JP3109389B2 - 適応フィルタシステム - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/005—Control of transmission; Equalising
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
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- H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
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- H04B1/123—Neutralising, balancing, or compensation arrangements using adaptive balancing or compensation means
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Description
において、ディジタル信号処理技術を用いて、ノイズ除
去をする適応フィルタシステムに関するものである。
数で特性が決定されるフィルタによって入力信号からフ
ィルタ出力信号を生成し、前記入力信号からフィルタ出
力信号を減算して得た誤差信号をもとに適応アルゴリズ
ムに従って、前記フィルタの係数を設定する従来の適応
フィルタとしては、例えば図11に示す適応フィルタ1
1のようなものがあった。これは、点aに入力した入力
信号u(n) を遅延器12で遅延させて、入力信号の雑音
成分とフィルタへの入力信号の雑音成分との相関関係を
除去した後、適応アルゴリズム15に従ってフィルタ1
3内の係数乗算器の係数を設定して、目的信号(出力信
号)y(n) を点bに出力するものである。ここで、フィ
ルタ13の特性を決定する係数は、誤差演算器14で入
力信号u(n) から目的信号y(n) を減算して得た誤差信
号e(n) をもとに、適応アルゴリズム15に従って設定
したものである。
ノイズが発生している環境のもとでは、音声信号のよう
に電気的にも時間的にも複雑な変化をする信号とノイズ
が混じった入力信号から、ノイズ成分だけを除去するの
は非常に難しく、ノイズ成分と共に音声信号の成分が必
要以上に消されてしまうこともあった。理論上適応フィ
ルタにおいては、遅延器12で、誤差演算器14への入
力信号の雑音成分と、フィルタ13への入力信号の雑音
成分との相関関係は完全に除去されるので、誤差信号に
は雑音成分のみが出力されるはずである。しかし、上記
のように目的信号が音声信号である場合には、相関関係
は完全には除去しきれず、誤差信号中に多くの目的信号
(音声信号)成分がノイズ成分と共に出力されてしま
う。そのために、フィルタ13で必要な目的信号成分ま
でもが除去され、S/N比はよくなるが、音声等の明瞭
度は低下してしまうという問題点があった。
上記の問題点にかんがみて提案されたもので、雑音除去
のために低下する音声等の明瞭度を改善することを目的
としている。
ィルタシステムにおいては、上記課題を解決するため
に、設定された係数で特性が決定されるフィルタによっ
て入力信号からフィルタ出力信号を生成し、前記入力信
号から前記フィルタ出力信号を減算して得た誤差信号を
もとに適応アルゴリズムに従って前記係数を設定する適
応フィルタと、前記誤差信号のレベルを所望のレベルに
変換して出力するレベル変換手段と、このレベル変換手
段の出力信号と前記フィルタの出力信号とを加算してシ
ステム出力信号として出力する加算手段と、から構成し
た。
テムにおいては、請求項1に記載の適応フィルタシステ
ムの適応フィルタを、入力信号を遅延させる遅延手段
と、設定された係数によって特性が決定されて前記遅延
手段の出力信号からフィルタ出力信号を生成するフィル
タと、前記入力信号から前記フィルタ出力信号を減算し
て誤差信号を出力する誤差演算手段と、前記誤差信号を
もとに前記係数を演算して設定する適応アルゴリズム
と、から構成した。
テムにおいては、請求項1又は請求項2の誤差信号に代
えて、入力信号をレベル変換手段に入力するという構成
にした。
テムにおいては、請求項2の誤差信号に代えて、遅延手
段の出力信号をレベル変換手段に入力するという構成に
した。
ては、先ず、入力信号は、設定された係数によって特性
が決定されたフィルタに入力され、フィルタ出力信号と
して出力される。前記係数は後述する適応アルゴリズム
に従って設定されたものである。次に、前記入力信号か
らフィルタ出力信号が減算され、これが誤差信号として
出力される。適応アルゴリズムでは、出力された誤差信
号を基にフィルタの係数を設定し、フィルタに与えてそ
の特性を決定する。誤差信号は更にレベル変換手段にも
入力され、そこで所望のレベルに変換されて出力され
る。加算手段では、このレベル変換された信号とフィル
タ出力信号を加算し、システム出力信号として出力す
る。
おいては、入力信号は先ず遅延手段に入力され遅延させ
られる。遅延手段は、元の入力信号の雑音成分とフィル
タへの入力信号の雑音成分との間に存在する相関関係を
なくすためのものである。続いて遅延手段の出力信号
は、設定された係数によって特性が決定されるフィルタ
に入力され、フィルタ出力信号として出力される。前記
係数は後述する適応アルゴリズムに従って設定されるも
のである。次に、誤差演算手段で、前記入力信号からフ
ィルタ出力信号が減算され、これが誤差信号として出力
される。適応アルゴリズムでは、出力された誤差信号を
基に演算を行ってフィルタの係数を設定し、その特性を
決定する。誤差信号は更にレベル変換手段にも出力さ
れ、そこで所望のレベルに変換されて出力される。加算
手段では、このレベル変換された信号とフィルタ出力信
号を加算し、システム出力信号として出力する。
おいては、請求項1又は請求項2の作用とほぼ同様であ
るが、誤差信号に代えて入力信号がレベル変換手段でレ
ベル変換されて、加算手段に加えられる。
おいては、請求項2の作用とほぼ同様であるが、誤差信
号に代えて遅延手段の出力信号がレベル変換手段でレベ
ル変換されて、加算手段に加えられる。
いて、詳細に説明する。図1は本発明にかかる適応フィ
ルタシステムの概略ブロック図,図2は本発明にかかる
適応フィルタシステムの詳細ブロック図,図3は伝送す
べき音声信号のグラフ,図4は入力信号から取り除きた
いノイズ成分を示すグラフ,図5から図8までは図2の
各点の信号の状態を表すグラフである。グラフにおい
て、横軸には時間(数字はサンプリング番号)を、縦軸
には振幅レベルをとった。
が制御されるフィルタによって入力信号からフィルタ出
力信号を生成し、前記入力信号からフィルタ出力信号を
減算して得た誤差信号をもとに適応アルゴリズムに従っ
て前記フィルタの係数を設定する適応フィルタ,6は誤
差信号のレベルを変換して出力するレベル変換器,7は
フィルタ出力信号とレベル変換器6の出力信号とを加算
してシステム出力信号を出力する加算器である。ここ
で、レベル変換器6がレベル変換手段に、加算器7が加
算手段に対応している。
タ出力信号と、点a1に入力される入力信号とから得た誤
差信号が、点c1から出力される。そして、この誤差信号
がレベル変換器6で減衰されて加算器7に出力される。
これが、点b1の前記フィルタ出力信号と加算されてシス
テム出力信号として出力される。
誤差信号をもとに適応アルゴリズムに従ってディジタル
フィルタの係数を設定する全ての適応フィルタに応用す
ることができるものであるが、ここでは、更に具体的に
図2のような構成の適応フィルタを用いた場合につい
て、詳細に説明する。
入力信号の雑音成分とフィルタへの入力信号の雑音成分
との相関関係を分離する遅延器,3は遅延器2の出力信
号が入力されてフィルタ出力信号を出力するFIRフィ
ルタで、内部に複数の遅延器と係数乗算器を持ってい
る。4は入力信号からフィルタ出力信号を減算して誤差
信号を出力する誤差演算器,5は誤差信号をもとに係数
を演算してFIRフィルタ3内の係数乗算器群に出力す
る適応アルゴリズムである。
FIRフィルタ3と誤差演算器4と適応アルゴリズム5
とから構成されている。ここで、遅延器2が遅延手段
に、FIRフィルタ3がフィルタに、誤差演算器4が誤
差演算手段に対応している。なお、上記構成において、
フィルタはIIRフィルタでも構わない。
適応フィルタシステムの作用の説明をする。ここで、図
3の信号は本来伝送されるべき音声信号であるが、伝送
途中で図4のノイズ成分が加わったため、図5のような
雑音を多く含む信号になったものである。点aには図5
に示す入力信号u(n) が入力されている。この入力信号
u(n) は遅延器2に加えられて、その雑音成分と適応フ
ィルタ1への入力信号の雑音成分との相関関係をなく
す。
に入力される。FIRフィルタ3では、適応アルゴリズ
ム5に従って内部の係数乗算器群の係数がそれぞれ設定
され、その係数によって決定される特性に従って遅延器
2の出力信号は処理されて、フィルタ出力信号y(n) と
して点bに出力される。このフィルタ出力信号y(n)を
表したものが図6のグラフである。
(n) からフィルタ出力信号y(n) が減算され、その結果
点cには、誤差信号e(n) が出力される。この誤差信号
e(n)が図7のグラフである。理想的な適応フィルタで
は、図7の誤差信号e(n) のグラフは、図4のノイズ成
分のグラフと等しいはずであるが、実際には図5のグラ
フに示す入力信号u(n) を基にしているので、そこに含
まれた音声信号成分を完全に除去することは難しく、結
果として図7の誤差信号e(n) には音声信号成分が含ま
れている。
グラフと、図5の入力信号u(n) のグラフとを比較する
と、全体のノイズレベルは著しく下がっている。しか
し、図6のフィルタ出力信号y(n) のグラフと、図3の
元の音声信号のグラフとを比較すると、図3で振幅が急
激に増大している信号部分f・g・hが、図6の信号部
分i・j・kでは緩やかに増大しているという差が見受
けられる。これは、具体的には音の初めの部分がはっき
りしないので、それぞれの音を聞き分けにくく、結果と
して明瞭度が低くなるというわけである。上記の2つの
グラフの比較で分かるように、図11に示すような従来
の適応フィルタでは、ノイズは減って耳への負担は減る
が、音声信号成分の一部も除去されて明瞭度が低下し、
話が了解しにくくなるというわけである。
ベル変換器6でレベル調整した誤差信号e(n) とを、加
算器7で加算して、システム出力信号z(n) を点dに出
力する。このシステム出力信号z(n) を表したものが図
8のグラフである。実施例において、レベル変換器6で
のレベル変換は、誤差信号e(n) 全体を0.3倍に減衰
させて加算器7に加えている。
信号部分i・j・kと、図8のシステム出力信号z(n)
の信号部分l・m・nとを比較してみると、明らかに図
8の方が図3の取り出したい音声信号の信号部分f・g
・hの信号変化に近い。この2つのグラフの比較から、
本実施例の適応フィルタシステムにおいては、ノイズは
若干増加するが、音声信号成分が強調されることによっ
て、音声の了解度が上がっていることが十分理解でき
る。
e(n) に限定されず、図9のブロック図に示すように適
応フィルタ9への入力の点aに加えられる入力信号u
(n) を用いてもよい。更に、遅延器2の遅延時間が出力
信号に与える影響が少ない場合は、図10に示すよう
に、適応フィルタ10の点eの遅延器2からの出力信号
を、レベル変換器6に入力してもよい。
ムに用いる適応フィルタは、実施例に記したものに限定
されるものではない。
は、以上のように構成されているので、その出力信号は
音の自然な感じを損なうことが少なく、特に音声におい
ては、語頭のはっきりした明瞭度の高い再生出力を得る
ことができる。また、レベル変換器のレベルを調整する
ことにより、ノイズの減衰量と音声信号の明瞭度とのバ
ランスが最良の状態を得ることができる。
と適応アルゴリズムとから成る最も簡単な構成の適応フ
ィルタを用いても、その出力信号は音の自然な感じを損
なうことが少なく、明瞭度の高い音声出力を得ることが
できる。更に、レベル変換手段の入力に入力信号を利用
すると、既存の適応フィルタの内部を改造することなく
取り付けることができる。
ロック図である。
ロック図である。
ラフである。
で、図3の音声信号に伝送途中で図4のノイズ成分が加
わった信号を表すグラフである。
(n) を表したグラフである。
たグラフである。
(n) を表したグラフである。
例のブロック図である。
施例のブロック図である。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】設定された係数で特性が決定されるフィル
タによって入力信号からフィルタ出力信号を生成し、前
記入力信号から前記フィルタ出力信号を減算して得た誤
差信号をもとに適応アルゴリズムに従って前記係数を設
定する適応フィルタと、 前記誤差信号のレベルを所望のレベルに変換して出力す
るレベル変換手段と、 このレベル変換手段の出力信号と前記フィルタの出力信
号とを加算してシステム出力信号として出力する加算手
段と、から構成されていることを特徴とする適応フィル
タシステム。 - 【請求項2】請求項1に記載の適応フィルタシステムに
おいて、前記適応フィルタを、入力信号を遅延させる遅
延手段と、設定された係数によって特性が決定されて前
記遅延手段の出力信号からフィルタ出力信号を生成する
フィルタと、前記入力信号から前記フィルタ出力信号を
減算して誤差信号を出力する誤差演算手段と、前記誤差
信号をもとに前記係数を演算して設定する適応アルゴリ
ズムと、から構成したことを特徴とする適応フィルタシ
ステム。 - 【請求項3】請求項1又は2に記載の適応フィルタシス
テムにおいて、 前記誤差信号に代えて入力信号をレベル変換手段に入力
することを特徴とする適応フィルタシステム。 - 【請求項4】請求項2に記載の適応フィルタシステムに
おいて、 前記誤差信号に代えて遅延手段の出力信号をレベル変換
手段に入力することを特徴とする適応フィルタシステ
ム。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101174111B1 (ko) | 2012-02-16 | 2012-09-03 | 래드손(주) | 오디오 신호의 디지털 노이즈를 저감시키는 장치 및 방법 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6529568B1 (en) | 2000-10-13 | 2003-03-04 | Time Domain Corporation | Method and system for canceling interference in an impulse radio |
US6914949B2 (en) * | 2000-10-13 | 2005-07-05 | Time Domain Corporation | Method and system for reducing potential interference in an impulse radio |
EP1249942A1 (en) * | 2001-04-12 | 2002-10-16 | Juniper Networks, Inc. | Ingress noise reduction in a digital receiver |
US20040173277A1 (en) * | 2003-01-22 | 2004-09-09 | Brandel Lennart J. | Glass textile fabric |
US8868018B2 (en) * | 2012-09-10 | 2014-10-21 | Broadcom Corporation | Reciprocal mixing noise cancellation system |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4238746A (en) * | 1978-03-20 | 1980-12-09 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Adaptive line enhancer |
US4243935A (en) * | 1979-05-18 | 1981-01-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Adaptive detector |
JPS5946452B2 (ja) * | 1979-06-19 | 1984-11-13 | 三菱電機株式会社 | 雑音除去回路 |
US4415872A (en) * | 1981-08-17 | 1983-11-15 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Adaptive equalizer |
JPS62190973A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-21 | Victor Co Of Japan Ltd | ノイズリダクシヨン回路 |
JPS6318811A (ja) * | 1986-07-11 | 1988-01-26 | Victor Co Of Japan Ltd | 雑音低減回路 |
US4914398A (en) * | 1988-08-01 | 1990-04-03 | International Business Machines Corporation | Method and circuitry to suppress additive disturbances in data channels containing MR sensors |
US5241687A (en) * | 1991-02-14 | 1993-08-31 | Bose Corporation | Phase controlling phase of local subcarrier signal to correspond to transmitted pilot signal |
US5142551A (en) * | 1991-02-28 | 1992-08-25 | Motorola, Inc. | Signal weighting system for digital receiver |
US5226057A (en) * | 1991-03-20 | 1993-07-06 | Rockwell International Corporation | Receiver and adaptive digital notch filter |
-
1994
- 1994-09-30 JP JP06237455A patent/JP3109389B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-05-26 US US08/452,282 patent/US5710996A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101174111B1 (ko) | 2012-02-16 | 2012-09-03 | 래드손(주) | 오디오 신호의 디지털 노이즈를 저감시키는 장치 및 방법 |
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US5710996A (en) | 1998-01-20 |
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