雑音低減回路及び雑音低減方法
【課題】臨場感を維持しつつ、環境音に含まれる聴き手にとっては耳障りとなる音声成分を除去するという課題を解決する。
【解決手段】
本発明の雑音低減回路は、第１のマイクロフォンが接続される第１の入力部と、第１のマイクロフォンよりも広い指向性を備え、出力が前記環境音加工部に入力される第２のマイクロフォンが接続される第２の入力部と、直列に接続された、信号の高域の周波数成分を低減するイコライザ部及び信号の振幅を変化させる不明瞭化処理部を備え、第２の入力部から入力された信号を前記イコライザ部及び不明瞭化処理部で処理して出力する環境音加工部と、環境音加工部から出力された信号を、第１のマイクロフォンから出力された信号と混合して出力する第１の混合部とを備える。
【解決手段】
本発明の雑音低減回路は、第１のマイクロフォンが接続される第１の入力部と、第１のマイクロフォンよりも広い指向性を備え、出力が前記環境音加工部に入力される第２のマイクロフォンが接続される第２の入力部と、直列に接続された、信号の高域の周波数成分を低減するイコライザ部及び信号の振幅を変化させる不明瞭化処理部を備え、第２の入力部から入力された信号を前記イコライザ部及び不明瞭化処理部で処理して出力する環境音加工部と、環境音加工部から出力された信号を、第１のマイクロフォンから出力された信号と混合して出力する第１の混合部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雑音低減回路及び雑音低減方法に関し、特に、複数のマイクロフォンによる集音の際の環境雑音を低減するための雑音低減回路及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロフォンを用いた集音装置には、集音の目的とする音声のみを明瞭化するために指向性の非常に高いマイクロフォンが採用されている。このようなマイクロフォンは鋭指向性マイクロフォンあるいは超指向性マイクロフォンと呼ばれることがある。しかしながら、音場において集音の目的とする音声以外の音（環境音）を除去するために指向性の高いマイクロフォンを採用すると、指向性の高いマイクロフォンの向きが目的とする音声の発生源からわずかに逸れても、目的とする音声の信号強度が急激に低下する。その結果、目的とする音声の信号の信号対雑音比が悪化する。
【０００３】
このため、指向性の高い主マイクロフォンと指向性が比較的緩やかな副マイクロフォンとを組み合わせ、主マイクロフォンが出力する信号から副マイクロフォンが出力する環境音信号を差し引くことで、環境音を除去する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、特許文献２には、電話中にハンドセット自体から特定のノイズを拡声放射することで、周りから会話内容を聞き取りづらくする技術が記載されている。
【０００５】
図１０は、本発明に関連する雑音低減回路３００の構成を示す図である。雑音低減回路３００は、主マイクロフォン３０１から出力された、目的とする音声と環境音とが混合された信号から、環境音の信号を除去あるいは低減するために用いられる。主マイクロフォン３０１は、目的とする音声を集音するためのマイクロフォンであり、高い指向性を備えている。以下、主マイクロフォンが収集する、人の音声帯域内の音を「目的音声」という。目的音声は、収集の目的とする音声を含んでいる。また、主マイクロフォンが収集する目的音声以外の音を「狭域環境音」という。
【０００６】
副マイクロフォン３０２は、目的音声の発生源を含むより広い範囲の音を集音する。副マイクロフォン３０２は、主マイクロフォンよりも広い指向性を備えている。以下、副マイクロフォンが広い指向性で収集する環境音を「広域環境音」という。広域環境音には、主マイクロフォン３０１が収集できない広い範囲の環境音及び主マイクロフォン３０１が収集する目的音声及び狭域環境音が含まれる。信号強度調整回路３０３は、主マイクロフォン３０１から入力された信号の強度を調整する。同様に信号強度調整回路３０４は、副マイクロフォン３０２から入力された信号の強度を調整する。帯域フィルタ回路３０５は、入力された信号のうち、人の音声帯域に含まれる周波数の信号強度を減衰させる。位相反転回路３０６は、帯域フィルタ回路３０５から入力された信号の位相を反転する。混合回路３０７は、位相反転回路３０６から入力された信号と信号強度調整回路３０３から入力された信号とを混合する。信号強度調整回路３０８は、混合回路３０７から入力された信号の強度を調整する。
【０００７】
次に、雑音低減回路３００の動作を説明する。副マイクロフォン３０２は、集音した広域環境音の信号を信号強度調整回路３０４へ出力する。信号強度調整回路３０４で信号強度が調整された広域環境音の信号は、帯域フィルタ回路３０５によって人の音声帯域内の周波数成分に対して減衰を受け、位相反転回路３０６によって位相が反転される。位相反転回路３０６によって位相が反転された信号は、混合回路３０７へ入力される。
【０００８】
一方、主マイクロフォン３０１は、集音した目的音声及び狭域環境音を含む信号を、信号強度調整回路３０３へ出力する。信号強度調整回路３０３は、入力された信号の強度を調整して混合回路３０７へ出力する。信号強度調整回路３０３から出力された信号と位相反転回路３０６から出力された信号とは混合回路３０７において混合される。
【０００９】
人の音声帯域周辺の周波数成分が除去され逆位相の信号となった副マイクロフォン３０２からの広域環境音の信号は、主マイクロフォン３０１からの信号と混合回路３０７にて混合される。その結果、信号強度調整回路３０３、３０４の調整量を適切に設定することにより、主マイクロフォン３０１と副マイクロフォン３０２で同時に集音された狭域環境音の信号が相殺される。その結果、混合回路３０７から出力される信号では狭域の環境音は消去あるいは減衰される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２１８５８３号公報
【特許文献２】特開平５−２２３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本願発明に関連する雑音低減回路３００の持つ問題点について説明する。雑音低減回路３００においては、指向性の高い主マイクロフォン３０１と指向性の緩やかな副マイクロフォン３０２とから同時に入力された狭域環境音は混合回路３０７において相殺される。しかし、広域環境音のうち副マイクロフォン３０２だけに入力された音は混合回路３０７において相殺されずに残留する。これにより生ずる第１の問題点について以下に説明する。
【００１２】
まず、信号強度調整回路３０３から出力される信号において、主マイクロフォン３０１から出力された信号の振幅をＡとする。そして、主マイクロフォン３０１から出力された信号に含まれる目的音声の信号の振幅をＶｏ、主マイクロフォン３０１から出力された信号に含まれる狭域環境音の信号の振幅をＮｎとすると、
Ａ＝Ｖｏ＋Ｎｎ ・・・（１）
である。なお、上式及び以降の式において、同一の信号成分に対する加算記号（＋）及び減算記号（−）は、信号の位相が一致した状態で振幅が加算又は減算されることを示す。 次に、信号強度調整回路３０４から出力される信号において、広い指向性を持つ副マイクロフォン３０２から出力された信号の振幅をＢとする。そして、副マイクロフォン３０２から出力された信号には、主マイクロフォン３０１から出力された信号に加えて、主マイクロフォンで収集されない、音声帯域外の環境音の信号（振幅Ｎｗ）及び音声帯域の環境音の信号（振幅Ｖｗ）が含まれる。従って、Ｂは下式で表される。
【００１３】
Ｂ＝Ａ＋Ｎｗ＋Ｖｗ
＝Ｖｏ＋Ｎｎ＋Ｎｗ＋Ｖｗ ・・・（２）
そして、（２）式において、音声帯域の信号の振幅はＶｏ及びＶｗであるので、帯域フィルタによってＢから音声帯域成分の減衰を受けた信号の振幅Ｃは、下式で表される。
【００１４】
Ｃ＝Ｂ−Ｖｏ−Ｖｗ
＝［Ｖｏ＋Ｎｎ＋Ｎｗ＋Ｖｗ］−Ｖｏ−Ｖｗ
＝Ｎｎ＋Ｎｗ ・・・（３）
これは、帯域フィルタ回路３０５の出力を表す。ここで、「−Ｖｏ−Ｖｗ」は帯域フィルタ回路においてＶｏ及びＶｗが減衰を受けて消去されることを示す。
【００１５】
さらに、位相反転回路の出力信号の振幅Ｄは、
Ｄ＝−Ｃ
＝−［Ｎｎ＋Ｎｗ］ ・・・（４）
となる。負の符号は、位相反転回路３０６によって位相が反転したことを示す。
【００１６】
その結果、混合回路３０７で混合されて出力される信号の振幅Ｅ１は
Ｅ１＝Ａ＋Ｄ
＝［Ｖｏ＋Ｎｎ］−［Ｎｎ＋Ｎｗ］
＝Ｖｏ−Ｎｗ ・・・（５）
となる。
【００１７】
このように、雑音低減回路３００の出力信号には、目的音声の信号Ｖｏに加えて広域の環境音Ｎｗがそのまま残留する。ここで、広域環境音Ｎｗに、高い周波数の音が繰り返し鳴動する音等（例えば咳、ボールペンの出し入れ音、椅子のキシミ音等）が含まれていると、環境音の信号強度が低くても、聴き手にとっては環境音が耳障りとなってしまう。これが第１の問題点である。
【００１８】
ここで、主マイクロフォン３０１の指向性を広げることで、混合回路３０７で相殺される環境音が増加するので、第１の問題点が改善される。しかし、以下に説明するように、主マイクロフォン３０１の指向性を広げると、広域環境音に含まれる音声成分が増加する。広域環境音に含まれる音声成分は、目的音声を理解しようとする聴き手の注意を妨げる。これが雑音低減回路３００の第２の問題点である。
【００１９】
以下では、主マイクロフォン３０１の指向性を広げた例として、主マイクロフォン３０１に副マイクロフォン３０２と同じマイクロフォンを用いた場合について説明する。信号強度調整回路３０４の出力における、副マイクロフォン３０２から出力される信号Ｂは、（２）式に示したように以下で表される。
【００２０】
Ｂ＝Ｖｏ＋Ｎｎ＋Ｎｗ＋Ｖｗ
主マイクロフォン３０１からの信号Ａは、Ｂと同じとなる。
【００２１】
Ａ＝Ｂ
＝Ｖｏ＋Ｎｎ＋Ｎｗ＋Ｖｗ ・・・（６）
これは、信号強度調整回路３０３の出力を表す。
【００２２】
そして、帯域フィルタ回路３０５によってＢから音声帯域の信号が除去された信号Ｃは、下式で表される。
【００２３】
Ｃ＝Ｂ−Ｖｏ−Ｖｗ
＝Ｎｎ＋Ｎｗ ・・・（７）
従って、位相反転回路３０６の出力信号Ｄは以下のようになる。
【００２４】
Ｄ＝−Ｃ
＝−Ｎｎ−Ｎｗ・・・（８）
その結果、雑音低減回路３００の出力信号Ｅ２は、以下のようになる。
【００２５】
Ｅ２＝Ａ＋Ｄ
＝［Ｖｏ＋Ｎｎ＋Ｎｗ＋Ｖｗ］−Ｎｎ−Ｎｗ
＝Ｖｏ＋Ｖｗ ・・・（９）
このように、雑音低減回路３００の出力信号Ｅ２には、広い指向性で収集された広域の音声帯域の環境音（Ｖｗ）が残留する。ここで、広域の環境音に目的外の会話音声が含まれており、その内容が聴き手にとって興味深いものであった場合には、環境音の信号強度が低くても、聴き手が目的音声の内容を理解する妨げとなる。これが雑音低減回路３００の第２の問題点である。
【００２６】
雑音低減回路３００の第３の問題点は、第２の問題点とは逆に副マイクロフォン３０２の特性を指向性の鋭い主マイクロフォン３０１に近づけると、その場の臨場感が低下することである。
【００２７】
その理由について以下に説明する。以下では、副マイクロフォン３０２に主マイクロフォン３０１と同じマイクロフォンを用いた場合について説明する。
【００２８】
主マイクロフォン３０１の出力信号Ａは、（１）式の通りである。
【００２９】
Ａ＝Ｖｏ＋Ｎｎ
これは、信号強度調整回路３０３の出力を表す。
【００３０】
副マイクロフォン３０２が出力する信号は主マイクロフォン３０１と同じである。従って、信号強度調整回路３０３及び３０４を調整することによって、信号強度調整回路３０４から出力される信号の振幅Ｂが下式を満たすように各信号の振幅を調整できる。
【００３１】
Ｂ＝Ａ
＝Ｖｏ＋Ｎｎ
すなわち、副マイクロフォン３０２にも指向性の高いマイクロフォンを用いると、副マイクロフォン３０２が出力する信号には、広い指向性で収集された信号Ｖｗは含まれなくなる。従って、帯域フィルタ回路３０５によって音声帯域が低減された信号の振幅Ｃは、下式で表される。
【００３２】
Ｃ＝Ｂ−Ｖｏ
＝Ｖｏ＋Ｎｎ−Ｖｏ
＝Ｎｎ ・・・（１０）
となる。そして、位相反転回路３０６の出力信号の振幅Ｄは、以下のようになる。
【００３３】
Ｄ＝−Ｃ
＝−Ｎｎ ・・・（１１）
その結果、雑音低減回路３００の出力信号の振幅Ｅ３は、以下のようになる。
【００３４】
Ｅ３＝Ａ＋Ｄ
＝ＶＯ＋Ｎｎ−Ｎｎ
＝Ｖｏ ・・・（１２）
式（１２）に示すように、雑音低減回路３００の出力信号Ｅ３は目的とする信号のみとなる。すなわち、雑音低減回路３００の出力には目的とする音声の信号のみが出力される。この場合、目的音声以外の環境音が消去されることにより、臨場感が低下するという問題が生じる。これは、１本のマイクロフォンからの信号を、音声帯域のみを通過させるフィルタを通した場合と同様の結果である。
【００３５】
以上のように、本願発明に関連する雑音低減回路３００には、（ａ）広範囲の環境音が相殺されず残留する、（ｂ）広域の環境音により目的とする音声の理解が妨げられる、（ｃ）環境音が消去されることにより臨場感が低下する、という課題があった。
【００３６】
このため、雑音低減回路３００は、聴き手にとって好ましい出力信号を得るために主マイクロフォンと副マイクロフォンの特性を選定したり、環境音を相殺する割合を調整したりする必要があった。
【００３７】
また、特許文献２に記載された技術は、加えるノイズが送話中の音声には無関係かつ単調であるため、聞き手にとって逆に耳障りなノイズとなるという課題があった。
【００３８】
（発明の目的）
本発明の目的は、臨場感を維持しつつ、環境音に含まれる聴き手にとっては耳障りとなる音声成分を除去するという課題を解決するための雑音低減回路及び雑音低減方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３９】
本発明の雑音低減回路は、第１のマイクロフォンが接続される第１の入力部と、第１のマイクロフォンよりも広い指向性を備え、出力が前記環境音加工部に入力される第２のマイクロフォンが接続される第２の入力部と、直列に接続された、信号の高域の周波数成分を低減するイコライザ部及び信号の振幅を変化させる不明瞭化処理部を備え、第２の入力部から入力された信号を前記イコライザ部及び不明瞭化処理部で処理して出力する環境音加工部と、環境音加工部から出力された信号を、第１のマイクロフォンから出力された信号と混合して出力する第１の混合部とを備える。
【００４０】
本発明の雑音低減方法は、第１のマイクロフォンよりも広い指向性を備える第２のマイクロフォンが接続される第２の入力部に入力された信号に対して高域の周波数成分を低減するとともに及び振幅を変化させ、高域の周波数成分の除去及び振幅の変化を受けた信号を、第１のマイクロフォンが接続される第１の入力部から入力された信号と混合して出力する。
【発明の効果】
【００４１】
本発明は、臨場感を維持しつつ、聴き手にとって聴き取りやすい信号を生成できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施形態の雑音低減回路及びその周囲の音場の概要を説明するための図である。
【図２】雑音低減回路の詳細な構成を示す図である。
【図３】不明瞭化回路の構成及び動作を説明するための図である。
【図４】不明瞭化回路の処理を具体的に説明するための図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の雑音低減回路の概要を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の雑音低減回路の詳細な構成を示す図である。
【図７】混合回路２０６における処理を説明するための図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の雑音低減回路の構成を示す図である。
【図９】混合回路７０５の前後における信号の波形を模式的に示す図である。
【図１０】本発明に関連する雑音低減回路３００の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の雑音低減回路１００及びその周囲の音場の概要を説明するための図である。図１を参照すると、雑音低減回路１００は、入力部１１１及び１１２と、信号強度調整回路２０４及び２０７と、環境音加工回路１０５と、混合回路１０７とを備える。
【００４４】
入力部１１１及び１１２には、それぞれ主マイクロフォン１０１及び副マイクロフォン１０２が接続される。主マイクロフォン１０１は、極めて高い指向性を備え、目標音源１０３が発する音の集音に用いられる。目標音源は、目的音声を生成する音源であり、例えば音声の収集対象となる話し手である。副マイクロフォン１０２は、主マイクロフォン１０１よりも広い指向性を持つ。副マイクロフォン１０２は、目標音源１０３を含めた、主マイクロフォンよりも広い範囲の音場１１３に存在する環境音源１０４で発生する環境音を集音する。環境音源１０４は、収集の対象とならない音の発生源であり、音場１１３で発生する騒音や目標音源以外の話し手の音声が含まれる。
【００４５】
雑音低減回路１００において、信号強度調整回路２０７は、入力部１１１から入力された信号を増幅しあるいは減衰させる。信号強度調整回路２０７及び２０４は、それぞれ、入力部１１１及び入力部１１２から入力された信号を増幅しあるいは減衰させる。
【００４６】
副マイクロフォン１０２が出力した信号は、信号強度調整回路２０４で強度（振幅）が調整された後、環境音加工回路１０５で所定の処理が施される。環境音加工回路１０５が出力した信号は、信号強度調整回路２０７が出力した信号と混合回路１０７によって混合される。そして混合回路１０７は、混合された信号を雑音低減回路１００の出力である出力信号１０８として出力する。なお、混合回路１０７の出力信号の強度を調整するために、雑音低減回路１００は信号強度調整回路２０９を備えていてもよい。
【００４７】
図２は、雑音低減回路１００の詳細な構成を示す図である。環境音加工回路１０５は、イコライザ回路２１０及び不明瞭化回路２１１を備える。雑音低減回路１００においては、信号強度調整回路２０４の出力は、イコライザ回路２１０に入力される。
【００４８】
イコライザ回路２１０は、信号強度調整回路２０４から入力された信号の周波数特性を操作する。不明瞭化回路２１１は、イコライザ回路２１０から出力された信号に対して、後述する所定の音響的な加工を施す。
【００４９】
次に、第１の実施形態の雑音低減回路１００の動作について説明する。入力部１１１を介して主マイクロフォン１０１に接続された信号強度調整回路２０７が出力する信号の振幅をＡとすると、Ａは式（１）と同様に表される。
【００５０】
Ａ＝Ｖｏ（目的音声の信号の振幅）＋Ｎｎ（狭域環境音の信号の振幅）
入力部１１２を介して副マイクロフォン１０２に接続された信号強度調整回路２０４が出力する信号の振幅Ｂは、式（２）と同様に表される。
【００５１】
Ｂ＝Ａ＋［Ｖｗ＋Ｎｗ］（広域環境音）
と表される。ここで、広域環境音は、副マイクロフォンのみで収集される音声帯域の信号の振幅Ｖｗと音声帯域外の信号の振幅Ｎｗの和である。信号強度調整回路２０４の出力信号は、イコライザ回路２１０に入力される。
【００５２】
第１の実施形態ではイコライザ回路２１０として一般的な５チャンネル程度のグラフィック・イコライザ回路を用いるものとする。イコライザ回路２１０は、聴き手にとって耳障りな周波数域の環境音を低減させる。さらに、不明瞭化回路２１１は、イコライザ回路２１０から出力された環境音の信号に、以下で説明する音響的な加工を施すことで環境音を不明瞭化する。この不明瞭化処理により、環境音に含まれる目的音声以外の音声が、聴き手に内容を意識させないレベルまで不明瞭化できる。そして、混合回路１０７は、不明瞭化された信号と、指向性の高い主マイクロフォンからの音声とを混合して出力する。
【００５３】
本実施形態における不明瞭化回路２１１からの出力信号及びその振幅をＦ１とすると、Ｆ１は、信号強度調整回路２０４が出力する信号（振幅Ｂ＝Ｖｗ＋Ｎｗ）をイコライザ回路２１０で処理し、その出力を不明瞭化回路２１１で不明瞭化した信号（不明瞭化信号）である。
【００５４】
従って、混合回路１０７の出力Ｇは以下で表される。
【００５５】
Ｇ＝Ａ＋Ｆ１
＝Ｖｏ＋Ｎｎ＋Ｆ１ ・・・（１３）
と表される。
【００５６】
次に、イコライザ回路２１０及び不明瞭化回路２１１の動作についてより詳細に説明する。
【００５７】
副マイクロフォン１０２から出力された信号は、信号強度調整回路２０４で振幅が調整される。イコライザ回路２１０は、信号強度調整回路２０４から出力された信号に含まれる、耳障りな高周波数成分を減衰させる。例えば、イコライザ回路２１０は、環境音に含まれる音声帯域外の周波数成分を減衰させてもよい。具体的には、イコライザ回路２１０は、通常の電話の音声帯域の上限である３．４ｋＨｚ以下の周波数の信号を減衰させずに通過させ、周波数が３．４ｋＨｚを越える信号を減衰させるように設定されてもよい。これにより、周波数が３．４ｋＨｚを越える耳障りな環境音を減衰させることができる。また、上限の周波数は３．４ｋＨｚ以外の周波数でもよい。
【００５８】
また、雑音低減回路１００は、操作部１０６を外部に備え、操作部１０６からの入力により、イコライザ回路２１０の周波数特性を自由に設定できるようにしてもよい。そして、雑音低減回路１００が出力する信号の品質に応じて、操作部１０６からの入力によりイコライザ回路の周波数特性を変更してもよい。
【００５９】
続いて、不明瞭化回路２１１による、デジタル信号処理を用いた音響的な加工について説明する。
【００６０】
図３は、図２に記載された不明瞭化回路２１１の構成及び動作を説明するための図である。図３を参照すると、不明瞭化回路２１１は、イコライザ回路２１０と直列に接続されている。そして、不明瞭化回路２１１は、信号強度調整回路５０９および５１０、ＡＤ変換回路５０４、蓄積メモリ５０５、クロスフェード処理部５０７、ＤＡ変換回路５０８及び混合回路５０３を備える。ここで、ＡＤはａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ、ＤＡはｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ ａｎａｌｏｇを意味する。
【００６１】
信号強度調整回路５０９及び５１０は、イコライザ回路２１０から入力された信号の強度を調整する。ＡＤ変換回路５０４は、信号強度調整回路５０９から出力された信号をＡＤ変換してデジタル音声データに変換する。蓄積メモリ５０５は、ＡＤ変換回路５０４が生成したデジタル音声データを蓄積する。
【００６２】
蓄積メモリ５０５は複数の記憶領域を備え、ＡＤ変換された信号を一定の間隔で時間的に分割し、分割した信号をデジタル音声データとしていずれかの記憶領域に蓄積する。なお、蓄積メモリ５０５は、環状的に使用されてもよい。すなわち、蓄積メモリ５０５において、デジタル音声データがクロスフェード処理部５０７から読み出されて空となった記憶領域には、その後ＡＤ変換回路５０４から新たに出力された音声デジタルデータが蓄積されるようにしてもよい。
【００６３】
クロスフェード処理部５０７は、蓄積メモリ５０５に蓄積されている複数のデジタル音声データから複数のデータを選択し、選択したデジタル音声データにクロスフェード処理を施した後に時間遅延を与える。クロスフェード処理とは、各々のデジタル音声データの先端と終端の振幅変化がなだらかとなるような加工を行う処理をいう。クロスフェード処理の結果、デジタル音声データが混合回路５０３で混合された際に、混合回路５０３の出力振幅が急激に変化することを防止できるので、振幅の急変による耳障りな雑音の発生を抑制できる。ここで、クロスフェード処理部５０７は、蓄積メモリ５０５からランダムにデジタル音声データを選択してもよい。また、クロスフェード処理部５０７は、選択されたデジタルデータにランダムな大きさの遅延量を与えてもよい。クロスフェード処理を受け時間遅延を与えられたデジタル音声データは、ＤＡ変換回路５０８によって再びアナログ信号に戻される。
【００６４】
混合回路５０３は、ＤＡ変換回路５０８が出力するアナログ信号と信号強度調整回路５１０から出力される信号とを混合して、不明瞭化回路２１１の出力信号として出力する。
【００６５】
以上のように、不明瞭化回路２１１は、ＤＡ変換回路５０８が出力するデジタル処理された信号と信号強度調整回路５１０が出力する不明瞭化処理を受けていない信号とを混合回路５０３で混合する。その結果、不明瞭化回路２１１は「ザワザワ感」のある擬似的な環境音の信号を生成することができる。
【００６６】
図４は、図３に示した不明瞭化回路２１１の処理を具体的に説明するための図である。以下の説明では、適宜、図３の構成要素及び符号を参照する。なお、説明を簡単にするために、ＡＤ変換回路５０４及びＤＡ変換回路５０８によるアナログ信号とデジタルデータとの間の変換処理についての記載は図４では省略されている。
【００６７】
図４を参照すると、不明瞭化回路２１１への入力信号は、入力信号ストリーム６０２と出力信号ストリーム６０４に分配される。図４において、入力信号ストリーム６０２を構成するデータがデジタル音声データＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（図４の６０３）として時間的に分割されて蓄積メモリ５０５の記憶領域へ蓄積される。複数の記憶領域に蓄積されたデジタル音声データは、クロスフェード処理部５０７によって蓄積メモリ５０５から抽出され、クロスフェード処理が施されて信号ａ、ｂ、ｃ、ｄとなる（図４の６０５）。信号ａ、ｂ、ｃ、ｄは図示されないＤＡ変換回路によりアナログ信号に変換された後、混合処理（図４の６０６）によって出力信号ストリーム６０４と混合されて出力信号６０７となる。図４における混合処理６０６は、具体的には図３に示した混合回路５０３で行われる。
【００６８】
以上の手順により、イコライザ回路２１０から入力された環境音の信号は不明瞭化回路２１１においてデータの順序の入れ換え及びクロスフェード処理による音響的な加工が施されて出力される。そして、加工された環境音の信号を、図２の混合回路１０７で主マイクロフォン１０１から出力された信号と混合することで、環境音の不明瞭化処理が実行される。
【００６９】
混合回路１０７から出力される信号に含まれる環境音からは高い周波数域の成分が除かれているとともに、環境音に含まれる広域の信号は不明瞭化されている。その結果、雑音低減回路１００は、環境音に含まれる聴き手にとっては耳障りとなる音声成分等を低減できるという効果を奏する。また、雑音低減回路１００の出力には不明瞭化された環境音が残留しているため、環境音を完全に除去した場合に生じる臨場感の喪失という問題も生じない。
【００７０】
第１の実施形態の雑音低減回路１００では、副マイクロフォンでは除去できなかった広い範囲の環境音について注目した。そして、環境音を完全に除去するのではなく、環境音に含まれる聴き手にとっては耳障りとなる音声成分を低減した。さらに、第１の実施形態の雑音低減回路１００では、特に環境音に含まれる会話内容を「ザワザワ感」として不明瞭化することで、聴者の環境音の会話内容への注意をそらせる処理を施している。この処理により、環境音を敢えて不明瞭化して残しつつその場の臨場感を維持することが可能となった。その結果、第１の実施形態の雑音低減回路１００は、臨場感を維持しつつ、聴き手にとって聴き取りやすい信号を生成できるという効果を奏する。
【００７１】
なお、図２に示した第１の実施形態の効果は、以下の最小構成の雑音低減回路でも実現される。すなわち、最小構成の雑音低減回路は、入力部１１１及び１１２と、環境音加工回路１０５と、混合部１０７とを備えていてもよい。
【００７２】
入力部１１１及び１１２には、それぞれ主マイクロフォン１０１及び副マイクロフォン１０２が接続される。環境音加工回路１０５は、入力された信号の高域の周波数成分を低減するイコライザ回路２１０と入力された信号の振幅を変化させる不明瞭化処理回路２１１とが直列に接続されている。また、副マイクロフォン１０２は主マイクロフォン１０１よりも広い指向性を備え、副マイクロフォン１０２の出力は環境音加工回路１０９に入力される。そして、混合部１０７は、環境音加工回路１０５から出力された信号を、主マイクロフォンから出力された信号と混合して出力する。
【００７３】
最小構成の雑音低減回路において、イコライザ回路２１０は、入力された信号に含まれる高い周波数の環境音を除去する。そして、不明瞭化回路２１１は、不明瞭化処理を行う。
【００７４】
ここで、図２においてはイコライザ回路２１０から出力された信号が不明瞭化回路２１１で処理される構成としているが、最小構成においてもイコライザ回路２１０及び不明瞭化回路２１１における処理の順序は問わない。
【００７５】
混合回路１０７は、環境音加工回路１０５から出力された信号と主マイクロフォン１０１から出力された信号とを混合して出力する。すなわち、最小構成の雑音低減回路においても、第１の実施形態の雑音低減回路１００と同様に、環境音に含まれる聞き手にとっては耳障りとなる音声成分が低減される。さらに、最小構成の雑音低減回路は、環境音を不明瞭化することで、例えば他者の会話に対する聴者の注意をそらせる処理を施している。この処理により、最小構成の雑音低減回路は臨場感を維持しつつ、環境音に含まれる、目的音声を聴き取りにくくする成分を低減させることが可能である。従って、最小構成の雑音低減回路も、臨場感を維持しつつ、聴き手にとって聴き取りやすい信号を生成できるという効果を奏する。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態を説明する各々の図において、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、各々の詳細な説明は省略する。
【００７６】
図５は、本発明の第２の実施形態の雑音低減回路２００の概要を説明するための図である。図５を参照すると、雑音低減回路２００は、入力部１１１及び１１２、信号強度調整回路２０３、２０４及び２０７を備える。また、雑音低減回路２００は、さらに、位相反転回路２０５、混合回路２０６、環境音加工回路１０５及び混合回路１０７を備える。信号強度調整回路２０３は、入力部１１１から入力された信号を増幅しあるいは減衰させて環境音加工回路１０５に入力する。
【００７７】
このように、雑音低減回路２００は、第１の実施形態で説明した雑音低減回路に加えて、信号強度調整回路２０３、位相反転回路２０５及び混合回路２０６をさらに備える。雑音低減回路２００の入力部１１１及び１１２には、それぞれ主マイクロフォン１０１及び副マイクロフォン１０２が接続されている。
【００７８】
副マイクロフォン１０２が出力した信号は、信号強度調整回路２０４で強度が調整された後、混合回路２０６を経由して環境音加工回路１０５に入力される。環境音加工回路１０５から出力された信号は、主マイクロフォン１０１が出力した信号と混合回路１０７によって混合される。そして混合回路１０７は、混合された信号を雑音低減回路２００の出力信号として出力する。なお、混合回路１０７の出力信号の強度を調整するために、雑音低減回路２００は信号強度調整回路２０９を備えていてもよい。
【００７９】
なお、信号強度調整回路２０３、２０４及び２０７は、目的音声に含まれる環境音の割合を変更するために用いられる。
【００８０】
図６は、雑音低減回路２００の詳細な構成を示す図である。位相反転回路２０５は、信号強度調整回路２０３から出力された信号の位相を反転させる。位相反転回路２０５は、さらに、信号強度調整回路２０３から出力された信号に所定の遅延を与える機能を備えていてもよい。混合回路２０６は、位相反転回路２０５から入力された信号と、信号強度調整回路２０４から入力された信号とを混合する。
【００８１】
環境音加工回路１０５は、イコライザ回路２１０及び不明瞭化回路２１１を備える。イコライザ回路２１０は、環境音に含まれる耳障りな高域の周波数成分を低減させる。また、雑音低減回路２００は、外部からの操作で任意にイコライザ回路２１０の周波数特性を変更するための操作部１０６を備えていてもよい。第２の実施形態における、イコライザ回路及び不明瞭化回路２１１による不明瞭化処理は第１の実施形態において図３及び図４を用いて説明した処理と同様であるので、これらの処理の詳細な説明は省略する。
【００８２】
混合回路１０７は、信号強度調整回路２０７が出力した信号と不明瞭化回路２１１が出力した信号とを混合し、信号強度調整回路２０９へ入力する。信号強度調整回路２０９は、雑音低減回路２００が出力する信号の強度を調整する。
【００８３】
雑音低減回路２００においては、副マイクロフォン１０２から出力され、入力部１１１へ入力された信号は、信号強度調整回路２０４で強度が調整された後混合回路２０６へ送られる。また、主マイクロフォン１０１から出力され、入力部１１２へ入力された信号は２分岐され、その一方は信号強度調整回路２０３で強度が調整される。そして、信号強度調整回路２０３が出力した信号は、位相反転回路２０５にて位相が反転されるとともに所定の遅延が与えられた後、混合回路２０６によって信号強度調整回路２０４の出力信号と混合される。
【００８４】
位相反転回路２０５の作用により、混合回路２０６の入力において、主マイクロフォン１０１が収集した音の信号と、副マイクロフォン１０２が収集した、主マイクロフォン１０１が収集した同一の信号とは逆位相となる。このため、信号強度調整回路２０３及び２０４においてそれぞれを通過する信号の振幅及び遅延を適切に調整することで、主マイクロフォン１０１と副マイクロフォン１０２が同時に収集した同一の信号成分を相殺することができる。すなわち、混合回路２０６において主マイクロフォン１０１と副マイクロフォン１０２から同時に取り込まれた信号が、振幅が同一で逆位相の信号として同時に混合されるように、混合回路２０６へ入力される信号の振幅及び遅延量を調整する。こうすることで、混合回路２０６において、副マイクロフォン１０２から入力された信号から、主マイクロフォン１０１から入力された出力する信号の成分を除去することができる。
【００８５】
なお、遅延量を調整する機能は、入力部１１２と混合回路２０６との間に設けられていてもよい。あるいは、遅延量を調整する機能は、入力部１１１と混合回路２０６との間及び入力部１１２と混合回路２０６との間の両方に設けられていてもよい。そうすることで、入力部１１１に入力された信号が入力部１１２に入力された信号よりも遅れている場合でも、入力部１１１に入力された信号と入力部１１２に入力された信号とのタイミングを混合回路２０６の入力部分において一致させることができる。
【００８６】
以上説明した雑音低減回路２００の信号処理についてさらに説明する。入力部１１１を介して主マイクロフォン１０１に接続された信号強度調整回路２０３が出力する信号の振幅Ａは、以下のように表される。
【００８７】
Ａ＝Ｖｏ＋Ｎｎ
入力部１１２を介して副マイクロフォン１０２に接続された信号強度調整回路２０４が出力する信号の振幅Ｂは、式（２）と同様に表される。
【００８８】
Ｂ＝Ａ＋［Ｖｗ＋Ｎｗ］
と表される。そして、位相反転及び遅延回路２０５から出力される信号の振幅Ｇは、以下のように表される。
【００８９】
Ｇ＝−Ａ
＝−Ｖｏ−Ｎｎ
その結果、混合回路２０６から出力される信号の振幅Ｈは、式（１４）のようになる。
【００９０】
Ｈ＝Ｇ＋Ｂ
＝（−Ｖｏ−Ｎｎ）＋（Ａ＋Ｖｗ＋Ｎｗ）
＝（−Ｖｏ−Ｎｎ）＋（Ｖｏ＋Ｎｎ＋Ｖｗ＋Ｎｗ）
＝Ｖｗ＋Ｎｗ ・・・（１４）
すなわち、混合回路２０６からは、広域環境音としてＶｗ＋Ｎｗが出力される。なお、混合回路２０６でＶｏ＋Ｎｎが相殺されるように、信号強度調整回路２０３、２０４によって信号の振幅が調整される。
【００９１】
ここで、主マイクロフォン１０１から出力される信号が混合回路２０６で相殺される処理について図７を用いて説明する。図７は、雑音低減回路２００における、位相反転及び混合の作用を説明するための図である。図７（ａ）〜（ｄ）において、縦軸は信号の強度、横軸は主マイクロフォン１０１及び副マイクロフォン１０２への入射角を示す。中央の入射角０度は各マイクロフォンの正面方向を示し、入力された音声に対する感度が最も高くなる。図７（ａ）に示すように、指向性の高い主マイクロフォンでは入射角が大きくなると急激に信号の振幅が小さくなる。それに対して、図７（ｃ）に示すように、比較的広い指向性を持つ副マイクロフォンでは、入射角が大きくなった場合の信号の振幅の減少量は小さい。
【００９２】
図７において、主マイクロフォン１０１から出力された信号４０１（図７（ａ））は、狭い指向性で収集された目的音声及び狭域環境音の信号である。信号４０１は、位相反転回路２０５で位相が反転されて転信号４０３（図７（ｂ））となる。副マイクロフォンから出力された信号４０２（図７（ｃ））は、信号４０３と混合されて、信号４０４となる（図７（ｄ））。信号４０４に残留している環境音は、続くイコライザ回路２１０によって所定の周波数帯に対して減衰を受ける。
【００９３】
混合回路２０６から出力された信号４０４は、イコライザ回路２１０に入力される。不明瞭化回路２１１から出力される信号の振幅をＦ２とすると、Ｆ２は、イコライザ回路２１０の出力を不明瞭化回路２１１で不明瞭化した信号（不明瞭化信号）の振幅である。
【００９４】
従って、混合回路１０７から出力される信号の振幅Ｉは以下のようになる。
【００９５】
Ｉ＝Ａ＋Ｆ２
＝Ｖｏ＋Ｎｎ＋Ｆ２
すなわち、雑音低減回路１００から出力される信号は、信号強度調整回路２０７から出力される信号に、イコライザ回路２１０及び不明瞭化回路２１１による不明瞭化処理を施した信号を加えたものである。
【００９６】
第１の実施形態においては、イコライザ回路２１０へ入力される信号の振幅はＡ＋Ｖｗ＋Ｎｗであった。すなわち、第１の実施形態においては、イコライザ回路２１０へ入力される広域環境音には、主マイクロフォン１０１から出力される信号が含まれていた。このような信号に対して図１の環境音加工回路１０５で不鮮明化処理を行うと、不鮮明化された環境音に主マイクロフォン１０１から出力された信号に由来する成分が含まれることになる。環境音加工回路１０５の出力は不明瞭化処理を受けているものの、混合回路１０７で、主マイクロフォン１０１からの信号と混合されると、雑音低減回路１００から出力される目的音声の明瞭度が低下する場合がある。
【００９７】
これに対して、本実施形態では、主マイクロフォン１０１から出力される信号は、信号強度調整回路２０３で振幅が調整された後、混合回路２０６で相殺される。すなわち、雑音低減回路２００では、環境音加工回路１０５に入力される信号には、主マイクロフォン１０１が収集した目的音声及び狭域環境音は含まれない。従って、環境音加工回路１０５から出力される信号には、主マイクロフォン１０１から出力された信号に由来する成分は含まれない。その結果、第２の実施形態の雑音低減回路２００は、主マイクロフォン１０１からの信号と環境音加工回路１０５から出力される信号とが混合されても、目的音声の明瞭度が低下しないという効果を奏する。
【００９８】
以上説明したように、第２の実施形態の雑音低減回路２００は、位相反転回路２０５及び混合回路２０６によって、副マイクロフォン１０２が収集した信号から主マイクロフォン１０１が収集した目的音声を除去する。さらに、イコライザ回路２１０によって、環境音から耳障りな高周波成分を低減させた環境音を生成する。加えて、雑音低減回路２００は、不明瞭化回路２１１によって、これらの処理を行った環境音に音響的な加工を施すことで環境音を不明瞭化する。
【００９９】
すなわち、第２の実施形態の雑音低減回路２００は、第１の実施形態と同様に、不明瞭化された信号と指向性の高い主マイクロフォンからの信号とを混合することで、主マイクロフォンと副マイクロフォンを組み合わせた場合に生じる、周囲の環境音がそのまま残留することによる問題を改善することができる。
【０１００】
そして、第２の実施形態の雑音低減回路２００においても、第１の実施形態と同様に、環境音を完全に除去するのではなく、環境音に含まれる聞き手にとっては耳障りとなる高い周波数の成分を低減し、環境音に含まれる会話内容を「ザワザワ感」として不明瞭化した。これにより、聴者にとって耳障りな高い周波数の環境音が除去されるとともに環境音の会話内容への注意をそらせることができる。さらに、環境音を敢えて不明瞭化して残すことによってその場の臨場感を維持することが可能となった。
【０１０１】
なお、第１及び第２の実施形態において、主マイクロフォン１０１が収集する指向性の狭い範囲の環境音（狭域環境音）は混合回路１０７の出力にそのまま現れ、不明瞭化処理は施されない。これは狭域環境音に不明瞭化を施すと著しく臨場感が損なわれるからである。すなわち、広域環境音についてのみ「ザワザワ感」として不明瞭化することで臨場感を維持する効果がより強く得られる。
【０１０２】
しかしながら、主マイクロフォン１０１が収集する狭域環境音を低減する必要がある場合には、信号強度調整回路２０７と混合回路１０７との間にイコライザ回路２１０と同様の回路を追加してもよい。追加されたイコライザ回路を用いて、主マイクロフォン１０１が収集する環境音に含まれる人の音声帯域以外の耳障りな音声成分の強度を下げることで、主マイクロフォン１０１が収集する環境音を低減することができる。
【０１０３】
なお、第１及び第２の実施形態では、イコライザ回路２１０で処理された信号が不明瞭化回路２１１で処理される構成について説明した。しかしながら、イコライザ回路２１０と不明瞭化回路２１１とは入れ替わって配置されてもよい。すなわち、まず不明瞭化回路２１１が不明瞭化処理を行い、不明瞭化回路２１１から出力される信号に対してイコライザ回路２１０が所定の周波数帯域の信号を減衰させるようにしてもよい。このような構成においても、環境音を不明瞭化するとともに周波数の高い耳障りな環境音を減衰させることが可能である。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。第１及び第２の実施形態で説明した不明瞭化回路２１１の処理はデジタル処理であった。これに対して、副マイクロフォン１０２から出力される信号の不明瞭化は、アナログ回路を用いて行ってもよい。
【０１０４】
図８は、本発明の第３の実施形態の雑音低減回路７００の構成を示す図である。本実施形態を説明する各々の図において、第１及び第２の実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、各々の詳細な説明は省略する。第３の実施形態の雑音低減回路７００は、第２の実施形態の図６に示した不明瞭化回路２１１に代えて不明瞭化回路７０１を備える点で第１の実施形態とは異なっている。不明瞭化回路７０１は、雑音源７０２及び混合回路７０３を備える。雑音源７０２は、雑音信号を発生して混合回路７０３に入力する。雑音信号としては、主マイクロフォン１０１が収集する目的音声との相関が小さい信号、例えば正弦波、ホワイトノイズ、矩形波が用いられる。しかし、雑音信号はこれらに限定されるものではない。混合回路７０３は、イコライザ回路２１０から出力される信号と雑音信号とをアナログ信号のまま混合して混合回路２０８へ出力する。
【０１０５】
第３の実施形態では、イコライザ回路２１０から出力される環境音の信号に対して雑音信号をアナログ的に混合することで、目的音声の聴取の障害となる周囲の会話等の内容を不明瞭化している。
【０１０６】
図９は、混合回路７０３の前後における信号の波形を模式的に示す図である。出力信号７０４は、イコライザ回路２１０から出力された広域環境音を含む信号７０５とホワイトノイズ７０６とが混合されて生成される信号である。すなわち、雑音低減回路７００の出力信号は、混合回路１０７において主マイクロフォン１０１から入力された目的音声及び狭域環境音の信号と、不明瞭化回路７０１の出力信号（図９の７０４）とが混合された信号である。
【０１０７】
このように、第３の実施形態の雑音低減回路７００は、副マイクロフォン１０２が出力する広域環境音をイコライザ回路２１０で処理する。そして、不明瞭化回路７０１は、イコライザ回路２１０の出力と雑音信号とをアナログ信号のまま混合して不明瞭化している。そして、雑音低減回路７００は、不明瞭化回路７０１の出力と主マイクロフォン１０１からの音声とを混合する。その結果、雑音低減回路７００は、環境音に含まれる耳障りな高周波成分を低減させるとともに、主マイクロフォンと副マイクロフォンを組み合わせた場合に生じる、周囲の環境音がそのまま残留することによる問題を改善することができる。すなわち、第３の実施形態の雑音低減回路７００も、臨場感を維持しつつ、聴き手にとって聴き取りやすい信号を生成できるという効果を奏する。
【０１０８】
なお、第３の実施形態では、図５及び図６に示した第２の実施形態の雑音低減回路２００において、不明瞭化回路２１１を不明瞭化回路７０１に置き換えた構成を説明した。しかしながら、図１及び図２で説明した第１の実施形態の雑音低減回路１００において、不明瞭化回路２１１を不明瞭化回路７０１に置き換えても第１の実施形態と同様な効果が得られることは明らかである。
【０１０９】
また第３の実施形態においても、第１及び第２の実施形態と同様に、イコライザ回路２１０と不明瞭化回路７０１との処理の順序を入れ換えてもよい。
【０１１０】
なお、本発明の実施形態は以下の付記のようにも記載されうるが、これらには限定されない。
【０１１１】
（付記１）
第１のマイクロフォンが接続される第１の入力部と、
前記第１のマイクロフォンよりも広い指向性を備え、出力が前記環境音加工部に入力される第２のマイクロフォンが接続される第２の入力部と、
直列に接続された、信号の高域の周波数成分を低減するイコライザ部及び信号の振幅を変化させる不明瞭化処理部を備え、前記第２の入力部から入力された信号を前記イコライザ部及び前記不明瞭化処理部で処理して出力する環境音加工部と、
前記環境音加工部から出力された信号を、前記第１のマイクロフォンから出力された信号と混合して出力する第１の混合部とを備える、雑音低減回路。
（付記２）
前記イコライザ部は、周波数が３．４ｋＨｚを越える信号を減衰させる、付記１に記載された雑音低減回路。
（付記３）
前記不明瞭化処理部は、前記イコライザ部から出力された信号を２分岐して一方の信号を時間的に分割し、前記分割した信号の伝送順序をランダムに入れ換えて前記２分岐した他方の信号と混合して出力する、付記１又は２に記載された雑音低減回路。
（付記４）
前記不明瞭化処理部は、前記２分岐した一方の信号をＡ／Ｄ変換し、前記Ａ／Ｄ変換された信号を時間的に分割し、前記分割された各々の信号に先頭と末尾との振幅変化を滑らかにするクロスフェード処理を行い、前記クロスフェード処理を行った信号の順序をランダムに入れ換えて前記２分岐した他方の信号と混合して出力する、付記３に記載された雑音低減回路。
（付記５）
前記不明瞭化処理部は、雑音信号を発生する雑音発生部と、入力された信号と前記雑音信号とを混合して出力する第２の混合部と、を備える、付記１又は２に記載された雑音低減回路。
（付記６）
前記第１の入力部へ入力された信号の位相を反転させる位相反転部及び前記位相反転部から出力された信号と前記第２の入力部へ入力された信号とを混合して前記環境音加工部に出力する第３の混合部をさらに備える、付記１乃至５のいずれかに記載された雑音低減回路。
（付記７）
前記第３の混合部に入力される信号の遅延量を制御する遅延制御部をさらに備える、付記６に記載された雑音低減回路。
（付記８）
前記位相反転部は、前記遅延制御部を含んで構成される、付記７に記載された雑音低減回路。
（付記９）
さらに、前記位相反転部へ入力される信号の強度を可変する第１の振幅制御部を備える、付記６乃至８のいずれかに記載された雑音低減回路。
（付記１０）
さらに、前記第１の入力部へ入力された信号の強度を可変する第２の振幅制御部を備える、付記１乃至９のいずれかに記載された雑音低減回路。
（付記１１）
さらに、前記第２の入力部へ入力された信号の強度を可変する第３の振幅制御部を備える、付記１乃至１０のいずれかに記載された雑音低減回路。
（付記１２）
付記１乃至１１のいずれかに記載された雑音低減回路の前記第１の入力部に前記第１のマイクロフォンが接続され、前記第２の入力部に前記第２のマイクロフォンが接続された、雑音低減装置。
（付記１３）
第１のマイクロフォンよりも広い指向性を備える第２のマイクロフォンが接続される第２の入力部に入力された信号に対して高域の周波数成分を低減するとともに及び振幅を変化させ、
前記高域の周波数成分の除去及び前記振幅の変化を受けた信号を、前記第１のマイクロフォンが接続される第１の入力部から入力された信号と混合して出力する、雑音低減方法。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明応用の一例としては、ＩＣレコーダの音声処理への応用が挙げられる。多くのＩＣレコーダは、環境音を低減させるために各種の工夫を凝らしているが環境音を充分には消去できないという課題がある。また、残留した環境音の信号強度を下げられたとしても耳障りな高音や内容が聞き取れる会話等が含まれていると、集音目的の音声から意識が削がれる等の課題もある。環境音自体の低減を目的としない本発明をＩＣレコーダに採用することで、環境音に含まれる耳障りなノイズや会話内容が不明瞭化される。その結果前述の課題を解決することができる。また、不明瞭化を施す程度を可変すれば超指向性マイクロフォンのみで集音した場合に生じる「場の臨場感」の低下も抑えることが可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１００、２００、７００ 雑音低減回路
１０１、３０１ 主マイクロフォン
１０２、３０２ 副マイクロフォン
１０３ 目標音源
１０４ 環境音源
１０５ 環境音加工回路
１０６ 操作盤
１０７、２０６、３０７、５０３、７０３ 混合回路
１１１、１１２ 入力部
１１３ 音場
２０３、２０４、２０７、２０９、３０３、３０４、３０８、５０９、５１０ 信号強度調整回路
２０５ 位相反転及び遅延回路
２１０ イコライザ回路
２１１、７０１ 不明瞭化回路
３０５ 帯域フィルタ回路
３０６ 位相反転回路
４０１ 主マイクロフォンから出力された信号
４０２ 副マイクロフォンから出力された信号
４０３、４０４ 信号
５０４ ＡＤ変換回路
５０５ 蓄積メモリ
５０７ クロスフェード処理部
５０８ ＤＡ変換回路
６０２ 入力信号ストリーム
６０３ デジタル音声データ
６０４ 出力信号ストリーム
６０５ クロスフェード処理された信号
６０６ 混合処理
７０２ 雑音源
７０４ 出力信号
７０５ イコライザ回路２１０から出力される信号
７０６ ホワイトノイズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雑音低減回路及び雑音低減方法に関し、特に、複数のマイクロフォンによる集音の際の環境雑音を低減するための雑音低減回路及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロフォンを用いた集音装置には、集音の目的とする音声のみを明瞭化するために指向性の非常に高いマイクロフォンが採用されている。このようなマイクロフォンは鋭指向性マイクロフォンあるいは超指向性マイクロフォンと呼ばれることがある。しかしながら、音場において集音の目的とする音声以外の音（環境音）を除去するために指向性の高いマイクロフォンを採用すると、指向性の高いマイクロフォンの向きが目的とする音声の発生源からわずかに逸れても、目的とする音声の信号強度が急激に低下する。その結果、目的とする音声の信号の信号対雑音比が悪化する。
【０００３】
このため、指向性の高い主マイクロフォンと指向性が比較的緩やかな副マイクロフォンとを組み合わせ、主マイクロフォンが出力する信号から副マイクロフォンが出力する環境音信号を差し引くことで、環境音を除去する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、特許文献２には、電話中にハンドセット自体から特定のノイズを拡声放射することで、周りから会話内容を聞き取りづらくする技術が記載されている。
【０００５】
図１０は、本発明に関連する雑音低減回路３００の構成を示す図である。雑音低減回路３００は、主マイクロフォン３０１から出力された、目的とする音声と環境音とが混合された信号から、環境音の信号を除去あるいは低減するために用いられる。主マイクロフォン３０１は、目的とする音声を集音するためのマイクロフォンであり、高い指向性を備えている。以下、主マイクロフォンが収集する、人の音声帯域内の音を「目的音声」という。目的音声は、収集の目的とする音声を含んでいる。また、主マイクロフォンが収集する目的音声以外の音を「狭域環境音」という。
【０００６】
副マイクロフォン３０２は、目的音声の発生源を含むより広い範囲の音を集音する。副マイクロフォン３０２は、主マイクロフォンよりも広い指向性を備えている。以下、副マイクロフォンが広い指向性で収集する環境音を「広域環境音」という。広域環境音には、主マイクロフォン３０１が収集できない広い範囲の環境音及び主マイクロフォン３０１が収集する目的音声及び狭域環境音が含まれる。信号強度調整回路３０３は、主マイクロフォン３０１から入力された信号の強度を調整する。同様に信号強度調整回路３０４は、副マイクロフォン３０２から入力された信号の強度を調整する。帯域フィルタ回路３０５は、入力された信号のうち、人の音声帯域に含まれる周波数の信号強度を減衰させる。位相反転回路３０６は、帯域フィルタ回路３０５から入力された信号の位相を反転する。混合回路３０７は、位相反転回路３０６から入力された信号と信号強度調整回路３０３から入力された信号とを混合する。信号強度調整回路３０８は、混合回路３０７から入力された信号の強度を調整する。
【０００７】
次に、雑音低減回路３００の動作を説明する。副マイクロフォン３０２は、集音した広域環境音の信号を信号強度調整回路３０４へ出力する。信号強度調整回路３０４で信号強度が調整された広域環境音の信号は、帯域フィルタ回路３０５によって人の音声帯域内の周波数成分に対して減衰を受け、位相反転回路３０６によって位相が反転される。位相反転回路３０６によって位相が反転された信号は、混合回路３０７へ入力される。
【０００８】
一方、主マイクロフォン３０１は、集音した目的音声及び狭域環境音を含む信号を、信号強度調整回路３０３へ出力する。信号強度調整回路３０３は、入力された信号の強度を調整して混合回路３０７へ出力する。信号強度調整回路３０３から出力された信号と位相反転回路３０６から出力された信号とは混合回路３０７において混合される。
【０００９】
人の音声帯域周辺の周波数成分が除去され逆位相の信号となった副マイクロフォン３０２からの広域環境音の信号は、主マイクロフォン３０１からの信号と混合回路３０７にて混合される。その結果、信号強度調整回路３０３、３０４の調整量を適切に設定することにより、主マイクロフォン３０１と副マイクロフォン３０２で同時に集音された狭域環境音の信号が相殺される。その結果、混合回路３０７から出力される信号では狭域の環境音は消去あるいは減衰される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２１８５８３号公報
【特許文献２】特開平５−２２３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本願発明に関連する雑音低減回路３００の持つ問題点について説明する。雑音低減回路３００においては、指向性の高い主マイクロフォン３０１と指向性の緩やかな副マイクロフォン３０２とから同時に入力された狭域環境音は混合回路３０７において相殺される。しかし、広域環境音のうち副マイクロフォン３０２だけに入力された音は混合回路３０７において相殺されずに残留する。これにより生ずる第１の問題点について以下に説明する。
【００１２】
まず、信号強度調整回路３０３から出力される信号において、主マイクロフォン３０１から出力された信号の振幅をＡとする。そして、主マイクロフォン３０１から出力された信号に含まれる目的音声の信号の振幅をＶｏ、主マイクロフォン３０１から出力された信号に含まれる狭域環境音の信号の振幅をＮｎとすると、
Ａ＝Ｖｏ＋Ｎｎ ・・・（１）
である。なお、上式及び以降の式において、同一の信号成分に対する加算記号（＋）及び減算記号（−）は、信号の位相が一致した状態で振幅が加算又は減算されることを示す。 次に、信号強度調整回路３０４から出力される信号において、広い指向性を持つ副マイクロフォン３０２から出力された信号の振幅をＢとする。そして、副マイクロフォン３０２から出力された信号には、主マイクロフォン３０１から出力された信号に加えて、主マイクロフォンで収集されない、音声帯域外の環境音の信号（振幅Ｎｗ）及び音声帯域の環境音の信号（振幅Ｖｗ）が含まれる。従って、Ｂは下式で表される。
【００１３】
Ｂ＝Ａ＋Ｎｗ＋Ｖｗ
＝Ｖｏ＋Ｎｎ＋Ｎｗ＋Ｖｗ ・・・（２）
そして、（２）式において、音声帯域の信号の振幅はＶｏ及びＶｗであるので、帯域フィルタによってＢから音声帯域成分の減衰を受けた信号の振幅Ｃは、下式で表される。
【００１４】
Ｃ＝Ｂ−Ｖｏ−Ｖｗ
＝［Ｖｏ＋Ｎｎ＋Ｎｗ＋Ｖｗ］−Ｖｏ−Ｖｗ
＝Ｎｎ＋Ｎｗ ・・・（３）
これは、帯域フィルタ回路３０５の出力を表す。ここで、「−Ｖｏ−Ｖｗ」は帯域フィルタ回路においてＶｏ及びＶｗが減衰を受けて消去されることを示す。
【００１５】
さらに、位相反転回路の出力信号の振幅Ｄは、
Ｄ＝−Ｃ
＝−［Ｎｎ＋Ｎｗ］ ・・・（４）
となる。負の符号は、位相反転回路３０６によって位相が反転したことを示す。
【００１６】
その結果、混合回路３０７で混合されて出力される信号の振幅Ｅ１は
Ｅ１＝Ａ＋Ｄ
＝［Ｖｏ＋Ｎｎ］−［Ｎｎ＋Ｎｗ］
＝Ｖｏ−Ｎｗ ・・・（５）
となる。
【００１７】
このように、雑音低減回路３００の出力信号には、目的音声の信号Ｖｏに加えて広域の環境音Ｎｗがそのまま残留する。ここで、広域環境音Ｎｗに、高い周波数の音が繰り返し鳴動する音等（例えば咳、ボールペンの出し入れ音、椅子のキシミ音等）が含まれていると、環境音の信号強度が低くても、聴き手にとっては環境音が耳障りとなってしまう。これが第１の問題点である。
【００１８】
ここで、主マイクロフォン３０１の指向性を広げることで、混合回路３０７で相殺される環境音が増加するので、第１の問題点が改善される。しかし、以下に説明するように、主マイクロフォン３０１の指向性を広げると、広域環境音に含まれる音声成分が増加する。広域環境音に含まれる音声成分は、目的音声を理解しようとする聴き手の注意を妨げる。これが雑音低減回路３００の第２の問題点である。
【００１９】
以下では、主マイクロフォン３０１の指向性を広げた例として、主マイクロフォン３０１に副マイクロフォン３０２と同じマイクロフォンを用いた場合について説明する。信号強度調整回路３０４の出力における、副マイクロフォン３０２から出力される信号Ｂは、（２）式に示したように以下で表される。
【００２０】
Ｂ＝Ｖｏ＋Ｎｎ＋Ｎｗ＋Ｖｗ
主マイクロフォン３０１からの信号Ａは、Ｂと同じとなる。
【００２１】
Ａ＝Ｂ
＝Ｖｏ＋Ｎｎ＋Ｎｗ＋Ｖｗ ・・・（６）
これは、信号強度調整回路３０３の出力を表す。
【００２２】
そして、帯域フィルタ回路３０５によってＢから音声帯域の信号が除去された信号Ｃは、下式で表される。
【００２３】
Ｃ＝Ｂ−Ｖｏ−Ｖｗ
＝Ｎｎ＋Ｎｗ ・・・（７）
従って、位相反転回路３０６の出力信号Ｄは以下のようになる。
【００２４】
Ｄ＝−Ｃ
＝−Ｎｎ−Ｎｗ・・・（８）
その結果、雑音低減回路３００の出力信号Ｅ２は、以下のようになる。
【００２５】
Ｅ２＝Ａ＋Ｄ
＝［Ｖｏ＋Ｎｎ＋Ｎｗ＋Ｖｗ］−Ｎｎ−Ｎｗ
＝Ｖｏ＋Ｖｗ ・・・（９）
このように、雑音低減回路３００の出力信号Ｅ２には、広い指向性で収集された広域の音声帯域の環境音（Ｖｗ）が残留する。ここで、広域の環境音に目的外の会話音声が含まれており、その内容が聴き手にとって興味深いものであった場合には、環境音の信号強度が低くても、聴き手が目的音声の内容を理解する妨げとなる。これが雑音低減回路３００の第２の問題点である。
【００２６】
雑音低減回路３００の第３の問題点は、第２の問題点とは逆に副マイクロフォン３０２の特性を指向性の鋭い主マイクロフォン３０１に近づけると、その場の臨場感が低下することである。
【００２７】
その理由について以下に説明する。以下では、副マイクロフォン３０２に主マイクロフォン３０１と同じマイクロフォンを用いた場合について説明する。
【００２８】
主マイクロフォン３０１の出力信号Ａは、（１）式の通りである。
【００２９】
Ａ＝Ｖｏ＋Ｎｎ
これは、信号強度調整回路３０３の出力を表す。
【００３０】
副マイクロフォン３０２が出力する信号は主マイクロフォン３０１と同じである。従って、信号強度調整回路３０３及び３０４を調整することによって、信号強度調整回路３０４から出力される信号の振幅Ｂが下式を満たすように各信号の振幅を調整できる。
【００３１】
Ｂ＝Ａ
＝Ｖｏ＋Ｎｎ
すなわち、副マイクロフォン３０２にも指向性の高いマイクロフォンを用いると、副マイクロフォン３０２が出力する信号には、広い指向性で収集された信号Ｖｗは含まれなくなる。従って、帯域フィルタ回路３０５によって音声帯域が低減された信号の振幅Ｃは、下式で表される。
【００３２】
Ｃ＝Ｂ−Ｖｏ
＝Ｖｏ＋Ｎｎ−Ｖｏ
＝Ｎｎ ・・・（１０）
となる。そして、位相反転回路３０６の出力信号の振幅Ｄは、以下のようになる。
【００３３】
Ｄ＝−Ｃ
＝−Ｎｎ ・・・（１１）
その結果、雑音低減回路３００の出力信号の振幅Ｅ３は、以下のようになる。
【００３４】
Ｅ３＝Ａ＋Ｄ
＝ＶＯ＋Ｎｎ−Ｎｎ
＝Ｖｏ ・・・（１２）
式（１２）に示すように、雑音低減回路３００の出力信号Ｅ３は目的とする信号のみとなる。すなわち、雑音低減回路３００の出力には目的とする音声の信号のみが出力される。この場合、目的音声以外の環境音が消去されることにより、臨場感が低下するという問題が生じる。これは、１本のマイクロフォンからの信号を、音声帯域のみを通過させるフィルタを通した場合と同様の結果である。
【００３５】
以上のように、本願発明に関連する雑音低減回路３００には、（ａ）広範囲の環境音が相殺されず残留する、（ｂ）広域の環境音により目的とする音声の理解が妨げられる、（ｃ）環境音が消去されることにより臨場感が低下する、という課題があった。
【００３６】
このため、雑音低減回路３００は、聴き手にとって好ましい出力信号を得るために主マイクロフォンと副マイクロフォンの特性を選定したり、環境音を相殺する割合を調整したりする必要があった。
【００３７】
また、特許文献２に記載された技術は、加えるノイズが送話中の音声には無関係かつ単調であるため、聞き手にとって逆に耳障りなノイズとなるという課題があった。
【００３８】
（発明の目的）
本発明の目的は、臨場感を維持しつつ、環境音に含まれる聴き手にとっては耳障りとなる音声成分を除去するという課題を解決するための雑音低減回路及び雑音低減方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３９】
本発明の雑音低減回路は、第１のマイクロフォンが接続される第１の入力部と、第１のマイクロフォンよりも広い指向性を備え、出力が前記環境音加工部に入力される第２のマイクロフォンが接続される第２の入力部と、直列に接続された、信号の高域の周波数成分を低減するイコライザ部及び信号の振幅を変化させる不明瞭化処理部を備え、第２の入力部から入力された信号を前記イコライザ部及び不明瞭化処理部で処理して出力する環境音加工部と、環境音加工部から出力された信号を、第１のマイクロフォンから出力された信号と混合して出力する第１の混合部とを備える。
【００４０】
本発明の雑音低減方法は、第１のマイクロフォンよりも広い指向性を備える第２のマイクロフォンが接続される第２の入力部に入力された信号に対して高域の周波数成分を低減するとともに及び振幅を変化させ、高域の周波数成分の除去及び振幅の変化を受けた信号を、第１のマイクロフォンが接続される第１の入力部から入力された信号と混合して出力する。
【発明の効果】
【００４１】
本発明は、臨場感を維持しつつ、聴き手にとって聴き取りやすい信号を生成できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施形態の雑音低減回路及びその周囲の音場の概要を説明するための図である。
【図２】雑音低減回路の詳細な構成を示す図である。
【図３】不明瞭化回路の構成及び動作を説明するための図である。
【図４】不明瞭化回路の処理を具体的に説明するための図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の雑音低減回路の概要を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の雑音低減回路の詳細な構成を示す図である。
【図７】混合回路２０６における処理を説明するための図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の雑音低減回路の構成を示す図である。
【図９】混合回路７０５の前後における信号の波形を模式的に示す図である。
【図１０】本発明に関連する雑音低減回路３００の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の雑音低減回路１００及びその周囲の音場の概要を説明するための図である。図１を参照すると、雑音低減回路１００は、入力部１１１及び１１２と、信号強度調整回路２０４及び２０７と、環境音加工回路１０５と、混合回路１０７とを備える。
【００４４】
入力部１１１及び１１２には、それぞれ主マイクロフォン１０１及び副マイクロフォン１０２が接続される。主マイクロフォン１０１は、極めて高い指向性を備え、目標音源１０３が発する音の集音に用いられる。目標音源は、目的音声を生成する音源であり、例えば音声の収集対象となる話し手である。副マイクロフォン１０２は、主マイクロフォン１０１よりも広い指向性を持つ。副マイクロフォン１０２は、目標音源１０３を含めた、主マイクロフォンよりも広い範囲の音場１１３に存在する環境音源１０４で発生する環境音を集音する。環境音源１０４は、収集の対象とならない音の発生源であり、音場１１３で発生する騒音や目標音源以外の話し手の音声が含まれる。
【００４５】
雑音低減回路１００において、信号強度調整回路２０７は、入力部１１１から入力された信号を増幅しあるいは減衰させる。信号強度調整回路２０７及び２０４は、それぞれ、入力部１１１及び入力部１１２から入力された信号を増幅しあるいは減衰させる。
【００４６】
副マイクロフォン１０２が出力した信号は、信号強度調整回路２０４で強度（振幅）が調整された後、環境音加工回路１０５で所定の処理が施される。環境音加工回路１０５が出力した信号は、信号強度調整回路２０７が出力した信号と混合回路１０７によって混合される。そして混合回路１０７は、混合された信号を雑音低減回路１００の出力である出力信号１０８として出力する。なお、混合回路１０７の出力信号の強度を調整するために、雑音低減回路１００は信号強度調整回路２０９を備えていてもよい。
【００４７】
図２は、雑音低減回路１００の詳細な構成を示す図である。環境音加工回路１０５は、イコライザ回路２１０及び不明瞭化回路２１１を備える。雑音低減回路１００においては、信号強度調整回路２０４の出力は、イコライザ回路２１０に入力される。
【００４８】
イコライザ回路２１０は、信号強度調整回路２０４から入力された信号の周波数特性を操作する。不明瞭化回路２１１は、イコライザ回路２１０から出力された信号に対して、後述する所定の音響的な加工を施す。
【００４９】
次に、第１の実施形態の雑音低減回路１００の動作について説明する。入力部１１１を介して主マイクロフォン１０１に接続された信号強度調整回路２０７が出力する信号の振幅をＡとすると、Ａは式（１）と同様に表される。
【００５０】
Ａ＝Ｖｏ（目的音声の信号の振幅）＋Ｎｎ（狭域環境音の信号の振幅）
入力部１１２を介して副マイクロフォン１０２に接続された信号強度調整回路２０４が出力する信号の振幅Ｂは、式（２）と同様に表される。
【００５１】
Ｂ＝Ａ＋［Ｖｗ＋Ｎｗ］（広域環境音）
と表される。ここで、広域環境音は、副マイクロフォンのみで収集される音声帯域の信号の振幅Ｖｗと音声帯域外の信号の振幅Ｎｗの和である。信号強度調整回路２０４の出力信号は、イコライザ回路２１０に入力される。
【００５２】
第１の実施形態ではイコライザ回路２１０として一般的な５チャンネル程度のグラフィック・イコライザ回路を用いるものとする。イコライザ回路２１０は、聴き手にとって耳障りな周波数域の環境音を低減させる。さらに、不明瞭化回路２１１は、イコライザ回路２１０から出力された環境音の信号に、以下で説明する音響的な加工を施すことで環境音を不明瞭化する。この不明瞭化処理により、環境音に含まれる目的音声以外の音声が、聴き手に内容を意識させないレベルまで不明瞭化できる。そして、混合回路１０７は、不明瞭化された信号と、指向性の高い主マイクロフォンからの音声とを混合して出力する。
【００５３】
本実施形態における不明瞭化回路２１１からの出力信号及びその振幅をＦ１とすると、Ｆ１は、信号強度調整回路２０４が出力する信号（振幅Ｂ＝Ｖｗ＋Ｎｗ）をイコライザ回路２１０で処理し、その出力を不明瞭化回路２１１で不明瞭化した信号（不明瞭化信号）である。
【００５４】
従って、混合回路１０７の出力Ｇは以下で表される。
【００５５】
Ｇ＝Ａ＋Ｆ１
＝Ｖｏ＋Ｎｎ＋Ｆ１ ・・・（１３）
と表される。
【００５６】
次に、イコライザ回路２１０及び不明瞭化回路２１１の動作についてより詳細に説明する。
【００５７】
副マイクロフォン１０２から出力された信号は、信号強度調整回路２０４で振幅が調整される。イコライザ回路２１０は、信号強度調整回路２０４から出力された信号に含まれる、耳障りな高周波数成分を減衰させる。例えば、イコライザ回路２１０は、環境音に含まれる音声帯域外の周波数成分を減衰させてもよい。具体的には、イコライザ回路２１０は、通常の電話の音声帯域の上限である３．４ｋＨｚ以下の周波数の信号を減衰させずに通過させ、周波数が３．４ｋＨｚを越える信号を減衰させるように設定されてもよい。これにより、周波数が３．４ｋＨｚを越える耳障りな環境音を減衰させることができる。また、上限の周波数は３．４ｋＨｚ以外の周波数でもよい。
【００５８】
また、雑音低減回路１００は、操作部１０６を外部に備え、操作部１０６からの入力により、イコライザ回路２１０の周波数特性を自由に設定できるようにしてもよい。そして、雑音低減回路１００が出力する信号の品質に応じて、操作部１０６からの入力によりイコライザ回路の周波数特性を変更してもよい。
【００５９】
続いて、不明瞭化回路２１１による、デジタル信号処理を用いた音響的な加工について説明する。
【００６０】
図３は、図２に記載された不明瞭化回路２１１の構成及び動作を説明するための図である。図３を参照すると、不明瞭化回路２１１は、イコライザ回路２１０と直列に接続されている。そして、不明瞭化回路２１１は、信号強度調整回路５０９および５１０、ＡＤ変換回路５０４、蓄積メモリ５０５、クロスフェード処理部５０７、ＤＡ変換回路５０８及び混合回路５０３を備える。ここで、ＡＤはａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ、ＤＡはｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ ａｎａｌｏｇを意味する。
【００６１】
信号強度調整回路５０９及び５１０は、イコライザ回路２１０から入力された信号の強度を調整する。ＡＤ変換回路５０４は、信号強度調整回路５０９から出力された信号をＡＤ変換してデジタル音声データに変換する。蓄積メモリ５０５は、ＡＤ変換回路５０４が生成したデジタル音声データを蓄積する。
【００６２】
蓄積メモリ５０５は複数の記憶領域を備え、ＡＤ変換された信号を一定の間隔で時間的に分割し、分割した信号をデジタル音声データとしていずれかの記憶領域に蓄積する。なお、蓄積メモリ５０５は、環状的に使用されてもよい。すなわち、蓄積メモリ５０５において、デジタル音声データがクロスフェード処理部５０７から読み出されて空となった記憶領域には、その後ＡＤ変換回路５０４から新たに出力された音声デジタルデータが蓄積されるようにしてもよい。
【００６３】
クロスフェード処理部５０７は、蓄積メモリ５０５に蓄積されている複数のデジタル音声データから複数のデータを選択し、選択したデジタル音声データにクロスフェード処理を施した後に時間遅延を与える。クロスフェード処理とは、各々のデジタル音声データの先端と終端の振幅変化がなだらかとなるような加工を行う処理をいう。クロスフェード処理の結果、デジタル音声データが混合回路５０３で混合された際に、混合回路５０３の出力振幅が急激に変化することを防止できるので、振幅の急変による耳障りな雑音の発生を抑制できる。ここで、クロスフェード処理部５０７は、蓄積メモリ５０５からランダムにデジタル音声データを選択してもよい。また、クロスフェード処理部５０７は、選択されたデジタルデータにランダムな大きさの遅延量を与えてもよい。クロスフェード処理を受け時間遅延を与えられたデジタル音声データは、ＤＡ変換回路５０８によって再びアナログ信号に戻される。
【００６４】
混合回路５０３は、ＤＡ変換回路５０８が出力するアナログ信号と信号強度調整回路５１０から出力される信号とを混合して、不明瞭化回路２１１の出力信号として出力する。
【００６５】
以上のように、不明瞭化回路２１１は、ＤＡ変換回路５０８が出力するデジタル処理された信号と信号強度調整回路５１０が出力する不明瞭化処理を受けていない信号とを混合回路５０３で混合する。その結果、不明瞭化回路２１１は「ザワザワ感」のある擬似的な環境音の信号を生成することができる。
【００６６】
図４は、図３に示した不明瞭化回路２１１の処理を具体的に説明するための図である。以下の説明では、適宜、図３の構成要素及び符号を参照する。なお、説明を簡単にするために、ＡＤ変換回路５０４及びＤＡ変換回路５０８によるアナログ信号とデジタルデータとの間の変換処理についての記載は図４では省略されている。
【００６７】
図４を参照すると、不明瞭化回路２１１への入力信号は、入力信号ストリーム６０２と出力信号ストリーム６０４に分配される。図４において、入力信号ストリーム６０２を構成するデータがデジタル音声データＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（図４の６０３）として時間的に分割されて蓄積メモリ５０５の記憶領域へ蓄積される。複数の記憶領域に蓄積されたデジタル音声データは、クロスフェード処理部５０７によって蓄積メモリ５０５から抽出され、クロスフェード処理が施されて信号ａ、ｂ、ｃ、ｄとなる（図４の６０５）。信号ａ、ｂ、ｃ、ｄは図示されないＤＡ変換回路によりアナログ信号に変換された後、混合処理（図４の６０６）によって出力信号ストリーム６０４と混合されて出力信号６０７となる。図４における混合処理６０６は、具体的には図３に示した混合回路５０３で行われる。
【００６８】
以上の手順により、イコライザ回路２１０から入力された環境音の信号は不明瞭化回路２１１においてデータの順序の入れ換え及びクロスフェード処理による音響的な加工が施されて出力される。そして、加工された環境音の信号を、図２の混合回路１０７で主マイクロフォン１０１から出力された信号と混合することで、環境音の不明瞭化処理が実行される。
【００６９】
混合回路１０７から出力される信号に含まれる環境音からは高い周波数域の成分が除かれているとともに、環境音に含まれる広域の信号は不明瞭化されている。その結果、雑音低減回路１００は、環境音に含まれる聴き手にとっては耳障りとなる音声成分等を低減できるという効果を奏する。また、雑音低減回路１００の出力には不明瞭化された環境音が残留しているため、環境音を完全に除去した場合に生じる臨場感の喪失という問題も生じない。
【００７０】
第１の実施形態の雑音低減回路１００では、副マイクロフォンでは除去できなかった広い範囲の環境音について注目した。そして、環境音を完全に除去するのではなく、環境音に含まれる聴き手にとっては耳障りとなる音声成分を低減した。さらに、第１の実施形態の雑音低減回路１００では、特に環境音に含まれる会話内容を「ザワザワ感」として不明瞭化することで、聴者の環境音の会話内容への注意をそらせる処理を施している。この処理により、環境音を敢えて不明瞭化して残しつつその場の臨場感を維持することが可能となった。その結果、第１の実施形態の雑音低減回路１００は、臨場感を維持しつつ、聴き手にとって聴き取りやすい信号を生成できるという効果を奏する。
【００７１】
なお、図２に示した第１の実施形態の効果は、以下の最小構成の雑音低減回路でも実現される。すなわち、最小構成の雑音低減回路は、入力部１１１及び１１２と、環境音加工回路１０５と、混合部１０７とを備えていてもよい。
【００７２】
入力部１１１及び１１２には、それぞれ主マイクロフォン１０１及び副マイクロフォン１０２が接続される。環境音加工回路１０５は、入力された信号の高域の周波数成分を低減するイコライザ回路２１０と入力された信号の振幅を変化させる不明瞭化処理回路２１１とが直列に接続されている。また、副マイクロフォン１０２は主マイクロフォン１０１よりも広い指向性を備え、副マイクロフォン１０２の出力は環境音加工回路１０９に入力される。そして、混合部１０７は、環境音加工回路１０５から出力された信号を、主マイクロフォンから出力された信号と混合して出力する。
【００７３】
最小構成の雑音低減回路において、イコライザ回路２１０は、入力された信号に含まれる高い周波数の環境音を除去する。そして、不明瞭化回路２１１は、不明瞭化処理を行う。
【００７４】
ここで、図２においてはイコライザ回路２１０から出力された信号が不明瞭化回路２１１で処理される構成としているが、最小構成においてもイコライザ回路２１０及び不明瞭化回路２１１における処理の順序は問わない。
【００７５】
混合回路１０７は、環境音加工回路１０５から出力された信号と主マイクロフォン１０１から出力された信号とを混合して出力する。すなわち、最小構成の雑音低減回路においても、第１の実施形態の雑音低減回路１００と同様に、環境音に含まれる聞き手にとっては耳障りとなる音声成分が低減される。さらに、最小構成の雑音低減回路は、環境音を不明瞭化することで、例えば他者の会話に対する聴者の注意をそらせる処理を施している。この処理により、最小構成の雑音低減回路は臨場感を維持しつつ、環境音に含まれる、目的音声を聴き取りにくくする成分を低減させることが可能である。従って、最小構成の雑音低減回路も、臨場感を維持しつつ、聴き手にとって聴き取りやすい信号を生成できるという効果を奏する。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態を説明する各々の図において、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、各々の詳細な説明は省略する。
【００７６】
図５は、本発明の第２の実施形態の雑音低減回路２００の概要を説明するための図である。図５を参照すると、雑音低減回路２００は、入力部１１１及び１１２、信号強度調整回路２０３、２０４及び２０７を備える。また、雑音低減回路２００は、さらに、位相反転回路２０５、混合回路２０６、環境音加工回路１０５及び混合回路１０７を備える。信号強度調整回路２０３は、入力部１１１から入力された信号を増幅しあるいは減衰させて環境音加工回路１０５に入力する。
【００７７】
このように、雑音低減回路２００は、第１の実施形態で説明した雑音低減回路に加えて、信号強度調整回路２０３、位相反転回路２０５及び混合回路２０６をさらに備える。雑音低減回路２００の入力部１１１及び１１２には、それぞれ主マイクロフォン１０１及び副マイクロフォン１０２が接続されている。
【００７８】
副マイクロフォン１０２が出力した信号は、信号強度調整回路２０４で強度が調整された後、混合回路２０６を経由して環境音加工回路１０５に入力される。環境音加工回路１０５から出力された信号は、主マイクロフォン１０１が出力した信号と混合回路１０７によって混合される。そして混合回路１０７は、混合された信号を雑音低減回路２００の出力信号として出力する。なお、混合回路１０７の出力信号の強度を調整するために、雑音低減回路２００は信号強度調整回路２０９を備えていてもよい。
【００７９】
なお、信号強度調整回路２０３、２０４及び２０７は、目的音声に含まれる環境音の割合を変更するために用いられる。
【００８０】
図６は、雑音低減回路２００の詳細な構成を示す図である。位相反転回路２０５は、信号強度調整回路２０３から出力された信号の位相を反転させる。位相反転回路２０５は、さらに、信号強度調整回路２０３から出力された信号に所定の遅延を与える機能を備えていてもよい。混合回路２０６は、位相反転回路２０５から入力された信号と、信号強度調整回路２０４から入力された信号とを混合する。
【００８１】
環境音加工回路１０５は、イコライザ回路２１０及び不明瞭化回路２１１を備える。イコライザ回路２１０は、環境音に含まれる耳障りな高域の周波数成分を低減させる。また、雑音低減回路２００は、外部からの操作で任意にイコライザ回路２１０の周波数特性を変更するための操作部１０６を備えていてもよい。第２の実施形態における、イコライザ回路及び不明瞭化回路２１１による不明瞭化処理は第１の実施形態において図３及び図４を用いて説明した処理と同様であるので、これらの処理の詳細な説明は省略する。
【００８２】
混合回路１０７は、信号強度調整回路２０７が出力した信号と不明瞭化回路２１１が出力した信号とを混合し、信号強度調整回路２０９へ入力する。信号強度調整回路２０９は、雑音低減回路２００が出力する信号の強度を調整する。
【００８３】
雑音低減回路２００においては、副マイクロフォン１０２から出力され、入力部１１１へ入力された信号は、信号強度調整回路２０４で強度が調整された後混合回路２０６へ送られる。また、主マイクロフォン１０１から出力され、入力部１１２へ入力された信号は２分岐され、その一方は信号強度調整回路２０３で強度が調整される。そして、信号強度調整回路２０３が出力した信号は、位相反転回路２０５にて位相が反転されるとともに所定の遅延が与えられた後、混合回路２０６によって信号強度調整回路２０４の出力信号と混合される。
【００８４】
位相反転回路２０５の作用により、混合回路２０６の入力において、主マイクロフォン１０１が収集した音の信号と、副マイクロフォン１０２が収集した、主マイクロフォン１０１が収集した同一の信号とは逆位相となる。このため、信号強度調整回路２０３及び２０４においてそれぞれを通過する信号の振幅及び遅延を適切に調整することで、主マイクロフォン１０１と副マイクロフォン１０２が同時に収集した同一の信号成分を相殺することができる。すなわち、混合回路２０６において主マイクロフォン１０１と副マイクロフォン１０２から同時に取り込まれた信号が、振幅が同一で逆位相の信号として同時に混合されるように、混合回路２０６へ入力される信号の振幅及び遅延量を調整する。こうすることで、混合回路２０６において、副マイクロフォン１０２から入力された信号から、主マイクロフォン１０１から入力された出力する信号の成分を除去することができる。
【００８５】
なお、遅延量を調整する機能は、入力部１１２と混合回路２０６との間に設けられていてもよい。あるいは、遅延量を調整する機能は、入力部１１１と混合回路２０６との間及び入力部１１２と混合回路２０６との間の両方に設けられていてもよい。そうすることで、入力部１１１に入力された信号が入力部１１２に入力された信号よりも遅れている場合でも、入力部１１１に入力された信号と入力部１１２に入力された信号とのタイミングを混合回路２０６の入力部分において一致させることができる。
【００８６】
以上説明した雑音低減回路２００の信号処理についてさらに説明する。入力部１１１を介して主マイクロフォン１０１に接続された信号強度調整回路２０３が出力する信号の振幅Ａは、以下のように表される。
【００８７】
Ａ＝Ｖｏ＋Ｎｎ
入力部１１２を介して副マイクロフォン１０２に接続された信号強度調整回路２０４が出力する信号の振幅Ｂは、式（２）と同様に表される。
【００８８】
Ｂ＝Ａ＋［Ｖｗ＋Ｎｗ］
と表される。そして、位相反転及び遅延回路２０５から出力される信号の振幅Ｇは、以下のように表される。
【００８９】
Ｇ＝−Ａ
＝−Ｖｏ−Ｎｎ
その結果、混合回路２０６から出力される信号の振幅Ｈは、式（１４）のようになる。
【００９０】
Ｈ＝Ｇ＋Ｂ
＝（−Ｖｏ−Ｎｎ）＋（Ａ＋Ｖｗ＋Ｎｗ）
＝（−Ｖｏ−Ｎｎ）＋（Ｖｏ＋Ｎｎ＋Ｖｗ＋Ｎｗ）
＝Ｖｗ＋Ｎｗ ・・・（１４）
すなわち、混合回路２０６からは、広域環境音としてＶｗ＋Ｎｗが出力される。なお、混合回路２０６でＶｏ＋Ｎｎが相殺されるように、信号強度調整回路２０３、２０４によって信号の振幅が調整される。
【００９１】
ここで、主マイクロフォン１０１から出力される信号が混合回路２０６で相殺される処理について図７を用いて説明する。図７は、雑音低減回路２００における、位相反転及び混合の作用を説明するための図である。図７（ａ）〜（ｄ）において、縦軸は信号の強度、横軸は主マイクロフォン１０１及び副マイクロフォン１０２への入射角を示す。中央の入射角０度は各マイクロフォンの正面方向を示し、入力された音声に対する感度が最も高くなる。図７（ａ）に示すように、指向性の高い主マイクロフォンでは入射角が大きくなると急激に信号の振幅が小さくなる。それに対して、図７（ｃ）に示すように、比較的広い指向性を持つ副マイクロフォンでは、入射角が大きくなった場合の信号の振幅の減少量は小さい。
【００９２】
図７において、主マイクロフォン１０１から出力された信号４０１（図７（ａ））は、狭い指向性で収集された目的音声及び狭域環境音の信号である。信号４０１は、位相反転回路２０５で位相が反転されて転信号４０３（図７（ｂ））となる。副マイクロフォンから出力された信号４０２（図７（ｃ））は、信号４０３と混合されて、信号４０４となる（図７（ｄ））。信号４０４に残留している環境音は、続くイコライザ回路２１０によって所定の周波数帯に対して減衰を受ける。
【００９３】
混合回路２０６から出力された信号４０４は、イコライザ回路２１０に入力される。不明瞭化回路２１１から出力される信号の振幅をＦ２とすると、Ｆ２は、イコライザ回路２１０の出力を不明瞭化回路２１１で不明瞭化した信号（不明瞭化信号）の振幅である。
【００９４】
従って、混合回路１０７から出力される信号の振幅Ｉは以下のようになる。
【００９５】
Ｉ＝Ａ＋Ｆ２
＝Ｖｏ＋Ｎｎ＋Ｆ２
すなわち、雑音低減回路１００から出力される信号は、信号強度調整回路２０７から出力される信号に、イコライザ回路２１０及び不明瞭化回路２１１による不明瞭化処理を施した信号を加えたものである。
【００９６】
第１の実施形態においては、イコライザ回路２１０へ入力される信号の振幅はＡ＋Ｖｗ＋Ｎｗであった。すなわち、第１の実施形態においては、イコライザ回路２１０へ入力される広域環境音には、主マイクロフォン１０１から出力される信号が含まれていた。このような信号に対して図１の環境音加工回路１０５で不鮮明化処理を行うと、不鮮明化された環境音に主マイクロフォン１０１から出力された信号に由来する成分が含まれることになる。環境音加工回路１０５の出力は不明瞭化処理を受けているものの、混合回路１０７で、主マイクロフォン１０１からの信号と混合されると、雑音低減回路１００から出力される目的音声の明瞭度が低下する場合がある。
【００９７】
これに対して、本実施形態では、主マイクロフォン１０１から出力される信号は、信号強度調整回路２０３で振幅が調整された後、混合回路２０６で相殺される。すなわち、雑音低減回路２００では、環境音加工回路１０５に入力される信号には、主マイクロフォン１０１が収集した目的音声及び狭域環境音は含まれない。従って、環境音加工回路１０５から出力される信号には、主マイクロフォン１０１から出力された信号に由来する成分は含まれない。その結果、第２の実施形態の雑音低減回路２００は、主マイクロフォン１０１からの信号と環境音加工回路１０５から出力される信号とが混合されても、目的音声の明瞭度が低下しないという効果を奏する。
【００９８】
以上説明したように、第２の実施形態の雑音低減回路２００は、位相反転回路２０５及び混合回路２０６によって、副マイクロフォン１０２が収集した信号から主マイクロフォン１０１が収集した目的音声を除去する。さらに、イコライザ回路２１０によって、環境音から耳障りな高周波成分を低減させた環境音を生成する。加えて、雑音低減回路２００は、不明瞭化回路２１１によって、これらの処理を行った環境音に音響的な加工を施すことで環境音を不明瞭化する。
【００９９】
すなわち、第２の実施形態の雑音低減回路２００は、第１の実施形態と同様に、不明瞭化された信号と指向性の高い主マイクロフォンからの信号とを混合することで、主マイクロフォンと副マイクロフォンを組み合わせた場合に生じる、周囲の環境音がそのまま残留することによる問題を改善することができる。
【０１００】
そして、第２の実施形態の雑音低減回路２００においても、第１の実施形態と同様に、環境音を完全に除去するのではなく、環境音に含まれる聞き手にとっては耳障りとなる高い周波数の成分を低減し、環境音に含まれる会話内容を「ザワザワ感」として不明瞭化した。これにより、聴者にとって耳障りな高い周波数の環境音が除去されるとともに環境音の会話内容への注意をそらせることができる。さらに、環境音を敢えて不明瞭化して残すことによってその場の臨場感を維持することが可能となった。
【０１０１】
なお、第１及び第２の実施形態において、主マイクロフォン１０１が収集する指向性の狭い範囲の環境音（狭域環境音）は混合回路１０７の出力にそのまま現れ、不明瞭化処理は施されない。これは狭域環境音に不明瞭化を施すと著しく臨場感が損なわれるからである。すなわち、広域環境音についてのみ「ザワザワ感」として不明瞭化することで臨場感を維持する効果がより強く得られる。
【０１０２】
しかしながら、主マイクロフォン１０１が収集する狭域環境音を低減する必要がある場合には、信号強度調整回路２０７と混合回路１０７との間にイコライザ回路２１０と同様の回路を追加してもよい。追加されたイコライザ回路を用いて、主マイクロフォン１０１が収集する環境音に含まれる人の音声帯域以外の耳障りな音声成分の強度を下げることで、主マイクロフォン１０１が収集する環境音を低減することができる。
【０１０３】
なお、第１及び第２の実施形態では、イコライザ回路２１０で処理された信号が不明瞭化回路２１１で処理される構成について説明した。しかしながら、イコライザ回路２１０と不明瞭化回路２１１とは入れ替わって配置されてもよい。すなわち、まず不明瞭化回路２１１が不明瞭化処理を行い、不明瞭化回路２１１から出力される信号に対してイコライザ回路２１０が所定の周波数帯域の信号を減衰させるようにしてもよい。このような構成においても、環境音を不明瞭化するとともに周波数の高い耳障りな環境音を減衰させることが可能である。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。第１及び第２の実施形態で説明した不明瞭化回路２１１の処理はデジタル処理であった。これに対して、副マイクロフォン１０２から出力される信号の不明瞭化は、アナログ回路を用いて行ってもよい。
【０１０４】
図８は、本発明の第３の実施形態の雑音低減回路７００の構成を示す図である。本実施形態を説明する各々の図において、第１及び第２の実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、各々の詳細な説明は省略する。第３の実施形態の雑音低減回路７００は、第２の実施形態の図６に示した不明瞭化回路２１１に代えて不明瞭化回路７０１を備える点で第１の実施形態とは異なっている。不明瞭化回路７０１は、雑音源７０２及び混合回路７０３を備える。雑音源７０２は、雑音信号を発生して混合回路７０３に入力する。雑音信号としては、主マイクロフォン１０１が収集する目的音声との相関が小さい信号、例えば正弦波、ホワイトノイズ、矩形波が用いられる。しかし、雑音信号はこれらに限定されるものではない。混合回路７０３は、イコライザ回路２１０から出力される信号と雑音信号とをアナログ信号のまま混合して混合回路２０８へ出力する。
【０１０５】
第３の実施形態では、イコライザ回路２１０から出力される環境音の信号に対して雑音信号をアナログ的に混合することで、目的音声の聴取の障害となる周囲の会話等の内容を不明瞭化している。
【０１０６】
図９は、混合回路７０３の前後における信号の波形を模式的に示す図である。出力信号７０４は、イコライザ回路２１０から出力された広域環境音を含む信号７０５とホワイトノイズ７０６とが混合されて生成される信号である。すなわち、雑音低減回路７００の出力信号は、混合回路１０７において主マイクロフォン１０１から入力された目的音声及び狭域環境音の信号と、不明瞭化回路７０１の出力信号（図９の７０４）とが混合された信号である。
【０１０７】
このように、第３の実施形態の雑音低減回路７００は、副マイクロフォン１０２が出力する広域環境音をイコライザ回路２１０で処理する。そして、不明瞭化回路７０１は、イコライザ回路２１０の出力と雑音信号とをアナログ信号のまま混合して不明瞭化している。そして、雑音低減回路７００は、不明瞭化回路７０１の出力と主マイクロフォン１０１からの音声とを混合する。その結果、雑音低減回路７００は、環境音に含まれる耳障りな高周波成分を低減させるとともに、主マイクロフォンと副マイクロフォンを組み合わせた場合に生じる、周囲の環境音がそのまま残留することによる問題を改善することができる。すなわち、第３の実施形態の雑音低減回路７００も、臨場感を維持しつつ、聴き手にとって聴き取りやすい信号を生成できるという効果を奏する。
【０１０８】
なお、第３の実施形態では、図５及び図６に示した第２の実施形態の雑音低減回路２００において、不明瞭化回路２１１を不明瞭化回路７０１に置き換えた構成を説明した。しかしながら、図１及び図２で説明した第１の実施形態の雑音低減回路１００において、不明瞭化回路２１１を不明瞭化回路７０１に置き換えても第１の実施形態と同様な効果が得られることは明らかである。
【０１０９】
また第３の実施形態においても、第１及び第２の実施形態と同様に、イコライザ回路２１０と不明瞭化回路７０１との処理の順序を入れ換えてもよい。
【０１１０】
なお、本発明の実施形態は以下の付記のようにも記載されうるが、これらには限定されない。
【０１１１】
（付記１）
第１のマイクロフォンが接続される第１の入力部と、
前記第１のマイクロフォンよりも広い指向性を備え、出力が前記環境音加工部に入力される第２のマイクロフォンが接続される第２の入力部と、
直列に接続された、信号の高域の周波数成分を低減するイコライザ部及び信号の振幅を変化させる不明瞭化処理部を備え、前記第２の入力部から入力された信号を前記イコライザ部及び前記不明瞭化処理部で処理して出力する環境音加工部と、
前記環境音加工部から出力された信号を、前記第１のマイクロフォンから出力された信号と混合して出力する第１の混合部とを備える、雑音低減回路。
（付記２）
前記イコライザ部は、周波数が３．４ｋＨｚを越える信号を減衰させる、付記１に記載された雑音低減回路。
（付記３）
前記不明瞭化処理部は、前記イコライザ部から出力された信号を２分岐して一方の信号を時間的に分割し、前記分割した信号の伝送順序をランダムに入れ換えて前記２分岐した他方の信号と混合して出力する、付記１又は２に記載された雑音低減回路。
（付記４）
前記不明瞭化処理部は、前記２分岐した一方の信号をＡ／Ｄ変換し、前記Ａ／Ｄ変換された信号を時間的に分割し、前記分割された各々の信号に先頭と末尾との振幅変化を滑らかにするクロスフェード処理を行い、前記クロスフェード処理を行った信号の順序をランダムに入れ換えて前記２分岐した他方の信号と混合して出力する、付記３に記載された雑音低減回路。
（付記５）
前記不明瞭化処理部は、雑音信号を発生する雑音発生部と、入力された信号と前記雑音信号とを混合して出力する第２の混合部と、を備える、付記１又は２に記載された雑音低減回路。
（付記６）
前記第１の入力部へ入力された信号の位相を反転させる位相反転部及び前記位相反転部から出力された信号と前記第２の入力部へ入力された信号とを混合して前記環境音加工部に出力する第３の混合部をさらに備える、付記１乃至５のいずれかに記載された雑音低減回路。
（付記７）
前記第３の混合部に入力される信号の遅延量を制御する遅延制御部をさらに備える、付記６に記載された雑音低減回路。
（付記８）
前記位相反転部は、前記遅延制御部を含んで構成される、付記７に記載された雑音低減回路。
（付記９）
さらに、前記位相反転部へ入力される信号の強度を可変する第１の振幅制御部を備える、付記６乃至８のいずれかに記載された雑音低減回路。
（付記１０）
さらに、前記第１の入力部へ入力された信号の強度を可変する第２の振幅制御部を備える、付記１乃至９のいずれかに記載された雑音低減回路。
（付記１１）
さらに、前記第２の入力部へ入力された信号の強度を可変する第３の振幅制御部を備える、付記１乃至１０のいずれかに記載された雑音低減回路。
（付記１２）
付記１乃至１１のいずれかに記載された雑音低減回路の前記第１の入力部に前記第１のマイクロフォンが接続され、前記第２の入力部に前記第２のマイクロフォンが接続された、雑音低減装置。
（付記１３）
第１のマイクロフォンよりも広い指向性を備える第２のマイクロフォンが接続される第２の入力部に入力された信号に対して高域の周波数成分を低減するとともに及び振幅を変化させ、
前記高域の周波数成分の除去及び前記振幅の変化を受けた信号を、前記第１のマイクロフォンが接続される第１の入力部から入力された信号と混合して出力する、雑音低減方法。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明応用の一例としては、ＩＣレコーダの音声処理への応用が挙げられる。多くのＩＣレコーダは、環境音を低減させるために各種の工夫を凝らしているが環境音を充分には消去できないという課題がある。また、残留した環境音の信号強度を下げられたとしても耳障りな高音や内容が聞き取れる会話等が含まれていると、集音目的の音声から意識が削がれる等の課題もある。環境音自体の低減を目的としない本発明をＩＣレコーダに採用することで、環境音に含まれる耳障りなノイズや会話内容が不明瞭化される。その結果前述の課題を解決することができる。また、不明瞭化を施す程度を可変すれば超指向性マイクロフォンのみで集音した場合に生じる「場の臨場感」の低下も抑えることが可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１００、２００、７００ 雑音低減回路
１０１、３０１ 主マイクロフォン
１０２、３０２ 副マイクロフォン
１０３ 目標音源
１０４ 環境音源
１０５ 環境音加工回路
１０６ 操作盤
１０７、２０６、３０７、５０３、７０３ 混合回路
１１１、１１２ 入力部
１１３ 音場
２０３、２０４、２０７、２０９、３０３、３０４、３０８、５０９、５１０ 信号強度調整回路
２０５ 位相反転及び遅延回路
２１０ イコライザ回路
２１１、７０１ 不明瞭化回路
３０５ 帯域フィルタ回路
３０６ 位相反転回路
４０１ 主マイクロフォンから出力された信号
４０２ 副マイクロフォンから出力された信号
４０３、４０４ 信号
５０４ ＡＤ変換回路
５０５ 蓄積メモリ
５０７ クロスフェード処理部
５０８ ＤＡ変換回路
６０２ 入力信号ストリーム
６０３ デジタル音声データ
６０４ 出力信号ストリーム
６０５ クロスフェード処理された信号
６０６ 混合処理
７０２ 雑音源
７０４ 出力信号
７０５ イコライザ回路２１０から出力される信号
７０６ ホワイトノイズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のマイクロフォンが接続される第１の入力部と、
前記第１のマイクロフォンよりも広い指向性を備え、出力が前記環境音加工部に入力される第２のマイクロフォンが接続される第２の入力部と、
直列に接続された、信号の高域の周波数成分を低減するイコライザ部及び信号の振幅を変化させる不明瞭化処理部を備え、前記第２の入力部から入力された信号を前記イコライザ部及び前記不明瞭化処理部で処理して出力する環境音加工部と、
前記環境音加工部から出力された信号を、前記第１のマイクロフォンから出力された信号と混合して出力する第１の混合部とを備える、雑音低減回路。
【請求項２】
前記不明瞭化処理部は、前記イコライザ部から出力された信号を２分岐して一方の信号を時間的に分割し、前記分割した信号の伝送順序をランダムに入れ換えて前記２分岐した他方の信号と混合して出力する、請求項１に記載された雑音低減回路。
【請求項３】
前記不明瞭化処理部は、前記２分岐した一方の信号をＡ／Ｄ変換し、前記Ａ／Ｄ変換された信号を時間的に分割し、前記分割された各々の信号に先頭と末尾との振幅変化を滑らかにするクロスフェード処理を行い、前記クロスフェード処理を行った信号の順序をランダムに入れ換えて前記２分岐した他方の信号と混合して出力する、請求項２に記載された雑音低減回路。
【請求項４】
前記不明瞭化処理部は、雑音信号を発生する雑音発生部と、入力された信号と前記雑音信号とを混合して出力する第２の混合部と、を備える、請求項１に記載された雑音低減回路。
【請求項５】
前記第１の入力部へ入力された信号の位相を反転させる位相反転部及び前記位相反転部から出力された信号と前記第２の入力部へ入力された信号とを混合して前記環境音加工部に出力する第３の混合部をさらに備える、請求項１乃至４のいずれかに記載された雑音低減回路。
【請求項６】
前記第３の混合部に入力される信号の遅延量を制御する遅延制御部をさらに備える、請求項５に記載された雑音低減回路。
【請求項７】
さらに、前記位相反転部へ入力される信号の強度を可変する第１の振幅制御部を備える、請求項５又は６に記載された雑音低減回路。
【請求項８】
さらに、前記第１の入力部へ入力された信号の強度を可変する第２の振幅制御部を備える、請求項１乃至７のいずれかに記載された雑音低減回路。
【請求項９】
さらに、前記第２の入力部へ入力された信号の強度を可変する第３の振幅制御部を備える、請求項１乃至８のいずれかに記載された雑音低減回路。
【請求項１０】
第１のマイクロフォンよりも広い指向性を備える第２のマイクロフォンが接続される第２の入力部に入力された信号に対して高域の周波数成分を低減するとともに及び振幅を変化させ、
前記高域の周波数成分の除去及び前記振幅の変化を受けた信号を、前記第１のマイクロフォンが接続される第１の入力部から入力された信号と混合して出力する、雑音低減方法。
【請求項１】
第１のマイクロフォンが接続される第１の入力部と、
前記第１のマイクロフォンよりも広い指向性を備え、出力が前記環境音加工部に入力される第２のマイクロフォンが接続される第２の入力部と、
直列に接続された、信号の高域の周波数成分を低減するイコライザ部及び信号の振幅を変化させる不明瞭化処理部を備え、前記第２の入力部から入力された信号を前記イコライザ部及び前記不明瞭化処理部で処理して出力する環境音加工部と、
前記環境音加工部から出力された信号を、前記第１のマイクロフォンから出力された信号と混合して出力する第１の混合部とを備える、雑音低減回路。
【請求項２】
前記不明瞭化処理部は、前記イコライザ部から出力された信号を２分岐して一方の信号を時間的に分割し、前記分割した信号の伝送順序をランダムに入れ換えて前記２分岐した他方の信号と混合して出力する、請求項１に記載された雑音低減回路。
【請求項３】
前記不明瞭化処理部は、前記２分岐した一方の信号をＡ／Ｄ変換し、前記Ａ／Ｄ変換された信号を時間的に分割し、前記分割された各々の信号に先頭と末尾との振幅変化を滑らかにするクロスフェード処理を行い、前記クロスフェード処理を行った信号の順序をランダムに入れ換えて前記２分岐した他方の信号と混合して出力する、請求項２に記載された雑音低減回路。
【請求項４】
前記不明瞭化処理部は、雑音信号を発生する雑音発生部と、入力された信号と前記雑音信号とを混合して出力する第２の混合部と、を備える、請求項１に記載された雑音低減回路。
【請求項５】
前記第１の入力部へ入力された信号の位相を反転させる位相反転部及び前記位相反転部から出力された信号と前記第２の入力部へ入力された信号とを混合して前記環境音加工部に出力する第３の混合部をさらに備える、請求項１乃至４のいずれかに記載された雑音低減回路。
【請求項６】
前記第３の混合部に入力される信号の遅延量を制御する遅延制御部をさらに備える、請求項５に記載された雑音低減回路。
【請求項７】
さらに、前記位相反転部へ入力される信号の強度を可変する第１の振幅制御部を備える、請求項５又は６に記載された雑音低減回路。
【請求項８】
さらに、前記第１の入力部へ入力された信号の強度を可変する第２の振幅制御部を備える、請求項１乃至７のいずれかに記載された雑音低減回路。
【請求項９】
さらに、前記第２の入力部へ入力された信号の強度を可変する第３の振幅制御部を備える、請求項１乃至８のいずれかに記載された雑音低減回路。
【請求項１０】
第１のマイクロフォンよりも広い指向性を備える第２のマイクロフォンが接続される第２の入力部に入力された信号に対して高域の周波数成分を低減するとともに及び振幅を変化させ、
前記高域の周波数成分の除去及び前記振幅の変化を受けた信号を、前記第１のマイクロフォンが接続される第１の入力部から入力された信号と混合して出力する、雑音低減方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１１０５７９（Ｐ２０１３−１１０５７９Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５３９５６（Ｐ２０１１−２５３９５６）
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（３０３０１３７６３）ＮＥＣエンジニアリング株式会社 (651)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（３０３０１３７６３）ＮＥＣエンジニアリング株式会社 (651)
【Ｆターム（参考）】
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