイクロフォンで収音された信号か
ら差成分を差し引く処理が先に行われていることによっ
て適応処理の負担を軽くすることができ、簡単な構成で
さらに良好な音声信号の収音を行うことができるように
なった。
図である。
る。
ローパスフィルタ 9 包絡線検波回路 10 アタック特性設定回路 11 リカバリ特性設定回路 14A、14B ハイパスフィルタ 17A、17B 適応フィルタ 18A、18B 出力端子
Claims (4)
- 【請求項1】 2以上のマイクロフォンを有し、 これらのマイクロフォンで収音された信号の低域の差成
分を抽出し、 この差成分をそれぞれの上記マイクロフォンで収音され
た信号から差し引くと共に、 この差し引かれる上記差成分のレベルを、上記差成分を
包絡線検波しこの検波信号に所定のアタック特性及びリ
カバリ特性を設定した信号で制御するようにした収音装
置。 - 【請求項2】 請求項1記載の収音装置において、 上記差成分の差し引かれた信号に、所定の適応処理を施
して、上記風雑音をさらに低減させるようにした収音装
置。 - 【請求項3】 請求項2記載の収音装置において、 上記適応処理は、上記差成分を適応フィルタに供給し、
得られた信号を上記差成分の差し引かれた信号の低域成
分から差し引くようにした収音装置。 - 【請求項4】 請求項2記載の収音装置において、 上記適応処理は、上記差成分のレベルを制御する制御信
号を用いて処理を行うようにした収音装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05909994A JP3186411B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 収音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05909994A JP3186411B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 収音装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07274280A JPH07274280A (ja) | 1995-10-20 |
JP3186411B2 true JP3186411B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=13103556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP05909994A Expired - Fee Related JP3186411B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 収音装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3186411B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
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JP4196162B2 (ja) * | 2002-08-20 | 2008-12-17 | ソニー株式会社 | 自動風音低減回路および自動風音低減方法 |
-
1994
- 1994-03-29 JP JP05909994A patent/JP3186411B2/ja not_active Expired - Fee Related
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