CN103200496A - 降低噪声的录音装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种降低噪声的录音装置及其方法，该方法包括：(A)在录音期间，使用所述麦克风及喇叭接收声音以产生第一模拟信号及第二模拟信号；(B)使用模拟处理技术处理所述第一模拟信号及所述第二模拟信号分别产生第三模拟信号及第四模拟信号；(C)将所述第三模拟信号及所述第四模拟信号分别转换为第一数字信号及第二数字信号；(D)通过所述第二数字信号找出所述第一数字信号的噪声特征；(E)根据所述噪声特征消除所述第一数字信号的噪声产生第三数字信号；以及(F)储存所述第三数字信号。本发明在录音时，使用喇叭作为麦克风来接收声音以特征化噪声，进而得到噪声特征。通过该噪声特征，该录音装置及其方法能够降低录音时的噪声，提高录音的品质。

Description

降低噪声的录音装置及其方法
技术领域
本发明是有关一种录音装置，特别是关于一种降低噪声的录音装置及其方法。
背景技术
对于数字摄影机(digital video camera)及录音笔(recording pen)等可移动式声音录音装置(mobile sound recording device)而言，风噪声(wind noise)及其他周遭的噪声是相当令人讨厌的。传统的方式是使用特定的演算法或滤波器找出噪声特征，再将其从原本的声音中移除，但是这种方式需要大量的计算能力(computing power)及相应的硬体成本。目前，有一种能更有效降低噪声的方法，其系使用二个以上的麦克风(microphone)组成麦克风阵列以取得及消除噪声，例如美国专利号第7,174,023号及第7,895,036号以及美国专利申请公开号第2009/0002498号都是使用此方法改善风噪声，然而，此方法仍然需要增加额外的麦克风成本。
因此，一种无需增加额外麦克风且能降低噪声的录音装置，乃为所冀。
发明内容
本发明的目的之一，在于提出一种降低噪声的录音装置及其方法。
本发明的目的之一，在于提出一种使用喇叭作为麦克风的录音装置及其方法。
本发明的目的之一，在于提出一种使用喇叭降低录音时噪声的录音装置及其方法。
根据本发明，一种降低噪声的录音装置及其方法，在录音时，使用喇叭及麦克风来接收声音，该喇叭系当作另一个麦克风，用来特征化声音的噪声以得到噪声特征。通过该噪声特征，该录音装置能够降低录音时的噪声，提高录音的品质。
附图说明
图1显示本发明录音装置的第一实施例；以及
图2显示本发明录音装置的第二实施例。
附图标号：
10喇叭
12麦克风
14模拟处理器
16模拟处理器
18模拟数字转换器
20模拟数字转换器
22噪声检测器
24等化器
26风噪声取出器
28噪声处理器
30减法器
32数字处理器
34录音媒体
36播放电路
38数字处理器
40数字模拟转换器
42模拟处理器
具体实施方式
美国专利申请公开号第2011/0181452号提出一种使用在通讯系统的回声消除方法，其使用通讯系统中原本就有的喇叭(speaker)作为另一个麦克风以消除回声或调整准位。录音装置原本具有一个麦克风以接收声音以及一个喇叭用以播放声音，根据美国专利申请公开号第2011/0181452号的概念，将该喇叭作为另一个麦克风便可以与原本的麦克风组成麦克风阵列，因而不用增加额外的麦克风，减少成本。
图1显示本发明的录音装置，其包括喇叭10、麦克风12、模拟处理器14及16、模拟数字转换器(Analogy-to-Digital Converter；ADC)18及20、噪声检测器22、噪声处理器28、录音媒体34及播放电路36。在录音期间，麦克风12接收声音以产生模拟信号Sa1，同时喇叭10当作另一个麦克风接收声音以产生模拟信号Sa2。模拟处理器14及16分别处理模拟信号Sa1及Sa2产生模拟信号Sa3及Sa4，模拟处理器14及16的处理包括放大、调变及调整增益等。ADC 18及20分别将模拟信号Sa3及Sa4转换为数字信号Sd1及Sd2。噪声检测器22包括等化器24及风噪声取出器(wind noise extractor)26，等化器24用以调整数字信号Sd2的频率响应以产生与数字信号Sd1具有相同频率响应的数字信号Sd2_e，风噪声取出器26接收数字信号Sd1及Sd2_e，并根据数字信Sd2_e找出数字信号Sd1的噪声特征Sn。噪声处理器28包括减法器30及数字处理器32，减法器30接收数字信号Sd1及噪声特征Sn，并从数字信号Sd1减去噪声特征Sn以产生数字信号Sd1_s，数字处理器32处理数字信号Sd1_s产生数字信号Sd3，数字处理器32的处理包括声音优化及消除背景噪声等。录音媒体34储存数字信号Sd3。当录音装置要播放所录制的声音时，播放电路36从录音媒体34中取得数字信号Sd3以产生模拟信号Sa5以驱动喇叭，进而播放声音。播放电路36包括数字处理器38、数字模拟转换器(Digital-to-Analogy Converter；DAC)40及模拟处理器42，数字处理器38处理数字信号Sd3产生数字信号Sd4，数字处理器38的处理包括音量调整等，DAC40将数字信号Sd4转换为模拟信号Sa6，模拟处理器42处理模拟信号Sa6产生模拟信号Sa5，模拟处理器42的功能类似于模拟处理器14及16。
在录音装置或通讯系统中，对声音进行模拟处理或数字处理的模拟处理器14、16及42以及数字处理器32及38是相当常见的电路，例如美国专利申请公开号第2011/0181452号，此外，风噪声取出器26的电路及操作在美国专利号第7,174,023号及第7,895,036号以及美国专利申请公开号第2009/0002498号中也有详细的说明，因此模拟处理器14、16及42、数字处理器32及38及风噪声取出器26的电路及操作在此不再赘述。
由于风噪声能量主要位于低频范围，因此喇叭能够将风噪声特征化以降低风噪声，而且使用喇叭作为麦克风来接收声音还可以得到噪音(acousticnoise)或机械噪声(mechanical noise)以降低这些噪声，例如，喇叭可以接收到数字摄影机的镜头模组的马达噪声，或是录音装置因碰撞而产生的噪声。
在某些应用中，图1的等化器24以及数字处理器32及38可以被省略，如图2所示。图2的电路与图1的电路同样包括喇叭10、麦克风12、模拟处理器14及16、ADC 18及20、噪声检测器22、噪声处理器28、录音媒体34及播放电路36，但是噪声检测器22、噪声处理器28及播放电路36中没有等化器24、数字处理器32及数字处理器38。图2的噪声检测器包括风噪声取出器26接收数字信号Sd1及Sd2，并根据数字信号Sd2找出数字信号Sd1的噪声特征Sn。图2的噪声处理器28包括减法器从数字信号Sd1减去噪声特征Sn以产生数字信号Sd3储存至录音媒体。图2的播放电路36包括DAC 40将储存在录音媒体34中的数字信号Sd3转换为模拟信号Sd6，以及模拟处理器42处理模拟信号Sd6产生模拟信号Sd5。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。

Claims (15)

1.一种降低噪声的录音装置，其特征在于，所述的降低噪声的录音装置包括：
麦克风及喇叭，在录音期间，接收声音以分别产生第一模拟信号及第二模拟信号；
第一模拟处理器，连接所述麦克风，处理所述第一模拟信号产生第三模拟信号；
第一模拟数字转换器，连接所述第一模拟处理器，将所述第三模拟信号转换为第一数字信号；
第二模拟处理器，连接所述喇叭，处理所述第二模拟信号产生第四模拟信号；
第二模拟数字转换器，连接所述第二模拟处理器，将所述第四模拟信号转换为第二数字信号；
噪声检测器，连接所述第一模拟数字转换器及所述第二模拟数字转换器，通过所述第二数字信号找出所述第一数字信号的噪声特征；
噪声处理器，连接所述第一模拟数字转换器及所述噪声检测器，根据所述噪声特征消除所述第一数字信号的噪声产生第三数字信号；以及
录音媒体，连接所述噪声处理器，储存所述第三数字信号。
2.如权利要求1所述的录音装置，其特征在于，所述噪声检测器包括：
等化器，连接所述第二模拟数字转换器，用以调整所述第二数字信号的频率响应产生第四数字信号，所述第四数字信号的频率响应与所述第一数字信号一致；以及
风噪声取出器，连接所述第一模拟数字转换器及所述等化器以接收所述第一数字信号及所述第四数字信号，根据所述第四数字信号找出所述第一数字信号的所述噪声特征。
3.如权利要求1所述的录音装置，其特征在于，所述噪声检测器包括风噪声取出器，连接所述第一模拟数字转换器及所述第二模拟数字转换器以接收所述第一数字信号及所述第二数字信号，并根据所述第二数字信号找出所述第一数字信号的所述噪声特征。
4.如权利要求1所述的录音装置，其特征在于，所述噪声处理器包括：
减法器，连接所述第一模拟数字转换器及所述噪声检测器，将所述第一数字信号减去所述噪声特征以产生第四数字信号；以及
数字处理器，连接所述减法器，处理所述第四数字信号以产生所述第三数字信号。
5.如权利要求1所述的录音装置，其特征在于，所述噪声处理器包括减法器，连接所述第一模拟数字转换器及所述噪声检测器，将所述第一数字信号减去所述噪声特征以产生所述第三数字信号。
6.如权利要求1所述的录音装置，其特征在于，所述的录音装置更包括播放电路连接所述录音媒体及所述喇叭，根据储存在所述录音媒体的第三数字信号产生第五模拟信号驱动所述喇叭以播放声音。
7.如权利要求6所述的录音装置，其特征在于，所述播放电路包括：
数字处理器，连接所述录音媒体，处理储存在所述录音媒体的第三数字信号产生第四数字信号；
数字模拟转换器，连接所述数字处理器，将所述第四数字信号转换为第六模拟信号；以及
第三模拟处理器，连接所述数字模拟转换器，处理所述第六模拟信号产生所述第五模拟信号。
8.如权利要求6所述的录音装置，其特征在于，所述播放电路包括：
数字模拟转换器，连接所述录音媒体，将储存在所述录音媒体的第三数字信号转换为第六模拟信号；以及
第三模拟处理器，连接所述数字模拟转换器，处理所述第六模拟信号产生所述第五模拟信号。
9.一种录音装置的降低噪声方法，其特征在于，所述录音装置包含麦克风及喇叭，所述降低噪声方法包括下列步骤：
(A)在录音期间，使用所述麦克风及喇叭接收声音以产生第一模拟信号及第二模拟信号；
(B)使用模拟处理技术处理所述第一模拟信号及所述第二模拟信号分别产生第三模拟信号及第四模拟信号；
(C)将所述第三模拟信号及所述第四模拟信号分别转换为第一数字信号及第二数字信号；
(D)通过所述第二数字信号找出所述第一数字信号的噪声特征；
(E)根据所述噪声特征消除所述第一数字信号的噪声产生第三数字信号；以及
(F)储存所述第三数字信号。
10.如权利要求9所述的降低噪声方法，其特征在于，所述步骤D包括：
调整所述第二数字信号的频率响应产生第四数字信号，所述第四数字信号的频率响应与所述第一数字信号一致；以及
根据所述第四数字信号找出所述第一数字信号的所述噪声特征。
11.如权利要求9所述的降低噪声方法，其特征在于，所述步骤E包括：
从所述第一数字信号减去所述噪声特征以产生第四数字信号；以及
使用数字处理技术处理所述第四数字信号以产生所述第三数字信号。
12.如权利要求9所述的降低噪声方法，其特征在于，所述步骤E包括从所述第一数字信号减去所述噪声特征以产生所述第三数字信号。
13.如权利要求9所述的降低噪声方法，其特征在于，所述的降低噪声方法更包括根据储存在所述录音媒体的第三数字信号产生第五模拟信号驱动所述喇叭以播放声音。
14.如权利要求13所述的降低噪声方法，其特征在于，所述根据储存在所述录音媒体的第三数字信号产生第五模拟信号的步骤包括：
使用数字处理技术处理储存在所述录音媒体的第三数字信号产生第四数字信号；
将所述第四数字信号转换为第六模拟信号；以及
处理所述第六模拟信号产生所述第五模拟信号。
15.如权利要求13所述的降低噪声方法，其特征在于，所述根据储存在所述录音媒体的第三数字信号产生第五模拟信号的步骤包括：
将储存在所述录音媒体的第三数字信号转换为第六模拟信号；以及
处理所述第六模拟信号产生所述第五模拟信号。
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