JP2830276B2 - 信号処理装置 - Google Patents

信号処理装置

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JP2830276B2
JP2830276B2 JP2008594A JP859490A JP2830276B2 JP 2830276 B2 JP2830276 B2 JP 2830276B2 JP 2008594 A JP2008594 A JP 2008594A JP 859490 A JP859490 A JP 859490A JP 2830276 B2 JP2830276 B2 JP 2830276B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は音声信号の雑音除去処理に係る信号処理装置
に関する。
従来の技術 近年、信号処理技術による雑音除去の方法が広く検討
されている。
第２図は従来の信号処理装置のブロック図である。
図に示すようにフィルタ制御部11はBPF群12のフィル
タ係数を入力信号の雑音に応じて制御するものであり、
BPF群12は帯域通過フィルタ群であって、入力信号を適
当な帯域に分け、フィルタ制御部11の制御信号によっ
て、その通過帯域特性を決めるように構成されている。
上記のように構成された従来の信号処理装置の動作を
以下に説明する。
音声に雑音が重畳した入力信号はフィルタ制御部11に
供給され、フィルタ制御部11はその入力信号から雑音成
分をBPF群12の各帯域に応じて求め、BPF群12で雑音成分
を通過させないようなフィルタ係数をBPF群12に供給す
る。
BPF群12は、入力信号を適当な帯域に分け、各帯域ご
とにフィルタ制御部11より入力されるフィルタ係数によ
って入力信号を通過させ加算器13に供給する。加算器13
ではBPF群12で適当な帯域に分割した信号をミックスし
た出力を得る。したがって、その出力信号はBPF群12に
よって雑音が含まれている帯域の通過レベルが落とされ
ているために、雑音成分を減衰させた信号が得られる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、このような従来の信号処理装置ではS/
N比の向上はあるものの、明瞭度は良くないという課題
がある。本発明は上記課題を解決するもので、明瞭度の
よい雑音除去ができる信号処理装置を提供することを目
的とする。
課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、雑音を含む信号
をFFT処理するFFT処理手段と、前記FFT処理手段のFFT出
力から、音声信号のピッチ周波数を推定し、前記ピッチ
周波数に応じたウィンドウを作成するウィンドウ形成手
段と、前記FFT処理手段の前記FFT出力から音声信号のピ
ッチ周波数に依存することなく雑音を予測する雑音予測
手段と、前記FFT処理手段の前記FFT出力から前記雑音予
測手段の出力をキャンセルして、前記FFT出力から雑音
を取り除くキャンセル手段と、前記キャンセル手段の出
力に、ウィンドウ形成手段の出力を乗算するピッチ周波
数強調手段と、前記ピッチ周波数強調手段の出力をIFFT
処理するIFFT処理手段を備えたことを特徴とするもので
ある。
作用 上述の構成により、雑音を含む入力信号はFFT処理手
段によって周波数領域の信号に変換される。その周波数
領域の信号より、ケプストラムピーク検出手段によって
ケプストラムピークを求められ、さらにピッチ周波数推
定手段によってピッチ周波数が得られる。そして、その
ピッチ周波数に基づいてウィンドウ発生手段ではピッチ
強調のためウィンドウを周波数領域のデータとして発生
させる。またFFT処理手段によって周波数領域の信号に
変換された入力信号は、雑音予測手段によって、その雑
音を周波数領域において求められる。そして、FFT処理
手段によって周波数領域の信号に変換された雑音を含む
入力信号はキャンセル手段によって、雑音予測手段で得
られた雑音に基づいて雑音除去が周波数領域において行
なわれる。
さらにキャンセル手段により、雑音除去された入力信
号は、ピッチ周波数強調手段によって、ウィンドウに基
づいて周波数領域においてそのピッチ周波数を強調さ
れ、その周波数領域の信号はIFFT処理手段によって時間
領域の信号に変換されて出力される。
実 施 例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。
第１図は本発明の一実施例における信号処理装置のブ
ロック図を示すものである。
図に示すようにFFT処理部１は入力信号を周波数領域
の信号に変換し、ケプストラムピーク検出部2,雑音予測
部5,キャンセル部６へ供給するようになっている。ケプ
ストラムピーク検出部２はFFT処理部１から得られる周
波数領域の信号からそのケプストラムのピークを検出
し、ピッチ周波数推定部３へ供給するようになってい
る。ピッチ周波数推定部３においてはそのケプストラム
ピークからピッチ周波数を求めてウィンドウ発生部４へ
供給し、ウィンドウ発生部４は、そのピッチ周波数に応
じたウィンドウを発生してピッチ周波数強調部７へ供給
するようになっている。雑音予測部５は、FFT処理部１
から供給される信号に対して雑音予測を行ないキャンセ
ル部６へ雑音予測信号を供給し、キャンセル部６でその
雑音予測の信号に基づいてFFT処理部１から供給される
信号を処理し、ピッチ周波数強調部７へ供給するように
なっている。ピッチ周波数強調部７はウィンドウ発生部
４およびキャンセル部６から供給される信号よりピッチ
周波数強調処理を行ない、その結果をIFFT部８へ供給
し、IFFT部８はその信号を時間領域の信号に変換して出
力する構成となっている。
上記構成において動作を説明すると、まず、本装置へ
の入力信号はFFT処理部１によって周波数領域の信号に
変換される。その周波数領域に変換された入力信号は、
ケプストラムピーク検出部２によってケプストラムピー
クを検出され、さらにピッチ周波数推定部３によって、
そのピッチ周波数を求められる。そして求められたピッ
チ周波数に基づいてウィンドウ発生部４では音声強調を
行なうための適当なウィンドウを周波数領域のデータと
して発生させ、ピッチ周波数強調部７へ供給する。また
雑音予測部５によって、周波数領域に変換された入力信
号の雑音予測を行ない、その雑音成分を周波数領域にて
求めキャンセル部６へ供給する。そしてキャンセル部６
では、FFT処理部１より供給されて周波数領域の信号に
変換された入力信号から、雑音予測部５で得られた周波
数領域での雑音成分を、周波数の成分ごとに精度よく除
去して、ピッチ周波数強調部７へ供給する。そしてピッ
チ周波数強調部７では、キャンセル部６より得られる雑
音除去された周波数の信号を、ウィンドウ発生部４より
得られる音声強調を行なうためのウィンドウに応じて制
御して音声強調を行ないIFFT処理部８に供給する。そし
てIFFT処理部８ではピッチ周波数強調部７の信号を時間
領域の信号に変換し出力する。
このように本発明の実施例の信号処理装置によれば、
音声に雑音が重畳された信号より雑音を除去するととも
に、ピッチ周波数強調部を設けたことにより音声成分を
強調することができ、明瞭度の優れた音声信号を得るこ
とができる。
なお上記の実施例でウィンドウ発生部４で発生させる
ウィンドウとしては、音声の調波構造を表わすようなウ
ィンドウであることが望ましいことはいうまでもない
が、くし形フィルタや低域通過フィルタを組み合わせた
ものであってもよい。またピッチ周波数強調部７は乗算
回路において簡単に実現できることは言うまでもない。
発明の効果 以上の実施例から明らかなように、本発明は雑音を含
む信号をFFT処理するFFT処理手段と、前記FFT処理手段
のFFT出力から、音声信号のピッチ周波数を推定し、前
記ピッチ周波数に応じたウィンドウを作成するウィンド
ウ形成手段と、前記FFT処理手段の前記FFT出力から音声
信号のピッチ周波数に依存することなく雑音を予測する
雑音予測手段と、前記FFT処理手段の前記FFT出力から前
記雑音予測手段の出力をキャンセルして、前記FFT出力
から雑音を取り除くキャンセル手段と、前記キャンセル
手段の出力に、ウィンドウ形成手段の出力を乗算するピ
ッチ周波数強調手段と、前記ピッチ周波数強調手段の出
力をIFFT処理するIFFT処理手段を備えたことによって、
音声に雑音が重畳された信号より雑音を除去し、さらに
音声成分を強調することができるので明瞭度の高い音声
信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の信号処理装置のブロック
図、第２図は従来の信号処理装置のブロック図である。 １……FFT処理部、２……ケプストラムピーク検出部、
３……ピッチ周波数推定部、４……ウインドウ発生部、
５……雑音予測部、６……キャンセル部、７……ピッチ
周波数強調部、８……IFFT処理部。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−59497（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−161800（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−75898（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−116399（ＪＰ，Ａ) 特公 昭61−2960（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許4630305（ＵＳ，Ａ) 古井著「ディジタル音声処理」（東海 大学出版会）ｐ．44〜47，57〜59（昭和 60年) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G10L 3/02 301 G10L 7/02 G10L 9/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】雑音を含む信号をFFT処理するFFT処理手段
    と、 前記FFT処理手段のFFT出力から、音声信号のピッチ周波
    数を推定し、前記ピッチ周波数に応じたウィンドウを作
    成するウィンドウ形成手段と、 前記FFT処理手段の前記FFT出力から音声信号のピッチ周
    波数に依存することなく雑音を予測する雑音予測手段
    と、 前記FFT処理手段の前記FFT出力から前記雑音予測手段の
    出力をキャンセルして、前記FFT出力から雑音を取り除
    くキャンセル手段と、 前記キャンセル手段の出力に、ウィンドウ形成手段の出
    力を乗算するピッチ周波数強調手段と、 前記ピッチ周波数強調手段の出力をIFFT処理するIFFT処
    理手段を備えたことを特徴とする信号処理装置。
  2. 【請求項２】ウィンドウ形成手段は、 前記FFT処理手段のFFT出力をケプストラム分析およびそ
    のピークを検出するケプストラムピーク検出手段と、 前記ケプストラムピーク検出手段のピーク検出出力にお
    けるピッチ周波数を推定するピッチ周波数推定手段と、 ピッチ周波数推定手段における前記ピッチ周波数推定出
    力を基にウィンドウ出力を発生するウィンドウ発生手段
    とを備えたことを特徴とする請求項１記載の信号処理装
    置。
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