JP5141542B2

JP5141542B2 - 雑音検出装置及び雑音検出方法

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Publication number: JP5141542B2
Application number: JP2008328380A
Authority: JP
Inventors: 正清田中; 猛大谷; 周作伊藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2028-12-24
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Description

本発明は、音声通信等において生じる耳障りな雑音を検出する雑音検出装置及び雑音検出方法に関する。

音声通信等において、増幅器（アンプ）やＡ／Ｄ又はＤ／Ａ変換器の回路の不具合（例えば増幅回路と電源回路とが絶縁されていない等）により、音声信号にハムノイズが混入し、音質が劣化する場合がある。

このハムノイズを検出する技術として、入力信号を時間周波数変換し、予め定めてあるハムノイズの周波数において時間的に定常的なピークを有する場合に、当該周波数にハムノイズが混入していると判断する技術が開示されている。予め定めてあるハムノイズの周波数としては、例えば日本の商用電源の周波数である５０Ｈｚ又は６０Ｈｚとその倍音である。
特開２００５−７７４２３号公報

しかしながら、音声や背景雑音などハムノイズ以外の妨害音の混入により、ハムノイズ成分によってピークとなるべき周波数でピークとならない結果、この周波数ではハムノイズを検出できないという問題点があった。

問題点について具体例を示して説明する。図１は、ハムノイズを検出できない例を示す図である。図１に示すように、ハムノイズ単体のスペクトルに妨害音のスペクトルを合成することで、ハムノイズ成分によりピークをとるべき各周波数において、ピークが失われている周波数Ａが存在する。この場合、この周波数Ａにおいてはハムノイズ成分を検出することができず、その他の周波数においてハムノイズ成分を除去したとき、かえって不自然な音声となる可能性がある。

開示の雑音検出装置は、入力信号を周波数変換してスペクトルを算出する周波数変換手段と、前記スペクトルから各周波数のパワーを算出するパワースペクトル算出手段と、フレーム毎の前記各周波数のパワーのピークを用いて、該パワーのピークが定常的な周波数を算出するピーク定常性算出手段と、フレーム毎の前記各周波数のパワーの大きさを用いて、該パワーの大きさが定常的な周波数を算出するパワー定常性算出手段と、前記ピーク定常性算出手段により算出された周波数と前記パワー定常性算出手段により算出された周波数とを用いて、周波数領域におけるピーク及びパワーの定常性を有する雑音の有無を判定する判定手段とを備える。

開示の雑音検出装置によれば、入力信号のパワースペクトルを用いてピークの定常性、パワーの定常性のいずれかを有する周波数を算出することにより、周波数領域におけるピークの定常性とパワーの定常性とを有する雑音の検出率を向上させることができる。

まず、前提となるハムノイズの特徴について説明した後、本発明を実施するための最良の形態を、実施形態に基づき図面を参照しつつ説明する。

図２は、ハムノイズの周波数領域におけるスペクトルを示す図である。図２において、縦軸は周波数、横軸は時間を示し、色の濃さでパワースペクトルの大きさを示している。図２中、色が濃いほどスペクトルのパワーが強いことを示す。ここで、ハムノイズの２つの特徴について説明する。

１つ目は、時間に関係なくパワーのピークが定常的である（ピークの定常性）。これは、周波数軸において定期的に線状に見える部分があることから分かる。

２つ目は、時間に関係なくピークをとる周波数のパワーの大きさがほぼ一定である（パワーの定常性）。これは、図２においてピークを取る周波数の色の濃さがほぼ一定であることから分かる。つまり、ハムノイズには、周波数領域におけるピーク及びパワーの定常性を有する周波数が複数存在する。

以下、このハムノイズの２つの特徴を用いて、周波数領域におけるピーク及びパワーの定常性を有する雑音（ハムノイズを含む）を検出する各実施形態について説明する。

［実施形態１］
＜機能構成＞
図３は、実施形態１にかかる雑音検出装置１の主要機能構成の一例を示すブロック図である。図３に示す雑音検出装置１は、時間・周波数変換手段１１、パワースペクトル算出手段１２、ピーク定常性算出手段１３、パワー定常性算出手段１４、判定手段１５を含む。

時間・周波数変換手段１１は、入力信号に対してフレーム毎に時間周波数変換を行う。時間・周波数変換は、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）や高速フーリエ変換（ＦＦＴ）など時間領域の信号を周波数領域の信号に変換できる一般的な変換式を用いる。また、時間・周波数変換手段１１は、時間周波数変換後のスペクトルをパワースペクトル算出手段１２に出力する。

パワースペクトル算出手段１２は、時間・周波数変換手段１１により出力されたスペクトルを取得し、取得したスペクトルからパワースペクトルを算出する。また、パワースペクトル算出手段１２は、算出したパワースペクトルをピーク定常性算出手段１３及びパワー定常性算出手段１４に出力する。

ピーク定常性算出手段１３は、パワースペクトル算出手段１２から取得したパワースペクトルのパワーのピークを用いて、定常的にパワーがピークとなる（ピークの定常性を有する）周波数を算出する。ピーク定常性算出手段１３は、フレーム毎にパワースペクトルを記憶し、記憶したパワースペクトルのうち、例えば５割以上のフレームでピークをとっている場合に、定常的なピークであるとみなす。

また、ピーク定常性算出手段１３は、記憶したパワースペクトルから集計範囲を設定して、集計範囲のフレームのうち、例えば５割以上のフレームでピークをとっている場合に、定常的なピークであるとみなすこともできる。集計範囲は例えば、３０フレームなどである。次に、ピーク定常性算出手段１３は、パワースペクトルのパワーが定常的なピークをとるとみなして算出した周波数を判定手段１５に出力する。

なお、ピーク定常性算出手段１３は、定常的なピークとみなす場合に次のような条件を加えることもできる。例えば、ピークとみなされるパワーが周囲の周波数のパワーよりもＸ（単位：ｄＢ）以上大きいとする条件や、パワーの大きさがＹ（単位：ｄＢｏｖ）以上であるとする条件等が考えられる。ここで、Ｘ、Ｙの一例としてＸ＝３，Ｙ＝−６０が与えられる。これより、微小なピークを除外することができる。

パワー定常性算出手段１４は、パワースペクトル算出手段１２から取得したパワースペクトルのパワーの大きさを用いて、定常的にパワーの大きさがほぼ一定となる（パワーの定常性を有する）周波数を算出する。パワー定常性算出手段１４は、フレーム毎にパワースペクトルを記憶し、記憶したパワースペクトルのうち、例えば６割以上のフレームのパワーの大きさが例えば５ｄＢ以内となっている場合に、定常的なパワーであるとみなす。

また、パワー定常性算出手段１４は、記憶したパワースペクトルから集計範囲を設定して、集計範囲のフレームのうち、例えば６割以上のフレームのパワーの大きさが例えば５ｄＢ以内となっている場合に、定常的なパワーであるとみなすこともできる。集計範囲は例えば、３０フレームなどである。次に、パワー定常性算出手段１４は、パワースペクトルのパワーの大きさが定常的であるとみなして算出した周波数を判定手段１５に出力する。

ここで、図４を用いてパワー定常性について説明する。図４は、ハムノイズ成分が存在する周波数におけるパワー分布の一例を示す図である。図４に示す例では、左の黒い棒Ａがハムノイズと音声及び／又は背景雑音とが存在する周波数のパワー分布であり、右の白い棒Ｂがハムノイズ成分のみが存在する周波数のパワー分布である。なお、パワーの目盛は５ｄＢずつに区切り、５ｄＢ以内に入るパワー値を集計する。図４に示すメモリは、範囲内の代表値（例えば、−８０、−７５、・・・）が表示されている。

図４に示すように、Ｂは、非常に偏りが大きく、−５０ｄＢｏｖのパワー値を有するフレーム数が集計範囲の７割以上を占める。一方、ＡはＢに比べると分散は大きいが、偏りは存在する。よって、ハムノイズに音声及び／又は背景雑音が混入したとしても、周波数におけるパワー分布の偏りを用いればハムノイズが存在するか否かを判定することができる。つまり、パワー分布の偏りを算出して、その偏りが所定値以上である場合に、パワーの定常性を有するとみなすことができる。

なお、パワー定常性算出手段１４は、定常的なパワーとみなす場合に次のような条件を加えることもできる。例えば、パワーの大きさがＺ（単位：ｄＢｏｖ）以上であるとする条件等が考えられる。ここで、Ｚの一例として、Ｚ＝−６０が与えられる。これより、微小な大きさのパワーを除外することができる。

判定手段１５は、ピーク定常性算出手段１３及びパワー定常性算出手段１４から取得した周波数を用いて、周波数領域におけるピーク及びパワーの定常性を有する雑音（例えばハムノイズ）の有無を判定する。また、判定手段１５は、所定値判定手段１５１を含む。

所定値判定手段１５１は、ピーク定常性算出手段１３、又はパワー定常性算出手段１４の少なくともいずれか一方で算出された周波数の数をカウントし、このカウント値が所定値以上であるか否かを判定する。所定値は、例えば８ｋＨｚサンプリングだと１０などと設定する。また、カウントについて、ピーク定常性算出手段１３及びパワー定常性算出手段１４の両方で算出される周波数がある場合は、重複してカウントしないようにしてもよい。

判定手段１５は、所定値判定手段１５１によりカウント値が所定値以上であると判定された場合は、周波数領域におけるピーク及びパワーの定常性を有する雑音が存在すると判定する。このとき、雑音検出装置１は、カウントされた周波数において、ピーク及びパワーの定常性を有する雑音が存在すると検出することができる。また、判定手段１５は、所定値判定手段１５１によりカウント値が所定値以上ではないと判定された場合は、ピーク及びパワーの定常性を有する雑音は存在しないと判定する。

＜動作＞
次に、実施形態１にかかる雑音検出装置１の動作について説明する。図５は、雑音検出装置１の雑音検出処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１１において、時間・周波数変換手段１１は、入力信号に対して時間・周波数変換を行ってスペクトルを算出し、算出したスペクトルをパワースペクトル算出手段１２に出力する。

ステップＳ１２において、パワースペクトル算出手段１２は、取得したスペクトルからパワースペクトルを算出し、算出したパワースペクトルをピーク定常性算出手段１３及びパワー定常性算出手段１４に出力する。

ステップＳ１３において、ピーク定常性算出手段１３は、取得したパワースペクトルのピークを用いて、パワーのピークが定常的な周波数を算出する。具体的な算出方法は前述した通りである。また、ピーク定常性算出手段１３は、算出した周波数を判定手段１５に出力する。

ステップＳ１４において、判定手段１５（所定値判定手段１５１）は、ピーク定常性算出手段１３により算出された周波数の数をカウントする。

ステップＳ１５において、パワー定常性算出手段１４は、取得したパワースペクトルのパワーを用いて、パワーの大きさが定常的な周波数を算出する。具体的な算出方法は前述した通りである。また、パワー定常性算出手段１４は、算出した周波数を判定手段１５に出力する。

ステップＳ１６において、判定手段１５（所定値判定手段１５１）は、パワー定常性算出手段１４により算出された周波数の数をカウントする。なお、ステップＳ１４又はステップＳ１６において、判定手段１５（所定値判定手段１５１）は、同じ周波数に対して重複してカウントしないようにしてもよい。

ステップＳ１７において、判定手段１５（所定値判定手段１５１）は、カウントしたカウント値が所定値以上であるか否かを判定する。ステップＳ１７の判定結果がＹＥＳ（カウント値が所定値以上）であればステップＳ１８に進み、判定結果がＮＯ（カウント値が所定値未満）であれば処理を終了する。

ステップＳ１８において、雑音検出装置１は、ステップＳ１７において判定に用いられた周波数において雑音を検出する。

ここで、ピーク定常性のみを用いて雑音検出した場合とピーク定常性及びパワー定常性を用いて雑音検出した場合とで、雑音の検出率を比較する実験を行ったので説明する。

まず、下記の複数の入力信号で実験を行った。
・ハムノイズ
基本周波数：５０Ｈｚ、６０Ｈｚのいずれか
パワーの大きさ：平均 −３０〜 −５０ｄＢｏｖ
・混入する雑音
街頭、オフィス（事務所）内、駅構内等
ハムノイズに上記雑音が混入した複数の入力信号に対して以下の条件でハムノイズの判定を行った。
・ピーク定常性算出
１２８ｍｓを１フレームとし、３０フレーム（約４秒）中５割以上のフレームで以下の２つの条件を満たす場合に、当該周波数を定常的なピークをとる周波数として算出する。
１．パワーが−６０ｄＢｏｖ以上
２．前後の周波数に比べて３ｄＢ以上パワーが大きい
・パワー定常性算出
１２８ｍｓを１フレームとし、３０フレーム（約４秒）中６割以上のフレームのパワーが以下の条件を満たす場合に、当該周波数を定常的なパワーとなる周波数として算出する。
１．パワーが５ｄＢ以内におさまっており、かつそのパワーが−６０ｄＢｏｖ以上
・判定条件
１．ピーク定常性のみを用いる場合
基本周波数の定数倍となる周波数においてピークを取る場合にハムノイズありと判定する。
２．ピーク定常性とパワー定常性とを用いる場合
ピーク定常性算出、パワー定常性算出の少なくともいずれか一方で算出された周波数の個数が１０個以上ある場合に、ハムノイズありと判定する。

上記実験の結果、ピーク定常性のみを用いて判定を行なった場合のハムノイズ検出率は７９％だったのに対し、ピーク定常性及びパワー定常性を用いて判定を行なった場合のハムノイズの検出率は９２％だった。これより、ピーク定常性及びパワー定常性を用いてハムノイズの検出を行った方が、ピーク定常性のみを用いてハムノイズを検出するよりもハムノイズの検出率を向上させることができる。また、上記実験により、実施形態１にかかる雑音検出装置１は、ハムノイズのようなピークの定常性とパワーの定常性とを有する雑音に対して、雑音の検出率を向上させることができる。

以上、実施形態１によれば、入力信号のパワースペクトルを用いてピークの定常性、パワーの定常性のいずれかを有する周波数を算出することにより、周波数領域におけるピークの定常性とパワーの定常性とを有する雑音の検出率を向上させることができる。

［実施形態２］
次に、実施形態２にかかる雑音検出装置２について説明する。実施形態２では、雑音の有無を判定する際に、任意の周波数を基本周波数として、この基本周波数の定数倍となる周波数を検出する。また、実施形態２では、基本周波数の定数倍として検出された周波数のみをカウントする。これより、基本周波数の定数倍の周波数において定常的な雑音となるハムノイズに対して、雑音検出の精度を上げることができる。

＜機能構成＞
図６は、実施形態２にかかる雑音検出装置２の主要機能構成の一例を示すブロック図である。図６に示す機能において、図３に示す機能と同様のものは同じ符号を付し、その説明を省略する。

図６に示すように、雑音検出装置２は、時間・周波数変換手段１１、パワースペクトル算出手段１２、ピーク定常性算出手段１３、パワー定常性算出手段１４、判定手段２１を含む。以下、判定手段２１について説明する。

判定手段２１は、倍音判定手段２１１、所定値判定手段２１２を含む。倍音判定手段２１１は、任意の周波数を基本周波数と推定し、ピーク定常性算出手段１３、又はパワー定常性算出手段１４により算出された周波数の中から基本周波数の定数倍となる周波数があるか否かを判定する。任意の周波数は、ピーク定常性算出手段１３、又はパワー定常性算出手段１４により算出された周波数のうち、例えば一番低い周波数を設定する。

なお、交流電源等で発生するハムノイズを検出したい場合は、任意の周波数を、日本の商用電源の周波数である５０Ｈｚ及び／又は６０Ｈｚに予め設定しておけばよい。また、任意の周波数は複数設定されてもよい。

所定値判定手段２１２は、倍音判定手段２１１により基本周波数の定数倍であると判定された周波数の数をカウントし、このカウント値が所定値以上であるか否かを判定する。これより、ハムノイズのような基本周波数の倍音にピーク及びパワーの定常性を有する雑音に対して、より的確に雑音検出を行うことができる。

＜動作＞
次に、実施形態２にかかる雑音検出装置２の動作について説明する。図７は、雑音検出装置２の雑音検出処理の一例を示すフローチャートである。図７に示す処理において、図５に示す処理と同様の処理を行うものは同じ符号を付し、その説明を省略する。

ステップＳ２１において、判定手段２１（倍音判定手段２１１）は、ピーク定常性算出手段１３、又はパワー定常性算出手段１４により算出された周波数の中から基本周波数の定数倍となる周波数があるか否かを判定する。ステップＳ２１において、判定結果がＹＥＳ（基本周波数の定数倍となる周波数がある）の場合はステップＳ２２に進み、判定結果がＮＯ（基本周波数の定数倍となる周波数がない）の場合は処理を終了する。

基本周波数については任意の周波数を設定しておく。任意の周波数は、前述した通り、ピーク定常性算出手段１３、又はパワー定常性算出手段１４により算出された周波数のうち、例えば一番低い周波数を設定したり、日本の商用電源の周波数である５０Ｈｚ及び／又は６０Ｈｚを設定したりする。

ステップＳ２２において、判定手段２１（所定値判定手段２１２）は、基本周波数の定数倍として検出された周波数の数をカウントする。

ステップＳ２３において、判定手段２１（所定値判定手段２１２）は、ステップＳ２２においてカウントしたカウント値が所定値以上であるか否かを判定する。所定値は例えば１０とする。以降の処理として、ステップＳ２３によりＹＥＳと判定された場合、判定に用いられた周波数において、雑音が検出される。

以上、実施形態２によれば、ハムノイズのような基本周波数の倍音にピーク及びパワーの定常性を有する雑音に対して、より的確に雑音検出を行うことができる。また、雑音の基本周波数を決定しておかなくてもハムノイズの検出率を向上させることができる。

なお、所定値判定手段２１２は必ずしも設けなくてもよい。例えば、倍音判定手段２１１により基本周波数の定数倍である周波数が検出された場合は、検出された周波数においてハムノイズが存在すると判定すればよい。

［実施形態３］
次に、実施形態３にかかる雑音除去装置３について説明する。実施形態３では、雑音を検出した後に、検出した雑音を除去する。以下、実施形態１の判定手段１５により判定された雑音を除去する場合について説明するが、実施形態２の判定手段２１により判定された雑音でもよいことは言うまでもない。

＜機能構成＞
図８は、実施形態３にかかる雑音除去装置３の主要機能構成の一例を示すブロック図である。図８に示す機能において、図３に示す機能と同様のものは同じ符号を付し、その説明を省略する。

図８に示すように、雑音除去装置３は、時間・周波数変換手段１１、パワースペクトル算出手段１２、ピーク定常性算出手段１３、パワー定常性算出手段１４、判定手段１５、除去手段３１を含む。以下、除去手段３１について説明する。

除去手段３１は、まず、判定手段１５により雑音が存在すると判定された周波数のスペクトルを正弦波合成することにより、時間領域のノイズ信号を生成する。次に、除去手段３１は、生成したノイズ信号の位相を反転させ、入力信号に加算する。これより、検出された雑音を除去した出力信号が得られる。

＜動作＞
次に、実施形態３にかかる雑音除去装置３の動作について説明する。図９は、雑音除去装置３の雑音除去処理の一例を示すフローチャートである。図９に示す処理において、図５に示す処理と同様の処理を行うものは同じ符号を付し、その説明を省略する。

ステップ３１において、除去手段３１は、まず、ステップＳ１８により雑音として検出された周波数におけるスペクトルを正弦波合成してノイズ信号を生成する。次に、除去手段３１は、生成したノイズ信号の位相を反転させ、入力信号に加算する。

以上、実施形態３によれば、的確に検出された雑音を除去した出力信号を得ることができる。

また、前述した各実施形態で説明した雑音検出処理内容をコンピュータに実行させるためのプログラムとし、このプログラムをサーバ等からインストールして、コンピュータに実行させることにより前述した雑音検出処理を実現させることも可能である。

また、このプログラムを記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭやＳＤカード等）に記録し、このプログラムが記録された記録媒体をコンピュータや携帯端末に読み取らせて、前述した雑音検出処理を実現させることも可能である。なお、記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等の様に情報を光学的，電気的或いは磁気的に記録する記録媒体、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の様に情報を電気的に記録する半導体メモリ等、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。

図１０は、雑音検出装置を適用した音声信号伝送システムの一例を示す図である。開示の雑音検出装置を音声信号伝送システムに適用することで、ネットワークを介して伝送された音声信号に対してハムノイズのような雑音の検出を的確に行うことができる。

以上、実施形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

なお、以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
入力信号を周波数変換してスペクトルを算出する周波数変換手段と、
前記スペクトルから各周波数のパワーを算出するパワースペクトル算出手段と、
フレーム毎の前記各周波数のパワーのピークを用いて、該パワーのピークが定常的な周波数を算出するピーク定常性算出手段と、
フレーム毎の前記各周波数のパワーの大きさを用いて、該パワーの大きさが定常的な周波数を算出するパワー定常性算出手段と、
前記ピーク定常性算出手段により算出された周波数と前記パワー定常性算出手段により算出された周波数とを用いて、周波数領域におけるピーク及びパワーの定常性を有する雑音の有無を判定する判定手段と
を備える雑音検出装置。
（付記２）
前記判定手段は、
前記ピーク定常性算出手段、又は、前記パワー定常性算出手段の少なくともいずれか一方により算出された周波数の総数が所定値以上あるか否かを判定する所定値判定手段を有し、
前記所定値判定手段により前記所定値以上あると判定された場合に、前記雑音が有ると判定する付記１記載の雑音検出装置。
（付記３）
前記所定値判定手段は、
前記ピーク定常性算出手段により算出された周波数と前記パワー定常性算出手段により算出された周波数のうち、任意の周波数の定数倍となる周波数のみカウントする付記２記載の雑音検出装置。
（付記４）
前記パワー定常性算出手段は、
前記パワーの大きさの分布に第１閾値以上の偏りがある周波数を、前記パワーの大きさが定常的な周波数とする付記１乃至３いずれか一項に記載の雑音検出装置。
（付記５）
前記パワー定常性算出手段は、
前記分布に最も偏りがあるパワーの大きさが第２閾値以上の場合にのみ、前記パワーの大きさが定常的であるとする付記４記載の雑音検出装置。
（付記６）
前記ピーク定常性算出手段は、
同じ周波数において前記パワーが極大値をとるフレーム数が第３閾値以上ある場合に、前記極大値における周波数を前記パワーのピークが定常的な周波数とする付記１乃至５いずれか一項に記載の雑音検出装置。
（付記７）
前記ピーク定常性算出手段は、
前記パワーが周囲の周波数のパワーと比べて第４閾値以上大きい場合にのみ、前記ピークとする付記６に記載の雑音検出装置。
（付記８）
前記ピーク定常性算出手段は、
前記パワーの大きさが第５閾値以上大きい場合にのみ、前記ピークとする付記６又は７に記載の雑音検出装置。
（付記９）
入力信号を周波数変換してスペクトルを算出する周波数変換手段と、
前記スペクトルから各周波数のパワーを算出するパワースペクトル算出手段と、
フレーム毎の前記各周波数のパワーのピークを用いて、該パワーのピークが定常的な周波数を算出するピーク定常性算出手段と、
フレーム毎の前記各周波数のパワーの大きさを用いて、該パワーの大きさが定常的な周波数を算出するパワー定常性算出手段と、
前記ピーク定常性算出手段により算出された周波数と前記パワー定常性算出手段により算出された周波数とを用いて、周波数領域におけるピーク及びパワーの定常性を有する雑音の有無を判定する判定手段と
前記判定手段により雑音有りと判定された場合、判定に用いられた周波数におけるスペクトルを正弦波合成して雑音信号を合成する合成手段と、
前記合成手段により合成された雑音信号の位相を反転して入力信号に加算する加算手段と
を備える雑音除去装置。
（付記１０）
入力信号を周波数変換してスペクトルを算出する周波数変換段階と、
前記周波数変換段階により変換されたスペクトルから各周波数のパワーを算出するパワースペクトル算出段階と、
前記パワースペクトル算出段階によりフレーム毎に算出された各周波数のパワーのピークを用いて、該パワーのピークが定常的な周波数を算出するピーク定常性算出段階と、
前記パワースペクトル算出段階によりフレーム毎に算出された各周波数のパワーの大きさを用いて、前記パワーの大きさが定常的な周波数を算出するパワー定常性算出段階と、
前記ピーク定常性算出段階により算出された周波数と前記パワー定常性算出段階により算出された周波数とを用いて、周波数領域におけるピーク及びパワーの定常性を有する雑音の有無を判定する判定段階と
を有する雑音検出方法。

ハムノイズを検出できない例を示す図である。ハムノイズの周波数領域におけるスペクトルを示す図である。実施形態１にかかる雑音検出装置１の主要機能構成の一例を示すブロック図である。ハムノイズ成分が存在する周波数におけるパワー分布の一例を示す図である。雑音検出装置１の雑音検出処理の一例を示すフローチャートである。実施形態２にかかる雑音検出装置２の主要機能構成の一例を示すブロック図である。雑音検出装置２の雑音検出処理の一例を示すフローチャートである。実施形態３にかかる雑音除去装置３の主要機能構成の一例を示すブロック図である。雑音除去装置３の雑音除去処理の一例を示すフローチャートである。雑音検出装置を適用した音声信号伝送システムの一例を示す図である。

符号の説明

１、２、３雑音検出装置
４雑音除去装置
１１時間・周波数変換手段
１２パワースペクトル算出手段
１３ピーク定常性算出手段
１４パワー定常性算出手段
１５、２１判定手段
３１除去手段
１５１、２１２所定値判定手段
２１１倍音判定手段

Claims

入力信号を周波数変換してスペクトルを算出する周波数変換手段と、
前記スペクトルから各周波数のパワーを算出するパワースペクトル算出手段と、
フレーム毎の前記各周波数のパワーのピークを用いて、該パワーのピークが定常的な周波数を算出するピーク定常性算出手段と、
フレーム毎の前記各周波数のパワーの大きさを用いて、該パワーの大きさが定常的な周波数を算出するパワー定常性算出手段と、
前記ピーク定常性算出手段により算出された周波数と前記パワー定常性算出手段により算出された周波数とを用いて、周波数領域におけるピーク及びパワーの定常性を有する雑音の有無を判定する判定手段と
を備える雑音検出装置。
前記判定手段は、
前記ピーク定常性算出手段、又は、前記パワー定常性算出手段の少なくともいずれか一方により算出された周波数の総数が所定値以上あるか否かを判定する所定値判定手段を有し、
前記所定値判定手段により前記所定値以上あると判定された場合に、前記雑音が有ると判定する請求項１記載の雑音検出装置。
前記所定値判定手段は、
前記ピーク定常性算出手段により算出された周波数と前記パワー定常性算出手段により算出された周波数のうち、任意の周波数の定数倍となる周波数のみカウントする請求項２記載の雑音検出装置。
前記パワー定常性算出手段は、
前記パワーの大きさの分布に第１閾値以上の偏りがある周波数を、前記パワーの大きさが定常的な周波数とする請求項１乃至３いずれか一項に記載の雑音検出装置。
前記パワー定常性算出手段は、
前記分布に最も偏りがあるパワーの大きさが第２閾値以上の場合にのみ、前記パワーの大きさが定常的な周波数とする請求項４記載の雑音検出装置。
前記ピーク定常性算出手段は、
同じ周波数において、前記パワーが極大値をとるフレーム数が第３閾値以上ある場合に、前記極大値における周波数を前記パワーのピークが定常的な周波数とする請求項１乃至５いずれか一項に記載の雑音検出装置。
入力信号を周波数変換してスペクトルを算出する周波数変換段階と、
前記周波数変換段階により変換されたスペクトルから各周波数のパワーを算出するパワースペクトル算出段階と、
前記パワースペクトル算出段階によりフレーム毎に算出された各周波数のパワーのピークを用いて、該パワーのピークが定常的な周波数を算出するピーク定常性算出段階と、
前記パワースペクトル算出段階によりフレーム毎に算出された各周波数のパワーの大きさを用いて、前記パワーの大きさが定常的な周波数を算出するパワー定常性算出段階と、
前記ピーク定常性算出段階により算出された周波数と前記パワー定常性算出段階により算出された周波数とを用いて、周波数領域におけるピーク及びパワーの定常性を有する雑音の有無を判定する判定段階と
を有する雑音検出方法。