(57)【要約】【課題】従来、瞬間的に発生する目的音のみを確実に収音し、背景音のレベルを減衰させるような収音装置は存在しなかった。【解決手段】収音しようとする音を発生する音源近くに配置され、発生した音を電気信号に変換するマイクロホン３、そのマイクロホンの出力波形を１フレーム時間継続して繰り返し切り出す波形切り出し回路４、波形切り出し回路を通過した上記電気信号を周波数分析する第１の高速フーリエ変換回路５、波形切り出し回路を通過した上記電気信号を１ブロック時間遅延させる遅延回路６、遅延回路を通過した上記電気信号を周波数分析する第２の高速フーリエ変換回路７、第１の高速フーリエ変換回路５出力信号から第２の高速フーリエ変換回路７の出力信号を減算する減算器８、減算器の出力信号を逆高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換回路９、および第１の高速フーリエ変換回路と第２の高速フーリエ変換回路を同時に動作させるトリガ信号を、上記収音しようとする音の発生に同期して生成するトリガ信号生成回路２を具えて構成した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収音しようとする音を発生する音源近くに配置され、発生した音を電気信号に変換するマイクロホン、
該マイクロホンの出力波形を１フレーム時間継続して繰り返し切り出す波形切り出し回路、
該波形切り出し回路を通過した前記電気信号を周波数分析する第１の高速フーリエ変換回路、
前記波形切り出し回路を通過した前記電気信号を１ブロック時間遅延させる遅延回路、
該遅延回路を通過した前記電気信号を周波数分析する第２の高速フーリエ変換回路、
前記第１の高速フーリエ変換回路の出力信号から前記第２の高速フーリエ変換回路の出力信号を減算する減算器、
該減算器の出力信号を逆高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換回路、および
前記第１の高速フーリエ変換回路と前記第２の高速フーリエ変換回路を同時に動作させるトリガ信号を、前記収音しようとする音の発生に同期して生成するトリガ信号生成回路
を具えてなることを特徴とする収音装置。
【請求項２】
請求項１記載の収音装置において、前記トリガ信号生成回路は、移動物体を撮影するビデオカメラを含んでいることを特徴とする収音装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、瞬間的に発生する音声の収音装置に係り、特に、収音対象以外の音声を精度よく除去して、収音対象とする音声のみを確実に収音することのできる収音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
野球の打球音など瞬間的に発生する音声をマイクロホンを用いて収音しようとする場合、マイクロホン出力を常にＯＮ状態にしておき、マイクロホンと放送本線あるいはマイクロホンと録音機の間にマイクロホン出力の通過、停止を制御するゲートを配置し、発生した音声そのものをゲートを開閉させるためのトリガ信号として用い、トリガ信号のレベルが予め定めた閾値以上のときゲートが開き、そうでないときにはゲートが閉じているようにして収音対象とする音声（以下、目的音という）のみを収音する装置はすでに開発され、商品化されている。
【０００３】
また、このような収音装置を使用することができない場合、ゲートの開閉を人手により行う場合もある。この場合を、一例につき説明する。
例えば、野球中継において打球音、あるいはキャッチャーがキャッチャーミットにボールを捕球する音であるキャッチング音を収音するとき、打球音やキャッチング音は、ボールとバット、あるいはボールとキャッチャーミットが衝突した瞬間にのみ発生する。従って、その瞬間を逃がさないようにするため、バッターボックス付近に配置したマイクロホンの出力信号を、常時、放送本線に対して通過できるようにした（ゲートが開いた状態）のでは、打球音やキャッチング音のみならず、観客の声援など不必要な音声（背景音）も放送本線に混入することになる。
【０００４】
この問題を解決するために、音声調整卓の音声技術者が、テレビのモニタ画面を見ながらピッチャーの投球動作に合わせてバッターがバットを振る瞬間にバッターボックス付近に配置したマイクロホン出力信号の放送本線への通過量を最大にし（ゲートを全開にする）、それ以外の時間帯には遮断状態にする（ゲートを閉じる）など、マイクロホン出力の放送本線への通過量を人手により調整している。ただし、この種のことを説明している文献は見当たらない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
まず、瞬間的に発生した音声そのものを、ゲートを開閉するためのトリガ信号として用い、瞬間的に発生する音声を収音する場合、目的音（瞬間的に発生する音声）と背景音のレベル差が小さいと、目的音が閾値を十分に越えることができず、目的音発生の時点にゲートが開かなくなるおそれがある。また、背景音が閾値を越えると、不要なトリガ信号を発生して背景音も収音してしまうという問題がある。
【０００６】
また、瞬間的に発生した音声そのものを、ゲートを開閉するためのトリガ信号として用い瞬間的に発生する音声を収音する場合のもう１つの問題は、目的音のレベルが背景音のそれに比して十分に大きい場合であっても、ゲートが開いている間は、目的音のみならず背景音も同時にゲートを通過してしまうため、背景音に大きな音が含まれていると、それが突然大きな音で混合された状態となり、聞く人に不自然な印象を与えてしまうという問題がある。
【０００７】
さらに、音声調整卓の音声技術者が、テレビのモニタ画面を見ながらピッチャーの投球動作に合わせてバッターがバットを振る瞬間にマイクロホン出力の放送本線への通過量を最大にするためにゲートを開いたり、また、背景音を遮断するためにゲートを閉じたりしたのでは、動きの早いスポーツの場合には、人手による操作が追いつかない場合もあり、また、操作ミスをするおそれもある。
また、音声技術者によってゲートの開閉を行う場合にも、打球音と同時にゲートを通過する背景音を抑制することはできない。
【０００８】
本発明の目的は、瞬間的に発生した音声そのものをゲートを開閉するためのトリガ信号として使用するのでなく、また、ゲート操作のための人手も必要としないで、目的音のレベルが背景音のそれに比して十分に大きくない場合でも、ゲートを開くためのトリガ信号を出力できるようにし、かつ、ゲートが開いている時間帯においても目的音のみを確実に出力させ、背景音のレベルを減衰させるようにした収音装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明収音装置は、収音しようとする音を発生する音源近くに配置され、発生した音を電気信号に変換するマイクロホン、該マイクロホンの出力波形を１フレーム時間継続して繰り返し切り出す波形切り出し回路、該波形切り出し回路を通過した前記電気信号を周波数分析する第１の高速フーリエ変換回路、前記波形切り出し回路を通過した前記電気信号を１ブロック時間遅延させる遅延回路、該遅延回路を通過した前記電気信号を周波数分析する第２の高速フーリエ変換回路、前記第１の高速フーリエ変換回路の出力信号から前記第２の高速フーリエ変換回路の出力信号を減算する減算器、該減算器の出力信号を逆高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換回路、および前記第１の高速フーリエ変換回路と前記第２の高速フーリエ変換回路を同時に動作させるトリガ信号を、前記収音しようとする音の発生に同期して生成するトリガ信号生成回路を具えてなることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明収音装置は、前記トリガ信号生成回路は、移動物体を撮影するビデオカメラを含んでいることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照し、発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
以下では、本発明の一実施形態として、野球の打球音を収音するのに好適なように構成した本発明収音装置について説明するが、本発明は、野球の打球音に限らず、瞬間的に発生する音声（目的音）を背景音から分離して収音する場合に、広く適用可能なものである。
図１は、本発明収音装置の一実施形態を示している。
図１において、１はビデオカメラ、２はトリガ信号生成回路、３はマイクロホン、４は波形切り出し回路、５，７は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）回路、６は遅延回路、８は減算器、および９は逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）回路である。
【００１２】
動作につき説明する。
ビデオカメラ１は、ボールを撮影するためのもので、投手から離れてキャッチャーをめがけて飛んでいくボールが撮影できる位置に設置する。設置位置としては、ボールが撮影画面から容易に識別できるように、なるべく画面の背景が均一な色調となる位置に配置することが望ましい。トリガ信号生成回路２は、ボールがビデオカメラ１の撮影視野角（図示しない）内に入り、撮影されることで生ずる映像信号のレベル変化を検出し、この変化の時点からある一定時間遅れた時点、すなわちでボールがバットに衝突する時点にトリガ信号を生成して両ＦＦＴ回路５および７に供給する。
【００１３】
一方、バッターの位置近くに配置され、打球音を電気信号に変換するマイクロホン３の出力信号は波形切り出し回路４に供給され、同回路の切り出し可能時間（この時間を、１フレーム時間という）に入っていれば切り出される。この波形切り出し回路４は、入力波形を１フレーム時間継続して繰り返し切り出すように構成されているが、瞬間的に発生する音声をとり逃がさないようにするために、１フレーム時間の時間長は、例えば、１秒程度とするのが好ましい。
【００１４】
ＦＦＴ回路５は、供給された信号を一般的に使用されるＨａｍｍｉｎｇもしくはＨａｎｎｉｇ窓を用いて周波数分析する回路である。ここでは、サンプリング周波数およびサンプリングｂｉｔ数を、例えば、それぞれ４８ｋＨｚ，１６ｂｉｔとする。
【００１５】
このＦＦＴ回路５による周波数分析は、トリガ信号生成回路２からトリガ信号が供給されたときのみ行うものとし、従って、ボールがバットに衝突したとき以外には、トリガ信号が供給されないので周波数分析は行われず、従って、ＦＦＴ回路５から周波数成分信号は生じないようになっている。
【００１６】
波形切り出し回路４の出力信号は遅延回路６にも供給され、同回路により瞬間的に発生する音声の最大持続時間に相当する１ブロック時間遅延させられる。遅延した信号はＦＦＴ回路５と同一仕様のＦＦＴ回路７に供給されて周波数分析が行われる。このＦＦＴ回路７が動作するのは、ＦＦＴ回路５と同様、波形切り出し回路４からトリガ信号が供給されたときのみである。
【００１７】
ここで、ＦＦＴ回路５による周波数分析が行われる時間帯の同回路への入力信号と、ＦＦＴ回路７による周波数分析が行われる時間帯の同回路への入力信号とは、遅延回路６のため時間的に１ブロック時間ずれている。いま、ＦＦＴ回路５において周波数分析を行った信号が背景音としての観客席の応援を含んだ打球音であるとすると、ＦＦＴ回路７において周波数分析を行った信号はボールがバットに衝突した瞬間よりひと呼吸前の観客席の応援（背景音）だけとなる。
【００１８】
ＦＦＴ回路５の出力信号が減算器８の被減算端子に、ＦＦＴ回路７の出力信号が減算器８の被減算端子にそれぞれ供給され、両出力信号間で減算が行われると、ボールとバットの衝突音に相当する音の周波数分析結果のみが残り、観客席の応援に相当する音の周波数分析結果は、１ブロック時間の前後で変化がないものと仮定すると相殺されて出力されない。
【００１９】
減算器８の出力端子から出力されたボールとバットの衝突音に相当する音の周波数分析結果は、ＦＦＴと逆の動作を行うＩＦＦＴ回路９に供給されて、その出力側からボールとバットの衝突音（本発明で目的とする音声信号）に相当する出力信号が得られることになる。しかも、この得られたボールとバットの衝突音には、観客席の応援の音は含まれていない。
この得られた出力信号を放送し、あるいはＶＴＲや録音機に録音することで瞬間的に発生する目的音のみの収音が可能になる。
【００２０】
以上説明した本発明の実施形態においては、ビデオカメラを使用して投手が投球するボールを撮影するものとしたが、本実施形態のように、野球の打球音を収音する場合に限って言えば、ビデオカメラに代えてスピードガンを使用することも可能である。この場合、およその投球スピード情報を出力した時点で、投手がボールを投球したものと判断することができ、以後、上述例と同様な処理が可能である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、瞬間的に発生する音声を収音するに際して、背景音を精度よく除去して目的音のみを確実に収音することが可能となる。特に、放送現場において、音声調整卓の音声技術者がテレビのモニタ画面を見ながら、マイクロホン出力の放送本線への通過量を調整するなどの必要がなくなるので、ミキシング作業が容易になり、その結果、放送事故も減少し、放送品質の向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明収音装置の一実施形態を示している。
【符号の説明】
１  ビデオカメラ
２  トリガ信号生成回路
３  マイクロホン
４  波形切り出し回路
５，７  高速フーリエ変換（ＦＦＴ）回路
６  遅延回路
８  減算器
９  逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）回路
【図１】
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