JP3418855B2 - 雑音除去装置 - Google Patents
雑音除去装置Info
- Publication number
- JP3418855B2 JP3418855B2 JP30570896A JP30570896A JP3418855B2 JP 3418855 B2 JP3418855 B2 JP 3418855B2 JP 30570896 A JP30570896 A JP 30570896A JP 30570896 A JP30570896 A JP 30570896A JP 3418855 B2 JP3418855 B2 JP 3418855B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- noise
- signal
- voice
- subtracting
- input signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
話機等で使用される雑音除去装置に関するものである。
VSELP(線形予測符号化)やPSI−CELP(ピ
ッチ同期更新符号化)等の高能率音声符号化方式は人間
の音声の特徴を利用して符号化量を圧縮するため、周囲
雑音や背景雑音があると復号化した際著しく音質が劣化
する性質があり、PSI−CELPでは雑音除去装置の
使用が推奨されている。
8454号公報、特開平4−340599号公報に開示
されたものがある。特開平7−38454号公報に開示
された雑音軽減方法は、入力信号をフレ−ムごとに雑音
のみの状態、雑音と話頭または話尾が混在している状
態、雑音と定常音声が混在している状態の何れの状態で
あるかを判定し、雑音のARモデル及び電力を推定し、
各フレ−ムの推定統計量を用いてフィルタ係数を計算
し、そのフィルタ係数で入力信号をカルマンフィルタリ
ング処理して雑音の低減を図る方法である。
示された雑音除去装置は音声入力信号の周波数スペクト
ルをもとめ、音声入力前の入力信号から雑音の周波数ス
ペクトルを求め、音声入力信号の周波数スペクトルから
雑音の周波数スペクトルを減算して雑音除去を行う装置
である。
カルマンフィルタを用いた雑音軽減方法は、入力音声の
うち雑音のみの時間区間の振幅を抑圧する働きがある
が、音声と雑音が混在する区間においては雑音を消去す
る効果は殆んどなく、雑音による符号化音声の劣化が避
けられない。また、周波数スペクトル領域で減算する方
法は環境が良くて雑音除去機能が無用のときでもFFT
変換(高速フ−リエ変換)及び逆FFT変換するのでオ
−バ−ラップ等による音質劣化が生じると云う問題があ
った。
上記問題点を除去し、音声と雑音が混在する区間におい
ても雑音を消去し、音質の劣化しない雑音除去装置を提
供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、高速フーリエ変換手段、高速
フーリエ逆変換手段、雑音推定手段及び減算手段を有
し、入力信号を該高速フーリエ変換手段で周波数スペク
トル領域に変換し、前記雑音推定手段で雑音スペクトル
を推定し、前記減算手段で、時間領域に変換した雑音信
号との時間軸を合わせるため必要な時間遅らせた入力信
号から該雑音信号を減算することにより雑音を除去する
雑音除去装置であって、音声を検出する音声検出手段及
び雑音レベルを検出する雑音レベル検出手段を設け、音
声検出手段で入力信号が雑音であると判定された区間の
雑音レベルを雑音レベル検出手段で検出し、雑音スペク
トルの各周波数の振幅を雑音レベルに応じた速度で平均
化し求め、高速フーリエ逆変換手段で時間領域に変換し
雑音信号を求め、減算手段で必要な時間遅らせた入力信
号から前記雑音信号を減算して雑音を除去することを特
徴とする。
に記載の雑音除去装置において、前記減算手段は雑音信
号に係数を乗じ、係数を調節することにより雑音消去量
を制御できる手段を具備することを特徴とする。
面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の雑音除去
装置のブロック構成例を示す図である。図示するよう
に、本発明の雑音除去装置はマイクロホン1、A/Dコ
ンバ−タ2、フレ−ム化回路3、FFT回路(高速フ−
リエ変換回路)4、雑音レベル検出回路5、音声検出回
路6、雑音推定回路7、逆FFT回路8、加算回路9を
具備する。同図で信号a〜信号kの符号は図2〜図4の
符号a〜kを示す。図2〜図4は音声信号と雑音信号の
各部の波形を示す図である。
ストラクシヨンと呼ばれる手法と、任意の音声区間検出
手段、雑音レベル検出手段からなる。以下に本発明の雑
音除去装置の動作を説明する。マイクロホン1から入力
された雑音を含む音声は電気信号に変換され、A/Dコ
ンバ−タ2で8000サンプル/秒でサンプリングさ
れ、VSELPの処理フレ−ム長20msに相当する1
60サンプル毎に分割され処理ブロックとして出力され
る(信号a+信号b、但し、サンプリング処理の図示は
省略)。なお、PSI−CELPでは処理フレ−ム長が
40ms、320サンプルであるが160サンプル毎に
処理を行えばよい。
FFT回路4で高速離散フ−リエ変換するために分析デ
−タを得る回路である。高速離散フ−リエ変換は処理サ
イズとしては2の累乗の場合が最も演算効率がよいた
め、128サンプル毎に変換を行う。前記処理ブロック
の160サンプルから128サンプルを取り出す方法と
しては、160サンプルを前半80サンプル、後半80
サンプルに分割し、それぞれ前後に24サンプル、計4
8サンプルを付加して128サンプルの区間とし、次式
の窓関数w[i]を乗じて分析デ−タとする(信号
c)。
力され高速離散フ−リエ変換され、周波数領域で128
点の振幅情報(信号f)及び位相情報が出力される。
う。まず、音声検出回路6を設け、フレ−ム化回路3の
出力信号(信号c)から音声のパワ−により音声区間と
雑音区間を判定しパラメ−タとして雑音推定回路7へ知
らせる。一方、雑音レベル検出回路5は音声検出回路6
により雑音区間と判定された区間の平均パワ−を閾値と
比較し雑音レベルを高・中・低のレベルに分けパラメ−
タとして雑音推定回路7へ知らせる。
フ−リエ変換された振幅情報を時間方向にロ−パスフィ
ルタ(図では省略)により平均化することにより推定雑
音振幅を得る。このとき、推定雑音振幅は音声検出回路
6により雑音区間と判定された区間と、音声区間と判定
された区間で異なる更新速度係数μにより次式により高
速離散フ−リエ変換毎に更新される。 Ng[i]=Ng[i]+(G[i]−Ng[i])×
μ ここでG[i]はFFT回路4で高速離散フ−リエ変換
された周波数領域での振幅情報(信号f)、Ng[i]
は推定雑音振幅、但し0<=i<128とする。
出力により以下に示すように設定される。雑音レベル出
力が中または低程度の場合、音声検出回路6で音声が検
出される区間では更新速度係数μ=0とすることにより
推定雑音振幅の更新を停止して音声そのもののスペクト
ルにより音声が消去されることを防ぎ、雑音区間と判定
された区間については更新速度係数μ=0.01と設定
して、そのスペクトルにより推定雑音振幅を更新して雑
音の性質の変化に追従する。
低下することも考えられ、またパワ−を用いた音声検出
回路6では音声区間が誤検出されたままになりやすいた
め雑音区間では通常より遅い更新速度で更新速度係数μ
=0.005と設定して推定雑音振幅を更新し、又、音
声区間と判定された区間でも更に遅い更新速度で更新速
度係数μ=0.0025と設定して推定雑音振幅を更新
する。この操作により低雑音環境から高雑音環境の広い
範囲で雑音推定ができる。
対し、時間領域での減算の際に入力音声より推定雑音振
幅の方が大きいとかえって雑音成分が増大してしまうこ
とを防ぐために当該処理ブロックの振幅情報と比較して
以下のような補正を行う。 Ng´[i]=Ng[i] Ng[i]<G[i]×αの時 =G[i]×α その他の時、 但し、α≦1.0又は0.9が適当。
[i](信号g)と当該処理ブロックの位相情報から高
速離散逆フ−リエ変換することにより時間領域の推定雑
音信号(信号h)を求め出力する。逆変換では周波数領
域の128点の振幅、位相情報から128サンプルの時
間軸信号が得られる。各128サンプルの両端48サン
プルづつをオ−バラップさせて加算することにより元の
処理ブロック長の160サンプリングデ−タを得る。こ
の過程で24サンプルの遅延が発生するため、源信号か
ら減算する場合は源信号も24サンプル遅らせる。
信号を減算することにより雑音除去を行う。入力音声信
号(信号a+信号b)をX[i]、推定雑音信号(信号
h)をY[i]、雑音除去後の音声信号(信号k)をZ
[i]とすると Z[i]=X[i]−Y[i]×β なお、加算回路9は雑音消去量を制御する機能があり、
βは雑音消去量の制御パラメ−タでβ=1で消去量は最
大になる。雑音除去はオプションとして設けることによ
り、環境が良く雑音除去無用のときはβ=0とすること
により容易に雑音除去機能を除去することができ、ま
た、通話途中で雑音除去装置をオンにする際も推定雑音
の更新は継続しているため速やかな雑音消去が可能であ
る。
は周波数領域で減算するのではなく時間領域で減算する
ことにより雑音除去装置を動作させないときはオ−バラ
ップによる音質劣化が無い。
記のような優れた効果が期待される。 (1)請求項1に記載の発明によれば、時間領域で音声
を検出する音声検出手段、雑音レベルを検出する雑音レ
ベル検出手段を設け、音声検出手段で入力信号が雑音で
あると判定された区間の雑音レベルを雑音レベル検出手
段で検出し、雑音スペクトルの各周波数の振幅幅を雑音
レベルに応じた速度で平均化し求め、高速フ−リエ逆変
換手段で時間領域に変換し雑音信号を求め、減算手段で
入力信号から雑音信号を減算して雑音除去するので、雑
音レベルにより学習速度が適切に調整され高雑音環境下
でも安定した動作が得られ、音声と雑音が混在する区間
においても雑音除去能力が高い。更に、時間領域で減算
することにより雑音除去機能を動作させないときはオ−
バ−ラップによる音質劣化が無い。
ば、減算手段は雑音信号に係数を乗じ、係数を調節する
ことにより雑音消去量を制御するので、雑音消去量を落
し雑音除去機能を停止させた期間中も雑音推定の更新動
作は続けられており、通話中の切り替え時等の誤動作が
回避でき、また、雑音除去機能開始後すみやかに雑音消
去を行うことができる。
る。
る。
トルを示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 高速フーリエ変換手段、高速フーリエ逆
変換手段、雑音推定手段及び減算手段を有し、入力信号
を該高速フーリエ変換手段で周波数スペクトル領域に変
換し、前記雑音推定手段で雑音スペクトルを推定し、前
記減算手段で、時間領域に変換した雑音信号との時間軸
を合わせるため必要な時間遅らせた入力信号から該雑音
信号を減算することにより雑音を除去する雑音除去装置
であって、 音声を検出する音声検出手段及び雑音レベルを検出する
雑音レベル検出手段を設け、 前記音声検出手段で入力信号が雑音であると判定された
区間の雑音レベルを前記雑音レベル検出手段で検出し、 前記雑音スペクトルの各周波数の振幅を前記雑音レベル
に応じた速度で平均化し求め、前記高速フーリエ逆変換
手段で時間領域に変換し雑音信号を求め、前記減算手段
で前記必要な時間遅らせた入力信号から前記雑音信号を
減算して雑音を除去することを特徴とする雑音除去装
置。 - 【請求項2】 前記減算手段は前記雑音信号に係数を乗
じ、前記係数を調節することにより雑音消去量を制御で
きる手段を具備することを特徴とする請求項1に記載の
雑音除去装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30570896A JP3418855B2 (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | 雑音除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30570896A JP3418855B2 (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | 雑音除去装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10133689A JPH10133689A (ja) | 1998-05-22 |
JP3418855B2 true JP3418855B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=17948411
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30570896A Expired - Fee Related JP3418855B2 (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | 雑音除去装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3418855B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3961290B2 (ja) | 1999-09-30 | 2007-08-22 | 富士通株式会社 | 雑音抑圧装置 |
JP4697984B2 (ja) * | 2002-08-30 | 2011-06-08 | 日本電信電話株式会社 | 雑音抑圧方法、雑音抑圧装置、雑音抑圧プログラム |
JP4274419B2 (ja) * | 2003-12-09 | 2009-06-10 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 音響信号除去装置、音響信号除去方法及び音響信号除去プログラム |
JP4274418B2 (ja) * | 2003-12-09 | 2009-06-10 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 音響信号除去装置、音響信号除去方法及び音響信号除去プログラム |
JP4272107B2 (ja) * | 2004-05-13 | 2009-06-03 | 株式会社フジテレビジョン | 音響信号除去装置、音響信号除去方法及び音響信号除去プログラム |
WO2006082636A1 (ja) * | 2005-02-02 | 2006-08-10 | Fujitsu Limited | 信号処理方法および信号処理装置 |
WO2009035613A1 (en) * | 2007-09-12 | 2009-03-19 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Speech enhancement with noise level estimation adjustment |
JP5555987B2 (ja) * | 2008-07-11 | 2014-07-23 | 富士通株式会社 | 雑音抑圧装置、携帯電話機、雑音抑圧方法及びコンピュータプログラム |
-
1996
- 1996-10-30 JP JP30570896A patent/JP3418855B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10133689A (ja) | 1998-05-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6023674A (en) | Non-parametric voice activity detection | |
Martin | Spectral subtraction based on minimum statistics | |
JP4402295B2 (ja) | 線形たたみ込みおよび因果的フィルタリングを用いたスペクトルサブトラクションによる信号雑音低減 | |
JP3484757B2 (ja) | 音声信号の雑音低減方法及び雑音区間検出方法 | |
US6324502B1 (en) | Noisy speech autoregression parameter enhancement method and apparatus | |
JP3484801B2 (ja) | 音声信号の雑音低減方法及び装置 | |
US6363345B1 (en) | System, method and apparatus for cancelling noise | |
EP2031583B1 (en) | Fast estimation of spectral noise power density for speech signal enhancement | |
US8150682B2 (en) | Adaptive filter pitch extraction | |
US20070232257A1 (en) | Noise suppressor | |
US20100063807A1 (en) | Subtraction of a shaped component of a noise reduction spectrum from a combined signal | |
KR20010043833A (ko) | 스펙트럼 종속 지수 이득 함수 평균화를 이용한 스펙트럼공제에 의한 신호 잡음 저감 | |
WO2001031631A1 (en) | Mel-frequency domain based audible noise filter and method | |
JP3418855B2 (ja) | 雑音除去装置 | |
CA2358710A1 (en) | System, method and apparatus for cancelling noise | |
JP4965891B2 (ja) | 信号処理装置およびその方法 | |
JP2000330597A (ja) | 雑音抑圧装置 | |
CN1192359C (zh) | 用于抑制通信系统中噪声效应的方法和系统 | |
US6507623B1 (en) | Signal noise reduction by time-domain spectral subtraction | |
JP3110201B2 (ja) | ノイズ除去装置 | |
JP2002140100A (ja) | 騒音抑圧装置 | |
CN113593599A (zh) | 一种去除语音信号中噪声信号的方法 | |
US7177805B1 (en) | Simplified noise suppression circuit | |
JP3010864B2 (ja) | 雑音抑圧装置 | |
KR100468829B1 (ko) | 잡음제거방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080418 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090418 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090418 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100418 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100418 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110418 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120418 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130418 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |