JP2013178458A - 信号処理装置及び信号処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】入力音信号のノイズを低減できる信号処理装置を提供する。
【解決手段】本発明の信号処理装置２０は、入力音信号を取得する信号取得部２１と、入力音信号を周波数領域信号に変換する信号変換部２２と、入力音信号へのノイズ混入と関連する信号を取得するノイズ混入検知部２３と、ノイズ混入検知部２３の検知結果に基づいて入力音信号におけるノイズ混入領域とノイズ不混入領域とを判定するノイズ領域判定部２４と、ノイズ混入領域における周波数領域信号から推定ノイズを抽出するノイズ推定部２５と、周波数領域信号を用いて所定の係数αを求める係数決定部２６と、入力音信号におけるノイズ混入領域の周波数領域信号から推定ノイズに係数αを掛けたものを減算し、ノイズ低減を行うノイズ低減部２７と、ノイズ低減部によってノイズ低減されたノイズ混入領域の周波数領域信号を音信号に逆変換する逆変換部２８と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、信号処理装置及び信号処理プログラムに関するものである。

たとえば、デジタルカメラ等の撮像装置による動画撮影時において、オートフォーカス（以後、「ＡＦ」と略記する）の駆動音等が被写体の発する音声等の目的音に重なって入力されてしまい、そのまま録音すると再生時に聞き苦しいものとなる。
このように、背景音に重なって入力されたノイズを低減するものとして、ノイズを含む入力音の周波数スペクトルからノイズ成分の周波数スペクトルを減算する方法が知られている（非特許文献１等参照）。

Ｍ． Ｂｅｒｏｕｔｉ， Ｒ． Ｓｃｈｗａｒｔｚ ａｎｄ Ｊ． Ｍａｋｈｏｕｌ， "Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｐｅｅｃｈ ｃｏｒｒｕｐｔｅｄ ｂｙ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｎｏｉｓｅ，" Ｐｒｏｃ． ＩＥＥＥ Ｉｎｔ． Ｃｏｎｆ． Ａｃｃｏｕｓｔ．， Ｓｐｅｅｃｈ， Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ．， ｐｐ．２０８−２１１， Ａｐｒ． １９７９．

上記従来のノイズ低減方法は、定常的なノイズを対象としており、カメラのＡＦノイズのように間欠的に入力される非定常のノイズには対応できず、良好に低減できないという問題があった。

本発明の課題は、入力音信号のノイズを低減できる信号処理装置及び信号処理プログラムを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

請求項１に記載の発明は、入力音信号を取得する信号取得部（２１）と、前記入力音信号を周波数領域信号に変換する信号変換部（２２）と、前記入力音信号へのノイズ混入と関連する信号を取得するノイズ混入検知部（２３）と、前記ノイズ混入検知部（２３）の検知結果に基づいて前記入力音信号におけるノイズ混入領域とノイズ不混入領域とを判定するノイズ領域判定部（２４）と、前記ノイズ混入領域における周波数領域信号から推定ノイズを抽出するノイズ推定部（２５）と、前記周波数領域信号を用いて所定の係数（α）を求める係数決定部（２６）と、前記入力音信号における前記ノイズ混入領域の周波数領域信号から前記推定ノイズに前記係数（α）を掛けたものを減算し、ノイズ低減を行うノイズ低減部（２７）と、前記ノイズ低減部によってノイズ低減された前記ノイズ混入領域の周波数領域信号を音信号に逆変換する逆変換部（２８）と、を備えること、を特徴とする信号処理装置（２０）である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の信号処理装置（２０）であって、前記信号変換部（２２）は、前記入力音信号の周波数領域信号を複数の帯域に分割し、前記係数決定部（２６）は、前記帯域毎に所定の係数（α）を決定すること、を特徴とする信号処理装置（２０）である。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の信号処理装置（２０）であって、前記係数決定部（２６）は、ノイズ低減の対象となっているフレームの直前にある、前記ノイズ低減部（２７）によってノイズ低減処理されたフレームの周波数領域信号を用いて、前記係数（α）を求めること、を特徴とする信号処理装置（２０）である。
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の信号処理装置（２０）であって、前記係数（α）は、
（１）ノイズ混入区間近傍のあるフレームのパワー
（２）ノイズ混入区間近傍の複数フレームのパワーの平均
（３）ノイズ混入区間近傍のあるフレームのパワー／推定ノイズのパワー
（４）ノイズ混入区間近傍の複数フレームのパワーの平均／推定ノイズのパワー
のいずれかに基づいて決定されること、を特徴とする信号処理装置（２０）である。
請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の信号処理装置（２０）であって、前記係数決定部（２６）は、前記ノイズ不混入領域における周波数領域信号と、推定ノイズの周波数領域信号と、を用いて前記係数（Α）を求めること、を特徴とする信号処理装置（２０）である。
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の信号処理装置（２０）であって、駆動装置（２０）によって駆動される光学要素（１１Ｆ）を備える光学機器に用いられ、前記入力音信号に混入するノイズは、前記光学要素（１１Ｆ）の駆動音であること、を特徴とする信号処理装置（２０）である。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の信号処理装置（２０）であって、前記光学要素（１１Ｆ）は撮像装置（２０）におけるＡＦレンズであり、前記ノイズ混入検知部（２３）は、前記ＡＦレンズの制御信号または駆動検知信号のいずれかを前記入力音信号へのノイズ混入と関連する信号として取得すること、を特徴とする信号処理装置（２０）である。
請求項８に記載の発明は、連続するフレームごとに入力音信号を取得する信号取得部（２１）と、前記入力音信号を周波数領域信号に変換する信号変換部（２２）と、前記入力音信号の前記周波数領域信号に含まれるノイズを推定するノイズ推定部（２５）と、前記周波数領域信号を用いて所定の係数（α）を求める係数決定部（２６）と、前記入力音信号の周波数領域信号から、推定された前記ノイズに前記係数（α）を掛けたものを減算するノイズ低減部（２７）と、前記ノイズ低減部によってノイズ低減された前記入力音信号の周波数領域信号を逆変換してノイズ処理音信号を生成して出力する逆変換部（２８）と、を備える信号処理装置（２０）であって、前記係数決定部（２６）は、ノイズ低減の対象となっているフレームの直前にあるフレームの周波数領域信号を用いて、前記係数（α）を求めること、を特徴とする信号処理装置（２０）である。
請求項９に記載の発明は、コンピュータに、取得された入力音信号を周波数領域信号に変換するステップと、前記入力音信号へのノイズ混入と関連する信号を取得するステップと、前記ノイズと関連する信号に基づいて前記入力音信号におけるノイズ混入領域とノイズ不混入領域とを判定するステップと、前記ノイズ混入領域における周波数領域信号から推定ノイズを抽出させるステップと、前記周波数領域信号を用いて所定の係数（α）を決定するステップと、前記入力音信号における前記ノイズ混入領域の周波数領域信号から前記推定ノイズに前記係数（α）を掛けたものを減算し、ノイズの低減を行うステップと、ノイズが低減された前記ノイズ混入領域の周波数領域信号を音信号に逆変換するステップと、を実行させる信号処理プログラムである。
請求項１０に記載の発明は、コンピュータに、連続するフレームごとに入力音信号を取得するステップと、前記入力音信号を周波数領域信号に変換するステップと、前記入力音信号の前記周波数領域信号に含まれるノイズを推定するステップと、所定の係数（α）を決定するステップと、前記入力音信号の周波数領域信号から、推定された前記ノイズに前記係数（α）を掛けたものを減算し、ノイズの低減を行うステップと、ノイズ低減された前記入力音信号の周波数領域信号を音信号に逆変換するステップと、を実行させる信号処理プログラムであって、前記所定の係数（α）を決定するステップは、ノイズ低減の対象となっているフレームの直前にあるフレームの周波数領域信号を用いて、前記係数を求めること、を特徴とする信号処理プログラムである。

本発明によれば、入力音信号のノイズを低減できる信号処理装置及び信号処理プログラムを提供できる。

本発明における情報処理装置の一実施形態である音声情報処理装置を備えるカメラのブロック構成図である。 情報処理装置の一実施形態である音声情報処理装置のブロック構成図である。 音声情報処理装置における、動作フローを示すフローチャートである。 周波数帯域分割部による周波数帯域分割の一例を示す図である。 入力音声信号を概念的に示しノイズ領域判定部の作用を説明する図である。 ＳＮＲに対する減算係数を示すグラフである。 Ｐ_ｆｉに対する減算係数を示すグラフである。

（第１実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明における情報処理装置の第１実施形態である音声情報処理装置２０を備えるカメラ１のブロック構成図である。
カメラ１は、静止画と動画のいずれも撮影可能であって、動画撮影時には画像と同時に音声も記録するものである。

図１に示すように、カメラ１は、ＡＦレンズ１１Ｆを含む結像光学系１１と、ＡＦレンズ１１Ｆを移動駆動するＡＦ駆動部１２と、結像光学系１１によって結像された被写体像光を電気信号に変換する撮像素子１３と、撮像素子１３から出力されるアナログの画像情報をＡ／Ｄ変換すると共に画像処理して画像データを生成する画像処理部１４と、を備えている。

また、カメラ１は、音声等の音情報を集音し、Ａ／Ｄ変換すると共にノイズ低減処理する音声情報処理装置２０と、画像処理部１４が出力する画像データおよび音声情報処理装置２０が出力する音声データを、メモリーカード等の記録媒体３０に記録する記録部１５と、を備えている。さらに、カメラ１は、当該カメラ１の各構成要素を統括制御する制御部５０を備えている。

そして、カメラ１は、使用者による図示しないシャッタボタンの押圧操作によって撮影が指令されると、制御部５０によって制御されて撮影作用を行う。すなわち、撮像素子１３によって被写体像光を電気信号に変換し、画像処理部１４によって処理した画像データを、記録部１５を介して記録媒体３０に記録する（撮影する）。制御部５０は、撮影時において、ＡＦ駆動部１２を介してＡＦレンズ１１Ｆを移動駆動するＡＦ制御を行う。ＡＦ制御は、たとえば、撮像素子１３によって撮像した被写体のコントラストを検出して行う（コントラストＡＦ）。

動画撮影時においては、撮像素子１３は、いわゆるローリングシャッターという方式で被写体像光を電気信号に変換して順次取り込み、記録部１５を介して１秒間に所定のフレーム（コマ数）の画像を記録媒体３０に記録する（撮影する）。また、前述したように、音声情報処理装置２０が集音した音声データを、画像データと共にフレーム毎に記録部１５を介して記録媒体３０に記録（録音）する。動画撮影時には、撮影期間を通してＡＦ制御が行われる。

ここで、音声情報処理装置２０は、集音した音声からＡＦ制御にかかる駆動音（ＡＦ駆動音）を低減処理して記録部１５に出力する。
つぎに、前述した図１に加えて図２〜図６を参照し、音声情報処理装置２０について詳細に説明する。図２は、音声情報処理装置２０のブロック構成図である。図３は、音声情報処理装置２０における、動作フローを示すフローチャートである。図４は、信号変換部２２における周波数帯域分割部２２Ｂによる周波数帯域分割の一例を示す図である。図５は、入力音声信号を概念的に示しノイズ領域判定部２４の作用を説明する図である。図６は、ＳＮＲに対する減算係数αｉを示すグラフである。

音声情報処理装置２０は、図２に示すように、信号取得部２１、信号変換部２２、ノイズ混入検知部２３、ノイズ領域判定部２４、ノイズ推定部２５、係数決定部２６、ノイズ低減部２７、逆変換部２８、の各作用部を備えて構成されている。

そして、音声情報処理装置２０は、係数決定部２６が、ノイズ領域判定部２４によって判定されたＡＦノイズ不混入領域における周波数領域信号を用いてＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌ−ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ＝Ｓ／Ｎ）を決定すると共にこのＳＮＲに基づいて減算係数αｉを決定する。そして、ノイズ低減部が、入力音におけるノイズ混入領域の周波数領域信号から、ノイズ推定部２５によって推定された推定ノイズに減算係数αｉを掛けたものを減算してノイズ処理した周波数領域信号を形成し、逆変換部がノイズ処理周波数領域信号を逆変換してノイズ処理音信号を生成して出力する。
以下、各作用部について、図２及び図３により順を追って詳細に説明する。

信号取得部２１は、音声等を集音するマイク２１Ｍを備えており、外部の音声をアナログ信号として検出し、Ａ／Ｄ変換してデジタル信号として後述する信号変換部２２（周波数解析部２２Ａ）に出力する。

信号変換部２２は、周波数解析部２２Ａと、周波数帯域分割部２２Ｂと、により構成されている。
周波数解析部２２Ａは、信号取得部２１から入力されるデジタル化された音響信号を、所定の区間を切り出し、（ハニング窓等による窓がけ処理を行った後）フーリエ変換等により周波数解析を行う（Ｓ１）。
周波数帯域分割部２２Ｂは、周波数解析部２２Ａにより得られた周波数領域信号を、図４に一例を示すように、複数の帯域に分割する（Ｓ２）。

ノイズ混入検知部２３は、ＡＦ駆動に係る信号（ＡＦ関連信号）を検知して、ＡＦ動作を知らせる信号（ＡＦ動作信号）をノイズ領域判定部２４に出力する。ＡＦ関連信号とは、たとえば、制御部５０からＡＦ駆動部１２に送られる駆動指令の制御信号や、ＡＦレンズ１１Ｆの位置を検出する図示しないエンコーダからの出力等である。

ノイズ領域判定部２４は、ノイズ混入検知部２３から入力されるＡＦ動作信号に基づいて、撮像画像および音声を記録した個々のフレームがＡＦ動作中であればノイズが混入していると判定し（Ｓ３，ＹＥＳ）、ＡＦ動作中でなければノイズが混入していないと判定する（Ｓ３，ＮＯ）。
すなわち、図５に示すように、ノイズ混入検知部２３からのＡＦ動作のＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて、ＡＦノイズの混入を判断する。
そして、ノイズ領域判定部２４は、その判定結果を、制御情報として後述するノイズ推定部２５および係数決定部２６に出力する。
このノイズ領域判定部２４によってノイズが混入していると判定されたフレームの周波数領域信号：Ｙｂはノイズ推定に利用され、ノイズが混入していないと判定されたフレームの周波数領域信号：Ｙａは目的音量推定に利用される。

ノイズ推定部２５は、ノイズ領域判定部２４によってＡＦ動作ノイズが混入していると判断されたフレームの周波数領域信号：Ｙｂから、公知の方法で推定ノイズを推定する（Ｓ４）。たとえば、対象とするＡＦ動作ノイズが混入しているフレーム近くのＡＦ動作ノイズ非混入フレームにおける周波数領域信号を用いて、ＡＦ動作ノイズの周波数領域信号を推定する。

係数決定部２６は、ノイズ領域判定部２４によってＡＦ動作ノイズが混入していないと判断されたフレームの周波数領域信号：Ｙａにおける帯域毎の信号を目的音推定量として（Ｓ８）、この目的音推定量と推定ノイズとから、各帯域のＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌ−ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ＝Ｓ／Ｎ）を決定する（Ｓ５）。
なお、目的音推定量は、ＡＦ動作ノイズが混入しているフレームに近いフレームを選択し、単一のフレームから得ても、複数のフレームを平均して得ても、いずれでも良い。

ＳＮＲは、たとえば、下記式（１）によって求める。

ノイズ低減部２７は、係数決定部２６によって求められた各帯域のＳＮＲを利用して、各帯域の減算係数を求め、その減算係数を用いてノイズ低減した推定目的音信号を得る（Ｓ６）。
減算係数は、下記式２によって求める。

ここで、
αｉ：周波数領域信号におけるｉ番目の帯域における減算係数
である。
また、上記式２によって求められる減算係数をグラフに示したものが、図６である。
そして、ノイズ低減部２７は、上記のようにして求めた減算係数：αを用い、下記式３に示すように、ノイズを除去した推定目的音の周波数領域信号を演算する。

つまり、入力音周波数領域信号から、推定ノイズ周波数領域信号に減算係数を掛けたものを減算して、推定目的音周波数領域信号を得るものである。

逆変換部２８は、ノイズ低減部２７から入力された推定目的音周波数領域信号から、逆フーリエ変換等によって音声信号を生成する（Ｓ７）。これにより、ノイズが低減された音声信号を得ることができる。

以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によると、スペクトル減算の減算係数αｉをＳＮＲにより変化させる。
すなわち、推定ノイズに対する入力音声の比が小さい場合（ＳＮＲが小さい場合）、減算係数を大きくする。このため、ノイズの消え残りが目立たない。
また、推定ノイズに対する入力音声の比が大きい場合（ＳＮＲが大きい場合）はノイズの消え残りが生じても目立たないため、減算係数αｉを小さくする。この場合、より自然な出力音声となる。

（２）本実施形態によると、周波数領域信号を複数の帯域に分け、帯域毎にＳＮＲを求め、帯域毎のＳＮＲにより各帯域の減算係数αｉを決定する。
こうすることにより、例えば声が入力された場合に、声の基本周波数成分や倍音成分が含まれるパワーの大きい帯域は減算係数αｉが小さくなるため、音声の劣化が防がれる。一方、声の成分が含まれない周波数成分は減算係数αｉが大きくなり、ノイズの消え残りが抑えられる。よって好適にノイズが低減される。

（３）音声情報処理装置２０は、ノイズ領域判定部２４が、ノイズ混入検知部２３の検知によるＡＦ関連信号に基づいて各フレームにおけるノイズの混入の有無を判定し、ノイズ推定部２５が、ノイズが混入していると判定されたフレームの周波数領域信号を利用してノイズ推定を行う。このため、非定常なノイズであっても精度の良いノイズ推定ができる。その結果、精度の高いノイズ低減が可能となる。

（４）音声情報処理装置２０は、ノイズ混入検知部２３が、ノイズ混入検知部２３の検知によるＡＦ関連信号に基づいて各フレームにおけるノイズの混入の有無を判定し、係数決定部２６が、ノイズが混入していないと判定されたフレームの周波数領域信号から目的音の大きさの推定を行う。このため、精度良く目的音の大きさを推定できる。その結果、非定常で間欠しているノイズの場合であっても精度の高いノイズ低減が可能となる。

（第２実施形態）
上述の第１実施形態で係数決定部２６は、目的音推定量と推定ノイズとからＳＮＲを決定し、ノイズ低減部２７がこのＳＮＲを利用して減算係数を求め、求めた減算係数を用いて入力音から推定ノイズを減算してノイズ低減した推定目的音信号を得ている。

しかし、本発明はこれに限らず、減算係数αｉは、（１）ノイズ混入区間近傍のあるフレームのパワー（振幅の二乗）、振幅の合計、（２）ノイズ混入区間近傍の複数フレームのパワーの平均、（３）ノイズ混入区間近傍のあるフレームのパワー／推定ノイズのパワー、（４）ノイズ混入区間近傍の複数フレームのパワーの平均／推定ノイズのパワー、等に基づいて決定してもよい。

すなわち、ＳＮＲに代えて目的音推定量を用い、目的音推定量のみから減算係数を求めてもよい。この場合、目的音推定量は、上記実施形態と同様にＡＦ動作ノイズが混入しているフレームに近いフレームを選択してもよく、また、単一のフレームから得ても、複数のフレームを平均して得ても、いずれも可能である。

以下、第２実施形態として、ｉ番目の帯域における推定目的音周波数領域信号を求める場合に、１つ前のフレーム（直前のフレーム）における、演算により求めた推定目的音周波数領域信号から求めたパワーの総和Ｐを使って減算係数αｉを求める例について説明する。
なお、第２実施形態の音声情報処理装置は、第１実施形態の音声情報処理装置２０と同様である。そして、第１実施形態と同様の部分には同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
まず、現在、ノイズ低減処理を行なって推定目的音周波数領域信号を求めようとしているフレームをｆ番目のフレームとし、その１つ前のフレーム（すでにノイズ低減処理を行なって推定目的音周波数領域信号を求めたフレーム）をｆ−１番目のフレームとする。

そして、以下の式（４）により、ｆ番目のフレームの周波数領域信号におけるｉ番目の帯域におけるパワーＰ_ｆｉを求める。

そして、図７に示すグラフより、Ｐ_ｆｉの大きさによって定まるα_ｆｉを求める。
次に、このα_ｆｉを用いて、第１実施形態と同様に、以下の式（５）より推定目的音周波数領域信号を求める。なお、式（５）は式（３）と同様であるが、フレーム番号ｆを添えたものである。

本実施形態において、係数決定部２６は、現在処理しようとしているフレームｆの１つ前のフレーム（直前のフレーム）ｆ−１の推定目的音周波数領域信号（ノイズ処理した後の周波数領域信号）を用いてパワーＰ_ｆｉを決定し、このＰ_ｆｉに基づいて減算係数α_ｆｉを求める。
なお、フレームｆが最初のフレームの場合、Ｐ_ｆｉ（Ｐ１）を求める際の、ｆ−１のフレームが存在しない。このため、式（４）の推定目的音周波数領域信号の初期値として、所定値を定めていてもよく、初回のみ、第１実施形態の方法を用いて推定目的音周波数領域信号を求めても良い。
本実施形態によると、１つ前のフレームｆ−１における、すでにノイズを低減した後の推定目的音周波数領域信号を用いて求めたパワーＰ_ｆｉに基づき、減算係数α_ｆｉを求めるため、精度良く目的音の大きさを推定できる。

本実施形態によると、第１実施形態と同様の効果に加え、さらに、直前のフレームの演算結果の情報のみで求めたパワーＰ_ｆｉによって減算係数α_ｆｉが求まるので、第１実施形態と比べてメモリの節約が可能となる。

（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。

（１）上述の２つの実施形態の音声情報処理装置２０は、ノイズ混入検知部２３と、ノイズ領域判定部２４と、ノイズ推定部２５とを備え、ノイズ混入領域とノイズ非混入領域と検出しているが、本発明は必ずしもこれに限定されない。これらのノイズ混入検知部２３とノイズ領域判定部２４と、ノイズ推定部２５とを備えず、ノイズ混入領域とノイズ非混入領域と検出しないものであっても良い。
この場合、ノイズ混入領域とノイズ非混入領域とにかかわらず、上述の第２実施形態のように、係数決定部２６は、現在処理しようとしているフレームｆの１つ前のフレーム（直前のフレーム）ｆ−１の推定目的音周波数領域信号（ノイズ処理した後の周波数領域信号）を用いてパワーＰ_ｆｉを決定し、このＰ_ｆｉに基づいて減算係数α_ｆｉを求める。

（２）また、上記実施形態は、本発明における情報処理装置をカメラに適用し、ＡＦ動作ノイズを低減するように構成したものである。しかし、本発明はこれに限らず、ズーミングやブレ補正装置の作動ノイズの低減にも適用可能なものであり、さらに、カメラに限らず録音機能を備える光学機器に適用可能である。

（３）上記実施形態は、本発明における情報処理装置をカメラに適用したものであるが、これに限定されず、本発明は、パソコン等を上述の情報処理装置として機能させる信号処理プログラムであっても良い。

なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。

１：カメラ、１１Ｆ：ＡＦレンズ、１２：ＡＦ駆動部、２０：音声情報処理装置、２１：信号取得部、２２：信号変換部、２２Ａ：周波数解析部、２２Ｂ：周波数帯分割部、２３：ノイズ混入検知部、２４：ノイズ領域判定部、２５：ノイズ推定部、２６：係数決定部、２７：ノイズ低減部、２８：逆変換部

Claims (10)

1. 入力音信号を取得する信号取得部と、
   前記入力音信号を周波数領域信号に変換する信号変換部と、
   前記入力音信号へのノイズ混入と関連する信号を取得するノイズ混入検知部と、
   前記ノイズ混入検知部の検知結果に基づいて前記入力音信号におけるノイズ混入領域とノイズ不混入領域とを判定するノイズ領域判定部と、
   前記ノイズ混入領域における周波数領域信号から推定ノイズを抽出するノイズ推定部と、
   前記周波数領域信号を用いて所定の係数を求める係数決定部と、
   前記入力音信号における前記ノイズ混入領域の周波数領域信号から前記推定ノイズに前記係数を掛けたものを減算し、ノイズ低減を行うノイズ低減部と、
   前記ノイズ低減部によってノイズ低減された前記ノイズ混入領域の周波数領域信号を音信号に逆変換する逆変換部と、
   を備えること、を特徴とする信号処理装置。
2. 請求項１に記載の信号処理装置であって、
   前記信号変換部は、前記入力音信号の周波数領域信号を複数の帯域に分割し、
   前記係数決定部は、前記帯域毎に所定の係数を決定すること、
   を特徴とする信号処理装置。
3. 請求項１または２に記載の信号処理装置であって、
   前記係数決定部は、ノイズ低減の対象となっているフレームの直前にある、前記ノイズ低減部によってノイズ低減処理されたフレームの周波数領域信号を用いて、前記係数を求めること、
   を特徴とする信号処理装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の信号処理装置であって、
   前記係数は、
   （１）ノイズ混入区間近傍のあるフレームのパワー
   （２）ノイズ混入区間近傍の複数フレームのパワーの平均
   （３）ノイズ混入区間近傍のあるフレームのパワー／推定ノイズのパワー
   （４）ノイズ混入区間近傍の複数フレームのパワーの平均／推定ノイズのパワー
   のいずれかに基づいて決定されること、
   を特徴とする信号処理装置。
5. 請求項１または請求項２に記載の信号処理装置であって、
   前記係数決定部は、前記ノイズ不混入領域における周波数領域信号と、推定ノイズの周波数領域信号と、を用いて前記係数を求めること、
   を特徴とする信号処理装置。
6. 請求項１から５までのいずれか１項に記載の信号処理装置であって、
   駆動装置によって駆動される光学要素を備える光学機器に用いられ、
   前記入力音信号に混入するノイズは、前記光学要素の駆動音であること、
   を特徴とする信号処理装置。
7. 請求項６に記載の信号処理装置であって、
   前記光学要素は撮像装置におけるＡＦレンズであり、
   前記ノイズ混入検知部は、前記ＡＦレンズの制御信号または駆動検知信号のいずれかを前記入力音信号へのノイズ混入と関連する信号として取得すること、
   を特徴とする信号処理装置。
8. 連続するフレームごとに入力音信号を取得する信号取得部と、
   前記入力音信号を周波数領域信号に変換する信号変換部と、
   前記入力音信号の前記周波数領域信号に含まれるノイズを推定するノイズ推定部と、
   前記周波数領域信号を用いて所定の係数を求める係数決定部と、
   前記入力音信号の周波数領域信号から、推定された前記ノイズに前記係数を掛けたものを減算するノイズ低減部と、
   前記ノイズ低減部によってノイズ低減された前記入力音信号の周波数領域信号を逆変換してノイズ処理音信号を生成して出力する逆変換部と、
   を備える信号処理装置であって、
   前記係数決定部は、ノイズ低減の対象となっているフレームの直前にあるフレームの周波数領域信号を用いて、前記係数を求めること、
   を特徴とする信号処理装置。
9. コンピュータに、
   取得された入力音信号を周波数領域信号に変換するステップと、
   前記入力音信号へのノイズ混入と関連する信号を取得するステップと、
   前記ノイズと関連する信号に基づいて前記入力音信号におけるノイズ混入領域とノイズ不混入領域とを判定するステップと、
   前記ノイズ混入領域における周波数領域信号から推定ノイズを抽出させるステップと、
   前周波数領域信号を用いて所定の係数を決定するステップと、
   前記入力音信号における前記ノイズ混入領域の周波数領域信号から前記推定ノイズに前記係数を掛けたものを減算し、ノイズの低減を行うステップと、
   ノイズが低減された前記ノイズ混入領域の周波数領域信号を音信号に逆変換するステップと、
   を実行させる信号処理プログラム。
10. コンピュータに、
    連続するフレームごとに入力音信号を取得するステップと、
    前記入力音信号を周波数領域信号に変換するステップと、
    前記入力音信号の前記周波数領域信号に含まれるノイズを推定するステップと、
    所定の係数を決定するステップと、
    前記入力音信号の周波数領域信号から、推定された前記ノイズに前記係数を掛けたものを減算しノイズの低減を行うステップと、
    ノイズ低減された前記入力音信号の周波数領域信号を音信号に逆変換するステップと、を実行させる信号処理プログラムであって、
    前記所定の係数を決定するステップは、ノイズ低減の対象となっているフレームの直前にあるフレームの周波数領域信号を用いて、前記係数を求めること、
    を特徴とする信号処理プログラム。

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