JP2002076960A

JP2002076960A - ノイズ抑制方法及び携帯電話

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Publication number: JP2002076960A
Application number: JP2000262326A
Authority: JP
Inventors: Yuriko Tsukahara; 由利子塚原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2002-03-15
Anticipated expiration: 2020-08-31
Also published as: JP4533517B2

Abstract

(57)【要約】【課題】良好な雑音フレーム判定を行うことのできる
ノイズ抑制方法を提供することを目的とする。【解決手段】送信入力信号を定められた時間単位のフ
レームに分割し、各フレームを所定の周波数帯域に分割
して各フレームについて雑音フレームか否かの判定を行
い、その判定を反映して帯域ごとにゲインを制御してフ
レームを再構成しノイズ抑制された送信信号を出力する
ノイズ抑制方式において、帯域別パワーと帯域別雑音パ
ワー推定値との差に所定の重み付けを行った帯域別有意
値(suby)の現フレームと前フレームとの差を合計した値
(sum)を、その平均値(sum#average)で正規化した比率
(r)をもとに現フレームが雑音フレームであるか否かの
判定を行うことを特徴とするノイズ抑制方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話などの音
声符号化を採用した音声通信システムにおけるノイズ抑
制方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話など音声通信を行う機器では、
ＣＥＬＰ(Code Excited Linear Prediction)方式などの
音声符号化方式が用いられている。

【０００３】このような機器を背景雑音の大きい環境下
で使用すると、この背景雑音が取り込まれて符号化され
ると音声の明瞭感が低下してしまう。そのため、背景雑
音を除去もしくは抑制して音声のみの信号に近づけて音
声符号化を行う技術（ノイズキャンセラ）が研究されて
いる。

【０００４】例えば特表平１０−５１３０３０号に開示
されたノイズ抑圧方法がある。この公報には、音声入力
信号を時間単位のフレームに分け、各フレーム毎に周波
数帯域分割し、個々の帯域ごとのＳＮＲ（信号エネルギ
／雑音エネルギの対数値）に重み付けを行ったものの合
計であるボイスメトリックを用いる技術が開示されてい
る。

【０００５】すなわちボイスメトリックが小さい場合は
音声信号が含まれていないと判断し、時間域の信号に戻
す際の各帯域の出力を低減するように制御されることに
なる。しかし、雑音エネルギの推定が正しくないとＳＮ
Ｒが誤り、ノイズキャンセルが正しく行なわれない場合
がある。

【０００６】そのような場合のために、個々の帯域ごと
の偏差（信号エネルギの対数値−過去の信号エネルギの
平均値の対数値）の絶対値をとったものの合計であるス
ペクトル偏差を用いて雑音推定値を更新する技術が開示
されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このスペクトル偏差が
しきい値を一定時間（例えば１秒間）下回った場合は推
定雑音値が更新されることになるが、雑音の種類により
不具合が生じることがある。

【０００８】一般的には背景雑音（Background Noise）
は定常的なものであるが、例えば人ごみ雑音のように変
動の大きい場合もある。

【０００９】定常的な雑音の場合はフレーム毎のばらつ
きが小さいため、大きい雑音が入った後に減少したスペ
クトル偏差は安定であり、スペクトル偏差がしきい値を
切ったときに推定雑音値を更新すればよい。

【００１０】しかしながら、人ごみ雑音のようにフレー
ム毎のばらつきが大きい場合は、スペクトル偏差が減少
した後も変動が大きく、この変動がしきい値をはさんで
繰り返されると、一定時間しきい値を切ることがなくな
り、背景雑音が変化しており雑音推定値の更新が必要で
あるにもかかわらず推定雑音値の更新が行われないとい
う問題がある。すなわち、フレーム間のエネルギー変動
の大きい雑音は雑音検出がされにくいという問題があっ
た。

【００１１】本発明はこの問題を考慮してなされたもの
であり、フレーム間のばらつきが大きい雑音に対しても
雑音としての認識を良好に行うことができるノイズ抑制
方法の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、スペクトル
偏差の値をそのまま判定に用いるのではなく、過去フレ
ームとの間で、帯域パワーと雑音パワーとの差の偏差合
計をその平均値で正規化し、この正規化値をもとに雑音
区間の判定を行うことで、フレーム間の変動の大きい雑
音を雑音として認識することができ、上記問題点を解消
できることを見出した。

【００１３】すなわち本発明は、送信入力信号を定めら
れた時間単位のフレームに分割し、各フレームを所定の
周波数帯域に分割して各フレームについて雑音フレーム
か否かの判定を行い、その判定を反映して帯域ごとにゲ
インを制御してフレームを再構成しノイズ抑制された送
信信号を出力するノイズ抑制方式において：帯域別パワ
ーと帯域別雑音パワー推定値との差に所定の重み付けを
行った帯域別有意値(suby)の現フレームと前フレームと
の差を合計した値(sum)を、その平均値(sum#average)で
正規化した比率(r)をもとに現フレームが雑音フレーム
であるか否かの判定を行うことを特徴とするノイズ抑制
方法である。

【００１４】このように過去フレームとの帯域別有意値
(suby)の偏差を利用し、この偏差合計値の平均値で偏差
を正規化した値を判定根拠に用いることでフレーム毎の
ばらつきを緩和することができるので、安定した雑音フ
レーム判定を行うことができる。

【００１５】従ってフレーム間のばらつきが大きい雑音
に対しても雑音としての認識を良好に行うことができ
る。

【００１６】より詳細に説明すると、送信入力信号を定
められた時間単位のフレームに分割するフレーム分割ス
テップと；各々のフレームについて複数の周波数帯域に
分割する周波数帯域分割ステップと；各々の周波数帯域
について帯域別パワー(channel#power)を算定する帯域
別パワー算定ステップと；各々の周波数帯域について帯
域別雑音パワー推定値(noise#power)と前記帯域別パワ
ー(chennel#power)との差(tmp)を算定し、この差(tmp)
に所定の重み付けを行って得た帯域別有意値(suby)を所
定の条件にて加算した有意値(y)を算定する有意値算定
ステップと；現フレームと前のフレームとの間で、各々
の周波数帯域について帯域別有意値(suby)の差の絶対値
和(sum)をとる帯域別有意値和算定ステップと；前記絶
対値和(sum)の平均値(sum#average)を算定し、前記絶対
値和(sum)をこの絶対値和の平均値(sum#average)で正規
化した比率(r)を算定する有意値正規化ステップと；を
有し、前記雑音パワー推定値の更新は以下の２種類のス
テップを有する。

【００１７】すなわち、前記有意値(y)が所定のしきい
値を下回った場合に現フレームを雑音フレームと判断
し、前記帯域別雑音パワー推定値(noise#power)を更新
する第1の雑音パワー推定値更新ステップと；前記比率
(r)が所定のしきい値を所定の期間連続して下回った際
に現フレームを雑音フレームと判断し、前記帯域別雑音
パワー推定値(noise#power)の更新を行う第2の雑音パワ
ー推定値更新ステップとである。

【００１８】上記第1の雑音パワー推定値更新ステップ
は、良好に雑音推定が行われて有意値判定により雑音フ
レームであると判定される場合であり、第2の雑音パワ
ー推定値更新ステップは、有意値がフレーム間でばらつ
いたりして有意値では良好な雑音フレーム判定ができな
い場合でも強制更新を可能とするものである。

【００１９】なお正規化に用いる平均値は、前記絶対値
和(sum)のリーク積分を用いての推定値を使用すること
ができる。また、前記絶対値和(sum)の標準偏差のリー
ク積分を用いて得られた前記平均値(sum#average)の推
定値を用いることも可能である。

【００２０】この様な本発明は、ＡＣＥＬＰ，ＥＶＲ
Ｃ，ＥＦＲ，ＡＭＲなどの各種音声符号化方式を用いた
ディジタル音声符号化方法を採用する携帯電話に用いる
ことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明のノイズ抑制方法は、デジ
タル方式の音声入力を扱う機器一般に利用することがで
きる。一例として携帯電話の場合を説明する。

【００２２】図１は本発明のノイズ抑制方法を搭載した
ディジタル携帯電話装置の回路ブロック図である。

【００２３】同図において、図示しない基地局から無線
チャネルを介して送られてきた無線搬送波信号は、アン
テナ１で受信されたの後アンテナ共用器（ＤＵＰ）２を
介して受信回路（ＲＸ）３に入力され、周波数シンセサ
イザ（ＳＹＮ）４から出力される受信局部発信信号とミ
キシングされて中間波信号に周波数変換される。この受
信中間波信号は、図示しないＡ／Ｄ変換器においてサン
プリングされた後、ディジタル復調器（ＤＥＭ）６に入
力される。

【００２４】ディジタル復調器６は、ディジタル受信中
間波信号に対するフレーム同期およびビット同期を確立
した上で、ディジタル復調処理を行う。この復調処理に
より得られたベースバンドのディジタル復調信号は、時
分割多元接続回路（ＴＤＭＡ）８に入力され、ここで各
伝送フレームごとに自己宛のタイムスロットが分離抽出
される。なお、上記ディジタル復調器６において得られ
たフレーム同期及びビット同期に関する情報は制御回路
１８に入力される。

【００２５】ＴＤＭＡ回路８から出力されたディジタル
復調信号は、続いて誤り訂正符号複合回路（ＣＨ−ＣＯ
Ｄ）９に入力され、誤り訂正復号処理が施される。訂正
復号されたディジタル復調信号は、音声複合器（ＤＥ
Ｃ）１０に入力され音声復号処理され、ディジタル受話
信号が再生される。このディジタル受話信号は、Ｄ／Ａ
変換器１１でアナログ受話信号に戻された後、図示しな
い音声増幅器を介してスピーカ１２に供給され、拡声出
力される。

【００２６】一方、話者の送話音声は、マイクロホン１
３で集音され電器信号に変換された後、Ａ／Ｄ変換器１
４に入力され、所定のサンプリング周期でサンプリング
されてディジタル送話信号に変換される。このディジタ
ル送話信号は、後述のノイズキャンセラ１７に通された
後、音声符号化回路（ＣＯＤ）１６に入力され音声符号
化される。

【００２７】音声符号化回路１６から出力された符号化
音声データは制御回路１８から出力された制御信号とと
もに誤り訂正符号復号回路（ＣＨ−ＣＯＤ）９に入力さ
れ、誤り訂正符号化される。誤り訂正符号化されたディ
ジタル送信信号はＴＤＭＡ回路８に入力される。このＴ
ＤＭＡ回路８では、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）方式に
対応した伝送フレームが生成され、この伝送フレーム中
の自装置に割り当、てられたタイムスロットに上記ディ
ジタル送信信号を挿入するための処理が行われる。ＴＤ
ＭＡ回路８から出力されたディジタル送信信号はディジ
タル変調器（ＭＯＤ）７に入力される。

【００２８】ディジタル変調器７ではディジタル送信信
号によりディジタル変調された送信中間波信号が発生さ
れ、図示しないＤ／Ａ変換器によりアナログ信号に変換
された後、送信回路（ＴＸ）５に入力される。

【００２９】送信回路５では、変調された送信中間波信
号が周波数シンセサイザ４から出力された送信局部発信
信号とミキシングされ、通話チャネルに対応する無線搬
送波周波数に変換される。無線変調波信号は、送信電力
増幅器において制御回路１８から制御信号ＴＣＳにより
指示された所定の送信電力レベルに制御された後、アン
テナ共用器２を介してアンテナ１から図示しない基地局
へ向けて送信される。

【００３０】操作パネル部１９には、発信キー，終了キ
ー，ダイヤルキー，及び各種機能キーを有するキー入力
部と、液晶表示素子（ＬＣＤ）や発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）を有する表示部とが配設されている。

【００３１】ノイズキャンセラ１７は例えばＤＳＰ（Di
gital Signal Processor）により実現されるものであ
り、その処理プログラムはノイズキャンセラ内のメモリ
または制御回路１８に付属するメモリに格納されてい
る。図２はこの処理プログラムにより実現される機能構
成を示すブロック図である。

【００３２】Ａ／Ｄ変換器１４から出力されたディジタ
ル送話信号は、まずフレーム分割部２１に入力される。
フレーム分割部は、例えば１２８サンプルに整えられた
フレームを出力する（フレーム分割ステップ）。このと
きディジタル送話信号を例えば８０サンプルのフレーム
に分割した後、ウインドウがけを行うことによりフレー
ム端をオーバーラップさせても構わない。このディジタ
ル送話信号フレームを高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）２
２に入力する。

【００３３】ＦＦＴ２２は、入力されたディジタル送話
信号フレームに対し高速フーリエ変換処理を行い、低域
から高域まで順に１６帯域（ｋ＝０，１，２，・・・１
５）に周波数分割された変換係数を得る。この変換係数
は各帯域において同じである必要はない。この帯域分割
された変換係数を、帯域パワー計算部２６に出力する
（周波数帯域分割ステップ）。

【００３４】帯域パワー計算部２６は、各帯域ごとにエ
ネルギ（変換係数の二乗平均値）を求めて対数をとり、
帯域パワーchanel#power(m,k)、［mはフレーム番号，ｋ
は帯域番号（０〜１５）］を出力する（帯域別パワー算
定ステップ）。この帯域パワーは有意値計算部２７に出
力される。

【００３５】有意値計算部２７では、後述する雑音リー
ク積分値更新部３２から出力される雑音リーク積分値no
ise#power(m,k)と、上記帯域パワーchanel#power(m,k)
との差tmpをもとめ、帯域別の差tmpを所定のしきい値と
比較する。周波数順に配列された上記帯域別の差tmpの
内、隣接する複数の帯域の帯域別差tmpがしきい値を超
えると判定された場合に、これらの帯域別差tmpに所定
の重み付けを行った上で相互に加算する。この重み付け
後の値suby(m,k)の条件付き総和（隣接する複数の帯域
の帯域別差tmpがしきい値を超えると判定された場合）
を有意値ｙとして出力する（有意値算定ステップ）。

【００３６】また有意値ｙの平均値（y#average：リー
ク積分による推定値で代用でき、例えば下記の式にて計
算）も出力する。

【００３７】ｙ(m)：有意値、suby(m,k)の条件付き総和 y#average(m)=y#average(m-1)×0.9＋y(m)×0.1 図３は有意値計算部２７の処理手順を示すフローチャー
トである。有意値ｙを出力するフローを図３に基づいて
説明する。

【００３８】ステップ３ａでフレーム番号ｍ＝０にリセ
ット／初期値設定した後、ステップ３ｂでグループ番号
ｍをインクリメントするとともに有意値ｙ，帯域番号ｋ
及び連続数flag（しきい値を超える帯域別差tmpの連続
数フラグ）を“０”に初期設定する。

【００３９】次にステップ３ｃで帯域ｋ＝０について、
帯域パワーと雑音リーク積分値との差tmpと、この帯域
別差tmpに対して重み付けを行った値suby(m,k)とを下記
のように計算する。

【００４０】 tmp＝chanel#power(m,k)−noise#power(m,k) sub#y(m,k)＝｛200−(k−1)²｝／100×（tmp−1）ただし、｛200−(k−1)²｝は重み付け係数である。この
場合、帯域の周波数が高くなるにつれ小さくなるように
設定されているが、適宜変更可能である。

【００４１】帯域ｋ＝０における帯域別差tmpが算出さ
れると、有意値計算部２７はステップ３ｄで帯域別差tm
pをしきい値（例えば１）と比較する。しきい値を超え
ていると音声である可能性があると判断してステップ３
ｅ，ステップ３ｇを経てステップ３ｉに移行し、連続数
flgを１に設定する。ついでステップ３ｋで帯域番号kを
インクリメントしてｋ＝１とした後、ステップｃに戻っ
て帯域ｋ＝１についても同様の処理を実行する。

【００４２】ここで帯域ｋ＝１においても帯域ｋ＝０に
引き続いて帯域別差tmpがしきい値を超えたとする。連
続数flgは既に１なのでステップ３ｅからステップ３ｆ
に移行して、ここで y＝y＋suby(m,k−1) なる演算を実行する。そして連続数flgを２に設定し、
ステップ３ｇを経てステップ３ｈに移行して、下記演算
を実行する。

【００４３】y＝y＋suby(m,k) ついでステップ３ｋで帯域番号ｋを更にインクリメント
しｋ＝２として、ステップ３ｃに戻り、帯域ｋ＝２につ
いての処理を実行する。

【００４４】以降同様に、隣接する帯域の帯域別差tmp
が連続してしきい値を超える毎に、その帯域のsuby(m,
k)が一つ前の帯域までに得られた有意値ｙに順次加算さ
れ、帯域別差tmpの重み付け加算値ｙが求められる。

【００４５】なお、いずれかの帯域ｋ＝ｉにおいて、帯
域別差tmpがしきい値以下になると、有意値計算部２７
はステップ３ｄからステップ３ｊに移行し、連続数flg
を０にリセットする。

【００４６】こうして１フレームを構成する１６個の全
ての帯域（ｋ＝０〜１５）について処理が完了すると、
有意値計算部２７は、ステップ３ｍからステップ３ｎに
移行し、有意値ｙと、帯域ごとに算出した重み付け後の
帯域別差suby(m,k)（k＝0〜15）を夫々出力する。

【００４７】このようにして各フレーム毎に有意値ｙが
求められ、音声フレームであるか雑音フレームであるか
の判定に供される。

【００４８】また有意値計算部２７では雑音パワー強制
更新を判定する有意区間のカウントをも行う。この処理
を図４のフローチャートに基づいて説明する。

【００４９】まず有意値ｙ(m)の平均値y#average(m)を
求める。

【００５０】ステップ４ａでフレーム番号ｍ＝０，sum#
average(0)=0.1，y#average(0)=10，counter(0)＝０に
初期値設定した後、ステップ４ｂでグループ番号ｍをイ
ンクリメントするとともに有意値ｙ，sub(m,k)を入力す
る。

【００５１】ついでステップ４ｃで有意値ｙの平均値を
算出する。平均値はメモリ容量，計算量などの関係から
適宜期間を設定することができるが（例えば０．１〜
０．３秒くらいの平均をとれば十分であるので、過去２
０フレーム分を加算して平均を求めるなど）、一般的に
はリーク積分を用い下記のように推定算出する。平均値
の求め方はリーク積分以外の手法を用いても良いことは
言うまでもない。

【００５２】 y#average(m)=y#average(m-1)×0.9＋y(m)×0.1 次にステップ４ｄでsub(m,k)とsub(m-1,k)との差の絶対
値和sumを求め（帯域別有意値和算定ステップ）、更に
ステップ４ｅにて、絶対和sumの平均値sum#averageで割
り、比率ｒを算出する（有意値正規化ステップ）。

【００５３】sum(m)／sum#average（ｍ−1）この値を直接ｒとしても良いが、特異的な値を除去する
ため、r(m−1)に決められた減衰率（例えば０．９９）
を乗じた値との大きさを比べ、大きい方をｒ（ｍ）とし
て採用する。

【００５４】この比率ｒは有意値区間算定のカウンタ加
算の判定基準となるものであり、例えば上限は８に設定
される。従って、ステップ４ｆでｒ（ｍ）が８を超えて
いると判定されるとステップ４ｇでｒ（ｍ）＝８に設定
し直される。

【００５５】ついでステップ４ｈでsum#averageが更新
される。この平均値もメモリ容量，計算量などの関係か
ら適宜期間を設定することができるが（例えば０．１〜
０．３秒くらいの平均をとれば十分であるので、過去２
０フレーム分を加算して平均を求めるなど）、一般的に
はリーク積分を用い下記のように推定算出することがで
きる。平均値の求め方はリーク積分以外の手法を用いて
も良いことは言うまでもない。

【００５６】sum#average(m)＝sum#average(m−1)×0.9
＋sum(y)×0.1 なおsum#averageは標準偏差の推定値を用いても良い。
その場合も下記式のリーク積分を用いて推定値を得るこ
とができ、この値で代用する。

【００５７】sum#average(m)＝sqrt(sum#average(m−1)
²×0.9＋sum(m)²×0.1) 続いて有意区間のカウンタcounter(m)を算出する。

【００５８】ｙ＞１０かつcounter(m)＜１００かつr(m)
≦ＴＨＲのとき、counter(m)に１が加算される。この条
件を満たさない場合はcounter(m)=0にリセットされる。

【００５９】ＴＨＲは固定値でも構わないし、y#averag
eによって変化させることも可能である。本実施形態で
は、下記の式で変化するＴＨＲを採用している。

【００６０】ＴＨＲ＝1.7＋（y#average−40）／200
ただし 1.7≦ＴＨＲ≦2.0 y#average＞100 ＴＨＲ＝2.0 y#average≦ 40 ＴＨＲ＝1.7 40≦y#average≦100 ＴＨＲ＝1.7＋（y#average−40）
／200 従ってステップ４ｉでy#average(m)が１００を超えると
判定された場合はステップ４ｊにてＴＨＲ＝２．０に設
定され、ステップ４ｋでy#average(m)が４０を超えると
判定された場合はステップ４ｌでＴＨＲが上記式の可変
値に設定される。その他の場合はステップ４ｍにてＴＨ
Ｒ＝１．７に設定される。

【００６１】ステップ４ｎで有意値ｙが１０を超えてい
ると判定され、ステップ４ｏでカウンタcounterが１０
０未満と判定され、ステップ４ｐで比率ｒがＴＨＲ以下
と判定された場合は、ステップ４ｑでカウンタcounter
が加算され、それ以外の場合はステップ４ｒにてカウン
タcounterは０にリセットされる。

【００６２】同様にステップ４ｎで有意値ｙが１０以下
と判定された場合はステップ４ｓでカウンタcounter(m)
は０にリセットされ、ステップ４ｏでcounterが１００
以上（すなわち１００）の場合はステップ４ｔでcounte
r(m)＝counter(m−1)に据え置かれる。

【００６３】以上の処理で各フレームｍに対して、coun
ter(m)とy#average(m)が出力されることになる（ステッ
プ４ｕ）。

【００６４】これらの出力（counter(m),suby(m,k),y
(m),y#average(m)）を受け更新判定部２８で帯域別雑音
パワー値noise#power(m,k)の更新の有無を判定し、雑音
パワー値更新部２９で帯域別雑音パワー値を更新する。

【００６５】有意値ｙは通常の音声の場合は２０〜３０
程度であり雑音推定が良好に実施されている場合はｙ＜
１５程度となる。従ってｙ＜１５のときには例えば下記
の式により実施する（第1の雑音パワー推定値更新ステ
ップ）。

【００６６】noise#power(m＋1,k)＝noise#power(m,k)
×0.9＋channel#power(m,k)×0.1 ｋ＝０，１，・・・，１５またＩＳ１２７［米国規格の可変レート音声符号化方
式："Enhanced VariableRate Codec, Speech Service O
ption 3 for Wideband Spread Spectrum Digital Syste
ms" (TIA IS127)］に規定されているような通常の雑音
パワー更新を行ってもよい。

【００６７】何らかの理由でｙが正確に計算されない場
合は、上記カウンタ値(counter)をもとに強制更新が実
施される（第２の雑音パワー推定値更新ステップ）。た
とえば、counter(m)≧１００かつy＜y#average(m)＋５
のときに、上記式に従って更新する。

【００６８】続いて帯域別ゲイン決定部３０において帯
域別のゲインを決定する。このとき有意値計算部におい
て算出された有意値(y)，帯域別有意値(suby)などを参
照して、各帯域毎に設定される。ゲインの設定方法もＩ
Ｓ１２７に規定されているのと同様の方法を採用するこ
とができる。

【００６９】すなわち、雑音と判定されたフレームのゲ
インを小さく設定したり、音声フレームの中の雑音が大
きくでる帯域のゲインを小さく設定したりする。またフ
レーム間の不連続を緩和するように調整したりする。

【００７０】例えばフレームｍの帯域ゲインをgain(m,
k)とするとき、 gain(m,k)＝μ×(channel#power(m,k)−noise#power(m,
k)−σ)＋γ ただし０≧gain(m,k)≧γ：μ，σ，γは定数帯域ｋ内の変換係数に上記gain(m,k)を与える。これを
全帯域について行う。

【００７１】この帯域別ゲインg(m,k)は乗算器２３にお
いてＦＦＴ２２の出力に乗算され、ノイズキャンセルが
なされた状態でＩＦＦＴ２４にて逆高速フーリエ変換が
なされ時間軸上の信号フレームに戻されたのち、フレー
ム合成部２５においてフレーム合成されてノイズキャン
セラの出力となる。

【００７２】このような本発明のノイズキャンセラ（ノ
イズ抑制方法）によれば、各フレームの有意値ｙが大き
く（通常は音声と判断される）が前フレームとの帯域別
差の差分の変化が小さい（ただし平均値で正規化したも
ので判断）フレームが連続した場合（例えば１００フレ
ーム）は雑音フレームと判断し、雑音パワー推定値を強
制更新する。

【００７３】この強制更新の判定の際には、スペクトル
偏差の平均値で正規化した値をもって連続区間をカウン
トしているため、スペクトル偏差がフレーム間でばらつ
くような雑音の場合でも実質的に連続区間としてカウン
トすることができる。

【００７４】従って、良好な雑音フレーム判定がなされ
ないような有意値の変動があっても強制更新がかかるこ
とにより良好な雑音パワー推定値の更新が可能となり、
もって良好なノイズ抑制が行われることになる。

【００７５】上記実施形態ではＴＤＭＡ方式の携帯電話
を例にとって説明したが、ＣＤＭＡ方式（符号分割多重
方式）でも同様であり、ＴＤＭＡ部分がＣＤＭＡに変更
されそれに伴う信号処理が変るだけである。マイクロホ
ンと音声符号化回路との間で処理されるノイズキャンセ
ルの機能には変りはなく、どのような方式のディジタル
電話にでも応用することができる。

【００７６】なお、図１に示す各ブロックは機能説明を
行うために便宜上区分して記載したものであり、各ブロ
ックが個別の素子である必要はなく、１個またはそれ以
上の機能、たとえばＣＰＵ，ＤＳＰ，モデム，音声符号
化回路など、をまとめて１チップのＬＳＩとしても良い
ことは言うまでもない。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、フ
レーム間でバラツキのある雑音でも良好に雑音フレーム
の判定ができ、もって良好なノイズ抑制を行うことがで
きるノイズ抑制方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明のノイズ抑制方法を搭載したデ
ィジタル携帯電話装置の回路ブロック図。

【図２】図２は本発明の実施形態のノイズキャンセラ
により実現される機能構成を示すブロック図。

【図３】図３は本発明の実施形態の有意値計算部の処
理手順を示すフローチャート。

【図４】図４は本発明の実施形態の雑音パワー強制更
新を判定する有意区間のカウントの処理手順を示すフロ
ーチャート。

【符号の説明】

１７・・・ノイズキャンセラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信入力信号を定められた時間単位のフレ
ームに分割し、各フレームを所定の周波数帯域に分割し
て各フレームについて雑音フレームか否かの判定を行
い、その判定を反映して帯域ごとにゲインを制御してフ
レームを再構成しノイズ抑制された送信信号を出力する
ノイズ抑制方式において：帯域別パワーと帯域別雑音パ
ワー推定値との差に所定の重み付けを行った帯域別有意
値(suby)の現フレームと前フレームとの差を合計した値
(sum)を、その平均値(sum#average)で正規化した比率
(r)をもとに現フレームが雑音フレームであるか否かの
判定を行うことを特徴とするノイズ抑制方法。
【請求項２】送信入力信号を定められた時間単位のフレ
ームに分割し、各フレームを所定の周波数帯域のチャネ
ルに分割して各フレームについて雑音フレームか否かの
判定を行い、その判定を反映して帯域ごとにゲインを制
御してフレームを再構成しノイズ抑制された送信信号を
出力するノイズ抑制方式において：送信入力信号を定め
られた時間単位のフレームに分割するフレーム分割ステ
ップと；各々のフレームについて複数の周波数帯域に分
割する周波数帯域分割ステップと；各々の周波数帯域に
ついて帯域別パワー(channel#power)を算定する帯域別
パワー算定ステップと；各々の周波数帯域について帯域
別雑音パワー推定値(noise#power)と前記帯域別パワー
(chennel#power)との差(tmp)を算定し、この差(tmp)に
所定の重み付けを行って得た帯域別有意値(suby)を所定
の条件にて加算した有意値(y)を算定する有意値算定ス
テップと；現フレームと前のフレームとの間で、各々の
周波数帯域について帯域別有意値(suby)の差の絶対値和
(sum)をとる帯域別有意値和算定ステップと；前記絶対
値和(sum)の平均値(sum#average)を算定し、前記絶対値
和(sum)をこの絶対値和の平均値(sum#average)で正規化
した比率(r)を算定する有意値正規化ステップと；前記
有意値(y)が所定のしきい値を下回った場合に現フレー
ムを雑音フレームと判断し、前記帯域別雑音パワー推定
値(noise#power)を更新する第1の雑音パワー推定値更新
ステップと；前記比率(r)が所定のしきい値を所定の期
間連続して下回った際に現フレームを雑音フレームと判
断し、前記帯域別雑音パワー推定値(noise#power)の更
新を行う第2の雑音パワー推定値更新ステップとを有す
ることを特徴とするノイズ抑制方法。
【請求項３】前記有意値正規化ステップにおいて絶対値
和の平均値(sum#averge)として、前記絶対値和(sum)の
リーク積分を用いて得られた前記平均値(sum#average)
の推定値を用いることを特徴とする請求項２記載のノイ
ズ抑制方法。
【請求項４】前記有意値正規化ステップにおいて絶対値
和の平均値(sum#averge)として、前記絶対値和(sum)の
標準偏差のリーク積分を用いて得られた前記平均値(sum
#average)の推定値を用いることを特徴とする請求項２
記載のノイズ抑制方法。
【請求項５】請求項１乃至４記載のノイズ抑制方法を用
いたディジタル音声符号化方法を搭載した携帯電話。