JP2010041107A - ノイズ検出装置及びノイズ検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ノイズ検出装置21は、残差信号算出部25と、差分信号算出部26と、差分信号比較部27とを有する。差分信号算出部26は、各サンプルタイミングにおける残差信号と1サンプルタイミング前の残差信号の振幅差分を算出する。差分信号比較部27は、現在のサンプルタイミングの差分信号と、現在を基準にして一定期間内の各サンプルタイミングにおける差分信号に基づいてインパルス性ノイズの有無を判定する。
【選択図】図7
Description
(1)インパルス性ノイズの存在する箇所では、信号の振幅や振幅変動が大きくなることを利用して検出する。
(2)インパルス性ノイズの周波数特性が音声信号と異なることを利用して検出する。
図2(A)に示す1kHzのトーン信号の振幅の最大値が1000、インパルス性ノイズのピーク値が1000で、インパルス性ノイズがトーン信号が負の値のときに発生したとする。この場合、インパルス性ノイズ箇所の振幅差分は、しきい値以下となるので、従来技術(1)の検出方法では、インパルス性ノイズを検出することができない。
号の正の信号のみが出力される。
ローパスフィルタ(LPF)14は、整流回路13の出力信号の包絡信号を出力する。これにより、図4(D)に示す包絡信号が得られる。
残差信号算出部25は、音声通信網を介して入力する入力信号から、その入力信号に線形予測を施して得られる予測信号を除去して残差信号を算出する。差分信号算出部26は、各サンプルタイミングにおける残差信号と1サンプルタイミング前の残差信号の振幅差分を算出する。
残差信号算出部25は、自己相関算出部32と逆フィルタ係数算出部33と逆フィルタ部34を有する。
逆フィルタ部34は、下記の式に従って、入力信号に逆フィルタ処理を施し、残差信号r(n)を算出する。
d(n)=r(n)−r(n−1) (0≦n<N)
なお、1つ前のサンプルの信号ではなく、Mサンプル以内で振幅差分が最大となる値を
差分信号としても良い。また、残差信号の算出方法は、上記の自己相関関数を用いる方法に限らず他の方法でも良い。
差分信号比較部27は、現在のサンプルタイミングの前後Kサンプルの間での差分信号の最大値を探索する(S11)。
図10(B)と図10(C)の残差信号の振幅を比較すると、振幅の絶対値は、図10(C)の方が大きい。しかしながら、図10(B)の信号はインパルス性ノイズとして人間に認識されるが、図10(C)の信号はインパルス性ノイズとして認識されない。
従って、現在のサンプルタイミングにおける差分信号と、前後の一定期間内の差分信号の振幅の比が基準値以上か否かを判定することで、聴覚上ノイズとして感じられるインパルス性ノイズを検出することができる。
図11において、パケット解析部42は、ネットワークから受信する音声パケットのヘッダを解析してパケットを通話先毎に振り分ける。音声復号部43−1〜43−nは、符合化された音声データを復号する。ノイズ検出部(ノイズ検出装置に対応する)44−1〜44−nは、デジタル音声信号のインパルス性ノイズの検出を行い、ノイズ判定結果を出力する。
以下に述べる各実施の形態のノイズ検出装置の構成は、図8の第1の実施の形態のノイズ検出装置31と同じである。
差分信号比較部27は、現在のサンプルタイミングの前後Kサンプルの差分信号の振幅の絶対値の平均値を算出する(S21)。次に、現在のサンプルタイミングの差分信号の振幅の絶対値と、その前後Kサンプルの差分信号の振幅の平均値の比を算出する(S22)。
現サンプルと平均値の比が閾値以上のときには(S23、YES)、ステップS24に進み、インパルス性ノイズ有りと判定する。
上述した第2の実施の形態によれば、現在のサンプルタイミングにおける差分信号の振幅の絶対値と、その前後の一定期間の差分信号の絶対値の平均値との比が閾値以上か否かを判定することでインパルス性ノイズを検出することができる。
この第3の実施の形態は、現サンプルの前後の一定期間の差分信号の標準偏差を算出し、その標準偏差から現サンプルの差分信号の偏差を算出してインパルス性ノイズの有無を判定するものである。
ここで、標準偏差について図14を参照して説明する。任意のサンプル点における振幅値をdnとし、サンプル数nを−K〜Kとすると、平均値davは、図14に示す式(1)で表せる。
上述した第3の実施の形態によれば、現サンプルの差分信号の偏差が閾値以上か否か、つまり現サンプルの差分信号の偏差と、一定期間内の差分信号の標準偏差との違いが大きいかどうかを判定することで、インパルス性ノイズの有無を判定することができる。
この第4の実施の形態は、現在のサンプルタイミングの差分信号の振幅が第1の閾値以上か否かを判定し、第1の閾値以上の場合に、インパルス性ノイズの判定を行うものである。
次に、現サンプルと前後Kサンプルの最大値の比が第2の閾値以上か否かを判定する(S44)。
他方、現サンプルと最大値の比が第2の閾値未満のときには(S44、NO)、ステップS46に進み、インパルス性ノイズ無しと判定する。
この第5の実施の形態は、インパルス性ノイズの判定の際に、比較対象となる現サンプルの前の期間と後の期間の長さを異ならせたものである。
他方、現サンプルと前K1サンプルから後K2サンプルの間の最大値の比が閾値未満のときには(S53、NO)、インパルス性ノイズ無しと判定する。
この第6の実施の形態は、現サンプル以降の一定期間を除いたそれ以降の期間を比較対
象の期間とするものである。
ステップS61の処理は、例えば、インパルス性ノイズの波形、あるいは包絡線が徐々に変化するような場合に、インパルス性ノイズが含まれる期間を比較対象期間から除外するためのものである。現サンプル以降の一定サンプル数Xの期間を、現サンプルの差分信号の比較対象期間から除外することでインパルス性ノイズの判定精度を高めることができる。
現サンプルと前後の一定期間内の差分信号の最大値の比が閾値以上のときには(S63、YES)、ステップS64に進み、インパルス性ノイズ有りと判定する。
上述した第6の実施の形態によれば、現サンプルの後の所定期間(Xサンプル)を除いた期間を比較対象期間として設定することで、例えば、インパルス性ノイズの包絡線が徐々に変化する場合でも、インパルス性ノイズが存在する期間を除外することができる。これにより、インパルス性ノイズをより正確に検出することができる。なお、第6の実施の形態では、現サンプル以降の一定期間を比較対象から除いているが、現サンプル以前の一定期間を除いても良く、また、現サンプル以前・以降の両方の一定期間を除いても良い。
デジタル音声信号のインパルス性ノイズを検出するノイズ検出装置であって、
入力信号から、前記入力信号に対して線形予測を施して得られる予測信号を除去した残差信号を算出する残差信号算出手段と、
現在のサンプルタイミングにおける残差信号と、所定のサンプルタイミング前の残差信号の差分信号を算出する差分信号算出手段と、
現在のサンプルタイミングにおける前記差分信号の振幅と、一定期間内のサンプルタイミングにおける差分信号の振幅とに基づいてインパルス性ノイズの有無を判定する判定手段とを備えるノイズ検出装置。
(付記2)
前記判定手段は、現在のサンプルタイミングの前記差分信号の絶対値と、現在のサンプルタイミングの前後の一定期間内の差分信号の内で振幅の絶対値が最大となる差分信号の振幅との比を算出し、振幅の比がしきい値以上か否かによりインパルス性ノイズの有無を判定する付記1記載のノイズ検出装置。
(付記3)
前記判定手段は、現在のサンプルタイミングにおける前記差分信号の絶対値と、現在のサンプルタイミングの前後の一定期間内の差分信号の振幅の絶対値の平均値との比を算出し、振幅の比がしきい値以上か否かによりインパルス性ノイズの有無を判定する付記1記載のノイズ検出装置。
(付記4)
前記判定手段は、現在のサンプルタイミングの前後の一定期間内の差分信号の標準偏差を算出し、算出した標準偏差に基づいて現在のサンプルタイミングの差分信号の偏差を算出し、算出した偏差がしきい値以上か否かによりインパルス性ノイズの有無を判定する付記1記載のノイズ検出装置。
(付記5)
前記判定手段は、現在のサンプルタイミングの前の一定期間と後の一定期間を異ならせる付記2、3または4記載のノイズ検出装置。
(付記6)
前記判定手段は、現在のサンプルタイミングの前または後の特定の期間の差分信号を比較対象外とする付記2、3または4記載のノイズ検出装置。
(付記7)
前記判定手段は、現在のサンプルタイミングにおける前記差分信号の絶対値が一定値以上の場合にのみ、インパルス性ノイズの判定を行う請求項1乃至6のいずれか1項に記載のノイズ検出装置。
(付記8)
前記判定手段は、現在のサンプルタイミングの一定期間前の複数のサンプルタイミングにおける残差信号の内で、現在のサンプルタイミングにおける前記残差信号との差分が最大となる信号を前記差分信号の算出に用いてインパルス性ノイズの有無を判定する請求項1記載のノイズ検出方法。
(付記9)
デジタル音声信号のインパルス性ノイズを検出するノイズ検出方法であって、
入力信号から、前記入力信号に対して線形予測を施して得られる予測信号を除去した残差信号を算出し、
現在のサンプルタイミングにおける残差信号と、所定のサンプルタイミング前の残差信号の差分信号を算出し、
現在のサンプルタイミングにおける前記差分信号の振幅と、現在のサンプルタイミングを基準とする一定期間内のサンプルタイミングにおける差分信号の振幅とに基づいてインパルス性ノイズの有無を判定するノイズ検出方法。
(付記10)
現在のサンプルタイミングの前後の一定期間内の差分信号のうち、振幅の絶対値が最大となる差分信号の振幅と、現在のサンプルタイミングの前記差分信号の振幅の比を算出し、振幅の比がしきい値以上か否かによりインパルス性ノイズの有無を判定する付記9記載のノイズ検出方法。
(付記11)
現在のサンプルタイミングにおける前記差分信号の絶対値と、現在のサンプルタイミングの前後の一定期間内の差分信号の振幅の絶対値の平均値との比を算出し、振幅の比がしきい値以上か否かによりインパルス性ノイズの有無を判定する付記9記載のノイズ検出方法。
(付記12)
現在のサンプルタイミングの前後の一定期間内の差分信号の標準偏差を算出し、算出した標準偏差に基づいて現在のサンプルタイミングの差分信号の偏差を算出し、算出した偏差がしきい値以上か否かによりインパルス性ノイズの有無を判定する付記9記載のノイズ検出方法。
25 残差信号算出部
26 差分信号算出部
27 差分信号比較部
32 自己相関算出部
33 逆フィルタ係数算出部
34 逆フィルタ部
Claims (8)
- デジタル音声信号のインパルス性ノイズを検出するノイズ検出装置であって、
入力信号から、前記入力信号に対して線形予測を施して得られる予測信号を除去した残差信号を算出する残差信号算出手段と、
現在のサンプルタイミングにおける残差信号と、所定のサンプルタイミング前の残差信号の差分信号を算出する差分信号算出手段と、
現在のサンプルタイミングにおける前記差分信号の振幅と、一定期間内のサンプルタイミングにおける差分信号の振幅とに基づいてインパルス性ノイズの有無を判定する判定手段とを備えるノイズ検出装置。 - 前記判定手段は、現在のサンプルタイミングの前記差分信号の振幅の絶対値と、現在のサンプルタイミングの前後の一定期間内の差分信号の内で振幅の絶対値が最大となる差分信号の振幅との比を算出し、振幅の比がしきい値以上か否かによりインパルス性ノイズの有無を判定する請求項1記載のノイズ検出装置。
- 前記判定手段は、現在のサンプルタイミングにおける前記差分信号の絶対値と、現在のサンプルタイミングの前後の一定期間内の差分信号の振幅の絶対値の平均値との比を算出し、振幅の比がしきい値以上か否かによりインパルス性ノイズの有無を判定する請求項1記載のノイズ検出装置。
- 前記判定手段は、現在のサンプルタイミングの前後の一定期間内の差分信号の標準偏差を算出し、算出した標準偏差に基づいて現在のサンプルタイミングの差分信号の偏差を算出し、算出した偏差がしきい値以上か否かによりインパルス性ノイズの有無を判定する請求項1記載のノイズ検出装置。
- 前記判定手段は、現在のサンプルタイミングの前または後の特定の期間の差分信号を比較対象外とする請求項2、3または4記載のノイズ検出装置。
- デジタル音声信号のインパルス性ノイズを検出するノイズ検出方法であって、
入力信号から、前記入力信号に対して線形予測を施して得られる予測信号を除去した残差信号を算出し、
現在のサンプルタイミングにおける残差信号と、所定のサンプルタイミング前の残差信号の差分信号を算出し、
現在のサンプルタイミングにおける前記差分信号の振幅と、現在のサンプルタイミングを基準とする一定期間内のサンプルタイミングにおける差分信号の振幅とに基づいてインパルス性ノイズの有無を判定するノイズ検出方法。 - 現在のサンプルタイミングの前記差分信号の振幅と、現在のサンプルタイミングの前後の一定期間内の差分信号のうち、振幅の絶対値が最大となる差分信号の振幅の比を算出し、振幅の比がしきい値以上か否かによりインパルス性ノイズの有無を判定する請求項6記載のノイズ検出方法。
- 現在のサンプルタイミングの前後の一定期間内の差分信号の標準偏差を算出し、算出した標準偏差に基づいて現在のサンプルタイミングの差分信号の偏差を算出し、算出した偏差がしきい値以上か否かによりインパルス性ノイズの有無を判定する請求項6記載のノイズ検出方法。
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