JP3109938B2 - 音声処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は音声を処理する音声処理
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より例えばカメラ一体型ＶＴＲ等に
用いられているマイクロホンとして、ミッド・サイド方
式と呼ばれているマイクロホンがあった。従来のミッド
・サイド方式のマイクロホンは、その指向性を撮影レン
ズの画角変化に応じて変化させる事によりいわゆるズー
ムマイク機能を有していた。図６は従来のミッド・サイ
ド方式のマイクロホンの構成を示した図である。

【０００３】図６において、６０１と６０２はそれぞれ
ミッド・サイド方式のマイクロホンを構成するミッド・
マイクとサイド・マイクである。図中、点線６０３はミ
ッド・マイク６０１の指向性を表したもので、図中の矢
印６０５で示す正面方向に単一指向性を有している。ま
た、点線６０４はサイド・マイク６０２の指向性を表し
たもので、図中の矢印６０５の方向に対して垂直な方向
に双指向性を有している。マイク６０１より出力される
信号は係数乗算器６０６において係数Ｋが乗じられマト
リックス回路６０８に入力される。またマイク６０２よ
り出力される信号は係数乗算器６０７において係数（Ｋ
−１）が乗じられ同様にマトリックス回路６０８に入力
される。そして、マトリックス回路６０８の１出力端子
６０９とｒ出力端子６１０がステレオ音声信号として不
図示の後段のＶＴＲのレコーダ部等に送られる。

【０００４】一方制御回路６１１はズームレンズ６１２
における画角を制御すると共に、ズームレンズ６１２に
おける変倍光学系の位置に応じて係数乗算器６０６、６
０７における係数値Ｋを変化させる。

【０００５】ここでミッド・マイク６０１の出力をＬ＋
Ｒ、サイド・マイク６０２の出力をＬ−Ｒとした場合マ
トリックス回路６０８の出力は ｌ＝Ｋ×（Ｌ＋Ｒ）＋（１−Ｋ）×（Ｌ−Ｒ） ｒ＝Ｋ×（Ｌ＋Ｒ）−（１−Ｋ）×（Ｌ−Ｒ） ０≦
Ｋ≦１ となる。

【０００６】図７はズームレンズ６１２における変倍光
学系の位置と係数値Ｋとの関係の一例を示す。

【０００７】図７に示した例の場合ズームレンズ６１２
がワイド端（Ｗ）にある時は Ｋ＝０．５ となり、マ
トリックス回路６０８のｌ出力端子６０９とｒ出力端子
６１０の出力はそれぞれ ｌ＝０．５×（Ｌ＋Ｒ）＋（１−Ｋ）×（Ｌ−Ｒ）＝Ｌ ｒ＝０．５×（Ｌ＋Ｒ）−（１−Ｋ）×（Ｌ−Ｒ）＝Ｒ となり、いわゆる普通のステレオ音声信号となる。また
ズームレンズ６１２がテレ端（Ｔ）にある時は Ｋ＝１
となりマトリックス回路６０８のｌ出力端子６０９と
ｒ出力端子６１０の出力はそれぞれ ｌ＝１×（Ｌ＋Ｒ）＋（１−Ｋ）×（Ｌ−Ｒ）＝Ｌ＋Ｒ ｒ＝１×（Ｌ＋Ｒ）−（１−Ｋ）×（Ｌ−Ｒ）＝Ｌ＋Ｒ となりミッド・マイク６０１の持つ指向性、すなわち単
一指向性によるモノラル信号となる。

【０００８】従来のミッド・サイド方式のマイクロホン
は、この様に構成される事によって撮像画面がワイドの
時には音声も広がり感のあるステレオ音声となり、撮像
画面がテレの時には音声も広がり感を抑えたモノラル音
声となるので。より撮像画像と音声とが一体となった効
果を得ることができるものであった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで昨今ズームレ
ンズの倍率の拡大と共にテレ側の焦点距離は大きくなる
傾向にある。更にビデオ信号処理により撮像画像の一部
を拡大した見た目の撮像画角を狭角にするいわゆる電子
ズームや電子テレコンと呼ばれている機能等を備えた機
器も登場している。この様な機器の場合、撮像画角の広
がり具合と一体になった音声を得ようとした場合、より
狭角の指向性が要求される。しかし従来のミッド・サイ
ド方式のマイクロホンでは前記図６に示した係数乗算器
６０６及び６０７における係数値Ｋを Ｋ＝１ とした
だけではもともとミッド・マイク６０１が持って指向性
の特性になるだけであり、より長い焦点距離のレンズを
用いて撮像されたりビデオ信号処理により部分拡大され
たりした撮像画像に対しては、撮像画像と音声との一体
感が物足りないという問題点があった。

【００１０】本発明は上述の様な従来の問題点を解決
し、簡単で低コストな構成で、より臨場感のある音声の
集音特性を有する音声処理装置を提供する事を目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の音声処理装置
は、撮像画像を光学的に拡大する機能と撮像画像を画像
処理によって拡大する機能とを有する撮像部と、第１の
方向に対し指向性を有すると共に前記指向性が可変可能
な第１の集音手段と、前記第１の方向とは異なる第２の
方向に対し指向性を有する第２の集音手段とを具備し、
前記第１の集音手段の指向性を、前記撮像部が前記撮像
画像を光学的に拡大すると共に変化させ、前記撮像部が
前記撮像画像を画像処理によって拡大すると共に変化さ
せることを特徴とする。

【００１２】

【作用】上述の構成によれば、簡単で低コストな構成
で、より臨場感のある音声の集音特性を有する音声処理
装置を提供する事を目的とする。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を本発明の実施例を用いて説明
する。

【００１４】図１は本発明の一実施例を表す構成図で、
前記図６と同様の部分については同様の符番を付す。

【００１５】まず図中の点線１０３は前記図６と同様の
指向性を表したものである。これに対して点線１１３で
示す指向性は点線１０３で示した指向性に比べて狭角の
指向性を表したもので、点線１１４で示す指向性はさら
に狭角の指向性を表す。つまりミッド・マイク１０１は
３種類の指向性を持つ。ここで制御回路１１１は前記図
６と同様にズームレンズ１１２における変倍光学系の位
置に応じて係数乗算器１０６及び１０７の係数値Ｋを変
化させると共にズームレンズ１１２がテレ端に近づくと
ミッド・マイク１０１の指向性を点線１０３で示す状態
から点線１１４で示す状態へと狭角の指向性にしてい
く。この動作をさらに図を使って説明する。

【００１６】図２は図１のズームレンズ１１２おける変
倍光学系の位置とミッド・マイク１０１の指向性との関
係を表した図である。

【００１７】まずズームレンズ１１２がワイド端２０１
にある時はミッド・マイク１０１の指向性は図６と同様
に点線１０３で示す特性となっている。ここからズーム
レンズ１１２における変倍光学系をテレ端２０２側に移
動させると、係数乗算器１０６及び１０１における係数
値Ｋが“０．５”から“１”の値まで変化する。そして
ズームレンズ１１２における変倍光学系の位置が第１の
所定位置２０３までくると、ミッド・マイク１０１の指
向性を点線１１３で示す特性に切換える。さらにズーム
レンズ１１２をテレ端（Ｔ）側２０２に動かして第２の
所定位置２０４までくると、ミッド・マイク１０１の指
向性を点線１１４で示す特性に切換える。つまり所定の
位置２０３までズームレンズ１１２における変倍光学系
を動かす場合には図６に示す従来例と同様の効果とな
り、係数乗算器１０６及び１０７における係数値Ｋが１
になった後は、ミッド・マイク１０１の指向性が段階的
に狭くなっていく。

【００１８】次にミッド・マイク１０１における指向性
の可変方法の一例について図３を用いて説明する。

【００１９】図３に於いてミッド・マイク１０１を構成
するマイクユニット３０１〜３０４はそれぞれ遅延素子
３０６〜３０９に接続されている。ここで、それぞれの
マイクユニットの設置間隔をｐ、音速をｃとすると遅延
素子それぞれの遅延量は遅延素子３０６が４×ｐ／ｃ、
遅延素子３０７が３×ｐ／ｃ、遅延素子３０８が２×ｐ
／ｃ、遅延素子３０９がｐ／ｃである。図中スイッチ３
１０と３１１は指向性を変える為のスイッチで、係数乗
算器３１２はミッド・マイクの指向性を切換えた場合に
それぞれの指向性において得られる信号のレベルをそろ
える様に乗算係数値が設定される様に構成されている。

【００２０】尚、図中３１３〜３１５は加算器である。

【００２１】ここでスイッチ３１０と３１１及び係数乗
算器３１２は図１で示した制御回路１１１により以下の
様に制御される。

【００２２】まずズームレンズ１１２が図２で示したワ
イド端（ｗ）２０１の位置から第１の所定位置２０３の
間の位置にある時はスイッチ３１０と３１１は両方とも
ＯＦＦ状態とされている。また、この時、係数乗算器３
１２における係数値は“１５”に設定される。次にズー
ムレンズ１１２が図２で示した第１の所定位置２０３と
第２の位置２０４との間にある時はスイッチ３１０をＯ
Ｎ状態とし、スイッチ３１１をＯＦＦ状態とする。この
時係数乗算器３１２における係数値は“５”に設定され
る。そしてズームレンズ１１２が図２で示した第２の所
定位置２０４からテレ端（Ｔ）２０２との間にある時は
スイッチ３１０と３１１が両方ともＯＮ状態とされ、係
数乗算器３１２における係数値は“３”に設定される。
尚図中矢印３１３の方向がミッド・マイク１０１の正面
の方向を示している。

【００２３】次にズームレンズ１１２における変倍光学
系の位置の検出方法の一例を図４を用いて説明する。

【００２４】図中、４０１は回転してレンズを繰り出さ
せてズーミングするズームレンズ１１２の鏡筒部分で、
図中の位置４０２の周りに反射板４０３が貼付けてあ
る。４０４は２組のフォトダイオードとフォトトランジ
スタ４０５、４０６により構成される位置検出器であ
る。ここでズーミングの為に鏡筒を回転させると反射板
４０３のａの部分では両方の組４０５、４０６のフォト
トランジスタがＯＮ状態となり、これをコード“１１”
とする。反射板４０３のｂの部分では一方の組４０６の
フォトトランジスタだけＯＮ状態となり、これをコード
“１０”とする。そして反射板４０３のｃの部分では一
方の組４０５のフォトトランジスタだけＯＮ状態とな
り、これをコード“０１”とする。制御回路１１１はこ
のコードの内容を検出する事によりズームレンズ１１２
における変倍光学系の位置を検出している。

【００２５】ところで反射板４０３のａの部分は図２で
示したワイド端（ｗ）２０１から第１の所定位置２０３
との間であり、ｂの部分は第１の所定位置２０３から第
２の所定位置２０４との間であり、ｃの部分は第２の所
定位置２０４からテレ端（Ｔ）２０２の間に設けられて
いる。制御回路１１１はこのコードの内容を検出する事
によりズームレンズ１１２における変倍光学系の位置を
検出できる。

【００２６】以上述べたような構成で、ミッド・サイド
方式のマイクロホンにおいてミッド・マイクを可変指向
性として長い焦点距離のレンズを用いて撮影された画角
の狭い撮像画像と一体感のある音声を集音することがで
きる。

【００２７】（他の実施例）本発明の他の実施例として
は、ビデオ信号処理によるいわゆる電子ズームや電子テ
レコン等の機能により撮像画像の一部分を拡大する様な
時にミッド・マイク方式のマイクロホンにおいてミッド
・マイクの指向性を狭角に変える構成も考えられる。

【００２８】図５は撮像画像の一部分を拡大するビデオ
信号処理の動作の一例を表したものである。

【００２９】図中、５０１の部分を拡大してフルサイズ
正面５０２の大きさにする場合には、５０１の部分内の
画素５０３を画素群５０４の様に所定の数だけ水平方
向と垂直方向に繰返し、これを画素以降に対しても同
様の処理を行う事により部分的に拡大された撮像画像を
形成している。

【００３０】そして、この撮像画像の部分拡大機能の動
作に従って前記図３に示したスイッチ３１０もしくは３
１１の接続動作と係数乗算器３１２における係数値の設
定動作とを制御する事により、ビデオ信号処理により部
分拡大された撮像画像と一体感のある音声を集音するこ
とができる様になる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
撮像画像を光学的に拡大する場合だけでなく、電子ズー
ムのように画像処理によって撮像画像を拡大する場合に
もマイクロフォンの指向性を変化させることができ、何
れの手法においても拡大動作に合せた臨場感のある音声
を集音することができると共に、拡大された撮像画像と
より一体感のある音声を集音することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例として、本発明を適用した音
声処理装置の概略構成を示した図である。

【図２】図１に示したズームレンズ１１２における変倍
光学系の位置とミッド・マイク１０１の指向性との関係
を表した図である。

【図３】図１に示したミッド・マイク１０１の概略構成
を示した図である。

【図４】図１に示したズームレンズ１１２における変倍
光学系の位置の検出方法の一例を説明するための図であ
る。

【図５】撮像画像の一部分を拡大するビデオ信号処理の
動作の一例を説明するための図である。

【図６】従来のミッド・マイク方式のマイクロホンの構
成を示した図である。

【図７】ズームレンズ６１２における変倍光学系の位置
と係数値Ｋの関係の一例を示す図である。

【符号の説明】

１０１ ミッド・マイク １０２ サイド・マイク １０３、１０４、１１３、１１４ 指向性を示す点線 １１１ 制御回路 ３０１〜３０５ マイクユニット ３０６〜３０９ 遅延素子 ３１０、３１１ スイッチ ３１２ 係数乗算器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像画像を光学的に拡大する機能と撮像画
   像を画像処理によって拡大する機能とを有する撮像部
   と、 第１の方向に対し指向性を有すると共に前記指向性が可
   変可能な第１の集音手段と、 前記第１の方向とは異なる第２の方向に対し指向性を有
   する第２の集音手段とを具備し、前記第１の集音手段の指向性を、前記撮像部が前記撮像
   画像を光学的に拡大すると共に変化させ、前記撮像部が
   前記撮像画像を画像処理によって拡大すると共に変化さ
   せることを特徴とする音声処理装置。