JP3325770B2 - ノイズ低減回路及びノイズ低減装置及びノイズ低減方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ノイズが入力さ
れたときはその逆相信号を加算してノイズをキャンセル
し、音声とノイズの混合信号が入力されたときはそのま
ま出力される回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来例１．図２１は、従来のノイズ低減回路のブロック
図である。図２１において、１はアンプ、２は音声信号
／ノイズ識別回路、３は可変アッテネータである。次
に、動作について説明する。従来は、アンプ１で増幅さ
れた音声とノイズの混合信号を音声信号／ノイズ識別回
路２を通し、これにより可変アッテネータ３を制御して
音声信号のないとき、ゲインを下げ相手側に不快なノイ
ズを聞こえにくくしている。

【０００３】次に、特願平６−８８９５４号（日本出願
日、平成６年４月２６日、対応米国出願Ｓ／Ｎ０８−４
０５０１９、米国出願日１９９５年３月１６日）におけ
る騒音対策通話機により更に詳しい従来例を示す。従来
の通話機のブロック図を図２２に示す。図において、３
１は標準的な通話機の音声制御用ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａ
ｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、３２は通話機からの受話信号
の入力端子、３３は受信用増幅器、３４はレシーバスピ
ーカー等への受話機端子である。また、３５はハイパス
フィルタ、３６はＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎ
ｔ）変換器、３７，３８は簡易制御回路である。また、
４１はマイクロフォンよりの入力端子、４２は送信用増
幅器、４３はハイパスフィルタ、４４はローパスフィル
タである。また、コントロール電圧制御回路３００か
ら、可変減衰器３１ｂ，３１ｃのボリュームコントロー
ル電圧は加えられる。

【０００４】次に、この従来例の動作を説明する。入力
端子３２から入力された受話信号は、音声制御用ＩＣ３
１のピン２から内部の可変減衰器３１ｃを通り減衰さ
れ、ピン３から受信用増幅器３３を経て受話機端子３４
から受話器に供給される。受話信号の一部は、ハイパス
フィルタ３５を通り遠端側周囲雑音の低域成分を減衰さ
せてから、ＤＣ変換器３６でＤＣ変換され、簡易制御回
路３７，３８を経て音声制御用ＩＣ３１のピン８，１０
に入力される。簡易制御回路３７，３８は、音声制御用
ＩＣ３１のピン４のリファレンス電圧を考慮し、コント
ロール電圧を音声制御用ＩＣ３１のピン８，１０に出力
する。簡易制御回路３７では、リファレンス電圧も加え
て、音声制御用ＩＣ３１の適性制御のための制御信号を
生成し、それをコントロールモード切替回路３１ａの可
変減衰器３１ｃ側の制御端子（ピン８）に入力する。ま
た、簡易制御回路３８も同様に、リファレンス電圧を考
慮して位相反転された制御信号を生成し、コントロール
モード切替回路３１ａの可変減衰器３１ｂ側の制御端子
（ピン１０）に入力する。音声制御用ＩＣ３１内のコン
トロールモード切替回路３１ａは、可変減衰器３１ｃの
減衰をなくし、ピン２に入力された受話信号は減衰なし
にピン３に出力され、これが受信用増幅器３３で増幅さ
れて受話機端子３４より受話器に与えられる。

【０００５】一方、送信用のマイクロフォンからの信号
は、入力端子４１から送信用増幅器４２を経て、ハイパ
スフィルタ４３、ローパスフィルタ４４を経て音声制御
用ＩＣ３１のピン１４に入力され、定常時は可変減衰器
３１ｂにより信号は減衰されずにピン１３に出力され、
端子４５を経て送話信号として相手に伝送される。こう
して、定常的には送信側の信号に減衰がなく、受信側の
信号は減衰された状態となる。しかし、受話信号が検出
された時点で、受話側の信号の減衰がなくなり、送信側
の信号は減衰される。

【０００６】図２３は、図２２の改良例の構成図であ
る。図２２に比べて、新規な部分として２２のトランジ
スタ、２３の入力抵抗、２４の負荷抵抗、２５の電圧保
持回路、ハイパスフィルタ２６と２７，４７のコンパレ
ータがある。その他の要素は、図２２に示す従来例の同
一番号のものに相当する要素である。次に、図２３の構
成の通話機の動作を説明する。送話用のマイクロフォン
より入力された送話信号は、送信用増幅器４２とハイパ
スフィルタ４３で音声成分のみが抽出される。ハイパス
フィルタ４３は、例えば、カットオフ周波数７００Ｈｚ
の３次ハイパスフィルタである。一般に騒音は、ＨＯＴ
Ｈスペクトラム特性をもっているので、このハイパスフ
ィルタ４３で周囲騒音成分が減衰される。ハイパスフィ
ルタ４３により抽出された音声成分は、更にハイパスフ
ィルタ２６と２７を経て、直接トランジスタ２２のべー
スに加えられる。図２４は、トランジスタ２２と送話信
号の関係を示す図である。図２３において、トランジス
タ２２のベース電圧を所定のしきい値に設定しておく。
図２４の場合には、０．６ボルトをしきい値としてお
り、トランジスタ２２は、ハイパスフィルタ４３，２６
と２７による送話信号の音声抽出部分がこのしきい値を
超える場合に、定電圧保持回路２５の電位を低くする。

【０００７】一方、電圧保持回路２５は通常はある一定
電位を保ち、この電位が音声制御用ＩＣ３１のピン８と
１０に一定電圧を与えている。この状態をアイドルモー
ド状態と呼ぶ。通常の状態では、この一定電圧により送
話モードと受話モードの中間の状態を保持している。即
ち、コントロールモード切替回路３１ａを制御して送話
モードと受話モードとアイドルモードの３つのモードを
設け、受話モード状態をレベル”１”、送話モード状態
をレベル”０”とし、送話と受話がない状態をアイドル
状態のレベル”０．５”として、可変減衰器３１ｂ，３
１ｃの制御をそれぞれに対応させる。この中間のアイド
ル状態では、受話信号はピン２から入力され可変減衰器
３１ｃで約半分に減衰されて、ピン３から受信用増幅器
３３に出力される。同様にアイドル状態では、送話信号
は可変減衰器３１ｂによりピン１４から入力され約半分
に減衰され、ピン１３に出力されて端子４５より送話信
号として伝送される。

【０００８】トランジスタ２２は、例えば、０．６ボル
トにしきい値があり、これ以上の送話レベルがある場合
に、送話信号があると検出して、トランジスタ２２は駆
動する。トランジスタ２２が駆動されると、電圧保持回
路２５の電位が下がることになる。そして、音声制御用
ＩＣ３１のピン１０が高電位になり、コントロールモー
ド切替回路３１ａが動作して可変減衰器３１ｂの減衰を
なくす、つまり、送話信号は減衰なしに端子４５から伝
送される。

【０００９】マイクロフォン側の音声があるときのみ送
話モードとなって可変減衰器３１ｂの減衰がなくなり、
音声のない場合には可変減衰器３１ｂの減衰が十分機能
し、周囲騒音が軽減される。更にまた、受話信号がある
場合には、ハイパスフィルタ３５、ＤＣ変換器３６を経
て電圧保持回路２５の電位を高くする方向に働き、この
時、コンパレータ４７の出力は、ＧＮＤレベルとなるの
でスピーカーからマイクロフォンへ音声の回り込みがあ
ってもトランジスタ２２はＯＮしないので、音声制御用
ＩＣ３１のピン８の電位が高くなり、コントロールモー
ド切替回路３１ａの動作により、可変減衰器３１ｃの減
衰がなくなる。こうして、受話信号は、減衰なく受信用
増幅器３３に伝えられ明瞭な受話信号が得られる。

【００１０】図２３を図２１に当てはめると、図２３の
入力端子４１は、図２１の入力端子にあたる。送信用増
幅器４２は、図２１のアンプ１にあたる。ハイパスフィ
ルタ４３からトランジスタ２２までの回路、電圧保持回
路２５、コントロールモード切替回路３１ａ、コントロ
ール電圧制御回路３００等を含む点線で囲まれた回路９
００は、図２１の音声信号／ノイズ識別回路２に相当す
る。可変減衰器３１ｂは、図２１の可変アッテネータ３
に相当する。図２１で述べたと同様に、図２３の構成の
場合も、可変減衰器３１ｂを制御して送話信号のないと
き、ゲインを下げ相手側に不快なノイズを聞こえにくく
している。

【００１１】音声制御用ＩＣ３１に、例えば、電子ボリ
ュームＩＣ（三菱電機製Ｍ５１１３２Ｌ）を使用した場
合について述べる。図２５に、電子ボリュームＩＣ（三
菱電機製Ｍ５１１３２Ｌ）における可変減衰器３１ｂ，
３１ｃの減衰量−ボリュームコントロール電圧特性を示
す。ボリュームコントロール電圧とは、コントロール電
圧制御回路３００が可変減衰器３１ｂ，３１ｃに与える
電圧である。図２５に示すように、ボリュームコントロ
ール電圧が４．５Ｖ以上になると、電子ボリュームＩＣ
の可変減衰器３１ｂの減衰量は、０ｄＢとなる。図２３
において、この電子ボリュームＩＣ内で、可変減衰器３
１ｂのゲイン制御のためのボリュームコントロール電圧
は、最終的にはコントロール電圧制御回路３００から加
えられる。例えば、０Ｖ近くになっているボリュームコ
ントロール電圧を４．５Ｖまで上げる場合、コントロー
ル電圧制御回路３００の回路時定数があり、数十ｍｓｅ
ｃかかる。このため、可変減衰器３１ｂに対する制御遅
れによる音声の頭切れが起きる。

【００１２】従来例２．次に、特開昭５９−１１５６２
９公報に示される、能動的低減保護回路のための出力増
幅器の文章と図面の一部を引用する。図２６は、従来例
の出力増幅器の一部を省略したブロック図である。入力
端子１１１から信号が入力され、まず前置増幅器１０２
に供給される。前置増幅器１０２で増幅された信号は、
一方では線１０３を介して、他方では信号を反転させる
反転低域通過フィルタ１０４を介して、加算増幅器１０
５の入力側に加わる。反転低域通過フィルタ１０４で低
域のノイズ信号が選択され、信号の反転が行われるの
で、線１０３を介して到来する信号のレベルは、反転低
域通過フィルタ１０４が通過させる低域の信号のレベル
だけ低減する。従来例では、反転低域通過フィルタとし
て、３ｄＢリプルのチエビシエフフィルタが使用され
る。加算増幅器１０５から出力された信号は、従来の出
力増幅器１０６に供給され、出力端子１０７から出力さ
れる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来例１の図２３にお
ける騒音対策通話機では、音声信号の無い時ゲインを下
げ、相手側に不快なノイズを聞こえにくくしていた。し
かし、音声信号とノイズの混合信号の場合、ゲインを下
げないので音声信号の間に背景ノイズが付いてくるとい
う不快感があった。また、可変減衰器のボリュームをコ
ントロールするコントロール電圧制御回路の制御遅れに
より、出力音声信号の頭切れが生ずるという課題があっ
た。また、電子ボリュームＩＣを使用する場合には、費
用がかかるという課題があった。また、従来例２におけ
る能動的低減保護回路のための出力増幅器では、低域通
過フィルタによりノイズと音声を区別している。そのた
め、ノイズと音声の周波数成分が近い場合、この手法は
有効ではないという課題があった。

【００１４】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、通話中の背景ノイズを除去する
ことのできるノイズ低減回路及びノイズ低域方法を得る
ことを目的とする。また、可変減衰器の制御遅れによる
音声の頭切れがないノイズ低減回路及びノイズ低域方法
を得ることを目的とする。また、高価な電子ボリューム
ＩＣを使う必要がないノイズ低減回路を得ることを目的
とする。また、ノイズと音声信号を区別せずに、ノイズ
のみキャンセルすることができるノイズ低減回路及びノ
イズ低域方法を得ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明に係るノイズ低
減回路は、以下の要素を備えることを特徴とする。 （ａ）ノイズを含む入力信号を入力して入力信号を反転
増幅して振幅が制限された反転増幅信号を生成して出力
する反転増幅回路と、（ｂ）上記反転増幅回路により出
力された反転増幅信号を入力して減衰する減衰器と、
（ｃ）上記入力信号と上記減衰器により減衰された信号
を加算して出力するミキサ回路。

【００１６】上記ノイズ低減回路は、更に、交流直流変
換回路とトランジスタとコンデンサと抵抗とを備え、上
記反転増幅回路と上記交流直流変換回路とトランジスタ
とコンデンサと抵抗とにより、上記反転増幅回路の出力
信号の振幅を自動的に一定とするオートレベルコントロ
ール回路を構成することを特徴とする。

【００１７】上記交流直流変換回路は、片側増幅回路に
よる直流交流変換回路であることを特徴とする。

【００１８】上記ノイズ低減回路は、更に、入力信号を
減衰させ入力オーバひずみを防止する入力オーバ歪み防
止回路を備えることを特徴とする。

【００１９】この発明に係るノイズ低減装置は、前述し
たノイズ低減回路を以下の第１のノイズ低減回路と第２
のノイズ低減回路として備え、以下の要素を備えること
を特徴とする。 （ａ）入力信号を入力し入力信号の低域周波数帯域の信
号を通過させる低域フィルタと、（ｂ）上記低域フィル
タを通過した信号を入力してノイズ低減する第１のノイ
ズ低減回路と、（ｃ）上記入力信号を入力してノイズ低
減する第２のノイズ低減回路と、（ｄ）上記第１のノイ
ズ低減回路を通過した信号と、上記第２のノイズ低減回
路を通過した信号とを混合して出力する帯域混合回路。

【００２０】上記ノイズ低減装置は、更に、入力信号を
入力して入力信号の高域周波数帯域の信号を通過させる
高域フィルタを備え、上記高域フィルタを通過した信号
を上記第２のノイズ低減回路の入力信号とすることを特
徴とする。

【００２１】この発明に係るノイズ低減装置は、以下の
要素を備えることを特徴とする。 （ａ）入力信号を入力し、入力信号からある周波数帯域
の信号を通過させる複数の帯域フィルタ回路と、（ｂ）
上記帯域フィルタ回路を通過した信号を入力し、ノイズ
を低減する前述した複数のノイズ低減回路と、（ｃ）前
述した複数のノイズ低減回路を通過した信号を混合して
出力する帯域混合回路。

【００２２】上記ノイズ低減装置は、更に、上記入力信
号と任意のフィルタを通過した信号とのいずれかと各ノ
イズ低減回路を通過した信号とを混合して出力すること
を特徴とする。

【００２３】この発明に係るノイズ低減方法は、以下の
工程を有することを特徴とする。 （ａ）入力信号を入力して反転増幅し、振幅制限された
反転増幅信号を生成して出力する反転増幅工程と、
（ｂ）上記反転増幅工程により反転増幅された信号を減
衰する減衰工程と、（ｃ）上記入力信号と上記減衰工程
により減衰された信号を加算して出力する信号加算工
程。

【００２４】上記ノイズ低減方法は、更に、上記反転増
幅工程により出力される反転増幅信号の振幅を自動的に
一定とするオートレベルコントロール工程を備えること
を特徴とする。

【００２５】この発明に係るノイズ低減方法は、前述し
たノイズ低減方法を第１のノイズ低減方法と第２のノイ
ズ低減方法とし、以下の工程を備えることを特徴とす
る。 （ａ）入力信号を入力し入力信号の低域周波数帯域の信
号を通過させる低域フィルタリング工程と、（ｂ）上記
低域フィルタリング工程を経た信号を入力して第１のノ
イズ低減方法によりノイズ低減する第１のノイズ低減工
程と、（ｃ）上記入力信号を入力して第２のノイズ低減
方法によりノイズ低減する第２のノイズ低減工程と、
（ｄ）上記第１のノイズ低減工程を経た信号と、上記第
２のノイズ低減工程を経た信号とを混合して出力する帯
域混合工程。

【００２６】上記ノイズ低減方法は、更に、入力信号を
入力して入力信号の高域周波数帯域の信号を通過させる
高域フィルタリング工程を備え、上記高域フィルタリン
グ工程を経た信号を上記第２のノイズ低減工程の入力信
号とすることを特徴とする。

【００２７】この発明に係るノイズ低減方法は、以下の
工程を備えることを特徴とする。 （ａ）入力信号を入力し、入力信号からある周波数帯域
の信号を通過させる複数の帯域フィルタリング工程と、
（ｂ）上記帯域フィルタリング工程を経た信号を入力
し、前述したノイズ低減方法によりノイズを低減するノ
イズ低減工程と、（ｃ）上記複数のノイズ低減工程を経
た信号を混合して出力する帯域混合工程。

【００２８】上記ノイズ低減方法は、更に、上記入力信
号と任意のフィルタリング工程とのいずれかと各ノイズ
低減工程を経た信号とを混合して出力することを特徴と
する。

【００２９】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．この実施の形態は、利得の高い反転増幅
回路を用いることを特徴とするノイズ低減回路について
述べる。

【００３０】図１は、この実施の形態におけるノイズ低
減回路のブロック図である。図１において、この実施の
形態におけるノイズ低減回路は、反転増幅回路４、アッ
テネータ５、ミキサ回路６から構成される。反転増幅回
路４は、入力された信号を反転し増幅する。反転増幅回
路４は、利得の高いものを用いる。反転増幅回路４のゲ
インは、１０倍（２０ｄＢ）以上であることが望まし
い。利得の高い反転増幅回路４を用いる理由は、ノイズ
のレベルに比べて信号レベルの高い音声信号が入力され
た場合、反転増幅された信号を飽和させ、振幅制限する
ためである。反転増幅回路４は、３３ＫΩの抵抗４１
０、３３０ＫΩの抵抗４２０、オペアンプ４３０から構
成される。オペアンプ４３０は、±３．５Ｖ単電源で駆
動させる。抵抗の値から反転増幅回路４の電圧利得（ゲ
イン）は、 −３３０ＫΩ÷３３ＫΩ＝−１０ となる。即ち、入力波形は、反転増幅回路４によりゲイ
ン１０倍で増幅され、位相が反転された波形となり出力
される。アッテネータ５は、反転増幅回路４により反転
増幅された信号を減衰する。アッテネータ５は、９ＫΩ
の抵抗５１と１ＫΩの抵抗５２から構成される。抵抗の
値より、アッテネータ５は、反転増幅回路４により反転
増幅された信号を１０分の１倍に減衰する。ミキサ回路
６は、アッテネータ５により減衰された信号と、入力信
号とを加算して出力する。ミキサ回路６は、２２ＫΩの
抵抗６１と２２ＫΩの抵抗６２を備える。抵抗６１と抵
抗６２の値が同じ２２ＫΩなので、入力信号とアッテネ
ータ５からの出力信号とは、１：１の割合で加算され
る。抵抗６２の値を４４ＫΩとすれば、入力信号とアッ
テネータ５からの出力信号とは、２：１の割合で加算さ
れる。その結果、ミキサ回路６から出力される信号のノ
イズ低減量は、２分の１となる。即ち、ミキサ回路６の
抵抗６１と抵抗６２の値の比を変えることにより、ノイ
ズ低減量をどのようにするか調節することができる。こ
れは、後述する他の実施の形態におけるミキサ回路６の
場合も同様である。なお、説明を簡単にするため、ノイ
ズ＋音声出力回路は、９ＫΩの出力インピーダンスを持
って図１の入力Ａに接続されるものとする。

【００３１】次に、図１に示したノイズ低減回路の動作
について説明する。入力信号がノイズだけの場合と、ノ
イズとノイズがのった音声信号との混合信号である場合
とに分けて説明する。始めに、ノイズだけが入力された
場合を図２を用いて説明する。図２のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
は、図１における点Ａから点Ｄにおける信号の波形を示
す。図１におけるＡ点は、入力された信号である。この
場合、入力されたノイズの波形を図２のＡに示す波形と
する。ノイズのレベルは、実効値で０．２Ｖｒｍｓ（Ｖ
ｏｌｔ；Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｖａｌｕ
ｅ）以下とする。図１におけるＢ点には、反転増幅回路
４の出力波形が現れ、図２のＢとなる。Ｂ点の波形は、
Ａ点の入力波形（ノイズの波形）がゲイン１０倍で増幅
され位相反転された波形である。反転増幅回路４は、２
Ｖｒｍｓで飽和し、増幅された信号は２Ｖｒｍｓで振幅
制限される。しかし、ノイズは０．２Ｖｒｍｓ以下なの
で、入力波形（ノイズの波形）がゲイン１０倍で増幅さ
れても振幅に制限されない。図１におけるＣ点の波形
は、アッテネータ５の出力波形であり、図２のＣのよう
になる。Ｃ点の波形はＡ点の波形がほぼ反転された波形
となる。その理由は、入力されたノイズ波形が反転増幅
回路４によりゲイン１０倍で位相反転され、アッテネー
タ５により、１０分の１に減衰されるためである。図１
におけるＤ点には、ノイズ低減回路の出力波形が現れ
る。Ｄ点において、出力はほぼ０となる。即ち、ノイズ
はキャンセルされる。Ａ点における入力波形とＣ点にお
けるアッテネータ５の出力波形は、位相が逆で振幅が等
く、このＡ点における波形とＣ点における波形をミキサ
回路６で加算するため、ノイズはキャンセルされる。

【００３２】図３は、ノイズとノイズがのった音声信号
から成る混合信号が入力された場合を示す。ノイズのレ
ベルは、０．２Ｖｒｍｓ以下であるものとする。ノイズ
がのった音声信号の平均レベルは、平均０．５Ｖｒｍｓ
であるものとする。図３のＡが入力波形であり、区間
α、区間β、区間γに分けて説明する。区間αと区間γ
は、ノイズがのった音声信号の波形である。区間βは、
ノイズである。図３のＢは、Ａ点の入力波形が反転増幅
回路４により位相反転された波形である。反転増幅回路
４のゲインは１０倍に設定してあるので、増幅された波
形が２Ｖｒｍｓ以上のレベルに増幅されると飽和する。
そのため、図３に示すように、区間αと区間γでは、反
転増幅された波形は２Ｖｒｍｓで振幅制限される。ノイ
ズのレベルは、０．２Ｖｒｍｓ以下であるため、１０倍
に反転増幅されても飽和限界のレベル２Ｖｒｍｓ以下と
なるので、区間βに示すように、振幅制限はされない。
図３のＣは、アッテネータ５の出力波形である。区間β
のノイズ波形は、Ａ点の入力波形の区間βの波形とほぼ
同じで位相反転されたものある。区間αと区間γの波形
は、Ｂ点の区間αと区間γの波形をアッテネータ５によ
り、１０分の１に減衰したものである。図３のＤは、出
力波形である。区間βにおける出力レベルは、ミキサ回
路６でＡ点のノイズ波形とＣ点のノイズが反転された波
形とを加算したため、ほぼ０となる。即ち、区間βのノ
イズは、キャンセルされる。区間αと区間γは、Ａ点に
おけるノイズがのった音声信号と、Ｃ点のアッテネータ
５で減衰された波形がミキサ回路６で加算された波形で
ある。そのため、区間αと区間γの出力波形は、Ａ点に
示す入力波形からＣ点に示す振幅制限された結果の０．
２Ｖｒｍｓで頭切れとなった波形が加算（位相が反転さ
れているため、結果として減算）されたものである。例
えば、入力信号のレベルが０．５Ｖｒｍｓとする。この
入力信号に、Ｃ点の振幅制限された結果の波形のレベル
−０．２Ｖｒｍｓを加算すると、 ０．５−０．２＝０．３ 即ち、Ｄ点の波形のレベルは、入力波形の３／５とな
る。そのため、最終的な出力信号のレベルを入力信号の
レベルに合わせたい場合は、Ｄ点から出力された信号を
図示していない増幅回路により５／３倍に増幅する。以
上のように、この実施の形態は、混合信号が入力された
場合、ノイズのみの区間だけキャンセルされ、ノイズの
のった音声信号はほぼそのまま出力されることが特徴で
ある。

【００３３】図４は、この実施の形態におけるノイズ低
減方法の処理の流れを表す図である。Ｓ２において、混
合信号が入力される。Ｓ４において、信号を反転増幅す
る。入力信号がノイズとノイズののった音声信号である
場合、反転増幅回路４のゲインが高いので、ノイズのの
った音声信号は振幅制限されて反転増幅される。ノイズ
は振幅制限を受けずに、反転増幅される。ステップＳ６
において、反転増幅された信号を減衰する。ステップＳ
８において、入力された信号と減衰された信号を加算す
る。ステップＳ１０において信号を出力する。即ち、ス
テップＳ４は反転増幅工程である。ステップＳ６は減衰
工程である。ステップＳ８、ステップＳ１０は信号加算
工程である。信号加算工程でノイズはキャンセルされ、
ノイズののった音声信号はほぼそのまま出力される。

【００３４】以上のように、この実施の形態では、利得
の高い反転増幅回路４とアッテネータ５とミキサ回路６
とを備えたノイズ低減回路について述べた。ノイズを含
む混合信号を入力し、利得の高い反転増幅回路４とアッ
テネータ５を通して逆相信号を生成し、ミキサ回路６で
入力信号にその逆相信号を加算する。そのため、混合信
号の中でノイズのみの区間は、ノイズにノイズの逆相成
分が加算されるため、ノイズがキャンセルされる。ま
た、ノイズののった音声信号の部分は、反転増幅回路４
により増幅された逆相信号が生成されるが、反転増幅回
路４の利得が高いため振幅制限される。ノイズののった
音声信号は、反転増幅回路４により振幅制限された逆相
信号となることが特徴である。この振幅制限された逆相
信号がアッテネータ５に入力され、アッテネータ５によ
り減衰される。振幅制限されているため、アッテネータ
５から出力される信号は、入力信号（ノイズののった音
声信号）のレベルに比べ、逆相信号のレベルは低いもの
となる。ミキサ回路６により、入力信号（ノイズののっ
た音声信号）と逆相信号を加算しても、ノイズのように
キャンセルされることはない。但し、音声信号にのって
いるノイズはキャンセルできない。以上のように、この
実施の形態におけるノイズ低減回路は、音声信号とノイ
ズが混合して入力された場合、ノイズ区間のノイズを除
去することができる。例えば、携帯電話のマイクロフォ
ン装置にこのノイズ低減回路を組み込むことにより、マ
イクロフォンで話している間、背景ノイズをキャンセル
することができ、快適な通話状態とすることができる。
また、音声の頭切れのないノイズ低減回路及びノイズ低
減方法を得ることができる。また、高価な電子ボリュー
ムＩＣを使う必要のないノイズ低減回路及びノイズ低減
方法を得ることができる。

【００３５】実施の形態２．この実施の形態は、ノイズ
とノイズののった音声信号が入力された場合、ノイズか
ノイズののった音声信号かを区別することなく、入力信
号を一定の振幅とするオートレベルコントロール回路を
備えることを特徴とするノイズ低減回路について述べ
る。

【００３６】図５は、この実施の形態におけるノイズ低
減回路のブロック図である。この実施の形態におけるノ
イズ低減回路は、図１のノイズ低減回路にＡＣ（Ａｌｔ
ｅｒｎａｔｅ Ｃｕｒｒｅｎｔ）／ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ
Ｃｕｒｒｅｎｔ）変換回路７、トランジスタ８、フィ
ルタ９が加わったものである。また、反転増幅回路４ａ
の抵抗４１０は、６ＫΩである点が上記実施の形態にお
ける反転増幅回路４との違いである。フィルタ９は、２
７ＫΩの抵抗９１と１μＦのコンデンサ９２から構成さ
れる。入力信号は、フィルタ９を通り反転増幅回路４ａ
に入力される。そのため、フィルタ９の抵抗９１（２７
ＫΩ）と反転増幅回路４ａの抵抗４１０（６ＫΩ）か
ら、入力信号に対する反転増幅回路４ａの出力点Ｂにお
ける信号の電圧利得は、 −３３０ＫΩ÷（２７ＫΩ＋６ＫΩ）＝−１０ となる。反転増幅回路４ａから出力される信号は、入力
信号をゲイン１０倍で位相反転し、増幅した信号とな
り、上記実施の形態で述べたノイズ低減回路と同じゲイ
ンとなる。

【００３７】反転増幅回路４ａ、トランジスタ８、フィ
ルタ９、ＡＣ／ＤＣ変換回路７は、オートレベルコント
ロール回路２１を構成する。ＡＣ／ＤＣ変換回路７は、
ダイオードと抵抗とコンデンサから構成される。ＡＣ／
ＤＣ変換回路７は、交流を直流に変換する。トランジス
タ８のベースは、ＡＣ／ＤＣ変換回路７の出力に接続さ
れる。トランジスタ８は、ＡＣ／ＤＣ変換回路７の出力
電圧によりフィルタ９をＯＮ／ＯＦＦするスイッチとし
て用いられる。フィルタ９は、トランジスタ８によりＯ
Ｎ／ＯＦＦされ、入力信号を減衰する。トランジスタ８
は、ベース電圧が０．６Ｖ以上か以下かで、フィルタ９
を瞬時にＯＮ／ＯＦＦする。そのためフィルタ９の制御
遅れによる入力信号の頭切れ、即ち、音声の頭切れがな
い。また、フィルタ９の抵抗９１、コンデンサ９２の値
の設定により、トランジスタ８でフィルタ９をＯＮ／Ｏ
ＦＦするレベルの設定が容易に変更できる。即ち、オー
トレベルコントロール回路２１でノイズをキャンセルす
るレベル設定を抵抗９１、コンデンサ９２の値により柔
軟に設定できる。オートレベルコントロール回路２１
は、入力信号の振幅が変動してもＢ点からの出力信号の
振幅を一定に保つ。

【００３８】アッテネータ５は、９ＫΩの抵抗５１と、
１ＫΩの抵抗５２とからなる。ミキサ回路６は、２２Ｋ
Ωの抵抗６１と２２ＫΩの抵抗６２からなる。抵抗６１
と抵抗６２の値が同じ２２ＫΩなので、入力信号とアッ
テネータ５からの出力信号とは、１：１の割合で加算さ
れる。抵抗６２の値を４４ＫΩとすれば、入力信号とア
ッテネータ５からの出力信号とは、２：１の割合で加算
される。その結果、ミキサ回路６から出力される信号の
ノイズ低減量は、２分の１となる。即ち、ミキサ回路６
の抵抗６１と抵抗６２の値の比を変えることにより、ノ
イズ低減量をどのようにするか調節することができる。
なお、説明を簡単にするため、ノイズ＋音声出力回路
は、９ＫΩの出力インピーダンスを持って図５の入力Ａ
に接続されるものとする。

【００３９】この実施の形態におけるノイズ低減回路の
動作について説明する。図６は、図５のＡ点からＥ点に
おける波形を示した図である。ノイズののった音声信号
とノイズからなる混合信号が入力される場合について説
明する。図５におけるＡ点の波形、即ち、入力波形を図
６のＡに示す。区間α、区間γは、ノイズののった音声
信号の波形である。区間βは、ノイズの波形である。ノ
イズの信号レベルは、０．２Ｖｒｍｓ以下であるものと
する。ノイズののった音声信号の平均レベルは、平均
０．５Ｖｒｍｓであるものとする。図５のＥ点の波形
を、図６のＥに示す。図６のＥに示す波形は、入力され
た混合信号がフィルタ９を通過した後の波形である。オ
ートレベルコントロール回路２１により、ノイズののっ
た音声信号とノイズの振幅は、ほぼ同レベルに調整され
る。即ち、区間αと区間γと区間βは、図６のＥに示す
ようにほぼ同レベルとなる。また、Ａの波形の区間βの
レベルとＥの波形区間βのレベル比は、ほぼ１：２／１
１となる。図６のＢの波形は、反転増幅回路４ａの出力
波形である。Ｂ点における波形の振幅は、Ｅ点における
波形の振幅の５５倍である。点Ｅにおける信号に対する
反転増幅回路４ａの電圧利得は、 −３３０ＫΩ÷６ＫΩ＝−５５ となるためである。区間βにおけるノイズ波形に注目す
ると、Ａ点におけるノイズレベルに対して、Ｂ点におけ
る反転増幅された振幅は１０倍、即ち、±２Ｖｒｍｓ以
内となる。区間α、区間γにおけるノイズののった音声
信号の場合は、オートレベルコントロール回路２１によ
り、振幅が±２Ｖｒｍｓの間に入るように減衰を受け
る。そのため、実施の形態１で述べたような±２Ｖｒｍ
ｓでの飽和による振幅制限が起きない。もし、オートレ
ベルコントロール回路２１の不具合により、振幅が±２
Ｖｒｍｓ以内に減衰されなかった場合でも、実施の形態
１と同様オペアンプ４３０により±２Ｖｒｍｓでの飽和
による振幅制限が起きる。図５におけるＣ点の波形は、
図６のＣとなる。図６のＣの波形は、アッテネータ５に
よりＢ点の波形を１０分の１に減衰した波形である。区
間βのノイズ波形は、Ａ点における区間βのノイズ波形
を位相反転したものであり、振幅はほぼ同じとなる。図
５におけるＤ点の波形は、図６のＤとなり、ミキサ回路
６の出力波形である。区間βにおけるノイズは、キャン
セルされる。区間αと区間γのノイズののった音声信号
は、入力波形のほぼ３／５倍の振幅となる。なお、入力
信号がノイズだけの場合は、図２の説明と同様である。

【００４０】この実施の形態におけるノイズ低減回路
は、上記実施の形態１で述べたノイズ低減回路にオート
レベルコントロール回路２１を加えたものである。オー
トレベルコントロール回路２１を追加したことにより、
出力信号の波形が上記実施の形態１の出力波形よりもき
れいになり、音の歪みが減少する。図７と図８を用い
て、この理由を説明する。図７は、実施の形態１で説明
した図１におけるノイズ低減回路の出力波形を説明する
図である。説明のために出力波形の一部を拡大して示
す。入力信号は、ノイズののった音声信号である。入力
波形を細線で示す。図で点線は、図３のＣで示した±
０．２Ｖｒｍｓで飽和した波形である。図１のノイズ低
減回路における出力波形、即ち、入力波形から±０．２
Ｖｒｍｓで飽和した波形を加算した波形を一点鎖線で示
す。太線は、図１のノイズ低減回路における出力波形を
３分の５倍、即ち、一点鎖線の波形を３分の５倍増幅し
たものである。入力信号と比較するため、３分の５倍に
増幅する。図中○で囲んだ部分は、波形のとぎれた部分
である。このように、拡大すると図１におけるノイズ低
減回路の出力波形は歪んでおり、そのため、音の歪みが
生じる。

【００４１】図８は、この実施の形態２におけるノイズ
低減回路の出力波形を説明する図である。細線は、入力
波形である。入力波形は、ノイズがのった音声信号であ
る。図中、点線は、図６のＣの波形である。即ち、図５
におけるアッテネータ５の出力波形である。オートレベ
ルコントロール回路２１によりノイズののった音声信号
を減衰しているので、波形が振幅制限されていない。一
点鎖線は、図５のノイズ低減回路の出力波形である。即
ち、入力波形と点線の波形を加算した結果である。入力
信号と同じ信号レベルに合わせるため、一点鎖線の波形
を３分の５倍増幅したものが、太線の波形である。図で
わかるように、太線の波形は、ほぼ入力波形と同じであ
る。また、図７に見られるような波形の切断がない。そ
のため、波形がきれいになり、音の歪みが減少する。

【００４２】また、この実施の形態によれば、フィルタ
９の抵抗９１、コンデンサ９２の値の設定により、トラ
ンジスタ８でフィルタ９をＯＮ／ＯＦＦするレベルの設
定ができる。即ち、オートレベルコントロール回路２１
でノイズをキャンセルするレベル設定を抵抗９１、コン
デンサ９２の値によりきめ細かく設定できることが特徴
である。

【００４３】図９は、この実施の形態におけるノイズ低
減工程の処理の流れを表す図である。ステップＳ２にお
いて、混合信号が入力される。ステップＳ４において、
反転増幅信号をオートレベルコントロールし、オートレ
ベルコントロールされた信号を反転増幅する。ステップ
Ｓ４は、オートレベルコントロール工程である。オート
レベルコントロール工程の中に、反転増幅工程を含む。
ステップＳ６において、信号を減衰する。ステップＳ８
において、入力された信号と減衰された信号を加算す
る。ステップＳ１０において、信号を出力する。ステッ
プＳ６は減衰工程である。ステップＳ８とステップＳ１
０は、信号加算工程である。

【００４４】以上のように、この実施の形態におけるノ
イズ低減回路は、オートレベルコントロール回路２１を
備えるため、ノイズ音声混合信号が入力された場合、ノ
イズと音声の区別なしでノイズ区間のノイズをキャンセ
ルし、ノイズののった音声信号はそのまま出力すること
ができる。即ち、背景ノイズを除去できるとともに、ま
た、ノイズののった音声信号の音の歪みが減少し、きれ
いな音質が得られる。また、トランジスタによりフィル
タを制御しているため、制御遅れによる音声の頭切れが
ない。また、電子ボリュームＩＣを使う必要がないた
め、安価である。

【００４５】実施の形態３．図１０は、この実施の形態
におけるノイズ低減回路のブロック図である。図１０
は、図５のＡＣ／ＤＣ変換回路７を、片側増幅回路を用
いたＡＣ／ＤＣ変換回路１０に置き換えたものである。
片側増幅回路を用いたＡＣ／ＤＣ変換回路１０における
オペアンプ１０１は、プラス単電源で駆動する。片側増
幅回路を用いたＡＣ／ＤＣ変換回路１０に入力される波
形は、例えば、図６のＢの波形である。片側増幅回路を
用いたＡＣ／ＤＣ変換回路１０は、Ｂ点のプラス側波形
だけを増幅し、抵抗とコンデンサにより平滑化して、交
流型の信号を直流信号に変換する。片側増幅回路を用い
たＡＣ／ＤＣ変換回路１０の出力電圧により、トランジ
スタ８がＯＮ／ＯＦＦされる。他の構成要素は、上記実
施の形態と同様であるので説明は省略する。また、この
実施の形態におけるノイズ低減回路の動作は、上記実施
の形態２と同様であるので説明は省略する。片側増幅回
路を用いたＡＣ／ＤＣ変換回路１０を用いることによ
り、上記実施の形態２で述べた性能はそのままで、回路
がより簡易になることがこの実施の形態におけるノイズ
低減回路の利点である。

【００４６】実施の形態４．この実施の形態は、ノイズ
レベルの大きい帯域と小さい帯域で、別々にノイズ低減
量を設定しておき、帯域別にノイズ低減処理ができるノ
イズ低減装置について述べる。

【００４７】図１１は、この実施の形態におけるノイズ
低減装置のブロック図である。図１１におけるノイズ低
減装置は、ハイパスフィルタ１１、ローパスフィルタ１
２、ノイズ低減回路１３を２回路、更に低域、高域を混
合する帯域混合回路１４で構成される。ノイズ低減回路
１３は、上記実施の形態１から３で説明したノイズ低減
回路のいずれかを用いる。入力信号は、ハイパスフィル
タ１１とローパスフィルタ１２を通る。ハイパスフィル
タ１１を通過した高域信号とローパスフィルタ１２を通
過した低域信号は、それぞれノイズ低減回路１３でノイ
ズ低減される。ノイズ低減された高域信号と低域信号
は、帯域混合回路１４で混合され、出力される。ノイズ
レベルの大きい帯域と小さい帯域で別々にノイズ低減量
を調節するということは、ハイパスフィルタ１１に接続
されるノイズ低減回路１３の中で設定するノイズ低減量
と、ローパスフィルタ１２に接続されるノイズ低減回路
１３の中で設定するノイズ低減量を、予め別々に設定す
ることである。ノイズ低減回路１３の中でノイズ低減量
を設定するとは、図５を例にとるとミキサ回路６におい
て、抵抗６１と抵抗６２の値の比を調節することによ
り、ノイズ低減量を調節することである。例えば、ミキ
サ回路６における抵抗６１と、抵抗６２の値を共に２２
ＫΩとすると、ノイズはキャンセルされる。しかし、抵
抗６１を２２ＫΩとし、抵抗６２を４４ＫΩとすると、
ノイズ低減量は２分の１となる。このように、ノイズ低
減回路の中のミキサ回路６の２つの抵抗の値を調整する
ことにより、ノイズ低減量を調整することができる。

【００４８】図１２は、この実施の形態におけるノイズ
低減方法の処理の流れを表す図である。ステップＳ２２
において、混合信号が入力される。ステップＳ２４にお
いて、入力された混合信号を低域フィルタに通す。ステ
ップＳ２８において、低域フィルタを経た信号をノイズ
低減処理する。ステップＳ２６において、入力された混
合信号を高域フィルタに通す。ステップＳ３０におい
て、高域フィルタを経た信号のノイズ低減処理をする。
ステップＳ３２において、ノイズ低減処理された高域信
号とノイズ低減処理された低域信号を混合する。ステッ
プＳ３４において、信号を出力する。上記処理の流れに
おいて、ステップＳ２４は、低域フィルタリング工程で
ある。ステップＳ２６は、高域フィルタリング工程であ
る。ステップＳ２８は、第１のノイズ低減工程である。
ステップＳ３０は、第２のノイズ低減工程である。ステ
ップＳ３２とステップＳ３４は、帯域混合工程である。

【００４９】ここで、例えば走行中の自動車内における
走行ノイズは、一般に、ＨＯＴＨスペクトラム特性（ホ
ワイトノイズを−９ｄＢ／ｏｃｔのローパスフィルタに
通したものに相当）を持つので、低域成分が大きい。従
って、入力信号を低域成分と高域成分に帯域別に分離
し、低域成分はほぼ完全にノイズをキャンセルし、高域
成分は２分の１までキャンセルするよう設定する。

【００５０】以上のように、本実施の形態では、ハイパ
スフィルタ１１とローパスフィルタ１２で入力信号を帯
域で分離することにより、ノイズレベルの大きい帯域
と、小さい帯域で別々にノイズ低減量を調整できるノイ
ズ低減装置について述べた。

【００５１】実施の形態５．この実施の形態は、入力信
号をローパスフィルタを通過する信号と通過しない信号
に分け、別々にノイズ低減量を調整する場合について説
明する。この実施の形態におけるノイズ低減装置は、図
示していない高域強調処理を行うプリエンファシス回路
により、プリエンファシス（高域強調）処理された信号
を入力する場合に用いる。ローパスフィルタを通過する
信号と通過しない信号とを別々にノイズ低減処理を行
い、かつ、帯域混合回路での低域、高域の混合量調整に
よりディエンファシス処理することのできるノイズ低減
装置について述べる。

【００５２】図１３は、この実施の形態におけるノイズ
低減装置のブロック図である。図１３におけるノイズ低
減装置は、ローパスフィルタ１２、ノイズ低減回路１３
を２回路、更に帯域別の信号を混合する帯域混合回路１
４で構成される。ノイズ低減回路１３は、上記実施の形
態１から３で説明したノイズ低減回路のいずれかを用い
る。入力信号は、ローパスフィルタ１２を通過し、ノイ
ズ低減回路１３によりノイズ低減され、帯域混合回路１
４に入る。また、入力信号をそのままノイズ低減回路１
３に入力し、ノイズ低減し、帯域混合回路１４に入力す
る。帯域混合回路１４は、ローパスフィルタ１２を通過
した信号と、通過しない信号を混合して出力する。２つ
のノイズ低減回路は、上記実施の形態で述べたように、
それぞれノイズ低減量を調節することができる。

【００５３】図１４は、この実施の形態におけるノイズ
低減方法の処理の流れを示す図である。ステップＳ２２
において、混合信号が入力される。ステップＳ２４にお
いて、低域フィルタを通す。ステップＳ２８において、
低域フィルタを経た低域信号のノイズ低減処理をする。
ステップＳ３０において、入力された混合信号のノイズ
低減処理をする。ステップＳ３２において、ノイズ低減
処理された入力信号とノイズ低減処理された低域信号を
混合する。ステップＳ３４において、信号を出力する。
上記処理の流れにおいて、ステップＳ２４は、低域フィ
ルタリング工程である。ステップＳ２８は、第１のノイ
ズ低減工程である。ステップＳ３０は、第２のノイズ低
減工程である。ステップＳ３２とＳ３４は、帯域混合工
程である。

【００５４】ここで、例えば、走行中の自動車内の走行
騒音などのノイズは、４００〜５００Ｈｚ以下の帯域で
レベルが高いので、プリエンファシス処理する。このプ
リエンファシス処理された信号が入力された場合、例え
ば、カットオフ周波数ｆｃ＝１ＫＨｚ，６ｄＢ／ｏｃｔ
のローパスフィルタ１２を通し、ノイズ低減回路１３で
低域騒音を低減する。低域信号と入力信号を別々にノイ
ズ低減処理を行う。かつ、ノイズ低減された低域と、ノ
イズ低減された帯域フィルタを通さない信号とを帯域混
合回路１４で混合量調整により、ディエンファシス処理
する。ここで、ディエンファシス処理とは、入力信号は
プリエンファシス処理により高域強調されているので、
ノイズ低減された低域とノイズ低減された帯域フィルタ
を通さない信号とを混合することにより、先の高域強調
を相殺する処理である。これにより、自動車内走行騒音
などの低域騒音に対して、ノイズ低減処理を効果的に行
うことができる。

【００５５】以上のように、本実施の形態では、プリエ
ンファシス処理された信号が入力された場合、ローパス
フィルタ１２を通過する信号と通過しない信号で別々に
ノイズ低減量の調整を行い、帯域混合回路１４によりデ
ィエンファシス量を調整できるノイズ低減装置について
述べた。

【００５６】実施の形態６．この実施の形態は、複数の
バンドパスフィルタにより入力信号を帯域別に分離し、
ノイズレベルの大きい帯域と小さい帯域で、別々にノイ
ズ低減量を設定し、帯域別にノイズ低減処理ができるノ
イズ低減装置について述べる。

【００５７】図１５は、この実施の形態におけるノイズ
低減装置のブロック図である。図１５におけるノイズ低
減装置は、複数のバンドパスフィルタ１５、複数のノイ
ズ低減回路１３及び帯域混合回路１４で構成される。複
数のバンドパスフィルタ１５それぞれにノイズ低減回路
１３を接続し、各々のノイズ低減回路１３から出力され
るノイズ低減された信号を帯域混合回路１４で混合し出
力する。複数のノイズ低減回路１３は、上記実施の形態
１から３で述べたいずれのノイズ低減回路でもよい。ま
た、上記実施の形態で述べたように、ノイズ低減回路１
３のミキサ回路６における２つの抵抗の値を調整するこ
とにより、ノイズ低減量を調整することができる。

【００５８】図１６は、この実施の形態におけるノイズ
低減方法の処理の流れを表す図である。ステップＳ２２
において、混合信号が入力される。ステップＳ４４にお
いて、帯域別の帯域フィルタを通す。ステップＳ４６に
おいて、各帯域フィルタの出力毎にノイズ低減処理をす
る。ステップＳ４８において、上記複数のノイズ低減処
理された信号を混合する。ステップＳ３４において、信
号を出力する。上記処理の流れにおいて、ステップＳ４
４は、帯域フィルタリング工程である。ステップＳ４６
は、ノイズ低減工程である。ステップＳ４８，Ｓ３４
は、帯域混合工程である。

【００５９】以上のように、本実施の形態では、多数の
バンドパスフィルタ１５で帯域を分離し、ノイズレベル
の大きい帯域と小さい帯域で、別々にノイズ低減量を設
定し、帯域別にノイズ低減処理ができるノイズ低減装置
について述べた。

【００６０】実施の形態７．この実施の形態は、ノイズ
低減処理を行うことによる出力信号の歪みを減少するこ
とのできるノイズ低減装置について述べる。

【００６１】図１７は、この実施の形態におけるノイズ
低減装置のブロック図である。図１７におけるノイズ低
減装置は、ローパスフィルタ１２、ノイズ低減回路１
３、混合用抵抗１６、帯域混合回路１４で構成される。
図１７のノイズ低減装置は、低域信号をノイズ低減した
場合、出力信号に歪みが生じることを防止するノイズ低
減装置である。入力信号からローパスフィルタ１２によ
り低域信号が取り出され、ノイズ低減回路１３によりノ
イズ低減され、帯域混合回路１４に入力される。また、
ローパスフィルタ１２により分離された低域信号は、混
合用抵抗１６を介して帯域混合回路１４に入力される。
また、入力信号は、ノイズ低減回路１３によりノイズ低
減され、帯域混合回路１４に入力される。帯域混合回路
１４は、低域信号をノイズ低減した信号と、ノイズ低減
処理される前の低域信号と、入力信号をノイズ低減した
信号を混合し出力する。帯域混合回路１４において、低
域信号をノイズ低減した信号と、ノイズ低減処理される
前の低域信号を加算しているため、出力信号に歪みが生
じることを防止することができる。

【００６２】図１８は、この実施の形態におけるノイズ
低減方法の処理の流れを示す図である。ステップＳ２２
において、混合信号が入力される。ステップＳ２４にお
いて、低域フィルタを通す。ステップＳ２８において、
低域信号のノイズ低減処理をする。ステップＳ２６にお
いて、入力された混合信号を高域フィルタに通す。ステ
ップＳ３０において、高域信号のノイズ低減処理をす
る。ステップＳ３２において、ノイズ低減処理された高
域信号と、ノイズ低減処理された低域信号とノイズ低域
処理されない低域信号を混合する。ステップＳ３４にお
いて、信号を出力する。上記処理の流れにおいて、ステ
ップＳ２４は、低域フィルタリング工程である。ステッ
プＳ２６は、高域フィルタリング工程である。ステップ
Ｓ２８は、第１のノイズ低減工程である。ステップＳ３
０は、第２のノイズ低減工程である。ステップＳ３２と
ステップＳ３４は、帯域混合工程である。

【００６３】図１７は、低域信号をノイズ低減処理した
場合に出力信号に歪みがあるのを防止する場合である
が、ハイパスフィルタを通過した高域信号をノイズ低減
処理し、その結果、出力信号に歪みの生じる場合は、ハ
イパスフィルタを通過した高域信号を混合用抵抗１６を
通して帯域混合回路１４で他の信号と混合することによ
り、歪みを減少させることができる。また、図１５に示
したように、あるバンドパスフィルタ１５を通過した信
号をノイズ低減処理し、その結果、出力信号に歪みの生
じる場合は、該バンドパスフィルタ１５を通過した信号
を混合用抵抗１６を通して、帯域混合回路１４で他の信
号と混合することにより、歪みを減少させることができ
る。また、入力信号を帯域で分離していない場合は、ノ
イズ低減回路１３でノイズ低減処理する前の入力信号
を、混合用抵抗１６を通して帯域混合回路１４により混
合することにより、歪みを減少させることができる。な
お、ノイズ低減処理する前の信号の混合量が大きいと、
ノイズ低減効果が小さくなるので、混合用抵抗１６を２
７０ＫΩ帯域混合回路１４の各抵抗値を１０ＫΩとして
いる。

【００６４】以上のように、この実施の形態では、ノイ
ズ低減回路によりノイズ低減処理されることにより出力
に歪みの生ずる場合、ノイズ低減処理される前の信号を
出力信号に混合させることにより、歪みを減少させるこ
とのできるノイズ低減装置について述べた。

【００６５】実施の形態８．この実施の形態は、上記実
施の形態で述べたノイズ低減回路に入力オーバ防止用リ
ミッター回路を付加したノイズ低減回路について述べ
る。

【００６６】図１９は、この実施の形態におけるノイズ
低減回路のブロック図である。図１９は、図５あるいは
図１０に示したノイズ低減回路に、リミッター回路１７
が加わったものである。ＡＣ／ＤＣ変換回路は、図５で
述べたＡＣ／ＤＣ変換回路７でもよいし、図１０で述べ
た片側増幅回路を用いたＡＣ／ＤＣ変換回路１０でもよ
い。他の構成要素は、上記実施の形態で述べたものと同
様であるので説明は省略する。入力信号は、リミッター
回路１７に入力される。リミッター回路１７の出力信号
は、フィルタ９の入力となり、また、ミキサ回路６と入
力となる。リミッター回路１７は、２．７ＫΩの抵抗１
７１と、６８０Ωの抵抗１７２と、トランジスタ１７３
と、抵抗１７４、抵抗１７５から構成される。トランジ
スタ１７３のベースは、抵抗１７４を介しＡＣ／ＤＣ変
換回路７（または１０）と接続される。入力信号が、例
えば、１．５Ｖｒｍｓ以上になれば、ＡＣ／ＤＣ変換回
路７（または１０）により、トランジスタ１７３のベー
ス電圧が０．６Ｖに達し、トランジスタがＯＮとなる。
そのため、リミッター回路１７からの出力信号が、１．
５Ｖｒｍｓを超えないよう、入力信号を減衰するように
動作する。

【００６７】以上のように、この実施の形態は、リミッ
ター回路を備えることにより、入力信号の入力オーバを
防止することができる。また、入力オーバ防止用のリミ
ッター回路を備えたノイズ低減回路を、実施の形態４か
ら実施の形態７で述べたノイズ低減装置におけるノイズ
低減回路として用いてもよい。

【００６８】実施の形態９．上記実施の形態で述べたノ
イズ低減回路及びノイズ低減装置は、携帯電話、電話、
マイクロフォン等、音声入力装置または音響入力装置に
組み込むことができる。図２０（ａ），図２０（ｂ）
は、上記実施の形態で述べたノイズ低減回路及びノイズ
低減装置を組み込んだ通話機の外観図である。ノイズ低
減回路及びノイズ低減装置を通話機に組み込むことによ
り、言葉の合間のノイズがキャンセルされる。従来例の
ようにマイクロフォンで話している間、低減回路が作動
しないため、背景ノイズが残ってしまうという不快感が
ない。また、従来例では、入力信号を減衰させる目的
で、可変減衰器の減衰度をコントロールするためにコン
トロール電圧制御回路を用いていた。従来例１で述べた
ように、コントロール電圧制御回路でコントロール電圧
を、０ボルトから４．５ボルトまで上げるためには回路
の時定数があり、数十ｍｓｅｃかかり、音声の頭切れが
生じた。上記実施の形態２と実施の形態３では、入力信
号を減衰させるために、ベース電圧が０．６Ｖ以上か以
下かでトランジスタ８をＯＮ／ＯＦＦさせ、フィルタ９
を瞬時にＯＮ／ＯＦＦする。従来例１でトランジスタ方
式を使うと、ＯＮ／ＯＦＦ時にクリック音がして使えな
い。しかし、この発明のノイズ低減回路では、入力信号
とこれに対する逆相信号をミキサ回路６で加算するた
め、クリック音がない。このように、本発明のノイズ低
減回路では、従来例１に見られるような入力信号を減衰
させる低減回路の動作遅れによる音声の頭切れがない。
また、本発明のノイズ低減回路では、高価な電子ボリュ
ームＩＣに代わって安価なトランジスタを利用すること
ができる。また、上記実施の形態１におけるノイズ低減
回路では、トランジスタ８及びフィルタ９を使用してい
ないので、音声の頭切れは生じない。

【００６９】

【発明の効果】以上のように、この発明によるノイズ低
減回路は、ノイズを含む入力信号が入力されたとき、ノ
イズをキャンセルし、振幅が制限された反転増幅信号を
生成することにより、ノイズ以外の信号をほぼそのまま
出力することができる。

【００７０】また、この発明によるノイズ低減回路は、
ノイズを含む入力信号が入力されたとき、ノイズ及びノ
イズ以外の入力信号の振幅を共に一定とした反転増幅信
号を生成することにより、ノイズとノイズ以外の信号を
区別することなくノイズをキャンセルし、ノイズ以外の
信号をほぼそのまま出力することができる。また、音質
の良い出力信号を得ることができる。

【００７１】また、この発明によるノイズ低減回路は、
ノイズを含む入力信号が入力されたとき、ノイズ及びノ
イズ以外の入力信号の振幅をともに一定とした反転増幅
信号を生成することにより、ノイズとノイズ以外の信号
を区別することなくノイズをキャンセルし、ノイズ以外
の信号をほぼそのまま出力することができる。また、音
質のよい出力信号を得ることができる。また、これらの
効果を簡単な回路構成で得ることができる。

【００７２】また、この発明におけるノイズ低減回路
は、入力オーバを防止することができる。

【００７３】また、この発明によるノイズ低減装置は、
ローパスフィルタを通過する信号と通過しない信号で別
々にノイズ低減量を設定し、プリエンファシス処理され
た信号が入力されたとき、ローパスフィルタを通過する
信号と通過しない信号で別々にノイズ低減処理ができ、
かつ、帯域混合回路での混合量調整によりディエンファ
シス処理ができる。

【００７４】また、この発明によるノイズ低減装置は、
ノイズレベルの大きい帯域と小さい帯域で別々にノイズ
低減量を設定することにより、帯域別にノイズ低減処理
をすることができる。

【００７５】また、この発明によるノイズ低減装置は、
帯域別にノイズ低減量を設定することにより、帯域別に
ノイズ低減処理をすることができる。

【００７６】また、この発明におけるノイズ低減装置に
よれば、出力信号の歪みを減少させることができる。

【００７７】また、この発明によるノイズ低減方法は、
ノイズを含む入力信号が入力されたとき、ノイズをキャ
ンセルし、ノイズ以外の信号をほぼそのまま出力するこ
とができる。

【００７８】また、この発明によるノイズ低減方法は、
ノイズを含む入力信号が入力されたとき、ノイズ及びノ
イズ以外の入力信号の振幅を共に一定とした反転増幅信
号を生成することにより、ノイズをキャンセルし、ノイ
ズ以外の信号をほぼそのまま出力することができる。ま
た、音質の良い出力信号を得ることができる。

【００７９】また、この発明によるノイズ低減方法は、
ローパスフィルタを通過する信号と通過しない信号で別
々にノイズ低減量を設定し、プリエンファシス処理され
た信号が入力されたとき、ローパスフィルタを通過する
信号と通過しない信号で別々にノイズ低減処理ができ、
かつ、帯域混合回路での混合量調整により、ディエンフ
ァシス処理ができる。

【００８０】また、この発明によるノイズ低減方法は、
ノイズレベルの大きい帯域と小さい帯域で別々にノイズ
低減量を設定することにより、帯域別にノイズ低減処理
をすることができる。

【００８１】また、この発明によるノイズ低減方法は、
帯域別にノイズ低減量を設定することにより、帯域別に
ノイズ低減処理をすることができる。

【００８２】また、この発明におけるノイズ低減方法に
よれば、出力信号の歪みを減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施の形態におけるノイズ低減
回路のブロック図である。

【図２】 図１のノイズ低減回路にノイズが入力された
場合の波形を示す図である。

【図３】 図１のノイズ低減回路に混合信号が入力され
た場合の波形を示す図である。

【図４】 図１に示すノイズ低減回路の処理の流れを表
す図である。

【図５】 この発明の一実施の形態におけるノイズ低減
回路のブロック図である。

【図６】 図５におけるノイズ低減回路に混合信号が入
力された場合の波形を示す図である。

【図７】 図１におけるノイズ低減回路の出力波形を説
明する図である。

【図８】 図５におけるノイズ低減回路の出力波形を説
明する図である。

【図９】 図５におけるノイズ低減回路の処理の流れを
表す図である。

【図１０】 この発明の一実施の形態におけるノイズ低
減回路のブロック図である。

【図１１】 この発明の一実施の形態におけるノイズ低
減装置のブロック図である。

【図１２】 図１１におけるノイズ低減装置の処理の流
れを表す図である。

【図１３】 この発明の一実施の形態におけるノイズ低
減装置のブロック図である。

【図１４】 図１３におけるノイズ低減装置の処理の流
れを表す図である。

【図１５】 この発明の一実施の形態におけるノイズ低
減装置のブロック図である。

【図１６】 図１５におけるノイズ低減装置の処理の流
れを表す図である。

【図１７】 この発明の一実施の形態におけるノイズ低
減装置のブロック図である。

【図１８】 図１７におけるノイズ低減装置の処理の流
れを表す図である。

【図１９】 この発明の一実施の形態におけるノイズ低
減回路のブロック図である。

【図２０】 ノイズ低減回路、あるいはノイズ低減装置
を適用する通話機の外観図である。

【図２１】 従来例１を説明するためのブロック図であ
る。

【図２２】 従来例１におけるブロック図である。

【図２３】 従来例１におけるブロック図である。

【図２４】 図２３におけるトランジスタのベース電圧
の閾値を示す図である。

【図２５】 図２３における可変減衰器（電子ボリュー
ムＩＣ）の減衰量ボリュームコントロール電圧特性を示
す図である。

【図２６】 従来例２におけるブロック図である。

【符号の説明】

１ アンプ、２ 音声信号／ノイズ識別回路、３ 可変
アッテネータ、４，４ａ反転増幅回路、５ アッテネー
タ、６ ミキサ回路、７ ＡＣ／ＤＣ変換回路、８，１
７３トランジスタ、９ フィルタ、１０ 片側増幅回路
を用いたＡＣ／ＤＣ変換回路、１１ ハイパスフィル
タ、１２ ローパスフィルタ、１３ ノイズ低減回路、
１４ 帯域混合回路、１５ バンドパスフィルタ、１６
混合用抵抗、１７ リミッター回路、４１０，４２
０，５１，５２，６１，６２，９１，１７１，１７２，
１７４，１７５ 抵抗、４３０，１０１ オペアンプ、
９２コンデンサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03G 11/00 H03H 11/04 H04M 1/00

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノイズとノイズののった音声信号とを含
   む入力信号を入力して、ノイズとノイズののった音声信
   号とを区別することなく、ノイズののった音声信号の振
   幅とノイズの振幅とを調整する、抵抗とコンデンサとを
   有するフィルタと、 上記フィルタから出力された 信号を入力して反転増幅し
   て振幅が制限された反転増幅信号を生成して出力する反
   転増幅回路と、上 記反転増幅回路により出力された反転増幅信号を入力
   して減衰する減衰器と、上 記入力信号と上記減衰器により減衰された信号とを加
   算して出力するミキサ回路と、 上記反転増幅回路から出力された反転増幅信号を入力し
   て交流成分を直流成分に変換して所定の出力電圧を出力
   する交流直流変換回路と、 上記フィルタに接続され、上記交流直流変換回路の出力
   をベースに入力して、上記交流直流変換回路からの出力
   電圧に基づいて上記フィルタをＯＮとＯＦＦとのいずれ
   かに切り替えるトランジスタ とを備え、 上記反転増幅回路と上記交流直流変換回路と上記トラン
   ジスタと上記フィルタとによりオートレベルコントロー
   ル回路を構成して、上記オートレベルコントロール回路
   により、上記フィルタに入力した入力信号に含まれるノ
   イズののった音声信号の振幅とノイズの振幅とを、略同
   一のレベルにするように調整するとともに、上記反転増
   幅回路による振幅の制限を受けないレベルに調整して、
   上記フィルタから出力することを特徴とするノイズ低減
   回路。
2. 【請求項２】 上記交流直流変換回路は、片側増幅回路
   による交流直流変換回路であることを特徴とする請求項
   １記載のノイズ低減回路。
3. 【請求項３】 上記ノイズ低減回路は、更に、入力信号
   を減衰させ入力オーバひずみを防止する入力オーバ歪み
   防止回路を備えることを特徴とする請求項１または２い
   ずれかに記載のノイズ低減回路。
4. 【請求項４】 請求項１記載のノイズ低減回路を以下の
   第１のノイズ低減回路と第２のノイズ低減回路として備
   え、以下の要素を備えるノイズ低減装置 （ａ）入力信号を入力し入力信号の低域周波数帯域の信
   号を通過させる低域フィルタと、 （ｂ）上記低域フィルタを通過した信号を入力してノイ
   ズ低減する第１のノイズ低減回路と、 （ｃ）上記入力信号を入力してノイズ低減する第２のノ
   イズ低減回路と、 （ｄ）上記第１のノイズ低減回路を通過した信号と、上
   記第２のノイズ低減回路を通過した信号とを混合して出
   力する帯域混合回路。
5. 【請求項５】 上記ノイズ低減装置は、更に、入力信号
   を入力して入力信号の高域周波数帯域の信号を通過させ
   る高域フィルタを備え、上記高域フィルタを通過した信
   号を上記第２のノイズ低減回路の入力信号とすることを
   特徴とする請求項４記載のノイズ低減装置。
6. 【請求項６】 以下の要素を備えるノイズ低減装置 （ａ）入力信号を入力し、入力信号からある周波数帯域
   の信号を通過させる複数の帯域フィルタ回路と、 （ｂ）上記帯域フィルタ回路を通過した信号を入力し、
   ノイズを低減する請求項１記載の複数のノイズ低減回路
   と、 （ｃ）上記請求項１記載の複数のノイズ低減回路を通過
   した信号を混合して出力する帯域混合回路。
7. 【請求項７】 上記ノイズ低減装置は、更に、上記入力
   信号と任意のフィルタを通過した信号とのいずれかと各
   ノイズ低減回路を通過した信号とを混合して出力するこ
   とを特徴とする請求項４から６いずれかに記載のノイズ
   低減装置。
8. 【請求項８】 所定の信号を入力して反転増幅し、振幅
   制限された反転増幅信号を生成して出力する反転増幅工
   程を含み、ノイズとノイズののった音声信号とを含む入
   力信号を入力して、ノイズとノイズののった音声信号と
   を区別することなく、ノイズののった音声信号の振幅と
   ノイズの振幅とを略同一のレベルにするように調整する
   とともに、上記入力信号に含まれるノイズののった音声
   信号の振幅とノイズの振幅とを、上記反転増幅工程によ
   る振幅の制限を受けないレベルに調整して調整した信号
   を上記所定の信号として上記反転増幅工程に対して出力
   するオートレベルコントロール工程と、 上 記反転増幅工程により反転増幅された信号を減衰する
   減衰工程と、上 記入力信号と上記減衰工程により減衰された信号とを
   加算して出力する信号加算工程とを備えることを特徴と
   するノイズ低減方法。
9. 【請求項９】 請求項８記載のノイズ低減方法を第１の
   ノイズ低減方法と第２のノイズ低減方法とし、以下の工
   程を備えるノイズ低減方法 （ａ）入力信号を入力し入力信号の低域周波数帯域の信
   号を通過させる低域フィルタリング工程と、 （ｂ）上記低域フィルタリング工程を経た信号を入力し
   て第１のノイズ低減方法によりノイズ低減する第１のノ
   イズ低減工程と、 （ｃ）上記入力信号を入力して第２のノイズ低減方法に
   よりノイズ低減する第２のノイズ低減工程と、 （ｄ）上記第１のノイズ低減工程を経た信号と、上記第
   ２のノイズ低減工程を経た信号とを混合して出力する帯
   域混合工程。
10. 【請求項１０】 上記ノイズ低減方法は、更に、入力信
    号を入力して入力信号の高域周波数帯域の信号を通過さ
    せる高域フィルタリング工程を備え、上記高域フィルタ
    リング工程を経た信号を上記第２のノイズ低減工程の入
    力信号とすることを特徴とする請求項９記載のノイズ低
    減方法。
11. 【請求項１１】 以下の工程を備えるノイズ低減方法 （ａ）入力信号を入力し、入力信号からある周波数帯域
    の信号を通過させる複数の帯域フィルタリング工程と、 （ｂ）上記帯域フィルタリング工程を経た信号を入力
    し、請求項８記載のノイズ低減方法によりノイズを低減
    するノイズ低減工程と、 （ｃ）上記複数のノイズ低減工程を経た信号を混合して
    出力する帯域混合工程。
12. 【請求項１２】 上記ノイズ低減方法は、更に、上記入
    力信号と任意のフィルタリング工程を経た信号とのいず
    れかと各ノイズ低減工程を経た信号とを混合して出力す
    ることを特徴とする請求項８から１１いずれかに記載の
    ノイズ低減方法。