風雑音低減装置
【課題】歪みの発生を抑制しつつ、高い風雑音低減効果を得る。
【解決手段】入力音響信号を低・中・高帯域に分離する。風雑音低減装置は、入力音響信号の低帯域成分から風雑音の影響度合いを判定する風雑音判定部（１１）と、入力音響信号の中帯域成分から低帯域の復元信号を生成し、風雑音判定部の判定結果に応じて復元信号とオリジナルの低帯域信号を加重加算することにより低帯域用の補正音響信号を生成する信号復元部（１２）と、風雑音判定部の判定結果に応じて入力音響信号の中帯域成分の信号レベルを低減することにより中帯域用の補正音響信号を生成する信号低減部（１３）と、低帯域用及び中帯域用の各補正音響信号とオリジナルの高帯域信号を合成する信号合成部１５と、を備える。
【解決手段】入力音響信号を低・中・高帯域に分離する。風雑音低減装置は、入力音響信号の低帯域成分から風雑音の影響度合いを判定する風雑音判定部（１１）と、入力音響信号の中帯域成分から低帯域の復元信号を生成し、風雑音判定部の判定結果に応じて復元信号とオリジナルの低帯域信号を加重加算することにより低帯域用の補正音響信号を生成する信号復元部（１２）と、風雑音判定部の判定結果に応じて入力音響信号の中帯域成分の信号レベルを低減することにより中帯域用の補正音響信号を生成する信号低減部（１３）と、低帯域用及び中帯域用の各補正音響信号とオリジナルの高帯域信号を合成する信号合成部１５と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力音響信号に含まれる風雑音を低減するための風雑音低減装置及び風雑音低減方法に関し、また、その風雑音低減装置を利用した録音装置及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロホンを備えた録音装置において、マイクロホンに風が当たると音響信号に風雑音が混入する。この風雑音は、マイクロホンの振動板に風圧が加わることによって発生し、本来の音響信号にとっての雑音となるため除去されることが望ましい。
【０００３】
風雑音が存在する周波数帯域は比較的低く、通常、風雑音は３００Ｈｚ以下程度の帯域に集中して存在する。このような特性を利用し、従来の風雑音低減装置では、低帯域信号を中心に風雑音の低減を図っていた。一般的には、図１１に示す如く、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）とローパスフィルタ（ＬＰＦ）を用いて入力音響信号を低帯域成分とそれ以上の帯域成分とに分離し、低帯域の信号を低減させてから（又はカットしてから）両者を再度足し合わせるという手法がとられる。
【０００４】
また、風雑音の有無を判定する部位を備えた風雑音低減装置も提案されている。風雑音の有無の判定は、一般的に「風雑音が左右のチャンネル信号間で相互相関がない」という特徴を利用する。具体的には、入力音響信号を形成する左右のチャンネル信号間で相互相関を求め、相互相関を表す相関値が或る閾値以下である場合に、入力音響信号に風雑音が含まれていると判断する。また、単に風雑音の有無を判断するだけでなく、求められた相関値は風雑音の強さを表す指標としても利用される。例えば、相関値に応じて低帯域信号の低減度合いを変動させる手法も提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−６９４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
低帯域は、風雑音の周波数帯域を含み、風雑音の影響を多く受けるが、低帯域には音の重要な要素が含まれている。特に、人間の声に関しては、その声のピッチ（ピッチ周波数）が男性で９０〜１６０Ｈｚ、女性で２３０〜３７０Ｈｚ程度であり、音質を決定する上で非常に重要な要素が低帯域に含まれている。ピッチとは、声帯振動による信号の基本周波数のことである。このような重要要素を含む帯域の成分を、単純に低減したりカットしたりすると風雑音とは異なる信号成分の要素まで低減又はカットされてしまい、歪んだ音になってしまう。人間の声の場合では、その声が小さくなったり声色が変化してしまったりする。
【０００７】
また、低帯域だけに風雑音低減対策を施し、それ以外の帯域に対して風雑音低減対策を何ら施さなければ、比較的高い周波数の風雑音（コロコロといった音）が残存し、ユーザは違和感を覚える。
【０００８】
そこで本発明は、歪みの発生が少なく風雑音低減効果の高い風雑音低減装置及び風雑音低減方法を提供することを目的とする。また、その風雑音低減装置を利用した録音装置及び撮像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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明に係る風雑音低減装置は、入力音響信号から風雑音が低減された補正音響信号を生成する風雑音低減装置において、風雑音の帯域を含む所定帯域を第１帯域とし且つ前記第１帯域よりも周波数が高い所定帯域を第２帯域とした場合、当該風雑音低減装置は、前記入力音響信号に含まれる、第１帯域よりも周波数が高い帯域の音響信号に基づいて、前記入力音響信号に含まれる第１帯域の音響信号と異なる、前記第１帯域の音響信号を生成する信号生成手段を有し、前記信号生成手段が生成した前記音響信号に基づいて第１補正音響信号を生成する第１補正手段と、前記入力音響信号の第２帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより、前記風雑音が低減された第２帯域の音響信号である第２補正音響信号を生成する第２補正手段と、前記第１及び第２補正音響信号に基づいて前記補正音響信号を出力する補正音響信号出力手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
重要な音の要素を含む比較的低周波側の第１帯域に対しては音響信号の生成処理（例えば、信号復元処理）を実行し、音の歪みの発生を抑制しつつ風雑音の低減を図る。一方、第１帯域よりも高周波側の、信号低減によって歪みを生じにくい第２帯域に対しては、信号低減処理によって風雑音の低減を図る。これにより、歪みの発生を抑えつつ、高い風雑音低減効果が得られる。
【００１１】
具体的には例えば、前記第１補正手段は、前記入力音響信号に含まれる第１帯域の前記音響信号と前記信号生成手段が生成した前記音響信号に基づいて、前記第１補正音響信号を生成する。
【００１２】
更に具体的には例えば、前記入力音響信号は、複数のチャンネル信号から成り、当該風雑音低減装置は、更に、前記風雑音の帯域を含む各チャンネル信号の所定帯域成分の、互いに異なるチャンネル信号間における相互相関に基づいて、前記入力音響信号に対する前記風雑音の影響度合いを判定する風雑音判定手段を備え、前記第１補正手段は、前記風雑音判定手段の判定結果に応じて、前記第１補正音響信号を生成する。
【００１３】
また例えば、前記入力音響信号は、複数のチャンネル信号から成り、当該風雑音低減装置は、更に、前記風雑音の帯域を含む各チャンネル信号の所定帯域成分の、互いに異なるチャンネル信号間における相互相関に基づいて、前記入力音響信号に対する前記風雑音の影響度合いを判定する風雑音判定手段を備え、前記第２補正手段は、前記風雑音判定手段の判定結果に応じて、前記第２補正音響信号を生成する。
【００１４】
或いは例えば、前記入力音響信号は周波数軸上の信号として当該風雑音低減装置に与えられ、且つ、前記入力音響信号は複数のチャンネル信号から成り、前記第２補正手段は、前記入力音響信号の第２帯域を複数の要素帯域に分割し、各要素帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより周波数軸上の前記第２補正音響信号を生成し、前記複数の要素帯域の夫々に対して、互いに異なるチャンネル信号間における前記要素帯域の音響信号の相互相関を求め、各相互相関に基づいて前記要素帯域ごとに前記信号レベルの低減度合いを決定する。
【００１５】
これにより、無駄に歪みを発生させることなく第２帯域に対する風雑音低減効果が得られる。
【００１６】
また例えば、前記入力音響信号は時間軸上の信号として当該風雑音低減装置に与えられ、且つ、前記入力音響信号は複数のチャンネル信号から成り、前記第１補正手段によって生成される前記第１補正音響信号は、時間軸上の信号であり、当該音声信号補正装置は、更に、前記入力音響信号から前記第１帯域を含まず且つ前記第２帯域を含む所定帯域の成分を抽出する抽出手段と、前記第１補正音響信号と前記抽出手段の抽出信号との合成信号の信号形式を時間軸上から周波数軸上に変換する時間周波数変換手段と、を備え、前記第２補正手段は、周波数軸上の前記合成信号における第２帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより、周波数軸上の前記第２補正音響信号を生成し、前記補正音響信号出力手段は、前記第２補正手段から得られる周波数軸上の前記第２補正音響信号と、前記時間周波数変換手段から得られる周波数軸上の前記第１補正音響信号を含む音響信号と、に基づいて周波数軸上の前記補正音響信号を出力する。
【００１７】
このように構成すれば、風雑音低減装置のエンコーダへの組み込みが容易となる。
【００１８】
そして例えば、前記第２補正手段は、周波数軸上の前記合成信号の第２帯域を複数の要素帯域に分割し、各要素帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより周波数軸上の前記第２補正音響信号を生成し、前記複数の要素帯域の夫々に対して、互いに異なるチャンネル信号間における前記要素帯域の音響信号の相互相関を求め、各相互相関に基づいて前記要素帯域ごとに前記信号レベルの低減度合いを決定する。
【００１９】
また例えば、前記入力音響信号は、複数のチャンネル信号から成り、前記第２補正手段は、前記第２帯域の全部又は一部の帯域に着目し、前記入力音響信号に含まれる前記複数のチャンネル信号分の着目帯域の音響信号を平均化することにより、前記風雑音の影響を比較的多く受けているチャンネルにおける前記着目帯域の音響信号の信号レベルを低減させ、この平均化によって得られた信号から前記第２補正音響信号を生成する。
【００２０】
また例えば、前記入力音響信号は、複数のチャンネル信号から成り、前記第２補正手段は、前記第２帯域の全部又は一部の帯域に着目し、前記入力音響信号に含まれる前記複数のチャンネル信号分の着目帯域の音響信号の内、最小の信号レベルを有する音響信号を最小音響信号として且つそれ以外の音響信号を非最小音響信号として特定し、前記非最小音響信号を前記最小音響信号にて置き換えることにより、前記風雑音の影響を比較的多く受けているチャンネルにおける前記着目帯域の音響信号の信号レベルを低減させ、この置き換えによって得られた信号から前記第２補正音響信号を生成する。
【００２１】
また、上記目的を達成するために本発明に係る録音装置は、前記風雑音低減装置と、前記風雑音低減装置に対する前記入力音響信号を生成するためのマイクロホンと、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、上記目的を達成するために本発明に係る撮像装置は、前記風雑音低減装置と、前記風雑音低減装置に対する前記入力音響信号を生成するためのマイクロホンと、画像を取得するための撮像手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
また、上記目的を達成するために本発明に係る風雑音低減方法は、入力音響信号から風雑音が低減された補正音響信号を生成する風雑音低減方法において、風雑音の帯域を含む所定帯域を第１帯域とし且つ前記第１帯域よりも周波数が高い所定帯域を第２帯域とした場合、当該風雑音低減方法は、前記入力音響信号に含まれる、第１帯域よりも周波数が高い帯域の音響信号に基づいて、前記入力音響信号に含まれる第１帯域の音響信号と異なる、前記第１帯域の音響信号を生成する信号生成ステップと、前記信号生成ステップにて生成された前記音響信号に基づいて第１補正音響信号を生成する第１補正ステップと、前記入力音響信号の第２帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより、前記風雑音が低減された第２帯域の音響信号である第２補正音響信号を生成する第２補正ステップと、を備え、前記第１及び第２補正音響信号に基づいて前記補正音響信号を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、歪みの発生が少なく風雑音低減効果の高い風雑音低減装置及び風雑音低減方法並びに録音装置及び撮像装置を提供することができる。
【００２５】
本発明の意義ないし効果は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。後に第１〜第５実施例を説明するが、まず、各実施例に共通する事項又は各実施例にて参照される事項について説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置１の外観斜視図である。撮像装置１は、音声録音をも可能なデジタルビデオカメラである。撮像装置１の筐体の左側にはマイクロホンＭＩＣ１が備え付けられ、撮像装置１の筐体の右側にはマイクロホンＭＩＣ２が備え付けられている。マイクロホンＭＩＣ１が撮像装置１の左方向から到来する音を収音し、マイクロホンＭＩＣ２が撮像装置１の右方向から到来する音を収音することにより、マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２はスレテオマイクを形成する。尚、図１に示す配置位置とは異なるが、マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２は、例えば、表示ディスプレイが嵌め込まれた板状筐体の裏面（表示ディスプレイの反対側の面）に互いに近接して設置されうる。
【００２８】
図２に、撮像装置１の電気的構成を表す概略ブロック図を示す。撮像装置１は、マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２の他、撮像部２、映像信号処理部３、音声信号処理部４及び記録媒体５を備える。図示を省略しているが、撮像装置１には、シャッタボタン及び録画ボタンを含む操作部、表示ディスプレイ、スピーカ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などが備えられている。
【００２９】
撮像部２は、光学系と、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの撮像素子とを含み、光学系を介して入射する光学像を電気信号に変換することによって該電気信号にて表される画像を取得する。映像信号処理部３は、その電気信号に基づき、撮像部２の取得画像を表す映像信号を生成する。撮像装置１に備えられた操作部（不図示）に対する操作に従って、該映像信号は、メモリカードや光ディスクなどの記録媒体５に記録される。
【００３０】
マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２は、夫々、自身が収音した音をアナログの電気信号に変換して出力する。マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２の各出力信号は、音声信号処理部４内に設けられたＡ／Ｄ変換器（不図示）によってデジタル信号に変換され、音声信号処理部４は、このデジタル信号に所望の処理を施す。この処理を介して得た信号は、撮像装置１に備えられた操作部（不図示）に対する操作に従って記録媒体５に記録される。
【００３１】
マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２は、夫々、振動体としての振動板（不図示）を有している。各振動板は、音波による空気振動によって振動する一方で振動板に作用した風圧によっても振動する。故に、振動板に音波と風圧が作用している時、振動板は音波と風圧に応じて振動する。マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２の夫々は、各振動板の振動を電気信号に変換して出力する。マイクロホンの出力信号の内、風圧に由来する雑音（雑音成分）を風雑音という。風雑音は、音波として振動板に到来する雑音ではない。
【００３２】
音声信号処理部４は、風雑音低減部６を備える。風雑音低減部６は、各マイクロホンの出力信号に基づく風雑音低減部６の入力信号から風雑音を低減し、風雑音が低減された音響信号を出力信号として出力する。
【００３３】
風雑音が存在する周波数帯域は比較的低く、通常、風雑音は３００Ｈｚ以下程度の帯域に集中して存在する。従って、風雑音低減部６は、３００Ｈｚを境界として取り扱い、３００Ｈｚ（ヘルツ）より小さい周波数帯域を「低帯域」として取り扱って、低帯域に対して風雑音を低減するための処理を施す。但し、強度は比較的小さいものの、３００Ｈｚ以上であって且つ低帯域に近い周波数帯域にも風雑音は存在する。そこで、風雑音低減部６は、３００Ｈｚ以上の周波数帯域を、更に、中帯域及び高帯域に分割して取り扱い、中帯域に対しても風雑音を低減するための処理を施す。具体的な数値例として、３００Ｈｚ以上であって且つ１．５ｋＨｚ（キロヘルツ）よりも小さい周波数帯域を「中帯域」として取り扱い、１．５ｋＨｚ以上の周波数帯域を「高帯域」として取り扱うこととする。
【００３４】
低帯域は、風雑音の周波数帯域を含み、風雑音の影響を多く受けるが、低帯域には音の重要な要素が含まれている。特に、人間の声に関しては、その声のピッチ（ピッチ周波数）が男性で９０〜１６０Ｈｚ、女性で２３０〜３７０Ｈｚ程度であり、音質を決定する上で非常に重要な要素が低帯域に含まれている。ピッチとは、声帯振動による信号の基本周波数のことである。このような重要要素を含む帯域の成分を、単純に低減したりカットしたりすると風雑音とは異なる信号成分の要素まで低減又はカットされてしまい、歪んだ音になってしまう。人間の声の場合では、その声が小さくなったり声色が変化してしまったりする。
【００３５】
そこで、風雑音低減部６では、風雑音を低減するための処理を２段に分割し、各処理を異なる帯域に対して適用する。２段の処理の内、一方の処理は、風雑音を含まない信号を復元する信号復元処理であり、他方の処理は、信号レベルを低減することによって風雑音を低減する信号低減処理である。
【００３６】
信号復元処理は、低帯域の信号に適用する。低帯域には強い風雑音とともに音の重要な要素が含まれているため、信号レベルを低減させるのではなく、風雑音を含まない信号を復元することで雑音除去を図る。信号復元処理を行えば、信号レベルを低減させる必要がなくなるため、音の歪みが生じにくくなる。
【００３７】
信号低減処理は、中帯域の信号に適用する。中帯域に対する風雑音の影響は小さいが、低帯域にのみ風雑音を低減するための処理を施して中帯域に対して風雑音低減対策を何ら施さなければ、比較的高い周波数の風雑音（コロコロといった音）が残存し、ユーザは違和感を覚える。但し、風雑音の影響が小さいが故に信号低減による音の歪みは少ないと想定され、音の要素に着目しても中帯域はピッチの高調波が存在する帯域であるので信号低減を行っても低帯域ほど歪みの影響を受けない。従って、上述の如く、中帯域の信号には信号低減処理を適用するようにする。
【００３８】
尚、中帯域に対しても信号復元処理を適用することが考えられるが、風雑音を含まない中帯域の信号を復元するためには、高帯域の信号中の高調波成分が必要となる。このような高調波成分は微弱であるため、良好な復元は困難である。故に、中帯域の信号には信号低減処理が適している。
【００３９】
信号復元処理と信号低減処理を、どちらを先に行っても構わないし、夫々を並列に実行させてもよい。また、信号復元処理と信号低減処理の夫々は、時間軸上でも周波数軸上でも行うことができる。
【００４０】
また、風雑音の有無や強さを判定する風雑音判定部を設けるようにしても良い。風雑音判定部は、例えば、左右チャンネル間の相互相関を求めることにより風雑音の有無や強さを判定し、判定結果は、信号復元処理及び／又は信号低減処理に利用される。１つの風雑音判定部を、信号復元処理と信号低減処理で共有してもよいし、２つの風雑音判定部を設け、信号復元処理と信号低減処理の夫々に対して独立に風雑音判定部を割り当てるようにしてもよい。信号復元処理と信号低減処理の夫々に対して独立に風雑音判定部を割り当てる場合、各判定結果を相互利用することも可能である（詳細な具体例は後述）。
【００４１】
尚、相互相関とは、対比されるべき信号間における相互の相関性を意味する。後述の各実施例では、所定の演算を介して求めた相関値を相互相関を表す指標として取り扱っているが、相互相関の評価方法はこれに限定されない。
【００４２】
以下に、風雑音低減部６に関与する具体的な実施例として、第１〜第５実施例を説明する。
【００４３】
＜＜第１実施例＞＞
まず、第１実施例について説明する。第１実施例では、信号復元処理と信号低減処理を共に時間軸上で実行する。
【００４４】
図３は、第１実施例に係る風雑音低減部６ａの内部ブロック図である。風雑音低減部６ａは、図２の風雑音低減部６として利用される。風雑音低減部６ａは、符号１１〜１５にて参照される各部位を備える。
【００４５】
風雑音低減部６ａに対する入力信号（入力音響信号）は、複数のチャンネル信号から成る時間軸上の音響信号（換言すれば、時間領域で表現された音響信号）である。具体的には、図２の音声信号処理部４が、マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２からのアナログの出力信号を所定のサンプリング周波数にてデジタル信号に変換する。今、マイクロホンＭＩＣ１の出力信号に対応するデジタル信号を時系列で並べたチャンネル信号をＬ（ｔ）にて表し、マイクロホンＭＩＣ２の出力信号に対応するデジタル信号を時系列で並べたチャンネル信号をＲ（ｔ）にて表す。そして、マイクロホンＭＩＣ１の出力信号に対応するチャンネル信号をＬ信号と呼び、マイクロホンＭＩＣ２の出力信号に対応するチャンネル信号をＲ信号と呼ぶ。そうすると、図３の風雑音低減部６ａに対する入力信号は、Ｌ信号Ｌ（ｔ）及びＲ信号Ｒ（ｔ）から成る。この入力信号は風雑音低減部６ａによって補正される。従って、風雑音低減部６ａに対する入力信号を「原信号」と呼び、風雑音低減部６ａの出力信号を「補正信号」と呼ぶことにする。尚、以下、Ｌ信号Ｌ（ｔ）及びＲ信号Ｒ（ｔ）を、夫々、信号Ｌ（ｔ）及びＲ（ｔ）と略記することもある。
【００４６】
信号Ｌ（ｔ）及びＲ（ｔ）は、ゼロを中心とした正負の値をとり、マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２の振動板が振動しないとき、Ｌ（ｔ）及びＲ（ｔ）の値はゼロとなり（但し、オフセットやノイズ成分を無視）、それらの振動が大きくなるに従ってＬ（ｔ）及びＲ（ｔ）の振幅は大きくなる。
【００４７】
第１実施例において、原信号は、バンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦという）２３及び３０、ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）２１及び２６、並びに、ハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦという）１４の夫々に対して入力される。
【００４８】
風雑音判定部１１は、符号２１及び２２にて参照される各部位を備える。ＬＰＦ２１は、自身に対する入力信号の所定帯域成分を抽出して出力する。ＬＰＦ２１が抽出する帯域は、風雑音の周波数帯域を含み、典型的には上記の「低帯域」と同じとされる。但し、ＬＰＦ２１が抽出する帯域が、上記の「低帯域」と完全に合致する必要はなく、例えば２００Ｈｚより小さい周波数帯域をＬＰＦ２１が抽出する帯域としてもよい。
【００４９】
ところで、風雑音低減部６ａ内の各部位は、複数のチャンネル信号の夫々に対して個別に必要な信号処理を行う。即ち例えば、ＬＰＦ２１は、Ｌ信号Ｌ（ｔ）の所定帯域成分とＲ信号Ｒ（ｔ）の所定帯域成分を抽出して出力する。これは、後述の風雑音低減部６ｂ及び６ｃについても同様に当てはまる。但し、当然ではあるが、相互相関演算によって相関値を算出する部位（本実施例において、相関値演算部２２）に対して、これは当てはまらない。
【００５０】
相関値演算部２２は、ＬＰＦ２１から出力されたチャンネル信号間の相互相関を表す相関値、即ち、ＬＰＦ２１によって抽出された帯域成分におけるチャンネル信号間の相関値を求める。具体的には、原信号及び原信号に基づく時間軸上の音響信号を所定間隔の単位区間で区切って考える。図４に示す如く、第１、第２、第３の単位区間、・・・、の順番で時間が進行するものとし、各単位区間には、離散化されたＮ個の信号（Ｎサンプルの信号）が含まれているとする。従って、１つの単位区間には、Ｎ個のＬ信号Ｌ（ｔ）とＮ個のＲ信号Ｒ（ｔ）が含まれる。
【００５１】
相関値演算部２２は、ＬＰＦ２１から出力される信号Ｌ（ｔ）及びＲ（ｔ）に基づき、各単位区間に対して、下記式（１）に従って相関値Ｋ［ｐ］を算出する。ここで、ｐは、単位区間の番号を表す。式（１）におけるＬi及びＲiは、夫々、着目した単位区間内における、ｉ番目のＬ信号Ｌ（ｔ）の値及びｉ番目のＲ信号Ｒ（ｔ）の値を示す。勿論、相関値演算部２２に対する信号Ｌ（ｔ）及びＲ（ｔ）は、ＬＰＦ２１を介して与えられるので、式（１）におけるＬi及びＲiは、ＬＰＦ２１の出力値にて規定される。
【００５２】
【数１】
【００５３】
風雑音は、左右のチャンネル信号間で相互相関がない。故に、原信号に含まれる風雑音が比較的多ければ相関値は比較的小さくなり、原信号に含まれる風雑音が比較的少なければ相関値は比較的大きくなる。従って、相関値Ｋ［ｐ］は、第ｐの単位区間における風雑音の強さに応じた値をとることになる。これを利用し、風雑音判定部１１は、相関値演算部２２が算出した相関値に基づいて各単位区間に対する風雑音の影響度合いを判定する。この判定結果は、信号復元部１２及び信号低減部１３での処理に利用される。
【００５４】
信号復元部１２は、符号２３〜２９にて参照される各部位を備える。信号復元部１２では、音声や楽器音の調波性を利用し、原信号の中帯域信号から低帯域に対する復元信号を生成する。
【００５５】
調波性とは、周波数スペクトルが倍音構造で成り立っているという性質であり、音声や楽器音の多くはこの性質を有している。つまり、或る音の周波数スペクトルにおいて、最も低域側の成分の周波数をｆ０とすると、その音の周波数スペクトルは、ｆ０と、その倍音成分であるｆ０×２、ｆ０×３、ｆ０×４、・・・の周波数成分から形成される。この場合、ｆ０の周波数成分は基本波成分と呼ばれ、ｆ０×２、ｆ０×３、ｆ０×４、・・・の周波数成分は、夫々、２次、３次、４次、・・・の高調波成分と呼ばれる。
【００５６】
調波性のある信号では、高次の高調波成分から基本波成分又は低次の高調波成分を復元できることが知られており、この復元に二乗処理、全波整流、半波整流などの非線形処理を利用できることが知られている（例えば、特開平８−１３０４９４号公報、特開平８−２７８８００号公報、特開平９−５５７７８号公報）。
【００５７】
図３の信号復元部１２でも、公知の任意の手法を用いて復元信号を生成することができる。具体的な例として、信号復元部１２では、符号２３〜２５にて参照される各部位によって復元信号が生成される。各部位の説明を行う。
【００５８】
ＢＰＦ２３は、自身に対する入力信号の所定帯域成分を抽出して出力する。低帯域の信号を復元するべく、ＢＰＦ２３が抽出する帯域は、上記の「中帯域」と同じとされる。但し、ＢＰＦ２３が抽出する帯域が、上記の「中帯域」と完全に合致する必要はない。
【００５９】
非線形処理部２４は、ＢＰＦ２３を通過した信号（ＢＰＦ２３によって抽出された信号）に対して非線形処理を施す。この非線形処理は、二乗処理、全波整流（絶対値処理）又は半波整流などである。二乗処理を用いる場合、非線形処理部２４は、ＢＰＦ２３を通過した信号を二乗して出力する。人の声がマイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２に収音された場合、ＢＰＦ２３を通過した信号には音声のピッチ信号の高調波成分が含まれるが、この通過した信号を二乗することにより各高調波成分の周波数の差及び和に相当する周波数の信号が生成される。つまり、二乗処理によって、ＢＰＦ２３の通過帯域の低周波側及び高周波側にも調波成分（基本波成分又は高調波成分）が生成される。尚、二乗処理を用いる場合、生成される調波成分の振幅は、本来求めたい調波成分のそれを二乗したものになっている。このため、二乗処理を用いる場合、非線形処理部２４は、ＢＰＦ２３を通過した信号を二乗することによって得られる二乗信号に対して正規化等を行い、それによって振幅が調整された二乗信号を出力するようにする。
【００６０】
非線形処理として、全波整流（絶対値処理）又は半波整流を用いる場合も同様である。例えば、全波整流を用いる場合、非線形処理部２４は、ＢＰＦ２３を通過した信号の絶対値を算出して出力する。
【００６１】
信号復元部１２では、復元された信号の内、低帯域の信号成分のみを利用する。このため、ＬＰＦ２５は、非線形処理部２４の出力信号の低帯域成分のみを通過させる。ＬＰＦ２５の出力信号は、原信号中の中帯域の音響信号から復元された低帯域の音響信号である。そして、復元の元となる中帯域には風雑音が殆ど含まれていないため、復元された低帯域の音響信号にも、風雑音が殆ど含まれてない。つまり、符号２３〜２５にて参照される各部位によって、原信号の低帯域の音響信号よりも風雑音が低減された低帯域の音響信号が復元される。
【００６２】
他方、信号復元部１２では、ＬＰＦ２６を用いてオリジナルの低帯域信号を用意しておく。つまり、自身に対する入力信号の低帯域成分のみを通過させるＬＰＦ２６を用い、ＬＰＦ２６から原信号の低帯域成分のみを出力させる。
【００６３】
乗算器２７及び２８及び加算器２９は、相関値演算部２２にて算出された相関値に応じてＬＰＦ２５及び２６の各出力信号値を加重加算することにより、信号復元部１２の出力信号（第１補正音響信号）を生成する。第ｐの単位区間におけるＬＰＦ２６の出力信号値をLPF_OUTO（ｔ）にて表し、且つ、第ｐの単位区間におけるＬＰＦ２５の出力信号値をLPF_OUTR（ｔ）にて表した場合、第ｐの単位区間に対応する信号復元部１２の出力信号値OUT12（ｔ）は、下記式（２）にて表される。
【００６４】
【数２】
【００６５】
つまり、相関値が比較的大きい場合は風雑音が比較的小さいと判断されるため、信号復元部１２の出力信号に対するオリジナルの低帯域信号の寄与度を増大させる。一方、相関値が比較的小さいは風雑音が比較的大きいと判断されるため、信号復元部１２の出力信号に対する復元信号（復元信号の低帯域信号）の寄与度を増大させる。
【００６６】
尚、上記式（１）の算出式からも分かるように、相関値Ｋ［ｐ］は、不等式「０≦Ｋ［ｐ］≦１」を満たす。このため、OUT12（ｔ）の算出に相関値Ｋ［ｐ］をそのまま用いているが、「０≦Ｋ［ｐ］≦１」を満たさない場合は式（２）を適宜変更すればよい。また、着目した単位区間に関し、相関値が所定の基準閾値よりも大きい場合は、風雑音はないと判断してＬＰＦ２６の出力信号をそのまま信号復元部１２の出力信号とするようにしてもよい。
【００６７】
信号低減部１３は、符号３０及び３１にて参照される各部位を備える。ＢＰＦ３０は、自身に対する入力信号の中帯域成分を抽出して出力する。乗算器３１は、単位区間ごとに、ＢＰＦ３０を通過した信号（即ち、原信号から抽出された中帯域の音響信号）のレベルを相関値演算部２２にて算出された相関値に応じた低減率にて低減させ、低減後の信号を信号低減部１３の出力信号として出力する。或る信号のレベルとは、その信号の振幅（強度）を表している。
【００６８】
この際、相関値から風雑音の影響が大きいと判断される場合はレベルを大きく低減させ、相関値から風雑音の影響が小さいと判断される場合はレベルをあまり低減させないようにする。つまり、第ｐの単位区間に着目した場合、相関値Ｋ［ｐ］が減少するに従って第ｐの単位区間に対応する低減率を増大させてより大きくレベルを低減させるようにする（逆に考えれば、相関値Ｋ［ｐ］が増大するに従って第ｐの単位区間に対応する低減率を減少させる）。乗算器３１による信号低減によって信号低減部１３の出力信号（第２補正音響信号）に含まれる風雑音は適切に低減されることになる。
【００６９】
尚、同じ結果を導くのであれば、低減させる手法は任意である。例えば、相関値演算部２２にて算出された相関値又は該相関値に応じた係数をＢＰＦ３０の出力信号に乗じればよい。
【００７０】
ＨＰＦ１４は、自身に対する入力信号の高帯域成分のみを通過させる。
【００７１】
信号合成部１５は、信号復元処理によって風雑音が低減された低帯域の音響信号を表す信号復元部１２の出力信号と、信号低減処理によって風雑音が低減された中帯域の音響信号を表す信号低減部１３の出力信号と、ＨＰＦ１４の出力信号とを加算し、この加算によって得られた信号を風雑音低減部６ａの出力信号（即ち、補正信号）として出力する。第１実施例において、この補正信号も原信号と同じく複数のチャンネル信号から成る時間軸上の音響信号である。
【００７２】
尚、信号復元部１２、信号低減部１３及びＨＰＦ１４における各信号遅延量が異なる場合は、信号合成部１５内または信号合成部１５の前段にて、それらの信号遅延量間の差を打ち消す遅延処理を行ってから、信号合成部１５の加算処理を行うようにする。これは、乗算器２７及び２８及び加算器２９を用いた加重加算処理においても同様である。また、信号復元部１２による信号復元処理と信号低減部１３による信号低減処理の前に相関値を算出する必要はあるが、信号復元処理と信号低減処理の処理順序に対して特に制約はない。
【００７３】
図２の音声信号処理部４は、信号合成部１５から出力される補正信号に所定の符号化処理（音声圧縮処理）を施して得た信号を記録媒体５に記録する。所定の符号化処理とは、例えば、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）の規格に従ったＡＡＣ (Advanced Audio Coding)である。
【００７４】
上述の説明では、原則として、Ｌ信号とＲ信号に対する信号処理を個別に分けて記述していないが、上述したように、風雑音低減部６ａ内の各部位は、複数のチャンネル信号の夫々に対して個別に必要な信号処理を行う。
【００７５】
つまり、ＬＰＦ２１は、原信号を形成するＬ信号及びＲ信号の各所定帯域成分（典型的には低帯域成分）を抽出して出力する。ＢＰＦ２３は、原信号を形成するＬ信号及びＲ信号の各所定帯域成分（典型的には中帯域成分）を抽出して出力する。非線形処理部２４は、ＢＰＦ２３を介して与えられるＬ信号及びＲ信号に対して個別に非線形処理を行い、ＬＰＦ２５は、この非線形処理後のＬ信号及びＲ信号の各低帯域成分のみを通過させる。ＬＰＦ２６は、原信号を形成するＬ信号及びＲ信号の各低帯域成分のみを通過させる。乗算器２７及び２８並びに加算器２９は、ＬＰＦ２５から出力されるＬ信号とＬＰＦ２６から出力されるＬ信号の加重加算処理を行うと共にＬＰＦ２５から出力されるＲ信号とＬＰＦ２６から出力されるＲ信号の加重加算処理を行う。
ＢＰＦ３０は、原信号を形成するＬ信号及びＲ信号の各中帯域成分を抽出して出力し、乗算器３１は、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号及びＲ信号の各レベルを相関値に応じた低減率にて低減させる（低減率を決定する相関値は、Ｌ信号及びＲ信号間で共通である）。
ＨＰＦ１４は、原信号を形成するＬ信号及びＲ信号の各高帯域成分のみを通過させる。信号合成部１５は、信号復元部１２の出力信号におけるＬ信号と信号低減部１３の出力信号におけるＬ信号とＨＰＦ１４の出力信号におけるＬ信号とを加算する共に信号復元部１２の出力信号におけるＲ信号と信号低減部１３の出力信号におけるＲ信号とＨＰＦ１４の出力信号におけるＲ信号とを加算することによって、補正信号を生成する。
【００７６】
また、風雑音低減部６ａから、風雑音判定部１１を省略することも可能である。風雑音判定部１１を省略した場合、乗算器２７及び２８及び加算器２９は、ＬＰＦ２５及び２６の各出力信号値を一定の比率で加重加算することにより、信号復元部１２の出力信号（第１補正音響信号）を生成する。つまり、この場合、上記式（２）におけるＫ［ｐ］は固定値とされる。また、風雑音判定部１１を省略した場合、乗算器３１は、ＢＰＦ３０を通過した信号のレベルを、一定の低減率にて低減させ、低減後の信号を信号低減部１３の出力信号として出力する。尚、風雑音判定部１１が省略された場合、風雑音低減部６ａに対する入力信号は１つのチャンネル信号から成るモノラル信号であってもよい。
【００７７】
また、上述の例では、ＢＰＦ２３、非線形処理部２４及びＬＰＦ２５が、Ｌ信号とＲ信号に対して個別に必要な処理を行うことにより、Ｌ信号についての復元信号とＲ信号についての復元信号を生成することとしているが、原信号を形成するＬ信号とＲ信号からモノラル信号を生成し、該モノラル信号に基づいてモノラルの復元信号を生成するようにしてもよい。信号のモノラル化は、原信号から復元信号を生成する過程内の何れの段階でも行うことができる。通常は、ＢＰＦ２３の前段において、原信号を形成するＬ信号とＲ信号を平均化することによりモノラル信号を生成し、該モノラル信号をＢＰＦ２３に与えればよい。モノラルの復元信号は、Ｌ信号用の復元信号として利用されると共にＲ信号用の復元信号としても利用される。モノラル信号からモノラルの復元信号を生成するようにすれば、信号処理が１チャンネル分ですみ、処理の簡素化が図られる。低帯域ではステレオ感が乏しいため、モノラルの復元信号を利用しても問題は少ない。モノラルの復元信号を生成するという技術的事項を、後述の他の実施例に当てはめることも可能である。
【００７８】
［信号低減処理の変形例］
また、上述の信号低減処理では、乗算器３１を用い、ＢＰＦ３０を通過した信号のレベルを相関値Ｋ［ｐ］に応じた低減率にて低減させているが、信号レベルの低減方法はこれに限定されない。例として、第１実施例の信号低減処理に関する、第１及び第２の変形信号低減処理を例示する。尚、以下、Ｌ信号に対応するチャンネルをＬチャンネルと呼び、Ｒ信号に対応するチャンネルをＲチャンネルと呼ぶ。
【００７９】
まず、第１の変形信号低減処理を説明する。第１の変形信号低減処理において、信号低減部１３は、相関値Ｋ［ｐ］を所定の閾値ＫTHAと比較する。上述の如く、相関値Ｋ［ｐ］は、第ｐの単位区間における風雑音の影響度合いを表している。一方で、閾値ＫTHAは、その影響度合いと対比されるべき基準影響度合いを表している。相関値Ｋ［ｐ］が閾値ＫTHAよりも小さい場合、第ｐの単位区間おける風雑音の影響が比較的大きいと判断され、相関値Ｋ［ｐ］が閾値ＫTHAよりも大きい場合、それが比較的小さいと判断される（第２の変形信号低減処理についても同様）。
【００８０】
そして、相関値Ｋ［ｐ］が閾値ＫTHAよりも小さい場合、信号低減部１３は、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号及びＲ信号を平均化し、この平均化によって得られたモノラル信号を信号低減部１３の出力信号として信号合成部１５に与える。今、ＢＰＦ３０を通過した、第ｐの単位区間におけるＬ信号及びＲ信号の信号値を夫々BPF_OUTL（ｔ）及びBPF_OUTR（ｔ）で表し、且つ、信号低減部１３から出力される、第ｐの単位区間におけるＬ信号及びＲ信号の信号値を夫々BPF_OUTL’（ｔ）及びBPF_OUTR’（ｔ）で表す。そうすると、相関値Ｋ［ｐ］が閾値ＫTHAよりも小さいとき、「BPF_OUTL’（ｔ）＝BPF_OUTR’（ｔ）＝（BPF_OUTL（ｔ）＋BPF_OUTR（ｔ））／２」にて表される信号が信号低減部１３から出力される。
【００８１】
風雑音は、乱気流によって各チャンネルでランダムに発生する雑音であるため、風雑音の影響が強いチャンネルもあれば弱いチャンネルも存在する。上記の平均化を行えば、風雑音の影響が各チャンネル間で均等になり、風雑音の影響を比較的多く受けているチャンネルの雑音レベルが低減する。
【００８２】
図１２に、この平均化による信号低減処理の概念図を示す。第ｐの単位区間について議論する。図１２に示す例では、風雑音の影響がＬチャンネルに対して比較的多くＲチャンネルに対して比較的小さくなっており、これに由来して、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号の信号レベルはＢＰＦ３０を通過したＲ信号のそれよりも大きくなっている。このような場合に上記の平均化を行うと、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号及びＲ信号に含まれる風雑音成分も平均化され、結果として、ＢＰＦ３０の通過信号の内、Ｌ信号の信号レベルが低減される。
【００８３】
一方、相関値Ｋ［ｐ］が所定の閾値ＫTHAよりも大きい場合は、上記の平均化を行わず、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号及びＲ信号を、そのまま、信号低減部１３から出力されるべきＬ信号及びＲ信号として信号合成部１５に与えるとよい。或いは、乗算器３１を用いた、原則通りの信号低減処理を行うようにしてもよい。即ち、相関値Ｋ［ｐ］が所定の閾値ＫTHAよりも大きい場合は、乗算器３１を用い、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号及びＲ信号のレベルを相関値Ｋ［ｐ］に応じた低減率にて低減させ、これによって得た信号を信号低減部１３の出力信号としてもよい。
【００８４】
次に、第２の変形信号低減処理を説明する。第１の変形信号低減処理を利用した場合、図１２からも理解されるように、信号低減処理によって、風雑音の影響が比較的小さいチャンネル（図１２においてＲチャンネル）の風雑音成分が増加する。これを回避するため、第２の変形信号低減処理では、左右チャンネルの内、信号レベルが小さい方のチャンネルの信号にて信号レベルが大きい方のチャンネルの信号を置き換える。
【００８５】
より具体的には、第２の変形信号低減処理において、信号低減部１３は、相関値Ｋ［ｐ］を所定の閾値ＫTHAと比較する。そして、相関値Ｋ［ｐ］が閾値ＫTHAよりも小さい場合は、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号とＲ信号の内、信号レベルが小さい方の信号を最小音響信号として且つ他方の信号を非最小音響信号として特定し、非最小音響信号を最小音響信号にて置き換える。即ち、相関値Ｋ［ｐ］が閾値ＫTHAよりも小さい場合において、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号とＲ信号の内、例えばＲ信号が最小音響信号として特定されたときは、「BPF_OUTL’（ｔ）＝BPF_OUTR’（ｔ）＝BPF_OUTR（ｔ）」にて表される信号が信号低減部１３から出力される。
【００８６】
図１３に、この置き換えによる信号低減処理の概念図を示す。第ｐの単位区間について議論する。図１３に示す例では、風雑音の影響がＬチャンネルに対して比較的多くＲチャンネルに対して比較的小さくなっており、これに由来して、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号の信号レベルはＢＰＦ３０を通過したＲ信号のそれよりも大きくなっている。このような場合に上記の置き換えを行うと、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号に含まれる風雑音成分が低減される（Ｒ信号に対しては変化なし）。これにより、風雑音の影響が比較的少ないチャンネルの雑音レベルを増大させることなく、風雑音の影響を比較的多く受けているチャンネルの雑音レベルを低減させることができる。
【００８７】
一方、相関値Ｋ［ｐ］が所定の閾値ＫTHAよりも大きい場合は、上記の置き換えを行わず、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号及びＲ信号を、そのまま、信号低減部１３から出力されるべきＬ信号及びＲ信号として信号合成部１５に与えるとよい。或いは、乗算器３１を用いた、原則通りの信号低減処理を行うようにしてもよい。即ち、相関値Ｋ［ｐ］が所定の閾値ＫTHAよりも大きい場合は、乗算器３１を用い、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号及びＲ信号のレベルを相関値Ｋ［ｐ］に応じた低減率にて低減させ、これによって得た信号を信号低減部１３の出力信号としてもよい。
【００８８】
＜＜第２実施例＞＞
次に、第２実施例について説明する。第２実施例では、信号復元処理と信号低減処理を共に周波数軸上で実行する。
【００８９】
図５は、第２実施例に係る風雑音低減部６ｂの内部ブロック図である。風雑音低減部６ｂは、図２の風雑音低減部６として利用される。風雑音低減部６ｂは、低帯域用の風雑音判定部として機能する相関値演算部５１と、中帯域用の風雑音判定部５２と、信号低減部５３と、信号復元部５４と、信号合成部５５と、を備える。風雑音判定部５２は、ｎ個の相関値演算部５２＿１、５２＿２、・・・、５２＿ｎを備え、信号低減部５３は、ｎ個の乗算器５３＿１、５３＿２、・・・、５３＿ｎを備える（ｎは、２以上の整数）。信号復元部５４は、復元信号生成部６１及び信号選択器６２にて参照される各部位を備える。
【００９０】
風雑音低減部６ｂに対する入力信号（入力音響信号）は、複数のチャンネル信号から成る周波数軸上の音響信号（換言すれば、周波数領域で表現された音響信号）である。風雑音低減部６ｂに対する入力信号は、時間軸上の音響信号である図３の風雑音低減部６ａに対する入力信号（Ｌ（ｔ）及びＲ（ｔ））を時間周波数変換によって周波数軸上の音響信号に変換したものである。この時間周波数変換には、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）やＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）などを利用する。
【００９１】
上記の時間周波数変換によって、時間Δｔ毎に時間軸方向にサンプリングされたＬ信号Ｌ（ｔ）及びＲ信号Ｒ（ｔ）が周波数Δｆ毎に周波数軸方向にサンプリングされたＬ信号Ｌ（ｆ）及びＲ信号Ｒ（ｆ）に変換される。Ｌ（ｔ）及びＬ（ｆ）に対応するチャンネル信号をＬ信号と呼び、Ｒ（ｔ）及びＲ（ｆ）に対応するチャンネル信号をＲ信号と呼ぶ。
【００９２】
図５の風雑音低減部６ｂに対する入力信号は、上述のようなＬ信号Ｌ（ｆ）及びＲ信号Ｒ（ｆ）から形成される。この入力信号は風雑音低減部６ｂによって補正される。従って、風雑音低減部６ｂに対する入力信号を「原信号」と呼び、風雑音低減部６ｂの出力信号を「補正信号」と呼ぶことにする。尚、以下、Ｌ信号Ｌ（ｆ）及びＲ信号Ｒ（ｆ）を、夫々、信号Ｌ（ｆ）及びＲ（ｆ）と略記することもある。
【００９３】
今、説明の具体化のため、時間周波数変換として修正離散コサイン変換(modified discrete cosine transform；ＭＤＣＴ)を用いる場合を想定する。ＭＤＣＴを用いる場合、時間軸上の各チャンネル信号を符号化の処理単位であるフレームに分割する。１つのフレームには、１つ以上のブロックが含まれるが、今、１つのフレームが１つのブロックから形成されるものとする。フレームの番号（即ち、ブロックの番号）をｍで表し、０から起算してｍ番目のフレームを第ｍのフレームと表現する。ｍは、０以上の整数値をとる。図６に、各フレームの関係を示す。第０のフレーム、第１のフレーム、第２のフレーム、・・・、の順番で時間が進行する。各ブロックは、直前のブロックとの間でブロックの半分の長さの重複部分を有する。今の例の場合、１つのフレームが１つのブロックから形成されるため、各フレームも、直前のフレームとの間で１フレームの半分の長さの重複部分を有する。
【００９４】
そして、Ｎサンプルの信号Ｌ（ｔ）がＭサンプルの信号Ｌ（ｆ）に変換されると共にＮサンプルの信号Ｒ（ｔ）がＭサンプルの信号Ｒ（ｆ）に変換されるものとし、Ｎ＝２０４８且つＭ＝１０２４であるとする。また、サンプリング周波数が４８ｋＨｚである場合を想定し、上述のΔｔを４８ｋＨｚの逆数とする。更に、周波数番号を表す変数としてｋを導入する。Ｍ＝１０２４であるためｋは０以上且つ１０２３以下の各整数値をとり、更にΔｔ＝１／４８ｋＨｚであるため、Ｌ（ｆ）及びＲ（ｆ）が表す周波数スペクトルの周波数間隔、即ち、周波数番号（ｋ−１）とｋの間の周波数間隔は約２３Ｈｚとなる。従って、低帯域の上限として考えた３００Ｈｚはｋ＝１３に対応し、中帯域の上限として考えた１．５ｋＨｚはｋ＝６４に対応する。
【００９５】
そうすると、信号Ｌ（ｆ）及びＲ（ｆ）はＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kにて表現することができる。ＭＤＣＴ係数Ｌm,kは、信号Ｌ（ｆ）の、第ｍのフレームにおける周波数番号ｋの周波数成分の信号強度を表し、ＭＤＣＴ係数Ｒm,kは、信号Ｒ（ｆ）の、第ｍのフレームにおける周波数番号ｋの周波数成分の信号強度を表す。
【００９６】
原信号を形成する信号Ｌ（ｆ）及びＲ（ｆ）の内、周波数帯域が低帯域に属する信号が相関値演算部５１に入力される。即ち、０≦ｋ≦１３の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kが相関値演算部５１に入力される。相関値演算部５１は、フレームごとに下記式（３）に従って相関値ＫA［ｍ］を算出する。ＫA［ｍ］は、第ｍのフレームに対する相関値を表す。ＫA［ｍ］は、０以上１以下の値となる。尚、当然ではあるが、本実施例の如く周波数軸上で信号を取り扱う場合は、一定の周波数間隔で信号が存在するため、第１実施例では必要であったＬＰＦ等は不要である。
【００９７】
【数３】
【００９８】
風雑音は、左右のチャンネル信号間で相互相関がない。故に、原信号に含まれる風雑音が比較的多ければ相関値は比較的小さくなり、原信号に含まれる風雑音が比較的少なければ相関値は比較的大きくなる。相関値ＫA［ｍ］は、第ｍのフレームにおける風雑音の強さに応じた値をとることになる。これを利用し、低帯域用の風雑音判定部としての相関値演算部５１は、相関値に基づいて各フレームに対する風雑音の影響度合いを判定する。この判定結果は、信号復元部５４での処理に利用される。
【００９９】
原信号を形成する信号Ｌ（ｆ）及びＲ（ｆ）の内、周波数帯域が中帯域に属する信号が風雑音判定部５２及び信号低減部５３に入力される。即ち、１４≦ｋ≦６４の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kが風雑音判定部５２及び信号低減部５３に入力される。風雑音判定部５２及び信号低減部５３に対する入力信号は、更にｎ個に細分化される。つまり、中帯域を更にｎ個に細分化し、細分化された帯域ごとに風雑音判定と信号低減を実施する。
【０１００】
具体的には、
１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kが相関値演算部５２＿１及び乗算器５３＿１に入力され、
ｋ1＜ｋ≦ｋ2の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kが相関値演算部５２＿２及び乗算器５３＿２に入力され、・・・、
ｋnー1＜ｋ≦ｋnの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kが相関値演算部５２＿ｎ及び乗算器５３＿ｎに入力される。
ここで、１４＜ｋ1＜ｋ2＜、・・・＜ｋn-1＜ｋn＝６４、である。
【０１０１】
風雑音判定部５２では、ｎ個に細分化された帯域ごとに相関値を算出する。即ち、相関値演算部５２＿１は、フレームごとに下記式（４−１）に従って相関値ＫB1［ｍ］を算出し、相関値演算部５２＿２は、フレームごとに下記式（４−２）に従って相関値ＫB2［ｍ］を算出し、・・・、相関値演算部５２＿ｎは、フレームごとに下記式（４−ｎ）に従って相関値ＫBn［ｍ］を算出する。相関値ＫB1［ｍ］、ＫB2［ｍ］、・・・ＫBn［ｍ］は、第ｍのフレームに対する相関値を表す。ＫB1［ｍ］、ＫB2［ｍ］、・・・ＫBn［ｍ］は、対応する帯域に関するＬ信号とＲ信号との間の相互相関を表し、夫々、０以上１以下の値となる。
【０１０２】
【数４】
【０１０３】
乗算器５３＿１は、第ｍのフレームに関し、自身に対する入力信号のレベル（即ち、１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kの値）を相関値ＫB1［ｍ］に応じた低減率にて低減させ、低減後の信号を出力する。同様に、
乗算器５３＿２は、第ｍのフレームに関し、自身に対する入力信号のレベル（即ち、ｋ1＜ｋ≦ｋ2の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kの値）を相関値ＫB2［ｍ］に応じた低減率にて低減させ、低減後の信号を出力する。同様に、
乗算器５３＿ｎは、第ｍのフレームに関し、自身に対する入力信号のレベル（即ち、ｋnー1＜ｋ≦ｋnの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kの値）を相関値ＫBn［ｍ］に応じた低減率にて低減させ、低減後の信号を出力する。
信号低減部５３内の他の乗算器についても同様である。
【０１０４】
この際、ｊを１以上ｎ以下の整数とした場合、乗算器５３＿ｊは、相関値ＫBj［ｍ］から風雑音の影響が大きいと判断される場合はレベルを大きく低減させ、相関値ＫBj［ｍ］から風雑音の影響が小さいと判断される場合はレベルをあまり低減させないようにする。つまり、乗算器５３＿ｊは、相関値ＫBj［ｍ］が減少するに従って第ｍのフレームに対応する低減率を増大させ、相関値ＫBj［ｍ］が増大するに従って第ｍのフレームに対応する低減率を減少させる。低減率が大きいほど乗算器５３＿ｊにおけるレベルの低減度合いは大きくなる。低減対象となるレベルとは、具体的には、例えばｊ＝１の場合、１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kの値である。
【０１０５】
尚、同じ結果を導くのであれば、低減させる手法は任意である。例えば、相関値演算部５２＿ｊにて算出された相関値又は該相関値に応じた係数を、乗算器５３＿ｊの入力信号に乗じればよい。尚、相関値ＫBj［ｍ］が所定の基準閾値よりも大きい場合は、風雑音はないと判断して乗算器５３＿ｊの入力信号をそのまま乗算器５３＿ｊの出力信号とするようにしてもよい。
【０１０６】
中帯域においては、風の強さ等に依存して風雑音の影響を受ける帯域が異なってくる。そこで、中帯域をより小さな帯域に細分化して細分化した帯域ごとに風雑音の影響度合いを相関値演算によって評価する。そして、細分化した帯域ごとに、風雑音の影響度合いに応じて信号レベルの低減度合いを調整する。これにより、風雑音の影響がある細分化帯域に対してのみ信号低減がなされ、或いは、より風雑音の影響が多い細分化帯域に対してより強い信号低減がなされる。結果、不必要に信号低減を行うことなく中帯域に対する風雑音低減効果が得られる。
【０１０７】
乗算器５３＿１、５３＿２、・・・、５３＿ｎの各出力信号は合成され、その合成によって得られた中帯域のＭＤＣＴ係数は、信号低減部５３の出力信号（第２補正音響信号）として復元信号生成部６１及び信号合成部５５に送られる。
【０１０８】
復元信号生成部６１は、信号低減部５３の出力信号に含まれる、中帯域のピッチ情報から低帯域のピッチを予測して周波数軸上における低帯域の音響信号を復元する。１つのフレームに着目して、この復元手法を説明する。図７を参照する。図７の符号３００が付された実線の折れ線は、復元信号生成部６１に与えられた、着目フレームにおける中帯域の周波数スペクトルを表している。本実施例において、周波数スペクトル３００は、信号低減部５３の出力信号にて規定されることになる。
【０１０９】
図７において、横軸は周波数を表し、縦軸は周波数スペクトルのレベルを表す。周波数スペクトルのレベルは、ＭＤＣＴ係数の値によって表される。図７は、着目フレームにピッチが含まれている場合に対応している。着目フレームにピッチが含まれていると周波数スペクトルが周期的に変動し、周期的に極大値と極小値をとる。今、周波数スペクトル３００が周波数ｆA、ｆC、ｆE及びｆGにて極大値をとり且つ周波数ｆB、ｆD、ｆF、ｆHにて極小値をとったとする。ここで、ｆA＜ｆB＜ｆC＜ｆD＜ｆE＜ｆF＜ｆG＜ｆHとする。
【０１１０】
復元信号生成部６１は、周波数スペクトル３００から周波数ｆA、ｆB、ｆC、ｆD、ｆE、ｆF、ｆG及びｆHを検出し、隣接する極大値と極小値間の差分値を算出する、そして、その差分値が所定の差分閾値以上である場合に、その差分値に対応する極大値の周波数成分をピッチの高調波成分であると判断する。例えば、周波数スペクトル３００における周波数ｆAのレベルから周波数ｆBのレベルを差し引くことによって得られる差分値と上記の差分閾値を比較し、前者が後者以上である場合に周波数ｆAの成分をピッチの高調波成分であると判断する一方、前者が後者未満である場合に周波数ｆAの成分はピッチの高調波成分でないと判断する。他の極大値及び極小値に対応する周波数についても同様である。
【０１１１】
今、この判断によって、周波数ｆA、ｆC、ｆE及びｆGがピッチの高調波成分であると判断されたとする。この場合、復元信号生成部６１は、隣接する高調波成分の周波数差からピッチ間隔Ｄｐを予測する。例えば、周波数差（ｆA−ｆC）と（ｆC−ｆE）と（ｆE−ｆG）の平均をピッチ間隔Ｄｐとする。更に、復元信号生成部６１は、周波数スペクトル３００における周波数ｆA、ｆC、ｆE及びｆGのレベルからピッチのレベルＧｐを予測する。
【０１１２】
復元信号生成部６１は、予測したピッチ間隔Ｄｐ及びピッチのレベルＧｐを含むピッチ情報から、低帯域の信号を予測して復元信号を生成する。即ち、中帯域の中で最も低周波数側にあるピッチの高調波成分の周波数からピッチ間隔Ｄｐだけ低い周波数ｆX（＝ｆA−Ｄｐ）にピッチが存在すると予測し、その周波数ｆXにレベルＧｐのピッチを復元する。この復元の様子を図７及び図８に示す。図７において、符号３０１が付された破線の折れ線は、復元信号生成部６１にて生成された周波数軸上における低帯域の復元信号の周波数スペクトルを表している。
【０１１３】
レベルＧｐは、周波数スペクトル３００を表す座標面において、周波数スペクトル３００における周波数ｆA、ｆC、ｆE及びｆGのレベルを線形補間又は曲線補間することによって算出する。例えば、周波数ｆA、ｆC、ｆE及びｆGのレベルが、夫々、１０、８、６及び４によって数値化される場合、Ｇｐは１２と予測される。
【０１１４】
また、周波数ｆX以外の復元信号（即ち、図７の周波数スペクトル３０１の折れ線形状）は、周波数ｆXから周波数が離れるに従ってレベルが徐々に減少するように、予測される。この予測の際、周波数スペクトル３００を考慮するようにしてもよい。例えば、周波数スペクトル３００における隣接する極大値と極小値間のスペクトル形状を考慮して、周波数ｆX以外の復元信号を予測しても良い。例えば、レベルＧｐと周波数ｆCにおけるレベルとの比率（上記の数値例では、１２／８＝１．５）にて、周波数スペクトル３００内における周波数ｆB−ｆD間のスペクトル形状をレベル方向に引き伸ばすことによって得られるスペククトル形状を、周波数スペクトル３０１の形状としてもよい。尚、図７及び図８に示す例では、復元したピッチが１つしかないが、算出されたピッチ間隔Ｄｐが狭い場合は、低帯域内に複数のピッチが存在するように復元信号を生成するようにしても構わない。
【０１１５】
信号選択器６２には、原信号内の低帯域の信号と復元信号生成部６１によって生成された復元信号とが与えられ、信号選択器６２は、フレーム毎に、前者と後者の内の一方を相関値演算部５１によって算出された相関値ＫA［ｍ］に応じて選択して出力する。原信号内の低帯域の信号も復元信号生成部６１によって生成された復元信号も、０≦ｋ≦１３の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kにて表現されるが、両者間におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kの値は通常異なる。
【０１１６】
具体的には、第ｍのフレームに着目した場合、信号選択器６２は、相関値ＫA［ｍ］と所定の閾値を比較し、相関値ＫA［ｍ］が所定の閾値以下の場合に風雑音があると判断して第ｍのフレームに対応する復元信号を選択及び出力し、相関値ＫA［ｍ］が該閾値よりも大きい場合に風雑音がないと判断して第ｍのフレームに対応する原信号内の低帯域の信号を選択及び出力する。信号選択器６２の出力信号は、信号復元部５４の出力信号（第１補正音響信号）とされる。
【０１１７】
信号合成部５５には、信号復元部５４と信号低減部５３の各出力信号の他、原信号内の高帯域の信号がそのまま与えられる。信号合成部５５は、フレーム毎に、低帯域の音響信号を表す信号復元部５４の出力信号と、信号低減処理によって風雑音が低減された中帯域の音響信号を表す信号低減部５３の出力信号と、原信号内の高帯域の信号とを合成し、この合成によって得られた信号を、風雑音低減部６ｂの出力信号（即ち、補正信号）として出力する。第２実施例において、この補正信号も原信号と同じく複数のチャンネル信号から成る周波数軸上の音響信号である。
【０１１８】
図２の音声信号処理部４において、信号合成部５５から出力される補正信号は、ＡＡＣの符号化方式に従って量子化され、符号化音声信号としてのビットストリームに変換される。この符号化音声信号（ビットストリーム）は、図２の記録媒体５に記録される。
【０１１９】
上述の説明では、原則として、Ｌ信号とＲ信号に対する信号処理を個別に分けて記述していないが、上述したように、風雑音低減部６ｂ内の各部位は、複数のチャンネル信号の夫々に対して個別に必要な信号処理を行う。
【０１２０】
つまり、乗算器５３＿ｊは、原信号中の中帯域におけるＬ信号及びＲ信号の夫々に対して相関値演算部５２＿ｊが算出した相関値に応じた信号低減処理を行う（上述したように、ｊは１以上ｎ以下の整数）。復元信号生成部６１は、信号低減部５３の出力信号を形成するＬ信号及びＲ信号の夫々のピッチ情報を作成し、各ピッチ情報に基づいてＬ信号及びＲ信号の復元信号を生成する。信号選択器６２は、相関値演算部５１が算出した相関値に応じて、原信号中の低帯域におけるＬ信号及びＲ信号又は復元信号におけるＬ信号及びＲ信号を選択して出力する。信号合成部５５は、信号復元部５４の出力信号におけるＬ信号と信号低減部５３の出力信号におけるＬ信号と原信号中の高帯域におけるＬ信号とを合成すると共に信号復元部５４の出力信号におけるＲ信号と信号低減部５３の出力信号におけるＲ信号と原信号中の高帯域におけるＲ信号とを合成することによって、補正信号を生成する。
【０１２１】
尚、本実施例では、信号低減部５３の出力信号（即ち、信号低減処理後の中帯域の信号）に基づいて復元信号を生成するようにしているが、原信号中の中帯域の信号に基づいて復元信号を生成することも可能である。この場合、信号低減部５３の出力信号の代わりに、原信号中の中帯域の信号を復元信号生成部６１に与えればよい。しかし、信号低減処理によって風雑音を低減してからピッチ情報の抽出を行った方が、より精度の高い情報が得られるため、図５に示す如く構成した方が望ましい。
【０１２２】
また、風雑音低減部６ｂから、相関値演算部５１を省略することも可能である。相関値演算部５１を省略した場合、信号選択器６２も省略され、信号復元部５４は復元信号生成部６１にて生成された復元信号を無条件で出力する。これに類似して、風雑音低減部６ｂから、風雑音判定部５２を省略することも可能である。風雑音判定部５２を省略した場合、乗算器５３＿ｊは、原信号中の中帯域における信号のレベルを一定の低減率にて低減させ、低減後の信号を出力する。尚、相関値演算部５１及び風雑音判定部５２が省略された場合、風雑音低減部６ｂに対する入力信号は１つのチャンネル信号から成るモノラル信号であってもよい。
【０１２３】
また、風雑音低減部６ｂに、相関値演算部５１としての低帯域用の風雑音判定部と中帯域用の風雑音判定部５２とを独立に設け、前者の判定結果を信号復元部５２の処理にのみ反映させ且つ後者の判定結果を信号低減部５３の処理にのみ反映させているが、以下のように各判定結果を相互利用するようにしてもよい。即ち例えば、相関値演算部５１が算出した相関値ＫA［ｍ］と相関値演算部５２＿ｊが算出した相関値ＫBj［ｍ］に基づいて、第ｍのフレームにおける乗算器５３＿ｊでの低減率を決定するようにしてもよい。より具体的には例えば、相関値ＫBj［ｍ］の減少に従って該低減率を増大させるだけでなく、相関値ＫA［ｍ］の減少に従っても該低減率を増大させるようにする。同様に、第ｍのフレームにおける信号選択器６２の選択を、相関値演算部５１が算出した相関値ＫA［ｍ］と相関値演算部５２＿ｊが算出した相関値ＫBj［ｍ］に基づいて行うようにしても良い。
【０１２４】
［信号低減処理の変形例］
また、上述の信号低減処理では、原信号中の中帯域におけるＬ信号及びＲ信号の夫々の信号レベルを乗算器５３＿ｊを用いて低減させ、この低減後の信号を信号合成部５５に与えているが、これに代えて以下のような処理を実行しても良い。例として、第２実施例の信号低減処理に関する、第３及び第４の変形信号低減処理を例示する。第３及び第４の変形信号低減処理は、夫々、第１実施例にて述べた第１及び第２の変形信号低減処理を、第２実施例に適応させた処理に相当する。
【０１２５】
第３の変形信号低減処理を説明する。説明の具体化のため、まず、細分化されたｎ個の帯域の１つである、相関値演算部５２＿１に対応する帯域に注目する。第３の変形信号低減処理において、信号低減部５３は、相関値演算部５２＿１によって算出された相関値ＫB1［ｍ］を所定の閾値ＫTHB1と比較する。上述の如く、相関値ＫB1［ｍ］は、第ｍのフレームにおける特定帯域への風雑音の影響度合いを表している。一方で、閾値ＫTHB1は、その影響度合いと対比されるべき基準影響度合いを表している。相関値ＫB1［ｍ］が閾値ＫTHB1よりも小さい場合、第ｍのフレームおける特定帯域への風雑音の影響が比較的大きいと判断され、相関値ＫB1［ｍ］が閾値ＫTHB1よりも大きい場合、それが比較的小さいと判断される（相関値ＫB2［ｍ］〜ＫBn［ｍ］についても同様、且つ、第４の変形信号低減処理についても同様）。
【０１２６】
そして、相関値ＫB1［ｍ］が閾値ＫTHB1よりも小さい場合、信号低減部５３は、原信号に含まれる１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kを平均化したＭＤＣＴ係数（Ｌm,k＋Ｒm,k）／２を算出し、そのＭＤＣＴ係数（Ｌm,k＋Ｒm,k）／２を、信号低減部５３から出力されるべき１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kとして取り扱う。
【０１２７】
一方、相関値ＫB1［ｍ］が閾値ＫTHB1よりも大きい場合は、上記の平均化を行わず、原信号に含まれる１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kをそのまま信号低減部５３から出力されるべき１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kとして取り扱う（或いは、乗算器５３＿１による上述の信号低減処理を行ってもよい）。
【０１２８】
上記の処理は、細分化されたｎ個の帯域の夫々に対して個別に行われる。変数ｊを用いて一般化する。信号低減部５３から出力されるべきｋj-1≦ｋ≦ｋjの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kを、夫々、ＭＤＣＴ係数Ｌm,k’及びＲm,k’にて表す。上述したように、１４＜ｋ1＜ｋ2＜、・・・＜ｋn-1＜ｋn＝６４、であり、また、ｋ0＝１４であるとする。
【０１２９】
信号低減部５３は、ｊ＝１、２、・・・、ｎの夫々に関し、相関値演算部５２＿ｊによって算出された相関値ＫBj［ｍ］を所定の閾値ＫTHBjと比較する。そして、相関値ＫBj［ｍ］が閾値ＫTHBjよりも小さい場合、信号低減部５３は、原信号に含まれるｋj-1≦ｋ≦ｋjの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kを平均化したＭＤＣＴ係数（Ｌm,k＋Ｒm,k）／２を算出し、そのＭＤＣＴ係数（Ｌm,k＋Ｒm,k）／２を、ｋj-1≦ｋ≦ｋjの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k’及びＲm,k’として出力する。一方、相関値ＫBj［ｍ］が閾値ＫTHBjよりも大きい場合は、上記の平均化を行わず、原信号に含まれるｋj-1≦ｋ≦ｋjの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kをそのままｋj-1≦ｋ≦ｋjの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k’及びＲm,k’として出力する（或いは、乗算器５３＿ｊによる上述の信号低減処理を行ってもよい）。
【０１３０】
上記の平均化を行えば、風雑音の影響が各チャンネル間で均等になり、風雑音の影響を比較的多く受けているチャンネルの雑音レベルが低減する。また、細分化された帯域ごとに信号低減処理を行うことで、風雑音の影響のある帯域のみの雑音レベルを効率よく低減することができる。
【０１３１】
第４の変形信号低減処理を説明する。説明の具体化のため、まず、細分化されたｎ個の帯域の１つである、相関値演算部５２＿１に対応する帯域に注目する。第４の変形信号低減処理において、信号低減部５３は、相関値演算部５２＿１によって算出された相関値ＫB1［ｍ］を所定の閾値ＫTHB1と比較する。そして、相関値ＫB1［ｍ］が閾値ＫTHB1よりも小さい場合は、原信号に含まれる１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kの内、信号レベルが小さい方の信号（即ち、絶対値が小さい方のＭＤＣＴ係数）を最小音響信号として且つ他方の信号（即ち、絶対値が大きい方のＭＤＣＴ係数）を非最小音響信号として特定し、非最小音響信号を最小音響信号にて置き換える。
【０１３２】
即ち、相関値ＫB1［ｍ］が閾値ＫTHB1よりも小さい場合において、原信号に含まれる１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kの内、例えばＭＤＣＴ係数Ｒm,kが最小音響信号として特定されたときは、最小音響信号を表すそのＭＤＣＴ係数Ｒm,kが、１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k’として、且つ、１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｒm,k’として出力される。
【０１３３】
一方、相関値ＫB1［ｍ］が閾値ＫTHB1よりも大きい場合は、上記の置き換えを行わず、原信号に含まれる１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kをそのまま１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k’及びＲm,k’として出力する（或いは、乗算器５３＿１による上述の信号低減処理を行ってもよい）。
【０１３４】
上記の処理は、細分化されたｎ個の帯域の夫々に対して個別に行われる。変数ｊを用いて一般化する。信号低減部５３は、ｊ＝１、２、・・・、ｎの夫々に関し、相関値演算部５２＿ｊによって算出された相関値ＫBj［ｍ］を所定の閾値ＫTHBjと比較する。そして、相関値ＫBj［ｍ］が閾値ＫTHBjよりも小さい場合は、原信号に含まれるｋj-1≦ｋ≦ｋjの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kの内、信号レベルが小さい方の信号（即ち、絶対値が小さい方のＭＤＣＴ係数）を最小音響信号として且つ他方の信号（即ち、絶対値が大きい方のＭＤＣＴ係数）を非最小音響信号として特定し、非最小音響信号を最小音響信号にて置き換える。そして、その置き換え後のＭＤＣＴ係数を、ｋj-1≦ｋ≦ｋjの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k’及びＲm,k’として出力する。
【０１３５】
一方、相関値ＫBj［ｍ］が閾値ＫTHBjよりも大きい場合は、上記の置き換えを行わず、原信号に含まれるｋj-1≦ｋ≦ｋjの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kをそのままｋj-1≦ｋ≦ｋjの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k’及びＲm,k’として出力する（或いは、乗算器５３＿ｊによる上述の信号低減処理を行ってもよい）。
【０１３６】
上記の置き換えを行えば、風雑音の影響が比較的少ないチャンネルの雑音レベルを増大させることなく、風雑音の影響を比較的多く受けているチャンネルの雑音レベルを低減させることができる。また、細分化された帯域ごとに信号低減処理を行うことで、風雑音の影響のある帯域のみの雑音レベルを効率よく低減することができる。
【０１３７】
第３又は第４の変形信号低減処理を行って得られた１４≦ｋ≦６４の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k’及びＲm,k’は合成され、その合成によって得られた中帯域のＭＤＣＴ係数は、信号低減部５３の出力信号として復元信号生成部６１及び信号合成部５５に送られる。
【０１３８】
また、低帯域用の風雑音判定部として機能する相関値演算部５１の演算結果に基づいて閾値ＫTHBjを可変設定するようにしてもよい。具体的には例えば、相関値演算部５１にて求められた相関値ＫA［ｍ］が小さくなるに従って、上記の平均化又は置き換えが実行されやすくなるように閾値ＫTHBjを可変設定する。即ち、相関値ＫA［ｍ］が小さくなるに従って、相関値ＫBj［ｍ］と比較されるべき閾値ＫTHBjを大きくする。
【０１３９】
＜＜第３実施例＞＞
次に、第３実施例について説明する。第３実施例では、信号復元処理を時間軸上で実行し、その後、時間周波数変換を行ってから信号低減処理を周波数軸上で実行する。実現しやすい領域（時間領域又は周波数領域）でそれぞれの処理を行うことにより、より高精度で処理負荷の少ない風雑音低減部を形成できる。
【０１４０】
図９は、第３実施例に係る風雑音低減部６ｃの内部ブロック図である。風雑音低減部６ｃは、図２の風雑音低減部６として利用される。風雑音低減部６ｃは、低帯域用の風雑音判定部として機能する風雑音判定部１１と、信号復元部１２と、中帯域用の風雑音判定部として機能する風雑音判定部５２と、信号低減部５３と、ＨＰＦ８１と、信号合成部８２と、時間周波数変換部８３と、信号合成部８４と、を備える。
【０１４１】
風雑音低減部６ｃに対する入力信号（入力音響信号）は、図３の風雑音低減部６ａに対する入力信号と同じ信号Ｌ（ｔ）及びＲ（ｔ）である。この入力信号は風雑音低減部６ｃによって補正される。従って、風雑音低減部６ｃに対する入力信号を「原信号」と呼び、風雑音低減部６ｃの出力信号を「補正信号」と呼ぶことにする。
【０１４２】
第３実施例において、原信号は、ＢＰＦ２３、ＬＰＦ２１及び２６、並びに、ＨＰＦ８１の夫々に対して入力される。
【０１４３】
風雑音低減部６ｃにおける風雑音判定部１１及び信号復元部１２は、図３の風雑音低減部６ａにおけるそれらと同じものである。即ち、風雑音判定部１１にて算出された相関値に応じて、信号復元部１２にて原信号の低帯域信号と復元信号の低帯域信号が加重加算され、これによって信号復元部１２の出力信号（第１補正音響信号）が生成される。
【０１４４】
ＨＰＦ８１は、自身に対する入力信号の中帯域成分と高帯域成分のみを通過させる。
【０１４５】
信号合成部８２は、信号復元処理によって風雑音が低減された低帯域の音響信号を表す信号復元部１２の出力信号と、ＨＰＦ８１の出力信号とを加算し、この加算によって得られた信号を、時間周波数変換部８３に出力する。尚、信号復元部１２及びＨＰＦ８１における各信号遅延量が異なる場合は、信号合成部８２内または信号合成部８２の前段にて、それらの信号遅延量間の差を打ち消す遅延処理を行ってから、信号合成部８２の加算処理を行うようにする。これは、乗算器２７及び２８及び加算器２９を用いた加重加算処理においても同様である。
【０１４６】
信号合成部８２から出力される音響信号は、Ｌ信号及びＲ信号から成る時間軸上の音響信号である。信号合成部８２の出力信号を形成するＬ信号及びＲ信号の各値は、原信号を形成するＬ信号及びＲ信号のそれと異なるのであるが、信号合成部８２の出力信号を形成するＬ信号及びＲ信号も、説明の便宜上、Ｌ（ｔ）及びＲ（ｔ）で表すこととする。
【０１４７】
時間周波数変換部８３は、信号合成部８２の出力信号を時間周波数変換によって周波数軸上の信号に変換する。この時間周波数変換は、第２実施例で述べた時間周波数変換と同様である。即ち、時間周波数変換部８３は、時間周波数変換によって、信号合成部８２の出力信号を形成する、時間Δｔ毎に時間軸方向にサンプリングされたＬ信号Ｌ（ｔ）及びＲ信号Ｒ（ｔ）を、周波数Δｆ毎に周波数軸方向にサンプリングされたＬ信号Ｌ（ｆ）及びＲ信号Ｒ（ｆ）に変換して出力する。時間周波数変換部８３の前段にて低帯域に対する信号復元処理がなされているため、この変換によって得られたＬ信号Ｌ（ｆ）及びＲ信号Ｒ（ｆ）の低帯域成分の値は、図５の風雑音低減部６ｂに対する原信号（第２実施例におけるＬ（ｆ）及びＲ（ｆ））のそれと異なっているが、説明の便宜上、本実施例では、時間周波数変換部８３から出力されるＬ信号及びＲ信号をＬ（ｆ）及びＲ（ｆ）と表記する。
【０１４８】
そして、説明の具体化のため、時間周波数変換部８３における時間周波数変換として、第２実施例と同様、修正離散コサイン変換(ＭＤＣＴ)を用いる場合を想定する。そして、第２実施例で述べた、ＭＤＣＴに対する具体例を本実施例にも適用する（Ｎ、Ｍ、ｍ、ｋなどの値の具体例も適用する）。そうすると、時間周波数変換部８３の出力信号を形成する信号Ｌ（ｆ）及びＲ（ｆ）は、ＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kにて表現することができる。
【０１４９】
時間周波数変換部８３の出力信号を形成する信号Ｌ（ｆ）及びＲ（ｆ）の内、周波数帯域が中帯域に属する信号が風雑音判定部５２及び信号低減部５３に入力される。即ち、１４≦ｋ≦６４の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kが風雑音判定部５２及び信号低減部５３に入力される。
【０１５０】
風雑音低減部６ｃにおける風雑音判定部５２及び信号低減部５３は、図５の風雑音低減部６ｂにおけるそれらと同じものである。即ち、中帯域をｎ個に細分化し、細分化された帯域ごとに、風雑音判定部５２にて算出された相関値に応じた低減率にて時間周波数変換８３の出力信号の中帯域を低減させる。この低減後の信号である、乗算器５３＿１、５３＿２、・・・、５３＿ｎの各出力信号は合成され、その合成によって得られた中帯域のＭＤＣＴ係数は、信号低減部５３の出力信号（第２補正音響信号）として信号合成部８４に送られる。尚、乗算器５３＿１、５３＿２、・・・、５３＿ｎの各出力信号の合成は、信号合成部８４にて行われると考えても良い。
【０１５１】
時間周波数変換部８３の出力信号を形成する信号Ｌ（ｆ）及びＲ（ｆ）の内、周波数帯域が低帯域及び高帯域に属する信号は、そのまま、信号合成部８４に与えられる。信号合成部８４は、フレーム毎に、時間周波数変換部８３から直接与えられた低帯域及び高帯域に属する信号と、信号低減部５３の出力信号と、を合成し、この合成によって得られた信号を風雑音低減部６ｃの出力信号（即ち、補正信号）として出力する。第３実施例において、この補正信号は、複数のチャンネル信号から成る周波数軸上の音響信号である。
【０１５２】
図２の音声信号処理部４において、信号合成部８４から出力される補正信号は、ＡＡＣの符号化方式に従って量子化され、符号化音声信号としてのビットストリームに変換される。この符号化音声信号（ビットストリーム）は、図２の記録媒体５に記録される。
【０１５３】
上述の説明では、原則として、Ｌ信号とＲ信号に対する信号処理を個別に分けて記述していないが、上述したように、風雑音低減部６ｃ内の各部位は、複数のチャンネル信号の夫々に対して個別に必要な信号処理を行う。
【０１５４】
つまり、ＨＰＦ８１は、原信号を形成するＬ信号の中帯域及び高帯域成分と原信号を形成するＲ信号の中帯域及び高帯域成分のみを通過させる。信号合成部８２は、信号復元部１２の出力信号におけるＬ信号とＨＰＦ８１の出力信号におけるＬ信号とを加算する共に信号復元部１２の出力信号におけるＲ信号とＨＰＦ８１の出力信号におけるＲ信号とを加算する。時間周波数変換部８３は、与えられた時間軸上のＬ信号とＲ信号を個別に時間周波数変換する。信号合成部８４は、信号低減部５３の出力信号におけるＬ信号と時間周波数変換部８３の出力信号中の低帯域及び高帯域におけるＬ信号とを合成すると共に信号低減部５３の出力信号におけるＲ信号と時間周波数変換部８３の出力信号中の低帯域及び高帯域におけるＲ信号とを合成することによって、補正信号を生成する。尚、ＬＰＦ２１等に関しては、第１又は第２実施例にて述べた通りである。
【０１５５】
また、第１実施例でも述べたのと同様、風雑音低減部６ｃから、風雑音判定部１１を省略することも可能である。風雑音判定部１１を省略した場合、乗算器２７及び２８及び加算器２９は、ＬＰＦ２５及び２６の各出力信号値を一定の比率で加重加算することにより、信号復元部１２の出力信号（第１補正音響信号）を生成する。また、第２実施例でも述べたのと同様、風雑音低減部６ｃから、風雑音判定部５２を省略することも可能である。風雑音判定部５２を省略した場合、乗算器５３＿ｊは、時間周波数変換部８３の出力信号中の中帯域における信号のレベルを一定の低減率にて低減させ、低減後の信号を出力する。尚、風雑音判定部１１及び風雑音判定部５２が省略された場合、風雑音低減部６ｃに対する入力信号は１つのチャンネル信号から成るモノラル信号であってもよい。
【０１５６】
また、風雑音低減部６ｃに、低帯域用の風雑音判定部１１と中帯域用の風雑音判定部５２とを独立に設け、前者の判定結果を信号復元部１２の処理にのみ反映させ且つ後者の判定結果を信号低減部５３の処理にのみ反映させているが、第２実施例で述べたのと同様、各判定結果を相互利用するようにしてもよい。即ち例えば、或る着目フレームに関し、相関値演算部２２が算出した相関値と相関値演算部５２＿ｊが算出した相関値に基づいて、着目フレームにおける乗算器５３＿ｊでの低減率を決定する。より具体的には例えば、相関値演算部５２＿ｊが算出した相関値の減少に従って該低減率を増大させるだけでなく、相関値演算部２２が算出した相関値の減少に従っても該低減率を増大させるようにする。
【０１５７】
また、第２実施例にて上述した第３及び第４の変形信号低減処理は、第３実施例に対しても適用可能である。当然ではあるが、第３及び第４の変形信号低減処理を第３実施例に適用する場合、第３及び第４の変形信号低減処理の説明文で述べた「原信号及び信号合成部５５」は、夫々、「時間周波数変換部８３の出力信号及び信号合成部８４に読み替えられる。また、第３及び第４の変形信号低減処理を第３実施例に適用する場合、低帯域用の風雑音判定部１１の判定結果に応じて閾値ＫTHBjを可変設定するようにしてもよい。具体的には例えば、或る着目フレームに関し、相関値演算部２２にて求められた相関値が小さくなるに従って、上記の平均化又は置き換えが実行されやすくなるように閾値ＫTHBjを可変設定する。即ち、或る着目フレームに関し、相関値演算部２２にて求められた相関値が小さくなるに従って、相関値ＫBj［ｍ］と比較されるべき閾値ＫTHBjを大きくする。
【０１５８】
第１〜第３実施例によれば、風雑音低減用の処理に起因する低帯域信号の歪みを解消することができる。また、中帯域についても、信号低減処理によって風雑音の影響を抑制することができる。
【０１５９】
ここで、第１〜第３実施例の夫々の風雑音低減部の利点を考察する。
第１実施例に係る風雑音低減部６ａ（図３）では、信号復元処理と信号低減処理を並列に行うことができる。また、時間領域のみで信号処理を行うことができるため、時間周波数変換が不要となる。
第２実施例に係る風雑音低減部６ｂ（図５）では、周波数領域で信号処理を行うため、帯域別の処理を直感的に行うことができる。信号低減処理を施す中帯域を容易に細かく分けることが可能であり、風の影響のある帯域にのみ信号低減を行うといったことが可能となる。
第３実施例に係る風雑音低減部６ｃ（図９）は、ＡＡＣなどに従ったエンコーダ（符号化器）に組み込みやすく、実用性が高い。
【０１６０】
＜＜第４実施例＞＞
上述したように、第３実施例に係る風雑音低減部６ｃは、ＡＡＣなどに従ったエンコーダへの組み込みが容易である。例えば、時間周波数変換にＭＤＣＴを利用できたり、出力される周波数軸上の補正信号をエンコーダの量子化処理にそのまま利用できたりする。エンコーダへの組み込みに関する実施例として、第４実施例を説明する。
【０１６１】
図９の風雑音低減部６ｃと組み合わせて使用可能なＡＡＣエンコーダ１１０の内部ブロック図を、図１０に示す。ＡＡＣエンコーダ１１０は、図２の音声信号処理部４に内蔵される。ＡＡＣエンコーダ１１０内の各部位の動作は、ＡＡＣの規格に従うものであるため説明を割愛する。ＡＡＣエンコーダ１１０内に設けられたフィルタバンク１１１が、修正離散コサイン変換を行う部分であり、図９の時間周波数変換部８３に相当することになる。
【０１６２】
ＡＡＣエンコーダ１１０の前段に、図９の風雑音低減部６ｃにおける風雑音判定部１１、信号復元部１２、ＨＰＦ８１及び信号合成部８２を設け、信号合成部８２の出力信号をＡＡＣエンコーダ１１０の入力信号として与える。そして、時間周波数変換部８３の出力信号に対応するフィルタバンク１１１の出力信号の中帯域を信号低減部５３にて補正し、この補正を介した信号（即ち、図９の信号合成部８４から出力される補正信号）を、フィルタバンク１１１の出力信号を必要とする部位（ＴＮＳ（Temporal Noise Shaping）及びビットストリームマルチプレクサ）に供給するようにする。この補正を介してＡＡＣエンコーダ１１０から出力されるビットストリームが、図２の記録媒体５に記録される。
【０１６３】
尚、ＡＡＣエンコーダ１１０などのエンコーダに風雑音低減部（６ｂ又は６ｃ）を組み込む場合、帯域の分割の仕方を、組み込むエンコーダにおけるオーディオフォーマットに合わせておくと良い。これにより、処理を簡略化することができる。つまり例えば、第２又は第３実施例で述べたＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kの表現形式（ｋの取りうる値など）をエンコーダで用いるＭＤＣＴ係数のそれと合わせておくとよい。
【０１６４】
また、ＡＡＣエンコーダ１１０などのエンコーダに風雑音低減部（６ｂ又は６ｃ）を組み込む場合、隣接するフレーム間で時間軸上の音響信号がオーバーラップされることがある。つまり例えば、第２又は第３実施例で述べたＭＤＣＴの具体例の場合、図６に示す如く、隣接するフレーム間で１０２４サンプルの時間軸上の音響信号がオーバーラップされる。このような場合、低帯域用の風雑音判定と中帯域用の風雑音判定が同等となるように、風雑音低減部６ｃの風雑音判定部１１及び信号復元部１２にて、以下のように処理することが望ましい。
【０１６５】
即ち、風雑音判定部１１の相関値演算部２２は、各フレームに対し、上記式（１）に従って相関値を算出する。これは、第１実施例で導入した「単位区間」をＭＤＣＴに適応した「フレーム」として取り扱うことによって実現される。この場合、図４に示す状況と異なるが、隣接する単位区間同士は単位区間の半分だけ重なり合うことになる。そして例えば、時間軸上における１番目〜２０４８番目の音響信号に基づいて或るフレームに対する相関値が算出され、その後、時間軸上における１０２５番目〜３０７２番目の音響信号に基づいて次のフレームに対する相関値が算出されることになる。乗算器２７及び２８並びに加算器２９は、第ｍのフレームの前半（又は後半）１０２４サンプルについてのＬＰＦ２５及び２６の出力信号値を、相関値演算部２２が第ｍのフレームについて算出した相関値に応じて上記式（２）に従って加重加算し、これによって信号復元部１２の出力信号を形成するようにする。
【０１６６】
＜＜第５実施例＞＞
上述の各実施例では、各マイクロホンの出力信号に対してリアルタイムに風雑音低減用の補正処理（信号復元処理及び信号低減処理）を施し、これによって得られた補正信号を図２の記録媒体５に保存するようにしているが、補正処理を実行するタイミングは任意である。
【０１６７】
例えば、マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２の出力信号に基づく補正前の時間軸上の原信号又は補正前の周波数軸上の原信号を、一旦、記録媒体５に生データとして記録しておく。勿論、この記録の際に、適宜、圧縮処理等の信号処理を行っても構わない。そして、音声再生時などにおいて、その生データから補正前の時間軸上の原信号又は補正前の周波数軸上の原信号を再現し、その再現された原信号を風雑音低減部（６ａ、６ｂ又は６ｃ）に与えることによって補正信号を得るようにしてもよい。そして、音声再生時には、この補正信号を再生出力すれば良い。
【０１６８】
上述の説明から明らかなように、上記の生データから音響信号を再生する音響信号再生装置に風雑音低減部（６ａ、６ｂ又は６ｃ）を含む音声信号処理部を搭載することも可能であり、その場合も、風雑音低減部は有効に機能する。つまり、本発明は、音響信号再生装置にも適用可能である。集音時には生データを記録しておき、風雑音低減用の補正処理を音響信号再生装置側に担わせるようにしておけば、該補正処理の実施／不実施を再生時に自由に切り替えることも可能である。
【０１６９】
また、音声信号処理部４が設けられる装置として撮像装置１を例示したが、同様の音声信号処理部を、他の録音装置又は録音機能を備えた装置に設けることが可能である。他の録音装置又は録音機能を備えた装置には、例えば、ＩＣレコーダ等の携帯型録音装置や、録音機能を備えた携帯電話機が含まれる。これらの装置には、図２に示されるマイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２、音声信号処理部４及び記録媒体５が設けられることになる。
【０１７０】
＜＜変形等＞＞
上述した説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。上述の実施形態の変形例または注釈事項として、以下に、注釈１〜注釈４を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。
【０１７１】
［注釈１］
上述の説明では、説明の具体化のため、時間周波数変換として修正離散コサイン変換（ＭＤＣＴ）を用いる場合を例示したが、勿論、これは例示であり、その他の任意の時間周波数変換を利用することが可能である。
【０１７２】
［注釈２］
説明の簡略化上、マイクロホンの個数を２に限定し、２つのチャンネル信号から形成される音響信号を補正する手法を上述したが、本発明において、マイクロホンの個数は２に限定されない。つまり、上述の各実施例に記載した技術を、３以上のマイクロホンの出力信号に基づく３以上のチャンネル信号から成るマルチチャンネル信号に対して適用することもできる。各実施例でチャンネル信号ごとに信号復元処理及び信号低減処理を行っていたのと同様、各実施例に記載した技術をマルチチャンネル信号に対して適用する場合も、基本的には、チャンネル信号ごとに信号復元処理及び信号低減処理を行えばよい。
【０１７３】
また、各実施例に記載した技術を、第１、第２、・・・第ｑのチャンネル信号から成るマルチチャンネル信号に対して適用する場合、風雑音判定は、以下のように行えばよい（ｑは３以上の整数）。
例えば、第１〜第ｑのチャンネル信号の中から２つのチャンネル信号を選定しておき、その選定された２つのチャンネル信号を上記のＬ信号及びＲ信号と取り扱って、各実施例で述べたのと同様に、相関値演算を介して風雑音の影響度合いを判定を行う。
或いは例えば、第１〜第ｑのチャンネル信号の内の２つのチャンネル信号の各組み合わせに対して、組み合わせ毎に２つのチャンネル信号間の相互相関を表す相関値を求め、組み合わせ毎に求められた相関値の最大値、平均値、最小値などに基づいて風雑音の影響度合いを判定する。
或いは例えば、第１〜第ｑのチャンネル信号の内の３以上のチャンネル信号間の相互相関を表す相関値を求め、この相関値に基づいて風雑音の影響度合いを判定する。
【０１７４】
また、上述の第１〜第４の変形信号処理をマルチチャンネル信号に対して適用することもできる。
【０１７５】
第１実施例に着目した場合、マルチチャンネル信号を形成する第１〜第ｑのチャンネル信号はＢＰＦ３０に与えられる。そして、マルチチャンネル信号に第１の変形信号処理を適用する場合は、相関値演算を介して風雑音の影響度合いを判定し、その影響度合いが比較的大きいと判断したならば、ＢＰＦ３０を通過した第１〜第ｑのチャンネル信号を平均化し、この平均化後の各チャンネル信号にて信号低減部１３の出力信号を形成すればよい。
【０１７６】
マルチチャンネル信号に第２の変形信号処理を適用する場合は、相関値演算を介して風雑音の影響度合いを判定し、その影響度合いが比較的大きいと判断したならば、ＢＰＦ３０を通過した第１〜第ｑのチャンネル信号の信号レベルを互いに対比する。そして、ＢＰＦ３０を通過した第１〜第ｑのチャンネル信号の内、信号レベルが最も小さいチャンネル信号を最小音響信号として且つそれ以外の各チャンネル信号を非最小音響信号として特定し、全ての非最小音響信号を最小音響信号にて置き換えて、置き換え後の各チャンネル信号にて信号低減部１３の出力信号を形成すればよい。
【０１７７】
マルチチャンネル信号に第３の変形信号処理を適用する場合は、中帯域をｎ個に細分化し、ｎ個に細分化された帯域ごとに相関値演算を介して風雑音の影響度合いを判定する。そして、ｎ個に細分化された帯域ごとに影響度合いの大小を判別し、その影響度合いが比較的大きいと判断した帯域に対して、周波数軸上の第１〜第ｑのチャンネル信号（即ち、ＭＤＣＴ係数）を平均化し、この平均化後の各チャンネル信号にて信号低減部５３の出力信号を形成すればよい。
【０１７８】
マルチチャンネル信号に第４の変形信号処理を適用する場合も、中帯域をｎ個に細分化し、ｎ個に細分化された帯域ごとに相関値演算を介して風雑音の影響度合いを判定する。そして、ｎ個に細分化された帯域ごとに影響度合いの大小を判別し、その影響度合いが比較的大きいと判断した帯域に対して、周波数軸上の第１〜第ｑのチャンネル信号（即ち、ＭＤＣＴ係数）間の大小関係を評価し、信号レベルが最も小さいチャンネル信号を最小音響信号として且つそれ以外の各チャンネル信号を非最小音響信号として特定する。その後、全ての非最小音響信号を最小音響信号にて置き換えて、置き換え後の各チャンネル信号にて信号低減部５３の出力信号を形成すればよい。
【０１７９】
［注釈３］
図３、図５又は図９に示される風雑音低減部６ａ、６ｂ又は６ｃは、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実現可能である。ソフトウェアを用いて風雑音低減部（６ａ、６ｂ又は６ｃ）を構成する場合、ソフトウェアにて実現される部位についてのブロック図は、その部位の機能ブロック図を表すことになる。
【０１８０】
また、風雑音低減部（６ａ、６ｂ又は６ｃ）にて実現される機能の全部または一部を、プログラムとして記述し、該プログラムをプログラム実行装置（例えばコンピュータ）上で実行することによって、その機能の全部または一部を実現するようにしてもよい。
【０１８１】
［注釈４］
例えば、以下のように考えることができる。
本発明に係る風雑音低減装置は、入力音響信号に含まれる低帯域の音響信号とは異なる、低帯域の音響信号を信号復元処理によって生成する信号生成手段を備えており、風雑音低減装置６ａ又は６ｃでは、符号２３〜２５にて参照される各部位によって信号生成手段が形成され、風雑音低減装置６ｂでは、復元信号生成部６１が信号生成手段として機能する（図３、図５及び図９参照）。
低帯域の補正音響信号を生成する第１補正手段の機能は、風雑音低減装置６ａ又は６ｃでは信号復元部１２が担い、雑音低減装置６ｂでは信号復元部５４が担う。
中帯域の補正音響信号を生成する第２補正手段の機能は、風雑音低減装置６ａでは信号低減部１３が担い、雑音低減装置６ｂ又は６ｃでは信号低減部５３が担う。この第２補正手段に、風雑音判定部１１（図３）又は風雑音判定部５２（図５、図９）が含まれていると考えることも含まれていないと考えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１８２】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の外観斜視図である。
【図２】図１の撮像装置の電気的構成を表す概略ブロック図である。
【図３】本発明の第１実施例に係る、図２の風雑音低減部の内部ブロック図である。
【図４】本発明の第１実施例に係る、信号処理の単位区間を表す図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る、図２の風雑音低減部の内部ブロック図である。
【図６】本発明の第２実施例に係り、符号化の処理単位である各フレームの関係を示す図である。
【図７】図５の復元信号生成部による信号の復元手法を説明するための周波数スペクトル図である。
【図８】図５の復元信号生成部による信号の復元手法を説明するための図である。
【図９】本発明の第３実施例に係る、図２の風雑音低減部の内部ブロック図である。
【図１０】図９の風雑音低減部と組み合わせて使用可能なＡＡＣエンコーダの内部ブロック図である。
【図１１】従来の風雑音低減装置の内部ブロック図である。
【図１２】本発明の第１実施例に係り、第１の変形信号低減処理を説明するための概念図である。
【図１３】本発明の第１実施例に係り、第２の変形信号低減処理を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【０１８３】
ＭＩＣ１、ＭＩＣ２ マイクロホン
１ 撮像装置
４ 音声信号処理部
５ 記録媒体
６、６ａ、６ｂ、６ｃ 風雑音低減部
１１、５２ 風雑音判定部
５１ 相関値演算部（風雑音判定部）
１２、５４ 信号復元部
１３、５３ 信号低減部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力音響信号に含まれる風雑音を低減するための風雑音低減装置及び風雑音低減方法に関し、また、その風雑音低減装置を利用した録音装置及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロホンを備えた録音装置において、マイクロホンに風が当たると音響信号に風雑音が混入する。この風雑音は、マイクロホンの振動板に風圧が加わることによって発生し、本来の音響信号にとっての雑音となるため除去されることが望ましい。
【０００３】
風雑音が存在する周波数帯域は比較的低く、通常、風雑音は３００Ｈｚ以下程度の帯域に集中して存在する。このような特性を利用し、従来の風雑音低減装置では、低帯域信号を中心に風雑音の低減を図っていた。一般的には、図１１に示す如く、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）とローパスフィルタ（ＬＰＦ）を用いて入力音響信号を低帯域成分とそれ以上の帯域成分とに分離し、低帯域の信号を低減させてから（又はカットしてから）両者を再度足し合わせるという手法がとられる。
【０００４】
また、風雑音の有無を判定する部位を備えた風雑音低減装置も提案されている。風雑音の有無の判定は、一般的に「風雑音が左右のチャンネル信号間で相互相関がない」という特徴を利用する。具体的には、入力音響信号を形成する左右のチャンネル信号間で相互相関を求め、相互相関を表す相関値が或る閾値以下である場合に、入力音響信号に風雑音が含まれていると判断する。また、単に風雑音の有無を判断するだけでなく、求められた相関値は風雑音の強さを表す指標としても利用される。例えば、相関値に応じて低帯域信号の低減度合いを変動させる手法も提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−６９４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
低帯域は、風雑音の周波数帯域を含み、風雑音の影響を多く受けるが、低帯域には音の重要な要素が含まれている。特に、人間の声に関しては、その声のピッチ（ピッチ周波数）が男性で９０〜１６０Ｈｚ、女性で２３０〜３７０Ｈｚ程度であり、音質を決定する上で非常に重要な要素が低帯域に含まれている。ピッチとは、声帯振動による信号の基本周波数のことである。このような重要要素を含む帯域の成分を、単純に低減したりカットしたりすると風雑音とは異なる信号成分の要素まで低減又はカットされてしまい、歪んだ音になってしまう。人間の声の場合では、その声が小さくなったり声色が変化してしまったりする。
【０００７】
また、低帯域だけに風雑音低減対策を施し、それ以外の帯域に対して風雑音低減対策を何ら施さなければ、比較的高い周波数の風雑音（コロコロといった音）が残存し、ユーザは違和感を覚える。
【０００８】
そこで本発明は、歪みの発生が少なく風雑音低減効果の高い風雑音低減装置及び風雑音低減方法を提供することを目的とする。また、その風雑音低減装置を利用した録音装置及び撮像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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明に係る風雑音低減装置は、入力音響信号から風雑音が低減された補正音響信号を生成する風雑音低減装置において、風雑音の帯域を含む所定帯域を第１帯域とし且つ前記第１帯域よりも周波数が高い所定帯域を第２帯域とした場合、当該風雑音低減装置は、前記入力音響信号に含まれる、第１帯域よりも周波数が高い帯域の音響信号に基づいて、前記入力音響信号に含まれる第１帯域の音響信号と異なる、前記第１帯域の音響信号を生成する信号生成手段を有し、前記信号生成手段が生成した前記音響信号に基づいて第１補正音響信号を生成する第１補正手段と、前記入力音響信号の第２帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより、前記風雑音が低減された第２帯域の音響信号である第２補正音響信号を生成する第２補正手段と、前記第１及び第２補正音響信号に基づいて前記補正音響信号を出力する補正音響信号出力手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
重要な音の要素を含む比較的低周波側の第１帯域に対しては音響信号の生成処理（例えば、信号復元処理）を実行し、音の歪みの発生を抑制しつつ風雑音の低減を図る。一方、第１帯域よりも高周波側の、信号低減によって歪みを生じにくい第２帯域に対しては、信号低減処理によって風雑音の低減を図る。これにより、歪みの発生を抑えつつ、高い風雑音低減効果が得られる。
【００１１】
具体的には例えば、前記第１補正手段は、前記入力音響信号に含まれる第１帯域の前記音響信号と前記信号生成手段が生成した前記音響信号に基づいて、前記第１補正音響信号を生成する。
【００１２】
更に具体的には例えば、前記入力音響信号は、複数のチャンネル信号から成り、当該風雑音低減装置は、更に、前記風雑音の帯域を含む各チャンネル信号の所定帯域成分の、互いに異なるチャンネル信号間における相互相関に基づいて、前記入力音響信号に対する前記風雑音の影響度合いを判定する風雑音判定手段を備え、前記第１補正手段は、前記風雑音判定手段の判定結果に応じて、前記第１補正音響信号を生成する。
【００１３】
また例えば、前記入力音響信号は、複数のチャンネル信号から成り、当該風雑音低減装置は、更に、前記風雑音の帯域を含む各チャンネル信号の所定帯域成分の、互いに異なるチャンネル信号間における相互相関に基づいて、前記入力音響信号に対する前記風雑音の影響度合いを判定する風雑音判定手段を備え、前記第２補正手段は、前記風雑音判定手段の判定結果に応じて、前記第２補正音響信号を生成する。
【００１４】
或いは例えば、前記入力音響信号は周波数軸上の信号として当該風雑音低減装置に与えられ、且つ、前記入力音響信号は複数のチャンネル信号から成り、前記第２補正手段は、前記入力音響信号の第２帯域を複数の要素帯域に分割し、各要素帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより周波数軸上の前記第２補正音響信号を生成し、前記複数の要素帯域の夫々に対して、互いに異なるチャンネル信号間における前記要素帯域の音響信号の相互相関を求め、各相互相関に基づいて前記要素帯域ごとに前記信号レベルの低減度合いを決定する。
【００１５】
これにより、無駄に歪みを発生させることなく第２帯域に対する風雑音低減効果が得られる。
【００１６】
また例えば、前記入力音響信号は時間軸上の信号として当該風雑音低減装置に与えられ、且つ、前記入力音響信号は複数のチャンネル信号から成り、前記第１補正手段によって生成される前記第１補正音響信号は、時間軸上の信号であり、当該音声信号補正装置は、更に、前記入力音響信号から前記第１帯域を含まず且つ前記第２帯域を含む所定帯域の成分を抽出する抽出手段と、前記第１補正音響信号と前記抽出手段の抽出信号との合成信号の信号形式を時間軸上から周波数軸上に変換する時間周波数変換手段と、を備え、前記第２補正手段は、周波数軸上の前記合成信号における第２帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより、周波数軸上の前記第２補正音響信号を生成し、前記補正音響信号出力手段は、前記第２補正手段から得られる周波数軸上の前記第２補正音響信号と、前記時間周波数変換手段から得られる周波数軸上の前記第１補正音響信号を含む音響信号と、に基づいて周波数軸上の前記補正音響信号を出力する。
【００１７】
このように構成すれば、風雑音低減装置のエンコーダへの組み込みが容易となる。
【００１８】
そして例えば、前記第２補正手段は、周波数軸上の前記合成信号の第２帯域を複数の要素帯域に分割し、各要素帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより周波数軸上の前記第２補正音響信号を生成し、前記複数の要素帯域の夫々に対して、互いに異なるチャンネル信号間における前記要素帯域の音響信号の相互相関を求め、各相互相関に基づいて前記要素帯域ごとに前記信号レベルの低減度合いを決定する。
【００１９】
また例えば、前記入力音響信号は、複数のチャンネル信号から成り、前記第２補正手段は、前記第２帯域の全部又は一部の帯域に着目し、前記入力音響信号に含まれる前記複数のチャンネル信号分の着目帯域の音響信号を平均化することにより、前記風雑音の影響を比較的多く受けているチャンネルにおける前記着目帯域の音響信号の信号レベルを低減させ、この平均化によって得られた信号から前記第２補正音響信号を生成する。
【００２０】
また例えば、前記入力音響信号は、複数のチャンネル信号から成り、前記第２補正手段は、前記第２帯域の全部又は一部の帯域に着目し、前記入力音響信号に含まれる前記複数のチャンネル信号分の着目帯域の音響信号の内、最小の信号レベルを有する音響信号を最小音響信号として且つそれ以外の音響信号を非最小音響信号として特定し、前記非最小音響信号を前記最小音響信号にて置き換えることにより、前記風雑音の影響を比較的多く受けているチャンネルにおける前記着目帯域の音響信号の信号レベルを低減させ、この置き換えによって得られた信号から前記第２補正音響信号を生成する。
【００２１】
また、上記目的を達成するために本発明に係る録音装置は、前記風雑音低減装置と、前記風雑音低減装置に対する前記入力音響信号を生成するためのマイクロホンと、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、上記目的を達成するために本発明に係る撮像装置は、前記風雑音低減装置と、前記風雑音低減装置に対する前記入力音響信号を生成するためのマイクロホンと、画像を取得するための撮像手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
また、上記目的を達成するために本発明に係る風雑音低減方法は、入力音響信号から風雑音が低減された補正音響信号を生成する風雑音低減方法において、風雑音の帯域を含む所定帯域を第１帯域とし且つ前記第１帯域よりも周波数が高い所定帯域を第２帯域とした場合、当該風雑音低減方法は、前記入力音響信号に含まれる、第１帯域よりも周波数が高い帯域の音響信号に基づいて、前記入力音響信号に含まれる第１帯域の音響信号と異なる、前記第１帯域の音響信号を生成する信号生成ステップと、前記信号生成ステップにて生成された前記音響信号に基づいて第１補正音響信号を生成する第１補正ステップと、前記入力音響信号の第２帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより、前記風雑音が低減された第２帯域の音響信号である第２補正音響信号を生成する第２補正ステップと、を備え、前記第１及び第２補正音響信号に基づいて前記補正音響信号を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、歪みの発生が少なく風雑音低減効果の高い風雑音低減装置及び風雑音低減方法並びに録音装置及び撮像装置を提供することができる。
【００２５】
本発明の意義ないし効果は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。後に第１〜第５実施例を説明するが、まず、各実施例に共通する事項又は各実施例にて参照される事項について説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置１の外観斜視図である。撮像装置１は、音声録音をも可能なデジタルビデオカメラである。撮像装置１の筐体の左側にはマイクロホンＭＩＣ１が備え付けられ、撮像装置１の筐体の右側にはマイクロホンＭＩＣ２が備え付けられている。マイクロホンＭＩＣ１が撮像装置１の左方向から到来する音を収音し、マイクロホンＭＩＣ２が撮像装置１の右方向から到来する音を収音することにより、マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２はスレテオマイクを形成する。尚、図１に示す配置位置とは異なるが、マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２は、例えば、表示ディスプレイが嵌め込まれた板状筐体の裏面（表示ディスプレイの反対側の面）に互いに近接して設置されうる。
【００２８】
図２に、撮像装置１の電気的構成を表す概略ブロック図を示す。撮像装置１は、マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２の他、撮像部２、映像信号処理部３、音声信号処理部４及び記録媒体５を備える。図示を省略しているが、撮像装置１には、シャッタボタン及び録画ボタンを含む操作部、表示ディスプレイ、スピーカ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などが備えられている。
【００２９】
撮像部２は、光学系と、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの撮像素子とを含み、光学系を介して入射する光学像を電気信号に変換することによって該電気信号にて表される画像を取得する。映像信号処理部３は、その電気信号に基づき、撮像部２の取得画像を表す映像信号を生成する。撮像装置１に備えられた操作部（不図示）に対する操作に従って、該映像信号は、メモリカードや光ディスクなどの記録媒体５に記録される。
【００３０】
マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２は、夫々、自身が収音した音をアナログの電気信号に変換して出力する。マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２の各出力信号は、音声信号処理部４内に設けられたＡ／Ｄ変換器（不図示）によってデジタル信号に変換され、音声信号処理部４は、このデジタル信号に所望の処理を施す。この処理を介して得た信号は、撮像装置１に備えられた操作部（不図示）に対する操作に従って記録媒体５に記録される。
【００３１】
マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２は、夫々、振動体としての振動板（不図示）を有している。各振動板は、音波による空気振動によって振動する一方で振動板に作用した風圧によっても振動する。故に、振動板に音波と風圧が作用している時、振動板は音波と風圧に応じて振動する。マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２の夫々は、各振動板の振動を電気信号に変換して出力する。マイクロホンの出力信号の内、風圧に由来する雑音（雑音成分）を風雑音という。風雑音は、音波として振動板に到来する雑音ではない。
【００３２】
音声信号処理部４は、風雑音低減部６を備える。風雑音低減部６は、各マイクロホンの出力信号に基づく風雑音低減部６の入力信号から風雑音を低減し、風雑音が低減された音響信号を出力信号として出力する。
【００３３】
風雑音が存在する周波数帯域は比較的低く、通常、風雑音は３００Ｈｚ以下程度の帯域に集中して存在する。従って、風雑音低減部６は、３００Ｈｚを境界として取り扱い、３００Ｈｚ（ヘルツ）より小さい周波数帯域を「低帯域」として取り扱って、低帯域に対して風雑音を低減するための処理を施す。但し、強度は比較的小さいものの、３００Ｈｚ以上であって且つ低帯域に近い周波数帯域にも風雑音は存在する。そこで、風雑音低減部６は、３００Ｈｚ以上の周波数帯域を、更に、中帯域及び高帯域に分割して取り扱い、中帯域に対しても風雑音を低減するための処理を施す。具体的な数値例として、３００Ｈｚ以上であって且つ１．５ｋＨｚ（キロヘルツ）よりも小さい周波数帯域を「中帯域」として取り扱い、１．５ｋＨｚ以上の周波数帯域を「高帯域」として取り扱うこととする。
【００３４】
低帯域は、風雑音の周波数帯域を含み、風雑音の影響を多く受けるが、低帯域には音の重要な要素が含まれている。特に、人間の声に関しては、その声のピッチ（ピッチ周波数）が男性で９０〜１６０Ｈｚ、女性で２３０〜３７０Ｈｚ程度であり、音質を決定する上で非常に重要な要素が低帯域に含まれている。ピッチとは、声帯振動による信号の基本周波数のことである。このような重要要素を含む帯域の成分を、単純に低減したりカットしたりすると風雑音とは異なる信号成分の要素まで低減又はカットされてしまい、歪んだ音になってしまう。人間の声の場合では、その声が小さくなったり声色が変化してしまったりする。
【００３５】
そこで、風雑音低減部６では、風雑音を低減するための処理を２段に分割し、各処理を異なる帯域に対して適用する。２段の処理の内、一方の処理は、風雑音を含まない信号を復元する信号復元処理であり、他方の処理は、信号レベルを低減することによって風雑音を低減する信号低減処理である。
【００３６】
信号復元処理は、低帯域の信号に適用する。低帯域には強い風雑音とともに音の重要な要素が含まれているため、信号レベルを低減させるのではなく、風雑音を含まない信号を復元することで雑音除去を図る。信号復元処理を行えば、信号レベルを低減させる必要がなくなるため、音の歪みが生じにくくなる。
【００３７】
信号低減処理は、中帯域の信号に適用する。中帯域に対する風雑音の影響は小さいが、低帯域にのみ風雑音を低減するための処理を施して中帯域に対して風雑音低減対策を何ら施さなければ、比較的高い周波数の風雑音（コロコロといった音）が残存し、ユーザは違和感を覚える。但し、風雑音の影響が小さいが故に信号低減による音の歪みは少ないと想定され、音の要素に着目しても中帯域はピッチの高調波が存在する帯域であるので信号低減を行っても低帯域ほど歪みの影響を受けない。従って、上述の如く、中帯域の信号には信号低減処理を適用するようにする。
【００３８】
尚、中帯域に対しても信号復元処理を適用することが考えられるが、風雑音を含まない中帯域の信号を復元するためには、高帯域の信号中の高調波成分が必要となる。このような高調波成分は微弱であるため、良好な復元は困難である。故に、中帯域の信号には信号低減処理が適している。
【００３９】
信号復元処理と信号低減処理を、どちらを先に行っても構わないし、夫々を並列に実行させてもよい。また、信号復元処理と信号低減処理の夫々は、時間軸上でも周波数軸上でも行うことができる。
【００４０】
また、風雑音の有無や強さを判定する風雑音判定部を設けるようにしても良い。風雑音判定部は、例えば、左右チャンネル間の相互相関を求めることにより風雑音の有無や強さを判定し、判定結果は、信号復元処理及び／又は信号低減処理に利用される。１つの風雑音判定部を、信号復元処理と信号低減処理で共有してもよいし、２つの風雑音判定部を設け、信号復元処理と信号低減処理の夫々に対して独立に風雑音判定部を割り当てるようにしてもよい。信号復元処理と信号低減処理の夫々に対して独立に風雑音判定部を割り当てる場合、各判定結果を相互利用することも可能である（詳細な具体例は後述）。
【００４１】
尚、相互相関とは、対比されるべき信号間における相互の相関性を意味する。後述の各実施例では、所定の演算を介して求めた相関値を相互相関を表す指標として取り扱っているが、相互相関の評価方法はこれに限定されない。
【００４２】
以下に、風雑音低減部６に関与する具体的な実施例として、第１〜第５実施例を説明する。
【００４３】
＜＜第１実施例＞＞
まず、第１実施例について説明する。第１実施例では、信号復元処理と信号低減処理を共に時間軸上で実行する。
【００４４】
図３は、第１実施例に係る風雑音低減部６ａの内部ブロック図である。風雑音低減部６ａは、図２の風雑音低減部６として利用される。風雑音低減部６ａは、符号１１〜１５にて参照される各部位を備える。
【００４５】
風雑音低減部６ａに対する入力信号（入力音響信号）は、複数のチャンネル信号から成る時間軸上の音響信号（換言すれば、時間領域で表現された音響信号）である。具体的には、図２の音声信号処理部４が、マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２からのアナログの出力信号を所定のサンプリング周波数にてデジタル信号に変換する。今、マイクロホンＭＩＣ１の出力信号に対応するデジタル信号を時系列で並べたチャンネル信号をＬ（ｔ）にて表し、マイクロホンＭＩＣ２の出力信号に対応するデジタル信号を時系列で並べたチャンネル信号をＲ（ｔ）にて表す。そして、マイクロホンＭＩＣ１の出力信号に対応するチャンネル信号をＬ信号と呼び、マイクロホンＭＩＣ２の出力信号に対応するチャンネル信号をＲ信号と呼ぶ。そうすると、図３の風雑音低減部６ａに対する入力信号は、Ｌ信号Ｌ（ｔ）及びＲ信号Ｒ（ｔ）から成る。この入力信号は風雑音低減部６ａによって補正される。従って、風雑音低減部６ａに対する入力信号を「原信号」と呼び、風雑音低減部６ａの出力信号を「補正信号」と呼ぶことにする。尚、以下、Ｌ信号Ｌ（ｔ）及びＲ信号Ｒ（ｔ）を、夫々、信号Ｌ（ｔ）及びＲ（ｔ）と略記することもある。
【００４６】
信号Ｌ（ｔ）及びＲ（ｔ）は、ゼロを中心とした正負の値をとり、マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２の振動板が振動しないとき、Ｌ（ｔ）及びＲ（ｔ）の値はゼロとなり（但し、オフセットやノイズ成分を無視）、それらの振動が大きくなるに従ってＬ（ｔ）及びＲ（ｔ）の振幅は大きくなる。
【００４７】
第１実施例において、原信号は、バンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦという）２３及び３０、ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）２１及び２６、並びに、ハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦという）１４の夫々に対して入力される。
【００４８】
風雑音判定部１１は、符号２１及び２２にて参照される各部位を備える。ＬＰＦ２１は、自身に対する入力信号の所定帯域成分を抽出して出力する。ＬＰＦ２１が抽出する帯域は、風雑音の周波数帯域を含み、典型的には上記の「低帯域」と同じとされる。但し、ＬＰＦ２１が抽出する帯域が、上記の「低帯域」と完全に合致する必要はなく、例えば２００Ｈｚより小さい周波数帯域をＬＰＦ２１が抽出する帯域としてもよい。
【００４９】
ところで、風雑音低減部６ａ内の各部位は、複数のチャンネル信号の夫々に対して個別に必要な信号処理を行う。即ち例えば、ＬＰＦ２１は、Ｌ信号Ｌ（ｔ）の所定帯域成分とＲ信号Ｒ（ｔ）の所定帯域成分を抽出して出力する。これは、後述の風雑音低減部６ｂ及び６ｃについても同様に当てはまる。但し、当然ではあるが、相互相関演算によって相関値を算出する部位（本実施例において、相関値演算部２２）に対して、これは当てはまらない。
【００５０】
相関値演算部２２は、ＬＰＦ２１から出力されたチャンネル信号間の相互相関を表す相関値、即ち、ＬＰＦ２１によって抽出された帯域成分におけるチャンネル信号間の相関値を求める。具体的には、原信号及び原信号に基づく時間軸上の音響信号を所定間隔の単位区間で区切って考える。図４に示す如く、第１、第２、第３の単位区間、・・・、の順番で時間が進行するものとし、各単位区間には、離散化されたＮ個の信号（Ｎサンプルの信号）が含まれているとする。従って、１つの単位区間には、Ｎ個のＬ信号Ｌ（ｔ）とＮ個のＲ信号Ｒ（ｔ）が含まれる。
【００５１】
相関値演算部２２は、ＬＰＦ２１から出力される信号Ｌ（ｔ）及びＲ（ｔ）に基づき、各単位区間に対して、下記式（１）に従って相関値Ｋ［ｐ］を算出する。ここで、ｐは、単位区間の番号を表す。式（１）におけるＬi及びＲiは、夫々、着目した単位区間内における、ｉ番目のＬ信号Ｌ（ｔ）の値及びｉ番目のＲ信号Ｒ（ｔ）の値を示す。勿論、相関値演算部２２に対する信号Ｌ（ｔ）及びＲ（ｔ）は、ＬＰＦ２１を介して与えられるので、式（１）におけるＬi及びＲiは、ＬＰＦ２１の出力値にて規定される。
【００５２】
【数１】
【００５３】
風雑音は、左右のチャンネル信号間で相互相関がない。故に、原信号に含まれる風雑音が比較的多ければ相関値は比較的小さくなり、原信号に含まれる風雑音が比較的少なければ相関値は比較的大きくなる。従って、相関値Ｋ［ｐ］は、第ｐの単位区間における風雑音の強さに応じた値をとることになる。これを利用し、風雑音判定部１１は、相関値演算部２２が算出した相関値に基づいて各単位区間に対する風雑音の影響度合いを判定する。この判定結果は、信号復元部１２及び信号低減部１３での処理に利用される。
【００５４】
信号復元部１２は、符号２３〜２９にて参照される各部位を備える。信号復元部１２では、音声や楽器音の調波性を利用し、原信号の中帯域信号から低帯域に対する復元信号を生成する。
【００５５】
調波性とは、周波数スペクトルが倍音構造で成り立っているという性質であり、音声や楽器音の多くはこの性質を有している。つまり、或る音の周波数スペクトルにおいて、最も低域側の成分の周波数をｆ０とすると、その音の周波数スペクトルは、ｆ０と、その倍音成分であるｆ０×２、ｆ０×３、ｆ０×４、・・・の周波数成分から形成される。この場合、ｆ０の周波数成分は基本波成分と呼ばれ、ｆ０×２、ｆ０×３、ｆ０×４、・・・の周波数成分は、夫々、２次、３次、４次、・・・の高調波成分と呼ばれる。
【００５６】
調波性のある信号では、高次の高調波成分から基本波成分又は低次の高調波成分を復元できることが知られており、この復元に二乗処理、全波整流、半波整流などの非線形処理を利用できることが知られている（例えば、特開平８−１３０４９４号公報、特開平８−２７８８００号公報、特開平９−５５７７８号公報）。
【００５７】
図３の信号復元部１２でも、公知の任意の手法を用いて復元信号を生成することができる。具体的な例として、信号復元部１２では、符号２３〜２５にて参照される各部位によって復元信号が生成される。各部位の説明を行う。
【００５８】
ＢＰＦ２３は、自身に対する入力信号の所定帯域成分を抽出して出力する。低帯域の信号を復元するべく、ＢＰＦ２３が抽出する帯域は、上記の「中帯域」と同じとされる。但し、ＢＰＦ２３が抽出する帯域が、上記の「中帯域」と完全に合致する必要はない。
【００５９】
非線形処理部２４は、ＢＰＦ２３を通過した信号（ＢＰＦ２３によって抽出された信号）に対して非線形処理を施す。この非線形処理は、二乗処理、全波整流（絶対値処理）又は半波整流などである。二乗処理を用いる場合、非線形処理部２４は、ＢＰＦ２３を通過した信号を二乗して出力する。人の声がマイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２に収音された場合、ＢＰＦ２３を通過した信号には音声のピッチ信号の高調波成分が含まれるが、この通過した信号を二乗することにより各高調波成分の周波数の差及び和に相当する周波数の信号が生成される。つまり、二乗処理によって、ＢＰＦ２３の通過帯域の低周波側及び高周波側にも調波成分（基本波成分又は高調波成分）が生成される。尚、二乗処理を用いる場合、生成される調波成分の振幅は、本来求めたい調波成分のそれを二乗したものになっている。このため、二乗処理を用いる場合、非線形処理部２４は、ＢＰＦ２３を通過した信号を二乗することによって得られる二乗信号に対して正規化等を行い、それによって振幅が調整された二乗信号を出力するようにする。
【００６０】
非線形処理として、全波整流（絶対値処理）又は半波整流を用いる場合も同様である。例えば、全波整流を用いる場合、非線形処理部２４は、ＢＰＦ２３を通過した信号の絶対値を算出して出力する。
【００６１】
信号復元部１２では、復元された信号の内、低帯域の信号成分のみを利用する。このため、ＬＰＦ２５は、非線形処理部２４の出力信号の低帯域成分のみを通過させる。ＬＰＦ２５の出力信号は、原信号中の中帯域の音響信号から復元された低帯域の音響信号である。そして、復元の元となる中帯域には風雑音が殆ど含まれていないため、復元された低帯域の音響信号にも、風雑音が殆ど含まれてない。つまり、符号２３〜２５にて参照される各部位によって、原信号の低帯域の音響信号よりも風雑音が低減された低帯域の音響信号が復元される。
【００６２】
他方、信号復元部１２では、ＬＰＦ２６を用いてオリジナルの低帯域信号を用意しておく。つまり、自身に対する入力信号の低帯域成分のみを通過させるＬＰＦ２６を用い、ＬＰＦ２６から原信号の低帯域成分のみを出力させる。
【００６３】
乗算器２７及び２８及び加算器２９は、相関値演算部２２にて算出された相関値に応じてＬＰＦ２５及び２６の各出力信号値を加重加算することにより、信号復元部１２の出力信号（第１補正音響信号）を生成する。第ｐの単位区間におけるＬＰＦ２６の出力信号値をLPF_OUTO（ｔ）にて表し、且つ、第ｐの単位区間におけるＬＰＦ２５の出力信号値をLPF_OUTR（ｔ）にて表した場合、第ｐの単位区間に対応する信号復元部１２の出力信号値OUT12（ｔ）は、下記式（２）にて表される。
【００６４】
【数２】
【００６５】
つまり、相関値が比較的大きい場合は風雑音が比較的小さいと判断されるため、信号復元部１２の出力信号に対するオリジナルの低帯域信号の寄与度を増大させる。一方、相関値が比較的小さいは風雑音が比較的大きいと判断されるため、信号復元部１２の出力信号に対する復元信号（復元信号の低帯域信号）の寄与度を増大させる。
【００６６】
尚、上記式（１）の算出式からも分かるように、相関値Ｋ［ｐ］は、不等式「０≦Ｋ［ｐ］≦１」を満たす。このため、OUT12（ｔ）の算出に相関値Ｋ［ｐ］をそのまま用いているが、「０≦Ｋ［ｐ］≦１」を満たさない場合は式（２）を適宜変更すればよい。また、着目した単位区間に関し、相関値が所定の基準閾値よりも大きい場合は、風雑音はないと判断してＬＰＦ２６の出力信号をそのまま信号復元部１２の出力信号とするようにしてもよい。
【００６７】
信号低減部１３は、符号３０及び３１にて参照される各部位を備える。ＢＰＦ３０は、自身に対する入力信号の中帯域成分を抽出して出力する。乗算器３１は、単位区間ごとに、ＢＰＦ３０を通過した信号（即ち、原信号から抽出された中帯域の音響信号）のレベルを相関値演算部２２にて算出された相関値に応じた低減率にて低減させ、低減後の信号を信号低減部１３の出力信号として出力する。或る信号のレベルとは、その信号の振幅（強度）を表している。
【００６８】
この際、相関値から風雑音の影響が大きいと判断される場合はレベルを大きく低減させ、相関値から風雑音の影響が小さいと判断される場合はレベルをあまり低減させないようにする。つまり、第ｐの単位区間に着目した場合、相関値Ｋ［ｐ］が減少するに従って第ｐの単位区間に対応する低減率を増大させてより大きくレベルを低減させるようにする（逆に考えれば、相関値Ｋ［ｐ］が増大するに従って第ｐの単位区間に対応する低減率を減少させる）。乗算器３１による信号低減によって信号低減部１３の出力信号（第２補正音響信号）に含まれる風雑音は適切に低減されることになる。
【００６９】
尚、同じ結果を導くのであれば、低減させる手法は任意である。例えば、相関値演算部２２にて算出された相関値又は該相関値に応じた係数をＢＰＦ３０の出力信号に乗じればよい。
【００７０】
ＨＰＦ１４は、自身に対する入力信号の高帯域成分のみを通過させる。
【００７１】
信号合成部１５は、信号復元処理によって風雑音が低減された低帯域の音響信号を表す信号復元部１２の出力信号と、信号低減処理によって風雑音が低減された中帯域の音響信号を表す信号低減部１３の出力信号と、ＨＰＦ１４の出力信号とを加算し、この加算によって得られた信号を風雑音低減部６ａの出力信号（即ち、補正信号）として出力する。第１実施例において、この補正信号も原信号と同じく複数のチャンネル信号から成る時間軸上の音響信号である。
【００７２】
尚、信号復元部１２、信号低減部１３及びＨＰＦ１４における各信号遅延量が異なる場合は、信号合成部１５内または信号合成部１５の前段にて、それらの信号遅延量間の差を打ち消す遅延処理を行ってから、信号合成部１５の加算処理を行うようにする。これは、乗算器２７及び２８及び加算器２９を用いた加重加算処理においても同様である。また、信号復元部１２による信号復元処理と信号低減部１３による信号低減処理の前に相関値を算出する必要はあるが、信号復元処理と信号低減処理の処理順序に対して特に制約はない。
【００７３】
図２の音声信号処理部４は、信号合成部１５から出力される補正信号に所定の符号化処理（音声圧縮処理）を施して得た信号を記録媒体５に記録する。所定の符号化処理とは、例えば、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）の規格に従ったＡＡＣ (Advanced Audio Coding)である。
【００７４】
上述の説明では、原則として、Ｌ信号とＲ信号に対する信号処理を個別に分けて記述していないが、上述したように、風雑音低減部６ａ内の各部位は、複数のチャンネル信号の夫々に対して個別に必要な信号処理を行う。
【００７５】
つまり、ＬＰＦ２１は、原信号を形成するＬ信号及びＲ信号の各所定帯域成分（典型的には低帯域成分）を抽出して出力する。ＢＰＦ２３は、原信号を形成するＬ信号及びＲ信号の各所定帯域成分（典型的には中帯域成分）を抽出して出力する。非線形処理部２４は、ＢＰＦ２３を介して与えられるＬ信号及びＲ信号に対して個別に非線形処理を行い、ＬＰＦ２５は、この非線形処理後のＬ信号及びＲ信号の各低帯域成分のみを通過させる。ＬＰＦ２６は、原信号を形成するＬ信号及びＲ信号の各低帯域成分のみを通過させる。乗算器２７及び２８並びに加算器２９は、ＬＰＦ２５から出力されるＬ信号とＬＰＦ２６から出力されるＬ信号の加重加算処理を行うと共にＬＰＦ２５から出力されるＲ信号とＬＰＦ２６から出力されるＲ信号の加重加算処理を行う。
ＢＰＦ３０は、原信号を形成するＬ信号及びＲ信号の各中帯域成分を抽出して出力し、乗算器３１は、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号及びＲ信号の各レベルを相関値に応じた低減率にて低減させる（低減率を決定する相関値は、Ｌ信号及びＲ信号間で共通である）。
ＨＰＦ１４は、原信号を形成するＬ信号及びＲ信号の各高帯域成分のみを通過させる。信号合成部１５は、信号復元部１２の出力信号におけるＬ信号と信号低減部１３の出力信号におけるＬ信号とＨＰＦ１４の出力信号におけるＬ信号とを加算する共に信号復元部１２の出力信号におけるＲ信号と信号低減部１３の出力信号におけるＲ信号とＨＰＦ１４の出力信号におけるＲ信号とを加算することによって、補正信号を生成する。
【００７６】
また、風雑音低減部６ａから、風雑音判定部１１を省略することも可能である。風雑音判定部１１を省略した場合、乗算器２７及び２８及び加算器２９は、ＬＰＦ２５及び２６の各出力信号値を一定の比率で加重加算することにより、信号復元部１２の出力信号（第１補正音響信号）を生成する。つまり、この場合、上記式（２）におけるＫ［ｐ］は固定値とされる。また、風雑音判定部１１を省略した場合、乗算器３１は、ＢＰＦ３０を通過した信号のレベルを、一定の低減率にて低減させ、低減後の信号を信号低減部１３の出力信号として出力する。尚、風雑音判定部１１が省略された場合、風雑音低減部６ａに対する入力信号は１つのチャンネル信号から成るモノラル信号であってもよい。
【００７７】
また、上述の例では、ＢＰＦ２３、非線形処理部２４及びＬＰＦ２５が、Ｌ信号とＲ信号に対して個別に必要な処理を行うことにより、Ｌ信号についての復元信号とＲ信号についての復元信号を生成することとしているが、原信号を形成するＬ信号とＲ信号からモノラル信号を生成し、該モノラル信号に基づいてモノラルの復元信号を生成するようにしてもよい。信号のモノラル化は、原信号から復元信号を生成する過程内の何れの段階でも行うことができる。通常は、ＢＰＦ２３の前段において、原信号を形成するＬ信号とＲ信号を平均化することによりモノラル信号を生成し、該モノラル信号をＢＰＦ２３に与えればよい。モノラルの復元信号は、Ｌ信号用の復元信号として利用されると共にＲ信号用の復元信号としても利用される。モノラル信号からモノラルの復元信号を生成するようにすれば、信号処理が１チャンネル分ですみ、処理の簡素化が図られる。低帯域ではステレオ感が乏しいため、モノラルの復元信号を利用しても問題は少ない。モノラルの復元信号を生成するという技術的事項を、後述の他の実施例に当てはめることも可能である。
【００７８】
［信号低減処理の変形例］
また、上述の信号低減処理では、乗算器３１を用い、ＢＰＦ３０を通過した信号のレベルを相関値Ｋ［ｐ］に応じた低減率にて低減させているが、信号レベルの低減方法はこれに限定されない。例として、第１実施例の信号低減処理に関する、第１及び第２の変形信号低減処理を例示する。尚、以下、Ｌ信号に対応するチャンネルをＬチャンネルと呼び、Ｒ信号に対応するチャンネルをＲチャンネルと呼ぶ。
【００７９】
まず、第１の変形信号低減処理を説明する。第１の変形信号低減処理において、信号低減部１３は、相関値Ｋ［ｐ］を所定の閾値ＫTHAと比較する。上述の如く、相関値Ｋ［ｐ］は、第ｐの単位区間における風雑音の影響度合いを表している。一方で、閾値ＫTHAは、その影響度合いと対比されるべき基準影響度合いを表している。相関値Ｋ［ｐ］が閾値ＫTHAよりも小さい場合、第ｐの単位区間おける風雑音の影響が比較的大きいと判断され、相関値Ｋ［ｐ］が閾値ＫTHAよりも大きい場合、それが比較的小さいと判断される（第２の変形信号低減処理についても同様）。
【００８０】
そして、相関値Ｋ［ｐ］が閾値ＫTHAよりも小さい場合、信号低減部１３は、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号及びＲ信号を平均化し、この平均化によって得られたモノラル信号を信号低減部１３の出力信号として信号合成部１５に与える。今、ＢＰＦ３０を通過した、第ｐの単位区間におけるＬ信号及びＲ信号の信号値を夫々BPF_OUTL（ｔ）及びBPF_OUTR（ｔ）で表し、且つ、信号低減部１３から出力される、第ｐの単位区間におけるＬ信号及びＲ信号の信号値を夫々BPF_OUTL’（ｔ）及びBPF_OUTR’（ｔ）で表す。そうすると、相関値Ｋ［ｐ］が閾値ＫTHAよりも小さいとき、「BPF_OUTL’（ｔ）＝BPF_OUTR’（ｔ）＝（BPF_OUTL（ｔ）＋BPF_OUTR（ｔ））／２」にて表される信号が信号低減部１３から出力される。
【００８１】
風雑音は、乱気流によって各チャンネルでランダムに発生する雑音であるため、風雑音の影響が強いチャンネルもあれば弱いチャンネルも存在する。上記の平均化を行えば、風雑音の影響が各チャンネル間で均等になり、風雑音の影響を比較的多く受けているチャンネルの雑音レベルが低減する。
【００８２】
図１２に、この平均化による信号低減処理の概念図を示す。第ｐの単位区間について議論する。図１２に示す例では、風雑音の影響がＬチャンネルに対して比較的多くＲチャンネルに対して比較的小さくなっており、これに由来して、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号の信号レベルはＢＰＦ３０を通過したＲ信号のそれよりも大きくなっている。このような場合に上記の平均化を行うと、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号及びＲ信号に含まれる風雑音成分も平均化され、結果として、ＢＰＦ３０の通過信号の内、Ｌ信号の信号レベルが低減される。
【００８３】
一方、相関値Ｋ［ｐ］が所定の閾値ＫTHAよりも大きい場合は、上記の平均化を行わず、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号及びＲ信号を、そのまま、信号低減部１３から出力されるべきＬ信号及びＲ信号として信号合成部１５に与えるとよい。或いは、乗算器３１を用いた、原則通りの信号低減処理を行うようにしてもよい。即ち、相関値Ｋ［ｐ］が所定の閾値ＫTHAよりも大きい場合は、乗算器３１を用い、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号及びＲ信号のレベルを相関値Ｋ［ｐ］に応じた低減率にて低減させ、これによって得た信号を信号低減部１３の出力信号としてもよい。
【００８４】
次に、第２の変形信号低減処理を説明する。第１の変形信号低減処理を利用した場合、図１２からも理解されるように、信号低減処理によって、風雑音の影響が比較的小さいチャンネル（図１２においてＲチャンネル）の風雑音成分が増加する。これを回避するため、第２の変形信号低減処理では、左右チャンネルの内、信号レベルが小さい方のチャンネルの信号にて信号レベルが大きい方のチャンネルの信号を置き換える。
【００８５】
より具体的には、第２の変形信号低減処理において、信号低減部１３は、相関値Ｋ［ｐ］を所定の閾値ＫTHAと比較する。そして、相関値Ｋ［ｐ］が閾値ＫTHAよりも小さい場合は、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号とＲ信号の内、信号レベルが小さい方の信号を最小音響信号として且つ他方の信号を非最小音響信号として特定し、非最小音響信号を最小音響信号にて置き換える。即ち、相関値Ｋ［ｐ］が閾値ＫTHAよりも小さい場合において、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号とＲ信号の内、例えばＲ信号が最小音響信号として特定されたときは、「BPF_OUTL’（ｔ）＝BPF_OUTR’（ｔ）＝BPF_OUTR（ｔ）」にて表される信号が信号低減部１３から出力される。
【００８６】
図１３に、この置き換えによる信号低減処理の概念図を示す。第ｐの単位区間について議論する。図１３に示す例では、風雑音の影響がＬチャンネルに対して比較的多くＲチャンネルに対して比較的小さくなっており、これに由来して、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号の信号レベルはＢＰＦ３０を通過したＲ信号のそれよりも大きくなっている。このような場合に上記の置き換えを行うと、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号に含まれる風雑音成分が低減される（Ｒ信号に対しては変化なし）。これにより、風雑音の影響が比較的少ないチャンネルの雑音レベルを増大させることなく、風雑音の影響を比較的多く受けているチャンネルの雑音レベルを低減させることができる。
【００８７】
一方、相関値Ｋ［ｐ］が所定の閾値ＫTHAよりも大きい場合は、上記の置き換えを行わず、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号及びＲ信号を、そのまま、信号低減部１３から出力されるべきＬ信号及びＲ信号として信号合成部１５に与えるとよい。或いは、乗算器３１を用いた、原則通りの信号低減処理を行うようにしてもよい。即ち、相関値Ｋ［ｐ］が所定の閾値ＫTHAよりも大きい場合は、乗算器３１を用い、ＢＰＦ３０を通過したＬ信号及びＲ信号のレベルを相関値Ｋ［ｐ］に応じた低減率にて低減させ、これによって得た信号を信号低減部１３の出力信号としてもよい。
【００８８】
＜＜第２実施例＞＞
次に、第２実施例について説明する。第２実施例では、信号復元処理と信号低減処理を共に周波数軸上で実行する。
【００８９】
図５は、第２実施例に係る風雑音低減部６ｂの内部ブロック図である。風雑音低減部６ｂは、図２の風雑音低減部６として利用される。風雑音低減部６ｂは、低帯域用の風雑音判定部として機能する相関値演算部５１と、中帯域用の風雑音判定部５２と、信号低減部５３と、信号復元部５４と、信号合成部５５と、を備える。風雑音判定部５２は、ｎ個の相関値演算部５２＿１、５２＿２、・・・、５２＿ｎを備え、信号低減部５３は、ｎ個の乗算器５３＿１、５３＿２、・・・、５３＿ｎを備える（ｎは、２以上の整数）。信号復元部５４は、復元信号生成部６１及び信号選択器６２にて参照される各部位を備える。
【００９０】
風雑音低減部６ｂに対する入力信号（入力音響信号）は、複数のチャンネル信号から成る周波数軸上の音響信号（換言すれば、周波数領域で表現された音響信号）である。風雑音低減部６ｂに対する入力信号は、時間軸上の音響信号である図３の風雑音低減部６ａに対する入力信号（Ｌ（ｔ）及びＲ（ｔ））を時間周波数変換によって周波数軸上の音響信号に変換したものである。この時間周波数変換には、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）やＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）などを利用する。
【００９１】
上記の時間周波数変換によって、時間Δｔ毎に時間軸方向にサンプリングされたＬ信号Ｌ（ｔ）及びＲ信号Ｒ（ｔ）が周波数Δｆ毎に周波数軸方向にサンプリングされたＬ信号Ｌ（ｆ）及びＲ信号Ｒ（ｆ）に変換される。Ｌ（ｔ）及びＬ（ｆ）に対応するチャンネル信号をＬ信号と呼び、Ｒ（ｔ）及びＲ（ｆ）に対応するチャンネル信号をＲ信号と呼ぶ。
【００９２】
図５の風雑音低減部６ｂに対する入力信号は、上述のようなＬ信号Ｌ（ｆ）及びＲ信号Ｒ（ｆ）から形成される。この入力信号は風雑音低減部６ｂによって補正される。従って、風雑音低減部６ｂに対する入力信号を「原信号」と呼び、風雑音低減部６ｂの出力信号を「補正信号」と呼ぶことにする。尚、以下、Ｌ信号Ｌ（ｆ）及びＲ信号Ｒ（ｆ）を、夫々、信号Ｌ（ｆ）及びＲ（ｆ）と略記することもある。
【００９３】
今、説明の具体化のため、時間周波数変換として修正離散コサイン変換(modified discrete cosine transform；ＭＤＣＴ)を用いる場合を想定する。ＭＤＣＴを用いる場合、時間軸上の各チャンネル信号を符号化の処理単位であるフレームに分割する。１つのフレームには、１つ以上のブロックが含まれるが、今、１つのフレームが１つのブロックから形成されるものとする。フレームの番号（即ち、ブロックの番号）をｍで表し、０から起算してｍ番目のフレームを第ｍのフレームと表現する。ｍは、０以上の整数値をとる。図６に、各フレームの関係を示す。第０のフレーム、第１のフレーム、第２のフレーム、・・・、の順番で時間が進行する。各ブロックは、直前のブロックとの間でブロックの半分の長さの重複部分を有する。今の例の場合、１つのフレームが１つのブロックから形成されるため、各フレームも、直前のフレームとの間で１フレームの半分の長さの重複部分を有する。
【００９４】
そして、Ｎサンプルの信号Ｌ（ｔ）がＭサンプルの信号Ｌ（ｆ）に変換されると共にＮサンプルの信号Ｒ（ｔ）がＭサンプルの信号Ｒ（ｆ）に変換されるものとし、Ｎ＝２０４８且つＭ＝１０２４であるとする。また、サンプリング周波数が４８ｋＨｚである場合を想定し、上述のΔｔを４８ｋＨｚの逆数とする。更に、周波数番号を表す変数としてｋを導入する。Ｍ＝１０２４であるためｋは０以上且つ１０２３以下の各整数値をとり、更にΔｔ＝１／４８ｋＨｚであるため、Ｌ（ｆ）及びＲ（ｆ）が表す周波数スペクトルの周波数間隔、即ち、周波数番号（ｋ−１）とｋの間の周波数間隔は約２３Ｈｚとなる。従って、低帯域の上限として考えた３００Ｈｚはｋ＝１３に対応し、中帯域の上限として考えた１．５ｋＨｚはｋ＝６４に対応する。
【００９５】
そうすると、信号Ｌ（ｆ）及びＲ（ｆ）はＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kにて表現することができる。ＭＤＣＴ係数Ｌm,kは、信号Ｌ（ｆ）の、第ｍのフレームにおける周波数番号ｋの周波数成分の信号強度を表し、ＭＤＣＴ係数Ｒm,kは、信号Ｒ（ｆ）の、第ｍのフレームにおける周波数番号ｋの周波数成分の信号強度を表す。
【００９６】
原信号を形成する信号Ｌ（ｆ）及びＲ（ｆ）の内、周波数帯域が低帯域に属する信号が相関値演算部５１に入力される。即ち、０≦ｋ≦１３の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kが相関値演算部５１に入力される。相関値演算部５１は、フレームごとに下記式（３）に従って相関値ＫA［ｍ］を算出する。ＫA［ｍ］は、第ｍのフレームに対する相関値を表す。ＫA［ｍ］は、０以上１以下の値となる。尚、当然ではあるが、本実施例の如く周波数軸上で信号を取り扱う場合は、一定の周波数間隔で信号が存在するため、第１実施例では必要であったＬＰＦ等は不要である。
【００９７】
【数３】
【００９８】
風雑音は、左右のチャンネル信号間で相互相関がない。故に、原信号に含まれる風雑音が比較的多ければ相関値は比較的小さくなり、原信号に含まれる風雑音が比較的少なければ相関値は比較的大きくなる。相関値ＫA［ｍ］は、第ｍのフレームにおける風雑音の強さに応じた値をとることになる。これを利用し、低帯域用の風雑音判定部としての相関値演算部５１は、相関値に基づいて各フレームに対する風雑音の影響度合いを判定する。この判定結果は、信号復元部５４での処理に利用される。
【００９９】
原信号を形成する信号Ｌ（ｆ）及びＲ（ｆ）の内、周波数帯域が中帯域に属する信号が風雑音判定部５２及び信号低減部５３に入力される。即ち、１４≦ｋ≦６４の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kが風雑音判定部５２及び信号低減部５３に入力される。風雑音判定部５２及び信号低減部５３に対する入力信号は、更にｎ個に細分化される。つまり、中帯域を更にｎ個に細分化し、細分化された帯域ごとに風雑音判定と信号低減を実施する。
【０１００】
具体的には、
１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kが相関値演算部５２＿１及び乗算器５３＿１に入力され、
ｋ1＜ｋ≦ｋ2の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kが相関値演算部５２＿２及び乗算器５３＿２に入力され、・・・、
ｋnー1＜ｋ≦ｋnの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kが相関値演算部５２＿ｎ及び乗算器５３＿ｎに入力される。
ここで、１４＜ｋ1＜ｋ2＜、・・・＜ｋn-1＜ｋn＝６４、である。
【０１０１】
風雑音判定部５２では、ｎ個に細分化された帯域ごとに相関値を算出する。即ち、相関値演算部５２＿１は、フレームごとに下記式（４−１）に従って相関値ＫB1［ｍ］を算出し、相関値演算部５２＿２は、フレームごとに下記式（４−２）に従って相関値ＫB2［ｍ］を算出し、・・・、相関値演算部５２＿ｎは、フレームごとに下記式（４−ｎ）に従って相関値ＫBn［ｍ］を算出する。相関値ＫB1［ｍ］、ＫB2［ｍ］、・・・ＫBn［ｍ］は、第ｍのフレームに対する相関値を表す。ＫB1［ｍ］、ＫB2［ｍ］、・・・ＫBn［ｍ］は、対応する帯域に関するＬ信号とＲ信号との間の相互相関を表し、夫々、０以上１以下の値となる。
【０１０２】
【数４】
【０１０３】
乗算器５３＿１は、第ｍのフレームに関し、自身に対する入力信号のレベル（即ち、１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kの値）を相関値ＫB1［ｍ］に応じた低減率にて低減させ、低減後の信号を出力する。同様に、
乗算器５３＿２は、第ｍのフレームに関し、自身に対する入力信号のレベル（即ち、ｋ1＜ｋ≦ｋ2の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kの値）を相関値ＫB2［ｍ］に応じた低減率にて低減させ、低減後の信号を出力する。同様に、
乗算器５３＿ｎは、第ｍのフレームに関し、自身に対する入力信号のレベル（即ち、ｋnー1＜ｋ≦ｋnの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kの値）を相関値ＫBn［ｍ］に応じた低減率にて低減させ、低減後の信号を出力する。
信号低減部５３内の他の乗算器についても同様である。
【０１０４】
この際、ｊを１以上ｎ以下の整数とした場合、乗算器５３＿ｊは、相関値ＫBj［ｍ］から風雑音の影響が大きいと判断される場合はレベルを大きく低減させ、相関値ＫBj［ｍ］から風雑音の影響が小さいと判断される場合はレベルをあまり低減させないようにする。つまり、乗算器５３＿ｊは、相関値ＫBj［ｍ］が減少するに従って第ｍのフレームに対応する低減率を増大させ、相関値ＫBj［ｍ］が増大するに従って第ｍのフレームに対応する低減率を減少させる。低減率が大きいほど乗算器５３＿ｊにおけるレベルの低減度合いは大きくなる。低減対象となるレベルとは、具体的には、例えばｊ＝１の場合、１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kの値である。
【０１０５】
尚、同じ結果を導くのであれば、低減させる手法は任意である。例えば、相関値演算部５２＿ｊにて算出された相関値又は該相関値に応じた係数を、乗算器５３＿ｊの入力信号に乗じればよい。尚、相関値ＫBj［ｍ］が所定の基準閾値よりも大きい場合は、風雑音はないと判断して乗算器５３＿ｊの入力信号をそのまま乗算器５３＿ｊの出力信号とするようにしてもよい。
【０１０６】
中帯域においては、風の強さ等に依存して風雑音の影響を受ける帯域が異なってくる。そこで、中帯域をより小さな帯域に細分化して細分化した帯域ごとに風雑音の影響度合いを相関値演算によって評価する。そして、細分化した帯域ごとに、風雑音の影響度合いに応じて信号レベルの低減度合いを調整する。これにより、風雑音の影響がある細分化帯域に対してのみ信号低減がなされ、或いは、より風雑音の影響が多い細分化帯域に対してより強い信号低減がなされる。結果、不必要に信号低減を行うことなく中帯域に対する風雑音低減効果が得られる。
【０１０７】
乗算器５３＿１、５３＿２、・・・、５３＿ｎの各出力信号は合成され、その合成によって得られた中帯域のＭＤＣＴ係数は、信号低減部５３の出力信号（第２補正音響信号）として復元信号生成部６１及び信号合成部５５に送られる。
【０１０８】
復元信号生成部６１は、信号低減部５３の出力信号に含まれる、中帯域のピッチ情報から低帯域のピッチを予測して周波数軸上における低帯域の音響信号を復元する。１つのフレームに着目して、この復元手法を説明する。図７を参照する。図７の符号３００が付された実線の折れ線は、復元信号生成部６１に与えられた、着目フレームにおける中帯域の周波数スペクトルを表している。本実施例において、周波数スペクトル３００は、信号低減部５３の出力信号にて規定されることになる。
【０１０９】
図７において、横軸は周波数を表し、縦軸は周波数スペクトルのレベルを表す。周波数スペクトルのレベルは、ＭＤＣＴ係数の値によって表される。図７は、着目フレームにピッチが含まれている場合に対応している。着目フレームにピッチが含まれていると周波数スペクトルが周期的に変動し、周期的に極大値と極小値をとる。今、周波数スペクトル３００が周波数ｆA、ｆC、ｆE及びｆGにて極大値をとり且つ周波数ｆB、ｆD、ｆF、ｆHにて極小値をとったとする。ここで、ｆA＜ｆB＜ｆC＜ｆD＜ｆE＜ｆF＜ｆG＜ｆHとする。
【０１１０】
復元信号生成部６１は、周波数スペクトル３００から周波数ｆA、ｆB、ｆC、ｆD、ｆE、ｆF、ｆG及びｆHを検出し、隣接する極大値と極小値間の差分値を算出する、そして、その差分値が所定の差分閾値以上である場合に、その差分値に対応する極大値の周波数成分をピッチの高調波成分であると判断する。例えば、周波数スペクトル３００における周波数ｆAのレベルから周波数ｆBのレベルを差し引くことによって得られる差分値と上記の差分閾値を比較し、前者が後者以上である場合に周波数ｆAの成分をピッチの高調波成分であると判断する一方、前者が後者未満である場合に周波数ｆAの成分はピッチの高調波成分でないと判断する。他の極大値及び極小値に対応する周波数についても同様である。
【０１１１】
今、この判断によって、周波数ｆA、ｆC、ｆE及びｆGがピッチの高調波成分であると判断されたとする。この場合、復元信号生成部６１は、隣接する高調波成分の周波数差からピッチ間隔Ｄｐを予測する。例えば、周波数差（ｆA−ｆC）と（ｆC−ｆE）と（ｆE−ｆG）の平均をピッチ間隔Ｄｐとする。更に、復元信号生成部６１は、周波数スペクトル３００における周波数ｆA、ｆC、ｆE及びｆGのレベルからピッチのレベルＧｐを予測する。
【０１１２】
復元信号生成部６１は、予測したピッチ間隔Ｄｐ及びピッチのレベルＧｐを含むピッチ情報から、低帯域の信号を予測して復元信号を生成する。即ち、中帯域の中で最も低周波数側にあるピッチの高調波成分の周波数からピッチ間隔Ｄｐだけ低い周波数ｆX（＝ｆA−Ｄｐ）にピッチが存在すると予測し、その周波数ｆXにレベルＧｐのピッチを復元する。この復元の様子を図７及び図８に示す。図７において、符号３０１が付された破線の折れ線は、復元信号生成部６１にて生成された周波数軸上における低帯域の復元信号の周波数スペクトルを表している。
【０１１３】
レベルＧｐは、周波数スペクトル３００を表す座標面において、周波数スペクトル３００における周波数ｆA、ｆC、ｆE及びｆGのレベルを線形補間又は曲線補間することによって算出する。例えば、周波数ｆA、ｆC、ｆE及びｆGのレベルが、夫々、１０、８、６及び４によって数値化される場合、Ｇｐは１２と予測される。
【０１１４】
また、周波数ｆX以外の復元信号（即ち、図７の周波数スペクトル３０１の折れ線形状）は、周波数ｆXから周波数が離れるに従ってレベルが徐々に減少するように、予測される。この予測の際、周波数スペクトル３００を考慮するようにしてもよい。例えば、周波数スペクトル３００における隣接する極大値と極小値間のスペクトル形状を考慮して、周波数ｆX以外の復元信号を予測しても良い。例えば、レベルＧｐと周波数ｆCにおけるレベルとの比率（上記の数値例では、１２／８＝１．５）にて、周波数スペクトル３００内における周波数ｆB−ｆD間のスペクトル形状をレベル方向に引き伸ばすことによって得られるスペククトル形状を、周波数スペクトル３０１の形状としてもよい。尚、図７及び図８に示す例では、復元したピッチが１つしかないが、算出されたピッチ間隔Ｄｐが狭い場合は、低帯域内に複数のピッチが存在するように復元信号を生成するようにしても構わない。
【０１１５】
信号選択器６２には、原信号内の低帯域の信号と復元信号生成部６１によって生成された復元信号とが与えられ、信号選択器６２は、フレーム毎に、前者と後者の内の一方を相関値演算部５１によって算出された相関値ＫA［ｍ］に応じて選択して出力する。原信号内の低帯域の信号も復元信号生成部６１によって生成された復元信号も、０≦ｋ≦１３の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kにて表現されるが、両者間におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kの値は通常異なる。
【０１１６】
具体的には、第ｍのフレームに着目した場合、信号選択器６２は、相関値ＫA［ｍ］と所定の閾値を比較し、相関値ＫA［ｍ］が所定の閾値以下の場合に風雑音があると判断して第ｍのフレームに対応する復元信号を選択及び出力し、相関値ＫA［ｍ］が該閾値よりも大きい場合に風雑音がないと判断して第ｍのフレームに対応する原信号内の低帯域の信号を選択及び出力する。信号選択器６２の出力信号は、信号復元部５４の出力信号（第１補正音響信号）とされる。
【０１１７】
信号合成部５５には、信号復元部５４と信号低減部５３の各出力信号の他、原信号内の高帯域の信号がそのまま与えられる。信号合成部５５は、フレーム毎に、低帯域の音響信号を表す信号復元部５４の出力信号と、信号低減処理によって風雑音が低減された中帯域の音響信号を表す信号低減部５３の出力信号と、原信号内の高帯域の信号とを合成し、この合成によって得られた信号を、風雑音低減部６ｂの出力信号（即ち、補正信号）として出力する。第２実施例において、この補正信号も原信号と同じく複数のチャンネル信号から成る周波数軸上の音響信号である。
【０１１８】
図２の音声信号処理部４において、信号合成部５５から出力される補正信号は、ＡＡＣの符号化方式に従って量子化され、符号化音声信号としてのビットストリームに変換される。この符号化音声信号（ビットストリーム）は、図２の記録媒体５に記録される。
【０１１９】
上述の説明では、原則として、Ｌ信号とＲ信号に対する信号処理を個別に分けて記述していないが、上述したように、風雑音低減部６ｂ内の各部位は、複数のチャンネル信号の夫々に対して個別に必要な信号処理を行う。
【０１２０】
つまり、乗算器５３＿ｊは、原信号中の中帯域におけるＬ信号及びＲ信号の夫々に対して相関値演算部５２＿ｊが算出した相関値に応じた信号低減処理を行う（上述したように、ｊは１以上ｎ以下の整数）。復元信号生成部６１は、信号低減部５３の出力信号を形成するＬ信号及びＲ信号の夫々のピッチ情報を作成し、各ピッチ情報に基づいてＬ信号及びＲ信号の復元信号を生成する。信号選択器６２は、相関値演算部５１が算出した相関値に応じて、原信号中の低帯域におけるＬ信号及びＲ信号又は復元信号におけるＬ信号及びＲ信号を選択して出力する。信号合成部５５は、信号復元部５４の出力信号におけるＬ信号と信号低減部５３の出力信号におけるＬ信号と原信号中の高帯域におけるＬ信号とを合成すると共に信号復元部５４の出力信号におけるＲ信号と信号低減部５３の出力信号におけるＲ信号と原信号中の高帯域におけるＲ信号とを合成することによって、補正信号を生成する。
【０１２１】
尚、本実施例では、信号低減部５３の出力信号（即ち、信号低減処理後の中帯域の信号）に基づいて復元信号を生成するようにしているが、原信号中の中帯域の信号に基づいて復元信号を生成することも可能である。この場合、信号低減部５３の出力信号の代わりに、原信号中の中帯域の信号を復元信号生成部６１に与えればよい。しかし、信号低減処理によって風雑音を低減してからピッチ情報の抽出を行った方が、より精度の高い情報が得られるため、図５に示す如く構成した方が望ましい。
【０１２２】
また、風雑音低減部６ｂから、相関値演算部５１を省略することも可能である。相関値演算部５１を省略した場合、信号選択器６２も省略され、信号復元部５４は復元信号生成部６１にて生成された復元信号を無条件で出力する。これに類似して、風雑音低減部６ｂから、風雑音判定部５２を省略することも可能である。風雑音判定部５２を省略した場合、乗算器５３＿ｊは、原信号中の中帯域における信号のレベルを一定の低減率にて低減させ、低減後の信号を出力する。尚、相関値演算部５１及び風雑音判定部５２が省略された場合、風雑音低減部６ｂに対する入力信号は１つのチャンネル信号から成るモノラル信号であってもよい。
【０１２３】
また、風雑音低減部６ｂに、相関値演算部５１としての低帯域用の風雑音判定部と中帯域用の風雑音判定部５２とを独立に設け、前者の判定結果を信号復元部５２の処理にのみ反映させ且つ後者の判定結果を信号低減部５３の処理にのみ反映させているが、以下のように各判定結果を相互利用するようにしてもよい。即ち例えば、相関値演算部５１が算出した相関値ＫA［ｍ］と相関値演算部５２＿ｊが算出した相関値ＫBj［ｍ］に基づいて、第ｍのフレームにおける乗算器５３＿ｊでの低減率を決定するようにしてもよい。より具体的には例えば、相関値ＫBj［ｍ］の減少に従って該低減率を増大させるだけでなく、相関値ＫA［ｍ］の減少に従っても該低減率を増大させるようにする。同様に、第ｍのフレームにおける信号選択器６２の選択を、相関値演算部５１が算出した相関値ＫA［ｍ］と相関値演算部５２＿ｊが算出した相関値ＫBj［ｍ］に基づいて行うようにしても良い。
【０１２４】
［信号低減処理の変形例］
また、上述の信号低減処理では、原信号中の中帯域におけるＬ信号及びＲ信号の夫々の信号レベルを乗算器５３＿ｊを用いて低減させ、この低減後の信号を信号合成部５５に与えているが、これに代えて以下のような処理を実行しても良い。例として、第２実施例の信号低減処理に関する、第３及び第４の変形信号低減処理を例示する。第３及び第４の変形信号低減処理は、夫々、第１実施例にて述べた第１及び第２の変形信号低減処理を、第２実施例に適応させた処理に相当する。
【０１２５】
第３の変形信号低減処理を説明する。説明の具体化のため、まず、細分化されたｎ個の帯域の１つである、相関値演算部５２＿１に対応する帯域に注目する。第３の変形信号低減処理において、信号低減部５３は、相関値演算部５２＿１によって算出された相関値ＫB1［ｍ］を所定の閾値ＫTHB1と比較する。上述の如く、相関値ＫB1［ｍ］は、第ｍのフレームにおける特定帯域への風雑音の影響度合いを表している。一方で、閾値ＫTHB1は、その影響度合いと対比されるべき基準影響度合いを表している。相関値ＫB1［ｍ］が閾値ＫTHB1よりも小さい場合、第ｍのフレームおける特定帯域への風雑音の影響が比較的大きいと判断され、相関値ＫB1［ｍ］が閾値ＫTHB1よりも大きい場合、それが比較的小さいと判断される（相関値ＫB2［ｍ］〜ＫBn［ｍ］についても同様、且つ、第４の変形信号低減処理についても同様）。
【０１２６】
そして、相関値ＫB1［ｍ］が閾値ＫTHB1よりも小さい場合、信号低減部５３は、原信号に含まれる１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kを平均化したＭＤＣＴ係数（Ｌm,k＋Ｒm,k）／２を算出し、そのＭＤＣＴ係数（Ｌm,k＋Ｒm,k）／２を、信号低減部５３から出力されるべき１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kとして取り扱う。
【０１２７】
一方、相関値ＫB1［ｍ］が閾値ＫTHB1よりも大きい場合は、上記の平均化を行わず、原信号に含まれる１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kをそのまま信号低減部５３から出力されるべき１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kとして取り扱う（或いは、乗算器５３＿１による上述の信号低減処理を行ってもよい）。
【０１２８】
上記の処理は、細分化されたｎ個の帯域の夫々に対して個別に行われる。変数ｊを用いて一般化する。信号低減部５３から出力されるべきｋj-1≦ｋ≦ｋjの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kを、夫々、ＭＤＣＴ係数Ｌm,k’及びＲm,k’にて表す。上述したように、１４＜ｋ1＜ｋ2＜、・・・＜ｋn-1＜ｋn＝６４、であり、また、ｋ0＝１４であるとする。
【０１２９】
信号低減部５３は、ｊ＝１、２、・・・、ｎの夫々に関し、相関値演算部５２＿ｊによって算出された相関値ＫBj［ｍ］を所定の閾値ＫTHBjと比較する。そして、相関値ＫBj［ｍ］が閾値ＫTHBjよりも小さい場合、信号低減部５３は、原信号に含まれるｋj-1≦ｋ≦ｋjの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kを平均化したＭＤＣＴ係数（Ｌm,k＋Ｒm,k）／２を算出し、そのＭＤＣＴ係数（Ｌm,k＋Ｒm,k）／２を、ｋj-1≦ｋ≦ｋjの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k’及びＲm,k’として出力する。一方、相関値ＫBj［ｍ］が閾値ＫTHBjよりも大きい場合は、上記の平均化を行わず、原信号に含まれるｋj-1≦ｋ≦ｋjの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kをそのままｋj-1≦ｋ≦ｋjの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k’及びＲm,k’として出力する（或いは、乗算器５３＿ｊによる上述の信号低減処理を行ってもよい）。
【０１３０】
上記の平均化を行えば、風雑音の影響が各チャンネル間で均等になり、風雑音の影響を比較的多く受けているチャンネルの雑音レベルが低減する。また、細分化された帯域ごとに信号低減処理を行うことで、風雑音の影響のある帯域のみの雑音レベルを効率よく低減することができる。
【０１３１】
第４の変形信号低減処理を説明する。説明の具体化のため、まず、細分化されたｎ個の帯域の１つである、相関値演算部５２＿１に対応する帯域に注目する。第４の変形信号低減処理において、信号低減部５３は、相関値演算部５２＿１によって算出された相関値ＫB1［ｍ］を所定の閾値ＫTHB1と比較する。そして、相関値ＫB1［ｍ］が閾値ＫTHB1よりも小さい場合は、原信号に含まれる１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kの内、信号レベルが小さい方の信号（即ち、絶対値が小さい方のＭＤＣＴ係数）を最小音響信号として且つ他方の信号（即ち、絶対値が大きい方のＭＤＣＴ係数）を非最小音響信号として特定し、非最小音響信号を最小音響信号にて置き換える。
【０１３２】
即ち、相関値ＫB1［ｍ］が閾値ＫTHB1よりも小さい場合において、原信号に含まれる１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kの内、例えばＭＤＣＴ係数Ｒm,kが最小音響信号として特定されたときは、最小音響信号を表すそのＭＤＣＴ係数Ｒm,kが、１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k’として、且つ、１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｒm,k’として出力される。
【０１３３】
一方、相関値ＫB1［ｍ］が閾値ＫTHB1よりも大きい場合は、上記の置き換えを行わず、原信号に含まれる１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kをそのまま１４≦ｋ≦ｋ1の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k’及びＲm,k’として出力する（或いは、乗算器５３＿１による上述の信号低減処理を行ってもよい）。
【０１３４】
上記の処理は、細分化されたｎ個の帯域の夫々に対して個別に行われる。変数ｊを用いて一般化する。信号低減部５３は、ｊ＝１、２、・・・、ｎの夫々に関し、相関値演算部５２＿ｊによって算出された相関値ＫBj［ｍ］を所定の閾値ＫTHBjと比較する。そして、相関値ＫBj［ｍ］が閾値ＫTHBjよりも小さい場合は、原信号に含まれるｋj-1≦ｋ≦ｋjの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kの内、信号レベルが小さい方の信号（即ち、絶対値が小さい方のＭＤＣＴ係数）を最小音響信号として且つ他方の信号（即ち、絶対値が大きい方のＭＤＣＴ係数）を非最小音響信号として特定し、非最小音響信号を最小音響信号にて置き換える。そして、その置き換え後のＭＤＣＴ係数を、ｋj-1≦ｋ≦ｋjの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k’及びＲm,k’として出力する。
【０１３５】
一方、相関値ＫBj［ｍ］が閾値ＫTHBjよりも大きい場合は、上記の置き換えを行わず、原信号に含まれるｋj-1≦ｋ≦ｋjの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kをそのままｋj-1≦ｋ≦ｋjの範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k’及びＲm,k’として出力する（或いは、乗算器５３＿ｊによる上述の信号低減処理を行ってもよい）。
【０１３６】
上記の置き換えを行えば、風雑音の影響が比較的少ないチャンネルの雑音レベルを増大させることなく、風雑音の影響を比較的多く受けているチャンネルの雑音レベルを低減させることができる。また、細分化された帯域ごとに信号低減処理を行うことで、風雑音の影響のある帯域のみの雑音レベルを効率よく低減することができる。
【０１３７】
第３又は第４の変形信号低減処理を行って得られた１４≦ｋ≦６４の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k’及びＲm,k’は合成され、その合成によって得られた中帯域のＭＤＣＴ係数は、信号低減部５３の出力信号として復元信号生成部６１及び信号合成部５５に送られる。
【０１３８】
また、低帯域用の風雑音判定部として機能する相関値演算部５１の演算結果に基づいて閾値ＫTHBjを可変設定するようにしてもよい。具体的には例えば、相関値演算部５１にて求められた相関値ＫA［ｍ］が小さくなるに従って、上記の平均化又は置き換えが実行されやすくなるように閾値ＫTHBjを可変設定する。即ち、相関値ＫA［ｍ］が小さくなるに従って、相関値ＫBj［ｍ］と比較されるべき閾値ＫTHBjを大きくする。
【０１３９】
＜＜第３実施例＞＞
次に、第３実施例について説明する。第３実施例では、信号復元処理を時間軸上で実行し、その後、時間周波数変換を行ってから信号低減処理を周波数軸上で実行する。実現しやすい領域（時間領域又は周波数領域）でそれぞれの処理を行うことにより、より高精度で処理負荷の少ない風雑音低減部を形成できる。
【０１４０】
図９は、第３実施例に係る風雑音低減部６ｃの内部ブロック図である。風雑音低減部６ｃは、図２の風雑音低減部６として利用される。風雑音低減部６ｃは、低帯域用の風雑音判定部として機能する風雑音判定部１１と、信号復元部１２と、中帯域用の風雑音判定部として機能する風雑音判定部５２と、信号低減部５３と、ＨＰＦ８１と、信号合成部８２と、時間周波数変換部８３と、信号合成部８４と、を備える。
【０１４１】
風雑音低減部６ｃに対する入力信号（入力音響信号）は、図３の風雑音低減部６ａに対する入力信号と同じ信号Ｌ（ｔ）及びＲ（ｔ）である。この入力信号は風雑音低減部６ｃによって補正される。従って、風雑音低減部６ｃに対する入力信号を「原信号」と呼び、風雑音低減部６ｃの出力信号を「補正信号」と呼ぶことにする。
【０１４２】
第３実施例において、原信号は、ＢＰＦ２３、ＬＰＦ２１及び２６、並びに、ＨＰＦ８１の夫々に対して入力される。
【０１４３】
風雑音低減部６ｃにおける風雑音判定部１１及び信号復元部１２は、図３の風雑音低減部６ａにおけるそれらと同じものである。即ち、風雑音判定部１１にて算出された相関値に応じて、信号復元部１２にて原信号の低帯域信号と復元信号の低帯域信号が加重加算され、これによって信号復元部１２の出力信号（第１補正音響信号）が生成される。
【０１４４】
ＨＰＦ８１は、自身に対する入力信号の中帯域成分と高帯域成分のみを通過させる。
【０１４５】
信号合成部８２は、信号復元処理によって風雑音が低減された低帯域の音響信号を表す信号復元部１２の出力信号と、ＨＰＦ８１の出力信号とを加算し、この加算によって得られた信号を、時間周波数変換部８３に出力する。尚、信号復元部１２及びＨＰＦ８１における各信号遅延量が異なる場合は、信号合成部８２内または信号合成部８２の前段にて、それらの信号遅延量間の差を打ち消す遅延処理を行ってから、信号合成部８２の加算処理を行うようにする。これは、乗算器２７及び２８及び加算器２９を用いた加重加算処理においても同様である。
【０１４６】
信号合成部８２から出力される音響信号は、Ｌ信号及びＲ信号から成る時間軸上の音響信号である。信号合成部８２の出力信号を形成するＬ信号及びＲ信号の各値は、原信号を形成するＬ信号及びＲ信号のそれと異なるのであるが、信号合成部８２の出力信号を形成するＬ信号及びＲ信号も、説明の便宜上、Ｌ（ｔ）及びＲ（ｔ）で表すこととする。
【０１４７】
時間周波数変換部８３は、信号合成部８２の出力信号を時間周波数変換によって周波数軸上の信号に変換する。この時間周波数変換は、第２実施例で述べた時間周波数変換と同様である。即ち、時間周波数変換部８３は、時間周波数変換によって、信号合成部８２の出力信号を形成する、時間Δｔ毎に時間軸方向にサンプリングされたＬ信号Ｌ（ｔ）及びＲ信号Ｒ（ｔ）を、周波数Δｆ毎に周波数軸方向にサンプリングされたＬ信号Ｌ（ｆ）及びＲ信号Ｒ（ｆ）に変換して出力する。時間周波数変換部８３の前段にて低帯域に対する信号復元処理がなされているため、この変換によって得られたＬ信号Ｌ（ｆ）及びＲ信号Ｒ（ｆ）の低帯域成分の値は、図５の風雑音低減部６ｂに対する原信号（第２実施例におけるＬ（ｆ）及びＲ（ｆ））のそれと異なっているが、説明の便宜上、本実施例では、時間周波数変換部８３から出力されるＬ信号及びＲ信号をＬ（ｆ）及びＲ（ｆ）と表記する。
【０１４８】
そして、説明の具体化のため、時間周波数変換部８３における時間周波数変換として、第２実施例と同様、修正離散コサイン変換(ＭＤＣＴ)を用いる場合を想定する。そして、第２実施例で述べた、ＭＤＣＴに対する具体例を本実施例にも適用する（Ｎ、Ｍ、ｍ、ｋなどの値の具体例も適用する）。そうすると、時間周波数変換部８３の出力信号を形成する信号Ｌ（ｆ）及びＲ（ｆ）は、ＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kにて表現することができる。
【０１４９】
時間周波数変換部８３の出力信号を形成する信号Ｌ（ｆ）及びＲ（ｆ）の内、周波数帯域が中帯域に属する信号が風雑音判定部５２及び信号低減部５３に入力される。即ち、１４≦ｋ≦６４の範囲内におけるＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kが風雑音判定部５２及び信号低減部５３に入力される。
【０１５０】
風雑音低減部６ｃにおける風雑音判定部５２及び信号低減部５３は、図５の風雑音低減部６ｂにおけるそれらと同じものである。即ち、中帯域をｎ個に細分化し、細分化された帯域ごとに、風雑音判定部５２にて算出された相関値に応じた低減率にて時間周波数変換８３の出力信号の中帯域を低減させる。この低減後の信号である、乗算器５３＿１、５３＿２、・・・、５３＿ｎの各出力信号は合成され、その合成によって得られた中帯域のＭＤＣＴ係数は、信号低減部５３の出力信号（第２補正音響信号）として信号合成部８４に送られる。尚、乗算器５３＿１、５３＿２、・・・、５３＿ｎの各出力信号の合成は、信号合成部８４にて行われると考えても良い。
【０１５１】
時間周波数変換部８３の出力信号を形成する信号Ｌ（ｆ）及びＲ（ｆ）の内、周波数帯域が低帯域及び高帯域に属する信号は、そのまま、信号合成部８４に与えられる。信号合成部８４は、フレーム毎に、時間周波数変換部８３から直接与えられた低帯域及び高帯域に属する信号と、信号低減部５３の出力信号と、を合成し、この合成によって得られた信号を風雑音低減部６ｃの出力信号（即ち、補正信号）として出力する。第３実施例において、この補正信号は、複数のチャンネル信号から成る周波数軸上の音響信号である。
【０１５２】
図２の音声信号処理部４において、信号合成部８４から出力される補正信号は、ＡＡＣの符号化方式に従って量子化され、符号化音声信号としてのビットストリームに変換される。この符号化音声信号（ビットストリーム）は、図２の記録媒体５に記録される。
【０１５３】
上述の説明では、原則として、Ｌ信号とＲ信号に対する信号処理を個別に分けて記述していないが、上述したように、風雑音低減部６ｃ内の各部位は、複数のチャンネル信号の夫々に対して個別に必要な信号処理を行う。
【０１５４】
つまり、ＨＰＦ８１は、原信号を形成するＬ信号の中帯域及び高帯域成分と原信号を形成するＲ信号の中帯域及び高帯域成分のみを通過させる。信号合成部８２は、信号復元部１２の出力信号におけるＬ信号とＨＰＦ８１の出力信号におけるＬ信号とを加算する共に信号復元部１２の出力信号におけるＲ信号とＨＰＦ８１の出力信号におけるＲ信号とを加算する。時間周波数変換部８３は、与えられた時間軸上のＬ信号とＲ信号を個別に時間周波数変換する。信号合成部８４は、信号低減部５３の出力信号におけるＬ信号と時間周波数変換部８３の出力信号中の低帯域及び高帯域におけるＬ信号とを合成すると共に信号低減部５３の出力信号におけるＲ信号と時間周波数変換部８３の出力信号中の低帯域及び高帯域におけるＲ信号とを合成することによって、補正信号を生成する。尚、ＬＰＦ２１等に関しては、第１又は第２実施例にて述べた通りである。
【０１５５】
また、第１実施例でも述べたのと同様、風雑音低減部６ｃから、風雑音判定部１１を省略することも可能である。風雑音判定部１１を省略した場合、乗算器２７及び２８及び加算器２９は、ＬＰＦ２５及び２６の各出力信号値を一定の比率で加重加算することにより、信号復元部１２の出力信号（第１補正音響信号）を生成する。また、第２実施例でも述べたのと同様、風雑音低減部６ｃから、風雑音判定部５２を省略することも可能である。風雑音判定部５２を省略した場合、乗算器５３＿ｊは、時間周波数変換部８３の出力信号中の中帯域における信号のレベルを一定の低減率にて低減させ、低減後の信号を出力する。尚、風雑音判定部１１及び風雑音判定部５２が省略された場合、風雑音低減部６ｃに対する入力信号は１つのチャンネル信号から成るモノラル信号であってもよい。
【０１５６】
また、風雑音低減部６ｃに、低帯域用の風雑音判定部１１と中帯域用の風雑音判定部５２とを独立に設け、前者の判定結果を信号復元部１２の処理にのみ反映させ且つ後者の判定結果を信号低減部５３の処理にのみ反映させているが、第２実施例で述べたのと同様、各判定結果を相互利用するようにしてもよい。即ち例えば、或る着目フレームに関し、相関値演算部２２が算出した相関値と相関値演算部５２＿ｊが算出した相関値に基づいて、着目フレームにおける乗算器５３＿ｊでの低減率を決定する。より具体的には例えば、相関値演算部５２＿ｊが算出した相関値の減少に従って該低減率を増大させるだけでなく、相関値演算部２２が算出した相関値の減少に従っても該低減率を増大させるようにする。
【０１５７】
また、第２実施例にて上述した第３及び第４の変形信号低減処理は、第３実施例に対しても適用可能である。当然ではあるが、第３及び第４の変形信号低減処理を第３実施例に適用する場合、第３及び第４の変形信号低減処理の説明文で述べた「原信号及び信号合成部５５」は、夫々、「時間周波数変換部８３の出力信号及び信号合成部８４に読み替えられる。また、第３及び第４の変形信号低減処理を第３実施例に適用する場合、低帯域用の風雑音判定部１１の判定結果に応じて閾値ＫTHBjを可変設定するようにしてもよい。具体的には例えば、或る着目フレームに関し、相関値演算部２２にて求められた相関値が小さくなるに従って、上記の平均化又は置き換えが実行されやすくなるように閾値ＫTHBjを可変設定する。即ち、或る着目フレームに関し、相関値演算部２２にて求められた相関値が小さくなるに従って、相関値ＫBj［ｍ］と比較されるべき閾値ＫTHBjを大きくする。
【０１５８】
第１〜第３実施例によれば、風雑音低減用の処理に起因する低帯域信号の歪みを解消することができる。また、中帯域についても、信号低減処理によって風雑音の影響を抑制することができる。
【０１５９】
ここで、第１〜第３実施例の夫々の風雑音低減部の利点を考察する。
第１実施例に係る風雑音低減部６ａ（図３）では、信号復元処理と信号低減処理を並列に行うことができる。また、時間領域のみで信号処理を行うことができるため、時間周波数変換が不要となる。
第２実施例に係る風雑音低減部６ｂ（図５）では、周波数領域で信号処理を行うため、帯域別の処理を直感的に行うことができる。信号低減処理を施す中帯域を容易に細かく分けることが可能であり、風の影響のある帯域にのみ信号低減を行うといったことが可能となる。
第３実施例に係る風雑音低減部６ｃ（図９）は、ＡＡＣなどに従ったエンコーダ（符号化器）に組み込みやすく、実用性が高い。
【０１６０】
＜＜第４実施例＞＞
上述したように、第３実施例に係る風雑音低減部６ｃは、ＡＡＣなどに従ったエンコーダへの組み込みが容易である。例えば、時間周波数変換にＭＤＣＴを利用できたり、出力される周波数軸上の補正信号をエンコーダの量子化処理にそのまま利用できたりする。エンコーダへの組み込みに関する実施例として、第４実施例を説明する。
【０１６１】
図９の風雑音低減部６ｃと組み合わせて使用可能なＡＡＣエンコーダ１１０の内部ブロック図を、図１０に示す。ＡＡＣエンコーダ１１０は、図２の音声信号処理部４に内蔵される。ＡＡＣエンコーダ１１０内の各部位の動作は、ＡＡＣの規格に従うものであるため説明を割愛する。ＡＡＣエンコーダ１１０内に設けられたフィルタバンク１１１が、修正離散コサイン変換を行う部分であり、図９の時間周波数変換部８３に相当することになる。
【０１６２】
ＡＡＣエンコーダ１１０の前段に、図９の風雑音低減部６ｃにおける風雑音判定部１１、信号復元部１２、ＨＰＦ８１及び信号合成部８２を設け、信号合成部８２の出力信号をＡＡＣエンコーダ１１０の入力信号として与える。そして、時間周波数変換部８３の出力信号に対応するフィルタバンク１１１の出力信号の中帯域を信号低減部５３にて補正し、この補正を介した信号（即ち、図９の信号合成部８４から出力される補正信号）を、フィルタバンク１１１の出力信号を必要とする部位（ＴＮＳ（Temporal Noise Shaping）及びビットストリームマルチプレクサ）に供給するようにする。この補正を介してＡＡＣエンコーダ１１０から出力されるビットストリームが、図２の記録媒体５に記録される。
【０１６３】
尚、ＡＡＣエンコーダ１１０などのエンコーダに風雑音低減部（６ｂ又は６ｃ）を組み込む場合、帯域の分割の仕方を、組み込むエンコーダにおけるオーディオフォーマットに合わせておくと良い。これにより、処理を簡略化することができる。つまり例えば、第２又は第３実施例で述べたＭＤＣＴ係数Ｌm,k及びＲm,kの表現形式（ｋの取りうる値など）をエンコーダで用いるＭＤＣＴ係数のそれと合わせておくとよい。
【０１６４】
また、ＡＡＣエンコーダ１１０などのエンコーダに風雑音低減部（６ｂ又は６ｃ）を組み込む場合、隣接するフレーム間で時間軸上の音響信号がオーバーラップされることがある。つまり例えば、第２又は第３実施例で述べたＭＤＣＴの具体例の場合、図６に示す如く、隣接するフレーム間で１０２４サンプルの時間軸上の音響信号がオーバーラップされる。このような場合、低帯域用の風雑音判定と中帯域用の風雑音判定が同等となるように、風雑音低減部６ｃの風雑音判定部１１及び信号復元部１２にて、以下のように処理することが望ましい。
【０１６５】
即ち、風雑音判定部１１の相関値演算部２２は、各フレームに対し、上記式（１）に従って相関値を算出する。これは、第１実施例で導入した「単位区間」をＭＤＣＴに適応した「フレーム」として取り扱うことによって実現される。この場合、図４に示す状況と異なるが、隣接する単位区間同士は単位区間の半分だけ重なり合うことになる。そして例えば、時間軸上における１番目〜２０４８番目の音響信号に基づいて或るフレームに対する相関値が算出され、その後、時間軸上における１０２５番目〜３０７２番目の音響信号に基づいて次のフレームに対する相関値が算出されることになる。乗算器２７及び２８並びに加算器２９は、第ｍのフレームの前半（又は後半）１０２４サンプルについてのＬＰＦ２５及び２６の出力信号値を、相関値演算部２２が第ｍのフレームについて算出した相関値に応じて上記式（２）に従って加重加算し、これによって信号復元部１２の出力信号を形成するようにする。
【０１６６】
＜＜第５実施例＞＞
上述の各実施例では、各マイクロホンの出力信号に対してリアルタイムに風雑音低減用の補正処理（信号復元処理及び信号低減処理）を施し、これによって得られた補正信号を図２の記録媒体５に保存するようにしているが、補正処理を実行するタイミングは任意である。
【０１６７】
例えば、マイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２の出力信号に基づく補正前の時間軸上の原信号又は補正前の周波数軸上の原信号を、一旦、記録媒体５に生データとして記録しておく。勿論、この記録の際に、適宜、圧縮処理等の信号処理を行っても構わない。そして、音声再生時などにおいて、その生データから補正前の時間軸上の原信号又は補正前の周波数軸上の原信号を再現し、その再現された原信号を風雑音低減部（６ａ、６ｂ又は６ｃ）に与えることによって補正信号を得るようにしてもよい。そして、音声再生時には、この補正信号を再生出力すれば良い。
【０１６８】
上述の説明から明らかなように、上記の生データから音響信号を再生する音響信号再生装置に風雑音低減部（６ａ、６ｂ又は６ｃ）を含む音声信号処理部を搭載することも可能であり、その場合も、風雑音低減部は有効に機能する。つまり、本発明は、音響信号再生装置にも適用可能である。集音時には生データを記録しておき、風雑音低減用の補正処理を音響信号再生装置側に担わせるようにしておけば、該補正処理の実施／不実施を再生時に自由に切り替えることも可能である。
【０１６９】
また、音声信号処理部４が設けられる装置として撮像装置１を例示したが、同様の音声信号処理部を、他の録音装置又は録音機能を備えた装置に設けることが可能である。他の録音装置又は録音機能を備えた装置には、例えば、ＩＣレコーダ等の携帯型録音装置や、録音機能を備えた携帯電話機が含まれる。これらの装置には、図２に示されるマイクロホンＭＩＣ１及びＭＩＣ２、音声信号処理部４及び記録媒体５が設けられることになる。
【０１７０】
＜＜変形等＞＞
上述した説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。上述の実施形態の変形例または注釈事項として、以下に、注釈１〜注釈４を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。
【０１７１】
［注釈１］
上述の説明では、説明の具体化のため、時間周波数変換として修正離散コサイン変換（ＭＤＣＴ）を用いる場合を例示したが、勿論、これは例示であり、その他の任意の時間周波数変換を利用することが可能である。
【０１７２】
［注釈２］
説明の簡略化上、マイクロホンの個数を２に限定し、２つのチャンネル信号から形成される音響信号を補正する手法を上述したが、本発明において、マイクロホンの個数は２に限定されない。つまり、上述の各実施例に記載した技術を、３以上のマイクロホンの出力信号に基づく３以上のチャンネル信号から成るマルチチャンネル信号に対して適用することもできる。各実施例でチャンネル信号ごとに信号復元処理及び信号低減処理を行っていたのと同様、各実施例に記載した技術をマルチチャンネル信号に対して適用する場合も、基本的には、チャンネル信号ごとに信号復元処理及び信号低減処理を行えばよい。
【０１７３】
また、各実施例に記載した技術を、第１、第２、・・・第ｑのチャンネル信号から成るマルチチャンネル信号に対して適用する場合、風雑音判定は、以下のように行えばよい（ｑは３以上の整数）。
例えば、第１〜第ｑのチャンネル信号の中から２つのチャンネル信号を選定しておき、その選定された２つのチャンネル信号を上記のＬ信号及びＲ信号と取り扱って、各実施例で述べたのと同様に、相関値演算を介して風雑音の影響度合いを判定を行う。
或いは例えば、第１〜第ｑのチャンネル信号の内の２つのチャンネル信号の各組み合わせに対して、組み合わせ毎に２つのチャンネル信号間の相互相関を表す相関値を求め、組み合わせ毎に求められた相関値の最大値、平均値、最小値などに基づいて風雑音の影響度合いを判定する。
或いは例えば、第１〜第ｑのチャンネル信号の内の３以上のチャンネル信号間の相互相関を表す相関値を求め、この相関値に基づいて風雑音の影響度合いを判定する。
【０１７４】
また、上述の第１〜第４の変形信号処理をマルチチャンネル信号に対して適用することもできる。
【０１７５】
第１実施例に着目した場合、マルチチャンネル信号を形成する第１〜第ｑのチャンネル信号はＢＰＦ３０に与えられる。そして、マルチチャンネル信号に第１の変形信号処理を適用する場合は、相関値演算を介して風雑音の影響度合いを判定し、その影響度合いが比較的大きいと判断したならば、ＢＰＦ３０を通過した第１〜第ｑのチャンネル信号を平均化し、この平均化後の各チャンネル信号にて信号低減部１３の出力信号を形成すればよい。
【０１７６】
マルチチャンネル信号に第２の変形信号処理を適用する場合は、相関値演算を介して風雑音の影響度合いを判定し、その影響度合いが比較的大きいと判断したならば、ＢＰＦ３０を通過した第１〜第ｑのチャンネル信号の信号レベルを互いに対比する。そして、ＢＰＦ３０を通過した第１〜第ｑのチャンネル信号の内、信号レベルが最も小さいチャンネル信号を最小音響信号として且つそれ以外の各チャンネル信号を非最小音響信号として特定し、全ての非最小音響信号を最小音響信号にて置き換えて、置き換え後の各チャンネル信号にて信号低減部１３の出力信号を形成すればよい。
【０１７７】
マルチチャンネル信号に第３の変形信号処理を適用する場合は、中帯域をｎ個に細分化し、ｎ個に細分化された帯域ごとに相関値演算を介して風雑音の影響度合いを判定する。そして、ｎ個に細分化された帯域ごとに影響度合いの大小を判別し、その影響度合いが比較的大きいと判断した帯域に対して、周波数軸上の第１〜第ｑのチャンネル信号（即ち、ＭＤＣＴ係数）を平均化し、この平均化後の各チャンネル信号にて信号低減部５３の出力信号を形成すればよい。
【０１７８】
マルチチャンネル信号に第４の変形信号処理を適用する場合も、中帯域をｎ個に細分化し、ｎ個に細分化された帯域ごとに相関値演算を介して風雑音の影響度合いを判定する。そして、ｎ個に細分化された帯域ごとに影響度合いの大小を判別し、その影響度合いが比較的大きいと判断した帯域に対して、周波数軸上の第１〜第ｑのチャンネル信号（即ち、ＭＤＣＴ係数）間の大小関係を評価し、信号レベルが最も小さいチャンネル信号を最小音響信号として且つそれ以外の各チャンネル信号を非最小音響信号として特定する。その後、全ての非最小音響信号を最小音響信号にて置き換えて、置き換え後の各チャンネル信号にて信号低減部５３の出力信号を形成すればよい。
【０１７９】
［注釈３］
図３、図５又は図９に示される風雑音低減部６ａ、６ｂ又は６ｃは、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実現可能である。ソフトウェアを用いて風雑音低減部（６ａ、６ｂ又は６ｃ）を構成する場合、ソフトウェアにて実現される部位についてのブロック図は、その部位の機能ブロック図を表すことになる。
【０１８０】
また、風雑音低減部（６ａ、６ｂ又は６ｃ）にて実現される機能の全部または一部を、プログラムとして記述し、該プログラムをプログラム実行装置（例えばコンピュータ）上で実行することによって、その機能の全部または一部を実現するようにしてもよい。
【０１８１】
［注釈４］
例えば、以下のように考えることができる。
本発明に係る風雑音低減装置は、入力音響信号に含まれる低帯域の音響信号とは異なる、低帯域の音響信号を信号復元処理によって生成する信号生成手段を備えており、風雑音低減装置６ａ又は６ｃでは、符号２３〜２５にて参照される各部位によって信号生成手段が形成され、風雑音低減装置６ｂでは、復元信号生成部６１が信号生成手段として機能する（図３、図５及び図９参照）。
低帯域の補正音響信号を生成する第１補正手段の機能は、風雑音低減装置６ａ又は６ｃでは信号復元部１２が担い、雑音低減装置６ｂでは信号復元部５４が担う。
中帯域の補正音響信号を生成する第２補正手段の機能は、風雑音低減装置６ａでは信号低減部１３が担い、雑音低減装置６ｂ又は６ｃでは信号低減部５３が担う。この第２補正手段に、風雑音判定部１１（図３）又は風雑音判定部５２（図５、図９）が含まれていると考えることも含まれていないと考えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１８２】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の外観斜視図である。
【図２】図１の撮像装置の電気的構成を表す概略ブロック図である。
【図３】本発明の第１実施例に係る、図２の風雑音低減部の内部ブロック図である。
【図４】本発明の第１実施例に係る、信号処理の単位区間を表す図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る、図２の風雑音低減部の内部ブロック図である。
【図６】本発明の第２実施例に係り、符号化の処理単位である各フレームの関係を示す図である。
【図７】図５の復元信号生成部による信号の復元手法を説明するための周波数スペクトル図である。
【図８】図５の復元信号生成部による信号の復元手法を説明するための図である。
【図９】本発明の第３実施例に係る、図２の風雑音低減部の内部ブロック図である。
【図１０】図９の風雑音低減部と組み合わせて使用可能なＡＡＣエンコーダの内部ブロック図である。
【図１１】従来の風雑音低減装置の内部ブロック図である。
【図１２】本発明の第１実施例に係り、第１の変形信号低減処理を説明するための概念図である。
【図１３】本発明の第１実施例に係り、第２の変形信号低減処理を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【０１８３】
ＭＩＣ１、ＭＩＣ２ マイクロホン
１ 撮像装置
４ 音声信号処理部
５ 記録媒体
６、６ａ、６ｂ、６ｃ 風雑音低減部
１１、５２ 風雑音判定部
５１ 相関値演算部（風雑音判定部）
１２、５４ 信号復元部
１３、５３ 信号低減部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力音響信号から風雑音が低減された補正音響信号を生成する風雑音低減装置において、
風雑音の帯域を含む所定帯域を第１帯域とし且つ前記第１帯域よりも周波数が高い所定帯域を第２帯域とした場合、
当該風雑音低減装置は、
前記入力音響信号に含まれる、第１帯域よりも周波数が高い帯域の音響信号に基づいて、前記入力音響信号に含まれる第１帯域の音響信号と異なる、前記第１帯域の音響信号を生成する信号生成手段を有し、前記信号生成手段が生成した前記音響信号に基づいて第１補正音響信号を生成する第１補正手段と、
前記入力音響信号の第２帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより、前記風雑音が低減された第２帯域の音響信号である第２補正音響信号を生成する第２補正手段と、
前記第１及び第２補正音響信号に基づいて前記補正音響信号を出力する補正音響信号出力手段と、を備えた
ことを特徴とする風雑音低減装置。
【請求項２】
前記第１補正手段は、前記入力音響信号に含まれる第１帯域の前記音響信号と前記信号生成手段が生成した前記音響信号に基づいて、前記第１補正音響信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の風雑音低減装置。
【請求項３】
前記入力音響信号は、複数のチャンネル信号から成り、
当該風雑音低減装置は、更に、
前記風雑音の帯域を含む各チャンネル信号の所定帯域成分の、互いに異なるチャンネル信号間における相互相関に基づいて、前記入力音響信号に対する前記風雑音の影響度合いを判定する風雑音判定手段を備え、
前記第１補正手段は、前記風雑音判定手段の判定結果に応じて、前記第１補正音響信号を生成する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の風雑音低減装置。
【請求項４】
前記入力音響信号は、複数のチャンネル信号から成り、
当該風雑音低減装置は、更に、
前記風雑音の帯域を含む各チャンネル信号の所定帯域成分の、互いに異なるチャンネル信号間における相互相関に基づいて、前記入力音響信号に対する前記風雑音の影響度合いを判定する風雑音判定手段を備え、
前記第２補正手段は、前記風雑音判定手段の判定結果に応じて、前記第２補正音響信号を生成する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の風雑音低減装置。
【請求項５】
前記入力音響信号は周波数軸上の信号として当該風雑音低減装置に与えられ、且つ、前記入力音響信号は複数のチャンネル信号から成り、
前記第２補正手段は、
前記入力音響信号の第２帯域を複数の要素帯域に分割し、各要素帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより周波数軸上の前記第２補正音響信号を生成し、
前記複数の要素帯域の夫々に対して、互いに異なるチャンネル信号間における前記要素帯域の音響信号の相互相関を求め、各相互相関に基づいて前記要素帯域ごとに前記信号レベルの低減度合いを決定する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の風雑音低減装置。
【請求項６】
前記入力音響信号は時間軸上の信号として当該風雑音低減装置に与えられ、且つ、前記入力音響信号は複数のチャンネル信号から成り、
前記第１補正手段によって生成される前記第１補正音響信号は、時間軸上の信号であり、
当該音声信号補正装置は、更に、
前記入力音響信号から前記第１帯域を含まず且つ前記第２帯域を含む所定帯域の成分を抽出する抽出手段と、
前記第１補正音響信号と前記抽出手段の抽出信号との合成信号の信号形式を時間軸上から周波数軸上に変換する時間周波数変換手段と、を備え、
前記第２補正手段は、周波数軸上の前記合成信号における第２帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより、周波数軸上の前記第２補正音響信号を生成し、
前記補正音響信号出力手段は、前記第２補正手段から得られる周波数軸上の前記第２補正音響信号と、前記時間周波数変換手段から得られる周波数軸上の前記第１補正音響信号を含む音響信号と、に基づいて周波数軸上の前記補正音響信号を出力する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の風雑音低減装置。
【請求項７】
前記第２補正手段は、
周波数軸上の前記合成信号の第２帯域を複数の要素帯域に分割し、各要素帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより周波数軸上の前記第２補正音響信号を生成し、
前記複数の要素帯域の夫々に対して、互いに異なるチャンネル信号間における前記要素帯域の音響信号の相互相関を求め、各相互相関に基づいて前記要素帯域ごとに前記信号レベルの低減度合いを決定する
ことを特徴とする請求項６に記載の風雑音低減装置。
【請求項８】
前記入力音響信号は、複数のチャンネル信号から成り、
前記第２補正手段は、
前記第２帯域の全部又は一部の帯域に着目し、
前記入力音響信号に含まれる前記複数のチャンネル信号分の着目帯域の音響信号を平均化することにより、前記風雑音の影響を比較的多く受けているチャンネルにおける前記着目帯域の音響信号の信号レベルを低減させ、
この平均化によって得られた信号から前記第２補正音響信号を生成する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の風雑音低減装置。
【請求項９】
前記入力音響信号は、複数のチャンネル信号から成り、
前記第２補正手段は、
前記第２帯域の全部又は一部の帯域に着目し、
前記入力音響信号に含まれる前記複数のチャンネル信号分の着目帯域の音響信号の内、最小の信号レベルを有する音響信号を最小音響信号として且つそれ以外の音響信号を非最小音響信号として特定し、
前記非最小音響信号を前記最小音響信号にて置き換えることにより、前記風雑音の影響を比較的多く受けているチャンネルにおける前記着目帯域の音響信号の信号レベルを低減させ、
この置き換えによって得られた信号から前記第２補正音響信号を生成する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の風雑音低減装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９の何れかに記載の風雑音低減装置と、
前記風雑音低減装置に対する前記入力音響信号を生成するためのマイクロホンと、を備えた
ことを特徴とする録音装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項９の何れかに記載の風雑音低減装置と、
前記風雑音低減装置に対する前記入力音響信号を生成するためのマイクロホンと、
画像を取得するための撮像手段と、を備えた
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
入力音響信号から風雑音が低減された補正音響信号を生成する風雑音低減方法において、
風雑音の帯域を含む所定帯域を第１帯域とし且つ前記第１帯域よりも周波数が高い所定帯域を第２帯域とした場合、
当該風雑音低減方法は、
前記入力音響信号に含まれる、第１帯域よりも周波数が高い帯域の音響信号に基づいて、前記入力音響信号に含まれる第１帯域の音響信号と異なる、前記第１帯域の音響信号を生成する信号生成ステップと、
前記信号生成ステップにて生成された前記音響信号に基づいて第１補正音響信号を生成する第１補正ステップと、
前記入力音響信号の第２帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより、前記風雑音が低減された第２帯域の音響信号である第２補正音響信号を生成する第２補正ステップと、を備え、
前記第１及び第２補正音響信号に基づいて前記補正音響信号を生成する
ことを特徴とする風雑音低減方法。
【請求項１】
入力音響信号から風雑音が低減された補正音響信号を生成する風雑音低減装置において、
風雑音の帯域を含む所定帯域を第１帯域とし且つ前記第１帯域よりも周波数が高い所定帯域を第２帯域とした場合、
当該風雑音低減装置は、
前記入力音響信号に含まれる、第１帯域よりも周波数が高い帯域の音響信号に基づいて、前記入力音響信号に含まれる第１帯域の音響信号と異なる、前記第１帯域の音響信号を生成する信号生成手段を有し、前記信号生成手段が生成した前記音響信号に基づいて第１補正音響信号を生成する第１補正手段と、
前記入力音響信号の第２帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより、前記風雑音が低減された第２帯域の音響信号である第２補正音響信号を生成する第２補正手段と、
前記第１及び第２補正音響信号に基づいて前記補正音響信号を出力する補正音響信号出力手段と、を備えた
ことを特徴とする風雑音低減装置。
【請求項２】
前記第１補正手段は、前記入力音響信号に含まれる第１帯域の前記音響信号と前記信号生成手段が生成した前記音響信号に基づいて、前記第１補正音響信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の風雑音低減装置。
【請求項３】
前記入力音響信号は、複数のチャンネル信号から成り、
当該風雑音低減装置は、更に、
前記風雑音の帯域を含む各チャンネル信号の所定帯域成分の、互いに異なるチャンネル信号間における相互相関に基づいて、前記入力音響信号に対する前記風雑音の影響度合いを判定する風雑音判定手段を備え、
前記第１補正手段は、前記風雑音判定手段の判定結果に応じて、前記第１補正音響信号を生成する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の風雑音低減装置。
【請求項４】
前記入力音響信号は、複数のチャンネル信号から成り、
当該風雑音低減装置は、更に、
前記風雑音の帯域を含む各チャンネル信号の所定帯域成分の、互いに異なるチャンネル信号間における相互相関に基づいて、前記入力音響信号に対する前記風雑音の影響度合いを判定する風雑音判定手段を備え、
前記第２補正手段は、前記風雑音判定手段の判定結果に応じて、前記第２補正音響信号を生成する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の風雑音低減装置。
【請求項５】
前記入力音響信号は周波数軸上の信号として当該風雑音低減装置に与えられ、且つ、前記入力音響信号は複数のチャンネル信号から成り、
前記第２補正手段は、
前記入力音響信号の第２帯域を複数の要素帯域に分割し、各要素帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより周波数軸上の前記第２補正音響信号を生成し、
前記複数の要素帯域の夫々に対して、互いに異なるチャンネル信号間における前記要素帯域の音響信号の相互相関を求め、各相互相関に基づいて前記要素帯域ごとに前記信号レベルの低減度合いを決定する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の風雑音低減装置。
【請求項６】
前記入力音響信号は時間軸上の信号として当該風雑音低減装置に与えられ、且つ、前記入力音響信号は複数のチャンネル信号から成り、
前記第１補正手段によって生成される前記第１補正音響信号は、時間軸上の信号であり、
当該音声信号補正装置は、更に、
前記入力音響信号から前記第１帯域を含まず且つ前記第２帯域を含む所定帯域の成分を抽出する抽出手段と、
前記第１補正音響信号と前記抽出手段の抽出信号との合成信号の信号形式を時間軸上から周波数軸上に変換する時間周波数変換手段と、を備え、
前記第２補正手段は、周波数軸上の前記合成信号における第２帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより、周波数軸上の前記第２補正音響信号を生成し、
前記補正音響信号出力手段は、前記第２補正手段から得られる周波数軸上の前記第２補正音響信号と、前記時間周波数変換手段から得られる周波数軸上の前記第１補正音響信号を含む音響信号と、に基づいて周波数軸上の前記補正音響信号を出力する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の風雑音低減装置。
【請求項７】
前記第２補正手段は、
周波数軸上の前記合成信号の第２帯域を複数の要素帯域に分割し、各要素帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより周波数軸上の前記第２補正音響信号を生成し、
前記複数の要素帯域の夫々に対して、互いに異なるチャンネル信号間における前記要素帯域の音響信号の相互相関を求め、各相互相関に基づいて前記要素帯域ごとに前記信号レベルの低減度合いを決定する
ことを特徴とする請求項６に記載の風雑音低減装置。
【請求項８】
前記入力音響信号は、複数のチャンネル信号から成り、
前記第２補正手段は、
前記第２帯域の全部又は一部の帯域に着目し、
前記入力音響信号に含まれる前記複数のチャンネル信号分の着目帯域の音響信号を平均化することにより、前記風雑音の影響を比較的多く受けているチャンネルにおける前記着目帯域の音響信号の信号レベルを低減させ、
この平均化によって得られた信号から前記第２補正音響信号を生成する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の風雑音低減装置。
【請求項９】
前記入力音響信号は、複数のチャンネル信号から成り、
前記第２補正手段は、
前記第２帯域の全部又は一部の帯域に着目し、
前記入力音響信号に含まれる前記複数のチャンネル信号分の着目帯域の音響信号の内、最小の信号レベルを有する音響信号を最小音響信号として且つそれ以外の音響信号を非最小音響信号として特定し、
前記非最小音響信号を前記最小音響信号にて置き換えることにより、前記風雑音の影響を比較的多く受けているチャンネルにおける前記着目帯域の音響信号の信号レベルを低減させ、
この置き換えによって得られた信号から前記第２補正音響信号を生成する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の風雑音低減装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９の何れかに記載の風雑音低減装置と、
前記風雑音低減装置に対する前記入力音響信号を生成するためのマイクロホンと、を備えた
ことを特徴とする録音装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項９の何れかに記載の風雑音低減装置と、
前記風雑音低減装置に対する前記入力音響信号を生成するためのマイクロホンと、
画像を取得するための撮像手段と、を備えた
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
入力音響信号から風雑音が低減された補正音響信号を生成する風雑音低減方法において、
風雑音の帯域を含む所定帯域を第１帯域とし且つ前記第１帯域よりも周波数が高い所定帯域を第２帯域とした場合、
当該風雑音低減方法は、
前記入力音響信号に含まれる、第１帯域よりも周波数が高い帯域の音響信号に基づいて、前記入力音響信号に含まれる第１帯域の音響信号と異なる、前記第１帯域の音響信号を生成する信号生成ステップと、
前記信号生成ステップにて生成された前記音響信号に基づいて第１補正音響信号を生成する第１補正ステップと、
前記入力音響信号の第２帯域の音響信号の信号レベルを低減することにより、前記風雑音が低減された第２帯域の音響信号である第２補正音響信号を生成する第２補正ステップと、を備え、
前記第１及び第２補正音響信号に基づいて前記補正音響信号を生成する
ことを特徴とする風雑音低減方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−５５５８３（Ｐ２００９−５５５８３Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３４１２１（Ｐ２００７−３３４１２１）
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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