JP3094521B2 - 雑音抑圧装置と雑音抑圧方法 - Google Patents
雑音抑圧装置と雑音抑圧方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は通信機器や音響機器に用
いられる雑音抑圧装置及び雑音抑圧方法に関するもので
ある。
いられる雑音抑圧装置及び雑音抑圧方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来より、無線通信等において音声に重
畳した雑音を低減させる雑音抑圧装置が研究されている
（例えば、JAE S.LIM,ALAN V.OPPENHEIM,LOUIS D.BRAID
A "Evaluation of an Adaptive Comb Filtering Meth
od for Enhancing Speech Degraded by White Noise
Addition",IEEE TRANSACTIONS ON ACOUSTICS,SPEECH,AN
D SIGNAL PROCESSING,VOL.ASSP-26,NO.4,AUGUST 197
8）。
畳した雑音を低減させる雑音抑圧装置が研究されている
（例えば、JAE S.LIM,ALAN V.OPPENHEIM,LOUIS D.BRAID
A "Evaluation of an Adaptive Comb Filtering Meth
od for Enhancing Speech Degraded by White Noise
Addition",IEEE TRANSACTIONS ON ACOUSTICS,SPEECH,AN
D SIGNAL PROCESSING,VOL.ASSP-26,NO.4,AUGUST 197
8）。
【０００３】以下、図面を参照しながら、上述したよう
な従来の雑音抑圧装置について説明を行う。
な従来の雑音抑圧装置について説明を行う。
【０００４】（図５）は従来の雑音抑圧装置の構成図を
示すものである。（図５）において、５１は入力信号を
記憶すると同時に遅延をかける遅延手段、５２は入力信
号の基本周期を抽出するピッチ抽出手段、５３はピッチ
抽出手段５２の出力に基づいて係数を決定するフィルタ
係数発生手段、５４は有声音と無声音の区別を行なう有
声／無声判定手段、５５は遅延手段５１の出力を切り換
えるスイッチ手段、５６はフィルタ係数発生手段５３の
出力とスイッチ手段５５の出力との畳み込み演算を行な
う畳み込み手段、５７は０＜ｋ＜１の値を記憶する係数
記憶手段、５８は乗算手段である。
示すものである。（図５）において、５１は入力信号を
記憶すると同時に遅延をかける遅延手段、５２は入力信
号の基本周期を抽出するピッチ抽出手段、５３はピッチ
抽出手段５２の出力に基づいて係数を決定するフィルタ
係数発生手段、５４は有声音と無声音の区別を行なう有
声／無声判定手段、５５は遅延手段５１の出力を切り換
えるスイッチ手段、５６はフィルタ係数発生手段５３の
出力とスイッチ手段５５の出力との畳み込み演算を行な
う畳み込み手段、５７は０＜ｋ＜１の値を記憶する係数
記憶手段、５８は乗算手段である。
【０００５】以上のように構成された雑音抑圧装置につ
いて、以下その動作について説明する。
いて、以下その動作について説明する。
【０００６】まず遅延手段５１にて入力信号が記憶され
る。次にピッチ抽出手段５２が入力信号の基本周期Tjを
抽出し、その結果に基づいてフィルタ係数発生手段５３
が（数３）のフィルタの係数ｈ（ｎ）を決定する。
る。次にピッチ抽出手段５２が入力信号の基本周期Tjを
抽出し、その結果に基づいてフィルタ係数発生手段５３
が（数３）のフィルタの係数ｈ（ｎ）を決定する。
【０００７】
【数３】
【０００８】そして、有声／無声判定手段５４は入力信
号が有声音か無声音かの判定を行なう。入力信号が有声
音の場合には、スイッチ手段５５が遅延手段５１に記憶
されている入力信号を畳み込み手段５６に出力し、畳み
込み手段５６は入力信号とフィルタ係数発生手段５３の
出力との畳み込み演算を行ない出力する。入力信号が無
声音もしくは無音の場合にはスイッチ手段５５は遅延手
段５１に記憶されている入力信号に、乗算手段５８が係
数記憶手段５７の出力を乗じて出力する。この処理によ
り入力信号の周期性信号つまり有声音が強調され、雑音
が抑圧されることとなる。
号が有声音か無声音かの判定を行なう。入力信号が有声
音の場合には、スイッチ手段５５が遅延手段５１に記憶
されている入力信号を畳み込み手段５６に出力し、畳み
込み手段５６は入力信号とフィルタ係数発生手段５３の
出力との畳み込み演算を行ない出力する。入力信号が無
声音もしくは無音の場合にはスイッチ手段５５は遅延手
段５１に記憶されている入力信号に、乗算手段５８が係
数記憶手段５７の出力を乗じて出力する。この処理によ
り入力信号の周期性信号つまり有声音が強調され、雑音
が抑圧されることとなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、入力信号の基本周期が変化したり、基
本周期の抽出を誤った場合に、出力信号が不連続になり
歪が増すという課題を有していた。
ような構成では、入力信号の基本周期が変化したり、基
本周期の抽出を誤った場合に、出力信号が不連続になり
歪が増すという課題を有していた。
【００１０】本発明は上記課題に鑑み、入力信号の基本
周期が変化しても出力信号が不連続になり歪が増すのを
防ぐことのできる雑音抑圧装置を提供するものである。
周期が変化しても出力信号が不連続になり歪が増すのを
防ぐことのできる雑音抑圧装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の雑音抑圧装置は、入力信号を記憶すると同時
に遅延をかける遅延手段と、前記遅延手段の内容の相関
を求める相関手段と、前記相関手段の出力に基づいて基
準点に対して相関の高い点から前記遅延手段の内容を読
み出す読み出し手段と、現在の処理単位における前記読
み出し手段の出力と過去の処理単位における前記読み出
し手段の出力とを滑らかにつなぐ接続手段と、前記遅延
手段の基準点の内容と前記接続手段の出力とを加え合わ
せる総和手段から構成されている。
に本発明の雑音抑圧装置は、入力信号を記憶すると同時
に遅延をかける遅延手段と、前記遅延手段の内容の相関
を求める相関手段と、前記相関手段の出力に基づいて基
準点に対して相関の高い点から前記遅延手段の内容を読
み出す読み出し手段と、現在の処理単位における前記読
み出し手段の出力と過去の処理単位における前記読み出
し手段の出力とを滑らかにつなぐ接続手段と、前記遅延
手段の基準点の内容と前記接続手段の出力とを加え合わ
せる総和手段から構成されている。
【００１２】
【作用】この構成によって、接続手段が現在の処理単位
における読み出し手段の出力と、過去の処理単位におけ
る読み出し手段の出力とを滑らかにつなぐので、入力信
号の基本周期が変化しても、出力信号の不連続は少なく
なり、聞き易い音となる。
における読み出し手段の出力と、過去の処理単位におけ
る読み出し手段の出力とを滑らかにつなぐので、入力信
号の基本周期が変化しても、出力信号の不連続は少なく
なり、聞き易い音となる。
【００１３】
【実施例】以下本発明の雑音抑圧装置の一実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
【００１４】（図１）は本発明の一実施例における雑音
抑圧装置の構成図を示すものである。（図１）におい
て、１１は入力信号を記憶すると同時に遅延をかける遅
延手段、１２は遅延手段１１の内容の相関関数を求める
相関手段、１３は相関手段１２の出力に基づいて遅延手
段１１の内容を読み出す読み出し手段、１４は現在の処
理単位における読み出し手段１３の出力と過去の処理単
位における読み出し手段１３の出力とを滑らかにつなぐ
接続手段、１５は遅延手段１１の内容と接続手段１４の
出力とを加え合わせる総和手段である。
抑圧装置の構成図を示すものである。（図１）におい
て、１１は入力信号を記憶すると同時に遅延をかける遅
延手段、１２は遅延手段１１の内容の相関関数を求める
相関手段、１３は相関手段１２の出力に基づいて遅延手
段１１の内容を読み出す読み出し手段、１４は現在の処
理単位における読み出し手段１３の出力と過去の処理単
位における読み出し手段１３の出力とを滑らかにつなぐ
接続手段、１５は遅延手段１１の内容と接続手段１４の
出力とを加え合わせる総和手段である。
【００１５】以上のように構成された雑音抑圧装置につ
いて、以下その動作について説明する。
いて、以下その動作について説明する。
【００１６】まず、遅延手段１１にて、入力信号が記憶
されると同時に遅延される。次に、相関手段１２が遅延
手段１１の内容の内の基準セグメントに対する相関関数
を処理単位 ts 毎に求める。そして、読み出し手段１３
は相関手段１２の出力に基づいて、基準セグメント内の
入力信号 x(n) に対して相関の高い点 n+τi から遅延
手段１１の内容 x(n+τi) を読み出す。次に、接続手段
１４は現在の処理単位における読み出し手段１３の出力
x(n+τi) と過去の処理単位における前記読み出し手段
１３の出力 x(n+τi') とを滑らかにつなぐ。そして、
総和手段１５は遅延手段１１の基準セグメントの内容x
(n) と接続手段１４の出力とを加え合わせる。
されると同時に遅延される。次に、相関手段１２が遅延
手段１１の内容の内の基準セグメントに対する相関関数
を処理単位 ts 毎に求める。そして、読み出し手段１３
は相関手段１２の出力に基づいて、基準セグメント内の
入力信号 x(n) に対して相関の高い点 n+τi から遅延
手段１１の内容 x(n+τi) を読み出す。次に、接続手段
１４は現在の処理単位における読み出し手段１３の出力
x(n+τi) と過去の処理単位における前記読み出し手段
１３の出力 x(n+τi') とを滑らかにつなぐ。そして、
総和手段１５は遅延手段１１の基準セグメントの内容x
(n) と接続手段１４の出力とを加え合わせる。
【００１７】（図２）は本発明の雑音抑圧装置に係る接
続手段の一実施例の構成図を示すものである。（図２）
において、２１は接続関数 w(n) を記憶する第１の記憶
手段、２２は接続関数 (1-w(n)) を記憶する第２の記憶
手段、２３は現在の処理単位における読み出し手段１３
の出力 x(n+τi) に第１の記憶手段２１の出力を乗じる
第１の乗算手段、２４は過去の処理単位における読み出
し手段１３の出力 x(n+τi') に第２の記憶手段２２の
出力を乗じる第２の乗算手段、２５は第１の乗算手段２
３の出力と第２の乗算手段２４の出力とを加え合わせる
加算手段である。 まず、第１の乗算手段２３が、現在
の処理単位における読み出し手段１３の出力 x(n+τi)
に第１の記憶手段２１の出力 w(n) を乗じる。ここで、
第１の記憶手段２１の出力 w(n) は時間とともに０から
１へ漸増する関数である。次に、第２の乗算手段２４が
過去の処理単位における読み出し手段１３の出力 x(n+
τi') に第２の記憶手段２２の出力 (1-w(n))を乗じ
る。そして加算手段２５が第１の乗算手段２３の出力と
第２の乗算手段２４の出力とを加え合わせる。
続手段の一実施例の構成図を示すものである。（図２）
において、２１は接続関数 w(n) を記憶する第１の記憶
手段、２２は接続関数 (1-w(n)) を記憶する第２の記憶
手段、２３は現在の処理単位における読み出し手段１３
の出力 x(n+τi) に第１の記憶手段２１の出力を乗じる
第１の乗算手段、２４は過去の処理単位における読み出
し手段１３の出力 x(n+τi') に第２の記憶手段２２の
出力を乗じる第２の乗算手段、２５は第１の乗算手段２
３の出力と第２の乗算手段２４の出力とを加え合わせる
加算手段である。 まず、第１の乗算手段２３が、現在
の処理単位における読み出し手段１３の出力 x(n+τi)
に第１の記憶手段２１の出力 w(n) を乗じる。ここで、
第１の記憶手段２１の出力 w(n) は時間とともに０から
１へ漸増する関数である。次に、第２の乗算手段２４が
過去の処理単位における読み出し手段１３の出力 x(n+
τi') に第２の記憶手段２２の出力 (1-w(n))を乗じ
る。そして加算手段２５が第１の乗算手段２３の出力と
第２の乗算手段２４の出力とを加え合わせる。
【００１８】（図３）は本発明の一実施例における雑音
抑圧装置の入力信号と出力信号の模式図を示すものであ
る。（図３）の模式図は、基準セグメントに対して相関
の高い未来と過去の入力信号から１点ずつ読み出した例
である。（図３）において、３１は入力信号、３２は基
準セグメントの出力、３３は基準セグメントよりも未来
のセグメントの出力、３４は基準セグメントよりも過去
のセグメントの出力である。（図３）中のA,B,C,D…
は、それぞれセグメントを示す。
抑圧装置の入力信号と出力信号の模式図を示すものであ
る。（図３）の模式図は、基準セグメントに対して相関
の高い未来と過去の入力信号から１点ずつ読み出した例
である。（図３）において、３１は入力信号、３２は基
準セグメントの出力、３３は基準セグメントよりも未来
のセグメントの出力、３４は基準セグメントよりも過去
のセグメントの出力である。（図３）中のA,B,C,D…
は、それぞれセグメントを示す。
【００１９】３３と３４は相関手段１２の結果に基づい
て、基準セグメント３２と相関の高い、τiずれた未来
と過去の入力信号である。そして基準セグメント３２の
接続点において、３３および３４の入力信号は接続手段
１４により、滑らかに接続される。３２，３３と３４の
総和を求めたものが出力信号となる。
て、基準セグメント３２と相関の高い、τiずれた未来
と過去の入力信号である。そして基準セグメント３２の
接続点において、３３および３４の入力信号は接続手段
１４により、滑らかに接続される。３２，３３と３４の
総和を求めたものが出力信号となる。
【００２０】以上のように本実施例によれば、接続手段
１４が現在の処理単位における読み出し手段１３の出力
x(n+τi) と過去の処理単位における読み出し手段１３
の出力 x(n+τi') とを滑らかにつなぐことにより、入
力信号の基本周期が変化しても出力信号が不連続になり
歪が増すのを防ぐことができる。さらに、相関手段１２
が相関関数をセグメント長 ts 毎に求めるので、処理単
位が一定となり、ハードウェアを容易に実現することが
できる。
１４が現在の処理単位における読み出し手段１３の出力
x(n+τi) と過去の処理単位における読み出し手段１３
の出力 x(n+τi') とを滑らかにつなぐことにより、入
力信号の基本周期が変化しても出力信号が不連続になり
歪が増すのを防ぐことができる。さらに、相関手段１２
が相関関数をセグメント長 ts 毎に求めるので、処理単
位が一定となり、ハードウェアを容易に実現することが
できる。
【００２１】以下本発明の雑音抑圧方法の一実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。
いて、図面を参照しながら説明する。
【００２２】（図４）は本発明の一実施例における雑音
抑圧方法のフローチャートを示すものである。
抑圧方法のフローチャートを示すものである。
【００２３】まず入力信号をｔs 個読み込むとともにｔ
s 点だけシフトさせる。次に入力信号 x(n) の相関関数
を（数４）により求める。
s 点だけシフトさせる。次に入力信号 x(n) の相関関数
を（数４）により求める。
【００２４】
【数４】
【００２５】そして相関関数が極値となる位置τi（i=-
1,+1)を探索する。次に（数５）より出力信号 y(n) を
求めて出力し、この操作を -tw/2≦n<ts-tw/2 の範囲で
繰り返す。最後に処理の先頭に戻る。
1,+1)を探索する。次に（数５）より出力信号 y(n) を
求めて出力し、この操作を -tw/2≦n<ts-tw/2 の範囲で
繰り返す。最後に処理の先頭に戻る。
【００２６】
【数５】
【００２７】ここで（数５）で用いる接続関数 w(n) は
（数７）に示すように、時間とともに漸増する関数であ
る。
（数７）に示すように、時間とともに漸増する関数であ
る。
【００２８】
【数６】
【００２９】また（数６）で用いる重み関数 ai は（数
７）の条件を満足するように設定する。ただし L=M=1
である。
７）の条件を満足するように設定する。ただし L=M=1
である。
【００３０】
【数７】
【００３１】以上のように本実施例によれば、（数５）
により入力信号 x(n) に相関の高い位置の入力信号 x(n
+τi) を加え合わせ、その加え合わせる入力信号の開始
点をts 毎に（数４）の相関関数に基づいて修正する際
に、現在の処理単位の入力信号 x(n+τi) と過去の処理
単位の入力信号 x(n+τi') の接続に（数７）の接続関
数 w(n) を用いることにより、入力信号の基本周期が変
化しても出力信号が不連続になり歪が増すのを防ぐこと
ができる。
により入力信号 x(n) に相関の高い位置の入力信号 x(n
+τi) を加え合わせ、その加え合わせる入力信号の開始
点をts 毎に（数４）の相関関数に基づいて修正する際
に、現在の処理単位の入力信号 x(n+τi) と過去の処理
単位の入力信号 x(n+τi') の接続に（数７）の接続関
数 w(n) を用いることにより、入力信号の基本周期が変
化しても出力信号が不連続になり歪が増すのを防ぐこと
ができる。
【００３２】
【発明の効果】本発明は、上述したように接続手段を設
けることにより、現在の処理単位における読み出し手段
の出力と過去の処理単位における読み出し手段の出力と
を滑らかにつなぐことができるので、入力信号の基本周
期が変化しても出力信号が不連続になり歪が増すのを防
ぐことができ、さらに接続手段を、接続関数 w(n) を記
憶する第１の記憶手段と、接続関数 (1-w(n))を記憶す
る第２の記憶手段と、現在の処理単位における読み出し
手段の出力 x(n+τi) に第１の記憶手段の出力を乗じる
第１の乗算手段と、過去の処理単位における読み出し手
段の出力 x(n+τi') に第２の記憶手段の出力を乗じる
第２の乗算手段と、第１の乗算手段の出力と第２の乗算
手段の出力とを加え合わせる加算手段とで構成すること
により、現在の処理単位における読み出し手段の出力と
過去の処理単位における読み出し手段の出力とを、簡単
にしかも滑らかにつなぐことができるという効果を得る
ことができ、優れた雑音抑圧装置を実現することができ
る。
けることにより、現在の処理単位における読み出し手段
の出力と過去の処理単位における読み出し手段の出力と
を滑らかにつなぐことができるので、入力信号の基本周
期が変化しても出力信号が不連続になり歪が増すのを防
ぐことができ、さらに接続手段を、接続関数 w(n) を記
憶する第１の記憶手段と、接続関数 (1-w(n))を記憶す
る第２の記憶手段と、現在の処理単位における読み出し
手段の出力 x(n+τi) に第１の記憶手段の出力を乗じる
第１の乗算手段と、過去の処理単位における読み出し手
段の出力 x(n+τi') に第２の記憶手段の出力を乗じる
第２の乗算手段と、第１の乗算手段の出力と第２の乗算
手段の出力とを加え合わせる加算手段とで構成すること
により、現在の処理単位における読み出し手段の出力と
過去の処理単位における読み出し手段の出力とを、簡単
にしかも滑らかにつなぐことができるという効果を得る
ことができ、優れた雑音抑圧装置を実現することができ
る。
【図１】本発明の一実施例における雑音抑圧装置の構成
図
図
【図２】本発明の一実施例における雑音抑圧装置の接続
手段の構成図
手段の構成図
【図３】本発明の一実施例における雑音抑圧装置の入力
信号と出力信号の模式図
信号と出力信号の模式図
【図４】本発明の一実施例における雑音抑圧方法のフロ
ーチャート
ーチャート
【図５】従来の雑音抑圧装置の構成図
１１ 遅延手段 １２ 相関手段 １３ 読み出し手段 １４ 接続手段 １５ 総和手段
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10L 11/00 - 21/06 H04B 1/10 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (4)
- 【請求項１】 入力信号を記憶すると同時に遅延をかけ
る遅延手段と、前記遅延手段の内容の相関を求める相関
手段と、前記相関手段の出力に基づいて基準点に対して
相関の高い点から前記遅延手段の内容を読み出す読み出
し手段と、現在の処理単位における前記読み出し手段の
出力と過去の処理単位における前記読み出し手段の出力
とを滑らかにつなぐ接続手段と、前記遅延手段の基準点
の内容と前記接続手段の出力とを加え合わせる総和手段
とを備えたことを特徴とする雑音抑圧装置。 - 【請求項２】 接続手段は、接続関数 w(n) を記憶する
第１の記憶手段と、接続関数 (1-w(n)) を記憶する第２
の記憶手段と、現在の処理単位における読み出し手段の
出力に前記第１の記憶手段の出力を乗じる第１の乗算手
段と、過去の処理単位における前記読み出し手段の出力
に前記第２の記憶手段の出力を乗じる第２の乗算手段
と、前記第１の乗算手段の出力と前記第２の乗算手段の
出力とを加え合わせる加算手段とを有することを特徴と
する請求項１記載の雑音抑圧装置。 - 【請求項３】 入力信号 x(n) の相関を求め、次に相関
の高い位置τiを探索し、そして次式より出力信号 y(n)
を求め、以上の処理を繰り返すことを特徴とする雑音
抑圧方法。 【数１】 - 【請求項４】 接続関数 w(n) は次式で示されることを
特徴とする請求項３記載の雑音抑圧方法。 【数２】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03175085A JP3094521B2 (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 雑音抑圧装置と雑音抑圧方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03175085A JP3094521B2 (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 雑音抑圧装置と雑音抑圧方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0519791A JPH0519791A (ja) | 1993-01-29 |
| JP3094521B2 true JP3094521B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=15989988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03175085A Expired - Fee Related JP3094521B2 (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 雑音抑圧装置と雑音抑圧方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3094521B2 (ja) |
-
1991
- 1991-07-16 JP JP03175085A patent/JP3094521B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0519791A (ja) | 1993-01-29 |
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