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発明の名称 信号制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−79495
公開日 平成7年(1995)3月20日
出願番号 特願平5−221798
出願日 平成5年(1993)9月7日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 曽根 昌子 / 林 克彦
要約 目的
入力信号の中から、ある特定の信号を容易に認識し、その信号の特徴を表す分析結果から制御時の微調整値を設定することにより、入力信号の中からある特定の信号を所望のように制御することができる。

構成
m個の入力信号の特徴をm個の信号分析手段105〜108で抽出し、m個の信号検知手段109〜112で入力信号の種類を検知し、m個のフィルタ係数設定手段113〜116によって設定された設定値に基づきm個の入力信号の周波数特性を制御し、レベル設定手段121によって設定された値に基づき周波数特性調整手段117〜120の各々の出力信号のレベルを調整する。
特許請求の範囲
【請求項1】 m(m≧1,m:整数)個の入力信号を分析し、その特徴を抽出するm個の信号分析手段と、前記m個の信号分析手段の出力より各々の入力信号の種類を検知するm個の信号検知手段と、前記m個の信号検知手段の出力信号と、前記m個の信号分析手段の出力とを入力とし、前記m個の入力信号の各々のレベルを設定するレベル設定手段と、前記レベル設定手段の設定値に基づき、前記m個の入力信号のレベルを調整するm個のレベル調整手段とを有することを特徴とする信号制御装置。
【請求項2】 m(m≧1,m:整数)個の入力信号を分析し、その特徴を抽出するm個の信号分析手段と、前記m個の信号分析手段の出力より各々の入力信号の種類を検知するm個の信号検知手段と、前記m個の信号検知手段の出力信号と、前記m個の信号分析手段の出力とを入力とし、前記m個の入力信号を調整するための各々の周波数特性を設定するm個のフィルタ係数設定手段と、前記m個のフィルタ係数設定手段で設定した特性に基づき、前記m個の入力信号を制御するm個の周波数特性調整手段と、を有することを特徴とする信号制御装置。
【請求項3】 m(m≧1,m:整数)個の入力信号を分析し、その特徴を抽出するm個の信号分析手段と、前記m個の信号分析手段の出力より各々の入力信号の種類を検知するm個の信号検知手段と、前記m個の信号検知手段の出力信号と、前記m個の信号分析手段の出力とを入力とし、前記m個の入力信号を調整するための各々の周波数特性を設定するm個のフィルタ係数設定手段と、前記m個のフィルタ係数設定手段で設定した特性に基づき、前記m個の入力信号を制御するm個の周波数特性調整手段と、前記m個の周波数特性調整手段の出力と、前記m個の信号検知手段の出力とを入力とし、前記m個の周波数特性調整手段の出力レベルを設定するレベル設定手段と、前記レベル設定手段の設定値に基づき、前記m個の周波数特性調整手段の各々の出力信号のレベルを調整するm個のレベル調整手段とを有することを特徴とする信号制御装置。
【請求項4】 m(m≧1,m:整数)個の入力信号を分析し、その特徴を抽出するm個の信号分析手段と、前記m個の信号分析手段の出力より各々の入力信号の種類を検知するm個の信号検知手段と、前記m個の信号検知手段の出力信号と、前記m個の信号分析手段の出力とを入力とし、前記m個の入力信号のレベルを設定するレベル設定手段と、前記レベル設定手段の設定値に基づき、前記m個の入力信号を制御するm個のレベル調整手段と、前記m個のレベル調整手段の出力と、前記m個の信号検知手段の出力とを入力とし、前記m個のレベル調整手段の出力の周波数特性を設定するm個のフィルタ係数設定手段と、前記m個のフィルタ係数設定手段で設定した特性に基づき、前記m個のレベル調整手段の出力を制御するm個の周波数特性調整手段と、を有することを特徴とする信号制御装置。
【請求項5】 信号検知手段は、あらかじめ特定の信号を学習させることによって信号を制御するニューラル・ネットワーク・フィルタであることを特徴とする請求項1,2,3または4記載の信号制御装置。
【請求項6】 信号分析手段は、被分析信号の周波数の変動量を示すパラメータ及び振幅の変動量を示すパラメータで被分析信号の性質を表し、その特徴を図で表示することを特徴とする請求項1,2,3または4記載の信号制御装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、信号の認識を行いその信号の制御を行うための信号制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、カメラ一体型ビデオ撮影装置で、目的とする信号のみを独立で制御したいという要望が増加しつつある。
【0003】以下、例えばカメラ一体型ビデオ撮影装置等に使われる風切り音除去のための従来の信号制御装置について図面を参照にしながら説明する。
【0004】図14は従来の信号制御装置を示すブロック図である。図15は低域遮断フィルタの周波数特性である。
【0005】図14において、201はマイクロホン、202は低域遮断フィルタ、203は出力端子である。
【0006】図15は低域遮断フィルタの周波数特性を示す図であり、カットオフ周波数は300[Hz]とする。
【0007】以上のように構成された従来の信号制御装置の動作について説明する。まず、収音したい音場にマイクロホン201を設置する。マイクロホン201の出力は図15に示す周波数特性をもつ低域遮断フィルタ202で低域周波数成分が除去され、出力端子203から出力される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のような従来の構成では、風切り音を除去するフィルタは風切り音の有無に関わらず、常時低域周波数成分を除去するため、本来収音したい音の音質までも変化させるという問題点があった。つまり、ある特定の信号の入力を認識し、その入力に応じて、その信号のみを制御するということができなかった。
【0009】本発明は、上記従来の問題点を解決するものであって、入力信号の中からある特定の信号を容易に認識し、その信号の特徴を表す分析結果から制御時の微調整値を設定することにより、入力信号の中からある特定の信号のみを所望のように制御する信号制御装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明の信号制御装置は、m(m≧1,m:整数)個の入力信号を分析し、その特徴を抽出するm個の信号分析手段と、m個の信号分析手段の出力より各々の入力信号の種類を検知するm個の信号検知手段と、m個の信号検知手段の出力信号と、m個の信号分析手段の出力とを入力とし、m個の入力信号の各々のレベルを設定するレベル設定手段と、レベル設定手段の設定値に基づき、m個の入力信号のレベルを調整するm個のレベル調整手段とを有するものである。
【0011】また、本発明の信号制御装置は、m(m≧1,m:整数)個の入力信号を分析し、その特徴を抽出するm個の信号分析手段と、m個の信号分析手段の出力より各々の入力信号の種類を検知するm個の信号検知手段と、m個の信号検知手段の出力信号と、m個の信号分析手段の出力とを入力とし、m個の入力信号を調整するための各々の周波数特性を設定するm個のフィルタ係数設定手段と、m個のフィルタ係数設定手段で設定した特性に基づき、m個の入力信号を制御するm個の周波数特性調整手段とを有するものである。
【0012】また、本発明の信号制御装置は、m(m≧1,m:整数)個の入力信号を分析し、その特徴を抽出するm個の信号分析手段と、m個の信号分析手段の出力より各々の入力信号の種類を検知するm個の信号検知手段と、m個の信号検知手段の出力信号と、m個の信号分析手段の出力とを入力とし、m個の入力信号を調整するための各々の周波数特性を設定するm個のフィルタ係数設定手段と、m個のフィルタ係数設定手段で設定した特性に基づき、m個の入力信号を制御するm個の周波数特性調整手段と、m個の周波数特性調整手段の出力と、m個の信号検知手段の出力とを入力とし、m個の周波数特性調整手段の出力レベルを設定するレベル設定手段と、レベル設定手段の設定値に基づき、周波数特性調整手段の各々の出力信号のレベルを調整するm個のレベル調整手段とを有するものである。
【0013】さらに、本発明の信号制御装置は、m(m≧1,m:整数)個の入力信号を分析し、その特徴を抽出するm個の信号分析手段と、m個の信号分析手段の出力より各々の入力信号の種類を検知するm個の信号検知手段と、m個の信号検知手段の出力信号と、m個の信号分析手段の出力とを入力とし、m個の入力信号のレベルを設定するレベル設定手段と、レベル設定手段の設定値に基づき、m個の入力信号を制御するm個のレベル調整手段と、m個のレベル調整手段の出力と、m個の信号検知手段の出力とを入力とし、m個のレベル調整手段の出力の周波数特性を設定するm個のフィルタ係数設定手段と、m個のフィルタ係数設定手段で設定した特性に基づき、m個のレベル調整手段の出力を制御するm個の周波数特性調整手段と、を有するものである。
【0014】また、信号検知手段は、あらかじめ特定の信号を学習させることによって信号を制御するニューラル・ネットワーク・フィルタであることを特徴とするものである。
【0015】また、信号分析手段は、被分析信号の周波数の変動量を示すパラメータ及び振幅の変動量を示すパラメータで被分析信号の性質を表し、その特徴を図で表示することを特徴とするものである。
【0016】
【作用】上記の構成により、本発明の信号制御装置によれば、信号分析手段は信号を分析し、その特徴を図で表示し、信号検知手段で含まれる信号の種類を検知する。次に、目的とする信号の特徴図から制御時の微調整値を設定し、周波数特性やレベルを調整することにより、目的とする信号を所望のように制御することができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例について、図面を参照しながら説明する。第1の実施例は、m=4のとき、つまり4個の入力信号があるときの信号制御装置である。
【0018】図1は本発明の第1の実施例における信号制御装置の構成を示すブロック図である。図2はマイクロホンの最大感度方向を示す図である。矢印の方向にマイクロホンの最大感度がくるように設置する。図3は本実施例の信号分析手段5,6,7,8の構成を示すブロック図である。
【0019】図1において、1は左チャンネル用の単一指向性マイクロホン、2は右チャンネル用の単一指向性マイクロホン、3は前方チャンネル用の単一指向性マイクロホン、4は後方チャンネル用の単一指向性マイクロホン、5は左チャンネル用の単一指向性マイクロホン1の出力信号を分析して信号の特徴を表すパターン図を表示する信号分析手段、6は右チャンネル用の単一指向性マイクロホン2の出力信号を分析する信号分析手段、7は前方チャンネル用の単一指向性マイクロホン3の出力信号を分析する信号分析手段、8は後方チャンネル用の単一指向性マイクロホン4の出力信号を分析する信号分析手段、9,10,11,12は信号分析手段5,6,7,8の出力するパターン図の種類により、そのパターン固有の信号を出力するようにあらかじめ学習させておいた信号検知手段、13は信号分析手段5〜8の出力と、信号検知手段9〜12の出力信号とを入力とし、単一指向性マイクロホン1,2,3,4の出力レベルを設定するレベル設定手段、14,15,16,17はレベル設定手段13の設定値に従い単一指向性マイクロホン1,2,3,4の出力レベルを調整するレベル調整手段である。
【0020】また、図3は本実施例の信号分析手段5〜8の構成を示すブロック図である。信号分析手段5〜8は図3に示すように同一の信号分析器31,41,51を含んで構成される。信号分析器31は、入力信号x(t)の入力端32と、FM復調の出力端33,34と、AM復調の出力端35,36を有し、入力される信号の周波数的な変動量を示すパラメータ、及び振幅的な変動量を示すパラメータを出力し、信号の性質を分析できるようにしたものである。この分析は時間的に連続して行われ、分析出力の物理的な意味を明確にすることができる。
【0021】信号分析器31は、図4の(a)に示すように入力端32から与えられる信号を分析するFM復調器37及びAM復調器38と、それぞれの出力を交流成分と直流成分に分離する分波器39,40を含んで構成される。FM復調器37は図4の(b)に示すように、ヒルベルト変換器37a,割算器37b,演算器37cを有している。ヒルベルト変換器37aは入力信号を相対的にπ/2ラジアンの位相差を持つ2つの信号s,cに変換する回路である。割算器37bは2つの信号s,cを入力し、s/cの演算を行う割算回路である。更に演算器37cは割算器37bの出力する信号xの逆正接tan1xの微分値を演算する回路である。
【0022】図4の(c)はAM復調器38の構成を示すブロック図で、AM復調器38はヒルベルト変換器37aと同一のヒルベルト変換器38aを有している。2乗器38b,38cは、ヒルベルト変換器38aの出力s,cの信号をそれぞれ2乗する回路であり、その2信号は加算器38dで加算される。開平器38eは、加算器38dの出力値の平方根を演算する回路である。
【0023】さて、図3に示すように信号分析手段5において、信号分析器31の出力端33は基本ピッチの変動成分PACを出力するものであり、出力端34は基本ピッチの定常成分PDCを出力するものである。同様に、出力端35は基本振幅の変動成分AACを出力し、出力端36は基本振幅の定常成分ADCを出力するものである。信号分析器31の出力端33の信号は信号分析器41に与えられ、出力端35の信号は信号分析器51に与えられる。信号分析器41は、信号分析器31と同一の特性を持ち、同様の出力端43〜46を有している。更に、信号分析器51も、信号分析器31と同一の特性を持ち、同様の出力端53〜56を有している。そして、信号分析器31,41,51の各出力端の信号のうち、定常成分の出力XOPDC(t),XOADC(t),XPPDC(t),XPADC(t),XAPDC(t),XAADC(t)を取り出し、分析結果としてパターン図で表す。
【0024】図5は図1に示す信号検知手段9〜12にニューラル・ネットワークを用いた例の構成を表す図である。
【0025】図5において、信号分析手段5の出力パターン図はパターン図読み取り用フォトダイオードアレイ60で読み取られ、パターン図から特徴を特徴抽出層61で抽出し、ニューラル・ネットの中間層62に入力され出力層63から認識結果を出力する。この認識結果が入力パターン図に対しての固有値と異なる場合、正しい認識結果を教師信号64として入力する。教師信号とニューラルネットの認識結果の差を小さくするように、バックプロパゲーション法によりニューラルネットの重みを変化させて学習を行い、正しい認識が行われるまで学習を繰り返す。この信号検知手段の動作のフローチャートを図6に示す。
【0026】ここで、特徴抽出層61の説明を行う。図7に特徴抽出面を示す。この例では、図7の(a)に示す5×5の入力面に対して、図7の(b)に示す3×3の特徴抽出面A,B,・・・,Iが存在し、それぞれが入力面の番号の位置の画素と対応している。この特徴抽出面内に図8のようなパターンが存在すれば‘1’、存在しなければ‘0’の値を対応させてニューラル・ネットワークへの入力とし、バックプロパゲーションにより学習を行う。図8の中で66はパターンの存在しない画素、67はパターンの存在する画素(斜線部)を表す。
【0027】特徴抽出面で抽出する特徴は、3×3の画素で構成されているため、組み合わせとしては29通り考えられるが、その中で実際にパターン図中に出現する可能性のあるものでパターン図の区別に役立つもののみを抽出に使用すればよい。本実施例の信号検知手段では、例えば図8に示すような27個の特徴について抽出を行っている。この例では3×3の画素の特徴を抽出しているが、4×3とか5×5のように画素が多くても正方形でも長方形でもよい。
【0028】次に、中間層・出力層の説明を行う。図9のように、階層的ネットワークを用いる。中間層68へは前述した特徴抽出層の出力信号を入力とする。中間層68のユニット数は9個、出力層69は4個のユニットで構成されている。特徴抽出層の各ユニットは全ての中間層と、また中間層の各ユニット67は全ての出力層と接続されている。中間層・出力層の各ユニットは、しきい値関数として、シグモイド関数を用いたニューロンで構成されている。
【0029】以上のように構成された第1の実施例の信号制御装置の動作について説明する。
【0030】図2のように配置された単一指向性マイクロホン1,2,3,4の出力信号L,R,F,Bは、信号分析手段5,6,7,8に入力される。図3に示す信号分析手段5の信号分析器31,41,51は入力された被分析信号がどのような周波数(ピッチ)に支配された信号であるか、またその支配周波数の変動はどのように発生しているかを分析する。更に、信号分析器31,41,51は、被分析信号がどのような振幅に支配された信号であるか、またその支配振幅の変動はどのように発生しているかを分析する。
【0031】被分析信号x(t)が入力端32から入力されると、第1の信号分析器31において分析が行われ、FM復調出力の変動成分が出力端33よりX0PAC(t)として得られ、復調出力の定常成分が出力端34よりX0PDC(t)として得られる。また、AM復調出力の変動成分が出力端35よりX0AAC(t)として得られ、AM復調出力の定常成分が出力端36にX0ADC(t)として得られる。
【0032】次に、信号分析器31の出力する信号X0PAC(t)を第2の信号分析器41に入力する。このとき被分析信号X0PAC(t)が入力されると、信号分析器41において信号分析器31と同様の手順で分析が行われる。即ち、X0PAC(t)のFM復調出力の変動成分が出力端43よりXPPAC(t)として得られ、復調出力の定常成分が出力端44よりXPPDC(t)として得られる。また、AM復調出力の変動成分が出力端45よりXPAAC(t)として得られ、AM復調出力の定常成分が出力端46にXPADC(t)として得られる。
【0033】さらに、信号分析器31の出力するX0AAC(t)を第3の信号分析器51に入力する。このとき被分析信号X0AAC(t)が入力されると、信号分析器41と同様の手順で分析が行われる。即ち、X0AAC(t)のFM復調出力の変動成分が出力端53よりXAPAC(t)として得られ、復調出力の定常成分が出力端54よりXAPDC(t)として得られる。また、AM復調出力の変動成分が出力端55よりXAADC(t)として得られ、AM復調出力の定常成分が出力端56にXAADC(t)として得られる。
【0034】このように、信号分析手段5の各出力端33〜36,43〜46,53〜56の出力信号の物理的意味をそれぞれ整理すると、以下のようになる。
【0035】X0PAC=基本ピッチの変動成分、X0PDC=基本ピッチの定常成分、X0AAC=基本振幅の変動成分、X0ADC=基本振幅の定常成分、XPPAC={(基本ピッチの変動成分)のピッチ}の変動成分、XPPDC={(基本ピッチの変動成分)のピッチ}の定常成分、XPAAC={(基本ピッチの変動成分)の振幅}の変動成分、XPADC={(基本ピッチの変動成分)の振幅}の定常成分、XAPAC={(基本振幅の変動成分)のピッチ}の変動成分、XAPDC={(基本振幅の変動成分)のピッチ}の定常成分、XAAAC={(基本振幅の変動成分)の振幅}の変動成分、AADC={(基本振幅の変動成分)の振幅}の定常成分、である。
【0036】ところで、ある時間における定常的な性質をXC(t)とすると、信号分析手段5を用いて分析した出力信号のうち、定常成分のみを用いて、XC(t)={X0PDC,X0ADC,XPPDC,XPADC,XAPDC,XAADC}
というベクトルで表現することができる。これを仮に信号の性格ベクトルとよぶことにする。この性格ベクトルを図10に表示する。図10の(a)は、性格ベクトルの基本ピッチの成分、つまりX0PDC,XPPDC,XAPDCを時間軸表示したもので、図10の(b)は基本振幅の成分、つまりX0ADC,XPADC,XAADCを時間軸表示したものである。図10の(c)は、この性格ベクトルを横軸を周波数、縦軸を振幅にとり、表示したものである。つまり、同時刻における基本成分の定常成分であるX0PDCとX0ADC、基本ピッチの変動成分の定常成分であるXPPDCとXPADC、基本振幅の変動成分の定常成分であるXAPDCとXAADCを表示したものである。
【0037】本実施例の信号分析手段の場合は、1信号の分析結果としてのパターン図中に3個の図が書けるが、信号分析手段5の中で、信号分析器をさらに複数用いる事により分析結果であるパターン図中の図の個数はこの限りではない。
【0038】以上のような信号分析手段5で分析した結果のパターン図はパターン図読み取り用フォトダイオードアレイ60で読み取られ、その特徴を特徴抽出層61で抽出される。あらかじめ、特定の信号を学習させておき、その信号に固有の出力信号を出力できる様にする。例えば、Aという種類の信号に対しては、図9の出力層69から、‘0001’、Bという種類の信号に対しては、‘0010’といった出力が得られるように学習させる。
【0039】このように学習させた信号検知手段9〜12を用い入力信号の種類を検知した結果と、信号分析手段5〜8の出力とをレベル設定手段13に入力する。レベル設定手段13では、信号の種類により、またその信号のレベルにより、最終出力18〜21の出力レベルの設定を行う。例えば、入力信号の種類が‘A’の場合は信号レベルを10[dB]下げ、‘B’の場合は6[dB]あげる。つまり、‘A’はなるべく除去したい信号、‘B’はなるべく強調したい信号である。さらに、4つの入力信号の内、入力信号1〜3が‘A’の種類の信号、入力信号4が‘B’の種類の信号であったとき、信号分析手段5〜8の出力のレベルを各々Liとし、‘A’の種類の信号のうち最大レベルのものをLmaxとする。このとき、入力信号1〜3の各々の設定レベルLOiは、式(1)で表され、入力信号4の設定レベルLO4は式(2)で表される。
【0040】
Oi=−10[dB]×Li/Lmax (但し、i=1,2,3) ・・・(1)
O4=6[dB] ・・・(2)
以上のように各信号のレベルは設定され、その設定値に従って各々のレベル調整をレベル調整手段14〜17で行う。
【0041】このように、入力信号の種類を検知し、その種類に応じて、あらかじめレベル値を設定しておくことにより、所望の出力を得る事ができる。
【0042】次に、本発明の第2の実施例について説明する。前述した第1の実施例では、信号を制御する手段として、レベル設定手段13とレベル調整手段14〜17を用いて、入力信号の種類によりレベル調整を行ったが、第2の実施例では、フィルタ係数設定手段と周波数特性調整手段とで、入力信号の種類により周波数特性の調整を行おうとするものである。図11に第2の実施例を示す。
【0043】図11において、71は左チャンネル用の単一指向性マイクロホン、72は右チャンネル用の単一指向性マイクロホン、73は前方チャンネル用の単一指向性マイクロホン、74は後方チャンネル用の単一指向性マイクロホン、75は左チャンネル用の単一指向性マイクロホン71の出力信号を分析して信号の特徴を表すパターン図を表示する信号分析手段、76は右チャンネル用の単一指向性マイクロホン72の出力信号を分析する信号分析手段、77は前方チャンネル用の単一指向性マイクロホン73の出力信号を分析する信号分析手段、78は後方チャンネル用の単一指向性マイクロホン74の出力信号を分析する信号分析手段、79,80,81,82は信号分析手段75,76,77,78の出力するパターン図の種類により、そのパターン固有の信号を出力するようにあらかじめ学習させておいた信号検知手段、83は信号分析手段75の出力と信号検知手段79の出力信号とを入力とし、単一指向性マイクロホン71の周波数特性を調整するためのフィルタ係数を設定するフィルタ係数設定手段、84は信号分析手段76の出力と信号検知手段80の出力信号とを入力とし、単一指向性マイクロホン72の周波数特性を調整するためのフィルタ係数を設定するフィルタ係数設定手段、85は信号分析手段77の出力と信号検知手段81の出力信号とを入力とし、単一指向性マイクロホン73の周波数特性を調整するためのフィルタ係数を設定するフィルタ係数設定手段、86は信号分析手段78の出力と信号検知手段82の出力信号とを入力とし、単一指向性マイクロホン74の周波数特性を調整するためのフィルタ係数を設定するフィルタ係数設定手段、87〜90はフィルタ係数設定手段83〜86の設定値に従って、単一指向性マイクロホン71〜74の出力信号の周波数特性を調整する周波数特性調整手段である。
【0044】ここで、単一指向性マイクロホン71〜74、信号分析手段75〜78、信号検知手段79〜82は、第1の実施例と同じ動作をする。
【0045】このように構成された第2の実施例の信号制御装置の動作について簡単に説明する。まず、第1の実施例と同様に配置された単一指向性マイクロホン71〜74の出力信号は、信号分析手段75〜78に入力される。信号分析手段75〜78の出力結果を信号検知手段79〜82に入力し、入力信号の種類を検知する。信号分析手段75〜78の出力と信号検知手段79〜82の出力とを各々フィルタ係数設定手段83〜86に入力する。フィルタ係数設定手段83では、信号の種類に応じて周波数特性を制御するためのフィルタ係数の設定を行う。例えば、入力信号の種類がなるべく除去したい信号‘A’の場合は、信号分析手段75の出力である図10の(c)のパターン図において、基本成分の定常成分の中心周波数をfcとしたとき、fcを中心とした周波数帯域を除去するような特性を持つフィルタ係数を設定する。このとき除去する周波数帯域は、図10の(c)における基本ピッチの変動成分の定常成分の周波数の変動の大きさにより決定する。これは、フィルタのQによって調整することができる。つまり、図12に示す周波数特性において、Qを大きく取れば、a→b→cと制御する周波数帯域も大きくする事ができるのである。この場合は図12のcの周波数特性を選択する。
【0046】以上のように、入力信号の種類を検知し、その種類に応じて周波数特性を調整するフィルタのおおまかな特性を選択し、信号の分析結果パターン図から中心周波数の設定を行い、Qを設定することにより、その入力信号に合わせて微調整を行い周波数特性を補正する事ができる。これにより、より精度よく所望の特性を得る事ができる。
【0047】次に、本発明の第3の実施例について説明する。前述した第1の実施例では、信号を制御する手段として、レベル設定手段13とレベル調整手段14〜17を用いて、入力信号の種類によりレベル調整を行った。また、第2の実施例では、フィルタ係数設定手段83〜86と周波数特性調整手段87〜90とで、入力信号の種類により周波数特性の調整を行った。第3の実施例では、フィルタ係数設定手段と周波数特性調整手段とで、入力信号の周波数特性の調整を行い、さらに、入力信号の種類により、周波数特性を調整された信号の出力レベルの調整を行おうとするものである。図13に第3の実施例を示す。
【0048】図13において、101は左チャンネル用の単一指向性マイクロホン、102は右チャンネル用の単一指向性マイクロホン、103は前方チャンネル用の単一指向性マイクロホン、104は後方チャンネル用の単一指向性マイクロホン、105は左チャンネル用の単一指向性マイクロホン101の出力信号を分析して信号の特徴を表すパターン図を表示する信号分析手段、106は右チャンネル用の単一指向性マイクロホン102の出力信号を分析する信号分析手段、107は前方チャンネル用の単一指向性マイクロホン103の出力信号を分析する信号分析手段、108は後方チャンネル用の単一指向性マイクロホン104の出力信号を分析する信号分析手段、109,110,111,112は信号分析手段105,106,107,108の出力するパターン図の種類により、そのパターン固有の信号を出力するようにあらかじめ学習させておいた信号検知手段、113は信号分析手段105の出力と信号検知手段109の出力信号とを入力とし、単一指向性マイクロホン101の周波数特性を調整するためのフィルタ係数を設定するフィルタ係数設定手段、114は信号分析手段106の出力と信号検知手段110の出力信号とを入力とし、単一指向性マイクロホン102の周波数特性を調整するためのフィルタ係数を設定するフィルタ係数設定手段、115は信号分析手段107の出力と信号検知手段111の出力信号とを入力とし、単一指向性マイクロホン103の周波数特性を調整するためのフィルタ係数を設定するフィルタ係数設定手段、116は信号分析手段108の出力と信号検知手段112の出力信号とを入力とし、単一指向性マイクロホン104の周波数特性を調整するためのフィルタ係数を設定するフィルタ係数設定手段、117〜120はフィルタ係数設定手段113〜116の設定値に従って、単一指向性マイクロホン101〜104の出力信号の周波数特性を調整する周波数特性調整手段である。121は信号検知手段109〜112の出力と周波数特性調整手段117〜120の出力から最終出力とする周波数特性調整手段117〜120の出力レベルを設定するレベル設定手段、122〜125はレベル設定手段121で設定されたレベルに従って、周波数特性調整手段117〜120の出力を調整するレベル調整手段である。
【0049】ここで、単一指向性マイクロホン101〜104、信号分析手段105〜108、信号検知手段109〜112は、第1の実施例、第2の実施例と同じ動作をし、レベル設定手段121は第1の実施例と同じ動作をし、フィルタ係数設定手段113〜116と、周波数特性調整手段117〜120は、第2の実施例と同じ動作をする。
【0050】このように構成された第3の実施例の信号制御装置の動作について簡単に説明する。まず、第1の実施例と同様に配置された単一指向性マイクロホン101〜104の出力信号は、信号分析手段105〜108に入力される。信号分析手段105〜108の出力結果を信号検知手段109〜112に入力し、入力信号の種類を検知する。信号分析手段105〜108の出力と、信号検知手段109〜112の出力とを各々フィルタ係数設定手段113〜116に入力する。フィルタ係数設定手段113では、信号の種類に応じて周波数特性を制御するためのフィルタ係数の設定を行う。例えば、入力信号101の種類がなるべく除去したい信号‘A’の場合、第2の実施例と同様に図12に示す周波数特性で入力信号を調整する。同様に、入力信号102〜104に関しても、含まれる信号の種類に応じて周波数特性を調整する。そして、レベル設定手段121で、信号検知手段109〜112から出力された信号の種類と、周波数特性調整手段117〜120で周波数特性を調整された信号のレベルとから、第1の実施例と同じ動作をすることにより、最終出力のレベルを調整する。
【0051】以上のように、入力信号の種類を検知し、その種類に応じて周波数特性を調整するフィルタのおおまかな特性を選択し、信号の分析結果パターン図から中心周波数の設定を行い、Qを設定することにより、その入力信号に合わせて微調整を行い、周波数特性を補正する事ができる。さらに、入力信号の種類に応じてレベル調整を行う事により、より精度よく所望の特性を得る事ができる。
【0052】なお、第3の実施例では、周波数特性の調整を行ってからレベル調整を行ったが、先にレベル調整を行ってから周波数特性の調整を行ってもよい。
【0053】また、第1,第2及び第3の実施例では、入力信号としてマイクロホンで収音した信号を用いたが、この限りではない。例えば、ドルビー・プロロジックの出力を本発明の信号制御装置の入力信号として用い、人の台詞を強調するように設定しておけば、さらに方向感のある定位のよい再生が可能になる。
【0054】
【発明の効果】以上のように本発明は、入力信号を信号分析手段により周波数分析し、その特徴を図で表示する。この図は時間的に変化しない成分と変化する成分とを分解する事によって信号の性質をより詳しく分析することができる。この分析は時間的に連続して行い、また信号の物理的な意味が明確である。従って、被分析信号の種類をこの図より容易に類推できる。そして、信号分析手段の出力をニューラル・ネットワーク・フィルタで構成された信号検知手段で処理する事により、含まれる信号の種類を検知することができる。次に、信号分析手段の出力である特徴図から目的とする信号の制御時の調整値を設定し、目的とする信号が入力されている入力信号のレベル調整を行うことにより、目的とする信号を大まかに制御することができる。また、目的とする信号の特徴に合わせて周波数特性を調整することにより、より精度よく目的とする信号を制御することができる。また、レベル調整と周波数特性の調整を行うことにより、目的とする信号の種類によって、レベル調整と周波数特性調整のどちらか適した方で制御することもでき、さらに精度よく目的とする信号を制御することができる。




 

 


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