JP3757586B2 - Noise reduction device for electronic device and noise reduction device for recording device - Google Patents

Noise reduction device for electronic device and noise reduction device for recording device Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器のノイズ低減装置及び記録装置のノイズ低減装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ビデオカメラ一体型ビデオテープレコーダには、マイクロフォンが内蔵されているが、そのマイクロフォンが、回転磁気ヘッド有する回転ドラムの回転に伴うノイズをも収音するため、磁気テープに映像信号と共に記録される音声信号の音質が低下する。そして、ビデオカメラ一体型ビデオテープレコーダが小型になる程、マイクロフォンによって収音されるノイズのレベルは高くなる。
【０００３】
マイクロフォンからの音声信号中に含まれているノイズ成分は、回転ドラムの回転周波数に等しい周波数の基本波及び音声信号帯域内に広帯域に分布する２次〜多数次の高調波から構成されている。そこで、従来の電子機器のノイズ低減装置では、回転ドラムの回転周波数の逆数にに等しい遅延時間を有する遅延線を有するくし型フィルタに、マイクロフォンからの音声信号を供給して、基本波及びその２次〜多数次の高調波からなるノイズ成分を低減させるようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の電子機器のノイズ低減装置では、回転ドラムの回転周波数に等しい周波数のくし型フィルタを用いて、マイクロフォンからの音声信号に含まれている回転ドラムの回転周波数に等しい周波数の基本波及び音声信号帯域内に広帯域に分布する２次〜多数次の高調波からなるノイズ成分を低減するようにしていたため、そのくし型フィルタによって、ノイズ成分のみならず、音声信号中の回転ドラムの回転周波数に等しい周波数及びその整数倍の周波数の音声信号成分までも低減されるため、音声が削れたり、位相回りが生じたりする等の音質低下が生じる欠点があった。又、２つのマイクロフォンよりの２チャンネル音声信号に対するノイズ低減の場合には、くし形フィルタは２チャンネル分必要であった。又、デジタル処理によってノイズ低減を行う場合は、２チャンネルのくし型フィルタに対し、それぞれＤ−ＲＡＭを設ける必要がある。
【０００５】
そこで、本出願人は、先に、特願平８−２３４４８９号として、駆動信号源よりの駆動信号によって駆動されて、エネルギー波を発生するエネルギー波発生手段を備え、そのエネルギー発生手段よりのエネルギー波に基づいて、情報信号に混入したノイズ成分を低減するようにした電子機器のノイズ低減装置において、情報信号の品質をあまり低下させずに、情報信号に混入したノイズ成分を低減することのできるものを提案した。
【０００６】
その電子機器のノイズ低減装置は、駆動信号源よりの駆動信号によって駆動されて、エネルギー波を発生するエネルギー波発生手段を備え、そのエネルギー発生手段よりのエネルギー波に基づいて、情報信号に混入したノイズ成分を低減するようにした電子機器のノイズ低減装置において、駆動信号源よりの駆動信号に基づく駆動パルスのデューティファクタ及び遅延量を可変する可変手段と、その可変手段からの駆動パルスが供給される等化手段と、その等化手段からの駆動パルスが供給されて、エネルギー波発生手段よりのエネルギー波の周波数に等しい周波数の基本波及びその高調波からなり、エネルギー波発生手段よりのエネルギー波に基づいて、情報信号に混入したノイズ成分に基づくデジタルノイズ成分と相関のあるデジタルノイズ相関信号を生成する適応フィルタと、情報信号がデジタル変換されて得られた入力デジタル情報信号から、デジタルノイズ相関信号を減算して、デジタルノイズ成分が低減された出力デジタル情報信号を得る減算手段とを有し、減算手段からの出力デジタル音声信号がエラー成分として、適応フィルタに供給されるようにしたものである。
【０００７】
以下に、図５を参照して、先に提案した電子機器のノイズ低減装置を、ビデオカメラ一体型デジタルビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）に適用した先行例を説明する。ＶＴＲに内蔵された左及び右マイクロフォンＭＬ、ＭＲからの左及び右音声信号がＡＧＣ回路（自動利得制御回路）１を通じてＡ／Ｄ変換器２に供給されて左及び右デジタル音声信号に変換される。左及び右マイクロフォンＭＬ、ＭＲには、人の声等の収音すべき音と共に、各種ノイズが収音される。ここでは、特に、後述する回転ドラムに磁気テープが接触することによって生じるノイズが、ＶＴＲの外筐を伝わり及び空間に輻射されて、左及び右マイクロフォンＭＬ、ＭＲによって収音されて、左及び右マイクロフォンＭＬ、ＭＲよりの左及び右音声信号に混入されたノイズ成分の低減を意図している。
【０００８】
これら左及び右デジタル音声信号（デジタル主左及び右入力信号）Ｌ、Ｒ は、デジタルシグナルプロッセサ（ＤＳＰ）１４に供給される。これら左及び右デジタル音声信号Ｌ、Ｒは、遅延手段１５、１６によって、後述するデジタル参照入力信号ＲＦの適応フィルタ２４による処理時間に対応する時間だけ遅延せしめられた後、減算手段１７、１８にそれぞれ供給されて、適応フィルタ２４からのデジタルノイズ相関信号が減算され、出力端子１９Ｌ、１９Ｒから、ノイズ成分の低減され左及び右デジタル音声信号が得られる。
【０００９】
固定ドラム（図示を省略）及び回転磁気ヘッドＨを備える、エネルギー波発生手段としての回転ドラム３からなる磁気テープ案内装置が設けられる。回転ドラム３は、ドラムモータ４によって９０００ｒｐｍの回転数を以て回転せしめられる。このドラムモータ４には、サーボ手段８が設けられている。
【００１０】
尚、出力端子１９Ｌ、１９Ｒからの出力デジタル音声信号は、デジタル映像信号と共に、回転磁気ヘッド１０によって、磁気テープ上に傾斜トラックを形成する如く記録される。
【００１１】
次に、ドラムモータ４に対するサーボ手段８について説明する。モータ４には、その回転に応じて、位相検出パルス（その周波数は、例えば、１５０Ｈｚ）を発生する位相検出器５及びその回転に応じて、位相検出パルスより大幅に周波数の高い周波数検出パルスを発生する周波数検出器６が設けられている。モータ４には、モータ駆動回路７から１５０Ｈｚのモータ駆動パルスが供給される。
【００１２】
次に、サーボ手段８の内、ＣＰＵ８Ａによって構成される部分を説明する。位相検出器５よりの位相検出パルスは位相比較手段１０に供給されて、基準位相信号入力端子１３ａからの基準位相パルス（回転磁気ヘッドＨによって、磁気テープに記録しようとするデジタル映像信号中の垂直同期信号の３倍の周波数を有するパルス）と位相比較され、その比較出力（位相エラー信号）が制御パルス発生手段９に供給される。
【００１３】
周波数検出器６よりの周波数検出パルスが速度比較手段１１に供給されて、基準周波数パルス（回転磁気ヘッドＨによって、磁気テープに記録しようとするデジタル映像信号中の水平同期信号の周波数の整数分の１の周波数パルス）と速度比較（周波数比較）され、その比較出力（周波数エラー信号）が制御パルス発生手段９に供給される。そして、制御パルス発生手段９からの位相制御及び周波数制御された１５０Ｈｚの駆動パルスが駆動回路７を通じてドラムモータ４に供給される。
【００１４】
制御パルス発生手段９よりの１５０Ｈｚのモータ駆動パルスが、デューティ・ディレイ可変手段１２に供給されて、そのデューティファクタ及び遅延量が、マイクロフォンＭＬ、ＭＲよりの音声信号に混入されるノイズ成分に対応するデジタルノイズ相関信号が、適応フィルタ２４からそのタップ数を少なくしても得られるように調整される。このデューティ・ディレイ可変手段１２からのモータ駆動パルスは、ＤＳＰ１４の等化手段（例えば、ローパスフィルタ手段）２４を通じて、最小二乗平均（ＬＭＳ：Least Mean Square)処理を行う適応フィルタ２４に供給される。そして、この適応フィルタ２４によって、回転ドラム３の回転周波数に等しい基本波及びマイクロフォンＭＬ、ＭＲよりの音声信号の帯域内に広く分布する２次〜多数次の高調波からなり、回転ドラム３に回転に基づいて、マイクロフォンＭＬ、ＭＲよりの音声信号に混入するノイズ成分と相関を有するデジタルノイズ相関信号が生成される。この適応フィルタ２４よりのデジタルノイズ相関信号が、減算手段１７、１８に供給されて、遅延手段１５、１６からのデジタル左及び右音声信号から減算されて、その減算手段１７、１８よりの周期的ノイズの低減されたデジタル左及び右音声信号が出力端子１９Ｌ、１９Ｒから出力される。
【００１５】
出力端子１９Ｌ、１９Ｒからのデジタル左及び右音声信号が、それぞれ係数乗算手段２０、２１に供給されて、それぞれＫ＝０．５の係数が乗算された後、加算手段２２に供給されて加算され、その加算出力、即ち、平均出力がエラー成分として、適応フィルタ２４に供給されて、その適応フィルタ２４の後述する係数乗算手段の係数が変更される。
【００１６】
上述した、先に、提案した電子機器のノイズ低減装置によれば、駆動信号源よりの駆動信号によって駆動されて、エネルギー波を発生するエネルギー波発生手段を備え、そのエネルギー発生手段よりのエネルギー波に基づいて、情報信号に混入したノイズ成分を低減するようにした電子機器のノイズ低減装置において、駆動信号源よりの駆動信号に基づく駆動パルスのデューティファクタ及び遅延量を可変する可変手段と、その可変手段からの駆動パルスが供給される等化手段と、その等化手段からの駆動パルスが供給されて、エネルギー波発生手段よりのエネルギー波の周波数に等しい周波数の基本波及びその高調波からなり、エネルギー波発生手段よりのエネルギー波に基づいて、情報信号に混入したノイズ成分に基づくデジタルノイズ成分と相関のあるデジタルノイズ相関信号を生成する適応フィルタと、情報信号がデジタル変換されて得られた入力デジタル情報信号から、デジタルノイズ相関信号を減算して、デジタルノイズ成分が低減された出力デジタル情報信号を得る減算手段とを有し、減算手段からの出力デジタル情報信号がエラー成分として、適応フィルタに供給されるようにしたので、情報信号の品質をあまり低下させずに、しかも、外乱の影響を受けずに、情報信号に混入したノイズ成分を低減することのできる電子機器のノイズ低減装置を得ることができる。駆動パルスのデューティファクタ及び遅延量を可変する可変手段及びその可変手段からの駆動パルスが供給される等化手段の共同により、少ないタップ数、少ない処理ステップの適応フィルタによって、デジタル情報信号に含まれているデジタルノイズ成分に十分近似したデジタルノイズ相関信号を得ることができる。又、ノイズの原因となるエネルギー波自体を検出する検出手段は不要となるので、構成が簡単となる。更に、情報信号に混入するノイズ成分に、機種の違いによるばらつきがあったり、経時変化があっても、適応フィルタの追従範囲で、そのノイズ成分のデジタルノイズ成分に近似したデジタルノイズ相関信号を生成することができるので、ノイズ成分の機種の違いによるばらつきや、経時変化に応じた調整は不要となる。
【００１７】
又、先に提案した電子機器のノイズ低減装置によれば、マイクロフォンと、モータによって駆動される回転手段とを備え、回転手段による回転に基づいて、マイクロフォンを通じて、そのマイクロフォンよりの音声信号に混入したノイズ成分を低減するようにした記録装置のノイズ低減装置において、モータに対するサーボ手段からのモータ駆動信号に基づくモータ駆動パルスのデューティファクタ及び遅延量を可変する可変手段と、その可変手段からのモータ駆動パルスが供給される等化手段と、その等化手段からのモータ駆動パルスが供給されて、回転手段の回転周波数に等しい周波数の基本波及びその高調波からなり、回転手段の回転に基づいてマイクロフォンによって収音されて、そのマイクロフォンよりの音声信号に混入したノイズ成分に基づくデジタルノイズ成分と相関のあるデジタルノイズ相関信号を生成する適応フィルタと、マイクロフォンよりの音声信号がデジタル変換されて得られた入力デジタル音声信号から、デジタルノイズ相関信号を減算して、デジタルノイズ成分が低減された出力デジタル音声信号を得る減算手段とを有し、減算手段からの出力デジタル音声信号がエラー成分として、適応フィルタに供給されるようにしたので、音声信号の品質をあまり低下させずに、しかも、外乱の影響を受けずに、音声信号に混入したノイズ成分を低減することのできる電子機器のノイズ低減装置を得ることができる。駆動パルスのデューティファクタ及び遅延量を可変する可変手段及びその可変手段からの駆動パルスが供給される等化手段の共同により、少ないタップ数、少ない処理ステップの適応フィルタによって、デジタル音声信号に含まれているデジタルノイズ成分に十分近似したデジタルノイズ相関信号を得ることができる。又、回転ドラムの回転に基づく音を検出するためのマイクロフォン等が不要となるので、構成が簡単となる。更に、音声信号に混入するノイズ成分に、機種の違いによるばらつきがあったり、経時変化があっても、適応フィルタの追従範囲で、そのノイズ成分のデジタルノイズ成分に近似したデジタルノイズ相関信号を生成することができるので、ノイズ成分の機種の違いによるばらつきや、経時変化に応じた調整は不要となる。
【００１８】
かかる先に提案された電子機器のノイズ低減装置は、上述したような利点を有するが、適応フィルタから生成するデジタルノイズ生成信号が適切でない場合には、デジタルノイズ生成信号の学習に限界があり、確実に周期的なノイズ信号の生成には自ずから限界がある。
【００１９】
又、この電子機器のノイズ低減装置では、デジタルノイズ生成信号を、左及び右出力デジタル音声信号の平均に基づいて生成しているため、左及び右入力デジタル音声信号に含まれるノイズ成分間に位相差がある場合には、適切なデジタルノイズ生成信号を生成することは困難である。
【００２０】
更に、この電子機器のノイズ低減装置では、適応フィルタにおけるデジタルノイズ生成信号を生成する演算過程で乗算を何度も繰り返すが、この乗算の繰り返しは、ＤＳＰのアプリケーションでは問題ないが、ＭＰＵ｛マイクロ・プロセッサ・ユニット：超小型演算（処理）装置｝によるソフトウェアに基づく演算や、ハードウェア化には不向きである。
【００２１】
かかる点に鑑み、本発明は、駆動信号源よりの駆動信号によって駆動されて、エネルギー波を発生するエネルギー波発生手段を備え、そのエネルギー発生手段よりのエネルギー波に基づいて混入した周期的ノイズを含む情報信号から、疑似ノイズを生成し、その疑似ノイズを情報信号から減算することによって、情報信号に混入した周期的ノイズを低減するようにした電子機器のノイズ低減装置において、情報信号の品質をあまり低下させることなく、且つ、ノイズの性質に依存することなく、情報信号に混入した周期的ノイズを確実に低減でき、しかも、疑似ノイズを、簡単なソフトウェア、又は、小規模のハードウェアで実現することのできるものを提案しようとするものである。
【００２２】
又、本発明は、マイクロフォンと、モータによって駆動される回転手段とを備え、回転手段による回転に基づいて、マイクロフォンを通じて、そのマイクロフォンよりの音声信号に混入した周期的ノイズを低減するようにした記録装置のノイズ低減装置において、音声信号の品質をあまり低下させることなく、且つ、周期的ノイズの性質に依存することなく、音声信号に混入した周期的ノイズを確実に低減でき、しかも、疑似ノイズを、簡単なソフトウェア、又は、小規模のハードウェアで実現することのできるものを提案しようとするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明による電子機器のノイズ低減装置は、駆動信号源よりの駆動信号によって駆動されて、エネルギー波を発生するエネルギー波発生手段を備え、該エネルギー波発生手段よりのエネルギー波に基づいて、情報信号に混入した周期的ノイズを低減するようにした電子機器のノイズ低減装置において、上記周期的ノイズの混入した情報信号を供給して、上記駆動信号源よりの駆動信号と同じ周波数のインパルスを参照入力とし、該参照入力のインパルス応答として疑似ノイズを生成する疑似ノイズ生成手段と、上記周期的ノイズの混入した情報信号から、上記疑似ノイズ生成手段よりの疑似ノイズを減算して周期的ノイズの低減された情報信号を得る減算手段とを有する電子機器のノイズ低減装置であって、上記疑似ノイズ生成手段に、上記減算手段より得られた周期的ノイズの低減された情報信号に比例する信号を該周期的ノイズを表現するのに必要なサンプリング周波数になるようにデシメートされるデシメータを介して該周期的ノイズが表現された信号を上記疑似ノイズに加算して新たな疑似ノイズを得る加算手段を有する。
【００２４】
本発明によれば、疑似ノイズ生成手段に、周期的ノイズの混入した情報信号を供給して、駆動信号源よりの駆動信号と同じ周波数のインパルスを参照入力とし、その参照入力のインパルス応答として疑似ノイズを生成し、減算手段によって、周期的ノイズの混入した情報信号から、疑似ノイズ生成手段よりの疑似ノイズを減算して周期的ノイズの低減された情報信号を得て、加算手段によって、疑似ノイズ生成手段に、減算手段より得られた周期的ノイズの低減された情報信号に比例する信号を周期的ノイズを表現するのに必要なサンプリング周波数になるようにデシメートされるデシメータを介して周期的ノイズが表現された信号を疑似ノイズに加算して新たな疑似ノイズを得る。
【００２５】
【発明の実施の形態】
第１の本発明は、駆動信号源よりの駆動信号によって駆動されて、エネルギー波を発生するエネルギー波発生手段を備え、このエネルギー波発生手段よりのエネルギー波に基づいて、情報信号に混入した周期的ノイズを低減するようにした電子機器のノイズ低減装置において、周期的ノイズの混入した情報信号を供給して、駆動信号源よりの駆動信号と同じ周波数のインパルスを参照入力とし、この参照入力のインパルス応答として疑似ノイズを生成する疑似ノイズ生成手段と、周期的ノイズの混入した情報信号から、疑似ノイズ生成手段よりの疑似ノイズを減算して周期的ノイズの低減された情報信号を得る減算手段とを有する電子機器のノイズ低減装置であって、疑似ノイズ生成手段に、減算手段より得られた周期的ノイズの低減された情報信号に比例する信号を周期的ノイズを表現するのに必要なサンプリング周波数になるようにデシメートされるデシメータを介して周期的ノイズが表現された信号を疑似ノイズに加算して新たな疑似ノイズを得る加算手段を設けたことを特徴とする電子機器のノイズ低減装置である。
【００２７】
第２の本発明は、第１の本発明の電子機器のノイズ低減装置において、疑似ノイズ生成手段に、周期的ノイズの混入した情報信号疑似ノイズを該周期的ノイズを表現するのに必要なサンプリング周波数になるような所定の比率でデシメートするデシメート手段と、デシメートされた疑似ノイズを記憶する記憶手段と、その記憶手段から読み出されたデシメートされた疑似ノイズを、所定の比率に対応した比率でインタポレートして、元のサンプリング周波数の疑似ノイズに戻すインタポレート手段とを設けた電子機器のノイズ低減装置である。
【００２８】
第３の本発明は、第１の本発明の電子機器のノイズ低減装置において、疑似ノイズ生成手段に供給する周期的ノイズの混入した情報信号のレベルが過大のときに、そのレベルを制限するリミット手段を設けた電子機器のノイズ低減装置である。
【００２９】
第４の本発明は、マイクロフォンと、モータによって駆動される回転手段とを備え、回転手段による回転に基づいて、マイクロフォンを通じて、このマイクロフォンよりの音声信号に混入した周期的ノイズを低減するようにした記録装置のノイズ低減装置において、周期的ノイズの混入した音声信号を供給して、モータに対するサーボ手段からのモータ駆動信号と同じ周波数のインパルスを参照入力とし、この参照入力のインパルス応答として疑似ノイズを生成する疑似ノイズ生成手段と、周期的ノイズの混入した音声信号から、疑似ノイズ生成手段よりの疑似ノイズを減算して周期的ノイズの低減された音声信号を得る減算手段とを有する記録装置のノイズ低減装置である。
【００３１】
第５の本発明は、第４の本発明の記録装置のノイズ低減装置において、疑似ノイズ生成手段に、疑似ノイズを所定の比率でデシメートするデシメート手段と、デシメートされた疑似ノイズを記憶する記憶手段と、この記憶手段から読み出されたデシメートされた疑似ノイズを、所定の比率に対応した比率でインタポレートして、元のサンプリング周波数の疑似ノイズに戻すインタポレート手段とを設けた記録装置のノイズ低減装置である。
【００３２】
第６の本発明は、第４の本発明の記録装置のノイズ低減装置において、疑似ノイズ生成手段に供給する周期的ノイズの混入した音声信号のレベルが過大のときに、そのレベルを制限するリミット手段を設けた記録装置のノイズ低減装置である。
【００３３】
第７の本発明は、第４の本発明の記録装置のノイズ低減装置において、マイクロフォンを複数設けると共に、疑似ノイズ生成手段及び減算手段を、それぞれ複数のマイクロフォン毎に設けた記録装置のノイズ低減装置である。
【００３４】
第８の本発明は、第４の本発明の記録装置のノイズ低減装置において、回転手段は、モータによって駆動される、回転ヘッドを備え、磁気テープが巻付け案内される回転ドラムである記録装置のノイズ低減装置である。
【００３５】
第９の本発明は、第４の本発明の記録装置のノイズ低減装置において、回転手段は、モータによって駆動される、情報信号の記録可能なディスク状記録媒体を支持する回転支持手段である記録装置のノイズ低減装置である。
【００３６】
〔実施の形態の具体例〕
以下に、図１乃至図３を参照して、本発明による電子機器（記録装置）のノイズ低減装置をビデオカメラ一体型デジタルビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）に適用した実施の形態の具体例を詳細に説明する。先ず、図１を参照して、この電子機器のノイズ低減装置の全体の構成を説明する。ＶＴＲに内蔵された左及び右マイクロフォンＭＬ、ＭＲからの左及び右音声信号が、それぞれ増幅器３１Ｌ、３１Ｒ及びＡＧＣ回路（自動利得制御回路）３２Ｌ、３２Ｒを通じてＡ／Ｄ変換器３３Ｌ、３３Ｒに供給されて左及び右デジタル音声信号に変換される。左及び右マイクロフォンＭＬ、ＭＲには、人の声等の収音すべき音と共に、各種ノイズが収音される。ここでは、特に、回転ドラムに設けられている回転磁気ヘッドが磁気テープに接触するときに発生するたたき音としての周期的ノイズが、ＶＴＲの外筐を伝わり及び空間に輻射されて、左及び右マイクロフォンＭＬ、ＭＲによって収音されて、左及び右マイクロフォンＭＬ、ＭＲよりの左及び右音声信号に混入された周期的ノイズの低減を意図している。
【００３７】
Ａ／Ｄ変換器３３Ｌ、３３Ｒよりのデジタル左及び右音声信号は、ノイズキャンセル回路（ノイズ低減回路）３４Ｌ、３４Ｒに供給される。ノイズキャンセル回路３４Ｌ、３４Ｒは、それぞれデジタル左及び右音声信号が供給されるデジタル減算器３５、その各減算器３５の減算出力に基づいてそれぞれ疑似機械的ノイズを発生し、その各疑似機械的ノイズを減算器３５に供給して、それぞれデジタル左及び右音声信号からその各疑似機械的ノイズを減算するデジタル疑似機械的ノイズ発生器３６から構成される。
【００３８】
ここでは、固定ドラム（図示を省略）及び回転磁気ヘッド３９を備える回転ドラム３８を有し、これらドラムに磁気テープが斜めに巻き付けられる如く案内される磁気テープ案内装置及び回転ドラム３８を回転駆動するドラムモータ４０が、機械的ノイズ発生手段（エネルギー波発生手段）となる。回転ドラム３８は、ドラムモータ４０によって、例えば、９０００ｒｐｍの回転数を以て回転せしめられる。このドラムモータ４０には、ドラムモータ４０の回転を制御するサーボ手段４３が設けられている。このサーボ手段４３は、制御マイクロコンピュータ４２の機能の一部を構成する。
【００３９】
尚、出力端子３７Ｌ、３７Ｒからの出力デジタル音声信号は、デジタル映像信号と共に、回転磁気ヘッド３９によって、磁気テープ４１上に傾斜トラックを形成する如く記録される。
【００４０】
次に、ドラムモータ４０に対するサーボ手段４３について説明する。モータ４０には、それぞれ図示を省略するも、その回転に応じて、位相検出パルス（その周波数は、例えば、１５０Ｈｚ）を発生する位相検出器及びその回転に応じて、位相検出パルスより大幅に周波数の高い周波数検出パルスを発生する周波数検出器が設けられている。モータ４０には、サーボ手段４３から１５０Ｈｚのモータ駆動パルスが供給される。そして、このサーボ手段４３から、ドラムモータ４０に供給される１５０Ｈｚのドラム駆動パルスに同期したドラム周波数インパルスＩＰｆｄ（その周波数Ｆｄは１５０Ｈｚとなる）が得られ、これがノイズキャンセル回路３４Ｌ、３４Ｒの各疑似機械的ノイズ発生器３６に供給される。
【００４１】
次に、図２を参照して、ノイズキャンセル回路３４Ｌ、３４Ｒの具体構成例を説明する。５８はＲＡＭで、アドレスカウンタ５５からの読み出しアドレス信号ＲＡ及びその読み出しアドレス信号ＲＡを遅延器５７によって、所定時間Ｄだけ遅延して得た書き込みアドレス信号ＷＡが、ＲＡＭ５８に供給される。
【００４２】
アドレスカウンタ５５には、入力端子５４よりの、サーボ手段４３からの周波数がＦｄのドラム周波数インパルスＩＰｆｄがリセット信号として供給されると共に、周波数がＦｓのサンプリングクロックＣＫｆｓが分周器５６に供給されて１／２に分周されて得られた周波数がＦｓ／２のクロックが供給される。
【００４３】
減算器３５からの減算出力がデジタルリミッタ６１に供給されて、その減算出力のレベルが過大の場合にはそのレベルが制限され、その減算出力のレベルが妥当なレベルのときはそのまま通過して係数乗算器６２に供給される。係数乗算器６２では、デジタルリミッタ６１の出力に、係数１／ν（但し、ν＞１）がデジタル的に乗算され、その乗算出力、即ち、減算出力に比例した信号がデシメータ６３に供給されて、そのサンプリング周波数Ｆｓが、Ｆｓ／２になるようにデシメートされる。そのデシメート出力が加算器６０に供給される。
【００４４】
このデシメータ６３によるデシメート率は、周期的ノイズの周波数成分（周期的ノイズの基本波とその高調波から構成される）の広がりに応じて決定する。即ち、サンプリング定理に従って、最低限この周期的ノイズを表現するのに必要なサンプリング周波数が決定される。周期的ノイズの周波数をＦｎ、信号処理本線の信号のサンプリング周波数をＦｓとすれば、デシメート率はＦｎ／Ｆｓ以下となる。例えば、Ｆｓ＝４８ｋＨｚ又は３２ｋＨｚとし、周期的ノイズの周波数は１５０Ｈｚの高調波で、実際には、１５ｋＨｚ以下に集中しているので、Ｆｎ＝１５ｋＨｚとして、デシメート率Ｆｎ／Ｆｓを、上述の如く、例えば、１／２に設定している。従って、デシメータ６３からのデシメート出力ではＦｓ＝４８ｋＨｚ又は３２ｋＨｚの１／２のサンプリング周波数によって少なくともＦｎ（＝Ｆｓ／２）ｋＨｚの周期的ノイズが表現されることになる。
【００４５】
ＲＡＭ５８から読み出されたデータＲＤは、インターボレータ５９に供給されて、そのサンプリング周波数Ｆｓ／２が２倍であるＦｓになるようにインターポレートされ、そのインターポレート出力が減算器３５に供給されて、入力端子５１からのデジタル左音声信号（右音声信号）から減算される。又、ＲＡＭ５８から読み出されたデータＲＤが、加算器６０に供給されてデシメータ６３からのデシメート出力と加算され、その加算出力が書き込みデータＷＤとしてＲＡＭ５８に供給されて書き込まれる。
【００４６】
尚、疑似機械的ノイズ発生器３６の内、リミッタ６１及び係数乗算器６２を除く部分を、（１／２）Ｆｓ系と称することにする。
【００４７】
次に、図２のノイズキャンセル回路について、数式を用いて説明する。入力端子５１に供給される入力デジタル左（右）音声信号をｓ（ｎ）で表し、出力端子５２から出力される出力デジタル左（右）音声信号をｓ′（ｎ）で表し、疑似機械的ノイズ発生器５６からのデジタル疑似機械的ノイズをｅ（ｎ）で表すと、デジタル疑似機械的ノイズｅ（ｎ）は、次式のように表される。
【００４８】
【数１】
ｅ（ｎ）＝〔ｓ（ｎ）−ｓ′（ｎ）〕
【００４９】
入力デジタル左（右）音声信号をｓ（ｎ）のサンプリング周波数をＦｓとすると、周波数ＦｓのサンプリングクロックＣＫｆｓが１／２分周器５６に供給されて、１／２に分周されて得られた周波数がＦｓ／２のクロックがアドレスカウンタ５５に供給されると共に、サーボ手段４３から得られるドラム周波数ＦｄのインパルスＩＰｆｄがリッセト信号としてアドレスカウンタ５５に供給される。
【００５０】
アドレスカウンタ５５よりの計数値である読み出しアドレス信号ＲＡがＲＡＭ５８に供給されて、ＲＡＭ５８の読み出しアドレス信号ＲＡのアドレスa r (n) に記憶されているデータr[a r (n)]が読み出される。ＲＡＭ５８に記憶されていて、読み出されるデータを、r(n)、r(n-1)、‥‥‥‥‥、r(i)、r(i-1)、‥‥‥‥‥、ｒ(1) 、r(0)で表す。
【００５１】
読み出しアドレス信号ＲＡが遅延器５７に供給されて、遅延時間Ｄだけ遅延されて得られた書き込みアドレス信号ＷＡがＲＡＭ５８に供給されて、ＲＡＭ５８の書き込みアドレス信号ＷＡのアドレスａw (n) にデータｒ〔ａw (n) 〕を書き込む。
【００５２】
減算器３５に供給する疑似機械的ノイズｅ（ｎ）は、ＲＡＭ５８の読み出しアドレスa r (n) の読み出しデータr[a r (n)]をインターポレータ５９に供給してインターポレートした出力であるから、疑似機械的ノイズｅ（ｎ）は次式のように表される。
【００５３】
【数２】
e(n)＝ Int[r[ar (n)]]
【００５４】
サンプリング周波数がＦｓの出力デジタル左（右）音声信号をｓ′（ｎ）を、リミッタ６１に供給して、振幅制限された信号Lim[ｓ′（ｎ）] を得る。この信号Lim[ｓ′（ｎ）] を係数乗算器６０に供給して、係数１／νを乗算して信号Lim[ｓ′（ｎ）] ／νを得る。そして、その信号Lim[ｓ′（ｎ）] ／νをデシメータ６３に供給してデシメートして、サンプリング周波数がＦｓ／２の信号Dec[Lim[ｓ′（ｎ）] ／ν] を得る。
【００５５】
そして、加算器６０によって、読み出しデータr[a r (n)]と、デシメータ６３よりの信号Dec[Lim[ｓ′（ｎ）] ／ν] とを加算し、その加算出力である書き込みデータを、ＲＡＭ５８に供給してＲＡＭ５８のアドレス aw (n) のデータを更新する如く書き込む。従って、その書き込みデータr[a w (n)]は、次式のように表される。
【００５６】
【数３】
r[aw (n)]＝r[a r (n)]＋Dec[Lim[s ′(n)] m /ν]
但し、a r (n) ＝n/2 − T、 aw (n) ＝a r (n−D)
【００５７】
数３の式で、Ｄはインターポレーション及びデシメーションによる遅延時間を補正するための係数（遅延時間）を示す。即ち、Ｄは、ｙ＝Int[Dec[x]] としたときのｙのｘに対する遅延時間を示す。Ｔはドラム周波数インパルスＩＰｆｄが入力された、最もｎに近い時間を示す。
【００５８】
係数乗算器６２における係数νは学習時間と精度を決めるパラメータで、大きければ大きい程精度が高く、学習時間が長くなり、小さければ小さい程精度が低く、学習時間が短くなる。νを２の羃乗に設定することによって、乗算器や除算器を使用せずに算術シフトのみで計算が可能である。又、アドレス計算における１／２、１／３、‥‥‥‥‥‥等の除算も整数計算であることから、算術シフトで構成できる。
【００５９】
インターポレーション Int[x(n)]は、インターポレータ５９を、例えば、３タップのハーフバンドフィルタにて構成した場合は、次式のように表される。尚、ハーフバンドフィルタは、カットオフ周波数がサンプリング周波数の１／４のローパスフィルタ、即ち、通過帯域を１／２にするローパスフィルタである。
【００６０】
【数４】
Int[x(n)]＝｛x(n)＋2x(n-1)+x(n-2)｝/4
【００６１】
デシメーションDec[x(n)] は、デシメータ６３を、例えば、３タップのハーフバンドフィルタにて構成した場合は、次式のように表される。
【００６２】
【数５】
Dec[x(n)] ＝｛x(n)＋2x(n-1)+x(n-2)｝/4
【００６３】
数３の式で使用されているリミテーションLim[s ′(n)] mは、基準レベルをｍとしたとき、次式のように表される。
【００６４】
【数６】
Lim[s ′(n) 〕m ＝s(n) ‥‥ s(n)＜m
Lim[s ′(n) 〕m ＝m ‥‥‥ s(n)≧m
【００６５】
入力デジタル左（右）音声信号S(n)のサンプリング周波数Ｆｓの１／２の周波数Ｆｓ／２を以て、ＲＡＭ５８の周辺における信号処理を行なうので、デシメータ６３を使用している。デシメータ６３で処理された信号のサンプリング周波数Ｆｓ／２を、元のサンプリング周波数Ｆｓの信号に戻すために、インターポレータ５９を使用している。そのインターポレート比は、デシメート比１／２の逆数である２に設定する。ＲＡＭ５８の制御、換言すれば、疑似機械的ノイズのサンプリング周波数が入力デジタル左（右）音声信号のサンプリング周波数Ｆｓの１／２であるため、ＲＡＭ５８の周辺における信号処理で、信号の折り返しが起こらない。又、リミッタ６１によって、想定外のレベルの高い信号｛出力デジタル左（右）音声信号s ′(n) が、疑似機械的ノイス発生器３６に供給されるのを防ぐことができる。
【００６６】
次に、図３について、遅延器５７の存在理由を説明する。図３Ａはドラム周波数インパルスＩＰｆｄを示し、図３Ｂはそのドラム周波数インパルスＩＰｆｄと完全に同期した入力デジタル左（右）音声信号s(n)を示す。又、係数乗算器６２の乗算係数１／νを１とする。図３Ｃにデシメータ６３の出力を示すが、これは図３Ｂの入力デジタル左（右）音声信号s(n)に対し遅延している。又、図３Ｅにインターポレータ５９の出力である疑似機械的ノイズｅ′（ｎ）を示すが、これは図Ｂの入力デジタル左（右）音声信号s(n)に対し、サンプリング周期のＤ倍だけ遅延している。そこで、図３Ｄに示すように、この疑似機械的ノイズｅ′（ｎ）を、ＲＡＭ５８からサンプリング周期のＤ倍だけ先に読み出せば、インターポレータ５９の出力ｅ（ｎ）は、図３Ｂの入力デジタル左（右）音声信号s(n)の位相と一致することになる。
【００６７】
以下に、図４を参照して、本発明による電子機器（記録装置）のノイズ低減装置をディスク状記録媒体の記録装置（記録再生装置）に適用した実施の形態の具体例を説明する。ディスク状記録媒体の記録装置に内蔵された左及び右マイクロフォンＭＬ、ＭＲからの左及び右音声信号が、それぞれ増幅器３１Ｌ、３１Ｒ及びＡＧＣ回路（自動利得制御回路）３２Ｌ、３２Ｒを通じてＡ／Ｄ変換器３３Ｌ、３３Ｒに供給されて左及び右デジタル音声信号に変換される。左及び右マイクロフォンＭＬ、ＭＲには、人の声等の収音すべき音と共に、各種ノイズが収音される。ここでは、特に、情報信号の記録再生の可能なディスク状記録媒体７３を支持する回転支持手段、即ち、台７２及びその台７２に取付けられたスピンドル７１並びにこの回転支持手段を駆動するモータ７０が機械的ノイズ発生手段となる。
【００６８】
そして、スピンドル７１及び台７２が、モータ（スピンドルモータ）７０によって回転せしめられる。このモータ７０には、その回転を制御するサーボ手段４３が設けられている。このサーボ手段４３は、制御マイクロコンピュータ４２の機能の一部を構成する。又、サーボ手段４３から出力されるのは、ディスク周波数ＦｄのインパルスＩＰｆｄである。
【００６９】
図４において、その他の構成は、図１と同様なので、対応する部分には同一符号を付して、重複説明を省略する。
【００７０】
エネルギー波発生手段は、振動、音、光、電磁波等のエネルギー波を発生するそれぞれ回転体、振動体、バイブレータ、スピーカ、発光源、発振器等が可能である。これらエネルギー波によって、ノイズ成分の混入する情報信号としては、音声信号、映像信号等が可能である。
【００７１】
本発明が適用できる電子機器としては、映像信号や音声信号を記録／再生するヘリカルスキャン方式の記録装置（記録再生装置）、テープレコーダ、ディスク記録装置（記録再生装置）等が可能である。
【００７２】
周期的ノイズの混入した情報信号としては、音声信号のみならず、映像信号も可能である。
【００７３】
【発明の効果】
第１の本発明によれば、駆動信号源よりの駆動信号によって駆動されて、エネルギー波を発生するエネルギー波発生手段を備え、このエネルギー波発生手段よりのエネルギー波に基づいて、情報信号に混入した周期的ノイズを低減するようにした電子機器のノイズ低減装置において、周期的ノイズの混入した情報信号を供給して、駆動信号源よりの駆動信号と同じ周波数のインパルスを参照入力とし、この参照入力のインパルス応答として疑似ノイズを生成する疑似ノイズ生成手段と、周期的ノイズの混入した情報信号から、疑似ノイズ生成手段よりの疑似ノイズを減算して周期的ノイズの低減された情報信号を得る減算手段とを有するので、情報信号の品質をあまり低下させることなく、且つ、周期的ノイズの性質に依存することなく、外乱の影響を受けずに、情報信号に混入した周期的ノイズを確実に低減でき、しかも、演算過程において乗算の繰り返しがないので、疑似ノイズを、簡単なソフトウェア、又は、小規模のハードウェアで実現することのできる電子機器のノイズ低減装置を得ることができる。このため、エネルギー波発生手段と、情報信号発生手段との間の配置の自由度が高くなり、電子機器自体の小型化が可能である。又、周期的ノイズの原因となるエネルギー波自体を検出する検出手段は不要となるので、構成が簡単となる。更に、情報信号に混入する周期的ノイズに、機種の違いによるばらつきがあったり、経時変化があっても、その周期的ノイズに近似した疑似ノイズを生成することができるので、周期的ノイズの機種の違いによるばらつきや、経時変化に応じた調整は不要となる。
【００７４】
また、疑似ノイズ生成手段に、減算手段より得られた周期的ノイズの低減された情報信号に比例する信号を周期的ノイズを表現するのに必要なサンプリング周波数になるようにデシメートされるデシメータを介して周期的ノイズが表現された信号を疑似ノイズに加算して新たな疑似ノイズを得る加算手段を設けたので、学習効果により情報信号に含まれている周期的ノイズに十分近似した疑似ノイズを得ることができ、このため情報信号に混入した周期的ノイズを一層確実に低減することができる電子機器のノイズ低減装置を得ることができる。
【００７５】
第２の本発明によれば、第１の本発明の電子機器のノイズ低減装置において、疑似ノイズ生成手段に、周期的ノイズの混入した情報信号を周期的ノイズを表現するのに必要なサンプリング周波数になるような所定の比率でデシメートするデシメート手段と、デシメートされた疑似ノイズを記憶する記憶手段と、その記憶手段から読み出されたデシメートされた疑似ノイズを、所定の比率に対応した比率でインタポレートして、元のサンプリング周波数の疑似ノイズに戻すインタポレート手段とを設けたので、第１の本発明の効果に加えて、疑似ノイズ生成手段から折り返しノイズが発生して、情報信号に混入するおそれのない電子機器のノイズ低減装置を得ることができる。
【００７６】
第３の本発明によれば、第１の本発明の電子機器のノイズ低減装置において、疑似ノイズ生成手段に供給する周期的ノイズの混入した情報信号のレベルが過大のときに、そのレベルを制限するリミット手段を設けたので、第１の本発明の効果に加えて、疑似ノイズ生成手段に周期的ノイズの混入したレベルの過大な情報信号が供給されて、疑似ノイズ生成手段の機能が損なわれたり、情報信号に混入した周期的ノイズとは全く異なる疑似ノイズが生成されたりするおそれの無い電子機器のノイズ低減装置を得ることができる。
【００７７】
第４の本発明によれば、マイクロフォンと、モータによって駆動される回転手段とを備え、回転手段による回転に基づいて、マイクロフォンを通じて、このマイクロフォンよりの音声信号に混入した周期的ノイズを低減するようにした記録装置のノイズ低減装置において、周期的ノイズの混入した音声信号を供給して、モータに対するサーボ手段からのモータ駆動信号と同じ周波数のインパルスを参照入力とし、この参照入力のインパルス応答として疑似ノイズを生成する疑似ノイズ生成手段と、周期的ノイズの混入した音声信号から、疑似ノイズ生成手段よりの疑似ノイズを減算して周期的ノイズの低減された音声信号を得る減算手段とを有するので、音声信号の品質をあまり低下させることなく、且つ、周期的ノイズの性質に依存することなく、音声信号に混入した周期的ノイズを確実に低減でき、しかも、演算過程において乗算の繰り返しがないので、疑似ノイズを、簡単なソフトウェア、又は、小規模のハードウェアで実現することのできる記録装置のノイズ低減装置を得ることができる。このため、回転手段と、マイクロフォンとの間の配置の自由度が高くなり、記録装置自体の小型化が可能である。又、回転手段から発生するノイズ自体を検出する検出手段は不要となるので、構成が簡単となる。更に、情報信号に混入する周期的ノイズに、機種の違いによるばらつきがあったり、経時変化があっても、その周期的ノイズに近似した疑似ノイズを生成することができるので、周期的ノイズの機種の違いによるばらつきや、経時変化に応じた調整は不要となる。
【００７８】
また、疑似ノイズ生成手段に、減算手段より得られた周期的ノイズの低減された音声信号に比例する信号を周期的ノイズを表現するのに必要なサンプリング周波数になるようにデシメートされるデシメータを介して周期的ノイズが表現された信号を疑似ノイズに加算して新たな疑似ノイズを得る加算手段を設けたので、学習効果により音声信号に含まれている周期的ノイズに十分近似した疑似ノイズを得ることができ、このため音声信号に混入した周期的ノイズを一層確実に低減することのできる記録装置のノイズ低減装置を得ることができる。
【００７９】
第５の本発明によれば、第４の本発明の記録装置のノイズ低減装置において、疑似ノイズ生成手段に、周期的ノイズの混入した音声信号を周期的ノイズを表現するのに必要なサンプリング周波数になるような所定の比率でデシメートするデシメート手段と、デシメートされた疑似ノイズを記憶する記憶手段と、この記憶手段から読み出されたデシメートされた疑似ノイズを、所定の比率に対応した比率でインタポレートして、元のサンプリング周波数の疑似ノイズに戻すインタポレート手段とを設けたので、第４の本発明の効果に加えて、疑似ノイズ生成手段から折り返しノイズが発生して、情報信号に混入するおそれのない記録装置のノイズ低減装置を得ることができる。
【００８０】
第６の本発明によれば、第４の本発明の記録装置のノイズ低減装置において、疑似ノイズ生成手段に供給する周期的ノイズの混入した音声信号のレベルが過大のときに、そのレベルを制限するリミット手段を設けたので、第４の本発明の効果に加えて、疑似ノイズ生成手段から折り返しノイズが発生して、情報信号に混入するおそれのない記録装置のノイズ低減装置を得ることができる。
【００８１】
第７の本発明によれば、第４の本発明の記録装置のノイズ低減装置において、マイクロフォンを複数設けると共に、疑似ノイズ生成手段及び減算手段を、それぞれ複数のマイクロフォン毎に設けたので、複数のマイクロフォンよりの各音声信号に含まれている周期的ノイズ間に位相差があっても、各周期的ノイズを確実に低減することのできる記録装置のノイズ低減装置を得ることができる。
【００８２】
第８の本発明によれば、第４の本発明の記録装置のノイズ低減装置において、回転手段は、モータによって駆動される、回転ヘッドを備え、磁気テープが巻付け案内される回転ドラムであるので、音声信号の品質をあまり低下させることなく、且つ、周期的ノイズの性質に依存することなく、音声信号に混入した周期的ノイズを確実に低減でき、しかも、疑似ノイズを、簡単なソフトウェア、又は、小規模のハードウェアで実現することのできる記録装置のノイズ低減装置を得ることができる。このため、回転ドラムと、マイクロフォンとの間の配置の自由度が高くなり、記録装置自体の小型化が可能である。又、モータによって駆動される、回転ヘッドを備え、磁気テープが巻付け案内される回転ドラムから発生するノイズ自体を検出する検出手段は不要となるので、構成が簡単となる。更に、音声信号に混入する周期的ノイズに、機種の違いによるばらつきがあったり、経時変化があっても、その周期的ノイズに近似した疑似ノイズを生成することができるので、周期的ノイズの機種の違いによるばらつきや、経時変化に応じた調整は不要となる記録装置のノイズ低減装置を得ることができる。
【００８３】
第９の本発明によれば、第４の本発明の記録装置のノイズ低減装置において、回転手段は、モータによって駆動される、情報信号の記録可能なディスク状記録媒体を支持する回転支持手段であるので、音声信号の品質をあまり低下させることなく、且つ、周期的ノイズの性質に依存することなく、音声信号に混入した周期的ノイズを確実に低減でき、しかも、疑似ノイズを、簡単なソフトウェア、又は、小規模のハードウェアで実現することのできる記録装置のノイズ低減装置を得ることができる。このため、回転支持手段と、マイクロフォンとの間の配置の自由度が高くなり、記録装置自体の小型化が可能である。又、回転支持手段から発生するノイズ自体を検出する検出手段は不要となるので、構成が簡単となる。更に、音声信号に混入する周期的ノイズに、機種の違いによるばらつきがあったり、経時変化があっても、その周期的ノイズに近似した疑似ノイズを生成することができるので、周期的ノイズの機種の違いによるばらつきや、経時変化に応じた調整は不要となる記録装置のノイズ低減装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の具体例の電子機器（記録装置）のノイズ除去装置を示すブロック線図である。
【図２】図１のノイズキャンセル回路の具体的構成例を示すブロック線図である。
【図３】具体例の動作説明に供する波形図である。
【図４】本発明の実施の形態の他の具体例の電子機器（記録装置）のノイズ除去装置を示すブロック線図である。
【図５】電子機器（記録装置）のノイズ除去装置の先行例を示すブロック線図である。
【符号の説明】
ＭＬ、ＭＲ マイクロフォン、３３Ｌ、３３Ｒ Ａ／Ｄ変換器、３４Ｌ、３４Ｒ ノイズキャンセル回路、３５ 減算器、３６ 疑似機械的ノイズ発生器、５５ アドレスカウンタ、５６ 分周器、５７ 遅延器、５８ ＲＡＭ、５９ インターポレータ、６０ 加算器、６１ リミッタ、６２ 係数乗算器、６３ デシメータ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present inventionThe present invention relates to a noise reduction device for electronic devices and a noise reduction device for recording devices.
[0002]
[Prior art]
For example, a video tape recorder with a built-in video camera has a built-in microphone, but the microphone also picks up noise associated with the rotation of a rotating drum having a rotating magnetic head. The sound quality of the audio signal is reduced. As the video camera-integrated video tape recorder becomes smaller, the level of noise collected by the microphone increases.
[0003]
The noise component contained in the audio signal from the microphone is composed of a fundamental wave having a frequency equal to the rotation frequency of the rotating drum and secondary to multi-order harmonics distributed in a wide band within the audio signal band. Therefore, in a conventional noise reduction device for electronic equipment, an audio signal from a microphone is supplied to a comb filter having a delay line having a delay time equal to the reciprocal of the rotational frequency of the rotating drum, and the fundamental wave and its 2 The noise component consisting of the second-order harmonics is reduced.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional noise reduction device for electronic equipment, a comb filter having a frequency equal to the rotation frequency of the rotating drum is used to generate a fundamental wave and a sound having a frequency equal to the rotation frequency of the rotating drum included in the sound signal from the microphone. Since the noise component consisting of the second-order and multi-order harmonics distributed over a wide band in the signal band is reduced, the comb filter can be used not only for the noise component but also for the rotation frequency of the rotating drum in the audio signal. Since the audio signal components having the same frequency and an integral multiple of the same frequency are also reduced, there is a drawback that the sound quality is deteriorated such that the audio is cut or the phase is rotated. Further, in the case of noise reduction for a two-channel audio signal from two microphones, a comb filter is required for two channels. When noise reduction is performed by digital processing, it is necessary to provide a D-RAM for each of the two-channel comb filters.
[0005]
Accordingly, the applicant of the present invention previously provided, as Japanese Patent Application No. 8-234489, an energy wave generating means that is driven by a drive signal from a drive signal source to generate an energy wave, and the energy from the energy generating means. In a noise reduction apparatus for an electronic device that reduces noise components mixed in an information signal based on a wave, the noise components mixed in the information signal can be reduced without significantly reducing the quality of the information signal. Suggested a thing.
[0006]
The noise reduction device of the electronic device includes an energy wave generation unit that is driven by a drive signal from a drive signal source to generate an energy wave, and is mixed into an information signal based on the energy wave from the energy generation unit In a noise reduction device for an electronic device that reduces noise components, variable means for varying a duty factor and delay amount of a drive pulse based on a drive signal from a drive signal source, and a drive pulse from the variable means are supplied. An energy wave from the energy wave generating means, comprising a fundamental wave having a frequency equal to the frequency of the energy wave from the energy wave generating means and its harmonics. Based on the digital noise component correlated with the digital noise component based on the noise component mixed in the information signal. And a subtracting means for subtracting a digital noise correlation signal from an input digital information signal obtained by digitally converting the information signal to obtain an output digital information signal with reduced digital noise components The output digital audio signal from the subtracting means is supplied to the adaptive filter as an error component.
[0007]
Hereinafter, a prior example in which the previously proposed electronic apparatus noise reduction apparatus is applied to a video camera integrated digital video tape recorder (VTR) will be described with reference to FIG. Left and right audio signals from the left and right microphones ML and MR incorporated in the VTR are supplied to an A / D converter 2 through an AGC circuit (automatic gain control circuit) 1 and converted into left and right digital audio signals. . Various noises are picked up by the left and right microphones ML and MR along with sounds to be picked up such as human voices. Here, in particular, noise generated when the magnetic tape comes into contact with a rotating drum, which will be described later, is transmitted to the outer casing of the VTR and radiated to the space, and is picked up by the left and right microphones ML and MR. It is intended to reduce noise components mixed in the left and right audio signals from the microphones ML and MR.
[0008]
These left and right digital audio signals (digital main left and right input signals) L and R are supplied to a digital signal processor (DSP) 14. These left and right digital audio signals L and R are delayed by a delay means 15 and 16 by a time corresponding to the processing time of the digital reference input signal RF, which will be described later, by the adaptive filter 24, and then sent to the subtracting means 17 and 18. Each is supplied and the digital noise correlation signal from the adaptive filter 24 is subtracted, and the left and right digital audio signals are obtained from the output terminals 19L and 19R with reduced noise components.
[0009]
A magnetic tape guide device including a fixed drum (not shown) and a rotating magnetic head H and including a rotating drum 3 as energy wave generating means is provided. The rotating drum 3 is rotated by the drum motor 4 with a rotation speed of 9000 rpm. The drum motor 4 is provided with servo means 8.
[0010]
The output digital audio signals from the output terminals 19L and 19R are recorded together with the digital video signal by the rotary magnetic head 10 so as to form an inclined track on the magnetic tape.
[0011]
Next, the servo means 8 for the drum motor 4 will be described. The motor 4 is supplied with a phase detector 5 that generates a phase detection pulse (having a frequency of 150 Hz, for example) according to its rotation, and a frequency detection pulse having a frequency significantly higher than that of the phase detection pulse according to its rotation. A generating frequency detector 6 is provided. A motor drive pulse of 150 Hz is supplied to the motor 4 from the motor drive circuit 7.
[0012]
Next, the part comprised by CPU8A among the servo means 8 is demonstrated. The phase detection pulse from the phase detector 5 is supplied to the phase comparison means 10, and the reference phase pulse from the reference phase signal input terminal 13a (perpendicular in the digital video signal to be recorded on the magnetic tape by the rotating magnetic head H). The phase is compared with a pulse having a frequency three times that of the synchronizing signal), and the comparison output (phase error signal) is supplied to the control pulse generating means 9.
[0013]
A frequency detection pulse from the frequency detector 6 is supplied to the speed comparison means 11, and a reference frequency pulse (an integral part of the frequency of the horizontal synchronizing signal in the digital video signal to be recorded on the magnetic tape by the rotating magnetic head H) is obtained. 1 frequency pulse) and speed comparison (frequency comparison), and the comparison output (frequency error signal) is supplied to the control pulse generating means 9. Then, 150 Hz drive pulses subjected to phase control and frequency control from the control pulse generating means 9 are supplied to the drum motor 4 through the drive circuit 7.
[0014]
A 150 Hz motor drive pulse from the control pulse generating means 9 is supplied to the duty / delay variable means 12, and the duty factor and the delay amount correspond to noise components mixed in the audio signals from the microphones ML and MR. The digital noise correlation signal is adjusted so as to be obtained from the adaptive filter 24 even if the number of taps is reduced. The motor drive pulse from the duty / delay variable unit 12 is supplied to an adaptive filter 24 that performs a least mean square (LMS) process through an equalizing unit (for example, a low-pass filter unit) 24 of the DSP 14. The adaptive filter 24 is composed of a fundamental wave equal to the rotation frequency of the rotary drum 3 and second-order to high-order harmonics widely distributed in the audio signal band from the microphones ML and MR. Based on the above, a digital noise correlation signal having a correlation with a noise component mixed in the audio signals from the microphones ML and MR is generated. The digital noise correlation signal from the adaptive filter 24 is supplied to the subtracting means 17 and 18 and subtracted from the digital left and right audio signals from the delaying means 15 and 16 and is periodically output from the subtracting means 17 and 18. Digital left and right audio signals with reduced noise are output from output terminals 19L and 19R.
[0015]
The digital left and right audio signals from the output terminals 19L and 19R are supplied to the coefficient multiplying means 20 and 21, respectively, multiplied by a coefficient of K = 0.5, respectively, and then supplied to the adding means 22 for addition. The added output, that is, the average output is supplied as an error component to the adaptive filter 24, and the coefficient of coefficient multiplier means (to be described later) of the adaptive filter 24 is changed.
[0016]
According to the above-described noise reduction device for an electronic device, the energy wave generating unit that is driven by the driving signal from the driving signal source and generates the energy wave is provided, and the energy wave from the energy generating unit is provided. In the noise reduction device for an electronic device that reduces the noise component mixed in the information signal based on the above, the variable means for varying the duty factor and delay amount of the drive pulse based on the drive signal from the drive signal source, and An equalization means to which a drive pulse from a variable means is supplied, a drive pulse from the equalization means, and a fundamental wave having a frequency equal to the frequency of the energy wave from the energy wave generation means and its harmonics. Digital noise based on noise components mixed in information signals based on energy waves from energy wave generating means Digital filter that generates a digital noise correlation signal that is correlated with the minute, and an output digital that has a reduced digital noise component by subtracting the digital noise correlation signal from the input digital information signal obtained by digital conversion of the information signal Subtracting means for obtaining an information signal, and the output digital information signal from the subtracting means is supplied to the adaptive filter as an error component, so that the quality of the information signal is not deteriorated so much and the disturbance is reduced. It is possible to obtain a noise reduction device for an electronic device that can reduce noise components mixed in an information signal without being affected. Included in the digital information signal by an adaptive filter with a small number of taps and a small number of processing steps in cooperation with variable means for varying the duty factor and delay amount of the drive pulse and equalization means to which the drive pulse is supplied from the variable means. It is possible to obtain a digital noise correlation signal sufficiently approximating the digital noise component. In addition, since the detection means for detecting the energy wave itself that causes noise is not necessary, the configuration is simplified. Furthermore, even if the noise component mixed in the information signal varies depending on the model or changes over time, a digital noise correlation signal that approximates the digital noise component of the noise component is generated within the adaptive filter tracking range. Therefore, it is not necessary to make adjustments according to variations due to differences in noise component models and changes with time.
[0017]
Also, according to the previously proposed noise reduction device for electronic equipment, a microphone and a rotating means driven by a motor are provided, and the sound signal from the microphone is mixed through the microphone based on the rotation by the rotating means. In a noise reduction device for a recording apparatus that reduces noise components, variable means for varying a duty factor and delay amount of a motor drive pulse based on a motor drive signal from servo means for the motor, and motor drive from the variable means An equalizing means to which a pulse is supplied, a motor drive pulse from the equalizing means, and a fundamental wave having a frequency equal to the rotation frequency of the rotating means and its harmonics, and a microphone based on the rotation of the rotating means The noise collected by the microphone and mixed in the audio signal from the microphone The digital noise correlation signal is subtracted from the input digital audio signal obtained by digitally converting the audio signal from the microphone and the adaptive filter that generates a digital noise correlation signal correlated with the digital noise component based on the component. Subtracting means for obtaining an output digital audio signal with reduced noise components, and the output digital audio signal from the subtracting means is supplied to the adaptive filter as an error component, so the quality of the audio signal is significantly reduced. In addition, it is possible to obtain a noise reduction device for an electronic device that can reduce noise components mixed in an audio signal without being affected by disturbance. Incorporated in the digital audio signal by an adaptive filter with a small number of taps and a small number of processing steps in cooperation with variable means for varying the duty factor and delay amount of the drive pulse and equalization means to which the drive pulse is supplied from the variable means. It is possible to obtain a digital noise correlation signal sufficiently approximating the digital noise component. Further, since a microphone or the like for detecting sound based on the rotation of the rotating drum is not necessary, the configuration is simplified. Furthermore, even if the noise component mixed in the audio signal varies depending on the model or changes over time, a digital noise correlation signal that approximates the digital noise component of the noise component is generated within the adaptive filter tracking range. Therefore, it is not necessary to make adjustments according to variations due to differences in noise component models and changes with time.
[0018]
Such a previously proposed noise reduction device for electronic equipment has the advantages as described above, but when the digital noise generation signal generated from the adaptive filter is not appropriate, there is a limit to learning of the digital noise generation signal, There is a limit to the generation of reliable periodic noise signals.
[0019]
Further, in the noise reduction device of the electronic device, the digital noise generation signal is generated based on the average of the left and right output digital audio signals, so that the noise is included between the noise components included in the left and right input digital audio signals. When there is a phase difference, it is difficult to generate an appropriate digital noise generation signal.
[0020]
Further, in the noise reduction device of this electronic device, multiplication is repeated many times in the calculation process for generating the digital noise generation signal in the adaptive filter. This repetition of multiplication is not a problem in the DSP application, but MPU {micro · Processor unit: Ultra-compact computing (processing) device} is not suitable for software-based computation or hardware implementation.
[0021]
In view of such a point, the present invention includes an energy wave generating unit that is driven by a driving signal from a driving signal source to generate an energy wave, and that introduces periodic noise mixed based on the energy wave from the energy generating unit. In a noise reduction apparatus for electronic equipment that reduces periodic noise mixed in an information signal by generating pseudo noise from the included information signal and subtracting the pseudo noise from the information signal, the quality of the information signal is reduced. Periodic noise mixed in information signals can be reliably reduced without much reduction and without depending on the nature of noise, and pseudo noise can be realized with simple software or small-scale hardware I will try to propose what I can do.
[0022]
Further, the present invention includes a microphone and a rotating means driven by a motor, and recording based on rotation by the rotating means reduces periodic noise mixed in an audio signal from the microphone through the microphone. In the device noise reduction device, the periodic noise mixed in the audio signal can be surely reduced without significantly reducing the quality of the audio signal and without depending on the nature of the periodic noise, and the pseudo noise can be reduced. It is intended to propose something that can be realized with simple software or small-scale hardware.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
  An electronic apparatus noise reduction device according to the present invention includes an energy wave generating unit that is driven by a driving signal from a driving signal source to generate an energy wave, and an information signal is generated based on the energy wave from the energy wave generating unit. In the noise reduction device for electronic equipment that reduces the periodic noise mixed in, the information signal mixed with the periodic noise is supplied, and the impulse having the same frequency as the driving signal from the driving signal source is input as a reference And pseudo noise generation means for generating pseudo noise as an impulse response of the reference input, and the periodic noise is reduced by subtracting the pseudo noise from the pseudo noise generation means from the information signal mixed with the periodic noise. A noise reduction device for electronic equipment having a subtracting means for obtaining an information signalThen, the pseudo noise generating means decimates the signal proportional to the information signal with reduced periodic noise obtained from the subtracting means so as to have a sampling frequency necessary for expressing the periodic noise. And adding means for adding new pseudo noise by adding the signal expressing the periodic noise to the pseudo noise via a decimator..
[0024]
  According to the present invention, an information signal mixed with periodic noise is supplied to the pseudo-noise generating means, an impulse having the same frequency as that of the drive signal from the drive signal source is used as a reference input, and an pseudo response is provided as an impulse response of the reference input. Generate noise and subtract the pseudo noise from the pseudo noise generation means from the information signal mixed with periodic noise by the subtraction means to obtain the information signal with reduced periodic noiseThen, the adding means decimates the pseudo-noise generating means so that the signal proportional to the information signal with reduced periodic noise obtained from the subtracting means becomes a sampling frequency necessary for expressing the periodic noise. A new pseudo noise is obtained by adding a signal expressing periodic noise to the pseudo noise through a decimator..
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  The first aspect of the present invention includes energy wave generating means that is driven by a drive signal from a drive signal source to generate an energy wave, and a period mixed in an information signal based on the energy wave from the energy wave generating means In an electronic device noise reduction device that reduces noise, an information signal mixed with periodic noise is supplied, and an impulse having the same frequency as the drive signal from the drive signal source is used as a reference input. Pseudo noise generating means for generating pseudo noise as an impulse response, and subtracting means for subtracting pseudo noise from the pseudo noise generating means from an information signal mixed with periodic noise to obtain an information signal with reduced periodic noise; Noise reduction device for electronic equipment withThe pseudo-noise generating means is provided with a decimator that is decimated so that the signal proportional to the information signal with reduced periodic noise obtained from the subtracting means becomes a sampling frequency necessary for expressing the periodic noise. A device for reducing noise of electronic equipment, characterized in that there is provided an adding means for adding a signal expressing periodic noise to pseudo noise to obtain new pseudo noiseIt is.
[0027]
  First2In the noise reduction device for electronic equipment according to the first aspect of the present invention, the pseudo noise generation means includes:Information signal pseudo-noise mixed with periodic noise becomes the sampling frequency necessary to express the periodic noise.Decimating means for decimating at a predetermined ratio, storing means for storing decimated pseudo noise, and decimated pseudo noise read from the storing means are interpolated at a ratio corresponding to the predetermined ratio, This is a noise reduction device for electronic equipment provided with an interpolating means for returning to pseudo noise at the original sampling frequency.
[0028]
  First3In the electronic apparatus noise reduction apparatus according to the first aspect of the present invention, when the level of the information signal mixed with the periodic noise supplied to the pseudo-noise generating means is excessive, a limit means for limiting the level is provided. It is the noise reduction apparatus of the provided electronic device.
[0029]
  First4The present invention includes a microphone and a rotating unit driven by a motor, and a recording device that reduces periodic noise mixed in an audio signal from the microphone through the microphone based on rotation by the rotating unit. In the noise reduction apparatus, an audio signal mixed with periodic noise is supplied, an impulse having the same frequency as the motor drive signal from the servo means for the motor is used as a reference input, and pseudo noise is generated as an impulse response of the reference input. A noise reduction apparatus for a recording apparatus, comprising: pseudo noise generation means; and subtraction means for subtracting pseudo noise from the pseudo noise generation means to obtain an audio signal with reduced periodic noise from an audio signal mixed with periodic noise. It is.
[0031]
  First5The present invention is the first4Of the present inventionRecording deviceIn the noise reduction apparatus, the decimating means for decimating the pseudo noise at a predetermined ratio, the storage means for storing the decimated pseudo noise, and the decimated pseudo noise read from the storage means. Is a noise reduction device of a recording apparatus provided with an interpolating means for interpolating the signal at a ratio corresponding to a predetermined ratio and returning the pseudo noise to the original sampling frequency.
[0032]
  First6The present invention is the first4In the noise reduction apparatus of the recording apparatus of the present invention, when the level of the audio signal mixed with the periodic noise supplied to the pseudo noise generation means is excessive, the noise reduction of the recording apparatus provided with a limit means for limiting the level is provided. Device.
[0033]
  First7The present invention is the first4In the noise reduction device for a recording apparatus of the present invention, a plurality of microphones are provided, and a noise reduction device for a recording apparatus in which pseudo noise generation means and subtraction means are provided for each of the plurality of microphones.
[0034]
  First8The present invention is the first4In the noise reduction device for a recording apparatus of the present invention, the rotation means is a noise reduction device for a recording device that is a rotating drum that is driven by a motor and includes a rotary head and on which a magnetic tape is wound and guided.
[0035]
  First9The present invention is the first4In the noise reduction device for a recording apparatus of the present invention, the rotation means is a noise reduction apparatus for a recording apparatus which is a rotation support means for supporting a disc-shaped recording medium on which an information signal can be recorded driven by a motor.
[0036]
[Specific Example of Embodiment]
A specific example of an embodiment in which the noise reduction device for an electronic apparatus (recording device) according to the present invention is applied to a video camera integrated digital video tape recorder (VTR) will be described in detail below with reference to FIGS. explain. First, with reference to FIG. 1, the overall configuration of the noise reduction device for the electronic apparatus will be described. Left and right audio signals from the left and right microphones ML and MR incorporated in the VTR are supplied to A / D converters 33L and 33R through amplifiers 31L and 31R and AGC circuits (automatic gain control circuits) 32L and 32R, respectively. To left and right digital audio signals. Various noises are picked up by the left and right microphones ML and MR along with sounds to be picked up such as human voices. Here, in particular, periodic noise as a beating sound generated when the rotating magnetic head provided on the rotating drum comes into contact with the magnetic tape is transmitted to the outer casing of the VTR and radiated to the space, and left and right It is intended to reduce the periodic noise collected by the microphones ML and MR and mixed in the left and right audio signals from the left and right microphones ML and MR.
[0037]
The digital left and right audio signals from the A / D converters 33L and 33R are supplied to noise cancellation circuits (noise reduction circuits) 34L and 34R. The noise cancellation circuits 34L and 34R respectively generate pseudo mechanical noises based on the digital subtractor 35 to which the digital left and right audio signals are supplied and the subtraction outputs of the respective subtractors 35, and each of the pseudo mechanical noises. Is supplied to a subtracter 35, and is composed of a digital pseudo mechanical noise generator 36 for subtracting each pseudo mechanical noise from the digital left and right audio signals, respectively.
[0038]
Here, a rotary drum 38 having a fixed drum (not shown) and a rotary magnetic head 39 is provided, and a magnetic tape guide device and a rotary drum 38 that are guided so that the magnetic tape is obliquely wound around these drums are driven to rotate. The drum motor 40 serves as mechanical noise generating means (energy wave generating means). The rotating drum 38 is rotated by the drum motor 40 with a rotation speed of 9000 rpm, for example. The drum motor 40 is provided with servo means 43 that controls the rotation of the drum motor 40. This servo means 43 constitutes a part of the function of the control microcomputer 42.
[0039]
The output digital audio signal from the output terminals 37L and 37R is recorded together with the digital video signal so as to form an inclined track on the magnetic tape 41 by the rotating magnetic head 39.
[0040]
Next, the servo means 43 for the drum motor 40 will be described. Although not shown, the motor 40 has a phase detector that generates a phase detection pulse (frequency is, for example, 150 Hz) according to its rotation and a frequency significantly higher than that of the phase detection pulse according to its rotation. A frequency detector for generating a high frequency detection pulse is provided. A motor drive pulse of 150 Hz is supplied from the servo means 43 to the motor 40. The servo means 43 obtains a drum frequency impulse IPfd (the frequency Fd is 150 Hz) synchronized with the 150 Hz drum drive pulse supplied to the drum motor 40, and this is the pseudo value of each noise cancel circuit 34L, 34R. This is supplied to the mechanical noise generator 36.
[0041]
Next, a specific configuration example of the noise cancellation circuits 34L and 34R will be described with reference to FIG. Reference numeral 58 denotes a RAM. A read address signal RA from the address counter 55 and a write address signal WA obtained by delaying the read address signal RA by a delay unit 57 by a predetermined time D are supplied to the RAM 58.
[0042]
The address counter 55 is supplied with the drum frequency impulse IPfd having the frequency Fd from the servo means 43 from the input terminal 54 as a reset signal, and the sampling clock CKfs having the frequency Fs is supplied to the frequency divider 56. A clock having a frequency of Fs / 2 obtained by dividing the frequency by 1/2 is supplied.
[0043]
When the subtraction output from the subtractor 35 is supplied to the digital limiter 61 and the level of the subtraction output is excessive, the level is limited. When the level of the subtraction output is a reasonable level, the subtraction output is passed through as it is. This is supplied to the multiplier 62. In the coefficient multiplier 62, the output of the digital limiter 61 is digitally multiplied by a coefficient 1 / ν (where ν> 1), and the multiplication output, that is, a signal proportional to the subtraction output is supplied to the decimator 63. The sampling frequency Fs is decimated so as to be Fs / 2. The decimated output is supplied to the adder 60.
[0044]
  The decimating rate by the decimator 63 is determined according to the spread of the frequency component of periodic noise (consisting of the fundamental wave of the periodic noise and its harmonics). That is, according to the sampling theorem, the sampling frequency necessary to express this periodic noise is determined at the minimum. If the frequency of periodic noise is Fn and the sampling frequency of the signal processing main line signal is Fs, the decimating rate becomes Fn / Fs or less. For example, Fs = 48 kHz or 32 kHz, and the frequency of the periodic noise is a harmonic of 150 Hz, which is actually concentrated at 15 kHz or less. Therefore, when Fn = 15 kHz, the decimating rate Fn / Fs is set as described above. For example, it is set to 1/2.Therefore, in the decimated output from the decimator 63, periodic noise of at least Fn (= Fs / 2) kHz is expressed by a sampling frequency of 1/2 of Fs = 48 kHz or 32 kHz.
[0045]
The data RD read out from the RAM 58 is supplied to the interpolator 59 and is interpolated so that the sampling frequency Fs / 2 becomes Fs which is twice, and the interpolated output is supplied to the subtractor 35. Thus, it is subtracted from the digital left audio signal (right audio signal) from the input terminal 51. The data RD read from the RAM 58 is supplied to the adder 60 and added with the decimated output from the decimator 63, and the added output is supplied to the RAM 58 and written as write data WD.
[0046]
A portion of the pseudo mechanical noise generator 36 excluding the limiter 61 and the coefficient multiplier 62 is referred to as a (1/2) Fs system.
[0047]
Next, the noise cancellation circuit of FIG. 2 will be described using mathematical expressions. The input digital left (right) audio signal supplied to the input terminal 51 is represented by s (n), and the output digital left (right) audio signal output from the output terminal 52 is represented by s ′ (n). When the digital pseudo mechanical noise from the noise generator 56 is expressed by e (n), the digital pseudo mechanical noise e (n) is expressed by the following equation.
[0048]
[Expression 1]
e (n) = [s (n) −s ′ (n)]
[0049]
When the sampling frequency of the input digital left (right) audio signal is s (n) is Fs, the sampling clock CKfs of the frequency Fs is supplied to the ½ divider 56 and divided by ½. A clock having a frequency of Fs / 2 is supplied to the address counter 55, and an impulse IPfd of the drum frequency Fd obtained from the servo means 43 is supplied to the address counter 55 as a reset signal.
[0050]
A read address signal RA, which is a count value from the address counter 55, is supplied to the RAM 58, and the address a of the read address signal RA of the RAM 58 is supplied.rData stored in (n) r [ar(n)] is read out. The data stored in the RAM 58 and read out are r (n), r (n-1),..., R (i), r (i-1),. 1) and r (0).
[0051]
The read address signal RA is supplied to the delay unit 57, and the write address signal WA obtained by being delayed by the delay time D is supplied to the RAM 58, and the address a of the write address signal WA of the RAM 58 is supplied.w(n) contains data r [aw(n)] is written.
[0052]
The pseudo mechanical noise e (n) supplied to the subtracter 35 is the read address a of the RAM 58.rRead data r [a for (n)rSince (n)] is output to the interpolator 59 and interpolated, the pseudo mechanical noise e (n) is expressed by the following equation.
[0053]
[Expression 2]
e (n) = Int [r [ar(n)]]
[0054]
An output digital left (right) audio signal with a sampling frequency of Fs is supplied to the limiter 61 as s '(n) to obtain an amplitude-limited signal Lim [s' (n)]. The signal Lim [s ′ (n)] is supplied to the coefficient multiplier 60 and multiplied by the coefficient 1 / ν to obtain the signal Lim [s ′ (n)] / ν. Then, the signal Lim [s ′ (n)] / ν is supplied to the decimator 63 and decimated to obtain a signal Dec [Lim [s ′ (n)] / ν] having a sampling frequency of Fs / 2.
[0055]
Then, the adder 60 reads the read data r [ar(n)] and the signal Dec [Lim [s ′ (n)] / ν] from the decimator 63 are added, and the write data, which is the addition output, is supplied to the RAM 58 and the address a of the RAM 58 is added.wWrite as if updating data in (n). Therefore, the write data r [aw(n)] is expressed as the following equation.
[0056]
[Equation 3]
 r [aw(n)] ＝ r [ar(n)] + Dec [Lim [s' (n)]m / ν]
However, ar(n) = n / 2 − T, aw(n) = ar(n−D)
[0057]
In Equation 3, D represents a coefficient (delay time) for correcting the delay time due to interpolation and decimation. That is, D indicates a delay time of y with respect to x when y = Int [Dec [x]]. T indicates the time closest to n when the drum frequency impulse IPfd is input.
[0058]
The coefficient ν in the coefficient multiplier 62 is a parameter that determines the learning time and accuracy. The larger the value, the higher the accuracy and the longer the learning time, and the smaller the value, the lower the accuracy and the shorter the learning time. By setting ν to a power of 2, it is possible to perform calculation only by arithmetic shift without using a multiplier or a divider. In addition, the division of 1/2, 1/3,..., Etc. in the address calculation is also an integer calculation, so it can be constituted by an arithmetic shift.
[0059]
Interpolation Int [x (n)] is represented by the following equation when the interpolator 59 is constituted by, for example, a 3-tap half-band filter. The half-band filter is a low-pass filter whose cut-off frequency is ¼ of the sampling frequency, that is, a low-pass filter that halves the passband.
[0060]
[Expression 4]
 Int [x (n)] = {x (n) + 2x (n-1) + x (n-2)} / 4
[0061]
Decimation Dec [x (n)] is expressed by the following equation when the decimator 63 is constituted by, for example, a 3-tap half-band filter.
[0062]
[Equation 5]
Dec [x (n)] = {x (n) + 2x (n-1) + x (n-2)} / 4
[0063]
Limitation Lim [s ′ (n)] used in Equation 3mIs expressed by the following equation, where m is the reference level.
[0064]
[Formula 6]
Lim [s ′ (n)]m= S (n) ... s (n) <m
Lim [s ′ (n)]m＝ m ………… s (n) ≧ m
[0065]
Decimator 63 is used because signal processing is performed around RAM 58 with a frequency Fs / 2 that is ½ of sampling frequency Fs of input digital left (right) audio signal S (n). An interpolator 59 is used to return the sampling frequency Fs / 2 of the signal processed by the decimator 63 to a signal having the original sampling frequency Fs. The interpolation ratio is set to 2, which is the reciprocal of the decimating ratio 1/2. Control of the RAM 58, in other words, the sampling frequency of the pseudo mechanical noise is ½ of the sampling frequency Fs of the input digital left (right) audio signal, so that signal folding does not occur in signal processing around the RAM 58. . Further, the limiter 61 can prevent a signal having an unexpectedly high level {output digital left (right) audio signal s ′ (n) from being supplied to the pseudo mechanical noise generator 36.
[0066]
Next, the reason for the existence of the delay device 57 will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows the drum frequency impulse IPfd, and FIG. 3B shows the input digital left (right) audio signal s (n) fully synchronized with the drum frequency impulse IPfd. Further, the multiplication coefficient 1 / ν of the coefficient multiplier 62 is set to 1. FIG. 3C shows the output of the decimator 63, which is delayed with respect to the input digital left (right) audio signal s (n) of FIG. 3B. FIG. 3E shows the pseudo mechanical noise e ′ (n) which is the output of the interpolator 59. This is the sampling period D with respect to the input digital left (right) audio signal s (n) in FIG. It is delayed by a factor of two. Therefore, as shown in FIG. 3D, if this pseudo mechanical noise e ′ (n) is read from the RAM 58 by D times the sampling period first, the output e (n) of the interpolator 59 will be as shown in FIG. 3B. The phase of the input digital left (right) audio signal s (n) coincides.
[0067]
A specific example of an embodiment in which the noise reduction device for an electronic apparatus (recording device) according to the present invention is applied to a recording device (recording / reproducing device) for a disk-shaped recording medium will be described below with reference to FIG. Left and right sound signals from left and right microphones ML and MR incorporated in a recording device for a disk-shaped recording medium are converted into A / D converters through amplifiers 31L and 31R and AGC circuits (automatic gain control circuits) 32L and 32R, respectively. The signals are supplied to 33L and 33R and converted into left and right digital audio signals. Various noises are picked up by the left and right microphones ML and MR along with sounds to be picked up such as human voices. Here, in particular, a rotation support means for supporting a disc-shaped recording medium 73 capable of recording and reproducing information signals, that is, a base 72, a spindle 71 attached to the base 72, and a motor 70 for driving the rotation support means. It becomes a mechanical noise generating means.
[0068]
  The spindle 71 and the base 72 are rotated by a motor (spindle motor) 70. The motor 70 is provided with servo means 43 for controlling its rotation. This servo means 43 constitutes a part of the function of the control microcomputer 42. The servo means 43 outputsdiskImpulse with frequency FdIPfd.
[0069]
In FIG. 4, since the other structure is the same as that of FIG. 1, the same code | symbol is attached | subjected to a corresponding part and duplication description is abbreviate | omitted.
[0070]
The energy wave generating means can be a rotating body, a vibrating body, a vibrator, a speaker, a light emitting source, an oscillator, or the like that generates energy waves such as vibration, sound, light, and electromagnetic waves. An information signal mixed with noise components by these energy waves can be an audio signal, a video signal, or the like.
[0071]
Electronic devices to which the present invention can be applied include a helical scan type recording device (recording / reproducing device), a tape recorder, a disk recording device (recording / reproducing device), and the like that record / reproduce video signals and audio signals.
[0072]
As an information signal mixed with periodic noise, not only an audio signal but also a video signal can be used.
[0073]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the energy wave generating means driven by the drive signal from the drive signal source to generate the energy wave is provided, and mixed into the information signal based on the energy wave from the energy wave generating means. In an electronic device noise reduction apparatus that reduces periodic noise, an information signal mixed with periodic noise is supplied, and an impulse having the same frequency as the drive signal from the drive signal source is used as a reference input. Pseudo noise generating means for generating pseudo noise as an impulse response of input, and subtraction for subtracting pseudo noise from the pseudo noise generating means from the information signal mixed with periodic noise to obtain an information signal with reduced periodic noise Means, so that the quality of the information signal is not deteriorated so much and it does not depend on the nature of the periodic noise. The periodic noise mixed in the information signal can be reliably reduced without being affected by the noise, and since there is no repeated multiplication in the calculation process, pseudo noise can be realized with simple software or small-scale hardware It is possible to obtain a noise reduction device for an electronic device that can be used. For this reason, the freedom degree of arrangement | positioning between an energy wave generation means and an information signal generation means becomes high, and size reduction of electronic equipment itself is possible. Further, since the detection means for detecting the energy wave itself that causes periodic noise is not required, the configuration is simplified. Furthermore, even if the periodic noise mixed in the information signal varies depending on the model or changes with time, pseudo noise that approximates the periodic noise can be generated. It is not necessary to make adjustments according to variations due to differences or changes with time.
[0074]
  Also,A signal that is proportional to the information signal with reduced periodic noise obtained from the subtracting means is supplied to the pseudo noise generating means.A signal expressing periodic noise is passed through a decimator that is decimated to obtain the sampling frequency necessary to express periodic noise.Addition means for adding new pseudo noise by adding to pseudo noise is provided., StudyPseudo-noise that closely approximates periodic noise contained in information signals due to learning effectsTheTherefore, it is possible to obtain a noise reduction device for an electronic device that can more reliably reduce periodic noise mixed in an information signal.
[0075]
  First2According to the present invention, in the noise reduction device for an electronic device according to the first aspect of the present invention, the pseudo noise generating means includes:An information signal mixed with periodic noise has a sampling frequency necessary to express periodic noise.Decimating means for decimating at a predetermined ratio, storing means for storing decimated pseudo noise, and decimated pseudo noise read from the storing means are interpolated at a ratio corresponding to the predetermined ratio, In addition to the effect of the first aspect of the present invention, there is provided an electronic device in which aliasing noise is generated from the pseudo noise generating means and is not mixed into the information signal. An apparatus noise reduction device can be obtained.
[0076]
  First3According to the present invention, in the noise reduction apparatus for an electronic device according to the first aspect of the present invention, when the level of the information signal mixed with the periodic noise supplied to the pseudo noise generating means is excessive, the limit is limited. Since the means is provided, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, an excessive information signal mixed with periodic noise is supplied to the pseudo noise generating means, and the function of the pseudo noise generating means is impaired. It is possible to obtain a noise reduction device for an electronic device that is unlikely to generate pseudo noise that is completely different from the periodic noise mixed in the information signal.
[0077]
  First4According to the present invention, the microphone and the rotating means driven by the motor are provided, and periodic noise mixed in the audio signal from the microphone is reduced through the microphone based on the rotation by the rotating means. In the noise reduction device of the recording device, an audio signal mixed with periodic noise is supplied, an impulse having the same frequency as the motor drive signal from the servo means for the motor is used as a reference input, and pseudo noise is generated as an impulse response of this reference input. Since there is a pseudo noise generating means for generating and a subtracting means for subtracting the pseudo noise from the pseudo noise generating means to obtain an audio signal with reduced periodic noise from the audio signal mixed with the periodic noise. Do not depend on the nature of periodic noise without degrading the quality of In addition, since the periodic noise mixed in the audio signal can be surely reduced, and there is no repetition of multiplication in the calculation process, the pseudo noise can be realized with simple software or small-scale hardware. The noise reduction device can be obtained. For this reason, the freedom degree of arrangement | positioning between a rotation means and a microphone becomes high, and size reduction of recording apparatus itself is possible. Further, since the detecting means for detecting the noise itself generated from the rotating means is not necessary, the configuration is simplified. Furthermore, even if the periodic noise mixed in the information signal varies depending on the model or changes with time, pseudo noise that approximates the periodic noise can be generated. It is not necessary to make adjustments according to variations due to differences or changes with time.
[0078]
  Also,A signal that is proportional to the audio signal with reduced periodic noise obtained from the subtracting means is supplied to the pseudo noise generating means.A signal expressing periodic noise is passed through a decimator that is decimated to obtain the sampling frequency necessary to express periodic noise.Addition means for adding new pseudo noise by adding to pseudo noise is provided., StudyPseudo noise that approximates the periodic noise contained in the audio signal due to the learning effectTheTherefore, it is possible to obtain a noise reduction device for a recording device that can more reliably reduce periodic noise mixed in the audio signal.
[0079]
  First5According to the present invention,4Of the present inventionRecording deviceIn the noise reduction device, the pseudo noise generation meansAn audio signal mixed with periodic noise has a sampling frequency necessary to express periodic noise.Decimating means for decimating at a predetermined ratio, storing means for storing the decimated pseudo noise, and decimated pseudo noise read from the storing means are interpolated at a ratio corresponding to the predetermined ratio, And interpolating means for returning to the pseudo noise of the original sampling frequency.4In addition to the effect of the present invention, it is possible to obtain a noise reduction device for a recording apparatus in which aliasing noise is generated from the pseudo noise generating means and is not likely to be mixed into an information signal.
[0080]
  First6According to the present invention,4In the noise reduction apparatus of the recording apparatus of the present invention, when the level of the audio signal mixed with the periodic noise supplied to the pseudo noise generating means is excessive, the limit means for limiting the level is provided.4In addition to the effect of the present invention, it is possible to obtain a noise reduction device for a recording apparatus in which aliasing noise is generated from the pseudo noise generating means and is not likely to be mixed into an information signal.
[0081]
  First7According to the present invention,4In the noise reduction device of the recording apparatus of the present invention, a plurality of microphones are provided, and a pseudo noise generating means and a subtracting means are provided for each of the plurality of microphones, so that they are included in each audio signal from the plurality of microphones. Even if there is a phase difference between periodic noises, it is possible to obtain a noise reduction device for a recording apparatus that can reliably reduce each periodic noise.
[0082]
  First8According to the present invention,4In the recording apparatus noise reduction apparatus according to the present invention, since the rotating means is a rotating drum that is driven by a motor and includes a rotating head and on which a magnetic tape is wound and guided, the quality of the audio signal is significantly reduced. The periodic noise mixed in the audio signal can be reliably reduced without depending on the nature of the periodic noise, and the pseudo noise can be realized with simple software or small-scale hardware. A recording apparatus noise reduction apparatus that can perform recording is obtained. For this reason, the freedom degree of arrangement | positioning between a rotating drum and a microphone becomes high, and size reduction of recording apparatus itself is possible. Further, since the detection means for detecting the noise itself generated from the rotating drum provided with the rotating head and driven by the motor and guided by the magnetic tape is not required, the configuration is simplified. Furthermore, even if the periodic noise mixed in the audio signal varies depending on the model or changes with time, pseudo noise that approximates the periodic noise can be generated. Thus, it is possible to obtain a noise reduction apparatus for a recording apparatus that does not require adjustments according to variations due to differences in time and changes with time.
[0083]
  First9According to the present invention,4In the noise reduction device for a recording apparatus of the present invention, the rotating means supports a disc-shaped recording medium that is driven by a motor and can record information signals.RuSince it is a rotation support means, the periodic noise mixed in the audio signal can be surely reduced without significantly reducing the quality of the audio signal and without depending on the nature of the periodic noise, and the pseudo noise can be reduced. In addition, it is possible to obtain a noise reduction apparatus for a recording apparatus that can be realized with simple software or small-scale hardware. For this reason, the freedom degree of arrangement | positioning between a rotation support means and a microphone becomes high, and size reduction of recording apparatus itself is possible. Further, since the detection means for detecting the noise itself generated from the rotation support means is unnecessary, the configuration is simplified. Furthermore, even if the periodic noise mixed in the audio signal varies depending on the model or changes with time, pseudo noise that approximates the periodic noise can be generated. Thus, it is possible to obtain a noise reduction apparatus for a recording apparatus that does not require adjustments according to variations due to differences in time and changes with time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a noise removal device of an electronic apparatus (recording device) as a specific example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration example of the noise cancellation circuit of FIG. 1;
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of a specific example;
FIG. 4 is a block diagram showing a noise removing device of an electronic apparatus (recording device) according to another specific example of the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a preceding example of a noise removal device for an electronic device (recording device).
[Explanation of symbols]
ML, MR microphone, 33L, 33R A / D converter, 34L, 34R noise cancellation circuit, 35 subtractor, 36 pseudo mechanical noise generator, 55 address counter, 56 frequency divider, 57 delay device, 58 RAM, 59 Interpolator, 60 adder, 61 limiter, 62 coefficient multiplier, 63 decimator.

Claims (9)

駆動信号源よりの駆動信号によって駆動されて、エネルギー波を発生するエネルギー波発生手段を備え、該エネルギー波発生手段よりのエネルギー波に基づいて、情報信号に混入した周期的ノイズを低減するようにした電子機器のノイズ低減装置において、
上記周期的ノイズの混入した情報信号を供給して、上記駆動信号源よりの駆動信号と同じ周波数のインパルスを参照入力とし、該参照入力のインパルス応答として疑似ノイズを生成する疑似ノイズ生成手段と、
上記周期的ノイズの混入した情報信号から、上記疑似ノイズ生成手段よりの疑似ノイズを減算して周期的ノイズの低減された情報信号を得る減算手段とを有する電子機器のノイズ低減装置であって、
上記疑似ノイズ生成手段に、
上記減算手段より得られた周期的ノイズの低減された情報信号に比例する信号を該周期的ノイズを表現するのに必要なサンプリング周波数になるようにデシメートされるデシメータを介して該周期的ノイズが表現された信号を上記疑似ノイズに加算して新たな疑似ノイズを得る加算手段を設けたことを特徴とする電子機器のノイズ低減装置。 An energy wave generating unit that is driven by a driving signal from a driving signal source to generate an energy wave is provided, and periodic noise mixed in the information signal is reduced based on the energy wave from the energy wave generating unit. In the electronic device noise reduction device,
A pseudo noise generating means for supplying an information signal mixed with the periodic noise, using an impulse having the same frequency as the driving signal from the driving signal source as a reference input, and generating pseudo noise as an impulse response of the reference input;
From contaminating the information signal of the periodic noise, the noise reduction device that electronic device having a a pseudo noise to obtain a reduced information signal periodically noise by subtracting subtracting means from the pseudo noise generating means There,
In the pseudo noise generating means,
The periodic noise is transmitted through a decimator that is decimated so that a signal proportional to the information signal with reduced periodic noise obtained from the subtracting means becomes a sampling frequency necessary for expressing the periodic noise. An apparatus for reducing noise of an electronic device, comprising: adding means for adding a expressed signal to the pseudo noise to obtain new pseudo noise. 請求項１に記載の電子機器のノイズ低減装置において、
上記疑似ノイズ生成手段に、
上記周期的ノイズの混入した情報信号を該周期的ノイズを表現するのに必要なサンプリング周波数になるような所定の比率でデシメートするデシメート手段と、
上記デシメートされた疑似ノイズを記憶する記憶手段と、
該記憶手段から読み出されたデシメートされた疑似ノイズを、上記所定の比率に対応した比率でインタポレートして、元のサンプリング周波数の疑似ノイズに戻すインタポレート手段とを設けたことを特徴とする電子機器のノイズ低減装置。In the noise reduction apparatus of the electronic device of Claim 1,
In the pseudo noise generating means,
Decimating means for decimating the information signal mixed with the periodic noise at a predetermined ratio so as to obtain a sampling frequency necessary for expressing the periodic noise ;
Storage means for storing the decimated pseudo noise;
Interpolating means for interpolating the decimated pseudo noise read from the storage means at a ratio corresponding to the predetermined ratio and returning the pseudo noise to the original sampling frequency is provided. Noise reduction device for electronic equipment. 請求項１に記載の電子機器のノイズ低減装置において、
上記疑似ノイズ生成手段に供給する上記周期的ノイズの混入した情報信号のレベルが過大のときに、そのレベルを制限するリミット手段を設けたことを特徴とする電子機器のノイズ低減装置。In the noise reduction apparatus of the electronic device of Claim 1,
A noise reduction apparatus for electronic equipment, comprising a limit means for limiting a level of an information signal mixed with periodic noise supplied to the pseudo noise generation means when the level is excessive. マイクロフォンと、モータによって駆動される回転手段とを備え、上記回転手段による回転に基づいて、上記マイクロフォンを通じて、該マイクロフォンよりの音声信号に混入した周期的ノイズを低減するようにした記録装置のノイズ低減装置において、
上記周期的ノイズの混入した音声信号を供給して、上記モータに対するサーボ手段からのモータ駆動信号と同じ周波数のインパルスを参照入力とし、該参照入力のインパルス応答として疑似ノイズを生成する疑似ノイズ生成手段と、
上記周期的ノイズの混入した音声信号から、上記疑似ノイズ生成手段よりの疑似ノイズを減算して周期的ノイズの低減された音声信号を得る減算手段とを有する記録装置のノイズ低減装置であって、
上記疑似ノイズ生成手段に、
上記減算手段より得られた周期的ノイズの低減された音声信号に比例する信号を該周期的ノイズを表現するのに必要なサンプリング周波数になるようにデシメートされるデシメータを介して該周期的ノイズが表現された信号を上記疑似ノイズに加算して新たな疑似ノイズを得る加算手段を設けたことを特徴とする記録装置のノイズ低減装置。 A noise reduction of a recording apparatus comprising a microphone and a rotating means driven by a motor, wherein periodic noise mixed in an audio signal from the microphone is reduced through the microphone based on rotation by the rotating means. In the device
Pseudo noise generating means for supplying an audio signal mixed with periodic noise, using an impulse having the same frequency as the motor drive signal from the servo means for the motor as a reference input, and generating pseudo noise as an impulse response of the reference input When,
The contaminating audio signal of the periodic noise, the noise reduction apparatus of the above pseudo noise generating means subtracting to the pseudo noise than that having a subtraction means for obtaining a reduced audio signal periodically noise record device There,
In the pseudo noise generating means,
The periodic noise is transmitted through a decimator that is decimated so that a signal proportional to the speech signal with reduced periodic noise obtained from the subtracting means has a sampling frequency necessary for expressing the periodic noise. An apparatus for reducing noise of a recording apparatus, comprising: addition means for adding a expressed signal to the pseudo noise to obtain new pseudo noise. 請求項４に記載の記録装置のノイズ低減装置において、
上記疑似ノイズ生成手段に、
上記周期的ノイズの混入した情報信号を該周期的ノイズを表現するのに必要なサンプリング周波数になるような所定の比率でデシメートするデシメート手段と、
上記デシメートされた疑似ノイズを記憶する記憶手段と、
該記憶手段から読み出されたデシメートされた疑似ノイズを、上記所定の比率に対応した比率でインタポレートして、元のサンプリング周波数の疑似ノイズに戻すインタポレート手段とを設けたことを特徴とする記録装置のノイズ低減装置。The noise reduction device for a recording apparatus according to claim 4,
In the pseudo noise generating means,
Decimating means for decimating the information signal mixed with the periodic noise at a predetermined ratio so as to obtain a sampling frequency necessary for expressing the periodic noise ;
Storage means for storing the decimated pseudo noise;
Interpolating means for interpolating the decimated pseudo noise read from the storage means at a ratio corresponding to the predetermined ratio and returning the pseudo noise to the original sampling frequency is provided. Noise reduction device for recording device. 請求項４に記載の記録装置のノイズ低減装置において、
上記疑似ノイズ生成手段に供給する上記ノイズの混入した音声信号のレベルが過大のときに、そのレベルを制限するリミット手段を設けたことを特徴とする記録装置のノイズ低減装置。The noise reduction device for a recording apparatus according to claim 4 ,
A noise reduction apparatus for a recording apparatus, comprising a limit means for limiting a level of an audio signal mixed with noise supplied to the pseudo noise generation means when the level is excessive. 請求項４に記載の記録装置のノイズ低減装置において、
上記マイクロフォンを複数設けると共に、
上記疑似ノイズ生成手段及び上記減算手段を、それぞれ上記複数のマイクロフォン毎に設けたことを特徴とする記録装置のノイズ低減装置。The noise reduction device for a recording apparatus according to claim 4 ,
While providing a plurality of the microphones,
A noise reduction apparatus for a recording apparatus, wherein the pseudo noise generation means and the subtraction means are provided for each of the plurality of microphones. 請求項４に記載の記録装置のノイズ低減装置において、
上記回転手段は、モータによって駆動される、回転ヘッドを備え、磁気テープが巻付け案内される回転ドラムであることを特徴とする記録装置のノイズ低減装置。The noise reduction device for a recording apparatus according to claim 4 ,
An apparatus for reducing noise in a recording apparatus, wherein the rotating means is a rotating drum that is driven by a motor and includes a rotating head on which a magnetic tape is wound and guided. 請求項４に記載の記録装置のノイズ低減装置において、
上記回転手段は、モータによって駆動される、情報信号の記録可能なディスク状記録媒体を支持する回転支持手段であることを特徴とする記録装置のノイズ低減装置。The noise reduction device for a recording apparatus according to claim 4 ,
The noise reduction device for a recording apparatus, wherein the rotation means is rotation support means for supporting a disc-shaped recording medium capable of recording an information signal driven by a motor.
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