JP4479625B2 - 騒音抑圧装置 - Google Patents
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Description
ところで、騒音信号の信号パワーPN,k(n)には後述するように入力信号Vk(n)の信号パワーPV,k(n)から推定される推定値が用いられるため、推定誤差によって出力信号S^k(n)に歪みの発生する場合がある。これに対して、処理音(上記出力信号S^k(n))を原音付加によりマスキングすることで推定誤差による歪みを低減した騒音抑圧装置が提案されている(特許文献1参照)。この従来例におけるゲイン関数G'(SNRk(n))は下記の式(5)で表される。
ここで、αは原音付加率であって瞬時S/N比SNRk(n)の長時間平均値<SNRk(n)>に基づいてその値が選択されるものである。但し、ゲイン関数G(SNRk(n))はSS法、WF法、ML法の何れかの方法で求められる。
本実施形態の騒音抑圧装置は、例えば、インターホンシステムを構成するロビーインターホンや住戸機などの拡声通話装置に内蔵され、マイクロホンで集音される通話音声に含まれる周囲騒音を抑圧するものであって、図1に示すようにA/D変換器8でサンプリングされ且つ量子化されたディジタルの入力信号v(n)を複数の周波数帯域へ離散高速フーリエ変換するフーリエ変換部1と、変換された入力信号Vk(n)(kは周波数帯域の番号でk=1,2,…,m)に含まれる騒音信号の成分(以下、「騒音信号」と略す。)Nk(n)を各周波数帯域毎に求める騒音成分演算部2と、入力信号Vk(n)と騒音信号Nk(n)から各周波数帯域毎に騒音信号の抑圧量を決めるためのゲイン関数Gk(n)を求めるゲイン関数演算部3と、ゲイン関数Gk(n)に基づいて各周波数帯域k毎に騒音信号Nk(n)が抑圧された出力信号を求める騒音抑圧演算部4と、騒音抑圧演算部4の出力信号を離散フーリエ逆変換して時間領域の出力信号を得るフーリエ逆変換部5とを備える。なお、本実施形態ではディジタル・シグナル・プロセッサ(DSP)やマイクロコンピュータなどのハードウェアを騒音抑圧用のプログラム(ソフトウェア)で制御することで前記各部1〜5を実現している。
本実施形態は、図4に示すようにフーリエ逆変換部5の出力信号y(n)を増幅する可変増幅部6と、可変増幅部6における増幅度を調整する調整部7とを備えている点に特徴がある。但し、その他の構成については実施形態1と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
2 騒音成分演算部
3 ゲイン関数演算部
4 騒音抑圧演算部
5 フーリエ逆変換部
Claims (15)
- 通話音声の音声信号と周囲騒音の騒音信号とが混在する入力信号から騒音信号を抑圧して出力する騒音抑圧装置であって、
サンプリングされた入力信号を複数の周波数帯域へ離散フーリエ変換するフーリエ変換手段と、変換された入力信号に含まれる騒音信号の成分を各周波数帯域毎に求める騒音成分演算手段と、入力信号と騒音信号の成分から各周波数帯域毎に騒音信号の抑圧量を決めるためのゲイン関数を求めるゲイン関数演算手段と、各周波数帯域毎の入力信号とゲイン関数を乗算することで騒音信号が抑圧された出力信号を求める騒音抑圧演算手段と、騒音抑圧演算手段の出力信号を離散フーリエ逆変換して時間領域の出力信号を得るフーリエ逆変換手段とを備え、
騒音成分演算手段は、各周波数帯域毎に入力信号の瞬時信号パワーを時間平均して騒音信号成分を求め、
ゲイン関数演算手段は、任意の時刻における入力信号のk番目の周波数帯域の瞬時信号パワーをPV,k(n)、該瞬時信号パワーを時間平均した平均値を<PV,k(n)>としたときに、任意の時刻におけるk番目の周波数帯域のゲイン関数を、
[|PV,k(n)−<PV,k(n)>|/{|PV,k(n)−<PV,k(n)>|+<PV,k(n)>}]1/2の式から求めることを特徴とする騒音抑圧装置。 - 騒音成分演算手段は、入力信号に音声信号が含まれているか否かを判別し、音声信号が含まれていない入力信号のみから騒音信号成分を求めることを特徴とする請求項1記載の騒音抑圧装置。
- ゲイン関数演算手段は、瞬時S/N比PV,k(n)/<PV,k(n)>が1未満の場合に前記式で求めたゲイン関数が所定の上限値を超えるときは当該上限値をゲイン関数とすることを特徴とする請求項1記載の騒音抑圧装置。
- 騒音成分演算手段は、各周波数帯域の瞬時信号パワーを平滑化することを特徴とする請求項1記載の騒音抑圧装置。
- フーリエ変換手段は、各サンプリング時間の入力信号を平滑化することを特徴とする請求項1記載の騒音抑圧装置。
- ゲイン関数演算手段は、入力信号の瞬時信号パワー若しくは騒音信号成分の信号パワーが所定の条件を満たす場合は前記式を使わずにゲイン関数を求めることを特徴とする請求項1記載の騒音抑圧装置。
- ゲイン関数演算手段は、入力信号の瞬時パワーが所定のしきい値以下の場合にゲイン関数をゼロとすることを特徴とする請求項6記載の騒音抑圧装置。
- ゲイン関数演算手段は、騒音信号成分の信号パワーが所定のしきい値以下の場合にゲイン関数を1とすることを特徴とする請求項6記載の騒音抑圧装置。
- ゲイン関数演算手段は、音声とみなせない周波数帯域のゲイン関数をゼロとすることを特徴とする請求項1記載の騒音抑圧装置。
- フーリエ逆変換手段の出力信号を増幅する増幅手段を備え、
増幅手段は、全周波数帯域のゲイン関数の総和を周波数帯域の総数で除した値をゲイン関数による出力信号の減衰分とみなし、当該減衰分を補うように出力信号を増幅することを特徴とする請求項1記載の騒音抑圧装置。 - フーリエ逆変換手段の出力信号を増幅する増幅手段を備え、
増幅手段は、入力信号と出力信号の差分を補うように出力信号を増幅することを特徴とする請求項1記載の騒音抑圧装置。 - フーリエ変換手段並びにフーリエ逆変換手段は、サンプリング時間毎に奇数番目の周波数帯域と偶数番目の周波数帯域を交互に切り換えながら離散フーリエ変換並びに離散フーリエ逆変換を行うことを特徴とする請求項1記載の騒音抑圧装置。
- フーリエ変換手段並びにフーリエ逆変換手段は、奇数番目の周波数帯域の変換値で偶数番目の周波数帯域の変換値を補間することを特徴とする請求項12記載の騒音抑圧装置。
- フーリエ変換手段並びにフーリエ逆変換手段は、交互に演算した奇数番目の周波数帯域の変換値と偶数番の周波数帯域の変換値の和を任意のサンプリング時間における変換値とすることを特徴とする請求項12記載の騒音抑圧装置。
- ゲイン関数演算手段は、予め決められたフィルタ特性を加味してゲイン関数を求めることを特徴とする請求項1記載の騒音抑圧装置。
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