(57)【要約】【課題】間欠ノイズが重畳した音声信号についてノイズ除去を行う場合の音質劣化を最小限に抑える。【解決手段】音声信号と基準波形との相関計算結果に基づいてノイズ発生タイミングを検出する。これによれば、音声信号中に重畳するノイズを実際に検出することができ、例えばノイズ発生源に対する制御タイミングからノイズ発生タイミングを予想する場合と比較すれば適正にノイズ発生区間を設定することができ、ノイズ除去を行うための区間としては必要最小限に抑えることができる。この結果、ノイズ除去に伴う音質劣化は最小限に抑えることができる。【選択図】図６
2008071374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収音手段と、上記収音手段を入力源とする音声信号を所要の記録媒体に記録する記録手段とを備えると共に、記録動作に伴い間欠的なノイズが発生する記録装置であって、
上記音声信号と所定の基準波形信号との波形相関計算結果に基づき、上記ノイズの発生タイミングを検出するノイズタイミング検出手段と、
上記ノイズタイミング検出手段により検出された上記ノイズの発生タイミングに基づき設定されたノイズ区間における上記音声信号に所定の信号処理を施すことによって、上記音声信号に重畳する上記ノイズを除去するためのノイズ除去処理を行うノイズ除去手段と、
を備えることを特徴とする記録装置。
【請求項２】
上記ノイズタイミング検出手段は、
上記波形相関計算の結果得られる相関値と所定閾値とを比較した結果に基づき上記ノイズの発生タイミングを検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
上記基準波形信号は、複数の上記ノイズをサンプリングしてそれらを同期加算して生成されたものである、
ことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項４】
上記ノイズタイミング検出手段は、
所定情報に基づき取得されるノイズ発生予想区間内でのみ上記波形相関計算を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項５】
上記記録媒体に記録されるべき音声信号が一時保持される一時保持手段と、
上記一時保持手段に保持される音声信号が上記記録手段によって上記記録媒体に間欠的に書き込まれるように制御する間欠記録制御手段とをさらに備え、
上記ノイズは、上記間欠記録制御手段の間欠記録制御に伴う上記記録手段の動作に伴って生じるものとされると共に、
上記ノイズタイミング検出手段は、
上記間欠記録制御手段による間欠記録制御に伴い発生する情報に基づき取得されるノイズ発生予想区間内でのみ上記波形相関計算を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項６】
上記ノイズタイミング検出手段は、
上記基準波形信号が複数種設定されており、指示に応じて選択した上記基準波形信号と上記音声信号との波形相関計算を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項７】
上記ノイズの発生部位を所定回数駆動し、それに伴い上記音声信号に重畳する所定数の上記ノイズをそれぞれサンプリングした結果に基づき上記基準波形信号を生成する基準波形信号生成手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項８】
上記ノイズは、上記ノイズの発生部位の駆動態様によってそれぞれ異なる特性による波形が得られるものとされ、
上記基準波形信号生成手段は、
上記ノイズの発生部位をそれぞれの駆動態様によりそれぞれ所定回数駆動したときに上記音声信号に重畳するノイズをそれぞれサンプリングした結果に基づき、それら駆動態様ごとの上記基準波形信号を生成する、
ことを特徴とする請求項７に記載の記録装置。
【請求項９】
収音手段と、上記収音手段を入力源とする音声信号を所要の記録媒体に記録する記録手段とを備えると共に、記録動作に伴い間欠的なノイズが発生する記録装置において、上記音声信号に重畳する上記ノイズを除去するためのノイズ除去方法であって、
上記音声信号と所定の基準波形信号との波形相関計算結果に基づき、上記ノイズの発生タイミングを検出するノイズタイミング検出手順と、
上記ノイズタイミング検出手順により検出した上記ノイズの発生タイミングに基づき設定されたノイズ区間における上記音声信号に所定の信号処理を施すことによって、上記音声信号に重畳する上記ノイズを除去するためのノイズ除去処理を行うノイズ除去手順と、
を備えることを特徴とするノイズ除去方法。
【請求項１０】
音声信号に重畳する間欠的なノイズを除去するためのノイズ除去装置であって、
上記音声信号と所定の基準波形信号との波形相関計算結果に基づき、上記ノイズの発生タイミングを検出するノイズタイミング検出手段と、
上記ノイズタイミング検出手段により検出された上記ノイズの発生タイミングに基づき設定されたノイズ区間における上記音声信号に所定の信号処理を施すことによって、上記音声信号に重畳する上記ノイズを除去するためのノイズ除去処理を行うノイズ除去手段と、
を備えることを特徴とするノイズ除去装置。
【請求項１１】
音声信号に重畳する間欠的なノイズを除去するためのノイズ除去方法であって、
上記音声信号と所定の基準波形信号との波形相関計算結果に基づき、上記ノイズの発生タイミングを検出するノイズタイミング検出手順と、
上記ノイズタイミング検出手順により検出した上記ノイズの発生タイミングに基づき設定されたノイズ区間における上記音声信号に所定の信号処理を施すことによって、上記音声信号に重畳する上記ノイズを除去するためのノイズ除去処理を行うノイズ除去手順と、
を備えることを特徴とするノイズ除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収音手段を入力源とする音声信号を所要の記録媒体に記録する記録手段を備える記録装置として、特に記録動作に伴い間欠的にノイズが発生する記録装置に関する。また、例えばこのような記録装置に適用されて、上記音声信号に重畳する上記間欠的なノイズを除去するのに好適なノイズ除去方法、及びノイズ除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、撮影映像及び収音音声を所要の記録媒体に記録するビデオカメラ装置が普及している。そして、このようなビデオカメラ装置として、特に近年では、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）を内蔵しこれに撮影映像及び収音音声（以下撮影データとも言う）を記録するようにされたものがある。
【０００３】
このように撮影データをＨＤＤに記録するビデオカメラ装置では、回転駆動される磁気ディスク上に磁気ヘッドをロードしたままの状態で撮影データの記録を継続的に行うようにされたものがある。すなわち、記録開始指示から記録停止指示までの間、撮影データを継続的に磁気ディスクに書き込むといったものである。
【０００４】
しかしながら、この手法では、記録動作中は常時磁気ディスクの回転駆動を伴うことから、これを改良した記録手法として、間欠アクセスの手法が提案されている。
この間欠アクセスでは、記録開始後、撮影データを一旦内蔵メモリに蓄積するものとしておき、その間は磁気ヘッドを所定のパーキング位置に退避させた上で磁気ディスクの回転を止めておく。そして、内蔵メモリへの撮影データの蓄積量が所定以上となったことに応じ、磁気ディスクの回転駆動及び磁気ヘッドの記録位置へのロードを行って蓄積された撮影データの読出・記録を行い、所定時間分の記録を行うと、再度磁気ヘッドをパーキング位置へ退避させ且つ磁気ディスクの回転駆動を停止する。このようにして内蔵メモリへの撮影データの蓄積量に応じ、磁気ディスクに対する間欠的な記録を行う。
この間欠アクセスの手法により、磁気ディスクを常時回転させたままの状態で記録を行う場合よりも消費電力の削減が図られる。
【０００５】
但し、この間欠アクセスの手法を採用する場合には、磁気ヘッドを磁気ディスク上にロードする際、或いは磁気ヘッドをパーキング位置に退避させる際に、デバイスの物理的な衝突に起因するノイズがＨＤＤ内部で発生するものとなってしまう。そして、このノイズは、ビデオカメラ装置が備えるマイクロフォンにより収音され、これによって撮影データと共に記録されてしまうという問題が発生する。
このため、間欠アクセスの手法を用いる場合には、消費電力の削減が図られる一方で、このようなノイズについての対策を行うことが必要となってくる。
【０００６】
なお、以下の特許文献には音声信号に重畳するノイズを除去する技術について記載されている。
【特許文献１】特開２００５−２０３０１４号公報
【特許文献２】特開２００２−２５１８２３号公報
【特許文献３】特開２００５−２２８４００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のような間欠アクセスに伴うノイズを対策するとしたときには、それが間欠的に生じる性質のものであって、定常的なノイズとは異なるものであることを考慮しなければならない。
ここでノイズ除去は、本来の信号に対して改変を与える処理であり、その結果音質の劣化を招く可能性のある処理となる。定常的なノイズに関しては、それを除去するのであれば常にその除去処理を行う他はないが、間欠的なノイズについては、このような音質劣化の面から必要最小限の改変となるように、ノイズが生じる区間のみを対象として行われることが望ましいものとなる。
このようなことを考慮すると、上記のような間欠アクセスに伴うノイズの除去を行うにあたっては、先ずはノイズの発生するタイミングを検出することが肝要となる。
【０００８】
具体的に、ノイズ発生タイミングの情報を得るにあたっては、例えばノイズの発生源となる該当部位への制御が行われるタイミングからこれを予測するといったことが考えられる（例えば特許文献２，３に記載）。
しかしながら、上記のような間欠アクセスにおいて、記録開始指示に応じ磁気ヘッドのロードに伴う衝突音が生じるまでの時間長、及び記録停止指示に応じ磁気ヘッドのパーキングに伴う衝突音が生じるまでの時間長は、記録開始／終了位置の違いやその他の条件に応じて異なることがわかっている。
これに対しては、記録開始／停止指示に応じて設定すべきノイズ区間に或る程度のマージンを設けることで対応することも考えられるが、先に述べた音質面の問題を考慮すると、ノイズ除去を行う対象区間は最小限とすることが望ましく、その意味で、このように記録開始／停止指示のタイミングからノイズ発生区間を予測する手法には限界があるといえる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明では以上のような問題点に鑑み、記録装置として以下のように構成することとした。
つまり、本発明の記録装置は、収音手段と、上記収音手段を入力源とする音声信号を所要の記録媒体に記録する記録手段とを備えると共に、記録動作に伴い間欠的なノイズが発生する記録装置であって、先ず、上記音声信号と所定の基準波形信号との波形相関計算結果に基づき、上記ノイズの発生タイミングを検出するノイズタイミング検出手段を備える。
そして、上記ノイズタイミング検出手段により検出された上記ノイズの発生タイミングに基づき設定されたノイズ区間における上記音声信号に所定の信号処理を施すことによって、上記音声信号に重畳する上記ノイズを除去するためのノイズ除去処理を行うノイズ除去手段を備えるものである。
【００１０】
また、本発明ではノイズ除去装置として以下のように構成することとした。
すなわち、本発明のノイズ除去装置は、音声信号に重畳する間欠的なノイズを除去するためのノイズ除去装置であって、上記音声信号と所定の基準波形信号との波形相関計算結果に基づき、上記ノイズの発生タイミングを検出するノイズタイミング検出手段を備える。
また、上記ノイズタイミング検出手段により検出された上記ノイズの発生タイミングに基づき設定されたノイズ区間における上記音声信号に所定の信号処理を施すことによって、上記音声信号に重畳する上記ノイズを除去するためのノイズ除去処理を行うノイズ除去手段を備えるものである。
【００１１】
上記本発明によれば、基準波形との波形相関性に基づき音声信号に重畳するノイズを検出することができるので、例えばノイズ発生源としての部位に対する制御タイミングからノイズ発生区間を予測する場合とは異なり、適正にノイズ発生タイミングを検出することができる。
【発明の効果】
【００１２】
上記のようにして本発明によれば、音声信号と基準波形との波形相関性に基づきノイズを検出するようにしたことで適正にノイズ発生タイミングを検出することができ、これによってノイズ除去を行う区間は必要最小限とすることができる。そして、これによれば、ノイズ除去に伴い生じる可能性のある音質劣化も最小限に抑えることができる。
【００１３】
また、このような波形相関性に基づくノイズ検出の手法は、例えば音声信号中の基準波形と完全に一致する部分を検出対象とすることができるなど、その検出精度は非常に高いものとすることができる。
このようにノイズ検出の精度を高くできることで、ノイズの誤検出に基づく無駄なノイズ除去動作もその分行われないようにすることができ、この結果、音質劣化の機会を相応に減らすことができる。すなわち、この面でも本発明では音質劣化を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする）について説明していく。
[記録装置の構成]
図１は、本発明の記録装置の一実施形態であるビデオカメラ装置１について、その外観構成を斜視図により示した図である。
このビデオカメラ装置１は、図示するようにしてカメラレンズ１ａを備え、当該カメラレンズ１ａを介して得られる撮影映像を内部の記録媒体に対して記録することができる。また、ビデオカメラ装置１は、図示するようにして筐体外部に表出するようにして設けられた外部音収音マイク（マイクロフォン）１ｂを備えており、この外部音収音マイク１ｂにより収音された音声を、上記撮影映像と共に上記記録媒体に対して記録することができる。
【００１５】
図２は、ビデオカメラ装置１の内部構成について示すブロック図である。
先ず、この図２においても、図１に示したカメラレンズ１ａが示されている。カメラレンズ１ａは、図示するようにしてカメラブロック５内に設けられる。
カメラブロック５は、上記カメラレンズ１ａを介して入射される被写体光を検出するＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ或いはＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）センサ等の固体撮像素子部や、固体撮像素子部から画素信号を転送してゲイン調整やＡ／Ｄ変換などを行って映像信号を得る映像信号生成部等を備える。
【００１６】
カメラブロック５により得られた映像信号は、図示する映像信号処理部６に供給され、ここで例えばホワイトバランスやＹ／Ｃ処理等の所定の映像信号処理が施されて映像信号圧縮処理部７に供給される。
映像信号圧縮処理部７は、映像信号に対し所定の映像圧縮方式に基づく圧縮処理を施し圧縮ビデオデータを生成する。そして、この圧縮ビデオデータをストリームデータ（図示するビデオストリームＶstrm）として出力する。
【００１７】
また、この図２には、図１に示した外部音収音マイク１ｂも示されている。この外部音収音マイク１ｂの収音動作に基づき得られた入力音声信号Ａinは、図中の一点鎖線により囲うノイズ検出・除去部２に供給される。
【００１８】
ノイズ検出・除去部２は、上記入力音声信号Ａinと、後述するシステムコントローラ１１からのノイズ発生予想区間情報ＮcSとに基づき、ノイズ発生タイミングの検出やノイズ発生タイミングに基づいたノイズの除去を行い、その結果を図示する出力音声信号Ａoutとして出力する。
なお、このノイズ検出・除去部２の内部構成及び動作については後述する。
【００１９】
音声信号処理部３は、上記出力音声信号Ａoutを入力して所定の音声信号処理を施し、その結果を音声信号圧縮処理部４に供給する。
音声信号圧縮処理部４は、上記音声信号処理部３から供給される出力音声信号Ａoutに対して所定の音声圧縮方式に基づく圧縮処理を施し圧縮オーディオデータを生成する。そして、この圧縮オーディオデータをストリームデータ（図示するオーディオストリームＡstrm）として出力する。
【００２０】
ＡＶ（Audio Visual）ストリーム生成部８は、先に述べた映像信号圧縮処理部７からのビデオストリームＶstrmと、上記音声信号圧縮処理部４からのオーディオストリームＡstrmとを入力して、これらを合成したＡＶストリームAVstrmを生成する。そして、このＡＶストリームAVstrmをバッファメモリ９に対して供給する。
【００２１】
バッファメモリ９は、後述するシステムコントローラ１１からの指示に従って上記ＡＶストリーム生成部８から供給されるＡＶストリームAVstrmについての内部メモリへの書込／読出を行うことで、ＡＶストリームAVstrmのバッファリングを行う。
【００２２】
ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）１０は、システムコントローラ１１の指示に基づき上記バッファメモリ９から供給されるＡＶストリームAVstrmを内部の磁気ディスク（磁気ディスク１０Ｂ）に対して記録する。
【００２３】
ここで、このＨＤＤ１０の内部構成を次の図３に示しておく。図３に示されるようにＨＤＤ１０には、磁気ディスク１０Ｂと、磁気ディスク１０Ｂに対して信号を記録するための磁気ヘッド１０Ａとが備えられている。なお、この他にも、例えば磁気ヘッド１０Ａを図中ロード／パーキング位置に駆動するための駆動系や磁気ディスク１０Ｂを回転駆動するための駆動系なども備えられるが、ここではそれら他の詳細な構成については省略している。
【００２４】
図２に戻り、システムコントローラ１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータで構成され、起動されたプログラムに従って当該ビデオカメラ装置１の全体制御、演算処理を行う。
例えば、図示されない操作入力部からの操作信号に応じ必要な各部を制御することで、ユーザの操作入力に応じた動作を実現させたり、またＨＤＤ１０へのデータファイルの格納や管理情報の作成・更新等を行う。
【００２５】
また、特に実施の形態の場合のシステムコントローラ１１は、ＨＤＤ１０に対するＡＶストリームAVstrm（撮影データとも言う）の記録時における間欠アクセスを実現するための制御処理も実行する。
つまり、システムコントローラ１１は、撮影データの記録開始後、直ちにバッファメモリ９からの撮影データの読み出し及びＨＤＤ１０への撮影データの記録開始指示は行わず、バッファメモリ９への撮影データの蓄積量が第１の閾値以上となったことに応じてそれらの指示を行う。そして、バッファメモリ９からの撮影データの読み出し、及びＨＤＤ１０によるその記録の開始後は、バッファメモリ９における撮影データの蓄積量が第２の閾値以下となったことに応じ、バッファメモリ９からの撮影データの読み出し及びＨＤＤ１０の記録動作を停止させる指示を行う。以降も、バッファメモリ９の撮影データの蓄積量と上記第１及び第２の閾値との比較結果に応じ、バッファメモリ９からの撮影データの読み出し開始指示及びＨＤＤ１０への記録開始指示と、バッファメモリ９からの撮影データの読み出し停止指示及びＨＤＤ１０への記録停止指示とを繰り返し行うようにされる。
【００２６】
[ＨＤＤノイズ]
ここで、図２に示すビデオカメラ装置１において、このような間欠アクセスの手法が採用されることによっては、例えばＨＤＤ１０において磁気ディスク１０Ｂを回転させたままの状態で磁気ヘッド１０Ａによる記録動作を継続的に行う場合と比較して、その分消費電力の削減を図ることができる。
【００２７】
しかしながらこの間欠アクセスの手法において、上述したような記録開始指示に伴っては、ＨＤＤ１０において磁気ヘッド１０Ａを磁気ディスク１０Ｂ上にロードすることになるが、その際に、デバイスの物理的な衝突に起因するノイズがＨＤＤ１０内部で発生することになる。また、記録停止指示に応じては、磁気ヘッド１０Ａをパーキング位置に退避させることになるが、その際にもデバイスの物理的な衝突に起因するノイズがＨＤＤ１０内で発生することとなる。
【００２８】
このようにして撮影データの記録動作中にＨＤＤ１０内で生じるノイズは、外部音収音マイク１ｂによって収音され、入力音声信号Ａinに重畳してしまい、この結果撮影データと共にＨＤＤ１０に対して記録されてしまうという問題が発生する。
【００２９】
図４は、このようにして間欠アクセスに伴いＨＤＤ１０内で生じるノイズ（以下ＨＤＤノイズとも言う）の特性を例示した図であり、図４（ａ）ではその時間波形を、また図４（ｂ）ではそのスペクトログラムを示している。
このようなＨＤＤノイズは、ＨＤＤ１０の個体差に依存するものとはなるが、時間波形（図４（ａ））で見ると概ね持続時間が約0.03sec程度と非常に短いスパイク状のノイズとなっている。またスペクトログラム（図４（ｂ））で見るとインパルス状に広い周波数帯域にパワーが分布しており、時間的に集中している信号は周波数的には広い帯域に分布していることが確認できる。
このＨＤＤノイズは極めてレベルの小さい信号成分ではあるが、これらの特性より、聴覚的に非常に煩わしいノイズとなる。そして、このように煩わしいノイズが、間欠アクセスに伴う記録開始／停止ごとに間欠的に発生し、これが撮影データ（音声信号）に重畳されて記録されてしまう。
【００３０】
ここで、このようなＨＤＤノイズの記録が防止されるようにするためには、それを入力音声信号Ａinから除去することが考えられるが、その際には、ＨＤＤノイズが間欠的に生じる性質のものであって、定常的なノイズとは異なるものであることを考慮しなければならない。
つまり、ノイズ除去は、本来の信号に対して改変を与える処理であり、その結果音質の劣化を招く可能性のある処理となる。定常的なノイズに関しては、それを除去するのであれば常にその除去処理を行う他はないが、間欠的なノイズについては、このような音質劣化の面から必要最小限の改変となるように、ノイズが生じる区間のみを対象として行われることが望ましいものとなる。
【００３１】
このようなことを考慮すると、上記のようなＨＤＤノイズの除去を行うにあたっては、先ずはノイズの発生するタイミングを検出することが肝要となる。
【００３２】
そのための具体的な手法としては、例えば従来のようにノイズの発生源への制御が行われるタイミングからこれを予測するといったことが考えられる。
しかしながら、上述した間欠アクセスにおいて、記録開始指示に応じ磁気ヘッド１０Ａのロードに伴う衝突音が生じるまでの時間長、及び記録停止指示に応じ磁気ヘッド１０Ｂのパーキングに伴う衝突音が生じるまでの時間長は、記録開始／終了位置の違いやその他の条件に応じて異なることがわかっている。
これに対しては、記録開始／停止指示に応じて設定すべきノイズ区間に或る程度のマージンを設けることで対応することも考えられるが、先に述べた音質面の問題を考慮すると、除去を行う区間は最小限とすることが望ましく、その意味で、このように記録開始／停止指示のタイミングからノイズ発生区間を予測する手法には限界があるといえる。
【００３３】
［実施の形態のノイズタイミング検出］
そこで、本実施の形態のビデオカメラ装置１では、図２に示されるノイズ検出・除去部２によって、実際にノイズの発生するタイミングを検出するものとし、この検出されたタイミングに基づく区間内についてのみノイズの除去を行うものとしている。
【００３４】
図２において、ノイズ検出・除去部２に対しては、このようにノイズの検出を行うための構成として、図示するノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４が設けられる。
このノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４は、先に述べた外部音収音マイク１ｂからの入力音声信号Ａinと、システムコントローラ１１からのノイズ発生予想区間情報ＮcSとに基づき、後述するようにしてノイズ発生タイミングの検出、及び検出したノイズ発生タイミングに基づくノイズ区間の設定を行う。
【００３５】
ここで、先にも説明したように本実施の形態におけるＨＤＤノイズは、ＨＤＤ１０における記録動作の開始／停止に応じて間欠的に発生するノイズであり、その発生タイミングは、システムコントローラ１１からＨＤＤ１０に対する記録開始指示及び記録停止指示の行われたタイミングから或る程度予測することができる。
このため本実施の形態では、このようにして予測される、ＨＤＤノイズが発生するとされる区間でのみ、上記ノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４による動作が実行されるようにし、無駄な検出動作の削減を図るものとしている。
【００３６】
ビデオカメラ装置１では、上記のようにして予測されるタイミングの情報を、システムコントローラ１１がノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４に対して上記ノイズ発生予想区間情報ＮcSにより指示するようにされている。
つまり、システムコントローラ１１は、上述した間欠アクセスのための制御処理に伴いＨＤＤ１０に対する記録開始指示、記録停止指示を行ったことに応じ、予め定められた区間情報をノイズ発生予想区間情報ＮcSとしてノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４に対して供給する。
【００３７】
ノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４は、このようにしてシステムコントローラ１１から供給されたノイズ発生予想区間情報ＮcSが示す区間内でのみ、外部音収音マイク１ｂからの入力音声信号Ａinについて所定の信号分析を行い、その結果に基づきＨＤＤノイズの発生タイミングを検出する。
そして、検出したノイズ発生タイミングに基づき、ＨＤＤノイズが生じる区間を示すノイズ区間を設定し、その開始タイミングと終了タイミングとを示すノイズ区間情報ＮSを出力する。
【００３８】
ここで、次の図５には、このようなノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４の内部構成を示す。また、図６には、図５に示されるノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４内の各部により行われる動作を模式的に示す。なお、図６においては、図６（ａ）によりＨＤＤノイズが重畳した入力音声信号Ａinの例を示し、図６（ｂ）では図５に示す相関計算部２４ａによる相関計算結果の例を示し、図６（ｃ）では図６（ｂ）に示す相関計算結果に基づくノイズ検出タイミングとそれに応じて設定されるべきノイズ区間の例とを示している。
【００３９】
先ず、図５に示されるようにノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４には、相関計算部２４ａ、比較部２４ｂ、ノイズ区間設定部２４ｃが備えられる。
相関計算部２４ａには、図示するようにして入力音声信号Ａinとノイズ発生予想区間情報ＮcSとが供給される。この相関計算部２４ａは、入力音声信号Ａin中における、上記ノイズ発生予想区間情報ＮcSにより示されるノイズ発生予想区間内でのみ、予め設定された標準ノイズ信号との波形相関計算を行ってその結果を相関値として出力する。
【００４０】
ここで、相関計算部２４ａに対して設定される上記標準ノイズ信号について、次の図７を参照して説明しておく。
標準ノイズ信号は、複数のＨＤＤノイズをサンプリングした結果に基づき生成したＨＤＤノイズの基準波形信号である。
その具体的な生成手法としては、例えば無響室など背景音のない状況下においてビデオカメラ装置１にＨＤＤノイズを所定複数回発生させそれらをサンプリングし、図７に示されるようにして所定のＮ個分のＨＤＤノイズのサンプル波形を取得する。そして、これらＮ個のＨＤＤノイズに対して、相関が最大となるように同期加算を行うことで、ＨＤＤノイズの標準的なテンプレートとしての標準ノイズ信号（基準波形信号）を生成する。
【００４１】
本例において、このような標準ノイズ信号としての波形データは、例えば工場出荷時など所定のタイミングで作業員等の手作業によってビデオカメラ装置１の個体ごとに取得されたものが、個々のビデオカメラ装置１が備える相関計算部２４ａに対してセットされる。
このとき、同期加算に用いるＨＤＤノイズの個数が多いほどより精度の高い標準ノイズ信号とすることができる。
【００４２】
このようにして予め設定される標準ノイズ信号に基づき、相関計算部２４ａは、図６（ｂ）に示すようにして入力音声信号Ａin中におけるノイズ発生予想区間内でのみ波形相関計算を行うことになる。つまり、ノイズ発生予想区間内でのみ、入力音声信号Ａinと上記標準ノイズ信号との波形相関性を表す相関値を計算するものである。
【００４３】
ここで、上記相関計算部２４ａによる相関計算の具体例について述べておく。
本例の場合、上記のような相関計算には、マッチドフィルタの技術を応用するものとしている。周知のようにマッチドフィルタの技術は観測信号から既知の信号を分離するための技術であり、本例ではこのマッチドフィルタの技術を入力音声信号ＡinからＨＤＤノイズ（つまり標準ノイズ信号）を検出するために適用する。
【００４４】
例えば、入力音声信号＝Ａin、標準ノイズ信号＝Ｔnとしたとき、以下の式１のように定義される平均歪みを最小にするようなスケール量ａとシフト量ｋの推定において、
Σt{Ａin(t)−ａＴn(t−ｋ)}2  ・・・（式１）
これは、以下の式２のような相関値を最大とするようなシフト量ｋを推定することと等価であり、従って入力音声信号Ａin、標準ノイズ信号Ｔnとについてこの式２による計算を行うことによって相関値を算出することができる。
ΣtＡin(t)Ｔn(t−ｋ)／sqrt{ΣtＡin2(t)ΣtＴn2(t)}  ・・・（式２）
【００４５】
相関計算部２４ａによって算出された相関値は、図５に示す比較部２４ｂに対して供給される。この比較部２４ｂは、予め定められた所定の閾値ｔｈ-sと上記相関値とを比較し、相関値が閾値ｔｈ-sを超える場合は、入力音声信号Ａin中に標準ノイズ信号と一致するとされる波形が得られたとして、そのタイミングにおいてＨＤＤノイズが検出されたことを示す検出情報Ｄｔを出力する。また、相関値が閾値ｔｈ-sを超えない場合には、ＨＤＤノイズが検出されていないことを示す検出情報Ｄｔを出力する。
【００４６】
ノイズ区間設定部２４ｃは、このようにして比較部２４ｂが出力する検出情報Ｄｔを入力し、当該検出情報Ｄｔに基づいてノイズ区間の設定を行う。具体的には、上記検出情報ＤｔによりＨＤＤノイズが検出されたことが示されたことに応じて、そのタイミング（つまりノイズ発生タイミング）を含む所定区間をノイズ区間として設定する。
例えばこの場合のノイズ区間設定部２４ｃは、図６（ｃ）に示されるようにして、ノイズ発生タイミングを基準としてその前後にわたる所定区間をノイズ区間として設定する。
そしてノイズ区間設定部２４ｃは、このように設定したノイズ区間の開始点と終了点の情報を、図５に示すノイズ区間情報ＮSとして出力する。
【００４７】
なお、確認のために述べておくと、ノイズ区間設定部２４ｃは、上記検出情報ＤｔによりＨＤＤノイズが検出されていないことが示される場合には、ノイズ区間の設定及びノイズ区間情報ＮSの出力は行わないようにされる。
【００４８】
ここで、上記においては、相関計算部２４ａがノイズ発生タイミングの検出後もノイズ発生予想区間内における相関計算を継続して行うものとして説明したが、ノイズ発生予想区間内において、ノイズ発生タイミングの検出後には特に相関計算を行う必要性はないので、相関計算を終了するものとしてもよい。
その場合には、相関計算部２４ａに対しても検出情報Ｄｔを入力するものとし、相関計算部２４ａは当該検出情報ＤｔによりＨＤＤノイズが検出されたことが示されたことに応じて相関計算を終了するように構成すればよい。
相関計算は演算量が比較的多いので、このようにすることで相関計算部２４ａにおける処理負担を有効に削減することができる。
【００４９】
[ノイズ埋没判定]
本実施の形態のビデオカメラ装置１では、上記のようにしてノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４により設定されたノイズ区間の情報（ＮS）に基づき、後述する構成によって入力音声信号Ａinからのノイズの除去を行うようにされることになるが、先の図４での説明時にも触れたように、本実施の形態の場合のＨＤＤノイズとしてはその信号レベルが比較的小さいものであることから、場合によっては外部音（背景音）に埋もれてかき消される可能性も考えられる。
【００５０】
図８〜図１１は、このような外部音とＨＤＤノイズとの関係について模式的に示した図である。
先ず図８、図９は、それぞれ背景音が比較的小音量とされる場合について示した図であり、図８では（ａ）図により背景音の時間波形を、また（ｂ）図によりＨＤＤノイズの時間波形を、さらに（ｃ）図ではこれらＨＤＤノイズと背景音とが加算された入力音声信号Ａinの時間波形を示している。また、図９では背景音（破線）とＨＤＤノイズ（実線）の周波数スペクトルをそれぞれ対比して示している。
【００５１】
先ず、図８（ａ）（ｂ）を比較してわかるように、ＨＤＤノイズは16ビットフルスケール（±32767）に対しておよそ±300程度の振幅がある。これを踏まえると、例えば図８（ａ）に示されるような比較的小音量の背景音下での記録時には、図８（ｃ）に示す入力音声信号Ａin中において、ＨＤＤノイズは埋没しにくくなる。また、これを図９に示す周波数スペクトルで比較した場合にも、ＨＤＤノイズのスペクトルは背景音のスペクトルより所々大きいパワーで分布することがわかる。
これら図８、図９の結果からも、比較的小音量の背景音下では人間の聴覚はＨＤＤノイズを知覚しやすくなり、そのような場合にノイズ除去を行うことは有効であることがわかる。
【００５２】
一方図１０、図１１は、背景音が比較的大音量とされる場合について示した図であり、図１０（ａ）は背景音、図１０（ｂ）はＨＤＤノイズ、図１０（ｃ）は入力音声信号Ａinの時間波形をそれぞれ示し、図１１は背景音（破線）とＨＤＤノイズ（実線）の周波数スペクトルを対比して示している。
図１０（ａ）のような比較的大音量による背景音下では、図１０（ｃ）に示す入力音声信号Ａin中においてＨＤＤノイズは埋没しやすいものとなり、また図１１に示す周波数スペクトルを見ても、ＨＤＤノイズのスペクトルは背景音のスペクトルより概ね小さいパワーで分布するものとなることがわかる。
このように大音量の背景音下では人間の聴覚はＨＤＤノイズを知覚しにくく、このような状況でノイズ除去を行う利点は極めて少ないものとなる。むしろこの場合には、ノイズ除去を行う入力音声信号Ａinのレベルが非常に大きなものとなるのだから、ノイズ除去を行ったことによる音質劣化がより聴取されやすくなってしまう可能性が高くなる。
【００５３】
これらのことから本実施の形態のビデオカメラ装置１では、背景音が比較的小音量とされ、ＨＤＤノイズが埋もれないとされた場合にのみノイズ除去が行われるようにし、比較的大音量の背景音下でＨＤＤノイズが埋もれてしまうような場合に無駄なノイズ除去が行われてしまうことを防止するものとしている。
【００５４】
このための構成として、図２に示されるノイズ検出・除去部２には、ディレイ回路２１、ノイズ埋没判定部２５、除去動作制御部２７、ディレイ回路２８、及び選択制御部２９が設けられる。
先ず、ディレイ回路２１は、外部音収音マイク１ｂからの入力音声信号Ａinを入力し、これに予め定められた所定時間長分のディレイを与え出力する。このようなディレイ回路２１による遅延が与えられた入力音声信号Ａinについては、入力音声信号Ａin-1と呼ぶ。
なお、この場合、外部音収音マイク１ｂからディレイ回路２１（及び前述したノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４）に入力される入力音声信号Ａinについては、このような遅延後の入力音声信号Ａinと区別するために、以下、入力音声信号Ａin-0とも呼ぶ。
【００５５】
ここで、このディレイ回路２１に設定される遅延時間としては、次に説明するノイズ埋没判定部２５に供給される入力音声信号Ａin-1として、少なくともノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４により設定されたノイズ区間の開始点よりもタイミング的に前となる信号部分が供給されるようにして設定されていればよい。すなわち、ノイズ区間が設定されたときに、少なくともこのノイズ区間よりも前の信号部分がノイズ埋没判定部２５に供給されるようにして遅延が行われればよいものである。
【００５６】
ノイズ埋没判定部２５は、上記ディレイ回路２１からの入力音声信号Ａin-1について信号分析を行い、ＨＤＤノイズが背景音（つまり入力音声信号ＡinにおけるＨＤＤノイズ以外の信号成分）に埋もれるか否かを判定する。
具体的に、ノイズ埋没判定部２５は、入力音声信号Ａin-1の時間波形について、その所定区間ごとのパワーを計算し、このパワーが予め定められた所定の閾値ｔｈ-pより大きい場合には、人間の聴覚によってＨＤＤノイズが知覚されない、すなわちＨＤＤノイズが埋没する（マスクされる）という判定結果を埋没判定結果情報Ｍとして出力する。また、計算したパワーが上記閾値ｔｈ-pよりも大きくない場合には、ＨＤＤノイズが知覚される、すなわちＨＤＤノイズが埋没しないという判定結果を埋没判定結果情報Ｍとして出力する。
この際、入力音声信号Ａin-1の時間波形のパワーは、例えば以下の式に示すようにして、各時間における入力音声信号Ａin-1の値の２乗和により算出することができる。
Σt = 0 〜 T-1 {Ain(t)}2
【００５７】
なお、ノイズ埋没判定は、このように時間波形のパワー計算の結果に基づく以外にも、周波数スペクトルのパワー計算の結果に基づき判定することもできる。
すなわち、入力音声信号Ａin-1の周波数スペクトルのパワーを計算し、そのパワーが所定の閾値より大きい場合にはＨＤＤノイズが埋没するとの判定結果を埋没判定結果情報Ｍとして出力し、パワーが所定の閾値より小さい場合にはＨＤＤノイズが埋没しないとの判定結果を埋没判定結果情報Ｍとして出力する。
なお、周波数スペクトルのパワーは、例えば以下の式のように各時間における入力音声信号Ａin-1の周波数スペクトルの２乗和により算出することができる。
Σf = 0 〜 fs / 2 {Ain(f)}2
【００５８】
また、例えば対象とするノイズのスペクトルが所定の帯域において特徴的な周波数分布となるような場合には、その帯域からのみパワーを計算してもよい。周波数スペクトルのうち所定の帯域（例えば周波数ａ〜ｂとする）のパワーは、例えば以下のように算出することができる。
Σf = fa 〜 fb {Ain(f)}2
【００５９】
ところで、これまでで説明したノイズ埋没判定部２５の構成によっては、入力音声信号Ａin-1について上述のような信号分析を常時行って、埋没判定結果情報Ｍを常時出力するようにされることになるが、そもそも埋没判定結果情報ＭはＨＤＤノイズが背景音に埋没するか否かについて示す情報であり、従ってこれが常時出力されている必要性はないと考えることができる。
【００６０】
そこで、実施の形態のノイズ埋没判定部２５としては、先に説明したノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４からのノイズ区間情報ＮSを入力し、このノイズ区間情報ＮSにより示される区間内でのみ、上述したような信号分析及びその結果に基づくノイズ埋没判定を行うようにされる。
具体的には、ノイズ区間情報ＮSにより示される区間内でのみ、上述したような入力音声信号Ａin-1の時間波形のパワー計算、及びそのパワーについての閾値ｔｈ-pとの比較、及びその比較結果に基づく埋没判定結果情報Ｍの出力を行うようにされているものである。
【００６１】
このようなノイズ埋没判定部２５により出力される上記埋没判定結果情報Ｍは、図示するようにして除去動作制御部２７に対して供給されると共に、分岐してディレイ回路２８を介し選択制御部２９に対しても供給される。
【００６２】
先ず、上記除去動作制御部２７は、上記埋没判定結果情報Ｍに基づき、後述するノイズ除去信号生成部２６の動作をON/OFFするためのON/OFF制御信号を出力する。具体的に、埋没判定結果情報Ｍが、ＨＤＤノイズが埋没しないとの判定結果を示すものである場合には、上記ON/OFF制御信号としてONを指示する信号を出力し、ＨＤＤノイズが埋没するとの判定結果を示すものである場合には上記ON/OFF制御信号としてOFFを指示する信号を出力する。
【００６３】
ここで後述もするが、上記ノイズ除去信号生成部２６は、入力音声信号Ａin（Ａin-2）を入力して所定の信号処理を施すことで、ＨＤＤノイズを除去したノイズ除去信号を生成する。このようなノイズ除去信号生成部２６に対し、上記のように埋没判定結果情報Ｍの内容に応じたON/OFF制御信号が供給されることで、ＨＤＤノイズが背景音に埋もれるとされた場合にはノイズ除去信号の生成動作が行われず、ＨＤＤノイズが背景音に埋もれないとされた場合にのみノイズ除去信号の生成動作が行われるようにすることができる。
【００６４】
一方、上記選択制御部２９は、上述したようにしてディレイ回路２８を介して得られる埋没判定結果情報Ｍを入力し、この埋没判定結果情報Ｍに基づき、図示する信号挿入部３０に入力される２つの入力信号のうちの一方を択一的に選択させるための選択制御信号ＳＬＣを出力する。
【００６５】
後述もするように上記信号挿入部３０は、先に説明したディレイ回路２１と共に図示するディレイ回路２２とディレイ回路２３とを介して得られる入力音声信号Ａin-3を入力すると共に、ノイズ除去信号生成部２６からのノイズ除去信号を入力するようにされる。そして、上記選択制御信号ＳＬＣに応じて、上記入力音声信号Ａin-3をそのまま出力するか、或いは上記入力音声信号Ａin-3に代えて上記ノイズ除去信号を出力するかを選択するものとされる。
【００６６】
上記選択制御部２９は、上記埋没判定結果情報Ｍが、ＨＤＤノイズが背景音に埋もれるとの判定結果を示すものである場合には、入力音声信号Ａin-3の選択を指示する選択制御信号ＳＬＣを出力する。一方、上記埋没判定結果情報ＭがＨＤＤノイズが背景音に埋もれないとの判定結果を示すものである場合には、ノイズ除去信号の選択を指示する選択制御信号ＳＬＣを出力する。
すなわち、このような選択制御信号ＳＬＣが信号挿入部３０に対して供給されることで、ＨＤＤノイズが背景音に埋もれるとされた場合には入力音声信号Ａin-3がそのまま出力され（つまりノイズ除去の行われていない音声信号が出力され）、ＨＤＤノイズが背景音に埋もれないとされた場合にのみ上記ノイズ除去信号（つまりノイズが除去された音声信号）が出力されるようにすることができる。
【００６７】
このようにしてノイズ埋没判定部２５が出力する埋没判定結果情報Ｍによっては、ＨＤＤノイズが背景音に埋没しなとされた場合、つまりノイズ除去が必要であるとされた場合に、入力音声信号Ａinについてのノイズ除去処理が行われると共に、ノイズ除去の行われた音声信号が選択出力されるようにすることができる。
一方、ＨＤＤノイズが背景音に埋没するとされた場合、つまりノイズ除去が不要であるとされた場合には、入力音声信号Ａinについてのノイズ除去処理は行われないようにすると共に、ノイズ除去の行われていない音声信号が選択出力されるようにすることができる。
【００６８】
なお、上述したディレイ回路２２、ディレイ回路２３、及びディレイ回路２８にそれぞれ設定されるべき遅延時間については後述する。
【００６９】
［ノイズ除去］
続いては、本実施の形態としてのビデオカメラ装置１にて行われるノイズ除去の手法について説明する。
先ずは、実施の形態のノイズ除去手法の説明に先立ち、実施の形態のＨＤＤノイズについて再考してみると、このＨＤＤノイズとしては、時間波形（図４（ａ））で見ると概ね持続時間が約0.03sec程度と非常に短いスパイク状のノイズとなっている。また、スペクトログラム（図４（ｂ））で見るとインパルス状に広い周波数帯域にパワーが分布しており、時間的に集中している信号は周波数的には広い帯域に分布しているものとなる。
【００７０】
このようにしてＨＤＤノイズは、その発生時間が非常に短い期間となっていることから、例えば従来行われていたような適応型フィルタを用いたノイズ除去手法では、フィルタの収束が間に合わず、結果としてノイズを除去しきれないといった可能性も考えられなくはない。
【００７１】
また、ＨＤＤノイズは上記のように比較的広帯域にわたりそのパワーが分布する特性とされるので、これを例えば逆位相の信号を加算することにより除去する手法を適用した場合には、ノイズを除去することが困難となる可能性がある。
【００７２】
そこで、本実施の形態では、このようなＨＤＤノイズの特性を考慮して適正にこれを除去することのできるノイズ除去の手法を採用するものとしている。
図１２は、実施の形態のノイズ除去手法の基本的な考え方について模式的に示した図であり、図１２（ａ）は、入力音声信号Ａinについてノイズ区間とその前後を含む時間波形とを示し、図１２（ｂ）ではノイズ除去後の音声出力信号Ａoutについてノイズ区間とその前後を含む時間波形を示している。
【００７３】
本実施の形態では、上記のようなＨＤＤノイズの特性を考慮して、ノイズ区間の音声信号を、ノイズ発生タイミングの周辺の音声信号の波形情報を利用して補間するものとしている。
つまり、図１２（ｂ）に示されるようにして、ノイズ発生タイミングの周辺波形からノイズを除去するためのノイズ除去信号を生成し、ノイズ区間に対し、このように生成したノイズ除去信号を挿入するようにしてノイズ区間の信号を補間するというものである。
【００７４】
このようなノイズ除去手法を実現するために、実施の形態のビデオカメラ装置１は、図２に示すノイズ除去信号生成部２６と信号挿入部３０とを備えている。
図２に示すようにしてノイズ除去信号生成部２６には、ディレイ回路２１とディレイ回路２２とを介して得られる入力音声信号Ａin-2と、ノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４からのノイズ区間情報ＮSとが入力される。
ノイズ除去信号生成部２６は、上記入力音声信号Ａin-2における上記ノイズ区間情報ＮSが示すノイズ区間を補間するためのノイズ除去信号を生成し、これを上記信号挿入部３０に対して供給する。
【００７５】
また、先に述べたようにしてノイズ除去信号生成部２６には、除去動作制御部２７からのON/OFF制御信号が供給され、このON/OFF制御信号に基づきノイズ除去信号の生成動作のON/OFFが制御されるようになっている。
なお、このノイズ除去信号生成部２６の内部構成及び動作については後述する。
【００７６】
信号挿入部３０には、ノイズ除去信号生成部２６からのノイズ除去信号と共に、ディレイ回路２１とディレイ回路２２とディレイ回路２３とを介して得られる入力音声信号Ａin-3と、ノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４からのノイズ区間情報ＮSとが入力される。
この信号挿入部３０は、上記入力音声信号Ａin-3をそのまま出力するか、或いは上記入力音声信号Ａin-3における上記ノイズ区間情報ＮSが示すノイズ区間に、上記入力音声信号Ａin-3に代えて上記ノイズ除去信号を出力するかを選択可能に構成される。この信号挿入部３０の選択出力は、図示するようにして音声出力信号Ａoutとして音声信号処理部３に対して供給される。
【００７７】
このような信号挿入部３０の選択動作は、先にも述べたように選択制御部２９からの選択制御信号ＳＬＣによって制御されるようになっている。
つまり、信号挿入部３０は、上記選択制御信号ＳＬＣにより入力音声信号Ａin-3の選択が指示された場合は、入力音声信号Ａin-3をそのまま選択出力する。そして、上記選択制御信号ＳＬＣによりノイズ除去信号の選択が指示された場合は、上記入力音声信号Ａin-3におけるノイズ区間の信号の代わりに、上記ノイズ除去信号を出力するようにされる。換言すれば、入力音声信号Ａin-3におけるノイズ区間にノイズ除去信号を挿入するようにされるものである。
【００７８】
ここで、本実施の形態のノイズ除去信号の生成手法について説明する。
図１３は、図２に示したノイズ除去信号生成部２６の内部構成を示している。
この図１３に示すようにしてノイズ除去信号生成部２６内には、ディレイ回路３１、前半ピッチ計算部３２、後半ピッチ計算部３３、前半信号生成部３４、後半信号生成部３５、クロスフェード処理部３６が備えられる。
先の図２にも示したように、ノイズ除去信号生成部２６には、ノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４からのノイズ区間情報ＮSと、除去動作制御部２７からのON/OFF制御信号が供給される。図示は省略しているが、上記ノイズ区間情報ＮSは、ノイズ除去信号生成部２６内の各部に対して供給されている。
また、上記ON/OFF制御信号としても、ノイズ除去信号生成部２６内の各部に対して供給され、各部はこのON/OFF制御信号に応じてON/OFFするように構成されている。
【００７９】
図１３において、先ず前半ピッチ計算部３２、後半ピッチ計算部３３に対しては、先の図２に示したディレイ回路２１とディレイ回路２２とを介して得られる入力音声信号Ａin-2が入力される。
上記前半ピッチ計算部３２は、入力音声信号Ａin-2について、ノイズ区間情報ＮSにより示されるノイズ区間の開始点を基準としてその前後の最も相関性のあるとされるピッチ周期を計算し、そのピッチ周期により特定される区間を示す前半ピッチ情報Ｐ-fを得る。
また、上記後半ピッチ計算部３３は、入力音声信号Ａin-2について、ノイズ区間情報ＮSにより示されるノイズ区間の終了点を基準としてその前後の最も相関性のあるとされるピッチ周期を計算し、そのピッチ周期により特定される区間を示す後半ピッチ情報Ｐ-rを得る。
【００８０】
上記前半ピッチ計算部３２及び後半ピッチ計算部３３において、上記ピッチ周期は、例えば以下で定義するような平均歪みを最小にするサンプル数Tとして算出することができる。
(1 / T) * Σt = 0 〜 T-1 {Ain(t) - Ain(t + T)}2
又は、
(1 / T) * Σt = 0 〜 T-1 | Ain(t) - Ain(t + T) |
このようにして上記前半ピッチ計算部３２及び後半ピッチ計算部３３においては、波形相関が最も高くなるようなピッチ周期が算出される。
【００８１】
なお、上記のようにしてこの場合のピッチ周期の計算時には、ノイズ区間の開始点・終了点を基準としてその前後も対象とすることで、ノイズ区間内の部分もピッチ計算の対象としているが、これは、実施の形態ではノイズ区間を実際にＨＤＤノイズの存在する区間に対して広めに設定しているためであり、さらに、ＨＤＤノイズは極めてレベルの小さい信号でありピッチ計算において支配的な信号にはならないためである。
【００８２】
上記前半ピッチ計算部３２にて得られた前半ピッチ情報Ｐ-fは、前半信号生成部３４に対して供給される。また、上記後半ピッチ計算部３３にて得られた後半ピッチ情報Ｐ-rは後半信号生成部３５に対して供給される。
【００８３】
前半信号生成部３４、及び後半信号生成部３５に対しては、入力音声信号Ａin-2が図示するディレイ回路３１によって遅延された入力音声信号Ａin-2dが入力される。
なお、このディレイ回路３１に設定されるべき遅延時間については後述する。
【００８４】
前半信号生成部３４は、上記入力音声信号Ain-2dと、上記前半ピッチ情報Ｐ-fとに基き、次の図１４に説明するようにして前半信号を生成する。
また後半信号生成部３５は、上記入力音声信号Ain-2dと上記後半ピッチ情報Ｐ-rとに基き、次の図１５に説明するようにして後半信号を生成する。
【００８５】
図１４、図１５は、上記前半信号生成部３４における前半信号の生成処理と、後半信号生成部３５における後半信号の生成処理とについてそれぞれ模式的に示している。
先ず、図１４において、例えば図１４（ａ）に示されるようにして入力音声信号についてのノイズ区間が設定されたとすると、前半ピッチ計算部３２によっては、図１４（ｂ）に示すようなピッチ周期が計算される。先の説明からも理解されるように、このようなピッチ周期は、ノイズ区間の開始点を基準として、その前後において最も波形相関の高くなる周期が算出される。
【００８６】
そして、前半信号生成部３４は、このようなピッチ周期により特定される２つの区間（ピッチ区間）を示す前半ピッチ情報Ｐ-fに基づき、入力音声信号について所定の信号処理を施すことによって前半信号を生成する。
つまり、前半信号生成部３４は、先ずは入力音声信号（Ａin-2d）における、上記前半ピッチ情報Ｐ-fにより示される２つのピッチ区間の信号に対して、図１４（ｃ）に示されるような重み窓データをそれぞれ乗算することにより重み付けを行う。
図示するようにしてこの場合の重み窓データは、ノイズ区間の開始点を「１」として、それぞれのピッチ区間の端点側に向けて徐々に「０」に向けて低下するような窓データが設定される。
【００８７】
そして、前半信号生成部３４は、このようにしてそれぞれの窓データにより重み付けされた音声信号を図１４（ｄ）に示すようにして加算することにより、１ピッチ周期分の重み付け加算信号を得る。
その上で、次の図１４（ｅ）に示すようにして、この１ピッチ周期分の重み付け加算信号をノイズ区間の開始点からノイズ区間の終了点の方向に所定回数繰り返すことにより、繰り返し重み付け加算信号を得る。図示するようにしてこの場合は、上記重み付け加算信号を、ノイズ区間内に収まる範囲で最大個数繰り返して上記繰り返し重み付け加算信号を生成するものとしている。
【００８８】
ここで、個々の重み付け加算信号は、元々波形相関の高い信号同士を重み付け加算したものであり、またそれを繰り返した上記繰り返し重み付け加算信号は、入力音声信号の連続性を保持した繰り返し手法であるため、このようにして生成される繰り返し重み付け加算信号は聴感上極めて自然な音声信号とすることができる。
前半信号生成部３４は、この繰り返し重み付け加算信号を前半信号として出力する。
【００８９】
また、図１５は、後半信号生成部３５における後半信号の生成処理について示している。
この場合も、例えば図１５（ａ）に示されるようにして入力音声信号についてのノイズ区間が設定されたとすると、後半ピッチ計算部３３によっては、図１５（ｂ）に示すようなピッチ周期が計算される。このような後半ピッチ計算部３３によって計算されるピッチ周期としても、ノイズ区間の終了点を基準として、その前後において最も波形相関の高くなる周期となる。
【００９０】
そして、後半信号生成部３５としても、このようなピッチ周期により特定される２つのピッチ区間を示す後半ピッチ情報Ｐ-rに基づき、入力音声信号について所定の信号処理を施すことによって後半信号を生成する。
すなわち後半信号生成部３５は、入力音声信号（Ａin-2d）における、上記後半ピッチ情報Ｐ-rにより示される２つのピッチ区間の信号に対して、図１５（ｃ）に示されるような重み窓データをそれぞれ乗算することにより重み付けを行う。この場合の重み窓データとしても、図示するようにしてノイズ区間の終了点を「１」として、それぞれのピッチ区間の端点側に向けて徐々に「０」に向けて低下するような窓データが設定される。
【００９１】
そして、後半信号生成部３５としても、このようにしてそれぞれの窓データにより重み付けされた入力音声信号を、次の図１５（ｄ）に示すようにして加算して１ピッチ周期分の重み付け加算信号を得る。
その上で、図１５（ｅ）に示すようにして、この１ピッチ周期分の重み付け加算信号をノイズ区間の終了点からノイズ区間の開始点の方向に所定回数繰り返すことにより、繰り返し重み付け加算信号を得る。この場合も、上記重み付け加算信号を、ノイズ区間内に収まる範囲で最大個数繰り返して上記繰り返し重み付け加算信号を生成するようにされる。
【００９２】
後半信号生成部３５は、このようにして生成した繰り返し重み付け加算信号を後半信号として出力する。この後半信号としても、上記のようにして前半信号の場合と同様の手法により生成されることで、聴感上極めて自然な音声信号とすることができる。
【００９３】
説明を図１３に戻す。
クロスフェード処理部３６は、前半信号生成部３４が出力する前半信号と、後半信号生成部３５が出力する後半信号とを入力し、それらのクロスフェード処理を行ってノイズ除去信号を生成する。
【００９４】
図１６は、クロスフェード処理部３６のクロスフェード処理について模式的に示した図である。
クロスフェード処理部３６では、図１６（ａ）に示されるようにして、前半信号生成部３４からの前半信号に対し、図のような重み窓データを乗算して重み付けを行う。
同様に、図１６（ｂ）に示されるようにして、後半信号生成部３５からの後半信号に対しても、図のような重み窓データを乗算して重み付けを行う。
前半信号、後半信号に対して重み付けを行うための窓データは、それぞれ図示するようにして前半信号と後半信号とがオーバーラップする区間の長さを有し、「１」から「０」に徐々に低下するものが設定される。具体的に、前半信号に対する窓データは、後半信号の開始点を「１」として、前半信号の終了点にかけて徐々に「０」に向けて低下するものが設定される。また、後半信号に対する窓データとしては、前半信号の終了点を「１」として後半信号の開始点にかけて徐々に「０」に向けて低下するものが設定される。
【００９５】
そして、クロスフェード処理部３６は、このようにして重み付けされた前半信号および後半信号を、次の図１６（ｃ）に示すように加算することにより、ノイズ区間と等しい長さの前半・後半重み付け加算信号を得る。
クロスフェード処理部３６は、このような処理により生成された前半・後半重み付け加算信号（つまりクロスフェード信号）を、ノイズ除去信号として出力する。
【００９６】
先に述べたようにしてこのノイズ除去信号は、図２（図１３）に示される信号挿入部３０に入力され、これが入力音声信号（Ａin-3）におけるノイズ区間に挿入されることで、ノイズ除去が行われるようになっている。
【００９７】
なお、以上のようにしてノイズ除去が行われるノイズ検出・除去部２においては、複数のディレイ回路が設けられているが、ここでそれら各ディレイ回路（２１，２２，２３，２８，３１）に設定されるべき遅延時間について整理しておく。
先ず、ディレイ回路２１の遅延時間としては、先にも述べたようにノイズ埋没判定部２５に供給される入力音声信号Ａin-1として、少なくともノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４により設定されたノイズ区間の開始点よりもタイミング的に前となる信号部分が供給されるようにして設定されていればよい。
【００９８】
また、ディレイ回路２２の遅延時間としては、ノイズ埋没判定部２５によるノイズ埋没判定が行われた後に、ノイズ除去信号生成部２６に対して入力音声信号Ａin-2のノイズ区間前の信号部分が供給されるように設定されればよい。
【００９９】
また、ディレイ回路３１については、前半ピッチ情報Ｐ-fの出力後に前半信号生成部３４に入力音声信号Ａin-2dのノイズ区間開始点より所定分前の信号部分が供給され、且つ後半ピッチ情報Ｐ-rの出力後に後半信号生成部３５に入力音声信号Ａin-2dのノイズ区間終了点より所定分前の信号部分が供給されるようにしてその遅延時間が設定されればよい。
【０１００】
また、ディレイ回路２３については、ノイズ除去信号生成部２６によるノイズ除去信号の生成後に、信号挿入部３０に対して入力音声信号Ａin-3のノイズ区間前の信号部分が供給されるようにその遅延時間が設定されればよい。
【０１０１】
さらに、ディレイ回路２８については、ノイズ除去信号生成部２６によるノイズ除去信号の生成後に、選択制御部３０に対して更新された埋没判定結果情報Ｍが供給されるようにその遅延時間が設定されればよい。
【０１０２】
各ディレイ回路に対してこのような遅延時間を設定することで、連続的に入力される入力音声信号に対して、ノイズ検出に応じてそのノイズ区間を補間してノイズを除去する動作、及びノイズ検出に応じてそのノイズ区間についてのノイズ埋没判定を行う動作、及び埋没判定結果に応じてノイズ除去の実行／不実行を制御する動作が、それぞれ適正に行われるようにすることができる。
【０１０３】
[実施の形態のまとめ及び変形例]
これまでで説明したようにして、本実施の形態のビデオカメラ装置１によれば、基準波形としての標準ノイズ信号との波形相関性に基づき入力音声信号Ａinに重畳するＨＤＤノイズを検出することができるので、例えばＨＤＤ１０への記録開始／停止指示のタイミングからノイズ発生区間を設定する等、ノイズ発生源としての部位に対する制御タイミングからノイズ発生区間を予測する場合とは異なり、適正にノイズ発生タイミングを検出することができ、これによってノイズ区間は必要最小限の区間を設定することができる。
このようにしてノイズ区間を必要最小限に設定することができれば、ノイズ除去に伴い生じる可能性のある音質劣化部分としても最小限に抑えることができる。
【０１０４】
また、このような標準ノイズ信号（基準波形信号）との波形相関性に基づくノイズ検出の手法は、例えば比較部２４ｂにおける閾値ｔｈ-sの設定値によって音声信号中の基準波形と完全に一致する部分を検出対象とすることができるなど、その検出精度は非常に高いものとすることができる。
このようにノイズ検出の精度を高くできることで、ノイズの誤検出に基づく無駄なノイズ除去動作もその分行われないようにすることができ、この結果、音質劣化の機会を相応に減らすことができる。すなわち、この面でも本実施の形態によれば音質劣化を最小限に抑えることができる。
【０１０５】
なお、ノイズ検出の他の手法としては、例えばＨＤＤ１０に対してノイズ検出用のセンサ（例えばマイクや振動センサなど）を設けてノイズの発生タイミングを検出することも考えられるが、その場合、センサの追加分によるコスト増や、省スペース化の妨げとなる。
これに対し本例のノイズ検出手法は、入力音声信号Ａinに基づく信号処理のみで行うことが可能であるので、追加構成は最小でプログラムの書き換えのみで実現可能となり、その分、追加コストの抑制や省スペース化を図ることができる。
【０１０６】
また、本実施の形態による相関計算結果に基づくノイズ検出は、間欠的に発生する比較的期間の短いノイズの検出に好適な手法とすることができる。
ノイズの発生期間が比較的長い場合は、標準ノイズ信号のデータ量もその分多くなって相関計算部２４ａの処理負担も増大化する傾向となるが、本例のＨＤＤノイズのように発生期間が比較的短い場合には処理負担は少ないものとすることができ、この点で間欠的に生じるノイズの検出に好適な手法となる。
【０１０７】
また、本実施の形態では、上記のようなノイズ検出のための相関計算を、ノイズ発生タイミングが含まれるとされる所定区間内でのみ行うものとしている。具体的には、ＨＤＤ１０に対する記録開始／停止指示に応じてシステムコントローラ１１が出力するノイズ発生予想区間情報ＮcSが示す範囲内でのみ行うものとしている。
これにより、ノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４（相関計算部２４ａ）では、常時ノイズタイミング検出のための動作を行う必要はないものとでき、その分の処理負担と消費電力とを削減することができる。
【０１０８】
また、このとき、相関計算はあくまでＨＤＤノイズの発生することが予想される区間内で行われるものであるので、上記のように相関計算を行う期間が削減されることによるＨＤＤノイズの検出漏れはないものとすることができる。すなわちこのことから、ＨＤＤノイズの検出漏れの防止と、相関計算期間の削減による処理負担・消費電力の削減との両立が図られるものである。
【０１０９】
また、実施の形態では、ノイズ埋没判定部２５、除去動作制御部２７、及び選択制御部２９の動作により、ＨＤＤノイズが入力音声信号Ａinにおける背景音に埋没しないとされた場合にのみノイズ除去信号生成部２６によるノイズ除去信号の生成動作を実行させ、且つ信号挿入部３０にてノイズ除去信号（つまりノイズの除去された音声信号）が選択出力されるようにしている。
このようにして、ＨＤＤノイズが背景音に埋没しないとされた場合にのみノイズの除去された音声信号が選択出力されるようにしたことで、ＨＤＤノイズが背景音に埋没しノイズ除去を行う必要がない場合に、無駄なノイズ除去が行われてしまうことを効果的に防止することができる。そして、このように無駄なノイズ除去が行われないようにすることができれば、その分ノイズ除去に伴う音質劣化の機会も有効に減らすことができる。
【０１１０】
また、上記のようにしてＨＤＤノイズが入力音声信号Ａinにおける背景音に埋没しないとされた場合にのみノイズ除去信号生成部２６によるノイズ除去信号の生成動作を実行させるようにしたことで、ＨＤＤノイズが背景音に埋没しノイズ除去を行う必要がない場合に、無駄なノイズ除去動作が行われてしまうことを効果的に防止することができ、その分処理負担の削減と消費電力の削減を図ることができる。
【０１１１】
また、実施の形態では、上記のようなノイズ埋没判定部２５によるノイズ埋没判定のための信号分析を常時行うものとはせず、ＨＤＤノイズの発生するとされる区間内でのみ行うものとしている。具体的には、ノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４によって設定されたノイズ区間内でのみ行うものとしている。
このようにしてノイズ埋没判定のための信号分析を行う期間がノイズの発生するとされる区間内のみに絞られれば、その分ノイズ埋没判定部２４の処理負担を軽減することができ、またその消費電力としても削減を図ることができる。
【０１１２】
そして、ノイズ埋没判定としても、このように少なくともノイズが発生するとされる区間内でのみ信号分析が行われるものとされることで、ノイズ埋没判定の判定漏れがないようにすることができ、このことで判定漏れの防止と上記のような処理負担・消費電力の削減と両立が図られるものとなる。
【０１１３】
また、実施の形態では、ノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４において、検出されたノイスタイミングに基づく所定区間をノイズ区間として設定し、入力音声信号Ａin中のこのノイズ区間に対し、入力音声信号Ａinから生成したノイズ除去信号を置き換えるようにして挿入することで、ノイズ除去を行うものとしている。
これによれば、本実施の形態のＨＤＤノイズのように、その発生期間が非常に短く、また比較的広い周波数帯域にわたりパワーが分布するノイズに対し、例えば従来の適応型フィルタを用いる手法や逆位相信号を加算する手法などが採られる場合と比較して、より有効にノイズ除去を行うことができる。
【０１１４】
また、実施の形態では、ノイズ区間の開始点前後の入力音声信号Ａin、及びノイズ区間の終了点前後の入力音声信号Ａinに対してピッチ計算を行い、得られたピッチ情報Ｐに基いてノイズ区間を補間するための前半信号および後半信号の生成を行い、これら前半信号と後半信号とのクロスフェード処理を行ってノイズ除去信号を生成するものとしたが、これにより、ノイズ区間前後の音声のつながりが聴感上極めて自然となるようにすることのできるノイズ除去信号を生成することができる。すなわち、このようなノイズ除去信号を用いて、聴感上極めて自然にノイズ区間を補間することができる。
【０１１５】
−実施の形態の変形例−
＜第１の変形例＞
以下、実施の形態の変形例について説明する。
先ず、第１の変形例は、これまでで説明した実施の形態としての動作を、ソフトウェア処理により実現するものである。
ここでは一例として、ビデオカメラ装置の全体制御を行うシステムコントローラのソフトウエア処理により実施の形態としての動作を実現する場合について説明する。
【０１１６】
図１７は、第１の変形例としてのビデオカメラ装置１５の内部構成を示すブロック図である。なお、この図において、既に図２にて説明した部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。
図示するようにしてこの場合は、外部音収音マイク１ｂからの入力音声信号Ａin（Ａin-0）、ディレイ回路２１からの入力音声信号Ａin-1、ディレイ回路２２からの入力音声信号Ａin-2、ディレイ回路３１からの入力音声信号Ａin-2d、及びディレイ回路２３からの入力音声信号Ａin-3が、それぞれシステムコントローラ１６に対して供給される。
この場合のシステムコントローラ１６としても、先に説明したシステムコントローラ１１と同様に、間欠アクセスのための制御処理を行うものとされる。
【０１１７】
図１８〜図２０は、先に説明した実施の形態としての動作を実現するために、システムコントローラ１６が実行すべき処理動作について示したフローチャートである。なお、これらの図に示す処理動作は、システムコントローラ１６が例えば内部のＲＯＭ等に格納されるプログラムに基づいて実行するものである。
【０１１８】
先ず、図１８では、図２に示したノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４の動作に対応した処理動作について示している。
先ず、ステップＳ１０１では、記録開始／停止指示の発生を待機する。つまり、この図に示す処理動作とは並行して行われることになる間欠アクセスのための制御処理によって行われる、ＨＤＤ１０への記録開始指示又は記録停止指示の発生を待機するようにされる。
【０１１９】
そして、上記記録開始／停止指示が発生した場合は、ステップＳ１０２において、入力音声信号Ａin-0を入力する。
さらに、続くステップＳ１０３では、ノイズ発生予想区間における入力音声信号Ａin-0と標準ノイズ信号との相関計算を開始する。すなわち、上記のようにして記録開始／停止指示のタイミングが検出されたことに応じ、そのタイミングに基づくノイズ発生予想区間（ノイズ発生予想区間情報ＮcS）を設定し、入力音声信号Ａin-0中のこのノイズ発生予想区間内での標準ノイズ信号との相関計算を開始する。
この場合も相関計算は、入力音声信号Ａin-0と標準ノイズ信号とについて、例えば先に説明した式２に基づく計算を行えばよい。
【０１２０】
続くステップＳ１０４では、相関値が閾値ｔｈ-sを超えたか否かについて判別処理を行う。
上記ステップＳ１０３にて行われる相関計算の結果得られる相関値が上記閾値ｔｈ-sを超えてはいないとして否定結果が得られた場合は、ステップＳ１０５に進み、ノイズ発生予想区間が終了したか否かを判別する。そして、ノイズ発生予想区間が未だ終了していないとして否定結果が得られた場合はステップＳ１０４に戻り、またノイズ発生予想区間が終了したとして肯定結果が得られた場合はステップＳ１０７に進んで相関計算を終了して「ＲＥＴＵＲＮ」となる。
【０１２１】
また、ステップＳ１０４において、相関値が上記閾値ｔｈ-sを超えたとして肯定結果が得られた場合は、ステップＳ１０６において、その検出タイミングを含む所定長期間をノイズ区間（ノイズ区間情報ＮS）として設定した後、ステップＳ１０７にて相関計算を終了して「ＲＥＴＵＲＮ」となる。
【０１２２】
また、図１９は、ノイズ埋没判定部２５の動作に対応した処理動作について示している。
図１９において、ステップＳ２０１では、ノイズ検出待機処理として、先の図１８に示したステップＳ１０６によるノイズ区間の設定を待機するようにされる。
そして、ノイズ区間が設定された場合は、ステップＳ２０２において、入力音声信号Ａin-1を入力する。
【０１２３】
続くステップＳ２０３では、ノイズ区間における入力音声信号Ａin-1のパワー（Ｐ-NSとする）を計算する。つまり、このパワーＰ-NSとしては、先に説明したノイズ埋没判定部２５と同様に、ノイズ区間における入力音声信号Ａin-1の例えば時間波形のパワーを計算する。このような入力音声信号Ａin-1の時間波形のパワーは、先にも述べたように各時間における入力音声信号Ａin-1の値の２乗和により算出することができる。
【０１２４】
ステップＳ２０４では、計算したパワーＰ-NSが閾値ｔｈ-pを超えるか否かについて判別処理を行う。パワーＰ-NSが閾値ｔｈ-pを超えるとして肯定結果が得られた場合は、ステップＳ２０５に進みノイズ埋没判定を行って「ＲＥＴＵＲＮ」となる。
一方、パワーＰ-NSが閾値ｔｈ-pを超えないとして否定結果が得られた場合は、ステップＳ２０６に進んでノイズ非埋没判定を行って「ＲＥＴＵＲＮ」となる。
【０１２５】
さらに、図２０は、ノイズ除去信号生成部２６、除去動作制御部２７、選択制御部２９、及び信号挿入部３０の動作に対応した処理動作を示している。
先ず、ステップＳ３０１では、上記ステップＳ２０６によるノイズ非埋没判定を待機するようにされる。そして、ノイズ非埋没判定があった場合は、ステップＳ３０２において入力音声信号Ａin-2を入力する。
【０１２６】
続くステップＳ３０３では、前半ピッチ情報Ｐ-f、後半ピッチ情報Ｐ-rを計算する処理を実行する。すなわち、先に説明した前半ピッチ計算部３２、後半ピッチ計算部３３と同様に、入力音声信号Ａin-2のノイズ区間開始点前後のピッチ周期、終了点前後のピッチ周期を計算し、それら計算したピッチ周期から前半ピッチ情報Ｐ-f、後半ピッチ情報Ｐ-rを得る。
【０１２７】
ステップＳ３０４では、入力音声信号Ａin-2dを入力する。
そして、ステップＳ３０５では、前半ピッチ情報Ｐ-fに基づき前半信号を生成するための処理を実行する。すなわち、入力音声信号Ａin-2dについて、前半ピッチ情報Ｐ-fにより示される２つのピッチ区間の信号に先の図１４（ｃ）に示したような重み窓データをそれぞれ乗算し、それらを加算した重み付け加算信号を生成すると共に、この重み付け加算信号を図１４（ｄ）に示したようにノイズ区間の開始点から終了点側に所定回数繰り返すことで前半信号を生成する。
【０１２８】
また、ステップＳ３０６では、後半ピッチ情報Ｐ-rに基づき後半信号を生成するための処理を実行する。すなわち、入力音声信号Ａin-2dについて、後半ピッチ情報Ｐ-rにより示される２つのピッチ区間の信号に先の図１５（ｃ）に示したような重み窓データをそれぞれ乗算し、それらを加算した重み付け加算信号を生成すると共に、この重み付け加算信号を図１５（ｄ）に示したようにノイズ区間の終了点から開始点側に所定回数繰り返すことで後半信号を生成する。
【０１２９】
そして、ステップＳ３０７では、前半信号・後半信号のクロスフェード処理を実行する。つまり、上記のようにして生成した前半信号、後半信号について、先の図１６に示したようなクロスフェード処理を実行してクロスフェード信号（ノイズ除去信号）を得る。
【０１３０】
続くステップＳ３０８では、入力音声信号Ａin-3のノイズ区間にノイズ除去信号を挿入して出力するための処理を実行する。すなわち、入力される上記入力音声信号Ａin-3と、上記のようにして生成したノイズ除去信号のうち上記ノイズ除去信号を選択し、これを上記入力音声信号Ａin-3のノイズ区間の信号部分の代わりに出力する。
これにより、図１７に示す出力音声信号Ａoutとして、ＨＤＤノイズが除去された信号を出力することができる。
【０１３１】
＜第２の変形例＞
ここで、これまでで説明した実施の形態において、ＨＤＤノイズは、磁気ヘッド１０Ａのロード／パーキング時に伴って発生することについて説明したが、このようなＨＤＤノイズは、場合によってはロード／パーキング時でそれぞれ異なる波形特性となることも考えられる。
例えば、このようにしてロード／パーキング時のそれぞれでＨＤＤノイズとして異なる特性が得られてしまう場合に対応しては、相関計算部２４ａにてロード時のＨＤＤノイズについて生成したロード時標準ノイズ信号と、パーキング時のＨＤＤノイズについて生成したパーキング時標準ノイズ信号とを設定しておき、入力音声信号Ａinについてそれら双方との相関計算を同時並行的に行うことも考えられる。しかしながら、先にも述べたように相関計算はその演算量が比較的多く、このような手法は現実的ではないといえる。
【０１３２】
そこで第２の変形例としては、このようにロード／パーキングなど、ノイズ発生部位の駆動態様の別によってノイズの波形特性が異なる場合に対応したノイズ検出を、効率的に行うことができる構成を提案する。
【０１３３】
図２１は、第２の変形例のビデオカメラ装置１の構成について示している。なお、この図２１では第２の変形例のビデオカメラ装置１内の特にノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部２４内の構成についてのみ示し、他の部分については図２の場合と同様となることから省略している。
先ず、第２の変形例の場合、相関計算部２４ａに対しては、上述したようなロード時のＨＤＤノイズについて生成したロード時標準ノイズ信号と、パーキング時のＨＤＤノイズについて生成したパーキング時標準ノイズ信号とが設定されている。
【０１３４】
そして、この場合のシステムコントローラ１１は、相関計算部２４ａに対し、ノイズ発生予想区間情報ＮcSと共に図示するロード／パーキング識別情報ＬＰを出力する。このロード／パーキング識別情報ＬＰは、ＨＤＤ１０に対して記録開始指示を行ったか記録停止指示を行ったかの別を示す情報であり、これによって磁気ヘッド１０Ａがロードされるかパーキング位置に待避されるかの別を示すようにされている。
【０１３５】
この場合の相関計算部２４ａは、システムコントローラ１１から指示されるノイズ発生予想区間内において、上記ロード時標準ノイズ信号とパーキング時標準ノイズ信号のうち、上記ロード／パーキング識別情報ＬＰに応じて選択した標準ノイズ信号を用いて入力音声信号Ａinとの相関計算を行う。
すなわち、上記ロード／パーキング識別情報ＬＰによって記録開始指示が示されることに応じては、ロード時標準ノイズ信号を選択し、当該ロード時標準ノイズ信号と入力音声信号Ａinとの相関計算を行う。また、上記ロード／パーキング識別情報ＬＰによって記録停止指示が示されることに応じてはパーキング時標準ノイズ信号を選択し、当該パーキング時標準ノイズ信号と入力音声信号Ａinとの相関計算を行う。
【０１３６】
このような第２の変形例によれば、ノイズ発生部位の駆動態様の別によってノイズの波形特性が異なるような場合にも適正にノイズ検出を行うことができると共に、相関計算部２４ａにて複数の標準ノイズ信号を用いた相関計算を同時並行的に行う必要がなくなるという点で、ノイズ検出のための処理の効率化が図られる。
【０１３７】
なお、確認のために述べておくと、このような第２の変形例としての動作をソフトウェア処理により実現するとした場合は、例えば先の図１７に示したビデオカメラ装置１５において、システムコントローラ１６にロード時標準ノイズ信号とパーキング時標準ノイズ信号とを記憶させておき、先の図１８に示したステップＳ１０２とＳ１０３との間に、ステップＳ１０１にて検出した指示が記録開始指示であるか記録停止指示であるかの判別処理を設けた上で、記録開始指示であった場合はロード時標準ノイズ信号と入力音声信号Ａin（Ａin-0）との相関計算を開始し、記録停止指示であった場合はパーキング時標準ノイズ信号と入力音声信号Ａin（Ａin-0）との相関計算を開始する処理を挿入するものとすればよい。この場合もこれら相関計算開始処理の後は、ステップＳ１０４に進むようにすればよい。
【０１３８】
＜第３の変形例＞
ところで、これまでの説明では、標準ノイズ信号は、例えば工場出荷時など所定タイミングで作業員等が手動で生成されるものとして説明したが、これをビデオカメラ装置１が自動的に生成するように構成することもできる。
【０１３９】
図２２は、このような標準ノイズ信号の自動生成機能を実現するために行われるべき処理動作について示すフローチャートである。なお、この図に示す処理動作は、図２に示したシステムコントローラ１１が例えば内部のＲＯＭ等に格納されたプログラムに基づき実行するものである。
【０１４０】
先ず、この場合の前提として、システムコントローラ１１は、外部音収音マイク１ｂからの入力音声信号Ａin-0を入力可能に構成されているとする。
また、システムコントローラ１１は、記録開始／記録停止指示とは別に、ＨＤＤ１０に対して直接的に磁気ヘッド１０Ａのロード／パーキング指示を行うことが可能に構成されているとする。
【０１４１】
この第３の変形例において、例えば作業員等は、標準ノイズ信号の自動生成機能を利用するにあたり、先ずはビデオカメラ装置１を無響室などの無音やそれに近い環境下に配置する。そして、例えばビデオカメラ装置１に設けられた操作部（図示せず）に対する所定操作を行う等して、標準ノイズ信号の自動生成動作の開始を指示する。
【０１４２】
図２２において、ステップＳ４０１では、例えばこのような操作入力等に基づく自動生成動作の開始指示を待機する。そして、自動生成動作の開始指示があった場合には、ステップＳ４０２において、先ずはサンプリング回数値Ｎを０リセットする。
その上で、次のステップＳ４０３において、外部音収音マイク１ｂからの入力音声信号Ａin-0を入力して、例えば内部のＲＡＭ等への記録を開始する。
【０１４３】
続くステップＳ４０４では、ＨＤＤ１０に対する磁気ヘッド１０Ａのロード指示を行う。さらにステップＳ４０５ではＨＤＤ１０に対する磁気ヘッド１０Ａのパーキング指示を行う。
そして、このようにロード指示・パーキング指示を１セット行うと、ステップＳ４０６において、サンプリング回数値Ｎを１インクリメントする。
【０１４４】
続くステップＳ４０７では、サンプリング回数値Ｎが予め定められた所定値に達したか否かについて判別処理を行う。サンプリング回数値Ｎが上記所定値に未だ達してないとして否定結果が得られた場合は、ステップＳ４０４に戻り、再度ロード指示・パーキング指示とサンプリング回数値Ｎのインクリメント処理を行うようにされる。
このようなステップＳ４０４〜Ｓ４０７の処理によって、所定個数のＨＤＤノイズをサンプリングするようにされる。
【０１４５】
そして、サンプリング回数値Ｎが上記所定値に達したとして肯定結果が得られた場合は、ステップＳ４０８に進んで入力音声信号Ａin-0の記録を終了した後、続くステップＳ４０９において、記録された個々のノイズ信号を同期加算して標準ノイズ信号を生成する。
その上で、次のステップＳ４１０においては、生成した標準ノイズ信号を相関計算部２４ａに対してセットして処理動作を終了する。
【０１４６】
このような標準ノイズ信号の自動生成が可能となれば、工場出荷時などにおける作業員等の作業負担を軽減することができる。
なお、この自動生成機能を先の第１の変形例にて実現する場合、図１７に示したシステムコントローラ１６としては、上記図２２に示したステップＳ４０１〜Ｓ４０９と同様の処理を行って標準ノイズ信号を生成した後、それを自らにセットするようにされればよい。
【０１４７】
また、次の図２３には、先の第２の変形例のようにロード／パーキングの別によってノイズ波形特性が異なる場合に対応した自動生成機能を実現するための処理動作について示している。
先ず、この図に示すステップＳ５０１〜Ｓ５０８は、図２２に示したステップＳ４０１〜Ｓ４０８と同様となるので説明は省略する。
【０１４８】
この場合、ステップＳ５０８にて入力音声信号Ａin-0の記録を終了した後は、ステップＳ５０９において、先ずは記録された個々のロード時のノイズ信号を同期加算してロード時標準ノイズ信号を生成する。
そして、続くステップＳ５１０においては、記録された個々のパーキング時のノイズ信号を同期加算してパーキング時標準ノイズ信号を生成する。
その上で、ステップＳ５１１において、生成したロード時標準ノイズ信号とパーキング時標準ノイズ信号とを相関計算部２４ａに対してセットする。
【０１４９】
このような処理により、ロード／パーキングの別によってノイズ波形特性が異なる場合に対応して、ロード時標準ノイズ信号とパーキング時標準ノイズ信号とを自動生成することができる。
【０１５０】
＜その他の変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明としてはこれまでに説明した実施の形態に限定されるべきものではない。
例えば実施の形態では、標準ノイズ信号をそのまま用いて相関計算を行う場合を例示したが、間引きした標準ノイズ信号を用いて相関計算を行うものとしてもよい。これによれば、相関計算に要する演算量はより少なくすることができ、その分処理負担の軽減を図ることができる。
【０１５１】
また、実施の形態では、ビデオカメラ装置１の個体ごとに標準ノイズ信号を生成する場合を例示したが、例えばビデオカメラ装置１の個体ごと（つまりＨＤＤ１０の個体ごと）でノイズ特性の差が少ない場合等には、複数台のビデオカメラ装置１につき１つの標準ノイズ信号を用意することもできる。
【０１５２】
また、先の第２の変形例においては、ノイズ特性はロード／パーキングの別で異なる可能性もあることについて述べたが、この他にも、例えば経年変化によってノイズ特性が異なってくる場合も考えられる。
その場合には、それぞれ特性の異なる複数の標準ノイズ信号をセットしておき、例えば時間経過に応じてそれらの標準ノイズ信号を選択して相関計算に用いるようにすることもできる。
或いは、より正確性を期すのであれば、選択した標準ノイズ信号を用いて実際に計算された相関値に基づき、その標準ノイズ信号と実際のＨＤＤノイズとの特性差について測定を行い、その測定の結果、選択した標準ノイズ信号と実際のＨＤＤノイズとの特性差が所定以上である場合には別の標準ノイズ信号を選択するという手法を採ることもできる。或いは、複数の標準ノイズ信号のうち、相関値の最も高いものを選択して用いるように構成することもできる。
【０１５３】
また、実施の形態では、ＨＤＤの磁気ヘッドのロード／パーキングに伴って発生するノイズについての検出・除去を行う場合を例示したが、本発明としては、ノイズ発生源から間欠的に生じるノイズが音声信号に重畳して記録されてしまう場合に広く好適に適用することができる。
【０１５４】
ここで、このようにＨＤＤ以外のノイズ発生源からのノイズに対応するものとした場合においても、先の第２の変形例のように、そのノイズ発生源の駆動態様の別によって発生ノイズの特性が異なるものとなることが考えられる。その場合としても、それぞれの駆動態様ごとに標準ノイズ信号を用意しておき、駆動態様の別に応じてそれらから対応する標準ノイズ信号を選択して相関計算を行うものとすれば、先の第２の変形例のようにノイズ発生部位の駆動態様の別によってノイズの波形特性が異なる場合に対応したノイズ検出を適正に行うことと、ノイズ検出の効率化との両立を図ることができる。
【０１５５】
また、実施の形態では、ノイズが発生するとされるノイズ発生区間の情報を、ＨＤＤ１０に対する記録開始／停止指示の発生タイミングに応じて設定する場合を例示したが、このようなノイズ発生予想区間の情報は、上記記録開始／停止指示以外の情報に基づき取得することもできる。例えば、上記のような記録開始／停止指示に応じては、ＨＤＤ１０内で磁気ヘッド１０Ａをロード／パーキング位置に駆動するための制御信号が該当する駆動部に出力されるが、この制御信号からノイズ発生予想区間の情報を取得するようにすることもできる。
【０１５６】
また、実施の形態で例示したノイズ除去の手法はあくまで一例であり、例えばノイズ区間の音声信号をフィルタ処理により除去する等、様々なノイズ除去手法を適用することができる。
何れのノイズ除去手法が採られる場合にも、ノイズ除去に伴う音質の劣化は免れないものとなるので、そのような場合に実施の形態で例示したようなノイズ検出手法を採用して上述したようなノイズ除去区間（ノイズ区間）の最小限化、及びノイズ誤検出機会の削減に伴うノイズ除去機会の削減が図られることで、同様に音質劣化の防止を図ることができる。
【０１５７】
また、実施の形態では、ノイズ発生タイミングに基づき設定されたノイズ区間内でのみ、ノイズ埋没判定のための信号分析を行う場合を例示したが、これに代えて、上記したようなＨＤＤ１０への記録開始／停止指示に応じて取得されたノイズ発生予想区間内でのみ埋没判定のための信号分析を行うようにすることもできる。
このようにしてノイズ埋没判定のための信号分析は、少なくともノイズが生じるとされる区間内でのみ行うものとすれば、ノイズ埋没判定の判定漏れなく信号分析することと、ノイズ埋没判定のための処理負担・消費電力の削減との両立を図ることができる。
【０１５８】
また、実施の形態では、本発明の記録装置が記録媒体に対する記録のみが可能とされる場合を例示したが、再生も可能となるように構成することもできる。
【０１５９】
また、本発明としては、このようなビデオカメラ装置１に限らず、収音マイクを入力源とする入力音声信号にノイズ発生源からの間欠的なノイズが重畳して記録されてしまう可能性のある記録装置全般に広く好適に適用することができる。
【０１６０】
また、実施の形態では、収音マイクからの入力音声信号を記録する前にノイズ除去を行う場合を例示したが、本発明はこれに限らず、録音済みの音声信号からノイズを除去する場合にも好適に適用することができる。
その場合、先ずノイズ発生タイミングの検出については、例えば対象とする音声信号の記録中に行われた記録開始／停止指示のタイミング情報を保持しておき、記録後に、それら保持したタイミング情報に基づき取得した各ノイズ発生予想区間内で、記録済み音声信号についてのノイズ発生タイミング検出を行うものとすればよい。そして、検出したノイズ発生タイミングに基づき、それぞれのノイズ区間の設定を行えばよい。
また、ノイズ埋没判定としては、このようにして設定されたノイズ区間内でのみ記録済み音声信号についての信号分析を行って、各ノイズ区間についてのノイズ埋没判定を行えばよい。
そして、ノイズ除去としては、記録済み音声信号について、上記のように設定されたノイズ区間のうちノイズ非埋没判定の為されたノイズ区間を対象としてのみ先に説明したような信号処理を行ってノイズ除去信号を生成し、これをそのノイズ区間の信号として挿入すればよい。
【０１６１】
なお、このようにして記録済み音声信号について行われるノイズ除去制御としても、ノイズ埋没判定結果に応じてノイズ除去の行われていない音声信号とノイズ除去の行われた音声信号とについての選択が行われていることに変わりはない。
【０１６２】
また、確認のために述べておくと、このように記録済み音声信号についてノイズ除去を行う場合には、先に説明したような各ディレイ回路は特に設ける必要性はないことになる。
【図面の簡単な説明】
【０１６３】
【図１】実施の形態の記録装置についての外観斜視図である。
【図２】実施の形態の記録装置の内部構成について示すブロック図である。
【図３】実施の形態の記録装置が備えるＨＤＤの内部構成を示す図である。
【図４】ＨＤＤノイズの特性を示す図である。
【図５】実施の形態の記録装置が備えるノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部の内部構成について示すブロック図である。
【図６】ノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部の動作について模式的に示した図である。
【図７】標準ノイズ信号の生成手法の例について説明するための図である。
【図８】背景音（外部音）とＨＤＤノイズとの関係について模式的に示す図として、背景音が比較的小音量とされる場合の背景音、ＨＤＤノイズ、ＨＤＤノイズと背景音とが加算された音声信号の時間波形をそれぞれ示した図である。
【図９】背景音（外部音）とＨＤＤノイズとの関係について模式的に示す図として、背景音が比較的小音量とされる場合の背景音とＨＤＤノイズの周波数スペクトルを対比して示した図である。
【図１０】背景音（外部音）とＨＤＤノイズとの関係について模式的に示す図として、背景音が比較的大音量とされる場合の背景音、ＨＤＤノイズ、ＨＤＤノイズと背景音とが加算された音声信号の時間波形をそれぞれ示した図である。
【図１１】背景音（外部音）とＨＤＤノイズとの関係について模式的に示す図として、背景音が比較的大音量とされる場合の背景音とＨＤＤノイズの周波数スペクトルを対比して示した図である。
【図１２】実施の形態のノイズ除去手法の基本的な考え方について模式的に示した図である。
【図１３】実施の形態の記録装置が備えるノイズ除去信号生成部の内部構成を示したブロック図である。
【図１４】前半信号の生成処理について模式的に示した図である。
【図１５】後半信号の生成処理について模式的に示した図である。
【図１６】クロスフェード処理について模式的に示した図である。
【図１７】実施の形態の第１の変形例としての記録装置の内部構成について示すブロック図である。
【図１８】実施の形態としての動作を実現するために行われるべき処理動作のうち、ノイズタイミング検出・ノイズ区間設定動作に対応した処理動作について示したフローチャートである。
【図１９】実施の形態としての動作を実現するために行われるべき処理動作のうち、ノイズ埋没判定動作に対応した処理動作について示したフローチャートである。
【図２０】実施の形態としての動作を実現するために行われるべき処理動作のうち、ノイズ除去信号生成、除去動作制御、選択制御、及び信号挿入動作に対応した処理動作について示したフローチャートである。
【図２１】第２の変形例としての構成について示すブロック図である。
【図２２】第３の変形例としての動作を実現するための行われるべき処理動作について示したフローチャートである。
【図２３】第３の変形例の他の例としての動作を実現するための行われるべき処理動作について示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１６４】
１,１５  ビデオカメラ装置、１ａ  カメラレンズ、１ｂ  外部音収音マイク、２  ノイズ検出・除去部、３  音声信号処理部、４  音声信号圧縮処理部、５  カメラブロック、６  映像信号処理部、７  映像信号圧縮処理部、８  ＡＶストリーム生成部、９  バッファメモリ、１０  ＨＤＤ、１０Ａ  磁気ヘッド、１０Ｂ  磁気ディスク、１１,１６  システムコントローラ、２１,２２,２３,２８,３１  ディレイ回路、２４  ノイズタイミング検出・ノイズ区間設定部、２４ａ  相関計算部、２４ｂ  比較部、２４ｃ  ノイズ区間設定部、２５  ノイズ埋没判定部、２６  ノイズ除去信号生成部、２７  除去動作制御部、２９  選択制御部、３０  信号挿入部、３２  前半ピッチ計算部、３３  後半ピッチ計算部、３４  前半信号生成部、３５  後半信号生成部、３６  クロスフェード処理部
【図１】
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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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