(57)【要約】【課題】この発明は、風雑音によって音声信号レベルが変動するのを防止できるとともに、風雑音の影響によってゲイン調整後の信号がＡ／Ｄ変換器のレンジをオーバーするといったことを防止できるオートゲインコントロール装置を提供することを目的とする。【解決手段】入力音声信号の全周波数帯域信号レベルが一定レベルとなるように制御するオートゲイン制御手段、オートゲイン制御手段の出力信号から低周波帯域の信号を除去する低音除去手段、および低音除去手段の出力信号に対し、オートゲイン制御手段によるゲイン制御を打ち消した上で、出力信号レベルが一定レベルとなるように制御するオートゲイン補正手段を備えている。【選択図】図１
2008129107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力音声信号の全周波数帯域信号レベルが一定レベルとなるように制御するオートゲイン制御手段、
オートゲイン制御手段の出力信号から低周波帯域の信号を除去する低音除去手段、および
低音除去手段の出力信号に対し、オートゲイン制御手段によるゲイン制御を打ち消した上で、出力信号レベルが一定レベルとなるように制御するオートゲイン補正手段、
を備えていることを特徴とするオートゲインコントロール装置。
【請求項２】
低音除去手段は、
オートゲイン制御手段の出力信号から低周波数帯域の信号を除去するための高域通過フィルタ、
オートゲイン制御手段の出力信号から低周波帯域の信号を抽出する抽出手段、
抽出手段によって抽出された低周波帯域信号に基づいて当該低周波帯域信号に含まれる風雑音の割合を推定する推定手段、および
推定手段によって推定された風雑音の割合に基づいて上記高域通過フィルタの特性を制御するフィルタ特性制御手段を備えており、
フィルタ特性制御手段は、音声入力信号に含まれている風雑音の割合が大きいほど、オートゲイン制御手段の出力信号から低周波数帯域を低減させる度合いが大きくなるように高域通過フィルタのフィルタ特性を制御するものであることを特徴とする請求項１に記載のオートゲインコントロール装置。
【請求項３】
入力音声信号の全周波数帯域信号レベルが一定レベルとなるように制御するオートゲイン制御手段、
オートゲイン制御手段の出力信号から低周波数帯域の信号を除去するための高域通過フィルタ、
オートゲイン制御手段の出力信号から低周波帯域の信号を抽出する抽出手段、
抽出手段によって抽出された低周波帯域信号に基づいて当該低周波帯域信号に含まれる風雑音の割合を推定する推定手段、ならびに
オートゲイン制御手段でのゲイン制御量と、抽出手段によって抽出された低周波数帯域の信号と、推定手段によって推定された風雑音の割合とに基づいて、入力音声信号から風雑音を除いた信号のレベルが一定となるように、高域通過フィルタの出力信号に対してゲイン補正を行なうゲイン補正手段、
を備えていることを特徴とするオートゲインコントロール装置。
【請求項４】
推定手段によって推定された風雑音の割合に基づいて上記高域通過フィルタの特性を制御するフィルタ特性制御手段を備えており、フィルタ特性制御手段は、音声入力信号に含まれている風雑音の割合が大きいほど、オートゲイン制御手段の出力信号から低周波数帯域を低減させる度合いが大きくなるように高域通過フィルタのフィルタ特性を制御するものであることを特徴とする請求項３に記載のオートゲインコントロール装置。
【請求項５】
請求項１乃至４記載のオートゲインコントロール装置を備えていることを特徴とする音声記録装置。
【請求項６】
請求項１乃至４記載のオートゲインコントロール装置を備えていることを特徴とする映像・音声記録装置。
【請求項７】
請求項１乃至４記載のオートゲインコントロール装置を備えていることを特徴とする通話装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、オートゲインコントロール装置、ＩＣレコーダ等の音声記録装置、ビデオカメラ等の映像・音声記録装置および携帯型電話機等の通話装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣレコーダ、ビデオカメラ、携帯型電話機では、話者の位置や声の大きさにばらつきがあるため、マイクロホンで受音した信号のレベルを、自動的に一定レベルに合わせる処理が有効である。このような処理は、一般的にはオートゲインコントロールと呼ばれている。
【０００３】
図４は、オートゲインコントロール回路の第１従来例を示している（特開平８−２９７９２３号公報参照）。
【０００４】
左右のマイクロホンで受音した信号Ｌ、Ｒは、ゲイン制御部１０１に送られる。ゲイン制御部１０１は、信号Ｌ，Ｒそれぞれに、ゲイン制御量算出部１０３から与えられたゲイン制御量ｇ１を乗算する。ゲイン制御部１０１によってゲイン調整された信号Ｌ，Ｒは、それぞれＡ／Ｄ変換器１０２Ｌ、１０２Ｒに送られてデジタル信号に変換される。ゲイン制御量算出部１０３は、Ａ／Ｄ変換器１０２Ｌ、１０２Ｒの出力信号に基づいて、ゲイン制御量ｇ１を算出し、算出したゲイン制御量ｇ１をゲイン制御部１０１に与える。
【０００５】
ところで、ＩＣレコーダ、ビデオカメラ、携帯型電話機を屋外等で使用した場合には、マイクロホンで受音した信号に風雑音が含まれることがある。風雑音とは、通常２００Ｈｚ以下の周波数帯域に大きなスペクトラムを有する音であり、風の乱流によって生じる音または風が直接マイクロホンの振動板に圧力をかけることにより生じる音である。風雑音の有無判定および除去方法としては様々な方法が提案されている。ＬｃｈとＲｃｈの相関性が低い場合には風雑音が含まれていると判定して、ハイパスフィルタ等で入力音声の低域成分をカットまたは低減させる方法が最も一般的である（特開平５−７３９２号公報参照）。
【０００６】
図４に示す第１従来例では、入力信号のパワーを元にゲイン制御量を算出しているため、風雑音によって音声信号レベルが変動し、音の揺らぎによる不自然さが目立つという問題がある。
【０００７】
図５は、オートゲインコントロール回路の第２従来例を示している。
【０００８】
第２従来例では、ゲイン制御量算出部１０３は、Ａ／Ｄ変換器１０２Ｌ、１０２Ｒの出力信号からハイパスフィルタ１０４Ｌ、１０４Ｒによって低域成分をカットした信号を元に、ゲイン制御量ｇ１を算出している。このため、第１従来例のような問題は発生しないが、風雑音などの大きな低音が入力された場合に、ゲイン調整後の信号がＡ／Ｄ変換器１０２Ｌ、１０２Ｒのレンジをオーバーしてしまい、信号が潰れてしまう可能性があるという問題がある。一旦、レンジオーバーにより信号が潰れてしまうと、高調波信号が発生するため、後から高調波信号を取り除くことは不可能である。
【特許文献１】特開平８−２９７９２３号公報
【特許文献２】特開平５−７３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、風雑音によって音声信号レベルが変動するのを防止できるとともに、風雑音の影響によってゲイン調整後の信号がＡ／Ｄ変換器のレンジをオーバーするといったことを防止できる、オートゲインコントロール装置、音声記録装置、映像・音声記録装置および通話装置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】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、入力音声信号の全周波数帯域信号レベルが一定レベルとなるように制御するオートゲイン制御手段、オートゲイン制御手段の出力信号から低周波帯域の信号を除去する低音除去手段、および低音除去手段の出力信号に対し、オートゲイン制御手段によるゲイン制御を打ち消した上で、出力信号レベルが一定レベルとなるように制御するオートゲイン補正手段を備えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のオートゲインコントロール装置において、低音除去手段は、オートゲイン制御手段の出力信号から低周波数帯域の信号を除去するための高域通過フィルタ、オートゲイン制御手段の出力信号から低周波帯域の信号を抽出する抽出手段、抽出手段によって抽出された低周波帯域信号に基づいて当該低周波帯域信号に含まれる風雑音の割合を推定する推定手段、および推定手段によって推定された風雑音の割合に基づいて上記高域通過フィルタの特性を制御するフィルタ特性制御手段を備えており、フィルタ特性制御手段は、音声入力信号に含まれている風雑音の割合が大きいほど、オートゲイン制御手段の出力信号から低周波数帯域を低減させる度合いが大きくなるように高域通過フィルタのフィルタ特性を制御するものであることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、入力音声信号の全周波数帯域信号レベルが一定レベルとなるように制御するオートゲイン制御手段、オートゲイン制御手段の出力信号から低周波数帯域の信号を除去するための高域通過フィルタ、オートゲイン制御手段の出力信号から低周波帯域の信号を抽出する抽出手段、抽出手段によって抽出された低周波帯域信号に基づいて当該低周波帯域信号に含まれる風雑音の割合を推定する推定手段、ならびにオートゲイン制御手段でのゲイン制御量と、抽出手段によって抽出された低周波数帯域の信号と、推定手段によって推定された風雑音の割合とに基づいて、入力音声信号から風雑音を除いた信号のレベルが一定となるように、高域通過フィルタの出力信号に対してゲイン補正を行なうゲイン補正手段を備えていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のオートゲインコントロール装置において、推定手段によって推定された風雑音の割合に基づいて上記高域通過フィルタの特性を制御するフィルタ特性制御手段を備えており、フィルタ特性制御手段は、音声入力信号に含まれている風雑音の割合が大きいほど、オートゲイン制御手段の出力信号から低周波数帯域を低減させる度合いが大きくなるように高域通過フィルタのフィルタ特性を制御するものであることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、音声記録装置において、請求項１乃至４記載のオートゲインコントロール装置を備えていることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、映像・音声記録装置において、請求項１乃至４記載のオートゲインコントロール装置を備えていることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、通話装置において、請求項１乃至４記載のオートゲインコントロール装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、風雑音によって音声信号レベルが変動するのを防止できるとともに、風雑音の影響によってゲイン調整後の信号がＡ／Ｄ変換器のレンジをオーバーするといったことを防止できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、この発明をビデオカメラに設けられた音声信号処理回路に適用した場合の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、音声信号処理回路の構成を示している。
【００２０】
音声信号処理回路は、オートゲイン制御部１０、低音除去部２０およびオートゲイン補正部３０を備えている。
【００２１】
オートゲイン制御部１０は、ゲイン制御部１１、Ａ／Ｄ変換器１２Ｌ、１２Ｒおよび第１ゲイン制御量算出部１３を備えている。低音除去部２０は、ローパスフィルタ２１Ｌ、２１Ｒ、風雑音混合比予測部２２およびハイパスフィルタ２３Ｌ、２３Ｒを備えている。オートゲイン補正部３０は、ゲイン補正部３１および第２ゲイン制御量算出部３２を備えている。
【００２２】
〔１〕オートゲイン制御部１０についての説明
図示しないＬｃｈ用およびＲｃｈ用のマイクロホンからの入力信号Ｌ、Ｒは、ゲイン制御部１１に送られる。ゲイン制御部１１は、Ｌｃｈの入力信号Ｌに対して第１ゲイン制御量算出部１３によって与えられるＬｃｈ用の第１ゲイン制御量ｇ１＿Ｌt を乗算するとともに、Ｒｃｈの入力信号Ｒに対して第１ゲイン制御量算出部１３によって与えられるＲｃｈ用の第１ゲイン制御量ｇ１＿Ｒt を乗算する。第１ゲイン制御部１１によってゲイン調整されたＬｃｈおよびＲｃｈの信号は、それぞれＡ／Ｄ変換器１２Ｌ、１２Ｒに送られて、デジタル信号ＩＮ＿Ｌt 、ＩＮ＿Ｒt に変換される。Ａ／Ｄ変換器１２Ｌ、１２Ｒによって得られたＬｃｈおよびＲｃｈのデジタル信号ＩＮ＿Ｌt 、ＩＮ＿Ｒt は、第１ゲイン制御量算出部１３に送られるとともに、低音除去部２０に送られる。
【００２３】
第１ゲイン制御量算出部１３は、Ａ／Ｄ変換器１２Ｌ、１２Ｒから出力されるＬｃｈおよびＲｃｈのデジタル信号ＩＮ＿Ｌt 、ＩＮ＿Ｒt を用いて、次式（１）に示すような演算を行なうことにより、Ｌｃｈ用の第１ゲイン制御量ｇ１＿Ｌt およびＲｃｈ用の第１ゲイン制御量ｇ１＿Ｒt を算出する。
【００２４】
IN＿Lgt ＝IN＿Lgt-1 ×exp -(1/T)＋IN＿ Lt 2 
IN＿Rgt ＝IN＿Rgt-1 ×exp -(1/T)＋IN＿ Rt 2 
g1＿ Lt ＝Gtg/(IN ＿Lgt ) 1/2 
if g1 ＿ Lt ＞g ＿TH,  then g1＿ Lt ＝g ＿THｇ
g1＿ Rt ＝Gtg/(IN ＿Rgt ) 1/2 
if g1 ＿ Rt ＞g ＿TH,  then g1＿ Rt ＝g ＿THｇ        …（１）
【００２５】
上記式（１）において、ＩＮ＿Ｌｇt 、ＩＮ＿Ｒｇt 、Ｔ、Ｇｔｇ、ｇ＿ＴＨの意味は次の通りである。                                                                      
【００２６】
ＩＮ＿Ｌｇt ：信号ＩＮ＿Ｌt の重み付け二乗平均
ＩＮ＿Ｒｇt ：信号ＩＮ＿Ｒt の重み付け二乗平均
Ｔ：時定数（レスポンスタイム）であり、予め設定されている係数
Ｇｔｇ：Ｌｃｈ、Ｒｃｈ信号に対するゲイン制御目標振幅レベルであり、予め設定されている係数
ｇ＿ＴＨ：入力音声信号に対するゲイン制御量の上限値であり、予め設定されている係数
【００２７】
第１ゲイン制御量算出部１３によって算出された、第１ゲイン制御量ｇ１＿Ｌt 、ｇ１＿Ｒt は、ゲイン制御部１１に与えられるとともに、オートゲイン補正部３０内の第２ゲイン制御量算出部３２に与えられる。
【００２８】
〔２〕低音除去部２０についての説明
低音除去部２０に入力するデジタル信号ＩＮ＿Ｌt 、ＩＮ＿Ｒt は、それぞれローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１Ｌ、２１Ｒに送られるとともに、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２３Ｌ、２３Ｒに送られる。
【００２９】
ＬＰＦ２１Ｌ、２１Ｒとしては、カットオフ周波数３００Ｈｚのローパスフィルタが用いられている。ＬＰＦ２１Ｌ、２１Ｒを通過した信号Ｌ＿ｌｏｗt 、Ｒ＿ｌｏｗt は、風雑音混合比予測部２２に送られる。
【００３０】
風雑音混合比予測部２２は、まず、次式（２）に基づいて、信号Ｌ＿ｌｏｗt と信号Ｒ＿ｌｏｗt との相関Ｗｉｎｄ＿Ｌｅｖt を算出する。
【００３１】
【数１】
2008129107.tif 000003
【００３２】
通常、ビデオカメラでは、２つのマイクロホンは近接して配置されているため、低い周波数帯域の通常の音声信号に対しては、信号Ｌ＿ｌｏｗt と信号Ｒ＿ｌｏｗt とはほぼ同一である。このため、Ｗｉｎｄ＿Ｌｅｖt はほぼ零となる。一方、風雑音に対しては、音の伝播による音ではないため、信号Ｌ＿ｌｏｗt と信号Ｒ＿ｌｏｗt とは異なり、相関が低いため、Ｗｉｎｄ＿Ｌｅｖt は１．０に近い値となる。
【００３３】
つまり、風雑音が含まれていない場合にはＷｉｎｄ＿Ｌｅｖt は０となり、全て風雑音の場合にはＷｉｎｄ＿Ｌｅｖt は１．０となることから、上記式（２）によって、風雑音の混入比を推定することが可能である。
【００３４】
風雑音混合比予測部２２は、上記式（２）によって算出したＷｉｎｄ＿Ｌｅｖt に応じて、両ＨＰＦ２３Ｌ、２３Ｒの特性を図２に示すように適応的に制御させる。つまり、風雑音の混入比が多いほど（Ｗｉｎｄ＿Ｌｅｖt が大きいほど）、３００Ｈｚ以下の低周波数信号を低減させる度合いが大きくなるように、両ＨＰＦ２３Ｌ、２３Ｒの特性を変化させる。これにより、低音除去部２０への入力信号から風雑音を含む低周波数信号を低減させる。
【００３５】
各ＨＰＦ２３Ｌ、２３Ｒを通過した信号Ｌ＿ｈｉt 、Ｒ＿ｈｉt は、オートゲイン補正部３０に送られる。
【００３６】
〔３〕オートゲイン補正部３０についての説明
各ＨＰＦ２３Ｌ、２３Ｒを通過した信号Ｌ＿ｈｉt 、Ｒ＿ｈｉt は、ゲイン補正部３１に入力する。ゲイン補正部３１は、信号Ｌ＿ｈｉt に第２ゲイン制御量算出部３２によって与えられるＬｃｈ用のゲイン制御量Ｇ＿Ｌt を乗算することにより、Ｌｃｈの出力信号ＯＵＴ＿Ｌt を生成するとともに、信号Ｒ＿ｈｉt に第２ゲイン制御量算出部３２によって与えられるＲｃｈ用のゲイン制御量Ｇ＿Ｒt を乗算することにより、Ｒｃｈの出力信号ＯＵＴ＿Ｒt を生成する。
【００３７】
ゲイン補正部３１によってゲイン調整された信号ＯＵＴ＿Ｌt 、ＯＵＴ＿Ｒt は、出力信号として出力されるとともに、第２ゲイン制御量算出部３２に送られる。
【００３８】
第２ゲイン制御量算出部３２は、第１ゲイン制御量算出部１１によって算出されたＬｃｈ用およびＲｃｈ用の第１ゲイン制御量ｇ１＿Ｌt 、ｇ１＿Ｒt およびゲイン補正部３１の出力信号ＯＵＴ＿Ｌt 、ＯＵＴ＿Ｒt を用いて、次式（３）の演算を行なって、ゲイン補正部３１で用いられるＬｃｈ用のゲイン制御量Ｇ＿Ｌt およびＲｃｈ用のゲイン制御量Ｇ＿Ｒt を算出する。
【００３９】
OUT ＿Lgt ＝OUT ＿LGt-1 ×exp-(1/T) ＋OUT ＿ Lt 2 
OUT ＿Rgt ＝OUT ＿RGt-1 ×exp-(1/T) ＋OUT ＿ Rt 2 
g2＿ Lt ＝Gtg/(OUT＿Lgt ) 1/2 
g2＿ Rt ＝Gtg/(OUT＿Rgt ) 1/2 
G ＿ Lt ＝g2＿ Lt /g1 ＿ Lt 
if  G＿ Lt ＞g ＿TH,  then  G＿ Lt ＝g ＿TH  
G ＿ Rt ＝g2＿ Rt /g1 ＿ Rt 
if  G＿ Rt ＞g ＿TH,  then  G＿ Rt ＝g ＿TH      …（３）
【００４０】
上記式（３）において、ＯＵＴ＿Ｌｇt 、ＯＵＴ＿Ｒｇt 、Ｔ、ｇ２＿Ｌt 、ｇ２＿Ｒt 、Ｇｔｇ、ｇ＿ＴＨの意味は次の通りである。
【００４１】
ＯＵＴ＿Ｌｇt ：信号ＯＵＴ＿Ｌt の重み付け二乗平均
ＯＵＴ＿Ｒｇt ：信号ＯＵＴ＿Ｒt の重み付け二乗平均
Ｔ：時定数（レスポンスタイム）であり、予め設定されている係数
ｇ２＿Ｌt ：風雑音が除去されたＬｃｈの信号に対するゲイン補正係数
ｇ２＿Ｒt ：風雑音が除去されたＲｃｈの信号に対するゲイン補正係数
Ｇｔｇ：ゲイン制御目標振幅レベルであり、予め設定されている係数
ｇ＿ＴＨ：ゲイン制御量の上限値であり、予め設定されている係数
【００４２】
つまり、オートゲイン補正部３０は、オートゲイン制御部１０でのゲイン制御をキャンセルした後、適応的に風雑音が低減された信号に対して、再度、オートゲイン制御を実施している。
【００４３】
上記実施例では、オートゲイン制御部１０は、風雑音を除去していない信号に基づいて、ゲイン制御を行なっているので、風雑音や大きな低音の影響によってゲイン調整後の信号がＡ／Ｄ変換器のレンジをオーバーするといったことを防止できるようになる。また、オートゲイン補正部３０では、オートゲイン制御部１０でのゲイン制御をキャンセルした後、適応的に風雑音が低減された信号に対して、再度、オートゲイン制御を実施しているので、純粋に必要な音声信号などにのみ適応した、自然なオートゲイン制御が行なえる。
【実施例２】
【００４４】
図３は、音声信号処理回路の構成を示している。図３において、図１と同じものには、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
音声信号処理回路は、オートゲイン制御部１０、低音除去部２０およびオートゲイン補正部４０を備えている。オートゲイン制御部１０は、図１のオートゲイン制御部１０と同じである。また、低音除去部２０は、図１の低音除去部２０と同じである。ただし、低音除去部２０内のＬＰＦ２１Ｌ、２１Ｒの出力信号Ｌ＿ｌｏｗt 、Ｒ＿ｌｏｗt と、風雑音混合比予測部２２によって算出されるＷｉｎｄ＿Ｌｅｖt が、オートゲイン補正部４０に送られている点が図１の低音除去部２０と異なっている。オートゲイン補正部４０は、図１のオートゲイン補正部３０とは異なっている。
【００４６】
オートゲイン補正部４０は、ゲイン補正部４１および第２ゲイン制御量算出部４２を備えている。
【００４７】
第２ゲイン制御量算出部４２は、第１ゲイン制御量算出部１３によって算出されたＬｃｈ用およびＲｃｈ用の第１ゲイン制御量ｇ１＿Ｌt 、ｇ１＿Ｒt 、ＬＰＦ２１Ｌ、２１Ｒの出力信号Ｌ＿ｌｏｗt 、Ｒ＿ｌｏｗt および風雑音混合比予測部２２によって算出されるＷｉｎｄ＿Ｌｅｖt を用いて、次式（４）の演算を行なうことにより、ゲイン補正部４２で用いられるＬｃｈ用のゲイン制御量Ｇ＿Ｌt およびＲｃｈ用のゲイン制御量Ｇ＿Ｒt を算出する。
【００４８】
L ＿lowg' t ＝L ＿lowg' t-1 ×exp-(1/T) ＋(Wind ＿ Levt ×L ＿ lowt ) 2 
R ＿lowg' t ＝R ＿lowg' t-1 ×exp-(1/T) ＋(Wind ＿ Levt ×R ＿ lowt ) 2 
g3＿ Lt ＝Gtg/｛(Gtg/g1 ＿ Lt )2−L ＿lowg' t ｝1/2  
g3＿ Rt ＝Gtg/｛(Gtg/g1 ＿ Rt )2−R ＿lowg' t ｝1/2  
G ＿ Lt ＝g3＿ Lt /g1 ＿ Lt 
if  G＿ Lt ＞g ＿TH,  then  G＿ Lt ＝g ＿TH  
G ＿ Rt ＝g3＿ Rt /g1 ＿ Rt 
if  G＿ Rt ＞g ＿TH,  then  G＿ Rt ＝g ＿TH      …（４）
【００４９】
上記式（４）において、Ｌ＿ｌｏｗｇ’t 、Ｒ＿ｌｏｗｇ’t 、Ｔ、ｇ３＿Ｌt 、ｇ３＿Ｒt 、Ｇｔｇ、ｇ＿ＴＨの意味は次の通りである。
【００５０】
Ｌ＿ｌｏｗｇ’t ：Ｌｃｈの低周波信号に含まれる風雑音の重み付け二乗平均
Ｒ＿ｌｏｗｇ’t ：Ｒｃｈの低周波信号に含まれる風雑音の重み付け二乗平均
Ｔ：時定数（レスポンスタイム）であり、予め設定されている係数
ｇ３＿Ｌt ：風雑音が除去されたＬｃｈの信号に対するゲイン補正係数
ｇ３＿Ｒt ：風雑音が除去されたＲｃｈの信号に対するゲイン補正係数
ｇ＿ＴＨ：ゲイン制御量の上限値であり、予め設定されている係数
Ｇｔｇ：ゲイン制御目標振幅レベルであり、予め設定されている係数
【００５１】
ゲイン補正部４１は、低音除去部２０から送られてきた信号Ｌ＿ｈｉt に第２ゲイン制御量算出部４２によって与えられるＬｃｈ用のゲイン制御量Ｇ＿Ｌt を乗算することにより、Ｌｃｈの出力信号ＯＵＴ＿Ｌt を生成するとともに、信号Ｒ＿ｈｉt に第２ゲイン制御量算出部４２によって与えられるＲｃｈ用のゲイン制御量Ｇ＿Ｒt を乗算することにより、Ｒｃｈの出力信号ＯＵＴ＿Ｒt を生成する。
【００５２】
上記式（４）について説明する。Ｌｃｈ用のゲイン制御量Ｇ＿Ｌt およびＲｃｈ用のゲイン制御量Ｇ＿Ｒt の導き方は同じなので、Ｌｃｈ用のゲイン制御量Ｇ＿Ｌt についてのみ説明する。
【００５３】
入力音声信号ＩＮ＿Ｌt を、風雑音成分ＩＮ＿Ｌ＿ｗｉｎt とそれ以外の信号ＩＮ＿Ｌ＿Ｓt に分離して考える。ＩＮ＿Ｌ＿Ｌｏｗt を風雑音を含む低音信号とし、αをＩＮ＿Ｌ＿Ｌｏｗt の中に実際に含まれる風雑音の割合とすると、入力音声信号ＩＮ＿Ｌt は、α・ＩＮ＿Ｌ＿Ｌｏｗt とそれ以外の信号ＩＮ＿Ｌ＿ｏｔｈｅｒt とに分離することができる。したがって、次式（５）が成り立つ。
【００５４】
IN＿ Lt ＝IN＿ L＿ WINt ＋IN＿L ＿ St 
＝α・IN＿ L＿ lowt ＋IN＿ L＿ othert     …（５）
【００５５】
Ａ／Ｄ変換器１２Ｌでの一時的なレンジオーバーを無視すれば、理想的なゲイン制御量g1＿ L＿ othert は、次式（６）となる。
【００５６】
IN＿Lg＿ othert ＝IN＿Lg＿ othert-1 ×exp-(1/T) ＋IN＿ L＿ othert 2 
g1＿ L＿ othert ＝Gtg/(IN ＿Lg＿other t ）1/2       …（６）
【００５７】
第１ゲイン制御量算出部１３で算出しているｇ１＿Ｌt は、上記式（１）から、次式（７）で表される。
【００５８】
IN＿Lgt ＝IN＿Lgt-1 ×exp -(1/T)＋IN＿ Lt 2 
g1＿ Lt ＝Gtg/(IN ＿Lgt ) 1/2                     …（７）
【００５９】
ＩＮ＿Ｌｇt は、ＩＮ＿Ｌt の重み付け二乗平均である。ＩＮ＿Ｌt ＝α・ＩＮ＿Ｌ＿Ｌｏｗt ＋ＩＮ＿Ｌ＿ｏｔｈｅｒt であるので、ＩＮ＿Ｌｇt は、次式（８）に示すようになる。
【００６０】
IN＿Lgt ＝IN＿Lgt-1 ×exp-(1/T) ＋IN＿ Lt 2 
＝IN＿Lgt-1 ×exp-(1/T) ＋( α・IN＿ L＿ lowt ＋IN＿ L＿ othert )2 
＝IN＿Lgt-1 ×exp-(1/T) 
＋( α・IN＿ L＿ lowt ）2 
＋2 ｛( α・IN＿ L＿ lowt ) ×（IN＿ L＿ othert ) ｝
＋（IN＿ L＿ othert )2                      …（８）
【００６１】
ＩＮ＿Ｌｇ＿ｌｏｗ’t ｛風雑音( α・ＩＮ＿Ｌ＿Ｌｏｗt ) の重み付け二乗平均｝、ＩＮ＿Ｌｇ＿ｏｔｈｅｒt およびＩＮ＿Ｌｇ＿ｌｏｗ＆ｏｔｈｅｒt を、次式（９）で定義する。
【００６２】
IN＿Lg＿ low' t ＝IN＿Lg＿ low' t-1 ×exp-(1/T) ＋（α・IN＿ L＿ lowt ) 2 
IN＿Lg＿ othert ＝IN＿Lg＿ othert-1 ×exp-(1/T) ＋(IN ＿ L＿ othert ）2 
IN＿Lg＿low ＆other t ＝IN＿Lg＿ low＆other t-1 ×exp-(1/T) 
＋( α・IN＿ L＿ lowt ）×(IN ＿ L＿ othert ）
…（９）
【００６３】
ＩＮ＿Ｌｇ＿ｌｏｗ＆ｏｔｈｅｒt ＆ｏｔｈｅｒt は、平均化により零になると近似すると、上記式（８）は、式（１０）に示すように近似が可能である。
【００６４】
IN ＿Lgt ＝IN＿Lg＿ low' t ＋IN＿Lg＿ othert ＋２× IN ＿Lg＿low ＆other t 
≒IN＿Lg＿ low' t ＋IN＿Lg＿ othert   …（１０）
【００６５】
第１ゲイン制御量ｇ１＿Ｌt は、上記式（７）および上記式（１０）より、次式（１１）で表される。
【００６６】
g1＿ Lt ＝Gtg/(IN ＿Lgt ) 1/2 
＝Gtg/（IN＿Lg＿ low' t ＋IN＿Lg＿ othert ）1/2       …（１１）
【００６７】
式（１１）より、ＩＮ＿Ｌｇ＿ｏｔｈｅｒt は、次式（１２）で表される。
【００６８】
IN＿Lg＿ othert ＝（Gtg/g1＿ Lt ) 2 −IN＿Lg＿ low' t         …（１２）
【００６９】
式（１２）を、式（６）に代入すると、理想的なゲイン制御量g1＿ L＿ othert は、次式（１３）で表される。
【００７０】
g1＿ L＿ othert ＝Gtg/（IN＿Lg＿  other t ）1/2 
＝Gtg/｛(Gtg/g1 ＿ Lt ) 2 −( IN＿Lg＿ low' t ) ｝1/2 
…（１３）
【００７１】
αを風雑音混合比予測部２２によって算出されるＷｉｎｄ＿Ｌｅｖt に置き換えると、上記数式（１３）内のIN＿Lg＿ low' t は、上記式（４）内のg3＿ Lt を表す式内のL ＿lowg' t と等しくなるので、g3＿ Lt ＝g1＿ L＿ othert となり、g3＿ Lt は理想的なゲイン制御量g1＿ L＿ othert と等しくなる。
【００７２】
第２ゲイン制御量算出部４２は、オートゲイン制御部１０でのゲイン制御量g1＿ Lt の影響を打ち消すために、ゲイン補正部４１でのゲイン制御量 G＿ Lt を、（g3＿ Lt /g1 ＿ Lt ）としている。
【００７３】
上記実施例１、２では、ビデオカメラの音声信号処理回路に適用した場合の実施例について説明したが、ビデオカメラ等の映像・音声記録装置の他、ＩＣレコーダ等の音声記録装置、携帯型電話機等の通話装置に適用することが可能である。つまり、実施例１、２に記載の音声信号処理回路は、音声入力のためのマイクとマイクから入力された音声を記録するための回路を備えたＩＣレコーダ等の音声記録装置の音声信号処理回路として用いることができる。また、実施例１、２に記載の音声信号処理回路は、音声入力のためのマイクとマイクから入力された音声を送信する回路を備えた携帯型電話機等の通話装置の音声信号処理回路として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】第１実施例である音声信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図２】ハイパスフィルタ２３Ｌ、２３Ｒの特性の制御例を示すグラフである。
【図３】第２実施例である音声信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図４】オートゲインコントロール回路の第１従来例を示すブロック図である。
【図５】オートゲインコントロール回路の第２従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０  オートゲイン制御部
２０  低音除去部
３０、４０  オートゲイン補正部
１１  ゲイン制御部
１２Ｌ、１２Ｒ  Ａ／Ｄ変換器
１３  第１ゲイン制御量算出部
２１Ｌ、２１Ｒ  ローパスフィルタ
２２  風雑音混合比予測部
２３Ｌ、２３Ｒハイパスフィルタ
３１、４１  ゲイン補正部
３２、４２  第２ゲイン制御量算出部
【図１】
2008129107.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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