JP3154151B2 - Microphone device - Google Patents

Microphone device

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JP3154151B2
JP3154151B2 JP07637193A JP7637193A JP3154151B2 JP 3154151 B2 JP3154151 B2 JP 3154151B2 JP 07637193 A JP07637193 A JP 07637193A JP 7637193 A JP7637193 A JP 7637193A JP 3154151 B2 JP3154151 B2 JP 3154151B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、カメラ一体
型VTRに搭載するマイクロホンやスピーチ/歌唱用マ
イクロホンなど広範囲に利用できるマイクロホン装置に
関し、特に、自然風、呼気、空調などの気流にさらされ
るマイクロホン装置に大きな効果を発揮するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microphone device which can be used in a wide range, such as a microphone mounted on a camera-integrated VTR and a microphone for speech / singing. This is a great effect for microphone devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】マイクロホンは、音波による音圧の変化
を振動板の機械的な振動に変換し、この機械的振動に基
づき電気音響変換系を動作させて、電気信号を得るよう
にするものが多い。このため、マイクロホンで希望音声
を収音する場合、希望音声以外の何等かの要因によって
振動板に機械的振動が与えられると、これが希望音声に
対しては、雑音となる。この場合に、上記の要因が風で
あれば、風による雑音(以下、これを風雑音と称する)
が発生する。
2. Description of the Related Art A microphone converts a change in sound pressure due to sound waves into mechanical vibration of a diaphragm, and operates an electroacoustic conversion system based on the mechanical vibration to obtain an electric signal. Many. For this reason, when a desired sound is picked up by a microphone, if mechanical vibration is applied to the diaphragm due to some factor other than the desired sound, this becomes noise for the desired sound. In this case, if the above-mentioned factor is wind, noise due to wind (hereinafter referred to as wind noise)
Occurs.

【0003】マイクロホンにおいて発生する風雑音を低
減する方法としては、 (1)ウィンドスクリーン(風防)の使用 (2)電気的/音響的ハイパスフィルタの使用 (3)低音域で無指向性を示す構成の採用 などが、従来、良く用いられている。
[0003] Methods of reducing wind noise generated in a microphone include: (1) use of a windscreen (windshield); (2) use of an electric / acoustic high-pass filter; and (3) omnidirectionality in a low frequency range. In the past, the adoption of such a method has been widely used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
(1)の方法は、一般に、ウィンドスクリーンの外形寸
法が大きいほど、また、マイクロホン素子とウィンドス
クリーン内壁との距離が大きいほど、風雑音は小さくな
るので、充分に風雑音を低減させようとすれば、ウィン
ドスクリーンは大きなものを用意しなくてはならないと
いう問題がある。この問題は、機器の小型化や携帯性に
大きな支障になる。
However, in the above method (1), the wind noise generally decreases as the external dimensions of the windscreen increase and as the distance between the microphone element and the inner wall of the windscreen increases. Therefore, there is a problem that a large windscreen must be prepared in order to sufficiently reduce the wind noise. This problem greatly hinders miniaturization and portability of the device.

【0005】また、風雑音は低音域主体の雑音であるか
ら、上記(2)の固定的な電気的/音響的ハイパスフィ
ルタを使用する方法は有効であるが、風雑音を低減させ
ようとすると、同時に希望音源の低音域をも低減させて
しまい、収音品質を低下させてしまう欠点がある。
Further, since wind noise is mainly noise in a low frequency range, the method of using the fixed electric / acoustic high-pass filter of (2) above is effective, but if wind noise is to be reduced. At the same time, there is a disadvantage that the bass range of the desired sound source is also reduced, and the sound pickup quality is reduced.

【0006】さらに、上記(3)の方法は、マイクロホ
ンの指向性が有指向性であるよりも無指向性である方
が、風雑音が低いという事実から使用されている。しか
し、この方法による風雑音の低減効果はあまり大きくは
なく、その上、実際にはマイクロホン装置を構成する際
の筐体の影響などもあって、風雑音が充分低いレベルに
ならない。
Further, the method (3) is used because the wind noise is lower when the microphone is omnidirectional than when it is directional. However, the effect of reducing the wind noise by this method is not so large, and in addition, the wind noise does not actually reach a sufficiently low level due to the influence of the housing when configuring the microphone device.

【0007】出願人は、以上の問題点を回避して、風雑
音を十分に低減することができるようにする方法を、特
願平3−349274号として、先に、提案している。
この方法は、適応雑音キャンセラーを応用したものであ
る。
The applicant has previously proposed, as Japanese Patent Application No. 3-349274, a method of avoiding the above problems and sufficiently reducing wind noise.
This method uses an adaptive noise canceller.

【0008】図8は、この先に提案したマイクロホン装
置の一例の構成を示すブロック図で、同図において、1
0は、適応雑音キャンセラーである。先ず、この適応雑
音キャンセラーについて説明する。
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of an example of the microphone device proposed earlier. In FIG.
0 is an adaptive noise canceller. First, the adaptive noise canceller will be described.

【0009】適応雑音キャンセラー10において、1は
主要入力端子、2は参照入力端子であって、主要入力端
子1を通じて入力された主要入力信号は遅延回路3を介
して合成回路4に供給される。また、参照入力端子2を
通じて入力された参照入力信号は、適応フィルタ回路5
を介して合成回路4に供給され、遅延回路3からの信号
から減算される。この合成回路4の出力は、適応フィル
タ回路5に帰還されると共に、出力端子6に導出され
る。
In the adaptive noise canceller 10, 1 is a main input terminal, 2 is a reference input terminal, and a main input signal input through the main input terminal 1 is supplied to a synthesis circuit 4 via a delay circuit 3. The reference input signal input through the reference input terminal 2 is applied to the adaptive filter circuit 5.
, And is subtracted from the signal from the delay circuit 3. The output of the synthesizing circuit 4 is fed back to the adaptive filter circuit 5 and is output to an output terminal 6.

【0010】この適応雑音キャンセラーにおいては、主
要入力信号としては、希望信号sと、これと無相関の雑
音信号n0 とが加算されたものが入力される。一方、参
照入力信号としては、雑音信号n1 が入力される。参照
入力の雑音信号n1 は、希望信号sとは無相関である
が、雑音信号n0 とは相関があるようにされている。
In this adaptive noise canceller, a signal obtained by adding a desired signal s and an uncorrelated noise signal n0 is input as a main input signal. On the other hand, a noise signal n1 is input as a reference input signal. The noise signal n1 of the reference input is uncorrelated with the desired signal s, but is correlated with the noise signal n0.

【0011】適応フィルタ回路5は、参照入力雑音信号
n1 をフィルタリングして、雑音信号n0 に近似する信
号yを出力する。この場合は、適応フィルタ回路5にお
いては、所定の適応のアルゴリズムにより、合成回路4
の減算出力(残差出力)eが最小になるように、参照入
力雑音信号n1 のフィルタリングのフィルタ係数を更新
してゆく。
The adaptive filter circuit 5 filters the reference input noise signal n1 and outputs a signal y approximating the noise signal n0. In this case, in the adaptive filter circuit 5, the combining circuit 4
Is updated so as to minimize the subtraction output (residual output) e of the reference input noise signal n1.

【0012】この適応フィルタ回路5の出力信号yとし
て、雑音信号n0 と逆相、等振幅の信号を得るようにす
ることもできる。遅延回路3は、適応フィルタ回路5で
の演算処理に要する時間遅れや適応フィルタでの伝播時
間その他を補償して、減算処理する信号との時間合わせ
をするためのものである。
As an output signal y of the adaptive filter circuit 5, a signal having the same phase and the same amplitude as the noise signal n0 can be obtained. The delay circuit 3 compensates for a time delay required for the arithmetic processing in the adaptive filter circuit 5, a propagation time in the adaptive filter, and the like, and adjusts the time with the signal to be subjected to the subtraction processing.

【0013】以下に、適応雑音キャンセラーの原理につ
いて説明する。
The principle of the adaptive noise canceller will be described below.

【0014】今、希望信号s,雑音n0 ,雑音n1 ,出
力信号yが統計的に定常であり、平均値が0であると仮
定すると残差出力eは、 e=s+n0 −y となる。これを二乗したものの期待値は、希望信号sが
雑音n0 及び出力yと無相関であるから、 E[e2 ]=E[s2 ]+E[(n0 −y)2 ]+2E[s(n0 −y)] =E[s2 ]+E[(n0 −y)2 ] となる。適応フィルタ回路5が収束するものとすれば、
適応フィルタ回路5は、E[e2 ]が最小になるよう
に、適応フィルタ係数を更新するものである。このと
き、E[s2 ]は影響を受けないので、 Emin [e2 ]=E[s2 ]+Emin [(n0 −y)2 ] となる。
Now, assuming that the desired signal s, the noise n0, the noise n1, and the output signal y are statistically stationary and the average value is 0, the residual output e is e = s + n0-y. The expected value despite the squared it, because the desired signal s is the noise n0, and the output y uncorrelated, E [e 2] = E [s 2] + E [(n0 -y) 2] + 2E [s (n0 -y)] = a E [s 2] + E [ (n0 -y) 2]. Assuming that the adaptive filter circuit 5 converges,
The adaptive filter circuit 5 updates the adaptive filter coefficients so that E [e 2 ] is minimized. At this time, since the E [s 2] is not affected, and Emin [e 2] = E [ s 2] + Emin [(n0 -y) 2].

【0015】すなわち、E[e2 ]が最小化されること
によってE[(n0 −y)2 ]が最小化され、適応フィ
ルタ回路5の出力yは、雑音信号n0 の推定量になる。
そして、合成回路4からの出力の期待値は、希望信号s
のみとなる。すなわち、適応フィルタ回路5を調整して
全出力パワーを最小化することは、減算出力eが、希望
音声信号sの最小二乗推定値になることに等しい。
That is, by minimizing E [e 2 ], E [(n 0 −y) 2 ] is minimized, and the output y of the adaptive filter circuit 5 becomes an estimated amount of the noise signal n 0.
The expected value of the output from the combining circuit 4 is the desired signal s
Only. That is, adjusting the adaptive filter circuit 5 to minimize the total output power is equivalent to the fact that the subtraction output e becomes the least square estimation value of the desired audio signal s.

【0016】なお、適応フィルタ回路5はアナログ信号
処理回路で実現する場合とデジタル信号処理回路で実現
する場合の、いずれでも可能であるが、一般的には、D
SP(デジタルシグナルプロセッサ)を用いたデジタル
処理回路の構成とされる。
The adaptive filter circuit 5 can be realized by either an analog signal processing circuit or a digital signal processing circuit.
A digital processing circuit using an SP (Digital Signal Processor) is used.

【0017】図8の例では、以上説明した適応雑音キャ
ンセラー10を用いて風雑音を低減するマイクロホン装
置を次のようにして実現している。すなわち、図8のマ
イクロホン装置においては、互いに近接して2個のマイ
クロホン素子11及び12を配置する。これらマイクロ
ホン素子11、12は同特性のものが用いられ、例えば
無指向性マイクロホンユニットが用いられる。
In the example of FIG. 8, a microphone device for reducing wind noise using the adaptive noise canceller 10 described above is realized as follows. That is, in the microphone device of FIG. 8, two microphone elements 11 and 12 are arranged close to each other. These microphone elements 11 and 12 have the same characteristics, and for example, a non-directional microphone unit is used.

【0018】そして、一方のマイクロホン素子11の出
力がA/Dコンバータ13によりデジタル信号に変換さ
れ、そのデジタル信号が主要入力信号として、適応雑音
キャンセラー10の主要入力端子1に供給される。ま
た、他方のマイクロホン素子12の出力がA/Dコンバ
ータ14によりデジタル信号に変換され、そのデジタル
信号が減算回路15に供給される。
The output of one of the microphone elements 11 is converted into a digital signal by the A / D converter 13, and the digital signal is supplied to the main input terminal 1 of the adaptive noise canceller 10 as a main input signal. The output of the other microphone element 12 is converted into a digital signal by the A / D converter 14, and the digital signal is supplied to the subtraction circuit 15.

【0019】この減算回路15においては、A/Dコン
バータ13からのマイクロホン素子11の出力のデジタ
ル信号と、この他方のマイクロホン素子12の出力のデ
ジタル信号との差分が求められ、その差分出力が参照入
力信号として、適応雑音キャンセラー10の参照入力端
子2に供給される。
In the subtraction circuit 15, the difference between the digital signal output from the microphone element 11 from the A / D converter 13 and the digital signal output from the other microphone element 12 is obtained, and the difference output is referred to. The input signal is supplied to the reference input terminal 2 of the adaptive noise canceller 10.

【0020】そして、適応雑音キャンセラー10の出力
端子6に得られる信号は、D/Aコンバータ16により
アナログ信号に戻され、マイクロホン装置の出力信号と
して出力端子17に導出される。
The signal obtained at the output terminal 6 of the adaptive noise canceller 10 is converted back to an analog signal by the D / A converter 16 and is led out to the output terminal 17 as an output signal of the microphone device.

【0021】この図8のマイクロホン装置の風雑音の低
減動作について説明する。このマイクロホン装置によ
り、風雑音が生じるような環境において、収音を行った
場合、マイクロホン素子11及び12の出力は、収音音
声信号に風雑音が含まれるものとなる。
The operation of the microphone device shown in FIG. 8 for reducing wind noise will be described. When sound is collected in an environment where wind noise is generated by the microphone device, the outputs of the microphone elements 11 and 12 include wind noise in the collected sound signal.

【0022】上述したように、2個のマイクロホン素子
11及び12は、近接して配置されているので、音声
は、これら2個のマイクロホン素子11、12に非常に
相関の強い状態で収音される。一方、風によりマイクロ
ホン素子11とマイクロホン素子12とに発生する風雑
音は、それぞれのマイクロホン素子に固有となるため、
両マイクロホン素子の風雑音の間に相関はない。
As described above, since the two microphone elements 11 and 12 are arranged close to each other, sound is picked up in a state where the two microphone elements 11 and 12 have a very strong correlation. You. On the other hand, wind noise generated in the microphone element 11 and the microphone element 12 due to the wind is unique to each microphone element.
There is no correlation between the wind noise of both microphone elements.

【0023】したがって、減算回路15において、2個
のマイクロホン素子11及び12の出力の差分演算が行
われると、音声信号はキャンセルされ、減算回路15か
らは風雑音のみの成分が得られる。図8の構成におい
て、主要入力として適応雑音キャンセラー10に供給さ
れるマイクロホン11の出力信号中の風雑音成分と、減
算回路15からの風雑音成分とは相関があり、この減算
回路15からの風雑音の成分が上述したように、適応雑
音キャンセラー10の参照入力となっているので、出力
端子17には、主要入力中の風雑音が適応雑音キャンセ
ラー10により十分に低減される。
Therefore, when the subtraction circuit 15 calculates the difference between the outputs of the two microphone elements 11 and 12, the audio signal is canceled, and the subtraction circuit 15 obtains only a component of wind noise. 8, the wind noise component in the output signal of the microphone 11 supplied to the adaptive noise canceller 10 as a main input has a correlation with the wind noise component from the subtraction circuit 15, and the wind noise component from the subtraction circuit 15 has a correlation. As described above, since the noise component is the reference input of the adaptive noise canceller 10, the wind noise in the main input to the output terminal 17 is sufficiently reduced by the adaptive noise canceller 10.

【0024】以上説明したように、図8の構成によれ
ば、上記のようにして風雑音を低減することができる
が、音声入力に及ぼす歪みの発生が問題として残る。す
なわち、前述したように、適応雑音キャンセラーにおけ
る希望入力信号は不要雑音信号と無相関であることが前
提である。しかし、実際にはマイクロホンの風雑音と希
望音声の低域成分とは完全に無相関とはならず、結果的
に希望音声信号が無歪みで出力されることはない。
As described above, according to the configuration shown in FIG. 8, the wind noise can be reduced as described above, but the distortion of the voice input remains as a problem. That is, as described above, it is assumed that the desired input signal in the adaptive noise canceller has no correlation with the unnecessary noise signal. However, actually, the wind noise of the microphone and the low frequency component of the desired sound are not completely uncorrelated, and as a result, the desired sound signal is not output without distortion.

【0025】具体的には、変調歪みのような非線形歪み
が音声信号出力に付加されたり、音声信号レベルが低減
されてしまうなどの現象として現われる。特に音声信号
レベルが相対的に大きい場合、あるいは適応フィルタを
例えばデジタルFIRフィルタで構成したときにそのタ
ップ数が小さい場合に、顕著である。
More specifically, it appears as a phenomenon that non-linear distortion such as modulation distortion is added to the audio signal output, or the audio signal level is reduced. This is particularly remarkable when the audio signal level is relatively high, or when the number of taps is small when the adaptive filter is formed of, for example, a digital FIR filter.

【0026】風雑音の低減効果と、希望音声への歪みの
影響とは、いわゆるトレードオフの関係にあり、風雑音
を十分に抑圧しようとすると、適応雑音低減処理によ
り、主要入力中の希望音声に大きな歪が加わり、良好な
収音品質にするという目的に反してしまう。また、希望
音声への歪みを抑えようとすると、風雑音の低減効果が
低くなり、やはり良好な収音品質は得にくくなる。
There is a so-called trade-off relationship between the effect of reducing wind noise and the effect of distortion on desired sound. To sufficiently suppress wind noise, adaptive noise reduction processing is used to reduce the desired sound in the main input. To the sound, which defeats the purpose of achieving good sound pickup quality. In addition, if an attempt is made to suppress distortion to the desired sound, the effect of reducing wind noise is reduced, and it is also difficult to obtain good sound pickup quality.

【0027】この発明は、上記の問題点を解消して、風
雑音を十分に低減しながら、良好な収音品質を得ること
ができるマイクロホン装置を提供することを目的とす
る。
An object of the present invention is to provide a microphone device which can solve the above-mentioned problems and can obtain good sound pickup quality while sufficiently reducing wind noise.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によるマイクロホン装置は、基本的には適
応雑音キャンセラーを応用して風雑音を低減するもので
あるが、風雑音が低音域主体の雑音であることに鑑み、
適応雑音キャンセラーを主要入力の低音域に対してのみ
働かせるようにすることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a microphone device according to the present invention basically reduces wind noise by applying an adaptive noise canceller. In view of the noise of the subject,
It is characterized in that the adaptive noise canceller is operated only in the bass range of the main input.

【0029】すなわち、この発明によるマイクロホン装
置は、後述する実施例の参照符号を対応させると、近接
して配置した第1及び第2のマイクロホン素子11及び
12と、上記第1及び第2のマイクロホン素子の出力の
差分出力を得る手段15と、主要入力信号に含まれる雑
音成分を、参照入力信号に基づいて適応的に低減するよ
うにする適応雑音キャンセラー10と、上記第1のマイ
クロホン素子11の出力信号の内の所定周波数以上の所
定帯域の成分を抽出する第1のフィルタ21と、上記第
1のマイクロホン素子11の出力信号の内の所定周波数
以下の所定帯域の成分を抽出し、抽出した信号成分を上
記主要入力信号として上記適応雑音キャンセラー10に
供給する第2のフィルタ22と、上記第1及び第2のマ
イクロホン素子11及び12の差分出力の内の所定周波
数以下の所定帯域の成分を抽出し、抽出した信号成分を
上記参照入力信号として上記適応雑音キャンセラー10
に供給する第3のフィルタ23と、上記第1のフィルタ
21の出力信号と、上記適応雑音キャンセラー10の出
力とを加算して、装置出力とする加算手段24とを備え
る。
That is, according to the microphone device according to the present invention, the first and second microphone elements 11 and 12 arranged close to each other, and the first and second microphones A means 15 for obtaining a differential output of the outputs of the elements, an adaptive noise canceller 10 for adaptively reducing a noise component included in the main input signal based on the reference input signal, and a first microphone element 11 A first filter 21 for extracting a component in a predetermined band equal to or higher than a predetermined frequency in the output signal, and a component in a predetermined band equal to or lower than a predetermined frequency in the output signal of the first microphone element 11 are extracted and extracted. A second filter 22 for supplying a signal component as the main input signal to the adaptive noise canceller 10; and the first and second microphone elements 1 And extracting a predetermined frequency below a predetermined band component of the differential output of 12, the adaptive noise canceler 10 the extracted signal component as the reference input signal
And an adding unit 24 that adds the output signal of the first filter 21 and the output of the adaptive noise canceller 10 and outputs the result to the device.

【0030】上記第1〜第3のフィルタ21〜23は、
適応動作を風雑音にある程度限定するためのもので、そ
れぞれバンドパスフィルタで構成することができる。ま
た、第1のフィルタ21は、その目的からハイパスフィ
ルタでも良い。第2及び第3のフィルタ22及び23
は、その目的からローパスフィルタで構成するようにす
ることができる。
The first to third filters 21 to 23 are:
This is to limit the adaptive operation to wind noise to some extent, and each can be configured by a band-pass filter. Further, the first filter 21 may be a high-pass filter for that purpose. Second and third filters 22 and 23
Can be configured with a low-pass filter for that purpose.

【0031】[0031]

【作用】マイクロホンの風雑音は、低音域例えば数10
0Hz以下を主成分とする雑音である。一方、音声信号
は約100Hz以上に分布している。上記の構成のこの
発明によれば、第1のフィルタにより第1のマイクロホ
ン素子11により収音された音声信号の内の例えば数1
00Hz以上の中高域の周波数成分が抽出される。上記
の風雑音の性質から第1のフィルタの出力には、風雑音
の成分は殆ど含まれない。この第1のフィルタ21の出
力は、そのまま加算手段24に供給される。
The wind noise of the microphone is in the low frequency range, for example,
This is noise whose main component is 0 Hz or less. On the other hand, audio signals are distributed over about 100 Hz. According to the present invention having the above-described configuration, for example, Equation 1 of the audio signals collected by the first microphone element 11 by the first filter is used.
A middle-high frequency component of 00 Hz or more is extracted. Due to the nature of the wind noise, the output of the first filter hardly includes a component of the wind noise. The output of the first filter 21 is supplied to the adding means 24 as it is.

【0032】一方、第2のフィルタ22からは、第1の
マイクロホン素子11により収音された音声信号の低域
成分と、風雑音の主成分が得られ、これが適応雑音キャ
ンセラー10の主要入力とされる。同様にして、第3の
フィルタ23からは、第1及び第2のマイクロホン素子
11及び12の出力の差分の低域成分、すなわち、風雑
音の主成分が得られ、これが適応雑音キャンセラー10
の参照入力とされる。
On the other hand, from the second filter 22, a low-frequency component of the audio signal collected by the first microphone element 11 and a main component of wind noise are obtained. Is done. Similarly, a low-frequency component of the difference between the outputs of the first and second microphone elements 11 and 12, that is, a main component of wind noise, is obtained from the third filter 23.
Is used as a reference input.

【0033】この状態で、適応動作させられると、適応
雑音キャンセラー10の出力信号としては、風雑音成分
がキャンセルされた収音音声の低域成分が得られる。加
算手段では、この低域成分と、適応処理の影響を全く受
けていない収音音声の中高域成分とが加算される。この
加算出力が装置出力となるので、風雑音が十分に低減さ
れ、かつ、品質の良い収音音声信号が得られる。
In this state, when the adaptive operation is performed, a low-frequency component of the collected sound in which the wind noise component is canceled is obtained as an output signal of the adaptive noise canceller 10. The adding means adds the low-frequency component and the middle and high-frequency components of the collected sound that are not affected by the adaptive processing at all. Since this addition output becomes the device output, wind noise is sufficiently reduced, and a high quality collected voice signal is obtained.

【0034】[0034]

【実施例】以下、この発明によるマイクロホン装置の一
実施例を、図を参照しながら説明する。図1は、この発
明によるマイクロホン装置の一実施例を示すブロック図
で、前述した図8の例と対応する部分には同一符号を付
してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a microphone device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a microphone device according to the present invention, and portions corresponding to those in the example of FIG. 8 described above are denoted by the same reference numerals.

【0035】ところで、前述もしたように、マイクロホ
ンの風雑音は数100Hz以下を主成分とする雑音であ
る。一方、音声信号は約100Hz以上に分布してい
る。図2に、風雑音と、音声信号の平均パワースペクト
ラムの一例を示す。図2において、実線31は風速2m
/secのときの風雑音のパワースペクトラム、実線3
2は風速4m/secのときの風雑音のパワースペクト
ラム、実線33は男性話声のパワースペクトラムであ
る。
By the way, as described above, the wind noise of the microphone is a noise mainly having several hundred Hz or less. On the other hand, audio signals are distributed over about 100 Hz. FIG. 2 shows an example of wind noise and an average power spectrum of an audio signal. In FIG. 2, the solid line 31 is a wind speed of 2 m.
Power spectrum of wind noise at / sec, solid line 3
Reference numeral 2 denotes a power spectrum of wind noise when the wind speed is 4 m / sec, and a solid line 33 denotes a power spectrum of a male voice.

【0036】この図2から、風雑音の低減は数100H
z以下について行われればよく、数100Hz以上の周
波数成分については何ら処理の対象とせずに出力すれば
よいことが分かる。
From FIG. 2, the wind noise can be reduced by several hundreds of hours.
It can be seen that it is sufficient to perform the processing for z or less, and it is sufficient to output the frequency components of several hundred Hz or more without being subjected to any processing.

【0037】このため、図1の例においては、近接して
配置された1対のマイクロホン素子11及び12の内の
一方のマイクロホン素子11の出力は、A/Dコンバー
タ13によりデジタル信号に変換された後、ハイパスフ
ィルタ21に供給される。このハイパスフィルタ21
は、カットオフ周波数が例えば700Hzのものが使用
され、マイクロホン素子11の出力信号のうち、風雑音
が殆ど含まれない中高域成分を抽出する。
For this reason, in the example of FIG. 1, the output of one of the pair of microphone elements 11 and 12 arranged close to each other is converted into a digital signal by the A / D converter 13. After that, it is supplied to the high-pass filter 21. This high-pass filter 21
The filter has a cut-off frequency of, for example, 700 Hz, and extracts a middle-high-frequency component containing almost no wind noise from the output signal of the microphone element 11.

【0038】そして、このハイパスフィルタ21の出力
信号は、適応雑音キャンセラー10の出力端子6とD/
Aコンバータ16との間に設けられた加算回路24に供
給される。なお、ハイパスフィルタ21の代わりに、必
要音声帯域以上の周波数帯域を通過帯域とするバンドパ
スフィルタを用いてもよい。
The output signal of the high-pass filter 21 is connected to the output terminal 6 of the adaptive noise canceller 10 and D /
The signal is supplied to an adder circuit 24 provided between the A converter 16. Instead of the high-pass filter 21, a band-pass filter having a pass band of a frequency band equal to or higher than the required audio band may be used.

【0039】A/Dコンバータ13の出力信号は、ま
た、バンドパスフィルタ22に供給される。このバンド
パスフィルタ22は、例えば100Hz〜700Hzを
通過帯域とするもので、マイクロホン素子11の低域成
分と、風雑音の主成分を通過させる。なお、バンドパス
フィルタ22の通過帯域の上側の周波数は、ハイパスフ
ィルタ21のカットオフ周波数に必ずしも一致させなく
てもよい。このバンドパスフィルタ22の出力信号は、
主要入力として適応雑音キャンセラー10の主要入力端
子1に供給される。
The output signal of the A / D converter 13 is also supplied to a band pass filter 22. The band-pass filter 22 has a pass band of, for example, 100 Hz to 700 Hz, and passes a low-frequency component of the microphone element 11 and a main component of wind noise. Note that the frequency above the pass band of the band-pass filter 22 does not necessarily have to match the cut-off frequency of the high-pass filter 21. The output signal of this bandpass filter 22 is
The main input is supplied to the main input terminal 1 of the adaptive noise canceller 10.

【0040】また、減算回路15からのマイクロホン素
子11とマイクロホン素子12の差分信号のデジタル信
号は、バンドパスフィルタ22と同様な特性のバンドパ
スフィルタ23に供給されて、風雑音の成分のみが抽出
され、これが適応雑音キャンセラー10の参照入力端子
2に入力される。
The digital signal of the difference signal between the microphone element 11 and the microphone element 12 from the subtraction circuit 15 is supplied to a band-pass filter 23 having the same characteristics as the band-pass filter 22, and only the wind noise component is extracted. This is input to the reference input terminal 2 of the adaptive noise canceller 10.

【0041】適応雑音キャンセラー10の適応フィルタ
回路5は、図3にも示すように、FIRフィルタ型の適
応型線形結合器100と、フィルタ係数演算回路110
からなっている。この適応フィルタ回路5は、マイクロ
コンピュータを搭載するDSPにより、ソフトウエアと
して構成することができる。フィルタ係数の更新のアル
ゴリズムは、この例では、計算量が少なく、実用的であ
るため多用されているLMS(最小平均自乗)法を用い
る。
As shown in FIG. 3, the adaptive filter circuit 5 of the adaptive noise canceller 10 includes an FIR filter type adaptive linear combiner 100 and a filter coefficient operation circuit 110.
Consists of The adaptive filter circuit 5 can be configured as software by a DSP equipped with a microcomputer. In this example, an LMS (least mean square) method, which is frequently used because the amount of calculation is small and practical, is used as an algorithm for updating the filter coefficient.

【0042】LMS法について、図3を参照しながら説
明する。図3に示すように、適応型線形結合器100
は、それぞれ単位サンプリング時間の遅延時間Z-1を有
する複数個の遅延回路DL1,DL2,……DLm(m
は正の整数)と、入力雑音n1 及び各遅延回路DL1,
DL2,……DLmの出力信号と加重係数(フィルタ係
数)との掛け算を行う加重回路MX0,MX1,MX
2,……MXmと、加重回路MX0〜MXmの出力を加
算する加算回路101を備える。加算回路101の出力
は、図8の例で説明した信号yである。
The LMS method will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the adaptive linear combiner 100
The plurality of delay circuits DL1, DL2 having a delay time Z -1 of each unit sampling time, ...... DLm (m
Is a positive integer), input noise n1 and each delay circuit DL1,
DL2,... Weighting circuits MX0, MX1, MX for multiplying the output signal of DLm by a weighting coefficient (filter coefficient)
2,... MXm and an adder 101 for adding outputs of the weighting circuits MX0 to MXm. The output of the adding circuit 101 is the signal y described in the example of FIG.

【0043】加重回路MX0〜MXmに供給する加重係
数は、フィルタ係数演算回路110で、LMSアルゴリ
ズムにより、合成回路4からの残差信号eと、参照入力
n1とに基づいて形成される。このフィルタ係数演算回
路110で実行されるアルゴリズムは、次のようにな
る。
The weighting coefficients supplied to the weighting circuits MX0 to MXm are formed in the filter coefficient calculation circuit 110 by the LMS algorithm based on the residual signal e from the synthesis circuit 4 and the reference input n1. The algorithm executed by the filter coefficient operation circuit 110 is as follows.

【0044】今、時刻k における入力ベクトルXk を、
図3にも示すように、 Xk =[x0k1k2k ・・・xmkT とし、出力をyk 、加重係数をwjk(j=0,1,2,…m )と
すると、入出力の関係は、次の数1に示すように、
Now, the input vector X k at time k is
As shown in FIG. 3, X k = [x 0k x 1k x 2k ... X mk ] T , the output is y k , and the weighting factor is w jk (j = 0, 1, 2,... M). Then, the relationship between the input and output is as shown in the following equation 1.

【0045】[0045]

【数1】 となる。(Equation 1) Becomes

【0046】そして、時刻k における加重ベクトルWk
を、 Wk =[w0k1k2k ・・・wmkT と定義すれば、入出力関係は、 yk =Xk T ・Wk で与えられる。ここで、希望の応答をdk とすれば、残
差ek は次のように表される。 ek =dk −yk =dk −Xk T ・Wk LMS法では、加重ベクトルの更新を、 Wk+1 =Wk +2μ・ek ・Xk … (1) なる式(1)により順次行っていく。ここで、μは適応
の速度と安定性を決める利得因子(ステップゲイン)で
ある。
Then, the weight vector W k at time k
Is defined as W k = [w 0 k w 1 k w 2 k ... W mk ] T , the input / output relationship is given by y k = X k T · W k . Here, assuming that a desired response is d k , the residual e k is expressed as follows. e k = d k -y k = d k -X k T · W k in the LMS method, the update of the weight vector, W k + 1 = W k + 2μ · e k · X k ... (1) becomes formula (1 ). Here, μ is a gain factor (step gain) that determines the speed and stability of adaptation.

【0047】以上説明したような図1の構成において
は、適応雑音キャンセラー10では、マイクロホン素子
11で収音された音声のうち、風雑音の主成分が含まれ
ている低音域のみについて、主要入力であるマイクロホ
ン素子11の出力中の風雑音をキャンセルするように適
応処理を行う。その結果、適応雑音キャンセラー10の
出力端子6には、風雑音が低減除去されたマイクロホン
素子11の出力の低域成分が得られる。
In the configuration shown in FIG. 1 as described above, the adaptive noise canceller 10 has a main input for only the low frequency range containing the main component of the wind noise among the voices collected by the microphone element 11. The adaptive processing is performed so as to cancel the wind noise in the output of the microphone element 11 which is as follows. As a result, a low-frequency component of the output of the microphone element 11 from which the wind noise has been reduced and removed is obtained at the output terminal 6 of the adaptive noise canceller 10.

【0048】そして、加算回路24において、この適応
雑音キャンセラー10の出力信号と、風雑音成分を殆ど
含まないマイクロホン素子11の出力の中高域成分とが
加算されるので、出力端子17には、風雑音成分が低減
されたマイクロホン素子11の収音音声信号が得られる
ものである。
The output signal of the adaptive noise canceller 10 and the middle and high frequency components of the output of the microphone element 11 containing almost no wind noise component are added in the addition circuit 24. The sound pickup sound signal of the microphone element 11 in which the noise component is reduced can be obtained.

【0049】なお、図1の例の場合においても、音声の
レベルや適応動作の設定によっては歪みが生じることも
あるが、マイクロホン素子11の信号の中高域成分は適
応処理の影響を全く受けないで、ハイパスフィルタ21
を介して出力されるので、全体としての音声品質の改善
は十分に達成される。
In the case of the example of FIG. 1, distortion may occur depending on the sound level and the setting of the adaptive operation, but the middle and high frequency components of the signal of the microphone element 11 are not affected by the adaptive processing at all. And the high-pass filter 21
, So that the overall improvement in audio quality is fully achieved.

【0050】また、図1の例においては、100Hz以
下の成分は、風雑音には多く含まれるが、音声信号には
殆ど含まれないので、バンドパスフィルタ22及び23
を用いて100Hz以下の周波数成分は抽出しない。し
かし、バンドパスフィルタ22及び23の代わりにロー
パスフィルタを用いて、100Hz以下の周波数成分に
ついても適応雑音キャンセラー10により、雑音低減処
理を行うようにしてももちろん良い。
Also, in the example of FIG. 1, the components at 100 Hz or less are included in a large amount in the wind noise, but are hardly included in the audio signal.
Is not used to extract frequency components below 100 Hz. However, a low-pass filter may be used instead of the band-pass filters 22 and 23, and the adaptive noise canceller 10 may also perform noise reduction processing on frequency components of 100 Hz or less.

【0051】図4は、この発明によるマイクロホン装置
の他の実施例を示すブロック図である。この例は、適応
雑音キャンセラー10の参照入力は、そのときの風雑音
の大きさを表しているので、この参照入力信号レベルの
大きさを検出することにより、適応雑音キャンセラー1
0の適応処理動作を制御するものである。
FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the microphone device according to the present invention. In this example, since the reference input of the adaptive noise canceller 10 indicates the magnitude of the wind noise at that time, by detecting the magnitude of the reference input signal level, the adaptive noise canceller 1 is detected.
0 controls the adaptive processing operation.

【0052】すなわち、図4の例においては、バンドパ
スフィルタ23の出力信号は、参照入力として、適応雑
音キャンセラー10に供給されると共に、レベル検出回
路25に供給され、その信号レベルが検出される。そし
て、このレベル検出回路25のレベル検出出力が適応雑
音キャンセラー10の適応フィルタ回路5のフィルタ係
数演算回路110にその係数更新の制御信号として供給
される。その他は、図1の例と同様である。
That is, in the example of FIG. 4, the output signal of the band-pass filter 23 is supplied as a reference input to the adaptive noise canceller 10 and also to the level detection circuit 25, where the signal level is detected. . Then, the level detection output of the level detection circuit 25 is supplied to the filter coefficient calculation circuit 110 of the adaptive filter circuit 5 of the adaptive noise canceller 10 as a control signal for updating the coefficient. Others are the same as the example of FIG.

【0053】フィルタ係数演算回路110では、レベル
検出回路25の出力を受けて、参照入力信号(つまり、
風雑音)のレベルに応じて、前述したフィルタ係数の更
新式(1)のステップゲインμの大きさを制御する。す
なわち、風雑音が大きいときには、適応雑音キャンセラ
ー10の雑音低減効果を大きくすべく、そのステップゲ
インμを大きめに設定し、風雑音が小さいときには、適
応雑音キャンセラー10の雑音低減効果をさほど大きく
する必要もないので、そのステップゲインμを小さめに
設定する。こうして、音声信号が風雑音で聴き取りづら
くならないように対処できる。
The filter coefficient calculation circuit 110 receives the output of the level detection circuit 25 and receives a reference input signal (that is,
The magnitude of the step gain μ in the above-described filter coefficient update equation (1) is controlled in accordance with the level of the wind noise. That is, when the wind noise is large, the step gain μ is set to be large in order to increase the noise reduction effect of the adaptive noise canceller 10, and when the wind noise is small, the noise reduction effect of the adaptive noise canceller 10 needs to be significantly increased. Therefore, the step gain μ is set smaller. In this way, it is possible to prevent the audio signal from being difficult to hear due to wind noise.

【0054】図5は、この発明によるマイクロホン装置
の他の実施例を示すブロック図である。図1の例におい
て、ハイパスフィルタ21の出力には風雑音は殆ど含ま
れないので、この出力は、音声信号の中高域成分が主体
であると言える。したがって、このハイパスフィルタ2
1の出力信号のレベルの大きさは、音声信号の大きさを
間接的に表していると解釈できる。図5の例は、上記の
点を考慮して、ハイパスフィルタ21の出力信号のレベ
ルに応じて、図4の例と同様に、適応雑音キャンセラー
の動作を制御するものである。
FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the microphone device according to the present invention. In the example of FIG. 1, since the output of the high-pass filter 21 hardly includes wind noise, it can be said that this output mainly includes the middle and high frequency components of the audio signal. Therefore, this high-pass filter 2
The magnitude of the level of the output signal of No. 1 can be interpreted as indirectly representing the magnitude of the audio signal. In the example of FIG. 5, in consideration of the above points, the operation of the adaptive noise canceller is controlled according to the level of the output signal of the high-pass filter 21, as in the example of FIG.

【0055】すなわち、図5の例においては、ハイパス
フィルタ21の出力信号は加算回路24に供給されると
共に、レベル検出回路26に供給され、その信号レベル
が検出される。そして、このレベル検出回路26のレベ
ル検出出力が適応雑音キャンセラー10の適応フィルタ
回路5のフィルタ係数演算回路110に、その係数更新
の制御信号として供給される。その他は、図1の例と同
様である。
That is, in the example of FIG. 5, the output signal of the high-pass filter 21 is supplied to the adding circuit 24 and also to the level detecting circuit 26, and the signal level is detected. Then, the level detection output of the level detection circuit 26 is supplied to the filter coefficient calculation circuit 110 of the adaptive filter circuit 5 of the adaptive noise canceller 10 as a control signal for updating the coefficient. Others are the same as the example of FIG.

【0056】フィルタ係数演算回路110では、レベル
検出回路26の出力を受けて、ハイパスフィルタ21の
出力信号レベル(つまり、音声信号レベル)に応じてフ
ィルタ係数の更新のための、前記式(1)のステップゲ
インμの大きさを制御する。すなわち、例えば音声レベ
ルが大きいときには、適応雑音キャンセラー10の雑音
低減効果をさほど大きくする必要もないので、そのステ
ップゲインμを小さめに設定し、音声レベルが小さい時
には、ステップゲインμを大きく設定するように制御す
る。こうして、この例においても、音声信号に加わる歪
みを適宜小さくでき、良好な収音品質が得られる。
The filter coefficient calculation circuit 110 receives the output of the level detection circuit 26 and updates the filter coefficient according to the output signal level of the high-pass filter 21 (that is, the audio signal level). Is controlled. That is, for example, when the audio level is high, it is not necessary to increase the noise reduction effect of the adaptive noise canceller 10 so much. Therefore, the step gain μ is set to be small, and when the audio level is low, the step gain μ is set to be large. To control. Thus, also in this example, distortion applied to the audio signal can be appropriately reduced, and good sound collection quality can be obtained.

【0057】図6は、この発明によるマイクロホン装置
のさらに他の実施例を示すブロック図である。この例
は、適応雑音キャンセラー10の参照入力と、ハイパス
フィルタ21の出力信号のレベルを比較することは、そ
の時点での信号対雑音比を(間接的に)監視することに
なることを利用する。
FIG. 6 is a block diagram showing still another embodiment of the microphone device according to the present invention. This example makes use of the fact that comparing the reference input of the adaptive noise canceller 10 and the level of the output signal of the high-pass filter 21 will (indirectly) monitor the signal-to-noise ratio at that time. .

【0058】すなわち、音声信号レベルが風雑音レベル
よりも相対的に十分大きければ、適応雑音キャンセラー
10の雑音低減効果をさほど大きくする必要はなく、む
しろ音声品質を良好に保つことを優先したほうが好まし
い。逆に風雑音レベルが相対的に大きい場合は、適応雑
音キャンセラー10による雑音低減効果を大きくし、音
声品質を少々犠牲にしても、その信号対雑音比を向上さ
せるほうがよい。そこで、図6の例では、その時点での
信号対雑音比に応じて適応雑音キャンセラー10の適応
動作を制御するようにする。
That is, if the audio signal level is relatively sufficiently higher than the wind noise level, it is not necessary to increase the noise reduction effect of the adaptive noise canceller 10 so much, but rather it is preferable to give priority to maintaining good audio quality. . Conversely, when the wind noise level is relatively large, it is better to increase the noise reduction effect of the adaptive noise canceller 10 and to improve the signal-to-noise ratio even if the sound quality is slightly sacrificed. Therefore, in the example of FIG. 6, the adaptive operation of the adaptive noise canceller 10 is controlled according to the signal-to-noise ratio at that time.

【0059】これを実現するために、図6の例において
は、ハイパスフィルタ21の出力信号と、バンドパスフ
ィルタ23の出力信号は、レベル比検出回路27に供給
され、このレベル比検出回路27において、両信号のレ
ベル比が検出される。そして、このレベル比検出回路2
7で検出された両信号のレベル比が、適応雑音キャンセ
ラー10の適応フィルタ回路5のフィルタ係数演算回路
110にその係数更新の制御信号として供給される。そ
の他は、図1の例と同様である。
In order to realize this, in the example of FIG. 6, the output signal of the high-pass filter 21 and the output signal of the band-pass filter 23 are supplied to a level ratio detection circuit 27. , The level ratio of both signals is detected. Then, this level ratio detection circuit 2
The level ratio between the two signals detected at 7 is supplied to the filter coefficient calculation circuit 110 of the adaptive filter circuit 5 of the adaptive noise canceller 10 as a control signal for updating the coefficient. Others are the same as the example of FIG.

【0060】フィルタ係数演算回路110では、上記レ
ベル比に応じてフィルタ係数更新式(1)におけるステ
ップゲインμを制御する。例えば、その信号対雑音比が
大きいときにはステップゲインμを小さめに設定し、逆
に信号対雑音比が小さいときにはステップゲインμを大
きくする。こうして、良好な収音品質がえられる。
The filter coefficient calculation circuit 110 controls the step gain μ in the filter coefficient update equation (1) according to the level ratio. For example, when the signal-to-noise ratio is large, the step gain μ is set small, and when the signal-to-noise ratio is small, the step gain μ is increased. Thus, good sound pickup quality can be obtained.

【0061】図7は、この発明のさらに他の実施例のブ
ロック図である。この例は、風雑音が存在する低音域を
複数通りに分割し、各分割帯域毎に適応雑音キャンセラ
ーを用いた処理を行うようにした例である。この例によ
れば、各分割帯域毎に適応的に風雑音が低減されるの
で、より効果的に風雑音を低減することが可能になる。
FIG. 7 is a block diagram showing still another embodiment of the present invention. This example is an example in which a bass range where wind noise is present is divided into a plurality of ways, and processing using an adaptive noise canceller is performed for each divided band. According to this example, since wind noise is adaptively reduced for each divided band, it is possible to reduce wind noise more effectively.

【0062】図7の例は、風雑音が存在する低音域を2
分割した場合の例である。すなわち、図1の例のバンド
パスフィルタ22及び23の代わりに、100Hz〜5
00Hzの帯域を2分割して、その上側の分割帯域を通
過帯域とするバンドパスフィルタ221及び231と、
その下側の分割帯域を通過帯域とするバンドパスフィル
タ222及び232とを設ける。そして、A/Dコンバ
ータ13の出力信号をバンドパスフィルタ221及び2
22にそれぞれ供給すると共に、減算回路15の出力信
号をバンドパスフィルタ231及び232に供給する。
In the example of FIG. 7, the bass range where wind noise exists
This is an example in the case of division. That is, instead of the band-pass filters 22 and 23 in the example of FIG.
Band-pass filters 221 and 231 that divide the 00 Hz band into two bands and use the upper divided band as a pass band;
Band-pass filters 222 and 232 that use the lower divided band as a pass band are provided. Then, the output signal of the A / D converter 13 is connected to the band-pass filters 221 and 2.
22 and the output signal of the subtraction circuit 15 to bandpass filters 231 and 232.

【0063】また、各分割帯域数に応じて適応雑音キャ
ンセラー51及び52を設ける。そして、バンドパスフ
ィルタ221及び222の出力を、それぞれ適応雑音キ
ャンセラー51及び52の主要入力端子1に供給し、バ
ンドパスフィルタ231及び232の出力を、それぞれ
適応雑音キャンセラー51及び52の参照入力端子2に
供給する。
Further, adaptive noise cancellers 51 and 52 are provided according to the number of divided bands. The outputs of the bandpass filters 221 and 222 are supplied to the main input terminals 1 of the adaptive noise cancellers 51 and 52, respectively, and the outputs of the bandpass filters 231 and 232 are supplied to the reference input terminals 2 of the adaptive noise cancellers 51 and 52, respectively. To supply.

【0064】この例の場合、各帯域毎の適応雑音キャン
セラー51、52の適応フィルタ回路5におけるフィル
タ係数の更新におけるステップゲインμの大きさは、そ
の帯域毎に適切な値に設定される。もっとも、前述した
図4〜図6の例のように、参照入力のレベルあるいは主
要入力のレベル、さらには、両者のレベル比に応じて適
応的にステップゲインを制御する構成とすることもでき
る。
In the case of this example, the magnitude of the step gain μ in updating the filter coefficient in the adaptive filter circuit 5 of the adaptive noise cancellers 51 and 52 for each band is set to an appropriate value for each band. However, as in the above-described examples of FIGS. 4 to 6, a configuration may be employed in which the step gain is adaptively controlled according to the level of the reference input or the level of the main input, and furthermore, the level ratio between the two.

【0065】適応雑音キャンセラー51及び52の出力
信号は、加算回路24に供給され、ハイパスフィルタ2
1からのマイクロホン素子11の収音出力信号の中高域
成分と加算され、D/Aコンバータ16に供給され、ア
ナログ信号に戻され、出力端子17に導出される。
The output signals of the adaptive noise cancellers 51 and 52 are supplied to the addition circuit 24,
The signal is added to the middle and high frequency components of the picked-up output signal of the microphone element 11 from 1, supplied to the D / A converter 16, returned to an analog signal, and led to the output terminal 17.

【0066】図7の例は、低音域を2分割にした例であ
るが、3分割以上に分割してももちろん良い。
The example shown in FIG. 7 is an example in which the bass range is divided into two parts, but may be divided into three or more parts.

【0067】以上説明したマイクロホン装置によれば、
特殊なセンサーなどを用意しなくとも、通常のマイクロ
ホン素子を2個用意することで、風雑音を低減させるこ
とができる。この場合に、2個のマイクロホン素子は、
近接して配置されるため、機器の小型化に貢献できる。
According to the microphone device described above,
Even if a special sensor or the like is not prepared, wind noise can be reduced by preparing two ordinary microphone elements. In this case, the two microphone elements are
Since they are arranged close to each other, it is possible to contribute to miniaturization of equipment.

【0068】また、2個のマイクロホン素子をそれぞれ
左右のチャンネルに振り分けることもできるので、ステ
レオマイクロホンを構成する場合でも、マイクロホン素
子を増やすことなく実現できる。
Further, since two microphone elements can be respectively allocated to the left and right channels, even when a stereo microphone is configured, it can be realized without increasing the number of microphone elements.

【0069】図4〜図6の例によれば、風雑音レベルや
音声信号レベルの大小によって、適応雑音キャンセラー
の風雑音低減効果を適宜制御できるため、良好な収音品
質と風雑音抑圧効果を同時に得ることができる。
According to the examples shown in FIGS. 4 to 6, the wind noise reduction effect of the adaptive noise canceller can be appropriately controlled depending on the magnitude of the wind noise level and the audio signal level, so that good sound pickup quality and wind noise suppression effect can be obtained. Can be obtained at the same time.

【0070】さらに、風雑音低減動作が自動的であるた
め、使用者は他の作業、例えばカメラ一体型VTRで撮
影中に、モニター映像の監視などに集中できる。
Furthermore, since the wind noise reduction operation is automatic, the user can concentrate on other tasks, for example, monitoring a monitor image while shooting with a camera-integrated VTR.

【0071】なお、上述の例では、2個のマイクロホン
素子11、12は、無指向性のマイクロホンを使用した
が、これらのマイクロホン素子は、どのような指向性で
あってもよい。しかし、無指向性マイクロホンを使用す
れば、扱いが容易で、安価なため、実用上の効果は大き
い。
In the above-described example, non-directional microphones are used as the two microphone elements 11 and 12, but these microphone elements may have any directivity. However, if an omnidirectional microphone is used, it is easy to handle and inexpensive, so that the practical effect is great.

【0072】また、2個のマイクロホン素子を組み合わ
せて、他の指向性を得ることも容易である。さらには、
低域では殆ど無指向性で、中高域では単一指向性とする
こともやはり容易である。もちろん、3個以上のマイク
ロホン素子を利用して、この発明の主旨に沿った信号を
得ることも可能である。
It is also easy to obtain another directivity by combining two microphone elements. Moreover,
It is also easy to make it almost omnidirectional in the low frequency range and unidirectional in the middle and high frequency ranges. Of course, it is also possible to obtain a signal according to the gist of the present invention by using three or more microphone elements.

【0073】なお、以上の例においては、ハイパスフィ
ルタ21、バンドパスフィルタ22、23、221、2
22、231、232のカットオフ周波数は、固定とし
たが、図2に示したように、風雑音のパワースプクトラ
ムは、風速に応じて周波数変化することに鑑み、これら
フィルタをローオフ周波数可変の構成として、風速に
応じて適切なカットオフ周波数に制御するように構成す
ることができる。カットオフ周波数可変のフィルタは、
例えばIIR型デジタルフィルタを用い、その加重係数
を変更することにより、実現することができる。
In the above example, the high-pass filter 21, the band-pass filters 22, 23, 221, 2
Cut-off frequency of 22,231,232 has been fixed, as shown in FIG. 2, power scan Puku tram wind noise, considering that frequency changes according to the wind speed, roll-off frequency of these filters As a variable configuration, it can be configured to control to an appropriate cutoff frequency according to the wind speed. The variable cutoff frequency filter
For example, it can be realized by using an IIR digital filter and changing the weighting coefficient.

【0074】カットオフ周波数の変更は、マニュアル操
作で行ってもよいし、風速を計測する手段を設けて、自
動的に行うようにすることもできる。
The change of the cutoff frequency may be performed manually, or may be performed automatically by providing a means for measuring the wind speed.

【0075】また、A/Dコンバータ13、14は、マ
イクロホン素子11、12に直接接続せずに、バンドパ
スフィルタ22、23の出力側に接続してもよい。その
場合には、ハイパスフィルタ21、バンドパスフィルタ
22、23はアナログ回路で構成される。また、D/A
コンバータ16は、適応雑音キャンセラー10の出力部
に挿入されることになる。
The A / D converters 13 and 14 may be connected to the output sides of the band-pass filters 22 and 23 without being directly connected to the microphone elements 11 and 12. In that case, the high-pass filter 21 and the band-pass filters 22 and 23 are constituted by analog circuits. Also, D / A
The converter 16 will be inserted at the output of the adaptive noise canceller 10.

【0076】また、適応雑音キャンセラーの出力にバン
ドパスフィルタ22、23と同様の周波数特性のバンド
パスフィルタを挿入してもよい。
A band-pass filter having the same frequency characteristics as the band-pass filters 22 and 23 may be inserted into the output of the adaptive noise canceller.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、風雑音が低音域に主として存在していることに鑑
み、マイクロホンで収音した音声を低域成分と、風雑音
の成分が殆ど存在しない中高域成分とに分け、低域成分
についてのみ、適応雑音キャンセラーを応用して風雑音
を低減除去し、その風雑音を除去した低域成分と高域成
分とを加算して出力信号を得るようにしたので、収音し
た音声の中高域成分は、適応雑音キャンセラーの影響は
全く受けず、十分に風雑音が抑圧された良好な品質の収
音出力音声信号が得られる。
As described above, according to the present invention, in consideration of the fact that wind noise mainly exists in the low-frequency range, the sound collected by the microphone has almost no low-frequency component and almost no wind noise component. Applying an adaptive noise canceller to reduce and remove wind noise only for the low-frequency component, and adding the low-frequency component and the high-frequency component from which the wind noise has been removed to produce an output signal only for the low-frequency component As a result, the middle and high frequency components of the collected voice are not affected by the adaptive noise canceller at all, and a high-quality collected voice output voice signal in which wind noise is sufficiently suppressed can be obtained.

【0078】また、この発明においては、風雑音レベル
や音声信号レベルの大小によって、適応雑音キャンセラ
ーの風雑音低減効果を適宜制御するようにしたので、良
好な収音品質と十分な風雑音抑圧効果を同時に得ること
ができる。
Further, in the present invention, the wind noise reduction effect of the adaptive noise canceller is appropriately controlled according to the magnitude of the wind noise level and the audio signal level, so that a good sound pickup quality and a sufficient wind noise suppression effect are obtained. Can be obtained at the same time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明によるマイクロホン装置の一実施例を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a microphone device according to the present invention.

【図2】風雑音と音声信号の平均パワースペクトラムの
一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an average power spectrum of wind noise and an audio signal.

【図3】適応フィルタ回路の構成例を示すブロック図で
ある。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of an adaptive filter circuit.

【図4】この発明によるマイクロホン装置の他の一実施
例を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the microphone device according to the present invention.

【図5】この発明によるマイクロホン装置の他の一実施
例を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the microphone device according to the present invention.

【図6】この発明によるマイクロホン装置の他の一実施
例を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the microphone device according to the present invention.

【図7】この発明によるマイクロホン装置の他の一実施
例を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the microphone device according to the present invention.

【図8】先願のマイクロホン装置の一実施例を示すブロ
ック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment of the microphone device of the prior application.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 適応雑音キャンセラー 1 主要入力端子 2 参照入力端子 4 合成回路 5 適応フィルタ回路 11、12 マイクロホン素子 13、14 A/Dコンバーター 15 減算回路 16 D/Aコンバータ 17 装置出力端子 21 ハイパスフィルタ 22、23 バンドパスフィルタ 24 加算回路 25、26 レベル検出回路 27 レベル比検出回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Adaptive noise canceller 1 Main input terminal 2 Reference input terminal 4 Synthesis circuit 5 Adaptive filter circuit 11, 12 Microphone element 13, 14 A / D converter 15 Subtraction circuit 16 D / A converter 17 Device output terminal 21 High-pass filter 22, 23 Band Pass filter 24 Addition circuit 25, 26 Level detection circuit 27 Level ratio detection circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04R 1/40 320 (72)発明者 行徳 薫 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−178100(JP,A) 特開 平3−292098(JP,A) 特開 昭61−150497(JP,A) 実開 平3−69996(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04R 3/00 320 G10L 15/20 G10L 21/02 H03H 17/04 611 H03H 21/00 H04R 1/40 320 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H04R 1/40 320 (72) Inventor Kaoru Gyokutoku 7-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (56) References JP-A-4-178100 (JP, A) JP-A-3-292098 (JP, A) JP-A-61-150497 (JP, A) JP-A-3-69996 (JP, U) (58) Survey Field (Int.Cl. 7 , DB name) H04R 3/00 320 G10L 15/20 G10L 21/02 H03H 17/04 611 H03H 21/00 H04R 1/40 320

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】近接して配置した第1及び第2のマイクロ
ホン素子と、 上記第1及び第2のマイクロホン素子の出力の差分出力
を得る手段と、 主要入力信号に含まれる雑音成分を、参照入力信号に基
づいて適応的に低減するようにする適応雑音キャンセラ
ーと、 上記第1のマイクロホン素子の出力信号の内の所定周波
数以上の所定帯域の成分を抽出する第1のフィルタと、 上記第1のマイクロホン素子の出力信号の内の所定周波
数以下の所定帯域の成分を抽出し、抽出した信号成分を
上記主要入力信号として上記適応雑音キャンセラーに供
給する第2のフィルタと、 上記第1及び第2のマイクロホン素子の差分出力の内の
所定周波数以下の所定帯域の成分を抽出し、抽出した信
号成分を上記参照入力信号として上記適応雑音キャンセ
ラーに供給する第3のフィルタと、 上記第1のフィルタの出力信号と、上記適応雑音キャン
セラーの出力とを加算して、装置出力とする加算手段と
を備えるマイクロホン装置。
1. Reference is made to first and second microphone elements arranged close to each other, means for obtaining a differential output between outputs of the first and second microphone elements, and a noise component included in a main input signal. An adaptive noise canceller adapted to adaptively reduce based on an input signal; a first filter for extracting a component in a predetermined band equal to or higher than a predetermined frequency from an output signal of the first microphone element; A second filter that extracts a component in a predetermined band equal to or lower than a predetermined frequency from the output signals of the microphone elements of the above, and supplies the extracted signal component to the adaptive noise canceller as the main input signal; A component of a predetermined band equal to or lower than a predetermined frequency among the differential outputs of the microphone elements is extracted, and the extracted signal component is sent to the adaptive noise canceller as the reference input signal. Kyusuru a third filter, the output signal of the first filter, by adding the output of said adaptive noise canceller, a microphone device and a summing means to supply output.
【請求項2】請求項1に記載のマイクロホン装置におい
て、 上記第3フィルタの出力信号のレベルに応じて、上記
適応雑音キャンセラーの適応動作を制御することを特徴
とするマイクロホン装置。
2. A microphone apparatus according to claim 1, according to the level of the output signal of said third filter, a microphone device and controls the adaptive operation of the adaptive noise canceler.
【請求項3】請求項1に記載のマイクロホン装置におい
て、 上記第1のフィルタの出力信号のレベルに応じて、上記
適応雑音キャンセラーの適応動作を制御することを特徴
とするマイクロホン装置。
3. The microphone device according to claim 1, wherein an adaptive operation of the adaptive noise canceller is controlled in accordance with a level of an output signal of the first filter.
【請求項4】請求項1に記載のマイクロホン装置におい
て、 上記第3フィルタの出力信号のレベルと、上記第1の
フィルタの出力信号のレベルとの比に応じて、上記適応
雑音キャンセラーの適応動作を制御することを特徴とす
るマイクロホン装置。
4. The microphone according to claim 1, the level of the output signal of the third filter, in accordance with the ratio between the level of said first output signal of the filter, the adaptation of the adaptive noise canceler A microphone device for controlling operation.
【請求項5】請求項1に記載のマイクロホン装置におい
て、 上記第2のフィルタは、上記第1のマイクロホン素子の
出力信号の内の所定周波数以下の帯域を複数帯域に分割
して、各分割帯域毎の成分を抽出するものであり、 上記第2のフィルタにより抽出された各分割帯域の信号
成分は、各分割帯域に対応して設けられた複数の適応雑
音キャンセラーに、それぞれ主要入力信号として供給さ
れ、 上記第3のフィルタは、上記第1及び第2のマイクロホ
ン素子の差分出力の内の所定周波数以下の帯域を上記複
数帯域に分割して、各分割帯域毎の成分を抽出するもの
であり、 上記第3のフィルタにより抽出された各分割帯域の信号
成分は、上記複数の適応雑音キャンセラーに、それぞれ
参照入力信号として供給され、 上記第1のフィルタの出力信号と、上記複数の適応雑音
キャンセラーの複数の出力とを上記加算手段において加
算するようにしたことを特徴とするマイクロホン装置。
5. The microphone device according to claim 1, wherein the second filter divides a band of a predetermined frequency or less in an output signal of the first microphone element into a plurality of bands, and The signal component of each divided band extracted by the second filter is supplied as a main input signal to a plurality of adaptive noise cancellers provided corresponding to each divided band. The third filter divides a band having a frequency equal to or lower than a predetermined frequency out of the differential output of the first and second microphone elements into the plurality of bands, and extracts a component for each divided band. The signal components of the respective divided bands extracted by the third filter are supplied to the plurality of adaptive noise cancellers as reference input signals, respectively, and are output from the first filter. Signal and microphone device being characterized in that the plurality of outputs of said plurality of adaptive noise canceller to be added in the adding means.
【請求項6】 請求項1〜請求項5のいずれかに記載のマ
イクロホン装置において、 上記第1のフィルタのカットオフ周波数と、上記第2お
よび第3のフィルタの少なくともいずれか一方のフィル
タのカットオフ周波数とが変更可能に構成されることを
特徴とするマイクロホン装置。
6. The microphone device according to claim 1, wherein a cutoff frequency of said first filter and a cutoff frequency of at least one of said second and third filters. A microphone device wherein an off-frequency can be changed.
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