音频信号处理电路、及使用其的电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种音频信号处理。
【背景技术】
[0002]在以数码摄像机或数码像机、手机终端、笔记型电脑、汽车导航系统、耳机为代表的各种电子设备中搭载有录音功能或通话功能。为了提高对于音源存在的特定方向的指向性而将目标音集中录音并去除来自其他方向的非目标音，而开发出被称为波束成形的技术。
[0003]图1(a)?(c)是示意性表示波束成形的图。录音系统lr具备信号处理电路10、多个麦克风12a、12b。麦克风12a、12b无指向性，在指向轴14的方向上以特定的间隔接近配置。
[0004]信号处理电路10接收分别通过麦克风12a、12b转换为电信号的音频信号Sla、Sib。信号处理电路10包含将其中一个音频信号Sib延迟的延迟元件11，通过进行波束成形处理而提取来自以指向轴14为中心的方向的目标音，从而清晰地录音。延迟元件11的延迟量τ是以来自与指向轴14为相反方向的声音的检测电平实质上成为零的方式设定。波束成形处理的算法为公知，因此此处避开详细的说明而对其原理简单地进行说明。
[0005]图1 (a)表示音源2存在于指向轴14的方向上的情况，图1 (b)表示音源2存在于与指向轴14垂直的方向上的情况，图1 (c)表示音源2存在于与指向轴14为相反方向上的情况。图2(a)?(c)是在图1(a)?(c)的各者中获得的音频信号的波形图。为了容易理解，本说明书中的波形图或时序图的纵轴及横轴适当放大、缩小，另外，为了容易理解，所表示的各波形也被简略化或者加以强调。
[0006]两个麦克风12a、12b是以几cm的间隔接近配置，因此自音源2发出的声音4几乎是以相同的振幅输入至两个麦克风，其等的相位差Α φ根据音源2的方向而变化。S卩，如图1 (a)般，在音源2存在于指向轴14的方向上的情况下，两个音频信号Sla、Slb的相位差增大。相反，如图1(b)般，在音源2存在于与指向轴14垂直的方向16上的情况下，两个音频信号Sla、Sib的相位差Δ φ接近零。
[0007]在波束成形中利用自麦克风12a、12b输出的音频信号Sla、Slb的增益差(振幅的差)及/或相位差。在两个波形相同的情况下，也可认为增益差或者相位差本质上等效，且与两个音频信号Sla和Sib的差分(Sla-Slb)相关。因此音频信号处理电路10可通过进行利用差分信号(Sla-Slb)的运算处理而集中地收集来自指向轴14的方向的声音4。
[0008][【背景技术】文献]
[0009][专利文献]
[0010][专利文献1]国际公开第09/025090号手册
[0011][专利文献2]国际公开第09/044562号手册
【发明内容】
[0012][发明要解决的问题]
[0013]本发明者等人对通过波束成形而提高指向性的录音系统lr进行研究的结果认识到以下问题。
[0014]例如在刮风的环境下使用利用有ECM(Electret Condenser Microphone，驻极体电容式麦克风)的具有录音功能的电子设备时，因ECM的振动板物理性振动而记录被称为风声或者风噪的噪声。如果这种噪声混入至两个音频信号Sla、Sib中，则会较大地扰乱增益差/相位差，从而对波束成形处理造成不良影响。扰乱增益差/相位差不仅会导致在产生噪声的频段产生显著的噪声，也会导致在除此以外的频带产生显著的噪声。同样的问题也可能于在被赋予有振动的环境下使用录音系统的情况下产生。
[0015]此外，不应将所述问题作为本领域技术人员的一般性的认识，而是由本发明者等独自认识到的问题。
[0016]本发明是鉴于上述问题而完成的，其一形态的例示性的目的之一在于提供一种可抑制噪声的影响的音频信号处理电路。
[0017][解决问题的技术手段]
[0018]本发明的一形态涉及一种对分别通过第一麦克风、第二麦克风收集的第一输入音频信号、第二输入音频信号进行处理的音频信号处理电路。音频信号处理电路具备:噪声检测电路，判定在第一输入音频信号及第二输入音频信号中是否包含超过容许量的噪声，当包含所述噪声时产生所断定的噪声检测信号；噪声去除电路，(i)当噪声检测信号被否认时，输出对应于第一输入音频信号的第一中间音频信号及对应于第二输入音频信号的第二中间音频信号；(ii)当噪声检测信号被断定时，产生对第一输入音频信号与第二输入音频信号实施特定的噪声修正处理而获得的第三中间音频信号，并输出包含第三中间音频信号的第一中间音频信号与包含第三中间音频信号的第二中间音频信号；以及波束成形电路，接收自噪声去除电路输出的第一中间音频信号及第二中间音频信号，并利用其等的差分信号而进行波束成形处理。
[0019]根据本形态，当产生噪声时，可通过将第一、第二中间音频信号替换为利用第三中间音频信号而获得的信号并提供至后级的波束成形电路而抑制噪声的影响。
[0020]噪声去除电路也能以第一输入音频信号与第二输入音频信号各自的特定频带为对象进行噪声修正处理。
[0021 ] 由此，对除噪声修正的对象以外的频带可维持指向性。
[0022]噪声去除电路也可包含将第一输入音频信号及第二输入音频信号的各者分割为多个频带的滤波器。
[0023]噪声去除电路也可为，(i)当噪声检测信号被否认时，对被分割为多个频带的第一输入音频信号进行合成，并输出对应于所合成的信号的第一中间音频信号，并且对被分割为多个频带的第二输入音频信号进行合成，而产生对应于所合成的信号的第二中间音频信号。另外噪声去除电路也可为，(ii)当噪声检测信号被断定时，通过对第一输入音频信号的多个频带中的特定的一者即修正对象频带、与第二输入音频信号的修正对象频带实施噪声修正处理而产生第三中间音频信号，并将第三中间音频信号与第一输入音频信号的其他频带合成而产生第一中间音频信号，且将第三中间音频信号与第二输入音频信号的其他频带合成而产生第二中间音频信号。
[0024]噪声去除电路的修正对象的频带可包含0?500Hz的频带。
[0025]由此，可较佳地降低因振动或风所产生的噪声。
[0026]噪声去除电路可将第一输入音频信号、第二输入音频信号的整个频带作为修正对象。
[0027]噪声修正处理可包含运算修正对象的两个信号的平均值的处理。
[0028]平均值可为两个信号的简单平均值。
[0029]平均值也可为两个信号的加权平均值。
[0030]在此情况下，可通过加权系数的组合而调节噪声降低效果与指向性的折衷关系。
[0031]两个信号中较大者的加权系数也可小于两个信号中较小的另一者的加权系数。
[0032]两个信号中，信号电平较大者因风声等噪声而电平增大的可能性较高。因此，通过增大信号电平较小者的加权系数，可较多地提取目标音而抑制噪声。
[0033]噪声修正处理还可包含对修正对象的两个信号乘以特定系数的处理、及对平均值乘以特定系数的处理中的至少一者。
[0034]系数可根据所检测出的噪声的电平而改变。
[0035]本发明的另一形态涉及一种对分别通过第一麦克风、第二麦克风收集的第一输入音频信号、第二输入音频信号进行处理的音频信号处理电路。该音频信号处理具备:滤波器，将第一输入音频信号及第二输入音频信号的各者分割为多个频带；噪声检测电路，判定在第一输入音频信号及第二输入音频信号中是否包含超过容许量的噪声，当包含所述噪声时产生所断定的噪声检测信号；以及波束成形电路，(i)当噪声检测信号被否认时，进行以第一输入音频信号、第二输入音频信号各自的所有频带为对象的波束成形处理；(ii)当噪声检测信号被断定时，将第一输入音频信号、第二输入音频信号各自的修正对象频带自波束成形处理的对象排除，而对剩余的频带进行波束成形处理。
[0036]根据本形态，可防止基于因噪声而扰乱增益差/相位差的差分信号进行波束成形处理，从而可抑制噪声。
[0037]—形态的音频信号处理电路还可具备:第一放大器，将第一通道的麦克风的输出信号放大；第二放大器，将第二通道的麦克风的输出信号放大；第一 A/D (analog todigital，模拟-数字)转换器，将第一放大器的输出信号转换为数字第一输入音频信号；以及第二 A/D转换器，将第二放大器的输出信号转换为数字第二输入音频信号。
[0038]于一形态中，音频信号处理电路可一体集成化于一个半导体基板上。“一体集成化”包含电路的构成要素全部形成于半导体基板上的情况、及电路的主要构成要素被一体集成化于半导体基板上的情况，为了调节电路常数，也可在半导体基板的外部设置有一部分电阻或电容器等。
[0039]本发明的又一形态涉及一种电子设备。电子设备具备第一通道的麦克风、第二通道的麦克风、以及上述任一项之音频信号处理电路。
[0040]此外，在方法、装置、系统等之间将以上构成要素的任意组合或本发明的构成要素或表述相互替换而成者作为本发明的形态也有效。
[0041][发明的效果]
[0042]根据本发明的音频信号处理电路，可抑制噪声的影响。
【附图说明】
[0043]图1(a)?(c)是示意性表示波束成形的图。
[0044]图2(a)?(c)是在图1(a)?(c)的各者中获得的音频信号的波形图。
[0045]图3是具备第一实施方式的音频信号处理电路的录音系统的方块图。
[0046]图4是噪声去除电路的功能方块图。
[0047]图5是表示通过音频信号处理电路获得的音频信号的光谱的图。
[0048]图6是具备第二实施方式