JP2008263498A - 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】 マイクロフォンから取得した音響信号に含まれる不要な風雑音を低減しつつ、必要な音響信号が低減されるの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】 風雑音分析部４により導出された風雑音低減フィルタ係数をαとすると、フィルタ処理部５及び６は、αを累乗の指数とし、周波数軸の信号Ｌｎ（ｆ）及びＲｎ（ｆ）のレベルを累乗の指数の値だけ累乗した信号をＬｎ’（ｆ）及びＲｎ’（ｆ）のレベルとして出力する。
【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。

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の音（以下、風雑音と呼ぶ）には、以下の２つの特性があることが知られている。

（１）ステレオマイクで取得された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。

（２）風雑音は低域〜中域（５０Ｈｚ〜１ｋＨｚ）に集中する傾向がある。

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、以下では、ステレオマイクで取得される左方向からの音響信号をＬ信号、右方向からの音響信号をＲ信号と呼ぶ。

図９は、従来の風雑音低減装置の構成図である。

図９において、風雑音判定部１０１は、風雑音の発生の有無を判定する。ＨＰＦ１０２及び１０２は、風雑音が発生している場合には、入力音響信号のうち、風雑音が含まれる低域の信号を低減する。

具体的には、風雑音低減装置１００に、Ｌ信号（l(t)）およびＲ信号(r(t))が入力されると、風雑音判定部１０１は、Ｌ信号（l(t)）及びＲ信号（r(t)）の相関値を算出し、当該相関値に基づいて、風雑音が発生しているか否かを判定する。風雑音が発生していると判定した場合は、ＨＰＦ１０２及び１０３を機能させる。これにより風雑音が含まれる低い周波数帯域の音響信号の大きさ（又は強さ）が低減される。

一方、風雑音が発生していないと判定した場合は、ＨＰＦ１０２及び１０３を機能させない。

従って、風雑音低減装置１００に、Ｌ信号（l(t)）及びＲ信号（r(t)）が入力されると、風雑音が含まれる場合には、風雑音が低減されたＬ信号（l'(t)）及びＲ信号（r'(t)）が出力される。一方、風雑音が含まれない場合は、Ｌ信号（l(t)）及びＲ信号（r(t)）がそのままＬ信号（l'(t)）及びＲ信号（r'(t)）として出力される。

特許文献(1)には、このような風雑音低減技術が開示されている。

しかしながら、風雑音は上記したように低域〜中域（５０Ｈｚ〜１ｋＨｚ）に集中するものの、その時間的な振幅の変動が激しく、変動幅も非常に大きい。

風雑音が非常に大きい場合、風雑音が発生する上記周波数帯域の音響信号においては、風雑音の大きさに対して本来必要とされる音響信号の大きさの割合は小さい。このため、風雑音が発生している上記周波数帯域の音響信号を大幅に低減することにより、本来必要な音響信号が一緒に低減されてしまったとしても、ヒトは風雑音のみが低減されたと感じる。

一方、風雑音がそれほど大きくない場合、風雑音が発生している上記周波数帯域の音響信号においては、風雑音の大きさに対して本来必要とされる音響信号の大きさの割合は小さくないと考えられる。このため、風雑音が発生している上記周波数帯域の音響信号を大幅に低減することにより、本来必要な音響信号も大幅に低減されると、ヒトは、必要な音響信号が低減されたと感じ、その結果、風雑音低減後の音響信号を不自然な音響信号だと感じることとなる。

従って、例えば、振幅が非常に大きな風雑音を低減するために、上記風雑音が発生する周波数帯域の音響信号の低減の度合いが大きいＨＰＦを用いた場合、ヒトは、非常に大きな風雑音が発生した場合には、かかるＨＰＦの処理により風雑音が低減されたと感じる。他方、振幅がそれほど大きくない風雑音が発生した場合は、本来必要な音響信号まで過度に低減され、その結果、低減後の音響信号を不自然な音響信号に感じることとなる。

逆に、上記周波数帯域の音響信号の低減の度合いが小さいＨＰＦを用いると、振幅が非常に大きな風雑音が発生した場合、風雑音をあまり低減できずノイズ感が残ってしまう。
特開2003-187216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、本発明によれば、不要な風雑音を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。

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、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る。そして、複数の音響信号のうち、少なくとも２つの音響信号の相関度合いに対応する変数Ｐ（０＜Ｐ≦１）を導出する風雑音分析手段を備えており、フィルタ処理を行うためのフィルタ処理手段が、音響信号の周波数成分の関数をＰ乗することを特徴とする。ここで、音響信号の周波数成分の関数には、音響信号の周波数成分に所定値を乗算すること、或いは加算すること等が含まれる。

本発明に係る風雑音低減装置では、風雑音分析手段は、相関度合いが高くなるにつれて、変数Ｐが大きくなるように導出することを特徴とする。

また、本発明に係る風雑音低減装置では、風雑音分析手段は、相関度合いに基づいて風雑音の発生の有無を判定する判定手段を備え、該判定手段により風雑音が発生していると判定された場合は、変数Ｐを１未満の所定値に設定する。一方、風雑音が発生していないと判定された場合は、前記変数Ｐを１に設定することを特徴とする。

また、本発明に係る風雑音低減装置では、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。

本発明に係る音響信号録音装置は、複数の音響信号取得手段と、複数の音響信号取得手段から取得した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音響信号録音装置である。そして、複数の音響信号のうち、少なくとも２つの音響信号の相関度合いに対応する変数Ｐ（０＜Ｐ≦１）を導出する風雑音分析手段を備え、フィルタ処理を行うためのフィルタ処理手段は、各音響信号の周波数成分をＰ乗することを特徴とする。

また、本発明に係る音響信号録音装置は、風雑音分析手段により導出される変数Ｐの値に応じて、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、被写体を撮像するための撮像手段と、上記音響信号録音装置とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、不要な風雑音を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。

＜実施形態＞
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。

ｌｎ（ｔ）、ｒｎ（ｔ）は、それぞれＬ信号、Ｒ信号であり、時間ｔの関数として表されている（以下、時間軸の信号と呼ぶ。）。

時間軸変換部２および３は、時間軸の信号ｌｎ（ｔ）及びｒｎ（ｔ）を例えば、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）やＭＤＣＴ（Modified Discrete Cosine Transform（修正離散コサイン変換））等により周波数ｆの関数で表されるＬｎ（ｆ）、Ｒｎ（ｆ）（以下、周波数軸の信号と呼ぶ。）に変換する。例えば、時間軸の信号ｌｎ（ｔ）及びｒｎ（ｔ）の２０４８サンプルの時間軸の信号ｌｎ（ｔ）、ｒｎ（ｔ）は、ＭＤＣＴによりそれぞれ１０２４サンプルの周波数軸の信号Ｌｎ（ｆ）、Ｒｎ（ｆ）に変換され、それぞれ後述するフィルタ処理部５及び６によりフィルタ処理される。

風雑音分析部４は、Ｌ信号及びＲ信号に基づいて風雑音を低減するためのパラメータ（以下、風雑音低減フィルタ係数と呼ぶ。）の導出を行う。

上記したように、風雑音はＬ信号とＲ信号との間で相関関係がほとんどない。したがって風雑音分析部４は、例えば、Ｌ信号、Ｒ信号の周波数軸の信号Ｌｎ（ｆ）とＲｎ（ｆ）との相関値を算出し、かかる相関値に基づいて風雑音低減フィルタ係数を導出する。

フィルタ処理部５及び６は、風雑音分析部４により導出された風雑音低減フィルタ係数を用いてそれぞれＬｎ（ｆ）、Ｒｎ（ｆ）から風雑音を低減した周波数軸の信号Ｌｎ’（ｆ）及びＲｎ’（ｆ）を出力する。

具体的には、風雑音分析部４により導出された風雑音低減フィルタ係数をαとすると、フィルタ処理部５及び６は、αを累乗の指数とし、周波数軸の信号Ｌｎ（ｆ）及びＲｎ（ｆ）のレベルを累乗の指数の値だけ累乗した信号をＬｎ’（ｆ）及びＲｎ’（ｆ）のレベルとして出力する。

すなわち、次式（１）、（２）によってＬｎ’（ｆ）及びＲｎ’（ｆ）を生成する。

Ｌｎ’（ｆ）＝Ｌｎ（ｆ）^α ・・・（１）
Ｒｎ’（ｆ）＝Ｒｎ（ｆ）^α ・・・（２）
周波数軸変換部７及び８は、フィルタ処理部５及び６から出力されたＬｎ’（ｆ）及びＲｎ’（ｆ）を、たとえば、ＩＤＦＴ（Ｉnverse Discrete Fourier Transform）やＩＭＤＣＴ（Inverse Modified Discrete Cosine Transform）により時間軸の信号ｌｎ’（ｔ）及びｒｎ’（ｔ）に逆変換して出力する。

次に、風雑音分析部４の機能について更に説明する。

風雑音分析部４は、例えば、上記１０２４サンプル分の周波数軸の信号Ｌｎ（ｆ）及びＲｎ（ｆ）について、相関値の平均値を算出し、これをＬ信号とＲ信号の相関値Ｋとする。相関値Ｋは、例えば、次式（３）により算出される。

上記式（３）によると、Ｋは０≦Ｋ≦１の範囲の値となる。

風雑音分析部４は、かかる相関値Ｋに基づいて風雑音低減フィルタ係数αを導出する。

また、風雑音分析部４は、相関値Ｋが所定の閾値Ｃより大きいか否かを判定することにより風雑音の発生の有無の検出を行うこととしてもよい。

即ち、相関値Ｋが閾値Ｃ以下（Ｋ≦Ｃ）である場合は、Ｌ信号とＲ信号との間に相関が無く、風雑音が発生していると判定する。
上記したように相関値Ｋは０≦Ｋ≦１であり、０．５が中間値ではあるが、経験的に閾値Ｃを０．５≦Ｃ≦０．８に設定すると、ヒトの聴感上、適度に風雑音発生の有無を判定できる。

この場合、風雑音分析部４は、αを０＜α＜１の範囲で所定値に設定する。

一方、相関値Ｋが閾値Ｃより大きい（Ｋ＞Ｃ）場合は、風雑音が発生していないと判定し、α＝１に設定する。

また、風雑音分析部４は、αの範囲を例えば、０＜α≦１とし、Ｌ信号とＲ信号の相関値Ｋが大きくなるに従って漸増的に変化し、小さくなるに従って漸減的に変化するように導出することとしてもよい。

或いは、上記の如く相関値Ｋに基づいて、風雑音発生の有無を検出するとともに、風雑音が発生している場合のみ風雑音低減フィルタ係数αを導出することとしてもよい。

また、上記したように風雑音は低域〜中域（５０Ｈｚ〜１ｋＨｚ）に集中する傾向があるので、これを考慮し、周波数ｆが中域以上、例えば１ｋＨｚ以上の音響信号に対してはα＝１として上記式（１）、（２）を適用することとしてもよい。

或いは、周波数ｆが低域から高域になるにつれて、αが大きくなるように制御してもよい。

尚、図１では、風雑音分析部４は、周波数軸の信号Ｌｎ（ｆ）とＲｎ（ｆ）との相関値を算出しているが、図２に示すように、周波数軸の信号への変換前の時間軸の信号ｌｎ（ｔ）とｒｎ（ｔ）との相関値を算出することとしてもよい。

上記式（１）、（２）によると、累乗の指数αは０＜α≦１であるから、フィルタ処理部５或いは６によって、Ｌｎ（ｆ）或いはＲｎ（ｆ）のレベルは同じか或いは低減されて出力されることとなる。

ここで、例えばαをα＝０．８に固定した場合を考える。上記式（１）、（２）はＬｎ（ｆ）或いはＲｎ（ｆ）の指数関数であるから、Ｌｎ（ｆ）或いはＲｎ（ｆ）のレベルが大きい程、フィルタ処理部５或いは６による低減の度合いは大きくなる。逆に、Ｌｎ（ｆ）或いはＲｎ（ｆ）のレベルが小さい程、低減の度合いは小さくなる。

従って、突風発生等による非常に強い風雑音により、例えば、低域の或る周波数帯域ｆａの音響信号のレベルが急激に増大した場合には、上記式（１）、（２）より周波数帯域ｆａの音響信号のレベルは大幅に低減される。この場合、急激に増大した音響信号のほとんどは風雑音であると考えられるから、上記式（１）、（２）により、風雑音を大幅に低減できる。

一方、それほど強くない風雑音により、上記周波数帯域ｆａの音響信号のレベルが多少増加した程度である場合には、上記式（１）、（２）によると、周波数帯域ｆａの音響信号のレベルはそれほど低減されない。この場合、周波数帯域ｆａの音響信号においては、風雑音の大きさに対して本来必要とされる音響信号の割合は小さくないと考えられるから、上記式（１）、（２）により、ある程度風雑音を低減することができ、かつ、本来必要な音響信号の低減を抑制することができる。

また、上記したように中域以上の周波数帯域ではα＝１とする、或いは、周波数帯域が低域から高域になるにつれて、αを大きくするように制御することにより、風雑音が発生したとしても、風雑音の影響をあまり受けない中域以上の周波数帯域の音響信号のレベルが上記式（１）、（２）により低減されてしまうことをできるだけ回避することができる。

尚、上記実施形態では、Ｌ信号及びＲ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、風雑音は各マイクロフォンの間でほとんど相関関係がないため、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１のｌ（ｔ）及びｒ（ｔ）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、時間軸変換部３或いは４、フィルタ処理部５或いは６、及び周波数軸変換部７或いは８における処理を施す。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、実現可能となる。

＜実施例１＞
上記実施形態において、風雑音低減フィルタ係数αを、例えば、α＝０．８と固定する。そして、風雑音分析部４は、Ｌ信号とＲ信号との相関値に基づいて風雑音の発生の有無のみを検出することとする。具体的には、風雑音分析部４は、上記式（３）により算出したＫが予め設定した閾値Ｃより大きい場合は、風雑音が発生してないと判定し、当該判定結果を示す制御信号をフィルタ処理部５及び６に出力する。
フィルタ処理部５及び６は、風雑音分析部４により風雑音が発生していないと判定された場合には、入力されたＬｎ（ｆ）及びＲｎ（ｆ）をそのままＬｎ’（ｆ）及びＲｎ’（ｆ）として出力する（すなわち、α＝１として上式（１）、（２）を適用する場合と等価。）。

一方、閾値Ｃ以下であれば、風雑音分析部４は、風雑音が発生していると判定し、当該判定結果を示す制御信号をフィルタ処理部５及び６に出力する。

フィルタ処理部５及び６は、風雑音分析部４により風雑音が発生していると判定された場合には、Ｌｎ（ｆ）及びＲｎ（ｆ）をそれぞれ０．８乗したものをＬｎ’（ｆ）及びＲｎ’（ｆ）として出力する。
また、風雑音は低域〜中域（５０Ｈｚ〜１ｋＨｚ）に集中する傾向にあることから、フィルタ処理部５及び６は、風雑音が発生していたとしても、周波数ｆが１ｋＨｚ以上の信号については、Ｌｎ（ｆ）及びＲｎ（ｆ）をそのままＬｎ’（ｆ）及びＲｎ’（ｆ）として出力する（すなわち、α＝１として式（１）、（２）を適用する場合と等価。）。

すなわち、フィルタ処理部５及び６は、Ｌｎ（ｆ）及びＲｎ（ｆ）に対して、下記式（４）、（５）、（６）、（７）による風雑音低減処理を施して、Ｌｎ'（ｆ）及びＲｎ'（ｆ）として出力することとなる。

風雑音無の場合（Ｋ＞Ｃ） 又は ｆ≧１ｋＨｚのとき
Ｌｎ’（ｆ）＝Ｌｎ（ｆ） ・・・（４）
Ｒｎ’（ｆ）＝Ｒｎ（ｆ） ・・・（５）
風雑音有の場合（Ｋ≦Ｃ） かつ ｆ＜１ｋＨｚのとき
Ｌｎ’（ｆ）＝Ｌｎ（ｆ）^0.8 ・・・（６）
Ｒｎ’（ｆ）＝Ｒｎ（ｆ）^0.8 ・・・（７）
以下では、図９における従来の風雑音低減装置１００と本実施例１の風雑音低減装置１との処理の相違及び効果の相違について説明する。

尚、Ｌ信号及びＲ信号とも同様の処理が施されるので、以下では、Ｌ信号についてのみ説明する。

図３（ａ）は、Ｌ信号を時間軸の信号として表した模式図である。これを周波数軸の信号に変換したものが図３（ｂ）である。

図３（ｃ）及び図３（ｄ）は、従来の風雑音低減装置１００の時間軸におけるＨＰＦ処理が、周波数軸においてどのような処理と等価であるかを説明するための図である。尚、図３（ｃ）と図３（ｂ）とは同一のＬ信号である。

図３（ｃ）及び（ｄ）において、帯域ｆ１、帯域ｆ２が周波数帯域１ｋＨｚ未満の低域、帯域ｆ３が１ｋＨｚ以上の中域である。

図３（ｄ）は、図９におけるＨＰＦ１０２の周波数軸における周波数帯域毎のフィルタ係数（以下、周波数軸フィルタ係数とよぶ。）を表している。

従来の風雑音低減装置１００では、上記したように風雑音判定部１０１が、風雑音有りと判定した場合、ＨＰＦ１０２が、Ｌ信号に対しＨＰＦ処理を行う。かかるＨＰＦ処理は、図３（ｃ）における周波数帯域毎のＬ信号のレベルに図３（ｄ）の周波数帯域毎の周波数軸フィルタ係数を乗算することと等価である。

すなわち、従来の風雑音低減装置１００におけるＬ信号の周波数軸の信号をＬｎ（ｆ）とし、ＨＰＦ処理後の出力Ｌ信号の周波数軸の信号をＬｃ'（ｆ）とすると、ＨＰＦ１０２によるＨＰＦ処理は、次式（８）と等価となると考えられる。

Ｌc’（ｆ）＝Ｌｎ（ｆ）×周波数軸フィルタ係数 ・・・（８）
したがって、例えば、図３（ｃ）の帯域ｆ１、帯域ｆ２、帯域ｆ３のＬ信号は、図７のＨＰＦ１０２により、
Ｌｃ'（ｆ１）＝Ｌｎ（ｆ１）×０．２
Ｌｃ'（ｆ２）＝Ｌｎ（ｆ２）×０．３
Ｌｃ'（ｆ３）＝Ｌｎ（ｆ３）×０．６
という処理が施される。

一方、本実施例１の図１におけるフィルタ処理部５は、風雑音有りの場合は、上記式（６）による処理を行う。

したがって、帯域ｆ１、帯域ｆ２のＬ信号は、フィルタ処理部５により、
Ｌｎ'（ｆ１）＝Ｌｎ（ｆ１）^０．８
Ｌｎ'（ｆ２）＝Ｌｎ（ｆ２）^０．８
という処理が施される。

帯域ｆ３については、１ｋＨｚ以上の中域であるため、上記式（６）による処理ではなく、上記式（４）による処理がなされる。

すなわち
Ｌｎ'（ｆ３）＝Ｌｎ（ｆ３）
となる。

図４は、風が強い場合と強くない場合に、従来の風雑音低減装置１００と本実施例１の風雑音低減装置１との風雑音の低減の効果の相違を説明するための図である。尚、図４は、帯域ｆ１の周波数軸のＬ信号のレベルを示している。

図４（ａ）は、風雑音が非常に強い場合、すなわち、帯域ｆ１の信号レベルが非常に大きく、例えば、Ｌｎ（ｆ１）＝３２７６８である場合の効果の比較を示す図である。

従来の風雑音低減装置１００（図９）のＨＰＦ１０２によると、
Ｌｃ'（ｆ１）＝Ｌｎ（ｆ１）×０．２＝３２７６８×０．２＝６５５４
となる。

一方、本実施例１における風雑音低減装置１のフィルタ処理部５によると、
Ｌｎ'（ｆ１）＝Ｌｎ（ｆ１）^０．８＝（３２７６８）^０．８＝４０９６
となる。

すなわち、本実施例１のフィルタ処理部５による方が、大半が風雑音と考えられる周波数ｆ１の音響信号のレベルをより低減することができる。

一方、図４（ｂ）は、風雑音が強くないような場合、すなわち、帯域ｆ１の信号レベルがそれほど大きくなく、例えば、Ｌｎ（ｆ１）＝２５６である場合の効果の比較を示す図である。この場合は、帯域ｆ１の音響信号に含まれる風雑音の割合は本来必要な音響信号と比してそれほど高くないと考えられる。従って、音響信号のレベルを低減しすぎると本来必要な音響信号まで低減することとなってしまうため、低減の度合いを小さくする必要がある。

ここで、従来の風雑音低減装置１００（図９）のＨＰＦ１０２によると、
Ｌｃ'（ｆ１）＝Ｌｎ（ｆ１）×０．２＝２５６×０．２≒５１
となる。

一方、本実施例１における風雑音低減装置１のフィルタ処理部５によると、
Ｌｎ'（ｆ１）＝Ｌｎ（ｆ１）^０．８＝（２５６）^０．８≒８４
となり、低減の度合いを弱めることができる。

ここで、上記した本実施例１による風雑音低減の効果をグラフを用いて説明する。

図５は、本実施例１の風雑音低減処理のための式（６）と従来の風雑音低減処理のための式（８）との関係を示すグラフである。

図５において、横軸は、帯域ｆ１のＬ信号のレベルを表すＬｎ（ｆ１）であり、縦軸は、Ｌｎ’（ｆ１）又はＬｃ’（ｆ１）である。

曲線３０は、Ｌｃ'（ｆ１）＝Ｌｎ（ｆ１）^０．８を表しており、直線３１は、Ｌｃ'（ｆ１）＝Ｌｎ（ｆ１）×０．２を表している。

曲線３０と直線３１が交わるＱ点では、Ｌｎ（ｆ１）≒３１２６である。

したがって、Ｌｎ（ｆ１）が３１２６より大きい場合、式（６）による風雑音低減度合いが式（８）よりも大きくなる。他方、Ｌｎ（ｆ１）が３１２６より小さい場合、式（６）による風雑音低減度合いが式（８）によりも小さくなる。

したがって、式（６）を用いて式（８）よりも風雑音低減度合いを大きくするためには、Ｌｎ（ｆ１）＞３１２６となるようにＬｎ（ｆ１）のレベルを調整する必要がある。逆に、式（８）よりも風雑音低減度合いを小さくするためには、Ｌｎ（ｆ１）＜３１２６となるようにＬｎ（ｆ１）のレベルを調整する必要がある。

図４（ｃ）は、風雑音の影響をあまり受けない１ｋＨｚ以上の周波数帯域に相当する帯域ｆ３の音響信号に対する処理の効果の比較を示す図である。帯域ｆ３の音響信号レベルが、例えばＬｎ（ｆ３）＝６４である場合、従来の風雑音低減装置１００（図７）のＨＰＦ１０２によると、
Ｌｃ'（ｆ３）＝Ｌｎ（ｆ３）×０．２＝６４×０．６＝３８．４
となり、風雑音の影響をあまり受けないにも関わらず信号レベルを低減することになる。

一方、本実施例における風雑音低減装置１のフィルタ処理部５では、
Ｌｎ'（ｆ３）＝Ｌｎ（ｆ３）＝６４
となり、信号レベルを低減しない。

以上のように本実施例１によると、風雑音の影響が非常に大きい場合には、風雑音の低減度合いを大きくでき、逆に風雑音の影響がそれほど大きくない場合には、低減度合いを小さくすることができる。

また、本実施例１では、周波数帯域が１ｋＨｚ以上の音響信号については風雑音低減処理を行わないこととしているため、風雑音の影響をあまり受けない周波数帯域１ｋＨｚ以上の音響信号のレベルを低減することもない。

また、本実施例１によると、風雑音が発生する場合には、風雑音低減フィルタ係数を０．８に固定しているため、ハードウェアへの実装する際の回路が比較的単純化できる。

＜実施例２＞
上記実施例１では、風雑音低減フィルタ係数αをα＝０．８としているが、本実施例２では、風雑音分析部４は、算出した相関値Ｋに基づいて、風雑音低減フィルタ係数αを
α＝０．８＋０．２×Ｋ・・・（９）
と導出する。

従って、フィルタ処理部５及び６は、次式（１０）、（１１）によってＬｎ’（ｆ）及びＲｎ’（ｆ）を生成する。

Ｌｎ’（ｆ）＝Ｌｎ（ｆ）^0.8+0.2K ・・・（１０）
Ｒｎ’（ｆ）＝Ｒｎ（ｆ）^0.8+0.2K ・・・（１１）
この場合、発生する風雑音が大きくなるにつれてＫは０に近づく。この場合、式（１０）及び（１１）は、本実施例１の式（６）及び（７）に近づく。

一方、発生する風雑音が小さくなるにつれて、Ｋは１に近づく。この場合、式（１０）及び（１１）は、本実施例１の式（４）及び（５）に近づく。
尚、この場合も、１ｋＨｚ以下の周波数帯域にのみ、式（１０）（１１）を適用し、それより大きい周波数帯域には適用しないこととする。

また、周波数帯域が低域から高域となるにつれて、上記風雑音低減フィルタ係数αが大きくなるように導出式（９）を変形してもよい。

本実施例２によると、Ｌ信号とＲ信号の相関値に基づいてαを導出しているため、風雑音の強弱に応じて、滑らかに風雑音を低減することができる。

＜実施例３＞
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例について説明する。

図６（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等である。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、所定の圧縮方式を用いて圧縮する。動画に対しては、例えば、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）等の圧縮方式を用いて映像信号の圧縮を行い、静止画に対しては、例えば、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）等の圧縮方式を用いて映像信号の圧縮を行う。

圧縮処理部１４は、ステレオマイク１３からの出力信号に基づき、所望の特性を有する音響信号を生成するとともに、所定の圧縮方式を用いて圧縮処理を行う。

図６（ａ）では、ＡＡＣ（Advanced Audio Coding）エンコーダによる圧縮処理が行われるものとしている。

風雑音低減部１５は、図１における風雑音分析部４、フィルタ処理部５及び６から構成される。

撮像装置１０に備えられた操作部（不図示）に対する操作にしたがって、圧縮された映像信号及び音響信号はメモリカードや光ディスクなどの記録媒体１６に記録される。

圧縮処理部１４は、圧縮処理の過程で生成したＬ及びＲ信号の周波数軸信号Ｌｎ（ｆ）及びＲｎ（ｆ）を風雑音低減部１５へ出力する。

風雑音低減部１５は、上述の風雑音低減処理を行い、Ｌｎ’（ｆ）及びＲｎ’（ｆ）を生成し、再び圧縮処理部１４へ出力する。
圧縮処理部１４は、Ｌｎ’（ｆ）及びＲｎ’（ｆ）に対して引き続き圧縮処理を施し、圧縮された音響信号を記録媒体１６へ記録する。
図６（ｂ）は、音響信号録音装置１９の全体構成図（機能構成図）である。撮像装置１９は、例えば、録音機能付きのＭＤ（MiniDisc）等である。
音響信号録音装置１９の各ブロックは、撮像装置１０と同様であるのでその説明は割愛する。但し、音響信号録音装置１９では、記録媒体１６は、圧縮された音響信号のみが記録される。

図７は、ＡＡＣ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２１がＭＤＣＴ（Modified Discrete Cosine Transform（修正離散コサイン変換））により周波数軸の信号Ｌｎ（ｆ）、Ｒｎ（ｆ）を生成する。かかるＬｎ（ｆ）、Ｒｎ（ｆ）に対し、風雑音低減部１５が、風雑音低減処理を行い、Ｌｎ’（ｆ）及びＲｎ’（ｆ）を生成し、再びＡＡＣエンコーダへ出力する。

ＡＡＣエンコーダは、ＴＮＳ２２は以降において、Ｌｎ’（ｆ）及びＲｎ’（ｆ）に対して圧縮処理を行う。

本実施例３に係る撮像装置によると、例えば、風の強い日に屋外で動画撮影を行う場合であっても風雑音が適切に低減された音響信号を録音することができる。

また、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。

上記実施例では、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、音響信号録音装置として、その他ＩＣレコーダや携帯電話等の音響信号を録音する機器等に用いることができる。

また、図６（ａ）の撮像装置１０の表示部１７、或いは図６（ｂ）の音響信号録音装置１９に表示部を取り付け（図６（ｂ）には図示せず）、当該表示部に風雑音の強さの目安や風雑音低減装置１或いは風雑音低減部１５による風雑音の低減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、図６（ａ）に示す撮像装置１０の表示部１７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１７には、風雑音分析部４からの風雑音低減フィルタ係数αが入力される。ここで、α＝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３１は表示されない。

例えば、０．７≦α＜１の場合、０．４≦α＜０．７の場合、０＜α＜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３１が表示される。すなわち、表示部１７では、風雑音分析部４からの風雑音低減フィルタ係数αが小さくなるに連れて、表示される風雑音マーク３１の数が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。

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。 本発明の実施形態に係る他の風雑音低減装置の全体構成図である。 従来の風雑音低減装置による風雑音低減処理を説明するための図である。 本発明の実施形態による風雑音の低減を説明するための図である。 本発明の実施形態による風雑音の低減を説明するためのグラフである。 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全体構成図である。 ＡＡＣエンコーダのブロック図である。 風雑音の度合いが表示された表示部を示す図である。 従来の風雑音低減装置の全体構成図である。

符号の説明

１ 風雑音低減装置
２ 時間軸変換部
３ 時間軸変換部
４ 風雑音分析部
５ フィルタ処理部
６ フィルタ処理部
７ 周波数軸変換部
８ 周波数軸変換部

Claims (7)

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、
   前記複数の音響信号のうち、少なくとも２つの音響信号の相関度合いに対応する変数Ｐ（０＜Ｐ≦１）を導出する風雑音分析手段を備え、
   前記フィルタ処理を行うためのフィルタ処理手段は、前記各音響信号の周波数成分の関数をＰ乗することを特徴とする風雑音低減装置。
2. 前記風雑音分析手段は、前記相関度合いが高くなるにつれて、前記変数Ｐが大きくなるように導出することを特徴とする請求項１に記載の風雑音低減装置。
3. 前記風雑音分析手段は、前記相関度合いに基づいて風雑音の発生の有無を判定する判定手段を備え、
   前記判定手段により風雑音が発生していると判定された場合は、前記変数Ｐを１未満の所定値に設定し、
   風雑音が発生していないと判定された場合は、前記変数Ｐを１に設定することを特徴とする、請求項１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雑音低減装置。
5. 複数の音響信号取得手段と、
   前記複数の音響信号取得手段から取得した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２つの音響信号の相関度合いに対応する変数Ｐ（０＜Ｐ≦１）を導出する風雑音分析手段を備え、
   前記フィルタ処理を行うためのフィルタ処理手段は、前記各音響信号の周波数成分をＰ乗することを特徴とする音響信号録音装置。
6. 前記風雑音分析手段により導出される前記変数Ｐの値に応じて、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５に記載の音響信号録音装置。
7. 被写体を撮像するための撮像手段と、
   請求項５又は６のいづれかに記載の音響信号録音装置と、
   を備えたことを特徴とする撮像装置。