JPH0865789A - 音声信号処理装置 - Google Patents

音声信号処理装置

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JPH0865789A
JPH0865789A JP6198575A JP19857594A JPH0865789A JP H0865789 A JPH0865789 A JP H0865789A JP 6198575 A JP6198575 A JP 6198575A JP 19857594 A JP19857594 A JP 19857594A JP H0865789 A JPH0865789 A JP H0865789A
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noise component
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signal processing
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 音声信号に影響を及ぼさずに、ノイズ成分の
みを低減させる。 【構成】 マイクロフォン1A、1Bからの信号がアン
プ2A、2B、A/D変換回路3A、3B、ローカット
フィルタ4A、4B、減算回路5A、5B、アンプ6
A、6Bを通じて出力端子7A、7Bに取り出される。
またフィルタ4A、4Bからの信号が加算回路8A、8
Bを通じて可変利得アンプ9A、9Bに供給され、これ
らの出力が減算回路5A、5Bに供給されると共に、周
期性ノイズに対応する遅延回路10A、10Bを通じて
加算回路8A、8Bに帰還される。さらにフィルタ4
A、4Bからの信号が絶対値回路11A、11Bを通じ
て比較回路12に供給され、大きい方の信号がエンベロ
ープ検波回路13を通じてアタック特性の及びリカバリ
特性の設定回路14、15に供給され、設定された各特
性が加算回路16で加算されてアンプ9A、9Bの制御
端子に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばVTR一体型ビ
デオカメラに使用されて好適な音声信号処理装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】例えばVTR一体型ビデオカメラにおい
ては、VTR部分等で発生される機械的な振動、特にテ
ープが回転ヘッドで叩かれることによって生じる周期的
な振動が、マイクロフォンに伝達されることによって形
成される振動ノイズの発生が問題にされている。このよ
うな振動ノイズは、以下のようにして発生される。
【0003】すなわち上述の機械的な振動がマイクロフ
ォンに伝わると、その振動エネルギーがマイクロフォン
内の振動膜に伝わり、この振動膜を振動させることによ
り、その振動がそのまま音声信号として出力されてしま
う。これが振動ノイズであり、これをなくすためには、
振動膜の質量をゼロにするか、マイクロフォンに振動が
伝わらないようにする必要がある。ここで振動膜の質量
を完全にゼロにすることは不可能である。
【0004】そこで従来の装置では、 マイクロフォンをVTR部分から離して設置する。 VTR部分に、機械的な振動が外部に漏れないような
キャビネット構造を採用する。 マイクロフォンに指向性を持たせる。 マイクロフォンを、入ってきた振動ノイズがキャンセ
ルされるような構造とする。 などの方法が採られていた。しかしこのような構造的な
方法では、装置の体積が必要であり、特に装置全体の小
型化が進められる場合には限界がある。
【0005】これに対して、 ノイズが一定の周波数成分を持つ場合に、この成分を
除去するフィルタを信号系に設ける。 ことが考えられる。しかしながらこのようなフィルタを
単純に設けた場合には、ノイズ成分を除去するのと同時
に、収音したい音声信号の音質にも影響が及んでしま
う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】すなわち本発明が解決
しようとする問題点は、従来の〜の方法では、装置
の体積が必要であり、装置全体の小型化が進められる場
合には限界がある。またの方法では、ノイズ成分を除
去すると同時に収音したい音声信号の音質にも影響が及
んでしまうというものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による第1の手段
は、音声信号を所定のノイズ成分を除去するフィルタ手
段(5A、8A〜10A)に供給すると共に、上記音声
信号のレベルを検出する検出手段(11A〜16)を設
け、上記フィルタ手段の上記ノイズ成分の除去レベル
を、上記検出手段で検出されたレベルに応じて制御(9
A)するようにした音声信号処理装置である。
【0008】本発明による第2の手段は、第1の手段記
載の音声信号処理装置において、上記検出手段は、上記
音声信号を包絡線検波(13)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(14、15)
して、そのレベルの検出を行うようにした音声信号処理
装置である。
【0009】本発明による第3の手段は、第1の手段記
載の音声信号処理装置において、上記音声信号が複数供
給されている場合に、上記検出手段では、上記音声信号
を包絡線検波した検波信号が最大レベルの音声信号(1
2)について、そのレベルを検出するようにした音声信
号処理装置である。
【0010】本発明による第4の手段は、第1の手段記
載の音声信号処理装置において、上記フィルタ手段は、
周期性のノイズをその周期分遅延させた信号を繰り返し
加算してノイズ成分を抽出し、このノイズ成分を元の信
号から減算すると共に、この抽出されるノイズ成分のレ
ベルを、上記検出手段で検出されたレベルに応じて制御
するようにした音声信号処理装置である。
【0011】本発明による第5の手段は、第1の手段記
載の音声信号処理装置において、上記音声信号は、VT
R一体型ビデオカメラの内蔵マイクロフォンで収音され
る音声信号であり、上記ノイズ成分は、上記VTR一体
型ビデオカメラのVTR部分で発生されるノイズ成分で
ある音声信号処理装置である。
【0012】本発明による第6の手段は、第1の手段記
載の音声信号処理装置において、上記音声信号は、VT
R一体型ビデオカメラの内蔵マイクロフォンで収音さ
れ、記録された後、再生された音声信号であり、上記ノ
イズ成分は、上記再生された音声信号中の上記VTR一
体型ビデオカメラでの記録時にそのVTR部分で発生さ
れるノイズ成分である音声信号処理装置である。
【0013】
【作用】これによれば、音声信号を所定のノイズ成分を
除去するフィルタ手段に供給すると共に、音声信号のレ
ベルを検出する検出手段を設け、フィルタ手段のノイズ
成分の除去レベルを、検出手段で検出されたレベルに応
じて制御することによって、実際の音声信号に余り影響
を及ぼさずに、ノイズ成分のみを良好に低減させること
ができる。
【0014】また、特に周期性のノイズ成分を抽出して
処理を行うようにしているので、特にテープが回転ヘッ
ドで叩かれることによって生じる周期的な振動ノイズに
対して、このノイズ成分を良好に低減させることができ
る。
【0015】
【実施例】図1において、1A、1Bは例えばVTR一
体型ビデオカメラに内蔵されるステレオの左右のマイク
ロフォンである。これらのマイクロフォン1A、1Bか
らの信号が、それぞれアンプ2A、2Bを通じてA/D
変換回路3A、3Bに供給される。これによって変換さ
れたディジタル信号が、それぞれローカットフィルタ4
A、4Bを通じて、後述するノイズ成分除去のための減
算回路5A、5Bに供給される。そしてこれらの減算回
路5A、5Bからの信号が、それぞれアンプ6A、6B
を通じて出力端子7A、7Bに取り出される。
【0016】またローカットフィルタ4A、4Bからの
信号が加算回路8A、8Bに供給される。これらの加算
回路8A、8Bからの信号がそれぞれ可変利得アンプ9
A、9Bに供給され、これらの可変利得アンプ9A、9
Bの出力が、それぞれ周期性ノイズの周期に対応する遅
延時間の遅延回路10A、10Bを通じて加算回路8
A、8Bに帰還される。これによって加算回路8A、8
Bからは、遅延回路10A、10Bの遅延時間に対応す
る周期性ノイズの成分のみが強調して取り出され、取り
出されたノイズ成分が上述の減算回路5A、5Bに供給
される。
【0017】さらにローカットフィルタ4A、4Bから
の信号が、それぞれ絶対値(ABS)回路11A、11
Bに供給される。これらの絶対値回路11A、11Bか
らの信号が比較回路12に供給され、大きい方の信号が
取り出されてエンベロープ検波回路13に供給される。
このエンベロープ検波回路13からの信号が、アタック
特性の設定回路14及びリカバリ特性の設定回路15に
供給される。ここで設定された各特性が加算回路16で
加算されて上述の可変利得アンプ9A、9Bの制御端子
に供給される。
【0018】そしてこの装置において、比較回路12か
ら取り出される信号のエンベロープが所定のレベル以上
のときには、ノイズ成分が目立つことはないので、可変
利得アンプ9A、9Bの利得が小さくされる。次にエン
ベロープが所定のレベル以下になったときには、可変利
得アンプ9A、9Bの利得を大きくして、ノイズ成分が
除去されるようにする。しかしここでエンベロープが小
さくなって行くときにノイズ成分の除去を急峻に行う
と、聴感でその変化点が判りやすくなる。そこで上述の
設定回路14でのアタック特性が比較的緩やかに設定さ
れる。
【0019】これに対してエンベロープが大きくなって
行くときは、リカバリ特性を余り緩やかに設定すると、
一瞬音声が途切れたような場合に、不必要なノイズ成分
の除去が継続されることになり、聴感上好ましくない。
そこで上述の設定回路15でのリカバリ特性は比較的急
峻に設定される。
【0020】こうして上述の装置によれば、音声信号を
所定のノイズ成分を除去するフィルタ手段に供給すると
共に、音声信号のレベルを検出する検出手段を設け、フ
ィルタ手段のノイズ成分の除去レベルを、検出手段で検
出されたレベルに応じて制御することによって、実際の
音声信号に余り影響を及ぼさずに、ノイズ成分のみを良
好に低減させることができるものである。
【0021】また、特に周期性のノイズ成分を抽出して
処理を行うようにしているので、特にテープが回転ヘッ
ドで叩かれることによって生じる周期的な振動ノイズに
対して、このノイズ成分を良好に低減させることができ
るものである。
【0022】ところで上述の装置において、アタック特
性を急峻に設定していると、上述のようにエンベロープ
が徐々に小さくなって行ったような場合に、聴感でその
変化点が判りやすくなる場合がある。一方、アタック特
性を緩やかにし過ぎると、一瞬音声が途切れたような場
合に、復帰してくる音声に悪影響を与える恐れがある。
そこでこのアタック特性について、例えばエンベロープ
の変化を検出して、その変化に応じて特性の時定数が変
化されるようにすることができる。
【0023】すなわち図2は、上述の比較回路12の出
力から加算回路16までの処理の流れを示したものであ
る。この図2において、ブロック21で比較回路12か
らの出力の値D(t) が基準レベルKと比較される。そし
てこのブロック21でD(t)<Kでないとき(N)は、
ブロック22で可変利得アンプ9A、9Bの利得を制御
する値Ct がCt =0にされる。
【0024】またブロック21でD(t) <Kのとき
(Y)は、ブロック23で比較回路12からの出力の値
(t) が1サンプル前の出力の値D(t-1) と比較され
る。そしてこのブロック23でD(t) <D(t-1) でない
とき(N)は、ブロック24で可変利得アンプ9A、9
Bの利得を制御する値Ct がCt =Ct-1 −τR にされ
る。このブロック24において、τR は上述のリカバリ
特性の時定数に相当するもので、上述のように比較的急
峻な特性となるような値に設定される。
【0025】さらにブロック23でD(t) <D(t-1)
とき(Y)は、ブロック25でD(t -1) −D(t) が任意
の値Lと比較される。そしてこのブロック25でD
(t-1) −D(t) <Lのとき(Y)は、ブロック26でC
t =Ct-1 +τA1にされる。またブロック25でD
(t-1) −D(t) <Lでないとき(N)は、ブロック27
でCt=Ct-1 +τA2にされる。そしてこれらのブロッ
ク26、27において、τA1、τA2は上述のアタック特
性の時定数に相当するもので、これらの値がτA1<τA2
に設定される。
【0026】従ってこの装置において、例えば図3のA
に示すように一瞬音声が途切れたような場合には、エン
ベロープが急激に低下することからブロック25でD
(t-1)−D(t) <Lでないことが判別され、ブロック2
7でCt =Ct-1 +τA2にされて、図3のBに示すよう
にフィルタのアタック特性が急峻にされる。そして音声
が復帰したときには、急峻なリカバリ特性でフィルタが
除去され、音声への悪影響が及ばないようにされる。
【0027】また、例えば図4のAに示すようにエンベ
ロープが徐々に低下した場合には、ブロック25でD
(t-1) −D(t) <Lが判別され、ブロック26でCt
t-1+τA1にされて、図4のBに示すようにフィルタ
のアタック特性が緩やかにされる。従って聴感でその変
化点が不明瞭になり、良好なノイズ成分の除去の処理を
行うことができる。
【0028】すなわちこの装置において、エンベロープ
の変化を検出して、その変化に応じて特性の時定数を変
化させることにより、聴感上自然な応答特性を得ること
ができる。
【0029】なお、ブロック25でのD(t-1) −D(t)
の判断、すなわちエンベロープの変化の判断は、さらに
Lの値を細分化して複数の段階で行うことによって、一
層自然な応答特性を得ることができる。また、リカバリ
特性についても、同様にエンベロープの変化を判別して
特性を変化させるようにしてもよい。
【0030】また、上述の実施例では、音声信号を例え
ばVTR一体型ビデオカメラに内蔵されるステレオの左
右のマイクロフォンからの信号としたが、本願の発明は
モノラルの音声信号にも適用することができ、その場合
は図1で下半分の回路と、比較回路12が不要になる。
またステレオの音声信号についても、左右を独立に制御
することもできる。
【0031】さらに、本願の発明は純粋に電気的な信号
処理で行われるので、例えば上述の〜に示したよう
な従来の振動ノイズの除去対策と併用することもでき
る。また、一旦記録された音声信号の再生系においても
本願の発明を実施することによって、記録時に収音され
た振動ノイズの除去を行うことができる。
【0032】また上述の実施例において、遅延回路10
A、10Bの遅延量は、音声信号のサンプリング周波数
及びドラムの回転周期によって決定される。その場合
に、上述のフィルタの構成では、cosθを│1−co
sθ│としたものが出力される伝達関数となっているた
め、1/2周期に1回のディップが形成される。
【0033】そこで例えばドラムの回転周期を150H
zとした場合には、150Hzとさらに150Hz毎に
ディップを持たせるためには、150/2=75Hz分
の遅延量を持たせる必要が生じる。このようにして遅延
回路10A、10Bの遅延量が決定されるものである。
【0034】
【発明の効果】この発明によれば、音声信号を所定のノ
イズ成分を除去するフィルタ手段に供給すると共に、音
声信号のレベルを検出する検出手段を設け、フィルタ手
段のノイズ成分の除去レベルを、検出手段で検出された
レベルに応じて制御することによって、実際の音声信号
に余り影響を及ぼさずに、ノイズ成分のみを良好に低減
させることができるようになった。
【0035】また、特に周期性のノイズ成分を抽出して
処理を行うようにしているので、特にテープが回転ヘッ
ドで叩かれることによって生じる周期的な振動ノイズに
対して、このノイズ成分を良好に低減させることができ
るようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による音声信号処理装置の一例の構成図
である。
【図2】他の例の説明のためのブロック図である。
【図3】その説明のための波形図である。
【図4】その説明のための波形図である。
【符号の説明】
1A、1B マイクロフォン 2A、2B、6A、6B アンプ 3A、3B A/D変換回路 4A、4B ローカットフィルタ 5A、5B 減算回路 7A、7B 出力端子 8A、8B 加算回路 9A、9B 可変利得アンプ 10A、10B 遅延回路 11A、11B 絶対値(ABS)回路 12 比較回路 13 エンベロープ検波回路 14 アタック特性の設定回路 15 リカバリ特性の設定回路 16 加算回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音声信号を所定のノイズ成分を除去する
    フィルタ手段に供給すると共に、 上記音声信号のレベルを検出する検出手段を設け、 上記フィルタ手段の上記ノイズ成分の除去レベルを、上
    記検出手段で検出されたレベルに応じて制御するように
    した音声信号処理装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の音声信号処理装置におい
    て、 上記検出手段は、上記音声信号を包絡線検波し、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
    て、そのレベルの検出を行うようにした音声信号処理装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の音声信号処理装置におい
    て、 上記音声信号が複数供給されている場合に、 上記検出手段では、上記音声信号を包絡線検波した検波
    信号が最大レベルの音声信号について、そのレベルを検
    出するようにした音声信号処理装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の音声信号処理装置におい
    て、 上記フィルタ手段は、周期性のノイズをその周期分遅延
    させた信号を繰り返し加算してノイズ成分を抽出し、こ
    のノイズ成分を元の信号から減算すると共に、この抽出
    されるノイズ成分のレベルを、上記検出手段で検出され
    たレベルに応じて制御するようにした音声信号処理装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の音声信号処理装置におい
    て、 上記音声信号は、VTR一体型ビデオカメラの内蔵マイ
    クロフォンで収音される音声信号であり、 上記ノイズ成分は、上記VTR一体型ビデオカメラのV
    TR部分で発生されるノイズ成分である音声信号処理装
    置。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の音声信号処理装置におい
    て、 上記音声信号は、VTR一体型ビデオカメラの内蔵マイ
    クロフォンで収音され、記録された後、再生された音声
    信号であり、 上記ノイズ成分は、上記再生された音声信号中の上記V
    TR一体型ビデオカメラでの記録時に、そのVTR部分
    で発生されるノイズ成分である音声信号処理装置。
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