JP2014068255A - Radio communication device and electronic camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バースト的に放射される高周波信号に起因する可聴ノイズを低減するための機能を備えた無線通信装置及び電子カメラに関する。 The present invention relates to a wireless communication apparatus and an electronic camera having a function for reducing audible noise caused by a high-frequency signal radiated in a burst manner.
TDMAや無線LANなど、デジタル無線通信でバースト的に高周波信号を放射する機器では、バースト的に放射される無線信号に起因する可聴ノイズが、当該機器や周辺機器に含まれる音声処理回路に混入することが知られている。 In devices that radiate high-frequency signals in bursts in digital wireless communication, such as TDMA and wireless LAN, audible noise caused by radio signals radiated in bursts is mixed into the audio processing circuits included in the devices and peripheral devices. It is known.
電子カメラにおけるこのようなノイズの対策例としては、録画または録音時には、無線通信で使用する搬送波の生成を停止する方法が提案されている(特許文献1)。 As an example of measures against such noise in an electronic camera, there has been proposed a method of stopping generation of a carrier wave used in wireless communication during recording or recording (Patent Document 1).
また、外部マイクロホンの近傍に内蔵アンテナを設けて干渉ノイズ成分を検出し、干渉ノイズ成分と逆相の起電力を発生させることで相殺する方法が提案されている(特許文献2)。 In addition, a method has been proposed in which a built-in antenna is provided in the vicinity of an external microphone to detect interference noise components and cancel each other by generating an electromotive force having a phase opposite to that of the interference noise components (Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1に示された解決手段では、無線通信と録画や録音を同時に行うことができないため、ユースケースが限られてしまうという問題がある。また、特許文献2に示された解決手段では、自機器から放射されるバースト的な可聴ノイズに対して、時間的な同期を取ることが難しいという問題や、アンテナを用いることで外部からの影響を受けやすいという問題がある。また、一般的にノイズ除去のために内蔵される帯域阻止フィルタでは、音声増幅回路が外部マイクロホンに付属していた場合に、包絡線検波されたノイズを除去できないという問題もある。
However, the solution disclosed in
そこで、本発明は、専用の内蔵アンテナや帯域フィルタを用いずに、無線通信を停止することなく可聴ノイズを低減する技術を実現する。 Therefore, the present invention realizes a technique for reducing audible noise without stopping wireless communication without using a dedicated built-in antenna or band filter.
本発明の一側面によれば、送信バーストをアンテナを介して送信する無線通信手段と、音声信号を入力する音声入力手段と、前記入力された音声信号を増幅する増幅手段と、前記音声入力手段と前記増幅手段との間の経路がアンテナとして作用することで前記送信バーストの成分が該経路を介して前記音声信号に混入し、前記増幅手段が検波回路として作用することで該混入した前記送信バーストの成分の包絡線信号が検波され、該包絡線信号が可聴周波数成分を持つことにより生じた雑音を、前記音声信号から除去する雑音除去手段とを有し、前記無線通信手段は、前記送信バーストの出力と同期した同期信号を前記雑音除去手段に出力し、前記雑音除去手段は、前記無線通信手段から受信した前記同期信号と同期して、前記包絡線信号と逆相の相殺信号を生成し、該相殺信号を前記増幅手段から出力された音声信号に加算することで前記雑音を除去することを特徴とする無線通信装置が提供される。 According to an aspect of the present invention, wireless communication means for transmitting a transmission burst via an antenna, voice input means for inputting a voice signal, amplification means for amplifying the input voice signal, and the voice input means The transmission burst component is mixed into the audio signal through the path by the path between the amplifier and the amplification means acting as an antenna, and the mixed transmission is performed by the amplification means acting as a detection circuit. A noise removing unit that detects an envelope signal of a burst component and removes noise generated when the envelope signal has an audible frequency component from the voice signal; A synchronization signal synchronized with the output of the burst is output to the noise removal unit, and the noise removal unit is synchronized with the synchronization signal received from the wireless communication unit, and the envelope signal Generates a cancellation signal of the phase, the radio communication apparatus characterized by removing the noise by adding said phase-killing signal to the audio signal output from said amplifying means.
本発明によれば、本発明は、専用の内蔵アンテナや帯域フィルタを用いずに、無線通信を停止することなく可聴ノイズを低減する。 According to the present invention, the present invention reduces audible noise without stopping wireless communication without using a dedicated built-in antenna or bandpass filter.
図1は本発明の実施形態に係る無線通信装置を含む電子カメラのブロック図である。これは例えば無線LANによる無線通信機能を持つ電子カメラであり、電子カメラ本体10に、アンテナ11と無線通信部12を備える。
FIG. 1 is a block diagram of an electronic camera including a wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention. This is, for example, an electronic camera having a wireless communication function using a wireless LAN. The
音声入力部19は、内蔵マイクロホンと、外部マイクロホンに接続されるマイクロホン用入力端子を含む。音声処理部20は、少なくとも、音声入力部19で電気信号として取り込まれたアナログ音声信号を、経路191を介して入力し増幅する増幅器201と、デジタル音声信号へ変換するADコンバータ202を含む。制御部13は、レンズ14、画像処理部15、操作部16、表示部17、記憶部18などを含む電子カメラ全体の動作を制御する。例えば、操作部16を介して録画操作が行われた場合、制御部13は、撮影により得られた、画像処理部15からの画像データ及び音声処理部20からの音声データを互いに関連付けてファイルとして記憶部18に格納する。また、操作部16を介してファイル転送操作が行われた場合、制御部13は、記憶部18に記憶されたファイルを、無線LAN等の無線通信機能を用いて、無線通信部12、アンテナ11を介して外部の機器に転送することができる。
The
ところで、このようなファイルの転送中に例えば録画録音機能を同時に働かせると、録音された音声にバースト状の雑音が重畳されてしまうという問題がある。この問題の雑音が発生する過程は、以下のように説明できる。まず、音声入力部19のマイクロホンと音声処理部20の増幅器201との間の経路191が無線LANの送信バーストに対してアンテナとして作用してしまうことで、送信バーストの少なくとも一部の成分が電子カメラ内部に取り込まれる。次に、取り込まれた送信バーストの成分が増幅器201を通過する際に、増幅器201を構成する不図示のトランジスタやダイオード等が送信バーストの成分に対して疑似的に検波回路として作用することで送信バーストの成分の包絡線信号が検波される。そして、この包絡線信号が可聴周波数成分を持つことで人に知覚される雑音が生じる。特に、電子カメラに内蔵されたマイクロホンではなく、外部マイクロホンを用いた場合には、経路191の長さが長くなるため、雑音が顕著に現れる傾向がある。
By the way, if, for example, the recording / recording function is operated simultaneously during the transfer of such a file, there is a problem that burst noise is superimposed on the recorded voice. The process of generating this problem noise can be explained as follows. First, the
以下に示すように、本実施形態は、このような雑音を効果的に除去又は低減する構成を提供する。 As described below, the present embodiment provides a configuration that effectively removes or reduces such noise.
無線通信部12と雑音除去部21を詳細なブロック図として図2に示す。無線通信部12は、無線出力部30、信号増幅部31を備える。無線出力部30は、制御部13からの制御信号に従ってRFの無線信号、すなわち送信バーストを出力する。信号増幅部31は、無線出力部30から出力された送信バーストを増幅してアンテナ11に供給する。また、無線出力部30は、送信バースト毎に信号増幅部31の動作を許可するイネーブル信号を出力する。信号増幅部31は、無線出力部30からのイネーブル信号が例えばHIGHを示す間、無線信号(送信バースト)の増幅を行う。
The
雑音除去部21は、信号生成部32と演算部33を備える。信号生成部32は、信号増幅部31のイネーブル信号を同期信号として用いて信号増幅部31と同期を取る。演算部33は、音声処理部20の出力信号と信号生成部32の出力信号を受けて、演算結果を出力する。
The
無線通信中に音声処理部20が動作する場合には、信号生成部32が、信号増幅部31と同期して送信バーストの包絡線信号と逆相の相殺信号を生成する。演算部33は、音声処理部20が出力したデジタル音声信号に、信号生成部32が生成した相殺信号を加算することで、包絡線信号のスペクトラムに含まれる可聴ノイズの低減を図る。
When the
一般に、無線通信の送信バーストが包絡線検波されると、検波信号は矩形状の波形となる。検波信号の矩形波はバーストの周期と同じ周期となり、パルス幅は、バースト長と同じになる。 In general, when a transmission burst of wireless communication is detected by envelope detection, the detection signal has a rectangular waveform. The rectangular wave of the detection signal has the same period as the burst period, and the pulse width is the same as the burst length.
人間の可聴周波数は20Hzから20kHz程度までとされており、その範囲外の信号は音声として認識されない。また、可聴域の周波数成分があっても、その振幅が十分に小さければ、音声として認識されない。 The human audible frequency ranges from about 20 Hz to about 20 kHz, and signals outside that range are not recognized as speech. Further, even if there is a frequency component in the audible range, if the amplitude is sufficiently small, it is not recognized as speech.
ここで、無線LANの規格であるIEEE802.11gを例として、音声処理部20で包絡線検波されるノイズ成分について説明する。図3(A)は、送信バーストの包絡線信号の例を示す図であり、例えば、バースト長は250μs、バースト間隔は100μsである。また、図3(B)は、図3(A)で示した包絡線波形をフーリエ解析して得た周波数軸上のスペクトラムの例を示す図である。
Here, the noise component detected by the envelope processing by the
図3(B)から分かるように、検波信号には350μsの逆数に相当する2857Hz付近を始めとして、広い帯域内で大きなスペクトラムを何本も持つことが分かる。これらの周波数成分は可聴域に当たるため、音声信号に混入した場合は可聴ノイズとして感知されてしまう。 As can be seen from FIG. 3B, it can be seen that the detection signal has a number of large spectra in a wide band, starting from around 2857 Hz corresponding to the reciprocal of 350 μs. Since these frequency components fall in the audible range, they are perceived as audible noise when mixed in the audio signal.
この時に、信号生成部32が、信号増幅部31と同期して生成した相殺信号は図4(A)に示すようになる。図4(B)に、演算部33が、図3(A)の包絡線信号と図4(A)の相殺信号とを加算した結果の波形を示す。図4(B)に示されるように、時間軸上の振幅は0となり、当然ながら周波数軸上のスペクトラムも0となる。よって、信号生成部32が、信号増幅部31と正確に同期が取れ、相殺信号の振幅が最適に制御されれば、可聴ノイズを低減することが可能となる。
At this time, the cancellation signal generated by the
一例として、図2の構成による各信号のタイミングチャートを図5に示す。図5において、(1)は信号増幅部31のイネーブル信号、(2)は送信バーストの包絡線信号、(3)は信号生成部32が出力する相殺信号、(4)、(5)は演算部33の出力信号をそれぞれ表している。
As an example, FIG. 5 shows a timing chart of each signal having the configuration of FIG. In FIG. 5, (1) is an enable signal of the
無線出力部30が出力する信号増幅部31のイネーブル信号は、信号増幅部31が無線信号の送信バーストを漏れなく増幅できるように、無線出力部30が無線信号を出力する前から無線信号が無くなるまでの間で、イネーブル時間の余裕を取る。この時のイネーブル信号の時間的マージンは、消費電力の観点から1μs程度であることが多い。
The enable signal of the
よって、イネーブル信号は、無線信号のバースト長よりも信号増幅部31の動作開始時と動作終了時でそれぞれ1μs程度ずつ長くなる。同様に、イネーブル信号と同期して生成された相殺信号も1μs程度ずつ長くなる。即ち、演算部33による加算の結果、(4)のように無線信号が存在しない1μs程度の区間において、バースト信号が2箇所に生成される可能性がある。
Therefore, the enable signal is longer than the burst length of the radio signal by about 1 μs at the start and end of the operation of the
図3に示した送信バーストに対する相殺信号が1μsずつ長くなった場合における、演算後の包絡線信号を図6(A)に、制御部13によるフーリエ変換後のスペクトラムを図6(B)に示す。可聴域においては、最大値を観測した2840Hz付近において50分の1程度にまで低減されており、1μs程度のずれでは可聴域ノイズを認識できないほど低減することが可能である。
When the cancellation signal for the transmission burst shown in FIG. 3 becomes longer by 1 μs, the envelope signal after the calculation is shown in FIG. 6A, and the spectrum after the Fourier transform by the
また、信号生成部32が生成した相殺信号の振幅が、ノイズ成分の振幅と異なる場合には、前後2箇所のバースト信号に加えて、図5の(5)のように、ある程度の振幅を持ったバースト信号が残ることになる。例として、相殺信号がノイズ成分の振幅よりも5分の1程度小さい場合における、演算後の包絡線信号を図7(A)に、フーリエ変換後のスペクトラムを図7(B)に示す。この場合にもスペクトラムは5分の1程度に収まるため、可聴域ノイズを低減することが可能である。
Further, when the amplitude of the cancellation signal generated by the
本実施形態では、音声処理部20を介して混入した可聴ノイズの低減の最適化を図るべく、図1に示すように、制御部13内に、可聴ノイズを検出する可聴ノイズ検出部13aを設ける。可聴ノイズ検出部13aは、雑音除去部21より受け取った音声信号に対してフーリエ解析等を行うことで可聴ノイズを検出する。この検出結果を信号生成部32における振幅の制限範囲に反映することで可聴ノイズの低減の最適化が可能となる。
In the present embodiment, in order to optimize the reduction of audible noise mixed through the
この時、アンテナ11から放射された無線信号がマイクロホンに回り込むまでの遅延時間が可聴ノイズに与える影響は無視できるほど小さいため、演算時における信号の位相ずれも無視できる。
At this time, since the influence of the delay time until the wireless signal radiated from the
図8に、図2の変形例を示す。図8において、図2と同一の構成要素には同一の参照番号が付されている。図2と異なる点は、信号増幅部31とアンテナ11との間に信号検知部34が設けられている点である。信号検知部34は、無線信号の送信バーストを検知すると検知信号を雑音除去部21の信号生成部32に対して出力するように構成されている。
FIG. 8 shows a modification of FIG. In FIG. 8, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. The difference from FIG. 2 is that a
無線通信中に音声処理部20が動作する場合には、信号生成部32は、無線通信部12の信号検知部34から受信した検知信号を同期信号として用い、無線信号の送信バーストと逆相の相殺信号を生成する。
When the
一例として、図8の構成による各信号のタイミングチャートを図9に示す。図9において、(1)は送信バーストの包絡線信号、(2)は信号検知部34が出力する検知信号、(3)は信号生成部32が出力する相殺信号、(4)は演算部33の出力信号をそれぞれ表している。
As an example, FIG. 9 shows a timing chart of each signal having the configuration shown in FIG. 9, (1) is an envelope signal of a transmission burst, (2) is a detection signal output from the
検知信号は、送信バーストと同期する。同様に、検知信号と同期して生成された相殺信号も送信バーストと同期する。即ち、演算部33による加算の結果、可聴ノイズを低減することができる。
The detection signal is synchronized with the transmission burst. Similarly, the cancellation signal generated in synchronization with the detection signal is also synchronized with the transmission burst. That is, audible noise can be reduced as a result of the addition by the
以上、本発明の実施形態を説明したが、上述の可聴ノイズの低減は、デジタル演算で実現してもよいし、OPアンプなどによるアナログ演算で実現してもよい。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the above-described reduction of audible noise may be realized by digital calculation or analog calculation by an OP amplifier or the like.
また、信号生成部32の出力信号を音声処理部20の出力信号と同相とし、演算部33によって減算を行っても同様の効果が得られる。
Further, the same effect can be obtained even when the output signal of the
以上説明した実施形態によれば、従来技術において必要とされた専用の内蔵アンテナや帯域フィルタを用いる必要がない。また、本実施形態によれば、録音録画のためにファイル転送等の無線通信を停止する必要もなくなる。 According to the embodiment described above, it is not necessary to use a dedicated built-in antenna or band filter required in the prior art. Further, according to the present embodiment, it is not necessary to stop wireless communication such as file transfer for recording and recording.
(他の実施形態)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
(Other embodiments)
The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed. In this case, the program and the storage medium storing the program constitute the present invention.
Claims (4)
音声信号を入力する音声入力手段と、
前記入力された音声信号を増幅する増幅手段と、
前記音声入力手段と前記増幅手段との間の経路がアンテナとして作用することで前記送信バーストの成分が該経路を介して前記音声信号に混入し、前記増幅手段が検波回路として作用することで該混入した前記送信バーストの成分の包絡線信号が検波され、該包絡線信号が可聴周波数成分を持つことにより生じた雑音を、前記音声信号から除去する雑音除去手段と、
を有し、
前記無線通信手段は、前記送信バーストの出力と同期した同期信号を前記雑音除去手段に出力し、
前記雑音除去手段は、前記無線通信手段から受信した前記同期信号と同期して、前記包絡線信号と逆相の相殺信号を生成し、該相殺信号を前記増幅手段から出力された音声信号に加算することで前記雑音を除去する
ことを特徴とする無線通信装置。 Wireless communication means for transmitting a transmission burst via an antenna;
A voice input means for inputting a voice signal;
Amplifying means for amplifying the input audio signal;
The path between the voice input means and the amplification means acts as an antenna, so that the components of the transmission burst are mixed into the voice signal via the path, and the amplification means acts as a detection circuit. A noise removing unit that detects an envelope signal of the mixed component of the transmission burst and removes noise generated by the envelope signal having an audible frequency component from the voice signal;
Have
The wireless communication means outputs a synchronization signal synchronized with the output of the transmission burst to the noise removing means,
The noise removing unit generates a cancellation signal having a phase opposite to that of the envelope signal in synchronization with the synchronization signal received from the wireless communication unit, and adds the cancellation signal to the audio signal output from the amplification unit. The wireless communication apparatus is characterized by removing the noise.
前記無線出力部は、前記信号増幅部の動作を許可するイネーブル信号を、前記信号増幅部及び前記雑音除去手段に対して出力するように構成され、
前記雑音除去手段は、前記無線出力部から受信した前記イネーブル信号を前記同期信号として用いることを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 The wireless communication means includes a wireless output unit that outputs the transmission burst, and a signal amplification unit that amplifies the transmission burst output from the wireless output unit,
The wireless output unit is configured to output an enable signal that permits the operation of the signal amplification unit to the signal amplification unit and the noise removing unit,
The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the noise removing unit uses the enable signal received from the wireless output unit as the synchronization signal.
前記雑音除去手段は、前記信号検知部から受信した前記検知信号を前記同期信号として用いることを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 The wireless communication means detects a transmission signal output from the wireless output unit, a signal amplification unit that amplifies the transmission burst output from the wireless output unit, and a transmission burst output from the signal amplification unit. And a signal detector that outputs to the noise removing means,
The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the noise removing unit uses the detection signal received from the signal detection unit as the synchronization signal.
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JP2012212965A JP2014068255A (en) | 2012-09-26 | 2012-09-26 | Radio communication device and electronic camera |
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Cited By (1)
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CN104836592A (en) * | 2015-04-02 | 2015-08-12 | 西安电子科技大学 | Wireless energy-carrying communication device |
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2012
- 2012-09-26 JP JP2012212965A patent/JP2014068255A/en active Pending
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