(57)【要約】【課題】    記録再生装置の有する例えば回転ドラムなどの周期性を持った動作をしているものから、その動作によって発生する騒音が、マイクに混入した場合に、騒音波形を抽出し、低減する。【解決手段】  マイク６、７より得られたデータはＡ／Ｄコンバータ１１、１２でデジタルデータに変換され、制御マイコン５、加算器１５、１６に供給される。制御マイコン５は、入力したデータを、機械的ノイズ発生周期単位に複数記憶するメモリを有し、その周期の同位相のデータの平均値を算出することで、実質的にノイズ成分のみデータを生成し、その結果をメモリ１３、１４に格納させる。加算器１５、１６は入力した現データから、メモリ１３、１４に格納された同位相のデータを減じることで、ノイズ成分を除去したデータを出力する。【選択図】  図１
2005159877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音波を電気信号に変換する音波収集手段、
周期的な動作を行う駆動手段と、
前記駆動手段の複数周期にわたって前記音波収集手段より出力された複数の音響データを、それぞれ同位相となる関係で平均化する演算手段と、
前記演算手段より出力された前記音響データの平均値を前記音波収集手段より出力された音響データと同位相となる関係で合成する合成手段と、
を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記合成手段は、前記音波収集手段より出力された音響データから前記演算手段で算出した当該音響データと同位相の平均値を減算するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記音波収集手段は、
音波信号を増幅する増幅手段と、
増幅した音波信号を前記所定周波数でＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と
を含むことを特徴とする請求項２記載の電子機器。
【請求項４】
前記演算手段は、
一周期分の音響データを記憶する複数の記憶手段と、
該記憶手段のそれぞれに記憶された音響データの同位相のデータを加算する加算手段と、
該加算手段で加算した結果を、音響データの個数で除算する除算手段と
を含むことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項５】
前記演算手段で演算される平均値は、移動平均処理であることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項６】
前記演算手段は、前記音波収集手段より出力された音響データの重み付け量をｋとし、当該音響データ以前までに演算された平均値の重み付け量を１−ｋとし、重み付け平均演算をすることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項７】
前記演算手段は、入力された音響データのレベルが所定のしきい値以上の場合には、当該音響データを平均演算の対象から除外することを特徴とする請求項５または６記載の電子機器。
【請求項８】
請求項１の電子機器は、前記駆動手段は記録媒体あるいはヘッドを駆動するための記録／再生系の駆動手段であることを特徴とするビデオカメラ。
【請求項９】
音波を電気信号に変換する音波収集手段、
周期的な動作を行う第１の駆動手段と、
前記第１の駆動手段の複数周期にわたって前記音波収集手段より出力された複数の音響データを、それぞれ同位相となる関係で平均化する第１の演算手段と、
前記第１の駆動手段とは異なる周期で動作する第２の駆動手段と、
前記第２の駆動手段の複数周期にわたって前記音波収集手段より出力された複数の音響データを、それぞれ同位相となる関係で平均化する第２の演算手段と、
前記第１の演算手段及び第２の演算手段より出力された前記各音響データの平均値を前記音波収集手段より出力された音響データと同位相となる関係でそれぞれ合成する合成手段と、
を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
前記第１及び第２の演算手段で演算される平均値は、移動平均処理であることを特徴とする請求項９記載の電子機器。
【請求項１１】
前記第１及び第２の演算手段で演算される平均値は、前記音波収集手段より出力された音響データの重み付け量をｋとし、当該音響データ以前までに演算された平均値の重み付け量を１−ｋとし、重み付け平均演算をすることを特徴とする請求項９記載の電子機器。
【請求項１２】
前記第１及び第２の演算手段は、入力された音響データのレベルが所定のしきい値以上の場合には、当該音響データを平均演算の対象から除外することを特徴とする請求項９記載の電子機器。
【請求項１３】
音波を電気信号に変換する音波収集手段、
周期的な動作を行う駆動手段と、
前記駆動手段の前記周期に応じて基準信号を発生する基準信号発生手段と、
前記一周期ごとに前記基準信号から同じ時刻のタイミングで得られる音響データを、複数の周期にわたって平均演算する演算手段と、
前記演算手段より出力された平均値を、前記音波収集手段より出力される音響データに対し前記タイミングで合成する合成手段と、
を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１４】
前記基準信号の一周期分における音響データが全て前記しきい値を越えない場合は前記一周期分の音響データ群を前記演算手段のデータとして平均演算し、前記基準信号の一周期分の音響データ群の中の１つでも前記しきい値を越えた音響データが存在した場合は当該音響データを含む前記基準信号の一周期分の音響データ群の全てを前記平均演算の対象から除外することを特徴とする請求項１３記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロホン等の音波収集手段より得た音響データを処理する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置としては、例えばカメラ一体型ビデオカメラが知られている。このような装置の場合、記録媒体として磁気テープを用い、その記録媒体への記録密度を上げるために回転ドラムを用いたヘリカルスキャン方式のメカニズムを用いている。しかしながら、このメカニズムでは、磁気テープと回転記録ヘッドが接触した時と離れた時とにヘッド叩きと呼ばれるノイズが発生する。また、回転ドラムを駆動するために磁気モータのコイルへの通電をスイッチングして行うため、その電磁音も発生していた。これらのノイズが内蔵しているマイクロフォンに混入し、本来収録すべく音声と共に記録されてしまい、耳障りなものとなっていた。
【０００３】
かかる点を解決するものとしては、あらがじめマイクロフォンに混入するノイズスペクトラムを調べ、その帯域の成分をノイズの大きさに合わせて引き算することによるノイズ低減方式が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この提案によれば、ノイズスペクトラムの成分を抽出する手段を設けて、本来記録するべき音声を遮断した状態でノイズのレベルを測り、混入したノイズと同じ大きさになるような制御をすることによって、ノイズのスペクトラムのレベル分だけを低減し、音声が入った時にもその音声に影響を与えることが少ないものであった。
【特許文献１】特開平７−１７７５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、かかる従来の方法では、あらかじめノイズになる成分を調べる必要があり、ノイズのスペクトラムの成分の数だけノイズを抽出する手段、例えば、バンドパスフィルタを準備する必要がある。回避策としては、スペクトラムが近い周波数同士をまとめて抽出することによって、バンドパスフィルタの数を減らすことが考えられる。例えば、ノイズスペクトラムが１ｋＨｚと２ｋＨｚの２つだった場合に、中心周波数を１．５ｋＨｚにし、帯域幅を１ｋＨｚとすると、ノイズ成分の１ｋＨｚと２ｋＨｚは抜き取ることが出来る。しかし、その場合に１ｋＨｚと２ｋＨｚのレベルが違っている場合は、２つの平均値をとるかどちらかに合わせることになり、ノイズ成分と同じ大きさにならず、除去効果が薄れてしまう。さらに、収録する音声信号に１．５ｋＨｚ成分がある場合には、その成分も減衰してしましい、音質に影響を与えてしまう。また、経時変化によって、そのレベルの変化が合った場合は、キャンセルするためのレベルの再調整が必要になったり、ノイズのスペクトラムの変化が生じた場合は、その対応が困難になるといった欠点がある。
【０００６】
本発明は、予め判明している装置が発生する機械的ノイズを除去すると共に、その機械的ノイズの計時変化にも追従可能な技術を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を達成するため、例えば本発明の電子機器は以下の構成を備える。すなわち、
音波を電気信号に変換する音波収集手段、
周期的な動作を行う駆動手段と、
前記駆動手段の複数周期にわたって前記音波収集手段より出力された複数の音響データを、それぞれ同位相となる関係で平均化する演算手段と、
前記演算手段より出力された前記音響データの平均値を前記音波収集手段より出力された音響データと同位相となる関係で合成する合成手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、装置の有する例えば回転ドラムなどの周期性を持った動作をしているものから、その動作によって発生する騒音が、マイクに混入した場合であっても、騒音波形を抽出し、低減することが可能となると共に、計時変化に対しても追従することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付図面に従って本発明に係る実施形態を詳細に説明する。
【００１０】
図１は、実施形態が適用するデジタルビデオカメラ装置における音声記録再生部分（ヘリカルスキャン型の記録再生部分）の主要構成を示す図である。
【００１１】
図中、１は記録媒体の磁気テープ（磁気テープカセットは不図示）、２は回転ドラム、３、４は回転ドラムに装着され音声や映像データを記録する磁気ヘッド、５は平均値算出部５ａを有する制御用マイコン、６、７はそれぞれＬ、Ｒチャネル用のマイクロフォン、８，９はマイクアンプ、１０はＡＧＣ（自動レベルコンロール回路）、１１、１２はＡ／Ｄコンバータ、１３，１４はメモリ、１５，１６は加算器を示している。
【００１２】
この構成において、マイク６、７にて電気信号に変換された音声信号は、マイクアンプ８、９でそれぞれ増幅されて、自動レベルコントロール回路１０で適切な大きさに増幅され、Ａ／Ｄコンバーター１１、１２でデジタルデータに変換される。
【００１３】
磁気テープ１には、マイコン５で回転制御した回転ドラム２に１８０度の位置関係で取り付けられた磁気ヘッド３、４を通して、ヘリカルスキャンされに記録信号が記録される。また、回転ドラム２は回転の位相を示す基準信号、すなわちヘッドスイッチングパルスを制御マイコン５に出力し、磁気ヘッド３、４の磁気テープ１との接触状態を知らせて、記録信号を磁気ヘッド３、４に流すタイミングを制御する。この時、磁気ヘッド３、４が回転ドラム２に巻き付いている磁気テープ１と接触、或いは離脱する時にノイズ（機械的振動）が発生し、前述した音声信号に混じって、マイク６、７に入ってしまう。
【００１４】
図２に前述した基準信号、磁気ヘッド３、４と磁気テープ１の接触タイミング、ノイズの発生の時間的関係を示す。
【００１５】
同図において、ヘッドスイッチングパルスがＨｉｇｈレベルの時に磁気ヘッド３に記録信号が印加され、ヘッドスイッチングパルスがＬｏｗレベルの時に磁気ヘッド４に記録信号が印加される。このヘッドスイッチングパルスの一周期が回転ドラム２の一回転を表している。各々の磁気ヘッドは、記録信号が印加される以前に磁気テープ１に接触して安定状態になっている必要があるため、記録信号の切り替えより少し前に接触し、記録信号の印加が終わってからも微小期間接触するようになっている。これを示したのが、図中の磁気ヘッド３接触状態と磁気ヘッド４接触状態で、Ｈｉｇｈレベルが接触、Ｌｏｗレベルが非接触を示している。その下方に、この時に発生するノイズ発生のタイミングを示す。
【００１６】
さらに、この現象をノイズの波形で示したのが、図３で、図中、最上部に示したヘッドスイッチングパルス一周期の時間Ｔに対して、連続した時間を、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３、…，Ｔｎと一周期の時間毎に区切って、並べたものである。同図から分かるように一回転毎に発生するノイズは、ほぼ毎回同じであることが判明している。回転ヘッドと磁気テープの動作の関係は、ほとんど変化する要素が無いためである。最下部にその平均Aveを取った波形を示す。
【００１７】
一方、ヘッドスイッチングパルス一周期の時間Ｔにおける、マイク６、７に入る音声信号の様子を示したのが図４である。すなわち、連続していた音声波形をＴ１，Ｔ２、…、Ｔｎと一周期の時間毎に区切って並べたものである。これらの一周期分の音声信号の変化は、ヘッドスイッチングパルスとは無関係であるので、それらが同期する確率は小さい。したがって、その平均を取る回数を増やすと限りなくゼロに近づくことになる。
【００１８】
したがって、音声データを適当な期間記憶保持し、ヘッドスイッチングパルス一周期の時間Ｔにおける同位相のデータを加算した場合に残るのは、図３で示したノイズ成分だけとなる。本実施形態では、これら図３、図４で示した特性の違いを利用するものである。
【００１９】
先ず、実施形態の動作として、前述した平均値Aveの抽出動作を説明する。
【００２０】
Ａ／Ｄ変換器１１、１２からの出力は、制御マイコン５の平均値算出部５ａに入力される。ここに入力されたデジタルデータ系列を前述のヘッドスイッチングパルスの立ち上がりを基準にデータを並べていく。ヘッドスイッチングパルスの一周期づつ時間間隔の呼称をＦ１，Ｆ２，Ｆ３・・・・とすると、図５のような関係になる。例えば、デジタルビデオカメラの場合は、このヘッドスイッチングパルスの一周期は１／１５０秒、音声信号のＡ／Ｄ変換器のサンプリング周波数を４８ｋＨｚとすると、図６のように、ヘッドスイッチングパルスの一周期の中にマイクの１チャンネル当たりのデジタルデータが３２０個発生することになる。そのヘッドスイッチングパルスの立ち上がりを基準にし、一つ目のデータからｔ０、ｔ１，ｔ２・・・ｔ３１９とし、各周期毎の見出しを付加して、最初の周期のデータは、Ｆ１ｔ０、Ｆ１ｔ１，Ｆ１ｔ２，・・・・・Ｆ１ｔ３１９と定義する、次の周期のデータは、Ｆ２ｔ０、Ｆ２ｔ１，Ｆ２ｔ２，・・・・・Ｆ２ｔ３１９となる。例えば、１ｓｅｃの時間分のデータの平均を取る場合は、その最終周期のデータは、Ｆ１４９ｔ０、Ｆ１４９ｔ１，Ｆ１４９ｔ２・・・・・・Ｆ１４９ｔ３１９となる。この１５０周期分のデータを、１周期分のデータ数と周期数の行列配置として考えると、３２０×１５０となる。これらのデータ群から１周期の平均波形を得るには、同じ時刻（位相）を示す符号ｔｎ同士を合計し、個数で割ったものであるから、平均値を示す符号をＡとすると、ｔ０の時刻のサンプル値の平均Ａｔ０は次式で表わされる。
【００２１】
【数１】
2005159877.tif 000003
【００２２】
次々に入力されるサンプルデータが１５０個を越えると、つまり、Ｆ１４９行目のｔ３１９データの次のデータは、再びＦ０行目のｔ０に入力されて書き換えられていくように、制御マイコン５が、それぞれのチャンネルのメモリ１３，１４を制御する。
このようにして、スイッチングパルスから同じ位相のデータが入力される毎に、メモリ１３、１４内のデータを更新していく。前述したように、データのサンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合は、１周期で３２０個発生する。サンプリング周波数４８ｋＨｚ毎に、入力した位相のデータの平均値を計算し、その平均値をそれぞれのチャンネルのメモリ１３，１４に記憶する。
【００２３】
上記処理を実現するためには、平均値算出部５ａは例えば図１１に示す構成で実現できよう。同図は、メモリ１３に格納する平均値を算出するための構成を示しているが、メモリ１４に格納する平均値を算出する構成も同様である。
【００２４】
図１１において、１１０−１乃至１１０−１４９は、それぞれＡ／Ｄ変換器１１よりのデータを３２０個格納可能なＦＩＦＯメモリであり、１１１はＡ／Ｄ変換器１２からのデータ及び各ＦＩＦＯ（１４９個）からのデータを加算する加算器、１１２は加算結果を“１５０”で除算する除算器である。これらの各回路は、サンプリング周波数（実施形態では４８ｋＨｚとしている）に同期して動作することになる。
【００２５】
各ＦＩＦＯメモリは３２０個分のデータ（ドラム２の１周期分のデータ）を格納できるわけであるから、ＦＩＦＯメモリ１１０−１から出力されるデータは、その時点でＡ／Ｄ変換器１１からのデータよりもちょうど１／１５０秒前のデータ（同位相のデータ）であることになる。また、ＦＩＦＯメモリ１１０−１の出力データは、次段のＦＩＦＯメモリ１１０−２に入力されるものであるから、ＦＩＦＯメモリ１１０−２から出力されるデータは、ＦＩＦＯメモリ１１０−１よりも更に１／１５０秒前のデータとなる。そして、ＦＩＦＯメモリは図示の如く１４９個存在するわけであるから、Ａ／Ｄ変換器１１からのデータを含めて計１５０個の同位相のデータが加算器１１１に供給されることになる。加算器１１１は入力した１５０個のデータを加算し、その結果を除算器１１２に出力する。そして、除算器１１２は加算結果を除数“１５０”で除算することになる。したがって、この除算器１１２の出力は、先に示した式（１）の値を出力していることになる。また、メモリ１３、１４は実質的に１個分のデータを保持できれば良いので、レジスタで構成することも可能となる。
【００２６】
次に騒音の低減の動作について説明する。それぞれのチャンネルの処理は同じなので、ここでも片チャンネルについて説明する。
【００２７】
マイク６からのマイク信号は、前述した騒音が混入した信号であり、それがＡ／Ｄ変換器１１でデジタルデータ化されている。そのデータは、一つは加算器１５に入力されていて、正相入力となっている。もう一方の加算器入力は、前述したメモリ１３からのデータが逆相（符号がマイナス）で入力されており、引き算の形態をとっている。スイッチングパルスを基準としたデータ系列は、メモリ１３に次々と記憶していくデータ、つまり、加算器１５の正相入力信号の任意の周期Ｆｍ（ｍ：整数）の任意のスイッチングパルスからの時刻、ｔｎ（ｎ：整数）から騒音の平均値Atnを引き算することになり、加算器１５の出力信号OUTtnは、
ＯＵＴtn＝Ｆｍｔｎ−Ａｔｎ                  …（２）
で表され、ドラムの回転によって発生する雑音を除去することに成功することになる。
【００２８】
この時の騒音の減衰量は、回転ドラム２の回転精度と発生する騒音レベルの変化幅によって決まってくる。低減したい騒音の成分の最高周波数に対して、回転ムラがその周波数において位相を、例えば、５度変化させてしまう精度だとし、前述の平均値に対して、変動幅が２ｄＢあると仮定する。図７は、位相とレベルが異なる２信号の引き算をした時の減衰量を示したもので、前述の条件からすると、図７から１５ｄＢ以上減衰することになり、十分な効果が得られることになる。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態によれば、装置が発する周期性機械的ノイズがマイクを介して得られた電気信号に重畳されていても、その機械的ノイズを相殺するデータをメモリ１３、１４に格納することで、そのノイズを除去した音声データを得ることが可能となる。また、メモリ１３、１４に格納するデータは、装置が発する最新の周期性機械的ノイズに相当するデータが格納されることになるので、計時変化に追従してノイズを除去することも可能になる。
【００３０】
＜第２の実施形態＞
図８は、第２の実施形態におけるノイズ除去に係る構成を示している。本第２の実施形態では、上記実施形態（第１の実施形態）の磁気テープを記録媒体とするヘリカルスキャン型の記録再生装置の騒音低減処理に加えて、キャプスタンから発する電磁騒音をも低減することを目的としたものである。
【００３１】
図８の１〜１６は、図１で説明したものと同じ構成要素であるので、その説明については省略する。
【００３２】
１７は、記録媒体である磁気テープ１を走行させるために設けられたピンチローラー、１８は、磁気テープ１の移送を与えるキャプスタン、１９、２０はメモリ、２１、２２は加算器を示している。この構成において、第１の実施形態より追加になった構成要素について説明を付加する。
【００３３】
まず、回転ドラム２からの基準信号を第一の基準信号とする。磁気テープ１の移送を与えるキャプスタンの一回転において、そのどこかの位置を基準とした第二の基準信号をキャプスタン１８から出力され、その基準信号が、制御マイコン５に入力される。第二の基準信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換器１１，１２のそれぞれのデータを制御マイコン５のデータ処理部に入力される。ここに入力されたデジタルデータ系列を第二の基準信号の立ち上がりを基準にデータを並べていく。例えば、キャプスタンの一回転の周期を３Ｈｚとすると、一周期にサンプリング周波数を４８ｋＨｚの場合、１２０００個のサンプル値が発生する。第二の基準信号の一周期づつ時間間隔の呼称をＣ１，Ｃ２，Ｃ３…とし、第二の基準信号の立ち上がりより、一つ目のデータからｔ０、ｔ１，ｔ２・・・ｔ１１９９９とし、各周期毎の見出しを付加して、最初の周期のデータは、Ｃ１ｔ０、Ｃ１ｔ１，Ｃ１ｔ２，…Ｃ１ｔ１１９９９と定義すると、次の周期のデータは、Ｃ２ｔ０、Ｃ２ｔ１，Ｃ２ｔ２，…Ｃ２ｔ１１９９９となる。例えば、１２ｓｅｃの時間分のデータの平均を取る場合は、その最終周期のデータは、Ｃ３９ｔ０、Ｃ３９ｔ１，Ｃ３９ｔ２、…Ｃ３９ｔ１１９９９となる。１周期分のデータ数と周期数の行列配置として考えると、１２０００×４０となる。これらのデータ群から１周期の平均波形を得るには、同じ位相時刻を示す符号ｔｎ同士を合計し、個数で割ったものであるから、平均値を示す符号をＡとすると、ｔ０の時刻のサンプル値の平均Ａｃｔ０は、次式（３）
【００３４】
【数２】
2005159877.tif 000004
【００３５】
で表される。
次々に入力されるサンプルデータは、４０個を越えると、つまり、Ｃ３９行目のｔ１１９９９データの次のデータは、再びＣ０行目のｔ０に入力されて書き換えられていくように、制御マイコン５が、それぞれのチャンネルのメモリ１９，２０を制御する。その際の構成は、先に示した図１１とほぼ同様の構成で良いであろうから、その説明は省略する。
【００３６】
このようにして、第二の基準信号から同じ時刻の４０個のデータを時刻毎に常に蓄える。前述したように、データのサンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合は、１周期で１２０００個発生する。第二の基準信号の周期毎に平均値を計算し、その平均値１２０００個とが、それぞれのチャンネルのメモリ１９，２０に記憶する。
【００３７】
次に騒音の低減の動作について説明する。それぞれのチャンネルの処理は同じなので、片チャンネルについて説明する。マイク６からのマイク信号は、前述した回転ドラムと磁気テープの接触によって生ずる騒音と前述したキャプスタンの回転時の電磁騒音が混入した信号であり、それがＡ／Ｄ変換器１１でデジタルデータ化されている。第１の実施形態で説明したように、回転ドラムの回転に同期した騒音の平均値がメモリ１３，１４に記憶されていて、加算器１５，１６では、その騒音を除去して、加算器２１，２２に出力される。加算器２１，２２では、加算器１５，１６の出力信号を正相入力となっており、もう一方の加算器入力は、前述したメモリ１９、２０からのデータが逆相で入力されており、引き算の形態をとっている。メモリ１９、２０には、前述したようにキャプスタンの回転に同期した騒音の平均値が記憶されているので、加算器２１，２２によって、その平均値が引き算されここで、キャプスタンが発する騒音もここで低減される。さらに詳しく説明すると、回転ドラム騒音の時間系列をＤＮとすると、スイッチングパルスを基準としたデータ系列は、ＤＮｔ０、ＤＮｔ１、ＤＮｔ２、…ＤＮｔ３１９となり、１周期が異なるキャプスタンからの騒音の時間系列をＣＮとすると、ＣＮｔ'０、ＣＮｔ'１、ＣＮｔ'２、…ＣＮｔ'１２０００となる。この時間を表すｔｎとｔ'ｍは前述したように周期が異なるので、この構成のある時刻での最終出力信号ＯＵＴｔkは音声信号列をＭｔｋとすると次式（４）、すなわち、
ＯＵＴｔk = Ｍｔｋ + DNtn + CNt'm - Atn - Act'm          …（４）
となり、
DNtn ≒ Atn
CNt'm ≒ Act'm
であるから、それぞれの騒音が除去されて
ＯＵＴｔk ≒ Ｍｔｋ
となる。
【００３８】
＜第３の実施形態＞
第１の実施形態では、１５０個のデータの平均を取るためにそれに必要なデータを全て蓄える必要があった。平均値を算出するために、必要なメモリーの数は、サンプリング周波数を４８ｋＨｚ、平均値を取る時間を１秒とすると計算のために保存するデータ数と平均値を保存するためのデータ数の合計Ｍは、１チャンネル当たり、
Ｍ＝４８０００＋３２０
１データを１６ビットで表現すると、２チャンネル分の総数ＴＭは、
ＴＭ＝２Ｍ×１６＝１５４６２４０バイト
となり、無視できない容量のメモリを必要とする。
【００３９】
そこで本第３の実施形態では、かかるメモリ容量を削減する技術を提案する。図９は本第３の実施形態におけるメモリ容量節約のための構成を示している。
【００４０】
図９に示す如く、ｋ個（ｋは１以上の整数）のデータの平均値を算出する場合、今回入力するデータは、その従前の平均値に対して１／ｋの重み付けをおこなったことに相当する。
【００４１】
したがって、図９に示す如く、新規に入力したデータを先ず１／ｋを乗算し、従前の平均値を記憶しているメモリからのデータに対しては「１−１／ｋ」（＝（ｋ−１）／ｋ）を重み付けて加算し、その結果でメモリを更新すれば良い。
【００４２】
例えば、第１の実施形態と同じように、１５０個のデータの平均値に相当するようにｋを１５０とし、入力信号をＩｄｔ０、メモリーからの信号Ｍｄｔ０とすると、計算された平均値Ａｄｔ０は、
Ａｄｔ０  ＝  １／１５０×Ｉｄｔ０  ＋  １４９／１５０×Ｍｄｔ０
となる。１フレーム（ドラム１回転）のデータは３２０個であるから、３２０個分のメモリーがあれば済むことになる。
【００４３】
これによって、前述のメモリーの総数（２チャンネル分）は、１つのデータを１６ビットとした場合、
ＴＭ＝３２０×２×１６＝１０２４０ビット
と小規模な構成で実現出来るようになる。
【００４４】
なお、上記の構成によれば、ｋ＝１５０としたとき、１５０フレーム分のデータを入力しないと、過去１５０フレームに相当する正しい平均値を算出できないが、この期間は１秒程度であるし、尚且つ、デジタルビデオカメラに適用した場合を考慮すると、電源ＯＮしてから直ちに録画・録音することは無く、対象物が視野内にあることを確かめた上で録画・録音の指示を行うので実用上の問題はない。
【００４５】
＜他の実施形態＞
上記第１乃至第３の実施形態において、入力信号の信号レベルが、騒音データより遙かに大きいレベル（予め設定された閾値を越えるレベル）であるか否かを判定する回路を設け、入力信号レベルが十分に大きい場合には騒音以外の音声信号のデータと見なし、平均値計算の計算値として除外する制御を追加しても良いであろう。これによって、騒音の平均値を計算する場合に、騒音値より大きなレベルの騒音値でないデータを計算することによって発生する騒音のみの平均値のデータを壊してしまうことを防止することができ、より正確な騒音波形の抽出が可能になり騒音低減度が向上する。
【００４６】
図１０は、図１に対して、Ａ／Ｄ変換器１１、１２と制御マイコン５への経路中にメモリ２３、２４を追加して、制御方法を変更したものである。
【００４７】
この構成において、片チャンネルの説明をすると、Ａ／Ｄコンバーター１１を介して出力されたデータはメモリ２３に取り込まれる。このメモリ２３はスイッチングパルスの１周期分の時間だけ取り込まれて、制御マイコン５によって、その１周期分のデータの中から、あらかじめ設定したしきい値を越えた絶対値を持つデータがあるかどうかを判断する。もし、データの内一つでも前記しきい値を越えた場合は、そのスイッチングパルスの周期分全てのデータを平均値計算のデータとして扱わない処理をし、データの全てが前記しきい値以下である場合に平均値のデータとして扱う処理を行う。
【００４８】
この処理によって、騒音よりも大きな音声が入っているかどうかをより的確に判断することができ、騒音値より大きなレベルの騒音値でないデータを計算することによって発生する騒音のみの平均値のデータを壊してしまうことを防止することができ、より正確な騒音波形の抽出が可能になり騒音低減度が向上する。
【００４９】
なお、実施形態では機械的ノイズ発生源の雑音として、磁気テープに記録するドラムに搭載されたヘッドとテープの接触し非接触になる際に発生する雑音、キャプスタンの回転時の電磁雑音を例にしたが、これらによって本発明が限定されるものではない。要するに、周期性のある機械的ノイズでマイクロホンに混入するものであれば如何なるものでも構わないからである。
【００５０】
以上説明したように本実施形態によれば、記録再生装置の有する例えば回転ドラムなどの周期性を持った動作をしているものから、その動作によって発生する騒音が、マイクに混入した場合に、騒音波形を抽出し、低減することが可能になる。
【００５１】
また、記録再生装置の有する例えば回転ドラムやテープを送るためのキャプスタンモータの回転の様に周期性をもった動作部から発する騒音をそれぞれ独立した周期毎に騒音の波形を抽出することが可能となり、より騒音の低減効果が高い装置を提供することが出来る。
【００５２】
さらに、マイクに混入した騒音を、しかもその混入した騒音が機器によって大きさや音色がばらつく場合にも、個々に調整をする必要がなく、また、経時変化した場合にも、同じ手段を備えることと同じ処理によって、その機器固有の騒音に対応することが可能である。
【００５３】
また、従来技術のようにフィルタによって本来収録する音声の成分までも除去してしまうことがなく、不要な騒音の波形のみを抜き取るため、音質劣化がなく低減することが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１の実施形態におけるブロック構成図である。
【図２】第１の実施形態で、回転ドラムの回転と磁気ヘッド、磁気テープの接触状態によるノイズ発生タイミングを示す図である。
【図３】第１の実施形態における周期ノイズの波形を示す図である。
【図４】第１の実施形態における非同期の音声波形を示す図である。
【図５】第１の実施形態におけるデータの並びを示す図である。
【図６】第１の実施形態におけるデータ列の処理を説明するための図である。
【図７】第１の実施形態での騒音の低減量を示す図である。
【図８】第２の実施形態におけるブロック構成図である。
【図９】第３の実施形態におけるブロック構成図である。
【図１０】他の実施形態におけるブロック構成図である。
【図１１】第１の実施形態における平均値算出部の具体的な構成を示す図である。
【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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