CN105323677B - 音频信号处理电路、及使用其的电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可抑制噪声的影响的音频信号处理电路及使用其的电子设备。噪声检测电路(106)判定在第一输入音频信号(D1a)、第二输入音频信号(D1b)中是否包含噪声。噪声去除电路(108)(i)当未检测出噪声时，输出与第一输入音频信号(D1a)对应的第一中间音频信号(D2a)、及与第二输入音频信号(D1b)对应的第二中间音频信号(D2b)；(ii)当检测出噪声时，对第一输入音频信号(D1a)与第二输入音频信号(D1b)实施特定的噪声修正处理而产生第三中间音频信号，并输出包含第三中间音频信号的第一中间音频信号(D2a)与包含第三中间音频信号的第二中间音频信号(D2b)。波束成形电路(110)利用第一中间音频信号(D2a)与第二中间音频信号(D2b)的差分信号而进行波束成形处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种音频信号处理。
背景技术
在以数码摄像机或数码像机、手机终端、笔记型电脑、汽车导航系统、耳机为代表的各种电子设备中搭载有录音功能或通话功能。为了提高对于音源存在的特定方向的指向性而将目标音集中录音并去除来自其他方向的非目标音，而开发出被称为波束成形的技术。
图1(a)～(c)是示意性表示波束成形的图。录音系统1r具备信号处理电路10、多个麦克风12a、12b。麦克风12a、12b无指向性，在指向轴14的方向上以特定的间隔接近配置。
信号处理电路10接收分别通过麦克风12a、12b转换为电信号的音频信号S1a、S1b。信号处理电路10包含将其中一个音频信号S1b延迟的延迟元件11，通过进行波束成形处理而提取来自以指向轴14为中心的方向的目标音，从而清晰地录音。延迟元件11的延迟量τ是以来自与指向轴14为相反方向的声音的检测电平实质上成为零的方式设定。波束成形处理的算法为公知，因此此处避开详细的说明而对其原理简单地进行说明。
图1(a)表示音源2存在于指向轴14的方向上的情况，图1(b)表示音源2存在于与指向轴14垂直的方向上的情况，图1(c)表示音源2存在于与指向轴14为相反方向上的情况。图2(a)～(c)是在图1(a)～(c)的各者中获得的音频信号的波形图。为了容易理解，本说明书中的波形图或时序图的纵轴及横轴适当放大、缩小，另外，为了容易理解，所表示的各波形也被简略化或者加以强调。
两个麦克风12a、12b是以几cm的间隔接近配置，因此自音源2发出的声音4几乎是以相同的振幅输入至两个麦克风，其等的相位差Δφ根据音源2的方向而变化。即，如图1(a)般，在音源2存在于指向轴14的方向上的情况下，两个音频信号S1a、S1b的相位差增大。相反，如图1(b)般，在音源2存在于与指向轴14垂直的方向16上的情况下，两个音频信号S1a、S1b的相位差Δφ接近零。
在波束成形中利用自麦克风12a、12b输出的音频信号S1a、S1b的增益差(振幅的差)及/或相位差。在两个波形相同的情况下，也可认为增益差或者相位差本质上等效，且与两个音频信号S1a和S1b的差分(S1a-S1b)相关。因此音频信号处理电路10可通过进行利用差分信号(S1a-S1b)的运算处理而集中地收集来自指向轴14的方向的声音4。
[背景技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]国际公开第09/025090号手册
[专利文献2]国际公开第09/044562号手册
发明内容
[发明要解决的问题]
本发明者等人对通过波束成形而提高指向性的录音系统1r进行研究的结果认识到以下问题。
例如在刮风的环境下使用利用有ECM(Electret Condenser Microphone，驻极体电容式麦克风)的具有录音功能的电子设备时，因ECM的振动板物理性振动而记录被称为风声或者风噪的噪声。如果这种噪声混入至两个音频信号S1a、S1b中，则会较大地扰乱增益差/相位差，从而对波束成形处理造成不良影响。扰乱增益差/相位差不仅会导致在产生噪声的频段产生显著的噪声，也会导致在除此以外的频带产生显著的噪声。同样的问题也可能于在被赋予有振动的环境下使用录音系统的情况下产生。
此外，不应将所述问题作为本领域技术人员的一般性的认识，而是由本发明者等独自认识到的问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其一形态的例示性的目的之一在于提供一种可抑制噪声的影响的音频信号处理电路。
[解决问题的技术手段]
本发明的一形态涉及一种对分别通过第一麦克风、第二麦克风收集的第一输入音频信号、第二输入音频信号进行处理的音频信号处理电路。音频信号处理电路具备：噪声检测电路，判定在第一输入音频信号及第二输入音频信号中是否包含超过容许量的噪声，当包含所述噪声时产生所断定的噪声检测信号；噪声去除电路，(i)当噪声检测信号被否认时，输出对应于第一输入音频信号的第一中间音频信号及对应于第二输入音频信号的第二中间音频信号；(ii)当噪声检测信号被断定时，产生对第一输入音频信号与第二输入音频信号实施特定的噪声修正处理而获得的第三中间音频信号，并输出包含第三中间音频信号的第一中间音频信号与包含第三中间音频信号的第二中间音频信号；以及波束成形电路，接收自噪声去除电路输出的第一中间音频信号及第二中间音频信号，并利用其等的差分信号而进行波束成形处理。
根据本形态，当产生噪声时，可通过将第一、第二中间音频信号替换为利用第三中间音频信号而获得的信号并提供至后级的波束成形电路而抑制噪声的影响。
噪声去除电路也能以第一输入音频信号与第二输入音频信号各自的特定频带为对象进行噪声修正处理。
由此，对除噪声修正的对象以外的频带可维持指向性。
噪声去除电路也可包含将第一输入音频信号及第二输入音频信号的各者分割为多个频带的滤波器。
噪声去除电路也可为，(i)当噪声检测信号被否认时，对被分割为多个频带的第一输入音频信号进行合成，并输出对应于所合成的信号的第一中间音频信号，并且对被分割为多个频带的第二输入音频信号进行合成，而产生对应于所合成的信号的第二中间音频信号。另外噪声去除电路也可为，(ii)当噪声检测信号被断定时，通过对第一输入音频信号的多个频带中的特定的一者即修正对象频带、与第二输入音频信号的修正对象频带实施噪声修正处理而产生第三中间音频信号，并将第三中间音频信号与第一输入音频信号的其他频带合成而产生第一中间音频信号，且将第三中间音频信号与第二输入音频信号的其他频带合成而产生第二中间音频信号。
噪声去除电路的修正对象的频带可包含0～500Hz的频带。
由此，可较佳地降低因振动或风所产生的噪声。
噪声去除电路可将第一输入音频信号、第二输入音频信号的整个频带作为修正对象。
噪声修正处理可包含运算修正对象的两个信号的平均值的处理。
平均值可为两个信号的简单平均值。
平均值也可为两个信号的加权平均值。
在此情况下，可通过加权系数的组合而调节噪声降低效果与指向性的折衷关系。
两个信号中较大者的加权系数也可小于两个信号中较小的另一者的加权系数。
两个信号中，信号电平较大者因风声等噪声而电平增大的可能性较高。因此，通过增大信号电平较小者的加权系数，可较多地提取目标音而抑制噪声。
噪声修正处理还可包含对修正对象的两个信号乘以特定系数的处理、及对平均值乘以特定系数的处理中的至少一者。
系数可根据所检测出的噪声的电平而改变。
本发明的另一形态涉及一种对分别通过第一麦克风、第二麦克风收集的第一输入音频信号、第二输入音频信号进行处理的音频信号处理电路。该音频信号处理具备：滤波器，将第一输入音频信号及第二输入音频信号的各者分割为多个频带；噪声检测电路，判定在第一输入音频信号及第二输入音频信号中是否包含超过容许量的噪声，当包含所述噪声时产生所断定的噪声检测信号；以及波束成形电路，(i)当噪声检测信号被否认时，进行以第一输入音频信号、第二输入音频信号各自的所有频带为对象的波束成形处理；(ii)当噪声检测信号被断定时，将第一输入音频信号、第二输入音频信号各自的修正对象频带自波束成形处理的对象排除，而对剩余的频带进行波束成形处理。
根据本形态，可防止基于因噪声而扰乱增益差/相位差的差分信号进行波束成形处理，从而可抑制噪声。
一形态的音频信号处理电路还可具备：第一放大器，将第一通道的麦克风的输出信号放大；第二放大器，将第二通道的麦克风的输出信号放大；第一A/D(analog todigital，模拟-数字)转换器，将第一放大器的输出信号转换为数字第一输入音频信号；以及第二A/D转换器，将第二放大器的输出信号转换为数字第二输入音频信号。
于一形态中，音频信号处理电路可一体集成化于一个半导体基板上。“一体集成化”包含电路的构成要素全部形成于半导体基板上的情况、及电路的主要构成要素被一体集成化于半导体基板上的情况，为了调节电路常数，也可在半导体基板的外部设置有一部分电阻或电容器等。
本发明的又一形态涉及一种电子设备。电子设备具备第一通道的麦克风、第二通道的麦克风、以及上述任一项之音频信号处理电路。
此外，在方法、装置、系统等之间将以上构成要素的任意组合或本发明的构成要素或表述相互替换而成者作为本发明的形态也有效。
[发明的效果]
根据本发明的音频信号处理电路，可抑制噪声的影响。
附图说明
图1(a)～(c)是示意性表示波束成形的图。
图2(a)～(c)是在图1(a)～(c)的各者中获得的音频信号的波形图。
图3是具备第一实施方式的音频信号处理电路的录音系统的方块图。
图4是噪声去除电路的功能方块图。
图5是表示通过音频信号处理电路获得的音频信号的光谱的图。
图6是具备第二实施方式的音频信号处理电路的录音系统的方块图。
图7是搭载音频信号处理电路的电子设备的立体图。
具体实施方式
以下，一面参照附图一面基于较佳的实施方式对本发明进行说明。对各附图所示的相同或同等的构成要素、部件、处理标注相同符号，并适当省略重复的说明。另外，实施方式并非限定发明而为例示，实施方式中所记述的所有特征或其组合未必是发明的本质性的部分。
在本说明书中，所谓“部件A连接于部件B的状态”，除部件A与部件B物理性直接连接的情况之外，也包含部件A与部件B在不对其等的电性连接状态产生实质性的影响或者不妨碍通过其等的结合而发挥的功能或效果的情况下经由其他部件而间接连接的情况。
同样地，所谓“部件C被设置在部件A与部件B之间的状态”，除部件A与部件C或者部件B与部件C直接连接的情况之外，也包含在不对其等的电性连接状态产生实质性的影响或者不妨碍通过其等的结合而发挥的功能或效果的情况下经由其他部件而间接连接的情况。
(第一实施方式)
图3是具备第一实施方式的音频信号处理电路10的录音系统1的方块图。录音系统1具备音频信号处理电路10、第一麦克风12a、以及第二麦克风12b。第一麦克风12a及第二麦克风12b与图1(a)、(b)同样地为无指向性，且在指向轴14的方向上以特定的间隔接近配置。
信号处理电路10接收分别通过第一麦克风12a、第二麦克风12b转换为电信号的音频信号S1a、S1b，并通过进行波束成形处理而提取来自以指向轴为中心的方向的目标音，从而清晰地录音。
音频信号处理电路10具备第一放大器102a、第二放大器102b、第一A/D转换器104a、第二A/D转换器104b、噪声检测电路106、噪声去除电路108、以及波束成形电路110，且为一体集成化在一个半导体基板上的功能IC(Integrated Circuit，集成电路)。音频信号处理电路10除此之外，还可具备对第一麦克风12a、第二麦克风12b供给偏压电压的麦克风偏压电路(未图示)。
音频信号处理电路10的输入端子INA、INB经由DC(direct current，直流电)阻隔电容器C1a、C1b而与第一麦克风12a、第二麦克风12b连接，并接收来自第一麦克风12a、第二麦克风12b的模拟音频信号S1a、S1b。
第一放大器102a、第二放大器102b分别将模拟音频信号S1a、S1b放大。第一A/D转换器104a、第二A/D转换器104b分别将自所对应的第一放大器102a、第二放大器102b输出的模拟音频信号S2a、S2b转换为数字音频信号D1a、D2b。将音频信号D1a、D1b分别称为第一输入音频信号、第二输入音频信号。
噪声检测电路106接收第一输入音频信号D1a及第二输入音频信号D1b，并判定在音频信号S1a、S1b中是否包含超过容许量的噪声，且产生表示判定结果的噪声检测信号S4。例如当判定为包含噪声时，噪声检测电路106断定噪声检测信号S4(例如高电平)。噪声的检测方法并未特别限定，例如使用日本专利特开2014-060525号公报等所记载的公知技术或者将来可利用的技术即可。检测对象的噪声优选为由风声或者振动所代表的低频噪声，更具体来说例如为0～300Hz、0～500Hz或者0～1kHz的频带的噪声，但并未特别限定。
噪声去除电路108接收第一输入音频信号D1a、第二输入音频信号D1b，并输出第一中间音频信号D2a、第二中间音频信号D2b。
噪声去除电路108在(i)噪声检测信号S4被否认时，即未通过噪声检测电路106检测出超过容许值的噪声时，输出对应于第一输入音频信号D1a的第一中间音频信号D2a、及对应于第二输入音频信号D1b的第二中间音频信号D2b。
例如可为D2a＝D1a、D2b＝D1b。在此情况下，当噪声检测信号S4被否认时，噪声去除电路108使输入音频信号D1a、D1b直接通过。
或者，也可预先定义使用参数α、β而定义的函数f(x)＝αx+β，并使用函数f(x)对D1a、D1b分别进行运算处理，且输出D2a＝f(D1a)、D2b＝f(D1b)。
噪声去除电路108在(ii)噪声检测信号S4被断定时，即通过噪声检测电路106检测出超过容许值的噪声时，产生对第一输入音频信号D1a与第二输入音频信号D1b实施特定的噪声修正处理而获得的第三中间音频信号D3。并且噪声去除电路108输出包含第三中间音频信号D3的成分的第一中间音频信号D2a、与包含第三中间音频信号D3的成分的第二中间音频信号D2b。
此处的噪声修正处理是以可去除风声等低频噪声的影响的方式规定。该噪声修正处理能以两个信号D1a、D1b的整个频带为对象而进行，也能优选仅以包含风声或振动等噪声的特定频带为对象而进行。噪声修正处理是降低噪声对在波束成形电路110中产生的增益差(相位差)造成的扰乱的处理，因此，也可理解为相位修正或者增益修正。
作为一例，噪声修正处理包含运算修正对象的两个信号D1a、D1b的平均值的处理。平均值Y可为两个信号D1a与D1b的简单平均值。
Y＝(D1a+D1b)/2…(1)
噪声去除电路108也可将式(1)的平均值Y作为第三中间音频信号D3。
或者，也可将对平均值Y乘以特定系数K所得的值Y'作为第三中间音频信号D3而输出。
D3＝Y'＝Y×K
即，噪声修正处理可在进行对修正对象的两个信号D1a、D1b分别乘以特定系数K的处理后求出式(1)的平均值，也可在通过式(1)求出平均值Y之后乘以特定系数K。
系数K可为固定，也可改变。例如能以当检测出较弱的风时为K＝1/2，当检测出更强的风时为K＝1/4的方式以多个阶段切换。即，系数K可根据风的强度，换言之可根据检测出的噪声的电平而改变。进而，系数K也可基于除噪声的电平以外的其他参数而改变。
作为噪声修正处理，除此以外也可使用均方根(RMS，Root Mean Square)或其他处理等。
波束成形电路110接收来自噪声去除电路108的第一中间音频信号D2a、第二中间音频信号D2b，且至少利用其等的差分信号(D2a-D2b)而进行波束成形处理。波束成形处理的算法使用公知技术或者将来可利用的技术即可，在本发明中并未特别限定。
实施波束成形后的输出音频信号D4a、D4b被供给至未图示的后级的电路。波束成形电路110的后级的处理并未特别限定，例如经过过滤或均衡处理等数字信号处理及压缩处理或编码处理而被写入至存储器等。
图4是噪声去除电路108的功能方块图。该噪声去除电路108以第一输入音频信号D1a与第二输入音频信号D1b各者中的包含噪声的频率的特定频带(称为修正对象频带)为对象而进行噪声修正处理。
在噪声去除电路108设置有滤波器112。滤波器112将分别第一输入音频信号D1a、第二输入音频信号D1b分割为多个频带。此处，第一输入音频信号D1a通过低通滤波器及高通滤波器而分割为高频成分D1aH与低频成分D1aL。同样地，第二输入音频信号D1b通过低通滤波器及高通滤波器而分割为高频成分D1bH与低频成分D1bL。低频成分相当于修正对象频带。
噪声去除电路108在(i)噪声检测信号S4被否认(低电平，0)时，将被分割为多个频带D1aL、D1aH的第一输入音频信号D1a再合成，并输出对应于再合成的信号的第一中间音频信号D2a。合成也可为加法运算。另外，将被分割为多个频带D1bL、D1bH的第二输入音频信号D1b再合成，并输出对应于再合成的信号的第二中间音频信号D2b。
噪声去除电路108在(ii)噪声检测信号S4被断定(高电平，1)时，对第一输入音频信号D1a的多个频带中的修正对象频带D1aL与第二输入音频信号D1b的修正对象频带D1bL实施所述噪声修正处理，由此产生第三中间音频信号D3。并且将第三中间音频信号D3与第一输入音频信号D1a的其他频带D1aH合成而产生第一中间音频信号D2a。同样地噪声去除电路108将第三中间音频信号D3与第二输入音频信号D1b的其他频带D1bH合成而产生第二中间音频信号D2b。
这些功能是通过噪声修正部114、第一选择器116a、第二选择器116b、第一合成部118a、第二合成部118b而实现。
噪声修正部114接收第一输入音频信号D1a、第二输入音频信号D1b各自的修正对象频带D1aL、D1bL，并对其等实施特定的噪声修正处理，由此产生第三中间音频信号D3。噪声修正处理如以上所述可为简单平均值，在此情况下，第三中间音频信号D3是通过式(2)而求出。
D3＝(D1aL+D1bL)/2…(2)
第一选择器116a接收第三中间音频信号D3及第一输入音频信号D1a的修正对象频带D1aL，当噪声检测信号S4被断定(1)时选择D3，当噪声检测信号S4被否认时选择D1aL。同样地第二选择器116b接收第三中间音频信号D3及第二输入音频信号D1b的修正对象频带D1bL，当噪声检测信号S4被断定(1)时选择D3，当噪声检测信号S4被否认时选择D1bL。
第一合成部118a将第一选择器116a的输出与第一输入音频信号D1a中的除修正对象频带以外的成分D1aH相加。同样地第二合成部118b将第二选择器116b的输出与第二输入音频信号D1b中的除修正对象频带以外的成分D1bH相加。
此外，噪声去除电路108的构成并不限定于图4，本领域技术人员理解可存在具备同等功能的各种变形例。例如也可省略第一选择器116a、第二选择器116b，并根据噪声检测信号S4而切换噪声修正部114的动作。例如也可为：(i)当噪声检测信号S4被断定时，噪声修正部114将第三中间音频信号D3输出至第一合成部118a、第二合成部118b；(ii)当噪声检测信号S4被否认时，噪声修正部114不进行噪声修正处理，而将D1aL输出至第一合成部118a，且将D1bL输出至第二合成部118b。
此外，噪声修正部114的功能可通过硬件而实现，也可通过装入的处理器与软件的组合而实现。
以上为实施方式的音频信号处理电路10的构成。继而，分为未检测出噪声的情况与检测出噪声的情况对该音频信号处理电路10的动作进行说明。
1.在未检测出噪声的情况下
当不存在因风声或振动所引起的噪声时，噪声检测信号S4被否认。此时，噪声去除电路108使作为其输入的D1a、D1b通过，并直接输出至后级的波束成形电路110。即噪声去除电路108不对输入音频信号产生影响。后级的波束成形电路110接收原始的输入音频信号D1a、D1b而实施波束成形处理。即未输入噪声时的动作与以往相同。
2.在检测出噪声的情况下
当存在因风声或振动所引起的噪声时，噪声检测信号S4通过噪声检测电路106而被断定。由此，噪声去除电路108对第一输入音频信号D1a、第二输入音频信号D1b各自的修正对象频带实施噪声修正处理而替换为第三中间音频信号D3，至于其他频带则直接通过。
以上为音频信号处理电路10的动作。
根据该音频信号处理电路10，于修正对象频带，第一中间音频信号D2a、第二中间音频信号D2b成为相同的成分D3，因此指向性受损，但可根据在波束成形电路110中产生的差分信号(D2a-D2b)而去除风声或振动的影响。另外，于除修正对象频带以外的频带，进行与以往相同的处理，因此可保留指向性。如果自其他观点而言，则当检测出噪声时，可理解为将包含噪声的频带自波束成形处理的对象排除。
图5是表示通过音频信号处理电路10获得的音频信号D4a(D4b)的光谱的图。光谱是对第一麦克风12a、第二麦克风12b在接触4.5m/s风速的风的状态下输入目标音4，并将此时所获得的输出音频信号D4a(D4b)进行高速傅立叶转换(FFT，Fast Fourier TransformAlgorithm)而得者。
图5的曲线(i)是通过实施方式的音频信号处理电路10获得的光谱。为了进行比较，将仅进行波束成形处理时所获得的光谱(ii)与在音频信号处理电路中未进行噪声修正处理及波束成形处理时所获得的光谱(iii)一并表示。
音频信号处理电路的光谱(ii)与通过不管噪声检测电路106的检测结果而均强制性地否认噪声检测信号S4所获得者等效。光谱(iii)是通过强制性否认噪声检测信号S4并且使波束成形电路110停止(通过)而获得。
如自曲线(ii)与(iii)的对比所得知般，如果在输入有风声等噪声的状态下进行波束成形处理，则第一中间音频信号D2a与第二中间音频信号D2b的增益差(相位差)被较大地扰乱，因此100～1kHz的频带中的噪声电平变得非常大(ii)。另外因噪声所导致的增益差(相位差)的扰乱也会使1kHz以上的频带的噪声电平恶化。
相对于此，根据实施方式的音频信号处理电路10，如曲线(i)所示，尽管进行波束成形处理，仍可将噪声电平抑制为较未进行波束成形处理的情况(iii)更低的电平。需注意噪声降低效果不仅会波及到噪声修正部114的修正对象频带(0～1kHz)，也会波及到较其更高的频带。
继而，对第一实施方式的音频信号处理电路10的若干变形例进行说明。
(第一变形例)
在实施方式中，对使用平均处理作为噪声修正处理，更具体来说使用简单平均值的情况进行了说明，但本发明并不限定于此。
平均值Y也可为两个信号D1a与D1b的加权平均值。
Y＝(Ka×D1a+Kb×D1b)/(Ka+Kb)…(3)
Ka、Kb为加权系数。如果赋予Ka+Kb＝1的条件，则获得式(3')。
Y＝(Ka×D1a+Kb×D1b)…(3')
通过Ka、Kb的组合，可调节噪声降低效果与指向性的折衷关系。例如，系数Ka、Kb也可对应于第一输入音频信号D1a、第二输入音频信号D1b各自的信号电平|D1a|、|D1b|而设定。
具体来说，优选两个信号D1a、D1b(或者D1aL、D1bL)中信号电平较大者的加权系数小于两个信号中信号电平较小的另一者的加权系数。
当|D1a|＞|D1b|时，推测在第一输入音频信号D1a侧较多地包含风声。并且在此情况下，第二输入音频信号D1b侧的目标音所呈现的比率较大的可能性较高。在此情况下，通过设定为Ka＜Kb，可较多地提取第二输入音频信号D1b中所包含的目标音而产生第三中间音频信号D3。相反，当|D1a|＜|D1b|时，设定为Ka＞Kb即可。
(第二变形例)
在实施方式中，第一输入音频信号D1a、第二输入音频信号D1b分别被分割为两个频带，但本发明并不限定于此，也可被分割为三个以上的频带。
另外，在实施方式中，噪声去除电路108仅以特定的频带作为噪声修正处理的对象，但本发明并不限定于此，也能以所有频带作为噪声修正的对象。
(第三变形例)
在实施方式中，对当检测出噪声时第一中间音频信号D2a的低频成分D2aL与第二中间音频信号D2b的低频成分D2bL成为相同的信号，即成为第三中间音频信号D3的情况进行了说明，但本发明并不限定于此。第一中间音频信号D2a的低频成分D2aL与第二中间音频信号D2b的低频成分D2bL未必需要是相同的信号，只要至少包含第三中间音频信号D3即可。也可将D2aL设为D3与对应于第一输入音频信号D1a的低频成分D1aL的信号的和，将D2bL设为D3与对应于第二输入音频信号D1b的低频成分D1bL的信号的和。在此情况下，也可在修正对象频带保留指向性。
(第二实施方式)
在第一实施方式中，当检测出噪声时将第一中间音频信号D2a、第二中间音频信号D2b各自的修正对象频带替换为第三中间音频信号D3的处理，可理解为将该等频带自波束成形电路110的波束成形处理的对象排除。
图6是具备第二实施方式的音频信号处理电路10a的录音系统1a的方块图。音频信号处理电路10a包含第一放大器102a、第二放大器102b、第一A/D转换器104a、第二A/D转换器104b、噪声检测电路106、滤波器112、以及波束成形电路110a。
滤波器112分别将第一输入音频信号D1a及第二输入音频信号D1b分割为多个频带。
噪声检测电路106判定在第一输入音频信号D1a及第二输入音频信号D1b中是否包含超过容许量的噪声。当判定为包含噪声时，噪声检测信号S4被断定。
波束成形电路110a在(i)噪声检测信号S4被否认时，进行以第一输入音频信号D1a、第二输入音频信号D1b各自的所有频带为对象的波束成形处理。另外，波束成形电路110a在(ii)噪声检测信号S4被断定时，将第一输入音频信号D1a、第二输入音频信号D1b各自的修正对象频带(低频区域)自波束成形处理的对象排除，并对剩余的频带(高频区域)进行波束成形处理。
波束成形电路110a包含波束成形电路110、第三合成部120a、第四合成部120b、第五合成部122a、以及第六合成部122b。波束成形电路110的功能与图3的功能相同。
当噪声检测信号S4被否认时，第三合成部120a将通过滤波器112分割的第一输入音频信号D1a的多个频带D1aL、D1aH再合成，并输出至波束成形电路110。当噪声检测信号S4被断定时，第三合成部120a仅将D1aH输出至波束成形电路110。
同样地，当噪声检测信号S4被否认时，第四合成部120b将通过滤波器112分割的第二输入音频信号D1b的多个频带D1bL、D1bH再合成，并输出至波束成形电路110。当噪声检测信号S4被断定时，第四合成部120b仅将D1bH输出至波束成形电路110。
当噪声检测信号S4被否认时，第五合成部122a将波束成形电路110的输出D5a直接输出，当噪声检测信号S4被断定时，将D1aL合成于波束成形电路110的输出D5a中。
同样地，当噪声检测信号S4被否认时，第六合成部122b将波束成形电路110的输出D5b直接输出，当噪声检测信号S4被断定时，将D1bL合成于波束成形电路110的输出D5b中。
根据该音频信号处理电路10a，可获得与第一实施方式相同的效果。
最后，对音频信号处理电路10的用途进行说明。
图7是搭载音频信号处理电路10的电子设备的立体图。图7是电子设备的一例，且是数码摄像机(摄录像机)。
数码摄像机800具备框体802、透镜804、未图示的摄像元件、图像处理器、以及记录介质。除此以外，数码摄像机800具备第一麦克风12a、第二麦克风12b及音频信号处理电路10。第一麦克风12a、第二麦克风12b沿着指向轴14的方向而配置。
此外，电子设备也可为数码像机、声音记录器、手机终端、智能手机、PHS(PersonalHandy-phone System，个人手持电话系统)、PDA(Personal Digital Assistant，个人数码助理)、笔记型电脑、输入板终端、音频播放器、汽车导航系统、耳机等。
基于实施方式并使用具体的语句对本发明进行了说明，但实施方式只不过是表示本发明的原理、应用，在不脱离权利要求范围中所规定的本发明的思想的范围内，可认为在实施方式中能有多个变形例或配置的变更。
[符号的说明]
1 录音系统
2 音源
4 声音
10 音频信号处理电路
12a 第一麦克风
12b 第二麦克风
14 指向轴
102a 第一放大器
102b 第二放大器
104a 第一A/D转换器
104b 第二A/D转换器
106 噪声检测电路
108 噪声去除电路
110 波束成形电路
112 滤波器
114 噪声修正部
116a 第一选择器
116b 第二选择器
118a 第一合成部
118b 第二合成部
120a 第三合成部
120b 第四合成部
122a 第五合成部
122b 第六合成部
D1a 第一输入音频信号
D1b 第二输入音频信号
D2a 第一中间音频信号
D2b 第二中间音频信号
D3 第三中间音频信号
S4 噪声检测信号
800 数码摄像机
Claims (18)
1.一种音频信号处理电路，其特征在于，
对分别通过第一麦克风、第二麦克风收集的第一输入音频信号、第二输入音频信号进行处理，且具备：
噪声检测电路，判定在所述第一输入音频信号及所述第二输入音频信号中是否包含超过容许量的噪声，当包含所述噪声时产生所断定的噪声检测信号；
噪声去除电路，(i)当所述噪声检测信号被否认时，输出只包含所述第一输入音频信号的成分的第一中间音频信号与只包含所述第二输入音频信号的成分的第二中间音频信号；(ii)当所述噪声检测信号被断定时，产生对所述第一输入音频信号与所述第二输入音频信号实施特定的噪声修正处理而获得的第三中间音频信号，并输出包含所述第三中间音频信号的所述第一中间音频信号与包含所述第三中间音频信号的所述第二中间音频信号；以及
波束成形电路，接收自所述噪声去除电路输出的所述第一中间音频信号及所述第二中间音频信号，并利用所述第一中间音频信号与所述第二中间音频信号的差分信号而进行波束成形处理。
2.根据权利要求1所述的音频信号处理电路，其特征在于：
所述噪声去除电路以所述第一输入音频信号与所述第二输入音频信号各自的特定频带为对象而进行噪声修正处理。
3.根据权利要求1所述的音频信号处理电路，其特征在于：
所述噪声去除电路包含分别将所述第一输入音频信号及所述第二输入音频信号分割为多个频带的滤波器。
4.根据权利要求3所述的音频信号处理电路，其特征在于，
所述噪声去除电路：
(i)当所述噪声检测信号被否认时，对被分割为多个频带的所述第一输入音频信号进行合成，而输出与所合成的信号对应的所述第一中间音频信号，并且对被分割为多个频带的所述第二输入音频信号进行合成，而产生与所合成的信号对应的所述第二中间音频信号；
(ii)当所述噪声检测信号被断定时，通过对所述第一输入音频信号的多个频带中的特定的一者即修正对象频带与所述第二输入音频信号的所述修正对象频带实施所述噪声修正处理而产生所述第三中间音频信号，并将所述第三中间音频信号与所述第一输入音频信号的其他频带合成而产生所述第一中间音频信号，且将所述第三中间音频信号与所述第二输入音频信号的其他频带合成而产生所述第二中间音频信号。
5.根据权利要求2所述的音频信号处理电路，其特征在于：
所述噪声去除电路的修正对象的频带包含0～500Hz的频带。
6.根据权利要求1所述的音频信号处理电路，其特征在于：
所述噪声去除电路将所述第一输入音频信号、所述第二输入音频信号的整个频带作为修正对象。
7.根据权利要求1所述的音频信号处理电路，其特征在于：
所述噪声修正处理包含运算修正对象的两个信号的平均值的处理。
8.根据权利要求7所述的音频信号处理电路，其特征在于：
所述平均值是所述两个信号的简单平均值。
9.根据权利要求7所述的音频信号处理电路，其特征在于：
所述平均值是所述两个信号的加权平均值。
10.根据权利要求9所述的音频信号处理电路，其特征在于：
所述两个信号中较大者的加权系数小于所述两个信号中较小的另一者的加权系数。
11.根据权利要求7所述的音频信号处理电路，其特征在于：
所述噪声修正处理还包括对所述修正对象的两个信号乘以特定系数的处理、及对所述平均值乘以特定系数的处理的至少一者。
12.根据权利要求11所述的音频信号处理电路，其特征在于：
所述系数可根据所检测出的噪声的电平而改变。
13.根据权利要求1所述的音频信号处理电路，其特征在于还具备：
第一放大器，将第一通道的麦克风的输出信号放大；
第二放大器，将第二通道的麦克风的输出信号放大；
第一A/D转换器，将所述第一放大器的输出信号转换为数字的所述第一输入音频信号；以及
第二A/D转换器，将所述第二放大器的输出信号转换为数字的所述第二输入音频信号。
14.根据权利要求1所述的音频信号处理电路，其特征在于：
一体集成化于一个半导体基板上。
15.一种电子设备，其特征在于具备：
第一通道的麦克风；
第二通道的麦克风；以及
根据权利要求13所述的音频信号处理电路。
16.一种音频信号处理电路，其特征在于，
对通过第一、第二麦克风收集的第一输入音频信号、第二输入音频信号进行处理，且具备：
滤波器，分别将所述第一输入音频信号及所述第二输入音频信号分割为多个频带；
噪声检测电路，判定在所述第一输入音频信号及所述第二输入音频信号中是否包含超过容许量的噪声，当包含所述噪声时产生所断定的噪声检测信号；以及
波束成形电路，(i)当所述噪声检测信号被否认时，进行以所述第一输入音频信号、所述第二输入音频信号各自的所有频带作为对象的波束成形处理，(ii)当所述噪声检测信号被断定时，将所述第一输入音频信号、所述第二输入音频信号各自的修正对象频带自波束成形处理的对象排除，并对剩余的频带进行波束成形处理后，将进行过所述波束成形处理的信号合成在所述第一输入音频信号、所述第二输入音频信号各自的所述修正对象频带的信号。
17.一种音频信号处理方法，其特征在于，
其是对通过第一、第二麦克风收集的第一输入音频信号、第二输入音频信号进行处理的方法，且具备如下步骤：
判定在所述第一输入音频信号及所述第二输入音频信号中是否包含超过容许量的噪声；
(i)当判定为不包含所述噪声时，输出只包含所述第一输入音频信号的成分的第一中间音频信号及只包含所述第二输入音频信号的成分的第二中间音频信号；(ii)当判定为包含所述噪声时，产生对所述第一输入音频信号与所述第二输入音频信号实施特定的噪声修正处理而获得的第三中间音频信号，并将所述第三中间音频信号作为所述第一中间音频信号及所述第二中间音频信号；以及
接收所述第一中间音频信号及所述第二中间音频信号，并利用所述第一中间音频信号与所述第二中间音频信号的差分信号而进行波束成形处理。
18.一种音频信号处理方法，其特征在于：
其是对通过第一、第二麦克风收集的第一输入音频信号、第二输入音频信号进行处理的方法，且具备如下步骤：
分别将所述第一输入音频信号及所述第二输入音频信号分割为多个频带；
判定在所述第一输入音频信号及所述第二输入音频信号中是否包含超过容许量的噪声；
(i)在判定为不包含所述噪声的情况下，进行以所述第一输入音频信号、所述第二输入音频信号各自的所有频带作为对象的波束成形处理；以及
(ii)当判定为包含所述噪声时，将所述第一输入音频信号、所述第二输入音频信号各自的修正对象频带自波束成形处理的对象排除，并对剩余的频带进行波束成形处理后，将进行过所述波束成形处理的信号合成在所述第一输入音频信号、所述第二输入音频信号各自的所述修正对象频带的信号。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |