JP2004328052A

JP2004328052A - ズームマイクロホン装置

Info

Publication number: JP2004328052A
Application number: JP2003115788A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kasuya; 修粕谷
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】ビデオカメラのテレ（望遠）側の音質を目的音の間近で聞く音質に近いものとし、臨場感溢れる音声ズーム効果を得ること。
【解決手段】ビデオカメラのズームレンズ比率に連動させてマイクからの音声信号を制御するズームマイクロホン装置であって、音声信号の指向性と感度とをズームレンズ比率に連動させて変化させる（３）とともに、ズームレンズ比率に連動させて音声信号の周波数特性を変化させる構成（４）とする。また、マイクからの音声信号は、ステレオマイク又はモノラルマイクからの信号（１）と超指向性マイクからの信号（２）とからなる構成とする。また、音声信号の周波数特性変化は、音声信号の低域成分と高域成分とを強調する処理である構成とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラのズームレンズ比率による画角変化に連動してマイクロホンの収音音声の指向特性及び感度を変化させるタイプのズームマイクロホン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記タイプの一般的な従来技術のズームマイクロホン装置として、図８に示すような構成のものが広く知られており、実際にビデオカメラ等に搭載されている。ズームマイク処理の基本は、収音位置の周囲音も含めて収音するステレオマイク（またはモノラルマイク）及びその信号処理部と、周囲音を排除して前方の狭い範囲の目的音に絞って収音する超指向性マイク及びその信号処理部と、ステレオマイク（またはモノラルマイク）からの信号と超指向性マイクからの信号を合成する回路から構成される。
【０００３】
図８を参照すると、ステレオマイク用信号処理回路１と超指向性マイク用信号処理回路２からのそれぞれの出力信号を合成比率・利得制御回路３に入力し、ズームレンズ６のズーム位置情報５をもとに、ステレオマイク（またはモノラルマイク）信号と超指向性マイク信号の合成比率を可変（合成比率制御回路３）することにより指向性を変化させるとともに、アンプゲインを可変することにより感度を変化（利得制御回路３）させる。尚、予め超指向性マイク側の感度を高く設定しておくことによって、合成比率の可変のみで指向性と感度を同時に変化させることもできる。具体的には、ズーム位置がワイド（広角）側のときはステレオマイク（またはモノラルマイク）からの信号の比率を高くし、テレ（望遠）側のときは超指向性マイクからの信号の比率を高くする。これを連続的に変化させると、映像と共に音声もズームしている感覚が得られるものである。
【０００４】
また、ビデオカメラにおけるズームマイクロホン装置の従来技術として、外部取り付け超指向性マイクと内蔵ステレオマイクの音声信号の合成比率をズームレンズに連動させる方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
また、他の従来技術として、所定の間隔で配置された３個の内蔵マイクからの出力信号の演算処理で内蔵ズームマイクを実現する方法が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−２４７５１０号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平５−１４９９４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した図８に示す従来技術、特許文献１や２の従来技術に用いられたズームマイクロホン装置は、ズームレンズのテレ（望遠）側の収音を受け持つ超指向性マイク部の指向性が鋭ければ鋭いほど、ズームアップ時に目的音へフォーカスしていく感覚、即ちズーム感が良くなる。しかし、従来のズームマイクで収音された音は、目的音は捉えているものの実際にその画角に相当する位置まで接近して聞いたときの音（音源の間近で聞く音）のような臨場感が感じられない。
【０００９】
これは、音源がもつ低域成分・高域成分の距離的な減衰率が中域成分に比べ遥かに大きいためで、音源から離れた位置で聞く音は本来音源が持っている低域成分・高域成分が大きく減衰し、中域成分の比率のみが高くなった音になっているためであると考えられる。
【００１０】
従って、従来のズームマイクロホン装置においては、如何に目的音を拾っても目的音の音質そのものは、その画角の映像位置で聞こえる筈の音とは違うものであるという課題が生じていた。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、従来のズームマイクロホン装置においては得られなかった、音源の間近で聞いたときの音質を再現し、臨場感溢れる音声ズーム効果の得られるズームマイクロホン装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
ビデオカメラのズームレンズ比率に連動させてマイクからの音声信号を制御するズームマイクロホン装置であって、
前記音声信号の指向性と感度とを前記ズームレンズ比率に連動させて変化させるとともに、
前記ズームレンズ比率に連動させて前記音声信号の周波数特性を変化させる構成とする。
【００１３】
また、前記ズームマイクロホン装置において、前記マイクからの音声信号は、ステレオマイク又はモノラルマイクからの信号と超指向性マイクからの信号とからなる構成とする。
【００１４】
また、前記ズームマイクロホン装置において、前記音声信号の周波数特性変化は、前記音声信号の低域成分と高域成分とを強調する処理である構成とする。
【００１５】
このような構成を採用することによって、音源の間近で聞いたときの音質を再現し、臨場感溢れる音声ズーム効果を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係るズームマイクロホン装置について、図１〜図７を参照しながら以下説明する。本発明の実施形態に係るズームマイクロホン装置についての説明に先立ってまず、図８に示す従来技術のズームマイクロホン装置において、音声ズーム効果が得られる一般的な仕組みについて説明する。図７は本発明の実施形態にも適用されるズームマイクロホン装置における指向性変化及び感度変化を示す図である。
【００１７】
図７において、ズーム画角ワイド端の特性はステレオマイクロホン装置の特性そのものに近いものとなり、テレ端の特性は超指向性マイクロホン装置の特性そのものに近いものとなる。ワイド端とテレ端の間の中間のズーム位置の場合は、その画角位置に応じてステレオマイクロホン装置と超指向性マイクロホン装置の特性が合成され、ステレオ特性と超指向特性の間で連続的に特性変化することにより、ズーム映像に連動して音声もズームする効果が得られる。図示するように、音源から距離的に離れて位置していることによって音源以外の周囲雑音の混入レベルが高くなる影響は、収音指向性を前方に絞り込むことによって排除する。また、距離的に音の大きさが減衰してしまう影響は、収音感度を上げることによって補正する。
【００１８】
しかし、実際には、音源に近接した位置で聞こえる音と、音源から離れた位置で聞こえる音との差は、聞こえる音の大きさの減衰と周囲雑音の混入レベルの増加だけではなく、音質そのものも大きく異なる。この音質変化は、音の中域成分に比べて、低域成分や高域成分の方が距離的により大きく減衰してしまうためである。
【００１９】
この音質変化の現象について、図２、図３及び図４を参照しながら、単純化した波形で説明する。図２は音源の近くで聞こえる音の特徴を示す波形図であり、図３は音源から離れた位置で聞こえる音の特徴を示す波形図であり、図４は音源から離れた位置で聞こえる音を感度補正した音の特徴を示す波形図である。ここで、図３に示す音源から遠く離れた位置で聞こえる音の波形を従来技術のズームマイクロホン装置でレベル補正（感度補正）しても、その波形は図４のようにしかならず、これは音源の近くで聞こえる音の波形である図２とは大きく異なる。即ち、図４の（Ａ）の補正波形と図２の（Ａ）の収音波形とは明らかな差異が生じている。
【００２０】
このように、従来技術のズームマイクロホン装置においては、距離的に低域・高域成分が大きく減衰したままの音をテレ（望遠）側の音としていたために、ズームアップによって音源にフォーカスしていく効果は得られたものの、テレ（望遠）側の音質そのものは収音位置で聞こえる音質のままであり、音源の近くで聞いたときの臨場感溢れる音質は得られないという技術背景があった。
【００２１】
次に、本発明の実施形態に係るズームマイクロホン装置を説明する。図１は本実施形態のズームマイクロホン装置の全体構成を示すブロック図である。図１において、１はステレオマイクロホン用信号処理回路、２は超指向性マイクロホン用信号処理回路、６はビデオカメラのズームレンズ、７はズームレンズ制御回路、８はマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、５はズーム位置電圧発生回路、３は合成比率及び利得制御回路、４はエンハンサ（低域・高域成分強調制御回路）、をそれぞれ表す。
【００２２】
図１において、ビデオカメラのズームレンズ６の可変はマイクロプロセッサ８からの指示でズームレンズ制御回路７が使用者の所望するズーム比率に決めることができる。ズーム位置電圧発生回路５からのズーム位置は、ズームがテレ（望遠）であるかワイド（広角）であるかについて合成比率及び利得制御回路３とエンハンサ４とに制御信号として与えられる。
【００２３】
テレ（望遠）方向にビデオカメラのズーミングがなされた場合、エンハンサ４は、合成比率及び利得制御回路３からの出力信号の周波数特性における低域成分と高域成分とを図６に示したように強調する。ここで、図６は本実施形態のズームマイクロホン装置における低域・高域成分強調制御回路の特性を示す図である。図６において、テレ（望遠）側に行くに従って周波数特性の低域成分と高域成分の強調を強くする。即ち、図示の例では１００Ｈｚを中心とする低域部分と１０ｋＨｚを中心とする高域部分とにおける利得を、１ｋＨｚを中心とする中域部分に比べて、大としている。
【００２４】
このように、本発明の実施形態では、合成比率・利得制御回路３による指向特性・感度に加えて、エンハンサ４による低域・高域強調レベルを、ズーム位置電圧発生回路５によるズーム位置情報に連動させることによって、テレ（望遠）側収音時に距離的減衰率の高い低域・高域成分を強調処理することで、従来技術のズームマイクロホン装置においては得られなかった、音源の間近で聞いたときの音質を再現することが可能となり、臨場感溢れる音声ズーム効果を得ることができる。図５は本発明の実施形態に係るズームマイクロホン装置で収音した遠隔音の波形を示す図であり、図５の（Ａ）の補正波形（感度補正及び低域・高域強調補正）を、音源の近くで聞こえる音を示した図２の（Ａ）の波形と比べると、殆ど変わらないことが分かる。ここで、図５の波形は、図１のエンハンサ（低域・高域強調制御回路）によって図４における（Ｂ）と（Ｄ）の波形を強調したものである。
【００２５】
なお、以上の説明では、ステレオマイクによるズームマイクロホン装置について記述したが、モノラルマイクによるものもほぼ同じ原理で動作するので、これについても本発明の実施形態に含まれるがその説明は省略する。
【００２６】
【発明の効果】
本発明のズームマイクロホン装置によれば、音声ズーム効果を得るためのパラメータとして、マイクの指向特性及び感度に加えて、特定周波数帯域強調度を連続変化させることによって、テレ（望遠）側の音質を目的音の間近で聞く音質に近いものとし、従来得られなかった臨場感溢れる音声ズーム効果を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るズームマイクロホン装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】音源の近くで聞こえる音の特徴を示す波形図である。
【図３】音源から離れた位置で聞こえる音の特徴を示す波形図である。
【図４】音源から離れた位置で聞こえる音を感度補正した音の特徴を示す波形図である。
【図５】本発明の実施形態に係るズームマイクロホン装置で収音した遠隔音の波形を示す図である。
【図６】本実施形態のズームマイクロホン装置における低域・高域成分強調制御回路の特性を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に適用されるズームマイクロホン装置における指向性・感度変化例を示すポーラパターンである。
【図８】従来技術に関するズームマイクロホン装置の全体構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ステレオマイクロホン装置
２超指向性マイクロホン装置
３合成比率・感度制御回路
４低域・高域成分強調制御回路
５ズーム位置電圧発生回路
６ズームレンズ
７ズーム制御回路
８マイクロプロセッサ

Claims

ビデオカメラのズームレンズ比率に連動させてマイクからの音声信号を制御するズームマイクロホン装置であって、
前記音声信号の指向性と感度とを前記ズームレンズ比率に連動させて変化させるとともに、
前記ズームレンズ比率に連動させて前記音声信号の周波数特性を変化させる
ことを特徴とするズームマイクロホン装置。
請求項１に記載のズームマイクロホン装置において、
前記マイクからの音声信号は、ステレオマイク又はモノラルマイクからの信号と超指向性マイクからの信号とからなることを特徴とするズームマイクロホン装置。
請求項１又は２に記載のズームマイクロホン装置において、
前記音声信号の周波数特性変化は、前記音声信号の低域成分と高域成分とを強調する処理であることを特徴とするズームマイクロホン装置。
ビデオカメラのズーム位置情報に連動させて、ステレオ又はモノラルマイク信号と超指向性マイク信号との合成比率を可変して指向性を変化させ、且つアンプゲインを可変して感度を変化させるズームマイクロホン装置であって、
前記ズーム位置情報に連動させて、前記指向性変化と感度変化させた音声信号における周波数特性の低域成分と高域成分を強調する
ことを特徴とするズームマイクロホン装置。