專利名稱：音頻處理設(shè)備及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種音頻處理設(shè)備及其控制方法。
背景技術(shù)：
作為音頻處理設(shè)備通常已知攝像機(jī)和IC記錄器等。在這些音頻處理設(shè)備中，通過麥克風(fēng)獲取的音頻信號(hào)可能包含由風(fēng)的影響引起的噪聲。作為對(duì)策，一些設(shè)備在A/D轉(zhuǎn)換器之前設(shè)置增益控制器，以防止通過A/D轉(zhuǎn)換器的音頻信號(hào)飽和，并且還消除低頻成分以降低通過A/D轉(zhuǎn)換器的音頻信號(hào)中的風(fēng)噪聲。例如，日本特開2008-129107公開了ー種通過在A/D轉(zhuǎn)換器之前設(shè)置增益控制器、并且還在用于風(fēng)噪聲處理的低頻消除単元之后設(shè)置增益控制器來獲得高質(zhì)量音頻的方法。
然而，在日本特開2008-129107公開的傳統(tǒng)技術(shù)中，在風(fēng)噪聲處理之后的增益控制時(shí)，量化誤差可能變大。例如，根據(jù)日本特開2008-129107的方法，當(dāng)增益控制器增大增益吋，上述A/D轉(zhuǎn)換器的量化誤差變大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過抑制由于風(fēng)噪聲處理之后的増益控制而引起的量化誤差的増大來提
供高質(zhì)量音頻。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，ー種音頻處理設(shè)備，包括第一音頻拾取部件；第ニ音頻拾取部件，其包括被設(shè)置成覆蓋聲音接收部的音頻抵抗器，以使得在使外部音頻通過的同時(shí)抑制外部風(fēng)傳入；第一 A/D轉(zhuǎn)換部件，用于對(duì)從所述第一音頻拾取部件的輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化；第二 A/D轉(zhuǎn)換部件，用于對(duì)從所述第二音頻拾取部件的輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化；電平控制部件，用于控制所述第一 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)的信號(hào)電平和所述第二 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)的信號(hào)電平中的至少一個(gè)；第一低頻衰減部件，用于使所述第一 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)中頻率低于第一截止頻率的信號(hào)衰減；高頻衰減部件，用于使所述第二 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)中頻率高于第二截止頻率的信號(hào)衰減；加法部件，用于將所述第一低頻衰減部件的輸出信號(hào)和所述高頻衰減部件的輸出信號(hào)相加，以輸出降低了風(fēng)噪聲的音頻；以及第二低頻衰減部件，其被設(shè)置在所述第一音頻拾取部件和所述第一 A/D轉(zhuǎn)換部件之間，并用于使頻率低于第三截止頻率的信號(hào)衰減，從而抑制風(fēng)噪聲。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種音頻處理設(shè)備的控制方法，所述音頻處理設(shè)備包括第一音頻拾取部件；第二音頻拾取部件，其包括被設(shè)置成覆蓋聲音接收部的音頻抵抗器，以使得在使外部音頻通過的同時(shí)抑制外部風(fēng)傳入；第一 A/D轉(zhuǎn)換部件，用于對(duì)從所述第一音頻拾取部件的輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化；第二 A/D轉(zhuǎn)換部件，用于對(duì)從所述第二音頻拾取部件的輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化；電平控制部件，用于控制所述第一 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)的信號(hào)電平和所述第二 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)的信號(hào)電平中的至少一個(gè)；第一低頻衰減部件，用于使所述第一 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)中頻率低于第一截止頻率的信號(hào)衰減；高頻衰減部件，用于使所述第二 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)中頻率高于第二截止頻率的信號(hào)衰減；加法部件，用于將所述第一低頻衰減部件的輸出信號(hào)和所述高頻衰減部件的輸出信號(hào)相加，以輸出降低了風(fēng)噪聲的音頻；以及第二低頻衰減部件，其被設(shè)置在所述第一音頻拾取部件和所述第一 A/D轉(zhuǎn)換部件之間，并用于使頻率低于第三截止頻率的信號(hào)衰減，從而抑制風(fēng)噪聲，所述控制方法包括以下步驟控制所述第一 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)的信號(hào)電平和所述第二 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)的信號(hào)電平中的至少一個(gè)；以及混合如下兩個(gè)成分信號(hào)電平被控制了的所述第一 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)中頻率高于所述第一截止頻率的高頻成分；以及信號(hào)電平被控制了的所述第二 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)中頻率低于所述第二截止頻率的低頻成分。根據(jù)本發(fā)明，可以通過抑制由于風(fēng)噪聲處理之后的増益控制而引起的量化誤差的増大來提供高質(zhì)量音頻。通過以下參考附圖對(duì)典型實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其它特征和方面將顯而易見。


包含在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖，示出本發(fā)明的典型實(shí)施例、特征和方面，并與說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。圖I是示出根據(jù)實(shí)施例的音頻記錄器的結(jié)構(gòu)的框圖；圖2A和2B是分別示出攝像裝置的立體圖和斷面圖；圖3A 3F是示出麥克風(fēng)的頻率特性的例子的圖；圖4A 4D是用于說明麥克風(fēng)的安裝結(jié)構(gòu)的圖；圖5是示出混響抑制器的結(jié)構(gòu)的框圖；圖6A 6D是示出風(fēng)檢測器根據(jù)風(fēng)噪聲的操作的時(shí)序圖；圖7A 7D是示出混合器的結(jié)構(gòu)和操作的圖；圖8A 8D是示出開關(guān)、可變?yōu)V波器和可變?cè)鲆娴牟僮餍蛄械膱D；圖9是用于說明在不存在HPF時(shí)的風(fēng)噪聲處理的時(shí)序圖；圖10是用于說明在存在HPF時(shí)的風(fēng)噪聲處理的時(shí)序圖；圖IlA和IlB是示出音頻處理設(shè)備的其它例子的框圖；圖12是示出根據(jù)第二實(shí)施例的攝像裝置的立體圖；以及圖13是示出根據(jù)第二實(shí)施例的音頻處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的各種典型實(shí)施例、特征和方面。第一實(shí)施例下面將參考圖I IlA和IlB說明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用作音頻處理設(shè)備的音頻記錄器和包括該音頻記錄器的攝像裝置。圖I是示出根據(jù)本實(shí)施例的音頻記錄器的結(jié)構(gòu)的框圖。圖2A和2B是分別示出包括圖I所示的音頻記錄器的攝像裝置(照相機(jī))的立體圖和斷面圖。附圖標(biāo)記I表示攝像裝置，附圖標(biāo)記2表示裝配至攝像裝置I的鏡頭，附圖標(biāo)記3表示攝像裝置I的機(jī)體，附圖標(biāo)記4表示鏡頭的光軸，附圖標(biāo)記5表示拍攝光學(xué)系統(tǒng)，并且附圖標(biāo)記6表示圖像傳感器。附圖標(biāo)記30表示釋放按鈕，并且附圖標(biāo)記31表示操作按鈕。在攝像裝置I中設(shè)置第一麥克風(fēng)7a和第二麥克風(fēng)7b。在機(jī)體3上設(shè)置分別用于麥克風(fēng)7a和7b的開ロ部32a和32b。用于在使外部音頻通過的同時(shí)抑制風(fēng)傳入的音頻抵抗器41被粘貼至開ロ部32b，以覆蓋麥克風(fēng)7b的聲音接收部。還可以通過使機(jī)體3具有不均勻厚度或者使用額外的部件來形成音頻抵抗器41，如后面所述。攝像裝置I可以使用麥克風(fēng)7a和7b，在進(jìn)行圖像獲取的同時(shí)進(jìn)行音頻記錄。將說明攝像裝置I的運(yùn)動(dòng)圖像拍攝操作。當(dāng)用戶在運(yùn)動(dòng)圖像拍攝之前按下實(shí)時(shí)取景按鈕(未示出)時(shí)，將圖像傳感器6上的圖像實(shí)時(shí)顯示在攝像裝置I中所設(shè)置的顯示裝置上。與運(yùn)動(dòng)圖像拍攝按鈕的操作同步，攝像裝置I以所設(shè)置的幀頻從圖像傳感器6獲得被攝體信息，同時(shí)從麥克風(fēng)7a和7b獲得音頻信息，并且將這些信息同步記錄在存儲(chǔ)器(未示出)中。與運(yùn)動(dòng)圖像拍攝按鈕的操作同步結(jié)束拍攝。將參考圖I說明音頻處理設(shè)備51的結(jié)構(gòu)。附圖標(biāo)記52表示能夠改變截止頻率的模擬高通濾波器(HPF)，附圖標(biāo)記53表示由例如混響抑制自適應(yīng)濾波器所形成的混響 抑制器，附圖標(biāo)記54a和54b表不對(duì)從麥克風(fēng)所輸出的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化的第一 A/D轉(zhuǎn)換器(ADC),附圖標(biāo)記55表不第一延遲裝置(DL) 55,并且附圖標(biāo)記56a和56b表不DC成分截止HPF。附圖標(biāo)記61表示自動(dòng)電平控制器(ALC)。ALC 61包括用于電平控制的可變?cè)鲆?2a和62b以及電平控制器63?；旌掀?1混合第一麥克風(fēng)7a的信號(hào)和第二麥克風(fēng)7b的信號(hào)?；旌掀?1包括低通濾波器(LPF) 72、能夠改變截止頻率的HPF 73、增益乘法器74和加法器75。附圖標(biāo)記81表示風(fēng)檢測器。風(fēng)檢測器81包括帶通濾波器(BPF)82a和82b、減法器83、第二 A/D轉(zhuǎn)換器(ADC) 84、第二延遲裝置85和電平檢測器86。附圖標(biāo)記87表示控制混響抑制器53的開關(guān)，附圖標(biāo)記88表示控制混合器71的開關(guān)，并且附圖標(biāo)記89表示模式切換操作単元。不用說，高通濾波器衰減具有低于預(yù)定頻率的頻率的信號(hào)，但是不衰減具有高于預(yù)定頻率的頻率的信號(hào)。因此，與具有高于預(yù)定頻率的頻率的信號(hào)成分相比，高通濾波器更多衰減輸入信號(hào)中的具有低于預(yù)定頻率的頻率的信號(hào)成分。將該預(yù)定頻率稱為截止頻率。類似地，低通濾波器衰減具有高于預(yù)定頻率的頻率的信號(hào)，但是不衰減具有低于預(yù)定頻率的頻率的信號(hào)。因此，與具有低于預(yù)定頻率的頻率的信號(hào)成分相比，低通濾波器更多衰減輸入信號(hào)中的具有高于預(yù)定頻率的頻率的信號(hào)成分。將該預(yù)定頻率稱為截止頻率。帶通濾波器衰減預(yù)定頻率范圍外的信號(hào)，但是不衰減預(yù)定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)。因此，與預(yù)定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)相比，帶通濾波器更多衰減預(yù)定頻率范圍外的信號(hào)。換句話說，這些濾波器提取具有想要的頻率的信號(hào)。參考圖1、2A和2B，將用于麥克風(fēng)的開ロ部32a和32b設(shè)置在機(jī)體3中。將覆蓋第二麥克風(fēng)7b的音頻抵抗器41設(shè)置在開ロ部32b上，以遮蔽從設(shè)備外部到第二麥克風(fēng)7b的空氣的移動(dòng)。另ー方面，不向開ロ部32a設(shè)置這樣的音頻抵抗器,從而使得第一麥克風(fēng)7a可以忠實(shí)地獲取被攝體聲音。將音頻抵抗器41設(shè)置成與機(jī)體3緊密接觸。這里假定空氣的移動(dòng)是通過風(fēng)的空氣移動(dòng)。例如，還可以使用諸如多孔PTFE等材料作為音頻抵抗器，其中，多孔PTFE允許空氣比風(fēng)移動(dòng)的空氣更慢地移動(dòng)，但是不允許風(fēng)通過。
在音頻處理設(shè)備51中，HPF 52處理來自第一麥克風(fēng)7a的信號(hào)，然后對(duì)其進(jìn)行ADC54a的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換)。第一延遲裝置55使來自ADC 54a的輸出延遲適當(dāng)量。另ー方面，在音頻處理設(shè)備51中，通過ADC 54b對(duì)來自第二麥克風(fēng)7b的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后對(duì)其進(jìn)行混響抑制器53的混響抑制。后面將說明混響抑制器53的操作和如何使第一延遲裝置55施加延遲。DC成分截止HPF 56a和56b分別處理來自第一延遲裝置55和ADC 54b的輸出。HPF 56a和56b g在消除模擬部的偏移，并且僅需要從DC消除可聽范圍以下的成分。為此，將HPF 56a和56b的截止頻率設(shè)置成例如約IOHz。將來自HPF 56a和56b的輸出輸入至ALC 61，并且對(duì)其進(jìn)行可變?cè)鲆?2a和62b的增益控制。此時(shí)，控制可變?cè)鲆?2a和62b中至少ー個(gè)的増益，以使得例如作為低于HPF56的頻率的頻率的2kHz的兩個(gè)信號(hào)電平變得一致。電平控制器63接收來自可變?cè)鲆?2a和62b的輸出，適當(dāng)控制電平以使得在不會(huì)導(dǎo)致飽和的情況下有效使用動(dòng)態(tài)范圍。此時(shí)，電平控制器63進(jìn)行電平控制以不會(huì)導(dǎo)致來自可變?cè)鲆?2a和62b的輸出中較大的一個(gè)飽和。將來自可變?cè)鲆?2a和62b的輸出輸入至混合器71。使來自可變?cè)鲆?2a的輸出通過HPF 73，并且將其發(fā)送給加法器75。另ー方面，經(jīng)由LPF 72和可變?cè)鲆?4將來自可變?cè)鲆?2b的輸出發(fā)送給加法器75。輸出加法器75所混合得到的輸出作為風(fēng)噪聲處理之后的首頻。將來自第一麥克風(fēng)7a的輸出和來自混響抑制器53的輸出分別輸入至風(fēng)檢測器81的BPF 82a和82b。BPF 82a和82b g在使在可以由第二麥克風(fēng)7b忠實(shí)地獲取被攝體聲音的范圍內(nèi)的成分通過。因此，將通帶設(shè)置成例如約30Hz IkHz。然而，可以根據(jù)音頻抵抗器41的結(jié)構(gòu)等改變頻率的上限設(shè)置值。后面將與第二麥克風(fēng)7b的頻率特性一起進(jìn)行詳細(xì)說明。第二 ADC 84對(duì)來自BPF 82a的輸出進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并且將其發(fā)送給第二延遲裝置85。后面將與混響抑制器53的操作一起，對(duì)如何使第二延遲裝置85施加延遲進(jìn)行說明。減法器83計(jì)算來自第二延遲裝置85的輸出和來自BPF 82b的輸出之間的差，并且將結(jié)果發(fā)送給電平檢測器86。后面將說明電平檢測器86的操作。電平檢測器86判斷風(fēng)的強(qiáng)度，并且控制開關(guān)87以切換對(duì)混響抑制器53的反饋。還使用電平檢測器86的檢測結(jié)果來控制用于控制混合器71的開關(guān)88。當(dāng)用戶將模式切換操作単元89設(shè)置成“關(guān)閉”吋，開關(guān)88工作以始終選擇后面將說明的無風(fēng)狀態(tài)下的處理。當(dāng)用戶將模式切換操作単元89設(shè)置成“自動(dòng)”吋，開關(guān)88工作以根據(jù)通過電平檢測器86所確定的風(fēng)強(qiáng)度，改變HPF 52和HPF 73的截止頻率和可變?cè)鲆?4。后面將詳細(xì)說明該處理。將參考圖1、3A 3F以及4A 4D說明音頻抵抗器41的效果和期望的特性以及風(fēng)噪聲降低。圖3A 3F是示意性示出麥克風(fēng)的頻率特性的圖。橫坐標(biāo)表示頻率，并且縱坐標(biāo)表示増益。圖3A示出第一麥克風(fēng)7a的被攝體聲音獲取特性。圖3B示出第二麥克風(fēng)7b的被攝體聲音獲取特性。圖3C示出第一麥克風(fēng)7a的風(fēng)噪聲獲取特性。圖3D示出第二 麥克風(fēng)7b的風(fēng)噪聲獲取特性。圖3E示出混合器71的輸出的被攝體聲音獲取特性。圖3F示出混合器71的輸出的風(fēng)噪聲獲取特性。為闡明第一麥克風(fēng)7a和第二麥克風(fēng)7b之間的特性差異，在圖3B和3D中以虛線表示第一麥克風(fēng)7a的特性。在圖3A和3B中，f0表示音頻抵抗器41的結(jié)構(gòu)截止頻率，并且fl表示圖I所示的混合器71中的LPF 72和HPF 73的截止頻率。如圖3A所示，第一麥克風(fēng)7a的被攝體聲音獲取特性在可聽范圍中優(yōu)選是平坦的。這允許忠實(shí)地獲取被攝體聲音。如圖3B所示，由于設(shè)置了音頻抵抗器41以遮蔽來自被攝體的空氣移動(dòng)，所以第二麥克風(fēng)7b具有不同的特性。第二麥克風(fēng)7b相對(duì)忠實(shí)地使頻率低于音頻抵抗器41的截止頻率的音頻信號(hào)通過。這是因?yàn)?，作為空氣的壓縮波的聲音激勵(lì)音頻抵抗器41,由此音頻抵抗器41以相同方式激勵(lì)設(shè)備中的空氣。另ー方面，第二麥克風(fēng)7b遮蔽頻率高于音頻抵抗器41的截止頻率的音頻信號(hào)。這是因?yàn)?，盡管作為空氣的壓縮波的聲音激勵(lì)音頻抵抗器41，但是在音頻抵抗器41開始振動(dòng)之前，密度反轉(zhuǎn)，并且空氣不能移動(dòng)。因此，音頻抵抗器41抑制風(fēng)噪聲，并且用作為用于除風(fēng)噪聲以外的音頻的結(jié)構(gòu)低通濾波器。將結(jié)構(gòu)截止開始的頻率f0稱為音頻抵抗器41的截止頻率。已知風(fēng)噪聲的能量集中在低頻范圍。例如，對(duì)于第一麥克風(fēng)7a中的風(fēng)噪聲的能 量，在許多情況下獲得從約IkHz向低頻側(cè)升高的特性，如圖3C所示。即使形狀與圖3C所示的不同，低頻成分(等于或小于500Hz)在風(fēng)噪聲中也占主導(dǎo)。如圖3D所示，在第二麥克風(fēng)7b中，風(fēng)噪聲的低頻成分的升高小。在第一麥克風(fēng)7a附近，由于湍流等而容易生成大的氣壓差。然而，對(duì)于第二麥克風(fēng)7b，由于設(shè)置了音頻抵抗器41以遮蔽來自被攝體的空氣的移動(dòng)，所以不會(huì)由湍流等引起這樣的大的氣壓差。這是為什么在第二麥克風(fēng)7b的輸出中風(fēng)噪聲的低頻成分小的原因。考慮混合器71對(duì)這些信號(hào)的處理。如以上參考圖I所述，HPF 73處理第一麥克風(fēng)7a的信號(hào)。這對(duì)應(yīng)于截取圖3A中的部分91和圖3C中的部分93。LPF 72處理第二麥克風(fēng)7b的信號(hào)。這對(duì)應(yīng)于截取圖3B中的部分92和圖3D中的部分94。當(dāng)通過加法器75吋，獲得如圖3E所示的被攝體聲音特性，并且獲得如圖3F所示的風(fēng)噪聲特性。在圖3E和3F所示的部分91a、92a、93a、94a處，部分91、92、93和94占主導(dǎo)。注意，由于對(duì)應(yīng)部分因LPF 72和HPF 73的特性而并非必然為0，所以使用表述“占主導(dǎo)”。通過圖3E和3F顯而易見，混合器71的輸出在可聽范圍中具有平坦的被攝體聲音特性，并且風(fēng)噪聲特性等于設(shè)置有音頻抵抗器41的麥克風(fēng)的特性。圖4A 4D示出麥克風(fēng)的安裝結(jié)構(gòu)的例子。參考圖4A 4D，附圖標(biāo)記33a和33b分別表不第一麥克風(fēng)7a和第二麥克風(fēng)7b的保持弾性體,并且附圖標(biāo)記34表不保持第二麥克風(fēng)7b和音頻抵抗器41的套筒。圖4A示出將音頻抵抗器41粘貼在機(jī)體3外部的例子。在圖4A的例子中，可以在組裝了設(shè)備之后粘貼音頻抵抗器41。這使得能夠提高組裝效率。圖4B示出將音頻抵抗器41粘貼在機(jī)體3內(nèi)部的例子。在圖4B的例子中，由于音頻抵抗器41不暴露于機(jī)體3的外部，所以可以獲得精美外觀。圖4C示出機(jī)體3的一部分還發(fā)揮音頻抵抗器41的功能的例子。在圖4C的例子中，使得機(jī)體3的用作音頻抵抗器41的部分薄得可以通過聲波振動(dòng)。在圖4C的例子中，由于不需要向機(jī)體3粘貼音頻抵抗器41，并且可以減少部件的數(shù)量，所以可以獲得精美外觀。然而，在圖4C的例子中，由于機(jī)體3和音頻抵抗器41是一體的，所以設(shè)計(jì)的自由度通常降低(機(jī)體3的強(qiáng)度可能由于形成音頻抵抗器41的部分的厚度而受到限制，結(jié)果導(dǎo)致難以同時(shí)滿足這兩個(gè)要求)。圖4D示出足夠剛性的套筒34保持第二麥克風(fēng)7b和音頻抵抗器41的例子。套筒34優(yōu)選具有足夠高于第二麥克風(fēng)7b要獲取的頻帶的一次諧振頻率(這意味著套筒34的諧振頻率高于圖3A和3B中的fO)。在圖4D的例子中，將音頻抵抗器41安裝到高剛性的套筒34。因此，在不會(huì)受到安裝結(jié)構(gòu)的不必要的諧振的影響的情況下，可以獲得通帶中(圖3A和3B中低于fO的頻率處)期望的音頻信號(hào)。接著參考圖I和5說明混響抑制器53。由于音頻抵抗器41覆蓋第二麥克風(fēng)7b，所以在封閉空間中可能發(fā)生混響。在本實(shí)施例中，設(shè)置混響抑制器53來抑制這類混響。圖5示出混響抑制器53的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。由自 適應(yīng)濾波器形成混響抑制器53。該自適應(yīng)濾波器估計(jì)并學(xué)習(xí)濾波系數(shù)以最小化減法器83的輸出，即表示風(fēng)噪聲的水平的、第一麥克風(fēng)7a的輸出信號(hào)和第二麥克風(fēng)7b的輸出信號(hào)之間的差,如下面詳細(xì)所述。這樣抑制在音頻抵抗器41和第二麥克風(fēng)7b之間的封閉空間中所生成的、包含在第二麥克風(fēng)7b的輸出信號(hào)中的混響成分。使用這類自適應(yīng)濾波器，使得即使混響生成狀態(tài)由于用戶的照相機(jī)把持狀態(tài)的變化或溫度的變化而改變，也能夠適當(dāng)進(jìn)行處理。將簡要說明混響抑制的原理。假定s是被攝體聲音，gl是第一麥克風(fēng)7a的被攝體聲音獲取特性，g2是第二麥克風(fēng)7b的被攝體聲音獲取特性，并且r是混響的影響。被攝體聲音獲取特性gl和g2等于圖3A 3F所示的頻率空間的特性的逆傅立葉變換結(jié)果。如下給出在第二麥克風(fēng)7b中具有混響的環(huán)境下所獲得的第一麥克風(fēng)7a的信號(hào)xl和第二麥克風(fēng)7b的信號(hào)x2 xl = s*glx2 = s*g2*r ... (I)其中，*是表示卷積的運(yùn)算符號(hào)。如參考圖3A 3F所述，在低于fO的頻率處，第一麥克風(fēng)7a和第二麥克風(fēng)7b可以獲取相同的被攝體聲音。如圖I所示，BPF 82a和82b僅提取適當(dāng)頻帶的成分。因此，BPF使可聽范圍內(nèi)低于圖3A 3F中的fO的頻率通過。由于人的聽覺特性，人的聽覺對(duì)50Hz以下的頻帶表現(xiàn)出非常低的靈敏度。更詳細(xì)地，參考A特性曲線等。因此，將BPF 82a和82b設(shè)計(jì)成使例如30Hz IkHz的頻率通過。假定BPF為BPF 82a和82b，并且xl_BPF和x2_BPF是通過BPF的信號(hào)，則下面的公式成立xl_BPF = s*gl*BPFx2_BPF = s*g2*r*BPF ... (2)gl*BPF = g2*BPF保持g I關(guān)g2和g 1*BPFホg2*BPF，這相當(dāng)于允許第一麥克風(fēng)7a和第二麥克風(fēng)7b在低于fO的頻率處獲取相同被攝體聲音。通過公式(2)顯而易見，當(dāng)不存在混響的影響r時(shí)，向圖I中的減法器83輸入相同的信號(hào)。通過公式(2)可知，通過使用xl_BPF = d作為期望的響應(yīng)和x2_BPF = u作為輸入來操作自適應(yīng)濾波器，可以降低混響的影響。當(dāng)將混響抑制器53的濾波器表示為h時(shí)，如下給出自適應(yīng)濾波器輸出y
MMy(n) = h = ^hn(i)u(n -i) = ^hn(i)x2_BPF{n - i) ィ3)
/ ニ0/ニ 0其中，n表示第η個(gè)樣本的信號(hào)，M是混響抑制器53的濾波器階數(shù)，并且h的下標(biāo)表示第η個(gè)樣本的濾波器h的值。作為輸入U(xiǎn)，使用x2_BPF。另外，使用xl_BPF = d作為期望的響應(yīng)。因此，如下表示誤差信號(hào)e
權(quán)利要求
1.一種音頻處理設(shè)備，包括 第一音頻拾取部件； 第二音頻拾取部件，其包括被設(shè)置成覆蓋聲音接收部的音頻抵抗器，以使得在使外部音頻通過的同時(shí)抑制外部風(fēng)傳入； 第一 A/D轉(zhuǎn)換部件，用于對(duì)從所述第一音頻拾取部件的輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化； 第二 A/D轉(zhuǎn)換部件，用于對(duì)從所述第二音頻拾取部件的輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化； 電平控制部件，用于控制所述第一 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)的信號(hào)電平和所述第二 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)的信號(hào)電平中的至少一個(gè)； 第一低頻衰減部件，用于使所述第一 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)中頻率低于第一截止頻率的信號(hào)衰減； 高頻衰減部件，用于使所述第二 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)中頻率高于第二截止頻率的信號(hào)衰減； 加法部件，用于將所述第一低頻衰減部件的輸出信號(hào)和所述高頻衰減部件的輸出信號(hào)相加，以輸出降低了風(fēng)噪聲的音頻；以及 第二低頻衰減部件，其被設(shè)置在所述第一音頻拾取部件和所述第一 A/D轉(zhuǎn)換部件之間，并用于使頻率低于第三截止頻率的信號(hào)衰減，從而抑制風(fēng)噪聲。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的音頻處理設(shè)備，其特征在于，所述第三截止頻率低于所述第一截止頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的音頻處理設(shè)備，其特征在于，所述音頻抵抗器抑制風(fēng)噪聲，并且用作針對(duì)除風(fēng)噪聲以外的音頻的結(jié)構(gòu)低通濾波器，以及所述第一截止頻率低于所述結(jié)構(gòu)低通濾波器的截止頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的音頻處理設(shè)備，其特征在于， 所述第一低頻衰減部件能夠改變所述第一截止頻率，以及 所述音頻處理設(shè)備還包括 檢測部件，用于基于所述第一音頻拾取部件的輸出信號(hào)和所述第二音頻拾取部件的輸出信號(hào)之間的電平差來檢測風(fēng)噪聲水平； 放大部件，其被設(shè)置在所述高頻衰減部件和所述加法部件之間，并用于放大所述高頻衰減部件的輸出信號(hào)；以及 控制部件，用于基于所述檢測部件所檢測到的風(fēng)噪聲水平，控制所述第一低頻衰減部件的所述第一截止頻率和所述放大部件的放大因數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的音頻處理設(shè)備，其特征在于， 所述第一低頻衰減部件能夠改變所述第一截止頻率，所述高頻衰減部件能夠改變所述第二截止頻率，以及 所述音頻處理設(shè)備還包括 檢測部件，用于基于所述第一音頻拾取部件的輸出信號(hào)和所述第二音頻拾取部件的輸出信號(hào)之間的電平差來檢測風(fēng)噪聲水平；以及 控制部件，用于基于所述檢測部件所檢測到的風(fēng)噪聲水平，控制所述第一低頻衰減部件的所述第一截止頻率和所述高頻衰減部件的所述第二截止頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的音頻處理設(shè)備，其特征在于，當(dāng)所述檢測部件所檢測到的風(fēng)噪聲水平落在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，隨著所述風(fēng)噪聲水平增大，所述控制部件增大所述放大因數(shù)，并且增大所述第一低頻衰減部件的所述第一截止頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的音頻處理設(shè)備，其特征在于，當(dāng)所述檢測部件所檢測到的風(fēng)噪聲水平落在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，隨著所述風(fēng)噪聲水平增大，所述控制部件增大所述第一低頻衰減部件的所述第一截止頻率和所述高頻衰減部件的所述第二截止頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的音頻處理設(shè)備，其特征在于， 所述第二低頻衰減部件能夠改變所述第三截止頻率，以及 當(dāng)所述檢測部件所檢測到的風(fēng)噪聲水平落在所述預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，隨著所述風(fēng)噪聲水平增大，所述控制部件還在低于所述第一低頻衰減部件的所述第一截止頻率的值處，逐步增大所述第二低頻衰減部件的所述第三截止頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的音頻處理設(shè)備，其特征在于， 所述第二低頻衰減部件能夠改變所述第三截止頻率，以及 當(dāng)所述檢測部件所檢測到的風(fēng)噪聲水平落在所述預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，隨著所述風(fēng)噪聲水平增大，所述控制部件還在低于所述第一低頻衰減部件的所述第一截止頻率的值處，逐步增大所述第二低頻衰減部件的所述第三截止頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求I 8中任一項(xiàng)所述的音頻處理設(shè)備，其特征在于，還包括混響抑制部件，所述混響抑制部件用于估計(jì)和學(xué)習(xí)濾波器系數(shù)以使所述第一音頻拾取部件的輸出信號(hào)和所述第二音頻拾取部件的輸出信號(hào)之間的差最小化，從而抑制所述第二音頻拾取部件的輸出信號(hào)中所包含的、在所述音頻抵抗器和所述第二音頻拾取部件之間的封閉空間中所生成的混響成分。
11.一種音頻處理設(shè)備的控制方法，所述音頻處理設(shè)備包括 第一音頻拾取部件； 第二音頻拾取部件，其包括被設(shè)置成覆蓋聲音接收部的音頻抵抗器，以使得在使外部音頻通過的同時(shí)抑制外部風(fēng)傳入； 第一 A/D轉(zhuǎn)換部件，用于對(duì)從所述第一音頻拾取部件的輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化； 第二 A/D轉(zhuǎn)換部件，用于對(duì)從所述第二音頻拾取部件的輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化； 電平控制部件，用于控制所述第一 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)的信號(hào)電平和所述第二 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)的信號(hào)電平中的至少一個(gè)； 第一低頻衰減部件，用于使所述第一 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)中頻率低于第一截止頻率的信號(hào)衰減； 高頻衰減部件，用于使所述第二 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)中頻率高于第二截止頻率的信號(hào)衰減； 加法部件，用于將所述第一低頻衰減部件的輸出信號(hào)和所述高頻衰減部件的輸出信號(hào)相加，以輸出降低了風(fēng)噪聲的音頻；以及 第二低頻衰減部件，其被設(shè)置在所述第一音頻拾取部件和所述第一 A/D轉(zhuǎn)換部件之間，并用于使頻率低于第三截止頻率的信號(hào)衰減，從而抑制風(fēng)噪聲， 所述控制方法包括以下步驟 控制所述第一 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)的信號(hào)電平和所述第二 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)的信號(hào)電平中的至少一個(gè)；以及混合如下兩個(gè)成分 信號(hào)電平被控制了的所述第一 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)中頻率高于所述第一截止頻率的高頻成分；以及信號(hào)電平被控制了的所述第二 A/D轉(zhuǎn)換部件的輸出信號(hào)中頻率低于所述第二截止頻率的低頻成分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種音頻處理設(shè)備及其控制方法。音頻處理設(shè)備包括第一音頻拾取單元和第二音頻拾取單元。第二音頻拾取部件包括被設(shè)置成覆蓋聲音接收部的音頻抵抗器，以使得在使外部音頻通過的同時(shí)抑制外部風(fēng)傳入。第一濾波器衰減具有低于第一A/D轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)的第一截止頻率的頻率的信號(hào)。第二濾波器衰減具有高于第二A/D轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)的第二截止頻率的頻率的信號(hào)。在第一音頻拾取單元和第一A/D轉(zhuǎn)換器之間設(shè)置第三濾波器，以衰減具有低于用于抑制風(fēng)噪聲的第三截止頻率的頻率的信號(hào)。
文檔編號(hào)G10L21/02GK102637437SQ20121003036
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月10日
發(fā)明者木村正史, 梶村文裕, 鷲巢晃一 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社