JP3202902B2 - Noise suppression device - Google Patents

Noise suppression device

Info

Publication number
JP3202902B2
JP3202902B2 JP26150995A JP26150995A JP3202902B2 JP 3202902 B2 JP3202902 B2 JP 3202902B2 JP 26150995 A JP26150995 A JP 26150995A JP 26150995 A JP26150995 A JP 26150995A JP 3202902 B2 JP3202902 B2 JP 3202902B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel
signal
output signal
noise
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP26150995A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09107308A (en
Inventor
真資 高田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP26150995A priority Critical patent/JP3202902B2/en
Publication of JPH09107308A publication Critical patent/JPH09107308A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3202902B2 publication Critical patent/JP3202902B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)
  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電話機等の
音声信号入力部に設けられ、音声通信における背景ノイ
ズの抑圧を行うノイズ抑圧装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a noise suppression device provided in an audio signal input section of, for example, a telephone set for suppressing background noise in voice communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、次のような文献に記載されるものがあった。 文献;米国特許第4,811,404 号明細書 図2は、前記文献に記載された従来のノイズ抑圧装置の
一例を示す構成ブロック図である。このノイズ抑圧装置
では、例えばマイクロフォン等からの入力信号INが入
力端子1に入力され、該入力信号INはアナログ/デジ
タル変換器(Analog Degital Converter、以下、ADC
という)2でA/D変換される。更に、ADC2の出力
信号S2がプリエンファシス回路3でプリエンファシス
処理を受ける。プリエンファシス処理は、信号の高域周
波数成分を強調する処理であり、ここでは6dB/oct の割
合で高域周波数成分が強調される。高域周波数成分が強
調されたプリエンファシス回路3の出力信号S3は、チ
ャネル分割器4で複数の周波数帯域(以下、チャネルと
いう)に分割(前記文献では、14分割としている)さ
れる。チャネル分割器4の出力信号S4は、チャネルゲ
イン修正器5においてゲイン値が乗算される。ゲイン値
が乗算されたチャネルゲイン修正器5の出力信号S5
は、チャネル結合器6に出力され、該チャネル結合器6
で1つの周波数帯域に結合される。チャネル結合器6の
出力信号S6はディエンファシス回路7に出力され、高
域周波数成分が減衰される。高域周波数成分が減衰され
る割合は6dB/oct であり、プリエンファシス回路3によ
るプリエンファシス処理と相殺されて周波数特性が平坦
になる。ディエンファシス回路7の出力信号S7は、デ
ジタル/アナログ変換器(Degital Analog Converter、
以下、DACという)8でD/A変換され、出力端子9
を介して例えばスピーカや電話回線等ヘ出力される。
2. Description of the Related Art Conventionally, techniques in such a field include:
For example, there is one described in the following literature. Reference: U.S. Pat. No. 4,811,404 FIG. 2 is a configuration block diagram showing an example of a conventional noise suppression device described in the reference. In this noise suppression device, for example, an input signal IN from a microphone or the like is input to an input terminal 1, and the input signal IN is input to an analog / digital converter (hereinafter referred to as an ADC).
A / D conversion is performed in 2). Further, the output signal S2 of the ADC 2 is subjected to pre-emphasis processing by the pre-emphasis circuit 3. The pre-emphasis process is a process for enhancing a high frequency component of a signal. Here, the high frequency component is enhanced at a rate of 6 dB / oct. The output signal S3 of the pre-emphasis circuit 3 in which the high frequency components are emphasized is divided by the channel divider 4 into a plurality of frequency bands (hereinafter, referred to as channels) (in the above document, the division is made into 14). The output signal S4 of the channel divider 4 is multiplied by a gain value in a channel gain corrector 5. The output signal S5 of the channel gain corrector 5 multiplied by the gain value
Is output to the channel combiner 6, and the channel combiner 6
At one frequency band. The output signal S6 of the channel coupler 6 is output to the de-emphasis circuit 7, and the high frequency components are attenuated. The rate at which the high frequency components are attenuated is 6 dB / oct, and is canceled by the pre-emphasis processing performed by the pre-emphasis circuit 3, so that the frequency characteristics become flat. The output signal S7 of the de-emphasis circuit 7 is a digital / analog converter (Digital Analog Converter,
D / A conversion is performed by a DAC 8 and an output terminal 9
Is output to, for example, a speaker or a telephone line.

【0003】次に、各周波数帯域に分割されたチャネル
分割器4の出力信号S4に対するゲイン乗算のために、
チャネルゲイン修正器5に設定されるゲイン値の作成方
法を説明する。チャネル分割器4で複数のチャネルに分
割された出力信号S4はチャネルエネルギー推定器11
に入力される。チャネルエネルギー推定器11は、入力
された出力信号S4のエネルギーを計算する。このと
き、ボイスメトリック計算器12の判定により、入力信
号(即ち、出力信号S4)が音声信号であると判定され
ればスイッチ13が開き、ノイズであると判定されれば
該スイッチ13が閉じる。スイッチ13が閉じられたと
き、前記入力信号INの背景ノイズの平均値が、以下に
述べるような方法で計算される。即ち、スイッチ13を
経たチャネルエネルギー推定器11の出力信号S11
は、平滑フィルタ14に入力されて振幅の時間平均が計
算される。この平均を計算するための時間の長さは、例
えば10msecの長さに設定される。計算された振幅の平均
値S14は推定エネルギー値保持器15に入力され、1
サンプル時間(例えば125μs)だけ保持される。保
持された値S15は、次回の平均操作のため、再び平滑
フィルタ14に出力される。このように、平滑フィルタ
14と推定エネルギー保持器15とで、振幅の時間平均
を計算するための低域通過フィルタが構成されている。
Next, in order to multiply the gain of the output signal S4 of the channel divider 4 divided into each frequency band,
A method of creating a gain value set in the channel gain corrector 5 will be described. The output signal S4 divided into a plurality of channels by the channel divider 4 is output to the channel energy estimator 11
Is input to The channel energy estimator 11 calculates the energy of the input output signal S4. At this time, when the voice metric calculator 12 determines that the input signal (that is, the output signal S4) is an audio signal, the switch 13 is opened, and when it is determined that the signal is noise, the switch 13 is closed. When the switch 13 is closed, the average value of the background noise of the input signal IN is calculated in the following manner. That is, the output signal S11 of the channel energy estimator 11 via the switch 13
Is input to the smoothing filter 14 and the time average of the amplitude is calculated. The length of time for calculating this average is set to, for example, a length of 10 msec. The calculated average value S14 of the amplitude is input to the estimated energy value holder 15, and
It is kept for the sample time (for example, 125 μs). The held value S15 is output to the smoothing filter 14 again for the next averaging operation. Thus, the smoothing filter 14 and the estimated energy holder 15 constitute a low-pass filter for calculating the time average of the amplitude.

【0004】一方、推定エネルギー値保持器15の出力
信号S15は、チャネルS/N(信号レベル/雑音レベ
ル)推定器16及びノイズレベル量子化器17へ出力さ
れる。又、チャネルS/N推定器16には、チャネルエ
ネルギー推定器11の出力信号S11が入力されてい
る。チャネルS/N推定器16は、推定エネルギー値保
持器15に先に保持されているノイズの平均エネルギー
を示す推定エネルギー値信号平均値S15と、チャネル
エネルギー推定値S11とを比較し、チャネルS/N推
定値S16を計算する。この計算は、単にS/Nの除算
を行うものである。計算されたチャネルS/N推定値S
16は、チャネルS/N修正器18及びボイスメトリッ
ク計算器12に出力される。ボイスメトリック計算器1
2では、経験則で決定された信号のS/N対音声確率
(即ち、或るS/Nの時、信号が音声であると思われる
確かさ)が、経験則で決められた図示しない表になって
おり、これを前記各チャネルの個数回だけ参照し、各参
照値の総和を計算する。そして、その総和の合計値が予
め定められた閾値を越えたとき、入力信号INを音声信
号であると判定し、スイッチ13を開く。一方、入力信
号INがノイズであると判定されたときには、スイッチ
13を閉じる。
On the other hand, an output signal S 15 of the estimated energy value holder 15 is output to a channel S / N (signal level / noise level) estimator 16 and a noise level quantizer 17. The output signal S11 of the channel energy estimator 11 is input to the channel S / N estimator 16. The channel S / N estimator 16 compares the estimated energy value signal average value S15 indicating the average energy of noise previously held in the estimated energy value holder 15 with the channel energy estimated value S11, and calculates the channel S / N. The N estimated value S16 is calculated. This calculation simply performs S / N division. Calculated channel S / N estimate S
16 is output to the channel S / N corrector 18 and the voice metric calculator 12. Voice metric calculator 1
In S2, a signal-to-sound-to-speech probability (ie, certainty that a signal is considered to be speech at a certain S / N) determined by a rule of thumb (not shown) is determined by a rule of thumb. Are referred to as many times as the number of each channel, and the sum of each reference value is calculated. When the total value of the sum exceeds a predetermined threshold value, the input signal IN is determined to be an audio signal, and the switch 13 is opened. On the other hand, when it is determined that the input signal IN is noise, the switch 13 is closed.

【0005】又、ボイスメトリック計算器12は、前回
音声を検出した時点からの時間を計算しており、この時
間が予め定められた時間(例えば、1秒)を超過したと
き、この現象をノイズの一定レベルの上昇とみなし、前
記各参照値の総和に関わらず、入力信号INをノイズと
みなして強制的に該入力信号INのパワー平均を再計算
する。計算は、平滑フィルタ14と推定エネルギー保持
器15とで行われる。更に、又、ボイスメトリック計算
器12は、前記各チャネルのS/N推定値が予め定めた
閾値を越えるか否かを計数している。計数結果が全体の
チャネルの個数に対して、予め定められた割合より小
(例えば、4チャネル以下)であるとき、ボイスメトリ
ック計算器12は、入力信号INを狭帯域信号と判定す
る。この時、ボイスメトリック計算器12は、前記各チ
ャネルに対応するS/N推定値S16が小さくなるよう
に、チャネルS/N修正器18に指令する。S/N推定
値S16を小さく修正したチャネルS/N修正器18の
出力信号S18は、S/N閾値回路19へ出力される。
そして、S/N閾値回路19は、ゲインテーブル20を
参照し、大きな減衰を受けるように該ゲインテーブル2
0からチャネルゲイン値S20を発生させる。
[0005] The voice metric calculator 12 calculates the time from when the voice was detected last time. When this time exceeds a predetermined time (for example, one second), this phenomenon is considered as noise. , And the power average of the input signal IN is forcibly recalculated by regarding the input signal IN as noise regardless of the sum of the reference values. The calculation is performed by the smoothing filter 14 and the estimated energy holder 15. Further, the voice metric calculator 12 counts whether the S / N estimation value of each channel exceeds a predetermined threshold. When the counting result is smaller than a predetermined ratio (for example, 4 channels or less) with respect to the total number of channels, the voice metric calculator 12 determines that the input signal IN is a narrow band signal. At this time, the voice metric calculator 12 instructs the channel S / N corrector 18 so that the S / N estimation value S16 corresponding to each channel becomes smaller. The output signal S18 of the channel S / N corrector 18 in which the S / N estimation value S16 has been corrected to a small value is output to the S / N threshold circuit 19.
Then, the S / N threshold circuit 19 refers to the gain table 20 so that the gain table 2 receives a large attenuation.
From 0, a channel gain value S20 is generated.

【0006】以上のようにして、ボイスメトリック計算
器12は、背景ノイズ、狭帯域ノイズ、及び音声の3種
類の信号を区別し、チャネルS/N修正器18に対して
各チャネルのS/N推定値S16を修正する信号を出力
する。チャネルS/N修正器18の出力信号S18はS
/N閾値回路19に入力される。S/N閾値回路19で
は、チャネルS/N修正器18の出力信号S18が予め
設定された閾値よりも小さなS/Nの時、その修正され
たS/N推定値S18を閾値の値に設定する。S/N閾
値回路19の出力信号S19は、ゲインテーブル20の
参照入力として用いられ、ゲインテーブル20は修正さ
れたS/N推定値S18に応じたゲインをゲイン平滑フ
ィルタ21へ出力する。又、ゲイン表20は複数用意さ
れており、ノイズレベル量子化器17によって、参照す
るゲイン表が決定される。選択されたゲイン値S20は
時間変動が大きいので、該ゲイン値S20はゲイン平滑
フィルタ21に入力されて平滑処理される。この平滑処
理は、実際に複数のサンプルで算術平均を取ってもよ
く、又、低域通過フィルタの時定数を適当に選択して平
均操作の代用としてもよい。ゲイン平滑フィルタ21か
ら出力されたゲインS21はチャネルゲイン修正器5に
出力され、チャネル分割器4の出力信号S4の各チャネ
ル毎にゲインS21が乗算される。減衰処理をうけた信
号はチャネル結合器6に出力された後、前記と同様に処
理される。以上のように、チャネル分割器4の出力信号
S4のうちの音声信号成分が多いと判定されたチャネル
には大きいゲイン(例えば、1.0倍)を乗算し、音声
信号成分が少ないと思われるチャネルには小さいゲイン
を乗算することにより、入力信号INの音質の向上を図
っていた。
As described above, the voice metric calculator 12 discriminates three types of signals, that is, background noise, narrow-band noise, and speech, and provides a channel S / N corrector 18 with an S / N of each channel. A signal for correcting the estimated value S16 is output. The output signal S18 of the channel S / N corrector 18 is S
/ N threshold circuit 19. In the S / N threshold circuit 19, when the output signal S18 of the channel S / N corrector 18 has an S / N smaller than a preset threshold, the corrected S / N estimated value S18 is set to the threshold value. I do. The output signal S19 of the S / N threshold circuit 19 is used as a reference input of the gain table 20, and the gain table 20 outputs a gain according to the corrected estimated S / N value S18 to the gain smoothing filter 21. Also, a plurality of gain tables 20 are prepared, and the noise level quantizer 17 determines a gain table to be referred to. Since the selected gain value S20 has a large time variation, the gain value S20 is input to the gain smoothing filter 21 and subjected to a smoothing process. In this smoothing process, the arithmetic mean may be actually obtained for a plurality of samples, or the time constant of the low-pass filter may be appropriately selected to substitute for the averaging operation. The gain S21 output from the gain smoothing filter 21 is output to the channel gain corrector 5, and is multiplied by the gain S21 for each channel of the output signal S4 of the channel divider 4. After the signal subjected to the attenuation processing is output to the channel combiner 6, it is processed in the same manner as described above. As described above, the channel of the output signal S4 of the channel divider 4 which is determined to have many audio signal components is multiplied by a large gain (for example, 1.0 times), and the audio signal component is considered to be small. The sound quality of the input signal IN has been improved by multiplying the channel by a small gain.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2の
ノイズ抑圧装置では、次のような課題があった。 (1) 音声検出期間が一定時間(例えば1秒)に到達
すると、ボイスメトリック計算器12が強制的に推定背
景ノイズを更新してしまうため、実際にはこの期間が音
声信号で継続されていても、本来更新すべきでない推定
エネルギー値保持器15の内容を書き換えてしまい、音
声信号の品質を劣化させることがある。 (2) 入力端子1に、雑音成分の非常に小さい音声信
号が入力される場合、本来無処理で通過させるのが適当
な信号であっても、周波数帯域の分割及び結合処理を行
うので、音声信号が劣化する。 (3) 推定エネルギー値保持器15による出力信号S
14の推定エネルギー保持の期間が短いため、ボイスメ
トリック計算器12の検出時間の間、音声信号でノイズ
エネルギーを計算してしまい、その結果、正しいS/N
が計算できず、音声信号の品質が劣化する。
However, the noise suppressor shown in FIG. 2 has the following problems. (1) When the voice detection period reaches a certain time (for example, one second), the voice metric calculator 12 forcibly updates the estimated background noise. Therefore, this period is actually continued by the voice signal. Also, the contents of the estimated energy value holder 15 that should not be updated may be rewritten, and the quality of the audio signal may be degraded. (2) When an audio signal having a very small noise component is input to the input terminal 1, even if the signal should be passed without any processing, the frequency band is divided and combined. The signal deteriorates. (3) Output signal S from estimated energy value holder 15
Because of the short duration of the estimated energy retention at 14, the noise energy is calculated from the audio signal during the detection time of the voice metric calculator 12, resulting in a correct S / N
Cannot be calculated, and the quality of the audio signal deteriorates.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、ノイズ抑圧装置に、アナログの音声信号
をデジタル信号に変換するADCと、前記ADCの出力
信号の高域周波数成分を所定の特性で強調するプリエン
ファシス回路と、前記プリエンファシス回路の出力信号
を複数の周波数帯域のチャネルに分割するチャネル分割
器と、前記チャネル分割器の出力信号に対して前記各チ
ャネル毎に求められた各減衰ゲインをそれぞれ乗算する
チャネルゲイン修正器と、前記チャネルゲイン修正器の
各出力信号を1つの周波数帯域の信号に結合するチャネ
ル結合器と、前記チャネル結合器の出力信号の高域周波
数成分を前記プリエンファシス回路の特性の逆の特性で
減衰するディエンファシス回路と、前記ディエンファシ
ス回路の出力信号をデジタル信号からアナログ信号へ変
換するDACと、前記チャネル分割器の出力信号のエネ
ルギーを前記各チャネル毎に計算するチャネルエネルギ
ー推定器と、前記チャネルエネルギー推定器の出力信号
の時間平均を前記各チャネル毎に算出する平滑フィルタ
と、前記平滑フィルタの出力信号を前記音声信号の検出
時間に相当する時間に対応して前記各チャネル毎に保持
する推定エネルギー保持器と、前記チャネルエネルギー
推定器の出力信号及び前記推定エネルギー保持器の出力
信号に基づいて前記音声信号のS/Nを前記各チャネル
毎に推定するチャネルS/N推定器と、前記チャネルエ
ネルギー推定器の出力信号及び前記推定エネルギー保持
器の出力信号に基づき前記入力信号のノイズレベルを計
算するノイズレベル監視器と、前記チャネルS/N推定
器の出力信号及び前記ノイズレベル監視器の出力信号に
基づき、前記音声信号の或る一定期間が、背景ノイズの
小さい音声期間、該背景ノイズの大きいノイズ期間、又
は該背景ノイズの変動するノイズ変動期間であることを
判定する信号種別判定器と、前記信号種別判定器からの
判定結果及び前記チャネルS/N推定器の出力信号に基
づき、前記チャネル分割器の各チャネルに対する適切な
各減衰ゲインをそれぞれ発生するゲインテーブルと、前
記信号種別判定器の判定結果が前記音声期間の場合、前
記ADCの出力信号を前記DACへ出力し、前記信号種
別判定器の判定結果が前記ノイズ期間又は前記ノイズ変
動期間の場合、前記ディエンファシス回路の出力信号を
前記DACへ出力するスイッチ手段とを、備えている。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, an ADC for converting an analog audio signal into a digital signal and a high frequency component of an output signal of the ADC are provided to a noise suppression device. A pre-emphasis circuit for emphasizing with a predetermined characteristic, a channel divider for dividing an output signal of the pre-emphasis circuit into channels of a plurality of frequency bands, and an output signal of the channel divider for each of the channels. A channel gain corrector that multiplies the respective attenuation gains, a channel combiner that combines the output signals of the channel gain corrector into a signal of one frequency band, and a high frequency component of the output signal of the channel combiner. A de-emphasis circuit that attenuates the output signal with a characteristic opposite to the characteristic of the pre-emphasis circuit, and an output signal of the de-emphasis circuit. A DAC for converting a digital signal into an analog signal, a channel energy estimator for calculating the energy of the output signal of the channel divider for each channel, and a time average of the output signal of the channel energy estimator for each channel. A smoothing filter, an estimated energy holding unit that holds the output signal of the smoothing filter for each channel corresponding to a time corresponding to the detection time of the audio signal, an output signal of the channel energy estimator, A channel S / N estimator for estimating the S / N of the audio signal for each channel based on an output signal of the estimated energy holder, an output signal of the channel energy estimator and an output of the estimated energy holder A noise level monitor that calculates a noise level of the input signal based on a signal; Based on the output signal of the channel S / N estimator and the output signal of the noise level monitor, a certain period of the audio signal may be an audio period with a small background noise, a noise period with a large background noise, or the background noise. A signal type determiner for determining that the noise fluctuation period fluctuates, and a determination result from the signal type determiner and an output signal of the channel S / N estimator. And a gain table for generating each attenuation gain, and when the determination result of the signal type determination unit is the audio period, an output signal of the ADC is output to the DAC, and the determination result of the signal type determination unit is the noise. Switch means for outputting an output signal of the de-emphasis circuit to the DAC in the case of the period or the noise fluctuation period.

【0009】本発明によれば、以上のようにノイズ抑圧
装置を構成したので、アナログの音声信号は、ADCに
よりデジタル信号に変換される。次に、前記ADCの出
力信号の高域周波数成分がプリエンファシス回路におい
て所定の特性で強調される。更に、前記プリエンファシ
ス回路の出力信号がチャネル分割器で複数のチャネルに
分割される。ここで、前記チャネル分割器の出力信号の
エネルギーは、チャネルエネルギー推定器で前記各チャ
ネル毎に計算される。次に、前記チャネルエネルギー推
定器の出力信号の時間平均が、平滑フィルタで前記各チ
ャネル毎に算出される。更に、前記平滑フィルタの出力
信号は、推定エネルギー保持器で前記音声信号の検出時
間に相当する時間に対応して前記各チャネル毎に保持さ
れる。前記音声信号のS/Nは、前記チャネルエネルギ
ー推定器の出力信号及び前記推定エネルギー保持器の出
力信号に基づき、チャネルS/N推定器で前記各チャネ
ル毎に推定される。ノイズレベル監視器において、前記
チャネルエネルギー推定器の出力信号及び前記推定エネ
ルギー保持器の出力信号に基づき前記入力信号のノイズ
レベルが計算される。更に、信号種別判定器において、
前記チャネルS/N推定器の出力信号(即ち、前記音声
信号のS/N)及び前記ノイズレベル監視器の出力信号
に基づき、前記音声信号の或る一定期間が、背景ノイズ
の小さい音声期間、該背景ノイズの大きいノイズ期間、
又は該背景ノイズの変動するノイズ変動期間であるかが
判定される。
According to the present invention, since the noise suppressor is configured as described above, an analog audio signal is converted into a digital signal by the ADC. Next, the high frequency component of the output signal of the ADC is emphasized with predetermined characteristics in the pre-emphasis circuit. Further, the output signal of the pre-emphasis circuit is divided into a plurality of channels by a channel divider. Here, the energy of the output signal of the channel divider is calculated for each of the channels by a channel energy estimator. Next, a time average of the output signal of the channel energy estimator is calculated for each of the channels by a smoothing filter. Further, the output signal of the smoothing filter is held by the estimated energy holder for each of the channels corresponding to the time corresponding to the detection time of the audio signal. The S / N of the audio signal is estimated for each of the channels by the channel S / N estimator based on the output signal of the channel energy estimator and the output signal of the estimated energy holder. A noise level monitor calculates a noise level of the input signal based on an output signal of the channel energy estimator and an output signal of the estimated energy holder. Further, in the signal type determiner,
Based on the output signal of the channel S / N estimator (ie, the S / N of the audio signal) and the output signal of the noise level monitor, a certain period of the audio signal may be an audio period with a small background noise, A large noise period of the background noise,
Alternatively, it is determined whether the current period is a noise fluctuation period in which the background noise fluctuates.

【0010】前記信号種別判定器が、音声信号の背景ノ
イズが小さいと判定した場合、前記ADCの出力信号は
スイッチ手段を介して直接前記DACに出力される。一
方、信号種別判定器が、音声信号の背景ノイズのレベル
が大きいと判定した場合、チャネル分割器の出力信号の
全チャネルに信号が減衰される。又、信号種別判定器が
音声信号のノイズが変動したことを検出した場合、前記
チャネル分割器の出力信号に対し、前記各チャネル毎に
求められた各減衰ゲインがチャネルゲイン修正器により
それぞれ乗算される。前記チャネルゲイン修正器の各出
力信号は、チャネル結合器で1つの周波数帯域の信号に
結合される。前記チャネル結合器の出力信号の高域周波
数成分は、ディエンファシス回路で前記プリエンファシ
ス回路の特性の逆の特性で減衰される。更に、前記ディ
エンファシス回路の出力信号がDACでデジタル信号か
らアナログ信号に変換される。そのため、本発明のノイ
ズ抑圧装置では、音声信号において一定時間以上音声信
号が連続しても、該音声信号を背景ノイズと誤認して不
必要な減衰処理を行うことがなく、これに起因する音声
信号の欠落のない良好な音声品質で通信が行われる。従
って、前記課題を解決できるのである。
When the signal type determiner determines that the background noise of the audio signal is small, the output signal of the ADC is directly output to the DAC via a switch. On the other hand, when the signal type determiner determines that the level of the background noise of the audio signal is large, the signal is attenuated to all the channels of the output signal of the channel divider. Further, when the signal type determiner detects that the noise of the audio signal has fluctuated, the output signal of the channel divider is multiplied by each attenuation gain determined for each channel by the channel gain corrector. You. Each output signal of the channel gain corrector is combined into a signal of one frequency band by a channel combiner. The high frequency component of the output signal of the channel combiner is attenuated by a de-emphasis circuit with a characteristic opposite to that of the pre-emphasis circuit. Further, the output signal of the de-emphasis circuit is converted from a digital signal to an analog signal by the DAC. Therefore, in the noise suppression device of the present invention, even if the audio signal is continuous for a certain period of time or more, the audio signal is not erroneously recognized as background noise and unnecessary attenuation processing is not performed. Communication is performed with good voice quality without signal loss. Therefore, the above problem can be solved.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態を示す
ノイズ抑圧装置の構成ブロック図である。このノイズ抑
圧装置は、入力信号INを入力する入力端子31を有し
ている。入力端子31はADC32の入力端子に接続さ
れている。ADC32の第1の出力端子はプリエンファ
シス回路33の入力端子に接続されている。プリエンフ
ァシス回路33の出力端子は、チャネル分割器34の入
力端子に接続されている。チャネル分割器34の出力端
子は、チャネルゲイン修正器35の入力端子に接続され
ている。チャネルゲイン修正器35の出力端子は、チャ
ネル結合器36の入力端子に接続されている。チャネル
結合器36の出力端子は、ディエンファシス回路37の
入力端子に接続されている。ディエンファシス回路37
の出力端子は、スイッチ38を介してDAC39の第1
の入力端子に接続されている。DAC39の出力端子
は、出力端子40に接続されている。一方、チャネル分
割器34の出力端子は、チャネルエネルギー推定器41
の入力端子に接続されている。チャネルエネルギー推定
器41の出力端子は、スイッチ42を介して平滑フィル
タ43の第1の入力端子に接続されている。平滑フィル
タ43の出力端子は、推定エネルギー保持器44の入力
端子に接続されている。推定エネルギー保持器44の第
1の出力端子は、平滑フィルタ43の第2の入力端子に
接続されている。推定エネルギー保持器44の第2の出
力端子は、チャネルS/N推定器45の第1の入力端子
に接続されている。又、前記チャネルエネルギー推定器
41の出力端子は、チャネルS/N推定器45の第2の
入力端子に接続されている。チャネルS/N推定器45
の出力端子は、信号種別判定器46の第1の入力端子に
接続されている。信号種別判定器46の第1の出力端子
は、ノイズレベル監視器47の第1の入力端子に接続さ
れると共に、スイッチ制御器48の入力端子に接続され
ている。推定エネルギー保持器44の第3の出力端子
は、ノイズレベル監視器47の第2の入力端子に接続さ
れている。ノイズレベル監視器47の出力端子は、信号
種別判定器46の第2の入力端子に接続されている。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a noise suppression apparatus according to an embodiment of the present invention. This noise suppression device has an input terminal 31 for inputting an input signal IN. The input terminal 31 is connected to the input terminal of the ADC 32. A first output terminal of the ADC 32 is connected to an input terminal of the pre-emphasis circuit 33. An output terminal of the pre-emphasis circuit 33 is connected to an input terminal of the channel divider 34. The output terminal of the channel divider 34 is connected to the input terminal of the channel gain corrector 35. An output terminal of the channel gain corrector 35 is connected to an input terminal of the channel combiner 36. The output terminal of the channel combiner 36 is connected to the input terminal of the de-emphasis circuit 37. De-emphasis circuit 37
Is connected to the first terminal of the DAC 39 via the switch 38.
Is connected to the input terminal of The output terminal of the DAC 39 is connected to the output terminal 40. On the other hand, the output terminal of the channel divider 34 is connected to a channel energy estimator 41.
Is connected to the input terminal of An output terminal of the channel energy estimator 41 is connected to a first input terminal of the smoothing filter 43 via a switch 42. The output terminal of the smoothing filter 43 is connected to the input terminal of the estimated energy holder 44. A first output terminal of the estimated energy holder 44 is connected to a second input terminal of the smoothing filter 43. A second output terminal of the estimated energy holder 44 is connected to a first input terminal of the channel S / N estimator 45. An output terminal of the channel energy estimator 41 is connected to a second input terminal of the channel S / N estimator 45. Channel S / N estimator 45
Is connected to the first input terminal of the signal type determiner 46. A first output terminal of the signal type determiner 46 is connected to a first input terminal of the noise level monitor 47 and to an input terminal of the switch controller 48. A third output terminal of the estimated energy holder 44 is connected to a second input terminal of the noise level monitor 47. An output terminal of the noise level monitor 47 is connected to a second input terminal of the signal type determiner 46.

【0012】一方、前記スイッチ42は、信号種別判定
器46によってオン状態/オフ状態が制御されるように
なっている。前記ADC32の第2の出力端子は、スイ
ッチ49を介して前記DAC39の第2の入力端子に接
続されている。このスイッチ49及び前記スイッチ38
は、スイッチ制御器48によってオン状態/オフ状態が
制御されるようになっている。又、チャネルS/N推定
器45の出力端子は、S/N閾値回路50の入力端子に
接続されている。S/N閾値回路50の出力端子は、ゲ
インテーブル51の第1の入力端子に接続されている。
信号種別判定器46の第2の出力端子は、ゲインテーブ
ル51の第2の入力端子に接続されている。ゲインテー
ブル51の出力端子は、ゲイン平滑フィルタ52の入力
端子に接続されている。ゲイン平滑フィルタ52の出力
端子は、チャネルゲイン修正器35の制御入力端子に接
続されている。次に、図1の動作を説明する。
On the other hand, the on / off state of the switch 42 is controlled by a signal type determiner 46. A second output terminal of the ADC 32 is connected to a second input terminal of the DAC 39 via a switch 49. This switch 49 and the switch 38
The on / off state is controlled by the switch controller 48. The output terminal of the channel S / N estimator 45 is connected to the input terminal of the S / N threshold circuit 50. An output terminal of the S / N threshold circuit 50 is connected to a first input terminal of the gain table 51.
A second output terminal of the signal type determiner 46 is connected to a second input terminal of the gain table 51. An output terminal of the gain table 51 is connected to an input terminal of the gain smoothing filter 52. An output terminal of the gain smoothing filter 52 is connected to a control input terminal of the channel gain corrector 35. Next, the operation of FIG. 1 will be described.

【0013】入力端子31から入力された入力信号IN
は、ADC32でA/D変換され、該ADC32の出力
信号S32がプリエンファシス回路33に入力される。
プリエンファシス回路33は、出力信号S32の高周波
成分を強調する。この強調する割合は6dB/oct が一般的
であるが、用途に応じて適宜定めて良い。プリエンファ
シス回路33の出力信号S33は、チャネル分割器34
に入力され、複数のチャネルに分割される。本実施形態
では、複数のチャネルを、例えば14〜15個のチャネルと
する。分割数は系を適用する形態に合わせて、適切に選
択すればいくつでもよい。チャネル分割器34の出力信
号S34は、チャネルゲイン修正器35において各チャ
ネル毎に減衰ゲインが乗算されて適切な減衰を受け、出
力信号S35となる。出力信号S35は、チャネル結合
器36に入力されて1個のチャネルにまとめられる。チ
ャネル結合器36の出力信号S36は、ディエンファシ
ス回路37へ入力されて6dB/oct の割合で高域周波数成
分が減衰される。ディエンファシス回路37の出力信号
S37はスイッチ38を介してDAC39に出力され、
D/A変換された後、出力端子40に出力される。
The input signal IN input from the input terminal 31
Is subjected to A / D conversion by the ADC 32, and an output signal S 32 of the ADC 32 is input to the pre-emphasis circuit 33.
The pre-emphasis circuit 33 emphasizes high frequency components of the output signal S32. The emphasis rate is generally 6 dB / oct, but may be appropriately determined according to the application. The output signal S33 of the pre-emphasis circuit 33 is
And is divided into a plurality of channels. In the present embodiment, the plurality of channels are, for example, 14 to 15 channels. The number of divisions may be any number as long as it is appropriately selected according to the form to which the system is applied. The output signal S34 of the channel divider 34 is multiplied by an attenuation gain for each channel in the channel gain corrector 35, and is appropriately attenuated to become an output signal S35. The output signal S35 is input to the channel combiner 36 and is combined into one channel. The output signal S36 of the channel combiner 36 is input to the de-emphasis circuit 37, and the high frequency components are attenuated at a rate of 6 dB / oct. The output signal S37 of the de-emphasis circuit 37 is output to the DAC 39 via the switch 38,
After the D / A conversion, it is output to the output terminal 40.

【0014】一方、チャネル分割器34の出力信号S3
4は、チャネルエネルギー推定器41へ入力される。チ
ャネルエネルギー推定器41に入力される出力信号S3
4は、 X(K,t) 但し、K;チャネル番号 t;時刻 で表わされ、該チャネルエネルギー推定器41において
絶対値又は自乗値が計算される。絶対値又は自乗値のい
ずれかの選択は、使用する際に適切なものを選択すれば
よい。以下、一例として、出力信号S34即ちX(K,
t)の絶対値 |X(K,t)| 但し、K;1,2,・・・,N N;チャネル数 t;時刻 が用いられた場合について説明する。
On the other hand, the output signal S3 of the channel divider 34
4 is input to the channel energy estimator 41. Output signal S3 input to channel energy estimator 41
4 is represented by X (K, t) where K; channel number t; time, and the channel energy estimator 41 calculates an absolute value or a square value. For selection of either the absolute value or the squared value, an appropriate value may be selected when used. Hereinafter, as an example, the output signal S34, that is, X (K,
The absolute value of t) | X (K, t) | where K; 1, 2,..., NN; the number of channels t;

【0015】はじめにスイッチ49はオフ状態とし、ス
イッチ38はオン状態とする。信号種別判定器46の判
定結果が音声無しの場合、スイッチ42は必ずオン状態
となる。その他の場合、スイッチ42はオフ状態にな
る。又、初期状態では、信号種別判定器46の指令によ
り、スイッチ42がオン状態になるようにしておく。チ
ャネルエネルギー推定器41の出力信号S41は、各チ
ャネル毎に平滑フィルタ43に出力される。平滑フィル
タ43では、次の(1)式を用いて演算が行われる。 H(K,t)=(1−C1)×|X(K,t)| +C1×H(K,t−1) ・・・(1) 但し、C1;平均操作の時定数 H(K,t−1);推定エネルギー保持器44で時刻t
−1、即ち、1サンプル期間過去で保持されていた推定
エネルギー値である。 推定エネルギー保持器44は、 H(K,t−1)〜H(K,t−J) なるJ(J;整数>0)サンプル分の値を保持する。定
数Jは用途に応じてJ>0の範囲で適当に決めて良い。
First, the switch 49 is turned off and the switch 38 is turned on. When the result of the determination by the signal type determiner 46 is no sound, the switch 42 is always turned on. In other cases, the switch 42 is turned off. In the initial state, the switch 42 is turned on in response to a command from the signal type determiner 46. The output signal S41 of the channel energy estimator 41 is output to the smoothing filter 43 for each channel. In the smoothing filter 43, an operation is performed using the following equation (1). H (K, t) = (1−C1) × | X (K, t) | + C1 × H (K, t−1) (1) where C1; the time constant of the averaging operation H (K, t-1): Time t at the estimated energy holder 44
−1, that is, the estimated energy value held in the past one sample period. The estimated energy retainer 44 retains values for J (J; integer> 0) samples of H (K, t−1) to H (K, t−J). The constant J may be appropriately determined in the range of J> 0 depending on the application.

【0016】ここで、時刻t=0での初期値は、 H(K,0)=0 である。又、平均操作の時定数C1は、例えば平均が1
秒に相当するように設定される。即ち、平滑フィルタ4
3及び推定エネルギー保持器44は時間変動の大きいチ
ャネルエネルギー推定値S41を平滑化し、その値を保
持しておく機能を持つことになる。推定エネルギー保持
器44の出力信号S44は、チャネルS/N推定器45
に入力される。一方、チャネルエネルギー推定器41の
出力信号 |X(K,t)| もチャネルS/N推定器45に入力される。チャネルS
/N推定器45では、推定エネルギー保持器44の出力
信号 H(K,t) をノイズエネルギーN(K,t)、及びチャネルエネル
ギー推定器41の出力信号 |X(K,t)| を入力信号INの現在のエネルギーとみなし、入力信号
INのS/N推定値を各チャネル毎に計算する。本実施
形態では、チャネルS/N推定器45は次の(2)式を
用いてS/N推定値S/N(K,t)(dB)を計算する
ものとする。 S/N(K,t)=20・log(|X(K,t)|/N(K,t)) ・・・(2) 但し、K;1,・・・,N N;チャネル数 t;時刻 又、利用する系によって前記(2)式中の |X(K,t)|/N(K,t) を直接計算し、以後の処理に用いるようにしてもよい。
Here, the initial value at time t = 0 is H (K, 0) = 0. The time constant C1 of the averaging operation is, for example, 1
It is set to correspond to seconds. That is, the smoothing filter 4
3 and the estimated energy holding unit 44 have a function of smoothing the channel energy estimated value S41 having a large time variation and holding the value. An output signal S44 of the estimated energy holder 44 is output from a channel S / N estimator 45.
Is input to On the other hand, the output signal | X (K, t) | of the channel energy estimator 41 is also input to the channel S / N estimator 45. Channel S
The / N estimator 45 receives the output signal H (K, t) of the estimated energy holder 44 as the noise energy N (K, t) and the output signal | X (K, t) | of the channel energy estimator 41. Assuming the current energy of the signal IN, an S / N estimate of the input signal IN is calculated for each channel. In the present embodiment, it is assumed that the channel S / N estimator 45 calculates the S / N estimated value S / N (K, t) (dB) using the following equation (2). S / N (K, t) = 20 · log (| X (K, t) | / N (K, t)) (2) where K; 1,..., NN; t; time Depending on the system to be used, | X (K, t) | / N (K, t) in the above equation (2) may be directly calculated and used for the subsequent processing.

【0017】(2)式で計算された推定S/N(K,
t)は、信号種別判定器46に入力される。一方、ノイ
ズレベル監視器47には、チャネルエネルギー推定器4
1の出力信号S41(即ち、|X(K,t)|)及び推
定エネルギー保持器44の出力信号S44(即ち、H
(K,t))が入力されている。ノイズレベル監視器4
7は、チャネルエネルギー推定器41の出力信号S41 |X(K,t)| の大きさが連続して小さい値、例えば、予め設定した閾
値よりも小さい場合、背景ノイズが小さい環境の可能性
ありと判定し、信号種別判定器46に対して背景ノイズ
が小さいことを通知する。信号種別判定器46は、これ
を受けてスイッチ42をオン状態にする。その結果、
(1)式に示したように、平滑フィルタ43において、
一定期間例えば1秒の期間のレベル平均或いはエネルギ
ー平均値が計算される。計算されたエネルギー平均値
(即ち、平滑値)が、予め設定した閾値以下であれば、
信号種別判定器46は背景ノイズが小さいという判定結
果を下し、スイッチ制御器48に制御信号S46を出力
する。この時のスイッチ制御器48の出力信号S48
は、スイッチ49をオン状態とし、かつスイッチ38を
オフ状態にするように制御する信号である。又、スイッ
チ42はオン状態のままである。この時、入力信号IN
は、ADC32、スイッチ49、DAC39を順次経由
して直接出力端子40へ出力される。そのため、音声信
号は、チャネル分割及びチャネル結合に伴う音質の劣化
を受けることがない。
The estimated S / N (K,
t) is input to the signal type determiner 46. On the other hand, the noise level monitor 47 has a channel energy estimator 4
1 (ie, | X (K, t) |) and the output signal S44 of the estimated energy holder 44 (ie, H
(K, t)). Noise level monitor 4
7 indicates that if the magnitude of the output signal S41 | X (K, t) | of the channel energy estimator 41 is a continuously small value, for example, smaller than a preset threshold, there is a possibility that the background noise is small. And notifies the signal type determiner 46 that the background noise is small. The signal type determiner 46 receives this signal and turns on the switch 42. as a result,
As shown in equation (1), in the smoothing filter 43,
The level average or the energy average value for a certain period, for example, one second, is calculated. If the calculated energy average value (that is, the smoothed value) is equal to or less than a preset threshold,
The signal type determination unit 46 determines that the background noise is small, and outputs a control signal S46 to the switch controller 48. At this time, the output signal S48 of the switch controller 48
Is a signal for controlling the switch 49 to be turned on and the switch 38 to be turned off. Also, the switch 42 remains on. At this time, the input signal IN
Are output directly to the output terminal 40 via the ADC 32, the switch 49, and the DAC 39 in order. For this reason, the audio signal does not suffer from deterioration in sound quality due to channel division and channel coupling.

【0018】次に背景ノイズが比較的大きい場合につい
て説明する。チャネルエネルギー推定器41の出力信号 |X(K,t)| の大きさが連続して予め設定した閾値より大きい場合
は、初期時間(即ち、t=0)から一定期間、例えば1
秒間スイッチ42をオン状態とし、平滑フィルタ43及
び推定エネルギー保持器44を用いて背景ノイズエネル
ギーレベルN(K,t)を計算する。計算された背景ノ
イズエネルギーレベルN(K,t)は、ノイズレベル監
視器47へ出力され、背景ノイズエネルギーレベルN
(K,t)が閾値より大きい場合、スイッチ制御回路4
8はスイッチ49をオフ状態とし、スイッチ38をオン
状態とする。一方、推定エネルギー保持器44の出力信
号S44及びチャネルエネルギー推定器41の出力信号
S41は、チャネルS/N推定器45に入力される。チ
ャネルS/N推定器45では、計算された背景ノイズエ
ネルギーレベルN(K,t)及びチャネルエネルギー推
定器41の出力信号S41(即ち、|X(K,t)|)
から、次の(3)式に示すチャネルS/N推定値SN
(K,t)が計算されて信号種別判定器46に入力され
る。 SN(K,t)=|X(K,t)|/N(K,t) ・・・(3) 但し、K;チャネル番号 1,・・・,N t;時刻 信号種別判定器46は、予め設定された期間ΔT(例え
ば1秒)で、各チャネル毎にチャネルS/N推定値S/
N(K,t)の変化量ΔS/Nを求める。
Next, the case where the background noise is relatively large will be described. When the magnitude of the output signal | X (K, t) | of the channel energy estimator 41 is continuously larger than a preset threshold, a predetermined period from the initial time (that is, t = 0), for example, 1
The switch 42 is turned on for a second, and the background noise energy level N (K, t) is calculated using the smoothing filter 43 and the estimated energy holder 44. The calculated background noise energy level N (K, t) is output to the noise level monitor 47, and the background noise energy level N
If (K, t) is larger than the threshold, the switch control circuit 4
8 turns the switch 49 off and the switch 38 on. On the other hand, the output signal S44 of the estimated energy holder 44 and the output signal S41 of the channel energy estimator 41 are input to the channel S / N estimator 45. In the channel S / N estimator 45, the calculated background noise energy level N (K, t) and the output signal S41 of the channel energy estimator 41 (that is, | X (K, t) |)
From the channel S / N estimated value SN shown in the following equation (3)
(K, t) is calculated and input to the signal type determiner 46. SN (K, t) = | X (K, t) | / N (K, t) (3) where K; channel number 1,..., Nt; , For a preset period ΔT (eg, 1 second), the channel S / N estimation value S /
The change amount ΔS / N of N (K, t) is obtained.

【0019】図3は、各チャネルでの音声区間の推定S
/Nの変化例を示す図であり、縦軸に推定S/N、及び
横軸に時間がとられている。この図に示すように、音声
信号は、一般に背景ノイズよりも大きく時間変動する信
号である。そのため、信号種別判定器46は、チャネル
S/N推定値S/N(K,t)の変化量ΔS/Nが予め
設定した閾値よりも大きければ、この信号期間は音声信
号期間であると判定してスイッチ42を開放し、背景ノ
イズエネルギーの更新を停止する。この時、推定エネル
ギー保持器44は、チャネルS/N推定器45に対して
推定エネルギー値 H(K,t−I) 但し、I;整数I<J なる出力信号S44を背景ノイズN(K,t)として出
力する。定数Jは、前述した推定エネルギー保持器44
が保持できる限界サンプル数を表す整数である。図4
は、各チャネルでのノイズ変動区間の推定S/N変化例
を示す図であり、縦軸に推定S/N、及び横軸に時間が
とられている。
FIG. 3 shows the estimation S of the voice section in each channel.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a change in / N, in which the vertical axis represents estimated S / N and the horizontal axis represents time. As shown in this figure, an audio signal is generally a signal that fluctuates with time greater than background noise. Therefore, if the variation ΔS / N of the estimated channel S / N value S / N (K, t) is larger than a preset threshold, the signal type determination unit 46 determines that this signal period is an audio signal period. Switch 42 is opened to stop updating the background noise energy. At this time, the estimated energy holding unit 44 outputs the estimated energy value H (K, t−I) to the channel S / N estimator 45, where I: the output signal S44 satisfying the integer I <J is the background noise N (K, t). The constant J is equal to the estimated energy holder 44 described above.
Is an integer representing the limit number of samples that can be held. FIG.
Is a diagram showing an example of an estimated S / N change in a noise fluctuation section in each channel, where the estimated S / N is plotted on the vertical axis and time is plotted on the horizontal axis.

【0020】背景ノイズレベル自体の変動が生じた場
合、この図4に示すように、一定期間でのチャネルS/
N推定値の変化量ΔS/Nが小さくなるので、予め設定
した閾値よりもΔS/Nが小さくなった時、信号種別判
定器46は、この観測期間では背景ノイズの変動が起こ
ったとみなし、スイッチ42をオン状態にする。チャネ
ルエネルギー推定器41の出力信号S41は、スイッチ
42を経て平滑フィルタ43へ出力され、該平滑フィル
タ43及び推定エネルギー保持器44が前述と同様に、
背景ノイズ推定値となる時間平均値N(K,t)を計算
し、該推定エネルギー保持器44に保持されている推定
エネルギー値H(K,t−1)を背景ノイズN(K,
t)としてチャネルS/N推定器45へ出力する。チャ
ネルS/N推定器45では、各チャネルのチャネルS/
N推定値を前述したように計算し、信号種別判定器46
及びS/N閾値回路50へ出力する。S/N閾値回路5
0では、予め設定した閾値以上の大きさのS/N値をも
つチャネルに対し、ゲインテーブル51を参照できるよ
うに指示する。即ち、閾値以上の推定S/N値を持つチ
ャネルに関しては、各チャネル毎に推定S/N値に応じ
た減衰ゲインを与えるよう、ゲインテーブル51を参照
するようにする。又、ゲインテーブルを参照できないほ
ど小さなS/N(例えば、3dB)をもつチャネルに関
しては、該テーブル51中の最大の減衰量(例えば、1
0dB)を与えるようにする。
When the background noise level itself fluctuates, as shown in FIG. 4, the channel S / S
Since the amount of change ΔS / N of the estimated N value becomes smaller, when ΔS / N becomes smaller than a preset threshold value, the signal type determiner 46 considers that the background noise has changed during this observation period, 42 is turned on. The output signal S41 of the channel energy estimator 41 is output to the smoothing filter 43 through the switch 42, and the smoothing filter 43 and the estimated energy holder 44
A time average value N (K, t) serving as a background noise estimated value is calculated, and the estimated energy value H (K, t-1) held in the estimated energy holding unit 44 is converted to the background noise N (K, t).
Output to the channel S / N estimator 45 as t). In the channel S / N estimator 45, the channel S / N
N is calculated as described above, and the signal type
And to the S / N threshold circuit 50. S / N threshold circuit 5
In the case of 0, an instruction is given to a channel having an S / N value larger than a preset threshold value so that the gain table 51 can be referred to. That is, for a channel having an estimated S / N value equal to or larger than the threshold value, the gain table 51 is referred to so that an attenuation gain corresponding to the estimated S / N value is given to each channel. For a channel having an S / N (for example, 3 dB) that is too small to refer to the gain table, the maximum attenuation amount (for example, 1
0 dB).

【0021】ゲインテーブル51から発生した減衰ゲイ
ンG(K,t)はゲイン平滑フィルタ52に出力され
る。ゲイン平滑フィルタ52では、次の(4)式を用い
て平滑ゲインGs(K,t)を算出する。 Gs(K,t)=(1−Cg)×(Gs(K,t))+Cg×G(K,t) ・・・(4) 但し、K;チャネル番号 1,・・・,N t;時刻 Cg;平滑定数 ここで、平滑定数CgはCg<1の条件で適当に選択す
れば良い。ゲイン平滑フィルタ52の出力信号S52
(即ち、Gs(K,t))はチャネルゲイン修正器35
に出力され、チャネル分割器34の出力信号S34は各
チャネル毎に適切な減衰量を受ける。即ち、音声信号成
分が強く含まれるチャネルに対しては殆ど減衰されず、
音声信号成分が少ないか、又はノイズ成分が大半である
チャネルに対しては大きな減衰が施され、チャネル結合
器36へ出力される。
The attenuation gain G (K, t) generated from the gain table 51 is output to a gain smoothing filter 52. The gain smoothing filter 52 calculates a smoothing gain Gs (K, t) using the following equation (4). Gs (K, t) = (1−Cg) × (Gs (K, t)) + Cg × G (K, t) (4) where K; channel number 1,..., Nt; Time Cg; smoothing constant Here, the smoothing constant Cg may be appropriately selected under the condition of Cg <1. Output signal S52 of gain smoothing filter 52
(That is, Gs (K, t)) is the channel gain corrector 35
And the output signal S34 of the channel divider 34 receives an appropriate amount of attenuation for each channel. That is, the signal is hardly attenuated for the channel containing the audio signal component strongly,
A channel having a small amount of audio signal components or a majority of noise components is greatly attenuated and output to the channel coupler 36.

【0022】チャネル結合器36では、チャネル分割器
34で分割されたチャネルのすベてが1つの帯域の信号
に結合される。但し、各チャネルは、ノイズ成分が減衰
されて音質が改良された信号である。チャネル結合器3
6の出力信号S36はディエンファシス回路37へ出力
され、高域周波数成分が減衰される。この減衰される割
合は、本実施形態では6dB/oct である。ディエンファシ
ス回路37の出力信号S37はDAC39へ出力され、
DAC39は、音質が改善された音声信号をD/A変換
して出力端子40へ出力する。以上のように、本実施形
態では、信号種別判定器46が音声信号INの背景ノイ
ズが小さいと判定した場合、ADC32の出力信号をス
イッチ49を介して直接DAC39に出力するようにし
たので、該音声信号INは不必要な帯域分割、結合、及
びエンファシス処理を受けることがない。一方、信号種
別判定器46が音声信号INの背景ノイズのレベルが大
きいと判定した場合、チャネルS/N推定器45で計算
した推定S/Nが小さいチャネルに減衰を加える。又、
信号種別判定器46が音声信号INのノイズが変動した
ことを検出した場合、変動したノイズレベルに応じて、
出力信号S34のノイズ増加したチャネルに対して減衰
を与える。そのため、図1のノイズ抑圧装置は、音声信
号INにおいて一定時間以上音声信号が連続しても、該
音声信号INを背景ノイズと誤認して不必要な減衰処理
を行うことがなく、これに起因する音声信号の欠落のな
い良好な音声品質で通信を行う。
In the channel combiner 36, all the channels divided by the channel divider 34 are combined into one band signal. However, each channel is a signal whose sound quality has been improved by attenuating noise components. Channel coupler 3
6 is output to the de-emphasis circuit 37 to attenuate high frequency components. The rate of attenuation is 6 dB / oct in the present embodiment. The output signal S37 of the de-emphasis circuit 37 is output to the DAC 39,
The DAC 39 performs D / A conversion on the audio signal whose sound quality has been improved, and outputs the signal to the output terminal 40. As described above, in the present embodiment, when the signal type determination unit 46 determines that the background noise of the audio signal IN is small, the output signal of the ADC 32 is directly output to the DAC 39 via the switch 49. The audio signal IN does not undergo unnecessary band division, combining, and emphasis processing. On the other hand, when the signal type determiner 46 determines that the level of the background noise of the audio signal IN is large, attenuation is applied to the channel whose estimated S / N calculated by the channel S / N estimator 45 is small. or,
When the signal type determiner 46 detects that the noise of the audio signal IN has changed, according to the changed noise level,
The output signal S34 is attenuated for the channel with increased noise. For this reason, the noise suppression device of FIG. 1 does not perform unnecessary attenuation processing by erroneously recognizing the audio signal IN as background noise even if the audio signal IN is continuous for a predetermined time or more. The communication is performed with good voice quality without loss of the voice signal to be transmitted.

【0023】尚、本発明は上記実施形態に限定されず、
種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば
次のようなものがある。 (a) プリエンファシス回路33及びディエンファシ
ス回路37の高域周波数成分の強調及び減衰の割合は、
プリエンファシス回路33及びディエンファシス回路3
7の影響が相殺するように設定すれば、どのような割合
でも良い。 (b) スイッチ38及びスイッチ49は、ADC32
の出力信号又はディエンファシス回路37の出力信号の
いずれか一方を選択してDAC39へ出力する切り替え
スイッチで構成してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment,
Various modifications are possible. For example, there are the following modifications. (A) The emphasis and attenuation ratios of the high frequency components of the pre-emphasis circuit 33 and the de-emphasis circuit 37 are
Pre-emphasis circuit 33 and de-emphasis circuit 3
Any ratio may be used as long as it is set so that the effect of 7 is offset. (B) The switch 38 and the switch 49 are connected to the ADC 32
Or an output signal of the de-emphasis circuit 37 to select and output the selected signal to the DAC 39.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、信号種別判定器が音声信号の背景ノイズが小さい
と判定した場合、ADCの出力信号をスイッチ手段を介
して直接DACに出力するようにしたので、該音声信号
は不必要な帯域分割、結合、及びエンファシス処理を受
けることがない。一方、信号種別判定器が音声信号の背
景ノイズのレベルが大きいと判定した場合、チャネル分
割器の出力信号の低S/N推定値を示すチャネルに減衰
を加える。又、信号種別判定器が音声信号のノイズが変
動したことを検出した場合、変動したノイズレベルに応
じて、チャネル分割器の出力信号のノイズ増加したチャ
ネルに対して減衰を与える。そのため、本発明のノイズ
抑圧装置は、音声信号において一定時間以上音声信号が
連続しても、該音声信号を背景ノイズと誤認して不必要
な減衰処理を行うことがなく、これに起因する音声信号
の欠落のない良好な音声品質で通信を行うことができ
る。
As described above in detail, according to the present invention, when the signal type determiner determines that the background noise of the audio signal is small, the output signal of the ADC is directly output to the DAC via the switch means. Therefore, the audio signal is not subjected to unnecessary band division, combination, and emphasis processing. On the other hand, when the signal type determiner determines that the background noise level of the audio signal is large, attenuation is applied to the channel indicating the low S / N estimation value of the output signal of the channel divider. When the signal type determiner detects that the noise of the audio signal has changed, attenuation is applied to the channel in which the noise of the output signal of the channel divider has increased according to the changed noise level. Therefore, the noise suppression device of the present invention does not perform unnecessary attenuation processing by erroneously recognizing the audio signal as background noise even if the audio signal is continuous for a certain period of time or more. Communication can be performed with good voice quality without signal loss.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態を示すノイズ抑圧装置の構成
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a noise suppression device according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来のノイズ抑圧装置の構成ブロック図であ
る。
FIG. 2 is a configuration block diagram of a conventional noise suppression device.

【図3】各チャネルでの音声区間の推定S/Nの変化例
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a change example of estimated S / N of a voice section in each channel.

【図4】各チャネルでのノイズ変動区間の推定S/Nの
変化例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a change in estimated S / N of a noise fluctuation section in each channel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

32 ADC 33 プリエンファシ
ス回路 34 チャネル分割器 35 チャネルゲイン
修正器 36 チャネル結合器 37 ディエンファシ
ス回路 38,49 スイッチ(スイ
ッチ手段) 39 DAC 41 チャネルエネル
ギー推定器 43 平滑フィルタ 44 推定エネルギー
保持器 45 チャネルS/N
推定器 46 信号種別判定器 47 ノイズレベル監
視器 51 ゲインテーブル 52 ゲイン平滑フィ
ルタ
32 ADC 33 pre-emphasis circuit 34 channel divider 35 channel gain corrector 36 channel combiner 37 de-emphasis circuit 38,49 switch (switch means) 39 DAC 41 channel energy estimator 43 smoothing filter 44 estimated energy holder 45 channel S / N
Estimator 46 Signal type determiner 47 Noise level monitor 51 Gain table 52 Gain smoothing filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 15/00 H03M 1/08 H04B 1/62 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04B 15/00 H03M 1/08 H04B 1/62

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アナログの音声信号をデジタル信号に変
換するアナログ/デジタル変換器と、 前記アナログ/デジタル変換器の出力信号の高域周波数
成分を所定の特性で強調するプリエンファシス回路と、 前記プリエンファシス回路の出力信号を複数の周波数帯
域のチャネルに分割するチャネル分割器と、 前記チャネル分割器の出力信号に対して前記各チャネル
毎に求められた各減衰ゲインをそれぞれ乗算するチャネ
ルゲイン修正器と、 前記チャネルゲイン修正器の各出力信号を1つの周波数
帯域の信号に結合するチャネル結合器と、 前記チャネル結合器の出力信号の高域周波数成分を前記
プリエンファシス回路の特性の逆の特性で減衰するディ
エンファシス回路と、 前記ディエンファシス回路の出力信号をデジタル信号か
らアナログ信号へ変換するデジタル/アナログ変換器
と、 前記チャネル分割器の出力信号のエネルギーを前記各チ
ャネル毎に計算するチャネルエネルギー推定器と、 前記チャネルエネルギー推定器の出力信号の時間平均を
前記各チャネル毎に算出する平滑フィルタと、 前記平滑フィルタの出力信号を前記音声信号の検出時間
に相当する時間に対応して前記各チャネル毎に保持する
推定エネルギー保持器と、 前記チャネルエネルギー推定器の出力信号及び前記推定
エネルギー保持器の出力信号に基づいて前記音声信号の
S/Nを前記各チャネル毎に推定するチャネルS/N推
定器と、 前記チャネルエネルギー推定器の出力信号及び前記推定
エネルギー保持器の出力信号に基づき前記入力信号のノ
イズレベルを計算するノイズレベル監視器と、 前記チャネルS/N推定器の出力信号及び前記ノイズレ
ベル監視器の出力信号に基づき、前記音声信号の或る一
定期間が、背景ノイズの小さい音声期間、該背景ノイズ
の大きいノイズ期間、又は該背景ノイズの変動するノイ
ズ変動期間であることを判定する信号種別判定器と、 前記信号種別判定器からの判定結果及び前記チャネルS
/N推定器の出力信号に基づき、前記チャネル分割器の
各チャネルに対する適切な各減衰ゲインをそれぞれ発生
するゲインテーブルと、 前記信号種別判定器の判定結果が前記音声期間の場合、
前記アナログ/デジタル変換器の出力信号を前記デジタ
ル/アナログ変換器へ出力し、前記信号種別判定器の判
定結果が前記ノイズ期間又は前記ノイズ変動期間の場
合、前記ディエンファシス回路の出力信号を前記デジタ
ル/アナログ変換器へ出力するスイッチ手段とを、 備えたことを特徴とするノイズ抑圧装置。
An analog / digital converter for converting an analog audio signal into a digital signal; a pre-emphasis circuit for emphasizing a high frequency component of an output signal of the analog / digital converter with predetermined characteristics; A channel divider that divides an output signal of the emphasis circuit into channels of a plurality of frequency bands, and a channel gain corrector that multiplies an output signal of the channel divider by each attenuation gain obtained for each channel. A channel combiner that combines each output signal of the channel gain corrector into a signal of one frequency band; and attenuates a high frequency component of the output signal of the channel combiner with a characteristic opposite to that of the pre-emphasis circuit. A de-emphasis circuit for converting an output signal of the de-emphasis circuit from a digital signal to an analog signal A digital / analog converter for converting the energy of the output signal of the channel divider into a channel energy estimator for each of the channels; and a time average of the output signal of the channel energy estimator for each of the channels. A smoothing filter to be calculated; an estimated energy holding unit that holds an output signal of the smoothing filter for each channel corresponding to a time corresponding to a detection time of the audio signal; an output signal of the channel energy estimator; A channel S / N estimator for estimating the S / N of the audio signal for each channel based on an output signal of the estimated energy holder; an output signal of the channel energy estimator and an output signal of the estimated energy holder A noise level monitor that calculates a noise level of the input signal based on: / N based on the output signal of the / N estimator and the output signal of the noise level monitor, a certain period of the voice signal is a voice period with a small background noise, a noise period with a large background noise, or a fluctuation of the background noise. A signal type determiner for determining that the noise fluctuation period is to occur, a determination result from the signal type determiner, and the channel S
/ N based on the output signal of the / N estimator, a gain table for generating an appropriate attenuation gain for each channel of the channel divider, and when the determination result of the signal type determiner is the voice period,
An output signal of the analog / digital converter is output to the digital / analog converter. If the determination result of the signal type determination unit is the noise period or the noise fluctuation period, the output signal of the de-emphasis circuit is converted to the digital signal. / A switch means for outputting to an analog converter.
JP26150995A 1995-10-09 1995-10-09 Noise suppression device Expired - Fee Related JP3202902B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26150995A JP3202902B2 (en) 1995-10-09 1995-10-09 Noise suppression device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26150995A JP3202902B2 (en) 1995-10-09 1995-10-09 Noise suppression device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09107308A JPH09107308A (en) 1997-04-22
JP3202902B2 true JP3202902B2 (en) 2001-08-27

Family

ID=17362899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26150995A Expired - Fee Related JP3202902B2 (en) 1995-10-09 1995-10-09 Noise suppression device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3202902B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09107308A (en) 1997-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2853455B2 (en) Echo canceller
US4513177A (en) Loudspeaking telephone system
JP3361724B2 (en) Echo canceller device
US8085930B2 (en) Communication system
CA3080723A1 (en) System and method for reducing distortion and echo leakage in hands-free communication
CN110113019B (en) Two-stage audio gain circuit based on analog-to-digital conversion and audio terminal
US8996365B2 (en) Howling canceller
JP4457639B2 (en) Echo canceller
JP4016206B2 (en) Audio signal processing apparatus and audio signal processing method
US20100223311A1 (en) Particular signal cancel method, particular signal cancel device, adaptive filter coefficient update method, adaptive filter coefficient update device, and computer program
US7110557B2 (en) Level adjustment circuit
KR20010043833A (en) Signal noise reduction by spectral subtraction using spectrum dependent exponential gain function averaging
US6999920B1 (en) Exponential echo and noise reduction in silence intervals
KR19990076870A (en) Convergence Measurement of Adaptive Filters
US20110286606A1 (en) Method and system for noise cancellation
JP3269969B2 (en) Background noise canceller
US7565283B2 (en) Method and system for controlling potentially harmful signals in a signal arranged to convey speech
JP3202902B2 (en) Noise suppression device
US6035033A (en) Method and apparatus for limiting residual echo in a speech signal-carrying channel or line
JP3109389B2 (en) Adaptive filter system
WO2006055354A2 (en) Adaptive time-based noise suppression
CN115881080B (en) Acoustic feedback processing method and device in voice communication system
EP0715407B1 (en) Method and apparatus for controlling coefficients of adaptive filter
JP4452162B2 (en) Call state value calculation device and calculation method
JP2022029438A (en) Audio processing apparatus and audio processing method

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010612

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090622

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090622

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100622

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100622

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110622

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110622

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120622

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130622

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees