JP2702446B2 - ノイズ除去回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はノイズ除去回路に関し、
特に傷のあるレコード盤の再生時などに生ずるパルス性
のノイズ信号を除去するノイズ除去回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のノイズ除去回路は、傷が
付けられたレコード盤を再生するときなどに生じるパル
ス性ノイズ信号の低減を目的として用いられている。こ
の傷に起因するパルス性ノイズ信号は、音飛びなどによ
り波形が急激に変化することで発生する。このため上記
ノイズ信号の成分の周波数は一般的に通常の音楽信号成
分の周波数より高いので、高域フィルタを通すことによ
り通常の音楽信号とある程度識別することが出来る。

【０００３】このパルス性ノイズ信号の検出方法には色
々な手法が提案されており、特開昭５９−６６２３０号
公報（文献１）記載のノイズ除去回路では、入力音声信
号の高域成分を分離する高域フィルタとこの高域フィル
タ出力信号でトリガされるモノステブルマルチバイブレ
ータと上記音声信号の接断用のアナログスイッチとを備
え、上記高域フィルタ出力信号の立上がり時間と振幅が
トリガレベル対応の設定値より大きいとき、上記入力音
声信号にパルス性ノイズ信号が含まれると判断し、上記
モノステブルマルチバイブレータをトリガして一定幅の
ノイズ除去制御パルスを発生し、この制御パルスで上記
アナログスイッチを制御することによりノイズを除去す
る。

【０００４】また、実公昭６０−７５７２号公報（文献
２）記載のノイズ除去回路では、さらに高域フィルタ出
力信号のエンベロープ信号を抽出し、これら高域フィル
タ出力信号とエンベロープ信号とのレベル比較結果上記
高域フィルタ出力信号の方が著しく大きいとき、入力音
声信号にパルス性ノイズ信号が含まれると判断する。

【０００５】文献１，２記載のノイズ除去回路を基本と
する一般的な従来のノイズ除去回路をブロックで示す図
５を参照すると、この図に示す従来のノイズ除去回路
は、入力音声信号Ａを遅延し遅延音声信号ＤＡを出力す
る遅延回路１と、音声信号Ａの高域成分信号Ｂを抽出す
る高域フィルタ２と、高域成分信号Ｂを整流し検波信号
Ｃを生成する全波整流回路３と、検波信号Ｃの低域成分
である信号ＨＤを抽出する低域フィルタ４と、信号Ｃ，
ＨＤのレベルを相互比較して両者の比率からノイズ判定
信号ＮＳを出力する信号比率比較回路５と、信号ＮＳの
供給に応答して遅延音声信号ＤＡの振幅を抑圧してノイ
ズ成分が除去された出力信号Ｏを出力する振幅抑圧回路
６とを備える。

【０００６】次に、図５および各ブロックの動作信号波
形を同一時間軸上に示す信号波形図である図６（Ａ）〜
（Ｅ）を参照して、従来のノイズ除去回路の動作につい
て説明すると、まず、入力端子ＴＩから図６（Ａ）に示
すパルス性ノイズ信号２１を含む音声信号Ａが入力さ
れ、この入力音声信号Ａは遅延回路１と高域フィルタ２
にそれぞれ供給される。高域フィルタ２は遮断周波数が
７ｋＨｚに設定され、音声信号Ａの供給に応答して図６
（Ｂ）に示す高域成分信号Ｂを出力する。この図から明
らかなように、高域成分信号Ｂでは正常な音声信号の信
号レベルは減衰し、ノイズ信号２１対応の高域ノイズ信
号２１Ａだけが突出している。全波整流回路４は、高域
成分信号Ｂを全波整流し、図６（Ｃ）に示す検波信号Ｃ
を出力して、低域フィルタ４と信号比率比較回路５とに
供給する。低域フィルタ４は、遮断周波数が極めて低く
この場合は１０Ｈｚに設定しており、信号Ｃを低域フィ
ルタ４で平滑した出力信号ＨＤの波形を図６（Ｄ）に示
す。このように、低域フィルタ４の遮断周波数を高域フ
ィルタ２の遮断周波数より極めて低く設定することによ
り、瞬間的に発生するノイズ信号２１Ａなどのパルス性
信号にはあまり反応せずレベル変動の少ない信号成分対
応のエンベロープを示す低域フィルタ出力信号ＨＤを得
ることができる。次に、検波信号Ｃと低域フィルタ出力
信号ＨＤとを信号比率比較回路５で比較し、低域フィル
タ出力信号ＨＤに対して検波信号Ｃのレベルが著しく大
きい検波ノイズ信号２１Ｂをパルス性信号発生期間と判
定し、ノイズ判定信号ＮＳを出力する。遅延回路１は、
音声信号Ａに対し、高域フィルタ２に入力してからノイ
ズ判定信号ＮＳを発生するまでの時間に相当する遅延時
間を与え、遅延信号ＤＡを出力する。振幅抑圧回路６
は、ノイズ判定信号ＮＳの供給に応答して遅延信号ＤＡ
のレベルを０に抑圧する。この場合、遅延音声信号ＤＡ
のレベルを急に０にすると信号波形が不連続になり別の
ノイズの原因となるので、信号波形が不連続にならない
ように出力信号レベルを徐々に変化させて出力信号Ｏの
レベルを０にする。出力端子ＴＯに出力された出力音声
信号Ｏの波形を示す図６（Ｅ）を参照すると、振幅抑圧
回路６によってパルス性ノイズ信号２１のみの振幅が抑
圧されている。

【０００７】しかしながら、この従来のノイズ抑圧回路
は、図２（Ａ）に示すように音声信号にパルス性の音声
信号、例えばトランペットなどの金管楽器等の音声信号
２２が含まれている場合には、図２（Ｃ）に示す検波信
号Ｃにおいて周期約３ｍｓ，パルス幅約０．５ｍｓのパ
ルス性信号２２Ｂとなり、この信号Ｃ対応の低域フィル
タ出力信号ＨＤと比較しても、音声信号２２Ｂはノイズ
信号２１Ｂと同様にパルス性ノイズ信号と判定されてし
まい、この信号２２も抑圧してしまう。

【０００８】この場合、低域フィルタ４の遮断周波数を
高くすれば信号ＨＤは音声信号２２Ｂのレベルの変動に
追従可能となるが、逆にパルス性ノイズ信号２１Ｂの検
出が困難となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のノイズ
除去回路は、音声信号の高域フィルタ通過後の高域成分
信号のレベルがこの高域成分信号のエンベロープレベル
より顕著に大きい信号を全てノイズ信号と判定していた
ので、原音に連続したパルス性音声信号を含むトランペ
ットなどの金管楽器等の音声信号が入力した場合には、
ノイズ信号との区別がつかずこの音声信号も抑圧してし
まうという欠点があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のノイズ除去回路
は、入力音声信号から高周波成分信号を抽出する高域フ
ィルタと、前記高周波成分信号からこの高周波成分信号
のエンベロープより突出したパルス状の信号であるパル
ス性信号の有無を判定して予め定めたパルス幅のパルス
判定信号を出力するパルス判定回路と、前記入力音声信
号を所定時間遅延させ遅延音声信号を出力する遅延回路
と、前記パルス判定信号の供給に応答して前記パルス判
定信号の前記パルス幅の期間前記遅延音声信号の振幅を
抑圧してパルス状のノイズを除去する振幅抑圧回路とを
備えるノイズ除去回路において、前記パルス判定回路
が、前記高周波成分信号を整流して検波信号を出力する
整流回路と、前記パルス性信号の判定用の基準振幅信号
を供給する基準振幅信号供給手段と、 前記検波信号と前
記基準振幅信号の各々の振幅を比較し前記パルス性信号
を検出しパルス検出信号を出力する第１の比較回路と、
前記パルス検出信号の供給に応答して予め定めた第１の
期間内に連続する複数のパルスから成るパルス性音声信
号とそれ以外の単発パルスである前記ノイズとを判別し
て前記パルス判定信号を生成する単発ノイズ判別回路と
を備えて構成されている。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例を図５と共通の構成用
素には共通の文字／符号を用いて同様にブロックで示す
図１を参照すると、この図に示す本実施例のノイズ除去
回路は、従来と共通の遅延回路１と、高域フィルタ２
と、全波整流回路３と、低域フィルタ４と、信号比率比
較回路５と振幅抑圧回路６とに加えて、音声信号Ａより
検出されたパルス性信号からさらにパルス性ノイズ信号
だけを取出す単発ノイズ判別回路１０を備える。

【００１２】単発ノイズ判別回路１０は、一定レベルの
基準電圧ＶＲを供給する基準電圧源１１と、信号比率比
較回路５の出力であるノイズ判定信号ＮＳに応答して基
準電圧ＶＲを供給するよう閉じられ信号Ｅを発生するス
イッチ１２と、信号Ｅからリリース信号Ｆを発生するリ
リースフィルタ１３と、リリース信号Ｆを遅延して遅延
リリース信号Ｇを出力する遅延回路１４と、信号Ｆ，Ｇ
のレベルを比較して単一ノイズ判別信号ＭＮを出力する
判別回路１５とを備える。

【００１３】次に、図１および各ブロックの動作信号波
形を同一時間軸上に示す信号波形図である図２（Ａ）〜
（Ｄ），図３（Ａ）〜（Ｃ）を参照して本実施例の動作
について説明すると、まず、供給された音声信号Ａから
高域フィルタ２がパルス性信号２１，２２を含む高域信
号成分Ｂを抽出し、全波整流回路３，低域フィルタ４，
および信号比率比較回路５によりパルス性信号の存在を
示す判定信号ＮＳを出力するまでの動作は従来と共通で
ある。図２（Ａ）〜（Ｄ）は従来の図６（Ａ）〜（Ｄ）
にそれぞれ対応し、それぞれ入力音声信号Ａ，高域成分
信号Ｂ，検波信号Ｃ，および低域フィルタ出力信号ＨＤ
を示す。

【００１４】説明の便宜上、入力音声信号Ａには従来の
技術で説明したように、検波信号Ｃにおいて周期約３ｍ
ｓ，パルス幅約０．５ｍｓのパルス性信号２２Ｂを生成
するトランペットの音声信号２２と、パルス性ノイズ信
号２１とが含まれているものとする。また、高域フィル
タ２および低域フィルタ４の各々の遮断周波数７ＫＨ
ｚ，１０Ｈｚも従来と共通とする。

【００１５】図２（Ｂ）を参照すると、高域成分信号Ｂ
では、他の低周波の信号成分レベルは減衰しているが、
パルス性信号である信号２１Ａおよび信号２２Ａのレベ
ルは大きいままである。したがって、信号比率比較回路
５はこれら信号２１Ａ，２２Ａ対応の信号２１，２２が
パルス性信号であると判定し、判定信号ＮＳを出力し単
発ノイズ判別回路１０に供給する。

【００１６】次に、単発ノイズ判別回路１０のスイッチ
１２は、判定信号ＮＳの供給に応答して接点を閉じ判定
信号ＮＳのパルス幅の期間のみ基準電圧源１１からの基
準電圧ＶＲをリリースフィルタ１３に供給する。すなわ
ち、リリースフィルタ１３にはパルス性信号の存在期間
のみ電圧ＶＲが供給され、その他の期間にはレベル０と
なる。したがって、リリースフィルタ１３の出力のリリ
ース信号Ｆは、図３（Ａ）に示すようにパルス性信号の
発生時にピークとなりその後徐々にレベルを下げていく
鋸歯状波信号波形になる。遅延回路１４は、リリース信
号Ｆを一定時間遅延させ遅延リリース信号Ｇを生成す
る。判別回路１５は信号Ｆ，Ｇのレベルを比較し比較時
点の信号Ｆのレベルが信号Ｇよりも十分低い場合にはパ
ルス性ノイズ信号２１、レベルが十分に低くなっていな
ければ音声信号２２と判別して判別信号ＭＮを振幅判定
回路６に出力する。

【００１７】すなわち、パルス性音声信号が一定の間
隔、この例では約３ｍｓ間隔で発生しているのに対し、
パルス性ノイズ信号は単発であるので、上記のように、
一定時間の間に複数のパルス性信号が発生していれば音
声信号、単独で発生していればパルス性ノイズ信号と見
なすことが出来る。

【００１８】数値を用いて本実施例の上記動作を具体的
に説明すると、リリース信号ＦのピークレベルＬ１の状
態からレベルが０になるまでの時間ｔ１を８．５ｍｓと
し、遅延回路１４の遅延時間ｔ２を８ｍｓとする。リリ
ース信号ＦがピークレベルＬ１の状態から０．５ｍｓ経
過したときのレベルをＬ２、同じく６ｍｓ経過したとき
のレベルをＬ３とする。判別回路１５は、遅延リリース
信号ＧのレベルがＬ２以上の時にパルス性ノイズ信号の
有無を判別する。遅延リリース信号ＧのレベルがＬ２以
上の時、リリース信号ＦのレベルがＬ３以下であれば、
最初のパルス性信号を検出してから少なくとも６ｍｓの
間は次のパルス性信号を検出していないことになるの
で、このときの検出パルス性信号は単発のノイズ信号と
判断する。ただし、最初のパルス性信号の検出から２ｍ
ｓ以内に検出されたパルス性信号は最初のパルス性信号
と同一信号と見なす。音声信号Ａの最初の方に発生して
いるパルス性ノイズ信号２１は、このようにして検出出
来る。しかし、最初のパルス性信号の検出から２ｍｓ以
上８ｍｓ以内に別のパルス性信号を検出したときはリリ
ース信号ＦのレベルはＬ３以上になるため、この検出パ
ルス性信号は連続していると見なし音声信号と判断す
る。このときは、リリース信号Ｆ，および遅延リリース
信号Ｇの各レベルが０になるまでパルス性ノイズ信号の
有無を判断しない。音声信号Ａの後半に含まれているト
ランペットの音声信号２２は、このようにして誤動作せ
ず音声信号と判断することが出来る。

【００１９】振幅抑圧回路６は、判別信号ＭＮの供給に
応答して、従来と同様に、遅延信号ＤＡのレベルを０に
抑圧する。

【００２０】次に、本発明の第２の実施例を図１と共通
の構成用素には共通の文字／符号を用いて同様にブロッ
クで示す図４を参照すると、この図に示す本実施例の回
路の前述の第１の実施例との相違点は、検波信号Ｃを平
滑する低域フィルタを省略し信号比率比較回路５の代り
に検波信号Ｃと外部から供給されるノイズ判断レベル信
号ＬＮとのレベル比較し信号Ｃの方が大きい場合にノイ
ズ判定信号ＮＳを生成するレベル比較回路１６を備える
ことである。

【００２１】したがって、スイッチ６は、パルス性信号
を検出したときの他に、音声信号Ａにレベルが大きい高
周波成分が含まれているときにも閉じられる。しかし、
その後段の回路で単発のパルス性信号のみを検出するの
で、結果的に第１の実施例と同様の出力音声信号を得る
ことが出来る。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のノイズ除
去回路は、パルス判定回路が、パルス性信号を連続パル
スから成るパルス性音声信号とそれ以外の単発パルスの
ノイズとを判別してパルス判定信号を生成するノイズ判
別回路を備えるので、連続したパルス性音声信号を含む
トランペットなどの金管楽器等の音声信号が入力した場
合でも、上記音声信号に影響することなくノイズのみを
除去できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のノイズ除去回路の第１の実施例を示す
ブロック図である。

【図２】図１の回路の各部の信号波形を示す信号波形図
である。

【図３】図１の各部の信号波形を示す信号波形図であ
る。

【図４】本発明のノイズ除去回路の第２の実施例を示す
ブロック図である。

【図５】従来のノイズ除去回路の一例を示すブロック図
である。

【図６】図５の回路の各部の信号波形を示す信号波形図
である。

【符号の説明】

１，１４ 遅延回路 ２ 高域フィルタ ３ 全波整流回路 ４ 低域フィルタ ５ 信号比率比較回路 ６ 振幅抑圧回路 １０ 単発ノイズ判別回路 １１ 基準電圧源 １２ スイッチ １３ リリースフィルタ １５ 判別回路 １６ 信号レベル比較回路

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力音声信号から高周波成分信号を抽出
   する高域フィルタと、前記高周波成分信号からこの高周
   波成分信号のエンベロープより突出したパルス状の信号
   であるパルス性信号の有無を判定して予め定めたパルス
   幅のパルス判定信号を出力するパルス判定回路と、前記
   入力音声信号を所定時間遅延させ遅延音声信号を出力す
   る遅延回路と、前記パルス判定信号の供給に応答して前
   記パルス判定信号の前記パルス幅の期間前記遅延音声信
   号の振幅を抑圧してパルス状のノイズを除去する振幅抑
   圧回路とを備えるノイズ除去回路において、 前記パルス判定回路が、前記高周波成分信号を整流して
   検波信号を出力する整流回路と、前記パルス性信号の判定用の基準振幅信号を供給する基
   準振幅信号供給手段と、 前記検波信号と前記基準振幅信号の各々の振幅を比較し
   前記パルス性信号を検出しパルス検出信号を出力する第
   １の比較回路と、 前記パルス検出信号の供給に応答して予め定めた第１の
   期間内に連続する複数のパルスから成るパルス性音声信
   号とそれ以外の単発パルスである前記ノイズとを判別し
   て前記パルス判定信号を生成する単発ノイズ判別回路と
   を備えることを特徴とするノイズ除去回路。
2. 【請求項２】 前記単発ノイズ判別回路が、前記パルス
   検出信号の供給に応答して所定の期間第１の基準電圧を
   供給するスイッチ回路と、 前記第１の基準電圧を予め定めた電圧降下曲線で放電し
   リリース信号を発生するリリース回路と、 前記リリース信号を予め定めた第２の期間遅延し遅延リ
   リース信号を生成するリリース信号遅延回路と、 前記リリース信号と遅延リリース信号の振幅を比較しこ
   の比較結果から前記パルス性音声信号とノイズとを判別
   して前記パルス判定信号を生成する第２の比較回路とを
   備えることを特徴とする請求項１記載のノイズ除去回
   路。
3. 【請求項３】 前記基準振幅信号供給手段が、前記検波
   信号を平滑して前記エンベロープ対応の平滑検波信号を
   前記基準振幅信号として生成する低域フィル タであるこ
   とを特徴とする請求項１記載のノイズ除去回路。
4. 【請求項４】 前記基準振幅信号供給手段が、第２の基
   準電圧を供給する第２の基準電圧源であることを特徴と
   する請求項１記載のノイズ除去回路。