JP2995959B2 - Sound pickup device - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラのように
内部に振動源を有するとともに屋外でも使用される機器
に搭載される収音装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sound pickup device mounted on a device such as a video camera having a vibration source therein and used outdoors.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、音声認識分野を中心に、適応フィ
ルタを用いた２入力の適応型雑音除去部を備えた収音装
置が種々提案されている。2. Description of the Related Art In recent years, mainly in the field of voice recognition, various sound collecting devices having a two-input adaptive noise eliminator using an adaptive filter have been proposed.
【０００３】以下に従来の収音装置について図面を参照
しながら説明する。図４に示すように従来の収音装置は
主として所望の目的音を検出する主マイクロホン３０
と、主として雑音を検出する参照マイクロホン３１とを
有するほか、無音区間判定部３２、適応型雑音除去部３
３と、それぞれ適応型雑音除去部３３を構成する適応フ
ィルタ３４、係数演算部３５、および減算器３６、収音
装置の出力端子３７とで構成されている。[0003] A conventional sound pickup device will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 4, a conventional sound pickup device mainly includes a main microphone 30 for mainly detecting a desired target sound.
And a reference microphone 31 that mainly detects noise, a silent section determination unit 32, an adaptive noise removal unit 3
3 and an adaptive filter 34, a coefficient calculation unit 35, a subtractor 36, and an output terminal 37 of the sound pickup device, each of which forms an adaptive noise removal unit 33.
【０００４】以上のように構成された収音装置につい
て、以下その動作を説明する。目的音と雑音が混在する
収音環境において、主マイクロホン３０は主として目的
音を検出し、一方、参照マイクロホン３１は主として雑
音を検出する。無音区間判定部３２は、主マイクロホン
３０の出力パワーに対する参照マイクロホン３１の出力
パワーの相対的な時間平均値を求め、その時間平均値が
予め設定された閾値を越えた場合、その時間区間を雑音
のみが存在する区間すなわち無音区間として判定する。
適応フィルタ３４のフィルタ係数は、無音区間判定部３
２が無音区間と判定したときにのみ、主マイクロホン３
０の出力と参照マイクロホン３１との出力の差の二乗平
均が最小になるように係数演算部３５によって更新され
る。すなわち、従来の収音装置においては、無音区間に
適応フィルタ３４の係数更新をおこない、有音区間すな
わち所望の目的音が存在する時間区間は適応フィルタ３
４の係数更新を中断することにより、雑音除去を行って
いる。[0004] The operation of the sound collection device configured as described above will be described below. In a sound collection environment in which the target sound and noise are mixed, the main microphone 30 mainly detects the target sound, while the reference microphone 31 mainly detects noise. The silent interval determination unit 32 calculates a relative time average value of the output power of the reference microphone 31 with respect to the output power of the main microphone 30. If the time average value exceeds a preset threshold, the time interval is determined to be noise. It is determined as a section in which only the section exists, that is, a silent section.
The filter coefficients of the adaptive filter 34 are
Only when it is determined that 2 is a silent section, the main microphone 3
The coefficient calculator 35 updates the difference between the output of the reference microphone 31 and the output of 0 so that the root mean square of the difference between the output and the reference microphone 31 is minimized. That is, in the conventional sound collecting apparatus, the coefficient of the adaptive filter 34 is updated in a silent section, and a sound section, that is, a time section in which a desired target sound is present exists in the adaptive filter 3.
The noise removal is performed by interrupting the coefficient update of No. 4.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、目的音源と雑音源が空間的に混在し、その
レベルなどが変動する収音環境においては、無音区間検
出のための閾値の設定が容易ではなく、不適当な閾値の
設定によって雑音除去効果が減少したり、或いは音質が
劣化するという問題点があった。たとえば、ビデオカメ
ラにおいては、まず、テープ走行系やレンズ駆動系など
の複数の振動源に起因する振動が構造体や空間を伝搬し
て振動雑音や近接騒音として収音装置に混入する。さら
に、屋外など風があるところでは、非定常で無相関な風
雑音が収音装置に混入する。これら振動雑音，近接騒
音，風雑音などに対するマイクロホンの感度は一般的に
異なるため、区間検出のための閾値を一義的に設定する
ことは困難であり、不適当な閾値の設定によって雑音除
去効果が減少したり、或いは音質が劣化するという問題
点があった。特に、風雑音は、他の雑音よりもパワーが
大きく耳障りであるが、無相関雑音であるため適応フィ
ルタによる雑音除去効果が期待できないばかりでなく、
区間検出の誤動作を招く主因となるなどの問題点を有し
ていた。However, in the above-mentioned conventional configuration, in a sound-collecting environment in which the target sound source and the noise source are spatially mixed and the level or the like fluctuates, the threshold value for detecting a silent section is not set. It is not easy, and there is a problem that the noise removal effect is reduced or the sound quality is deteriorated by setting an inappropriate threshold value. For example, in a video camera, first, vibrations caused by a plurality of vibration sources such as a tape running system and a lens driving system propagate through a structure or a space and are mixed into a sound pickup device as vibration noise or proximity noise. Further, where there is a wind, such as outdoors, unsteady and uncorrelated wind noise enters the sound pickup device. Since the sensitivity of the microphone to these vibration noise, proximity noise, wind noise, and the like is generally different, it is difficult to uniquely set a threshold for section detection, and setting an inappropriate threshold may reduce the noise removal effect. There is a problem that the sound quality is reduced or the sound quality is deteriorated. In particular, wind noise has a greater power than other noises and is annoying, but because it is uncorrelated noise, not only the noise removal effect by the adaptive filter cannot be expected, but also
There is a problem that it is a main cause of a section detection malfunction.
【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、ビデオカメラのように内部に振動源を有するととも
に屋外でも使用される機器に搭載される収音装置におい
て、その振動雑音，近傍騒音，風雑音を低減し所望の目
的音を効果的に抽出する収音装置を提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems. In a sound pickup device mounted on a device such as a video camera which has a vibration source inside and is used outdoors, the vibration noise and the nearby noise are provided. It is an object of the present invention to provide a sound pickup device that reduces wind noise and effectively extracts a desired target sound.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の収音装置は、主として目的音を検出する主マ
イクロホンと、主として雑音を検出する参照マイクロホ
ンと、主マイクロホンおよび参照マイクロホンの出力パ
ワーの時間平均値をもとに無音区間を判定する無音区間
判定部と、主マイクロホンの出力と参照マイクロホンの
出力との相関係数をもとに相関関係を判定する相関関係
判定部と、適応フィルタを用いて主マイクロホンの出力
から参照マイクロホンの出力を減算し雑音成分を除去す
る適応型雑音除去部とを備え、無音区間判定部の判定結
果が無音区間であることを示し、かつ上記相関関係判定
部の判定結果が相関関係があることを示したときのみ、
適応型雑音除去部の適応フィルタの係数を更新してい
る。In order to achieve this object, a sound pickup apparatus according to the present invention comprises a main microphone mainly for detecting a target sound, a reference microphone mainly for detecting noise, and outputs of the main microphone and the reference microphone. A silent section determining unit that determines a silent section based on a time average value of power; a correlation determining unit that determines a correlation based on a correlation coefficient between an output of a main microphone and an output of a reference microphone; An adaptive noise elimination unit for subtracting the output of the reference microphone from the output of the main microphone using a filter to remove a noise component, wherein the determination result of the silent interval determination unit is a silent interval, and the correlation Only when the judgment result of the judgment unit indicates that there is a correlation,
The adaptive filter coefficients of the adaptive noise elimination unit are updated.
【０００８】また、本発明の収音装置は、主として目的
音を検出する主マイクロホンと、主として雑音を検出す
る参照マイクロホンと、主マイクロホンの出力から低音
域成分を除去する第１の高域通過フィルタと、参照マイ
クロホンの出力から低音域成分を除去する第２の高域通
過フィルタと、主マイクロホンおよび参照マイクロホン
の出力パワーの時間平均値をもとに無音区間を判定する
無音区間判定部と、主マイクロホンの出力と参照マイク
ロホンの出力との相関係数をもとに相関関係を判定する
相関関係判定部と、適応フィルタを用いて第１の高域通
過フィルタの出力から第２の高域通過フィルタの出力を
減算し雑音成分を除去する適応型雑音除去部とを備え、
無音区間判定部の判定結果が無音区間であることを示し
たとき、相関関係判定部の判定結果に対応して第１およ
び第２の高域通過フィルタのカットオフ周波数を更新す
るとともに、適応型雑音除去部の適応フィルタの係数を
更新している。Further, the sound pickup apparatus of the present invention comprises a main microphone for mainly detecting a target sound, a reference microphone for mainly detecting noise, and a first high-pass filter for removing low-frequency components from the output of the main microphone. A second high-pass filter that removes low-frequency components from the output of the reference microphone, a silent section determination unit that determines a silent section based on a time average of output powers of the main microphone and the reference microphone, A correlation determining unit for determining a correlation based on a correlation coefficient between an output of the microphone and an output of the reference microphone, and a second high-pass filter from an output of the first high-pass filter using an adaptive filter An adaptive noise elimination unit that subtracts the output of
When the determination result of the silent section determination section indicates that the section is a silent section, the cutoff frequencies of the first and second high-pass filters are updated in accordance with the determination result of the correlation determination section, and the adaptive type The adaptive filter coefficients of the noise elimination unit are updated.
【０００９】また、本発明の収音装置は、主として目的
音を検出する主マイクロホンと、主として雑音を検出す
る参照マイクロホンと、主マイクロホンの出力から低音
域成分を除去する第１の高域通過フィルタと、参照マイ
クロホンの出力から低音域成分を除去する第２の高域通
過フィルタと、主マイクロホンおよび参照マイクロホン
の出力パワーの時間平均値をもとに無音区間を判定する
第１の無音区間判定部と、主マイクロホンの出力と参照
マイクロホンの出力との相関係数をもとに相関関係を判
定する相関関係判定部と、第１の高域通過フィルタと第
２の高域通過フィルタの出力パワーの時間平均値をもと
に無音区間を判定する第２の無音区間判定部と、適応フ
ィルタを用いて第１の高域通過フィルタの出力から第２
の高域通過フィルタの出力を減算し雑音成分を除去する
適応型雑音除去部とを備え、第１の無音区間判定部の判
定結果が無音区間であることを示したとき、相関関係判
定部の判定結果に対応して第１および第２の高域通過フ
ィルタのカットオフ周波数を更新し、第２の無音区間判
定部の判定結果が無音区間であることを示したとき、適
応型雑音除去部の適応フィルタの係数を更新している。Further, the sound pickup apparatus of the present invention comprises a main microphone for mainly detecting a target sound, a reference microphone for mainly detecting noise, and a first high-pass filter for removing low-frequency components from the output of the main microphone. A second high-pass filter for removing low-frequency components from the output of the reference microphone, and a first silent-segment determining unit for determining a silent section based on a time average of output powers of the main microphone and the reference microphone. A correlation determining unit that determines a correlation based on a correlation coefficient between an output of the main microphone and an output of the reference microphone; and a power output of the first high-pass filter and the second high-pass filter. A second silent section determining unit for determining a silent section based on the time average value;
And an adaptive noise eliminator for subtracting the output of the high-pass filter to remove a noise component. When the determination result of the first silent section determiner indicates a silent section, the correlation determiner When the cutoff frequencies of the first and second high-pass filters are updated in accordance with the determination result and the result of the determination by the second silent section determination section indicates that the section is a silent section, the adaptive noise removing section Have updated the coefficients of the adaptive filter.
【００１０】また、風雑音のように低音域にパワーが集
中する場合は、相関関係判定手段における相関関係の判
定は、主マイクロホンの出力と参照マイクロホンの出力
のそれぞれ低音域成分のみを用いて行うと効果的であ
る。When the power is concentrated in the low frequency range such as wind noise, the correlation determination by the correlation determining means is performed using only the low frequency components of the output of the main microphone and the output of the reference microphone. And effective.
【００１１】さらに、参照マイクロホンは主マイクロホ
ンよりも高次の指向性マイクロホンを用いると効果的で
ある。Furthermore, it is effective to use a directional microphone having a higher order than the main microphone as the reference microphone.
【００１２】[0012]
【作用】本発明は上記した構成において、ビデオカメラ
のように内部に振動源を有するとともに屋外でも使用さ
れる機器に搭載される収音装置では、風雑音などによる
適応型雑音除去部の誤動作を防止でき、振動雑音，近傍
騒音，風雑音の影響を効果的に低減し所望の目的音を抽
出することができるようになる。According to the present invention, in a sound pickup apparatus having a vibration source inside such as a video camera and used outdoors even in the above-described configuration, a malfunction of the adaptive noise elimination section due to wind noise or the like can be obtained. Thus, it is possible to effectively reduce the influence of vibration noise, nearby noise, and wind noise and extract a desired target sound.
【００１３】[0013]
（実施例１）以下本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１４】図１に示すように第１の実施例の収音装置
は主として目的音を検出する主マイクロホン１、主とし
て雑音を検出する参照マイクロホン２と、主マイクロホ
ン１および参照マイクロホン２の出力パワーの時間平均
値をもとに無音区間を判定する無音区間判定部３、主マ
イクロホン１の出力と参照マイクロホン２の出力との相
関係数をもとに相関関係を判定する相関関係判定部４、
２入力の適応型雑音除去部５、適応フィルタ６、適応フ
ィルタ６の係数演算部７、減算器８、出力端子９で構成
されている。As shown in FIG. 1, the sound pickup apparatus of the first embodiment mainly includes a main microphone 1 mainly detecting a target sound, a reference microphone 2 mainly detecting noise, and output powers of the main microphone 1 and the reference microphone 2. A silent section determining section 3 for determining a silent section based on a time average value, a correlation determining section 4 for determining a correlation based on a correlation coefficient between an output of the main microphone 1 and an output of the reference microphone 2,
It comprises a two-input adaptive noise eliminator 5, an adaptive filter 6, a coefficient calculator 7 of the adaptive filter 6, a subtractor 8, and an output terminal 9.
【００１５】以上のように構成された収音装置につい
て、以下その動作について説明する。目的音と雑音が混
在する収音環境において、主マイクロホン１は主として
目的音を検出し、一方、参照マイクロホン２は主として
雑音を検出する。無音区間判定部３は、主マイクロホン
１の出力パワーに対する参照マイクロホン２の出力パワ
ーの相対的な時間平均値を求め、その時間平均値が予め
設定された閾値を越えた場合、その時間区間を雑音のみ
が存在する無音区間として判定し、それ以外の場合は目
的音が存在する有音区間として判定する。相関関係判定
部４は主マイクロホン１の出力と参照マイクロホン２の
出力との相関係数をもとに相関関係を判定する。無音区
間判定部３の判定結果が無音区間であることを示し、か
つ相関関係判定部４の判定結果が相関関係があることを
示したときのみ、主マイクロホン１の出力と参照マイク
ロホン２との出力の差の二乗平均が最小になるように適
応フィルタ６の係数は係数演算部７によって更新され
る。The operation of the sound collection device configured as described above will be described below. In a sound collection environment in which the target sound and noise are mixed, the main microphone 1 mainly detects the target sound, while the reference microphone 2 mainly detects noise. The silent section determination unit 3 calculates a relative time average value of the output power of the reference microphone 2 with respect to the output power of the main microphone 1, and if the time average value exceeds a preset threshold, the time section is determined to be noise. It is determined as a silent section in which only the target sound exists, and otherwise, it is determined as a sound section in which the target sound exists. The correlation determining unit 4 determines a correlation based on a correlation coefficient between the output of the main microphone 1 and the output of the reference microphone 2. The output of the main microphone 1 and the output of the reference microphone 2 only when the determination result of the silent section determination section 3 indicates that the section is a silent section and the determination result of the correlation determination section 4 indicates that there is a correlation. The coefficient of the adaptive filter 6 is updated by the coefficient calculation unit 7 so that the root mean square of the difference
【００１６】いま、振動雑音や近接騒音など相関関係の
ある雑音のみが存在する場合は、無音区間判定部３は無
音区間であることを示し、かつ相関関係判定部４は相関
関係があることを示すため、適応フィルタ６の係数は更
新されて最適化される。無相関雑音である風雑音が加わ
った場合は、相関関係判定部４は相関関係がないことを
示すため、適応フィルタ６の係数更新は中断される。同
様に、目的音が存在する場合は無音区間判定部３は有音
区間であることを示すため、適応フィルタ６の係数更新
は中断される。If only noise having a correlation, such as vibration noise or proximity noise, exists, the silent section determining section 3 indicates that the section is a silent section, and the correlation determining section 4 indicates that there is a correlation. To show, the coefficients of the adaptive filter 6 are updated and optimized. When wind noise, which is uncorrelated noise, is added, the correlation determination unit 4 indicates that there is no correlation, and thus updating of the coefficients of the adaptive filter 6 is interrupted. Similarly, when the target sound is present, the silent section determination unit 3 indicates that the section is a sound section, and the updating of the coefficients of the adaptive filter 6 is interrupted.
【００１７】以上のように、第１の実施例によれば、上
記構成によって、無音区間を検出するとともに主マイク
ロホンと参照マイクロホンに混入する雑音の相関関係を
求め、無音区間でかつ相関性雑音の場合は適応フィルタ
の係数を更新し、無音区間であっても無相関性雑音の場
合は適応フィルタの係数更新を中断したことにより、無
相関雑音である風雑音による適応型雑音除去部の誤動作
が防止でき、相関雑音である振動雑音や近接騒音の効果
的な除去が可能となる。As described above, according to the first embodiment, the above configuration detects a silent section and obtains a correlation between noises mixed into the main microphone and the reference microphone. In this case, the coefficient of the adaptive filter is updated, and in the case of uncorrelated noise, the adaptive filter coefficient update is interrupted in the case of uncorrelated noise. Thus, it is possible to effectively remove vibration noise and proximity noise as correlation noise.
【００１８】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。(Embodiment 2) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１９】図２に示すように、第２の実施例における
収音装置は、主として目的音を検出する主マイクロホン
１、主として雑音を検出する参照マイクロホン２、主マ
イクロホン１および参照マイクロホン２の出力パワーの
時間平均値をもとに無音区間を判定する無音区間判定部
３、主マイクロホン１の出力と参照マイクロホン２の出
力との相関係数をもとに相関関係を判定する相関関係判
定部４、２入力の適応型雑音除去部５、適応フィルタ
６、適応フィルタ６の係数演算部７、減算器８、出力端
子９、主マイクロホン１の出力から低音域成分を除去す
る第２の高域通過フィルタ１０、参照マイクロホン２の
出力から低音域成分を除去する第２の高域通過フィルタ
１１などで構成されている。As shown in FIG. 2, the sound pickup apparatus according to the second embodiment includes a main microphone 1 mainly detecting a target sound, a reference microphone 2 mainly detecting noise, and output powers of the main microphone 1 and the reference microphone 2. A silent section determining section 3 for determining a silent section based on the time average value of the above, a correlation determining section 4 for determining a correlation based on a correlation coefficient between the output of the main microphone 1 and the output of the reference microphone 2, Two-input adaptive noise eliminator 5, adaptive filter 6, coefficient calculator 7 of adaptive filter 6, subtractor 8, output terminal 9, second high-pass filter for removing low-frequency components from the output of main microphone 1 10, a second high-pass filter 11 for removing low-frequency components from the output of the reference microphone 2, and the like.
【００２０】以上のように構成された収音装置につい
て、以下その動作について説明する。目的音と雑音が混
在する収音環境において、主マイクロホン１は主として
目的音を検出し、一方、参照マイクロホン２は主として
雑音を検出する。第１の高域通過フィルタ１０は主マイ
クロホン１の出力から低音域成分を除去し、同様に第２
の高域通過フィルタ１１は参照マイクロホン２の出力か
ら低音域成分を除去する。無音区間判定部３は、主マイ
クロホン１の出力パワーに対する参照マイクロホン２の
出力パワーの相対的な時間平均値を求め、その時間平均
値が予め設定された閾値を越えた場合、その時間区間を
雑音のみが存在する無音区間として判定し、それ以外の
場合は目的音が存在する有音区間として判定する。相関
関係判定部４は主マイクロホン１の出力と参照マイクロ
ホン２の出力との相関係数をもとに相関関係を判定す
る。The operation of the sound collection device configured as described above will be described below. In a sound collection environment in which the target sound and noise are mixed, the main microphone 1 mainly detects the target sound, while the reference microphone 2 mainly detects noise. The first high-pass filter 10 removes low-frequency components from the output of the main microphone 1,
The high-pass filter 11 removes low-frequency components from the output of the reference microphone 2. The silent section determination unit 3 calculates a relative time average value of the output power of the reference microphone 2 with respect to the output power of the main microphone 1, and if the time average value exceeds a preset threshold, the time section is determined to be noise. It is determined as a silent section in which only the target sound exists, and otherwise, it is determined as a sound section in which the target sound exists. The correlation determining unit 4 determines a correlation based on a correlation coefficient between the output of the main microphone 1 and the output of the reference microphone 2.
【００２１】無音区間判定部３の判定結果が無音区間で
あることを示したとき、相関関係判定部４の結果にもと
づいて第１の高域通過フィルタ１０および第２の高域通
過フィルタ１１のカットオフ周波数が更新されるととも
に、適応フィルタ６の係数は第１の高域通過フィルタ１
０の出力と第２の高域通過フィルタ１１の出力の差の二
乗平均が最小になるように係数演算部７によって更新さ
れる。ここで、第１の高域通過フィルタ１０および第２
の高域通過フィルタ１１のカットオフ周波数は、相関係
数が大のときは低く、相関係数が小のときは高くなるよ
うに制御される。ところで、風雑音は低音域に向かって
増大する周波数スペクトルをもっており、その強さが増
加するにつれて上記相関関係は減少するという特徴をも
っている。したがって、風雑音が増加するにつれて、第
１の高域通過フィルタ１０および第２の高域通過フィル
タ１１のカットオフ周波数は徐々に高くなり、低音域の
減衰量が増加し、収音装置の風雑音が低減される。この
とき、同時に目的音も低音域がカットされるが、収音品
質は向上する。When the result of the determination made by the silent section determining section 3 indicates that the section is a silent section, the first high-pass filter 10 and the second high-pass filter 11 based on the result of the correlation determining section 4 are used. The cutoff frequency is updated, and the coefficient of the adaptive filter 6 is changed to the value of the first high-pass filter 1.
The coefficient calculation unit 7 updates the mean square of the difference between the output of the second high-pass filter 11 and the output of the second high-pass filter 11 to be minimum. Here, the first high-pass filter 10 and the second
Is controlled to be low when the correlation coefficient is large and to be high when the correlation coefficient is small. By the way, the wind noise has a frequency spectrum that increases toward a low frequency range, and the correlation decreases as its intensity increases. Therefore, as the wind noise increases, the cutoff frequencies of the first high-pass filter 10 and the second high-pass filter 11 gradually increase, the attenuation in the low-frequency range increases, and the wind of the sound collection device increases. Noise is reduced. At this time, the low range of the target sound is also cut at the same time, but the sound collection quality is improved.
【００２２】以上のように、第２の実施例によれば、上
記構成によって、無音区間を検出するとともに主マイク
ロホンと参照マイクロホンに混入する雑音の相関関係を
求め、無音区間の場合、まず上記相関関係の程度に合わ
せて主マイクロホンと参照マイクロホンの低音域成分を
除去し、その信号をもって適応的に雑音除去処理したこ
とにより、無相関雑音である風雑音をカットするととも
に、相関雑音である振動雑音や近接騒音の効果的な除去
が可能となる。As described above, according to the second embodiment, the above configuration detects a silent section and obtains a correlation between noises mixed in the main microphone and the reference microphone. The low-frequency components of the main microphone and reference microphone are removed according to the degree of the relationship, and the signals are adaptively subjected to noise removal processing to cut wind noise, which is uncorrelated noise, and vibration noise, which is correlated noise. And near noise can be effectively removed.
【００２３】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。(Embodiment 3) A third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２４】図３に示すように、第３の実施例における
収音装置は、主として目的音を検出する主マイクロホン
１、主として雑音を検出する参照マイクロホン２、主マ
イクロホン１および参照マイクロホン２の出力パワーの
時間平均値をもとに無音区間を判定する第１の無音区間
判定部１２、主マイクロホン１の出力と参照マイクロホ
ン２の出力との相関係数をもとに相関関係を判定する相
関関係判定部４、２入力の適応型雑音除去部５、適応フ
ィルタ６、適応フィルタ６の係数演算部７、減算器８、
出力端子９、主マイクロホン１の出力から低音域成分を
除去する第１の高域通過フィルタ１０、参照マイクロホ
ン２の出力から低音域成分を除去する第２の高域通過フ
ィルタ１１、第１の高域通過フィルタ１０と第２の高域
通過フィルタ１１の出力パワーの時間平均値をもとに無
音区間を判定する第２の無音区間判定部１３で構成され
ている。As shown in FIG. 3, the sound collecting apparatus according to the third embodiment includes a main microphone 1 mainly detecting a target sound, a reference microphone 2 mainly detecting noise, and output powers of the main microphone 1 and the reference microphone 2. The first silent section determination unit 12 that determines a silent section based on the time average value of the above, a correlation determination that determines a correlation based on a correlation coefficient between the output of the main microphone 1 and the output of the reference microphone 2 An adaptive noise elimination unit 5, an adaptive filter 6, a coefficient operation unit 7 of the adaptive filter 6, a subtractor 8,
An output terminal 9; a first high-pass filter 10 for removing low-frequency components from the output of the main microphone 1; a second high-pass filter 11 for removing low-frequency components from the output of the reference microphone 2; It comprises a second silent section determination unit 13 for determining a silent section based on the time average value of the output power of the band-pass filter 10 and the second high-pass filter 11.
【００２５】以上のように構成された収音装置につい
て、以下その動作について説明する。目的音と雑音が混
在する収音環境において、主マイクロホン１は主として
目的音を検出し、一方、参照マイクロホン２は主として
雑音を検出する。第１の高域通過フィルタ１０は主マイ
クロホン１の出力から低音域成分を除去し、同様に第２
の高域通過フィルタ１１は参照マイクロホン２の出力か
ら低音域成分を除去する。第１の無音区間判定部１２
は、主マイクロホン１の出力パワーに対する参照マイク
ロホン２の出力パワーの相対的な時間平均値を求め、そ
の時間平均値が予め設定された閾値を越えた場合、その
時間区間を雑音のみが存在する無音区間として判定し、
それ以外の場合は目的音が存在する有音区間として判定
する。The operation of the sound collection device configured as described above will be described below. In a sound collection environment in which the target sound and noise are mixed, the main microphone 1 mainly detects the target sound, while the reference microphone 2 mainly detects noise. The first high-pass filter 10 removes low-frequency components from the output of the main microphone 1,
The high-pass filter 11 removes low-frequency components from the output of the reference microphone 2. First silent section determination unit 12
Calculates the relative time average value of the output power of the reference microphone 2 with respect to the output power of the main microphone 1, and if the time average value exceeds a preset threshold value, the time section includes a silence in which only noise exists. Judge as a section,
In other cases, it is determined as a sound section in which the target sound exists.
【００２６】相関関係判定部４は主マイクロホン１の出
力と参照マイクロホン２の出力との相関係数をもとに相
関関係を判定する。第１の無音区間判定部１２の判定結
果が無音区間であることを示したとき、相関関係判定部
４の結果にもとづいて第１の高域通過フィルタ１０およ
び第２の高域通過フィルタ１１のカットオフ周波数が更
新される。The correlation determining section 4 determines the correlation based on the correlation coefficient between the output of the main microphone 1 and the output of the reference microphone 2. When the result of the determination by the first silent section determination section 12 indicates a silent section, the first high-pass filter 10 and the second high-pass filter 11 based on the result of the correlation determination section 4 The cutoff frequency is updated.
【００２７】ここで、第１の高域通過フィルタ１０およ
び第２の高域通過フィルタ１１のカットオフ周波数は、
相関係数が大のときは低く、相関係数が小のときは高く
なるように制御される。第２の無音区間判定部１３は第
１の高域通過フィルタ１０と第２の高域通過フィルタ１
１の出力パワーの相対的な時間平均値を求め、その時間
平均値が予め設定された閾値を越えた場合、その時間区
間を雑音のみが存在する無音区間として判定し、それ以
外の場合は目的音が存在する有音区間として判定する。
第２の無音区間判定部１３の判定結果が無音区間である
ことを示したとき、適応フィルタ６の係数は第１の高域
通過フィルタ１０の出力と第２の高域通過フィルタ１１
の出力の差の二乗平均が最小になるように係数演算部７
によって更新される。Here, the cutoff frequencies of the first high-pass filter 10 and the second high-pass filter 11 are as follows:
Control is performed so that the correlation coefficient is low when the correlation coefficient is large and high when the correlation coefficient is small. The second silent section determination unit 13 includes a first high-pass filter 10 and a second high-pass filter 1.
Relative time average value of the output power of No. 1 is obtained, and if the time average value exceeds a preset threshold value, the time section is determined as a silent section where only noise is present; It is determined as a sound section in which a sound exists.
When the result of the determination made by the second silent section determination section 13 indicates that the section is a silent section, the coefficient of the adaptive filter 6 is determined by comparing the output of the first high-pass filter 10 with the output of the second high-pass filter 11.
Coefficient calculator 7 so that the root mean square of the difference between the outputs of
Will be updated by
【００２８】以上のように、第３の実施例によれば、上
記構成によって、無音区間を検出するとともに主マイク
ロホンと参照マイクロホンに混入する雑音の相関関係を
求め、無音区間の場合、上記相関関係の程度に合わせて
主マイクロホンと参照マイクロホンの低音域成分を除去
し、その低音域が除去された信号を用いて再度無音区間
を検出し、無音区間の場合、適応フィルタの係数を更新
したことにより、無相関雑音である風雑音をカットする
とともに、風雑音による区間検出の誤動作を防止し、相
関雑音である振動雑音や近接騒音の効果的な除去が可能
となる。As described above, according to the third embodiment, the above configuration detects a silent section and obtains a correlation between noises mixed in the main microphone and the reference microphone. By removing the low-frequency components of the main microphone and the reference microphone according to the degree of, the silent section is detected again using the signal from which the low-frequency range has been removed, and in the case of the silent section, the coefficient of the adaptive filter is updated. In addition, wind noise, which is uncorrelated noise, is cut, and malfunction in section detection due to wind noise is prevented, so that vibration noise and proximity noise, which are correlated noise, can be effectively removed.
【００２９】なお、第１，第２および第３の実施例にお
いて、相関関係判定部における相関関係の判定は主マイ
クロホンの出力と参照マイクロホンの出力のそれぞれ低
音域成分のみを用いて行うと、風雑音の検出に効果的で
ある。In the first, second and third embodiments, if the correlation judgment by the correlation judgment unit is performed using only the low-frequency components of the output of the main microphone and the output of the reference microphone, the wind It is effective for detecting noise.
【００３０】また、第１，第２および第３の実施例にお
いて、参照マイクロホンは主マイクロホンよりも高次の
指向性マイクロホンにすると、参照マイクロホンの振動
雑音，近傍騒音，風雑音に対する感度が向上し、効果的
な雑音除去が可能となる。In the first, second, and third embodiments, when the reference microphone is a directional microphone having a higher order than the main microphone, the sensitivity of the reference microphone to vibration noise, near noise, and wind noise is improved. Thus, effective noise removal can be achieved.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
は、無音区間判定部と相関関係判定部を設け、無音区間
判定部の判定結果と相関関係判定部の判定結果にもとづ
いて適応型雑音除去部の特性の更新あるいは適応型雑音
除去部への入力の前処理を行うことにより、無相関雑音
である風雑音の影響を防止し、振動雑音や近接騒音など
の相関雑音の効果的な除去が可能となるような優れた収
音装置を実現できるものである。As is apparent from the above embodiments, the present invention is provided with a silent section determining section and a correlation determining section, and an adaptive type based on the determination result of the silent section determining section and the determination result of the correlation determining section. By updating the characteristics of the noise elimination unit or preprocessing the input to the adaptive noise elimination unit, the effect of wind noise, which is uncorrelated noise, can be prevented, and the effect of correlated noise such as vibration noise and proximity noise can be reduced. An excellent sound pickup device that can be removed can be realized.
【図１】本発明の第１の実施例の収音装置のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a sound pickup device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施例の収音装置のブロック図FIG. 2 is a block diagram of a sound pickup device according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３の実施例の収音装置のブロック図FIG. 3 is a block diagram of a sound pickup device according to a third embodiment of the present invention.
【図４】従来の収音装置のブロック図FIG. 4 is a block diagram of a conventional sound collection device.
１ 主マイクロホン ２ 参照マイクロホン ３ 無音区間判定部 ４ 相関関係判定部 ５ 適応型雑音除去部 ６ 適応フィルタ ７ 係数演算部 ８ 減算器 １０ 第１の高域通過フィルタ １１ 第２の高域通過フィルタ １２ 第１の無音区間判定部 １３ 第２の無音区間判定部 REFERENCE SIGNS LIST 1 main microphone 2 reference microphone 3 silent section determination section 4 correlation determination section 5 adaptive noise elimination section 6 adaptive filter 7 coefficient calculation section 8 subtractor 10 first high-pass filter 11 second high-pass filter 12th 1 silent section determining section 13 2nd silent section determining section
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｒ 3/00 ３２０ Ｈ０４Ｒ 3/00 ３２０ (56)参考文献 特開 昭58−160996（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−96999（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−249299（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−123200（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−181099（ＪＰ，Ａ) 特許2861011（ＪＰ，Ｂ２) 特許2687712（ＪＰ，Ｂ２) 特許2615551（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平８−34503（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平５−35930（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平２−10958（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−14139（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G10L 3/02 301 H03H 21/00 H04B 1/10 H04R 3/00 320 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI H04R 3/00 320 H04R 3/00 320 (56) References JP-A-58-160996 (JP, A) JP-A-3-96999 (JP, A) JP-A-4-249299 (JP, A) JP-A-3-123200 (JP, A) JP-A-58-181099 (JP, A) Patent 2861011 (JP, B2) Patent 2687712 (JP, B2) Patent 2615551 (JP, B2) JP 8-34503 (JP, B2) JP 5-35930 (JP, B2) JP 2-10958 (JP, B2) JP 62-14139 (JP, B2) (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G10L 3/02 301 H03H 21/00 H04B 1/10 H04R 3/00 320
Claims (5)
と、主として雑音を検出する参照マイクロホンと、上記
主マイクロホンおよび上記参照マイクロホンの出力パワ
ーの時間平均値をもとに無音区間を判定する無音区間判
定部と、上記主マイクロホンの出力と上記参照マイクロ
ホンの出力との相関係数をもとに相関関係を判定する相
関関係判定部と、適応フィルタを用いて上記主マイクロ
ホンの出力から前記参照マイクロホンの出力を減算し雑
音成分を除去する適応型雑音除去部とを具備し、上記無
音区間判定部の判定結果が無音区間であることを示し、
かつ上記相関関係判定部の判定結果が相関関係があるこ
とを示したときのみ、上記適応型雑音除去部の上記適応
フィルタの係数を更新するように配してなる収音装置。1. A main microphone for mainly detecting a target sound, a reference microphone for mainly detecting noise, and a silent section determination for determining a silent section based on a time average of output powers of the main microphone and the reference microphone. Unit, a correlation determining unit that determines a correlation based on a correlation coefficient between the output of the main microphone and the output of the reference microphone, and the output of the reference microphone from the output of the main microphone using an adaptive filter. And an adaptive noise elimination unit that removes a noise component by subtracting, indicating that the determination result of the silent interval determination unit is a silent interval,
And a sound collection device arranged to update the coefficient of the adaptive filter of the adaptive noise elimination unit only when the determination result of the correlation determination unit indicates that there is a correlation.
と、主として雑音を検出する参照マイクロホンと、上記
主マイクロホンの出力から低音域成分を除去する第１の
高域通過フィルタと、上記参照マイクロホンの出力から
低音域成分を除去する第２の高域通過フィルタと、上記
主マイクロホンおよび上記参照マイクロホンの出力パワ
ーの時間平均値をもとに無音区間を判定する無音区間判
定部と、上記主マイクロホンの出力と上記参照マイクロ
ホンの出力との相関係数をもとに相関関係を判定する相
関関係判定部と、適応フィルタを用いて上記第１の高域
通過フィルタの出力から上記第２の高域通過フィルタの
出力を減算し雑音成分を除去する適応型雑音除去部とを
具備し、上記無音区間判定部の判定結果が無音区間であ
ることを示したとき、上記相関関係判定部の判定結果に
対応して上記第１および第２の高域通過フィルタのカッ
トオフ周波数を更新するとともに、上記適応型雑音除去
部の上記適応フィルタの係数を更新するように配してな
る収音装置。2. A main microphone for mainly detecting a target sound, a reference microphone for mainly detecting noise, a first high-pass filter for removing low-frequency components from an output of the main microphone, and an output of the reference microphone. A second high-pass filter that removes low-frequency components from the sound signal; a silent section determination unit that determines a silent section based on a time average of output powers of the main microphone and the reference microphone; and an output of the main microphone. A correlation determining unit for determining a correlation based on a correlation coefficient between the second high-pass filter and an output of the reference microphone; and a second high-pass filter based on an output of the first high-pass filter using an adaptive filter. An adaptive noise elimination unit that subtracts the output of the noise component to remove the noise component, and that the determination result of the silent interval determination unit is a silent interval. Updating the cutoff frequencies of the first and second high-pass filters in accordance with the determination result of the correlation determining unit, and updating the coefficients of the adaptive filter of the adaptive noise elimination unit. Sound pickup device arranged.
と、主として雑音を検出する参照マイクロホンと、上記
主マイクロホンの出力から低音域成分を除去する第１の
高域通過フィルタと、上記参照マイクロホンの出力から
低音域成分を除去する第２の高域通過フィルタと、上記
主マイクロホンおよび上記参照マイクロホンの出力パワ
ーの時間平均値をもとに無音区間を判定する第１の無音
区間判定部と、上記主マイクロホンの出力と上記参照マ
イクロホンの出力との相関係数をもとに相関関係を判定
する相関関係判定部と、上記第１の高域通過フィルタと
上記第２の高域通過フィルタの出力パワーの時間平均値
をもとに無音区間を判定する第２の無音区間判定部と、
適応フィルタを用いて上記第１の高域通過フィルタの出
力から上記第２の高域通過フィルタの出力を減算し雑音
成分を除去する適応型雑音除去部とを具備し、上記第１
の無音区間判定部の判定結果が無音区間であることを示
したとき、上記相関関係判定部の判定結果に対応して上
記第１および第２の高域通過フィルタのカットオフ周波
数を更新し、上記第２の無音区間判定部の判定結果が無
音区間であることを示したとき、上記適応型雑音除去部
の上記適応フィルタの係数を更新するように配してなる
収音装置。3. A main microphone for mainly detecting a target sound, a reference microphone for mainly detecting noise, a first high-pass filter for removing low-frequency components from an output of the main microphone, and an output of the reference microphone. A second high-pass filter for removing low-frequency components from the sound signal, a first silent section determining unit for determining a silent section based on a time average of output powers of the main microphone and the reference microphone, A correlation determining unit that determines a correlation based on a correlation coefficient between the output of the microphone and the output of the reference microphone, and the output power of the first high-pass filter and the output power of the second high-pass filter. A second silent section determination unit that determines a silent section based on the time average value;
An adaptive noise removing unit that subtracts an output of the second high-pass filter from an output of the first high-pass filter using an adaptive filter to remove a noise component;
When the determination result of the silent section determination section indicates that the section is a silent section, the cutoff frequencies of the first and second high-pass filters are updated in accordance with the determination result of the correlation determination section, A sound collection device arranged to update a coefficient of the adaptive filter of the adaptive noise elimination unit when a result of the determination by the second silent period determination unit indicates a silent period.
は、主マイクロホンの出力と参照マイクロホンの出力の
それぞれの低音域成分のみを用いて行うように配してな
る請求項１，請求項２、または請求項３記載の収音装
置。4. The method according to claim 1, wherein the determination of the correlation in the correlation determining unit is performed using only the low-frequency components of the output of the main microphone and the output of the reference microphone. Or the sound collection device according to claim 3.
高次の指向性マイクロホンであるように配してなる請求
項１，請求項２、または請求項３記載の収音装置。5. The sound pickup device according to claim 1, wherein the reference microphone is arranged to be a directional microphone having a higher order than the main microphone.
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- 1991-10-25 JP JP3279190A patent/JP2995959B2/en not_active Expired - Fee Related
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