JP2006270591A - 電子カメラ、データ再生装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 撮影操作に応じて不規則に生じる内部機構の雑音を再生時に抑制しうる電子カメラを提供する。
【解決手段】 電子カメラは、マイクと、駆動ユニットと、メモリと、タイミングジェネレータと、録音データ生成部とを有する。マイクはカメラ外部の音声を録音する。駆動ユニットは所定の撮影操作に応じて駆動し、該駆動時に駆動雑音を生じる。メモリには駆動雑音を抽出した駆動雑音データが記録される。タイミングジェネレータは駆動ユニットの駆動タイミングを規定する駆動信号を生成する。録音データ生成部はマイクが録音した音声信号のうち、駆動信号に基づき抽出された駆動雑音発生期間における雑音重畳音声信号から駆動雑音の周波数成分を減算して録音データを生成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、外部音声の録音が可能な電子カメラと、この電子カメラの録音データを再生するデータ再生装置およびプログラムに関する。

近年、撮像素子により被写体像を電子的に記録する電子カメラが急速に普及しつつある。かかる電子カメラは静止画の撮影が主機能であるが、録音を伴う動画撮影や静止画撮影時での音声記録が可能なものも実用化されている。ところで電子カメラでは、レンズ駆動モータ等の内部機構が動作するとその駆動音が筐体内で響いてマイクまで伝達される。そのため、録音時に電子カメラの内部機構が動作すると外部音声に駆動音が重畳して録音されてしまい、再生時の音質が低下する問題が指摘されている。

ここで特許文献１には、内部機構の周期的動作に略合致した周期パルスに基づいて音声信号の周期的雑音成分を抽出し、この周期的雑音成分の位相を反転させた減算信号によって音声信号から周期的雑音成分を除去するビデオカメラ装置が開示されている。
特開平１１−２０５８９１号公報

しかし、上記特許文献１では周期的雑音とともに外部の記録音声も一様に減算処理して音声信号を記録する。そのため、上記特許文献１では録音すべき音声と周期的雑音との周波数成分の相違は考慮されておらず、再生時の音質が必ずしも十分ではない点で改善の余地があった。また、上記特許文献１では、撮影操作に応じて不規則に生じる内部機構の雑音対策については何ら言及していない。

本発明は上記従来技術の課題を解決するものであって、その目的は、撮影操作に応じて不規則に生じる内部機構の雑音を再生時に抑制しうる電子カメラを提供することである。

第１の発明の電子カメラは、マイクと、駆動ユニットと、メモリと、タイミングジェネレータと、録音データ生成部とを有する。マイクはカメラ外部の音声を録音する。駆動ユニットは所定の撮影操作に応じて駆動し、該駆動時に駆動雑音を生じる。メモリには駆動雑音を抽出した駆動雑音データが記録される。タイミングジェネレータは駆動ユニットの駆動タイミングを規定する駆動信号を生成する。録音データ生成部はマイクが録音した音声信号のうち、駆動信号に基づき抽出された駆動雑音発生期間における雑音重畳音声信号から駆動雑音の周波数成分を減算して録音データを生成する。

第２の発明の電子カメラは、マイクと、駆動ユニットと、メモリと、タイミングジェネレータと、録音データ生成部と、データファイル生成部とを有する。マイクはカメラ外部の音声を録音する。駆動ユニットは所定の撮影操作に応じて駆動し、該駆動時に駆動雑音を生じる。メモリには駆動雑音を抽出した駆動雑音データが記録される。タイミングジェネレータは駆動ユニットの駆動タイミングを規定する駆動信号を生成する。録音データ生成部はマイクが録音した雑音重畳音声信号に基づいて録音データを生成する。データファイル生成部は、駆動信号に基づき抽出された駆動雑音発生期間および録音データの録音期間の対応関係を示す駆動雑音履歴データと駆動雑音データとを録音データに関連付けしてデータファイルを生成する。

第３の発明のデータ再生装置は、データ読み込み部および音声処理部を有し、第２の発明の電子カメラが生成したデータファイルを再生する。データ読み込み部はデータファイルを読み込む。音声処理部は駆動雑音履歴データおよび駆動雑音データに基づいて、録音データにおける駆動雑音発生期間の対応部分から駆動雑音の周波数成分を減算する。
なお、第３の発明に関する構成を方法、記録媒体、コンピュータプログラムなどに変換して表現したものも本発明の態様として有効である。

本発明によれば、再生時の音声から駆動ユニットによる駆動雑音の周波数成分が大幅に除去され、駆動雑音のみが抑制された良好な音質で記録音声を再生できる。

（第１実施形態の説明）
図１は第１実施形態の電子カメラのブロック図であり、図２は電子カメラの撮影光学系およびマイクの配置を示す概要図である。
電子カメラは、撮影レンズ１０と、レンズ駆動部１１と、撮像素子１２と、Ａ／Ｄ変換部１３と、画像処理部１４と、マイク部１５およびスピーカー部１６と、音声処理部１７と、メモリ１８と、被写体に閃光を照射する閃光発光部１９と、内蔵ハードディスク２０と、カードＩ／Ｆ２１と、モニタ２２と、操作部２３と、ＣＰＵ２４と、データバス２５とを有している。なお、画像処理部１４、音声処理部１７、メモリ１８、内蔵ハードディスク２０、カードＩ／Ｆ２１、モニタ２２およびＣＰＵ２４は、データバス２５を介してそれぞれ接続されている。

撮影レンズ１０は、ズームレンズ３０と合焦位置調節用のフォーカシングレンズ３１とを含む複数のレンズ群で構成されている。撮影レンズ１０を構成する各レンズのうち、光軸方向に駆動調整されるレンズはリードナットを備えたレンズ保持枠３２に支持されている。また、レンズ保持枠３２は一対のガイドシャフト（図示を省略する）で光軸方向に摺動可能に支持されている。

レンズ駆動部１１は、レンズ保持枠３２のリードナットに螺合するリードスクリュー３３と、リードスクリュー３３にトルクを供給するモータ３４とで構成されている。なお、図２の例では、ズームレンズ駆動用とフォーカシングレンズ駆動用とでリードスクリュー３３およびモータ３４が２組設けられている。
撮像素子１２は撮影レンズ１０の像空間側に配置されている。撮像素子１２の受光面（撮影レンズ１０と相対する面）には被写体像を光電変換してアナログ画像信号を生成する受光画素が２次元配列されている。この撮像素子１２の出力はＡ／Ｄ変換部１３に接続されている。Ａ／Ｄ変換部１３は撮像素子１２から出力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。画像処理部１４は、Ａ／Ｄ変換部１３から出力されたデジタル画像信号にガンマ補正、ホワイトバランスなどの処理を行って撮影画像データ（静止画像データまたは動画像データ）を生成する。

音声処理部１７は、録音時におけるマイク部１５の音声信号の自動レベル調整および量子化処理や、再生時におけるスピーカー部１６への出力調整などの音声処理を実行する。また、音声処理部１７はマイク部１５の入力音声信号をＦＦＴ（高速フーリエ変換）で周波数変換し、以下の２つの場合にパワースペクトルを生成する。
第１に、カメラの撮影動作等に伴う駆動雑音をユーザーがサンプリングする場合、音声処理部１７は駆動雑音のパワースペクトル（駆動雑音データ）を生成する。この駆動雑音データはメモリ１８に記録され、駆動雑音の周波数成分を音声データから除去するために使用される。なお、駆動雑音のサンプリングはマイク部１８に駆動雑音以外の音が入力されない環境（例えば、マイク部の前方を遮蔽した状況での録音や防音室での録音など）で行うのが好ましい。

第２に、ボイスメモによる録音や音声付き動画撮影を行う場合、音声処理部１７は外部音声のパワースペクトルを生成する。そして、音声処理部１７は、駆動雑音が重畳した外部音声のパワースペクトルから駆動雑音のパワースペクトルを減算処理する。
メモリ１８には画像処理部１４による画像処理の前後で画像データが一時的に保存される。また、メモリ１８には駆動雑音データとして、「レンズ駆動部１１のモータおよび機構の騒音」、「閃光発光部１９のコンデンサ充電時の発振音」、「内蔵ハードディスク２０のディスク回転音」などのパワースペクトルのデータがそれぞれ記録されている。この
駆動雑音データのパワースペクトルは、例えば、モータの駆動開始時のオーバーシュート等を考慮して時間軸上で異なる周波数特性を有するものであってもよい。なお、駆動雑音データは、上記のようにユーザーがサンプリングで生成したデータであってもよく、あるいは電子カメラ製造時に予めメモリ１８に記録されたデータであってもよい。

内蔵ハードディスク２０は、電子カメラで生成された静止画像データ、動画像データまたは音声データを記録できる。また、カードＩ／Ｆ２１には記録媒体２６を接続するためのコネクタが形成されている。記録媒体２６は公知の半導体メモリなどで構成され、この記録媒体２６には内蔵ハードディスク２０と同様に電子カメラで生成された各種データを記録できる。

モニタ２２には撮影画像データの再生画面や、カメラの各種設定（駆動雑音のサンプリング動作など）を行うための設定画面が表示される。操作部２３は電子カメラの各種モード（動画撮影、静止画撮影、ボイスメモ録音、データ再生など）の切り換えを行う入力釦や、レリーズ釦などを備えている。
ＣＰＵ２４は、所定のシーケンスプログラムに従って電子カメラの各部動作を制御する。例えば、ＣＰＵ２４はフォーカシングレンズ３１の移動前後の焦点評価値の大小を比較する山登り動作でＡＦ動作を実行する。また、ＣＰＵ２４は撮影画像データおよび音声データを所定のフォーマットで圧縮伸長する。なお、音声付き動画の撮影時には、ＣＰＵ２４は動画像データと音声データとの多重化処理を実行する。

また、ボイスメモによる録音や音声付き動画撮影を行う場合には、ＣＰＵ２４は駆動雑音を発生する駆動ユニットの駆動タイミングを規定する駆動信号を音声処理部１７に出力する。具体的には、第１実施形態では、各モータ３４の駆動開始時および駆動停止時、閃光発光部１９のコンデンサの充電開始時および充電終了時、内蔵ハードディスク２０の回転開始時および回転終了時に、ＣＰＵ２４はそれぞれ駆動信号を出力する。

以下、第１実施形態におけるボイスメモ録音時の電子カメラの動作を図３の流れ図を参照しつつ説明する。
ＣＰＵ２４は、ユーザーの録音開始入力に応じてマイク部１５を駆動させて録音を開始する。音声処理部１７はマイク部１５の入力音声信号にＦＦＴによる周波数変換を実施し、外部音声のパワースペクトルを時系列に生成する（Ｓ１０１）。なお、第１実施形態の電子カメラでは録音時においても静止画撮影を実行できる。

そして、ＣＰＵ２４は録音時において駆動雑音を発生する駆動ユニットのいずれかが駆動開始したか否かを判定する（Ｓ１０２）。第１実施形態では、レンズ駆動部１１の各モータ３４の回転、閃光発光部１９における充電開始動作、内蔵ハードディスク２０のモータの回転がＳ１０２の判定対象となる。
いずれかの駆動ユニットが駆動する場合（ＹＥＳ側）には、カメラ内部の駆動ユニットから駆動雑音が発生し、筐体３５の振動等によってマイク部１５に駆動雑音が洩れ込むこととなる。そのため、音声処理部１７およびＣＰＵ２４は以下の処理を実行する。まず、ＣＰＵ２４は、駆動ユニットの種類および駆動開始を示す駆動信号を音声処理部１７に出力する。次に、音声処理部１７は上記の駆動信号に対応付けされた駆動雑音データをメモリ１８から読み出す（Ｓ１０３）。そして、音声処理部１７は入力音声信号のゲインに応じて駆動雑音データのレベル調整を行う。

次に、音声処理部１７は、駆動信号に基づいて駆動雑音発生期間（駆動雑音が重畳する期間）を抽出し、この駆動雑音発生期間における外部音声のパワースペクトルから駆動雑音のパワースペクトルを減算処理する（Ｓ１０４）。図４に示すように、音声処理部１７は、ＣＰＵ２４から駆動ユニットの駆動終了を示す駆動信号が入力されるまでＳ１０４の減算処理を継続する。また、録音期間中に複数の駆動ユニットが駆動する場合には、音声処理部１７は各駆動ユニットごとにそれぞれＳ１０４の減算処理を実行する。

その後、音声処理部１７は時系列に出力される減算処理後のパワースペクトルに基づいて音声データを生成する（Ｓ１０５）。
一方、いずれの駆動ユニットも駆動していない場合（ＮＯ側）には、駆動ユニットの駆動雑音がマイク部１５に洩れ込むことはない。そのため、音声処理部１７はＳ１０１のパワースペクトルに基づいてそのまま音声データを生成する（Ｓ１０６）。

そして、ＣＰＵ２４は録音終了か否か（録音時間が所定時間に到達するか、あるいはユーザーの録音停止入力があったか）を判定する（Ｓ１０７）。録音終了の場合（ＹＥＳ側）にはＣＰＵ２４は録音動作を終了する。一方、録音継続の場合（ＮＯ側）にはＳ１０２に戻ってＣＰＵ２４は上記動作を繰り返す。
上記第１実施形態では、音声処理部１７は駆動雑音の発生時に外部音声のパワースペクトルから駆動雑音のパワースペクトルを減算処理する（Ｓ１０４）。したがって、図５に示すように電子カメラが生成した音声データからは駆動雑音の周波数成分が大幅に除去され、駆動雑音のみが抑制された良好な音質で記録音声を再生できる。

（第２実施形態の説明）
図６は第２実施形態におけるボイスメモ録音時の電子カメラの動作を示す流れ図であり、図７は第２実施形態における音声データ再生時の電子カメラの動作を示す流れ図である。なお、第２実施形態の電子カメラのブロック図は第１実施形態と共通であるので図示を省略し、各部で相違する機能のみを説明する。

第２実施形態では、録音時において、音声処理部１７は駆動雑音が重畳した外部音声信号からそのまま音声データを生成する。そして、再生時において、音声処理部１７は外部音声のパワースペクトルから駆動雑音のパワースペクトルを減算処理し、再生音声から駆動雑音の周波数成分を除去する。
また、ＣＰＵ２４は録音時に駆動信号の出力時期を記録し、音声データの録音期間における駆動雑音発生期間を示す駆動雑音履歴データを生成する。そして、ＣＰＵ２４は音声データに駆動雑音履歴データと駆動雑音データとを関連付けしてデータファイルを生成する。

以下、図６により第２実施形態におけるボイスメモ録音時の動作を説明する。ＣＰＵ２４は、ユーザーの録音開始入力に応じてマイク部１５を駆動させて録音を開始する。音声処理部１７は外部音声のパワースペクトルを生成することなく、入力音声信号に基づいて音声データを生成する（Ｓ２０１）。
録音時に駆動ユニットのいずれかが駆動開始した場合、ＣＰＵ２４は駆動信号の出力時期を記録する。そして、ＣＰＵ２４は音声データの録音期間における駆動雑音発生期間を示す駆動雑音履歴データを生成する（Ｓ２０２）。

次に、ＣＰＵ２４は音声データと、駆動雑音履歴データと、駆動雑音データとを関連付けてデータファイルを生成する（Ｓ２０３）。そして、ＣＰＵ２４はデータファイルを内蔵ハードディスク２０または記録媒体２６に記録する。以上で、第２実施形態の録音動作が終了する。
また、図７により第２実施形態における電子カメラの音声データ再生時の動作を説明する。まず、音声処理部１７はデータファイルの駆動雑音履歴データを読み込んで、再生する音声データに関する駆動雑音発生期間の情報を予め取得する（Ｓ３０１）。

次に、音声処理部１７はデータファイルの音声データを読み込んでＦＦＴによる周波数変換を実施し、外部音声のパワースペクトルを時系列に生成する（Ｓ３０２）。そして、駆動雑音発生期間の音声データについては、音声処理部１７は外部音声のパワースペクトルから駆動雑音のパワースペクトルを減算処理する（Ｓ３０３）。その後、音声処理部１７は減算処理後のパワースペクトルに基づいてスピーカー部１６から音声を再生する（Ｓ３０４）。以上で、第２実施形態の再生動作が終了する。

上記第２実施形態では再生時において音声データから駆動雑音の周波数成分が大幅に除去されるので（Ｓ３０３）、第１実施形態と同様に駆動雑音のみが抑制された良好な音質で記録音声を再生できる。また、第２実施形態では録音時に駆動雑音が重畳した音声信号を周波数変換することなく音声データを生成するので（Ｓ２０１）、録音時における音声処理部１７の演算負荷を軽減できる。

さらに、第２実施形態ではデータファイルに未加工の音声データが保存されているので、録音後における音声データの加工処理の自由度がより向上する。例えば、駆動ユニットの経年変化等で駆動雑音のパワースペクトルが変化することがあるが、第２実施形態では再サンプリングによって駆動雑音データを最新のものに更新することで再生時の音質をより高めることも可能である。

（実施形態の補足事項）
以上、本発明を上記の実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されるものではない。
（１）上記実施形態はボイスメモ録音時の動作を説明したが、音声付き動画撮影においても同様に駆動騒音を除去することが可能である。

（２）本発明の対象となる駆動騒音は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、内蔵ハードディスク２０のシーク音、シャッタ機構（図示せず）のシャッタ音、閃光発光部１９のホップアップ機構による衝撃音などについても、上記実施形態の要領で音声信号から雑音成分を減算処理して低減させることができる。
（３）上記実施形態では駆動ユニットの駆動開始時および終了時にＣＰＵ２４が駆動信号を出力するが、駆動開始時から一定時間で駆動騒音が収まる場合には駆動ユニットの駆動開始時のみＣＰＵ２４が駆動信号を生成するようにしてもよい。

（４）第２実施形態において、データファイルを再生するデータ再生装置は電子カメラに限定されることはない。例えば、データ再生装置は、上記第２実施形態に示すデータファイル再生プログラムを実行するパーソナルコンピュータ等であってもよい。

第１実施形態の電子カメラのブロック図 電子カメラの撮影光学系およびマイクの配置を示す概要図 第１実施形態における録音時の電子カメラの動作を示す流れ図 録音期間における音声処理部の動作を示すタイミングチャート 第１実施形態の駆動雑音成分の除去を示す概要図 第２実施形態における録音時の電子カメラの動作を示す流れ図 第２実施形態における再生時の電子カメラの動作を示す流れ図

符号の説明

１１…レンズ駆動部、１５…マイク部、１６…スピーカー部、１７…音声処理部、１８…メモリ、１９…閃光発光部、２０…内蔵ハードディスク、２４…ＣＰＵ

Claims (4)

1. カメラ外部の音声を録音するマイクと、
   所定の撮影操作に応じて駆動し、該駆動時に駆動雑音を生じる駆動ユニットと、
   前記駆動雑音を抽出した駆動雑音データを記録するメモリと、
   前記駆動ユニットの駆動タイミングを規定する駆動信号を生成するタイミングジェネレータと、
   前記マイクが録音した音声信号のうち、前記駆動信号に基づき抽出された駆動雑音発生期間における雑音重畳音声信号から前記駆動雑音の周波数成分を減算して録音データを生成する録音データ生成部と、
   を有することを特徴とする電子カメラ。
2. カメラ外部の音声を録音するマイクと、
   所定の撮影操作に応じて駆動し、該駆動時に駆動雑音を生じる駆動ユニットと、
   前記駆動雑音を抽出した駆動雑音データを記録するメモリと、
   前記駆動ユニットの駆動タイミングを規定する駆動信号を生成するタイミングジェネレータと、
   前記マイクが録音した雑音重畳音声信号に基づいて録音データを生成する録音データ生成部と、
   前記駆動信号に基づき抽出された駆動雑音発生期間および前記録音データの録音期間の対応関係を示す駆動雑音履歴データと前記駆動雑音データとを前記録音データに関連付けしてデータファイルを生成するデータファイル生成部と、
   を有することを特徴とする電子カメラ。
3. 請求項２の電子カメラが生成したデータファイルを再生するデータ再生装置であって、
   前記データファイルを読み込むデータ読み込み部と、
   前記駆動雑音履歴データおよび前記駆動雑音データに基づいて、前記録音データにおける前記駆動雑音発生期間の対応部分から前記駆動雑音の周波数成分を減算する音声処理部を有することを特徴とするデータ再生装置。
4. データ読み込み部と、音声処理部とを有し、請求項２の電子カメラが生成したデータファイルを再生するデータ再生装置のプログラムであって、
   前記データファイルを前記データ読み込み部から読み込む手順と、
   前記駆動雑音履歴データおよび前記駆動雑音データに基づいて、前記録音データにおける前記駆動雑音発生期間の対応部分から前記駆動雑音の周波数成分を減算する手順と、
   を前記音声処理部に実行させるためのプログラム。

Images