JP2008263483A - 風雑音低減装置、音響信号録音装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 不要な風雑音を精度よく低減しつつ必要な音響信号の低減を抑制する風雑音低減装置及び音響機器を提供することを目的とする。
【解決手段】 風雑音低減装置１は、ステレオマイク（図１には図示せず。）から入力されたＬｉｎ及びＲｉｎ信号に含まれる調波構造の程度を分析する調波構造分析部２、Ｌｉｎ信号とＲｉｎ信号との間の相関の程度を分析する相関分析部３、調波構造分析部２及び相関分析部３の分析結果に基づいてＬｉｎ及びＲｉｎ信号に含まれる風雑音の含まれる程度を分析する風雑音分析部４、そして、風雑音分析部４の分析結果に基づいて、Ｌｉｎ及びＲｉｎ信号に含まれる風雑音を低減し、Ｌｏｕｔ及びＲｏｕｔ信号を出力する風雑音低減部５から構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、マイクロフォン等の音響信号取得手段によって音響信号を取得する際に、当該音響信号に含まれる風による雑音を低減する技術に関する。

風がマイクロフォンに当たることによって発生する（すなわち、風圧の変化によって発生するということ。）雑音（以下風雑音と呼ぶ。）は、低域〜中域（５０Ｈｚ〜１ｋＨｚ）に集中する傾向がある。

そして、左右方向からの音響信号をそれぞれ独立して取得することができるマイクロフォン（以下、ステレオマイクと呼ぶ。）で取得した音響信号に含まれる風雑音では、「左方向からの風雑音と右方向からの風雑音との間には、ほとんど相関関係がない。」という特性がある。

このため、従来、風雑音を低減するためには、入力された左方向からの風雑音と右方向からの風雑音との相関値に基づいて風雑音を検出し、かかる風雑音を低減するためにＨＰＦ（High-Pass Filter）を用いることが多かった。

尚、以下において、ステレオマイクで取得される左方向からの音響信号をＬｉｎ信号、右方向からの音響信号をＲｉｎ信号と呼ぶこととする。

下記特許文献１では、上記風雑音の無相関性を考慮し、Ｌｉｎ信号とＲｉｎ信号との差信号の低周波数成分のレベルに応じて上記ＨＰＦの特性を変化させることにより風雑音のみを低減する技術が記載されている。

また、下記特許文献２にも、風雑音の無相関性を利用して風雑音を低減させる技術が開示されている。

しかしながら、風雑音や音響信号については、以下のような現象が発生する可能性がある。

（１）風雑音であっても瞬時的にはＬｉｎ及びＲｉｎ信号間に相関が発生する場合がある。

（２）風雑音でない音響信号であっても、例えば、音源が複数存在する場合には、Ｌｉｎ及びＲｉｎ信号間で相関がなくなる場合がある。

上記（１）、（２）のような場合には、従来の風雑音低減技術では、風雑音を低減することが困難である。

さらに、従来の風雑音低減技術では、モノラルの音響信号に含まれる風雑音を低減することができない。
特開平5-14989号 特開2001-186585号 そこで本願発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、不要な風雑音を精度よく低減しつつ必要な音響信号の低減を抑制する風雑音低減装置、音響信号録音装置及び撮像装置を提供することを目的とする。

本発明に係る風雑音低減装置は、複数の音響信号に対してフィルタ処理を施すことによって、各音響信号にそれぞれ含まれる風雑音を低減する風雑音低減装置である。そして、フィルタ処理を行うフィルタ処理手段は、複数の音響信号のうち、少なくともいずれか１つの音響信号に含まれる調波構造の度合いと、複数の音響信号のうち、少なくともいずれか２つの音響信号の互いの相関度合とに基づいてフィルタ処理を行うことを特徴とする。

また、本発明に係る風雑音低減装置は、複数の音響信号に対してフィルタ処理を施すことによって、各音響信号にそれぞれ含まれる風雑音を低減する風雑音低減装置である。そして、複数の音響信号のうち、少なくともいずれか１つの音響信号に含まれる調波構造の度合いを導出する調波構造分析手段と、複数の音響信号のうち、少なくともいずれか２つの音響信号の相関度合いを導出する相関分析手段と、調波構造の度合い及び音響信号の相関度合いに基づいて、音響信号に含まれる風雑音の度合いを導出する風雑音分析手段とを備え、フィルタ処理を行うフィルタ処理手段は、導出された風雑音の度合いに基づいて、フィルタ処理を行うことを特徴とする。

また、前記風雑音低減装置では、風雑音分析手段は、前記調波構造の度合いが所定の閾値よりも小さい場合には、調波構造の度合いに基づいて、音響信号に含まれる風雑音の度合いを導出する一方、調波構造の度合いが所定の閾値以上の場合には、調波構造の度合い及び音響信号の相関度合いに基づいて、音響信号に含まれる風雑音の度合いを導出することを特徴とする。

さらにまた、前記風雑音低減装置では、フィルタ処理手段は、可聴周波数帯域中において、所定の周波数より低い周波数について、フィルタ処理を行うことを特徴とする。

本発明に係る風雑音低減装置は、音響信号に対してフィルタ処理を施すことによって、音響信号に含まれる風雑音を低減する風雑音低減装置であって、フィルタ処理を行うフィルタ処理手段は、音響信号に含まれる調波構造の度合いに基づいてフィルタ処理を行うことを特徴とする。

また、本発明に係る音響信号録音装置は、複数の音響信号を取得する音響信号取得手段と、該複数の音響信号に対してフィルタ処理を施すことによって、各音響信号にそれぞれ含まれる風雑音を低減する風雑音低減手段と、フィルタ処理が施された複数の音響信号を記録する記録手段とを備えている。そして、フィルタ処理を行うフィルタ処理手段は、複数の音響信号のうち、少なくともいずれか１つの音響信号に含まれる調波構造の度合いと、複数の音響信号のうち、少なくともいずれか２つの音響信号の互いの相関度合とに基づいてフィルタ処理を行うことを特徴とする。

また、本発明に係る音響信号録音装置は、音響信号を取得する音響信号取得手段と、音響信号に対してフィルタ処理を施すことによって、音響信号に含まれる風雑音を低減する風雑音低減手段と、フィルタ処理が施された音響信号を記録する記録手段と、
を備えている。そして、フィルタ処理を行うフィルタ処理手段は、音響信号に含まれる調波構造の度合いに基づいてフィルタ処理を行うことを特徴とする。

また、本発明に係る音響信号録音装置は、複数の音響信号を取得する音響信号取得手段と、該複数の音響信号に対してフィルタ処理を施すことによって、各音響信号にそれぞれ含まれる風雑音を低減する風雑音低減手段と、フィルタ処理が施された前記複数の音響信号を記録する記録手段とを備えている。そして、複数の音響信号のうち、少なくともいずれか１つの音響信号に含まれる調波構造の度合いを導出する調波構造分析手段と、複数の音響信号のうち、少なくともいずれか２つの音響信号の相関度合いを導出する相関分析手段と、調波構造の度合い及び音響信号の相関度合いに基づいて、音響信号に含まれる風雑音の度合いを導出する風雑音分析手段とを更に備え、フィルタ処理を行うフィルタ処理手段は、導出された風雑音の度合いに基づいて、フィルタ処理を行うことを特徴とする。

さらにまた、本発明に係る音響信号録音装置は、風雑音分析手段により導出される風雑音の度合いに応じて、当該風雑音の情報を示す風雑音マークを表示する表示手段を更に備えることを特徴とする。

本発明に係る撮像装置は、前記音響信号録音装置と、被写体を撮像するための撮像手段とを備えている。そして、記録手段は、撮像手段によって撮像された映像信号を記録し、表示手段は、撮像手段によって撮像された映像信号あるいは記録手段に記録された映像信号を表示する。

本発明によれば、不要な風雑音を精度よく低減しつつ必要な音響信号の低減を抑制する風雑音低減装置及び音響機器を提供することができる。

本発明の意義ないし効果は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。

＜実施例１＞
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明の実施形態の一つである風雑音低減装置の構成図（機能構成図）である。

風雑音低減装置１は、ステレオマイク（図１には図示せず。）から入力されたＬｉｎ及びＲｉｎ信号に含まれる調波構造の程度を分析する調波構造分析部２、Ｌｉｎ信号とＲｉｎ信号との間の相関の程度を分析する相関分析部３、調波構造分析部２及び相関分析部３の分析結果に基づいてＬｉｎ及びＲｉｎ信号に含まれる風雑音の程度を分析する風雑音分析部４、そして、風雑音分析部４の分析結果に基づいて、Ｌｉｎ及びＲｉｎ信号に含まれる風雑音を低減し、Ｌｏｕｔ及びＲｏｕｔ信号を出力する風雑音低減部５から構成される。

尚、上記した、Ｌｉｎ及びＲｉｎ信号に含まれる調波構造の程度の分析には、調波構造が含まれるか否かの判定も含み、Ｌｉｎ信号とＲｉｎ信号との間の相関の程度の分析には、Ｌｉｎ信号とＲｉｎ信号との間に相関があるか否かの判定も含む。そして、Ｌｉｎ及びＲｉｎ信号に含まれる風雑音の程度の分析には、Ｌｉｎ及びＲｉｎ信号に風雑音が含まれるか否かの判定も含む。

風雑音の周波数特性のピークは、通常、１００Ｈｚ以下の低域に現れる。また、例えば、男性の声のピッチ周波数も１００Ｈｚ近辺に存在する場合がある。１００Ｈｚ近辺に現れるピークが音声によるものである場合には、１００Ｈｚより高域にその高調波が現れる。従って、例えば、５００Ｈｚ以下に含まれる調波構造の度合いを分析することにより、入力された音響信号が風雑音によるものか或いは音声によるものかを推定することができる。

また、風雑音は、上記したように、特に中域以下に集中する傾向があり、Ｌｉｎ信号とＲｉｎ信号との間に相関がほとんどない。従って、相関分析部３は、例えば、５００Ｈｚ以下の周波数領域において、Ｌｉｎ信号とＲｉｎ信号との間の相関の度合いを分析することにより、入力された音響信号が風雑音によるものか、それ以外の音声等の音響によるものかを推定することができる。

風雑音分析部４は、調波構造分析部２及び相関分析部３による分析結果に基づいて、風雑音が含まれる度合いを推定する。

風雑音低減部５は、風雑音分析部４の推定結果に応じて、Ｌｉｎ信号及びＲｉｎ信号に対し風雑音を低減する処理を施し、Ｌｏｕｔ及びＲｏｕｔ信号を生成し、出力する。

以下、本発明を撮像装置及び音響信号録音装置に適用した実施形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図２（ａ）は、撮像装置１０の全体構成図（機能構成図）である。撮像装置１０は、例えば、デジタルビデオカメラである。撮像装置１０は、動画及び静止画の撮影及び音響信号の録音が可能である。

撮像部１１は、光学系とＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ又はＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどの撮像素子とを含み、当該光学系を介して入射する光学像を電子信号に変換する。映像信号処理部１２は、その電気信号に基づき、撮像部１１の撮影画像を表す映像信号を生成するとともに、所定の符号化方式（圧縮方式）を用いて符号化（圧縮）する。動画に対しては、例えば、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）等の符号化方式を用いて映像信号の符号化を行い、静止画に対しては、例えば、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）等の符号化方式を用いて映像信号の符号化を行う。

また、記録媒体１５に記録されている符号化された映像信号に伸張処理を施し、表示部１６へ出力する。

音響信号処理部１４は、風雑音低減装置１を備える（図２には図示せず。）。

音響信号処理部１４は、ステレオマイク１３からの出力されるＬｉｎ及びＲｉｎ信号に対し、風雑音の低減処理を施すとともに、当該Ｌｉｎ及びＲｉｎ信号に基づいて所望の特性を有する音響信号を生成する。そして、かかる音響信号を、所定の符号化方式（圧縮方式）を用いて符号化（圧縮）する。

また、記録媒体１５に記録されている符号化された音響信号に伸張処理を施し、スピーカ１６へ出力する。

符号化された映像信号及び音響信号は、撮像装置１０に備えられた操作部（図示せず。）に対する操作にしたがって、メモリカードや光ディスクなどの記録媒体１５に記録される。

表示部１６は、映像信号処理部１２から出力される映像信号を表示する。
スピーカ１７は、音響信号処理部１４から出力される音響信号を音響として出力する。
図２（ｂ）は、音響信号録音装置１８の全体構成図（機能構成図）である。撮像装置１０は、例えば、録音機能付きのＭＤ(MiniDisc)である。
音響信号録音装置１８は、ステレオマイク１３、音響信号処理部１４、記録媒体１５及びスピーカ１７を備え、各ブロックの機能は撮像装置１０の場合と同様であるので説明は割愛する。但し、音響信号録音装置１８における記録媒体１５には、符号化された映像信号が記録されることはない。

図３は、図２の音響信号処理部１４の内部構成の一部を示している。

音響信号処理部１４は、Ｌｉｎ及びＲｉｎ信号の符号化処理を行う部位及び風雑音低減装置１を備えている。

音響信号処理部１４は、Ｌｉｎ及びＲｉｎ信号の符号化処理を行うとともに、当該符号化処理の過程で生成される中間生成データを用いて風雑音低減処理を行う。

尚、図２において、ステレオマイク１３から音響信号処理部１４へ出力されるＬｉｎ及びＲｉｎ信号はアナログ信号であり、時間をパラメータに含む関数として表現された信号（以下、時間軸の信号と呼ぶ。）である。

図３において、Ａ／Ｄ変換器２１は、ステレオマイク１３から出力されるアナログのＬｉｎ及びＲｉｎ信号をデジタル音響信号に変換する、いわゆるＡ／Ｄ変換を行う。

したがって、Ａ／Ｄ変換器２１から出力されるＬｉｎ及びＲｉｎ信号は、時間軸の信号であるが、Ａ／Ｄ変換されているため離散信号（以下、時間軸の離散信号と呼ぶ。）として表現されている。

符号化前処理部２２は、Ｌｉｎ及びＲｉｎ信号のそれぞれを、符号化した後の処理単位であるフレームに分割してからＭＤＣＴ（Modified Discrete Cosine Transform（修正離散コサイン変換））処理部２３に出力する。１つのフレームには、更に細かい処理の単位であるブロックが１つ以上含まれる。尚、本実施形態では、１つのフレームが１つのブロックから構成されるものとして説明する。

フレームの番号（即ち、ブロックの番号でもある。）をｍで表し、各フレームを第ｍフレームと表現する。ｍは０以上の整数値を取り、第０フレーム、第１フレーム、・・・の順番で時間が進行する。

１ブロックの長さ、即ち、１ブロックに含まれる時間軸の離散信号のサンプル数をＮとする。Ｎの値は、例えば、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group)において規格化された音声圧縮方式であるＡＡＣ（Advanced Audio Coding）に従う音響信号の符号化処理ではＮ＝２０４８又はＮ＝２５６であり、本実施形態では、Ｎ＝２０４８としている。

そうすると、ＭＤＣＴ処理部２３へ入力されるＬｉｎ及びＲｉｎ信号の時間軸の離散信号は夫々Ｌｉｎ_{Ｎ＊ｍ＋ｎ}及びＲｉｎ_{Ｎ＊ｍ＋ｎ}と表すことができる。但し、ｎは、0≦n≦(Ｎ−１）を満たす整数値をとる。

ＭＤＣＴ処理部２３は、Ｌｉｎ_{Ｎ＊ｍ＋ｎ}及びＲｉｎ_{Ｎ＊ｍ＋ｎ}それぞれに窓関数Ｗｎを乗じる（次式（１）、（２））ことにより、Ｚ＿Ｌｉｎ_{Ｎ＊ｍ＋ｎ}及びＺ＿Ｒｉｎ_{Ｎ＊ｍ＋ｎ}を算出する。

そして、ＭＤＣＴ処理部２３は、窓関数Ｗｎによって切り出されたＺ＿Ｌｉｎ_{Ｎ＊ｍ＋ｎ}及びＺ＿Ｒｉｎ_{Ｎ＊ｍ＋ｎ}に対してＭＤＣＴ処理を施すことにより、周波数の関数で表現された信号（以下、周波数軸の信号と呼び、このうち特に離散信号で表現された信号を周波数軸の離散信号と呼ぶ。）であるＭＤＣＴ係数Ｘ＿Ｌｉｎ_ｍ，ｋ及びＸ＿Ｒｉｎ_ｍ，ｋを算出し、出力する。即ち、ＭＤＣＴ係数Ｘ＿Ｌｉｎ_ｍ，ｋ及びＸ＿Ｒｉｎ_ｍ，ｋは次式（３）、（４）によって算出される。

ＭＤＣＴ係数Ｘ＿Ｌｉｎ_ｍ，ｋ及びＸ＿Ｒｉｎ_ｍ，ｋは、Ｌｉｎ及びＲｉｎ信号の第ｍフレームにおける周波数番号ｋの周波数成分の信号強度を表す。但し、ｋは０≦ｋ≦（Ｎ／２−１）の範囲の整数を取る。本実施形態では、Ｎ＝２０４８であり、Ａ／Ｄ変換器２１のサンプリング周波数が４８ｋＨｚである。この場合、ナイキスト周波数は２４ｋＨｚであるから、ＭＤＣＴ変換処理によりサンプル数ＮはＮ／２＝１０２４となり、ｋは０≦ｋ≦１０２４となる。したがって、周波数軸の離散信号における周波数の間隔、即ち周波数番号（ｋ−１）とｋとの間の周波数間隔は２４０００／１０２４≒２３Ｈｚとなる。

したがって、例えば、ｍ＝１、ｋ＝１とすると、Ｘ＿Ｌｉｎ_ｍ，ｋは第１フレームの２３Ｈｚの周波数成分の強度、ｍ＝１、ｋ＝２とすると、Ｘ＿Ｌｉｎ_ｍ，ｋは第１フレームの４６Ｈｚの周波数成分の強度を示すことになる。

調波構造分析部２は、ＭＤＣＴ処理部２３から出力されるＭＤＣＴ係数Ｘ＿Ｌｉｎ_ｍ，ｋ及びＸ＿Ｒｉｎ_ｍ，ｋに基づいて調波構造の含まれる度合いを分析する。

上記したように風雑音の周波数特性のピークは通常１００Ｈｚ以下の低域に現れる。一方、男性の声のピッチ周波数も１００Ｈｚ近辺に存在する場合がある。
１００Ｈｚ近辺に現れるピークが音声によるものである場合には、１００Ｈｚより高域にその音声の高調波が現れる。

したがって、調波構造分析部２は、例えば、５００Ｈｚ以下における調波構造の度合いを分析する。

具体的には、調波構造分析部２は、以下のステップ１〜３の手順により、Ｌｉｎ及びＲｉｎ信号が有する調波構造の度合いを示す調波パラメータＨ＿Ｄ_ｍを導出する。

＜ステップ１＞
調波構造分析部２は、１００Ｈｚ付近で周波数特性がピークとなる周波数（以下、ピーク周波数と呼ぶ。）に対応するｋを検出する。 具体的には、Ｘ＿Ｌｉｎ_ｍ，ｋは、ｋ＝３とすると周波数が６９Ｈｚ、ｋ＝４とすると周波数が９２Ｈｚ、ｋ＝５とすると周波数が１１５Ｈｚの周波数成分の強度を表す。これらの周波数成分のうちからその大きさが最大であるｋを検出する。今、ピーク周波数に対応するｋをｋ＝Ｐとする。

＜ステップ２＞
次式（５）により、Ｘ＿Ｌｉｎ_ｍ，Ｐ及びその高調波信号の強度の総和を算出する。

また、次式（６）により、ｋ＝Ｐとしたときの周波数とｋ＝２＊Ｐとしたときの周波数の中間の周波数（以下、中間周波数と呼ぶ。）の信号及びその高調波信号の強度の総和を算出する。

ただし、ｉはｉ＝１，２，３，・・・である。よって、例えば、P＝２とすると、P*ｉ＝２，４，６，・・・となる。

ただし、ｉはｉ＝１．５，２．５，３．５，・・・、である。よって、例えば、P＝２とするとP*ｉ＝３，５，７，・・・ となる。

＜ステップ３＞
上記式（５）（６）で算出したＨ＿Ｌ_ｍ及びＶ＿Ｌ_ｍに基づいて、次式（７）により中間パラメータＨ＿Ｄｉｆｆ_ｍを導出する。

算出したＨ＿Ｄｉｆｆ_ｍに基づいて、次式（７）により調波パラメータＨ＿Ｄ_ｍを導出する。

ただし、βは重み係数であり、例えば、０．９に設定している。

音響信号に音声成分が多く含まれている場合には、当該音声成分は調波構造を有するため、ピーク周波数の信号強度と中間周波数の信号強度の差が大きく、依ってＨ＿Ｌｉｎ_ｍとＶ＿Ｌｉｎ_ｍとの絶対値の差は１に近づく。

したがって、Ｈ＿Ｄｉｆｆ_ｍ及びＨ＿Ｄ_ｍもまた１に近づく。

調波構造分析部２は、式（８）により算出されるＨ＿Ｄ_ｍの値に基づいて調波構造が含まれる度合いを判断する。

逆に、風雑音の成分が多く含まれている場合には、当該風雑音の成分は調波構造を有しないため、ピーク周波数の信号強度と中間周波数の信号強度の差は大きくなく、依ってＨ＿Ｌｉｎ_ｍとＶ＿Ｌｉｎ_ｍとの絶対値の差は０に近づく。

したがって、Ｈ＿Ｄｉｆｆ_ｍ及びＨ＿Ｄ_ｍもまた０に近づく。

次に、相関分析部３は、例えば、５００Ｈｚ以下の周波数軸の離散信号Ｌｉｎ及びＲｉｎ信号に関し、次式（９）により中間パラメータＳ＿Ｄｉｆｆ_ｍを算出し、
算出したＳ＿Ｄｉｆｆ_ｍに基づいて、次式（１０）により相関性を示す相関パラメータＳ＿Ｄ_ｍを導出する。

ただし、αは重み係数であり、例えば0.6に設定する。

音響信号に音声成分が多く含まれている場合には、当該音声成分は相関があるため、Ｘ＿Ｌｉｎ_ｍ，ｋとＸ＿Ｒｉｎ_ｍ，ｋとの絶対値の差は０に近づく。

したがって、Ｓ＿Ｄｉｆｆ_ｍ及びＳ＿Ｄ_ｍもまた０に近づく。

逆に、風雑音の成分が多く含まれている場合には、当該風雑音の成分は相関を有しないため、Ｘ＿Ｌｉｎ_ｍ，ｋとＸ＿Ｒｉｎ_ｍ，ｋとの絶対値の差は０．５を中心に０〜１．０の範囲で変動する。

したがって、Ｓ＿Ｄｉｆｆ_ｍ及びＳ＿Ｄ_ｍもまた０．５を中心に０〜１．０の範囲で変動する。

相関分析部３は、式（１０）により算出されるＳ＿Ｄ_ｍの値に基づいて相関の度合いを判断する。

風雑音分析部４は、上記式（８）及び（１０）により算出した調波パラメータＨ＿Ｄ_ｍ及び相関パラメータＳ＿Ｄ_ｍに基づいて、風雑音を低減するための風雑音低減パラメータＷ＿ｌｅｖを導出する。

図４は、風雑音分析部４による風雑音低減パラメータＷ＿ｌｅｖの導出手順を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１では、調波パラメータＨ＿Ｄ_ｍに基づいて入力されたＬｉｎ信号あるいはＲｉｎ信号が調波構造を有するか否かを判定する。具体的には、１−Ｈ＿Ｄ_ｍが所定の閾値ＴＨ１以下（１−Ｈ＿Ｄ_ｍ≦ＴＨ１）であれば、調波構造無しと判定し、ステップＳ１０２へ進む。そうでない場合は、調波構造有りと判定し、ステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０２では、風雑音低減パラメータＷ＿ｌｅｖをＷ＿ｌｅｖ＝１．０−Ｈ＿Ｄ_ｍに設定する。

この場合、調波構造が含まれる度合いが低いため、Ｈ＿Ｄ_ｍは１に近い値となる。従って、風雑音低減パラメータＷ＿ｌｅｖは０に近い値となる。

尚、ＴＨ１は調波構造を判定するために、予め設定された閾値である。

ステップＳ１０３では、入力されたＬｉｎ及びＲｉｎ信号が互いに相関があるか否かを判定する。具体的には、相関パラメータＳ＿Ｄ_mが所定の閾値ＴＨ２以下（Ｓ＿Ｄ_m≦ＴＨ２）であれば、相関無しと判定し、ステップＳ１０４へ進む。そうでない場合は、ステップＳ１０５へ進む。

ステップＳ１０４は、Ｌｉｎ信号又はＲｉｎ信号は調波構造を有すると判定されものの、両信号間には相関がないと判定された場合である。この場合は、風雑音低減パラメータＷ＿ｌｅｖを調波パラメータＨ＿Ｄ_ｍ及び相関パラメータＳ＿Ｄ_ｍに基づいて導出する。具体的には、Ｗ＿ｌｅｖ＝(Ｓ＿Ｄ_ｍ＋(１．０−Ｈ＿Ｄ_ｍ))／０．５により導出する。尚、ＴＨ２はＬｉｎ、Ｒｉｎ信号の相関を判定するために、予め設定された閾値である。

ステップＳ１０５は、Ｌｉｎ及びＲｉｎ信号が調波構造を有し、更に相関があると判定された場合である。即ち、風雑音が発生していないと判定された場合である。従って、この場合は、風雑音低減パラメータＷ＿ｌｅｖ＝１となる。この場合は、風雑音低減部５による風雑音低減処理は行われないことになる。

尚、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０５では、Ｗ＿ｌｅｖは、１以下（Ｗ＿ｌｅｖ≦１）となるように導出される。

風雑音低減部５は、風雑音分析部４により導出された風雑音低減パラメータＷ＿ｌｅｖに基づいて、周波数軸の離散信号であるＸ＿Ｌｉｎ_ｍ，ｋ及びＸ＿Ｒｉｎ_ｍ，ｋに対して風雑音低減処理を施す。

具体的には、フレーム単位で、例えば、２００Ｈｚ以下、即ち、ｋ≦９の周波数成分のＬｉｎ及びＲｉｎ信号に対しＷ_ｌｅｖを乗じる。

即ち、風雑音低減処理後の周波数軸の離散信号をＸ＿Ｌｏｕｔ_ｍ，ｋ及びＸ＿Ｒｏｕｔ_ｍ，ｋとすると、風雑音低減部４は、次式（１１）、（１２）によってＸ＿Ｌｏｕｔ_ｍ，ｋ及びＸ＿Ｒｏｕｔ_ｍ，ｋを生成し、それぞれＬｏｕｔ及びＲｏｕｔ信号として出力する。

但し、ｋはｋ≦９である。

これにより、風雑音低減装置１は、風雑音に応じて、風雑音の低減の度合いを制御することができる。

符号化後処理部２４は、風雑音低減処理が施された周波数軸の離散信号Ｌｏｕｔ及びＲｏｕｔ信号を、例えば、ＡＡＣの符号化方式に従って、符号化して出力する。かかる符号化された音響信号は図２の記録媒体１５に記録される。

以上より、本実施例１によると、Ｌｉｎ及びＲｉｎ信号に含まれる調波構造の割合とＬｉｎとＲｉｎ信号の相関の割合に基づいて、風雑音を低減することができる。

したがって、（１）風雑音でも瞬時的にはＬｉｎ及びＲｉｎ信号間に相関が発生する場合、
或いは（２）風雑音でない音響信号であっても、例えば、音源が複数存在する場合、であっても、精度よく風雑音を低減し、かつ、必要な音響信号の低減を抑制することができる。

次に、図５は、ＡＡＣのエンコーダの内部ブロック図を示している。かかるＡＡＣエンコーダの各部の動作はＡＡＣ規格に従うものであるため説明を割愛する。ＡＡＣエンコーダ内に設けられたフィルタバンク３１がＭＤＣＴにより周波数軸の離散信号（ＭＤＣＴ係数）Ｘ＿Ｌｉｎ_ｍ，ｋ及びＸ＿Ｒｉｎ_ｍ，ｋを生成し出力する。かかるＸ＿Ｌｉｎ_ｍ，ｋ及びＸ＿Ｒｉｎ_ｍ，ｋに対し、風雑音低減装置１が、風雑音低減処理を行い、Ｘ＿Ｌｏｕｔ_ｍ，ｋ及びＸ＿Ｒｏｕｔ_ｍ，ｋを生成し、再びＡＡＣエンコーダへ出力する。

ＡＡＣエンコーダは、ＴＮＳ３２は以降において、Ｘ＿Ｌｏｕｔ_ｍ，ｋ及びＸ＿Ｒｏｕｔ_ｍ，ｋに対して符号化処理を行う。

本実施例１に係る撮像装置によると、ＡＡＣエンコーダからの出力を利用して風雑音低減処理を行うことができるため、ＡＡＣエンコーダや風雑音低減部１５をハードウェアで構成する場合には、ハードウェアサイズの縮小化に資することとなる。一方、ソフトウェアで実現する場合には、ソフトウェアによる処理量（プログラム量）の削減に資することとなる。
＜実施例２＞
上記実施例１では、周波数軸の信号に対して風雑音低減処理を行う実施例を説明したが、以下では、時間軸の信号に対して風雑音低減処理を行う実施例について説明する。

図６は、図２の音響信号処理部１４のその他の構成を示している。
音響信号処理部１４は、Ｌｉｎ及びＲｉｎ信号の符号化処理を行う部位及び風雑音低減装置１０１を備えている。

図３では、時間軸の離散信号であるＬｉｎ及びＲｉｎ信号がＭＤＣＴ処理部２３により周波数の離散信号に変換される。そして、風雑音低減処理装置１は周波数軸の離散信号で表現されたＬｉｎ及びＲｉｎ信号に対して、調波構造の含まれる度合い及びＬｉｎ及びＲｉｎ信号の相関度合いを分析し、かかる分析結果に基づいて風雑音低減処理を行う。

一方、図６の風雑音低減処理装置１０１には、Ａ／Ｄ変換器から出力される
時間軸の離散信号で表現されたＬｉｎ及びＲｉｎ信号が入力される。そして、風雑音低減装置１０１は、時間軸の離散信号として表現されたＬｉｎ及びＲｉｎ信号に対して風雑音低減処理を施す。

風雑音低減装置１０１は、図３の風雑音低減装置１と同様に調波構造分析部２、相関分析部３及び風雑音分析部４を備える。そして、これら以外に周波数軸変換部２５及び風雑音低減部１０５を備える。
周波数軸変換部２５は、時間軸の信号を例えば、上記実施例１と同じＭＤＣＴ、あるいはＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）等により周波数軸の信号に変換する。

相関分析部３、調波構造分析部４及び風雑音分析部４については実施例１と同じであるため、説明は割愛する。

風雑音低減部１０５は、風雑音分析部４からの出力に基づいて、時間軸の信号で表現されたＬｉｎ及びＲｉｎ信号に対して風雑音低減処理を施す。

図７は、風雑音低減部１０５の機能構成図を示している。

風雑音低減部１０５は、風雑音が含まれている低域〜中域の信号を抽出するためのＬＰＦ（Low-Pass Filter）４０及び４４、並びに風雑音が含まれていない中域〜高域の信号を抽出するためのＨＰＦ(High-Pass Filter)４１及び４５を備えている。

更に、ＬＰＦ４０及び４４からの出力信号に風雑音低減係数Ｗ＿ｌｅｖ２を乗じる乗算部４２及び４６、乗算部４２からの出力信号とＨＰＦ４１からの出力信号を加算する加算部４３、並びに乗算部４６からの出力信号とＨＰＦ４５からの出力信号を加算する加算部４７を備える。

尚、風雑音低減係数Ｗ＿ｌｅｖ２は、風雑音分析部４から出力されるＷ＿ｌｅｖに基き、Ｗ＿ｌｅｖ２＝１−Ｗ＿ｌｅｖにより算出される。

ここで、風雑音分析部４から出力されるＷ＿ｌｅｖは、１以下（Ｗ＿ｌｅｖ≦１）であるから、Ｗ＿ｌｅｖ２も１以下（Ｗ＿ｌｅｖ≦１）となる。

また、ＬＰＦ４０とＨＰＦ４１は、例えば、それぞれ２００Ｈｚにカットオフ周波数を持つデジタルフィルタである。ＬＰＦ４４とＨＰＦ４５についても同様である。

上記実施例２についても実施例１と同様の効果を得ることができる。

尚、上記実施例１及び２では、Ｌｉｎ信号及びＲｉｎ信号を入力音響信号としているが、マイクロフォンを３つ以上用いた場合にも同様に実現可能である。

具体的には、音響信号に音声信号が含まれる場合には、いずれのマイクロフォンからの音響信号についても、調波構造を有することとなる。また、音響信号に風雑音が含まれる場合には、いずれか２つのマイクロフォンからの音響信号の間でほとんど相関が見られない。したがって、複数マイクロフォンのうち、いずれか２つのマイクロフォンからの入力音響信号を図３或いは図６のＬｉｎ信号及びＲｉｎ信号に対応させる。そして、全てのマイクロフォンからの入力音響信号に対して、風雑音低減部５或いは風雑音低減部１０５による風雑音低減処理を施す。これらの処理によりマイクロフォンを３つ以上用いた場合であっても、上記実施例１或いは実施例２を実現することができる。

これにより、例えば、６つのマイクから音響信号を取得し、５．１チャンネルサラウンドの立体的で臨場感ある音響効果を再現する場合にも、風雑音を適切に低減することができる。

尚、上記実施例１及び２では、音響信号に含まれる風雑音を低減する例を説明したが、音響信号のうち特に音声信号に含まれる風雑音を低減したい場合には、調波構造の含まれる度合いのみに基づいて風雑音低減パラメータＷ＿ｌｅｖを導出することとしてもよい。即ち、図１、図３及び図６において、調波構造分析部を除外することができる。そして、図４の風雑音低減パラメータＷ＿ｌｅｖを導出手順を示すフローチャートにおいて、ステップＳ１０３を省略し、ステップＳ１０１でＮｏの場合には、ステップＳ１０５へ進むとすることができる。

また、図２に示す撮像装置１０の表示部１６に、風雑音の強さの目安、又は風雑音低減装置１（１０１）による風雑音低減処理の度合いの目安を表す風雑音マークを表示させることができる。

図８は、表示部１６に表示される風雑音マークの一例を示している。

例えば、表示部４０には、風雑音分析部４からの風雑音低減パラメータＷ＿ｌｅｖが入力される。上記したようにＷ＿ｌｅｖ＝１の場合は、風雑音低減処理は行われない。この場合は、図８（ａ）に示すように風雑音マーク５１は表示されない。

例えば、０．７≦Ｗ＿ｌｅｖ＜１の場合、０．４≦Ｗ＿ｌｅｖ＜０．７の場合、０≦Ｗ＿ｌｅｖ＜０．４の場合、それぞれに対応して、図８（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように風雑音マーク５１が表示される。すなわち、表示部１６では、風雑音分析部４による判断により、風雑音の含まれる度合いが大きくなるにつれて、表示される風雑音マーク５１の数も増加することとなる。

これにより、ユーザに対して発生している風雑音の強さや、風雑音低減処理の度合いの目安を示すことができる。

さらに、また、上記実施例１及び２では、本発明に係る風雑音低減装置１を撮像装置や音響信号録音装置に実施した形態を示したが、当該風雑音低減装置１或いは１０１は、上記した録音機能付きのＭＤの他に、ＩＣレコーダや携帯電話等の音響信号を録音する機能を有する機器等に用いることができる。

本発明の実施形態に係る風雑音低減装置の全体構成図である。 本発明を撮像装置及び音響信号録音装置に実施した場合の概略構成図である。 音響信号処理部１４の概略構成の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る風雑音の発生の有無を判定する手順を示すフローチャートである。 ＡＡＣエンコーダのブロック図である。 音響信号処理部１４の概略構成の一例を示す図である。 風雑音低減部１０５の概略構成の一例を示す図である。 表示部に表示される風雑音マークの一例を示す図である。

符号の説明

１ 風雑音低減装置
２ 調波構造分析部
３ 相関分析部
４ 風雑音分析部
５ 風雑音低減部

Claims (10)

1. 複数の音響信号に対してフィルタ処理を施すことによって、前記各音響信号にそれぞれ含まれる風雑音を低減する風雑音低減装置であって、
   前記フィルタ処理を行うフィルタ処理手段は、
   前記複数の音響信号のうち、少なくともいずれか１つの音響信号に含まれる調波構造の度合いと、
   前記複数の音響信号のうち、少なくともいずれか２つの音響信号の互いの相関度合と、
   に基づいてフィルタ処理を行うことを特徴とする風雑音低減装置。
2. 複数の音響信号に対してフィルタ処理を施すことによって、前記各音響信号にそれぞれ含まれる風雑音を低減する風雑音低減装置であって、
   前記複数の音響信号のうち、少なくともいずれか１つの音響信号に含まれる調波構造の度合いを導出する調波構造分析手段と、
   前記複数の音響信号のうち、少なくともいずれか２つの音響信号の相関度合いを導出する相関分析手段と、
   前記調波構造の度合い及び前記音響信号の相関度合いに基づいて、前記音響信号に含まれる風雑音の度合いを導出する風雑音分析手段と、
   を備え、
   前記フィルタ処理を行うフィルタ処理手段は、導出された風雑音の度合いに基づいて、フィルタ処理を行うことを特徴とする風雑音低減装置。
3. 前記風雑音分析手段は、前記調波構造の度合いが所定の閾値よりも小さい場合には、
   前記調波構造の度合いに基づいて、前記音響信号に含まれる風雑音の度合いを導出する一方、
   前記調波構造の度合いが前記所定の閾値以上の場合には、
   前記調波構造の度合い及び前記音響信号の相関度合いに基づいて、前記音響信号に含まれる風雑音の度合いを導出することを特徴とする請求項２に記載の風雑音低減装置。
4. 前記フィルタ処理手段は、可聴周波数帯域中において、所定の周波数より低い周波数について、フィルタ処理を行うことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の風雑音低減装置。
5. 音響信号に対してフィルタ処理を施すことによって、前記音響信号に含まれる風雑音を低減する風雑音低減装置であって、
   前記フィルタ処理を行うフィルタ処理手段は、前記音響信号に含まれる調波構造の度合いに基づいてフィルタ処理を行うことを特徴とする風雑音低減装置。
6. 複数の音響信号を取得する音響信号取得手段と、
   該複数の音響信号に対してフィルタ処理を施すことによって、前記各音響信号にそれぞれ含まれる風雑音を低減する風雑音低減手段と、
   前記フィルタ処理が施された前記複数の音響信号を記録する記録手段と、
   を備えた音響信号録音装置であって、
   前記フィルタ処理を行うフィルタ処理手段は、
   前記複数の音響信号のうち、少なくともいずれか１つの音響信号に含まれる調波構造の度合いと、
   前記複数の音響信号のうち、少なくともいずれか２つの音響信号の互いの相関度合と、
   に基づいてフィルタ処理を行うことを特徴とする音響信号録音装置。
7. 音響信号を取得する音響信号取得手段と、
   該音響信号に対してフィルタ処理を施すことによって、前記音響信号に含まれる風雑音を低減する風雑音低減手段と、
   前記フィルタ処理が施された前記音響信号を記録する記録手段と、
   を備えた音響信号録音装置であって、
   前記フィルタ処理を行うフィルタ処理手段は、前記音響信号に含まれる調波構造の度合いに基づいてフィルタ処理を行うことを特徴とする音響信号録音装置。
8. 複数の音響信号を取得する音響信号取得手段と、
   該複数の音響信号に対してフィルタ処理を施すことによって、各音響信号にそれぞれ含まれる風雑音を低減する風雑音低減手段と、
   前記フィルタ処理が施された前記複数の音響信号を記録する記録手段と、
   を備えた音響信号録音装置であって、
   前記複数の音響信号のうち、少なくともいずれか１つの音響信号に含まれる調波構造の度合いを導出する調波構造分析手段と、
   前記複数の音響信号のうち、少なくともいずれか２つの音響信号の相関度合いを導出する相関分析手段と、
   前記調波構造の度合い及び前記音響信号の相関度合いに基づいて、前記音響信号に含まれる風雑音の度合いを導出する風雑音分析手段と、
   を備え、
   前記フィルタ処理を行うフィルタ処理手段は、導出された風雑音の度合いに基づいて、前記フィルタ処理を行うことを特徴とする音響信号録音装置。
9. 前記風雑音分析手段により導出される風雑音の度合いに応じて、当該風雑音の情報を示す風雑音マークを表示する表示手段を更に備えることを特徴とする請求項８に記載の音響信号録音装置。
10. 請求項９に記載の音響信号録音装置と、
    被写体を撮像するための撮像手段と、
    を備えた撮像装置であって、
    前記記録手段は、前記撮像手段によって撮像された映像信号を記録し、
    前記表示手段は、前記撮像手段によって撮像された映像信号あるいは前記記録手段に記録された映像信号を表示する撮像装置。