JP2000278786A - Microphone system - Google Patents

Microphone system

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JP2000278786A
JP2000278786A JP7797599A JP7797599A JP2000278786A JP 2000278786 A JP2000278786 A JP 2000278786A JP 7797599 A JP7797599 A JP 7797599A JP 7797599 A JP7797599 A JP 7797599A JP 2000278786 A JP2000278786 A JP 2000278786A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a gain of a microphone from being decreased down to a degree causing difficulty in listening to voice due to a noise such as a breathing noise and to reduce fluctuation in a recording level and a loudspeaking level due to the fluctuation in the relative position between a talker and the microphone. SOLUTION: An analog voice signal from a microphone unit 110 is converted into a digital voice signal, which is given to a frequency band split filter section 130. The frequency band split filter section 130 uses a plurality of frequency band pass filters to divide the digital voice signal into a plurality of frequency bands. A level conversion circuit 140 receives each frequency band signal, applies level conversion to each frequency band signal for each band, synthesizes the band signals and provides an output. A control section 160 nonlinearly converts levels of each of the frequency band signals in the level conversion circuit 140 to decrease an amplification factor of the frequency band component with a higher input level and to increase an amplification factor of the frequency band component with a lower input level.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば拡声器、電
話、音声通信等の分野で用いられるマイクロホン装置に
関し、特にマイクロホン装置における信号処理回路の改
良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microphone device used in the fields of, for example, loudspeakers, telephones, and voice communications, and more particularly to an improvement in a signal processing circuit in the microphone device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、この種のマイクロホン装置に
おいて、音声を伝送、再生する場合、伝送系、再生系の
ダイナミックレンジが十分広くないときに、小さいレベ
ルの音声の増幅率を大きくし、大きいレベルの音声の増
幅率を小さくするよう自動利得制御装置(AGC)によ
って制御するようにしていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a microphone device of this type, when transmitting and reproducing sound, when the dynamic range of a transmission system and a reproduction system is not sufficiently wide, the amplification factor of a low-level sound is increased and increased. An automatic gain control device (AGC) is used to control the gain of the level sound to be small.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の自動利得制御装置においては、設定や動作の安定性
について、次のような問題点があった。 (1)マイクロホンへの息の吹きかけ、風雑音や、マイ
クロホンをぶつけたりしたときの衝撃音などが入った後
では、利得が小さくなり、音声が聞き取れなくなること
がある。 (2)話者の顔の向きが変わり、マイクロホンの指向特
性から外れた方向から音声が入るとき、低域周波数より
高域周波数の方が音声放射指向特性が鋭いので、結果的
に高域周波数のレベルが相対的に小さくなり、音声が不
明瞭になることがある。 (3)うるさい環境で拡声された音声を聞くとき、子音
等の小さいレベルの成分が雑音にマスクされて、言葉が
聞き取りにくいことがある。
However, the above-mentioned conventional automatic gain control device has the following problems in setting and operation stability. (1) After breathing into the microphone, wind noise, or the impact sound of striking the microphone, etc., the gain may become small and the sound may not be heard. (2) When the direction of the speaker's face changes and voice enters from a direction deviating from the directional characteristics of the microphone, the sound radiation directional characteristics are sharper at higher frequencies than at lower frequencies. May be relatively low, and the sound may be unclear. (3) When listening to a voice that is louder in a noisy environment, small-level components such as consonants may be masked by noise, making it difficult to hear words.

【0004】そこで本発明の目的は、息吹き雑音などの
雑音により、マイクロホンの後段に接続される自動レベ
ル制御の録音機や拡声器の利得が音声の聴取困難になる
まで低くなるのを防ぎ、かつ、話者とマイクロホンとの
相対位置の変動による録音レベルや拡声音レベルの変動
を小さくすることができるマイクロホン装置を提供する
ことにある。
It is an object of the present invention to prevent the gain of an automatic level control recorder or loudspeaker connected downstream of a microphone from becoming low until it becomes difficult to hear the sound due to noise such as breath noise, and Another object of the present invention is to provide a microphone device capable of reducing fluctuations in a recording level and a loud sound level due to fluctuations in a relative position between a speaker and a microphone.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、マイクロホンユニットから入力される音声信
号を周波数帯域分割する帯域分割手段と、前記帯域分割
手段から入力された信号を各帯域毎にレベル変換して出
力するレベル変換手段と、各帯域毎のレベル変換手段か
らの信号を加算合成する合成手段と、前記レベル変換手
段の入出力特性を各帯域毎に設定することにより、特定
帯域の成分の伝達を相対的に抑制する設定手段とを有す
ることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a band dividing means for dividing a frequency band of an audio signal inputted from a microphone unit, and a signal inputted from the band dividing means for each band. Level conversion means for level-converting and outputting the signals, synthesizing means for adding and synthesizing the signals from the level conversion means for each band, and setting the input / output characteristics of the level conversion means for each band, thereby providing a specific band. Setting means for relatively suppressing the transmission of the component.

【0006】本発明のマイクロホン装置では、入力音声
信号の要素成分を周波数帯域分割し、それぞれの周波数
帯域毎に非線形にレベル変換する。例えば、入力レベル
の大きい周波数帯域成分の増幅率は小さくし、入力レベ
ルの小さい周波数帯域成分の増幅率は大きくするように
レベル変換することで、特定帯域の成分の伝達を抑制す
る。これにより、後段のマイクロホンアンプ、電力増幅
器、ラウドスピーカ等のダイナミックレンジの範囲内に
音声の主要な成分を入れることができるので、特別な操
作をすることなく、明瞭な拡声、伝送、録音等を行うこ
とができる。
In the microphone device of the present invention, the component components of the input audio signal are divided into frequency bands, and the level is nonlinearly converted for each frequency band. For example, the level conversion is performed so that the amplification factor of the frequency band component having a large input level is small and the amplification factor of the frequency band component having a small input level is large, thereby suppressing the transmission of the component of the specific band. As a result, the main components of the sound can be put within the dynamic range of the microphone amplifier, power amplifier, loudspeaker, etc. at the subsequent stage, so that clear speech, transmission, recording, etc. can be performed without any special operation. It can be carried out.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明によるマイクロホン
装置の実施の形態について説明する。図1(A)は、本
発明によるマイクロホン装置の大まかな構成例を示すブ
ロック図であり、低電圧動作のA/D、D/A変換部を
内蔵したタイプのデジタル信号処理プロセッサ(DS
P)を用いる場合を示している。このマイクロホン装置
は、マイクロホンユニット110と、A/D変換部12
0と、周波数帯域分割フィルタ部130と、レベル変換
部140と、D/A変換部150と、制御部160とを
有するものであり、A/D変換部120からD/A変換
部150までの構成がDSPにより構成されている。ま
た、以上の各部には、1.5Vの電源電圧が供給されて
いる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a microphone device according to the present invention will be described. FIG. 1A is a block diagram schematically showing a configuration example of a microphone device according to the present invention. A digital signal processor (DS) having a built-in A / D and D / A converter for low-voltage operation is provided.
P) is shown. This microphone device includes a microphone unit 110 and an A / D converter 12.
0, a frequency band division filter section 130, a level conversion section 140, a D / A conversion section 150, and a control section 160, and includes a section from the A / D conversion section 120 to the D / A conversion section 150. The configuration is constituted by a DSP. Further, a power supply voltage of 1.5 V is supplied to each of the above units.

【0008】マイクロホンユニット110は、マイクロ
ホン112とアンプ114とを有し、マイクロホン11
2から入力された音声信号をアンプ114により増幅し
てA/D変換部120に出力する。A/D変換部120
は、マイクロホンユニット110からのアナログ音声信
号をデジタル音声信号に変換して周波数帯域分割フィル
タ部130に出力する。周波数帯域分割フィルタ部13
0は、複数の周波数帯域フィルタにより、デジタル音声
信号を複数の周波数帯域に分割して、各周波数帯域信号
をレベル変換回路140に出力する。
[0008] The microphone unit 110 has a microphone 112 and an amplifier 114.
2 is amplified by the amplifier 114 and output to the A / D converter 120. A / D converter 120
Converts an analog audio signal from the microphone unit 110 into a digital audio signal and outputs the digital audio signal to the frequency band division filter unit 130. Frequency band division filter unit 13
In the case of 0, the digital audio signal is divided into a plurality of frequency bands by a plurality of frequency band filters, and each frequency band signal is output to the level conversion circuit 140.

【0009】レベル変換回路140は、各周波数帯域信
号を各帯域毎にレベル変換して、各帯域信号を合成し、
D/A変換部150に出力する。D/A変換部150
は、レベル変換回路140からの各帯域毎のデジタル信
号をアナログ信号に変換して出力する。制御部160
は、レベル変換回路140における入出力特性(レベル
変換率)を設定するものであり、この設定に際して、人
の近傍での発話音圧レベルを、前記マイクロホンユニッ
トの後段に接続される回路の基準入力レベルに基づいて
変換する。
The level conversion circuit 140 performs level conversion on each frequency band signal for each band, synthesizes each band signal,
Output to D / A conversion section 150. D / A converter 150
Converts the digital signal of each band from the level conversion circuit 140 into an analog signal and outputs the analog signal. Control unit 160
Sets the input / output characteristics (level conversion rate) of the level conversion circuit 140. At this time, the utterance sound pressure level in the vicinity of a person is set to a reference input of a circuit connected to the subsequent stage of the microphone unit. Convert based on level.

【0010】すなわち、この制御部160では、レベル
変換回路140における各周波数帯域信号のレベルを非
線形に変換し、入力レベルの大きい周波数帯域成分の増
幅率は小さくし、入力レベルの小さい周波数帯域では増
幅率は大きくすることにより、後段のマイクロホンアン
プ、電力増幅器、ラウドスピーカのダイナミックレンジ
の範囲内に音声の主要な成分を入れることで、特別な操
作をすることなく、息吹き雑音や衝撃音を抑制した状態
で、音声の主要成分の明瞭な伝達を可能とし、明瞭な拡
声、伝送、録音等を行えるようにするものである。
That is, the control section 160 non-linearly converts the level of each frequency band signal in the level conversion circuit 140, reduces the amplification factor of the frequency band component having a large input level, and amplifies the signal in the frequency band having a small input level. By increasing the rate, the main components of the sound were placed within the dynamic range of the microphone amplifier, power amplifier, and loudspeaker in the subsequent stage, thereby suppressing breath noise and shock noise without any special operation. In this state, it is possible to clearly transmit the main components of the voice, and to perform clear loudspeaking, transmission, recording, and the like.

【0011】図1(B)は、上述した周波数帯域分割フ
ィルタ部130とレベル変換部140の各処理要素を原
理的に示すブロック図である。図示のように、この装置
では、入力音声信号S51を3つのバンドパスフィルタ
54L、54M、54Hによって3つの周波数帯域に分
割し、各帯域毎にレベル変換処理部50L、50M、5
0Hによってレベル変換を行う。そして、レベル変換処
理部50L、50M、50Hの出力信号を加算回路55
により合成して出力する。上述した周波数帯域分割フィ
ルタ部130の処理がバンドパスフィルタ54L、54
M、54Hによる処理に相当し、レベル変換部140の
処理がレベル変換処理部50L、50M、50Hと加算
回路55による処理に相当する。
FIG. 1B is a block diagram showing in principle the processing elements of the frequency band division filter section 130 and the level conversion section 140 described above. As shown, in this device, the input audio signal S51 is divided into three frequency bands by three band-pass filters 54L, 54M, 54H, and the level conversion processing units 50L, 50M, 5
Level conversion is performed by 0H. Then, the output signals of the level conversion processing units 50L, 50M, 50H are added to the addition circuit 55.
And output. The processing of the frequency band division filter unit 130 described above is performed by the bandpass filters 54L and 54L.
M, 54H, and the processing of the level conversion unit 140 corresponds to the processing of the level conversion processing units 50L, 50M, 50H and the addition circuit 55.

【0012】次に、以上のような構成によるマイクロホ
ン装置のレベル制御方法について説明する。また、図2
(A)(B)は、口元での音声の周波数成分分布と時間
波形の例を示す説明図であり、図2(A)において縦軸
はレベル(dB)、横軸は周波数(kHz)を示し、図
2(B)において縦軸はレベル(V)、横軸は時間(m
sec)を示している。また、図3(A)(B)は、マ
イクロホンに息を吹きかけたときの息吹き雑音の周波数
成分分布と時間波形の例を示す説明図であり、図3
(A)において縦軸はレベル(dB)、横軸は周波数
(kHz)を示し、図3(B)において縦軸はレベル
(V)、横軸は時間(msec)を示している。さら
に、図4(A)(B)は、マイクロホンに物が当たった
時の衝撃音の周波数成分分布と時間波形の例を示す説明
図であり、図4(A)において縦軸はレベル(dB)、
横軸は周波数(kHz)を示し、図4(B)において縦
軸はレベル(V)、横軸は時間(msec)を示してい
る。
Next, a method of controlling the level of the microphone device having the above configuration will be described. FIG.
FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams showing examples of a frequency component distribution and a time waveform of a voice at a mouth. In FIG. 2A, the vertical axis represents level (dB), and the horizontal axis represents frequency (kHz). 2B, the vertical axis represents level (V), and the horizontal axis represents time (m).
sec). FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams showing an example of a frequency component distribution and a time waveform of breath noise when a breath is blown on a microphone.
In FIG. 3A, the vertical axis indicates level (dB) and the horizontal axis indicates frequency (kHz). In FIG. 3B, the vertical axis indicates level (V) and the horizontal axis indicates time (msec). FIGS. 4A and 4B are explanatory diagrams showing examples of frequency component distribution and time waveform of an impact sound when an object hits the microphone. In FIG. 4A, the vertical axis represents the level (dB). ),
The horizontal axis indicates frequency (kHz), and in FIG. 4B, the vertical axis indicates level (V), and the horizontal axis indicates time (msec).

【0013】息吹き雑音等は、音声の周波数成分分布に
くらべて、低域周波数に大きいレベルの成分を有してお
り、この成分の信号レベルで信号全体の利得制御が行わ
れると、AGC回路は利得を小さくするように働くの
で、高域周波数成分は小さくなり、聞き取りにくくな
る。そこで本例では、入力音声を周波数帯域分割し、そ
れぞれの帯域毎に独立してレベル変換をして利得制御を
行う。
[0013] Breathing noise and the like have a higher level component in the low frequency band than the frequency component distribution of the voice. When the gain control of the entire signal is performed at the signal level of this component, the AGC circuit becomes Since it works so as to reduce the gain, the high-frequency components become small, making it difficult to hear. Therefore, in this example, the input voice is divided into frequency bands, and level conversion is independently performed for each band to perform gain control.

【0014】図5は、本例のマイクロホン装置における
周波数帯域分割と利得制御の具体例を示す説明図であ
る。この例では、周波数帯域として、ピッチ及び第1フ
ォルマント成分の帯域、第2フォルマント成分の帯域、
第3フォルマント成分及び子音成分の帯域の3つの帯域
に分割している。各帯域の境界周波数は、固定でも可変
でもよい。境界周波数固定の場合には、例えば、1.2
kHz、3.2kHzで3分割する。そして、図示のよ
うに、低帯域になるほど、大きい入力レベルに対して出
力レベルの増幅率を小さく設定することにより、低帯域
の周波数成分の伝達を抑制する。このようにすれば、息
吹き雑音等による大きいレベルの低域周波数成分によっ
て他の周波数成分の利得が小さくなることがない。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a specific example of frequency band division and gain control in the microphone device of the present embodiment. In this example, as the frequency band, the pitch and the band of the first formant component, the band of the second formant component,
It is divided into three bands of a third formant component and a consonant component. The boundary frequency of each band may be fixed or variable. In the case of a fixed boundary frequency, for example, 1.2
The frequency is divided into three at kHz and 3.2 kHz. Then, as shown in the figure, the lower the band, the smaller the amplification factor of the output level with respect to the larger input level, thereby suppressing the transmission of the frequency component of the low band. In this way, the gain of other frequency components does not decrease due to a large-level low-frequency component due to breath noise or the like.

【0015】ところで、このように周波数帯域分割した
場合の各帯域の利得制御の実際の値は、マイクロホンユ
ニットの音圧−電圧変換感度やマイクロホンアンプの利
得、後段の伝送路、録音機、拡声器等の影響を受けるも
のである。そこで以下の説明では、周波数帯域毎の音声
信号における利得制御の方法を、入力音圧レベル−出力
音圧レベルの特性図に置き換えて説明する。通常、接話
マイクロホンは、口元に接近して音を拾うような使われ
方をする。そして、口元での発話音声レベルは、95デ
シベル程度である。このレベルを入力レベルの中心に考
え、入力レベル−出力レベル変換すればよい。
By the way, the actual value of the gain control of each band when the frequency band is divided in this way is determined by the sound pressure-voltage conversion sensitivity of the microphone unit, the gain of the microphone amplifier, the transmission line at the subsequent stage, the recorder, the loudspeaker, etc. And so on. Therefore, in the following description, the gain control method for the audio signal for each frequency band will be described by replacing the input sound pressure level-output sound pressure level characteristic diagram. Normally, the close-talking microphone is used in such a manner as to approach the mouth and pick up sound. The speech sound level at the mouth is about 95 dB. This level may be considered as the center of the input level, and the input level may be converted to the output level.

【0016】図8は、接話マイクロホンの利用者の頭と
接話マイクロホンとの相対位置変動や声の大きさの変動
を考慮したときのレベル変換の例を示す説明図である。
口元での通常の声の音圧レベルは95デシベル程度であ
り、大声では115デシベル程度、小さい声では75デ
シベル程度である。図8の例では、これを通常聞き易い
音圧レベル(快適受聴レベル)とされている65デシベ
ルを中心にレベル変換している。なお、変換後のレベル
の絶対値は、本例のマイクロホン装置を利用する機器等
に応じて異なってくる。例えば、本マイクロホン装置が
ラインレベルを入力とする拡声装置に接続されていると
きには、図8の出力レベル65デシベルが後段の拡声装
置の基準入力レベルに相当するようにする。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of level conversion when a relative position change between the head of the user of the close-talking microphone and the close-talking microphone and a change in voice volume are considered.
The sound pressure level of a normal voice at the mouth is about 95 dB, about 115 dB for a loud voice, and about 75 dB for a small voice. In the example of FIG. 8, the level is converted around 65 dB, which is a sound pressure level (comfortable listening level) that is usually easy to hear. Note that the absolute value of the level after conversion differs depending on the device using the microphone device of the present example. For example, when the microphone device is connected to a loudspeaker that inputs a line level, the output level of 65 dB in FIG. 8 is made to correspond to the reference input level of the loudspeaker at the subsequent stage.

【0017】図6は、一般的な入力レベル−出力レベル
変換特性の2つの例を示す説明図である。図6(A)の
破線に示すように、特性図の傾きが小さいほど、レベル
圧縮の度合いが大きく、図6(B)の破線に示すよう
に、特性図の傾きが同じなら上にあるほど、増幅の度合
いが大きいことを意味している。図6(A)に示すよう
に、レベル圧縮設定になっている特性図を入力レベルに
ついてみれば、入力レベルの小さいときのほうが入力レ
ベルの大きいときに比べて増幅率は大きくなる。また、
入力レベル範囲によって、非線形レベル変換動作を変え
るために、図7の点Aのような折れ曲がり点をもたせる
こともある。通常、この点Aのことを「ニーポイント」
と呼ぶ。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing two examples of general input level-output level conversion characteristics. As shown by the broken line in FIG. 6A, the smaller the slope of the characteristic diagram, the greater the degree of level compression, and as shown by the broken line in FIG. This means that the degree of amplification is large. As shown in FIG. 6A, when looking at the characteristic diagram of the level compression setting with respect to the input level, the amplification factor is higher when the input level is lower than when the input level is higher. Also,
In order to change the nonlinear level conversion operation depending on the input level range, a bending point such as point A in FIG. 7 may be provided. Usually, this point A is called "knee point"
Call.

【0018】図6に示す場合には、A点より大きい入力
レベルでは、ダイナミックレンジが圧縮変換され、A点
より小さい入力レベルではダイナミックレンジが伸張変
換される。また、このA点の他に、レベル変換特性の最
大出力レベルを制限するためのB点を「出力制限ポイン
ト」と呼び、低入力レベルでのレベル変換特性を決める
ためのC点を「暗騒音抑圧ポイント」と呼ぶ。なお、P
A装置のように、マイクロホンからの信号が増幅されて
スピーカから出力され、再びマイクロホンに入力される
フィードバックループを形成する場合には、通称ハウリ
ングと呼ばれる発振現象が生じる。そこで、このループ
による発振を防止するため、図7の一点破線のような増
幅利得限界を設け、ニーポイントの移動範囲を制限する
ようにする。本例のマイクロホン装置では、以上のよう
な各条件を考慮しつつ、レベル変換後の出力音圧レベル
を、理想的な快適受聴レベルである65デシベル程度に
なるように制御するものとする。
In the case shown in FIG. 6, at an input level larger than the point A, the dynamic range is compressed and converted, and at an input level smaller than the point A, the dynamic range is expanded and converted. In addition to the point A, the point B for limiting the maximum output level of the level conversion characteristic is called an “output restriction point”, and the point C for determining the level conversion characteristic at a low input level is referred to as “background noise”. We call it the "suppression point." Note that P
When a signal from a microphone is amplified, output from a speaker, and forms a feedback loop to be input again to the microphone as in the device A, an oscillation phenomenon commonly called howling occurs. Therefore, in order to prevent oscillation due to this loop, an amplification gain limit as shown by a dashed line in FIG. 7 is provided to limit the moving range of the knee point. In the microphone device of this example, the output sound pressure level after the level conversion is controlled so as to be about 65 dB, which is an ideal comfortable listening level, while taking the above conditions into consideration.

【0019】以上のように、本例のマイクロホン装置に
おいては、周波数帯域分割した音声信号毎にレベル変換
を行うことにより、接話マイクロホンで音声を拾うとき
に、大きすぎる周波数成分を抑えて、逆に小さい周波数
成分を大きくするレベル変換を行うことができる。した
がって、発話者の口とマイクロホンとの相対位置を安定
に保つことができない場合に、口元とマイクロホンの位
置関係がずれても、音量操作によりレベル修正を行う必
要がない。また、マイクロホンに風雑音や衝撃音が入り
易い状況での使用、および受聴環境がうるさい場合に
も、マイクロホンに入る風雑音や衝撃音等に対応したレ
ベル修正や周波数特性修正の必要がない。さらに、明瞭
な拡声音声を得ることが可能となる。
As described above, in the microphone device of the present embodiment, by performing level conversion for each audio signal divided into frequency bands, when picking up sound with the close-talking microphone, excessively large frequency components are suppressed, and inversely. Level conversion to increase the small frequency components. Therefore, when the relative position between the speaker's mouth and the microphone cannot be stably maintained, even if the positional relationship between the mouth and the microphone is displaced, it is not necessary to perform level correction by volume control. In addition, even when the microphone is used in a situation where wind noise or impact sound is likely to enter the microphone or when the listening environment is noisy, there is no need to correct the level or frequency characteristics corresponding to the wind noise or impact sound entering the microphone. Further, it is possible to obtain a clear voice sound.

【0020】ところで、以上のようなレベル圧縮増幅動
作は、瞬時のレベルに対して行われることもあるが、出
力波形が大きく歪むので、多くの場合、直前のレベルに
対して大きなレベルが入力されたときには、増幅率を小
さく抑える動作は瞬時に行い、逆に直前のレベルよりも
小さいレベルが入力されたときには、増幅率を上げる動
作については時間遅れをもって行わせるものが提案され
ている(詳しくは、例えば特願平10−183829号
参照)。そこで、このようなレベル圧縮増幅動作を入力
レベルの変化に応じて時間差を持たせるようにした回路
を本発明による周波数帯域分割によるレベル変換処理機
能とを組み合わせることも可能である。
The above-described level compression / amplification operation may be performed on an instantaneous level. However, since the output waveform is greatly distorted, a large level is often input with respect to the immediately preceding level. In such a case, it has been proposed that the operation of suppressing the amplification factor is performed instantaneously, and conversely, when a level smaller than the immediately preceding level is input, the operation of increasing the amplification factor is performed with a time delay. See, for example, Japanese Patent Application No. 10-183829. Therefore, it is also possible to combine a circuit in which such a level compression amplification operation has a time difference in accordance with a change in input level with a level conversion processing function by frequency band division according to the present invention.

【0021】図9は、入力レベルの変化に応じて遅延動
作を含むレベル圧縮増幅動作を行う回路の構成を原理的
に示すブロック図である。この回路は、例えば図1
(B)に示したレベル変換処理部50L、50M、50
Hにそれぞれ設けられるものである。図9において、上
述のように周波数帯域分割された入力音声信号は、入力
端子51を通じて利得制御アンプ52に供給され、この
利得制御アンプ52においてレベル変換されてから出力
端子53に出力される。
FIG. 9 is a block diagram showing in principle the configuration of a circuit for performing a level compression / amplification operation including a delay operation in accordance with a change in the input level. This circuit is, for example, shown in FIG.
Level conversion processing units 50L, 50M, 50 shown in (B)
H. In FIG. 9, the input audio signal divided in the frequency band as described above is supplied to a gain control amplifier 52 through an input terminal 51, the level is converted in the gain control amplifier 52, and then output to an output terminal 53.

【0022】また、入力端子51からの音声信号は、整
流回路611及びローパスフィルタ612から構成され
るレベル検出回路61に供給され、入力音声信号のエン
ベロープを示す信号、すなわち、入力音声信号の瞬時レ
ベルの変化に対応する検出信号が取り出される。そし
て、この検出信号が制御信号形成回路63及び遅延回路
62に供給される。遅延回路62は、検出信号に応じた
遅延信号を制御信号形成回路63に出力し、制御信号形
成回路63は、検出信号と遅延信号に基づいて、制御信
号を利得制御アンプ52に出力する。また、制御信号形
成回路63からの制御信号は、上述した周波数分割帯域
毎の利得設定値に基づいて決定されるものである。
The audio signal from the input terminal 51 is supplied to a level detection circuit 61 comprising a rectifier circuit 611 and a low-pass filter 612, and a signal indicating the envelope of the input audio signal, that is, the instantaneous level of the input audio signal Is detected. Then, this detection signal is supplied to the control signal forming circuit 63 and the delay circuit 62. The delay circuit 62 outputs a delay signal corresponding to the detection signal to the control signal forming circuit 63, and the control signal forming circuit 63 outputs a control signal to the gain control amplifier 52 based on the detection signal and the delay signal. The control signal from the control signal forming circuit 63 is determined based on the above-described gain setting value for each frequency division band.

【0023】このような構成により、直前のレベルに対
して大きなレベルが入力されたときには、増幅率を小さ
く抑える動作を瞬時に行い、逆に直前のレベルよりも小
さいレベルが入力されたときには、増幅率を上げる動作
を遅延して行うことができる。なお、実際の装置におい
ては、図9に示す回路も主要な要素は、図1に示すDS
Pによって構成されるものとする。
With such a configuration, when a level higher than the immediately preceding level is input, the operation of reducing the amplification factor is performed instantaneously, and when a level smaller than the immediately preceding level is input, the amplification is performed. The operation of increasing the rate can be performed with a delay. In an actual device, the main elements of the circuit shown in FIG. 9 are the DS shown in FIG.
It is assumed that it is constituted by P.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように本発明のマイクロホ
ン装置では、マイクロホンユニットから入力される音声
信号を周波数帯域分割し、各帯域毎に設定される入出力
特性に基づいてレベル変換し、各帯域毎のレベル変換信
号を合成して出力することにより、特定帯域成分の伝達
を相対的に抑制するようにした。
As described above, in the microphone device of the present invention, the audio signal input from the microphone unit is divided into frequency bands, and the level is converted based on the input / output characteristics set for each band. By synthesizing and outputting the level conversion signals for each, the transmission of the specific band component is relatively suppressed.

【0025】このため、マイクロホンで音声を拾うとき
に、大きすぎる周波数成分を抑えて、逆に小さい周波数
成分を大きくするレベル変換を行うことができ、息吹き
雑音などの雑音により、マイクロホンの後段に接続され
る自動レベル制御の録音機や拡声器の利得が音声の聴取
困難になるまで低くなるのを防ぎ、かつ、話者とマイク
ロホンとの相対位置の変動による録音レベルや拡声音レ
ベルの変動を小さくすることができる。
Therefore, when voice is picked up by the microphone, it is possible to perform level conversion for suppressing the excessively large frequency components and increasing the small frequency components, and connecting the microphone to the subsequent stage due to noise such as breath noise. To prevent the gain of the automatic level control recorder or loudspeaker from lowering until it becomes difficult to hear the sound, and to reduce the fluctuation of the recording level and the loudspeaker sound level due to the fluctuation of the relative position between the speaker and the microphone. can do.

【0026】したがって、例えば、発話者の口とマイク
ロホンとの相対位置を安定に保つことができない場合
に、口元とマイクロホンの位置関係がずれても、音量操
作によりレベル修正を行う必要がない。また、マイクロ
ホンに風雑音や衝撃音が入り易い状況での使用、および
受聴環境がうるさい場合にも、マイクロホンに入る風雑
音や衝撃音等に対応したレベル修正や周波数特性修正の
必要がない。さらに、明瞭な拡声音声を得ることが可能
となる。
Therefore, for example, when the relative position between the mouth of the speaker and the microphone cannot be stably maintained, even if the positional relationship between the mouth and the microphone is displaced, it is not necessary to correct the level by operating the sound volume. In addition, even when the microphone is used in a situation where wind noise or impact sound is likely to enter the microphone or when the listening environment is noisy, there is no need to correct the level or frequency characteristics corresponding to the wind noise or impact sound entering the microphone. Further, it is possible to obtain a clear voice sound.

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

【図1】本発明によるマイクロホン装置の構成例を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a microphone device according to the present invention.

【図2】口元での音声の周波数成分分布と時間波形の例
を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a frequency component distribution and a time waveform of a voice at a mouth.

【図3】マイクロホンに息を吹きかけたときの息吹き雑
音の周波数成分分布と時間波形の例を示す説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of a frequency component distribution and a time waveform of breath noise when a breath is blown on a microphone.

【図4】マイクロホンに物が当たった時の衝撃音の周波
数成分分布と時間波形の例を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a frequency component distribution and a time waveform of an impact sound when an object hits a microphone.

【図5】図1に示すマイクロホン装置における周波数帯
域分割と利得制御の具体例を示す説明図である。
5 is an explanatory diagram showing a specific example of frequency band division and gain control in the microphone device shown in FIG.

【図6】一般的な入力レベル−出力レベル変換特性の2
つの例を示す説明図である。
FIG. 6 shows a general input level-output level conversion characteristic 2
It is explanatory drawing which shows two examples.

【図7】ニーポイント等を設けた入力レベル−出力レベ
ル変換特性の例を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of an input level-output level conversion characteristic provided with a knee point and the like.

【図8】図1に示すマイクロホン装置で用いる入力レベ
ル−出力レベル変換特性の例を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of an input level-output level conversion characteristic used in the microphone device shown in FIG.

【図9】本発明の応用例によるマイクロホン装置のレベ
ル変換処理部の構成例を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of a level conversion processing unit of a microphone device according to an application example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

110……マイクロホンユニット、120……A/D変
換部、130……周波数帯域分割フィルタ部、140…
…レベル変換部、150……D/A変換部、160……
制御部。
110 microphone unit, 120 A / D conversion unit, 130 frequency band division filter unit, 140
... Level conversion unit, 150 D / A conversion unit, 160
Control unit.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マイクロホンユニットから入力される音
声信号を周波数帯域分割する帯域分割手段と、 前記帯域分割手段から入力された信号を各帯域毎にレベ
ル変換して出力するレベル変換手段と、 各帯域毎のレベル変換手段からの信号を加算合成する合
成手段と、 前記レベル変換手段の入出力特性を各帯域毎に設定する
ことにより、特定帯域の成分の伝達を相対的に抑制する
設定手段と、 を有することを特徴とするマイクロホン装置。
1. Band dividing means for dividing a frequency band of an audio signal input from a microphone unit, level converting means for level converting a signal input from the band dividing means for each band, and outputting the same. Synthesizing means for adding and synthesizing signals from each level converting means, and setting means for relatively suppressing transmission of components in a specific band by setting input / output characteristics of the level converting means for each band, A microphone device comprising:
【請求項2】 前記特定帯域は、入力レベルの大きい周
波数帯域であり、前記設定手段は、入力レベルの大きい
周波数帯域成分の増幅率は小さくし、入力レベルの小さ
い周波数帯域では増幅率は大きくするようにしたことを
特徴とする請求項1記載のマイクロホン装置。
2. The method according to claim 1, wherein the specific band is a frequency band having a large input level, and the setting unit increases a gain of a frequency band component having a large input level and increases a gain in a frequency band having a small input level. 2. The microphone device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記特定帯域は、音声の主要成分を伝達
する周波数に対して低域の周波数帯域であることを特徴
とする請求項1記載のマイクロホン装置。
3. The microphone device according to claim 1, wherein the specific band is a frequency band lower than a frequency for transmitting a main component of a voice.
【請求項4】 前記設定手段は、前記レベル変換手段に
よるレベル変換後の出力音圧レベルがマイクロホンの後
段に接続される回路の基準入力レベルとなるように、前
記レベル変換手段の入出力特性を設定するようにしたこ
とを特徴とする請求項1記載のマイクロホン装置。
4. The input / output characteristic of the level conversion means, such that the output sound pressure level after the level conversion by the level conversion means becomes a reference input level of a circuit connected to a subsequent stage of the microphone. The microphone device according to claim 1, wherein the microphone device is set.
【請求項5】 前記設定手段は、前記帯域分割手段によ
って各周波数帯域の音声信号のダイナミックレンジを圧
縮するように、前記レベル変換手段の入出力特性を設定
することを特徴とする請求項1記載のマイクロホン装
置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein said setting means sets the input / output characteristics of said level converting means so that the dynamic range of the audio signal of each frequency band is compressed by said band dividing means. Microphone device.
【請求項6】 前記レベル変換手段の動作を、直前のレ
ベルよりも大きいレベルが入力された時には瞬時に行
い、直前のレベルよりも小さいレベルが入力された時に
は一定の遅延をもって行うことを特徴とする請求項1記
載のマイクロホン装置。
6. The operation of the level conversion means is performed instantaneously when a level higher than the immediately preceding level is input, and is performed with a certain delay when a level lower than the immediately preceding level is input. The microphone device according to claim 1, wherein
【請求項7】 前記帯域分割手段、前記レベル変換手
段、前記合成手段、及び前記設定手段は、入力部にA/
D変換部を有するとともに、出力部にD/A変換部を有
するデジタル信号処理プロセッサにより構成されること
を特徴とする請求項1記載のマイクロホン装置。
7. The apparatus according to claim 1, wherein said band dividing means, said level converting means, said synthesizing means, and said setting means include an A / A
The microphone device according to claim 1, further comprising a digital signal processor having a D / A conversion unit and a D / A conversion unit at an output unit.
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