JP2005117421A - フィルタ回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 音声信号に含まれる高周波ノイズを除去するフィルタ回路を提供する。
【解決手段】 本発明のフィルタ回路（１０）は、デジタル音声信号の最大周波数を検出する最大周波数検出部（１１）と、最大周波数検出部（１１）にて検出された最大周波数をカットオフ周波数とするフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出部（１２）と、フィルタ係数算出部（１２）が算出したフィルタ係数によって設定されるカットオフ周波数以上の周波数成分を抑圧する低域通過フィルタ（１３）によって構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明はフィルタ回路に関し、特に、音声信号に含まれる高周波ノイズを除去して通話品質を高めるための改良技術に関する。

電話機等を用いて音声通信を行う場合、音声信号に含まれている高周波ノイズを除去することによって、通信品質の向上を図っている。音声信号に含まれている雑音を除去する技術として、例えば、特開昭６３−２６１２４号公報には、音声信号をサンプリングし各サンプルをデジタルデータに変換して逐次出力する第１の回路と、この第１の回路の出力を離散フーリエ変換してスペクトルを求め、これを逆離散フーリエ変換し、スペクトルの加工処理を行って雑音を除去した信号を出力する信号処理部と、この信号処理部のデジタル出力をアナログに変換し、さらに補間することによって雑音を除去した音声信号を出力する第２の回路を備えた雑音処理器が開示されている。
特開昭６３−２６１２４号公報

しかし、同公報に記載の技術では、回路構成が複雑になるため、製品のコスト低下を図るには回路構成の簡素化を図る必要がある。

そこで、本発明は音声信号に含まれる高周波ノイズを除去するフィルタ回路を簡素な回路構成で提供することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明のフィルタ回路は、デジタル音声信号の最大周波数を検出する最大周波数検出部と、最大周波数検出部にて検出された最大周波数をカットオフ周波数とするフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出部と、フィルタ係数算出部が算出したフィルタ係数によって設定されるカットオフ周波数以上の周波数成分を抑圧する低域通過フィルタを備える。かかる構成により、デジタル音声信号の最大周波数以上の周波数成分を有する高周波ノイズを除去するフィルタ回路を簡素な回路構成で実現できる。

また、本発明のフィルタ回路は、デジタル音声信号の最大周波数を検出する最大周波数検出部と、最大周波数検出部にて検出された最大周波数をカットオフ周波数とするフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出部と、フィルタ係数算出部が算出したフィルタ係数によって設定されるカットオフ周波数以下の周波数成分を抑圧する高域通過フィルタと、デジタル音声信号と高域通過フィルタの出力信号を位相反転して合成する位相反転合成回路を備える。かかる構成により、デジタル音声信号に含まれる高周波ノイズを高域フィルタにて抽出し、高域フィルタが抽出した高周波ノイズとデジタル音声信号に含まれている高周波ノイズを位相反転合成回路にて位相反転合成することで、デジタル音声信号に含まれている高周波ノイズを除去できる。

本発明のフィルタ回路において、最大周波数検出部は予め定められた振幅以上のデジタル音声信号の最大周波数を検出するように構成してもよい。これにより、定常的に発生する信号レベルの小さい雑音と通話音声を区別して通話音声の最大周波数を検出することができる。

本発明のフィルタ回路において、最大周波数検出部はフーリエ変換又は高速フーリエ変換を行うことによりデジタル音声信号の最大周波数を検出するように構成してもよい。これにより、最大周波数成分の演算が容易となる。

本発明によれば、デジタル音声信号の最大周波数以上の周波数成分を有する高周波ノイズを除去するフィルタ回路を簡素な回路構成で実現できる。

［発明の実施形態１］
以下、図１を参照して本発明の好適な第１実施形態について説明する。
同図は本実施形態のフィルタ回路１０の機能ブロック図である。フィルタ回路１０はデジタル音声信号の最大周波数を検出する最大周波数検出部１１と、同検出部１１にて検出された最大周波数をカットオフ周波数とするフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出部１２と、同算出部１２が算出したフィルタ係数によって設定されるカットオフ周波数以上の周波数成分を抑圧する低域通過フィルタ１３によって構成されている。

フィルタ回路１０に入力されるデジタル音声信号には送話者の音声だけでなく、各種の雑音が混入する場合が多い。例えば、オフィスの空調音などの定常的な雑音は通話音声とは異なって、信号の時間的変化が緩やかで、さらに通話音声よりも幅広い周波数成分を含むという特徴がある。そこで、本実施形態では、定常的に発生する雑音と通話音声を区別して通話音声の最大周波数を検出するための信号レベルの閾値を予め設定する。この閾値としては、通常の音声信号よりも信号レベルの小さい高周波雑音を除去する上で必要かつ十分な値に設定するのが望ましい。最大周波数検出部１１は予め定められた閾値以上の振幅を有する音声信号についてその最大周波数を検出する。最大周波数の検出はフーリエ演算又は高速フーリエ演算を行うのが望ましい。同検出部１１にて検出された最大周波数以上の高周波成分を有する信号は信号レベルが閾値未満の高周波雑音と考えられる。低域通過フィルタ１３は最大周波数検出部１１が検出した最大周波数以上の高周波成分を抑圧することで、高周波ノイズを除去できる。

本実施形態のフィルタ回路１０によれば、簡易な構成で高周波ノイズを効果的に除去できる。特に、音声信号に含まれる定常的な高周波ノイズの除去に効果がある。

［発明の実施形態２］
次に、図２を参照して本発明の好適な第２実施形態について説明する。
同図は本実施形態のフィルタ回路２０の機能ブロック図である。フィルタ回路２０はデジタル音声信号の最大周波数を検出する最大周波数検出部２１と、同検出部２１にて検出された最大周波数をカットオフ周波数とするフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出部２２と、同算出部２２が算出したフィルタ係数によって設定されるカットオフ周波数以下の周波数成分を抑圧する高域通過フィルタ２３と、同フィルタ２３の出力信号（フィルタ出力信号）とフィルタ回路２０の入力信号（デジタル音声信号）を位相反転して合成する位相反転合成回路２４を備えて構成されている。

最大周波数検出部２１においては、上述した第１実施形態と同様に、定常的に発生する雑音と通話音声を区別して通話音声の最大周波数を検出するための信号レベルの閾値を予め設定し、この閾値以上の振幅を有する音声信号の最大周波数を検出する。この閾値としては、通常の音声信号よりも信号レベルの小さい高周波雑音を除去する上で必要かつ十分な値に設定するのが望ましい。また、最大周波数成分の検出にはフーリエ変換又は高速フーリエ変換を行うのが望ましい。高域通過フィルタ２３は音声信号の最大周波数以下の周波数成分を抑圧することで、音声信号に含まれている高周波ノイズ信号を抽出する。高域通過フィルタ２３にて抽出された高周波ノイズ信号は位相反転回路２４にて位相反転された上でデジタル音声信号と合成される。フィルタ回路２０に入力されるデジタル音声信号には時間的変動の少ない定常的な高周波ノイズが含まれているため、高域通過フィルタ２３にて抽出された高周波ノイズと位相反転合成を行うことで、入力信号に含まれているノイズ成分の除去を行うことができる。

本実施形態のフィルタ回路２０によれば、入力音声信号に含まれる高周波ノイズを高域通過フィルタ２３にて抽出し、この高周波ノイズと入力音声信号を位相反転して合成することにより、音声信号に含まれる定常的な高周波ノイズを効果的に除去できる。

第１実施形態のフィルタ回路である。 第２実施形態のフィルタ回路である。

符号の説明

１０…フィルタ回路 １１…最大周波数検出部 １２…係数算出部 １３…低域通過フィルタ ２０…フィルタ回路 ２１…最大周波数検出部 ２２…係数算出部 ２３…高域通過フィルタ ２４…位相反転合成回路

Claims (4)

1. デジタル音声信号の最大周波数を検出する最大周波数検出部と、
   前記最大周波数検出部にて検出された最大周波数をカットオフ周波数とするフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出部と、
   前記フィルタ係数算出部が算出したフィルタ係数によって設定されるカットオフ周波数以上の周波数成分を抑圧する低域通過フィルタを備える、フィルタ回路。
2. デジタル音声信号の最大周波数を検出する最大周波数検出部と、
   前記最大周波数検出部にて検出された最大周波数をカットオフ周波数とするフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出部と、
   前記フィルタ係数算出部が算出したフィルタ係数によって設定されるカットオフ周波数以下の周波数成分を抑圧する高域通過フィルタと、
   前記デジタル音声信号と前記高域通過フィルタの出力信号を位相反転して合成する位相反転合成回路を備える、フィルタ回路。
3. 請求項１又は請求項２に記載のフィルタ回路であって、
   前記最大周波数検出部は予め定められた振幅以上のデジタル音声信号の最大周波数を検出する、フィルタ回路。
4. 請求項１又は請求項２に記載のフィルタ回路であって、
   前記最大周波数検出部はフーリエ変換又は高速フーリエ変換を行うことによりデジタル音声信号の最大周波数を検出する、フィルタ回路。

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