JP2004201033A - ノイズ低減装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ノイズが十分に低減された右チャンネル用の音声と左チャンネル用の音声とを出力することが可能であり、且つ容易に小型化できる。
【解決手段】先ず、第１の減衰器２１が第１のマイク１１によって出力された信号を１／２倍にするとともに、第２の減衰器２２が第２のマイク１２によって出力された信号を１／２倍にする。次に、第１の加算器２３が、第２の減衰器２１によって出力された信号から第１の減衰器２１によって出力された信号を減算する。次に、ノイズ帯域抽出部２４が第１の加算器２３によって出力された信号からタッチノイズ帯域の信号を抽出する。次に、第３の加算器２７が第１のマイク１１によって出力された信号とノイズ帯域抽出部２４によって出力された信号とを加算する。また、第４の加算器２８が第２のマイク１２によって出力された信号からノイズ帯域抽出部２４によって出力された信号を減算する。
【選択図】 図１
【解決手段】先ず、第１の減衰器２１が第１のマイク１１によって出力された信号を１／２倍にするとともに、第２の減衰器２２が第２のマイク１２によって出力された信号を１／２倍にする。次に、第１の加算器２３が、第２の減衰器２１によって出力された信号から第１の減衰器２１によって出力された信号を減算する。次に、ノイズ帯域抽出部２４が第１の加算器２３によって出力された信号からタッチノイズ帯域の信号を抽出する。次に、第３の加算器２７が第１のマイク１１によって出力された信号とノイズ帯域抽出部２４によって出力された信号とを加算する。また、第４の加算器２８が第２のマイク１２によって出力された信号からノイズ帯域抽出部２４によって出力された信号を減算する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカメラ一体型の記録装置などに搭載するマイクロフォン装置に適用して好適なノイズ低減装置及びノイズ低減方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、家庭用デジタルビデオカメラなどのビデオカメラでは、記録媒体に記録される音声は、一般的に、内蔵されるステレオマイクロフォン装置により集音される。ステレオマイクロフォン装置は、２つのマイクロフォン（以下、マイクという。）を備えており、一方のマイクに右チャンネル用の音声が入力され、他方のマイクに左チャンネル用の音声が入力される。そして、右チャンネル用の音声信号と、左チャンネル用の音声信号とを出力する。
【０００３】
近年は、ビデオカメラの小型化が進んでいるために、ユーザが、撮像中にズームやフォーカスなどの操作を行ったりスイッチ操作を行ったりしたときに、不用意にマイクの付近に触れてしまうことによって生じるノイズ（以下、タッチノイズという。）がマイクに入力され易くなる。
【０００４】
また、当該ビデオカメラによって周囲が比較的静かな場所を撮像する場合には、内部に備えられた自動利得制御（Automatic Gain Control）回路により、マイクの感度が上がる。マイクの感度が上がると、わずかなタッチノイズでもマイクに入力されてしまう。
【０００５】
さらに、ビデオカメラは一般的に無指向性マイクを備えているが、当該マイクの出力に対して演算を施すことにより、無指向性マイクに有指向性特性をもたせて使用している。したがって、当該ビデオカメラでは、有指向特性特有の近接効果が生じるためにノイズ周波数帯域が持ち上がってしまい、ノイズが目的とする音声信号よりも目立ってしまうことも多い。
【０００６】
以上説明したノイズを低減するために、ビデオカメラでは、マイクユニットを、ゴムダンパーなどのインシュレータによってキャビネットから浮かせたり、ゴムワイヤーなどで中空に浮かせることなどにより、キャビネットを伝搬する振動を吸収し、振動ノイズがマイクに入力されることを回避している。
【０００７】
しかし、インシュレータやゴムワイヤーによりマイクユニットをキャビネットから浮かせる方法では、振動が強い場合に振動を吸収する効果が低減する。また、振動の周波数によっても振動を吸収する効果が低減する。逆に、振動が固有の周波数であるときにはマイクユニットが共振振動する場合もある。すなわち、全ての振動を吸収することが困難となる。
【０００８】
また、インシュレータ及びゴムワイヤーの効果や、マイクユニットの共振振動などを考慮する必要があるために、構造設計が困難となり、ビデオカメラの小型化やコストダウンを妨げる要因となる。
【０００９】
さらに、タッチノイズには、キャビネットを伝搬する振動ノイズ以外に、空気中を音として伝搬する音響ノイズが含まれる。すなわち、マイクユニットへのタッチノイズの伝搬経路は複雑化しており、キャビネットを伝搬するとは限らないので、インシュレータやゴムワイヤーによりマイクユニットをキャビネットから浮かせる方法では、音響ノイズを低減することは困難となる。
【００１０】
以上説明した理由により、インシュレータやゴムワイヤーによりマイクユニットをキャビネットから浮かせる方法では、タッチノイズの低減に限界があり、ユーザが満足できるレベルまで低減することが困難となる。
【００１１】
これに対して、本願出願人は、適応フィルタを使用したＡＮＣ（Adaptive Noise Canceller）手法により、ノイズを低減するステレオマイクロフォン装置を提案している（例えば、特許文献１）。
【００１２】
図１２に示すように、ステレオマイクロフォン装置２００は、互いに受音面が同一方向となるように配置されている第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２と、受音面が第１及び第２のマイク２０１，２０２の受音面と対向するように配置されている第３のマイク２０３とを備えている。
【００１３】
以上説明したように第１〜第３のマイク２０１〜２０３が配置されるために、ステレオマイクロフォン装置２００では、第１のマイク２０１によって出力される信号Ｒと第３のマイク２０３によって出力される信号とは、音声信号が同位相となり、振動ノイズが逆位相となり、レベルはほぼ同一となる。また、第１のマイク２０１によって出力される信号Ｒと第２のマイク２０２によって出力される信号Ｌとはほぼ同一となる。
【００１４】
ステレオマイクロフォン装置２００では、先ず、第１の加算器２０４が、信号Ｒが１／２倍にされた信号と信号Ｌが１／２倍にされた信号とを加算する。
【００１５】
そして、第２の加算器２０５が、第１の加算器２０４によって出力される信号から第３のマイク２０３によって出力される信号を減算することにより、信号Ｒ，Ｌに含まれる振動ノイズ抽出し、適応フィルタ２０６に供給する。
【００１６】
次に、適応フィルタ２０６は、供給された振動ノイズに適応化処理を施し、振動ノイズと相関性がある擬似ノイズＹを生成する。適応フィルタ２０６は、擬似ノイズＹを、第３の加算器２０７及び第４の加算器２０８に供給する。
【００１７】
そして、第３の加算器２０７は、信号Ｒから擬似ノイズＹを減算し、ノイズが低減された右チャンネルの音声信号を生成する。また、第４の加算器２０８は、信号Ｌから擬似ノイズＹを減算し、ノイズが低減された左チャンネルの音声信号を生成する。
【００１８】
【特許文献１】
特開２００２−１７１５９１号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、ステレオマイクロフォン装置２００では、適応フィルタ２０６によって擬似ノイズＹを生成し、第３の加算器２０７が信号Ｒから擬似ノイズＹを減算し、第４の加算器２０８が信号Ｌから擬似ノイズＹを減算することによって、ノイズが低減された音声信号を出力することが可能となる。
【００２０】
しかしながら、ステレオマイクロフォン装置２００では、右チャンネル用の音声信号と左チャンネル用の音声信号とを出力するために、第１のマイク２０１、第２のマイク２０２、第３のマイク２０３の３つのマイクを備える必要がある。すなわち、ステレオマイクロフォン装置２００は、右チャンネル用の音声信号と左チャンネル用の音声信号とを出力するために、マイクを多数備える必要がある。したがって、ステレオマイクロフォン装置２００は、小型化することが困難となる。また、当該ステレオマイクロフォン装置２００をビデオカメラに搭載すると、当該ビデオカメラを小型化することも困難となる。
【００２１】
また、ステレオマイクロフォン装置２００では、生成される擬似ノイズＹが１つであり、信号Ｒから擬似ノイズＹを減算することで右チャンネル用の信号を生成し、信号Ｌから擬似ノイズＹを減算することで左チャンネル用の信号を生成している。したがって、信号Ｌに含まれるノイズと信号Ｒに含まれるノイズとに位相差やレベル差があるときには、ノイズを精度良く低減することができなくなる。
【００２２】
さらに、ステレオマイクロフォン装置２００では、１つの適応フィルタを使用して擬似ノイズＹを生成しているために、適応フィルタ２０６は、タップ数が増加して収束に時間を要する。また、音響ノイズ特性と振動ノイズ特性とが異なる場合には、ノイズを十分に低減することが困難となる。
【００２３】
本発明は、以上のような従来の実状を鑑みて提案されたものであり、小型化が容易であり、且つ振動ノイズや音響ノイズを十分に低減することが可能であるノイズ低減装置及び方法を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るノイズ低減装置は、受音面が、所定の向きとなるように配置される第１の無指向性マイクロフォンと、受音面が、上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面の向きに対して１８０°異なる向きとなり、且つ上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面との間隔が所定の間隔となるように配置される第２のマイクロフォンと、上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号を減算した信号の１／２倍のレベルである差信号を生成する差信号生成手段と、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記差信号とを加算する第１の演算手段と、上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記差信号を減算する第２の演算手段とを備えることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係るノイズ低減装置は、受音面が、所定の向きとなるように配置される第１の無指向性マイクロフォンと、受音面が、上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面の向きに対して１８０°異なる向きとなり、且つ上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面との間隔が所定の間隔となるように配置される第２の無指向性マイクロフォンと、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号とを加算した信号の１／２倍のレベルである和信号を生成する和信号生成手段と、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記和信号を減算する第１の演算手段と、上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記和信号を減算する第２の演算手段と、上記第１の演算手段によって出力された信号を適応的に制御して第１の擬似ノイズ信号を生成する第１の適応制御手段と、上記第２の演算手段によって出力された信号を適応的に制御して第２の擬似ノイズ信号を生成する第２の適応制御手段と、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記第１の適応制御信号を減算する第３の演算手段と、上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記第２の適応制御信号を減算する第４の演算手段とを備え、上記第１の適応制御手段は、上記第３の演算手段からの出力に基づいて上記第１の演算手段によって出力された信号を適応的に制御し、上記第２の適応制御手段は、上記第４の演算手段からの出力に基づいて上記第２の演算手段によって出力された信号を適応的に制御することを特徴とする。
【００２６】
本発明に係るノイズ低減方法は、受音面が、所定の向きとなるように配置される第１の無指向性マイクロフォンと、受音面が、上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面の向きに対して１８０°異なる向きとなり、且つ上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面との間隔が所定の間隔となるように配置される第２の無指向性マイクロフォンとを備えたステレオマイクロフォン装置におけるノイズ低減方法であり、上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号を減算した信号の１／２倍のレベルである差信号を生成する差信号生成ステップと、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記差信号とを加算する第１の演算ステップと、上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記差信号を減算する第２の演算ステップとを備えることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明に係るノイズ低減方法は、受音面が、所定の向きとなるように配置される第１の無指向性マイクロフォンと、受音面が、上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面の向きに対して１８０°異なる向きとなり、且つ上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面との間隔が所定の間隔となるように配置される第２の無指向性マイクロフォンとを備えたステレオマイクロフォン装置におけるノイズ低減方法であり、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号とを加算した和信号を１／２倍にして生成する和信号生成ステップと、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記和信号を減算して出力する第１の演算ステップと、上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記和信号を減算して出力する第２の演算ステップと、上記第１の演算ステップで出力された信号を適応的に制御した第１の擬似ノイズ信号を生成する第１の適応制御ステップと、上記第２の演算ステップで出力された信号を適応的に制御した第２の擬似ノイズ信号を生成する第２の適応制御ステップと、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記第１の擬似ノイズ信号を減算する第３の演算ステップと、上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記第２の擬似ノイズ信号を減算する第４の演算ステップとを備え、上記第１の適応制御ステップでは、上記第３の演算ステップで出力された信号に基づいて上記第１の演算ステップで出力された信号を適応的に制御し、上記第２の適応制御ステップでは、上記第４の演算手段からの出力に基づいて上記第２の演算ステップで出力された信号を適応的に制御することを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２９】
第１の実施の形態
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００３０】
図１に示すように、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０は、音声を電気信号に変換して出力する第１のマイクロフォン（以下、マイクという）１１及び第２のマイク１２と、第１のマイク１１によって出力される信号を増幅する第１のアンプ１３と、第２のマイク１２によって出力される信号を増幅する第２のアンプ１４と、第１のアンプ１３によって出力された信号をアナログデジタル変換（以下、Ａ／Ｄ変換という。）する第１のＡ／Ｄ変換器１５と、第２のアンプ１４によって出力された信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換器１６と、第１のＡ／Ｄ変換器１５及び第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号に含まれるノイズを低減するノイズ低減処理部１７と、ノイズ低減処理部１７によって出力された信号に対して演算を施して、右チャンネル用の音声信号と左チャンネル用の音声信号とを生成する有指向性演算処理部１８とを備える。
【００３１】
ステレオマイクロフォン装置１０は、例えばビデオカメラなどの電子機器に搭載され、ビデオテープやディスク状記録媒体などの記録媒体に記録する音声を集音する。
【００３２】
第１のマイク１１及び第２のマイク１２は、無指向性マイクである。第１のマイク１１及び第２のマイク１２は、入力された音波を電気信号に変換する。
【００３３】
図２（Ａ），（Ｃ）に示すように、第１のマイク１１と、第２のマイク１２とは、同軸上に、受音面が互いに対向するように設けられる。第１のマイク１１は、＋端子１１ａと−端子１１ｂとを備えており、＋端子１１ａは第１のアンプ１３に接続しており、−端子１１ｂは接地している。また、第２のマイク１２は、＋端子１２ａと−端子１２ｂとを備えており、＋端子１２ａは第２のアンプ１４に接続しており、−端子１２ｂは接地している。
【００３４】
第１のマイク１１と第２のマイク１２とは、それぞれの受音面が互いに対向するように設けられることによって、音声が入力されたときには、振動板１１ｃ，１２ｃが、図２（Ａ）に示すように、ほぼ同位相で互いに逆方向に振動して、同位相である音声信号Ｒｓ，Ｌｓを出力する。具体的に説明すると、振動板１１ｃ，１２ｃが実線で示すように振動したときに、第１のマイク１１が図２（Ｂ）左図中の実線で示す信号を出力したとすると、第２のマイク１２は図２（Ｂ）右図中の実線で示す信号を出力する。また、振動板１１ｃ，１２ｃが破線で示すように振動したときに、第１のマイク１１は図２（Ｂ）左図中の破線で示す信号を出力し、第２のマイク１２は図２（Ｂ）右図中の破線で示す信号を出力する。
【００３５】
一方、ステレオマイクロフォン装置１０が搭載された電子機器に物体が接触すると、音響ノイズ及び振動ノイズからなるタッチノイズが生じる。電子機器に物体が接触することにより、例えば、振動が矢印Ａで示す方向に発生した場合には、振動板１１ｃ，１２ｃは、図２（Ｃ）実線又は破線で示すように同方向に振動し、第１のマイク１１及び第２のマイク１２は、互いに逆位相である振動ノイズＲｎ，Ｌｎを出力する。具体的に説明すると、振動板１１ｃ，１２ｃが実線で示すように振動したときに、第１のマイク１１が図２（Ｄ）左図中の実線で示す信号を出力したとすると、第２のマイク１２は図２（Ｄ）右図中の実線で示す信号を出力する。また、振動板１１ｃ，１２ｃが破線で示すように振動したときに、第１のマイク１１は図２（Ｄ）左図中の破線で示す信号を出力し、第２のマイク１２は図２（Ｄ）右図中の破線で示す信号を出力する。
【００３６】
なお、振動が矢印Ａと直交する矢印Ｂで示す方向に発生した場合には、振動板１１ｃ，１２ｃは振動せず、第１のマイク１１及び第２のマイク１２は信号を出力しない。
【００３７】
ここで、第１のマイク１１と第２のマイク１２との間隔（以下、マイク間隔という。）ｄと、第１のマイク１１によって出力される信号Ｒ（＝Ｒｓ＋Ｒｎ）と第２のマイク１２によって出力される信号Ｌ（＝Ｌｓ＋Ｌｎ）との間に生じる位相差及びレベル差との関係について説明する。
【００３８】
まず、マイク間隔ｄと信号Ｒ及び信号Ｌ間の位相差との関係について説明する。第１のマイク１１及び第２のマイク１２に対して、音源Ａによって出力された振幅ａの音波が入力するときに、音源Ａと第１のマイク１１や第２のマイク１２との距離がマイク間隔ｄよりも十分に大きいとすれば、音源Ａによって出力される音波は、図３に示すように、第１のマイク１１及び第２のマイク１２に対してそれぞれほぼ平行に入力すると考えられる。また、マイク間隔ｄが音源Ａによって出力される音波の波長λよりも十分に小さいとすれば、以下に示す式１及び式２が成立する。
【００３９】
信号Ｒ＝ａ・ｃｏｓ（ωｔ）・・・式１
信号Ｌ＝ａ・ｃｏｓ（ωｔ−φ）・・・式２
但し、ωは音声が空気中を進行するときの角速度を示し、φは第２のマイク１２及び音源Ａ間を結ぶ直線と当該直線に第１のマイク１１からおろした垂線とが交わる点ｃと、第２のマイク１２との距離を示す。すなわち、第１のマイク１１に入力される音声と第２のマイク１２に入力される音声との位相差は、φとなる。
【００４０】
したがって、第２のマイク１２によって出力された信号Ｌは、第１のマイク１１によって出力された信号Ｒと比較すると、マイク間隔ｄによる遅延分に基づいた位相差φだけずれた信号となる。
【００４１】
つぎに、マイク間隔ｄと信号Ｒ及び信号Ｌ間のレベル差との関係について説明する。音声は空気中を疎密波として伝播することが知られているが、音声のプラスの最大値（又はマイナスの最小値）を密とし、音声のマイナスの最小値（又はプラスの最大値）を疎とすると、ｄ＞λ／２のときには、第２のマイク１２に到達する音波は、第１のマイク１１の影になることでレベルが落ちて到達するために、第２のマイク１２によって出力される信号の振幅は第１のマイク１１によって出力される音声の振幅よりも小さくなる。
【００４２】
しかし、ｄ≦λ／２のときには、第２のマイク１２に入力される音声は、第１のマイク１１に入力される音声にほとんど影響されないために、第１のマイク１１によって出力される信号の振幅と第２のマイク１２によって出力される信号の振幅とは、ほぼ同じとなる。
【００４３】
一例として、マイク間隔ｄを１５ｍｍとすると、１５ｍｍを半周期とする周波数Ｆは、常温下では、以下の式３に示すとおりとなる。
【００４４】
周波数Ｆ≦空気中の音速／２ｄ＝３４０／２・１５＝１１ｋＨｚ・・・式３
【００４５】
したがって、マイク間隔ｄを１５ｍｍとしたときには、第１のマイク１１及び第２のマイク１２に到達する音波の周波数を１１ｋＨｚ以下に制限すれば、第１のマイク１１によって出力される信号Ｒの振幅と第２のマイク１２によって出力される信号Ｌの振幅とはほぼ同じとなり、信号Ｒと信号Ｌとの差は位相差φのみとなる。マイク間隔ｄが小さければこの位相差φによる影響も無視できる。
【００４６】
上記タッチノイズの帯域が周波数Ｆ以下になるようにマイク間隔ｄを決定すること、又はタッチノイズの帯域を制限することにより、第１のマイク１１及び第２のマイク１２は、常に振幅が等しい信号を出力する。
【００４７】
ノイズ低減処理部１７は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号を１／２倍にする第１の減衰器２１と、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号を１／２倍にする第２の減衰器２２と、第２の減衰器２２によって出力された信号から第１の減衰器２１によって出力された信号を減算する第１の加算器２３と、第１の加算器２３によって出力された信号から所定の帯域の信号を抽出するノイズ帯域抽出部２４と、第１のＡ／Ｄ変換器１５から信号が供給される第１の遅延器２５と、第２のＡ／Ｄ変換器１６から信号が供給される第２の遅延器２６と、ノイズ帯域抽出部２４によって出力された信号と第１の遅延器２５によって出力された信号とを加算して有指向性演算処理部１８に供給する第２の加算器２７と、ノイズ帯域抽出部２４によって出力された信号を第１の遅延器２５によって出力された信号から減算して有指向性演算処理部１８に供給する第３の加算器２８とを備える。
【００４８】
ノイズ帯域抽出部２４は、ＬＰＦ（Low Pass Filter）やＢＰＦ（Band Pass Filter）などによって構成される。タッチノイズは、第１のマイク１１及び第２のマイク１２によって出力された信号の比較的低域に集中して生じる（以下、タッチノイズが生じる帯域をタッチノイズ帯域という。）。ノイズ帯域抽出部２４は、音声信号からタッチノイズ帯域の信号を抽出して出力する。ノイズ帯域抽出部２４が備えられることにより、ステレオマイクロフォン装置１０は、タッチノイズを効率よく低減することができる。
【００４９】
なお、マイクロフォン装置１０は、ノイズ帯域抽出部２４を備えなくてもよい。ノイズ帯域抽出部２４を備えないときには、ノイズ低減処理部１７は、タッチノイズ帯域以外の帯域に発生したノイズも低減することができる。
【００５０】
第１の遅延器２５は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号が第２の加算器２７に供給されるタイミングを制御する。詳述すると、先ず、第１のＡ／Ｄ変換器１５が、信号を出力して第１の遅延器２５と第１の減衰器２１とに供給する。次に、第１の遅延器２５は、第１の減衰器２１に供給された信号が第１の加算器２３及びノイズ帯域抽出部２４を介して第２の加算器２７に供給されるまで、供給された信号を保持する。そして、第１の遅延器２５は、ノイズ帯域抽出部２４から第２の加算器２７に信号が供給されるタイミングと同じタイミングで、保持している信号を第２の加算器２７に供給する。
【００５１】
第２の遅延器２６は、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号が第３の加算器２８の＋端子に供給されるタイミングを制御する。詳述すると、先ず、第２のＡ／Ｄ変換器１６が、信号を出力して第２の遅延器２６と第２の減衰器２２とに供給する。次に、第２の遅延器２６は、第２の減衰器２２に供給された信号が第１の加算器２３及びノイズ帯域抽出部２４を介して第３の加算器２８の−端子に供給されるまで、供給された信号を保持する。そして、第２の遅延器２６は、ノイズ帯域抽出部２４から第３の加算器２８の−端子に信号が供給されるタイミングと同じタイミングで、保持している信号を第３の加算器２８の＋端子に供給する。
【００５２】
ノイズ低減処理部１７は、以下に説明する演算を行う。
【００５３】
まず、第１の減衰器２１は、第１のＡ／Ｄ変換器１５から出力されたＲｓ＋Ｒｎを１／２倍して１／２（Ｒｓ＋Ｒｎ）とする。
【００５４】
また、第２の減衰器２２は、第２のＡ／Ｄ変換器１６から出力されたＬｓ＋Ｌｎを１／２倍して１／２（Ｌｓ＋Ｌｎ）とする。
【００５５】
次に、第１の加算器２３は、以下に示す演算１を行う。なお、ＬｓとＲｓとは、ほぼ同じ振幅であり且つ同位相であるため、Ｌｓ−Ｒｓ＝０とすることができる。
【００５６】
１／２（Ｌｓ＋Ｌｎ）−１／２（Ｒｓ＋Ｒｎ）
＝１／２（Ｌｓ−Ｒｓ）＋１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）
＝１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）・・・演算１
【００５７】
次に、第２の加算器２７は、以下に示す演算２を行う。なお、ＬｎとＲｎとは、ほぼ同じ振幅であり且つ逆位相であるため、Ｌｎ＋Ｒｎ＝０とすることができる。
【００５８】
（Ｒｓ＋Ｒｎ）＋１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）
＝Ｒｓ＋１／２Ｌｎ＋Ｒｎ−１／２Ｒｎ
＝Ｒｓ＋１／２（Ｌｎ＋Ｒｎ）
＝Ｒｓ・・・演算２
【００５９】
また、第３の加算器２８は、以下に示す演算３を行う。
【００６０】
（Ｌｓ＋Ｌｎ）−１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）
＝Ｌｓ＋Ｌｎ−１／２Ｌｎ＋１／２Ｒｎ
＝Ｌｓ＋１／２（Ｌｎ＋Ｒｎ）
＝Ｌｓ・・・演算３
【００６１】
なお、本実施の形態では、ノイズ帯域抽出部２４が備えられているために、演算２及び演算３はノイズ帯域のみで行われているが、ノイズ帯域抽出部２４が備えられていないときには、演算２及び演算３は音声信号の全帯域に亘って行われる。
【００６２】
つぎに、ステレオマイクロフォン装置１０の動作について説明する。
【００６３】
先ず、音声が入力されると、第１のマイク１１、第２のマイク１２が、入力された音声を電気信号に変換して出力する。第１のマイク１１の出力Ｒｓ＋Ｒｎは、第１のアンプ１３に供給され、第２のマイク１２の出力Ｌｓ＋Ｌｎは、第２のアンプ１４に供給される。
【００６４】
次に、第１のアンプ１３が、第１のマイク１１によって供給された信号を増幅して第１のＡ／Ｄ変換器１５に供給する。また、第２のアンプ１４が、第２のマイク１２によって供給された信号を増幅して第２のＡ／Ｄ変換器１６に供給する。
【００６５】
次に、第１のＡ／Ｄ変換器１５が、第１のアンプ１３によって供給された信号をＡ／Ｄ変換して第１の減衰器２１及び第１の遅延器２５に供給する。また、第２のＡ／Ｄ変換器１６が、第２のアンプ１４によって供給された信号をＡ／Ｄ変換して第２の減衰器２２及び第２の遅延器２６に供給する。
【００６６】
次に、第１の減衰器２１が、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって供給された信号を１／２倍して１／２（Ｒｓ＋Ｒｎ）を生成し、第１の加算器２３の−端子に供給する。また、第２の減衰器２２が、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって供給された信号を１／２倍して１／２（Ｌｓ＋Ｌｎ）を生成し、第１の加算器２３の＋端子に供給する。
【００６７】
次に、第１の加算器２３が、演算１を行って１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）を生成し、ノイズ帯域抽出部２４に供給する。
【００６８】
次に、ノイズ帯域抽出部２４が、第１の加算器２３によって供給された信号からタッチノイズの帯域の信号を抽出し、第２の加算器２７と第３の加算器２８の−端子とに供給する。
【００６９】
一方、第１の遅延器２５は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって供給された信号を、ノイズ帯域抽出部２４が第２の加算器２７に信号を供給するタイミングと同じタイミングで、第２の加算器２７に供給する。また、第２の遅延器２６は、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって供給された信号を、ノイズ帯域抽出部２４が第３の加算器２８の−端子に信号を供給するタイミングと同じタイミングで、第３の加算器２８の＋端子に供給する。
【００７０】
次に、第２の加算器２７は、演算２を行って振動ノイズＲｎが除去された信号Ｒｓを生成し、有指向性演算処理部１８に供給する。また、第３の加算器２８は、演算３を行って振動ノイズＬｎが除去された信号Ｌｓを生成し、有指向性演算処理部１８に供給する。
【００７１】
最後に、有指向性演算処理部１８が、信号Ｒｓに対して演算を行って右チャンネル用の音声信号を生成して出力するとともに、信号Ｌｓに対して演算を行って左チャンネル用の音声信号を生成して出力する。
【００７２】
以上説明したように、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０は、第１のマイク１１及び第２のマイク１２が、受音面がそれぞれ対向するように配置されている。したがって、音声信号Ｒｓと音声信号Ｌｓとは同位相となり、振動ノイズＲｎと振動ノイズＬｎとは逆位相となる。すなわち、音声信号Ｒｓと音声信号Ｌｓとは減算するとほぼ０になり、振動ノイズＲｎと振動ノイズＬｎとは加算するとほぼ０になる。
【００７３】
本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０に備えられたノイズ低減処理部１７は、以上説明した回路構成とされることにより、演算１，２，３を実行でき、音声信号Ｒｓと音声信号Ｌｓとの関係や、振動ノイズＲｎと振動ノイズＬｎとの関係を利用して、振動ノイズＲｎが除去された音声信号Ｒｓと、振動ノイズＬｎが除去された音声信号Ｌｓとを生成して出力する。
【００７４】
すなわち、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０は、備えられているマイクが２つであるにも拘わらず、ノイズが低減された右チャンネル用の音声と左チャンネル用の音声とを出力することが可能となる。したがって、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０は、右チャンネル用の音声と同時に出力されるノイズと、左チャンネル用の音声と同時に出力されるノイズとを低減することが可能であり、且つ小型化が容易なものとなる。
【００７５】
また、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０をビデオカメラなどの電子機器に搭載すると、搭載した電子機器は、右チャンネル用の音声と同時に出力されるノイズと、左チャンネル用の音声と同時に出力されるノイズとを低減することが可能であり、且つ小型化が容易なものとなる。
【００７６】
さらに、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０は、有指向性演算処理部１８を増大させることや、新たなＡ／Ｄ変換器などを取り付けることなく、ノイズを十分に低減することができる。したがって、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０は、第１のマイク１１及び第２のマイク１２によって音声と同時に出力されるノイズを、回路規模を増大させることなく、低コストで十分に低減できる。
【００７７】
また、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０は、ノイズ低減処理部１７が、演算１を行うことによって、第１のマイク１１によって出力された信号Ｒｓ＋Ｒｎと第２のマイク１２によって出力された信号Ｌｓ＋Ｌｎとから１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）を生成している。１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）は、振動ノイズＬｎと同一であり、振動ノイズＲｎと逆位相で且つ同一レベルである。そして、信号Ｌｓ＋Ｌｎから１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）を減算することで、信号Ｌｓを生成し、信号Ｒｓ＋Ｒｎと１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）とを加算することで信号Ｒｓを生成している。すなわち、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０は、振動ピックアップ用マイクを備えることなく、振動ノイズＲｎ，Ｌｎを抽出して第１のマイク１１及び第２のマイク１２によって出力される信号から減算する演算と、同一の演算を行うことができる。したがって、振動ピックアップ用マイクに音声が入力されてノイズが精度良く低減できなくなるという問題点を回避することができる。また、振動ピックアップを備えることによって小型化やコストダウンが困難となることなどを回避できる。
【００７８】
なお、第１のマイク１１と、第２のマイク１２とは、受音面が互いに１８０°異なる方向を向くように配置されれば良いので、例えば、図４に示すように、受音面を外側に向けるように配置しても良い。また、第１のマイク１１と第２のマイク１２とは、同軸上に配置しなくても良い。
【００７９】
ところで、ステレオマイクロフォン装置１０に備えられた第１のマイク１１と第２のマイク１２とは、製造時のばらつきなどにより、同一の音声が入力されたときに出力される信号のレベルが同一ではなくなることがある。また、第１のアンプ１３と第２のアンプ１４とは、外付け抵抗などの定数がばらつくことなどにより、同一のレベルの信号が入力されたときに出力される信号のレベルが同一ではなくなることがある。さらに、第１のＡ／Ｄ変換器１５と第２のＡ／Ｄ変換器１６とについても、同一のレベルの信号が入力されたときに出力される信号のレベルが同一ではなくなることがある。
【００８０】
すなわち、ステレオマイクロフォン装置１０では、第１のマイク１１、第１のアンプ１３、第１のＡ／Ｄ変換器１５の特性と、第２のマイク１２、第２のアンプ１４、第２のＡ／Ｄ変換器１６の特性との間にばらつきが生じることから、同一の音声が第１のマイク１１と第２のマイク１２とに入力されたときに、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力される信号のレベルと、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力される信号のレベルとが、異なる場合が生じる。
【００８１】
したがって、ステレオマイクロフォン装置１０には、図５に示すように、第１のＡ／Ｄ変換器１５及び第２のＡ／Ｄ変換器１６とノイズ低減処理部１７との間にレベル調整部３０が備えられることが好ましい。以下では、レベル調整部３０について説明する。
【００８２】
レベル調整部３０は、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号が供給されるレベル変化部３１と、レベル変化部３１によって出力される信号と第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力される信号とに基づいてレベル制御信号を生成し、生成したレベル制御信号をレベル変化部３１に供給するレベル差検出部３２とが備えられている。
【００８３】
レベル変化部３１は、レベル差検出部３２によって供給されるレベル制御信号に基づいて第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号を増幅又は減衰して出力し、ノイズ低減処理部１７とレベル差検出部３２とに供給する。レベル変化部３１は、レベル差検出部３２によって供給されるレベル制御信号に基づいて、自身が出力する信号のレベルが第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力される信号のレベルと同一となるまで増幅率又は減衰率を変えながら、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号を増幅又は減衰して出力する。
【００８４】
レベル差検出部３２は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号のレベルと、レベル変化部３１によって出力された信号のレベルとを比較し、比較した結果からレベル制御信号を生成してレベル変化部３１に供給する。
【００８５】
具体的に説明すると、本実施の形態のレベル差検出部３２は、図６に示すように、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力される信号から高周波数の信号を除去する第１のＬＰＦ３３と、第１のＬＰＦ３３によって出力された信号を絶対値化する第１の絶対値化部３４と、第１の絶対値化部３４によって出力された信号のピークを検波する第１のピーク検波部３５と、レベル変化部３１によって供給される信号のうち低域の信号を出力する第２のＬＰＦ３６と、第２のＬＰＦ３６によって出力された信号を絶対値化する第２の絶対値化部３７と、第２の絶対値化部３７によって出力された信号のピークを検波する第２のピーク検波部３８と、第１のピーク検波部３５によって出力された信号から第２のピーク検波部３８によって出力された信号を減算する加算器３９と、加算器３９によって出力された信号の符号を検出し、検出した結果を示す信号を出力する符号検出部４０と、符号検出部４０によって出力された信号に基づいてレベル制御信号を生成する信号生成部４１とを備える。
【００８６】
第１のＬＰＦ３３及び第２のＬＰＦ３６は、式３に示したマイク間隔ｄに依存する周波数Ｆに対して十分に低い帯域の信号を抽出するために挿入されている。これにより、第１のＬＰＦ３３によって出力された信号の振幅と第２のＬＰＦ３６によって出力された信号の振幅とは、第１のマイク１１、第１のアンプ１３、第１のＡ／Ｄ変換器１５の特性と、第２のマイク１２、第２のアンプ１４、第２のＡ／Ｄ変換器１６の特性との間にばらつきに起因した差を除けば等しくなる。
【００８７】
第１及び第２のピーク検波部３５，３８は、第１及び第２の絶対値化部３４，３７によって出力された信号のピークを検波する。
【００８８】
ここで、ピーク検波について詳述する。先ず、第１のＬＰＦ３３によって出力された信号Ｒは図７（Ａ）左図に示す波形になり、第２のＬＰＦ３６によって出力された信号Ｌは図７（Ｂ）左図に示す波形になる。そして、第１の絶対値化部３４によって出力された信号Ｒは図７（Ａ）右図の実線で示す波形となり、第２の絶対値化部３７によって出力された信号Ｌは図７（Ｂ）右図の実線で示す波形となる。さらに、第１のピーク検波部３５によって出力された信号Ｒは図７（Ａ）右図の破線で示す波形になり、第２のピーク検波部３８によって出力された信号Ｌは図７（Ｂ）右図の破線示す波形になる。
【００８９】
以上説明した処理を行い、時間Ｔにおいて信号Ｒのレベルと信号Ｌのレベルとを比較すると、信号Ｒと信号Ｌとの間にマイク間隔ｄに依存する遅延Ｔｄが生じているときにも、絶対値化後にはレベル差が存在するものの、ピーク検波後にはほとんどレベル差が生じないことがわかる。したがって、ピーク検波後のレベル差は、第１のマイク１１、第１のアンプ１３、第１のＡ／Ｄ変換器１５の特性と、第２のマイク１２、第２のアンプ１４、第２のＡ／Ｄ変換器１６の特性との違いに起因するものがほとんどとなる。
【００９０】
加算器３９は、第１のピーク検波部３５によって出力された信号のレベルから、第２のピーク検波部３８によって出力された信号のレベルを減算する。したがって、加算器３９が出力する信号の符号は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号のレベルが第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号のレベルより大きいときには正となり、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号のレベルが第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号のレベルより小さいときには負となり、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号のレベルと第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号のレベルとが同じであるときには０となる。
【００９１】
信号生成部４１は、符号検出部４０によって供給された信号に基づいて、レベル変化部３１によって出力される信号のレベルが、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力される信号のレベルと同じとなるように、レベル変化部３１に対してレベル制御信号を供給する。本実施の形態では、信号生成部４１はアップダウンカウンタによって構成される。
【００９２】
信号生成部４１によるレベル制御信号の生成について詳述すると、図８に示すように、先ず、ステップＳ１で符号検出部４０へ演算器３９から信号が供給される。
【００９３】
次に、ステップＳ２で、符号検出部４０が供給された信号が正であるか否かを判断する。符号が正でないときにはステップＳ３に進み、正であるときにはステップＳ４に進む。
【００９４】
次に、ステップＳ３で、符号検出部４０で供給された信号が負であるか否かを判断する。符号が負であるときにはステップＳ５に進み、負でないときにはステップＳ６に進む。
【００９５】
そして、ステップＳ４では、信号生成部４１がアップダウンカウンタをアップカウントしてステップＳ７へ進む。また、ステップＳ５では、信号生成部４１がアップダウンカウンタをダウンカウントしてステップＳ７へ進む。さらに、ステップＳ６では、信号生成部４１がアップダウンカウンタの値をホールドしてステップＳ７へ進む。
【００９６】
最後に、ステップＳ７で、信号生成部４１がアップダウンカウンタの値に応じた制御信号を生成し、出力する。
【００９７】
以上説明したように、ステレオマイクロフォン装置１０は、レベル調整部３０を備えることにより、第１のマイク１１、第１のアンプ１３、第１のＡ／Ｄ変換器１５の特性と、第２のマイク１２、第２のアンプ１４、第３のＡ／Ｄ変換器１６の特性との差に関わりなく、同一の音声が第１のマイク１１と第２のマイク１２とに入力されたときに、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力される信号のレベルと、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力される信号のレベルとの差を例えば０．３ｄＢ程度に抑えることが可能となる。
【００９８】
したがって、ステレオマイクロフォン装置１０は、レベル調整部３０を備えることにより、演算１，２，３の演算精度を向上させることが可能となり、ノイズの低減を精度良く行うことが可能となる。
【００９９】
第２の実施の形態
つぎに、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【０１００】
図９に示すように、本実施の形態のステレオマイクロフォン装置５０は、ノイズ低減処理部１７の代わりにノイズ低減処理部５１を備えている以外は、第１の実施の形態のステレオマイクロフォン装置１０と同一の構成とされている。したがって、本実施の形態ではノイズ低減処理部５１についてのみ説明し、他の部位については同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０１】
ノイズ低減処理部５１は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号からタッチノイズ帯域の信号を抽出する第１のノイズ帯域抽出部５２と、第１のノイズ帯域抽出部５２によって出力された信号を１／２倍にする第１の減衰器５３と、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号からタッチノイズ帯域の信号を抽出する第２のノイズ帯域抽出部５４と、第２のノイズ帯域抽出部５４によって出力された信号を１／２倍にする第２の減衰器５５と、第１の減衰器５３によって出力された信号と第２の減衰器５５によって出力された信号とを加算する第１の加算器５６と、第１のノイズ帯域抽出部５２によって出力された信号から第１の加算器５６によって出力された信号を減算する第２の加算器５７と、第２のノイズ帯域抽出部５４によって出力された信号から第１の加算器５６によって出力された信号を減算する第３の加算器５８とを備える。
【０１０２】
また、ノイズ低減処理部５１は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号及び第２の加算器５７によって出力された信号が供給される第１の適応型ノイズ低減装置（Adaptive Noise Cancellar；以下、ＡＮＣという。）６０と、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号及び第３の加算器５８によって出力された信号が供給される第２のＡＮＣ６１とを備える。第１のＡＮＣ６０からの出力された信号と第２のＡＮＣ６１によって出力された信号とは、有指向性演算処理部１８に供給される。
【０１０３】
なお、マイクロフォン装置５０は、第１のノイズ帯域抽出部５２及び第２のノイズ帯域抽出部５４を備えなくてもよい。第１のノイズ帯域抽出部５２及び第２のノイズ帯域抽出部５２を備えないときには、タッチノイズ帯域以外の帯域に発生したノイズも低減することができる。
【０１０４】
ノイズ低減処理部５１は、以下に説明する演算を行う。
【０１０５】
まず、第１の減衰器５３は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって供給された信号Ｒｓ＋Ｒｎを１／２倍することで１／２（Ｒｓ＋Ｒｎ）とする。
【０１０６】
また、第２の減衰器５５は、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって供給された信号Ｌｓ＋Ｌｎを１／２倍することで１／２（Ｌｓ＋Ｌｎ）とする。
【０１０７】
次に、第１の加算器５６は、以下に示す演算１１を行う。
【０１０８】
１／２（Ｒｓ＋Ｒｎ）＋１／２（Ｌｓ＋Ｌｎ）
＝１／２（Ｒｓ＋Ｌｓ）＋１／２（Ｒｎ＋Ｌｎ）
＝１／２（Ｒｓ＋Ｌｓ）＝Ｒｓ＝Ｌｓ・・・演算１１
【０１０９】
次に、第２の加算器５７は、以下に示す演算１２を行う。
【０１１０】
（Ｒｓ＋Ｒｎ）−Ｒｓ＝Ｒｎ・・・演算１２
【０１１１】
また、第３の加算器５８は、以下に示す演算１３を行う。
【０１１２】
（Ｌｓ＋Ｌｎ）−Ｌｓ＝Ｌｎ・・・演算１３
【０１１３】
なお、本実施の形態では、第１のノイズ帯域抽出部５２及び第２のノイズ帯域抽出部５４が備えられているために、演算１１、演算１２、演算１３はノイズ帯域のみで行われているが、第１のノイズ帯域抽出部５２及び第２のノイズ帯域抽出部５４が備えられていないときには、演算１１、演算１２、演算１３は、音声信号の全帯域に亘って行われる。
【０１１４】
すなわち、第１のＡＮＣ６０には信号Ｒｓ＋Ｒｎと振動ノイズＲｎとが供給され、第２のＡＮＣ６１にはＬｓ＋Ｌｎと振動ノイズＬｎとが供給される。
【０１１５】
第１のＡＮＣ６０は、信号Ｒｓ＋Ｒｎ及び振動ノイズＲｎに対してさらに演算を施してノイズが低減された右チャンネル用の信号を生成し、第２のＡＮＣ６１は、信号Ｌｓ＋Ｌｎ及び振動ノイズＬｎに対してさらに演算を施してノイズが低減された左チャンネル用の信号を生成する。なお、第１のＡＮＣ６０及び第２のＡＮＣ６１で行われる演算については、詳細を後述する。
【０１１６】
以下では、第１のＡＮＣ６０について詳細に説明する。
【０１１７】
第１のＡＮＣ６０は、第１のＡ／Ｄ変換器１５から信号が供給される第１の遅延器６２と、第２の加算器５７によって出力された振動ノイズＲｎを適応的に制御する第１の適応フィルタ６３と、第１の遅延器６２によって出力された信号から第１の適応フィルタ６３によって出力された信号を減算し、減算した結果を有指向性演算処理部１８及び第１の適応フィルタ６３に供給する第４の加算器６４とを備える。
【０１１８】
第１の遅延器６２は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号が第４の加算器６４の＋端子に供給されるタイミングを制御する。詳述すると、第１のＡ／Ｄ変換器１５は、信号を出力して第１の遅延器６２と第１のノイズ帯域抽出部５２とに供給する。第１の遅延器６２は、第１のノイズ帯域抽出部５２に供給された信号が、第１の減衰器５３、第１の加算器５６、第２の加算器５７、第１の適応フィルタ６３を介して第４の加算器６４の−端子に供給されるまで、供給された信号を保持する。そして、第１の遅延器６２は、第１の適応フィルタ６３から第４の加算器６４の−端子に信号が供給されるタイミングと同じタイミングで、保持している信号を第４の加算器６４の＋端子に供給する。
【０１１９】
第１の適応フィルタ６３は、第２の加算器５７によって出力される振動ノイズＲｎ（以下、参照信号Ｘ０ともいう。）と第４の加算器６４によって出力された信号（以下、残差信号Ｅともいう。）とに基づいて、振動ノイズＲｎに対して適応フィルタ処理を施し、振動ノイズＲｎに対して相関性が高い擬似ノイズ信号Ｙ１を生成して出力する。なお、第１の適応フィルタ６３については、詳細を後述する。
【０１２０】
第４の加算器６４は、第１の遅延器６２によって供給された信号Ｒｓ＋Ｒｎから、振動ノイズＲｎに対して相関性が高い擬似ノイズ信号Ｙ１を減算することで、振動ノイズＲｎと音響ノイズとが除去された信号Ｒ’を生成する。
【０１２１】
以下では、第１の適応フィルタ６３について詳細に説明する。
【０１２２】
図１０に示すように、第１の適応フィルタ６３は、入力された参照信号Ｘ０に演算を施すことにより擬似ノイズ信号Ｙ１を生成して出力するＦＩＲフィルタ７１と、入力された参照信号Ｘ０及び残差信号ＥからＦＩＲフィルタ７１での演算で使用される係数を算出するＬＭＳ回路７２とを備えている。
【０１２３】
ＦＩＲフィルタ７１は、入力された信号を遅延させて出力するｍ（但し、ｍは２以上の整数。）個の遅延器７３−１，７３−２，・・・７３−ｍと、参照信号Ｘ０及び各遅延器７３−１〜７３−ｍが出力した信号に対してＬＭＳ回路７２によって算出された係数を乗算するｍ＋１個の乗算器７４−０，７４−１，・・・７４−ｍと、各乗算器７４−０〜７４−ｍによって出力された信号を加算して、参照信号Ｘ０と相関性の高い擬似ノイズ信号Ｙ１を生成して出力する加算器７５とを備える。
【０１２４】
遅延器７３−２〜７３−ｍは、１つ前に備えられた遅延器によって出力された信号を保持し、単位サンプリング時間だけ遅延させて出力する。すなわち、遅延器７３−ｈ（但し、ｈは２以上ｍ以下の自然数。）は、遅延器７３−（ｈ−１）が出力した信号を保持し、遅延させて出力する。また、遅延器７３−１は、参照信号Ｘ０を保持し、単位サンプリング時間だけ遅延させて出力する。
【０１２５】
したがって、参照信号をＸ０とし、各遅延器７３−１〜７３−ｍによって出力された信号をＸ１，Ｘ２，・・・Ｘｍとし、各乗算器７４−０〜７４−ｍの係数をＷ０，Ｗ１，・・・Ｗｍとすると、加算器７５からの出力される擬似ノイズ信号Ｙ１は、以下の演算２１で示すような畳み込み演算によって算出される。
【０１２６】
【数１】
【０１２７】
ＬＭＳ回路７２は、ＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムに従って、参照信号Ｘ０及び残差信号Ｅから係数Ｗ０，Ｗ１，・・・Ｗｍを算出する。具体的に説明すると、以下の演算２２を行うことにより、係数Ｗ０，Ｗ１，・・・Ｗｍを算出する。
【０１２８】
【数２】
【０１２９】
但し、ｋ（但し、ｋは整数。）はサンプリング時間経過を示している。すなわち、ｋサンプリング目の係数Ｗｋが現在の係数であるとすれば、Ｗｋ−１はｋ−１サンプリング目、つまり１サンプリング過去の係数を示している。また、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，ステップサイズ）である。
【０１３０】
ＬＭＳ回路７２は、演算２１を行うことにより、参照信号Ｘ０と相関性の高い擬似ノイズ信号Ｙ１を生成し、第４の加算器６４によって出力された信号に含まれる振動ノイズＲｎと相関性の高い信号を、最小とする。
【０１３１】
なお、第１の適応フィルタ６３で使用されるアルゴリズムはＬＭＳアルゴリズムに限定されない。しかし、比較的収束スピードが速く、演算規模が小さいことから、ＬＭＳアルゴリズムが多く使用される。
【０１３２】
なお、ＬＭＳ回路７２での演算は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）及びデジタルＬＳＩ（Large Scale Integration）によるハードウェアや、マイクロコンピュータによるソフトウェアで処理可能である。
【０１３３】
なお、第２のＡＮＣ６１は、第２の遅延器８１と、第２の適応フィルタ８２と、第５の加算器８３とを備えており、第２の遅延器８１は第１の遅延器６２に相当し、第２の適応フィルタ８２は第１の適応フィルタ６３に適応し、第５の加算器８３は第４の加算器６４に相当する。第２のＡＮＣ６１は、Ｒｎ，Ｒｓ＋Ｒｎの代わりにＬｎ，Ｌｓ＋Ｌｎが供給される以外は、第１のＡＮＣ６０と同じであり、擬似ノイズ信号Ｙ１の代わりに擬似ノイズ信号Ｙ２を出力する。したがって、第２のＡＮＣ６１については、詳細な説明を省略する。
【０１３４】
以下では、ステレオマイクロフォン装置５０の動作について説明する。なお、第１及び第２のＡ／Ｄ変換器１５，１６が供給された信号をＡ／Ｄ変換するまでの動作は、ステレオマイクロフォン装置１０と同じであるので、説明を省略する。
【０１３５】
第１のＡ／Ｄ変換器１５は、Ａ／Ｄ変換した信号を、第１のノイズ帯域抽出部５２と第１の遅延器６２とに供給する。また、第２のＡ／Ｄ変換器１６は、Ａ／Ｄ変換した信号を、第２のノイズ帯域抽出部５４と第２の遅延器８１とに供給する。
【０１３６】
次に、第１のノイズ帯域抽出部５２が、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって供給された信号からタッチノイズ帯域の信号を抽出し、第１の減衰器５３に供給する。また、第２のノイズ帯域抽出部５４が、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって供給された信号からタッチノイズ帯域の信号を抽出し、第２の減衰器５５に供給する。
【０１３７】
次に、第１の減衰器５３が、第１のノイズ帯域抽出部５２によって供給された信号を１／２倍して１／２（Ｒｓ＋Ｒｎ）を生成し、第１の加算器５６に供給する。また、第２の減衰器５５が、第２のノイズ帯域抽出部５４によって供給された信号を１／２倍して１／２（Ｌｓ＋Ｌｎ）を生成し、第１の加算器５６に供給する。
【０１３８】
次に、第１の加算器５６が、演算１１を行って音声信号Ｒｓ（＝Ｌｓ）を生成し、第２の加算器５７の−端子と第３の加算器５８の−端子とに供給する。
【０１３９】
次に、第２の加算器５７が、演算１２を行って振動ノイズＲｎを生成し、第１の適応フィルタ６３に供給する。また、第３の加算器５８が、演算１３を行って振動ノイズＬｎを生成し、第２の適応フィルタ８２に供給する。
【０１４０】
次に、第１の適応フィルタ６３は、供給された振動ノイズＲｎから擬似ノイズ信号Ｙ１を生成して、第４の加算器６４の−端子に供給する。また、第２の適応フィルタ８２は、供給された振動ノイズＬｎから擬似ノイズ信号Ｙ２を生成して、第５の加算器８３の−端子に供給する。
【０１４１】
次に、第４の加算器６４は、第１の遅延器６２によって供給された信号から擬似ノイズ信号Ｙ１を減算することで、第１のマイク１１によって出力された信号Ｒｓ＋Ｒｎから振動ノイズＲｎと相関性が高い信号を減算した信号、すなわち、振動ノイズＲｎと音響ノイズとが除去された信号Ｒ’を生成する。信号Ｒ’は、有指向性演算処理部１８と第１の適応フィルタ６３とに供給される。また、第５の加算器８３は、第２の遅延器８１によって供給された信号から擬似ノイズ信号Ｙ２を減算することで、第２のマイク１２によって出力された信号Ｌｓ＋Ｌｎから振動ノイズＬｎと相関性が高い信号を減算した信号、すなわち、振動ノイズＬｎと音響ノイズとが除去された信号Ｌ’を生成する。信号Ｌ’は、有指向性演算処理部１８と第２の適応フィルタ８２とに供給される。
【０１４２】
最後に、有指向性演算処理部１８が、Ｒ’に対して演算を行って右チャンネル用の音声信号を生成して出力するとともに、Ｌ’に対して演算を行って左チャンネル用の音声信号を生成して出力する。
【０１４３】
以上説明したように、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置５０に備えられたノイズ低減処理部５１は、演算１１，１２，１３を行うことにより振動ノイズＲｎと振動ノイズＬｎとを生成する。そして、Ｒｎに対して適応フィルタ処理を施すことでＲｎに相関した擬似ノイズ信号Ｙ１を生成して、信号Ｒｓ＋Ｒｎから減算し、振動ノイズＲｎ及び音響ノイズが低減された音声信号Ｒ’を出力する。また、Ｌｎに対して適応フィルタ処理を施すことでＬｎに相関した擬似ノイズ信号Ｙ２を生成して、信号Ｌｓ＋Ｌｎから減算し、振動ノイズＬｎ及び音響ノイズが低減された音声信号Ｌ’を出力する。
【０１４４】
したがって、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置５０は、備えられているマイクが２つであるにも拘わらず、振動ノイズＲｎ，Ｌｎ及び音響ノイズが低減された２チャンネル分の音声を出力することが可能となる。
【０１４５】
また、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置５０は、第１の適応フィルタ６３が、第１のマイク１１によって出力された信号Ｒｓ＋Ｒｎに含まれるノイズに近似した擬似ノイズ信号Ｙ１を生成し、第２の適応フィルタ８２が、第２のマイク１２によって出力された信号Ｌｓ＋Ｌｎに含まれるノイズに近似した擬似ノイズ信号Ｙ２を生成する。
【０１４６】
すなわち、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置５０は、信号Ｒｓ＋Ｒｎと信号Ｌｓ＋Ｌｎとをそれぞれ独立した適応フィルタで処理するため、例えば、信号Ｒｓ＋Ｒｎに含まれるノイズと信号Ｌｓ＋Ｌｎに含まれるノイズとの間に位相差やレベル差があるときにも、ノイズを精度良く低減することができる。
【０１４７】
なお、ステレオマイクロフォン装置５０についても、第１のＡ／Ｄ変換器１５及び第２びＡ／Ｄ変換器１６とノイズ低減処理部１７との間にレベル調整部３０を備えることが好ましい。ステレオマイクロフォン装置５０は、レベル調整部３０を備えることにより、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力される信号のレベルと、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力される信号のレベルとの差を抑えることが可能となるために、演算１１，１２，１３の演算精度を向上させることが可能となり、ノイズの低減を精度良く行うことが可能となる。
【０１４８】
なお、第１の実施の形態では、振動ノイズＬｎ，Ｒｎのみ低減を行うが、第２の実施の形態では、これに加えて信号Ｌｓ，Ｒｓに含まれており、振動ノイズＬｎ，Ｒｎと相関性がある音響ノイズも同時に低減することに特徴がある。
【０１４９】
第３の実施の形態
つぎに、本発明の第３の実施の形態について、詳細に説明する。
【０１５０】
図１１に示すように、本実施の形態のステレオマイクロフォン装置１００は、ノイズ低減処理部５１の代わりにノイズ低減処理部１０１を備える以外は、第１の実施の形態のステレオマイクロフォン装置１０と同一の構成とされている。したがって、本実施の形態のステレオマイクロフォン装置１００については、ノイズ低減処理部１０１についてのみ説明し、他の部位については、同一の符号を付して説明を省略する。また、第２の実施の形態のステレオマイクロフォン装置５０と同一の部位についても、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１５１】
ノイズ低減処理部１０１は、第１のノイズ帯域抽出部５２によって出力された信号を１／２倍にする第３の減衰器１０２と、第２のノイズ帯域抽出部５４によって出力された信号を１／２倍にする第４の減衰器１０３と、第４の減衰器１０３によって出力された信号から第３の減衰器１０２によって出力された信号を減算する第６の加算器１０４と、第１のＡ／Ｄ変換器１５から信号が供給される第３の遅延器１０５と、第６の加算器１０４によって出力された信号と第３の遅延器１０５によって出力された信号とを加算する第７の加算器１０６と、第２のＡ／Ｄ変換器１６から信号が供給される第４の遅延器１０７と、第４の遅延器１０７によって出力される信号から第６の加算器１０４によって出力された信号を減算する第８の加算器１０８とを備える。
【０１５２】
第３の遅延器１０５は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号が第７の加算器１０６に供給されるタイミングを制御する。詳述すると、先ず、第１のＡ／Ｄ変換器１５が、信号を出力して第３の遅延器１０５と第１のノイズ帯域抽出部５２とに供給する。次に、第３の遅延器１０５は、第１のノイズ帯域抽出部５２に供給された信号が、第３の減衰器１０２、第６の加算器１０４を介して第７の加算器１０６に供給されるまで、供給された信号を保持する。そして、第３の遅延器１０５は、第６の加算器１０４から第７の加算器１０６に信号が供給されるタイミングと同じタイミングで、保持している信号を第７の加算器１０６に供給する。
【０１５３】
第４の遅延器１０７は、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号が第８の加算器１０８の＋端子に供給されるタイミングを制御する。詳述すると、先ず、第２のＡ／Ｄ変換器１６が、信号を出力して第４の遅延器１０７と第２のノイズ帯域抽出部５４とに供給する。次に、第４の遅延器１０７は、第２のノイズ帯域抽出部５４に供給された信号が、第４の減衰器１０３、第６の加算器１０４を介して第８の加算器１０８の−端子に供給されるまで、供給された信号を保持する。そして、第４の遅延器１０７は、第６の加算器１０４から第８の加算器１０８へ信号が供給されるタイミングと同じタイミングで、保持している信号を第８の加算器１０８の＋端子に供給する。
【０１５４】
ノイズ低減処理部１０１では、第３及び第４の減衰器１０２，１０３と第６の加算器１０４とが演算１を行い、第７の加算器１０６が演算２を行い、第８の加算器１０８が演算３を行うことで、振動ノイズＲｎ，Ｌｎが除去された信号Ｒｓ，Ｌｓを生成し、信号Ｒｓを第１のＡＮＣ６０に備えられた第１の遅延器６２に供給するとともに、信号Ｌｓを第２のＡＮＣ６１に備えられた第２の遅延器８１に供給する。
【０１５５】
以下では、ステレオマイクロフォン装置１００の動作について説明する。なお、第１及び第２のＡ／Ｄ変換器１５，１６が供給された信号をＡ／Ｄ変換するまでの動作は、ステレオマイクロフォン装置１０と同じであるので、説明を省略する。
【０１５６】
第１のＡ／Ｄ変換器１５は、Ａ／Ｄ変換した信号を、第１のノイズ帯域抽出部５２と第３の遅延器１０５とに供給する。また、第２のＡ／Ｄ変換器１６は、Ａ／Ｄ変換した信号を、第２のノイズ帯域抽出部５４と第４の遅延器１０７とに供給する。
【０１５７】
次に、第１のノイズ帯域抽出部５２が、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって供給された信号からタッチノイズ帯域の信号を抽出し、第１の減衰器５３、第２の加算器５７の＋端子、及び第３の減衰器１０２に供給する。また、第２のノイズ帯域抽出部５４が、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって供給された信号からタッチノイズ帯域の信号を抽出し、第２の減衰器５５、第３の加算器５８の＋端子、及び第４の減衰器１０３に供給する。
【０１５８】
次に、第１の減衰器５３が、第１のノイズ帯域抽出部５２によって供給された信号を１／２倍して１／２（Ｒｓ＋Ｒｎ）を生成し、第１の加算器５６に供給する。また、第２の減衰器５５が、第２のノイズ帯域抽出部５４によって供給された信号を１／２倍して１／２（Ｌｓ＋Ｌｎ）を生成し、第１の加算器５６に供給する。
【０１５９】
次に、第１の加算器５６が、演算１１を行ってＲｓ（＝Ｌｓ）を生成し、第２の加算器５７の−端子と第３の加算器５８の−端子とに供給する。
【０１６０】
次に、第２の加算器５７が、演算１２を行って振動ノイズＲｎを生成し、第１の適応フィルタ６３に供給する。また、第３の加算器５８が、演算１３を行って振動ノイズＬｎを生成し、第２の適応フィルタ８２に供給する。
【０１６１】
次に、第１の適応フィルタ６３は、供給された振動ノイズＲｎから擬似ノイズ信号Ｙ１’を生成して、第４の加算器６４の−端子に供給する。また、第２の適応フィルタ８２は、供給された振動ノイズＬｎから擬似ノイズ信号Ｙ２’を生成して、第５の加算器８３の−端子に供給する。
【０１６２】
一方、第３の減衰器１０２は、第１のノイズ帯域抽出部５２によって供給された信号を１／２倍して１／２（Ｒｓ＋Ｒｎ）を生成し、第６の加算器１０４の−端子に供給する。また、第４の減衰器１０３は、第２のノイズ帯域抽出部５４によって供給された信号を１／２倍して１／２（Ｌｓ＋Ｌｎ）を生成し、第６の加算器１０４の＋端子に供給する。
【０１６３】
次に、第６の加算器１０４は、演算１を行って１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）を生成し、第７の加算器１０６と、第８の加算器１０８の−端子とに供給する。
【０１６４】
また、第３の遅延器１０５は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって供給された信号を、第６の加算器１０４が第７の加算器１０６に信号を供給するタイミングと同じタイミングで、第７の加算器１０６に供給する。また、第４の遅延器１０７は、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって供給された信号を、第６の加算器１０４が第８の加算器１０８の−端子に信号を供給するタイミングと同じタイミングで、第８の加算器１０８の＋端子供給する。
【０１６５】
次に、第７の加算器１０６は、演算２を行ってノイズが除去された音声信号Ｒｓを生成し、第１の遅延器６２に供給する。すなわち、第１のＡＮＣ回路６０に対して信号Ｒｓを供給する。
【０１６６】
また、第８の加算器１０８は、演算３を行ってノイズが除去された音声信号Ｌｓを生成し、第２の遅延器８１に供給する。すなわち、第２のＡＮＣ回路６１に対して信号Ｌｓを供給する。
【０１６７】
次に、第１の遅延器６２は信号Ｒｓを保持し、第１の適応フィルタ６３が第４の加算器６４の−端子に擬似ノイズ信号Ｙ１’を供給するのと同じタイミングで、保持している信号Ｒｓを第４の加算器６４の＋端子に供給する。また、第２の遅延器８１は信号Ｌｓを保持し、第２の適応フィルタ８２が第５の加算器８３の−端子に擬似ノイズ信号Ｙ２’を供給するのと同じタイミングで、保持している信号Ｌｓを第５の加算器８３の＋端子に供給する。
【０１６８】
次に、第４の加算器６４は、第１の遅延器６２によって供給された信号Ｒｓから擬似ノイズ信号Ｙ１’を減算することで、音声信号Ｒｓから振動ノイズＲｎと相関性が高い信号を減算した信号、すなわち、信号Ｒｓから音響ノイズが除去された信号Ｒ”を生成する。信号Ｒ”は、有指向性演算処理部１８と、第１の適応フィルタ６３とに供給される。また、第５の加算器８３は、第２の遅延器８１によって供給された信号Ｌｓから擬似ノイズ信号Ｙ２’を減算することで、信号Ｌｓから振動ノイズＬｎと相関性が高い信号を減算した信号、すなわち、信号Ｌｓから音響ノイズが除去された信号Ｌ”を生成する。信号Ｌ”は、有指向性演算処理部１８と、第２の適応フィルタ８２とに供給される。
【０１６９】
最後に、有指向性演算処理部１８が、信号Ｒ”に対して演算を行って右チャンネル用の音声信号を生成して出力するとともに、信号Ｌ”に対して演算を行って左チャンネル用の音声信号を生成して出力する。
【０１７０】
以上説明したように、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１００に備えられたノイズ低減処理部１０１は、第３の減衰器１０２、第４の減衰器１０３、第６の加算器１０４、第７の加算器１０６、第８の加算器１０８が演算１，２，３を行うことにより、振動ノイズＲｎ，Ｌｎが除去された信号Ｒｓ，Ｌｓを生成する。そして、第１の減衰器５３、第２の減衰器５５、第１の加算器５６、第２の加算器５７、第３の加算器５８が演算１１，１２，１３を行って振動ノイズＲｎ，Ｌｎを生成する。そして、Ｒｓ及びＲｎに基づいて第１のＡＮＣ６０が信号Ｒｓから音響ノイズが低減された信号Ｒ”を生成して出力し、Ｌｓ及びＬｎに基づいて第２のＡＮＣ６１が信号Ｌｓから音響ノイズが低減された信号Ｌ”を生成して出力する。
【０１７１】
したがって、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１００では、第１の適応フィルタ６３及び第２の適応フィルタ８２は、音響ノイズのみを低減するために適応制御処理を行うことが可能となるため、収束が容易となる。すなわち、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１００は、ノイズの低減効果が高いものとなる。
【０１７２】
なお、ステレオマイクロフォン装置１００についても、第１のＡ／Ｄ変換器１５及び第２びＡ／Ｄ変換器１６とノイズ低減処理部１０１との間にレベル調整部３０を備えることが好ましい。ステレオマイクロフォン装置１００は、レベル調整部３０を備えることにより、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力される信号のレベルと、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力される信号のレベルとの差を抑えることが可能となるために、１／２（Ｌｓ−Ｒｎ）を精度良く生成することや、振動ノイズＲｎ，Ｌｎを精度良く除去することが可能となり、ノイズの低減を精度良く行うことが可能となる。
【０１７３】
【発明の効果】
本発明に係るノイズ低減装置及び低減方法では、先ず、第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号を減算した信号の１／２倍のレベルである差信号を生成する。次に、第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と差信号とを加算して出力するとともに、第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から差信号を減算して出力する。
【０１７４】
また、本発明に係るノイズ低減装置及び低減方法では、先ず、第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号とを加算した信号の１／２倍のレベルである和信号を生成する。次に、第１のマイクロフォンによって出力された信号から和信号を減算した信号を、適応的に制御した第１の擬似ノイズ信号を生成する。そして、第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から第１の擬似ノイズ信号を減算して出力する。また、第２のマイクロフォンによって出力された信号から和信号を減算した信号を、適応的に制御した第２の擬似ノイズ信号を生成する。そして、第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から第２の擬似ノイズを減算して出力する。
【０１７５】
したがって、本発明に係るノイズ低減装置及びノイズ低減方法によれば、備えられているマイクロフォンが２つであるにも拘わらず、ノイズが低減された右チャンネル用の音声と左チャンネル用の音声とを出力することが可能である。したがって、本発明に係るノイズ低減装置及びノイズ低減方法によれば、右チャンネル用の音声と同時に出力されるノイズと、左チャンネル用の音声と同時に出力されるノイズとを低減することが可能であり、小型化することが容易となる。
【０１７６】
また、本発明に係るノイズ低減装置及びノイズ低減方法によれば、音声と同時に出力されるノイズを、回路規模を増大させることなく、低コストで十分に低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のステレオマイクロフォン装置のブロック図である。
【図２】第１のマイクに備えられた振動板の振動と第２のマイクに備えられた振動板の振動とを示す図であり、（Ａ）は音声が入力されたときを示しており、（Ｂ）は振動ノイズが入力されたときを示している。
【図３】マイク間隔と、信号Ｒ及び信号Ｌ間の位相差やレベル差との関係を説明するための図である。
【図４】第１のマイクと第２のマイクとの他の配置を示す模式図である。
【図５】レベル調整部を備えたステレオマイクロフォン装置のブロック図である。
【図６】レベル差検出部のブロック図である。
【図７】レベル差検出部内の信号を示す図であり、（Ａ）はＬＰＦによって出力された信号を示しており、（Ｂ）は絶対値化部によって出力された信号と、ピーク検波部によって出力された信号とを示している。
【図８】レベル差検出部の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明を適用した第２の実施の形態のステレオマイクロフォン装置のブロック図である。
【図１０】同ステレオマイクロフォン装置に備えられた第１の適応フィルタを示すブロック図である。
【図１１】本発明を適用した第３の実施の形態のステレオマイクロフォン装置のブロック図である。
【図１２】従来のステレオマイクロフォン装置のブロック図である。
【符号の説明】
１０ ステレオマイクロフォン装置、１１ 第１のマイクロフォン、１２ 第２のマイクロフォン、１３ 第１のアンプ、１４ 第２のアンプ、１５ 第１のＡ／Ｄ変換器、１６ 第２のＡ／Ｄ変換器、１７ ノイズ低減処理部、１８ 有指向性演算処理部、２１ 第１の減衰器、２２ 第２の減衰器、２３ 第１の加算器、２４ 第２の加算器、２５ 第１の遅延器、２６ 第２の遅延器、２７ 第２の加算器、２８ 第３の加算器
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカメラ一体型の記録装置などに搭載するマイクロフォン装置に適用して好適なノイズ低減装置及びノイズ低減方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、家庭用デジタルビデオカメラなどのビデオカメラでは、記録媒体に記録される音声は、一般的に、内蔵されるステレオマイクロフォン装置により集音される。ステレオマイクロフォン装置は、２つのマイクロフォン（以下、マイクという。）を備えており、一方のマイクに右チャンネル用の音声が入力され、他方のマイクに左チャンネル用の音声が入力される。そして、右チャンネル用の音声信号と、左チャンネル用の音声信号とを出力する。
【０００３】
近年は、ビデオカメラの小型化が進んでいるために、ユーザが、撮像中にズームやフォーカスなどの操作を行ったりスイッチ操作を行ったりしたときに、不用意にマイクの付近に触れてしまうことによって生じるノイズ（以下、タッチノイズという。）がマイクに入力され易くなる。
【０００４】
また、当該ビデオカメラによって周囲が比較的静かな場所を撮像する場合には、内部に備えられた自動利得制御（Automatic Gain Control）回路により、マイクの感度が上がる。マイクの感度が上がると、わずかなタッチノイズでもマイクに入力されてしまう。
【０００５】
さらに、ビデオカメラは一般的に無指向性マイクを備えているが、当該マイクの出力に対して演算を施すことにより、無指向性マイクに有指向性特性をもたせて使用している。したがって、当該ビデオカメラでは、有指向特性特有の近接効果が生じるためにノイズ周波数帯域が持ち上がってしまい、ノイズが目的とする音声信号よりも目立ってしまうことも多い。
【０００６】
以上説明したノイズを低減するために、ビデオカメラでは、マイクユニットを、ゴムダンパーなどのインシュレータによってキャビネットから浮かせたり、ゴムワイヤーなどで中空に浮かせることなどにより、キャビネットを伝搬する振動を吸収し、振動ノイズがマイクに入力されることを回避している。
【０００７】
しかし、インシュレータやゴムワイヤーによりマイクユニットをキャビネットから浮かせる方法では、振動が強い場合に振動を吸収する効果が低減する。また、振動の周波数によっても振動を吸収する効果が低減する。逆に、振動が固有の周波数であるときにはマイクユニットが共振振動する場合もある。すなわち、全ての振動を吸収することが困難となる。
【０００８】
また、インシュレータ及びゴムワイヤーの効果や、マイクユニットの共振振動などを考慮する必要があるために、構造設計が困難となり、ビデオカメラの小型化やコストダウンを妨げる要因となる。
【０００９】
さらに、タッチノイズには、キャビネットを伝搬する振動ノイズ以外に、空気中を音として伝搬する音響ノイズが含まれる。すなわち、マイクユニットへのタッチノイズの伝搬経路は複雑化しており、キャビネットを伝搬するとは限らないので、インシュレータやゴムワイヤーによりマイクユニットをキャビネットから浮かせる方法では、音響ノイズを低減することは困難となる。
【００１０】
以上説明した理由により、インシュレータやゴムワイヤーによりマイクユニットをキャビネットから浮かせる方法では、タッチノイズの低減に限界があり、ユーザが満足できるレベルまで低減することが困難となる。
【００１１】
これに対して、本願出願人は、適応フィルタを使用したＡＮＣ（Adaptive Noise Canceller）手法により、ノイズを低減するステレオマイクロフォン装置を提案している（例えば、特許文献１）。
【００１２】
図１２に示すように、ステレオマイクロフォン装置２００は、互いに受音面が同一方向となるように配置されている第１のマイク２０１及び第２のマイク２０２と、受音面が第１及び第２のマイク２０１，２０２の受音面と対向するように配置されている第３のマイク２０３とを備えている。
【００１３】
以上説明したように第１〜第３のマイク２０１〜２０３が配置されるために、ステレオマイクロフォン装置２００では、第１のマイク２０１によって出力される信号Ｒと第３のマイク２０３によって出力される信号とは、音声信号が同位相となり、振動ノイズが逆位相となり、レベルはほぼ同一となる。また、第１のマイク２０１によって出力される信号Ｒと第２のマイク２０２によって出力される信号Ｌとはほぼ同一となる。
【００１４】
ステレオマイクロフォン装置２００では、先ず、第１の加算器２０４が、信号Ｒが１／２倍にされた信号と信号Ｌが１／２倍にされた信号とを加算する。
【００１５】
そして、第２の加算器２０５が、第１の加算器２０４によって出力される信号から第３のマイク２０３によって出力される信号を減算することにより、信号Ｒ，Ｌに含まれる振動ノイズ抽出し、適応フィルタ２０６に供給する。
【００１６】
次に、適応フィルタ２０６は、供給された振動ノイズに適応化処理を施し、振動ノイズと相関性がある擬似ノイズＹを生成する。適応フィルタ２０６は、擬似ノイズＹを、第３の加算器２０７及び第４の加算器２０８に供給する。
【００１７】
そして、第３の加算器２０７は、信号Ｒから擬似ノイズＹを減算し、ノイズが低減された右チャンネルの音声信号を生成する。また、第４の加算器２０８は、信号Ｌから擬似ノイズＹを減算し、ノイズが低減された左チャンネルの音声信号を生成する。
【００１８】
【特許文献１】
特開２００２−１７１５９１号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、ステレオマイクロフォン装置２００では、適応フィルタ２０６によって擬似ノイズＹを生成し、第３の加算器２０７が信号Ｒから擬似ノイズＹを減算し、第４の加算器２０８が信号Ｌから擬似ノイズＹを減算することによって、ノイズが低減された音声信号を出力することが可能となる。
【００２０】
しかしながら、ステレオマイクロフォン装置２００では、右チャンネル用の音声信号と左チャンネル用の音声信号とを出力するために、第１のマイク２０１、第２のマイク２０２、第３のマイク２０３の３つのマイクを備える必要がある。すなわち、ステレオマイクロフォン装置２００は、右チャンネル用の音声信号と左チャンネル用の音声信号とを出力するために、マイクを多数備える必要がある。したがって、ステレオマイクロフォン装置２００は、小型化することが困難となる。また、当該ステレオマイクロフォン装置２００をビデオカメラに搭載すると、当該ビデオカメラを小型化することも困難となる。
【００２１】
また、ステレオマイクロフォン装置２００では、生成される擬似ノイズＹが１つであり、信号Ｒから擬似ノイズＹを減算することで右チャンネル用の信号を生成し、信号Ｌから擬似ノイズＹを減算することで左チャンネル用の信号を生成している。したがって、信号Ｌに含まれるノイズと信号Ｒに含まれるノイズとに位相差やレベル差があるときには、ノイズを精度良く低減することができなくなる。
【００２２】
さらに、ステレオマイクロフォン装置２００では、１つの適応フィルタを使用して擬似ノイズＹを生成しているために、適応フィルタ２０６は、タップ数が増加して収束に時間を要する。また、音響ノイズ特性と振動ノイズ特性とが異なる場合には、ノイズを十分に低減することが困難となる。
【００２３】
本発明は、以上のような従来の実状を鑑みて提案されたものであり、小型化が容易であり、且つ振動ノイズや音響ノイズを十分に低減することが可能であるノイズ低減装置及び方法を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るノイズ低減装置は、受音面が、所定の向きとなるように配置される第１の無指向性マイクロフォンと、受音面が、上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面の向きに対して１８０°異なる向きとなり、且つ上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面との間隔が所定の間隔となるように配置される第２のマイクロフォンと、上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号を減算した信号の１／２倍のレベルである差信号を生成する差信号生成手段と、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記差信号とを加算する第１の演算手段と、上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記差信号を減算する第２の演算手段とを備えることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係るノイズ低減装置は、受音面が、所定の向きとなるように配置される第１の無指向性マイクロフォンと、受音面が、上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面の向きに対して１８０°異なる向きとなり、且つ上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面との間隔が所定の間隔となるように配置される第２の無指向性マイクロフォンと、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号とを加算した信号の１／２倍のレベルである和信号を生成する和信号生成手段と、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記和信号を減算する第１の演算手段と、上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記和信号を減算する第２の演算手段と、上記第１の演算手段によって出力された信号を適応的に制御して第１の擬似ノイズ信号を生成する第１の適応制御手段と、上記第２の演算手段によって出力された信号を適応的に制御して第２の擬似ノイズ信号を生成する第２の適応制御手段と、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記第１の適応制御信号を減算する第３の演算手段と、上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記第２の適応制御信号を減算する第４の演算手段とを備え、上記第１の適応制御手段は、上記第３の演算手段からの出力に基づいて上記第１の演算手段によって出力された信号を適応的に制御し、上記第２の適応制御手段は、上記第４の演算手段からの出力に基づいて上記第２の演算手段によって出力された信号を適応的に制御することを特徴とする。
【００２６】
本発明に係るノイズ低減方法は、受音面が、所定の向きとなるように配置される第１の無指向性マイクロフォンと、受音面が、上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面の向きに対して１８０°異なる向きとなり、且つ上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面との間隔が所定の間隔となるように配置される第２の無指向性マイクロフォンとを備えたステレオマイクロフォン装置におけるノイズ低減方法であり、上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号を減算した信号の１／２倍のレベルである差信号を生成する差信号生成ステップと、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記差信号とを加算する第１の演算ステップと、上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記差信号を減算する第２の演算ステップとを備えることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明に係るノイズ低減方法は、受音面が、所定の向きとなるように配置される第１の無指向性マイクロフォンと、受音面が、上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面の向きに対して１８０°異なる向きとなり、且つ上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面との間隔が所定の間隔となるように配置される第２の無指向性マイクロフォンとを備えたステレオマイクロフォン装置におけるノイズ低減方法であり、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号とを加算した和信号を１／２倍にして生成する和信号生成ステップと、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記和信号を減算して出力する第１の演算ステップと、上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記和信号を減算して出力する第２の演算ステップと、上記第１の演算ステップで出力された信号を適応的に制御した第１の擬似ノイズ信号を生成する第１の適応制御ステップと、上記第２の演算ステップで出力された信号を適応的に制御した第２の擬似ノイズ信号を生成する第２の適応制御ステップと、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記第１の擬似ノイズ信号を減算する第３の演算ステップと、上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記第２の擬似ノイズ信号を減算する第４の演算ステップとを備え、上記第１の適応制御ステップでは、上記第３の演算ステップで出力された信号に基づいて上記第１の演算ステップで出力された信号を適応的に制御し、上記第２の適応制御ステップでは、上記第４の演算手段からの出力に基づいて上記第２の演算ステップで出力された信号を適応的に制御することを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２９】
第１の実施の形態
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００３０】
図１に示すように、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０は、音声を電気信号に変換して出力する第１のマイクロフォン（以下、マイクという）１１及び第２のマイク１２と、第１のマイク１１によって出力される信号を増幅する第１のアンプ１３と、第２のマイク１２によって出力される信号を増幅する第２のアンプ１４と、第１のアンプ１３によって出力された信号をアナログデジタル変換（以下、Ａ／Ｄ変換という。）する第１のＡ／Ｄ変換器１５と、第２のアンプ１４によって出力された信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換器１６と、第１のＡ／Ｄ変換器１５及び第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号に含まれるノイズを低減するノイズ低減処理部１７と、ノイズ低減処理部１７によって出力された信号に対して演算を施して、右チャンネル用の音声信号と左チャンネル用の音声信号とを生成する有指向性演算処理部１８とを備える。
【００３１】
ステレオマイクロフォン装置１０は、例えばビデオカメラなどの電子機器に搭載され、ビデオテープやディスク状記録媒体などの記録媒体に記録する音声を集音する。
【００３２】
第１のマイク１１及び第２のマイク１２は、無指向性マイクである。第１のマイク１１及び第２のマイク１２は、入力された音波を電気信号に変換する。
【００３３】
図２（Ａ），（Ｃ）に示すように、第１のマイク１１と、第２のマイク１２とは、同軸上に、受音面が互いに対向するように設けられる。第１のマイク１１は、＋端子１１ａと−端子１１ｂとを備えており、＋端子１１ａは第１のアンプ１３に接続しており、−端子１１ｂは接地している。また、第２のマイク１２は、＋端子１２ａと−端子１２ｂとを備えており、＋端子１２ａは第２のアンプ１４に接続しており、−端子１２ｂは接地している。
【００３４】
第１のマイク１１と第２のマイク１２とは、それぞれの受音面が互いに対向するように設けられることによって、音声が入力されたときには、振動板１１ｃ，１２ｃが、図２（Ａ）に示すように、ほぼ同位相で互いに逆方向に振動して、同位相である音声信号Ｒｓ，Ｌｓを出力する。具体的に説明すると、振動板１１ｃ，１２ｃが実線で示すように振動したときに、第１のマイク１１が図２（Ｂ）左図中の実線で示す信号を出力したとすると、第２のマイク１２は図２（Ｂ）右図中の実線で示す信号を出力する。また、振動板１１ｃ，１２ｃが破線で示すように振動したときに、第１のマイク１１は図２（Ｂ）左図中の破線で示す信号を出力し、第２のマイク１２は図２（Ｂ）右図中の破線で示す信号を出力する。
【００３５】
一方、ステレオマイクロフォン装置１０が搭載された電子機器に物体が接触すると、音響ノイズ及び振動ノイズからなるタッチノイズが生じる。電子機器に物体が接触することにより、例えば、振動が矢印Ａで示す方向に発生した場合には、振動板１１ｃ，１２ｃは、図２（Ｃ）実線又は破線で示すように同方向に振動し、第１のマイク１１及び第２のマイク１２は、互いに逆位相である振動ノイズＲｎ，Ｌｎを出力する。具体的に説明すると、振動板１１ｃ，１２ｃが実線で示すように振動したときに、第１のマイク１１が図２（Ｄ）左図中の実線で示す信号を出力したとすると、第２のマイク１２は図２（Ｄ）右図中の実線で示す信号を出力する。また、振動板１１ｃ，１２ｃが破線で示すように振動したときに、第１のマイク１１は図２（Ｄ）左図中の破線で示す信号を出力し、第２のマイク１２は図２（Ｄ）右図中の破線で示す信号を出力する。
【００３６】
なお、振動が矢印Ａと直交する矢印Ｂで示す方向に発生した場合には、振動板１１ｃ，１２ｃは振動せず、第１のマイク１１及び第２のマイク１２は信号を出力しない。
【００３７】
ここで、第１のマイク１１と第２のマイク１２との間隔（以下、マイク間隔という。）ｄと、第１のマイク１１によって出力される信号Ｒ（＝Ｒｓ＋Ｒｎ）と第２のマイク１２によって出力される信号Ｌ（＝Ｌｓ＋Ｌｎ）との間に生じる位相差及びレベル差との関係について説明する。
【００３８】
まず、マイク間隔ｄと信号Ｒ及び信号Ｌ間の位相差との関係について説明する。第１のマイク１１及び第２のマイク１２に対して、音源Ａによって出力された振幅ａの音波が入力するときに、音源Ａと第１のマイク１１や第２のマイク１２との距離がマイク間隔ｄよりも十分に大きいとすれば、音源Ａによって出力される音波は、図３に示すように、第１のマイク１１及び第２のマイク１２に対してそれぞれほぼ平行に入力すると考えられる。また、マイク間隔ｄが音源Ａによって出力される音波の波長λよりも十分に小さいとすれば、以下に示す式１及び式２が成立する。
【００３９】
信号Ｒ＝ａ・ｃｏｓ（ωｔ）・・・式１
信号Ｌ＝ａ・ｃｏｓ（ωｔ−φ）・・・式２
但し、ωは音声が空気中を進行するときの角速度を示し、φは第２のマイク１２及び音源Ａ間を結ぶ直線と当該直線に第１のマイク１１からおろした垂線とが交わる点ｃと、第２のマイク１２との距離を示す。すなわち、第１のマイク１１に入力される音声と第２のマイク１２に入力される音声との位相差は、φとなる。
【００４０】
したがって、第２のマイク１２によって出力された信号Ｌは、第１のマイク１１によって出力された信号Ｒと比較すると、マイク間隔ｄによる遅延分に基づいた位相差φだけずれた信号となる。
【００４１】
つぎに、マイク間隔ｄと信号Ｒ及び信号Ｌ間のレベル差との関係について説明する。音声は空気中を疎密波として伝播することが知られているが、音声のプラスの最大値（又はマイナスの最小値）を密とし、音声のマイナスの最小値（又はプラスの最大値）を疎とすると、ｄ＞λ／２のときには、第２のマイク１２に到達する音波は、第１のマイク１１の影になることでレベルが落ちて到達するために、第２のマイク１２によって出力される信号の振幅は第１のマイク１１によって出力される音声の振幅よりも小さくなる。
【００４２】
しかし、ｄ≦λ／２のときには、第２のマイク１２に入力される音声は、第１のマイク１１に入力される音声にほとんど影響されないために、第１のマイク１１によって出力される信号の振幅と第２のマイク１２によって出力される信号の振幅とは、ほぼ同じとなる。
【００４３】
一例として、マイク間隔ｄを１５ｍｍとすると、１５ｍｍを半周期とする周波数Ｆは、常温下では、以下の式３に示すとおりとなる。
【００４４】
周波数Ｆ≦空気中の音速／２ｄ＝３４０／２・１５＝１１ｋＨｚ・・・式３
【００４５】
したがって、マイク間隔ｄを１５ｍｍとしたときには、第１のマイク１１及び第２のマイク１２に到達する音波の周波数を１１ｋＨｚ以下に制限すれば、第１のマイク１１によって出力される信号Ｒの振幅と第２のマイク１２によって出力される信号Ｌの振幅とはほぼ同じとなり、信号Ｒと信号Ｌとの差は位相差φのみとなる。マイク間隔ｄが小さければこの位相差φによる影響も無視できる。
【００４６】
上記タッチノイズの帯域が周波数Ｆ以下になるようにマイク間隔ｄを決定すること、又はタッチノイズの帯域を制限することにより、第１のマイク１１及び第２のマイク１２は、常に振幅が等しい信号を出力する。
【００４７】
ノイズ低減処理部１７は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号を１／２倍にする第１の減衰器２１と、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号を１／２倍にする第２の減衰器２２と、第２の減衰器２２によって出力された信号から第１の減衰器２１によって出力された信号を減算する第１の加算器２３と、第１の加算器２３によって出力された信号から所定の帯域の信号を抽出するノイズ帯域抽出部２４と、第１のＡ／Ｄ変換器１５から信号が供給される第１の遅延器２５と、第２のＡ／Ｄ変換器１６から信号が供給される第２の遅延器２６と、ノイズ帯域抽出部２４によって出力された信号と第１の遅延器２５によって出力された信号とを加算して有指向性演算処理部１８に供給する第２の加算器２７と、ノイズ帯域抽出部２４によって出力された信号を第１の遅延器２５によって出力された信号から減算して有指向性演算処理部１８に供給する第３の加算器２８とを備える。
【００４８】
ノイズ帯域抽出部２４は、ＬＰＦ（Low Pass Filter）やＢＰＦ（Band Pass Filter）などによって構成される。タッチノイズは、第１のマイク１１及び第２のマイク１２によって出力された信号の比較的低域に集中して生じる（以下、タッチノイズが生じる帯域をタッチノイズ帯域という。）。ノイズ帯域抽出部２４は、音声信号からタッチノイズ帯域の信号を抽出して出力する。ノイズ帯域抽出部２４が備えられることにより、ステレオマイクロフォン装置１０は、タッチノイズを効率よく低減することができる。
【００４９】
なお、マイクロフォン装置１０は、ノイズ帯域抽出部２４を備えなくてもよい。ノイズ帯域抽出部２４を備えないときには、ノイズ低減処理部１７は、タッチノイズ帯域以外の帯域に発生したノイズも低減することができる。
【００５０】
第１の遅延器２５は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号が第２の加算器２７に供給されるタイミングを制御する。詳述すると、先ず、第１のＡ／Ｄ変換器１５が、信号を出力して第１の遅延器２５と第１の減衰器２１とに供給する。次に、第１の遅延器２５は、第１の減衰器２１に供給された信号が第１の加算器２３及びノイズ帯域抽出部２４を介して第２の加算器２７に供給されるまで、供給された信号を保持する。そして、第１の遅延器２５は、ノイズ帯域抽出部２４から第２の加算器２７に信号が供給されるタイミングと同じタイミングで、保持している信号を第２の加算器２７に供給する。
【００５１】
第２の遅延器２６は、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号が第３の加算器２８の＋端子に供給されるタイミングを制御する。詳述すると、先ず、第２のＡ／Ｄ変換器１６が、信号を出力して第２の遅延器２６と第２の減衰器２２とに供給する。次に、第２の遅延器２６は、第２の減衰器２２に供給された信号が第１の加算器２３及びノイズ帯域抽出部２４を介して第３の加算器２８の−端子に供給されるまで、供給された信号を保持する。そして、第２の遅延器２６は、ノイズ帯域抽出部２４から第３の加算器２８の−端子に信号が供給されるタイミングと同じタイミングで、保持している信号を第３の加算器２８の＋端子に供給する。
【００５２】
ノイズ低減処理部１７は、以下に説明する演算を行う。
【００５３】
まず、第１の減衰器２１は、第１のＡ／Ｄ変換器１５から出力されたＲｓ＋Ｒｎを１／２倍して１／２（Ｒｓ＋Ｒｎ）とする。
【００５４】
また、第２の減衰器２２は、第２のＡ／Ｄ変換器１６から出力されたＬｓ＋Ｌｎを１／２倍して１／２（Ｌｓ＋Ｌｎ）とする。
【００５５】
次に、第１の加算器２３は、以下に示す演算１を行う。なお、ＬｓとＲｓとは、ほぼ同じ振幅であり且つ同位相であるため、Ｌｓ−Ｒｓ＝０とすることができる。
【００５６】
１／２（Ｌｓ＋Ｌｎ）−１／２（Ｒｓ＋Ｒｎ）
＝１／２（Ｌｓ−Ｒｓ）＋１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）
＝１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）・・・演算１
【００５７】
次に、第２の加算器２７は、以下に示す演算２を行う。なお、ＬｎとＲｎとは、ほぼ同じ振幅であり且つ逆位相であるため、Ｌｎ＋Ｒｎ＝０とすることができる。
【００５８】
（Ｒｓ＋Ｒｎ）＋１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）
＝Ｒｓ＋１／２Ｌｎ＋Ｒｎ−１／２Ｒｎ
＝Ｒｓ＋１／２（Ｌｎ＋Ｒｎ）
＝Ｒｓ・・・演算２
【００５９】
また、第３の加算器２８は、以下に示す演算３を行う。
【００６０】
（Ｌｓ＋Ｌｎ）−１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）
＝Ｌｓ＋Ｌｎ−１／２Ｌｎ＋１／２Ｒｎ
＝Ｌｓ＋１／２（Ｌｎ＋Ｒｎ）
＝Ｌｓ・・・演算３
【００６１】
なお、本実施の形態では、ノイズ帯域抽出部２４が備えられているために、演算２及び演算３はノイズ帯域のみで行われているが、ノイズ帯域抽出部２４が備えられていないときには、演算２及び演算３は音声信号の全帯域に亘って行われる。
【００６２】
つぎに、ステレオマイクロフォン装置１０の動作について説明する。
【００６３】
先ず、音声が入力されると、第１のマイク１１、第２のマイク１２が、入力された音声を電気信号に変換して出力する。第１のマイク１１の出力Ｒｓ＋Ｒｎは、第１のアンプ１３に供給され、第２のマイク１２の出力Ｌｓ＋Ｌｎは、第２のアンプ１４に供給される。
【００６４】
次に、第１のアンプ１３が、第１のマイク１１によって供給された信号を増幅して第１のＡ／Ｄ変換器１５に供給する。また、第２のアンプ１４が、第２のマイク１２によって供給された信号を増幅して第２のＡ／Ｄ変換器１６に供給する。
【００６５】
次に、第１のＡ／Ｄ変換器１５が、第１のアンプ１３によって供給された信号をＡ／Ｄ変換して第１の減衰器２１及び第１の遅延器２５に供給する。また、第２のＡ／Ｄ変換器１６が、第２のアンプ１４によって供給された信号をＡ／Ｄ変換して第２の減衰器２２及び第２の遅延器２６に供給する。
【００６６】
次に、第１の減衰器２１が、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって供給された信号を１／２倍して１／２（Ｒｓ＋Ｒｎ）を生成し、第１の加算器２３の−端子に供給する。また、第２の減衰器２２が、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって供給された信号を１／２倍して１／２（Ｌｓ＋Ｌｎ）を生成し、第１の加算器２３の＋端子に供給する。
【００６７】
次に、第１の加算器２３が、演算１を行って１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）を生成し、ノイズ帯域抽出部２４に供給する。
【００６８】
次に、ノイズ帯域抽出部２４が、第１の加算器２３によって供給された信号からタッチノイズの帯域の信号を抽出し、第２の加算器２７と第３の加算器２８の−端子とに供給する。
【００６９】
一方、第１の遅延器２５は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって供給された信号を、ノイズ帯域抽出部２４が第２の加算器２７に信号を供給するタイミングと同じタイミングで、第２の加算器２７に供給する。また、第２の遅延器２６は、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって供給された信号を、ノイズ帯域抽出部２４が第３の加算器２８の−端子に信号を供給するタイミングと同じタイミングで、第３の加算器２８の＋端子に供給する。
【００７０】
次に、第２の加算器２７は、演算２を行って振動ノイズＲｎが除去された信号Ｒｓを生成し、有指向性演算処理部１８に供給する。また、第３の加算器２８は、演算３を行って振動ノイズＬｎが除去された信号Ｌｓを生成し、有指向性演算処理部１８に供給する。
【００７１】
最後に、有指向性演算処理部１８が、信号Ｒｓに対して演算を行って右チャンネル用の音声信号を生成して出力するとともに、信号Ｌｓに対して演算を行って左チャンネル用の音声信号を生成して出力する。
【００７２】
以上説明したように、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０は、第１のマイク１１及び第２のマイク１２が、受音面がそれぞれ対向するように配置されている。したがって、音声信号Ｒｓと音声信号Ｌｓとは同位相となり、振動ノイズＲｎと振動ノイズＬｎとは逆位相となる。すなわち、音声信号Ｒｓと音声信号Ｌｓとは減算するとほぼ０になり、振動ノイズＲｎと振動ノイズＬｎとは加算するとほぼ０になる。
【００７３】
本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０に備えられたノイズ低減処理部１７は、以上説明した回路構成とされることにより、演算１，２，３を実行でき、音声信号Ｒｓと音声信号Ｌｓとの関係や、振動ノイズＲｎと振動ノイズＬｎとの関係を利用して、振動ノイズＲｎが除去された音声信号Ｒｓと、振動ノイズＬｎが除去された音声信号Ｌｓとを生成して出力する。
【００７４】
すなわち、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０は、備えられているマイクが２つであるにも拘わらず、ノイズが低減された右チャンネル用の音声と左チャンネル用の音声とを出力することが可能となる。したがって、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０は、右チャンネル用の音声と同時に出力されるノイズと、左チャンネル用の音声と同時に出力されるノイズとを低減することが可能であり、且つ小型化が容易なものとなる。
【００７５】
また、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０をビデオカメラなどの電子機器に搭載すると、搭載した電子機器は、右チャンネル用の音声と同時に出力されるノイズと、左チャンネル用の音声と同時に出力されるノイズとを低減することが可能であり、且つ小型化が容易なものとなる。
【００７６】
さらに、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０は、有指向性演算処理部１８を増大させることや、新たなＡ／Ｄ変換器などを取り付けることなく、ノイズを十分に低減することができる。したがって、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０は、第１のマイク１１及び第２のマイク１２によって音声と同時に出力されるノイズを、回路規模を増大させることなく、低コストで十分に低減できる。
【００７７】
また、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０は、ノイズ低減処理部１７が、演算１を行うことによって、第１のマイク１１によって出力された信号Ｒｓ＋Ｒｎと第２のマイク１２によって出力された信号Ｌｓ＋Ｌｎとから１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）を生成している。１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）は、振動ノイズＬｎと同一であり、振動ノイズＲｎと逆位相で且つ同一レベルである。そして、信号Ｌｓ＋Ｌｎから１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）を減算することで、信号Ｌｓを生成し、信号Ｒｓ＋Ｒｎと１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）とを加算することで信号Ｒｓを生成している。すなわち、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１０は、振動ピックアップ用マイクを備えることなく、振動ノイズＲｎ，Ｌｎを抽出して第１のマイク１１及び第２のマイク１２によって出力される信号から減算する演算と、同一の演算を行うことができる。したがって、振動ピックアップ用マイクに音声が入力されてノイズが精度良く低減できなくなるという問題点を回避することができる。また、振動ピックアップを備えることによって小型化やコストダウンが困難となることなどを回避できる。
【００７８】
なお、第１のマイク１１と、第２のマイク１２とは、受音面が互いに１８０°異なる方向を向くように配置されれば良いので、例えば、図４に示すように、受音面を外側に向けるように配置しても良い。また、第１のマイク１１と第２のマイク１２とは、同軸上に配置しなくても良い。
【００７９】
ところで、ステレオマイクロフォン装置１０に備えられた第１のマイク１１と第２のマイク１２とは、製造時のばらつきなどにより、同一の音声が入力されたときに出力される信号のレベルが同一ではなくなることがある。また、第１のアンプ１３と第２のアンプ１４とは、外付け抵抗などの定数がばらつくことなどにより、同一のレベルの信号が入力されたときに出力される信号のレベルが同一ではなくなることがある。さらに、第１のＡ／Ｄ変換器１５と第２のＡ／Ｄ変換器１６とについても、同一のレベルの信号が入力されたときに出力される信号のレベルが同一ではなくなることがある。
【００８０】
すなわち、ステレオマイクロフォン装置１０では、第１のマイク１１、第１のアンプ１３、第１のＡ／Ｄ変換器１５の特性と、第２のマイク１２、第２のアンプ１４、第２のＡ／Ｄ変換器１６の特性との間にばらつきが生じることから、同一の音声が第１のマイク１１と第２のマイク１２とに入力されたときに、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力される信号のレベルと、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力される信号のレベルとが、異なる場合が生じる。
【００８１】
したがって、ステレオマイクロフォン装置１０には、図５に示すように、第１のＡ／Ｄ変換器１５及び第２のＡ／Ｄ変換器１６とノイズ低減処理部１７との間にレベル調整部３０が備えられることが好ましい。以下では、レベル調整部３０について説明する。
【００８２】
レベル調整部３０は、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号が供給されるレベル変化部３１と、レベル変化部３１によって出力される信号と第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力される信号とに基づいてレベル制御信号を生成し、生成したレベル制御信号をレベル変化部３１に供給するレベル差検出部３２とが備えられている。
【００８３】
レベル変化部３１は、レベル差検出部３２によって供給されるレベル制御信号に基づいて第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号を増幅又は減衰して出力し、ノイズ低減処理部１７とレベル差検出部３２とに供給する。レベル変化部３１は、レベル差検出部３２によって供給されるレベル制御信号に基づいて、自身が出力する信号のレベルが第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力される信号のレベルと同一となるまで増幅率又は減衰率を変えながら、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号を増幅又は減衰して出力する。
【００８４】
レベル差検出部３２は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号のレベルと、レベル変化部３１によって出力された信号のレベルとを比較し、比較した結果からレベル制御信号を生成してレベル変化部３１に供給する。
【００８５】
具体的に説明すると、本実施の形態のレベル差検出部３２は、図６に示すように、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力される信号から高周波数の信号を除去する第１のＬＰＦ３３と、第１のＬＰＦ３３によって出力された信号を絶対値化する第１の絶対値化部３４と、第１の絶対値化部３４によって出力された信号のピークを検波する第１のピーク検波部３５と、レベル変化部３１によって供給される信号のうち低域の信号を出力する第２のＬＰＦ３６と、第２のＬＰＦ３６によって出力された信号を絶対値化する第２の絶対値化部３７と、第２の絶対値化部３７によって出力された信号のピークを検波する第２のピーク検波部３８と、第１のピーク検波部３５によって出力された信号から第２のピーク検波部３８によって出力された信号を減算する加算器３９と、加算器３９によって出力された信号の符号を検出し、検出した結果を示す信号を出力する符号検出部４０と、符号検出部４０によって出力された信号に基づいてレベル制御信号を生成する信号生成部４１とを備える。
【００８６】
第１のＬＰＦ３３及び第２のＬＰＦ３６は、式３に示したマイク間隔ｄに依存する周波数Ｆに対して十分に低い帯域の信号を抽出するために挿入されている。これにより、第１のＬＰＦ３３によって出力された信号の振幅と第２のＬＰＦ３６によって出力された信号の振幅とは、第１のマイク１１、第１のアンプ１３、第１のＡ／Ｄ変換器１５の特性と、第２のマイク１２、第２のアンプ１４、第２のＡ／Ｄ変換器１６の特性との間にばらつきに起因した差を除けば等しくなる。
【００８７】
第１及び第２のピーク検波部３５，３８は、第１及び第２の絶対値化部３４，３７によって出力された信号のピークを検波する。
【００８８】
ここで、ピーク検波について詳述する。先ず、第１のＬＰＦ３３によって出力された信号Ｒは図７（Ａ）左図に示す波形になり、第２のＬＰＦ３６によって出力された信号Ｌは図７（Ｂ）左図に示す波形になる。そして、第１の絶対値化部３４によって出力された信号Ｒは図７（Ａ）右図の実線で示す波形となり、第２の絶対値化部３７によって出力された信号Ｌは図７（Ｂ）右図の実線で示す波形となる。さらに、第１のピーク検波部３５によって出力された信号Ｒは図７（Ａ）右図の破線で示す波形になり、第２のピーク検波部３８によって出力された信号Ｌは図７（Ｂ）右図の破線示す波形になる。
【００８９】
以上説明した処理を行い、時間Ｔにおいて信号Ｒのレベルと信号Ｌのレベルとを比較すると、信号Ｒと信号Ｌとの間にマイク間隔ｄに依存する遅延Ｔｄが生じているときにも、絶対値化後にはレベル差が存在するものの、ピーク検波後にはほとんどレベル差が生じないことがわかる。したがって、ピーク検波後のレベル差は、第１のマイク１１、第１のアンプ１３、第１のＡ／Ｄ変換器１５の特性と、第２のマイク１２、第２のアンプ１４、第２のＡ／Ｄ変換器１６の特性との違いに起因するものがほとんどとなる。
【００９０】
加算器３９は、第１のピーク検波部３５によって出力された信号のレベルから、第２のピーク検波部３８によって出力された信号のレベルを減算する。したがって、加算器３９が出力する信号の符号は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号のレベルが第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号のレベルより大きいときには正となり、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号のレベルが第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号のレベルより小さいときには負となり、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号のレベルと第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号のレベルとが同じであるときには０となる。
【００９１】
信号生成部４１は、符号検出部４０によって供給された信号に基づいて、レベル変化部３１によって出力される信号のレベルが、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力される信号のレベルと同じとなるように、レベル変化部３１に対してレベル制御信号を供給する。本実施の形態では、信号生成部４１はアップダウンカウンタによって構成される。
【００９２】
信号生成部４１によるレベル制御信号の生成について詳述すると、図８に示すように、先ず、ステップＳ１で符号検出部４０へ演算器３９から信号が供給される。
【００９３】
次に、ステップＳ２で、符号検出部４０が供給された信号が正であるか否かを判断する。符号が正でないときにはステップＳ３に進み、正であるときにはステップＳ４に進む。
【００９４】
次に、ステップＳ３で、符号検出部４０で供給された信号が負であるか否かを判断する。符号が負であるときにはステップＳ５に進み、負でないときにはステップＳ６に進む。
【００９５】
そして、ステップＳ４では、信号生成部４１がアップダウンカウンタをアップカウントしてステップＳ７へ進む。また、ステップＳ５では、信号生成部４１がアップダウンカウンタをダウンカウントしてステップＳ７へ進む。さらに、ステップＳ６では、信号生成部４１がアップダウンカウンタの値をホールドしてステップＳ７へ進む。
【００９６】
最後に、ステップＳ７で、信号生成部４１がアップダウンカウンタの値に応じた制御信号を生成し、出力する。
【００９７】
以上説明したように、ステレオマイクロフォン装置１０は、レベル調整部３０を備えることにより、第１のマイク１１、第１のアンプ１３、第１のＡ／Ｄ変換器１５の特性と、第２のマイク１２、第２のアンプ１４、第３のＡ／Ｄ変換器１６の特性との差に関わりなく、同一の音声が第１のマイク１１と第２のマイク１２とに入力されたときに、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力される信号のレベルと、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力される信号のレベルとの差を例えば０．３ｄＢ程度に抑えることが可能となる。
【００９８】
したがって、ステレオマイクロフォン装置１０は、レベル調整部３０を備えることにより、演算１，２，３の演算精度を向上させることが可能となり、ノイズの低減を精度良く行うことが可能となる。
【００９９】
第２の実施の形態
つぎに、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【０１００】
図９に示すように、本実施の形態のステレオマイクロフォン装置５０は、ノイズ低減処理部１７の代わりにノイズ低減処理部５１を備えている以外は、第１の実施の形態のステレオマイクロフォン装置１０と同一の構成とされている。したがって、本実施の形態ではノイズ低減処理部５１についてのみ説明し、他の部位については同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０１】
ノイズ低減処理部５１は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号からタッチノイズ帯域の信号を抽出する第１のノイズ帯域抽出部５２と、第１のノイズ帯域抽出部５２によって出力された信号を１／２倍にする第１の減衰器５３と、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号からタッチノイズ帯域の信号を抽出する第２のノイズ帯域抽出部５４と、第２のノイズ帯域抽出部５４によって出力された信号を１／２倍にする第２の減衰器５５と、第１の減衰器５３によって出力された信号と第２の減衰器５５によって出力された信号とを加算する第１の加算器５６と、第１のノイズ帯域抽出部５２によって出力された信号から第１の加算器５６によって出力された信号を減算する第２の加算器５７と、第２のノイズ帯域抽出部５４によって出力された信号から第１の加算器５６によって出力された信号を減算する第３の加算器５８とを備える。
【０１０２】
また、ノイズ低減処理部５１は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号及び第２の加算器５７によって出力された信号が供給される第１の適応型ノイズ低減装置（Adaptive Noise Cancellar；以下、ＡＮＣという。）６０と、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号及び第３の加算器５８によって出力された信号が供給される第２のＡＮＣ６１とを備える。第１のＡＮＣ６０からの出力された信号と第２のＡＮＣ６１によって出力された信号とは、有指向性演算処理部１８に供給される。
【０１０３】
なお、マイクロフォン装置５０は、第１のノイズ帯域抽出部５２及び第２のノイズ帯域抽出部５４を備えなくてもよい。第１のノイズ帯域抽出部５２及び第２のノイズ帯域抽出部５２を備えないときには、タッチノイズ帯域以外の帯域に発生したノイズも低減することができる。
【０１０４】
ノイズ低減処理部５１は、以下に説明する演算を行う。
【０１０５】
まず、第１の減衰器５３は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって供給された信号Ｒｓ＋Ｒｎを１／２倍することで１／２（Ｒｓ＋Ｒｎ）とする。
【０１０６】
また、第２の減衰器５５は、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって供給された信号Ｌｓ＋Ｌｎを１／２倍することで１／２（Ｌｓ＋Ｌｎ）とする。
【０１０７】
次に、第１の加算器５６は、以下に示す演算１１を行う。
【０１０８】
１／２（Ｒｓ＋Ｒｎ）＋１／２（Ｌｓ＋Ｌｎ）
＝１／２（Ｒｓ＋Ｌｓ）＋１／２（Ｒｎ＋Ｌｎ）
＝１／２（Ｒｓ＋Ｌｓ）＝Ｒｓ＝Ｌｓ・・・演算１１
【０１０９】
次に、第２の加算器５７は、以下に示す演算１２を行う。
【０１１０】
（Ｒｓ＋Ｒｎ）−Ｒｓ＝Ｒｎ・・・演算１２
【０１１１】
また、第３の加算器５８は、以下に示す演算１３を行う。
【０１１２】
（Ｌｓ＋Ｌｎ）−Ｌｓ＝Ｌｎ・・・演算１３
【０１１３】
なお、本実施の形態では、第１のノイズ帯域抽出部５２及び第２のノイズ帯域抽出部５４が備えられているために、演算１１、演算１２、演算１３はノイズ帯域のみで行われているが、第１のノイズ帯域抽出部５２及び第２のノイズ帯域抽出部５４が備えられていないときには、演算１１、演算１２、演算１３は、音声信号の全帯域に亘って行われる。
【０１１４】
すなわち、第１のＡＮＣ６０には信号Ｒｓ＋Ｒｎと振動ノイズＲｎとが供給され、第２のＡＮＣ６１にはＬｓ＋Ｌｎと振動ノイズＬｎとが供給される。
【０１１５】
第１のＡＮＣ６０は、信号Ｒｓ＋Ｒｎ及び振動ノイズＲｎに対してさらに演算を施してノイズが低減された右チャンネル用の信号を生成し、第２のＡＮＣ６１は、信号Ｌｓ＋Ｌｎ及び振動ノイズＬｎに対してさらに演算を施してノイズが低減された左チャンネル用の信号を生成する。なお、第１のＡＮＣ６０及び第２のＡＮＣ６１で行われる演算については、詳細を後述する。
【０１１６】
以下では、第１のＡＮＣ６０について詳細に説明する。
【０１１７】
第１のＡＮＣ６０は、第１のＡ／Ｄ変換器１５から信号が供給される第１の遅延器６２と、第２の加算器５７によって出力された振動ノイズＲｎを適応的に制御する第１の適応フィルタ６３と、第１の遅延器６２によって出力された信号から第１の適応フィルタ６３によって出力された信号を減算し、減算した結果を有指向性演算処理部１８及び第１の適応フィルタ６３に供給する第４の加算器６４とを備える。
【０１１８】
第１の遅延器６２は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号が第４の加算器６４の＋端子に供給されるタイミングを制御する。詳述すると、第１のＡ／Ｄ変換器１５は、信号を出力して第１の遅延器６２と第１のノイズ帯域抽出部５２とに供給する。第１の遅延器６２は、第１のノイズ帯域抽出部５２に供給された信号が、第１の減衰器５３、第１の加算器５６、第２の加算器５７、第１の適応フィルタ６３を介して第４の加算器６４の−端子に供給されるまで、供給された信号を保持する。そして、第１の遅延器６２は、第１の適応フィルタ６３から第４の加算器６４の−端子に信号が供給されるタイミングと同じタイミングで、保持している信号を第４の加算器６４の＋端子に供給する。
【０１１９】
第１の適応フィルタ６３は、第２の加算器５７によって出力される振動ノイズＲｎ（以下、参照信号Ｘ０ともいう。）と第４の加算器６４によって出力された信号（以下、残差信号Ｅともいう。）とに基づいて、振動ノイズＲｎに対して適応フィルタ処理を施し、振動ノイズＲｎに対して相関性が高い擬似ノイズ信号Ｙ１を生成して出力する。なお、第１の適応フィルタ６３については、詳細を後述する。
【０１２０】
第４の加算器６４は、第１の遅延器６２によって供給された信号Ｒｓ＋Ｒｎから、振動ノイズＲｎに対して相関性が高い擬似ノイズ信号Ｙ１を減算することで、振動ノイズＲｎと音響ノイズとが除去された信号Ｒ’を生成する。
【０１２１】
以下では、第１の適応フィルタ６３について詳細に説明する。
【０１２２】
図１０に示すように、第１の適応フィルタ６３は、入力された参照信号Ｘ０に演算を施すことにより擬似ノイズ信号Ｙ１を生成して出力するＦＩＲフィルタ７１と、入力された参照信号Ｘ０及び残差信号ＥからＦＩＲフィルタ７１での演算で使用される係数を算出するＬＭＳ回路７２とを備えている。
【０１２３】
ＦＩＲフィルタ７１は、入力された信号を遅延させて出力するｍ（但し、ｍは２以上の整数。）個の遅延器７３−１，７３−２，・・・７３−ｍと、参照信号Ｘ０及び各遅延器７３−１〜７３−ｍが出力した信号に対してＬＭＳ回路７２によって算出された係数を乗算するｍ＋１個の乗算器７４−０，７４−１，・・・７４−ｍと、各乗算器７４−０〜７４−ｍによって出力された信号を加算して、参照信号Ｘ０と相関性の高い擬似ノイズ信号Ｙ１を生成して出力する加算器７５とを備える。
【０１２４】
遅延器７３−２〜７３−ｍは、１つ前に備えられた遅延器によって出力された信号を保持し、単位サンプリング時間だけ遅延させて出力する。すなわち、遅延器７３−ｈ（但し、ｈは２以上ｍ以下の自然数。）は、遅延器７３−（ｈ−１）が出力した信号を保持し、遅延させて出力する。また、遅延器７３−１は、参照信号Ｘ０を保持し、単位サンプリング時間だけ遅延させて出力する。
【０１２５】
したがって、参照信号をＸ０とし、各遅延器７３−１〜７３−ｍによって出力された信号をＸ１，Ｘ２，・・・Ｘｍとし、各乗算器７４−０〜７４−ｍの係数をＷ０，Ｗ１，・・・Ｗｍとすると、加算器７５からの出力される擬似ノイズ信号Ｙ１は、以下の演算２１で示すような畳み込み演算によって算出される。
【０１２６】
【数１】
ＬＭＳ回路７２は、ＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムに従って、参照信号Ｘ０及び残差信号Ｅから係数Ｗ０，Ｗ１，・・・Ｗｍを算出する。具体的に説明すると、以下の演算２２を行うことにより、係数Ｗ０，Ｗ１，・・・Ｗｍを算出する。
【０１２８】
【数２】
但し、ｋ（但し、ｋは整数。）はサンプリング時間経過を示している。すなわち、ｋサンプリング目の係数Ｗｋが現在の係数であるとすれば、Ｗｋ−１はｋ−１サンプリング目、つまり１サンプリング過去の係数を示している。また、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，ステップサイズ）である。
【０１３０】
ＬＭＳ回路７２は、演算２１を行うことにより、参照信号Ｘ０と相関性の高い擬似ノイズ信号Ｙ１を生成し、第４の加算器６４によって出力された信号に含まれる振動ノイズＲｎと相関性の高い信号を、最小とする。
【０１３１】
なお、第１の適応フィルタ６３で使用されるアルゴリズムはＬＭＳアルゴリズムに限定されない。しかし、比較的収束スピードが速く、演算規模が小さいことから、ＬＭＳアルゴリズムが多く使用される。
【０１３２】
なお、ＬＭＳ回路７２での演算は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）及びデジタルＬＳＩ（Large Scale Integration）によるハードウェアや、マイクロコンピュータによるソフトウェアで処理可能である。
【０１３３】
なお、第２のＡＮＣ６１は、第２の遅延器８１と、第２の適応フィルタ８２と、第５の加算器８３とを備えており、第２の遅延器８１は第１の遅延器６２に相当し、第２の適応フィルタ８２は第１の適応フィルタ６３に適応し、第５の加算器８３は第４の加算器６４に相当する。第２のＡＮＣ６１は、Ｒｎ，Ｒｓ＋Ｒｎの代わりにＬｎ，Ｌｓ＋Ｌｎが供給される以外は、第１のＡＮＣ６０と同じであり、擬似ノイズ信号Ｙ１の代わりに擬似ノイズ信号Ｙ２を出力する。したがって、第２のＡＮＣ６１については、詳細な説明を省略する。
【０１３４】
以下では、ステレオマイクロフォン装置５０の動作について説明する。なお、第１及び第２のＡ／Ｄ変換器１５，１６が供給された信号をＡ／Ｄ変換するまでの動作は、ステレオマイクロフォン装置１０と同じであるので、説明を省略する。
【０１３５】
第１のＡ／Ｄ変換器１５は、Ａ／Ｄ変換した信号を、第１のノイズ帯域抽出部５２と第１の遅延器６２とに供給する。また、第２のＡ／Ｄ変換器１６は、Ａ／Ｄ変換した信号を、第２のノイズ帯域抽出部５４と第２の遅延器８１とに供給する。
【０１３６】
次に、第１のノイズ帯域抽出部５２が、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって供給された信号からタッチノイズ帯域の信号を抽出し、第１の減衰器５３に供給する。また、第２のノイズ帯域抽出部５４が、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって供給された信号からタッチノイズ帯域の信号を抽出し、第２の減衰器５５に供給する。
【０１３７】
次に、第１の減衰器５３が、第１のノイズ帯域抽出部５２によって供給された信号を１／２倍して１／２（Ｒｓ＋Ｒｎ）を生成し、第１の加算器５６に供給する。また、第２の減衰器５５が、第２のノイズ帯域抽出部５４によって供給された信号を１／２倍して１／２（Ｌｓ＋Ｌｎ）を生成し、第１の加算器５６に供給する。
【０１３８】
次に、第１の加算器５６が、演算１１を行って音声信号Ｒｓ（＝Ｌｓ）を生成し、第２の加算器５７の−端子と第３の加算器５８の−端子とに供給する。
【０１３９】
次に、第２の加算器５７が、演算１２を行って振動ノイズＲｎを生成し、第１の適応フィルタ６３に供給する。また、第３の加算器５８が、演算１３を行って振動ノイズＬｎを生成し、第２の適応フィルタ８２に供給する。
【０１４０】
次に、第１の適応フィルタ６３は、供給された振動ノイズＲｎから擬似ノイズ信号Ｙ１を生成して、第４の加算器６４の−端子に供給する。また、第２の適応フィルタ８２は、供給された振動ノイズＬｎから擬似ノイズ信号Ｙ２を生成して、第５の加算器８３の−端子に供給する。
【０１４１】
次に、第４の加算器６４は、第１の遅延器６２によって供給された信号から擬似ノイズ信号Ｙ１を減算することで、第１のマイク１１によって出力された信号Ｒｓ＋Ｒｎから振動ノイズＲｎと相関性が高い信号を減算した信号、すなわち、振動ノイズＲｎと音響ノイズとが除去された信号Ｒ’を生成する。信号Ｒ’は、有指向性演算処理部１８と第１の適応フィルタ６３とに供給される。また、第５の加算器８３は、第２の遅延器８１によって供給された信号から擬似ノイズ信号Ｙ２を減算することで、第２のマイク１２によって出力された信号Ｌｓ＋Ｌｎから振動ノイズＬｎと相関性が高い信号を減算した信号、すなわち、振動ノイズＬｎと音響ノイズとが除去された信号Ｌ’を生成する。信号Ｌ’は、有指向性演算処理部１８と第２の適応フィルタ８２とに供給される。
【０１４２】
最後に、有指向性演算処理部１８が、Ｒ’に対して演算を行って右チャンネル用の音声信号を生成して出力するとともに、Ｌ’に対して演算を行って左チャンネル用の音声信号を生成して出力する。
【０１４３】
以上説明したように、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置５０に備えられたノイズ低減処理部５１は、演算１１，１２，１３を行うことにより振動ノイズＲｎと振動ノイズＬｎとを生成する。そして、Ｒｎに対して適応フィルタ処理を施すことでＲｎに相関した擬似ノイズ信号Ｙ１を生成して、信号Ｒｓ＋Ｒｎから減算し、振動ノイズＲｎ及び音響ノイズが低減された音声信号Ｒ’を出力する。また、Ｌｎに対して適応フィルタ処理を施すことでＬｎに相関した擬似ノイズ信号Ｙ２を生成して、信号Ｌｓ＋Ｌｎから減算し、振動ノイズＬｎ及び音響ノイズが低減された音声信号Ｌ’を出力する。
【０１４４】
したがって、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置５０は、備えられているマイクが２つであるにも拘わらず、振動ノイズＲｎ，Ｌｎ及び音響ノイズが低減された２チャンネル分の音声を出力することが可能となる。
【０１４５】
また、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置５０は、第１の適応フィルタ６３が、第１のマイク１１によって出力された信号Ｒｓ＋Ｒｎに含まれるノイズに近似した擬似ノイズ信号Ｙ１を生成し、第２の適応フィルタ８２が、第２のマイク１２によって出力された信号Ｌｓ＋Ｌｎに含まれるノイズに近似した擬似ノイズ信号Ｙ２を生成する。
【０１４６】
すなわち、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置５０は、信号Ｒｓ＋Ｒｎと信号Ｌｓ＋Ｌｎとをそれぞれ独立した適応フィルタで処理するため、例えば、信号Ｒｓ＋Ｒｎに含まれるノイズと信号Ｌｓ＋Ｌｎに含まれるノイズとの間に位相差やレベル差があるときにも、ノイズを精度良く低減することができる。
【０１４７】
なお、ステレオマイクロフォン装置５０についても、第１のＡ／Ｄ変換器１５及び第２びＡ／Ｄ変換器１６とノイズ低減処理部１７との間にレベル調整部３０を備えることが好ましい。ステレオマイクロフォン装置５０は、レベル調整部３０を備えることにより、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力される信号のレベルと、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力される信号のレベルとの差を抑えることが可能となるために、演算１１，１２，１３の演算精度を向上させることが可能となり、ノイズの低減を精度良く行うことが可能となる。
【０１４８】
なお、第１の実施の形態では、振動ノイズＬｎ，Ｒｎのみ低減を行うが、第２の実施の形態では、これに加えて信号Ｌｓ，Ｒｓに含まれており、振動ノイズＬｎ，Ｒｎと相関性がある音響ノイズも同時に低減することに特徴がある。
【０１４９】
第３の実施の形態
つぎに、本発明の第３の実施の形態について、詳細に説明する。
【０１５０】
図１１に示すように、本実施の形態のステレオマイクロフォン装置１００は、ノイズ低減処理部５１の代わりにノイズ低減処理部１０１を備える以外は、第１の実施の形態のステレオマイクロフォン装置１０と同一の構成とされている。したがって、本実施の形態のステレオマイクロフォン装置１００については、ノイズ低減処理部１０１についてのみ説明し、他の部位については、同一の符号を付して説明を省略する。また、第２の実施の形態のステレオマイクロフォン装置５０と同一の部位についても、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１５１】
ノイズ低減処理部１０１は、第１のノイズ帯域抽出部５２によって出力された信号を１／２倍にする第３の減衰器１０２と、第２のノイズ帯域抽出部５４によって出力された信号を１／２倍にする第４の減衰器１０３と、第４の減衰器１０３によって出力された信号から第３の減衰器１０２によって出力された信号を減算する第６の加算器１０４と、第１のＡ／Ｄ変換器１５から信号が供給される第３の遅延器１０５と、第６の加算器１０４によって出力された信号と第３の遅延器１０５によって出力された信号とを加算する第７の加算器１０６と、第２のＡ／Ｄ変換器１６から信号が供給される第４の遅延器１０７と、第４の遅延器１０７によって出力される信号から第６の加算器１０４によって出力された信号を減算する第８の加算器１０８とを備える。
【０１５２】
第３の遅延器１０５は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力された信号が第７の加算器１０６に供給されるタイミングを制御する。詳述すると、先ず、第１のＡ／Ｄ変換器１５が、信号を出力して第３の遅延器１０５と第１のノイズ帯域抽出部５２とに供給する。次に、第３の遅延器１０５は、第１のノイズ帯域抽出部５２に供給された信号が、第３の減衰器１０２、第６の加算器１０４を介して第７の加算器１０６に供給されるまで、供給された信号を保持する。そして、第３の遅延器１０５は、第６の加算器１０４から第７の加算器１０６に信号が供給されるタイミングと同じタイミングで、保持している信号を第７の加算器１０６に供給する。
【０１５３】
第４の遅延器１０７は、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力された信号が第８の加算器１０８の＋端子に供給されるタイミングを制御する。詳述すると、先ず、第２のＡ／Ｄ変換器１６が、信号を出力して第４の遅延器１０７と第２のノイズ帯域抽出部５４とに供給する。次に、第４の遅延器１０７は、第２のノイズ帯域抽出部５４に供給された信号が、第４の減衰器１０３、第６の加算器１０４を介して第８の加算器１０８の−端子に供給されるまで、供給された信号を保持する。そして、第４の遅延器１０７は、第６の加算器１０４から第８の加算器１０８へ信号が供給されるタイミングと同じタイミングで、保持している信号を第８の加算器１０８の＋端子に供給する。
【０１５４】
ノイズ低減処理部１０１では、第３及び第４の減衰器１０２，１０３と第６の加算器１０４とが演算１を行い、第７の加算器１０６が演算２を行い、第８の加算器１０８が演算３を行うことで、振動ノイズＲｎ，Ｌｎが除去された信号Ｒｓ，Ｌｓを生成し、信号Ｒｓを第１のＡＮＣ６０に備えられた第１の遅延器６２に供給するとともに、信号Ｌｓを第２のＡＮＣ６１に備えられた第２の遅延器８１に供給する。
【０１５５】
以下では、ステレオマイクロフォン装置１００の動作について説明する。なお、第１及び第２のＡ／Ｄ変換器１５，１６が供給された信号をＡ／Ｄ変換するまでの動作は、ステレオマイクロフォン装置１０と同じであるので、説明を省略する。
【０１５６】
第１のＡ／Ｄ変換器１５は、Ａ／Ｄ変換した信号を、第１のノイズ帯域抽出部５２と第３の遅延器１０５とに供給する。また、第２のＡ／Ｄ変換器１６は、Ａ／Ｄ変換した信号を、第２のノイズ帯域抽出部５４と第４の遅延器１０７とに供給する。
【０１５７】
次に、第１のノイズ帯域抽出部５２が、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって供給された信号からタッチノイズ帯域の信号を抽出し、第１の減衰器５３、第２の加算器５７の＋端子、及び第３の減衰器１０２に供給する。また、第２のノイズ帯域抽出部５４が、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって供給された信号からタッチノイズ帯域の信号を抽出し、第２の減衰器５５、第３の加算器５８の＋端子、及び第４の減衰器１０３に供給する。
【０１５８】
次に、第１の減衰器５３が、第１のノイズ帯域抽出部５２によって供給された信号を１／２倍して１／２（Ｒｓ＋Ｒｎ）を生成し、第１の加算器５６に供給する。また、第２の減衰器５５が、第２のノイズ帯域抽出部５４によって供給された信号を１／２倍して１／２（Ｌｓ＋Ｌｎ）を生成し、第１の加算器５６に供給する。
【０１５９】
次に、第１の加算器５６が、演算１１を行ってＲｓ（＝Ｌｓ）を生成し、第２の加算器５７の−端子と第３の加算器５８の−端子とに供給する。
【０１６０】
次に、第２の加算器５７が、演算１２を行って振動ノイズＲｎを生成し、第１の適応フィルタ６３に供給する。また、第３の加算器５８が、演算１３を行って振動ノイズＬｎを生成し、第２の適応フィルタ８２に供給する。
【０１６１】
次に、第１の適応フィルタ６３は、供給された振動ノイズＲｎから擬似ノイズ信号Ｙ１’を生成して、第４の加算器６４の−端子に供給する。また、第２の適応フィルタ８２は、供給された振動ノイズＬｎから擬似ノイズ信号Ｙ２’を生成して、第５の加算器８３の−端子に供給する。
【０１６２】
一方、第３の減衰器１０２は、第１のノイズ帯域抽出部５２によって供給された信号を１／２倍して１／２（Ｒｓ＋Ｒｎ）を生成し、第６の加算器１０４の−端子に供給する。また、第４の減衰器１０３は、第２のノイズ帯域抽出部５４によって供給された信号を１／２倍して１／２（Ｌｓ＋Ｌｎ）を生成し、第６の加算器１０４の＋端子に供給する。
【０１６３】
次に、第６の加算器１０４は、演算１を行って１／２（Ｌｎ−Ｒｎ）を生成し、第７の加算器１０６と、第８の加算器１０８の−端子とに供給する。
【０１６４】
また、第３の遅延器１０５は、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって供給された信号を、第６の加算器１０４が第７の加算器１０６に信号を供給するタイミングと同じタイミングで、第７の加算器１０６に供給する。また、第４の遅延器１０７は、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって供給された信号を、第６の加算器１０４が第８の加算器１０８の−端子に信号を供給するタイミングと同じタイミングで、第８の加算器１０８の＋端子供給する。
【０１６５】
次に、第７の加算器１０６は、演算２を行ってノイズが除去された音声信号Ｒｓを生成し、第１の遅延器６２に供給する。すなわち、第１のＡＮＣ回路６０に対して信号Ｒｓを供給する。
【０１６６】
また、第８の加算器１０８は、演算３を行ってノイズが除去された音声信号Ｌｓを生成し、第２の遅延器８１に供給する。すなわち、第２のＡＮＣ回路６１に対して信号Ｌｓを供給する。
【０１６７】
次に、第１の遅延器６２は信号Ｒｓを保持し、第１の適応フィルタ６３が第４の加算器６４の−端子に擬似ノイズ信号Ｙ１’を供給するのと同じタイミングで、保持している信号Ｒｓを第４の加算器６４の＋端子に供給する。また、第２の遅延器８１は信号Ｌｓを保持し、第２の適応フィルタ８２が第５の加算器８３の−端子に擬似ノイズ信号Ｙ２’を供給するのと同じタイミングで、保持している信号Ｌｓを第５の加算器８３の＋端子に供給する。
【０１６８】
次に、第４の加算器６４は、第１の遅延器６２によって供給された信号Ｒｓから擬似ノイズ信号Ｙ１’を減算することで、音声信号Ｒｓから振動ノイズＲｎと相関性が高い信号を減算した信号、すなわち、信号Ｒｓから音響ノイズが除去された信号Ｒ”を生成する。信号Ｒ”は、有指向性演算処理部１８と、第１の適応フィルタ６３とに供給される。また、第５の加算器８３は、第２の遅延器８１によって供給された信号Ｌｓから擬似ノイズ信号Ｙ２’を減算することで、信号Ｌｓから振動ノイズＬｎと相関性が高い信号を減算した信号、すなわち、信号Ｌｓから音響ノイズが除去された信号Ｌ”を生成する。信号Ｌ”は、有指向性演算処理部１８と、第２の適応フィルタ８２とに供給される。
【０１６９】
最後に、有指向性演算処理部１８が、信号Ｒ”に対して演算を行って右チャンネル用の音声信号を生成して出力するとともに、信号Ｌ”に対して演算を行って左チャンネル用の音声信号を生成して出力する。
【０１７０】
以上説明したように、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１００に備えられたノイズ低減処理部１０１は、第３の減衰器１０２、第４の減衰器１０３、第６の加算器１０４、第７の加算器１０６、第８の加算器１０８が演算１，２，３を行うことにより、振動ノイズＲｎ，Ｌｎが除去された信号Ｒｓ，Ｌｓを生成する。そして、第１の減衰器５３、第２の減衰器５５、第１の加算器５６、第２の加算器５７、第３の加算器５８が演算１１，１２，１３を行って振動ノイズＲｎ，Ｌｎを生成する。そして、Ｒｓ及びＲｎに基づいて第１のＡＮＣ６０が信号Ｒｓから音響ノイズが低減された信号Ｒ”を生成して出力し、Ｌｓ及びＬｎに基づいて第２のＡＮＣ６１が信号Ｌｓから音響ノイズが低減された信号Ｌ”を生成して出力する。
【０１７１】
したがって、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１００では、第１の適応フィルタ６３及び第２の適応フィルタ８２は、音響ノイズのみを低減するために適応制御処理を行うことが可能となるため、収束が容易となる。すなわち、本発明を適用したステレオマイクロフォン装置１００は、ノイズの低減効果が高いものとなる。
【０１７２】
なお、ステレオマイクロフォン装置１００についても、第１のＡ／Ｄ変換器１５及び第２びＡ／Ｄ変換器１６とノイズ低減処理部１０１との間にレベル調整部３０を備えることが好ましい。ステレオマイクロフォン装置１００は、レベル調整部３０を備えることにより、第１のＡ／Ｄ変換器１５によって出力される信号のレベルと、第２のＡ／Ｄ変換器１６によって出力される信号のレベルとの差を抑えることが可能となるために、１／２（Ｌｓ−Ｒｎ）を精度良く生成することや、振動ノイズＲｎ，Ｌｎを精度良く除去することが可能となり、ノイズの低減を精度良く行うことが可能となる。
【０１７３】
【発明の効果】
本発明に係るノイズ低減装置及び低減方法では、先ず、第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号を減算した信号の１／２倍のレベルである差信号を生成する。次に、第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と差信号とを加算して出力するとともに、第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から差信号を減算して出力する。
【０１７４】
また、本発明に係るノイズ低減装置及び低減方法では、先ず、第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号とを加算した信号の１／２倍のレベルである和信号を生成する。次に、第１のマイクロフォンによって出力された信号から和信号を減算した信号を、適応的に制御した第１の擬似ノイズ信号を生成する。そして、第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から第１の擬似ノイズ信号を減算して出力する。また、第２のマイクロフォンによって出力された信号から和信号を減算した信号を、適応的に制御した第２の擬似ノイズ信号を生成する。そして、第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から第２の擬似ノイズを減算して出力する。
【０１７５】
したがって、本発明に係るノイズ低減装置及びノイズ低減方法によれば、備えられているマイクロフォンが２つであるにも拘わらず、ノイズが低減された右チャンネル用の音声と左チャンネル用の音声とを出力することが可能である。したがって、本発明に係るノイズ低減装置及びノイズ低減方法によれば、右チャンネル用の音声と同時に出力されるノイズと、左チャンネル用の音声と同時に出力されるノイズとを低減することが可能であり、小型化することが容易となる。
【０１７６】
また、本発明に係るノイズ低減装置及びノイズ低減方法によれば、音声と同時に出力されるノイズを、回路規模を増大させることなく、低コストで十分に低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のステレオマイクロフォン装置のブロック図である。
【図２】第１のマイクに備えられた振動板の振動と第２のマイクに備えられた振動板の振動とを示す図であり、（Ａ）は音声が入力されたときを示しており、（Ｂ）は振動ノイズが入力されたときを示している。
【図３】マイク間隔と、信号Ｒ及び信号Ｌ間の位相差やレベル差との関係を説明するための図である。
【図４】第１のマイクと第２のマイクとの他の配置を示す模式図である。
【図５】レベル調整部を備えたステレオマイクロフォン装置のブロック図である。
【図６】レベル差検出部のブロック図である。
【図７】レベル差検出部内の信号を示す図であり、（Ａ）はＬＰＦによって出力された信号を示しており、（Ｂ）は絶対値化部によって出力された信号と、ピーク検波部によって出力された信号とを示している。
【図８】レベル差検出部の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明を適用した第２の実施の形態のステレオマイクロフォン装置のブロック図である。
【図１０】同ステレオマイクロフォン装置に備えられた第１の適応フィルタを示すブロック図である。
【図１１】本発明を適用した第３の実施の形態のステレオマイクロフォン装置のブロック図である。
【図１２】従来のステレオマイクロフォン装置のブロック図である。
【符号の説明】
１０ ステレオマイクロフォン装置、１１ 第１のマイクロフォン、１２ 第２のマイクロフォン、１３ 第１のアンプ、１４ 第２のアンプ、１５ 第１のＡ／Ｄ変換器、１６ 第２のＡ／Ｄ変換器、１７ ノイズ低減処理部、１８ 有指向性演算処理部、２１ 第１の減衰器、２２ 第２の減衰器、２３ 第１の加算器、２４ 第２の加算器、２５ 第１の遅延器、２６ 第２の遅延器、２７ 第２の加算器、２８ 第３の加算器
Claims (18)
- 受音面が、所定の向きとなるように配置される第１の無指向性マイクロフォンと、
受音面が、上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面の向きに対して１８０°異なる向きとなり、且つ上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面との間隔が所定の間隔となるように配置される第２の無指向性マイクロフォンと、
上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号を減算した信号の１／２倍のレベルである差信号を生成する差信号生成手段と、
上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記差信号とを加算する第１の演算手段と、
上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記差信号を減算する第２の演算手段とを備えること
を特徴とするノイズ低減装置。 - 上記差信号生成手段は、ノイズ帯域の周波数の信号を抽出するノイズ帯域抽出手段を備えること
を特徴とする請求項１記載のノイズ低減装置。 - 上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号とのレベルの差を検出するレベル差検出手段と、
上記レベル差検出手段によって出力された信号に基づいて、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号又は上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号のうち一方のレベルを制御して、他方のレベルと同一とするレベル制御手段とを備えること
を特徴とする請求項１記載のノイズ低減装置。 - 上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号とを加算した信号の１／２倍のレベルである和信号を生成する和信号生成手段と、
上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記和信号を減算する第３の演算手段と、
上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記和信号を減算する第４の演算手段と、
上記第３の演算手段によって出力された信号を適応的に制御して第１の擬似ノイズ信号を生成する第１の適応制御手段と、
上記第４の演算手段によって出力された信号を適応的に制御して第２の擬似ノイズ信号を生成する第２の適応制御手段と、
上記第１の演算手段によって出力された信号から上記第１の適応制御信号を減算する第５の演算手段と、
上記第２の演算手段によって出力された信号から上記第２の適応制御信号を減算する第６の演算手段とを備え、
上記第１の適応制御手段は、上記第５の演算手段からの出力に基づいて上記第３の演算手段によって出力された信号を適応的に制御し、
上記第２の適応制御手段は、上記第６の演算手段からの出力に基づいて上記第４の演算手段によって出力された信号を適応的に制御すること
を特徴とする請求項１記載のノイズ低減装置。 - 上記和信号生成手段は、ノイズ帯域の周波数の信号を抽出するノイズ帯域抽出手段を備えること
を特徴とする請求項４記載のノイズ低減装置。 - 上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号とのレベルの差を検出するレベル差検出手段と、
上記レベル差検出手段によって出力された信号に基づいて、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号又は上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号のうち一方のレベルを制御して、他方のレベルと同一とするレベル制御手段とを備えること
を特徴とする請求項４記載のノイズ低減装置。 - 受音面が、所定の向きとなるように配置される第１の無指向性マイクロフォンと、
受音面が、上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面の向きに対して１８０°異なる向きとなり、且つ上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面との間隔が所定の間隔となるように配置される第２の無指向性マイクロフォンと、
上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号とを加算した信号の１／２倍のレベルである和信号を生成する和信号生成手段と、
上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記和信号を減算する第１の演算手段と、
上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記和信号を減算する第２の演算手段と、
上記第１の演算手段によって出力された信号を適応的に制御して第１の擬似ノイズ信号を生成する第１の適応制御手段と、
上記第２の演算手段によって出力された信号を適応的に制御して第２の擬似ノイズ信号を生成する第２の適応制御手段と、
上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記第１の適応制御信号を減算する第３の演算手段と、
上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記第２の適応制御信号を減算する第４の演算手段とを備え、
上記第１の適応制御手段は、上記第３の演算手段からの出力に基づいて上記第１の演算手段によって出力された信号を適応的に制御し、
上記第２の適応制御手段は、上記第４の演算手段からの出力に基づいて上記第２の演算手段によって出力された信号を適応的に制御すること
を特徴とするノイズ低減装置。 - 上記和信号生成手段は、ノイズ帯域の周波数の信号を抽出するノイズ帯域抽出手段を備えること
を特徴とする請求項７記載のノイズ低減装置。 - 上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号との間のレベルの差を検出するレベル差検出手段と、
上記レベル差検出手段によって出力された信号に基づいて、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号又は上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号のうち一方のレベルを制御し、他方のレベルと同一とするレベル制御手段とを備えること
を特徴とする請求項７記載のノイズ低減装置。 - 受音面が、所定の向きとなるように配置される第１の無指向性マイクロフォンと、受音面が、上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面の向きに対して１８０°異なる向きとなり、且つ上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面との間隔が所定の間隔となるように配置される第２の無指向性マイクロフォンとを備えたステレオマイクロフォン装置におけるノイズ低減方法であり、
上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号を減算した信号の１／２倍のレベルである差信号を生成する差信号生成ステップと、
上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記差信号とを加算する第１の演算ステップと、
上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記差信号を減算する第２の演算ステップとを備えること
を特徴とするノイズ低減方法。 - 上記差信号生成ステップでは、ノイズ帯域の周波数の信号を生成すること
を特徴とする請求項１０記載のノイズ低減方法。 - 上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号との間のレベルの差を検出するレベル差検出ステップと、
上記レベル差検出ステップで出力された信号に基づいて、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号又は上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号のうち一方のレベルを制御し、他方のレベルと同一とするレベル制御ステップとを備えること
を特徴とする請求項１０記載のノイズ低減方法。 - 上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号とを加算した信号の１／２倍のレベルである和信号を出力する和信号生成ステップと、
上記第１のマイクロフォンによって出力された信号から上記和信号を減算する第３の演算ステップと、
上記第２のマイクロフォンによって出力された信号から上記和信号を減算する第４の演算ステップと、
上記第３の演算ステップで出力された信号を適応的に制御して第１の適応制御信号を生成する第１の適応制御ステップと、
上記第４の演算ステップで出力された信号を適応的に制御して第２の適応制御信号を生成する第２の適応制御ステップと、
上記第１の演算ステップで出力された信号から上記第１の適応制御信号を減算する第５の演算ステップと、
上記第２の演算ステップで出力された信号から上記第２の適応制御信号を減算する第６の演算ステップとを備え、
上記第１の適応制御ステップでは、上記第５の演算ステップで出力された信号に基づいて上記第３の演算ステップで出力された信号を適応的に制御し、
上記第２の適応制御ステップでは、上記第６の演算ステップで出力された信号に基づいて上記第４の演算ステップで出力された信号を適応的に制御すること
を特徴とする請求項１０記載のノイズ低減方法。 - 上記和信号生成ステップでは、ノイズ帯域の信号を生成すること
を特徴とする請求項１３記載のノイズ低減方法。 - 上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号との間のレベルの差を検出するレベル差検出ステップと、
上記レベル差検出ステップで出力された信号に基づいて、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号又は上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号のうち一方のレベルを制御し、他方のレベルと同一とするレベル制御ステップとを備えること
を特徴とする請求項１３記載のノイズ低減方法。 - 受音面が、所定の向きとなるように配置される第１の無指向性マイクロフォンと、受音面が、上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面の向きに対して１８０°異なる向きとなり、且つ上記第１の無指向性マイクロフォンの受音面との間隔が所定の間隔となるように配置される第２の無指向性マイクロフォンとを備えたステレオマイクロフォン装置におけるノイズ低減方法であり、
上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号とを加算した和信号を１／２倍にして生成する和信号生成ステップと、
上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記和信号を減算して出力する第１の演算ステップと、
上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記和信号を減算して出力する第２の演算ステップと、
上記第１の演算ステップで出力された信号を適応的に制御した第１の擬似ノイズ信号を生成する第１の適応制御ステップと、
上記第２の演算ステップで出力された信号を適応的に制御した第２の擬似ノイズ信号を生成する第２の適応制御ステップと、
上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記第１の擬似ノイズ信号を減算する第３の演算ステップと、
上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号から上記第２の擬似ノイズ信号を減算する第４の演算ステップとを備え、
上記第１の適応制御ステップでは、上記第３の演算ステップで出力された信号に基づいて上記第１の演算ステップで出力された信号を適応的に制御し、
上記第２の適応制御ステップでは、上記第４の演算手段からの出力に基づいて上記第２の演算ステップで出力された信号を適応的に制御すること
を特徴とするノイズ低減方法。 - 上記和信号生成ステップでは、ノイズ帯域の信号を生成すること
を特徴とする請求項１６記載のノイズ低減方法。 - 上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号と上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号との間のレベルの差を検出するレベル差検出ステップと、
上記レベル差検出ステップで出力された信号に基づいて、上記第１の無指向性マイクロフォンによって出力された信号又は上記第２の無指向性マイクロフォンによって出力された信号のうち一方のレベルを、他方のレベルと同一とするレベル制御ステップとを備えること
を特徴とする請求項１６記載のノイズ低減方法。
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