JPH0346897A - マイクロホン音声信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はマイクロホンにより集音された音声信号を処
理するマイクロホン音声信号処理回路に関するものであ
る。

［従来の技術］ 第４図は従来のマイクロホン音声信号処理回路を示すブ
ロック図であり、同図において、（１）はマイクロホン
、（３０）は高域通過フィルタで、第１および第２のコ
ンデンサ（３１）　、　（３２）　　と、スイッチ（３
３）と、抵抗器（３４）とにより構成されている。

（２）はマイクロホン音声信号の増幅器、（１８）はマ
イクロホン音声信号処理回路の出力端子である。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

マイクロホン（１）により集音された音声信号は、スイ
ッチ（３３）が導通している場合、第１および第２のコ
ンデンサ（３１）　、　（３２）の並列回路と、抵抗器
（３４）よりなる高域通過フィルタ（３０）を通り、マ
イクロホン音声信号の増幅器（２）に送られて所定のレ
ベルまで増幅され、出力端子（１８）に出力される。

また、スイッチ（３３）が開放の場合、第２のコンデン
サ（３２）と抵抗器（３４）よりなる高域通過フィルタ
（３０）を通ることになる。ここで、第１、第２のコン
デンサ（３１）　、　（３２）の静電容量をＣ２，Ｃｓ
、抵抗器（３４）の抵抗値をＲとすると、マイクロホン
（１）の出力インピーダンスが小さく、またマイクロホ
ン音声信号の増幅器（２）の人力インピーダンスが大き
くて、ともに無視できる程度としたときの高域通過フィ
ルタ（３０）のカットオフ周波数は、スイッチ（３３）
が導通の場合、 ｆ１＝２π（Ｃ，＋（、）　Ｒ スイッチ（３３）が開放の場合、 ｆ・＝２や。３Ｒ となり、ｆ　Ｉ＜　ｆ　２となる。

すなわち、上記スイッチ（３３）を導通、開放すること
により、高域通過フィルタ（３０）のカットオフ周波数
を変えることができる。

ところで、マイクロホン（１）の娠動板が、空気の直流
的な流れである風により風圧をうけた場合、「ゴボゴボ
」というような雑音がマイクロホン（１）から出力され
ることが知られており、その風雑音の周波数成分は普通
、数百Ｈｚ以下の音声信号帯域の低域に集中している。

第５図はｆｉ雑音の代表的な周波数スペクトラムを示す
。

上記第４図で示すような従来のマイクロホン音声信号処
理回路においては、マイクロホン（１）により集音して
いる際に、とくに野外などでマイクロホン（１）に風が
強く当り、風雑音が大ぎく耳障りな場合、スイッチ（３
３）を開放して、高域通過フィルタ（３０）のカットオ
フ周波数を高域側にシフトすることにより、風雑音を低
減することができる。ただし、スイッチ（３３）が開放
の場合のカットオフ周波数ｆ２は、低域に集中した風雑
音成分を有効に低減し、また、本来の音声信号に違和感
が大きく生じない程度に設定する必要がある。また、ス
イッチ（３３）が導通の場合のカットオフ周波数ｆ２は
、できるだけ低く抑えておけばよい。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のマイクロホン音声信号処理回路は、以上のように
構成されているので、マイクロホンにより集音が比較的
強風下でおこなわれ、風雑音が大台な場合に風雑音を低
減したいとき、集音者がスイッチを手動により切換える
必要がある。また、風雑音を低減したい場合、風雑音の
大きさに関係なく、−律の高域通過フィルタの高域特性
により、風雑音を低減することになり、過度に低域を減
衰させ、その結果、本来集中したい音声の音質をそこな
う可能性があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、風雑音が大きい場合に、集音者がスイッチを
手動により切換える必要がなく、風雑音の大きさに応じ
て高域通過フィルタの特性を自動的に変えて、低域成分
の過度な減衰による音声の音質の劣化をまねくことなく
、風雑音を低減することがでとるマイクロホン音声信号
処理回路を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るマイクロホン音声信号処理回路は、風雑
音の大きさを検出する風雑音検出手段の出力信号に応じ
て、可変カットオフ高域通過フィルタのカットオフ周波
数を変化させるように構成したことを特徴とする。

［作用］ この発明によれば、風雑音検出手段により検出される風
雑音の大きさに応じて、可変カットオフ高域通過フィル
タのカットオフ周波数を自動的に変化させることにより
、風雑音の大きさに対応した高域通過特性として、風雑
音を低減することができる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面にもとづい説明する。

第１図はこの発明の一実施例によるマイクロホン音声信
号処理回路の構成を示すブロック図である。同図におい
て、（１）　はマイクロホン、（２）はマイクロホン音
声信号の増幅器、（３）　は可変カットオフ高域通過フ
ィルタであり、この可変カットオフ高域通過フィルタ（
３）は、加算器（４）、第１および第２の抵抗器（５）
、（６）　、可変トランスコンダクタンス増幅器（７）
、演算増幅器（８）　　コンデンサ（９）により構成さ
れている。

（ｌＯ）は風雑音検出回路で、この風雑音検出回路（ｌ
Ｏ）は帯域通過フィルタ（１１）、第１および第２のレ
ベル検出器（１２）、（１３）　、第１および第２の比
較器（１４）、（１５）　、時定数回路（１６）、電圧
−電流変換器（以下、Ｖ−１変換器と称す＞　（１７）
により構成さねている。なお、（１８）はマイクロホン
音声信号処理回路の出力端子である。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

まず、マイクロホン（１）により集音された音声信号は
、従来例の場合と同様に、マイクロホン音声信号の増幅
器（２）で所定のレヘヘルに増幅されたのち、可変カッ
トオフ高域通過フィルタ（３）に入力される。

この可変カットオフ高域通過フィルタ（３）において、
可変トランスコンダクタンス増ｍ１（７）の制御信号に
より、高域通過特性を変化させる。ここで、第１、第２
の抵抗器（５）　、　（６）の抵抗値をそれぞれ、Ｒ％
に−Ｒ（ｋは正の定数）、コンデンサ（９）の容量値を
Ｃ１可変トランスコンダクタンス増幅Ｉ　（７）のトラ
ンスコンダクタンスをｇｍとすると、第１図において、
■、■の伝達関数Ｈ（ｓ）　は、 となるので、可変カットオフ高域通過フィルタ（３）の
伝達関数Ｇ　（ｓ）は、 Ｇ（Ｓ）′″１−Ｈ（ｓ） となり、第２図に示すような高域通過特性を得ることが
できる。

つぎに、マイクロホン（１）の風雑音について説明する
。

風雑音の周波数成分のスペクトラムは第５図に示すよう
になり、一般に風速が大きくなるほど、ｍ雑音（ｄＢ）
は太き（なり、また周波数成分も風速が大きくなるほど
、より高域のものが現われる。

そこで、上記実施例による場合は、風雑音を高域通過フ
ィルタにより低減する場合、風雑音の大きさに応じて、
高域通過特性を変化させる。すなわち、風雑音が大きい
ほど可変カットオフ高域通過フィルタ（３）のカットオ
フ周波数を高域側にシフトさせて、風雑音を低減させる
ことを基本とするものである。

さて、可変カットオフ高域通過フィルタ（３）のカット
オフ周波数、つまり第２図中のｆ２を変化させるには、 ｆ、＝　　ｇｍ ２　π　Ｃ であるので、可変トランスコンダクタンス増幅器（７）
のトランスコンダクタンスｇｍを変化させればよい。こ
のトランスコンダクタンスｇｍを変化させたときの高域
通過特性の変化を第３図に示す。

つぎに、風雑音検出回路（１Ｇ）の動作について説明す
る。

マイクロホン音声信号の増幅器（２）の出力信号は、帯
域通過フィルタ（１１）と第２のレベル検出器（１３）
とに人力される。ｆ域通過フィルタ（１１）においては
、例えば、第５図に示すような周波数成分をもつ風雑音
の分布する帯域である数１０〜数１００Ｈｚの帯域信号
を抜き出し、第１のレベル検出器（１２）によりその信
号レベルを検出し、その検出信号レベルに応じた直流信
号電圧を第１および第２の比較器（１４）　、　（１５
）に送る。

一方、第２のレベル検出器（１３）においては、可変カ
ットオフ高域通過フィルタ（３）の出力信号のレベルを
検出し、その検出信号レベルに応じた直流信号電圧を第
１の比較器（１４）に送る。第１の比較器（１４）にお
いて、上記第１および第２のレベル検出器（１２）、（
１３）　ｆ）出力信号Ｖ１　ｖ２を比較し、その差信号
（Ｖ２−Ｖ、）がある一定レベル以上になったとぎ、出
力信号を第２の比較器（１５）へ送り、この第２の比較
器（１５）の動作、非動作を制御する。

すなわち、可変カットオフ高域通過フィルタ（３）の出
力信号中において、風雑音の分布する帯域の信号が支配
的であることを判別し、第２の比較器（１５）を動作さ
せる。この第２の比較器（１５）においては、第１のレ
ベル検出器（１２）の出力信号がある一定レベル以上と
なり、また、第１の比較器（１４）の出力信号により動
作するような制御信号が入力された場合に、第１のレベ
ル検出器（１２）の出力をそのまま出力する。

以上の動作により、マイクロホン音声信号の増幅器（２
）の出力信号中において、風雑音の分布する帯域信号が
支配的で、かつ、そのレベルがある一定レベル以上の場
合に、ｍＭｉ音が検出されたと判断する。

ついで、時定数回路（１６）において、上記第２の比較
器（１５）の出力信号の立上りの時定数が小さく、立下
りの時定数が大きくなるような時定数を付加する。つま
り、風雑音の検出量が増加したときには、可変カットオ
フ高域通過フィルタ（３）のカットオフ周波数を高域側
に急速にシフトさせて風雑音を低減させ、また風雑音の
検出量が減少したときには、カットオフ周波数を低域側
に徐々にシフトさせることにより、風雑音の変化の比較
釣部しい場合の聴感上の異和感を軽減することができる
。

つぎに、Ｖ−Ｉ変換器（１７）において、上記時定数回
路（１６）の出力信号を電流に変換し、その出力電流に
より可変トランスコンダクタンス増幅器（７）のトラン
スコンダクタンスｇｍを制御する。

以上のように、風雑音の大きさに応じて、可変カットオ
フ高域通過フィルタ（３）のカットオフ周波数をシフト
させ、風雑音の分布する帯域の信号を減衰させることに
より、風雑音を低減することができる。

なお、上記の実施例においては、風雑音検出手段として
、マイクロホン音声信号中の風雑音の分布する帯域の信
号レベルが全体の信号レベルに対して支配的になったこ
とを検出することにより、風雑音を検出するように構成
したが、たとえば風速計などのように、風速もしくは風
圧を直接検出する構成としても、上記実施例と同様の効
果を奏する。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、風雑音検出手段によ
って、可変カットオフ高域通過フィル・りのカットオフ
周波数を変化させるように構成したので、比較的強風の
もとで集音する際に、風雑音を有効に低減し、また、こ
のとき過度にマイクロホン音声信号の低域を減衰させて
、本来集音したい音声の音質がそこなわれることを抑制
することかできるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるマイクロホン音声信
号処理回路の構成を示すブロック図、第２図は可変カッ
トオフ高域通過フィルタの周波数特性図、第３図は可変
トランスコンダクタンス増幅器のトランスコンダクタン
スｇｍを変化させたときの可変カットオフ高域通過特性
の変化を示す可変カットオフ高域通過フィルタの周波数
特性図、第４図は従来のマイクロホン音声信号処理回路
の構成を示すブロック図、第５図は風雑音の周波数分布
の一例を示す風雑音周波数特性図である。 （１）・・・マイクロホン、（３）・・・可変カットオ
フ高域通過フィルタ、（４）・・・加算器、（７）・・
・可変トランスコンダクタンス増幅器、（ｌＯ）・・・
風雑音検出回路。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）マイクロホンにより集音された音声信号を処理す
   るマイクロホン音声信号処理回路において、高域通過フ
   ィルタのカットオフ周波数を変化させることが可能な可
   変カットオフ高域通過フィルタと、マイクロホンが受け
   る風雑音の大きさを検出する風雑音検出手段とを備え、
   この風雑音検出手段の出力信号に応じて、上記可変カッ
   トオフ高域通過フィルタのカットオフ周波数を変化させ
   るように構成したことを特徴とするマイクロホン音声信
   号処理回路。