JP2995737B2

JP2995737B2 - 改良されたノイズ抑圧システム

Info

Publication number: JP2995737B2
Application number: JP63508229A
Authority: JP
Inventors: ジョセフビルマー，リチャード; ジョンバルロ，ジョセフ; アランガーソン，イラ; ルイスリンズレイ，ブレット
Original assignee: モトローラ・インコーポレーテッド
Priority date: 1987-10-01
Filing date: 1988-09-22
Publication date: 1999-12-27
Anticipated expiration: 2014-12-27
Also published as: KR890702356A; WO1989003141A1; EP0380563A4; EP0380563A1; DE3856280T2; KR970000789B1; JPH03500347A; EP0380563B1; US4811404A; DE3856280D1

Description

【発明の詳細な説明】関連出願の引用本出願は、この出願と同じ譲受人に譲渡された米国特
許第4,628,529号を参照として含む。更に、本出願は、
これもまたこの出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許
第4,630,304号および米国特許第4,630,305号に関連する
主題を含む。

背景技術発明の分野本発明は、一般的に音響ノイズの抑圧システムに関す
る。本発明は、更に詳しくは、スペクトル・サブトラク
ション・ノイズ抑圧技術（spectral subtraction noise
suppression technique）を使用したノイズ抑圧システ
ムにおける通話品質の改良に関する。

従来技術の説明音声通信システムにおける音響ノイズの抑圧は、一般
的に、所望の音声信号から周囲のバックグランド・ノイ
ズを濾波することによって所望の音声信号の品質全体を
改善させる目的に役立つ。この音声品質改良処理は、航
空機、走行中の車両、または騒音の大きな工場などの周
囲のバックグランド・ノイズ・レベルが異常に高い環境
では特に必要である。

上述した特許で述べている騒音抑圧技術は、スペクト
ル・サブトラクション−−またはスペクトル・ゲイン修
正−−技術である。このようなアプローチを使用した場
合、音声入力信号は、バンドパス・フィルタのバンクに
よって個々のスペクトル・バンクに分割され、特定のス
ペクトル・バンドは、それらのノイズのエネルギの内容
にしたがって減衰される。スペクトル・サブトラクショ
ン・ノイズ抑圧プレ（前置）フィルタは、バックグラン
ド・ノイズのパワー・スペクトル密度の推定（estimat
e）を使用して、各チャンネルにおける通話の信号ノイ
ズ比（S/N比）を発生させ、これは各個別チャンネルに
対する利得係数を計算するために使用される。この利得
係数は、その特定のスペクトル・バンドに対する減衰を
決定するためのルックアップ・テーブルのポインタとし
て使用される。これらのチャンネルは、そこで減衰して
再び統合され、ノイズを抑圧した出力波形を導出する。

比較的高いバックグランド・ノイズの環境を有する特
別の用途の場合、大部分のノイズ抑圧技術は性能上の大
きな限界を示す。このような用途の１つの例には、セル
ラー自動車無線電話システムにオプションとして取り付
けられ、自動車のドライバが手を使用しないで操作する
ことのできる車両用スピーカホーンがある。自動車用の
ハンドフリー・マイクは、一般的にひさしの付いた帽子
の上に取付けられている等使用者から大きく離れた距離
に位置している。遠くに位置するマイク程、道路と風に
よるノイズの状態によって、地上にいる相手に対し非常
に悪いS/N比を示す。地上で受信された通話が一般的に
理解できる程度のものであっても、このようなバックグ
ランド・ノイズの水準を連続して接していると、しばし
ば聴取者の疲労を増大させる。

大部分の従来技術は、通常のバックグランド・ノイズ
状態の下で十分な性能を発揮するが、既知の従来の性能
はバックグランド・ノイズが異常に高い特別の用途の場
合には大きく制限される。一般的なスペクトル・サブト
ラクション・ノイズ抑圧システムは通話品質に大きな影
響を与えることなく音声周波数のスペクトルに対して10
dB程度バックグランド・ノイズ水準を引き下げることが
できる。しかし、従来技術が20dBに達するノイズの抑圧
水準を必要とするような比較的高いバックグランド・ノ
イズの環境で使用される場合、音声の品質特性に実質的
な低下を生じる。更に、急激に変化するノイズの高い環
境では、遠くからの「ジェット・エンジンの唸り」の音
に似た大きな低周波数のノイズ・フラッタが出力通話信
号に発生する。このノイズ・フラッタはスペクトル・サ
ブトラクション・ノイズ抑圧システムに固有のものであ
るが、その理由は、個々のチャンネルのゲイン・パラメ
ータが、変化するバックグランド・ノイズの環境にした
がって絶えず更新されているからである。

バックグランド・ノイズのフラッタの問題は、間接的
に処理されていたが、ゲインの平滑化によって除去する
ことはできなかった。例えば、R.J.マックオーレとM.L.
マルパスは、IEEE,Trans.Acoust.,Speech,Signal Proce
ssing,Vol.ASSP−28,No.2（1980年４月）,137−145頁の
「ソフト・ディシジョン・ノイズ抑圧フィルタを使用し
た通話の強化」というタイトルの論文で、出力波形が不
連続になることを回避するために、プレフレーム・ベー
ス（pre−frame base）でゲインの平滑化を使用するこ
とを提案している。ゲインの平滑化を導入することによ
って、ノイズ抑圧用のプレフィルタの立上り端の遷移に
対する応答が遅くなるので（これは通話の歪みになるで
あろう）、プレフィルタがゲインのあらゆる減少を平滑
化しながら、ゲインの増加に迅速に応答するように１ま
たは1/2のウェート係数が選択された。不幸なことに、
過剰にゲインを平滑化することによって、なお音声品質
に非常に有害な影響が発生し、これによってテールエン
ド・エコー（tail−end echo）または「ノイズ・ポンプ
（noise pump）」が話された言葉に明らかに取り込まれ
るという一次的な影響がある。またゲインの平滑化が大
巾に行われると、音声の振幅が大きく減少する。

ノイズ・フラッタの性能は、プレフレーム・ベースの
代わりにパーサンプル・ベース（per−sample base）に
基づいて、各個別チャンネルに対するノイズの抑圧ゲイ
ン・ファクタを平滑化する技術によって、更に改善され
た。パーサンプルによる平滑化と各チャンネルに対して
異なった平滑化の係数を使用することは、「ノイズ抑圧
システムの自動ゲイン選択装置」という名称の米国特許
第4,630,30号で説明されている。しかし、既知の従来技
術による技術のいずれも、チャンネルのゲインの不連続
性の一次的なソースが１つのフレームから他のフレーム
に対する各チャンネルのバックグランド・ノイズの固有
の変動であることを評価していない。既知のスペクトル
・サブトラクション・システムの場合、2dBのS/N比の変
化でも数デシベルのゲインの変化を発生させ、これは不
快なバックグランド・ノイズのフラッタとして聞こえ
る。したがって、フラッタの問題は決して効果的に解決
されていない。

更に、狭帯域ノイズ−−これは数チャンネルのみでパ
ワーの高いスペクトル密度を有する−−は、バックグラ
ンド・ノイズのフラッタの問題を更に複雑化している。
これらの数個のエネルギ・ノイズの高いチャンネルは、
バックグランド・ノイズの抑圧装置によって減衰されな
いから、結果として得られる音声出力は「ランニング・
ウォータ」（running water）型の特性を有している。
狭帯域ノイズが突発すると、また変化するバックグラン
ド・ノイズの環境内でノイズの抑圧を行うのに必要なバ
ックグランド・ノイズの更新を決定する精度を低下させ
る。

ゲイン・ファクタは、S/N比の推定によって選択さ
れ、これらは各チャンネル（信号）の通話のエネルギと
各チャンネル（ノイズ）のバックグランド・ノイズのエ
ネルギの推定によって決定されるので、ノイズ抑圧シス
テム全体の性能は、バックグランド・ノイズの推定の精
度によって決まる。バックグランド・ノイズは、人の通
話の区切りの間などのようなバックグランド・ノイズの
みが存在する時間の間に統計的に見積られる。したがっ
て、通話のこのような区切りが何時発生したかを決定す
るため、正確な通話とノイズの分類が行われなければな
らない。

バックグランド・ノイズと通話とを区別するエネルギ
・ヒストグラムの技術は、通常の周囲のノイズ環境で
は、十分良好に機能することが広く知られている。例え
ば、IEEE Trans.Acoust.,Speech,Signal Processing,Vo
l.ASSP−24,No.1（1976年２月）,14−25頁記載のW.J.ヘ
スによる「通話の音韻を識別するためのピッチ同期ディ
ジタル特性抽出システム」参照のこと。音響信号のエネ
ルギ・ヒストグラムは、２つのモード分布を示し、この
場合、これらの２つのモードはノイズと通話に対応して
いる。したがって、通話とノイズを分類するためにこれ
らの２つのモードの間で適当なしきい値を設定すること
ができる。しかし、バックグランド・ノイズが比較的高
い環境の場合、バックグランド・ノイズとエネルギと音
声になっていない通話エネルギとの区別は明確でない。
その結果、エネルギ・ヒストグラムの２つのモードを正
確に検出する作業と、これらの間で適当なしきい値を設
定する作業は、非常に困難である。

バックグランド・ノイズの変化を受け入れるため、マ
ックオーレとマルパスは、フレーム対フレーム・ベース
でヒストグラムのエネルギを絶えず監視し、異なった衰
退ファクタを利用してしきい値を更新することによっ
て、順応性のあるしきい値を実行している。また、米国
特許第4,630,304号は、処理後の信号エネルギ−−ノイ
ズ抑圧システムの出力で利用可能な信号エネルギ−−に
基づいて、通話とノイズとの判別を行い、検出した最小
の通話を決定するために、エネルギの谷間の検出器を利
用している。したがって、バックグランド・ノイズの推
定精度が改善されるが、その理由は、これがより明確な
通話信号に基づいているからである。

しかし、従来技術は、いずれもバックグランド・ノイ
ズ・レベルの突然の大きな増加に適切に対応することが
できない。これらのバックグランド・ノイズの推定の更
新を決定するプロセスでは、突然の大きなノイズ・レベ
ルの上昇を通話として解釈し、その結果、更新を行わな
い。エネルギのヒストグラムまたは谷間の検出器は、緩
慢な順応特性を有し、これは最終的にはより高いノイズ
・レベルに順応する。しかし、このような順応特性は、
通話のエネルギが弱い部分では不正確なノイズの更新に
つながる。この間違った決定によって、ノイズ抑圧シス
テムの性能が大巾に低下する。

バックグランド・ノイズの変動、狭帯域ノイズの突
発、およびバックグランド・ノイズの突然の増加の問題
に対応する改良された音響ノイズ抑圧システムに対する
必要性がある。

発明の概要したがって、本発明の目的は、バックグランド・ノイ
ズの高い環境において、音声品質を大幅に低下させるこ
となくバックグランド・ノイズを抑制する改良した方法
と装置を提供することである。

本発明の他の目的は、ゲインの平滑化を大きく行う必
要なしに、バックグランド・ノイズの変動の問題に対応
する改良したノイズ抑圧システムを提供することであ
る。

本発明の更に他の目的は、狭帯域ノイズのバーストに
よる有害な影響を補償するスペクトル・サブトラクショ
ン・ノイズ抑圧システムを提供することである。

本発明の他の目的は、低エネルギ部分の通話によって
誤って処理されることがなく、なおバックグランド・ノ
イズ・レベルの突然の大きな増加に対する修正を行うバ
ックグランド・ノイズ推定機構を提供することである。

これらおよびその他の目的は、本発明によって達成さ
れるが、この発明は、簡単に説明すると、スペクトル・
ゲインの修正によってノイズを抑圧した出力信号を発生
するため、ノイズのある入力信号からバックグランド・
ノイズを減衰させる改良した騒音抑圧システムである。
騒音抑圧システム（800）は、入力信号を選択された周
波数チャンネルを表す複数の処理前の信号に分離する機
構（210）、各個別チャンネルの信号対ノイズ比（S/N
比）の推定を求める機構（310）、チャンネルのS/N比の
推定に応答して特定のゲイン表から複数のゲイン値の１
つを自動的に選択することによって各個別チャンネルに
対して１つのゲイン値を導出する機構（590）、および
複数のノイズを抑圧した処理後の出力信号を得るため、
選択したゲイン値に応答して複数の処理後の信号の各々
のゲインを修正する機構（250）を有する。本発明によ
る改良は、低いS/N比状態の場合に小さなゲインの変動
を除去するS/N比しきい値機構（830）、より正確なバッ
クグランド・ノイズ推定の更新の決定を行う音声韻律計
算機（810）、および狭帯域ノイズのバーストを抑圧す
るチャンネルS/N比修正器（820）の付加に関する。

特に、本発明の第１の面は、所定の最小ゲイン値を超
えるゲイン値を発生することのできる前に、チャンネル
のS/N比推定が超えなければならない所定のS/N比のしき
い値を与えるS/N比しきい値機構（830）を付加すること
に関する。好適な実施例の場合、S/N比しきい値は、小
さなバックグランド・ノイズの変動によってノイズ抑圧
ゲイン中にステップ状の不連続を生じさせないために、
2.25dBのS/N比に設定される。

本発明の第２の面によれば、音声韻律計算機（810）
は、２段階のプロセスを使用してバックグランド・ノイ
ズの更新決定を行うため通話とノイズとを分類するため
に使用される。第１に、生のS/N比推定が音声韻律表を
指標するために使用され、各チャンネルに対する音声韻
律値を得る。音声韻律は、チャンネルのエネルギ全てに
ついての音声に類似する特性全体の尺度である。個々の
チャンネルの音声韻律値が合計されて、第１マルチチャ
ンネル・エネルギ・パラメータを求め、次に、これがバ
ックグランド・ノイズの更新しきい値と比較される。も
し音声韻律の合計がしきい値と合致しなければ、入力フ
レームはノイズであると考えられ、バックグランド・ノ
イズの更新が行われる。第２に、前にバックグランドの
推定の更新が行われた時からの経過時間が絶えず監視さ
れる。最後に更新が行われた時からの時間が経過し過ぎ
ると、例えば１秒間が経過すると、ノイズが実質的に増
加していると考えられ、バックグランド・ノイズの更新
が、ボイス・フレームのようであると否とにかかわら
ず、実行される。この第２のテストは、通話が全てのチ
ャンネルにおいて１秒間以上連続して高いエネルギ・レ
ベルを有することは滅多になく、したがって、これは大
きなノイズ・レベルの突発的な増加があった場合である
という仮定に基づいて行われる。２つのステップによる
決定プロセスを含むこの音声韻律アルゴリズムによっ
て、非常に正確なバックグランド・ノイズ推定の更新信
号が与えられる。

本発明の第３の面では、チャンネルのS/N比修正器（8
20）によって、所定のエネルギしきい値、例えば、6dB
のS/N比を超える上部チャンネルのS/N比推定の数に応答
して第２のマルチチャンネル・エネルギ・パラメータが
与えられる。もし少数のチャンネルのみがこのエネルギ
しきい値を超えるエネルギ・レベルを有していれば（狭
帯域ノイズのバーストの場合のように）、これらの特定
のチャンネルに対して測定されたS/N比は減少するであ
ろう。更に、もし上述した音声韻律の合計が韻律しきい
値（フレームがノイズであることを示す）未満であれ
ば、全てのチャンネルが同様に減少される。このS/N比
を修正する技術は、典型的な通話は大部分のチャンネル
が6dB以上のS/N比を有するという典型的な通話という仮
定に基づいている。

図面の簡単な説明第１図は、本発明による改良されたノイズ抑圧システ
ムの好適な実施例を示す詳細ブロック図である。

第２図は、第１図の音声韻律計算機ブロックに対する
S/N比推定の指標値の入力と音声韻律値の出力を示すグ
ラフである。

第３図は、S/N比推定の関数としての特定のグループ
のチャンネルに対するチャンネルの減衰全体を示す代表
的なゲイン表のグラフである。

第4a図ないし第4f図は、本発明の好適な実施例を実行
することによって達成される特定のシーケンスの動作を
示すフローチャートである。

発明を実施するための最良の形態新規であると信じられる本発明の特徴は、特に添付の
請求の範囲に示される。しかし、本発明者自身は、これ
以外の目的および特徴と共に、添付図面と組み合わせた
場合、下記の説明を参照することによって最も良く理解
される。

第１図は、本発明の好適な実施例の詳細ブロック図で
ある。600未満の参照番号の付いた第１図の全ての要素
は、ボース他による米国特許第4,628,529号の要素に対
応するものであり、この米国特許は、参照としてここに
含まれている。これらの説明についてはボースの特許を
参照のこと。600以上の参照番号を有する追加した回路
の構成要素は、このシステムに対する改良を示すもので
あり、ここで説明される。

改良したノイズ抑圧装置800は、３つの基本的な分野
で上述したボースのノイズ抑圧システムに対する変更を
含んでいる。すなわち、これらは、（ａ）音声韻律計算
器（voice metric calculator）810によるバックグラン
ド・ノイズ推定の更新、（ｂ）チャンネルS/N比修正器
（chanel SNR modifier）820によるS/N比推定の修正、
および（ｃ）各チャンネルのゲイン上昇を相殺するため
のS/N比しきい値ブロック（SNR threshold block）830
の使用である。これらの改良点の各々は第１図のブロッ
ク図と第4a図ないし第4f図のフローチャートによって説
明される。

音声韻律計算器810は、以前のシステムにおける谷間
検出回路（valley detector circuitry）と代替するも
のである。音声韻律（voice metric）とは、基本的には
チャンネルのエネルギの全ての音声と類似する特性全体
の尺度である。好適な実施例の場合、音声韻律計算器81
0は、235における個々のチャンネルのS/N比推定を音声
韻律値に変換するルックアップ・テーブルとして実行さ
れる。この音声韻律値は、１つのフレームに対してチャ
ンネル・スイッチ575を閉じることによって何時バック
グランド・ノイズ推定を更新するかを決定するために内
部的に使用される。ここで使用されるように、バックグ
ランド・ノイズ推定の更新とは、例えば、10％/90％の
新旧推定比率を使用して、古いバックグランド・ノイズ
推定を新しい推定に部分的に修正するものとして定義さ
れる。音声韻律値は、また引き続き説明されるように、
チャンネルS/N比を修正するプロセスにおいても使用さ
れる。

バックグランド・ノイズの更新の決定を検討すると、
一般的に通話のフレームを示す高いエネルギを有するフ
レームは、また狭帯域ノイズの遷移またはバックグラン
ド・ノイズ・レベルの突発的な増加が発生していること
を意味する。従って、本発明は、フレーム・エネルギを
音声韻律の合計、VMSUMとして特徴づけ、更新の決定を
行うためにこのマルチチャンネル・エネルギ・パラメー
タを使用する。このプロセスは、第２図に示す曲線とし
て表わされる音声韻律表（voice metric table）を使用
する。

第２図は、特定のチャンネルに対する音声韻律の特性
曲線を示すグラフである。水平軸はS/N比推定の指標を
示す。各々のS/N比推定の指標値は、3/8dBの信号対ノイ
ズ比を表す。したがって、10のS/N比推定の指標は、3.7
5dBのS/N比を表す。縦軸は、Ｎチャンネルの各々に対す
る音声韻律値VM（CC）を表す。２の音声韻律は１のS/N
比の指標に対して発生する。また、この曲線は直線では
ないが、その理由は、チャンネルのエネルギがより高い
S/N比において一層音声に類似した特性を有しているか
らである。

まず、生のS/N比推定が、各チャンネルに対する音声
韻律値VM（CC）を得るため、音声韻律値を検索するのに
使用される。第２に、個々のチャンネル音声韻律値が合
計され、音声韻律合計VMSUMと呼ぶ個々のチャンネル音
声韻律値全ての合計が求められる。第３に、VMSUMはノ
イズであると考えられる音声韻律合計を表すUPDATE TH
RESHOLD（更新しきい値）と比較される。もしマルチチ
ャンネル・エネルギ・パラメータVMSUMが更新しきい値
未満であれば、特定のフレームは非常に小さな音声状の
特性を有し、これはノイズである可能性が非常に高い。
したがって、特定のフレームに対してチャンネル・スイ
ッチ575を閉じることによってバックグランド・ノイズ
の更新が実行される。最新の音声韻律合計VMSUMが、ま
た修正アルゴリズムで使用するため、線815を介してチ
ャンネルS/N比修正器820で使用可能になる。

好適な実施例の場合、更新しきい値は、合計で32の音
声韻律合計値に設定される。音声韻律表の最小値は２で
あるので、14個のチャンネルに対する最小合計は28であ
る。この音声韻律表の値は、S/N比の指標が12（または
4.5dBのS/N比）になる迄、２のままである。このこと
は、バックグランド・ノイズの水準が増加しても（各個
別のチャンネルは、4.125dB未満のS/N比の値を有してい
る）、尚合計28を発生させる。更新しきい値の32の値を
超過していないので、広帯域のノイズの音声韻律はノイ
ズとして正しく分類され、バックグランド・ノイズの更
新が行われる。逆に、S/N比の指標値が24を超える（ま
たは少なくとも9.0dBのS/N比）を有する信号チャンネル
では、VMSUMが更新しきい値を超過し、この結果、音声
または狭帯域ノイズが突発したという決定がなされる。

種類の異なった韻律は、更新しきい値を正しく選択す
ることによって補償されることができるので、音声韻律
表には多くの変形が可能である。更に、通話とノイズを
決定する場合の感度は、また特定の用途に対して選択す
ることが可能である。例えば、好適な実施例の場合4.5d
B程度に感度の高いS/N比の値ないし15dB程度に感度の低
いS/N比の値を有する全ての単一チャンネルを受け入れ
るように、しきい値を修正することができる。対応する
更新しきい値は、そこで29ないし41の範囲内に設定され
る。

音声韻律を使用して通話とノイズとの決定を行う以外
に、音声韻律計算機810は、最後のバックグランド・ノ
イズの更新以降に満了した時間のトラックを保持する。
更新カウンタは、それぞれが予め決められた時間を表す
所定数を超えるフレームが前回の更新以降に通過したか
どうかを知るため、各フレームについてテストされる。
10ミリ秒のフレームを使用する好適な実施例の場合、も
し更新カウンタが100−−更新しない場合の１秒のタイ
ミングのしきい値に相当する−−に達すれば、音声韻律
の決定に関係なく更新が行われる。しかし、タイミング
のしきい値は0.5秒ないし４秒の範囲にあることが実用
的である。以前に説明したように、このタイミング・パ
ラメータのテストは、ノイズ・レベルの突然の大巾な増
加を、これを漠然と音声として解釈することを防止する
ために使用される。

チャンネルS/N比修正器820の基本的な機能は、狭帯域
ノイズ・バーストのノイズ抑圧システムに対する悪影響
を除去することである。狭帯域ノイズのバーストは、数
チャンネルに対してのみチャンネル・エネルギの一時的
な増加として定義することができる。好適した実施例の
場合、上部10個のチャンネルの内の５個以下のチャンネ
ルについて、S/N比でしきい値を6dB超える高いエネルギ
・レベルが発生した場合、狭帯域ノイズが突発したもの
として分類される。このようなノイズの突発は、通常わ
ずか数個のチャンネルに対してのみ高いゲイン値を発生
させ、この結果、上述した「ランニング・ウォータ（ru
nning water）」型のバックグランド・ノイズのフラッ
タが生じる。

235での生のS/N比推定は、チャンネルS/N比修正器820
の入力に与えられ、修正されたS/N比推定が825に出力さ
れる。基本的に、S/N比修正器820は、指標となるしきい
値を超えるチャンネルS/N比の指標値を有するチャンネ
ル数を数える。好適な実施例の場合、指標となるしきい
値は、4dBないし10dB、望ましくは6dBのS/N比値に相当
するように設定される。もしチャンネルの数が所定のカ
ウントのしきい値未満であれば、S/N比の値を修正する
決定が行われる。カウントしきい値は、比較的少数のチ
ャンネル、すなわち、チャンネルの合計数Ｎの40％未満
を表す。この好適な実施例の場合、カウントしきい値は
10個の測定されたチャンネルの内の５個に決定される。
修正プロセス自身の期間中、チャンネルS/N比修正器820
は、SETBACK THRESHOLD（セットバックしきい値）（狭
帯域ノイズのチャンネルを示す）未満のS/N比の指標を
有する特定のチャンネルのみのS/N比を減少させるか、
または、もし音声韻律合計が韻律のしきい値（非常に弱
いエネルギのフレームを示す）であれば、全てのチャン
ネルのS/N比を減少させる。したがって、狭帯域ノイズ
のバーストを含むチャンネルは、これらがゲイン・テー
ブルのルックアップ機能に有害な影響を及ぼすことを防
止するため、減衰される。

S/N比しきい値ブロック830は、高いゲイン値を発生す
る前に、修正したチャンネルS/N比推定だけ超過しけれ
ばならない各チャンネルに対して所定のS/N比しきい値
を与える。S/N比しきい値を超える値を有するS/N比推定
のみが直接ゲイン・テーブルのセットに加えられる。し
たがって、バックグランド・ノイズの小さな変動は、音
声を表すゲイン値を導出することができない。S/N比し
きい値を与えることによって、低い信号対ノイズ比を有
するチャンネルに対するゲイン上昇におけるオフセット
が、基本的に示される。小さなノイズ変動を除去するた
めには、S/N比しきい値は1.5dBないし5dBのS/N比の範囲
内に設定されることが望ましい。S/N比しきい値は、第
１図に示すように、別個の要素として与えることもでき
るし、またこれは各ゲイン・テーブル・セット590に対
する特性ゲイン曲線内の「デッド・ゾーン」として与え
ることもできる。

第３図は、S/N比しきい値ブロック830の機能、および
各ゲイン・テーブルの設定におけるチャンネル・ゲイン
値の減衰機能をグラフによって示す。水平軸には、修正
されたS/N比推定が、825でチャンネルS/N比修正器820か
ら出力されたものとしてdBで示されている。縦軸は、25
5でチャンネル・ゲイン修正器250の出力で観察されたチ
ャンネル・ゲイン（減衰）を表す。最大のバックグラン
ド・ノイズの減衰量は、最小のゲイン値を有するチャン
ネルに対して達成される。S/N比しきい値ブロック830
は、約2.25dBのゲイン上昇曲線における「デット・ゾー
ン」またはオフセットとして示される。したがって、S/
N比推定は、チャンネル・ゲインが、図示の最小のゲイ
ン・レベルを超えて上昇することができる前に、このし
きい値を超過しなければならない。また、２つの曲線が
示されているが、これらの各々は異なった最小ゲイン・
レベルを有している。グループＡと表示した上の曲線は
低いチャンネル・グループ、例えば、好適な実施例の場
合、チャンネル１ないし４によって構成されるチャンネ
ルのグループを示し、一方グループＢは周波数のより高
いチャンネル５ないし14を示す。

グラフから明らかなように、低い周波数のチャンネル
は、−13.1dBの最小ゲイン値を有し、一方周波数より高
いチャンネルは−20.7dBの最小ゲイン値を有している。
チャンネルが、このようなグループに分割されている場
合、音声の品質低下がより少ないことが分かる。好適な
実施例の場合、ゲイン・テーブル・セット番号１に対し
て２つの異なったゲイン曲線のみが使用されているが、
各チャンネルに異なった特性のゲイン曲線を設けること
が有利である場合もある。さらに、引用したボースの特
許で説明したように、特定のバックグランド・ノイズの
環境にしたがってチャンネル・ゲイン値をより広く選択
するためには複数のゲイン・テーブルのセットが使用さ
れる。ノイズ・レベル量子化器555は、全バックグラン
ド・ノイズ推定に基づいて、特定のゲイン・テーブルの
セットを選択するためにヒステリシスを利用する。ノイ
ズ・レベル量子化器555から出力されたゲイン・テーブ
ル選択信号は、ゲイン・テーブル・スイッチ595に加え
られ、ゲイン・テーブル選択プロセスを実行する。した
がって、平均的なバックグランド・ノイズ・レベル全体
の関数として、複数のゲイン・テーブルのセット590の
１つを選択することができる。

これらのノイズ抑圧の改良によって大量のゲインの平
滑化を必要とすることなく、バックグランド・ノイズの
抑圧の変動を除去することができる。10dBないし25dB内
のバックグランド・ノイズの減衰は、本発明で容易に達
成することができる。これらの改良によれば、システム
は平坦または「白い（white）」残留バックグランド・
ノイズを得るため、10ないし20ミリ秒のみの時定数を有
するゲイン値の平滑化を必要とする。40ないし60ミリ秒
の時定数のゲインの平滑化を必要とする以前の技術は不
完全なフラッタ（flutter）の減少をもたらすだけでな
く、また実質的に音声の品質を低下させる。

改良されたノイズ抑圧システムの全体的な動作は、以
前のボースの特許で説明したものと同様であるので、こ
のパテントの第6a/b図で示されている一般化されたフロ
ー図が本発明を発明するために使用される。本発明の動
作の一般的な構成は、なお３つの機能的なグループで構
成することができる。すなわち、これらは、ノイズ抑圧
ループ−−ボースの特許の第7a図で詳細に説明されてい
る第6a図のシーケンス・ブロック604、自動ゲイン選択
器−−第6b図のシーケンス615であって、本発明のため
に変更されているもの、および自動バックグランド・ノ
イズ推定器−−第6b図のシーケンス621であって本発明
においても変更されているものである。この用途におけ
る第4a図ないし第4f図の詳細なフローチャートは、改良
されたノイズ抑圧システム800の動作を説明するため
に、第6b図のシーケンス・ブロック615および621と置き
換えてもよい。したがって、ボース特許（第4,628,529
号）の第6a図と第7a図は、サンプル対サンプル・ベース
で実行されるノイズ抑圧ループを説明しているが、一方
本発明の第4a図ないし第4f図は、フレーム対フレーム・
ベースで実行されるチャンネル・ゲイン選択プロセスと
バックグランド・ノイズ推定の更新プロセスを説明す
る。

さて、第4a図を参照して、改良されたノイズ抑圧シス
テム800の動作は、上述した第6a図の判断ステップ614の
「YES」の出力から開始される。したがって、特定のフ
レームに対する実際のスペクトル・ゲイン修正機能は、
以前のフレームからのゲイン値を利用してサンプル対サ
ンプル・ベースで既に実行されている。シーケンス850
は、235で入手可能なS/N比推定を発生する役割を果た
す。先ず最初に、チャンネル・カウントCCがステップ85
1で１にセットされる。次に、音声韻律合計の可変値VMS
UMがステップ852でゼロにイニシァライズされる。ステ
ップ853で、特定のチャンネルに対する生の信号対ノイ
ズ比SNRが、S/N比推定指標値INDEX（CC）として計算さ
れる。このS/N比の計算は、単に225で有効なチャンネル
毎のエネルギ推定（信号＋ノイズ）を325におけるチャ
ンネル毎のバックグランド・ノイズ推定（ノイズ）で割
ったものである。しかし、信号対ノイズしきい値の他の
推定をこれの代わりに使用することも可能である。した
がって、ステップ853は、単に現在記憶しているチャン
ネル・エネルギの推定（前述の第7a図のフローチャート
におけるステップ707から得られた）を前回のフレーム
からの現在のバックグランド・ノイズ推定BNE（CC）に
よって除したものである。

音声韻律は、シーケンス860で計算される。第１に、
生のS/N比推定指標INDEX（CC）を使用して、特定のチャ
ンネルのための音声韻律表がステップ861で検索され
る。音声韻律表は、この特定のチャンネルに対する音声
韻律値VM（CC）を得るためにステップ862で読み出され
る。この個別のチャンネル音声韻律値がステップ863で
音声韻律合計VMSUMに加えられる。チャンネル・カウン
トCCがステップ864でインクリメントされ、ステップ865
でテストされる。もしＮ個のチャンネル全てに対する音
声韻律が計算されていなければ、制御はステップ853に
戻る。

シーケンス870は、音声韻律計算器810によって実行さ
れるバックグランド・ノイズ推定の更新の決定プロセス
を示す。音声韻律合計VMSUMは、ステップ871で更新しき
い値と比較される。もし、VMSUMが更新しきい値以下で
あればそのフレームはおそらくノイズ・フレームであ
る。TIMER FLAG（タイマ・フラグ）がステップ872でリ
セットされ、更新カウンタUCがステップ873でリセット
される。制御は、ステップ878に進み、ここでUPDATE F
LAG（更新フラグ）が真にセットされるが、これはバッ
クグランド・ノイズ推定の更新が現在のフレームに対し
て行われるであろうことを意味する。

もし、VMSUMが更新しきい値を超えれば、このフレー
ムはおそらくボイス・フレームである。それにもかかわ
らず、突然発生するバックグランド・ノイズの大きな増
加が通話と解釈されていないかどうかを知るために、ス
テップ874でタイマ・フラグがテストされる。もしタイ
マ・フラグが真であれば、すでに多数のフレーム前に１
秒の時間間隔が超過しており、バックグランド・ノイズ
推定の更新がなお要求される。これは、各フレームに対
して部分的なバックグランド・ノイズの更新しか行われ
ていないという事実によるものである。もしタイマ・フ
ラグが真でなければ、更新カウンターUCがステップ875
でインクレメントされ、ステップ876でテストされる。
もし最後に行われたバックグランド・ノイズ推定の更新
以降に100個のフレームが発生していれば、タイマ・フ
ラグはステップ877で真にセットされ、BNE更新フラグが
ステップ878で真にセットされる。一連の部分的なバッ
クグランド・ノイズ推定の更新は、ここで音声韻律合計
VMSUMが再び更新しきい値を下回るまで実行される。音
声韻律合計VMSUMが再びノイズに近ずく場合、フローチ
ャート中でタイマ・フラグがリセットされる場合は、ス
テップ872のみであることに留意のこと。もし、更新カ
ウンターUCが100個のフレームに到達していなければ、
現在のフレームがボイス・フレームであると考えられ、
バックグランド・ノイズの更新は行われない。

第4b図および第4c図のシーケンス880を参照して、チ
ャンネルの信号対ノイズ比を修正する決定が次に行われ
る。インデックス・カウンタの変数ICがステップ881で
イニシャライズされる。高いエネルギを有する14個のチ
ャンネルの内の上部の10個のみをカウントするためにチ
ャンネル・カウンタCCがステップ882で５にセットされ
る。生のS/N比推定の指標INDEX（CC）が、約6dBのS/N比
に対応するINDEX THRESHOLDに到達したかどうかを知る
ため、ステップ883でテストされる。ここで、ボイス・
フレーム内の上部10チャンネルの少なくとも５つが少な
くとも6dBのS/N比を有するエネルギを含んでいるべきで
あると仮定する。もし特定のチャンネルのS/N比のINDEX
（CC）が、INDEX THRESHOLD（インデックスしきい値）
を超えていれば、インデックス・カウントICがステップ
884でインクリメントされる。もしそうでなければ、チ
ャンネル・カウンタCCがステップ885でインクリメント
され、次のチャンネルを見るためにステップ886でテス
トされる。

上部の10チャンネル全てが測定されると、インデック
ス・カウントICはインデックスしきい値よりも高いS/N
比推定の指標を有するチャンネルの数を表す。インデッ
クス・カウントICは、次にステップ887でCOUNT THRUSH
OLD（カウントしきい値）に対してテストされる。もしI
Cがカウントしきい値以上のチャンネル、例えば10チャ
ンネルの内の５チャンネルが十分なエネルギを含んでい
ることを示せば、このフレームはおそらくボイス・フレ
ームであり、チャンネルS/N比の修正を防止するため、
ステップ889でMODIFY FLAG（修正フラグ）が偽にセッ
トされる。もし少数のチャンネルしか高いエネルギを含
んでいなければ、これは狭帯域ノイズのフレームを表
し、したがって修正フラグはステップ888で真にセット
される。

シーケンス890は、チャンネルS/N比修正ブロック820
によって実行されるS/N比の修正プロセスを説明する。
最初に修正フラグがステップ891でテストされる。もし
これが偽であれば、チャンネルS/N比修正プロセスはバ
イパスされる。もし修正フラグが真であればチャンネル
・カウンタCCがステップ892でイニシァライズされる。
次に、各チャンネルのS/N比推定の指標がセットバック
しきい値以下であるかどうかを知るため、ステップ893
でこれをテストする。6dBのS/N比に対応する値を有する
セットバックしきい値は、バックグランド・ノイズのフ
ラッタを表す最大S/N比推定を表す。低いS/N比推定の指
標を有するチャンネルのみが、このテストをパスする。
しかし、例えチャンネル指標がセットバックしきい値を
超えていても、音声韻律合計VMSUMは再びステップ894で
テストされる。もしVMSUMが狭帯域ノイズ・フレームの
代表的な合計音声韻律に対応するMETRIC THRESHOLD
（韻律しきい値）以下であれば、INDEX（CC）はステッ
プ895で修正され、１の最小指標値にセットされる。チ
ャンネル・カウンタCCはステップ896でインクリメント
され、全てのチャンネルがテストされたかどうかを知る
ため、ステップ897でテストされる。もしそうでなけれ
ば、制御はステップ893に戻り、次のチャンネル指標を
テストする。したがって、チャンネル・エネルギの変動
または狭帯域ノイズのいずれかを含むフレームは、その
フレームがが望ましくないゲイン変動を発生しないよう
に修正される。

シーケンス900は、S/N比しきい値ブロック830の機能
を実行する。チャンネル・カウンタCCはステップ901で
イニシァライズされる。特定のチャンネルに対するS/N
比の指標がステップ902でSNR THRESHOLD（S/N比しきい
値）に対してテストされる。好適な実施例の場合、S/N
比しきい値は2.25dBのS/N比に対応する指標の値を表
す。もしINDEX（CC）がS/N比しきい値を超えれば、ゲイ
ン・テーブルを検索するためにこれを使用することがで
きる。もしそうでなければ、この指標値は再びステップ
903で１にセットされるが、この値は最小の指標値を表
している。チャンネル・カウンタCCはステップ904でイ
ンクリメントされ、ステップ905でテストされる。このS
/N比しきい値のテスト・プロセスは、全てのチャンネル
における小さなバックグランド・ノイズの変動を減少さ
せるのに役立つ。

第4d図のシーケンス910を参照して、ゲイン・テーブ
ルのセットが、ノイズ・レベル量子化器555とゲイン・
テーブル・スイッチ595によって選択される。ステップ9
11で、チャンネル・カウンタCCがイニシァライズされ、
ステップ912で、バックグランド・ノイズの推定合計、B
NESUMと呼ぶ変数がイニシァライズされる。ステップ913
で、現在のバックグランド・ノイズ推定BNE（CC）が各
チャンネルに対して得られ、ステップ914でBNESUMに加
えられる。ステップ915でチャンネル・カウンタCCをイ
ンクリメントし、ステップ916でＮチャンネル全てに対
するバックグランド・ノイズの推定が合計されたかを知
るため、チャンネル・カウンタがテストされる。

ステップ917で、BNESUMが第１のバックグランド・ノ
イズ推定のしきい値と比較される。もしこれがBNEしき
い値No.1を超えていれば、ステップ918でゲイン・テー
ブルのセット番号１が選択される。同様に、BNESUMがBN
Eしきい値No.2の低い値を超えているかどうかを知るた
め、再びステップ919でテストされる。もしBNESUMがBNE
しきい値No.2を超え、かつBNEしきい値No.1未満であれ
ば、ゲイン・テーブルのセットNo.2がステップ920で選
択される。そうでなければ、ゲイン・テーブルのセット
No.3がステップ921で選択される。したがって、ゲイン
・テーブルのセット590は平均的なバックグランド・ノ
イズ・レベル全体の関数として選択される。

シーケンス930は、ゲイン・テーブルのセット５から
生のゲイン値RG（CC）を得るステップを説明する。ステ
ップ931でチャンネル・カウンタCCが１にセットされ
る。選択されたゲイン・テーブルはS/N比の修正および
しきい値テストをパスしたチャンネルS/N比推定の指標I
NDEX（CC）を使用してステップ932で検索される。生の
ゲイン値RG（CC）がステップ993でゲイン・テーブルか
ら選択され、次にノイズ抑圧のフレームのためのゲイン
値として使用するため、ステップ934で記憶される。チ
ャンネル・カウンタCCはステップ935でインクリメント
され、以前と同様にステップ936でテストされる。米国
特許第4,630,305号で説明されているように、535におけ
る各チャンネルに対する生のゲイン値は、次にサンプル
毎のベースで平滑化を行うためにゲイン平滑フィルタ53
0に加えられる。

最後に、シーケンス940は、第１図のブロック420で実
行される実際のバックグランド・ノイズ推定の更新プロ
セスを説明する。バックグランド・ノイズ推定が行われ
るべきかどうかを知るため、先ず更新フラグがテストさ
れる。もし更新フラグが偽であれば、このフレームはボ
イス・フレームであり、バックグランド・ノイズの更新
は行われない。そうでなければバックグランド・ノイズ
の更新がノイズ・フレームの期間中に行われる−−これ
はチャンネル・スイッチ575を閉じることによってシミ
ュレーションされる。ステップ942で更新フラグが偽に
リセットされる。

ステップ942ないし945では、下記の方程式によって、
Ｎ個のチャンネルにおける現在の各バックグランド・ノ
イズの推定の更新を行う。

Ｅ(i,k)＝Ｅ(i,k−１)＋SF［(PE(ｉ)−Ｅ(i,k−１) i＝1,2・・・,N ここで、Ｅ（i,k）は時間（ｋ）におけるチャンネル
（ｉ）の現在のエネルギ・ノイズ推定であり、Ｅ（i,k
−１）は時間（ｋ−１）におけるチャンネル（ｉ）の古
いエネルギ・ノイズ推定であり、PE（ｉ）はチャンネル
（ｉ）における現在の処理前のエネルギ推定であり、SF
はバックグランド・ノイズ推定を平滑化する場合に使用
する平滑化ファクタの時定数である。したがって、Ｅ
（i,k−１）はエネルギ推定の記憶レジスタ585に記憶さ
れ、SFの項は平滑フィルタ580の機能を実行する。本実
施例の場合、SFは10ミリ秒のフレームの持続に対して0.
1に選択される。

ステップ943でチャンネル・カウンタCCを１にイニシ
ァライズする。ステップ944では、325から得られる現在
のバックグランド・ノイズ推定、エネルギ推定の記憶レ
ジスタ585に記憶されている古いバックグランド・ノイ
ズ推定の旧BNE（CC）、およびスイッチ575から得られる
新しいバックグランド・ノイズ推定の新BNE（CC）に関
して上記の方程式を実行する。ステップ945ではチャン
ネル・カウンタCCがインクリメントされ、ステップ946
では、Ｎ個のチャンネル全てが処理されたかどうかを知
るためにテストが行われる。もし真であれば、バックグ
ランド・ノイズ推定の更新が完了し、動作はサンプル・
カウンタをリセットし、フレーム・カウンタをインクリ
メントするため上述したボースの特許の第6b図のステッ
プ629に戻る。制御は、そこで元に戻って次のフレーム
のためにサンプル対サンプル・ベースでノイズの抑圧を
行う。

以上をまとめると、本発明は下記の改良を行うことが
分かる。すなわち、これらは、（ａ）一定のS/N比の値
が得られるまで、ゲイン・テーブルのゲイン上昇をオフ
セットすることによって行われるバックグランド・ノイ
ズのフラッタの削減、（ｂ）音声韻律の計算およびチャ
ンネルのエネルギにもとずくS/N比推定の修正による挟
帯域ノイズ・バーストの防止、および（ｃ）音声韻律全
体と最後に行われた更新からの時間間隔に基づいて更新
の決定を行うことによるより正確なバック・グランド・
ノイズの推定である。

ここで本発明の特定の実施例を示し説明してきたが、
当業者によって更に変更と改良を行うことが可能であ
る。例えば、ここで説明した動作の流れは、リアル・タ
イムで実行されているが、ハードウェアに固有の限界が
あるため、チャンネル・ゲインの値に対する以前のバッ
クグランド・ノイズの推定は次のフレームで使用するた
めに記憶されてもよい。ここで開示している基本的な根
拠となっている原理を保持しているこれら全ての変更お
よび特許請求の範囲は、本発明の範囲内にあるものであ
る。

フロントページの続き (72)発明者リンズレイ，ブレットルイスアメリカ合衆国イリノイ州パラティーン、ステアリング1170、アパートメント 116 (56)参考文献特開昭60−140399（ＪＰ，Ａ) 特開昭47−18448（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−906（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−38212（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−39731（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 1/10 - 1/14 H04B 15/00 G10L 7/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ノイズを抑圧した出力信号を導出するた
め、ノイズのある入力信号からバックグランド・ノイズ
を減衰する改良されたノイズ抑圧システムにおいて、前
記ノイズ抑圧システムは：入力信号を選択された個別周波数チャネルを表す複数の
処理前の信号に分離する手段；信号−プラス−ノイズのエネルギとノイズのエネルギの
推定とを各個別周波数チャネルに生成する手段；前記信号−プラス−ノイズのエネルギの推定およびノイ
ズのエネルギの推定に応答して各個別周波数チャネルの
ゲイン値を導出するゲイン値導出手段であって、前記ゲ
イン値は各チャネルに対する最小ゲイン値を有し、前記
ゲイン値導出手段は多数の周波数チャネル間で合計され
た前記信号−プラス−ノイズのエネルギの推定が所定の
しきい値を超える場合、またはより高い周波数チャネル
の前記信号−プラス−ノイズの推定が多数の周波数チャ
ネル間で合計された前記信号−プラス−ノイズの推定を
不均衡に越える場合、の少なくとも一方の時に導出さ
れ、前記最小ゲイン値を超えるゲイン値を許容する前記
手段；および複数の処理後の信号を得るため、前記ゲイン値に応答し
て前記複数の処理前の信号の各々のゲインを修正する手
段；によって構成されることを特徴とするノイズ抑圧システ
ム。
【請求項２】前記ゲイン値導出手段は、前記チャネル・
エネルギ推定の信号対ノイズ比（S/N比）に基づいてゲ
イン値を導出し、前記信号対ノイズ比の推定は、前記信
号対ノイズ比のしきい値未満の信号対ノイズ比の推定を
有するチャネルが最小ゲイン値を導出するように、予め
定められた信号対ノイズ比のしきい値と比較されること
を特徴とする請求項１記載のノイズ抑圧システム。
【請求項３】前記予め定められた信号対ノイズ比のしき
い値は1.5dBないし5dBの信号対ノイズ比の範囲内にある
信号対ノイズ比の値に対応することを特徴とする請求項
２記載のノイズ抑圧システム。
【請求項４】前記予め定められた信号対ノイズ比のしき
い値は約2.25dBの信号対ノイズ比の値に対応することを
特徴とする請求項３記載のノイズ抑圧システム。
【請求項５】前記ゲイン修正手段は、最小のゲイン値を
有する特定のチャネルに処理前の信号に最大の減衰量を
与えることを特徴とする請求項１記載のノイズ抑圧シス
テム。
【請求項６】ゲイン値が低い周波数のチャネルよりも高
い周波数のチャネルに対してより大きな減衰量を導出さ
せることを特徴とする請求項１記載のノイズ抑圧システ
ム。
【請求項７】前記ゲイン値導出手段は、複数のゲイン・
テーブルを更に有し、各ゲイン・テーブルが前記個別チ
ャネルのエネルギの推定に対応する所定の個別チャネル
のゲイン値と、入力信号の全平均バックグランド・ノイ
ズ・レベルの関数として前記複数のゲイン・テーブルの
１つを自動的に選択するゲイン・テーブル選択手段とを
有することを特徴とする請求項１記載のノイズ抑圧シス
テム。
【請求項８】前記ノイズを抑圧した出力信号を導出する
ため、前記複数の処理後の信号を結合する手段であっ
て、前記ゲインを修正する手段はノイズ抑圧の変動を減
少させるためのヒステリシスを含むことを特徴とする請
求項１記載のノイズ抑圧システム。
【請求項９】ノイズを抑圧した出力信号を導出するた
め、ノイズのある入力信号からバックグランド・ノイズ
を減衰する改良されたノイズ抑圧システムにおいて、前
記ノイズ抑圧システムは：入力信号を選択された周波数チャネルを表す複数の処理
前の信号に分離する手段；前記処理前の信号中のバックグランド・ノイズのパワー
・スペクトル密度の推定を導出し、記憶する手段であっ
て、前記バックグランド・ノイズ推定の導出手段は、前
回のバックグランド・ノイズ推定の修正以降における時
間間隔を示すタイミング・パラメータに応答して前記バ
ックグランド・ノイズ推定を修正する手段を有する前記
手段；前記修正したバックグランド・ノイズ推定に基づいて各
個別チャネルの信号対ノイズ比（S/N比）の推定を生成
する手段；前記チャネルの信号対ノイズ比の推定に応答して、各個
別チャネルのゲイン値を導出する手段であって、前記ゲ
イン値は少なくとも最小値の範囲を有し、前記ゲイン値
は多数の周波数チャネル間で合計された前記チャネルの
信号対ノイズ比の推定が所定のしきい値を超える場合ま
たはより高い周波数チャネルの前記信号対ノイズ比の推
定が多数の周波数チャネル間で合計された前記信号対ノ
イズ比の推定を不均衡に越える場合の少なくとも一方の
時に最小値より高い値を有することを特徴とする前記手
段；および複数の処理後の信号を得るため、前記ゲイン値に応答し
て前記複数の処理前の信号の各々のゲインを修正する手
段；によって構成されることを特徴とするノイズ抑圧システ
ム。
【請求項１０】前記バックグランド・ノイズ推定生成手
段は、前記タイミング・パラメータを導出する手段と、
前記タイミング・パラメータが前記タイミングしきい値
を超える場合、バックグランド・ノイズの推定の修正が
実行されるように、前記タイミング・パラメータを所定
のタイニングしきい値と比較する手段とを有することを
特徴とする請求項９記載のノイズ抑圧システム。
【請求項１１】前記所定のタイミングしきい値が0.5秒
から４秒の範囲内であることを特徴とする請求項10記載
のノイズ抑圧システム。
【請求項１２】前記所定のタイミングしきい値が１秒に
ほぼ等しいことを特徴とする請求項11記載のノイズ抑圧
システム。
【請求項１３】前記ゲイン値を導出する手段は、多数の
周波数チャネル間の合計を全ての周波数チャネル間の合
計と推定する前記信号対ノイズ比を含むことを特徴とす
る請求項10記載のノイズ抑圧システム。
【請求項１４】前記ゲイン値を導出する手段は、前記合
計された信号対ノイズ比の推定が前記エネルギしきい値
未満である場合にバックグランド・ノイズの推定の修正
が実行されるように、全ての周波数チャネル間で合計さ
れた前記信号対ノイズ比の推定を所定のエネルギしきい
値と比較する手段を更に含むことを特徴とする請求項13
のノイズ抑圧システム。
【請求項１５】前記合計された信号対ノイズ比の推定
は、全てのチャネルにおける前記エネルギの音声状の特
性全体を示す音声韻律の合計を導出するために、前記個
別チャネルの信号対ノイズ比の推定を個別チャネルの音
声韻律に変換し、個別チャネルの音声韻律を合計するこ
とによって、生成されることを特徴とする請求項13記載
のノイズ抑圧システム。
【請求項１６】前記バックグランド・ノイズ推定修正手
段は、前記合計された信号対ノイズ比の推定に関係なく
前記タイミング・パラメータに応答して前記バックグラ
ンド・ノイズ推定を修正することを特徴とする請求項14
記載のノイズ抑圧システム。
【請求項１７】前記合計された信号対ノイズ比の推定導
出手段は、小さな変動が前記合計された信号対ノイズ比
の推定に大きく影響しないように、個別チャネルのエネ
ルギ推定に前記小さな変動を適応させるための手段を含
むことを特徴とする請求項13記載のノイズ抑圧システ
ム。
【請求項１８】前記所定のエネルギしきい値は、全ての
チャネルが6dB未満の個別の信号対ノイズ比の値を示す
場合、バックグランド・ノイズ推定の修正が実行される
ように設定されることを特徴とする請求項14記載のノイ
ズ抑圧システム。
【請求項１９】前記所定のエネルギしきい値は、いずれ
かの単一チャネルが少なくとも6dBの信号対ノイズ比の
値を示す場合、バックグランド・ノイズ推定の修正が実
行されないように設定されることを特徴とする請求項14
記載のノイズ抑圧システム。
【請求項２０】前記ゲイン値導出手段は、複数のゲイン
・テーブルを更に含み、各ゲイン・テーブルは種々の個
別チャネルにおける信号対ノイズ比の推定に対応する所
定の個別チャネル・ゲイン値と、入力信号の全平均バッ
クグランド・ノイズ・レベルの関数として前記複数のゲ
イン・テーブルの１つを自動的に選択するゲイン・テー
ブル選択手段を有することを特徴とする請求項９記載の
ノイズ抑圧システム。
【請求項２１】前記ノイズを抑圧した出力信号を導出す
るため、前記複数の処理後の信号を結合する手段であっ
て、前記ゲインを修正する手段はノイズ抑圧の変動を減
少させるためのヒステリシスを含むことを特徴とする請
求項９記載のノイズ抑圧システム。
【請求項２２】ノイズを抑圧した出力信号を導出するた
め、ノイズのある入力信号からバックグランド・ノイズ
を減衰する改良されたノイズ抑圧システムにおいて、前
記ノイズ抑圧システムは：入力信号をＮ個の選択された周波数チャネルを表す複数
の処理前の信号に分離する手段；各個別チャネルにおけるエネルギの推定を生成する手
段；前記チャネルのエネルギ推定を監視し、上位チャネルの
エネルギ推定が狭帯域ノイズ信号を示す多数のバンド間
で合計されたエネルギ推定を不均衡に越える場合、修正
信号を導出する手段；狭帯域ノイズ・バーストを表すチャネル・エネルギの推
定が修正されるように前記修正信号に応答して前記チャ
ネル・エネルギの推定を選択的に修正する手段；各々の修正されたチャネル・エネルギの推定に応答して
各個別チャネルに対するゲイン値を導出する手段；およ
び複数の処理後の信号を得るため、前記ゲイン値に応答し
て前記複数の処理前の信号の各々のゲインを修正する手
段；によって構成されることを特徴とするノイズ抑圧システ
ム。
【請求項２３】前記修正信号は所定のエネルギしきい値
を超えるエネルギの推定を有する個別チャネルの合計数
を示すことを特徴とする請求項22記載のノイズ抑圧シス
テム。
【請求項２４】前記所定のエネルギしきい値は、4dBな
いし10dBの信号対ノイズ比の範囲内の信号対ノイズ比
（S/N比）の値に相当することを特徴とする請求項23記
載のノイズ抑圧システム。
【請求項２５】前記所定のエネルギしきい値は、第6dB
の信号対ノイズ比の値に相当することを特徴とする請求
項24記載のノイズ抑圧システム。
【請求項２６】前記チャネル・エネルギ推定修正手段
は、前記個別チャネルの合計数が前記カウントしきい値
未満の場合に、チャネル・エネルギの推定の修正が実行
されるように、前記修正信号を所定のカウントしきい値
と比較する手段を有することを特徴とする請求項23記載
のノイズ抑圧システム。
【請求項２７】前記所定のカウントしきい値はＮの40％
未満に相当することを特徴とする請求項26記載のノイズ
抑圧システム。
【請求項２８】前記ゲイン修正手段は、修正したチャネ
ル・エネルギ推定を有する特定のチャネルにおける処理
前の信号に最大の減衰量を与えることを特徴とする請求
項22記載のノイズ抑圧システム。
【請求項２９】前記ゲイン値導出手段は、複数のゲイン
・テーブルを更に含み、各ゲイン・テーブルは種々の個
別チャネルにおけるエネルギの推定に対応する所定の個
別チャネル・ゲイン値と、入力信号の全平均バックグラ
ンド・ノイズ・レベルの関数として前記複数のゲイン・
テーブルの１つを自動的に選択するゲイン・テーブル選
択手段を含むことを特徴とする請求項22記載のノイズ抑
圧システム。
【請求項３０】前記ノイズを抑圧した出力信号を導出す
るため、更に前記複数の処理後の信号を結合する手段で
あって、前記ゲインを修正する手段はノイズ抑圧の変動
を減少させるためのヒステリシスを含むことを特徴とす
る請求項22記載のノイズ抑圧システム。
【請求項３１】ノイズ抑圧システムであって、ノイズを
抑圧した出力信号を導出するため、ノイズのある入力信
号からバックグランド・ノイズを減衰する方法におい
て：入力信号をＮ個の選択された周波数チャネルを表す複数
の処理前の信号に分離する段階；各個別チャネルでエネルギの推定を導出する段階；前記処理前の信号中のバックグランド・ノイズのパワー
・スペクトル密度の推定を導出し、記憶する段階；前記バックグランド・ノイズの推定と前記チャネル・エ
ネルギの推定とに基づいて各個別チャネルの信号対ノイ
ズ比（S/N比）の推定を導出する段階；前記チャネルの信号対ノイズ比の推定に応答して各個別
チャネルに対してゲイン値を導出する段階であって、前
記ゲイン値は最小値の範囲を有し、前記ゲイン値を導出
する段階は予め定められた信号対ノイズ比のしきい値を
与える段階と、多数の周波数チャネル間で合計された前
記チャネルの信号対ノイズ比推定が所定の信号対ノイズ
比しきい値を超える場合、またはより高い周波数チャネ
ルの前記信号対ノイズ比推定が多数の周波数チャネル間
で合計された前記信号対ノイズ比推定を不均衡に越える
場合、の少なくとも一方の時に、最小値より高い値を有
するゲイン値が導出するように、多数の周波数チャネル
間で合計された前記チャネルの信号対ノイズ比の推定を
前記予め定められた信号対ノイズ比のしきい値と比較す
る段階とを含む前記段階；および複数の処理後の信号を与えるため、前記ゲイン値に応答
して前記複数の処理前の信号の各々ゲインを修正する段
階；によって構成されることを特徴とする方法。
【請求項３２】前記予め定められた信号対ノイズ比のし
きい値が1.5dBないし5dBの信号対ノイズ比の範囲内にあ
る信号対ノイズ比の値に相当することを特徴とする請求
項31記載の方法。
【請求項３３】前記ゲインを修正する段階は、前記最小
範囲内のゲイン値を有する特定のチャネルの処理前の信
号に最大量の減衰を与えることを特徴とする請求項31記
載の方法。
【請求項３４】前回のバックグランド・ノイズの推定の
修正以降における時間間隔を示すタイミング・パラメー
タに応答して前記バックグランド・ノイズの推定を修正
する段階を含むことを特徴とする請求項31記載の方法。
【請求項３５】前記バックグランド・ノイズの推定を生
成する段階は、前記タイミング・パラメータを導出する
段階と、前記タイミング・パラメータが前記タイミング
しきい値を超える場合にバックグランド・ノイズの推定
の修正が実行されるように、前記タイミング・パラメー
タを所定のタイミングしきい値と比較する段階とを含む
ことを特徴とする請求項34記載の方法。
【請求項３６】前記所定のタイミングしきい値は0.5秒
ないし４秒の範囲にあることを特徴とする請求項35記載
の方法。
【請求項３７】前記ゲイン値を導出する段階は、多数の
周波数チャネル間で合計を全ての周波数チャネル間の合
計と推定する前記信号対ノイズ比を含むこと特徴とする
請求項34記載の方法。
【請求項３８】前記ゲイン値を導出する段階は、前記合
計された信号対ノイズ比の推定が前記エネルギのしきい
値未満である場合にバックグランド・ノイズの推定の修
正が実行されるように、前記全ての周波数チャネル間で
合計された信号対ノイズ比の推定を所定のエネルギしき
い値と比較する段階を更に含むことを特徴とする請求項
37記載の方法。
【請求項３９】前記合計された信号対ノイズ比の推定
は、前記個別チャネルの信号対ノイズ比の推定を個別チ
ャネルの音声韻律に変換し、個別チャネルの音声韻律を
合計することによって導出され、音声韻律の合計は、全
チャネルにおけるエネルギの音声状の特性全体の尺度で
あることを特徴とする請求項38記載の方法。
【請求項４０】前記バックグランド・ノイズの推定を修
正する段階は、前記合計された信号対ノイズ比の推定に
関係なく前記タイミング・パラメータに応答して前記バ
ックグランド・ノイズの推定を修正することを特徴とす
る請求項38記載の方法。
【請求項４１】前記所定のエネルギしきい値は、全チャ
ネルが6dB未満の個々の信号対ノイズ比の値を示す場
合、バックグランド・ノイズの推定の修正が実行される
ように設定されることを特徴とする請求項38記載の方
法。
【請求項４２】前記所定のエネルギしきい値は、いずれ
かの信号チャネルが少なくとも6dBの信号対ノイズ比の
値を示す場合、バックグランド・ノイズの推定の修正が
実行されないように設定されることを特徴とする請求項
38記載の方法。
【請求項４３】前記チャネル信号対ノイズ比の推定を監
視し、狭帯域ノイズ・バーストを通話のエネルギとバッ
クグランド・ノイズのエネルギから区別し、これによっ
て修正信号を導出する段階；および狭帯域ノイズ・バーストを表すチャネル信号対ノイズ比
が修正されるように前記修正信号に応答して前記チャネ
ル信号対ノイズ比の推定を選択的に修正する段階；によって構成されることを特徴とする請求項31記載の方
法。
【請求項４４】前記修正信号が所定の修正しきい値を超
える信号対ノイズ比の推定を有する個別チャネルの合計
数を示すことを特徴とする請求項43記載の方法。
【請求項４５】前記所定の修正しきい値は、4dBないし1
0dBの信号対ノイズ比の範囲内の値に相当することを特
徴とする請求項44記載の方法。
【請求項４６】前記チャネルの信号対ノイズ比の推定を
修正する段階は、前記個別チャネルの合計数が前記カウ
ントしきい値未満の場合にチャネルの信号対ノイズ比の
推定の修正が実行されるように、前記修正信号を所定の
カウントしきい値と比較する段階を含むことを特徴とす
る請求項44記載の方法。
【請求項４７】前記所定のカウントしきい値がＮの40％
未満に相当することを特徴とする請求項46記載に方法。
【請求項４８】前記ゲインを修正する段階は、修正した
チャネルの信号対ノイズ比の推定を有する特定のチャネ
ルの処理前の信号に最大の減衰量を与えることを特徴と
する請求項43記載の方法。
【請求項４９】前記ゲイン値を導出する段階は、入力信
号の全平均バックグランド・ノイズ・レベルの関数とし
て複数のゲイン・テーブルの１つを自動的に選択する段
階を更に有し、各ゲイン・テーブルが種々の個別チャネ
ルの信号対ノイズ比の推定に対応する所定の個別チャネ
ルのゲイン値を有することを特徴とする請求項31記載の
方法。
【請求項５０】前記ノイズを抑圧した出力信号を導出す
るため、前記複数の処理後の信号を結合する段階であっ
て、前記ゲインを修正する手段はノイズ抑圧の変動を減
少させるためのヒステリシスを含むを更に含むことを特
徴とする請求項31記載の方法。