(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系により得られた被写体像を撮像する撮像手段と、
前記光学系の駆動を制御する手段であって、駆動開始の指示に応じて駆動を開始し、所定の駆動期間、駆動した後に駆動を停止するように制御する駆動制御手段と、
音声信号を取得する音声取得手段と、
前記駆動開始の指示からの所定の区間であって、前記光学系の駆動停止からの決められた期間を含む前記所定の区間のうち、前記光学系の駆動による雑音が前記取得された音声信号に含まれる雑音区間を、前記取得された音声信号に基づいて決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された前記雑音区間の音声信号から雑音を低減する音声処理手段
とを有する撮像装置。
【請求項２】
前記音声処理手段は、前記雑音区間の音声信号を、前記雑音区間の前または後の音声信号に基づいて生成された予測信号を用いて処理することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記音声処理手段は、前記雑音区間の音声信号を、前記雑音区間の前または後の音声信号を用いて線形予測処理により生成された予測信号を用いて処理することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記光学系の駆動開始の指示のタイミングを示す駆動タイミング信号を記録媒体に記録することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記所定の区間が、前記光学系の種類に応じて決定されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記光学系を予め駆動させて、前記所定の区間を決定する手段を有することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記決定手段は、前記取得された音声信号における、前記光学系の駆動による雑音に対応する周波数の成分が、所定のレベルを越えている区間を前記雑音区間と決定することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記所定のレベルが、前記光学系の種類に応じて異なることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
駆動手段と、
駆動開始の指示に応じて駆動を開始し、所定の駆動期間、駆動した後に駆動を停止するように、前記駆動手段の駆動を制御する制御手段と、
音声信号を取得する音声取得手段と、
前記駆動開始の指示からの所定の区間であって、前記駆動手段の駆動停止からの決められた期間を含む前記所定の区間のうち、前記駆動手段の駆動による雑音が前記取得された音声信号に含まれる雑音区間を、前記取得された音声信号に基づいて決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された前記雑音区間の音声信号から雑音を低減する音声処理手段
とを有する音声処理装置。
【請求項１０】
光学系により得られた被写体像を撮像する撮像手段と、音声信号を取得する音声取得手段とを有する撮像装置の制御方法であって、
前記光学系の駆動を制御するステップであって、駆動開始の指示に応じて駆動を開始し、所定の駆動期間、駆動した後に駆動を停止するように制御する駆動制御ステップと、
前記駆動開始の指示からの所定の区間であって、前記光学系の駆動停止からの決められた期間を含む前記所定の区間のうち、前記光学系の駆動による雑音が前記音声取得手段により取得された音声信号に含まれる雑音区間を、前記音声取得手段により取得された音声信号に基づいて決定する決定ステップと、
前記決定ステップにより決定された前記雑音区間の音声信号から雑音を低減する音声処理ステップ
とを有する撮像装置の制御方法。
【請求項１１】
駆動手段を有する音声処理装置における音声処理方法であって、
駆動開始の指示に応じて駆動を開始し、所定の駆動期間、駆動した後に駆動を停止するように、前記駆動手段の駆動を制御する制御ステップと、
音声信号を取得する音声取得ステップと、
前記駆動開始の指示からの所定の区間であって、前記駆動手段の駆動停止からの決められた期間を含む前記所定の区間のうち、前記駆動手段の駆動による雑音が前記取得された音声信号に含まれる雑音区間を、前記取得された音声信号に基づいて決定する決定ステップと、
前記決定ステップにより決定された前記雑音区間の音声信号から雑音を低減する音声処理ステップ
とを有する音声処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置とその制御方法並びに音声処理装置及び方法に関し、より具体的には、デジタルコンパクトカメラ及びデジタル一眼レフカメラ等の、録音装置を有する撮像装置とその制御方法並びに音声処理装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
静止画撮影のほかに音声信号記録を伴う動画撮影を行う機能を有するデジタルカメラが商品化されている。動画撮影時には、撮影状態の変更によりフォーカスレンズの駆動や輝度変化による絞り機構の駆動など、撮像装置駆動部が動作し、これが、音声信号記録に対する雑音となってしまう。そこで、このような駆動雑音を低減する技術が、提案されている。
【０００３】
特許文献１には、雑音を除去する手法の一つのスペクトルサブトラクション法を有する撮像装置が記載されている。ズームレンズを駆動させるためのズームキー操作に対し、ズームレンズ駆動モータの駆動に同期して、マイクにより取り込まれる音声信号への雑音除去処理を有効化する。
【０００４】
特許文献２には、駆動雑音を発生させる駆動モータの近傍に参照用マイクを設け、参照用マイクに入力される駆動音が一定レベルを超えたとき雑音除去処理を実行する技術が記載されている。参照マイクの信号を基に雑音を検知しているので、駆動モータへの駆動信号タイミングと実際に駆動モータが駆動して駆動雑音を発生したタイミングでのタイムラグを極力減らすことができる。
【０００５】
特許文献３には、携帯電話などの音声信号を符号化して伝送する通信装置におおいて、突発的な雑音を精度良く検知する技術が記載されている。具体的には、通信時に取得する音声信号を、一定時間長のフレームに分割すると共にフレームごとの信号を周波数帯域に変換し、周波数帯域ごとの信号レベルの変化を監視して突発的な雑音を検知する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２７９１８５号公報
【特許文献２】特開２００６−２８７３８７号公報
【特許文献３】特開２００１−３４４０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
音声信号に混入した雑音を除去する雑音除去技術では、雑音除去処理の区間を正確に求めることが必要である。特許文献１に記載の技術では、ズームキー操作タイミングに応じて雑音処理区間を決定するので、そのタイミング信号が不正確な場合には精度よい雑音処理ができない。特許文献２に開示される技術では、音声信号を入力する主マイクと共に、別の雑音取得用の参照マイクを具備しなければならず、部品点数が増えてしまう。また、参照マイクに常に電力を供給しておかなければならず、デジタルカメラにおいては電力消費の面で不利である。特許文献３に記載される技術では、音声信号入力中に常時、周波数領域への変換を行う演算を行わなければならない。周波数領域への変換演算として一般に知られているフーリエ変換は、演算量の上で負荷が非常に高い。
【０００８】
本発明は、このような不都合を解消し、適切に雑音を除去できる撮像装置とその制御方法並びに音声処理装置及び方法を提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る撮像装置は、光学系により得られた被写体像を撮像する撮像手段と、前記光学系の駆動を制御する手段であって、駆動開始の指示に応じて駆動を開始し、所定の駆動期間、駆動した後に駆動を停止するように制御する駆動制御手段と、音声信号を取得する音声取得手段と、前記駆動開始の指示からの所定の区間であって、前記光学系の駆動停止からの決められた期間を含む前記所定の区間のうち、前記光学系の駆動による雑音が前記取得された音声信号に含まれる雑音区間を、前記取得された音声信号に基づいて決定する決定手段と、前記決定手段により決定された前記雑音区間の音声信号から雑音を低減する音声処理手段とを有する。
本発明に係る音声処理装置は、駆動手段と、駆動開始の指示に応じて駆動を開始し、所定の駆動期間、駆動した後に駆動を停止するように、前記駆動手段の駆動を制御する制御手段と、音声信号を取得する音声取得手段と、前記駆動開始の指示からの所定の区間であって、前記駆動手段の駆動停止からの決められた期間を含む前記所定の区間のうち、前記駆動手段の駆動による雑音が前記取得された音声信号に含まれる雑音区間を、前記取得された音声信号に基づいて決定する決定手段と、前記決定手段により決定された前記雑音区間の音声信号から雑音を低減する音声処理手段とを有する。
本発明に係る撮像装置の制御方法は、光学系により得られた被写体像を撮像する撮像手段と、音声信号を取得する音声取得手段とを有する撮像装置の制御方法であって、前記光学系の駆動を制御するステップであって、駆動開始の指示に応じて駆動を開始し、所定の駆動期間、駆動した後に駆動を停止するように制御する駆動制御ステップと、前記駆動開始の指示からの所定の区間であって、前記光学系の駆動停止からの決められた期間を含む前記所定の区間のうち、前記光学系の駆動による雑音が前記音声取得手段により取得された音声信号に含まれる雑音区間を、前記音声取得手段により取得された音声信号に基づいて決定する決定ステップと、前記決定ステップにより決定された前記雑音区間の音声信号から雑音を低減する音声処理ステップとを有する。
本発明に係る音声処理方法は、駆動手段を有する音声処理装置における音声処理方法であって、駆動開始の指示に応じて駆動を開始し、所定の駆動期間、駆動した後に駆動を停止するように、前記駆動手段の駆動を制御する制御ステップと、音声信号を取得する音声取得ステップと、前記駆動開始の指示からの所定の区間であって、前記駆動手段の駆動停止からの決められた期間を含む前記所定の区間のうち、前記駆動手段の駆動による雑音が前記取得された音声信号に含まれる雑音区間を、前記取得された音声信号に基づいて決定する決定ステップと、前記決定ステップにより決定された前記雑音区間の音声信号から雑音を低減する音声処理ステップとを有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、軽い演算負担で駆動雑音発生区間を決定でき、効率的に駆動雑音を除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例の中央断面図を示す。
【図２】図１に示す実施例の概略構成ブロック図である。
【図３】本実施例における雑音除去処理のフローチャートである。
【図４】駆動雑音が混入した音声信号の波形例と特定周波数成分例である。
【図５】雑音除去処理区間を説明するタイミングチャートである。
【図６】雑音除去処理区間の音声を予測する処理の説明図である。
【図７】光学要素毎の解析区間長、特徴周波数及び音圧閾値の表である。
【図８】駆動手段毎の駆動雑音例である。
【図９】第２実施例のシステム構成図である。
【図１０】図９に示す構成の概略構成ブロック図である。
【図１１】外部演算処理装置の雑音除去処理のフローチャートである。
【図１２】メモリ１３４を取り外して音声信号等を転送するシステムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図1は、本発明に係る撮像装置の一実施例であるデジタル一眼レフカメラの中央断面図を示す。
【００１５】
１００は本発明の一実施例であるデジタル一眼レフカメラを示す。１０１はデジタル一眼レフカメラ１００のカメラボディを示す。１０２は撮影レンズを示す。撮影レンズ１０２は、レンズ鏡筒１０３内に光軸１０５を有する撮像光学系１０４からなる。撮像光学系１０４は、フォーカスレンズ群、手ブレ補正レンズユニット及び絞り機構、これらを駆動する光学系駆動部１０６、並びに光学系駆動部１０６を制御するレンズ制御部１０７を有する。撮像光学系１０４は、レンズマウント接点１０８でカメラボディ１０１と電気的に接続する。
【００１６】
撮影レンズ１０２の前方から入射する被写体光学像は、光軸１０５を通ってカメラボディ１０１に入射する。入射光の一部は、ハーフミラーで構成された主ミラー１１０で反射され、フォーカルスクリーン１１７上に結像する。ユーザ又は撮影者は、フォーカルスクリーン１１７上に結象した光学象を、ペンタプリズム１１１を通して接眼窓１１２から視認出来る。これらは、光学ビューファインダ構成となる。
【００１７】
ＡＥセンサ１１６は、フォーカルスクリーン１１７上に結像した光学象の明るさを検出する。また、主ミラー１１０を透過した被写体光学像は、サブミラー１１３で反射され、ＡＦセンサ１１４に入射する。ＡＦセンサ１１４の出力は、被写体像の焦点検出演算に用いられる。ＡＥセンサ１１６は、フォーカルスクリーン１１７の全体、若しくは、１又は複数の所定部分の露光量を検出する。
【００１８】
カメラボディ１０１内にある不図示のレリーズボタンが操作され、撮影開始命令が発せられると、主ミラー１１０及びサブミラー１１３は、被写体光学像が撮像素子１１８に入射するように撮影光路から退避する。
【００１９】
ＡＦセンサ１１４及びＡＥセンサ１１６の検出出力、並びに撮像素子１１８の出力は、カメラ制御部１１９に供給される。カメラ制御部１１９は、これらの信号に従い、カメラ１００の全体を制御する。
【００２０】
動画撮影時には、音声入力手段であるマイク１１５が、外部の音声を取り込み、音声信号に変換してカメラ制御部１１９に供給する。この音声信号は、撮像素子１１８から出力される画像信号と同期して、記録処理される。
【００２１】
図２は、デジタル一眼レフカメラ１００の概略構成ブロック図である。カメラ１００は、撮像系、画像処理系、音声処理系、記録再生系及び制御系を有する。撮像系は、撮像光学系１０４及び撮像素子１１８を含む。画像処理系は、Ａ／Ｄ変換器１３１及び画像処理回路１３２を含む。音声処理系は、マイク１１５および音声信号処理回路１３７を含む。記録再生系は、記録処理装置１３３及びメモリ１３４を含む。制御系は、光学系駆動部１０６、レンズ制御部１０７、カメラ制御部１１９、ＡＦセンサ１１４、ＡＥセンサ１１６及び操作スイッチ検出部１３５を含む。光学系駆動部１０６は、焦点レンズ駆動部１０６ａ、ブレ補正駆動部１０６ｂ及び絞り駆動部１０６ｃなどから構成されている。
【００２２】
撮像系は、被写体などの物体からの光を撮像光学系１０４により撮像素子１１８の撮像面に結像する光学処理系である。エイミングなどの撮影予備動作中は、主ミラー１１０に設けられたミラーを介して、焦点検出部であるＡＦセンサ１１４にも光束の一部が導かれる。後述するように、制御系が適切に撮像光学系を調整することで、適切な光量の物体光が撮像素子１１８に入射するとともに、撮像素子１１８の近傍で被写体像が結像する。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換器１３１は、撮像素子１１８の出力画像信号をデジタル化して、画像処理回路１３２に入力する。画像処理回路１３２は、Ａ／Ｄ変換器１３１からの画像データを処理する回路であり、ホワイトバランス回路、ガンマ補正回路、及び、補間演算による高解像度化を行う補間演算回路等を有する。
【００２４】
音声処理系では、音声信号処理回路１３７が、マイク１１５の出力信号に適切な処理を施して録音用音声信号を生成する。録音用生成信号は、後述する記録処理部により画像データとリンクして記録処理される。
【００２５】
記録処理装置１３３は、メモリ１３４に画像データを出力するとともに、画像表示装置１３６に出力すべき画像の画像データを生成し保存する。また、記録処理装置１３３は、所定の方法で画像データ、動画データ及び音声データをデータ圧縮し、記録媒体に記録する手段である。
【００２６】
カメラ制御部１１９は、撮像の際のタイミング信号などを生成して出力する。焦点検出部としてのＡＦセンサ１１４は、被写体のピント状態を検出し、露出検出部としてのＡＥセンサ１１６は、被写体の輝度を検出する。レンズ制御部１０７は、カメラ制御部１１９からの制御信号に応じて、撮像光学系１０４の焦点、ズーム及び絞りを調整する。
【００２７】
制御系は、外部操作に連動して撮像系、画像処理系及び記録再生系をそれぞれ制御する。例えば、操作スイッチ検出部１３５は、不図示のシャッタレリーズ釦の押下を検出する。カメラ制御部１１９は、この検出出力に応じて、撮像素子１１８の駆動、画像処理回路１３２の動作、及び記録処理装置１３３の圧縮処理などを制御する。カメラ制御部１１９はまた、画像表示装置１３６を構成する光学ファインダ及び／又は液晶モニタ等による情報表示を制御する。
【００２８】
撮像光学系の調整動作を説明する。カメラ制御部１１９は、ＡＦセンサ１１４及びＡＥセンサ１１６の検出出力に従い、適切な焦点位置と絞り位置を決定し、その位置への制御を示す制御信号をレンズ制御部１０７に供給する。レンズ制御部１０７は、カメラ制御部１１９からの制御信号に従い、焦点レンズ駆動部１０６ａ及び絞り駆動部１０６ｃにそれぞれ焦点レンズ及び絞りを駆動させる。
【００２９】
レンズ制御部１０７には、不図示の手ブレ検出センサが接続する。手ぶれ補正モードでは、レンズ制御部１０７は、手ブレ検出センサの検出出力に従いブレ補正駆動部１０６ｂを制御して手ブレを軽減させる。
【００３０】
動画撮影時には、主ミラー１１０及びサブミラー１１３が光軸１０５から撮像素子１１８に入射する光路から退避するので、ＡＦセンサ１１４及びＡＥセンサ１１６には、被写体光学像が入射しない。このとき、カメラ制御部１１９は、焦点レンズ駆動部１０６ａの駆動量と撮像素子１１８から出力される連続的な画像信号を用いて、いわゆる山登り方式と呼ばれる焦点検出方法で撮像光学系のピント状態を調節する。また、カメラ制御部１１９は、撮像素子１１８から出力される画像信号を用いて、被写体の輝度を算出し、絞りを調節する。
【００３１】
図３から図７を用いて、動画撮影時の音声信号録音中に、撮像光学系１０４の駆動雑音が混入する場合の雑音除去方法を説明する。ここでは、絞り駆動部１０６ｃが動作したとする。図３は、本実施例の雑音除去処理のフローチャートを示す。
【００３２】
図４は、音声信号の波形例と抽出周波数の音圧レベルの変化例を示す。図４（ａ）は、マイク１１５で取得される音声信号の波形例を示し、横軸は時間を、縦軸は、マイク１１５の出力音声信号の電圧レベルをそれぞれ示す。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す音声信号の、１０ｋＨｚと２ｋＨｚの周波数成分の音圧変化を示す。横軸は時間を示し、縦軸は音圧レベルを示す。
【００３３】
図５は、撮影レンズ１０２の絞りを絞り駆動部１０６ｃが駆動するときのタイミングチャートを示す。図５（ａ）は、カメラボディ１０１からの撮影レンズ１０２への絞り駆動命令を示す。図５（ｂ）は、絞り駆動部１０６ｃが実際に絞りを駆動する駆動電圧を示す。図５（ｃ）は、絞り駆動部１０６ｃから発する駆動雑音発生期間を示す。図５（ｄ）は、一定時間の音声信号をバッファリングし雑音除去処理をする区間を決定する為に周波数解析を行う期間を示す。図５（ｅ）は、周波数解析の結果から算出された雑音除去処理区間を示す。
【００３４】
デジタル一眼レフカメラ１００の不図示の動画撮影スイッチが押されると、動画撮影が開始され、同時に録音動作も開始される。
【００３５】
マイク１１５により取得され出力される音声信号は、音声信号処理回路１３７を介して映像信号と同期してメモリ１３４に記憶される（Ｓ１００１）。
【００３６】
カメラ制御部１１９は、光学系駆動部１０６の駆動を指示する命令の有無を判断する（Ｓ１００２）。例えば，ユーザ操作による絞りの調整であったり、合焦動作のための焦点レンズ駆動動作であったりする。駆動命令が検出されない場合（Ｓ１００２）、カメラ制御部１１９は、動画撮影スイッチがオフかどうかを調べる（Ｓ１００９）。動画撮影スイッチがオフでない場合（Ｓ１００９）、カメラ制御部１１９は、ステップＳ１００１に戻り、引き続き音声信号の記録動作を行う。動画撮影スイッチがオフであると（Ｓ１００９）、カメラ制御部１１９は、音声記録を含む撮影動作を終了する。
【００３７】
駆動命令が検知された場合（Ｓ１００２）、カメラ制御部１１９は、図５（ｄ）に示すように、駆動命令から一定期間の音声信号をバッファリングする（Ｓ１００３）。バッファリングされる音声信号では、図４（ａ）に示すように、絞り駆動期間において、取り込まれる音声信号に絞り駆動雑音が混入する。
【００３８】
カメラ制御部１１９は、レンズ駆動命令から一定時間の、バッファリングした音声信号についてフレーム分割し、連続的に各フレームでフーリエ変換を行い周波数領域に変換する（Ｓ１００４）。カメラ制御部１１９は、Ｓ１００４で周波数領域に変換した音声信号から絞り駆動雑音の特徴周波数の音圧変化を抽出する（Ｓ１００５）。図４（ｂ）に示す波形例では、１０ＫＨｚの音圧変化４０１が駆動雑音の成分であり、２ｋＨｚの音圧変化４０２が、被写体からの音声信号の成分である。理解を容易にするため、図４（ｂ）では、バッファリング期間以外の期間についても、駆動雑音成分の音圧変化を図示してある。
【００３９】
図４（ｂ）から容易に理解できるように、２ｋＨｚ成分４０２は時間的に激しい音圧変化が起こっており、この変化から絞り駆動時間を判断することは困難である。一方、１０ｋＨｚ成分４０１は、被写体音声のみの期間ではあまり音圧変化がないが、絞り駆動期間では大きく音圧が変化している。レンズ駆動期間の代表として絞り駆動期間を例示したが、その他の要素でも良いことは勿論である。また、特徴周波数成分として１０ＫＨｚの成分を示したが、これも一例であり、駆動雑音に多く含まれるが被写体音声信号に余り含まれない周波数帯域なら他の周波数でもかまわない。レンズ制御部１０７は、撮影レンズ１０２ごと及びその駆動要素ごとの特徴周波数と判定閾値、図７に示すようなデータテーブルとして保持し、必要時にカメラ制御部１１９に転送する。
【００４０】
カメラ制御部１１９は、次に、ステップＳ１００５で抽出した特徴周波数の音圧が予め定めた閾値を越えている区間を算出する（Ｓ１００６）。ステップＳ１００６では、１０ｋＨｚ成分４０１の音圧が閾値４０３を越えている区間を算出し、雑音除去を行う雑音除去処理区間４０４を決定する。
【００４１】
駆動雑音は、レンズの種類及び駆動動作ごとにその特徴となる周波数帯域が異なり、また発生する音圧レベルも異なる。例えば、図８は、フォーカスレンズ駆動のアクチュエータ方式の異なる２種類のレンズの駆動音の５ｋＨｚ、１０ｋＨｚ及び１５ｋＨｚの成分を示す。縦軸は音圧レベルを示し、横軸は時間を示す。図８（ａ）は、アクチュエータがＤＣモータであるレンズの各周波数の音圧変化を示し、図８（ｂ）は、アクチュエータが超音波モータである場合のレンズの各周波数の音圧変化を示す。ＤＣモータの場合、５ｋＨｚ、１０ｋＨｚ及び１５ｋＨｚの各周波数成分がほぼ一様に含まれている。他方、超音波モータの場合、１０ｋＨｚの帯域が多く含まれ、５ｋＨｚ及び１５ｋＨｚの成分は、１０ｋＨｚの成分に比べると低い。また、超音波モータの音圧レベルは、ＤＣモータのそれに比べて各周波数帯域で低くなっている。
【００４２】
前述のように、被写体音との区別を明確にするためには、被写体音の含まれない周波数帯域で閾値を持つことが好ましい。しかし、レンズの種類及び駆動動作によって特徴となる周波数と音圧レベルが異なるので、レンズの種類及び駆動動作ごとに閾値を持つことが好ましい。閾値４０３は、図７に示すように、レンズ種類及び駆動動作ごとに異なる値として、レンズ制御部１０７に格納されており、必要時にカメラ制御部１１９に転送される。
【００４３】
カメラ制御部１１９は、ステップＳ１００６で算出された雑音除去処理区間４０４について雑音除去処理を行う（Ｓ１００７）。雑音除去処理の具体的方法は、後述する。
【００４４】
カメラ制御部１１９は、記録処理装置１３３を制御して、ステップＳ１００７で雑音除去処理された音声信号を撮影動画に同期して記録させる（Ｓ１００８）。バッファリングされた音声信号のうちの雑音除去処理区間以外の音声信号は、雑音除去処理を施されること無しに、そのまま記録処理される。
【００４５】
カメラ制御部１１９は、動画撮影スイッチがオフになったかどうかを判断する（ステップＳ１００９）。動画撮影スイッチがオフであれば録音を終了する。動画撮影スイッチがオフでなければ、ステップＳ１００１に戻り、引き続き音声信号の録音動作が行われる。
【００４６】
図５に示すタイミングチャートを参照して、絞り駆動期間と周波数変換区間又は周波数解析区間の関係を説明する。
【００４７】
時刻Ｔ１において、カメラ制御部１１９から絞り駆動命令が発せられると、Ｔ１からＴ５の一定時間の音声信号がバッファリングされる。バッファリング期間は、撮影レンズ１０２と撮影レンズ１０２の駆動を行う要素によって異なり、駆動時間の前後に一定の余剰時間を加えた期間となる。バッファリング期間の長さを示す解析区間長は、図７に示すようなデータテーブルに格納されている。このデータテーブルは、撮影レンズ１０２内のメモリに格納されており、カメラボディ１０１との接続時に、カメラ制御部１１９又はメモリ１３４に転送され、記憶される。また、カメラボディ１０１に撮影レンズ１０２が装着されたときに、光学系駆動部１０６により各レンズ要素を駆動して、その駆動時間を測定し、その測定時間からバッファリング期間を決定しても良い。カメラボディ１０１内の例えばメモリ１３４に撮影レンズ１０２の種類毎の上記データテーブルを格納し、装着された撮影レンズの種類を判別して、適用すべきデータテーブルを決定するようしてもよい。
【００４８】
レンズ制御部１０７は、カメラ制御部１１９からの絞り駆動命令に従い、時刻Ｔ２に絞り駆動部１０６ｃに絞りを駆動させる。絞り駆動命令発生（時刻Ｔ１）から絞り駆動開始（時刻Ｔ２）の間には、タイムラグが生じる。時刻Ｔ２に絞り駆動部１０６ｃが絞りを駆動し、これにより、駆動雑音が発生する。
【００４９】
時刻Ｔ３において、絞り駆動部１０６ｃの駆動電圧が低下し、絞り駆動動作が終了する。しかし、絞り駆動で発生する駆動雑音には残響音があり、時刻Ｔ４まで継続する。そこで、残響音時間も加味したＴ１〜Ｔ５の一定時間長についてバッファリングと周波数解析を行う。これにより、レンズ駆動命令から実際の駆動開始までのタイムラグ、及び、駆動雑音の残響時間を含むＴ２〜Ｔ４の正確な駆動雑音発生期間を決定でき、精度の高い雑音除去処理が可能になる。
【００５０】
図６を参照して、本実施例で用いる雑音除去処理を説明する。本実施例の雑音除去処理では、駆動雑音発生期間の前後の音声信号を用いて、駆動雑音発生期間内の音声信号を予測する予測処理を行う。図６は、各処理手順における音声信号波形を示す。横軸は時間を示し、縦軸は信号レベルを示す。図６（ａ）は、被写体からの音声信号に絞り駆動雑音が混入している音声信号を示す。図６（ｂ）は、雑音除去処理のための予測処理を行う途中の段階の音声信号を示す。図６（ｃ）は、図６（ａ）に示す音声信号に予測処理を適用した後の音声信号を示す。
【００５１】
予測処理では、図６（ｂ）に示すように、雑音除去処理区間の音声信号、すなわち、駆動雑音が混入している音声信号を破棄する。学習動作と予測動作を行い、予測動作により求めた信号で、雑音除去処理区間の音声信号を補間する。
【００５２】
本実施例の音声予測は、線形予測係数の導出（学習動作）と、線形予測係数を用いた信号予測（予測動作）とからなり、これらの動作を以下、説明する。
【００５３】
線形予測を用いるにあたり、現在の信号とこれに隣接する有限個（ここではｐ個とおく）の標本値との間に、次のような線形１次結合関係を仮定する。すなわち、
【数１】
0005656586.tif 000002
但し、式（１）において、εｔは、平均値０、分散σ２の互いに無相関な確率変数である。
【００５４】
ここでｘｔが過去の値から予測されるように式を変形すると、
【数２】
0005656586.tif 000003
となる。
【００５５】
式（２）によると、εｔが十分に小さければ、近傍ｐ個の線形和によって現在の値が表現される。ｘｔを上記の予測によって求めた後、さらにその近似が十分によければ、ｘｔ＋１も同じく近傍ｐ個の線形和によって求められる。
【００５６】
このように、εｔを十分に小さくすることが出来れば、順次値を予測して信号を求めることが出来る。そこで、εｔを最小にするようなαｉを求めることを考える。本実施例では、εｔを最小にするようなαｉを求める動作を学習動作と呼ぶ。
【００５７】
前述した学習区間において、Σεｔ２を最小化すればよい。学習の開始時間をｔ０、終了時間ｔ１とすると、
【数３】
0005656586.tif 000004
ただし、α０＝１である。ここで、式（３）を簡単化するために、
【数４】
0005656586.tif 000005
とおく。式（３）を最小化するようにαｉを決めるためには、式（３）のαｊを（ｊ＝１，２，・・・，ｐ）に関する偏微分を０として解けばよい。この結果、
【数５】
0005656586.tif 000006
が得られる。式（５）は、ｐ個の線形連立１次方程式を解けば、αｉを決定できることを示している。式（５）のｃｉｊは、ｘｔ−ｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｐ）から求めることができる。
【００５８】
式（５）に従ってαｉを決定した場合、Σεｔ２は最小化されている。このとき、式（２）から、ｘｔの値は、
【数６】
0005656586.tif 000007
と近似できる。この近似が十分に良いものであれば、ｘｔの代わりに、式（６）の右辺を予測信号として用いることができる。
【００５９】
さらに、ｘｔ＋１についても同様に、近傍のｐ−１個と、予測によって求めた信号とから近似値を得ることが出来る。
【００６０】
このような処理を順次、繰り返すことで、予測区間の信号を生成出来る。本実施例では、求められたαｉから予測区間の近似を求める動作を予測動作と呼ぶ。
【００６１】
図６に示す波形例での、学習動作と予測動作を説明する。図６に示すように、学習動作を行うに当たっては、予測区間の前後の信号を用いる。これは、音声信号が、極く短時間の領域に着目すると、比較的繰り返し性が高いという性質を利用している。図６に示すように、駆動雑音が存在する区間より時間的に先行して繋がる区間を学習区間１とし、駆動雑音が存在する区間よりも時間的に遅れて繋がる区間を学習区間２とする。
【００６２】
学習動作および予測動作では、学習区間１と学習区間２の信号に対して夫々独立に計算を行う。学習区間１で学習動作を行った後に予測区間の信号を生成することを、前方からの予測、略して前方予測と呼ぶ。他方、学習区間２で学習動作を行った後に予測区間の信号を生成することを、後方からの予測、略して後方予測と呼ぶ。予測区間の信号の計算では、学習区間１に近いほど前方予測による値の重みを大きくし、学習区間２に近いほど後方予測による値の重みを大きくするように、前方予測と後方予測を重み付けする。
【００６３】
以上、説明したように、駆動信号に基づいて一定期間を周波数解析することにより、雑音除去処理区間を決定することで、常時、周波数解析を行わなくても良くなり、演算負荷が軽減される。また、別途、雑音検出手段を設ける必要がないので、コストダウン、筐体構造の簡単化及び省電力化が図ることができる。正確に駆動雑音発生区間を検出できるので、雑音除去処理性能が向上する。特に、予測処理による雑音除去処理において、駆動雑音区間を正確に決定できることにより、予測精度の向上が見込まれる。
【００６４】
絞り駆動音に対する駆動雑音除去処理を説明したが、その他の光学要素による駆動雑音の除去にも適用可能である。一般的には、駆動雑音または雑音の発生タイミングが操作釦やカメラ制御部で検知できるものについても、適用可能である。例えば、焦点レンズ駆動、振れ補正レンズ駆動、不図示の振れ補正レンズのロック機構の駆動、撮像素子シフト式振れ補正駆動、電動ズームレンズ駆動、及び撮像素子のウォブリング駆動等がある。更には、操作音を発生する操作釦の操作及びストロボのポップアップ駆動などがある。
【００６５】
雑音除去処理手法として駆動雑音発生区間の前後の音声信号から駆動雑音発生区間の音声信号を予測して再現する予測処理を説明したが、他の方法も利用可能である。例えば、駆動雑音発生区間の信号を０にして無音にしてしまうミュート手段や、周波数領域に変換して特徴周波数の差分を行うスペクトルサブトラクション法などを利用できる。ミュート手段では、雑音除去区間の音声信号を単純に０にしてしまうだけなので、演算処理負荷が非常に軽い。また、ミュートによる無音区間が短いほうが、聴音時に違和感は少なくなるので、本発明で提案するように雑音発生区間を出来るだけ正確に求めることは有効である。スペクトルサブトラクション法では、予め駆動雑音のみを録音し周波数領域に変換した情報を記録しておき、駆動雑音が混入した被写体音信号の周波数領域情報から、駆動雑音のみの周波数領域情報を差し引いて雑音除去を行う。ハムノイズ等の定常的な雑音除去に対しては処理を行いやすいが、絞りの駆動雑音のような突発的な雑音除去については、実際の駆動雑音混入区間に対して駆動雑音のみの周波数領域情報から差し引く位置が時間方向にずれると、雑音除去の性能が低下する。よって、本発明で提案するように雑音発生区間を出来るだけ正確に求めることは、雑音除去手法としてスペクトルサブトラクション法を用いる場合においても有効である。
【実施例２】
【００６６】
上記実施例では、音声取り込み時に駆動雑音を除去したが、事後的に駆動雑音を除去しても良い。具体的には、駆動雑音が混入した音声信号と共に、駆動雑音の発生タイミングを示す信号を記録し、これらの両方を駆動雑音除去装置に転送して、駆動雑音を除去させる。もちろん、駆動雑音の特性を示すデータも同時に記録し、駆動雑音除去装置に転送しても良い。駆動雑音の特性を示すデータには、駆動雑音の種類、駆動雑音期間判定の閾値、及び駆動雑音の継続時間等がある。
【００６７】
図９は、デジタル一眼レフカメラと、駆動雑音除去装置としての外部演算処理装置からなるシステムの概略構成図である。デジタル一眼レフカメラ１００ａは、通信ケーブル１５１を介して外部演算処理装置１７０に接続する。図１０は、図９に示すシステム構成の概略構成ブロック図を示す。カメラ１００ａは、カメラボディ１０１ａに外部装置との接続用の通信コネクタ１４１を有している。通信コネクタ１４１は、通信ケーブル１５１を介して外部演算処理装置１７０の通信コネクタ１７４と電気的に接続する。実施例１と同じ機能の要素には、同じ符号を付してある。
【００６８】
外部演算処理装置１７０は、制御部１７１、音声信号処理回路１７２、メモリ１７３、操作入力部１７５、音声再生装置１７６及び画像表示装置１７７を有する。
【００６９】
制御部１７１は、操作者による操作入力部１７５の操作に従い、雑音除去処理を含む動作に各部を制御する。雑音除去処理の経過を含む制御結果は、音声再生装置１７６及び画像表示装置１７７に出力される。
【００７０】
雑音除去処理では、制御部１７１は、通信コネクタ１７４を介して、カメラ１００ａから駆動雑音を除去されていない音声信号を含む動画記録データと、駆動雑音発生タイミングを示す信号とを受信する。音声信号処理回路１７２は、カメラ１００ａからの駆動雑音を含む音声信号に、実施例１と同様の雑音除去処理を施してメモリ１７３に記録する。
【００７１】
図１１は、外部演算処理装置１７０における駆動雑音低減処理のフローチャートを示す。操作者が操作入力部１７５により雑音除去処理の開始を制御部１７１に指示すると、図１１に示すフローチャートが開始される。
【００７２】
外部演算処理装置１７０は、通信ケーブル１５１を介して、カメラボディ１０１ａのメモリ１３４に記録された駆動雑音が混入した音声信号及び駆動タイミング信号を含む動画記録データを読み込む（Ｓ２００１）。
【００７３】
制御部１７１は、読み込んだ音声信号に同期した駆動信号タイミングが存在しているか否かを判断する（Ｓ２００２）。音声信号に同期した駆動タイミング信号が検出されない場合（Ｓ２００２）、制御部１７１は、音声信号をそのまま記録する（Ｓ２０１０）。そして、制御部１７１は、処理対象の音声信号が終了しているかどうかを調べる（Ｓ２００９）。音声信号が終了していない場合（Ｓ２００９）、制御部１７１は、ステップＳ２００１に戻り、引き続き音声信号のカメラ１００ａからの読み込みを続ける。音声信号が終了していると（Ｓ２００９）、制御部１７１は、駆動雑音除去処理を終了する。
【００７４】
音声信号に同期した駆動タイミング信号が存在する場合（Ｓ２００２）、駆動タイミング信号から一定時間の音声信号をバッファリングする（Ｓ２００３）。以後のステップＳ２００４〜Ｓ２００７は、音声信号処理回路１７２が雑音除去処理を行うことを除いて、その処理内容が図３のステップＳ１００４〜Ｓ１００７と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００７５】
音声信号処理回路１７２は、雑音除去処理を施した音声信号をメモリ１７３に記録する（Ｓ２００８）。制御部１７１は、処理対象の音声信号が終了しているかどうかを調べる（Ｓ２００９）。音声信号が終了していない場合（Ｓ２００９）、制御部１７１は、ステップＳ２００１に戻り、引き続き音声信号のカメラ１００ａからの読み込みを続ける。音声信号が終了していると（Ｓ２００９）、制御部１７１は、駆動雑音除去処理を終了する。
【００７６】
雑音除去処理を施された音声信号は、カメラ１００ａからの動画データに含まれる画像データと同期して、メモリ１７３に記録される。雑音除去処理を施した音声信号をカメラ１００ａのメモリ１３４に書き戻して、メモリ１３４の駆動雑音を含む音声信号に上書きしてもよい。
【００７７】
メモリ１３４がカメラボディ１０１ａから取り外し可能な場合には、図１２に示すように、メモリカードリーダ１５２で外部演算処理装置に必要なデータを転送してもよい。
【図１】
0005656586.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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