JP2992294B2 - ノイズ除去方法 - Google Patents

ノイズ除去方法

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JP2992294B2
JP2992294B2 JP1129020A JP12902089A JP2992294B2 JP 2992294 B2 JP2992294 B2 JP 2992294B2 JP 1129020 A JP1129020 A JP 1129020A JP 12902089 A JP12902089 A JP 12902089A JP 2992294 B2 JP2992294 B2 JP 2992294B2
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アウヌス オラヴィ ネウヴォ イルヨ
ユハニ マーキネン ヨルマ
ハンヌ クリスティアン テンフーネン アールネ
ラペリ ユハ
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03H17/00Networks using digital techniques
    • H03H17/02Frequency selective networks

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Road Signs Or Road Markings (AREA)
  • Absorbent Articles And Supports Therefor (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はチャンネルからのノイズ性信号を波するこ
とにより情報チャンネルのノイズを除去する方法に関す
る。
[従来の技術および発明が解決しようとする課題] 情報チャンネル、特に移動無線電話回線などの通信チ
ャンネルには擾乱ノイズが発生することが多い。このよ
うなノイズの発生原因としては回線の接続や実際の信号
源、例えば通話者によるノイズが考えられる。例えば、
自動車の背景ノイズは移動無線電話の通話に際しての背
景ノイズとして混入する。
このような擾乱やノイズを除去する複数の方法が知ら
れている。例えば、高域フィルタを使用することにより
低周波ノイズを除去することができる。しかしながら、
局から移動局電話機に送られた信号の場合は、ノイズの
周波数範囲は通話信号と同じ範囲にあり、従ってノイズ
を除去する何らかの対策が構じられない限りは通話信号
も除去されるという問題点がある。
自動車からの通話時に背景ノイズの効果を除去する方
法として、例えば第2マイクロホンを使用する方法が知
られている。
自動車内の他の場所に配置されたこのマイクロホンで
はノイズだけが受信され、このノイズは、電話機から通
話信号が更に送出される以前に全信号から除去すること
ができる。しかしながらこの方法においても、マイクロ
ホンを適切に配置し難いなどの理由によりS/N比の改善
はわずかである。
本発明の目的は、上記従来の方法の欠点を除去すると
共に通話信号を抑制することなく情報チャンネルのノイ
ズを除去できる方法を提供することにある。
[課題を解決するための手段および作用] 本発明による方法は、チャンネルの周波数帯域をサブ
バンドに分割してノイズ性の情報をこれらのサブバンド
に分け、その後信号レベルを基準レベルと比較すること
により各々のサブバンドの信号の有効値を個別に決定
し、この場合に実質的に基準レベルに等しい信号はノイ
ズであるとして抑圧し、一方有効信号として定められた
変動信号は、波された出力情報を形成するために他の
サブバンドの有効信号と共にほとんど抑圧することなく
加算するステップから構成される。
この場合、ノイズまたは多量の背景ノイズだけを含む
周波数帯域は除去することができる。これは、通話信号
は常時全周波数域を使用しないということにより可能に
なされる。
[実施例] 第1図は本発明による方法の実施原理を示すブロック
図である。図において、信号1はフィルタブロックCH1
〜CH4に供給され、そこで周波数帯域B1〜B4(第5図)
に分割される。これらのフィルタの出力は抑圧素子P1〜
P4に結合され、これによりノイズだけを含む周波数帯域
が除去される。これらの周波数帯域は再び加算され、改
良された信号2が得られる。
上記の周波数帯域B1,B2,B3およびBnへの分割は第2図
に示したように全通過フィルタを使用することにより実
現される。これらの周波数帯域の限界周波数はf1,f2,f3
で与えられる。
第1段の全通過フィルタの伝達関数は、 A1=(a+Z-1)/(1+aZ-1) で与えられ、第2段の全通過フィルタの伝達関数は、 A2=(b+cZ-1+Z-2)/(1+cZ-1+bZ-2) で与えられる。但し、係数a,bおよびcは、式、 a=sin(ω/2−π/4)/sin(ω/2+π/4) b=(a2+α)/(1+αa2) c=(2a(1+α))/(1+αa2) で与えられ、ここに、ω=2πf/fS,α=fS/4fH,fH=フ
ィルタの限界周波数、fS=フィルタのサンプルテーキン
グ周波数である。第1段および第2段のフィルタは低
域、高域フィルタ対(第3図)により形成されており、
これにより信号は常に2つの周波数帯域に分割される。
4つの周波数帯域に分割するには3段のフィルタが必要
である。
第4図に示した抑圧制御動作は次の式に従って信号増
幅率を設定することにより各々の周波数帯域で実施され
る。
P=max{(S−2N)/S,C} 但し、S=信号レベル、N=ノイズレベル、C=帯域の
最大抑圧度、実際には、例えば0.2を示す定数。
被検周波数帯域内に信号がないときは、信号レベルS
とノイズレベルNはほぼ等しく、周波数帯域の通過量は
Cになる。信号SがノイズレベルNよりかなり大きいと
きは信号通過量Pは或る値になり、信号は全く抑圧され
ない。
信号レベルは当該周波数帯域の信号を整流し(10)、
低域波する(11,12)ことによりモニタされる。
低域フィルタ11は、例えば1段の回帰フィルタが使用
され、 YS(k)=ASYS(k−1)+(1−AS)XS(k) で表わされる。但し、AS(k)=係数、YS(k)=出力
信号、XS(k)=入力信号である。
各々の周波数帯域内のノイズレベルNは、レベル検出
器からの信号を更に低域波(12)し、そしてこれから
長時間最小値を検出する(13)ことにより検出される。
このようにして、当該周波数帯域が(ノイズである)一
定値信号を有するか、或いは有効信号と見なすことがで
きる連続的に値が変化する信号かを決定することができ
る。第1段の回帰フィルタは再び次の式で示される低域
フィルタとして使用される。
Yn(k)=AnYn(k−1)+(1−An)Xn(k) 但し、それぞれの記号は前の式のものと同じである。こ
の場合、第4図に示したようにXn(k)=YS(k)であ
る。
上記最小値は式 N(k)=min{Yn(k),N(k−1)+δ} から計算される。但し、δ=ノイズレベルNの最大増加
割合を示す定数である。
本実施例においては周波数帯域の個数は4としたが、
これらの個数を増加させると全通過ブロックの個数も
(2次の形で)増加する。実際に実施するという点から
は帯域の個数を増すことは殆ど価値がない。現在の場合
これらの帯域の個数は3が好ましい。
本発明の方法の機能は実際の実験により検証されてい
る。
本方法は各種の回路を使用して実施できることは明ら
かである。また、アナログ式、ディジタル式回路が共に
使用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による方法を実施する際の構成原理を
示すブロック図、 第2図は、4チャンネルフィルタバンクの構成を示す
図、 第3図は、低域フィルタと高域フィルタで構成されたフ
ィルタ対を示す図、 第4図は、信号チャンネルの抑圧を制御する配置を示す
ブロック図、 第5図は、周波数帯域をサブバンドに分割した状態を示
す図、 第6図は、信号通過量を決定する特性曲線を示す図であ
る。 [主要部分の符号の説明] CH1〜CH4……フィルタブロック B1〜B4……サブバンド P1〜P4……抑圧素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨルマ ユハニ マーキネン フィンランド国.エスエフ‐33720 タ ンペレ オリヴェデンカトウ 8 イー 109 (72)発明者 アールネ ハンヌ クリスティアン テ ンフーネン フィンランド国.エスエフ‐33720 タ ンペレ リンドフォルシンカトウ 10 ビー 23 (72)発明者 ユハ ラペリ フィンランド国.エスエフ‐90100 オ ウル,コステペラーンカトウ 2 ビー 34 (56)参考文献 特開 昭63−108822(JP,A) 特開 昭63−241598(JP,A) 特開 昭63−4722(JP,A) 特開 昭60−140399(JP,A) 特開 昭59−67732(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04B 1/10 - 1/12 H04B 15/00 - 15/02 G10L 3/00 - 9/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】情報チャンネルを通して到来したノイズを
    含む信号を濾波することにより、情報チャンネルに含ま
    れるノイズを除去する方法であって、前記チャンネル
    (1)の周波数帯域を先ずサブバンド(B1−B4)に分割
    し、これによりノイズを含む情報を信号に分割するもの
    において、 その後各々のサブバンド(B)の信号の有効値が基準レ
    ベル(Ref)に対して信号レベル(S)を比較すること
    により決定され、この場合基準レベル(Ref)と実質的
    に同じレベルの信号はノイズと定められて抑圧され(P1
    −P4)るが、サブバンドで検出された信号レベル(S)
    が基準レベル(Ref)以上のとき、所定の特性曲線に従
    い過剰量に逆比例して抑圧度が増加され、かつ、濾波さ
    れた出力情報(2)を形成すべく、各サブバンド(B1−
    B4)の処理された信号が加算されることを特徴とするノ
    イズ除去方法。
  2. 【請求項2】所定の上限値(Max)以上の信号レベルは
    実質的に全く抑圧されないことを特徴とする請求項1に
    記載の方法。
  3. 【請求項3】比較すべき信号レベル(S)が、信号を整
    流(10)すると共に低域濾波(11)することにより形成
    され、かつ長時間最小値(N)が基準レベル(Ref)と
    して形成され、その場合所定時点の信号通過量(P)
    が、Sを信号レベル、Nをノイズレベル、Cをサブバン
    ドの最小利得を示す定数として、式 P=max{(S−2N)/S,C} から得られることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】チャンネルの周波数帯域は、全通過フィル
    タ構造を使用することにより、サブバンド(B1−B4)に
    分割されることを特徴とする請求項1〜請求項3のいず
    れか一項に記載の方法。
  5. 【請求項5】情報チャンネルは通信チャンネルのベース
    周波数通話チャンネルであり、チャンネルの周波数帯域
    が4つのサブバンドに分割されたことを特徴とする請求
    項1〜請求項4のいずれか一項に記載の方法。
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