JP6965090B2 - Voice processing device and control method of voice processing device - Google Patents
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Description
本発明は、音声処理装置および音声処理装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a voice processing device and a method for controlling the voice processing device.
近年、特定の位置にいる人にだけアナウンスが聞こえるように、指向性スピーカ(超音波スピーカ)が駅構内、動く歩道、博物館、待合室等に設置されてきている。その近辺で動画記録を行うと、指向性スピーカから出力される超音波帯域の搬送波の影響により、カメラ内部の音声回路が飽和状態となり、本来受信信号が有している主音声の成分が歪んで録音されてしまうという課題がある。その原因は、主に超音波帯域の搬送波の音圧が主音声の成分の音圧よりも非常に高い出力を用いているため、主音声は飽和しない状態であっても、搬送波によって飽和してしまうためである。 In recent years, directional speakers (ultrasonic speakers) have been installed in station premises, moving walkways, museums, waiting rooms, etc. so that only people in a specific position can hear the announcement. When video recording is performed in the vicinity, the audio circuit inside the camera becomes saturated due to the influence of the carrier wave in the ultrasonic band output from the directional speaker, and the main audio component originally possessed by the received signal is distorted. There is a problem that it will be recorded. The reason is that the sound pressure of the carrier wave in the ultrasonic band is mainly higher than the sound pressure of the main sound component, so even if the main sound is not saturated, it is saturated by the carrier wave. This is because it will be stored.
このような問題を解決するために、受信回路の信号飽和対策として、オートゲインコントロール(AGC)を用いて回路の飽和を防止する方法がある。また、特許文献1には、回路の飽和状態によって発生した高調波成分を抽出してそのレベルを調べることで回路の飽和状態を直接的に検出することが開示されている。また、特許文献2には、振動センサ(歪みゲージ)の出力を用いて「可聴帯域」の振動を直接検出し、出力元の超音波駆動回路の周波数設定へフィードバックすることにより、可聴帯域の振動音を抑制する方法が開示されている。
In order to solve such a problem, as a measure against signal saturation of the receiving circuit, there is a method of preventing circuit saturation by using an auto gain control (AGC). Further, Patent Document 1 discloses that the saturated state of a circuit is directly detected by extracting a harmonic component generated by the saturated state of the circuit and examining the level thereof. Further, in
しかし、上述のAGCを用いる方法では、受信回路の飽和防止には効果があるものの回路が飽和しないような場合にもゲインを下げてしまうため、ダイナミックレンジの有効活用という点では十分なものとは言えない。また、特許文献1の方法では、音声回路が飽和状態となってから検出および制御を開始するため、音声が歪んだ状態から記録を開始してしまう可能性がある。また、特許文献2の方法では、振動センサ(歪みゲージ)では空間を伝わる超音波帯域の音は検出できないという課題がある。
However, although the above-mentioned method using AGC is effective in preventing saturation of the receiving circuit, the gain is lowered even when the circuit is not saturated, so that it is sufficient in terms of effective utilization of the dynamic range. I can not say. Further, in the method of Patent Document 1, since the detection and control are started after the voice circuit is saturated, there is a possibility that the recording is started from the state where the voice is distorted. Further, the method of
そこで、本発明の目的は、超音波帯域の搬送波の影響による音声信号の歪みを低減することである。 Therefore, an object of the present invention is to reduce distortion of an audio signal due to the influence of a carrier wave in the ultrasonic band.
本発明の音声処理装置は、アナログ音声信号に対してアナログゲインでアナログゲイン制御を行うアナログゲイン部と、アナログ音声信号をデジタル音声信号に変換するアナログデジタル変換部と、デジタル音声信号に対してデジタルゲインでデジタルゲイン制御を行うデジタルゲイン部と、振動を検出する第1の振動検出部と、前記第1の振動検出部とは共振点が異なる振動を検出する第2の振動検出部と、前記第1の振動検出部の出力信号の絶対値が第1の閾値より小さい、または、前記第1の振動検出部の出力信号と前記第2の振動検出部の出力信号との差分が第2の閾値より小さい場合には、前記アナログゲイン部に対して第1のアナログゲインを設定し、前記デジタルゲイン部に対して第1のデジタルゲインを設定し、前記第1の振動検出部の出力信号の絶対値が前記第1の閾値より大きく、且つ、前記第1の振動検出部の出力信号と前記第2の振動検出部の出力信号との差分が前記第2の閾値より大きい場合には、前記アナログゲイン部に対して前記第1のアナログゲインより小さい第2のアナログゲインを設定し、前記デジタルゲイン部に対して前記第1のデジタルゲインより大きい第2のデジタルゲインを設定する制御部とを有する。 The audio processing device of the present invention has an analog gain unit that controls analog gain with analog gain for an analog audio signal, an analog digital conversion unit that converts an analog audio signal into a digital audio signal, and a digital for a digital audio signal. A digital gain unit that performs digital gain control by gain, a first vibration detection unit that detects vibration, a second vibration detection unit that detects vibration whose resonance point is different from that of the first vibration detection unit, and the above. The absolute value of the output signal of the first vibration detection unit is smaller than the first threshold value, or the difference between the output signal of the first vibration detection unit and the output signal of the second vibration detection unit is the second. If it is smaller than the threshold value, the first analog gain is set for the analog gain unit, the first digital gain is set for the digital gain unit, and the output signal of the first vibration detection unit is set. When the absolute value is larger than the first threshold value and the difference between the output signal of the first vibration detection unit and the output signal of the second vibration detection unit is larger than the second threshold value, the above A control unit that sets a second analog gain smaller than the first analog gain with respect to the analog gain unit and sets a second digital gain larger than the first digital gain with respect to the digital gain unit. Have.
本発明によれば、超音波帯域の搬送波の影響による音声信号の歪みを低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the distortion of the audio signal due to the influence of the carrier wave in the ultrasonic band.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る撮像装置100の構成例を説明するためのブロック図である。撮像装置100は、音声処理装置であり、例えば、デジタルカメラ、ビデオカメラの他、スマートフォン、タブレット等である。以下、図1を参照して、撮像装置100の構成について説明する。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram for explaining a configuration example of the
撮像装置100は、撮像光学系を構成する撮影レンズ101およびシャッタ102と、撮像部103とを有する。撮影レンズ101は、ズームレンズおよびフォーカスレンズを含むレンズ群である。シャッタ102は、絞り機能を有し、撮像素子104に入射する光量を調節する。撮像部103は、光学像を電気信号(アナログ電気信号)に変換する撮像素子104を有する。撮像素子104は、電荷を蓄積することで画像を生成することが可能な、CCDまたはCMOSなどの固体撮像素子からなる電荷蓄積型の撮像手段である。撮像部103は、AFE(Analog Front End)133を有する。AFE133は、撮像素子104から出力されたアナログ電気信号(アナログ画像データ)に対してゲイン量の調節およびサンプリングなどを行う。なお、AFE133は、後述のシステム制御部109からの指示に応じて、取得された画像データに対するゲイン量の増幅や減少に関する調節を行う。さらに、撮像部103は、A/D変換部105を有する。A/D変換部105は、AFE133によりゲイン量が調節されたアナログ画像データをデジタル信号(デジタル画像データ)に変換する。
The
撮像装置100は、画像処理部106、メモリ制御部107、揮発性メモリ108、システム制御部109、表示部112、および不揮発性メモリ113を有する。撮像部103は、画像処理部106およびメモリ制御部107に対して、A/D変換処理部105により生成されたデジタル画像データを出力する。画像処理部106は、撮像部103から入力するデジタル画像データ、または、メモリ制御部107から入力するデジタル画像データに対して、所定の画素補間および縮小等のリサイズ処理、色変換処理等の処理を行う。また、画像処理部106は、システム制御部109からの指示に応じて、デジタル画像データに対するゲイン量の増幅または減少に関する調節を行う。すなわち、アナログ画像データおよびデジタル画像データの両方のゲイン量の調節は、システム制御部109によって設定されたゲイン量に基づいて行われる。
The
画像処理部106は、各種の処理の後に、デジタル画像データをシステム制御部109に出力する。システム制御部109は、被写体の輝度値に応じて、露出制御およびフォーカス制御などを実行する。例えば、システム制御部109は、TTL(スルー・ザ・レンズ)方式のAF(オートフォーカス)処理、AE(自動露出)処理、調光処理、およびAWB(オートホワイトバランス)処理等を行う。システム制御部109は、画像処理部106から入力するデジタル画像データを基に、被写体を撮像する際の露出量、および撮影レンズ101の位置などを算出する。そして、システム制御部109は、当該算出の結果に基づいた露出制御およびフォーカス制御を実行する。
The
また、撮像部103から出力されるデジタル画像データは、画像処理部106とメモリ制御部107を介して、揮発性メモリ108に一時的に記録される。揮発性メモリ108は、一時的に記録され電源の供給がなくなると消去されるDRAMなどの記録素子からなる記録部である。揮発性メモリ108は、撮像部103によって取得されたデジタル画像データ、および表示部112に表示する表示用のアナログ画像データを記録することができる。また、揮発性メモリ108は、所定枚数の静止画、所定時間の動画、および音声データを記録することができる十分な記憶容量を有する。また、揮発性メモリ108は、画像表示用メモリを兼ねている。メモリ制御部107は、揮発性メモリ108に一時的に記録されたデジタル画像データを読み出す。
Further, the digital image data output from the
不揮発性メモリ113は、電源が供給されていなくてもデータを保存可能なメモリであり、例えば、フラッシュメモリ等に代表されるEEPROM等である。不揮発性メモリ113は、種々のデータを格納している。例えば、不揮発性メモリ113は、撮像装置100において実行されるプログラム、動作用の定数、種々の露出条件、撮像装置100内の処理で使用する算出式などを格納している。なお、撮像装置100において実行されるプログラムは、図3および図4に示す処理を行うためのプログラムである。
The
システム制御部109は、例えばCPUであり、不揮発性メモリ113に記憶されている各種のプログラムに基づき、撮像装置100の全体的な動作を統括的に制御する。例えば、システム制御部109は、揮発性メモリ108、メモリ制御部107、および表示部112等を制御することにより、静止画および動画の表示制御を行う。また、システム制御部109は、画像処理部106、メモリ制御部107、および電源制御部115などに対して制御の指示を行う。
The
撮像装置100は、操作部116、シャッタボタン117およびモード切り替えスイッチ118を有する。操作部116は、表示部112に表示される種々の機能アイコンの選択等を行うための操作部材を有し、所定の機能アイコンが選択されることにより、場面毎に適宜機能が操作部材に割り当てられる。即ち、操作部116の操作部材は、各種の機能ボタンとして用いられる。
The
シャッタボタン117は、第1のスイッチSW1と、第2のスイッチSW2とを有する。第1のスイッチSW1は、シャッタボタン117の操作途中の半押し状態でオンとなり、撮影準備を指示する信号をシステム制御部109に出力する。システム制御部109は、第1のスイッチSW1がオンになった信号を入力すると、前述したAF処理、AE処理、調光処理、およびAWB処理等などの、露出制御およびフォーカス制御を開始する。
The
シャッタボタン117の第2のスイッチSW2は、全押し状態でオンとなり、被写体の撮像開始を指示する信号をシステム制御部109に出力する。システム制御部109は、シャッタボタン117の第2のスイッチSW2がオンになった信号を入力すると、撮像素子104において蓄積された電荷に応じたアナログ画像データを読み出す。A/D変換部105は、アナログ画像データをデジタル画像データに変換する。システム制御部109は、デジタル画像データを記録媒体111に書き込む。同時に、システム制御部109は、デジタル画像データを表示部112に表示させる。以上説明した一連の撮影動作が、シャッタボタン117の第2のスイッチSW2のオンに応じて行われる。モード切り替えスイッチ118は、撮像装置100の動作モード(静止画モード、動画モード、再生モード等)を切り替えるためのスイッチである。
The second switch SW2 of the
撮像装置100は、電源部114および電源制御部115を有する。電源部114は、アルカリ電池またはリチウム電池等の一次電池、NiCd電池、NiMH電池、またはリチウムイオン電池等の二次電池、或いは、ACアダプタ等であり、電源制御部115へ電力を供給する。電源制御部115は、電池検出回路、DC−DCコンバータ、および通電ブロックを切り替えるスイッチ回路等を有する。電源制御部115は、電源部114における電池の装着の有無、電池の種類、電池残量等を検出し、その検出結果をシステム制御部109に出力する。そして、電源制御部115は、システム制御部109の指示に基づいて、DC−DCコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間各部へ供給する。
The
撮像装置100は、記録媒体111およびインターフェース(I/F)110を有する。インターフェース110は、記録媒体111が記録媒体スロット(不図示)に装着された際に、記録媒体111とシステム制御部109との間の通信を可能にするためのインターフェースである。
The
撮像装置100は、音声入出力ブロック119を有する。音声入出力ブロック119は、マイク120から取り込んだ音声信号をA/D変換する音声入力ブロックと、記録された音声をD/A変換してヘッドフォン131から再生する音声出力ブロックとを有する。
The
音声入出力ブロック119は、マイク120、マイクアンプ部121、ADC部122、デジタルフィルタ部123、デジタルゲイン部124、およびAGC125を有する。マイク120は、アナログ音声信号を取り込む。マイクアンプ部121は、アナログゲイン部であり、マイク120により取り込まれたアナログ音声信号に対して所定のアナログゲインで増幅することにより、アナログゲイン制御を行う。ADC部122は、アナログデジタル変換部であり、マイクアンプ部121が出力するアナログ音声信号をデジタル音声信号に変換する。デジタルフィルタ部123は、そのデジタル音声信号に対して、所定の周波数変更処理を行う。デジタルゲイン部124は、デジタルフィルタ部123が出力するデジタル音声信号に対して、所定のデジタルゲインでデジタルゲイン制御を行う。AGC125は、オートゲインコントロールブロックであり、デジタルゲイン部124が出力するデジタル音声信号に対して、所定のゲイン制御を行い、システム制御部109へ出力する。システム制御部109は、入力されたデジタル音声信号を任意のコーデックのフォーマットの音声データに変換し、変換した音声データを動画像記録データとともにインターフェース110を経由し、記録媒体111へ記録する。
The audio input /
音声入出力ブロック119は、デジタルフィルタ部126、デジタルゲイン部127、AGC128、DAC部129、ヘッドフォンアンプ部130、およびヘッドフォン131を有する。システム制御部109は、記録媒体111へ記録された音声データを読み出し、デジタル音声信号をデジタルフィルタ部126に出力する。デジタルフィルタ部126は、そのデジタル音声信号に対して、所定の周波数変更処理を行う。デジタルゲイン部127は、デジタルフィルタ部126が出力するデジタル音声信号に対して、所定のデジタルゲイン制御を行う。AGC128は、オートゲインコントロールブロックであり、デジタルゲイン部127が出力するデジタル音声信号に対して、所定のゲイン制御を行う。DAC部129は、D/A変換部であり、AGC128が出力するデジタル音声信号をアナログ音声信号に変換する。ヘッドフォンアンプ部130は、そのアナログ音声信号に対して、所定のヘッドフォン再生ゲイン制御を行う。ヘッドフォン131は、ヘッドフォンアンプ部130が出力するアナログ音声信号を入力し、発音する。
The audio input /
撮像装置100は、振動ジャイロセンサ132を有する。振動ジャイロセンサ132は、X軸検出用振動ジャイロセンサ132x、Y軸検出用振動ジャイロセンサ132y、およびZ軸検出用振動ジャイロセンサ132zを有する。振動ジャイロセンサ132x、132yおよび132zは、それぞれ、振動検出部であり、相互に共振点(離調周波数)が異なる振動を検出する。振動ジャイロセンサ132は、使用者が手持ちで撮影(記録)動作を行う際に発生する低周波(例えば1〜10Hz程度)の振れ、いわゆる“手振れ”を低減するために使用される。具体的には、システム制御部109は、振動ジャイロセンサ132の出力信号(角速度信号)を増幅し、角速度信号を積分器により角度信号に変換し、角度信号を基に撮像部103を駆動し、振れを低減する。
The
近年、振動ジャイロセンサ132を用いて振動検出を行う機能を備えた電子機器が多く存在する。振動ジャイロセンサ132は、デジタルカメラ、ビデオカメラ、スマートフォン等の画像・映像等を記録するための光学電子機器に多く使われている。振動ジャイロセンサ132は、水晶振動子を用いているため共振点(離調周波数)が存在し、その近辺では振動検出感度が通常域より高くなってしまう(感度がピークになってしまう)という特徴がある。
In recent years, there are many electronic devices having a function of detecting vibration using a
振動ジャイロセンサ132は、“手振れ”検出等に用いる場合、数Hzの周波数の振動を検出すればよいため、通常は振動ジャイロセンサ132の共振点(離調周波数)近辺の振動は検出対象外である。しかし、指向性スピーカ(超音波スピーカ)に用いられている超音波帯域の搬送波は、振動ジャイロセンサ132の共振点(離調周波数)に近くなり、振動ジャイロセンサ132が高感度となることがある。振動ジャイロセンサ132x、132yおよび132zは、相互に共振点(離調周波数)が異なる。本実施形態は、この原理を利用し、指向性スピーカ(超音波スピーカ)の搬送波と共振点(離調周波数)が近い振動ジャイロセンサ132yだけの感度が上がるような場合に、指向性スピーカ(超音波スピーカ)が近くにあると判定する。
When the
以下、システム制御部109が、振動ジャイロセンサ132の出力信号を用いて、指向性スピーカの近接状態を検知し、音声入力ブロックの飽和による音声の歪防止制御について、図2および図3を参照して説明する。
Hereinafter, the
図2(a)は、Y軸検出用振動ジャイロセンサ132yの出力信号(角速度信号)を表す図である。図2(b)は、X軸検出用振動ジャイロセンサ132xの出力信号(角速度信号)を表す図である。図2(c)は、Z軸検出用振動ジャイロセンサ132zの出力信号(角速度信号)を表す図である。振動ジャイロセンサ132x、132y及び132zは、それぞれ、角速度信号を出力する。
FIG. 2A is a diagram showing an output signal (angular velocity signal) of the
図3は、第1の実施形態による撮像装置100の制御方法を示すフローチャートである。撮像装置100は、振動ジャイロセンサ132を用いた音声の歪み防止制御を行う。ステップS101では、システム制御部109は、ユーザの操作により操作部116内の電源スイッチのオンが指示されると、ステップS102に進む。
FIG. 3 is a flowchart showing a control method of the
ステップS102では、システム制御部109は、振動ジャイロセンサ132x、132yおよび132zの出力信号を受信する。次に、ステップS103では、システム制御部109は、Y軸検出用振動ジャイロセンサ132yの出力信号Youtの絶対値が閾値Yout_thより大きい継続時間Ytimeを検出する。そして、システム制御部109は、式(1)のように、Y軸検出用振動ジャイロセンサ132yの手振れ状態を判定するため、継続時間Ytimeが閾値Ytime_thより長いか否かを判定する。
Ytime > Ytime_th ・・・式(1)
In step S102, the
Ytime> Ytime_th ・ ・ ・ Equation (1)
図2(a)の場合、Y軸検出用振動ジャイロセンサ132yの出力信号Youtの絶対値の閾値Yout_thは、0.4である。システム制御部109は、出力信号Youtの絶対値が閾値Yout_th(=0.4)より大きい継続時間Ytimeを検出する。また、継続時間Ytimeの閾値Ytime_thは、例えば1秒である。
In the case of FIG. 2A, the threshold value Yout_th of the absolute value of the output signal Yout of the
システム制御部109は、継続時間Ytimeが閾値Ytime_thより長い場合には、ステップS104に進み、継続時間Ytimeが閾値Ytime_thより長くない場合には、ステップS110に進む。
The
ステップS104では、システム制御部109は、Y軸検出用振動ジャイロセンサ132yの出力信号Youtと、X軸検出用振動ジャイロセンサ132xの出力信号Xoutとの差分Yout−Xoutを演算する。そして、システム制御部109は、差分Yout−Xoutが閾値ΔYXout_thより大きい継続時間YXtimeを検出する。
In step S104, the
同様に、システム制御部109は、Y軸検出用振動ジャイロセンサ132yの出力信号Youtと、Z軸検出用振動ジャイロセンサ132zの出力信号Zoutとの差分Yout−Zoutを演算する。そして、システム制御部109は、差分Yout−Zoutが閾値ΔYZout_thより大きい継続時間YZtimeを検出する。
Similarly, the
そして、システム制御部109は、式(2)のように、継続時間YXtimeが閾値YXtime_thより長く、且つ、継続時間YZtimeが閾値YZtime_thより長いか否かを判定する。これにより、システム制御部109は、出力信号Youtが出力信号XoutおよびZoutより大きいか否かを判定することができる。
YXtime > YXtime_th 且つ
YZtime > YZtime_th ・・・式(2)
Then, the
YXtime > YXtime_th and YZtime > YZtime_th ・ ・ ・ Equation (2)
システム制御部109は、継続時間YXtimeが閾値YXtime_thより長く、且つ、継続時間YZtimeが閾値YZtime_thより長い場合には、ステップS105に進む。また、システム制御部109は、継続時間YXtimeが閾値YXtime_thより長くない、または、継続時間YZtimeが閾値YZtime_thより長くない場合には、ステップS110に進む。
When the duration YXtime is longer than the threshold value YXtime_th and the duration YZtime is longer than the threshold value YZtime_th, the
ステップS105では、システム制御部109は、音声入出力ブロック119内のマイクアンプ部121のアナログゲインと、デジタルゲイン部124のデジタルゲインとのを配分を、歪み防止用のゲイン設定の配分に決定する。
In step S105, the
システム制御部109は、通常、アナログゲインとデジタルゲインの総和の記録ゲインを決める場合には、アナログゲインを大きくし、デジタルゲインを小さくする。このゲイン配分により、ノイズ成分がデジタルゲイン部124のデジタルゲイン制御によって増幅されてしまうことを低減でき、S/Nの観点として有利となる。一方、指向性スピーカから搬送波として出力される超音波帯域の高い音圧成分の影響により、マイク120が取得した主音声は、飽和しない音圧レベルであっても、ADC部122で飽和してしまう不都合が生じることがある。
The
よって、ステップS105では、システム制御部109は、ADC部122が飽和しないように、前段のマイクアンプ部121のアナログゲインを小さくし、その分、後段のデジタルゲイン部124のデジタルゲインを大きくするように設定の配分を決定する。これにより、歪み防止用のゲイン設定の配分を行うことができる。このゲイン配分設定により、S/Nの観点としては不利となるが、ADC部122で飽和することによる更に大きなノイズ成分(歪み)の発生を低減することができる。その後、システム制御部109は、ステップS106に進む。
Therefore, in step S105, the
ステップS110では、システム制御部109は、マイクアンプ部121のアナログゲインと、デジタルゲイン部124のデジタルゲインとのを配分を、通常のゲイン設定の配分に決定する。具体的には、システム制御部109は、ステップS105の配分に比べ、マイクアンプ部121のアナログゲインを大きくし、その分、デジタルゲイン部124のデジタルゲインを小さくするように設定の配分を決定する。ステップS110で決定されるアナログゲインは、ステップS105で決定されるアナログゲインより大きい。ステップS110で決定されるデジタルゲインは、ステップS105で決定されるデジタルゲインより小さい。ステップS110で決定されるアナログゲインとデジタルゲインの総和は、ステップS105で決定されるアナログゲインとデジタルゲインの総和と同じである。これにより、通常のゲイン設定の配分を行うことができ、S/Nを向上させることができる。その後、システム制御部109は、ステップS106に進む。
In step S110, the
ステップS106では、システム制御部109は、ユーザの操作部116の操作により音声記録を伴う動画記録の開始を指示されたか否か、または、動画記録中であるか否かを判定する。システム制御部109は、音声記録を伴う動画記録の開始を指示された場合、または、動画記録中である場合には、ステップS107に進む。また、システム制御部109は、音声記録を伴う動画記録の開始を指示されておらず、且つ、動画記録中でない場合には、ステップS102に戻る。
In step S106, the
ステップS107では、システム制御部109は、ステップS105またはS110で決定された配分に基づき、マイクアンプ部121のアナログゲインを設定し、デジタルゲイン部124のデジタルゲインを設定する。マイク120は、音声をアナログ音声信号に変換する。マイクアンプ部121は、そのアナログ音声信号に対して、設定されたアナログゲインでアナログゲイン制御を行う。ADC部122は、アナログ音声信号をデジタル音声信号に変換する。デジタルフィルタ部123は、そのデジタル音声信号に対してフィルタ処理を行う。デジタルゲイン部124は、デジタル音声信号に対して、設定されたデジタルゲインでデジタルゲイン制御を行う。AGC部125は、デジタル音声信号に対してオートゲイン制御を行う。システム制御部109は、AGC部125の出力信号を基に、音声データおよび動画データを、インターフェース110を介して記録媒体111に記録する。その後、システム制御部109は、ステップS108に進む。
In step S107, the
ステップS108では、システム制御部109は、ユーザの操作部116の操作により音声記録を伴う動画記録の停止を指示されたか否かを判定する。システム制御部109は、音声記録を伴う動画記録の停止を指示された場合には、ステップS109に進み、音声記録を伴う動画記録の停止を指示されていない場合には、ステップS102に戻る。
In step S108, the
ステップS109では、システム制御部109は、ユーザの操作により操作部116内の電源スイッチのオフが指示されたか否かを判定する。システム制御部109は、電源スイッチのオフが指示された場合には、図3の処理を終了し、電源スイッチのオフが指示されていない場合には、ステップS102に戻る。
In step S109, the
上記の通り、ステップS104では、システム制御部109は、振動ジャイロセンサ132x、132yおよび132zの中で、指向性スピーカの搬送波の周波数に近い共振点(離調周波数)を持つ振動ジャイロセンサ132yだけの感度が高いかを判定する。システム制御部109は、振動ジャイロセンサ132yだけの感度が高い場合には、撮像装置100の近くに指向性スピーカが存在すると判定し、ステップS105に進む。ステップS105では、システム制御部109は、音声記録用ゲイン設定のため、マイクアンプ部121のアナログゲインを小さくし、デジタルゲイン部124のデジタルゲインを大きくする。これにより、ADC部122の飽和を低減し、ノイズ成分(歪み)の発生を低減することができる。
As described above, in step S104, the
(第2の実施形態)
図4は、本発明の第2の実施形態による撮像装置100の制御方法を示すフローチャートである。以下、本実施形態が第1の実施形態と異なる点を説明する。撮像装置100は、振動ジャイロセンサ132の出力信号と指向性スピーカの搬送波の折り返し雑音周波数の検知を用いて指向性スピーカの近接を検知し、音声のアナログゲインを下げてADC部122の飽和による音声の歪み防止制御を行う。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a flowchart showing a control method of the
ステップS201では、システム制御部109は、ユーザの操作により操作部116内の電源スイッチのオンが指示されると、ステップS202に進む。ステップS202では、システム制御部109は、振動ジャイロセンサ132x、132yおよび132zの出力信号を受信する。次に、ステップS203では、システム制御部109は、式(1)のように、継続時間Ytimeが閾値Ytime_thより長いか否かを判定する。システム制御部109は、継続時間Ytimeが閾値Ytime_thより長い場合には、ステップS204に進み、継続時間Ytimeが閾値Ytime_thより長くない場合には、ステップS213に進む。
In step S201, the
ステップS204では、システム制御部109は、式(2)のように、継続時間YXtimeが閾値YXtime_thより長く、且つ、継続時間YZtimeが閾値YZtime_thより長いか否かを判定する。システム制御部109は、継続時間YXtimeが閾値YXtime_thより長く、且つ、継続時間YZtimeが閾値YZtime_thより長い場合には、ステップS205に進む。また、システム制御部109は、継続時間YXtimeが閾値YXtime_thより長くない、または、継続時間YZtimeが閾値YZtime_thより長くない場合には、ステップS213に進む。
In step S204, the
ステップS205では、システム制御部109は、音声入出力ブロック119内の音声回路を起動する。次に、ステップS206では、システム制御部109は、AGC部125が出力するデジタル音声信号を高速フーリエ変換(FFT)し、指向性スピーカの搬送波による折り返し雑音の周波数を検出する。
In step S205, the
図5は、ステップS206の記録音声の高速フーリエ変換後の高速フーリエ変換データを表す図である。高速フーリエ変換データは、記録音圧の周波数分布を示す。指向性スピーカの搬送波は、40KHzである。ADC部122によるデジタル音声信号のサンプリング周波数は、48KHzである。折り返し雑音は、指向性スピーカの搬送波の周波数40KHzに対し、可聴帯域を想定したサンプリング周波数48KHzを使用した場合、その差分である8KHzに本来存在しないはずの雑音周波数として発生する雑音である。折り返し雑音の周波数8KHzは、デジタル音声信号のサンプリング周波数48KHzと超音波帯域の搬送波の周波数40KHzとの差分である。システム制御部109は、指向性スピーカの搬送波(信号)による折り返し雑音の周波数8KHzを検出する。その後、システム制御部109は、ステップS207へ進む。
FIG. 5 is a diagram showing the fast Fourier transform data after the fast Fourier transform of the recorded voice in step S206. The Fast Fourier Transform data shows the frequency distribution of the recorded sound pressure. The carrier wave of the directional speaker is 40 KHz. The sampling frequency of the digital audio signal by the
ステップS207では、システム制御部109は、折り返し雑音の周波数におけるデジタル音声信号レベルAliasingを検出する。そして、システム制御部109は、式(3)のように、折り返し雑音の周波数におけるデジタル音声信号レベルAliasingが閾値Aliasing_thより大きいか否かを判定する。
Aliasing > Aliasing_th ・・・式(3)
In step S207, the
Aliasing> Aliasing_th ・ ・ ・ Equation (3)
システム制御部109は、デジタル音声信号レベルAliasingが閾値Aliasing_thより大きい場合には、ステップS208に進む。また、システム制御部109は、デジタル音声信号レベルAliasingが閾値Aliasing_thより大きくない場合には、ステップS213に進む。
When the digital audio signal level Aliasing is larger than the threshold value Aliasing_th, the
なお、ステップS207では、システム制御部109は、ステップS203およびS204と同様に、継続時間の判定を行ってもよい。その場合、システム制御部109は、折り返し雑音の周波数におけるデジタル音声信号レベルAliasingが閾値Aliasing_thより大きい継続時間が閾値Atime_thより長い場合には、ステップS208に進む。また、システム制御部109は、折り返し雑音の周波数におけるデジタル音声信号レベルAliasingが閾値Aliasing_thより大きい継続時間が閾値Atime_thより長くない場合には、ステップS213に進む。
In step S207, the
ステップS208では、システム制御部109は、マイクアンプ部121のアナログゲインと、デジタルゲイン部124のデジタルゲインとの配分を、歪み防止用のゲイン設定の配分に決定する。具体的には、システム制御部109は、ADC部122が飽和しないように、前段のマイクアンプ部121のアナログゲインを下げ、その分、後段のデジタルゲイン部124のデジタルゲインを上げるように設定の配分を決定する。これにより、ADC部122の飽和を低減し、ノイズ成分(歪み)の発生を低減することができる。その後、システム制御部109は、ステップS209に進む。
In step S208, the
ステップS213では、システム制御部109は、マイクアンプ部121のアナログゲインと、デジタルゲイン部124のデジタルゲインとのを配分を、通常のゲイン設定の配分に決定する。具体的には、システム制御部109は、ステップS208の配分に比べ、マイクアンプ部121のアナログゲインの設定値を上げ、その分、デジタルゲイン部124のデジタルゲインを下げるように設定の配分を決定する。これにより、通常のゲイン設定の配分を行うことができ、S/Nを向上させることができる。その後、システム制御部109は、ステップS209に進む。
In step S213, the
ステップS209では、システム制御部109は、ユーザの操作部116の操作により音声記録を伴う動画記録の開始を指示されたか否か、または、動画記録中であるか否かを判定する。システム制御部109は、音声記録を伴う動画記録の開始を指示された場合、または、動画記録中である場合には、ステップS210に進む。また、システム制御部109は、音声記録を伴う動画記録の開始を指示されておらず、且つ、動画記録中でない場合には、ステップS202に戻る。
In step S209, the
ステップS210では、システム制御部109は、ステップS208またはS213で決定された配分に基づき、マイクアンプ部121のアナログゲインを設定し、デジタルゲイン部124のデジタルゲインを設定する。マイクアンプ部121は、アナログ音声信号に対して、設定されたアナログゲインでアナログゲイン制御を行う。デジタルゲイン部124は、デジタル音声信号に対して、設定されたデジタルゲインでデジタルゲイン制御を行う。システム制御部109は、AGC部125の出力信号を基に、音声データおよび動画データを、インターフェース110を介して記録媒体111に記録する。その後、システム制御部109は、ステップS211に進む。
In step S210, the
ステップS211では、システム制御部109は、ユーザの操作部116の操作により音声記録を伴う動画記録の停止を指示されたか否かを判定する。システム制御部109は、音声記録を伴う動画記録の停止を指示された場合には、ステップS212に進み、音声記録を伴う動画記録の停止を指示されていない場合には、ステップS202に戻る。
In step S211 the
ステップS212では、システム制御部109は、ユーザの操作により操作部116内の電源スイッチのオフが指示されたか否かを判定する。システム制御部109は、電源スイッチのオフが指示された場合には、図4の処理を終了し、電源スイッチのオフが指示されていない場合には、ステップS202に戻る。
In step S212, the
上記の通り、ステップS204では、システム制御部109は、振動ジャイロセンサ132x、132yおよび132zの中で、指向性スピーカの搬送波の周波数に近い共振点(離調周波数)を持つ振動ジャイロセンサ132yだけの感度が高いかを判定する。ステップS207では、システム制御部109は、指向性スピーカの折り返し雑音の周波数におけるデジタル音声信号レベルAliasingが閾値Aliasing_thより大きい場合には、撮像装置100の近くに指向性スピーカが存在すると判定する。ステップS208では、システム制御部109は、マイクアンプ部121のアナログゲインを下げ、デジタルゲイン部124のデジタルゲインを上げることで、ADC部122の飽和を低減し、ノイズ成分(歪み)の発生を低減することができる。
As described above, in step S204, the
第1および第2の実施形態によれば、システム制御部109は、超音波帯域の搬送波の影響により、ADC部122が飽和状態となる前に飽和状態を予測検出することができる。システム制御部109は、超音波帯域の搬送波が存在しない場合には、通常のゲイン設定の配分により、ダイナミックレンジを確保し、S/Nを向上させる。また、システム制御部109は、超音波帯域の搬送波が存在する場合には、歪み防止用のゲイン設定の配分により、ADC部122で飽和することによる大きなノイズ成分(歪み)の発生を低減することができる。
According to the first and second embodiments, the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。上述した実施形態では、システム制御部109は、振動ジャイロセンサ132の出力信号を用い、指向性スピーカが近くに存在する場合には、音声のアナログゲインとデジタルゲインの配分を固定値として変更した。この制御より、音声のADC部122の飽和を防止する例を示したが、この実施形態の動作に限定されない。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof. In the above-described embodiment, the
例えば、システム制御部109は、振動ジャイロセンサ132の出力信号のレベルに応じて、アナログゲインとデジタルゲインの配分を変更してもよい。Y軸検出用振動ジャイロセンサ132yに対する他の軸の振動ジャイロセンサ132xおよび132zの出力信号の差分が大きいほど、ADC部122の飽和状態が強くなる。そのため、システム制御部109は、出力信号の差分に応じてアナログゲインの下げ幅を大きく変更してもよい。
For example, the
また、システム制御部109は、アナログゲインとデジタルゲインの配分を大きく変更した場合、切り替わり時にノイズ音(プツ音)が発生するため、アナログゲインとデジタルゲインを少しずつ変化させることでノイズ音(プツ音)を低減するようにしてもよい。ステップS107またはS210では、システム制御部109は、現在のアナログゲインおよびデジタルゲインからステップS105、S110、S208またはS213で決定されたアナログゲインおよびデジタルゲインに、複数ステップで変化させる。
Further, when the distribution of the analog gain and the digital gain is significantly changed, the
また、システム制御部109は、ステップS103、S104、S203、S204およびS207では、閾値を用いて比較した。しかし、比較対象値が頻繁に閾値をまたぐことが繰り返されるような場合は、アナログゲインとデジタルゲインの配分が頻繁に変わってしまい、それに伴い、S/Nの変化および切り替わり時のノイズ音(プツ音)が目立ってしまう。そこで、システム制御部109は、ステップS103、S104、S203およびS204では、それぞれの閾値に対してヒステリシス特性を持つ比較を行ってもよい。
Further, the
109 システム制御部、119 音声入出力ブロック、121 マイクアンプ部、122 ADC部、124 デジタルゲイン部、132,132x,132y,132z 振動ジャイロセンサ 109 System control unit, 119 audio input / output block, 121 microphone amplifier unit, 122 ADC unit, 124 digital gain unit, 132, 132x, 132y, 132z vibration gyro sensor
Claims (14)
アナログ音声信号をデジタル音声信号に変換するアナログデジタル変換部と、
デジタル音声信号に対してデジタルゲインでデジタルゲイン制御を行うデジタルゲイン部と、
振動を検出する第1の振動検出部と、
前記第1の振動検出部とは共振点が異なる振動を検出する第2の振動検出部と、
前記第1の振動検出部の出力信号の絶対値が第1の閾値より小さい、または、前記第1の振動検出部の出力信号と前記第2の振動検出部の出力信号との差分が第2の閾値より小さい場合には、前記アナログゲイン部に対して第1のアナログゲインを設定し、前記デジタルゲイン部に対して第1のデジタルゲインを設定し、前記第1の振動検出部の出力信号の絶対値が前記第1の閾値より大きく、且つ、前記第1の振動検出部の出力信号と前記第2の振動検出部の出力信号との差分が前記第2の閾値より大きい場合には、前記アナログゲイン部に対して前記第1のアナログゲインより小さい第2のアナログゲインを設定し、前記デジタルゲイン部に対して前記第1のデジタルゲインより大きい第2のデジタルゲインを設定する制御部と
を有することを特徴とする音声処理装置。 An analog gain section that controls analog gain with analog gain for analog audio signals,
An analog-to-digital converter that converts an analog audio signal into a digital audio signal,
A digital gain section that controls digital gain with digital gain for digital audio signals,
The first vibration detection unit that detects vibration and
A second vibration detection unit that detects vibrations having a resonance point different from that of the first vibration detection unit, and
The absolute value of the output signal of the first vibration detection unit is smaller than the first threshold value, or the difference between the output signal of the first vibration detection unit and the output signal of the second vibration detection unit is the second. If it is smaller than the threshold value of, the first analog gain is set for the analog gain unit, the first digital gain is set for the digital gain unit, and the output signal of the first vibration detection unit is set. When the absolute value of is larger than the first threshold value and the difference between the output signal of the first vibration detection unit and the output signal of the second vibration detection unit is larger than the second threshold value, A control unit that sets a second analog gain smaller than the first analog gain with respect to the analog gain unit, and sets a second digital gain larger than the first digital gain with respect to the digital gain unit. A voice processing device characterized by having.
前記制御部は、
前記第1の振動検出部の出力信号と前記第3の振動検出部の出力信号との差分が第3の閾値より小さい場合には、前記アナログゲイン部に対して前記第1のアナログゲインを設定し、前記デジタルゲイン部に対して前記第1のデジタルゲインを設定し、
前記第1の振動検出部の出力信号の絶対値が前記第1の閾値より大きく、且つ、前記第1の振動検出部の出力信号と前記第2の振動検出部の出力信号との差分が前記第2の閾値より大きく、且つ、前記第1の振動検出部の出力信号と前記第3の振動検出部の出力信号との差分が前記第3の閾値より大きい場合には、前記アナログゲイン部に対して前記第2のアナログゲインを設定し、前記デジタルゲイン部に対して前記第2のデジタルゲインを設定することを特徴とする請求項1に記載の音声処理装置。 Further, it has a third vibration detecting unit that detects vibration having a resonance point different from that of the first vibration detecting unit and the second vibration detecting unit.
The control unit
When the difference between the output signal of the first vibration detection unit and the output signal of the third vibration detection unit is smaller than the third threshold value, the first analog gain is set for the analog gain unit. Then, the first digital gain is set for the digital gain unit, and the first digital gain is set.
The absolute value of the output signal of the first vibration detection unit is larger than the first threshold value, and the difference between the output signal of the first vibration detection unit and the output signal of the second vibration detection unit is the difference. When it is larger than the second threshold value and the difference between the output signal of the first vibration detection unit and the output signal of the third vibration detection unit is larger than the third threshold value, the analog gain unit is used. The voice processing apparatus according to claim 1, wherein the second analog gain is set, and the second digital gain is set with respect to the digital gain unit.
前記第1の振動検出部の出力信号の絶対値が前記第1の閾値より大きい継続時間が第4の閾値より短い、または、前記第1の振動検出部の出力信号と前記第2の振動検出部の出力信号との差分が前記第2の閾値より大きい継続時間が第5の閾値より短い場合には、前記アナログゲイン部に対して前記第1のアナログゲインを設定し、前記デジタルゲイン部に対して前記第1のデジタルゲインを設定し、
前記第1の振動検出部の出力信号の絶対値が前記第1の閾値より大きい継続時間が前記第4の閾値より長く、且つ、前記第1の振動検出部の出力信号と前記第2の振動検出部の出力信号との差分が前記第2の閾値より大きい継続時間が前記第5の閾値より長い場合には、前記アナログゲイン部に対して前記第2のアナログゲインを設定し、前記デジタルゲイン部に対して前記第2のデジタルゲインを設定することを特徴とする請求項1または2に記載の音声処理装置。 The control unit
The absolute value of the output signal of the first vibration detection unit is longer than the first threshold value and the duration is shorter than the fourth threshold value, or the output signal of the first vibration detection unit and the second vibration detection When the difference from the output signal of the unit is longer than the second threshold value and the duration is shorter than the fifth threshold value, the first analog gain is set for the analog gain unit, and the digital gain unit is set. On the other hand, the first digital gain is set, and the first digital gain is set.
The duration of the absolute value of the output signal of the first vibration detection unit is longer than the first threshold value, and the duration is longer than the fourth threshold value, and the output signal of the first vibration detection unit and the second vibration. When the difference from the output signal of the detection unit is longer than the second threshold value and the duration is longer than the fifth threshold value, the second analog gain is set for the analog gain unit, and the digital gain is set. The voice processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the second digital gain is set for the unit.
超音波帯域の信号による折り返し雑音の周波数におけるデジタル音声信号のレベルが第6の閾値より小さい場合には、前記アナログゲイン部に対して前記第1のアナログゲインを設定し、前記デジタルゲイン部に対して前記第1のデジタルゲインを設定し、
前記第1の振動検出部の出力信号の絶対値が前記第1の閾値より大きく、且つ、前記第1の振動検出部の出力信号と前記第2の振動検出部の出力信号との差分が前記第2の閾値より大きく、且つ、超音波帯域の信号による折り返し雑音の周波数におけるデジタル音声信号のレベルが前記第6の閾値より大きい場合には、前記アナログゲイン部に対して前記第2のアナログゲインを設定し、前記デジタルゲイン部に対して前記第2のデジタルゲインを設定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の音声処理装置。 The control unit
When the level of the digital audio signal at the frequency of the folding noise due to the signal in the ultrasonic band is smaller than the sixth threshold value, the first analog gain is set for the analog gain section, and the digital gain section is set. To set the first digital gain,
The absolute value of the output signal of the first vibration detection unit is larger than the first threshold value, and the difference between the output signal of the first vibration detection unit and the output signal of the second vibration detection unit is the difference. When the level of the digital audio signal at the frequency of the loopback noise due to the signal in the ultrasonic band is larger than the second threshold value and is larger than the sixth threshold value, the second analog gain is obtained with respect to the analog gain portion. The voice processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the second digital gain is set with respect to the digital gain unit.
前記折り返し雑音の周波数におけるデジタル音声信号のレベルが第6の閾値より大きい継続時間が第7の閾値より短い場合には、前記アナログゲイン部に対して前記第1のアナログゲインを設定し、前記デジタルゲイン部に対して前記第1のデジタルゲインを設定し、
前記第1の振動検出部の出力信号の絶対値が前記第1の閾値より大きく、且つ、前記第1の振動検出部の出力信号と前記第2の振動検出部の出力信号との差分が前記第2の閾値より大きく、且つ、超音波帯域の信号による折り返し雑音の周波数におけるデジタル音声信号のレベルが前記第6の閾値より大きい継続時間が前記第7の閾値より長い場合には、前記アナログゲイン部に対して前記第2のアナログゲインを設定し、前記デジタルゲイン部に対して前記第2のデジタルゲインを設定することを特徴とする請求項4に記載の音声処理装置。 The control unit
When the level of the digital audio signal at the frequency of the aliasing noise is greater than the sixth threshold value and the duration is shorter than the seventh threshold value, the first analog gain is set for the analog gain unit, and the digital The first digital gain is set with respect to the gain unit, and the first digital gain is set.
The absolute value of the output signal of the first vibration detection unit is larger than the first threshold value, and the difference between the output signal of the first vibration detection unit and the output signal of the second vibration detection unit is the difference. When the level of the digital audio signal at the frequency of the loopback noise due to the signal in the ultrasonic band is larger than the second threshold value and the duration is longer than the sixth threshold value, the analog gain is longer than the seventh threshold value. The voice processing apparatus according to claim 4, wherein the second analog gain is set for the unit, and the second digital gain is set for the digital gain unit.
アナログ音声信号をデジタル音声信号に変換するアナログデジタル変換部と、
デジタル音声信号に対してデジタルゲインでデジタルゲイン制御を行うデジタルゲイン部と、
振動を検出する第1の振動検出部と、
前記第1の振動検出部とは共振点が異なる振動を検出する第2の振動検出部とを有する音声処理装置の制御方法であって、
前記第1の振動検出部の出力信号の絶対値が第1の閾値より小さい、または、前記第1の振動検出部の出力信号と前記第2の振動検出部の出力信号との差分が第2の閾値より小さい場合には、前記アナログゲイン部に対して第1のアナログゲインを設定し、前記デジタルゲイン部に対して第1のデジタルゲインを設定するステップと、
前記第1の振動検出部の出力信号の絶対値が前記第1の閾値より大きく、且つ、前記第1の振動検出部の出力信号と前記第2の振動検出部の出力信号との差分が前記第2の閾値より大きい場合には、前記アナログゲイン部に対して前記第1のアナログゲインより小さい第2のアナログゲインを設定し、前記デジタルゲイン部に対して前記第1のデジタルゲインより大きい第2のデジタルゲインを設定するステップと
を有することを特徴とする音声処理装置の制御方法。 An analog gain section that controls analog gain with analog gain for analog audio signals,
An analog-to-digital converter that converts an analog audio signal into a digital audio signal,
A digital gain section that controls digital gain with digital gain for digital audio signals,
The first vibration detection unit that detects vibration and
A control method for a voice processing device having a second vibration detection unit that detects vibrations having different resonance points from the first vibration detection unit.
The absolute value of the output signal of the first vibration detection unit is smaller than the first threshold value, or the difference between the output signal of the first vibration detection unit and the output signal of the second vibration detection unit is the second. If it is smaller than the threshold value of, the step of setting the first analog gain for the analog gain section and setting the first digital gain for the digital gain section,
The absolute value of the output signal of the first vibration detection unit is larger than the first threshold value, and the difference between the output signal of the first vibration detection unit and the output signal of the second vibration detection unit is the difference. When it is larger than the second threshold value, a second analog gain smaller than the first analog gain is set for the analog gain unit, and a second analog gain larger than the first digital gain for the digital gain unit is set. A method for controlling a sound processing device, which comprises a step of setting a digital gain of 2.
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