JP4857652B2 - ノイズキャンセラ及びマイク装置 - Google Patents
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従来のノイズキャンセラは、音声入力信号に混入される定常ノイズを学習し、音声入力信号から定常ノイズを削減する処理を行っている。一方、サプレッサは、ノイズキャンセル処理とは別に、エコー成分が除去された音声入力信号に話者の音声信号が含まれていなければ、音声信号をサプレスする処理を行っている。
サプレス処理によって設定されるサプレスレベルに応じて、音量は、音がそのまま出力される状態(サプレスレベル=1.0)から、音が出されない状態(サプレスレベル=0.0)の間を変動する。一方、ノイズキャンセラは、サプレス処理とは独立してノイズキャンセル処理を行っており、サプレスレベルに関わらず所定の定常ノイズが削減された音声信号がサプレッサに出力される。したがって、出力される音声信号のノイズレベル(音量)は、サプレスレベルに応じて変動し、サプレスレベルが高い場合は大きくなり、サプレスレベルが低い場合は小さくなる。
図1は、本発明の実施の形態のノイズキャンセラの構成図である。
本発明にかかるノイズキャンセラ1は、たとえば、会議システムのマイクなどに適用され、エコーキャンセラ2によってエコー成分が除去された音声信号を入力し、ノイズキャンセル処理を施した後、サプレッサ3に出力する。
max(max(S−N,0),minNC*S) ・・・(1)
となる。ここで、Sは音声、Nは定常ノイズの周波数ごとのパワーレベルを表している。また、max( )は、()内の最大値を選択することを表す。したがって、式(1)によれば、S−Nが0より大きい、すなわち、音声が定常ノイズよりもパワーが大きい周波数では、S−Nがノイズキャンセル後の音声信号として出力される。一方、S−Nが0より小さい、すなわち、定常ノイズが音声よりもパワーが大きい周波数では、最大キャンセルレベルminNC*Sが音声信号として出力される。なお、実際の処理では、S≒Nの場合に音が不自然とならないような関数を用いる。
suppress_level*max(max(S−N,0),minNC*S) ・・・(2)
となる。これでは、サプレスレベルが下がる(音量が絞られる)と、音声成分とともに、ノイズ成分のレベルも小さくなってしまう。
suppress_level*max{max(S−N,0),(minNC/suppress_level)*S} ・・・(3)
となる。したがって、式(3)によれば、S−Nが0より大きい、すなわち、音声が定常ノイズよりもパワーが大きい周波数では、ノイズキャンセル後のS−Nにサプレス処理が施され、音声信号がサプレスレベルに応じたパワーレベルで出力される。一方、S−Nが0より小さい、すなわち、定常ノイズが音声よりもパワーが大きい周波数では、サプレスレベルによらず、最大キャンセルレベルminNC*Sが音声信号として出力される。
min(1,minNC/suppress_level) ・・・(4)
という関数に置き換える。式(4)や、式(4)をさらに滑らかにした関数を用いると、定常的に聞こえるノイズは変化するものの、急激な変化ではないので、自然に聞こえさせることができる。
ノイズキャンセラ1には、エコーキャンセラ2によって音声入力信号からエコー成分が除去された音声信号が入力する。定常ノイズ検出手段1aは、音声信号に含まれる定常ノイズを検出し、これをノイズキャンセル手段1bへ通知する。ノイズキャンセル手段1bは、エコーキャンセラ2から音声信号を取得すると、定常ノイズ検出手段1aが検出した定常ノイズを音声信号から除去するノイズキャンセル処理を行う。
本来のノイズ22は、ノイズキャンセル処理が行われる前の音声信号に含まれるノイズレベルであり、ノイズキャンセル手段1bによってノイズキャンセル処理が実行されると、ノイズレベルはノイズキャンセル(NC)後のレベルまで下がる。
図4は、実施の形態のノイズキャンセラを適用したテレビ会議システムの構成図である。
外部DC電源400は、必要に応じて、各マイクに接続され、電源を供給する。
マイク部150は、周囲の音声を入力し、音声に応じたアナログ信号を生成してA/D変換器151へ出力する。A/D変換器151は、音声に応じて生成されたアナログ信号をデジタルに変換し、音声入力信号としてDSP110に出力する。
Claims (2)
- 音声信号のレベルに応じてサプレス処理を行うサプレッサに接続するノイズキャンセラにおいて、
入力した音声信号に混入される定常ノイズのレベルを検出する定常ノイズ検出手段と、
前記定常ノイズ検出手段による検出結果に基づき、前記入力した音声信号の周波数ごとに前記入力した音声信号のレベルと前記定常ノイズのレベルとを比較し、
前記入力した音声信号のレベルが前記定常ノイズのレベルより大きいときは、前記入力した音声信号から前記定常ノイズを減算した音声信号を前記サプレッサに出力し、
前記入力した音声信号のレベルが前記定常ノイズのレベルより小さいときは、前記サプレス処理における出力音量を絞る割合を決めるサプレスレベルを取得し、前記入力した音声信号の音声信号成分を残す割合を決めるキャンセル係数を、予め決められたキャンセル係数を前記サプレスレベルで除算して算出し、算出したキャンセル係数を前記入力した音声信号に乗算して得られた音声信号を前記サプレッサに出力するノイズレベル制御手段と、
を有するノイズキャンセラ。 - 音声信号のレベルに応じてサプレス処理を施すマイク装置において、
集音した音声をデジタル信号に変換して音声信号として出力する音声入力手段と、
前記音声入力手段から取得した音声信号に混入される定常ノイズを検出する定常ノイズ検出手段と、
前記定常ノイズ検出手段による検出結果に基づき、前記取得した音声信号の周波数ごとに前記取得した音声信号のレベルと前記定常ノイズのレベルとを比較し、前記取得した音声信号のレベルが前記定常ノイズのレベルより大きいときは、前記取得した音声信号から前記定常ノイズを減算した音声信号を生成し、前記取得した音声信号のレベルが前記定常ノイズのレベルより小さいときは、前記サプレス処理における出力音量を絞る割合を決めるサプレスレベルを取得し、前記取得した音声信号の音声信号成分を残す割合を決めるキャンセル係数を、予め決められたキャンセル係数を前記サプレスレベルで除算して算出し、算出したキャンセル係数を前記取得した音声信号に乗算して得られた音声信号を生成するノイズレベル制御手段と、
前記ノイズレベル制御手段が生成した音声信号を取得し、前記サプレスレベルを用いて前記サプレス処理を施すサプレス手段と、
を有するマイク装置。
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