JP2007327980A - Digital filter, periodic noise reduction device and noise reduction device - Google Patents

Digital filter, periodic noise reduction device and noise reduction device Download PDF

Info

Publication number
JP2007327980A
JP2007327980A JP2006132995A JP2006132995A JP2007327980A JP 2007327980 A JP2007327980 A JP 2007327980A JP 2006132995 A JP2006132995 A JP 2006132995A JP 2006132995 A JP2006132995 A JP 2006132995A JP 2007327980 A JP2007327980 A JP 2007327980A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
coefficient
tap
noise
signal
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.)
Granted
Application number
JP2006132995A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4690243B2 (en
Inventor
Kensaku Fujii
健作 藤井
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.)
Toa Corp
Original Assignee
Toa Corp
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 Toa Corp filed Critical Toa Corp
Priority to JP2006132995A priority Critical patent/JP4690243B2/en
Publication of JP2007327980A publication Critical patent/JP2007327980A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4690243B2 publication Critical patent/JP4690243B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that, in a conventional noise reduction system, noise is emphasized for noise (periodic noise) including line spectrum components, while noise including continuous spectrum components is reduced very well. <P>SOLUTION: In a periodic noise reduction device of the invention, a filter tap in which a filter factor is actually updated, is provided only for a signal of time and/or around the time which is coincident with periodic timing of the periodic noise, on a time axis of delay time made by a plurality of delay elements of adaptive FIR filters. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、周期性騒音を低減するための騒音低減装置やそれに適したデジタルフィルタに関する。   The present invention relates to a noise reduction device for reducing periodic noise and a digital filter suitable for the noise reduction device.

現在、ジェットファンを用いた換気ダクトやディーゼル発電機の排気ダクトなどから発せられる騒音が原因で電話による連絡が取り難いという問題が生じている。そこで、このような騒音が重畳した音声信号に対して、音声と騒音の特性上の違いを利用して騒音を抑圧し、音声を強調する騒音再合成法が検討されている。この手法は連続スペクトルの騒音を効果的に抑圧し、その効果は電話機を用いた受聴実験によって確認されている(非特許文献1,2参照)。また、実際に採取した騒音に対しても、その連続スペクトル成分の低減に効果があることが確認されている。
A. Kawamura, K. Fujii, Y. Itoh, and Y. Fukui, ”A new noise reduction method using estimated noise spectrum,” IEICE Trans. Fundamentals, vol. E85-A, no. 4, pp. 784-789, Apr. 2002. 川村新,藤井健作,伊藤良生,副井裕, ”線形予測分析に基づく騒音抑圧法,” 信学論(A), vol. J85-A, no. 4, pp. 415-423, Apr.2002.
Currently, there is a problem that it is difficult to make a telephone contact due to noise generated from a ventilation duct using a jet fan or an exhaust duct of a diesel generator. In view of this, a noise re-synthesis method has been studied in which a noise is suppressed by using a difference in characteristics between speech and noise and a speech is enhanced with respect to the speech signal on which such noise is superimposed. This technique effectively suppresses continuous spectrum noise, and the effect has been confirmed by listening experiments using a telephone (see Non-Patent Documents 1 and 2). In addition, it has been confirmed that the continuous spectrum component is effective for noise actually collected.
A. Kawamura, K. Fujii, Y. Itoh, and Y. Fukui, “A new noise reduction method using estimated noise spectrum,” IEICE Trans. Fundamentals, vol. E85-A, no. 4, pp. 784-789, Apr. 2002. Shin Kawamura, Kensaku Fujii, Yoshio Ito, Hiroshi Sokei, “Noise Suppression Based on Linear Prediction Analysis,” IEICE (A), vol. J85-A, no. 4, pp. 415-423, Apr.2002 .

しかし、実際には騒音は、そのような連続スペクトル成分以外にも、回転数に対応する周波数とその高調波からなる線スペクトル成分(以下、周期性騒音と称する)を含むことが多い。これに対して、騒音再合成法では後者の周期性騒音で低減効果が得られず、却って、連続スペクトルの騒音が抑えられた分だけ、周期性騒音が強調されて聞こえるという問題が生じている。その原因は、周期性騒音が母音とよく似た特性をもっていて音声と区別しにくい点にある。したがって、その低減には音声との特性上のわずかな違いを最大限に利用する工夫が必要となる。   However, in practice, noise often includes a line spectrum component (hereinafter referred to as periodic noise) composed of a frequency corresponding to the rotation speed and its harmonics in addition to such a continuous spectrum component. On the other hand, in the noise resynthesis method, the reduction effect cannot be obtained with the latter periodic noise, but there is a problem that the periodic noise is emphasized by the amount that the continuous spectrum noise is suppressed. . This is because periodic noise has characteristics similar to vowels and is difficult to distinguish from speech. Therefore, in order to reduce this, it is necessary to devise a way to make the best use of slight differences in characteristics from speech.

その特性上の違いとして、ファンやエンジンの回転数に関係する周期性騒音では周波数が既知であることが挙げられる。このような周波数が既知である騒音の低減に対して、ラインエンハンサの原理に基づく手法(例えば、「杉原,藤井,川村,伊藤,副井,”音声に重畳した正弦波騒音の低減法に関する検討”,信学技報,US 2002-98,Jan 2003」参照)が提案されている。   The characteristic difference is that the frequency is known for periodic noise related to the rotational speed of the fan or engine. A method based on the principle of a line enhancer (such as “Sugihara, Fujii, Kawamura, Ito, Sobui,” a study on a method for reducing sinusoidal noise superimposed on speech to reduce noise with known frequencies. ", IEICE Technical Report, US 2002-98, Jan 2003") has been proposed.

本願発明の目的は、さらに性能が改善された周期性騒音低減装置やそのためのデジタルフィルタを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a periodic noise reduction device with improved performance and a digital filter therefor.

上記課題を解決するために、本願発明にかかるデジタルフィルタは、周期性騒音低減装置に用いられるデジタルフィルタであって、そのインパルス応答が、該周期性騒音の周期的なタイミングに略一致する時間においてのみ、0でもなく、また、その近傍の値でもない係数値を有するものである。   In order to solve the above problems, a digital filter according to the present invention is a digital filter used in a periodic noise reduction device, and the impulse response thereof is substantially equal to the periodic timing of the periodic noise. Only have a coefficient value that is neither 0 nor a value in the vicinity thereof.

上記デジタルフィルタにおいて、該インパルス応答全体にわたる係数値の総和が略1であってもよい。   In the digital filter, the sum of coefficient values over the entire impulse response may be approximately 1.

上記デジタルフィルタにおいて、IIR型であり、フィードバックループを備え、該フィードバックループ中に遅延部を有し、該遅延部よって生ずる遅延時間が、該周期性騒音の周期と略同一であってもよい。   The digital filter may be an IIR type, provided with a feedback loop, having a delay unit in the feedback loop, and a delay time generated by the delay unit may be substantially the same as the period of the periodic noise.

上記デジタルフィルタにおいて、該周期性騒音の周期的なタイミングに略一致する時間における係数値が、後段ほど小さくなるような減衰パターンを示すものであってもよい。   The digital filter may show an attenuation pattern in which a coefficient value at a time substantially coincident with the periodic timing of the periodic noise becomes smaller as the subsequent stage.

上記デジタルフィルタにおいて、該減衰パターンが指数減衰パターンであってもよい。   In the digital filter, the attenuation pattern may be an exponential attenuation pattern.

上記デジタルフィルタにおいて、FIR型であり、直列的に連続して接続された複数の遅延素子と、複数のフィルタタップとを備え、複数の遅延素子によって生ぜしめられる遅延時間の時間軸上において、該周期性騒音の周期的なタイミングに略一致する時間の信号に対してのみ、0でもなく、また、その近傍の値でもないフィルタ係数が設定されたフィルタタップが設けられたものであってもよい。   The digital filter is of the FIR type, includes a plurality of delay elements connected in series and a plurality of filter taps, and on the time axis of the delay time generated by the plurality of delay elements, Only a signal having a time substantially matching the periodic timing of the periodic noise may be provided with a filter tap in which a filter coefficient that is neither 0 nor a value in the vicinity thereof is set. .

上記デジタルフィルタにおいて、該周期性騒音の周期的なタイミングに略一致する時間における係数値が、後段ほど小さくなるような減衰パターンを示すものであってもよい。   The digital filter may show an attenuation pattern in which a coefficient value at a time substantially coincident with the periodic timing of the periodic noise becomes smaller as the subsequent stage.

上記デジタルフィルタにおいて、該減衰パターンが指数減衰パターンであってもよい。   In the digital filter, the attenuation pattern may be an exponential attenuation pattern.

上記デジタルフィルタにおいて、該減衰パターンがハミング窓の後半部に相当する減衰パターンであってもよい。   In the digital filter, the attenuation pattern may be an attenuation pattern corresponding to the second half of the Hamming window.

上記デジタルフィルタにおいて、該周期性騒音の周期的なタイミングに略一致する時間における係数値が、ハミング窓に相当するパターンを示すものであってもよい。   In the digital filter, a coefficient value at a time substantially matching the periodic timing of the periodic noise may indicate a pattern corresponding to a Hamming window.

上記課題を解決するために、本願発明にかかるもう一つのデジタルフィルタは、周期性騒音低減装置に用いられるデジタルフィルタであって、適応型であり、直列的に連続して接続された複数の遅延素子と、フィルタ係数を更新可能な複数のフィルタタップとを備え、該周期性騒音の音声信号が主入力信号として用いられ、該デジタルフィルタの出力信号と該音声信号との誤差信号のパワーが最小化されるように該フィルタタップのフィルタ係数が更新され、複数の遅延素子によって生ぜしめられる遅延時間の時間軸上において、該周期性騒音の周期的なタイミングに略一致する時間の信号に対してのみ、実質的なフィルタ係数の更新が可能なフィルタタップが設けられたものである。   In order to solve the above-mentioned problem, another digital filter according to the present invention is a digital filter used in a periodic noise reduction device, which is an adaptive type and has a plurality of delays connected in series. An element and a plurality of filter taps whose filter coefficients can be updated, the sound signal of the periodic noise is used as a main input signal, and the error signal power between the output signal of the digital filter and the sound signal is minimized. The filter coefficient of the filter tap is updated so that the signal having a time substantially matching the periodic timing of the periodic noise on the time axis of the delay time generated by the plurality of delay elements is obtained. Only a filter tap capable of substantially updating the filter coefficient is provided.

上記デジタルフィルタにおいて、該実質的なフィルタ係数の更新が可能なフィルタタップによってその出力信号に対してフィルタ係数が乗ぜられる遅延素子以外の遅延素子の出力信号に対しては、フィルタタップを設けないか、又は、0若しくはその近傍の値をフィルタ係数として乗ずるためのフィルタタップが設けられたものであってもよい。   In the above digital filter, whether or not a filter tap is provided for an output signal of a delay element other than the delay element in which the filter coefficient is multiplied to the output signal by a filter tap capable of substantially updating the filter coefficient. Alternatively, a filter tap for multiplying 0 or a value in the vicinity thereof as a filter coefficient may be provided.

上記デジタルフィルタにおいて、該デジタルフィルタにおいて実行される適応アルゴリズムが学習同定法であってもよい。   In the digital filter, the adaptive algorithm executed in the digital filter may be a learning identification method.

上記デジタルフィルタにおいて、該実質的なフィルタ係数の更新が可能なフィルタタップにおいて、そのフィルタ係数更新可能範囲の最大値の合計値が、1又はその近傍の値であってもよい。   In the digital filter, in the filter tap capable of substantially updating the filter coefficient, the total value of the maximum values of the filter coefficient updateable range may be 1 or a value in the vicinity thereof.

上記デジタルフィルタにおいて、該実質的なフィルタ係数の更新が可能なフィルタタップにおいて、フィルタ係数が0又は正値に制限されるものであってもよい。   In the digital filter, the filter coefficient may be limited to 0 or a positive value in the filter tap capable of substantially updating the filter coefficient.

上記デジタルフィルタにおいて、該実質的なフィルタ係数の更新が可能なフィルタタップにおいて、そのフィルタ係数更新可能範囲の最大値が、後段のフィルタタップほど小さくなるような減衰パターンを示すものであってもよい。   In the digital filter, the filter tap that can substantially update the filter coefficient may show an attenuation pattern such that the maximum value of the filter coefficient updateable range becomes smaller as the subsequent filter tap. .

上記デジタルフィルタにおいて、該減衰パターンが指数減衰パターンであってもよい。   In the digital filter, the attenuation pattern may be an exponential attenuation pattern.

上記デジタルフィルタにおいて、該減衰パターンが、ハミング窓の後半部に相当する減衰パターンであってもよい。   In the digital filter, the attenuation pattern may be an attenuation pattern corresponding to the second half of the Hamming window.

上記デジタルフィルタにおいて、該実質的なフィルタ係数の更新が可能なフィルタタップにおいて、そのフィルタ係数更新可能範囲の最大値が、ハミング窓に相当するパターンを示すものであってもよい。   In the digital filter, in the filter tap capable of substantially updating the filter coefficient, the maximum value of the filter coefficient updatable range may indicate a pattern corresponding to the Hamming window.

上記デジタルフィルタにおいて、該周期性騒音が第一周期を有する騒音成分と第二周期を有する騒音成分とを含み、該第一周期よりも該第二周期の方が大きく、複数の遅延素子によって生ぜしめられる遅延時間の時間軸上における、該第一周期の周期的なタイミングに略一致する時間と、該第二周期の周期的なタイミングに略一致する時間の信号に対してのみ、実質的なフィルタ係数の更新が可能なフィルタタップが設けられた
ものであってもよい。
In the digital filter, the periodic noise includes a noise component having a first period and a noise component having a second period, and the second period is larger than the first period and is generated by a plurality of delay elements. On the time axis of the delay time to be tightened, it is substantially only for a signal that substantially matches the periodic timing of the first period and a signal that substantially matches the periodic timing of the second period. A filter tap capable of updating the filter coefficient may be provided.

上記デジタルフィルタにおいて、該周期性騒音が第一周期を有する騒音成分と第二周期を有する騒音成分とを含み、該第一周期よりも該第二周期の方が大きく、複数の遅延素子によって生ぜしめられる遅延時間の時間軸上の所定時間よりも前の時間における、該第一周期の周期的なタイミングに略一致する時間と、複数の遅延素子によって生ぜしめられる遅延時間の時間軸上における、該第二周期の周期的なタイミングに略一致する時間の信号に対してのみ、実質的なフィルタ係数の更新が可能なフィルタタップが設けられたものであってもよい。   In the digital filter, the periodic noise includes a noise component having a first period and a noise component having a second period, and the second period is larger than the first period and is generated by a plurality of delay elements. A time substantially coincident with the periodic timing of the first period at a time before a predetermined time on the time axis of the delayed time, and a time axis of the delay time generated by the plurality of delay elements, Only a signal having a time substantially matching the periodic timing of the second period may be provided with a filter tap that can substantially update the filter coefficient.

上記課題を解決するために、本願発明にかかるさらにもう一つのデジタルフィルタは、周期性騒音低減装置に用いられるデジタルフィルタであって、適応型であり、該デジタルフィルタにおいて、第一工程、第二工程 及び 第三工程が実行され、第一工程において、該デジタルフィルタが有する全てのフィルタタップでフィルタ係数の更新がなされ、第二工程において、第一工程が実行されることによって収束したフィルタ係数が所定の閾値よりも大きいフィルタタップが、第一フィルタタップとして抽出され、第三工程において、第二工程が実行されることによって抽出された第一フィルタタップに対してはフィルタ係数の更新が許容され、それ以外のフィルタタップに対しては、フィルタ係数が0又はその近傍の値に設定され、かつ、フィルタ係数の更新が許容されないものである。   In order to solve the above-mentioned problem, still another digital filter according to the present invention is a digital filter used in a periodic noise reduction device, and is an adaptive type. Steps 3 and 3 are executed. In the first step, the filter coefficients are updated in all the filter taps of the digital filter. In the second step, the filter coefficients converged by executing the first step are obtained. A filter tap larger than a predetermined threshold is extracted as the first filter tap, and in the third step, the filter coefficient is allowed to be updated for the first filter tap extracted by executing the second step. For other filter taps, the filter coefficient is set to 0 or a value in the vicinity thereof, and The update of the filter coefficient is not permitted.

上記デジタルフィルタにおいて、該デジタルフィルタにおいて実行される適応アルゴリズムが学習同定法であってもよい。   In the digital filter, the adaptive algorithm executed in the digital filter may be a learning identification method.

上記デジタルフィルタにおいて、該第三工程において、該第一フィルタタップのフィルタ係数更新可能範囲の最大値の合計値が、1又はその近傍の値であってもよい。   In the digital filter, in the third step, the total value of the maximum values of the filter coefficient updateable range of the first filter tap may be 1 or a value in the vicinity thereof.

上記デジタルフィルタにおいて、該第三工程において、該第一フィルタタップのフィルタ係数が0又は正値に制限されるものであってもよい。   In the digital filter, the filter coefficient of the first filter tap may be limited to 0 or a positive value in the third step.

上記課題を解決するために、本願発明にかかるさらにもう一つのデジタルフィルタは、周期性騒音低減装置に用いられるデジタルフィルタであって、適応型であり、第一適応アルゴリズム実行部と、第二適応アルゴリズム実行部とを備え、第一適応アルゴリズム実行部と第二適応アルゴリズム実行部とは、フィルタタップ数と単位遅延時間が同一であり、第一適応アルゴリズム実行部に入力される主入力信号が、第二適応アルゴリズム実行部にも主入力信号として入力され、第二適応アルゴリズム実行部で適応アルゴリズムが実行されることによって収束したフィルタ係数が、所定の閾値よりも大きいフィルタタップが、第二フィルタタップとして抽出され、第一適応アルゴリズム実行部において、該抽出された第二フィルタタップと同一のタップ番号を有するフィルタタップに対しては、フィルタ係数の更新が許容され、それ以外のフィルタタップに対しては、フィルタ係数が0又はその近傍の値に設定され、かつ、フィルタ係数の更新が許容されないものである。   In order to solve the above-mentioned problem, still another digital filter according to the present invention is a digital filter used in a periodic noise reduction device, which is an adaptive type, and includes a first adaptation algorithm execution unit and a second adaptation filter. An algorithm execution unit, and the first adaptive algorithm execution unit and the second adaptive algorithm execution unit have the same number of filter taps and unit delay time, and the main input signal input to the first adaptive algorithm execution unit is A filter tap that is also input to the second adaptive algorithm execution unit as a main input signal and has a filter coefficient that is converged by the execution of the adaptive algorithm by the second adaptive algorithm execution unit is greater than a predetermined threshold value. In the first adaptive algorithm execution unit, the same as the extracted second filter tap The filter coefficient is allowed to be updated for the filter tap having the loop number, and for the other filter taps, the filter coefficient is set to 0 or a value in the vicinity thereof, and the filter coefficient is updated. It is not allowed.

上記デジタルフィルタにおいて、該第一適応アルゴリズム実行部において実行される適応アルゴリズム、及び、該第二適応アルゴリズム実行部において実行される適応アルゴリズムが、いずれも学習同定法であってもよい。   In the digital filter, both the adaptation algorithm executed in the first adaptation algorithm execution unit and the adaptation algorithm executed in the second adaptation algorithm execution unit may be learning identification methods.

上記デジタルフィルタにおいて、該第一適応アルゴリズム実行部の適応アルゴリズムにおいて、フィルタ係数の更新が許容されるフィルタタップでのフィルタ係数更新可能範囲の最大値の合計値が、1又はその近傍の値であってもよい。   In the above digital filter, in the adaptive algorithm of the first adaptive algorithm execution unit, the total value of the maximum values of the filter coefficient updateable range at the filter tap that allows the filter coefficient to be updated is 1 or a value in the vicinity thereof. May be.

上記デジタルフィルタにおいて、該第一適応アルゴリズム実行部の適応アルゴリズムにおいて、フィルタ係数の更新が許容されるフィルタタップでのフィルタ係数が0又は正値に制限されるものであってもよい。   In the digital filter, in the adaptive algorithm of the first adaptive algorithm execution unit, the filter coefficient at the filter tap that is allowed to update the filter coefficient may be limited to 0 or a positive value.

上記課題を解決するために、本願発明にかかる周期性騒音低減装置は、音声信号入力部と、音声信号出力部と、フィルタとを備え、該音声信号入力部に周期性騒音を含む音声信号が入力され、音声信号入力部に入力された音声信号が該フィルタに入力され、該音声信号入力部に入力された音声信号から該フィルタの出力信号を減ずることによって生成される信号が該音声信号出力部から出力され、該フィルタが上記したデジタルフィルタデジタルフィルタである。   In order to solve the above problems, a periodic noise reduction device according to the present invention includes an audio signal input unit, an audio signal output unit, and a filter, and an audio signal including periodic noise is included in the audio signal input unit. An audio signal input and input to the audio signal input unit is input to the filter, and a signal generated by subtracting the output signal of the filter from the audio signal input to the audio signal input unit is the audio signal output. The filter is a digital filter described above.

上記課題を解決するために、本願発明にかかる騒音低減装置は、第一騒音低減装置と、その後段に直列に接続された第二騒音低減装置とを備える騒音低減装置であっって、該第一騒音低減装置と該第二騒音低減装置のうちの一方が、上記の周期性騒音低減装置であり、他方が、線型予測フィルタを使った騒音再合成法に基づいて騒音を低減させる装置である。   In order to solve the above problems, a noise reduction device according to the present invention is a noise reduction device including a first noise reduction device and a second noise reduction device connected in series at a subsequent stage thereof, One of the noise reduction device and the second noise reduction device is the periodic noise reduction device, and the other is a device that reduces noise based on a noise resynthesis method using a linear prediction filter. .

上記課題を解決するために、本願発明にかかるもう一つの周期性騒音低減装置は、第一マイクロホンと、第二マイクロホンと、スピーカと、フィルタとを備え、該フィルタが上記したデジタルフィルタであり、該第一マイクロホンに周期性騒音が入力され、該第一マイクロホンの出力信号が該フィルタに入力され、該フィルタの出力信号が該スピーカに送出され、該周期性騒音と該スピーカからの放射音とが該第二マイクロホンに入力され、該第二マイクロホンの出力信号が適応アルゴリズム実行のための誤差信号として該フィルタに入力されるものである。   In order to solve the above-described problem, another periodic noise reduction device according to the present invention includes a first microphone, a second microphone, a speaker, and a filter, and the filter is the digital filter described above. Periodic noise is input to the first microphone, an output signal of the first microphone is input to the filter, an output signal of the filter is transmitted to the speaker, and the periodic noise and sound emitted from the speaker are Is input to the second microphone, and the output signal of the second microphone is input to the filter as an error signal for executing the adaptive algorithm.

本願発明によれば、周期性騒音を有効に低減させることができる。   According to the present invention, periodic noise can be effectively reduced.

[1.評価方法]
(ラインエンハンサの原理に基づく周期性騒音低減システム)
図1は、ラインエンハンサの原理に基づく周期性騒音の低減システム(Line Enhancer System:LES)である。ただし、Z-Nは入力信号にN標本化周期の遅延を与える素子、ADF(Adaptive Digital Filter)は適応フィルタである。また、本検討ではADFの係数を更新するアルゴリズムとして、最も一般的な学習同定法(例えば、「野田淳彦,南雲仁一,”システムの学習的同定法,”計測と制御,vol.7, no.9, pp.597-605(1968)」参照)
[1. Evaluation methods]
(Periodic noise reduction system based on line enhancer principle)
FIG. 1 shows a periodic noise reduction system (Line Enhancer System: LES) based on the principle of a line enhancer. However, Z −N is an element that gives a delay of N sampling periods to an input signal, and ADF (Adaptive Digital Filter) is an adaptive filter. In this study, the most common learning identification method (for example, “Noda Akihiko, Nagumo Niichi,“ System Learning Identification Method, ”Measurement and Control, vol.7, no, .9, pp.597-605 (1968) ”

Figure 2007327980
Figure 2007327980

を用いる。ここで、h(n)は時刻nにおいてADFに設定される係数ベクトル、μはステップサイズ、y(n)は予測誤差、x(n)はADFに設定されている参照信号ベクトルである。 Is used. Here, h (n) is a coefficient vector set in ADF at time n, μ is a step size, y (n) is a prediction error, and x (n) is a reference signal vector set in ADF.

また、以降のシミュレーションでは、図2に示す男性音声に図3の周期性騒音がSN比0.0dB で重畳した信号を入力信号として用いる。図4はその入力信号波形である。ただし、その周期性騒音は、実際に採取したジェットファンの騒音を模擬する f0=160Hz を基本周波数とする線スペクトルの集合   Further, in the subsequent simulation, a signal obtained by superimposing the periodic noise shown in FIG. 3 on the male voice shown in FIG. 2 with an SN ratio of 0.0 dB is used as an input signal. FIG. 4 shows the input signal waveform. However, the periodic noise is a set of line spectra whose fundamental frequency is f0 = 160Hz, which simulates the noise of an actual jet fan.

Figure 2007327980
Figure 2007327980

として与えている。ここで、Ts=1/8000 は標本化周期、r(k) は 0〜1 までの一様乱数である。 As given. Here, Ts = 1/8000 is a sampling period, and r (k) is a uniform random number from 0 to 1.

この図1のシステムに図4の信号を与えたときのLESの出力信号を図5に示す。ただし、遅延数N=66、タップ数M=200、ステップサイズμ=0.05である。   FIG. 5 shows an output signal of LES when the signal of FIG. 4 is given to the system of FIG. However, the delay number N = 66, the tap number M = 200, and the step size μ = 0.05.

また、システムの性能を出力信号の音質・騒音抑圧効果について評価する。音質の評価式として   In addition, the system performance is evaluated for the sound quality and noise suppression effect of the output signal. As an evaluation formula of sound quality

Figure 2007327980
Figure 2007327980

を、騒音抑圧効果の評価式として As an evaluation formula of the noise suppression effect

Figure 2007327980
Figure 2007327980

を導入する。ここで、Kは全サンプル数で K=50,000 である。また、その評価のために同じシステムを3つ用意し、1つには図4の信号を入力し、そこで得られたADFの係数を残りの2つに複写する。さらに、その複写された係数をもつ2つのシステム に音声xs(n)のみを入力して得られる出力をys(n)、騒音xn(n)のみを入力して得られる出力をyn(n)とする。以上の評価式では値が大きい方が性能が高いことになる。 Is introduced. Here, K is the total number of samples, and K = 50,000. For the evaluation, three same systems are prepared. One of the signals shown in FIG. 4 is input, and the obtained ADF coefficient is copied to the remaining two. Furthermore, y s (n) is the output obtained by inputting only the speech x s (n) to the two systems with the copied coefficients, and y is the output obtained by inputting only the noise x n (n). Let n (n). In the above evaluation formula, the larger the value, the higher the performance.

[2.実施形態A]
上記の評価方法を用いて図5の信号を評価したところ、VE=5.19dB、SNRout=19.59dBであった。試聴してみたところでは音声に若干のひずみが感じられ、音声部に騒音がわずかに残留している。
[2. Embodiment A]
When the signal shown in FIG. 5 was evaluated using the evaluation method described above, VE = 5.19 dB and SNRout = 19.59 dB. When I tried listening, some distortion was felt in the sound, and a little noise remained in the sound part.

(更新タップの限定に関する検討:ADFのタップ係数)
図1に示すシステムに入力信号として図3に示す周期性騒音を与えたときのADFのタップ係数値を図6に示す。この図6より、周期性騒音を低減できている場合、タップ係数はピッチ周期ごとにピークをもつこと、その他は0.0に近い値をとっていることが確認できる。そこで、係数更新するタップをピーク値をとるタップのみに限定し、他の係数値を0.0とすれば、ADFを周期性騒音低減に特化されることができ、性能が改善できると期待される。
(Examination of update tap limitation: ADF tap coefficient)
FIG. 6 shows the tap coefficient values of the ADF when the periodic noise shown in FIG. 3 is given as an input signal to the system shown in FIG. From FIG. 6, when periodic noise can be reduced, it can be confirmed that the tap coefficient has a peak for each pitch period, and other values have values close to 0.0. Therefore, it is expected that ADF can be specialized in periodic noise reduction and performance can be improved by limiting the taps for coefficient updating to only taps having peak values and setting other coefficient values to 0.0. Is done.

(更新タップの限定効果)
予測する騒音が完全に周期的である場合、遅延数を含めて最初の周期に相当するタップ係数が1.0、他が0.0となれば騒音は完全に相殺される。しかし、図6はそのようになっていない。この理由をシミュレーションで探る。
(Limited effect of update tap)
When the predicted noise is completely periodic, the noise is completely canceled if the tap coefficient corresponding to the first period including the number of delays is 1.0 and the others are 0.0. However, FIG. 6 is not so. The reason is explored by simulation.

まず、図6によればピーク以外でも完全に0.0とはなっていないので更新するタップはピークの前後を含めることとする。また、係数更新に用いるタップ数が非常に少なくなると、音声に反応し易くなるので、μ=0.00025とする。さらに、騒音の周期は50サンプル、遅延数N=66であるので、ピークとなるタップは200タップの内の34、84、134、184番目のタップである。このシステムに周期性騒音に音声をSN比0.0dBで加えた図4に示す信号を与えてシミュレーションを行う。図7は、更新するピーク数と評価値VE、SNRoutの値である。   First, according to FIG. 6, since it is not 0.0 completely other than the peak, the tap to be updated includes before and after the peak. Further, if the number of taps used for coefficient update becomes very small, it becomes easy to react to voice, so μ = 0.00025. Furthermore, since the noise cycle is 50 samples and the delay number N = 66, the taps that become the peaks are the 34th, 84th, 134th, and 184th taps out of the 200 taps. A simulation is performed by giving a signal shown in FIG. 4 in which voice is added to periodic noise at an SN ratio of 0.0 dB to this system. FIG. 7 shows the number of peaks to be updated and the evaluation values VE and SNRout.

この図7を見ると、更新するピーク数が多くなるほどVE、SNRoutともに向上している。   As shown in FIG. 7, as the number of updated peaks increases, both VE and SNRout are improved.

この向上理由を波形で確認する。図8と図9は更新ピーク数が1のときのタップ係数値と出力信号、図10と図11は更新ピーク数が4のときのタップ係数値と出力信号である。この図9と図11を比較すると、更新ピーク値が1の場合、音声が入力した後から騒音が増加し、無音声となった後に、ゆっくりと減少していることが確認できる。これに対して、更新ピーク数が4の場合は、音声の入力後に騒音が同様に増加しているものの、無音声となった後の減少が早い。これは図8と比べて、図10の更新ピーク数が多い方が各タップの係数が小さく、音声によって係数値が乱れてから、周期性騒音を低減するための係数値となる(以降、係数が収束するという)までが早いためと考えられる。また、図9に示す信号と図11に示す信号を試聴したところでは、図9に示される信号の方が音声のひずみが大きい。これは、更新ピーク数が多い方がタップ係数が小さいため、音声を傷つける量も小さくなったためと考えられる。   The reason for this improvement is confirmed by the waveform. 8 and 9 show tap coefficient values and output signals when the number of update peaks is 1, and FIGS. 10 and 11 show tap coefficient values and output signals when the number of update peaks is 4. FIG. When FIG. 9 and FIG. 11 are compared, when the update peak value is 1, it can be confirmed that the noise increases after the voice is input, and slowly decreases after the voice becomes silent. On the other hand, when the number of update peaks is 4, although the noise similarly increases after the input of the voice, the decrease after becoming no voice is quick. Compared to FIG. 8, the coefficient of each tap is smaller when the number of updated peaks in FIG. 10 is larger, and becomes a coefficient value for reducing periodic noise after the coefficient value is disturbed by speech (hereinafter referred to as coefficient). This is thought to be due to the rapid convergence of Further, when the signal shown in FIG. 9 and the signal shown in FIG. 11 are auditioned, the signal shown in FIG. This is probably because the tap coefficient is smaller when the number of update peaks is larger, and the amount of damage to the voice is also smaller.

以上の結果から、ピークをとるタップが多い方がタップ係数が音声から受ける影響が小さく、また同時に音声に与える影響も小さくなる。すなわち、タップ数が多い方が周期性騒音低減に有効であると言える。   From the above results, as the number of taps having peaks increases, the influence of the tap coefficient from the sound is small, and at the same time, the influence on the sound is also small. In other words, it can be said that a larger number of taps is more effective in reducing periodic noise.

(タップ数の増大効果)
ここでは、図4の信号を与えたときの出力信号を式(3)、式(4)によって評価し、全タップ係数を更新するLESとの比較を行う。
(Effect of increasing the number of taps)
Here, the output signal when the signal of FIG. 4 is given is evaluated by Equation (3) and Equation (4), and compared with LES that updates all tap coefficients.

図7によれば、ピークをとるタップの数が多いほど出力信号の評価値は向上する。しかし、LESでは、タップ数が増加すると音声のエコーが出力される。一方、更新タップを限定する手法においては、多くのタップ係数は0.0であり、音声から受ける影響は小さい。また、ピーク値をとるタップとその前後1タップのみ係数更新を行う場合、更新するタップ数はLESに比べて3/50となり、計算量の増加もわずかである。そこで、試験的にADFのタップ数M=1,000としてシミュレーション行う。この場合、更新タップ数は60となり、全タップ係数を更新するLESと比べて少なくなっている。しかし、タップ数を少なくすると収束が早くなるので、音声から受ける影響を抑えるためにステップサイズを小さくする必要がある。そこで、ここではμ=0.00025とする。また、上記のシミュレーションと同様、遅延数N=66としている。以上の条件で、図4の信号を与えたときの出力信号を図12に示す。   According to FIG. 7, the evaluation value of the output signal is improved as the number of taps having a peak increases. However, in LES, an audio echo is output when the number of taps increases. On the other hand, in the method of limiting the update taps, many tap coefficients are 0.0, and the influence from the voice is small. In addition, when the coefficient is updated only for the tap having the peak value and one tap before and after the tap, the number of taps to be updated is 3/50 compared to LES, and the amount of calculation is also slightly increased. Therefore, a simulation is performed with the number of ADF taps M = 1,000 as a test. In this case, the number of update taps is 60, which is smaller than the LES that updates all tap coefficients. However, if the number of taps is reduced, the convergence becomes faster, so it is necessary to reduce the step size in order to suppress the influence from the voice. Therefore, here, μ = 0.00025. Further, as in the above simulation, the delay number N = 66. FIG. 12 shows an output signal when the signal of FIG. 4 is given under the above conditions.

図12を見ると、ピーク数が4の図10の結果より騒音は低減されている。しかし、音声の後に騒音が残留している。試聴してみると、音声部分に騒音がわずかに残り、タップ数がM=1,000と多いにもかかわらず、音声のエコーは感じられない。   Referring to FIG. 12, the noise is reduced from the result of FIG. However, noise remains after the voice. As a result of the trial listening, a little noise remains in the voice part, and even though the number of taps is as large as M = 1,000, no echo of the voice is felt.

また、その評価値はVE=9.47dB、SNRout=21.43dBであった。全タップ係数を更新するLESの出力信号の評価値VE=5.19dB、SNRout=19.59dBと比べてVEは4.28dB、SNRoutは1.84dBの改善が得られている。更新タップを限定する手法は周期性騒音低減に有効であることが分かる。   The evaluation values were VE = 9.47 dB and SNRout = 21.43 dB. Compared to the evaluation values VE = 5.19 dB and SNRout = 19.59 dB of the LES output signal for updating all tap coefficients, VE is improved by 4.28 dB and SNRout is 1.84 dB. It can be seen that the method of limiting the update tap is effective in reducing periodic noise.

(MRI騒音への適用)
MRI(Magnetic Resonance Imaging:マグネティック レゾナンス イメージング)騒音は、周期的であり、その周波数は用途によって異なる。しかし、周波数は既知であることから更新タップを限定する手法を適用できる。ここでは、更新タップを限定する手法をMRI騒音に対して適用し、その効果を確認する。
(Application to MRI noise)
MRI (Magnetic Resonance Imaging) noise is periodic and its frequency depends on the application. However, since the frequency is known, a method of limiting the update tap can be applied. Here, a method for limiting update taps is applied to MRI noise, and its effect is confirmed.

図13に本シミュレーションで用いるMRI騒音を示す。この騒音は400サンプル、3,200サンプルの2つの周期をもつ信号である。以降のシミュレーションでは、この騒音に図2に示す男性音声をSN比0.0dBで加えた図14に示す信号を入力信号として用いる。この信号を全タップ係数を更新するLESに与えたときの出力信号を図15に、そのときのタップ係数の値を図16に示す。ただし、遅延数N=66、タップ数M=4,000、ステップサイズμ=0.05である。   FIG. 13 shows the MRI noise used in this simulation. This noise is a signal having two periods of 400 samples and 3,200 samples. In the subsequent simulation, the signal shown in FIG. 14 in which the male voice shown in FIG. 2 is added to the noise at an SN ratio of 0.0 dB is used as an input signal. FIG. 15 shows an output signal when this signal is given to the LES for updating all tap coefficients, and FIG. 16 shows the value of the tap coefficient at that time. However, the delay number N = 66, the tap number M = 4,000, and the step size μ = 0.05.

この出力信号の評価値はVE=4.66dB、SNRout=5.45dBである。また、図16より、ピッチ周期である400タップ毎にピーク値をとっていることが確認できる。この出力信号を試聴すると、騒音は低減されているものの、音声のエコーが大きく残っていることが確認される。   The evaluation values of this output signal are VE = 4.66 dB and SNRout = 5.45 dB. Moreover, it can confirm that the peak value is taken for every 400 taps which are pitch periods from FIG. When this output signal is auditioned, it is confirmed that although the noise is reduced, a large echo of the voice remains.

次に、更新タップを限定する手法に図14の信号を与える。周期性騒音の周期が400タップ分に相当するから、400の整数倍のタップ番号を持つタップのみを抽出すれば、それらは、周期性騒音の周期的なタイミングに一致する時間に対応するタップとなる。よって、遅延数はN=66、更新するタップは400の整数倍付近プラスマイナス1タップとする。更新するタップにおいてのみ、0でもなく、また、その近傍の値でもない係数値が設定される。また、ステップサイズをμ=0.00025とする。図17は、このシミュレーションの結果である。   Next, the signal shown in FIG. 14 is given to a method for limiting the update taps. Since the period of periodic noise is equivalent to 400 taps, if only taps having tap numbers that are integer multiples of 400 are extracted, they are taps corresponding to the time corresponding to the periodic timing of periodic noise. Become. Therefore, the delay number is N = 66, and the tap to be updated is an integer multiple of 400 plus or minus 1 tap. Only in the tap to be updated, a coefficient value that is neither 0 nor a value in the vicinity thereof is set. The step size is μ = 0.00025. FIG. 17 shows the result of this simulation.

この出力信号の評価値はVE=6.16dB、SNRout=6.36dBである。VE、SNRoutとも全タップ係数を更新するLESの結果と比べてVEは1.5dB、SNRoutは0.91dBの改善が得られている。しかし、音声のエコーは同程度残っている。   The evaluation values of this output signal are VE = 6.16 dB and SNRout = 6.36 dB. Both VE and SNRout have improved VE by 1.5 dB and SNRout by 0.91 dB compared to the result of LES that updates all tap coefficients. However, the same level of echo remains.

これは、タップ数が4,000なので、3,200サンプル周期の整数倍となるピークが1つしかないためと考えられる。そこで、タップ数をM=20,000とし、3,200サンプルの整数倍のピークの数を増やす。ただし、LESにはタップ数が増加すると、エコーが生じるため、更新する400サンプルの整数倍のピークは3,200タップまでに限定する。ここで、400サンプル周期が第一周期であり、3,200サンプル周期が第二周期である。第一周期よりも第二周期の方が大きい。3,200タップよりも前の時間における、第一周期の周期的なタイミングに略一致する時間と、全タップ範囲における、第二周期の周期的なタイミングに略一致する時間の信号に対してのみ、更新タップが設定される。また、タップ数が多くなったことを考慮して、ここではステップサイズをμ=0.0005とする。   This is probably because the number of taps is 4,000, and there is only one peak that is an integral multiple of the 3,200 sample period. Therefore, the number of taps is set to M = 20,000, and the number of peaks that is an integral multiple of 3,200 samples is increased. However, since an echo occurs when the number of taps increases in LES, the peak of an integer multiple of 400 samples to be updated is limited to 3,200 taps. Here, the 400 sample period is the first period, and the 3,200 sample period is the second period. The second period is larger than the first period. Only for signals that substantially match the periodic timing of the first period in the time before 3,200 taps, and signals that substantially match the periodic timing of the second period in the entire tap range. , Update tap is set. In consideration of the increase in the number of taps, the step size is set to μ = 0.0005 here.

また、1つのピークの前後の更新するタップ数を増やすことによって、周期の変動に対応し易くなると考えられる。そこで、試験的に各ピークをとるタップの前後25タップを更新することとする。   In addition, increasing the number of taps to be updated before and after one peak is considered to make it easier to cope with fluctuations in the cycle. Therefore, 25 taps before and after the tap that takes each peak as a test are updated.

このとき図4の信号を入力したときの出力信号を図18に、タップ係数を図19に示す。   At this time, FIG. 18 shows an output signal when the signal of FIG. 4 is inputted, and FIG. 19 shows a tap coefficient.

この出力信号の評価値は9.05dB、7.03dBであり、全タップ係数を更新するLESの結果と比べてVEは4.39dB、SNRoutは1.58dBの改善が得られている。また、タップ数が4,000の係数更新を限定する手法と比べるとVEについては2.89dB、SNRoutは0.67dBの改善が得られている。実際に試聴してみると、背景騒音に音声のエコーが若干感じられる。このことから、更新タップを限定する手法がMRI騒音の低減に有効であることが確認された。   The evaluation values of this output signal are 9.05 dB and 7.03 dB, and VE is improved by 4.39 dB and SNRout is improved by 1.58 dB compared with the result of LES for updating all the tap coefficients. Compared with the method of limiting the coefficient update with the tap number of 4,000, improvements in VE are 2.89 dB and SNRout is 0.67 dB. When you actually listen to it, you can feel some echoes of the background noise. From this, it was confirmed that the method of limiting the update tap is effective in reducing MRI noise.

以上、周期性騒音の低減法について、騒音の周波数が既知である場合、LESの係数更新するタップを限定することによって、タップ係数が音声から受ける影響が小さくなる。そのため、騒音低減効果が大きくなり、出力信号の音声に与える影響が小なくなることが確認された。このとき、LESのステップサイズは全タップ係数を更新する場合に比べて小さくする必要があること、1つのピークの前後の更新するタップを増やすことによって、さらに音声からタップ係数が受ける影響を減らすことができることが確認された。   As described above, with regard to the periodic noise reduction method, when the noise frequency is known, the tap coefficient to be updated is limited, so that the influence of the tap coefficient from the voice is reduced. Therefore, it has been confirmed that the noise reduction effect is increased and the influence of the output signal on the sound is reduced. At this time, the step size of LES needs to be smaller than when all the tap coefficients are updated. By increasing the number of taps to be updated before and after one peak, the influence of the tap coefficient from the voice is further reduced. It was confirmed that

[3.実施形態B]
(更新タップの限定)
以降では、更新タップを限定する手法から、さらに性能を改善する手法について検討する。以降、更新するタップを限定するADFを限定ADFと呼称する。
[3. Embodiment B]
(Refresh taps only)
In the following, we will examine techniques for further improving performance from techniques for limiting update taps. Hereinafter, the ADF that limits the tap to be updated is referred to as a limited ADF.

図20は、限定ADFを用いて周期性騒音を低減し、収束した後に得られたタップ係数の値である。ただし、遅延数N=49、タップ数M=1,000、ステップサイズμ=0.00025 である。この条件で得られたLESの出力信号を図21に示す。この信号を評価したところ、VE(評価値)=11.25dB、SNRout=22.34dB であった。   FIG. 20 shows values of tap coefficients obtained after the periodic noise is reduced using the limited ADF and converged. However, the delay number N = 49, the tap number M = 1,000, and the step size μ = 0.00025. An LES output signal obtained under these conditions is shown in FIG. When this signal was evaluated, VE (evaluation value) = 11.25 dB and SNRout = 22.24 dB.

ここで、図20を見ると、タップ係数の値の合計はほぼ1であり、Mpを限定ADFに含まれる騒音の周期の数とすると、タップ係数の値の平均はおよそ 1/Mp となっている。このことから、タップ係数の和が1となるように、騒音周期の定数倍となるタップに 1/Mp を係数値として与えても、同様の周期性騒音低減効果が得られると予想される。   Here, referring to FIG. 20, the sum of the tap coefficient values is approximately 1. If Mp is the number of periods of noise included in the limited ADF, the average tap coefficient value is approximately 1 / Mp. Yes. From this, even if 1 / Mp is given as a coefficient value to a tap that is a constant multiple of the noise period so that the sum of tap coefficients becomes 1, it is expected that the same periodic noise reduction effect can be obtained.

図22は、タップ係数の値を適応的には与えず、騒音周期の定数倍となるタップに 1/Mp 、それ以外のタップに0を与えるようにし、非零となるタップの数Mpを変化させたときの VE、SNRout の値である。ここで、周期性騒音の周波数が 160Hz、サンプリング周期が 1/8,000 であるので、騒音の周期は50となる。従って、限定ADFに前置する遅延素子の遅延数を N=49 としたとき、非零の値をとるタップは 1,51,101,151,・・・ となる。   In FIG. 22, the tap coefficient value is not given adaptively, 1 / Mp is given to taps that are a constant multiple of the noise period, and 0 is given to other taps, and the number Mp of non-zero taps is changed. This is the value of VE and SNRout when Here, since the frequency of periodic noise is 160 Hz and the sampling period is 1 / 8,000, the period of noise is 50. Therefore, when the number of delays of the delay elements placed in front of the limited ADF is N = 49, the taps having non-zero values are 1,51,101,151,.

図22において、SNRout の値が −1 となっているのは、騒音が完全に低減されたためであり、式(4)の分母が0となった場合、強制的に −1 を出力するようにしたためである。このことは、騒音周期の定数倍のタップに、その係数の和が1となるように値を与えたとき、周期性騒音は完全に低減されることを示している。   In FIG. 22, the value of SNRout is −1 because the noise has been completely reduced. When the denominator of Equation (4) becomes 0, −1 is forcibly output. This is because. This indicates that when a value is given to a tap that is a constant multiple of the noise period so that the sum of the coefficients is 1, the periodic noise is completely reduced.

また、非零となるタップ数Mpが大きくなるほどVEの値が向上することが確認される。これは、Mpが大きくなるほど、タップ係数値として与えられる 1/Mp が小さくなり、それによって、出力信号に与える音声の影響が小さくなるためである。   Further, it is confirmed that the value of VE is improved as the number of non-zero taps Mp is increased. This is because 1 / Mp given as the tap coefficient value becomes smaller as Mp becomes larger, thereby reducing the influence of voice on the output signal.

また、VEの値が直線的に上がっていないのは、タップ数の増加とともに、残響の影響を受けやすくなるためと考えられる。図23はタップ数1,000 のときの出力結果である。このときのVEは 15.18dB である。図2と比較して、無音区間で残響が確認される。また、実際に試聴してみても、残響が確認される。しかし、限定ADFにおいてタップ数が 1,000 のときのVEが 11.25dB であったことから、騒音周期の定数倍のタップ係数の値に 1/Mp を与えることで、VEの値が向上することが分かる。   Also, the reason why the value of VE does not increase linearly is considered to be easily affected by reverberation as the number of taps increases. FIG. 23 shows the output result when the number of taps is 1,000. The VE at this time is 15.18 dB. Compared to FIG. 2, reverberation is confirmed in the silent section. In addition, reverberation is confirmed even when actually listening to the sample. However, since the VE when the number of taps is 1,000 in the limited ADF is 11.25 dB, it can be seen that the value of VE is improved by giving 1 / Mp to the tap coefficient value that is a constant multiple of the noise period. .

このように、タップ係数を更新する場合、限定ADFは音声の影響を受ける。一方、係数を固定する場合は、係数は音声の影響を受けない。このことは、音声区間において、ステップサイズを小さくすること、すなわち係数更新量に制限を設ける(例えば、「宮田哲,前田和昭,網谷智博,藤井健作,伊藤良生,”2マイクロホンを用いた騒音抑圧システムの実機による検証”,2005 春音論集,1-6-24,(2005.3)」参照)ことによって、VEが向上することを表している。   As described above, when the tap coefficient is updated, the limited ADF is affected by the voice. On the other hand, when the coefficient is fixed, the coefficient is not affected by the voice. This means that the step size is reduced in the speech interval, that is, the coefficient update amount is limited (for example, “Tetsu Miyata, Kazuaki Maeda, Tomohiro Amitani, Kensaku Fujii, Yoshio Ito,” 2 microphones were used. This shows that VE is improved by the verification of the noise suppression system using actual devices ", 2005 Haruon Ronshu, 1-6-24, (2005.3).

(出力音声の音質の向上)
前記において、騒音周期が既知の場合、周期性騒音を完全に低減できること、また、タップ数を増加させるとVEの値を向上できることが確認された。しかし、タップ数が増加すると、出力信号に音声の残響が残るという問題が生じる。そこで、タップ数を暫定的に 1,000 とし、タップ数を変えずに出力音声の音質を向上させる手法について検討する。ただし、遅延数は N=49 とする。このときの限定ADFの周波数特性を図24に示す。
(Improvement of output sound quality)
In the above description, it was confirmed that when the noise period is known, the periodic noise can be completely reduced, and that the value of VE can be improved by increasing the number of taps. However, when the number of taps increases, there arises a problem that sound reverberation remains in the output signal. Therefore, we will tentatively set the number of taps to 1,000 and consider a method to improve the sound quality of the output sound without changing the number of taps. However, the number of delays is N = 49. FIG. 24 shows the frequency characteristics of the limited ADF at this time.

図24を見ると、騒音の基本周波数が 160Hz であることから、基本周波数とその整数倍の位置に振幅1のピークが立っていることが分かる。すなわち、ADFは狭い帯域通過フィルタを構成すると言える。しかし、その通過帯域に幅があるため、音声を多く通過させると考えられる。そこで、その通過帯域をさらに狭めることによって、音質の低下が抑えられると推測される。その手段の1つとしてタップ係数にハミング窓をかけ、通過帯域を狭めることを考える。ただし、タップ係数の和が窓をかけた後も1となるように調整する。   Referring to FIG. 24, it can be seen that since the fundamental frequency of noise is 160 Hz, a peak of amplitude 1 stands at a position that is an integral multiple of the fundamental frequency. That is, it can be said that ADF constitutes a narrow bandpass filter. However, since the pass band has a width, it is considered that a large amount of sound passes. Therefore, it is presumed that a decrease in sound quality can be suppressed by further narrowing the pass band. As one of the means, consider applying a hamming window to the tap coefficient to narrow the pass band. However, adjustment is made so that the sum of the tap coefficients becomes 1 even after the window is applied.

図25はハミング窓をかけたタップ係数の値、図26はハミング窓をかけたタップ係数が与えるスペクトルである。   FIG. 25 shows the value of the tap coefficient multiplied by the Hamming window, and FIG. 26 shows the spectrum given by the tap coefficient multiplied by the Hamming window.

図27はこのハミング窓をかけた係数をもつ限定ADFに対して得られたタップ数とVEとの関係である。図27を見ると、窓処理を行っていない方に比べ、窓処理を行った方がVEの値が低くなっている。この理由として2つ考えられる。1つは、ハミング窓をかけることによって同じタップ数では通過帯域幅が倍になるためである。図28はタップ数1,000 のときの出力信号である。また、この信号を試聴したところによれば、ハミング窓をかけないときよりも、かけたときの方が残響が多い。   FIG. 27 shows the relationship between the number of taps obtained for the limited ADF having the coefficient multiplied by the Hamming window and VE. Referring to FIG. 27, the VE value is lower when the window processing is performed than when the window processing is not performed. There are two possible reasons for this. One is that the pass bandwidth is doubled with the same number of taps by applying a Hamming window. FIG. 28 shows an output signal when the number of taps is 1,000. Also, according to the trial listening of this signal, the reverberation is more when the signal is applied than when the Hamming window is not applied.

窓処理を行ったことによってVEが低くなったのは、理由の2つめとして、フィルタの中心あたりのタップ、すなわち比較的大きな遅延を受けたタップ出力が、窓をかけない場合に比べて大きくなり、残響が増加したためであると考えられる。   The reason why the VE was lowered by performing the window processing is that the tap around the center of the filter, that is, the tap output subjected to a relatively large delay, is larger than the case where the window is not applied. This is probably because reverberation increased.

そこで、遅延が少ないタップほど大きく、遅延が大きいタップほど小さい係数を与える。これによって、出力信号における音声の残響を減少させることができると期待される。   Therefore, a tap having a smaller delay is given a larger coefficient, and a tap having a larger delay is given a smaller coefficient. This is expected to reduce the reverberation of the voice in the output signal.

図29はハミング窓の半分をタップ係数にかけて減衰傾向となるように与えたタップ係数であり、図30はその周波数特性である。また、図31は、このときの出力信号である。この周波数特性を見ると、通常のハミング窓を係数にして乗じた場合より阻止域において悪くなっている。図32は、係数値を減衰傾向にとった場合と、係数値が 1/Mp で一定の場合のタップ数とVEの関係である。図27と比較して、ほぼ同様の傾向にある。   FIG. 29 shows tap coefficients given so that a half of the Hamming window is subjected to a tap coefficient so as to have an attenuation tendency, and FIG. 30 shows frequency characteristics thereof. FIG. 31 shows an output signal at this time. Looking at this frequency characteristic, it is worse in the stop band than when the normal Hamming window is multiplied as a coefficient. FIG. 32 shows the relationship between the number of taps and VE when the coefficient value tends to attenuate and when the coefficient value is constant at 1 / Mp. Compared to FIG. 27, the tendency is almost the same.

一方、図31の信号を試聴してみると、残響はほとんど確認できない。これは、阻止域の特性劣化が通過域の狭帯域化によって相殺されたためと考えられる。この試聴した結果からして、限定ADFのタップ係数値が減衰傾向にあるときに、大きな遅延を受けた信号が出力信号に与える影響は小さくなり、残響の影響が減少すると分かる。このことから、タップ数を大きくとって通過帯域を狭めることで音質の劣化を防ぎ、タップ数を大きくとったことによる残響の影響をタップ係数に減衰特性をもたせることによって防止することが効果的であることがわかる。   On the other hand, when the signal shown in FIG. 31 is sampled, reverberation can hardly be confirmed. This is presumably because the characteristic deterioration of the stop band was offset by the narrowing of the pass band. From the result of the trial listening, it can be seen that when the tap coefficient value of the limited ADF tends to be attenuated, the influence of the signal having a large delay on the output signal is reduced and the influence of reverberation is reduced. For this reason, it is effective to prevent the deterioration of sound quality by reducing the passband by increasing the number of taps, and by preventing the influence of reverberation caused by increasing the number of taps by providing the tap coefficient with attenuation characteristics. I know that there is.

(指数減衰型FIRフィルタ)
前記において、タップ係数に減衰特性をもたせることが有効であることを確認した。しかし、ハミング窓の半分をかけたタップ係数を与えても、係数値が 1/Mp で一定の場合と比較してVEは低くなった。そこで、減衰特性をもち、さらにVEを向上させるタップ係数の与え方として指数減衰型を考える。図33はタップ係数を指数減衰型になるように与えたタップ係数であり、図34はその周波数特性である。ただし、公比は暫定的に r=0.9 とし、タップ係数の和は1となるように調整する。また、図35は、このときの出力信号でVEは 13.45dB であった。
(Exponential decay type FIR filter)
In the above, it was confirmed that it is effective to give the tap coefficient a damping characteristic. However, even when a tap coefficient multiplied by half of the Hamming window was given, VE was lower than when the coefficient value was constant at 1 / Mp. Therefore, an exponential attenuation type is considered as a method of giving a tap coefficient that has attenuation characteristics and further improves VE. FIG. 33 shows tap coefficients given so as to be an exponential decay type, and FIG. 34 shows frequency characteristics thereof. However, the common ratio is temporarily set to r = 0.9, and the sum of the tap coefficients is adjusted to 1. FIG. 35 shows the output signal at this time and VE was 13.45 dB.

この周波数特性を見ると、ハミング窓の半分を係数にして乗じた場合と同様の特性をもっていることが分かる。また、図36にrを0〜1まで変化させたときのVEの値を示す。図36を見ると、rの値が大きいほどVEが良くなっていることが分かる。また、r>0.9 で傾きが小さくなっているのは、rが1に近い値をとるために受ける残響の影響であると考えられる。   From this frequency characteristic, it can be seen that the frequency characteristic is similar to that obtained by multiplying half of the Hamming window as a coefficient. FIG. 36 shows the value of VE when r is changed from 0 to 1. As can be seen from FIG. 36, the larger the value of r, the better the VE. Moreover, it is considered that the inclination is small when r> 0.9, because of the effect of reverberation that r receives because r takes a value close to 1.

このとき、非零の係数値をもつタップの数はMpで、そのMpのタップ係数の和が1となるように調整するため、指数減衰型に係数を与える場合、Mpが小さいと指数減衰の初期値を大きくする必要が生じ、その結果音声が傷つく。図35の信号を試聴したところ、残響は確認できなかったが、音声が大きくなっている部分にひずみが感じられた。このことから、指数減衰型に係数を与える場合、Mpの数を非常に大きくする必要があることが推測される。   At this time, the number of taps having non-zero coefficient values is Mp, and the sum of the tap coefficients of the Mp is adjusted to be 1. Therefore, when the coefficient is given to the exponential attenuation type, when Mp is small, the exponential attenuation is reduced. It is necessary to increase the initial value, and as a result, the sound is damaged. When the signal shown in FIG. 35 was auditioned, no reverberation could be confirmed, but distortion was felt in the portion where the sound was loud. From this, it is presumed that the number of Mp needs to be very large when a coefficient is given to the exponential decay type.

(IIR型周期性騒音低減システム)
前記において、係数を指数減衰型に与える場合、タップ数を非常に大きくとる必要があることがわかった。そこで、図37に示すようなシステムを考える。ここで、Z-NはN遅延素子、aは 0<a<1 を満たす値である。このシステムにおいて、Nに[騒音の周期−1]を与えることによって、タップ係数を指数減衰型に与えた限定ADFと同様の効果を得ることができ、さらに、IIR型であることから、タップ数は非常に大きいと言える。
(IIR type periodic noise reduction system)
In the foregoing, it has been found that when the coefficient is given to the exponential decay type, it is necessary to take a very large number of taps. Therefore, a system as shown in FIG. 37 is considered. Here, Z −N is an N delay element, and a is a value satisfying 0 <a <1. In this system, by giving [Noise period −1] to N, the same effect as the limited ADF in which the tap coefficient is given to the exponential decay type can be obtained. Is very large.

まず、周期性騒音低減に適した係数aの値を得るためのシミュレーションを行った。図38にaを 0〜1 まで変化させたときのVEとSNRoutの値を示す。   First, a simulation for obtaining a value of coefficient a suitable for periodic noise reduction was performed. FIG. 38 shows the values of VE and SNRout when a is changed from 0 to 1.

図38より、aの値が1に近いほどVEが良くなることが確認できた。そこで、a=0.99 として、シミュレーションを行う。図39にIIR型周期性騒音低減システムに図4の信号を入力したときの出力信号を示す。   From FIG. 38, it was confirmed that the closer the value of a is to 1, the better the VE. Therefore, simulation is performed with a = 0.99. FIG. 39 shows an output signal when the signal of FIG. 4 is input to the IIR type periodic noise reduction system.

この信号を評価したところ、VE=25.27dB、SNRout=100.2dB であり、限定ADFの出力信号の評価値が、VE=11.25dB、SNRout=22.34dB であったことから、限定ADFと比較してVEは 14.02dB、SNRoutは 77.86dB 向上していることが確認できる。実際に試聴したところ、音声の残響は確認できず、残留騒音も確認できなかった。このことから、周期性騒音の周波数が既知の場合、IIR型周期性騒音低減システムが周期性騒音の低減に有効であることが確認できた。   When this signal was evaluated, VE = 25.27 dB and SNRout = 100.2 dB, and the evaluation values of the output signal of the limited ADF were VE = 11.25 dB and SNRout = 22.34 dB. Compared to the limited ADF, It can be confirmed that VE is improved by 14.02dB and SNRout is improved by 77.86dB. When actually auditioning, the reverberation of the voice was not confirmed, and the residual noise was not confirmed. From this, it was confirmed that the IIR type periodic noise reduction system is effective in reducing the periodic noise when the frequency of the periodic noise is known.

今回提案したIIR型周期性騒音低減システムを、実騒音へ適用する場合、サンプリングの際に騒音の周期に揺らぎが生じる。そのため、騒音の周期の整数倍だけでなく、その前後数サンプルに対応する必要があると考えられる。   When the IIR type periodic noise reduction system proposed this time is applied to actual noise, fluctuations occur in the period of noise during sampling. For this reason, it is considered necessary to deal with not only an integer multiple of the noise cycle but also several samples before and after that.

また、騒音の周波数が未知の場合にも適応させる。その具体案としては、騒音の周期検出のためのフィルタをシステムに併設し、システムの遅延数を検出した周期に対応させる方法が考えられる。   It is also applied when the noise frequency is unknown. As a concrete plan, a filter for detecting the period of noise may be provided in the system so that the number of delays of the system is detected.

[4.実施形態C]
(周期性騒音低減FIRフィルタ)
図40にLESに図3の騒音のみを入力として与えたときのADFのタップ係数を示す。ただし、遅延数N=0、タップ数M=1,000、ステップサイズμ=0.010とした。
[4. Embodiment C]
(FIR filter with periodic noise reduction)
FIG. 40 shows the tap coefficient of ADF when only the noise of FIG. 3 is given as input to LES. However, the number of delays N = 0, the number of taps M = 1,000, and the step size μ = 0.010.

図40より、タップ係数はピッチ周期ごとにピークをもつこと、その他は0に近い値をとっていることが確認できる。このことから、係数更新するタップを入力騒音と同周期の騒音が入力されるタップのみに限定し、他の係数値を0とすれば、ADFを周期性騒音低減に特化させることができ、性能が改善する。また、周期性騒音の周波数が既知の場合、ADFの係数更新を行わずFIRフィルタとして、入力騒音と同周期の騒音が入力されるタップの係数値に定数を与え、それ以外のタップの係数値に0を与え、さらにタップ係数の和を1とすることによって、騒音低減性能が向上する。   From FIG. 40, it can be confirmed that the tap coefficient has a peak for each pitch period, and other values have values close to zero. From this, it is possible to specialize ADF for periodic noise reduction by limiting the tap for coefficient update to only taps for which noise having the same period as the input noise is input, and setting other coefficient values to 0. Performance is improved. Also, when the frequency of periodic noise is known, a constant is given to the coefficient value of the tap to which noise having the same period as the input noise is input as an FIR filter without updating the coefficient of the ADF, and the coefficient value of other taps The noise reduction performance is improved by giving 0 to and setting the sum of the tap coefficients to 1.

(係数を定数として与えたフィルタを用いたシステム)
図41に入力騒音と同周期の騒音が入力されるタップのみに値を与え、それ以外の係数には0を与えたときのタップ係数を、また、その出力信号を図42に示す。このとき、与える値は1/Mpとする。ここでMpは、値を与えるのタップの数である。
(System using a filter with coefficients given as constants)
FIG. 41 shows a tap coefficient when a value is given only to a tap to which noise having the same period as the input noise is inputted and 0 is given to other coefficients, and an output signal thereof is shown in FIG. At this time, the given value is 1 / M p . Where M p is the number of taps giving the value.

図42の信号を評価したところ、VE=15.18dBであり、騒音は完全に低減された。実際に試聴したところ、残留騒音は確認できなかったが、音声の残響が確認できた。   When the signal in FIG. 42 was evaluated, VE = 15.18 dB, and the noise was completely reduced. When actually listening, no residual noise could be confirmed, but the reverberation of the voice was confirmed.

このように、特定の係数に定数を与え、それ以外の係数には0を与えるFIRフィルタを用いたシステムを以後、CPPS(Coefficient have Peaks with respect to each Period of noise System)と称する。   A system using an FIR filter that gives constants to specific coefficients and gives 0 to other coefficients is hereinafter referred to as CPPS (Coefficient have Peaks with respect to each Period of noise System).

(周期が非整数の騒音への適用)
今までのシミュレーションに用いた騒音の周波数は160Hzである。サンプリング周期が8,000であるので、騒音の周期は50サンプルとなり、整数である。そこで、騒音の周期が整数にならない周波数の騒音への適用を考える。
(Applied to non-integer noise)
The frequency of noise used in the simulation so far is 160 Hz. Since the sampling period is 8,000, the noise period is 50 samples, which is an integer. Therefore, consider application to noise having a frequency at which the period of the noise is not an integer.

以降のシミュレーションにおいて用いる騒音を図43に示す。また、入力信号として、図2に示す男性音声に図43の周期性騒音がSN比0dBで重畳した信号を用いる。図44にその波形を示す。   The noise used in subsequent simulations is shown in FIG. As an input signal, a signal in which the periodic noise of FIG. 43 is superimposed on the male voice shown in FIG. 2 with an SN ratio of 0 dB is used. FIG. 44 shows the waveform.

この騒音の周波数は120Hzであるので、標本化周期がTs=1/8,000秒であることから、騒音の周期は66.66・・・サンプルとなり整数値ではない。そのため、入力騒音と同周期となるのは66.66、133.33、200、・・・遅延された信号となり、整数とならないため、入力騒音と同周期の騒音が入力されるタップに値を与えることができない。そこで、入力騒音と同周期となる騒音にもっとも近い騒音が入力されるタップ、すなわち、周波数が120Hzの騒音の場合、66.66、133.33、200、・・・を四捨五入し、67、133、200、・・・遅延された信号が入力されるタップに値を与える。 Since the frequency of this noise is 120 Hz, the sampling period is T s = 1 / 8,000 seconds, so the noise period is 66.66... Sample and not an integer value. Therefore, it is 66.66, 133.33, 200, ... delayed signals that have the same period as the input noise, and since it is not an integer, a value is given to the tap to which noise having the same period as the input noise is input. Can't give. Therefore, in the case of a tap for inputting the noise closest to the noise having the same cycle as the input noise, that is, for noise having a frequency of 120 Hz, 66.66, 133.33, 200,. , 200,... A value is given to a tap to which a delayed signal is input.

以上の方法を用いた係数値一定型CPPSのタップ係数を図45に、出力信号を図46に示す。ただし、周波数が160Hzの場合と比較するために、タップ数を調整する。周波数が160Hzのとき、タップ数M=1,000、騒音の周期は50サンプルであったので、値を与えるタップの数は20であった。周波数が120Hzのときは、騒音の周期が66.66サンプルであるので、値を与えるタップの数が20となるタップ数はM=1,333である。以降、入力信号の騒音の周波数が120Hzの場合、タップ数はM=1,333としてシミュレーションを行う。   FIG. 45 shows the tap coefficient of the constant coefficient CPPS using the above method, and FIG. 46 shows the output signal. However, in order to compare with the case where the frequency is 160 Hz, the number of taps is adjusted. When the frequency was 160 Hz, the number of taps M = 1,000 and the noise cycle was 50 samples, so the number of taps giving a value was 20. When the frequency is 120 Hz, the noise cycle is 66.66 samples, so the number of taps that gives 20 values is M = 1,333. Thereafter, when the noise frequency of the input signal is 120 Hz, the number of taps is M = 1,333.

この出力信号をを評価したところ、VE=11.95dB、SNRout=36.2dBであった。また、実際に試聴したところ、騒音は充分低減されているが、騒音の周波数が160Hzの係数値一定型CPPSの場合と同様に音声の残響が確認された。   When this output signal was evaluated, VE = 11.95 dB and SNRout = 36.2 dB. Moreover, when actually listening to the sound, although the noise was sufficiently reduced, the reverberation of the voice was confirmed in the same manner as in the case of the constant coefficient CPPS with a noise frequency of 160 Hz.

(適用条件)
以上の結果より、周期性騒音の周波数が既知の場合、入力騒音と同周期の騒音が入力されるタップ、もしくは、入力騒音ともっとも近い周期の騒音が入力されるタップ(以後、ピークとなるタップと称する)にのみ値を与え、それ以外のタップ係数には0を与えるシステム(CPPS)が、騒音の低減に効果があることが確認された。しかし、この手法は騒音のピークとなるタップが分からなければならないため、騒音の周期が既知である必要がある。
(Applicable condition)
Based on the above results, when the frequency of periodic noise is known, taps with the same period as the input noise are input, or taps with the period closest to the input noise are input (hereinafter referred to as peak taps). It was confirmed that a system (CPPS) that gives a value only to the other tap coefficient and gives 0 to other tap coefficients is effective in reducing noise. However, this method needs to know the tap at which the noise peaks, so the noise cycle needs to be known.

(更新タップを限定したADF)
前述したCPPSは、騒音の周期が既知でなければ適用できない。そこで、周波数が未知の騒音への適用を考える。ただし、ここでのシミュレーションの目的は騒音抑圧とする。そこで、図44の前に50,000サンプルの騒音のみの信号を入力し、タップ係数を収束させ、音声が入力される図44の区間では係数更新を行わない手法をとる。
(ADF with limited update taps)
The aforementioned CPPS cannot be applied unless the noise period is known. Therefore, consider application to noise of unknown frequency. However, the purpose of the simulation here is noise suppression. Therefore, a method is adopted in which a signal of only 50,000 samples of noise is input before FIG. 44, the tap coefficients are converged, and the coefficient is not updated in the section of FIG. 44 in which speech is input.

(更新タップを限定したADFを用いたシステム)
図1に示すLESに対して更新するADFのタップを限定することによって、周期性騒音低減性能が向上することが確認されている。以降、更新するタップを限定するADFを限定ADFと称する。
(System using ADF with limited update taps)
It has been confirmed that the periodic noise reduction performance is improved by limiting the taps of the ADF to be updated with respect to the LES shown in FIG. Hereinafter, the ADF that limits the tap to be updated is referred to as a limited ADF.

図47に、図44の信号を入力信号として与えたときのタップ係数の値を示す。ただし、遅延数N=0、タップ数M=1,333、ステップサイズμ=1.00 ×10-4 である。この条件で得られたLESの出力信号を図48に示す。この信号を評価したところ、VE=11.8dB、SNRout=35.4dBであった。また、実際に試聴したところ、音声の残響は聞こえないが、音声部分に騒音が残留していることが確認できる。 FIG. 47 shows tap coefficient values when the signal of FIG. 44 is given as an input signal. However, the delay number N = 0, the tap number M = 1,333, and the step size μ = 1.00 × 10 −4 . FIG. 48 shows the output signal of LES obtained under these conditions. When this signal was evaluated, VE = 11.8 dB and SNRout = 35.4 dB. Moreover, when actually listening to the sample, it can be confirmed that the reverberation of the sound is not heard but the noise remains in the sound part.

そこでここでは、限定ADFを用いたLESにおいて、性能を向上させる方法を考える。以降、限定ADFを用いたLESをR-LES(Restricted-LES)と呼称する。   Therefore, here, a method for improving the performance in the LES using the limited ADF is considered. Hereinafter, LES using limited ADF is referred to as R-LES (Restricted-LES).

(性能の向上)
まず、CPPSがR-LESに比べて性能が良かった点に着目する。CPPSにおいて、値を与えたのはピークとなるタップのみであったのに対して、R-LESは更新タップはピークとなるタップとその前後数タップであった。R-LESに比べてCPPSの方が評価値がよかったことから、ピークとなるタップのみに値を与える手法が周期性騒音の低減に有効であると考えられる。また、フィルタの出力信号が音声に与える影響を考えると、フィルタの係数値が負であることは望ましくない。そこで、更新するタップをピークとなるタップのみとし、更新時に係数値が負になった場合は強制的に0とするという制限を限定ADFに加える。負になった場合は強制的に0とするということは、フィルタ係数が0又は正値に制限されるということである。
(Improved performance)
First, attention is focused on the fact that CPPS has better performance than R-LES. In CPPS, only the peak tap was given a value, whereas in R-LES, the update tap was the peak tap and several taps before and after. Since the evaluation value of CPPS was better than that of R-LES, it is considered that a method of giving a value only to the peak tap is effective in reducing periodic noise. In view of the influence of the output signal of the filter on the sound, it is not desirable that the filter coefficient value is negative. Therefore, a limitation is added to the limited ADF that only taps that are peaked are updated, and when the coefficient value becomes negative at the time of updating, it is forcibly set to 0. If it becomes negative, it is forced to be 0, which means that the filter coefficient is limited to 0 or a positive value.

さらに、CPPSの結果から係数値の和を1とすることによって、騒音低減の効果が向上することが確認されているので、限定ADFの係数更新後に係数の和が1となるように、更新タップに定数を乗算する。   Furthermore, since it has been confirmed that the noise reduction effect is improved by setting the sum of coefficient values to 1 from the CPPS result, the update tap is set so that the sum of coefficients becomes 1 after updating the coefficients of the limited ADF. Is multiplied by a constant.

以上の手法を適用したR-LESの性能を確認する。図49に図44の信号を入力として与えたときのタップ係数を示す。また、その出力信号を図50に示す。この信号を評価したところ、VE=11.9dB、SNRout=36.5dBであった。また、実際に試聴したところ、音声の残響、騒音の残留は確認できなかった。   The performance of R-LES to which the above method is applied is confirmed. FIG. 49 shows tap coefficients when the signal of FIG. 44 is given as an input. The output signal is shown in FIG. When this signal was evaluated, VE = 11.9 dB and SNRout = 36.5 dB. In addition, when actually listening, no sound reverberation or noise remained.

(更新タップの検出)
今までのシステムでは、騒音の周波数が既知であることが条件であった。そこで、周波数が未知の騒音に対応するために、R-LESにおいて、更新するタップを自動的に検出する手法を提案する。
(Update tap detection)
In conventional systems, the noise frequency must be known. Therefore, in order to cope with noise whose frequency is unknown, a method of automatically detecting a tap to be updated in R-LES is proposed.

まず、信号を入力し始めてから1,000サンプル経過までは全タップ更新するADFを用い、そのタップ係数を収束させる。タップ係数の値の平均値を閾値とし、閾値以上の値をもつタップを更新タップとし、1,000サンプル経過後は限定ADFを用いる。つまり、フィルタにおいて、第一工程、第二工程 及び 第三工程が実行されるのである。ここで、第一工程とは、全てのフィルタタップでフィルタ係数の更新がなされる工程である。第二工程とは、第一工程が実行されることによって収束したフィルタ係数が所定の閾値よりも大きいフィルタタップが抽出される工程である。第三工程とは、第二工程が実行されることによって抽出されたフィルタタップに対してはフィルタ係数の更新が許容され、それ以外のフィルタタップに対しては、フィルタ係数が0に設定され、かつ、フィルタ係数の更新が許容されないようにする工程である。   First, ADF that updates all taps is used from the start of signal input until 1,000 samples have elapsed, and the tap coefficients are converged. An average value of tap coefficient values is set as a threshold, a tap having a value equal to or higher than the threshold is set as an update tap, and limited ADF is used after 1,000 samples have elapsed. That is, in the filter, the first step, the second step, and the third step are executed. Here, the first step is a step in which the filter coefficient is updated by all the filter taps. The second step is a step in which filter taps whose filter coefficients converged by executing the first step are larger than a predetermined threshold are extracted. In the third step, the filter coefficient is allowed to be updated for the filter tap extracted by executing the second step, and the filter coefficient is set to 0 for the other filter taps. In addition, it is a step for preventing the update of the filter coefficient from being permitted.

さらに、以降はタップ係数を監視し、1,000サンプルごとに、更新しているタップ係数の値の平均値を閾値とし、閾値以上の値をもつタップを更新タップとして新しく設定する(更新タップ設定のための具体的構成については後述する)。ただし、更新するタップの数が少なくなりすぎないように下限を設け、更新するタップを再設定する際に下限以下になる場合は再設定を行わないようにする。前述のCPPSにおいて、ピークとなるタップは20であったことから、ここでは更新するタップの下限を20する。また、ADF、限定ADFの係数更新は1サンプル経過毎に行う。   Further, after that, the tap coefficient is monitored, and for every 1,000 samples, the average value of the updated tap coefficient values is set as a threshold, and a tap having a value equal to or higher than the threshold is newly set as an update tap (update tap setting). A specific configuration for the purpose will be described later). However, a lower limit is provided so that the number of taps to be updated does not become too small, and resetting is not performed when the number of taps to be updated falls below the lower limit. In the above-described CPPS, the number of taps that become a peak is 20, so the lower limit of the taps to be updated is 20 here. The coefficient update of ADF and limited ADF is performed every time one sample passes.

この手法を適用したときに、図43の信号を入力したときのタップ係数の値を図51に示す。ただし、遅延数N=0、タップ数M=1,333、ステップサイズμは、ADFを用いるときはμ=0.01、限定ADFを用いるときはμ=1.0×10-4 とする。図51を見ると、更新しているタップは、66.66、133.33、200、・・・番目のタップであり、騒音の周波数が120Hzのときに、騒音の周期の整数倍の信号が入力されるタップの小数点以下を四捨五入したタップとなっている。このときのシステムの出力信号を図52に示す。 FIG. 51 shows tap coefficient values when the signal of FIG. 43 is input when this method is applied. However, the number of delays N = 0, the number of taps M = 1,333, and the step size μ are μ = 0.01 when ADF is used, and μ = 1.0 × 10 −4 when limited ADF is used. 51, the taps being updated are 66.66, 133.33, 200,..., And when the noise frequency is 120 Hz, a signal that is an integral multiple of the noise period is obtained. It is a tap that rounds off the decimals of the input tap. The output signal of the system at this time is shown in FIG.

図52の信号を評価したところ、VE=11.9dB、SNRout=36.5dBであった。また、実際に試聴したところ、音声の残響、騒音の残留は確認できなかった。このことから、更新するタップを自動的に検出する手法を用いても、係数を定数として与えたシステムと同程度の性能があることが確認できた。   When the signal in FIG. 52 was evaluated, VE = 11.9 dB and SNRout = 36.5 dB. In addition, when actually listening, no sound reverberation or noise remained. From this, it was confirmed that even if a method for automatically detecting the tap to be updated was used, the performance was comparable to that of the system in which the coefficient was given as a constant.

(音声区間における処理)
前記では、音声区間では限定ADFの係数更新を行わなかったが、ここでは、係数更新を行い、その性能を比較検討する。
(Processing in the voice section)
In the above, the coefficient update of the limited ADF is not performed in the speech section, but here, the coefficient is updated and the performance is compared and examined.

まず、音声区間においても限定ADFの係数更新をし続けた場合のタップ係数を図53に、その出力信号を図54に示す。この信号を評価したところ、VE=8.01dB、SNRout=26.8dBであった。また、実際に試聴したところ、音声区間以外では、騒音は充分低減されているが、音声部では残留騒音が確認された。そのため、音声部で騒音が残留するのは、音声が入力されることによって、限定ADFのタップ係数の値が乱れることが原因と考えられる。さらに、限定ADFは更新するタップの数が非常に少ない。これはADFにおいてステップサイズを大きくするのと同じ効果があるので、限定ADFはADFに比べて係数値を乱され易いと考えられる。そこで、タップ係数の乱れを抑えるために、適当な閾値を用いてクリップ処理し、限定ADFの係数更新量を制限する手法を用いる。   First, FIG. 53 shows the tap coefficient when the coefficient update of the limited ADF is continued even in the voice section, and FIG. 54 shows the output signal. When this signal was evaluated, VE = 8.01 dB and SNRout = 26.8 dB. In addition, when actually listening, the noise was sufficiently reduced outside the speech section, but residual noise was confirmed in the speech part. Therefore, it is considered that the reason why noise remains in the voice part is that the tap coefficient value of the limited ADF is disturbed when voice is input. Furthermore, the limited ADF has very few taps to update. Since this has the same effect as increasing the step size in the ADF, it is considered that the limited ADF is more easily disturbed in the coefficient value than the ADF. Therefore, in order to suppress the disturbance of the tap coefficient, a method of performing clip processing using an appropriate threshold value and limiting the coefficient update amount of the limited ADF is used.

図54の出力信号を得たときの、更新タップである200番目のタップの係数の更新量を図55に示す。図55をみると、騒音に対して係数が収束しているときの係数更新量は±5.0×10-5 の範囲に収まっている。しかし、収束し始めにおいては、更新量は±1.5×10-4 の範囲となっている。そこで、係数の収束後の大きな係数の変動を抑え、始めに与える騒音部で係数充分収束するためにここでは閾値を1.0×10-4 とする。 FIG. 55 shows the update amount of the coefficient of the 200th tap which is the update tap when the output signal of FIG. 54 is obtained. As shown in FIG. 55, the coefficient update amount when the coefficient converges with respect to the noise is within a range of ± 5.0 × 10 −5 . However, at the beginning of convergence, the update amount is in the range of ± 1.5 × 10 −4 . Therefore, the threshold value is set to 1.0 × 10 −4 in order to suppress a large coefficient fluctuation after the coefficient convergence and to sufficiently converge the coefficient in the noise part to be given first.

このように係数更新にクリップ処理を加えたときの出力信号を図56に示す。図56の信号を評価したところ、VE=10.4dB、SNRout=32.4dBであった。また、実際に試聴したところ、残留騒音は確認できなかった。   FIG. 56 shows an output signal when the clip processing is added to the coefficient update in this way. When the signal in FIG. 56 was evaluated, VE = 10.4 dB and SNRout = 32.4 dB. In addition, when actually listening, no residual noise was confirmed.

(周波数変化への対応(更新タップの新たな設定の方法))
次の課題として、実騒音への適用、騒音の周波数が変化した場合への対応が挙げられる。周波数の変化への具体的な対応方法としては、騒音の周期検出のためのフィルタをシステムに並列接続し、検出した周期に対応したタップを更新する方法が考えられる。
(Corresponding to frequency change (new update tap setting method))
The next issue is application to actual noise and response to changes in noise frequency. As a specific method for dealing with a change in frequency, a method of connecting a filter for detecting a noise period in parallel to the system and updating a tap corresponding to the detected period can be considered.

先に、信号を入力し始めてから1,000サンプル経過までは全タップを更新するADFを用いてタップ係数を収束させ、閾値以上の値をもつタップを更新タップとしてその後は限定ADFを用いる技術、および、以降もタップ係数を監視し、1,000サンプルごとに更新しているタップ係数の値の平均値を閾値とし、閾値以上の値をもつタップを更新タップとして新しく設定する技術が有効であることを述べた。ここで、1,000サンプル毎に更新タップを新しく設定するための、具体的な構成を述べる。   First, a technique of converging tap coefficients using an ADF that updates all taps until 1,000 samples have elapsed after starting to input a signal, and using a limited ADF as a tap having a value greater than or equal to a threshold, In addition, a technique is also effective in which the tap coefficient is monitored and the average value of the tap coefficient values updated every 1,000 samples is set as a threshold, and a tap having a value equal to or greater than the threshold is newly set as an updated tap. Said. Here, a specific configuration for setting a new update tap for every 1,000 samples will be described.

図57は、更新タップを新しく設定するための装置構成である。   FIG. 57 shows an apparatus configuration for newly setting an update tap.

この装置は、二の適応アルゴリズム実行部(第一適応アルゴリズム実行部と第二適応アルゴリズム実行部)を有し、次のようにして更新タップを新たに設定する。まず、第二適応アルゴリズム実行部で適応アルゴリズムが実行される。そして、収束したフィルタ係数が、所定の閾値よりも大きいフィルタタップが、第二フィルタタップとして抽出される。次に、第一適応アルゴリズム実行部において、先に抽出された第二フィルタタップと同一のタップ番号を有するフィルタタップに対しては、フィルタ係数の更新を許容し、それ以外のフィルタタップに対しては、フィルタ係数が0に固定されて更新は許容されないようにする。以降も、1,000サンプルごとにこれが繰り返される。   This apparatus has two adaptive algorithm execution units (a first adaptive algorithm execution unit and a second adaptive algorithm execution unit), and newly sets an update tap as follows. First, the adaptive algorithm is executed by the second adaptive algorithm execution unit. A filter tap having a converged filter coefficient larger than a predetermined threshold is extracted as the second filter tap. Next, in the first adaptive algorithm execution unit, for the filter tap having the same tap number as the previously extracted second filter tap, the filter coefficient is allowed to be updated, and for the other filter taps The filter coefficient is fixed at 0 so that updating is not allowed. Thereafter, this is repeated every 1,000 samples.

具体的な装置の構成を図57を参照しつつ説明すると、次のとおりである。   A specific configuration of the apparatus will be described with reference to FIG.

この装置は、入力された信号x(n)から騒音成分を除去し、騒音成分が除去された信号y(n)を出力する。   This apparatus removes noise components from the input signal x (n) and outputs a signal y (n) from which the noise components have been removed.

この装置では、上段に限定ADF(R−ADF)が、下段にADFが設けられている。上段の限定ADF(R−ADF)によって第一適応アルゴリズム実行部が構成され、上段の限定ADF(R−ADF)と下段のADFとによって、第二適応アルゴリズム実行部が構成されている。   In this apparatus, a limited ADF (R-ADF) is provided in the upper stage, and an ADF is provided in the lower stage. A first adaptive algorithm execution unit is configured by the upper limited ADF (R-ADF), and a second adaptive algorithm execution unit is configured by the upper limited ADF (R-ADF) and the lower ADF.

上段の限定ADF(R−ADF)と、下段のADFとは、フィルタタップ数と単位遅延時間が同一である。   The upper limited ADF (R-ADF) and the lower ADF have the same number of filter taps and unit delay time.

上段の限定ADF(R−ADF)と下段のADFには、同じ信号が入力される。   The same signal is input to the upper limited ADF (R-ADF) and the lower ADF.

上段の限定ADF(R−ADF)の出力信号v(n)は、下段のADFの出力信号に加算される。そして、入力信号x(n)から加算信号w(n)が差し引かれることによって得られる信号e(n)を誤差信号として用い、下段のADFにおいて適応アルゴリズムが実行される。   The output signal v (n) of the upper limited ADF (R-ADF) is added to the output signal of the lower ADF. Then, using the signal e (n) obtained by subtracting the added signal w (n) from the input signal x (n) as an error signal, the adaptive algorithm is executed in the lower ADF.

上段の限定ADF(R−ADF)においては、限定されたタップでのみフィルタ係数更新が実行されている。   In the upper limited ADF (R-ADF), filter coefficient updating is executed only with a limited tap.

下段のADFでは、上段の限定ADF(R−ADF)においてフィルタ係数の更新がなされているタップと同一タップ番号のタップにおいては、フィルタ係数が0に固定されたままでその更新がなされず、それ以外のタップにおいてのみフィルタ係数の更新がなされている。   In the lower ADF, in the tap having the same tap number as the tap whose filter coefficient is updated in the upper limited ADF (R-ADF), the filter coefficient remains fixed at 0 and is not updated. The filter coefficient is updated only at the tap.

よって、誤差信号e(n)は、擬似的には、下段のADFの全タップにおいてフィルタ係数更新がなされているときと同様の誤差信号となる。   Therefore, the error signal e (n) is a pseudo error signal similar to that when the filter coefficients are updated in all taps of the lower ADF.

上段の限定ADF(R−ADF)と下段のADFの、更新されているタップ係数を監視し、1,000サンプルごとに、更新しているタップ係数の値の平均値を閾値とし、閾値以上の値をもつタップを抽出する。そして、抽出されたタップと同一タップ番号を持つ、上段の限定ADF(R−ADF)のタップを、更新タップとして新しく設定するのである。   The updated tap coefficients of the upper limited ADF (R-ADF) and the lower ADF are monitored, and the average value of the updated tap coefficients is set as a threshold value for each 1,000 samples, and the threshold value is exceeded. Extract taps with values. Then, the upper limited ADF (R-ADF) tap having the same tap number as the extracted tap is newly set as an update tap.

このようにして、1,000サンプルごとに、上段の限定ADF(R−ADF)の更新タップが新しく設定される。   In this way, an update tap for the upper limited ADF (R-ADF) is newly set for every 1,000 samples.

以上、図57を参照しつつ、更新タップを新しく設定するための装置構成を説明した。   The apparatus configuration for setting a new update tap has been described above with reference to FIG.

次に、図58を参照しつつ、更新タップを新しく設定するための他の装置構成を説明する。   Next, another apparatus configuration for newly setting an update tap will be described with reference to FIG.

図58は、更新タップを新しく設定するための装置構成である。   FIG. 58 shows an apparatus configuration for newly setting an update tap.

この装置も、二の適応アルゴリズム実行部(第一適応アルゴリズム実行部と第二適応アルゴリズム実行部)を有する。   This apparatus also has two adaptive algorithm execution units (a first adaptive algorithm execution unit and a second adaptive algorithm execution unit).

この装置も、上段に限定ADF(R−ADF)が、下段にADFが設けられているが、上段の限定ADF(R−ADF)によって第一適応アルゴリズム実行部が構成され、下段のADFによって、第二適応アルゴリズム実行部が構成されている。   This device also has a limited ADF (R-ADF) in the upper stage and an ADF in the lower stage, but the first adaptive algorithm execution unit is configured by the upper limited ADF (R-ADF), and the lower ADF A second adaptive algorithm execution unit is configured.

図58の装置が図57の装置と相違する点は、次の三点である。一つ目は、上段の限定ADF(R−ADF)の出力信号v(n)が、下段のADFの出力信号には加算されないという点である。二つ目は、下段のADFにおいて、全タップでフィルタ係数の更新がなされているという点である。三つ目は、次の更新タップとして設定すべきタップのタップ番号を、下段のADFのタップのみから抽出しているという点である。それ以外の点においては、図58の装置は図57の装置と同様である。   The apparatus of FIG. 58 is different from the apparatus of FIG. 57 in the following three points. The first is that the output signal v (n) of the upper limited ADF (R-ADF) is not added to the output signal of the lower ADF. The second point is that the filter coefficient is updated with all taps in the lower ADF. The third point is that the tap number of the tap to be set as the next update tap is extracted only from the tap of the lower ADF. In other respects, the apparatus of FIG. 58 is similar to the apparatus of FIG.

この図58の装置によっても、更新タップを新しく設定することができる。   58 can also set a new update tap.

以上、図58を参照しつつ、更新タップを新しく設定するための装置構成を説明した。   The apparatus configuration for setting a new update tap has been described above with reference to FIG.

(まとめ)
以上のことから、限定ADFを用いたLES(R-LES)が周期性騒音の低減に効果があること、また、R-LESにおいてピークを検出する手法が有効であることが確認できた。
(Summary)
From the above, it was confirmed that LES (R-LES) using limited ADF is effective in reducing periodic noise, and that a technique for detecting a peak in R-LES is effective.

[5.実施形態D]
図59に図4の信号をLESに与えたときの出力信号を示す。ただし、遅延数を49、タップ数を1,000、ステップサイズを0.05とした。この信号を評価したところ、VE=4.16dB、SNRout=15.88dBであった。また、実際にこの信号を試聴したところ、音声が歪んでおり、さらに音声の残響も確認できた。
[5. Embodiment D]
FIG. 59 shows an output signal when the signal of FIG. 4 is given to LES. However, the number of delays was 49, the number of taps was 1,000, and the step size was 0.05. When this signal was evaluated, VE = 4.16 dB and SNRout = 15.88 dB. When this signal was actually auditioned, the sound was distorted and the reverberation of the sound was also confirmed.

(更新タップを限定したADF)
図60に図3に示す騒音のみを入力したときのLESのタップ係数を示す。図60を見ると、LESのタップ係数は騒音の周期ごとにピーク値を、それ以外は小さな値をとっている。そこで、LES対して更新するADFのタップをADFでピーク値をとっているタップのみに限定することによって、周期性騒音低減性能は同等のまま、音質評価値が向上することが確認された。以降、更新するタップを限定するADFを限定ADF、また限定ADFを用いたLESをR-LES(Restricted-LES)と呼称する。また、ADFにおいてピークとなるタップ、すなわち、完全な周期性をもった信号において、入力信号と同じ信号が入力となっているタップをピークとなるタップと呼称する。
(ADF with limited update taps)
FIG. 60 shows LES tap coefficients when only the noise shown in FIG. 3 is input. Referring to FIG. 60, the tap coefficient of LES takes a peak value for each noise period, and takes a small value for the rest. Therefore, it was confirmed that the sound quality evaluation value is improved while the periodic noise reduction performance remains the same by limiting the taps of the ADF to be updated with respect to the LES to only taps having a peak value in the ADF. Hereinafter, the ADF that limits the tap to be updated is referred to as a limited ADF, and the LES that uses the limited ADF is referred to as an R-LES (Restricted-LES). Also, a tap that has a peak in the ADF, that is, a tap having the same signal as the input signal in a signal having perfect periodicity is referred to as a peak tap.

図61にR-LESに図3に示す騒音を入力したときのタップ係数を示す。このとき、遅延数は49、タップ数は1,000、ステップサイズは更新するタップがLESに比べて非常に小さいため小さくする必要があり0.0005とした。また、図4に示す信号を入力したときの出力信号を図62に示す。この信号を評価したところ、VE=15.08dB、SNRout=31.37dBであった。また、実際に試聴したところ、騒音は充分低減されており、音声の傷つきもわずかであり、エコーも感じられなかった。   FIG. 61 shows tap coefficients when the noise shown in FIG. 3 is input to R-LES. At this time, the number of delays was 49, the number of taps was 1,000, and the step size to be updated was very small compared to LES, so it was necessary to reduce the number to 0.0005. FIG. 62 shows an output signal when the signal shown in FIG. 4 is input. When this signal was evaluated, VE = 15.08 dB and SNRout = 31.37 dB. In addition, when actually listening to the sample, the noise was sufficiently reduced, the sound was hardly damaged, and no echo was felt.

(実騒音への適用:MRI騒音への適用)
R-LESを実騒音に適用する。その実騒音として、図63に示すMRI騒音を用いる。この騒音は、標本化周期が(1/8,000)sのとき、400サンプル、3,200サンプルの周期をもっていることが確認されている。シミュレーションに用いる入力信号として、図63の信号と図2の音声をSN比0dBで合成した図65に示す信号を用いる。
(Application to actual noise: Application to MRI noise)
Apply R-LES to actual noise. The MRI noise shown in FIG. 63 is used as the actual noise. It has been confirmed that this noise has a period of 400 samples and 3,200 samples when the sampling period is (1 / 8,000) s. As an input signal used for the simulation, the signal shown in FIG. 65 obtained by synthesizing the signal of FIG. 63 and the sound of FIG.

MRI騒音の低減手法として、すでに図64に示す騒音再合成法が提案されている。図64において、LPFは線形予測フィルタ、ADFは適応フィルタを示し、両フィルタの係数更新には、学習同定法を用いる。騒音再合成法に図65の信号を入力したときの出力信号を図66に示す。このとき、LPFのタップ数は64、ステップサイズは0.1、ADFのタップ数は128、ステップサイズは0.01とした。この信号を評価したところ、VE=3.99dB、SNRout=3.77dBであった。また、実際に試聴したところ、周期性のある騒音が確認でき、また音声が傷ついていることが確認できた。図67に、騒音のみを入力したときの出力信号を示す。この信号を評価したところ、SNRout=2.44dBであった。図67を見ると、周期性のある騒音が確認できる。   As a method for reducing MRI noise, a noise resynthesis method shown in FIG. 64 has already been proposed. In FIG. 64, LPF indicates a linear prediction filter, ADF indicates an adaptive filter, and a learning identification method is used to update the coefficients of both filters. FIG. 66 shows an output signal when the signal of FIG. 65 is input to the noise resynthesis method. At this time, the number of LPF taps was 64, the step size was 0.1, the number of ADF taps was 128, and the step size was 0.01. When this signal was evaluated, VE = 3.99 dB and SNRout = 3.77 dB. In addition, when actually listening, it was confirmed that periodic noise was found and that the sound was damaged. FIG. 67 shows an output signal when only noise is input. When this signal was evaluated, SNRout = 2.44 dB. In FIG. 67, periodic noise can be confirmed.

この周期性のある騒音の低減手法として、適応ラインエンハンサという手法が提案されている。しかし、この手法を用いると出力に音声のエコーが出力されるという問題がある。そこで、この音声のエコーを発生させずに騒音を低減させる手法として、R-LESを用いる。R-LESは値をもつタップが限定されており、音声のエコーが出力されにくいという特徴をもつため、音声のエコーを抑えつつ、周期性のある騒音を低減できると考えられる。   As a technique for reducing this periodic noise, an adaptive line enhancer has been proposed. However, when this method is used, there is a problem in that an audio echo is output. Therefore, R-LES is used as a technique for reducing noise without generating echo of this voice. Since R-LES has limited values of taps and is difficult to output voice echoes, it is considered that periodic noise can be reduced while suppressing voice echoes.

そこで、騒音再合成法の出力信号をR-LESに入力する手法を考える。つまり、上述したような周期性騒音低減装置(R−LES)と、線型予測フィルタを使った騒音再合成法に基づいて騒音を低減させる装置とを、直列に接続するのである。騒音再合成法の出力信号において、音声が傷つくのは、適応フィルタのステップサイズが大きいためであると考えられるので、騒音再合成法の適応フィルタのステップサイズを0.001と小さく設定し、音声の傷つきを抑える。このとき、騒音再合成法に図63の騒音のみを入力したときの出力信号を図68に示す。   Therefore, a method of inputting the output signal of the noise resynthesis method to the R-LES is considered. That is, the periodic noise reduction device (R-LES) as described above and a device for reducing noise based on a noise resynthesis method using a linear prediction filter are connected in series. It is considered that the sound is damaged in the output signal of the noise resynthesis method because the step size of the adaptive filter is large, so the step size of the adaptive filter of the noise resynthesis method is set to a small 0.001 Suppress the damage. FIG. 68 shows an output signal when only the noise of FIG. 63 is input to the noise resynthesis method at this time.

次に、図68の信号に、図2の音声をSN比0dBで合成した信号をR-LESの入力信号として用いる。このとき、騒音の3,200サンプルの周期に対応させるため、限定ADFのタップ係数は4,000とし、また、ステップサイズは0.0005、遅延数は100とする。また、低減対象が実騒音であるので、先に用いた騒音とは異なり、騒音の周期に揺らぎが生じていると考えられる。そこで、揺らぎに対応するために、以降のシミュレーションでは、ピークとなるタップのみ更新するのではなく、ピークとなるタップとその前後10タップを更新する。   Next, a signal obtained by synthesizing the voice of FIG. 2 with an S / N ratio of 0 dB is used as an input signal of the R-LES. At this time, in order to correspond to a period of 3,200 samples of noise, the tap coefficient of the limited ADF is set to 4,000, the step size is set to 0.0005, and the delay number is set to 100. In addition, since the reduction target is real noise, it is considered that fluctuations have occurred in the period of the noise, unlike the noise used previously. Therefore, in order to cope with the fluctuation, in the subsequent simulations, not only the peak taps are updated, but the peak taps and the 10 taps before and after the taps are updated.

さらに、新たな評価指標を考える。VE、SNRoutは、R-LESの入出力信号を評価する指標である。そこで、騒音再合成法の入力信号からR-LESの出力信号の騒音低減量を表す評価式として   In addition, consider a new evaluation index. VE and SNRout are indices for evaluating R-LES input / output signals. Therefore, as an evaluation formula that expresses the amount of noise reduction in the R-LES output signal from the noise resynthesis method input signal.

Figure 2007327980
Figure 2007327980

を導入する。ここで、Kは全サンプル数でK=50,000、xnは騒音再合成法への入力騒音、ynはxnを騒音再合成法に入力し得た出力をR-LESに入力したときの出力騒音である。上記の評価式では値が大きい方が性能が高いことになる。 Is introduced. Here, K is the total number of samples, K = 50,000, x n is the input noise to the noise resynthesis method, and y n is the output obtained by inputting x n to the noise resynthesis method and is input to R-LES. When the output noise. In the above evaluation formula, the larger the value, the higher the performance.

このときのR-LESの出力信号を図69に示す。この信号を評価したところ、VE=13.93dB、SNRout=11.29dB、NR=10.91dBであった。実際に試聴してみると、騒音再合成法と比べて音声がクリアに聞こえていることが確認できる。騒音については、評価値では騒音再合成法に比べて向上しているが、図69からも、また実際に試聴しても周期的な騒音が確認できる。   The output signal of R-LES at this time is shown in FIG. When this signal was evaluated, VE = 13.93 dB, SNRout = 111.29 dB, and NR = 10.91 dB. When actually listening, it can be confirmed that the sound is clearly heard compared to the noise resynthesis method. As for noise, although the evaluation value is improved as compared with the noise resynthesis method, periodic noise can be confirmed from FIG.

(長周期騒音への対応)
騒音再合成法の出力をR-LESの入力とする手法において、出力信号に確認できた周期的な騒音の周期は3,200サンプルである。R-LESのタップ数が4,000であることから、3,200サンプルの長周期に対応するピークが1つしか更新されないことが、長周期の騒音が出力される原因と考えられる。そこで、R-LESのタップ数を増やすことを考える。ここで、MRI騒音は400サンプルと3,200サンプルの周期をもっており、各ピーク毎に前後10タップを更新しているため、タップ数4,000の場合で更新するタップ数は210となる。したがって、単純にタップ数を増加した場合、R-LESの音声の残響が少ない、計算量の減少という特徴が失われる。
(Corresponding to long-period noise)
In the method in which the output of the noise resynthesis method is input to the R-LES, the period of periodic noise that can be confirmed in the output signal is 3,200 samples. Since the number of taps of R-LES is 4,000, the fact that only one peak corresponding to a long period of 3,200 samples is updated is considered to be a cause of outputting long-period noise. Therefore, consider increasing the number of taps of R-LES. Here, since the MRI noise has a cycle of 400 samples and 3,200 samples, and 10 taps are updated before and after each peak, the number of taps to be updated is 210 when the number of taps is 4,000. Accordingly, when the number of taps is simply increased, the characteristics of R-LES voice reverberation and reduced calculation amount are lost.

そこで、R-LESの特徴を活かすために、4,000タップまでは400タップ毎にピークをとり、4,000タップ以降は3,200タップ毎にピークをとる方法を用いる。ここで、400サンプル周期が第一周期であり、3,200サンプル周期が第二周期である。第一周期よりも第二周期の方が大きい。4,000タップよりも前の時間における、第一周期の周期的なタイミングに略一致する時間と、全タップ範囲における、第二周期の周期的なタイミングに略一致する時間の信号に対してのみ、更新タップが設定される。これにより、3,200サンプル周期の騒音に対応するタップは更新しつつ、タップ数の増加を最小限に抑えることができる。ただし、タップ数を増加させる以前のシミュレーション同様に、各ピーク毎にその前後10タップも更新タップとして設定する。   Therefore, in order to make use of the characteristics of R-LES, a method is used in which a peak is obtained every 400 taps up to 4,000 taps and a peak is taken every 3,200 taps after 4,000 taps. Here, the 400 sample period is the first period, and the 3,200 sample period is the second period. The second period is larger than the first period. Only for signals that substantially match the periodic timing of the first period in the time before 4,000 taps, and signals that substantially match the periodic timing of the second period in the entire tap range. , Update tap is set. Thereby, the tap corresponding to the noise of a 3,200 sample period can be updated, and the increase in the number of taps can be suppressed to the minimum. However, similarly to the simulation before increasing the number of taps, the 10 taps before and after each peak are also set as update taps.

この方法を用い、タップ数を20,000とし、R-LESの出力信号を騒音再合成法の入力信号としたときの出力信号を図70に示す。また、このときのタップ係数を図71に示す。この信号を評価したところ、VE=15.31dB、SNRout=11.92dB、NR=11.54dBであった。評価値から、音質は若干向上しているが、騒音低減効果が改善できていないことが確認できる。さらに、図70を見ても、図70の信号を実際に試聴しても、長周期の騒音が低減されていない。このことから、騒音低減効果が改善できなかったのは、長周期の騒音が低減できなかったことが原因であり、長周期の騒音を低減することによって騒音低減性能が向上すると考えられる。   FIG. 70 shows an output signal when this method is used, the number of taps is 20,000, and the output signal of R-LES is used as the input signal of the noise resynthesis method. Further, FIG. 71 shows the tap coefficients at this time. When this signal was evaluated, VE = 15.31 dB, SNRout = 11.92 dB, and NR = 11.54 dB. From the evaluation value, it can be confirmed that the sound quality is slightly improved, but the noise reduction effect is not improved. Furthermore, even if it sees FIG. 70 and it actually listens to the signal of FIG. 70, long-period noise is not reduced. From this, the noise reduction effect could not be improved because the long-period noise could not be reduced, and it is considered that the noise reduction performance is improved by reducing the long-period noise.

図71に、このときの限定ADFのタップ係数を示す。図71において、およそ10,000タップまでの係数は大きな値をとっている。このことから、およそ10,000タップまで3,200サンプル周期の騒音に対するピークとなるタップは、3,200の整数倍の前後10タップにピークが来ているが、それ以降のタップになると、揺らぎのために3,200の整数倍の前後10タップから外れたタップがピークとなっていると考えられる。したがって、長周期の騒音の揺らぎに対応するために、3,200サンプル周期の騒音に対するピークについて、前後100タップを更新タップとする。   FIG. 71 shows tap coefficients of the limited ADF at this time. In FIG. 71, the coefficient up to about 10,000 taps has a large value. From this, the tap that peaks for noise of 3,200 sample periods up to about 10,000 taps has peaks at about 10 taps before and after an integer multiple of 3,200, but fluctuations occur after that. For this reason, it is considered that taps deviating from 10 taps before and after an integer multiple of 3,200 have peaks. Therefore, in order to cope with long-period noise fluctuations, 100 taps before and after the peak with respect to noise of 3,200 sample periods are set as update taps.

このときの出力信号を図72にタップ係数を図73に示す。この信号を評価したところ、VE=8.37dB、SNRout=12.84dB、NR=12.39dBであった。VEの値は、各ピークについて前後10タップを更新する手法に比べると低下しているが、タップ数が4,000のときに比べて向上しており、実際に試聴しても、傷つきはほとんど感じられない。さらに、長周期の騒音は図72を見ても、実際に試聴しても、低減できていることが確認できる。このことから、長周期の騒音は、大きく揺らいでいること、その低減には、ピークに対する更新タップの数を増加させることで対応できることが確認できた。   FIG. 72 shows the output signal at this time, and FIG. 73 shows the tap coefficient. When this signal was evaluated, VE = 8.37 dB, SNRout = 12.84 dB, and NR = 12.39 dB. Although the value of VE is lower than the method of updating 10 taps before and after each peak, it is improved compared to when the number of taps is 4,000. I can't feel it. Furthermore, it can be confirmed that long-period noise can be reduced by looking at FIG. 72 or actually listening. From this, it was confirmed that long-period noise fluctuated greatly, and that the reduction could be dealt with by increasing the number of update taps for the peak.

(まとめ)
以上のことから、限定ADFを用いた周期性騒音低減システム(R-LES)と騒音再合成法とを組み合わせることによって、実騒音であるMRI騒音の低減に対して効果があることが確認できた。また、複数の周期をもつ騒音に対して、各周期毎にピークを設定することが効果があることを確認した。さらに、実騒音における、騒音の周期の揺らぎには、ピークとなるタップの前後に更新するタップを設定することで対応できることを確認した。
(Summary)
From the above, it was confirmed that the combination of the periodic noise reduction system (R-LES) using the limited ADF and the noise resynthesis method has an effect on the reduction of MRI noise that is actual noise. . In addition, it was confirmed that it is effective to set a peak for each period for noise having a plurality of periods. Furthermore, it was confirmed that fluctuations in the cycle of noise in actual noise can be handled by setting taps that are updated before and after the peak tap.

[6.実施形態E]
図74に、本願発明の一実施形態たる周期性騒音低減装置10を示す。周期性騒音低減装置10は、本願発明に係る周期性騒音低減装置としての最も簡単な構成を有する。
[6. Embodiment E]
FIG. 74 shows a periodic noise reduction device 10 according to an embodiment of the present invention. The periodic noise reduction device 10 has the simplest configuration as the periodic noise reduction device according to the present invention.

この周期性騒音低減装置10は、入力端子11と、出力端子12と、減算器13と、適応型FIRフィルタ20とを備える。   The periodic noise reduction device 10 includes an input terminal 11, an output terminal 12, a subtracter 13, and an adaptive FIR filter 20.

適応型FIRフィルタ20は、主信号入力部21と、信号出力部22と、誤差信号入力部23と、遅延素子d1〜d15と、フィルタタップt2,t7,t12と、加算部24と、係数更新部25とを有する。   The adaptive FIR filter 20 includes a main signal input unit 21, a signal output unit 22, an error signal input unit 23, delay elements d1 to d15, filter taps t2, t7, t12, an adder 24, and a coefficient update. Part 25.

入力端子11には、音声信号Sinが入力される。入力端子11に入力された信号Sinは、適応型FIRフィルタ20の主信号入力部21と、減算器13とに送出される。適応型FIRフィルタ20の信号出力部22から出力された信号Scは、減算器13に送出される。減算器13では、信号Sinから信号Scを減算し、その減算結果を信号Soutとして出力する。減算器13が出力した信号Soutは、出力端子12と、FIR適応型フィルタ20の誤差信号入力部23とに送出される。出力端子12からは、周期性騒音低減装置10の出力信号として、信号Soutが出力される。   An audio signal Sin is input to the input terminal 11. The signal Sin input to the input terminal 11 is sent to the main signal input unit 21 of the adaptive FIR filter 20 and the subtractor 13. The signal Sc output from the signal output unit 22 of the adaptive FIR filter 20 is sent to the subtractor 13. The subtracter 13 subtracts the signal Sc from the signal Sin and outputs the subtraction result as the signal Sout. The signal Sout output from the subtractor 13 is sent to the output terminal 12 and the error signal input unit 23 of the FIR adaptive filter 20. A signal Sout is output from the output terminal 12 as an output signal of the periodic noise reduction device 10.

FIR適応型フィルタ20においては、次のような信号処理がなされる。すなわち、主信号入力部21に入力された信号Sinは、主入力信号として、係数更新部25に送られるとともに、直列的に配置された遅延素子d1〜d15によって、順次遅延される。遅延素子d1〜d15は、直列的に連続して接続されている。   The FIR adaptive filter 20 performs the following signal processing. That is, the signal Sin input to the main signal input unit 21 is sent to the coefficient update unit 25 as a main input signal and is sequentially delayed by the delay elements d1 to d15 arranged in series. The delay elements d1 to d15 are continuously connected in series.

フィルタタップt2,t7,t12には、それぞれフィルタ係数h2 ,h7 ,h12が設定されている。 Filter coefficients h 2 , h 7 , and h 12 are set for the filter taps t 2, t 7, and t 12, respectively.

遅延素子d2からは、遅延素子d1〜d2によって遅延させられた信号が出力される。フィルタタップt2において、遅延素子d2から出力された信号にフィルタ係数h2が乗ぜられ、その乗算結果が加算部24に送出される。 A signal delayed by the delay elements d1 to d2 is output from the delay element d2. In the filter tap t2, the filter coefficient h 2 of the signal output from the delay element d2 is multiplied, the multiplication result is sent to the adder 24.

遅延素子d7からは、遅延素子d1〜d7によって遅延させられた信号が出力される。フィルタタップt7において、遅延素子d7から出力された信号にフィルタ係数h7が乗ぜられ、その乗算結果が加算部24に送出される。 A signal delayed by the delay elements d1 to d7 is output from the delay element d7. At the filter tap t 7 , the signal output from the delay element d 7 is multiplied by the filter coefficient h 7 , and the multiplication result is sent to the adder 24.

遅延素子d12からは、遅延素子d1〜d12によって遅延させられた信号が出力される。フィルタタップt12において、遅延素子d12から出力された信号にフィルタ係数h12が乗ぜられ、その乗算結果が加算部24に送出される。 From the delay element d12, signals delayed by the delay elements d1 to d12 are output. In the filter taps t12, the filter coefficient h 12 to the signal outputted from the delay element d12 multiplied, the multiplication result is sent to the adder 24.

加算部24では、そこに送られてきた全ての信号を加算する。その加算結果としての信号Scは信号出力部22に送られ、さらに、信号出力部22から減算器13に送出される。   The adder 24 adds all the signals sent thereto. The signal Sc as a result of the addition is sent to the signal output unit 22 and is further sent from the signal output unit 22 to the subtracter 13.

主信号入力部21から信号出力部22までの系における伝達関数H(z)は、次の式(6)によって表される。   The transfer function H (z) in the system from the main signal input unit 21 to the signal output unit 22 is expressed by the following equation (6).

Figure 2007327980
Figure 2007327980

係数更新部25には、入力信号Sinが入力されるとともに、減算器13が生成した信号Soutが、誤差信号として、誤差信号入力部23を介して入力される。係数更新部25は、信号Sinと信号Soutとに基づいて、フィルタタップt2,t7,t12のフィルタ係数h2 ,h7 ,h12を更新する。係数更新部25は、適応アルゴリズムを用いて、信号Soutのパワーが最小化されるように、フィルタ係数h2 ,h7 ,h12を更新する。係数更新部25においては、適応アルゴリズムとして学習同定法が用いられる。 The coefficient update unit 25 receives the input signal Sin and the signal Sout generated by the subtractor 13 as an error signal via the error signal input unit 23. Coefficient updating unit 25, based on the signal Sin and the signal Sout, to update the filter coefficients h 2, h 7, h 12 of the filter tap t2, t7, t12. The coefficient updating unit 25 updates the filter coefficients h 2 , h 7 , and h 12 using an adaptive algorithm so that the power of the signal Sout is minimized. In the coefficient updating unit 25, a learning identification method is used as an adaptive algorithm.

なお、図1に示されている遅延素子「Z-N」は、遅延時間の調整を図るためのものであるが、図74に示される遅延素子d1と遅延素子d2とによって、図1に示されている遅延素子「Z-N」に相当する部材が構成されていると考えることもできる。また、図74の周期性騒音低減装置10において、入力端子11に入力された信号Sinが分岐する分岐点14と、主信号入力部21との間に、図1に示されている遅延素子「Z-N」に相当する部材を設けるようにしてもよい。 The delay element “Z −N ” shown in FIG. 1 is for adjusting the delay time, but is shown in FIG. 1 by the delay element d1 and the delay element d2 shown in FIG. It can also be considered that a member corresponding to the delay element “Z −N ” is formed. Further, in the periodic noise reduction device 10 of FIG. 74, the delay element “shown in FIG. 1 is interposed between the branch point 14 where the signal Sin input to the input terminal 11 branches and the main signal input unit 21. A member corresponding to “Z −N ” may be provided.

入力信号Sinは、周期性騒音を含む音声信号である。この周期性騒音の周期をTnとし、遅延素子d1〜d15の各々の遅延時間をTdとすれば、「Tn=5×Td」の関係が成り立つ。(なお、「Td」は標本化周期「Ts」に一致する。)
15の遅延素子d1〜d15によってさまざまな遅延時間(0×Td、1×Td、2×Td、・・・、14×Td、15×Td)が生ずる。その最小のものは「0」であり、その最大のものは「15×Td」である。このような、遅延素子d1〜d15によって生ずるさまざまな遅延時間から、遅延時間軸を概念することができる。
The input signal Sin is an audio signal including periodic noise. If the period of this periodic noise is Tn and the delay time of each of the delay elements d1 to d15 is Td, the relationship of “Tn = 5 × Td” is established. (“Td” coincides with the sampling period “Ts”.)
Various delay times (0 × Td, 1 × Td, 2 × Td,..., 14 × Td, 15 × Td) are generated by the 15 delay elements d1 to d15. The minimum is “0” and the maximum is “15 × Td”. The delay time axis can be conceptualized from various delay times caused by the delay elements d1 to d15.

そのような遅延時間軸上において、ある基準となる遅延時間を定め、さらにTn毎のタイミングに一致するような遅延時間を定めることができる。そして、そのようにして定められた遅延時間で信号を出力する遅延素子を選ぶとすれば、次のようになる。   On such a delay time axis, a reference delay time can be determined, and a delay time matching the timing for each Tn can be determined. If a delay element that outputs a signal with such a determined delay time is selected, the following is obtained.

例えば、(Td×2)を基準遅延時間であると定めるとする。基準遅延時間よりも(Tn×0)だけ遅延した信号を出力する遅延素子は、遅延素子d2である。遅延素子d2よりも(Tn×1)だけ遅延した信号を出力する遅延素子は、遅延素子d7である。また、遅延素子d2よりも(Tn×2)だけ遅延した信号を出力する遅延素子は、遅延素子d12である。   For example, suppose that (Td × 2) is defined as the reference delay time. A delay element that outputs a signal delayed by (Tn × 0) from the reference delay time is a delay element d2. The delay element d7 that outputs a signal delayed by (Tn × 1) from the delay element d2 is the delay element d7. The delay element d12 is a delay element that outputs a signal delayed by (Tn × 2) from the delay element d2.

図74の適応型FIRフィルタ100においては、遅延素子d2,d7,d12からの出力信号に対応する箇所にはフィルタ係数更新が可能であるようなフィルタタップt2,t7,t12が設けられており、遅延素子d2,d7,d12からの出力信号に対してそれぞれのフィルタ係数h2 ,h7 ,h12が乗算され、それらの乗算結果が加算部24に送出される。一方、その他の遅延素子に対してはフィルタタップは設けられていない。 In the adaptive FIR filter 100 of FIG. 74, filter taps t2, t7, t12 that can update filter coefficients are provided at locations corresponding to the output signals from the delay elements d2, d7, d12. each filter coefficient h 2, h 7, h 12 is multiplied by the output signal from the delay element d2, d7, d12, their multiplication result is sent to the adder 24. On the other hand, no filter tap is provided for other delay elements.

このように、適応型FIRフィルタ20は、限定ADFを実行する適応型FIRフィルタである。限定ADFが周期性騒音の低減に有効であるということは、前述したとおりである。よって、周期性騒音低減装置10は、Tnの周期を有する周期性騒音を低減するのに有効である。   As described above, the adaptive FIR filter 20 is an adaptive FIR filter that performs limited ADF. As described above, the limited ADF is effective in reducing periodic noise. Therefore, the periodic noise reduction device 10 is effective for reducing periodic noise having a period of Tn.

なお図74の適応型FIRフィルタ20においては、遅延素子d2、d7、d12以外の遅延素子に対しては、フィルタタップを設けないようにしたが、これらの遅延素子に対してもフィルタタップを設けるようにすることもできる。また、遅延素子d1に入力される信号に対してフィルタ係数h0を乗ずるためのフィルタタップt0を、さらに設けるようにすることもできる。この場合は、適応型FIRフィルタの伝達関数は次の式(7)のとおりとなる。 In the adaptive FIR filter 20 of FIG. 74, no filter tap is provided for delay elements other than the delay elements d2, d7, d12. However, a filter tap is also provided for these delay elements. It can also be done. It is also possible to make the filter tap t0 for multiplying the filter coefficients h 0 to the signal input to the delay element d1, further provided. In this case, the transfer function of the adaptive FIR filter is as shown in the following equation (7).

Figure 2007327980
Figure 2007327980

ただし、フィルタ係数h2 ,h7 ,h12以外のフィルタ係数は、その絶対値が0またはそれに近い値に設定されたまま、更新されないようにする。そうすると、実質的には、その適応型FIRフィルタは限定ADFを実行することになる。 However, filter coefficients other than the filter coefficients h 2 , h 7 , and h 12 are not updated while their absolute values are set to 0 or close to them. In effect, the adaptive FIR filter then performs limited ADF.

また、フィルタ係数h2 ,h7 ,h12以外のフィルタ係数は、更新可能ではあるがその絶対値が0に近い値にしか更新されないようにしてもよい。つまり、実質的には、それらのフィルタ係数は、その絶対値が0またはそれに近い値に設定されたままになるのである。換言すれば、フィルタ係数h2 ,h7 ,h12のみが、実質的に更新可能であり、それ以外のフィルタ係数は、実質的には更新不可能であるということができる。このようにした場合も、実質的に、その適応型FIRフィルタは限定ADFを実行することになる。 Further, the filter coefficients other than the filter coefficients h 2 , h 7 , and h 12 may be updated, but their absolute values may be updated only to a value close to 0. In other words, the filter coefficients substantially remain set to zero or close to their absolute values. In other words, it can be said that only the filter coefficients h 2 , h 7 , and h 12 are substantially updatable, and the other filter coefficients are substantially not updatable. Even in this case, the adaptive FIR filter substantially performs limited ADF.

図75は、適応型FIRフィルタ20のフィルタ係数の更新可能値の範囲を示す図である。図75の横軸にはフィルタタップの番号が示され、縦軸にはそのフィルタ係数の更新可能範囲が示されている。図75から理解されるように、フィルタ係数h2の更新可能範囲は「0以上0.5以下」であり、フィルタ係数h7の更新可能範囲は「0以上0.35以下」であり、フィルタ係数h12の更新可能範囲は「0以上0.25以下」である。 FIG. 75 is a diagram illustrating a range of updatable values of the filter coefficient of the adaptive FIR filter 20. The horizontal axis of FIG. 75 indicates the number of the filter tap, and the vertical axis indicates the updatable range of the filter coefficient. As can be understood from FIG. 75, the updatable range of the filter coefficient h 2 is “0 or more and 0.5 or less”, and the updatable range of the filter coefficient h 7 is “0 or more and 0.35 or less”. The updatable range of the coefficient h 12 is “0 or more and 0.25 or less”.

各フィルタ係数h2 ,h7 ,h12がとりうる最大値は、0.5、0.35、0.25と、指数的に減衰している。このように係数を指数減衰型に与えることが周期性騒音の低減に有効であることは、前述したとおりである。 The maximum values that each filter coefficient h 2 , h 7 , and h 12 can take are 0.5, 0.35, and 0.25, which are exponentially attenuated. As described above, giving the coefficient to the exponential decay type in this way is effective in reducing the periodic noise.

また、各フィルタ係数h2 ,h7 ,h12がとりうる最大値は、0.5、0.35、0.25であり、その合計は「1.1」である。このように、フィルタ係数更新可能なフィルタタップのフィルタ係数の更新可能範囲の最大値の合計が「1」に近い値になっている。このようにすれば、周期性騒音の低減に特に有効であることが、実験的に確認された。 In addition, the maximum values that each filter coefficient h 2 , h 7 , h 12 can take are 0.5, 0.35, and 0.25, and the sum is “1.1”. Thus, the sum of the maximum values of the filter coefficient updatable range of the filter tap that can update the filter coefficient is close to “1”. In this way, it has been experimentally confirmed that it is particularly effective for reducing periodic noise.

また、各フィルタ係数h2 ,h7 ,h12がとりうる最小値は、すべて0である。このようにしたのは、これらフィルタ係数が、絶対値が大きな負の値に更新されないようにするためである。つまり、これらフィルタ係数が、絶対値が大きな負の値に更新されうるように構成すると、次のような問題が生ずる可能性があるからである。つまり、あるフィルタ係数の値が、絶対値が大きな負の値に更新されると、それを補償するかのように、他のフィルタ係数が絶対値の非常に大きな正の値に更新されてしまうことがあるからである。このように限定ADFのフィルタ係数において、絶対値の大きな値が正負の両領域に表れると、エコーが発生してしまうことが実験的に確認されたのである。 The minimum values that can be taken by the filter coefficients h 2 , h 7 , h 12 are all zero. This is done so that these filter coefficients are not updated to a negative value having a large absolute value. That is, if these filter coefficients are configured so that the absolute value can be updated to a large negative value, the following problem may occur. In other words, when the value of a certain filter coefficient is updated to a negative value with a large absolute value, other filter coefficients are updated to a positive value with a very large absolute value as if to compensate for it. Because there are things. As described above, it has been experimentally confirmed that, in the filter coefficient of the limited ADF, when a large absolute value appears in both the positive and negative regions, an echo is generated.

図76は、本願発明に係る周期性騒音低減装置の適応型FIRフィルタのフィルタ係数の更新可能値の範囲を示す図である。この周期性騒音低減装置は、図74の周期性騒音低減装置10と基本的に同様の構成を有するが、適応型FIRフィルタには、199の遅延素子d1〜d199と、これら遅延素子の出力信号に対してフィルタ係数を乗ずるための199のフィルタタップt1〜t199が配置され、さらに遅延素子d1への入力信号に対してフィルタ係数h0を乗ずるためのフィルタタップt0が配置されている。これら遅延素子の各々は、(1/8000)秒の遅延時間を生ぜしめる。つまり標本化周波数は8000Hzである。ここで、1個の遅延素子が生ぜしめる遅延時間(=(1/8000)秒)をTdとする。 FIG. 76 is a diagram showing a range of updatable values of filter coefficients of the adaptive FIR filter of the periodic noise reduction device according to the present invention. This periodic noise reduction device has basically the same configuration as the periodic noise reduction device 10 of FIG. 74, but the adaptive FIR filter includes 199 delay elements d1 to d199 and output signals of these delay elements. filter tap t1~t199 199 for multiplying the filter coefficients are arranged, it is arranged filter tap t0, for multiplying the filter coefficients h 0 against further input signal to the delay element d1 respect. Each of these delay elements produces a delay time of (1/8000) seconds. That is, the sampling frequency is 8000 Hz. Here, a delay time (= (1/8000) seconds) generated by one delay element is defined as Td.

図76の横軸にはフィルタタップの番号が示され、縦軸にはそのフィルタ係数の更新可能範囲が示されている。横軸のフィルタタップ番号は、遅延時間とも対応する。つまり、例えばフィルタタップt80には、遅延素子d80が出力する信号が入力される。遅延素子d80が出力する信号は、(80×Td)だけ遅延した信号であり、その信号がフィルタタップt80に入力される。そうすると図76の横軸は、Tdによって正規化された遅延時間を示す時間軸であるということもできる。   The horizontal axis of FIG. 76 shows the number of the filter tap, and the vertical axis shows the updatable range of the filter coefficient. The filter tap number on the horizontal axis also corresponds to the delay time. That is, for example, the signal output from the delay element d80 is input to the filter tap t80. The signal output from the delay element d80 is a signal delayed by (80 × Td), and the signal is input to the filter tap t80. Then, it can be said that the horizontal axis of FIG. 76 is a time axis indicating the delay time normalized by Td.

図76には、フィルタ係数の更新可能範囲が示されているが、ここに示されるように、周期Tnが(1/100)秒である周期性騒音の低減に有効となるように、フィルタ更新可能なフィルタタップが限定されている。つまり、フィルタタップt0,t80,t160のフィルタ係数のみ更新可能であって、その他のフィルタタップのフィルタ係数は0に維持され、更新できないようになっている。   FIG. 76 shows the updatable range of the filter coefficient. As shown here, the filter update is performed so as to be effective in reducing the periodic noise whose period Tn is (1/100) second. The possible filter taps are limited. That is, only the filter coefficients of the filter taps t0, t80, and t160 can be updated, and the filter coefficients of the other filter taps are maintained at 0 and cannot be updated.

1個の遅延素子が生ぜしめる遅延時間Tdが(1/8000)秒であり、周期性騒音の周期Tnが(1/100)秒であるから、周期性騒音の周期Tnは80タップ分に相当する。そのため、フィルタ係数更新可能なフィルタップが、80タップ毎に設定されているのである。   Since the delay time Td generated by one delay element is (1/8000) second and the period Tn of periodic noise is (1/100) second, the period Tn of periodic noise is equivalent to 80 taps. To do. For this reason, the filter coefficient capable of updating the filter coefficient is set every 80 taps.

また、80タップ分に相当する周期を有する周期性騒音を低減するためには、フィルタ係数更新可能なフィルタップが80タップ毎に設定されていればよいのであるが、フィルタ係数更新可能範囲は図76に示されるようなもののみならず、図77に示されるようなものであってもよい。   Further, in order to reduce periodic noise having a period corresponding to 80 taps, it is only necessary to set a filter coefficient updatable for every 80 taps. As shown in FIG. 76, it may be as shown in FIG.

図77には、フィルタ係数の更新可能範囲が示されているが、ここでは、フィルタタップt20,t100,t180のフィルタ係数のみ更新可能で、その他のフィルタタップのフィルタ係数は0に維持され、更新できないようになっている。   FIG. 77 shows the updatable range of the filter coefficient. Here, only the filter coefficients of the filter taps t20, t100, and t180 can be updated, and the filter coefficients of the other filter taps are maintained at 0 and updated. I can't do it.

また図77では、フィルタ係数がとりうる最大値が、後段にゆくほど減衰している。その減衰パターンは指数減衰パターンである。   In FIG. 77, the maximum value that can be taken by the filter coefficient is attenuated toward the subsequent stage. The attenuation pattern is an exponential attenuation pattern.

しかし、該減衰パターンがハミング窓の後半部に相当する減衰パターンであるように、フィルタ係数の更新可能範囲を定めてもよい。図78には、このような、フィルタ係数の更新可能範囲が示されている。   However, the update range of the filter coefficient may be determined so that the attenuation pattern is an attenuation pattern corresponding to the second half of the Hamming window. FIG. 78 shows such an updatable range of the filter coefficient.

また、フィルタ係数がとりうる最大値が、最初のフィルタタップから最後のフィルタタップに渡り、ハミング窓相当のパターンを示すように、フィルタ係数の更新可能範囲を定めてもよい。図79には、このような、フィルタ係数の更新可能範囲が示されている。   Further, the filter coefficient updatable range may be determined so that the maximum value that the filter coefficient can take extends from the first filter tap to the last filter tap and indicates a pattern corresponding to a Hamming window. FIG. 79 shows such an updatable range of the filter coefficient.

図77に示されるように、フィルタタップt20,t100,t180のフィルタ係数のみ更新可能で、その他のフィルタタップのフィルタ係数は0に維持され、更新できないようになっている。しかし、フィルタタップt20,t100,t180のみならず、その近傍のフィルタタップにおいてもフィルタ係数更新可能となるように設定することもできる。   As shown in FIG. 77, only the filter coefficients of the filter taps t20, t100, and t180 can be updated, and the filter coefficients of the other filter taps are maintained at 0 and cannot be updated. However, not only the filter taps t20, t100 and t180 but also the filter taps in the vicinity thereof can be set so that the filter coefficient can be updated.

図80には、フィルタ係数の更新可能範囲が示されているが、ここに示されるように、フィルタタップt20,t100,t180および、その近傍のフィルタタップ、例えばその前後のフィルタタップのフィルタ係数を更新可能とすることもできる。このようにしても、100Hzの周期の周期性騒音を低減するのに有効である。ここでは、フィルタタップt20のフィルタ係数の更新可能範囲は「0以上0.5以下」であり、フィルタタップt100のフィルタ係数の更新可能範囲は「0以上0.35以下」であり、フィルタタップt180のフィルタ係数の更新可能範囲は「0以上0.25以下」であり、フィルタタップt19,t21,t99,t101,t179,t181のフィルタ係数の更新可能範囲は「-0.05以上0.05以下」である。   FIG. 80 shows the updatable range of the filter coefficient. As shown here, the filter coefficients of the filter taps t20, t100, t180 and the neighboring filter taps, for example, the filter taps before and after the filter tap are shown. It can also be updatable. Even if it does in this way, it is effective in reducing the periodic noise of a period of 100 Hz. Here, the updatable range of the filter coefficient of the filter tap t20 is “0 to 0.5”, the updatable range of the filter coefficient of the filter tap t100 is “0 to 0.35”, and the filter coefficient of the filter tap t180 is The updatable range is “0 to 0.25”, and the updatable range of filter coefficients of the filter taps t19, t21, t99, t101, t179, and t181 is “−0.05 to 0.05”.

図77に示されるようにフィルタ係数の更新可能範囲を定めると、100Hzの周期の周期性騒音を低減するのに有効であるが、100Hzと80Hzの2つの周期性騒音を含むような騒音に対してその低減効果を有効にするためには、図81に示されるように、フィルタ係数の更新可能範囲を定めることもできる。このようにすると、フィルタタップt20,t100,t180が100Hzの周期性騒音の低減に寄与し、フィルタタップt50,t150が80Hzの周期性騒音の低減に寄与する。   As shown in FIG. 77, setting the filter coefficient updatable range is effective in reducing periodic noise with a period of 100 Hz, but for noise that includes two periodic noises of 100 Hz and 80 Hz. In order to make the reduction effect effective, an updatable range of the filter coefficient can be determined as shown in FIG. In this way, the filter taps t20, t100 and t180 contribute to the reduction of 100 Hz periodic noise, and the filter taps t50 and t150 contribute to the reduction of 80 Hz periodic noise.

図77に示されるようにフィルタ係数の更新可能範囲を定めると、100Hzの周期の周期性騒音を低減するのに有効であるが、その周期が120Hzであるような周期性騒音に対してその低減効果を有効にするためには、図82に示されるように、フィルタ係数の更新可能範囲を定めるとよい。図82から理解されるように、ここでは、フィルタタップt20,t86,t87,t153,t154のフィルタ係数のみ更新可能としている。これは、次の理由による。つまり、120Hzの周期性騒音の周期Tnは66.7タップ分に相当する。フィルタタップt20を基準にした場合、そこから66.7タップ分だけ離れた箇所には、フィルタタップが存在しないので、その近傍の(前後の)フィルタタップt86、t87をフィルタ係数更新可能なフィルタタップとして定めたのである。フィルタタップt153、t154をフィルタ係数更新可能なフィルタタップとして定めたのも、同様の理由による。   As shown in FIG. 77, when the updatable range of the filter coefficient is determined, it is effective in reducing periodic noise with a period of 100 Hz, but the reduction is reduced with respect to periodic noise whose period is 120 Hz. In order to make the effect effective, as shown in FIG. 82, an updatable range of the filter coefficient may be determined. As understood from FIG. 82, only the filter coefficients of the filter taps t20, t86, t87, t153, and t154 can be updated here. This is due to the following reason. That is, the period Tn of the periodic noise of 120 Hz corresponds to 66.7 taps. When the filter tap t20 is used as a reference, there is no filter tap at a location 66.7 taps away from the filter tap t20, and therefore the filter taps whose filter coefficients can be updated in the neighboring (previous and subsequent) filter taps t86 and t87. It was determined as The filter taps t153 and t154 are determined as filter taps capable of updating the filter coefficient for the same reason.

以上の図75〜82には、理解の容易化のために、比較的少ないタップ数の適応型FIRフィルタについての、フィルタ係数更新可能範囲を示した。しかし、本願発明の周期性騒音低減装置では、より数の多いタップ数の適応型FIRフィルタを用いることもできる。その例を図83、84に示す。   75 to 82 described above show the filter coefficient updatable range for the adaptive FIR filter having a relatively small number of taps for easy understanding. However, in the periodic noise reduction device of the present invention, an adaptive FIR filter having a larger number of taps can be used. Examples thereof are shown in FIGS.

図83は、0番から1199番までの合計1200タップのフィルタタップt0〜t1199を有する適応型FIRフィルタにおける、フィルタ係数の更新可能範囲を示した図である。1200個のうちの15個のフィルタップのみが係数更新可能に設定されている。これらフィルタ係数更新可能なフィルタタップにおいて、フィルタ係数がとりうる最大値は、後段にゆくほど減衰しており、その減衰パターンは、指数減衰パターンである。   FIG. 83 is a diagram showing a filter coefficient updateable range in an adaptive FIR filter having a total of 1200 taps t0 to t1199 from No. 0 to No. 1199. Only 15 filters out of 1200 are set so that the coefficients can be updated. In these filter taps in which the filter coefficient can be updated, the maximum value that can be taken by the filter coefficient is attenuated toward the subsequent stage, and the attenuation pattern is an exponential attenuation pattern.

図84も、0番から1199番までの合計1200タップのフィルタタップt0〜t1199を有する適応型FIRフィルタにおける、フィルタ係数の更新可能範囲を示した図である。ここでも1200個のうちの15個のフィルタップのみが係数更新可能に設定されている。これらフィルタ係数更新可能なフィルタタップにおいて、フィルタ係数がとりうる最大値は、後段にゆくほど減衰しており、その減衰パターンは、ハミング窓の後半部に相当する減衰パターンである。   FIG. 84 is also a diagram showing a filter coefficient updateable range in an adaptive FIR filter having a total of 1200 taps t0 to t1199 from 0 to 1199. Again, only 15 filters out of 1200 are set so that the coefficients can be updated. In these filter taps in which the filter coefficient can be updated, the maximum value that can be taken by the filter coefficient is attenuated toward the later stage, and the attenuation pattern is an attenuation pattern corresponding to the second half of the Hamming window.

以上、本願発明の一実施形態たる周期性騒音低減装置を説明した。上記では、主に、適応アルゴリズムとして学習同定法が実行される適応型FIRフィルタを用いた周期性騒音低減装置を示した。しかし、適応アルゴリズムとしては、学習同定法に限らず、それ以外のものを適用することもできる。例えば、LMSアルゴリズムを用いてもよい。   In the above, the periodic noise reduction apparatus which is one embodiment of this invention was demonstrated. In the above, the periodic noise reduction apparatus using the adaptive FIR filter in which the learning identification method is executed as an adaptive algorithm has been mainly shown. However, the adaptive algorithm is not limited to the learning identification method, and other algorithms can be applied. For example, an LMS algorithm may be used.

(音響系を含むシステムへの適用)
周期性騒音低減装置に用いることのできる、種々のフィルタを上記した。これらのフィルタは、音響系を含むシステムに対しても、用いることができる。
(Application to systems including acoustic systems)
Various filters that can be used in the periodic noise reduction device have been described above. These filters can also be used for systems including acoustic systems.

図85は、限定ADF(R−ADF)を、音響系を含むシステムに適用したときの構成を示す図である。   FIG. 85 is a diagram showing a configuration when the limited ADF (R-ADF) is applied to a system including an acoustic system.

このシステムにおいて、ダクトの左端近傍には、周期性騒音を発する騒音源NSが存在する。ダクトは分岐経路を有し、分岐経路の下端にはスピーカSが設けられている。
ダクトの内部において、騒音源NSの近傍にはマイクロホンM1が設置されている。また、ダクトの内部において、分岐点よりも右の位置に、マイクロホンM2が設置されている。限定ADF(R−ADF)は、マイクロホンM1の出力信号を主入力信号として入力し、マイクロホンM2の出力信号を誤差信号として入力している。また、限定ADF(R−ADF)の出力信号は、スピーカSに送出されている。スピーカSからの放射音は、騒音源NSが発する周期性騒音に干渉する。
In this system, a noise source NS that emits periodic noise exists near the left end of the duct. The duct has a branch path, and a speaker S is provided at the lower end of the branch path.
Inside the duct, a microphone M1 is installed near the noise source NS. A microphone M2 is installed in the duct at a position to the right of the branch point. The limited ADF (R-ADF) receives the output signal of the microphone M1 as a main input signal and the output signal of the microphone M2 as an error signal. Further, the output signal of the limited ADF (R-ADF) is sent to the speaker S. The sound radiated from the speaker S interferes with periodic noise generated by the noise source NS.

限定ADF(R−ADF)において適応アルゴリズムが実行されることによって、スピーカSからは、騒音源NSからの周期性騒音を相殺するような音波が放射されることとなる。   When the adaptive algorithm is executed in the limited ADF (R-ADF), a sound wave that cancels the periodic noise from the noise source NS is emitted from the speaker S.

本願発明によれば、騒音低減性能が改善されるので、例えば、電気音響の技術分野において有益である。   According to the present invention, the noise reduction performance is improved, which is useful in the technical field of electroacoustics, for example.

ラインエンハンサの原理による周期性騒音低減システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the periodic noise reduction system by the principle of a line enhancer. 男性音声信号を示す図である。It is a figure which shows a male audio | voice signal. 周期性騒音を示す図である。It is a figure which shows periodic noise. 入力信号を示す図である。It is a figure which shows an input signal. LESの出力信号を示す図である。It is a figure which shows the output signal of LES. LESにおけるADFのタップ係数値を示す図である。It is a figure which shows the tap coefficient value of ADF in LES. 更新するピーク値をとるタップの数を示す図である。It is a figure which shows the number of taps which take the peak value to update. タップ係数値を示す図である。It is a figure which shows a tap coefficient value. 出力信号を示す図である。It is a figure which shows an output signal. タップ係数値を示す図である。It is a figure which shows a tap coefficient value. 出力信号を示す図である。It is a figure which shows an output signal. 更新タップを限定する手法における出力信号を示す図である。It is a figure which shows the output signal in the method of limiting an update tap. MRI騒音を示す図である。It is a figure which shows MRI noise. 入力信号を示す図である。It is a figure which shows an input signal. LES出力信号を示す図である。It is a figure which shows a LES output signal. LESのタップ係数値を示す図である。It is a figure which shows the tap coefficient value of LES. 出力信号を示す図である。It is a figure which shows an output signal. 出力信号を示す図である。It is a figure which shows an output signal. タップ係数値を示す図である。It is a figure which shows a tap coefficient value. 限定ADFのタップ係数を示す図である。It is a figure which shows the tap coefficient of limited ADF. 限定ADFの出力信号を示す図である。It is a figure which shows the output signal of limited ADF. タップ数とVEとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the number of taps and VE. 出力信号を示す図である。It is a figure which shows an output signal. タップ係数のスペクトル図である。It is a spectrum figure of a tap coefficient. タップ係数(ハミング窓)を示す図である。It is a figure which shows a tap coefficient (Humming window). ハミング窓をかけたタップ係数のスペクトル図である。It is the spectrum figure of the tap coefficient which applied the Hamming window. タップ数とVEとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the number of taps and VE. 出力信号を示す図である。It is a figure which shows an output signal. タップ係数(タップ数の2倍でハミング窓)を示す図である。It is a figure which shows a tap coefficient (Hamming window by 2 times the number of taps). ハミング窓の半分をかけたタップ係数のスペクトル図である。It is the spectrum figure of the tap coefficient which applied the half of the Hamming window. 出力信号を示す図である。It is a figure which shows an output signal. タップ数とVEとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the number of taps and VE. タップ係数(指数減衰型 r=0.9)を示す図である。It is a figure which shows a tap coefficient (exponential decay type r = 0.9). 指数減衰型(r=0.9)のタップ係数のスペクトル図である。It is a spectrum figure of the tap coefficient of an exponential decay type (r = 0.9). 出力信号を示す図である。It is a figure which shows an output signal. 係数rとVEとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the coefficient r and VE. IIR型周期性騒音低減システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of an IIR type periodic noise reduction system. 係数aとVEとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the coefficient a and VE. 出力信号(a=0.99)を示す図である。It is a figure which shows an output signal (a = 0.99). LESにおけるADFのタップ係数を示す図である。It is a figure which shows the tap coefficient of ADF in LES. 係数値一定型FIRフィルタのタップ係数(f0=160Hz)を示す図である。It is a diagram illustrating the tap coefficients of the coefficient values a predetermined type FIR filter (f 0 = 160Hz). 係数値一定型のシステムの出力信号(f0=160Hz)を示す図である。It is a diagram showing coefficient values a certain type of system output signal (f 0 = 160Hz). 騒音信号波形図であり、(a)はf0=120Hzの周期性騒音を示し、(b)はその騒音の拡大図を示す。A noise signal waveform diagram, (a) shows the cyclic noise f 0 = 120Hz, (b) is an enlarged view of the noise. 入力信号を示す図である。It is a figure which shows an input signal. 係数値一定型CPPSのタップ係数(f0=120Hz)を示す図である。Is a diagram illustrating the tap coefficients of the coefficient values a predetermined type CPPS (f 0 = 120Hz). 係数値一定型CPPSの出力信号(f0=120Hz)を示す図である。Is a diagram showing coefficient values a certain type CPPS output signal (f 0 = 120Hz). 従来法の限定ADFのタップ係数を示す図である。It is a figure which shows the tap coefficient of limited ADF of the conventional method. 従来のR-LESの出力信号を示す図である。It is a figure which shows the output signal of the conventional R-LES. 改良した限定ADFのタップ係数を示す図である。It is a figure which shows the tap coefficient of improved limited ADF. 改良したR-LESの出力信号を示す図である。It is a figure which shows the output signal of improved R-LES. ピーク検出型限定ADFのタップ係数を示す図である。It is a figure which shows the tap coefficient of peak detection type | mold limited ADF. ピーク検出型R-LESの出力信号を示す図である。It is a figure which shows the output signal of a peak detection type | mold R-LES. 限定ADFのタップ係数(更新継続)を示す図である。It is a figure which shows the tap coefficient (update continuation) of limited ADF. 出力信号(更新継続)を示す図である。It is a figure which shows an output signal (update continuation). タップの係数更新量を示す図であり、(a)は200番目のタップの係数更新量を示し、(b)はその拡大図を示す。It is a figure which shows the coefficient update amount of a tap, (a) shows the coefficient update amount of a 200th tap, (b) shows the enlarged view. 出力信号(クリップ処理あり)を示す図である。It is a figure which shows an output signal (with clip processing). 更新タップを新しく設定するための装置構成を示す図である。It is a figure which shows the apparatus structure for setting an update tap newly. 更新タップを新しく設定するための装置構成を示す図である。It is a figure which shows the apparatus structure for setting an update tap newly. LESの出力信号を示す図である。It is a figure which shows the output signal of LES. ADFのタップ係数を示す図である。It is a figure which shows the tap coefficient of ADF. 限定ADFのタップ係数を示す図である。It is a figure which shows the tap coefficient of limited ADF. R-LESの出力信号を示す図である。It is a figure which shows the output signal of R-LES. 騒音波形を示す図であり、(a)はMRI騒音を示し、(b)はその(MRI騒音の)拡大図である。It is a figure which shows a noise waveform, (a) shows MRI noise, (b) is the enlarged view (of MRI noise). 騒音再合成法を実行するシステムのブロック図である。It is a block diagram of the system which performs a noise resynthesis method. 入力信号(MRI騒音)を示す図である。It is a figure which shows an input signal (MRI noise). 騒音再合成法の出力信号を示す図である。It is a figure which shows the output signal of a noise resynthesis method. 騒音再合成法の出力信号(騒音のみ)を示す図である。It is a figure which shows the output signal (only a noise) of a noise resynthesis method. 騒音再合成法の騒音出力(ADFのステップサイズ=0.001)を示す図である。It is a figure which shows the noise output (ADF step size = 0.001) of a noise resynthesis method. 騒音再合成法+R-LESの出力信号を示す図である。It is a figure which shows the output signal of noise resynthesis method + R-LES. 騒音再合成法 + R-LES(タップ数=20,000)の出力信号を示す図である。It is a figure which shows the output signal of noise resynthesis method + R-LES (the number of taps = 20,000). 騒音再合成法 + R-LES(タップ数=20,000)のタップ係数を示す図である。It is a figure which shows the tap coefficient of noise resynthesis method + R-LES (the number of taps = 20,000). 騒音再合成法 + R-LES(タップ数=20,000)の出力信号を示す図である。It is a figure which shows the output signal of noise resynthesis method + R-LES (the number of taps = 20,000). 騒音再合成法 + R-LES(タップ数=20,000)のタップ係数を示す図である。It is a figure which shows the tap coefficient of noise resynthesis method + R-LES (the number of taps = 20,000). 周期性騒音低減装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a periodic noise reduction apparatus. 適応型FIRフィルタのフィルタ係数の更新可能範囲を示す図である。It is a figure which shows the updateable range of the filter coefficient of an adaptive FIR filter. 適応型FIRフィルタのフィルタ係数の更新可能範囲を示す図である。It is a figure which shows the updateable range of the filter coefficient of an adaptive FIR filter. 適応型FIRフィルタのフィルタ係数の更新可能範囲を示す図である。It is a figure which shows the updateable range of the filter coefficient of an adaptive FIR filter. 適応型FIRフィルタのフィルタ係数の更新可能範囲を示す図である。It is a figure which shows the updateable range of the filter coefficient of an adaptive FIR filter. 適応型FIRフィルタのフィルタ係数の更新可能範囲を示す図である。It is a figure which shows the updateable range of the filter coefficient of an adaptive FIR filter. 適応型FIRフィルタのフィルタ係数の更新可能範囲を示す図である。It is a figure which shows the updateable range of the filter coefficient of an adaptive FIR filter. 適応型FIRフィルタのフィルタ係数の更新可能範囲を示す図である。It is a figure which shows the updateable range of the filter coefficient of an adaptive FIR filter. 適応型FIRフィルタのフィルタ係数の更新可能範囲を示す図である。It is a figure which shows the updateable range of the filter coefficient of an adaptive FIR filter. 適応型FIRフィルタのフィルタ係数の更新可能範囲を示す図である。It is a figure which shows the updateable range of the filter coefficient of an adaptive FIR filter. 適応型FIRフィルタのフィルタ係数の更新可能範囲を示す図である。It is a figure which shows the updateable range of the filter coefficient of an adaptive FIR filter. 限定ADF(R−ADF)を、音響系を含むシステムに適用したときの構成を示す図である。It is a figure which shows a structure when limited ADF (R-ADF) is applied to the system containing an acoustic system.

符号の説明Explanation of symbols

周期性騒音低減装置 10
入力端子 11
出力端子 12
減算器 13
適応型FIRフィルタ 20
主信号入力部 21
信号出力部 22
誤差信号入力部 23
加算部 24
係数更新部 25
Periodic noise reduction device 10
Input terminal 11
Output terminal 12
Subtractor 13
Adaptive FIR filter 20
Main signal input section 21
Signal output unit 22
Error signal input unit 23
Adder 24
Coefficient update unit 25

Claims (32)

周期性騒音低減装置に用いられるデジタルフィルタであって、
そのインパルス応答が、該周期性騒音の周期的なタイミングに略一致する時間においてのみ、0でもなく、また、その近傍の値でもない係数値を有する、デジタルフィルタ。
A digital filter used in a periodic noise reduction device,
A digital filter whose impulse response has a coefficient value that is neither 0 nor a value in the vicinity thereof only at a time substantially matching the periodic timing of the periodic noise.
該インパルス応答全体にわたる係数値の総和が略1である、請求項1記載のデジタルフィルタ。   The digital filter according to claim 1, wherein a sum of coefficient values over the impulse response is approximately 1. IIR型であり、
フィードバックループを備え、
該フィードバックループ中に遅延部を有し、
該遅延部よって生ずる遅延時間が、該周期性騒音の周期と略同一である、請求項1又2記載のデジタルフィルタ。
IIR type,
With a feedback loop,
Having a delay in the feedback loop;
The digital filter according to claim 1 or 2, wherein a delay time generated by the delay unit is substantially the same as a period of the periodic noise.
該周期性騒音の周期的なタイミングに略一致する時間における係数値が、後段ほど小さくなるような減衰パターンを示す、請求項3記載のデジタルフィルタ。   The digital filter according to claim 3, wherein the digital filter shows an attenuation pattern such that a coefficient value at a time substantially coincident with a periodic timing of the periodic noise becomes smaller as a subsequent stage. 該減衰パターンが指数減衰パターンである、請求項4記載のデジタルフィルタ。   The digital filter of claim 4, wherein the attenuation pattern is an exponential attenuation pattern. FIR型であり、
直列的に連続して接続された複数の遅延素子と、複数のフィルタタップとを備え、
複数の遅延素子によって生ぜしめられる遅延時間の時間軸上において、該周期性騒音の周期的なタイミングに略一致する時間の信号に対してのみ、0でもなく、また、その近傍の値でもないフィルタ係数が設定されたフィルタタップが設けられた、請求項1又は2記載のデジタルフィルタ。
FIR type,
A plurality of delay elements connected in series and a plurality of filter taps;
A filter which is neither 0 nor a value in the vicinity thereof only for a signal whose time substantially matches the periodic timing of the periodic noise on the time axis of the delay time generated by a plurality of delay elements. The digital filter according to claim 1, further comprising a filter tap in which a coefficient is set.
該周期性騒音の周期的なタイミングに略一致する時間における係数値が、後段ほど小さくなるような減衰パターンを示す、請求項6記載のデジタルフィルタ。   The digital filter according to claim 6, wherein the digital filter shows an attenuation pattern such that a coefficient value at a time substantially coincident with a periodic timing of the periodic noise becomes smaller as a subsequent stage. 該減衰パターンが指数減衰パターンである、請求項7記載のデジタルフィルタ。   The digital filter of claim 7, wherein the attenuation pattern is an exponential attenuation pattern. 該減衰パターンがハミング窓の後半部に相当する減衰パターンである、請求項7記載のデジタルフィルタ。   The digital filter according to claim 7, wherein the attenuation pattern is an attenuation pattern corresponding to the second half of the Hamming window. 該周期性騒音の周期的なタイミングに略一致する時間における係数値が、ハミング窓に相当するパターンを示す、請求項6記載のデジタルフィルタ。   The digital filter according to claim 6, wherein a coefficient value at a time substantially coincident with a periodic timing of the periodic noise indicates a pattern corresponding to a Hamming window. 周期性騒音低減装置に用いられるデジタルフィルタであって、
適応型であり、
直列的に連続して接続された複数の遅延素子と、フィルタ係数を更新可能な複数のフィルタタップとを備え、
該周期性騒音の音声信号が主入力信号として用いられ、該デジタルフィルタの出力信号と該音声信号との誤差信号のパワーが最小化されるように該フィルタタップのフィルタ係数が更新され、
複数の遅延素子によって生ぜしめられる遅延時間の時間軸上において、該周期性騒音の周期的なタイミングに略一致する時間の信号に対してのみ、実質的なフィルタ係数の更新が可能なフィルタタップが設けられた、デジタルフィルタ。
A digital filter used in a periodic noise reduction device,
Is adaptive,
A plurality of delay elements connected in series and a plurality of filter taps capable of updating the filter coefficient;
The sound signal of the periodic noise is used as a main input signal, and the filter coefficient of the filter tap is updated so that the power of the error signal between the output signal of the digital filter and the sound signal is minimized,
On the time axis of the delay time generated by a plurality of delay elements, there is a filter tap that can substantially update the filter coefficient only for a signal having a time substantially matching the periodic timing of the periodic noise. Digital filter provided.
該実質的なフィルタ係数の更新が可能なフィルタタップによってその出力信号に対してフィルタ係数が乗ぜられる遅延素子以外の遅延素子の出力信号に対しては、フィルタタップを設けないか、又は、0若しくはその近傍の値をフィルタ係数として乗ずるためのフィルタタップが設けられた、請求項11記載のデジタルフィルタ。   No filter tap is provided for an output signal of a delay element other than the delay element in which the filter coefficient is multiplied to the output signal by a filter tap capable of substantially updating the filter coefficient, or 0 or The digital filter according to claim 11, further comprising a filter tap for multiplying a value in the vicinity thereof as a filter coefficient. 該デジタルフィルタにおいて実行される適応アルゴリズムが学習同定法である、請求項11又は12記載のデジタルフィルタ。   The digital filter according to claim 11 or 12, wherein the adaptive algorithm executed in the digital filter is a learning identification method. 該実質的なフィルタ係数の更新が可能なフィルタタップにおいて、そのフィルタ係数更新可能範囲の最大値の合計値が、1又はその近傍の値である、請求項11乃至13のいずれか一の項に記載のデジタルフィルタ。   The filter tap capable of substantially updating the filter coefficient, wherein the total value of the maximum values of the filter coefficient updatable range is 1 or a value in the vicinity thereof. The digital filter described. 該実質的なフィルタ係数の更新が可能なフィルタタップにおいて、フィルタ係数が0又は正値に制限される、請求項11乃至14のいずれか一の項に記載のデジタルフィルタ。   The digital filter according to any one of claims 11 to 14, wherein the filter coefficient is limited to 0 or a positive value in a filter tap capable of substantially updating the filter coefficient. 該実質的なフィルタ係数の更新が可能なフィルタタップにおいて、そのフィルタ係数更新可能範囲の最大値が、後段のフィルタタップほど小さくなるような減衰パターンを示す、請求項11乃至15のいずれか一の項に記載のデジタルフィルタ。   The filter tap capable of substantially updating the filter coefficient shows an attenuation pattern in which the maximum value of the filter coefficient updatable range becomes smaller as the subsequent filter tap. The digital filter according to item. 該減衰パターンが指数減衰パターンである、請求項16記載のデジタルフィルタ。   The digital filter of claim 16, wherein the attenuation pattern is an exponential attenuation pattern. 該減衰パターンが、ハミング窓の後半部に相当する減衰パターンである、請求項16記載のデジタルフィルタ。   The digital filter according to claim 16, wherein the attenuation pattern is an attenuation pattern corresponding to the second half of the Hamming window. 該実質的なフィルタ係数の更新が可能なフィルタタップにおいて、そのフィルタ係数更新可能範囲の最大値が、ハミング窓に相当するパターンを示す、請求項11乃至15のいずれか一の項に記載のデジタルフィルタ。   The digital filter according to any one of claims 11 to 15, wherein in the filter tap capable of substantially updating the filter coefficient, the maximum value of the filter coefficient updateable range indicates a pattern corresponding to a Hamming window. filter. 該周期性騒音が第一周期を有する騒音成分と第二周期を有する騒音成分とを含み、
該第一周期よりも該第二周期の方が大きく、
複数の遅延素子によって生ぜしめられる遅延時間の時間軸上における、該第一周期の周期的なタイミングに略一致する時間と、該第二周期の周期的なタイミングに略一致する時間の信号に対してのみ、実質的なフィルタ係数の更新が可能なフィルタタップが設けられた、請求項11乃至15のいずれか一の項に記載のデジタルフィルタ。
The periodic noise includes a noise component having a first period and a noise component having a second period;
The second period is greater than the first period;
On the time axis of the delay time generated by a plurality of delay elements, for a signal that substantially matches the periodic timing of the first period and a signal that substantially matches the periodic timing of the second period The digital filter according to any one of claims 11 to 15, wherein a filter tap capable of substantially updating a filter coefficient is provided.
該周期性騒音が第一周期を有する騒音成分と第二周期を有する騒音成分とを含み、
該第一周期よりも該第二周期の方が大きく、
複数の遅延素子によって生ぜしめられる遅延時間の時間軸上の所定時間よりも前の時間における、該第一周期の周期的なタイミングに略一致する時間と、複数の遅延素子によって生ぜしめられる遅延時間の時間軸上における、該第二周期の周期的なタイミングに略一致する時間の信号に対してのみ、実質的なフィルタ係数の更新が可能なフィルタタップが設けられた、請求項11乃至15のいずれか一の項に記載のデジタルフィルタ。
The periodic noise includes a noise component having a first period and a noise component having a second period;
The second period is greater than the first period;
A time substantially matching the periodic timing of the first period and a delay time generated by the plurality of delay elements at a time prior to a predetermined time on the time axis of the delay time generated by the plurality of delay elements. 16. A filter tap capable of substantially updating a filter coefficient is provided only for a signal having a time substantially matching the periodic timing of the second period on the time axis. The digital filter according to any one of the items.
周期性騒音低減装置に用いられるデジタルフィルタであって、
適応型であり、
該デジタルフィルタにおいて、第一工程、第二工程 及び 第三工程が実行され、
第一工程において、該デジタルフィルタが有する全てのフィルタタップでフィルタ係数の更新がなされ、
第二工程において、第一工程が実行されることによって収束したフィルタ係数が所定の閾値よりも大きいフィルタタップが、第一フィルタタップとして抽出され、
第三工程において、第二工程が実行されることによって抽出された第一フィルタタップに対してはフィルタ係数の更新が許容され、それ以外のフィルタタップに対しては、フィルタ係数が0又はその近傍の値に設定され、かつ、フィルタ係数の更新が許容されない、デジタルフィルタ。
A digital filter used in a periodic noise reduction device,
Is adaptive,
In the digital filter, the first step, the second step and the third step are executed,
In the first step, filter coefficients are updated in all filter taps of the digital filter,
In the second step, a filter tap having a filter coefficient that is converged by executing the first step and is larger than a predetermined threshold is extracted as the first filter tap,
In the third step, the filter coefficient is allowed to be updated for the first filter tap extracted by executing the second step, and the filter coefficient is 0 or in the vicinity thereof for the other filter taps. A digital filter that is set to the value of and the filter coefficient is not allowed to be updated.
該デジタルフィルタにおいて実行される適応アルゴリズムが学習同定法である、請求項22記載のデジタルフィルタ。   The digital filter according to claim 22, wherein the adaptive algorithm executed in the digital filter is a learning identification method. 該第三工程において、該第一フィルタタップのフィルタ係数更新可能範囲の最大値の合計値が、1又はその近傍の値である、請求項22又は23記載のデジタルフィルタ。   The digital filter according to claim 22 or 23, wherein in the third step, the total value of the maximum values of the filter coefficient updatable range of the first filter tap is 1 or a value in the vicinity thereof. 該第三工程において、該第一フィルタタップのフィルタ係数が0又は正値に制限される、請求項22乃至24のいずれか一の項に記載のデジタルフィルタ。   The digital filter according to any one of claims 22 to 24, wherein in the third step, a filter coefficient of the first filter tap is limited to 0 or a positive value. 周期性騒音低減装置に用いられるデジタルフィルタであって、
適応型であり、
第一適応アルゴリズム実行部と、第二適応アルゴリズム実行部とを備え、
第一適応アルゴリズム実行部と第二適応アルゴリズム実行部とは、フィルタタップ数と単位遅延時間が同一であり、
第一適応アルゴリズム実行部に入力される主入力信号が、第二適応アルゴリズム実行部にも主入力信号として入力され、
第二適応アルゴリズム実行部で適応アルゴリズムが実行されることによって収束したフィルタ係数が、所定の閾値よりも大きいフィルタタップが、第二フィルタタップとして抽出され、
第一適応アルゴリズム実行部において、該抽出された第二フィルタタップと同一のタップ番号を有するフィルタタップに対しては、フィルタ係数の更新が許容され、それ以外のフィルタタップに対しては、フィルタ係数が0又はその近傍の値に設定され、かつ、フィルタ係数の更新が許容されない、デジタルフィルタ。
A digital filter used in a periodic noise reduction device,
Is adaptive,
A first adaptive algorithm execution unit and a second adaptive algorithm execution unit;
The first adaptive algorithm execution unit and the second adaptive algorithm execution unit have the same number of filter taps and unit delay time,
The main input signal input to the first adaptive algorithm execution unit is also input as the main input signal to the second adaptive algorithm execution unit,
A filter tap whose filter coefficient converged by executing the adaptive algorithm in the second adaptive algorithm execution unit is larger than a predetermined threshold is extracted as the second filter tap,
In the first adaptive algorithm executing unit, the filter coefficient is allowed to be updated for a filter tap having the same tap number as the extracted second filter tap, and for the other filter taps, the filter coefficient Is a digital filter in which 0 is set to 0 or a value in the vicinity thereof, and updating of filter coefficients is not allowed.
該第一適応アルゴリズム実行部において実行される適応アルゴリズム、及び、該第二適応アルゴリズム実行部において実行される適応アルゴリズムが、いずれも学習同定法である、請求項26記載のデジタルフィルタ。   27. The digital filter according to claim 26, wherein both the adaptation algorithm executed in the first adaptation algorithm execution unit and the adaptation algorithm executed in the second adaptation algorithm execution unit are learning identification methods. 該第一適応アルゴリズム実行部の適応アルゴリズムにおいて、フィルタ係数の更新が許容されるフィルタタップでのフィルタ係数更新可能範囲の最大値の合計値が、1又はその近傍の値である、請求項26又は27記載のデジタルフィルタ。   27. In the adaptive algorithm of the first adaptive algorithm execution unit, the total value of the maximum values of the filter coefficient updatable range at the filter tap in which the filter coefficient is allowed to be updated is 1 or a value in the vicinity thereof. 27. The digital filter according to 27. 該第一適応アルゴリズム実行部の適応アルゴリズムにおいて、フィルタ係数の更新が許容されるフィルタタップでのフィルタ係数が0又は正値に制限される、請求項26乃至28のいずれか一の項に記載のデジタルフィルタ。   29. The adaptive algorithm of the first adaptive algorithm execution unit, wherein a filter coefficient at a filter tap that is allowed to update a filter coefficient is limited to 0 or a positive value according to any one of claims 26 to 28. Digital filter. 音声信号入力部と、音声信号出力部と、フィルタとを備え、
該音声信号入力部に周期性騒音を含む音声信号が入力され、
音声信号入力部に入力された音声信号が該フィルタに入力され、
該音声信号入力部に入力された音声信号から該フィルタの出力信号を減ずることによって生成される信号が該音声信号出力部から出力され、
該フィルタが請求項1乃至29のいずれか一の項に記載のデジタルフィルタである、周期性騒音低減装置。
An audio signal input unit, an audio signal output unit, and a filter;
An audio signal including periodic noise is input to the audio signal input unit,
The audio signal input to the audio signal input unit is input to the filter,
A signal generated by subtracting the output signal of the filter from the audio signal input to the audio signal input unit is output from the audio signal output unit,
A periodic noise reduction device, wherein the filter is the digital filter according to any one of claims 1 to 29.
第一騒音低減装置と、その後段に直列に接続された第二騒音低減装置とを備える騒音低減装置であって、
該第一騒音低減装置と該第二騒音低減装置のうちの一方が、請求項30記載の周期性騒音低減装置であり、
他方が、線型予測フィルタを使った騒音再合成法に基づいて騒音を低減させる装置である、騒音低減装置。
A noise reduction device comprising a first noise reduction device and a second noise reduction device connected in series at the subsequent stage,
One of the first noise reduction device and the second noise reduction device is the periodic noise reduction device according to claim 30,
The other is a noise reduction device that is a device that reduces noise based on a noise resynthesis method using a linear prediction filter.
第一マイクロホンと、第二マイクロホンと、スピーカと、フィルタとを備え、
該フィルタが請求項11乃至25のいずれか一の項に記載のデジタルフィルタであり、
該第一マイクロホンに周期性騒音が入力され、
該第一マイクロホンの出力信号が該フィルタに入力され、
該フィルタの出力信号が該スピーカに送出され、
該周期性騒音と該スピーカからの放射音とが該第二マイクロホンに入力され、
該第二マイクロホンの出力信号が適応アルゴリズム実行のための誤差信号として該フィルタに入力される、周期性騒音低減装置。
A first microphone, a second microphone, a speaker, and a filter;
The digital filter according to any one of claims 11 to 25, wherein the filter is a digital filter.
Periodic noise is input to the first microphone,
The output signal of the first microphone is input to the filter,
The output signal of the filter is sent to the speaker,
The periodic noise and the sound emitted from the speaker are input to the second microphone,
The periodic noise reduction device, wherein an output signal of the second microphone is input to the filter as an error signal for executing an adaptive algorithm.
JP2006132995A 2005-05-11 2006-05-11 Digital filter, periodic noise reduction device, and noise reduction device Active JP4690243B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006132995A JP4690243B2 (en) 2005-05-11 2006-05-11 Digital filter, periodic noise reduction device, and noise reduction device

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005138940 2005-05-11
JP2005138940 2005-05-11
JP2005210379 2005-07-20
JP2005210379 2005-07-20
JP2006132739 2006-05-11
JP2006132739 2006-05-11
JP2006132995A JP4690243B2 (en) 2005-05-11 2006-05-11 Digital filter, periodic noise reduction device, and noise reduction device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007327980A true JP2007327980A (en) 2007-12-20
JP4690243B2 JP4690243B2 (en) 2011-06-01

Family

ID=38928525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006132995A Active JP4690243B2 (en) 2005-05-11 2006-05-11 Digital filter, periodic noise reduction device, and noise reduction device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4690243B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007241104A (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Saitama Univ Adaptive linear prediction unit, speech enhancing device, and speech enhancing system
JP2014017550A (en) * 2012-07-05 2014-01-30 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Filter circuit
EP2860544A3 (en) * 2013-10-08 2015-07-22 Samsung Electronics Co., Ltd Apparatus and method of reducing noise and audio playing apparatus with non-magnet speaker
US9747885B2 (en) 2015-03-26 2017-08-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Noise reduction system
CN112687285A (en) * 2020-12-22 2021-04-20 珠海市杰理科技股份有限公司 Echo cancellation method and device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06503450A (en) * 1990-12-19 1994-04-14 ルンナー,トマス How to reduce the power consumption of a digital filter bank by reducing the number of products
JPH06188683A (en) * 1992-04-23 1994-07-08 Masatada Hata Adaptive digital filter
JPH06282278A (en) * 1993-03-30 1994-10-07 Fujitsu Ltd Standing-wave corresponding type active noise eliminator
JPH0844399A (en) * 1994-03-17 1996-02-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Acoustic signal transformation encoding method and decoding method
JP2004064584A (en) * 2002-07-31 2004-02-26 Kanda Tsushin Kogyo Co Ltd Signal separation and extraction apparatus
WO2004079905A1 (en) * 2003-03-03 2004-09-16 Neuro Solution Corp. Digital filter design method and device, digital filter design program, digital filter

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06503450A (en) * 1990-12-19 1994-04-14 ルンナー,トマス How to reduce the power consumption of a digital filter bank by reducing the number of products
JPH06188683A (en) * 1992-04-23 1994-07-08 Masatada Hata Adaptive digital filter
JPH06282278A (en) * 1993-03-30 1994-10-07 Fujitsu Ltd Standing-wave corresponding type active noise eliminator
JPH0844399A (en) * 1994-03-17 1996-02-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Acoustic signal transformation encoding method and decoding method
JP2004064584A (en) * 2002-07-31 2004-02-26 Kanda Tsushin Kogyo Co Ltd Signal separation and extraction apparatus
WO2004079905A1 (en) * 2003-03-03 2004-09-16 Neuro Solution Corp. Digital filter design method and device, digital filter design program, digital filter

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CSNG200500746009, 松本直人,藤井健作,笹岡直人,伊藤良生, "音声に重畳した周期性騒音の一低減法", 電子情報通信学会論文誌, 20041001, 第J87−A巻,第10号, 1339−1344頁, JP, 社団法人電子情報通信学会 *
CSNG200501340001, 笹岡直人,伊藤良生,脇坂契一,藤井健作, "ALEおよび逆フィルタを利用した騒音抑圧法の演算量削減に関する検討", 電子情報通信学会技術研究報告, 20050610, 第105巻,第112号, 7−12頁, JP, 社団法人電子情報通信学会 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007241104A (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Saitama Univ Adaptive linear prediction unit, speech enhancing device, and speech enhancing system
JP2014017550A (en) * 2012-07-05 2014-01-30 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Filter circuit
EP2860544A3 (en) * 2013-10-08 2015-07-22 Samsung Electronics Co., Ltd Apparatus and method of reducing noise and audio playing apparatus with non-magnet speaker
US10037765B2 (en) 2013-10-08 2018-07-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method of reducing noise and audio playing apparatus with non-magnet speaker
US9747885B2 (en) 2015-03-26 2017-08-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Noise reduction system
CN112687285A (en) * 2020-12-22 2021-04-20 珠海市杰理科技股份有限公司 Echo cancellation method and device
CN112687285B (en) * 2020-12-22 2023-09-29 珠海市杰理科技股份有限公司 Echo cancellation method and device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4690243B2 (en) 2011-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109686381B (en) Signal processor for signal enhancement and related method
JP4742226B2 (en) Active silencing control apparatus and method
JP5347794B2 (en) Echo suppression method and apparatus
US9088336B2 (en) Systems and methods of echo and noise cancellation in voice communication
AU756511B2 (en) Signal noise reduction by spectral subtraction using linear convolution and causal filtering
WO2009148049A1 (en) Acoustic echo canceller and acoustic echo cancel method
CN110211602B (en) Intelligent voice enhanced communication method and device
JP4690243B2 (en) Digital filter, periodic noise reduction device, and noise reduction device
US20050220292A1 (en) Method of discriminating between double-talk state and single-talk state
WO2009151062A1 (en) Acoustic echo canceller and acoustic echo cancel method
US20060089836A1 (en) System and method of signal pre-conditioning with adaptive spectral tilt compensation for audio equalization
JP6214884B2 (en) Active silencer and active silencer method
CN115620737A (en) Voice signal processing device, method, electronic equipment and sound amplification system
Ykhlef et al. A post-filter for acoustic echo cancellation in frequency domain
KR100754558B1 (en) Periodic signal enhancement system
JP2009207021A (en) Acoustic echo canceler
JP2006166375A (en) Howling canceller
JP5513158B2 (en) Active noise control device
WO2014097470A1 (en) Reverberation removal device
JP4438632B2 (en) Howling canceller
WO2018087855A1 (en) Echo canceller device, echo cancellation method, and echo cancellation program
JP4350919B2 (en) Active noise eliminator
JP2010011272A (en) Acoustic echo canceler
JP3505337B2 (en) Transfer function identification device and active noise elimination device
JP4350917B2 (en) Active noise eliminator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080702

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090828

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100929

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110208

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110217

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4690243

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140225

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140225

Year of fee payment: 3

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140225

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140225

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250