JP2008005362A - Noise estimating apparatus and audio apparatus using the same - Google Patents

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Shinichi Katsumata
慎一 勝又
Tomohiko Ise
友彦 伊勢
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a "noise estimating apparatus" for detecting whether a pulse-wise noise is included or not in noise level signals before calculation of a gain for compensation of loudness and also provide an audio apparatus using the same noise estimating apparatus. <P>SOLUTION: The noise estimating apparatus includes a plurality of different filters arranged in parallel for reducing or removing noise level signals inputted to the noise estimating apparatus and a control unit 9 for selecting an adequate filter in accordance with the noise level signals. The filter includes a median filter 5 for removing pulse-wise noise and a moving average filter 7 for reducing random noise. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は騒音推定装置に関し、特に、瞬時的な騒音を推定し、これを適切に除去又は軽減する騒音推定装置に関する。   The present invention relates to a noise estimation apparatus, and more particularly to a noise estimation apparatus that estimates instantaneous noise and appropriately removes or reduces the noise.

オーディオ装置に形成されるラウドネス補償器は、音響空間内に存在する騒音下で音楽を聴取する際にその騒音の成分や量に応じて音楽の聴こえが悪くなってしまうという課題に対し、騒音に応じた最適な音楽信号補正を行う事で、騒音の中でも快適な音楽聴取を実現する装置である。例えば、特許文献１に開示されるように、ラウドネス補償器は騒音を含む音楽をマイクから取り込み観測信号とし、当該観測信号から、ＣＤ（Compact Disk）やＭＤ(Mini Disk)等のオーディオ機器より出力される音楽信号（以下、元の音楽信号）を除去することで騒音レベル信号を推定し、当該騒音レベル信号からラウドネスを補償するためのゲインを算出し、当該ゲインによって元の音楽信号を補正し、出力している。これによって、ラウドネス補償器は騒音に応じた最適な補正を元の音楽信号に加えて出力することが可能となり、静穏状態と同等の音楽レベルを維持することができる。   The loudness compensator formed in the audio device is effective in reducing noise in response to the problem that when listening to music under the noise present in the acoustic space, depending on the component and amount of the noise. It is a device that realizes comfortable music listening even in noise by performing optimal music signal correction according to the corresponding. For example, as disclosed in Patent Document 1, a loudness compensator takes music including noise from a microphone and uses it as an observation signal, and outputs the observation signal from an audio device such as a CD (Compact Disk) or MD (Mini Disk). The noise level signal is estimated by removing the music signal (hereinafter referred to as the original music signal), a gain for compensating the loudness is calculated from the noise level signal, and the original music signal is corrected by the gain. Is output. As a result, the loudness compensator can output an optimum correction according to noise in addition to the original music signal, and can maintain a music level equivalent to the quiet state.

ところが、推定した騒音レベル信号には、観測信号から元の音楽信号を除く際に生じる推定誤差と、マイクを含めた観測装置に発生する電気的な雑音とによる時間とともにランダムに変化する誤差（以下、ランダムノイズという。）が生じる。また、上述したオーディオ装置を搭載した車等が、あぜ道や道路、踏み切り等の段差のある箇所を乗り越える場合、騒音レベル信号に瞬時的で大きな変動（以下、パルス性ノイズという。）が生じることがある。このようなパルス性ノイズを含む騒音レベル信号からラウドネスを補償するゲインを算出しても、騒音レベル信号には、ランダムノイズ以外にパルス性ノイズも含まれているため、ゲインの算出結果に誤差が生じてしまう。その結果、元の音楽信号に誤った補正がかけられてしまい、出力された音楽やラジオ等を聴く者は違和感を覚える。   However, the estimated noise level signal includes an error that changes randomly over time due to the estimation error that occurs when the original music signal is removed from the observation signal and the electrical noise that occurs in the observation device including the microphone (hereinafter referred to as the noise). Is called random noise). In addition, when a vehicle or the like equipped with the above-described audio device gets over a stepped portion such as a road, a road, or a railroad crossing, an instantaneous large fluctuation (hereinafter referred to as pulse noise) may occur in the noise level signal. is there. Even if a gain that compensates for loudness is calculated from a noise level signal including such pulse noise, the noise level signal also includes pulse noise in addition to random noise. It will occur. As a result, the original music signal is erroneously corrected, and the listener who listens to the output music, radio, etc. feels uncomfortable.

このようなパルス性ノイズを含む騒音レベル信号に対し、従来のラウドネス補償器では、騒音レベル信号を時系列的に取り扱い、ＦＩＲフィルタ（Finite Impulse Response Filter：以下、移動平均フィルタという。）やＬＰＦ（Low Pass Filter：以下、低域通過フィルタという。）といったフィルタを適用して、パルス性ノイズの除去や推定誤差による誤った補正を抑制していた。
特開平７−３０７６３２号公報 For a noise level signal including such pulse noise, a conventional loudness compensator handles the noise level signal in time series, and uses an FIR filter (Finite Impulse Response Filter: hereinafter referred to as a moving average filter) or an LPF (LPF). A filter such as Low Pass Filter (hereinafter referred to as a low-pass filter) is applied to suppress removal of pulse noise and erroneous correction due to estimation error.
JP-A-7-307632

しかしながら、時系列的な平均操作でノイズを低減させる移動平均フィルタは、ランダムノイズの除去には適しているものの、瞬間的に発生するパルス性ノイズの除去には十分でなかった。   However, a moving average filter that reduces noise by time-series averaging operation is suitable for removing random noise, but is not sufficient for removing instantaneous pulse noise.

本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、騒音レベル信号に含まれるパルス性ノイズを除去又は軽減して精度良く騒音を推定できる騒音推定装置及びこれを備えたオーディオ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a noise estimation device capable of accurately estimating noise by removing or reducing pulse noise included in a noise level signal, and an audio device including the noise estimation device. For the purpose.

上述した問題点を解決するために、本発明の騒音推定装置は、入力される騒音レベル信号を低減又は除去する、並列に配置された複数の異なるフィルタ部と、前記騒音レベル信号に応じて適切な前記フィルタ部を選択する制御部とを有し、前記フィルタ部は、パルス性ノイズを除去するメディアンフィルタ部と、ランダムノイズを低減する移動平均フィルタ部とを含むことを特徴とする。本発明によれば、入力される騒音レベル信号に応じて、適切な前記フィルタ部を選択することで、騒音レベル信号からパルス性ノイズを除去又は低減することができ、高い精度で騒音を推定することができる。   In order to solve the above-described problems, the noise estimation apparatus according to the present invention includes a plurality of different filter units arranged in parallel for reducing or removing an input noise level signal, and appropriate for the noise level signal. A control unit that selects the filter unit, and the filter unit includes a median filter unit that removes pulse noise and a moving average filter unit that reduces random noise. According to the present invention, pulse noise can be removed or reduced from a noise level signal by selecting an appropriate filter unit according to an input noise level signal, and noise can be estimated with high accuracy. be able to.

また、本発明は、前記制御部が、メディアンフィルタ部による出力結果と、移動平均フィルタ部による出力結果との差が所定の閾値以上の場合に、パルス性ノイズを含む騒音レベル信号であると判定することを特徴とする。本発明によれば、騒音レベル信号に含まれるパルス性ノイズを検出することができる。   Further, the present invention determines that the control unit is a noise level signal including pulse noise when the difference between the output result from the median filter unit and the output result from the moving average filter unit is equal to or greater than a predetermined threshold. It is characterized by doing. According to the present invention, pulse noise included in a noise level signal can be detected.

また、本発明は、前記閾値が、−３ｄＢ以上３ｄＢ以下であることを特徴とする。本発明によれば、メディアンフィルタ部による出力結果と、移動平均フィルタ部による出力結果との差が上記範囲内である場合に、音楽等を聴く者に違和感を与えない。   Further, the present invention is characterized in that the threshold is -3 dB or more and 3 dB or less. According to the present invention, when the difference between the output result from the median filter unit and the output result from the moving average filter unit is within the above range, the listener who listens to music or the like does not feel uncomfortable.

また、本発明のオーディオ装置は、上述した騒音推定装置と、前記騒音推定装置の一端に接続され、騒音レベル信号を出力する騒音分離装置と、前記騒音推定装置の他端に接続され、前記騒音推定装置の出力結果が入力され、ラウドネスを補償するためのゲインを算出するラウドネス補償ゲイン算出部と、前記ラウドネス補償ゲイン算出部に接続され、算出されたゲインに基づき音楽信号を補正する聴感補正フィルタと、を有することを特徴とする。   The audio apparatus of the present invention is connected to the above-described noise estimation apparatus, one end of the noise estimation apparatus, a noise separation apparatus that outputs a noise level signal, the other end of the noise estimation apparatus, and the noise An output result of the estimation device is inputted, and a loudness compensation gain calculating unit for calculating a gain for compensating for the loudness, and an auditory correction filter connected to the loudness compensation gain calculating unit for correcting a music signal based on the calculated gain. It is characterized by having.

本発明によれば、騒音レベル信号からパルス性ノイズを低減又は除去した信号を用いてラウドネス補償を行うので、音楽等を聴く者が違和感を覚えることがなくなる。   According to the present invention, loudness compensation is performed using a signal obtained by reducing or removing pulse noise from a noise level signal, so that a listener who listens to music or the like does not feel uncomfortable.

本発明に係る騒音推定装置によれば、騒音レベル信号に含まれるパルス性ノイズを除去又は軽減して精度良く騒音を推定できる。   According to the noise estimation apparatus according to the present invention, noise can be accurately estimated by removing or reducing pulse noise included in the noise level signal.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態にかかる騒音推定装置１のブロック図である。図１に示すように、騒音推定装置１は、並列に配置され、騒音レベル信号がそれぞれ入力されるメディアンフィルタ部（Median Filter）５及び移動平均フィルタ部７と、これらのフィルタ部に接続される出力スイッチ３と、フィルタ部の出力結果に応じて出力スイッチ３を制御する制御部９と、を有する。 (First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram of a noise estimation apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the noise estimation device 1 is arranged in parallel, and is connected to a median filter unit (Median Filter) 5 and a moving average filter unit 7 to which noise level signals are respectively input, and these filter units. It has the output switch 3 and the control part 9 which controls the output switch 3 according to the output result of a filter part.

メディアンフィルタ部５は、入力系列の中央値を出力するフィルタである。例えば、騒音レベル信号の入力系列が｛０，−５，１，９，６，−２，３｝という系列である場合には、メディアンフィルタを適用することで、例えば昇順にソート（並べ替え）され、｛−５，−２，０，１，３，６，９｝という系列を得、中央値「１」を取り出し、出力するものである。なお、ソートは降順であってもよい。   The median filter unit 5 is a filter that outputs the median value of the input series. For example, when the input series of noise level signals is a series {0, -5, 1, 9, 6, -2, 3}, for example, sorting (rearrangement) in ascending order by applying a median filter. The sequence {−5, −2, 0, 1, 3, 6, 9} is obtained, and the median “1” is extracted and output. The sort may be in descending order.

移動平均フィルタ部７は、入力系列の相加平均を出力するフィルタである。例えば、騒音レベル信号の入力系列が上述のものと同様に、｛０，−５，１，９，６，−２，３｝という系列である場合には、移動平均フィルタを適用することで、すべての値の総和を、取得した項目数（以下、次数という。）で除算した結果を出力するものである。   The moving average filter unit 7 is a filter that outputs an arithmetic average of an input sequence. For example, when the input sequence of the noise level signal is the sequence {0, -5, 1, 9, 6, 6, -2, 3}, as described above, by applying a moving average filter, The result of dividing the sum of all values by the number of acquired items (hereinafter referred to as the order) is output.

このようなフィルタを使い分けることで、例えば、上述した入力系列に「１００」等、前後の値と著しくかけ離れた値をメディアンフィルタ部３が取得した場合、ソートされた結果、値「１００」は最大値または最小値となるが、メディアンフィルタ部５は中央値を取得するため、出力結果に影響を受けない。一方、移動平均フィルタ部７が、値「１００」を取得すると、出力結果を算出する際に当該値を組み込んでしまい、出力結果に反映されてしまう。その結果、当該出力結果と、メディアンフィルタ部３との出力結果を比較した場合に、その差が著しくかけ離れてしまい、入力系列に「１００」が含まれていると判定できる。なお、当該差が著しくかけ離れているか否かは、所定の閾値を使用し、判定することが好ましい。   By properly using such a filter, for example, when the median filter unit 3 acquires a value that is significantly different from the preceding and succeeding values such as “100” in the above-described input sequence, the value “100” is the maximum as a result of the sorting. Although the value is the value or the minimum value, the median filter unit 5 acquires the median value and is not affected by the output result. On the other hand, when the moving average filter unit 7 acquires the value “100”, the value is incorporated when the output result is calculated, and is reflected in the output result. As a result, when the output result and the output result of the median filter unit 3 are compared, the difference is significantly different, and it can be determined that “100” is included in the input sequence. Note that it is preferable to determine whether or not the difference is significantly different by using a predetermined threshold.

制御部９は、メディアンフィルタ部５または移動平均フィルタ部７によって算出された出力結果を比較し、比較した結果に基づき、出力スイッチ３を制御する。これによって、出力スイッチ３は、より少ない騒音レベル信号を出力するフィルタを適用することができる。   The control unit 9 compares the output results calculated by the median filter unit 5 or the moving average filter unit 7 and controls the output switch 3 based on the comparison result. As a result, the output switch 3 can apply a filter that outputs a smaller noise level signal.

さらに、上述した内容について図面を参照して、説明する。   Furthermore, the content described above will be described with reference to the drawings.

図２は、パルス性ノイズを含む騒音レベル信号を示すグラフである。図２に示すグラフは横軸に時間（秒）の経過、縦軸に騒音レベル（ｄＢ：デシベル）の大きさをとる。なお、後述するグラフについても同様の項目をとり、その説明を省略する。   FIG. 2 is a graph showing a noise level signal including pulse noise. In the graph shown in FIG. 2, the horizontal axis represents the passage of time (seconds), and the vertical axis represents the noise level (dB: decibel). It should be noted that the same items are applied to the graph described later, and the description thereof is omitted.

図２に示すような騒音レベル信号を、例えば次数を７次とした移動平均フィルタ部７に入力すると、図３のグラフに示すように、パルス性ノイズを含む騒音レベル信号は平均化され、騒音レベルは低減するが、パルス性ノイズを完全に除去することができないということが起こる。一方、同じ騒音レベル信号を、メディアンフィルタ部５に入力すると、図４のグラフに示すように、直線状となり、パルス性ノイズを完全に除去するということが起こる。   When the noise level signal as shown in FIG. 2 is input to the moving average filter unit 7 having, for example, the seventh order, the noise level signal including the pulse noise is averaged as shown in the graph of FIG. Although the level is reduced, it happens that the pulse noise cannot be completely removed. On the other hand, when the same noise level signal is input to the median filter unit 5, as shown in the graph of FIG. 4, it becomes a straight line and the pulse noise is completely removed.

したがって、移動平均フィルタ部７による出力結果と、メディアンフィルタ部５による出力結果を比較して、その差が大きく相違する場合には、騒音レベル信号にパルス性ノイズが含まれていると考えられる。そこで、一定の閾値を設けて、移動平均フィルタ部７による出力結果及びメディアンフィルタ部５による出力結果の差が、当該閾値以上の場合には、制御部９は、騒音レベル信号にパルス性ノイズが含まれていると判定し、メディアンフィルタ部５による出力結果を採用するよう出力スイッチ３に制御をかける。一方で、当該閾値未満である場合には、騒音レベル信号にパルス性ノイズが含まれていないと判定し、移動平均フィルタ部７による出力結果を採用する。なお、当該閾値は±３ｄＢ程度が好ましい。   Therefore, when the output result from the moving average filter unit 7 and the output result from the median filter unit 5 are compared and the difference is greatly different, it is considered that the noise level signal includes pulse noise. Therefore, when a certain threshold value is provided and the difference between the output result from the moving average filter unit 7 and the output result from the median filter unit 5 is equal to or greater than the threshold value, the control unit 9 includes pulse noise in the noise level signal. It is determined that the output switch 3 is included, and the output switch 3 is controlled to adopt the output result of the median filter unit 5. On the other hand, when it is less than the threshold value, it is determined that the noise level signal does not include pulse noise, and the output result by the moving average filter unit 7 is adopted. The threshold is preferably about ± 3 dB.

（第２実施形態）
次に、第１実施形態とは相違する騒音レベル信号をメディアンフィルタ５及び移動平均フィルタ部７に適用し、その効果について図面を参照して説明する。 (Second Embodiment)
Next, a noise level signal different from that in the first embodiment is applied to the median filter 5 and the moving average filter unit 7, and the effect will be described with reference to the drawings.

図５は、５秒の周期で変動する騒音レベル信号を示すグラフである。図６は、図５に示す騒音レベル信号に持続時間１００ミリ秒のパルス性ノイズ、及び、振幅が１ｄＢのランダムノイズを加えた騒音レベル信号を示すグラフである。   FIG. 5 is a graph showing a noise level signal that fluctuates with a period of 5 seconds. FIG. 6 is a graph showing a noise level signal obtained by adding pulse noise having a duration of 100 milliseconds and random noise having an amplitude of 1 dB to the noise level signal shown in FIG.

図６に示す騒音レベル信号に対し、２０ミリ秒の周期でサンプル値を取得し、次数を１１次として（１）移動平均フィルタ部７を適用、（２）メディアンフィルタ部５を適用、（３）移動平均フィルタ部７とメディアンフィルタ部５の両方を適用、した結果のグラフをそれぞれ図７、図８、図９に示す。   For the noise level signal shown in FIG. 6, sample values are acquired at a cycle of 20 milliseconds, the order is 11th, (1) the moving average filter unit 7 is applied, (2) the median filter unit 5 is applied, (3 ) The graphs of the results of applying and applying both the moving average filter unit 7 and the median filter unit 5 are shown in FIG. 7, FIG. 8, and FIG. 9, respectively.

図６に示す騒音レベル信号を移動平均フィルタ部７に適用した場合では、図７に示すように、図６に示すパルス性ノイズと比較してパルス性ノイズは鈍化しているものの、パルス性ノイズは十分に除去されていないことが分かる。一方で、メディアンフィルタ部５に適用した場合では、図８に示すように、図６に示すパルス性ノイズと比較して、パルス性ノイズは選択的に除去できていることが分かる。   In the case where the noise level signal shown in FIG. 6 is applied to the moving average filter unit 7, as shown in FIG. 7, the pulse noise is slow compared to the pulse noise shown in FIG. It can be seen that is not sufficiently removed. On the other hand, when applied to the median filter unit 5, as shown in FIG. 8, it can be seen that the pulse noise is selectively removed as compared with the pulse noise shown in FIG.

さらに、図６に示す騒音レベル信号を移動平均フィルタ部７とメディアンフィルタ部５の両方を適用した場合では、図９に示すように、図６に示すパルス性ノイズと比較して、パルス性ノイズは選択的に除去できている。さらに、図８に示すグラフと図９に示すグラフとを比較した場合、両方のグラフともパルス性ノイズはよく除去できているものの、メディアンフィルタ部７のみを適用した図８に示すグラフは、図９に示すグラフと比較してランダムノイズの除去が十分でないことが分かる。   Further, when both the moving average filter unit 7 and the median filter unit 5 are applied to the noise level signal shown in FIG. 6, as shown in FIG. 9, the pulse level noise is compared with the pulse level noise shown in FIG. Has been selectively removed. Furthermore, when the graph shown in FIG. 8 is compared with the graph shown in FIG. 9, both graphs can remove the pulse noise well, but the graph shown in FIG. 8 to which only the median filter unit 7 is applied is shown in FIG. It can be seen that the removal of random noise is not sufficient compared to the graph shown in FIG.

ここで、メディアンフィルタ部５のみを適用した場合の騒音レベル信号と移動平均フィルタ部７とメディアンフィルタ部５の両方を適用した場合の騒音レベル信号の一例を以下に示す。   Here, an example of the noise level signal when only the median filter unit 5 is applied and the noise level signal when both the moving average filter unit 7 and the median filter unit 5 are applied are shown below.

図５に示す騒音レベル信号を真値として、（１）メディアンフィルタ部５のみを適用した騒音レベル信号、（２）移動平均フィルタ部７とメディアンフィルタ部５の両方を適用した騒音レベル信号、のそれぞれの二乗平均誤差（平均誤差パワー）err_dBを、数式err2=Ei[(N(i)-N0(i))2]及びerr_dB=10log10(err2)により求める。なお、N0(i)は騒音レベル信号の真値、(N(i)は騒音レベル信号の移動平均フィルタまたはメディアンフィルタによる出力結果、Eiは平均操作を示す。これらの数式から、（１）の場合では、騒音レベル信号が−８８．５ｄＢ、（２）の場合では、騒音レベル信号が−９１．３ｄＢの理論値が得られた。すなわち、移動平均フィルタ部７とメディアンフィルタ部５の両方を適用した方が、メディアンフィルタ部５のみを適用した場合に比べ、騒音レベル信号に含まれるノイズ成分を平均３ｄＢ程度低減できることが分かる。 The noise level signal shown in FIG. 5 is a true value, (1) a noise level signal to which only the median filter unit 5 is applied, and (2) a noise level signal to which both the moving average filter unit 7 and the median filter unit 5 are applied. The respective mean square error (average error power) err_dB is obtained by the equation err 2 = E i [(N (i) −N0 (i)) 2 ] and err_dB = 10 log 10 (err 2 ). N0 (i) is the true value of the noise level signal, (N (i) is the output result of the noise level signal by the moving average filter or median filter, and E i is the average operation. From these equations, (1) In this case, the theoretical value of the noise level signal is −88.5 dB, and in the case of (2), the theoretical value of the noise level signal is −91.3 dB, ie, both the moving average filter unit 7 and the median filter unit 5 are obtained. It can be seen that the noise component included in the noise level signal can be reduced by about 3 dB on average compared to the case where only the median filter unit 5 is applied.

（第３実施形態）
続いて、本発明の第１実施形態に係る騒音推定装置１をラウドネス補償器１３に適用した場合について図面を参照して説明する。なお、図１に示される騒音推定装置には同一符号を付し、その説明を省略する。 (Third embodiment)
Next, the case where the noise estimation device 1 according to the first embodiment of the present invention is applied to the loudness compensator 13 will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the noise estimation apparatus shown by FIG. 1, and the description is abbreviate | omitted.

図１０は、本発明の第１実施形態に係る騒音推定装置１をラウドネス補償器１３に適用したオーディオ装置１１のブロック図である。図１０に示すように、オーディオ装置１１はラウドネス補償器１３にスピーカ１５とマイク１７とが接続される構成を有する。   FIG. 10 is a block diagram of an audio apparatus 11 in which the noise estimation apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention is applied to the loudness compensator 13. As shown in FIG. 10, the audio device 11 has a configuration in which a speaker 15 and a microphone 17 are connected to a loudness compensator 13.

ラウドネス補償器１３は、騒音分離装置１９と、騒音分離装置１９に直列に接続される騒音推定装置１と、騒音分離装置１９及び騒音推定装置１に直列に接続されるラウドネス補償ゲイン算出部２１と、ランドネス補償ゲイン算出部２１に直列に接続される聴感補正フィルタ２３と、を有する。   The loudness compensator 13 includes a noise separation device 19, a noise estimation device 1 connected in series to the noise separation device 19, and a loudness compensation gain calculation unit 21 connected in series to the noise separation device 19 and the noise estimation device 1. And an audibility correction filter 23 connected in series to the landness compensation gain calculation unit 21.

騒音分離装置１９は、ランダムノイズやパルス性ノイズを含む音楽信号から元の音楽信号を分離し、騒音レベル信号として騒音推定装置１に出力するものである。ラウドネス補償ゲイン算出部２１は、騒音推定装置１によってパルス性ノイズが除去された騒音レベル信号と元の音楽信号とからラウドネスを補償するためのゲインを算出するものである。聴感補正フィルタ２３は、元の音楽信号を算出されたゲインで補正をかけ、出力するものである。   The noise separation device 19 separates the original music signal from the music signal including random noise and pulse noise and outputs it to the noise estimation device 1 as a noise level signal. The loudness compensation gain calculation unit 21 calculates a gain for compensating the loudness from the noise level signal from which the pulse noise has been removed by the noise estimation device 1 and the original music signal. The audibility correction filter 23 corrects the original music signal with the calculated gain and outputs it.

このように構成されたオーディオ装置１１に音楽信号が入力されると、まず、聴感補正フィルタ２３を経由してスピーカ１５から音楽が出力される。出力された音楽及び車室等の音響空間２５内に存在するランダムノイズやパルス性ノイズを含む騒音を設置されたマイク１７を通じてノイズを含む音楽信号として取り込む。   When a music signal is input to the audio apparatus 11 configured as described above, first, music is output from the speaker 15 via the audibility correction filter 23. The output music and noise including random noise and pulse noise existing in the acoustic space 25 such as the passenger compartment are taken in as a music signal including noise through the installed microphone 17.

取り込まれた上記ノイズを含む音楽信号から元の音楽信号を利用して、騒音レベル信号を分離する。騒音レベル信号は、騒音推定装置１によってパルス性ノイズが除去され、ランダムノイズが低減され、ラウドネス補償ゲイン算出部２１に出力される。そして、ラウドネス補償ゲイン算出部２１で、元の音楽信号を利用してゲインが算出され、聴感補正フィルタ２３では、元の音楽信号を当該ゲインによって補正し、補正された音楽信号が出力されることとなる。   The noise level signal is separated using the original music signal from the captured music signal including the noise. From the noise level signal, pulse noise is removed by the noise estimation device 1, random noise is reduced, and the noise level signal is output to the loudness compensation gain calculation unit 21. Then, the loudness compensation gain calculation unit 21 calculates the gain using the original music signal, and the auditory sensation correction filter 23 corrects the original music signal with the gain and outputs the corrected music signal. It becomes.

さらに、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。例えば、メディアンフィルタ部５の次数を変更することで、除去するパルス性ノイズの幅を選択することができる。これによれば、騒音レベル信号のサンプル値を取得する周期を２０ミリ秒、パルス性ノイズの持続時間を６０ミリ秒とした場合、３つのサンプル値と、その前後２つづつのサンプル値を取得することで、パルス性ノイズと判定することができるため、次数を７次以上とすればよいことが分かる。   Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the width of the pulse noise to be removed can be selected by changing the order of the median filter unit 5. According to this, when the period for acquiring the sample value of the noise level signal is 20 milliseconds and the duration of the pulse noise is 60 milliseconds, three sample values and two sample values before and after that are acquired. Thus, it can be determined that the noise is pulse noise, and it is understood that the order may be set to 7th or higher.

なお、上述した各機能ブロックは、ＣＰＵ等の演算処理装置あるいはそこで実行されるプログラム、およびハードディスク等の記憶装置により実現される。   Each functional block described above is realized by an arithmetic processing unit such as a CPU or a program executed there, and a storage device such as a hard disk.

以上説明したように、パルス性ノイズから生じていた音楽の違和感が本発明の騒音推定装置によってなくなるため、音楽等を聴く者に快適な音楽を提供でき、産業上の利用可能性が高い。   As described above, the uncomfortable feeling of music caused by pulse noise is eliminated by the noise estimation apparatus of the present invention, so that comfortable music can be provided to those who listen to music and the like, and industrial applicability is high.

本発明の第１実施形態に係る騒音推定装置のブロック図である。1 is a block diagram of a noise estimation device according to a first embodiment of the present invention. 第１実施形態で使用するパルス性ノイズを含む騒音レベルのグラフである。It is a graph of the noise level including the pulse noise used in the first embodiment. 第１実施形態で使用するパルス性ノイズを含む騒音レベルを移動平均フィルタ部で処理した場合のグラフである。It is a graph at the time of processing the noise level containing the pulse noise used in 1st Embodiment with the moving average filter part. 第１実施形態で使用するパルス性ノイズを含む騒音レベルをメディアンフィルタ部で処理した場合のグラフである。It is a graph at the time of processing the noise level containing the pulse noise used in 1st Embodiment with a median filter part. 第２実施形態で使用する騒音レベルのグラフである。It is a graph of the noise level used in 2nd Embodiment. 第２実施形態で使用するランダムノイズ及びパルス性ノイズを含む騒音レベルのグラフである。It is a graph of the noise level containing the random noise and pulse noise used in 2nd Embodiment. 第２実施形態で使用するランダムノイズ及びパルス性ノイズを含む騒音レベルを移動平均フィルタ部で処理した場合のグラフである。It is a graph at the time of processing the noise level containing the random noise and pulse noise used in 2nd Embodiment with the moving average filter part. 第２実施形態で使用するランダムノイズ及びパルス性ノイズを含む騒音レベルをメディアンフィルタ部で処理した場合のグラフである。It is a graph at the time of processing the noise level containing the random noise and pulse noise used in 2nd Embodiment with a median filter part. 第２実施形態で使用するランダムノイズ及びパルス性ノイズを含む騒音レベルを移動平均フィルタ部及びメディアンフィルタ部で処理した場合のグラフである。It is a graph at the time of processing the noise level containing the random noise and pulse noise used in 2nd Embodiment with a moving average filter part and a median filter part. 騒音推定装置を利用したラウドネス補償器を有するオーディオ装置のブロック図である。It is a block diagram of the audio apparatus which has a loudness compensator using a noise estimation apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１ 騒音推定装置
３ 出力スイッチ
５ メディアンフィルタ部
７ 移動平均フィルタ部
９ 制御部
１１ オーディオ装置
１３ ラウドネス補償器
１５ スピーカ
１７ マイク
１９ 騒音分離装置
２１ ラウドネス補償ゲイン算出部
２３ 聴感補正フィルタ
２５ 音響空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Noise estimation apparatus 3 Output switch 5 Median filter part 7 Moving average filter part 9 Control part 11 Audio apparatus 13 Loudness compensator 15 Speaker 17 Microphone 19 Noise separation apparatus 21 Loudness compensation gain calculation part 23 Auditory correction filter 25 Acoustic space

Claims (4)

入力される騒音レベル信号を低減又は除去する、並列に配置された複数の異なるフィルタ部と、
前記騒音レベル信号に応じて適切な前記フィルタ部を選択する制御部とを有し、
前記フィルタ部は、パルス性ノイズを除去するメディアンフィルタ部と、ランダムノイズを低減する移動平均フィルタ部とを含むことを特徴とする騒音推定装置。 A plurality of different filter units arranged in parallel to reduce or eliminate the input noise level signal;
A control unit for selecting the appropriate filter unit according to the noise level signal,
The noise estimation apparatus, wherein the filter unit includes a median filter unit that removes pulse noise and a moving average filter unit that reduces random noise. 前記制御部は、メディアンフィルタ部による出力結果と、移動平均フィルタ部による出力結果との差が所定の閾値以上の場合に、パルス性ノイズを含む騒音レベル信号であると判定し、前記メディアンフィルタを選択することを特徴とする請求項１に記載の騒音推定装置。   When the difference between the output result from the median filter unit and the output result from the moving average filter unit is equal to or greater than a predetermined threshold, the control unit determines that the noise level signal includes pulse noise, and sets the median filter to The noise estimation device according to claim 1, wherein the noise estimation device is selected. 前記閾値は、−３ｄＢ以上３ｄＢ以下であることを特徴とする請求項２に記載の騒音推定装置。   The noise estimation apparatus according to claim 2, wherein the threshold value is not less than −3 dB and not more than 3 dB. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の騒音推定装置と、
前記騒音推定装置の一端に接続され、騒音レベル信号を出力する騒音分離装置と、
前記騒音推定装置の他端に接続され、前記騒音推定装置の出力結果が入力され、ラウドネスを補償するためのゲインを算出するラウドネス補償ゲイン算出部と、
前記ラウドネス補償ゲイン算出部に接続され、算出されたゲインに基づき音楽信号を補正する聴感補正フィルタと、
を有することを特徴とするオーディオ装置。
The noise estimation device according to any one of claims 1 to 3,
A noise separation device connected to one end of the noise estimation device and outputting a noise level signal;
Connected to the other end of the noise estimation device, the output result of the noise estimation device is input, a loudness compensation gain calculation unit for calculating a gain for compensating for loudness;
An auditory correction filter that is connected to the loudness compensation gain calculation unit and corrects a music signal based on the calculated gain;
An audio device comprising:
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