JP5152799B2 - 雑音抑圧装置およびプログラム - Google Patents
雑音抑圧装置およびプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5152799B2 JP5152799B2 JP2008179443A JP2008179443A JP5152799B2 JP 5152799 B2 JP5152799 B2 JP 5152799B2 JP 2008179443 A JP2008179443 A JP 2008179443A JP 2008179443 A JP2008179443 A JP 2008179443A JP 5152799 B2 JP5152799 B2 JP 5152799B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- noise
- suppression
- kurtosis
- index value
- acoustic 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
Images
Landscapes
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Auxiliary Devices For Music (AREA)
Description
Steven F. Boll, "Suppression of Acoustic Noise in Speech Using Spectral Subtraction", IEEE TRANSACTIONS ON ACOUSTICS, SPEECH, AND SIGNAL PROCESSING, Vol. ASSP-27, No. 2, April 1979 Yariv Ephraim, David Malah, "Speech Enhancement Using a Minimum Mean-Square Error Short-Time Spectral Amplitude Estimator", IEEE TRANSACTIONS ON ACOUSTICS, SPEECH, AND SIGNAL PROCESSING, Vol. ASSP-32, No. 6, December 1984 阿部友実,松本光春,橋本周司,"時間−周波数M変換によるミュージカルノイズ除去",日本音響学会講演論文集,3-6-9,p.727−p.730,2008年3月
図1は、本発明の第1実施形態に係る雑音抑圧装置のブロック図である。雑音抑圧装置100には、音響の波形を表す時間領域の音響信号VINが供給される。音響信号VINの供給元(図示略)は、例えば、周囲の音響に応じた音響信号VINを生成する収音機器や、記録媒体から音響信号VINを取得して出力する再生装置である。音響信号VINには信号成分sと雑音成分nとが混在する(VIN=s+n)。雑音抑圧装置100は、音響信号VINの雑音成分nを抑圧することで音響信号VOUT(理想的にはVOUT=s)を生成して出力する。音響信号VOUTは、例えばスピーカ装置やヘッドホンなどの放音装置(図示略)に供給されて音波として再生される。
Xm(ejω)=Sm(ejω)+Nm(ejω) ……(1)
ψm(ejω)=E{|Nm(ejω)|2} ……(2)
Ym(ejω)=(Pm)1/2・ejθx(ejω) ……(3)
式(3)のパワースペクトルPmは以下の式(4a)および式(4b)で算定される。
すなわち、パワースペクトルPmのうち周波数スペクトルXm(ejω)の強度の自乗|Xm(ejω)|2が推定雑音スペクトルψm(ejω)と係数αmとの乗算値(αm・ψm(ejω))を上回る周波数帯域の成分は、式(4a)に示すように、当該乗算値(αm・ψm(ejω))を周波数スペクトルXm(ejω)の強度の自乗|Xm(ejω)|2から減算することで算定される。一方、パワースペクトルPmのうち周波数スペクトルXm(ejω)の強度の自乗|Xm(ejω)|2が推定雑音スペクトルψm(ejω)と係数αmとの乗算値(αm・ψm(ejω))を下回る周波数帯域の成分は、式(4b)に示すように、推定雑音スペクトルψm(ejω)と係数(フロアリング係数)βmとの乗算値(βm・ψm(ejω))に設定される。係数αmや係数βmの詳細は後述する。
式(6)における係数Cは、ガンマ関数Γ(k)を利用して以下のように定義される。
式(6)に付記した変数kおよび変数γの定義式から理解されるように、式(9)における変数k(変数kを定義する変数γ)の算定には、集合gXの強度x1〜xMが使用される。
いま、推定雑音スペクトルψm(ejω)のA倍(A・ψm(ejω))を雑音抑圧部26が周波数スペクトルXm(ejω)から減算する場合(式(4a)の係数αmを係数Aに設定した場合)を想定すると、雑音成分n(推定雑音スペクトルψm(ejω))の抑圧後の音響信号VOUTの強度の度数分布を近似する関数Gb(x;k,θ)は、関数Ga(x;k,θ)の定義式(6)の強度xを強度(x+A)に置換した以下の式(11)のように推定される。
Rm=Fa(KRm)=Fa(KSSm/KXm) ……(17a)
Rm=Fa(KSSm/KXm)=Fa(A,k) ……(17b)
Rm=Fa(A) ……(17c)
図4の相関特定部42は、集合gXのM個の強度x1〜xMから算定した変数kを式(17b)に代入することで、尖度指標値Rmと抑圧係数Aとの関係を定義する式(17c)の関数Faを特定する。変数kはフレームFR毎に変化するから、相関特定部42は、フレームFR毎に関数Faを特定する。
σm=Fa-1(Rref) ……(18)
αm=g(σm,ξm)=−ag1・σm2+ag2・ξm ……(19)
式(19)から理解されるように、雑音指標値σmが増加するほど係数αmは減少する。したがって、雑音抑圧部26による雑音成分nの抑圧でミュージカルノイズが発生する可能性が高い(雑音指標値σmが大きい)ほど、雑音抑圧部26による周波数スペクトルXm(ejω)からの減算量(αm・ψm(ejω))は低減される。
βm=h(σm,ξm)=−ah1・σm2+ah2・ξm ……(20)
図7は、本発明の第2実施形態に係る指標算定部32のブロック図である。図7に示すように、本形態の指標算定部32は、第1尖度算定部51と第2尖度算定部52と算定部54とを含んで構成される。なお、本形態のうち第1実施形態と共通する要素については、以上と同じ符号を付して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
以上に例示した各形態には様々な変形が加えられる。具体的な変形の態様を例示すれば以下の通りである。なお、以下の例示から2以上の態様を任意に選択して組合せてもよい。
尖度KXmまたは尖度KSSmと雑音指標値σm(第1実施形態の尖度指標値Rm)との関係(尖度KXmや尖度KSSmから雑音指標値σmや尖度指標値Rmを算定する方法)は本発明において任意である。例えば、音響信号VOUTにおけるミュージカルノイズの発生の度合が雑音成分nの抑圧の前後における尖度の変化度(KXm→KSSm)に反映されるという傾向を考慮すると、抑圧前の尖度KXmと抑圧後の尖度KSSmとの差分|KSSm−KXm|に応じて雑音指標値σmや尖度指標値Rmを算定する構成も採用される。また、相対比KRmと尖度指標値Rmとの関係(関数Faの内容)や相対比KRmと雑音指標値σmとの関係(関数Fbの内容)は適宜に変更される。例えば、第1実施形態においては、相対比KRmを尖度指標値Rmとする構成(Rm=KRm)や、相対比KRmに所定の係数を加減または乗除して尖度指標値Rmを算定する構成が採用される。同様に、第2実施形態においては、相対比KRmを雑音指標値σmとして出力する構成(KRm=σm)や、相対比KRmに所定の係数を加減または乗除して雑音指標値σmを算定する構成が採用される。
以上の各形態においては、音響信号VINの尖度KXmと雑音成分nの抑圧後の尖度KSSmとの双方を雑音指標値σmの算定に使用したが、尖度KXmおよび尖度KSSmの一方のみを使用して雑音指標値σmを算定する構成も採用される。例えば、雑音成分nの抑圧前の尖度KXmが低いほど音響信号VOUTにミュージカルノイズが発生し易いという傾向のみに着目すると、音響信号VINの尖度KXmが低いほど雑音指標値σmが増加するように指標算定部32が雑音指標値σmを算定する構成(雑音指標値σmが尖度KSSmに依存しない構成)も好適である。
以上の各形態においては、雑音指標値σmが相対比KRmに対して単調増加する場合を例示したが、相対比KRmの増減(尖度KXmや尖度KSSmの増減)と雑音指標値σmの増減との関係は、雑音指標値σmに応じて雑音抑圧部26を制御する具体的な方法に応じて適宜に変更される。例えば、式(19)とは逆に雑音指標値σmが大きいほど係数αmが増加するように係数αmを定義した構成においては、相対比KRmが増加するほど雑音指標値σmが減少するように相対比KRmから雑音指標値σmが算定される。すなわち、相対比KRmが増加するほど(尖度KXmが減少するほど、または、尖度KSSmが増加するほど)、雑音指標値σmが示すミュージカルノイズの発生の度合が増加する構成が本発明では好適に採用され、相対比KRmの増加に対して雑音指標値σmが数値として増加するか減少するかは不問である。
以上の形態においてはフレームFR毎に雑音指標値σm(尖度KXm,尖度KSSm,相対比KRm,尖度指標値Rm)を算定したが、指標算定部32が雑音指標値σmを算定する周期は任意である。例えば、相前後するフレームFRで雑音指標値σmが殆ど変化しないという前提に立てば、所定の個数毎に順次に選択したフレームFRのみについて雑音指標値σmを算定する構成や、複数のフレームFRにわたる雑音指標値σmの平均値が抑圧制御部36に指示される構成(あるいは複数のフレームFRにわたる相対比KRmの平均値から雑音指標値σmを算定する構成)も採用される。また、判定部242が検出した雑音区間(信号成分sが少ない区間)毎に指標算定部32が雑音指標値σmを算定し、信号成分sを含む区間内の各フレームFRの係数αmの算定に、直前の雑音区間での雑音指標値σmを使用する構成(雑音区間以外では雑音指標値σmを更新しない構成)も好適である。
雑音成分nの抑圧の前後の尖度(KXm,KSSm)を算定するための具体的な方法は以上の例示に限定されない。例えば、音響信号VINの強度の度数分布を所定の関数(例えば式(6)や式(11))で近似する構成は本発明において必須ではなく、音響信号VIN(周波数スペクトルXm(ejω))から直接的に尖度KXmを算定する構成や音響信号VOUT(周波数スペクトルYm(ejω))から直接的に尖度KSSmを算定する構成も採用される。
第1実施形態においてはミュージカルノイズの発生の度合の目標となる所定値Rrefを固定値としたが、所定値Rrefを可変値とした構成も好適である。例えば、指標決定部44は、利用者からの指示(入力装置に対する操作)に応じて所定値Rrefを可変に設定する。以上の構成によれば、音響信号VOUTにおけるミュージカルノイズの発生の度合(雑音成分nの抑圧およびミュージカルノイズの低減の何れを優先させるか)を、例えば利用者の好みに応じて調整できるという利点がある。
第2実施形態においては、雑音抑圧部26による実際の処理後の音響信号VOUT(周波数スペクトルYm(ejω))を尖度KSSmの算定に使用したが、第2尖度算定部52が式(16)の演算で尖度KSSmを算定する構成も採用される。式(16)の抑圧係数Aとしては、過去のフレームFRについて算定した係数αm(例えば直前のフレームFRについて算定した係数αm-1)が使用される。以上の態様においては、音響信号VOUT(周波数スペクトルYm(ejω))が雑音指標値σmの算定に不要であるから、雑音抑圧部26による処理を待たずに雑音指標値σmを算定できるという利点がある。
雑音抑圧部26による雑音成分nの抑圧には公知の技術が任意に採用される。例えば、推定雑音スペクトルψm(ejω)に応じた1未満の係数を周波数スペクトルXm(ejω)の各周波数の強度に乗算することで雑音成分nを抑圧する構成が採用される。抑圧制御部36は、周波数スペクトルXm(ejω)に乗算される係数を雑音指標値σmに応じて可変に制御する。
以上の形態においては、音響信号VINから雑音成分nを抑圧する雑音抑圧部26を具備する雑音抑圧装置100を例示したが、ミュージカルノイズの発生の度合(雑音成分nの抑圧の適否)を評価するための雑音指標値σmや尖度指標値Rmの算定に利用される装置(雑音抑圧評価装置)としても本発明は特定される。雑音抑圧評価装置では図1の雑音抑圧部26や抑圧制御部36が省略される。また、以上の形態では雑音指標値σmを雑音抑圧部26の制御に使用したが、雑音抑圧評価装置が算定した雑音指標値σmや尖度指標値Rmを使用する方法は任意である(雑音抑圧部26の制御に限定されない)。例えば、音響信号VINの特性(ミュージカルノイズの発生し易さ)を評価するための定量的な指標として雑音指標値σmが使用される。また、雑音抑圧評価装置の算定した雑音指標値σmが可搬型の記録媒体や通信網を介して別個の雑音抑圧装置に供給されたうえで雑音成分nの抑圧に使用される。
Claims (9)
- 音響信号の雑音成分を周波数領域で抑圧する雑音抑圧手段と、
雑音成分の抑圧前または抑圧後の音響信号の強度の度数分布における尖度に応じて変化する雑音指標値を、雑音成分の抑圧後にミュージカルノイズが発生する程度の指標として算定する指標算定手段と、
前記雑音抑圧手段による雑音成分の抑圧の度合を前記雑音指標値に応じて可変に制御する抑圧制御手段と
を具備する雑音抑圧装置。 - 前記指標算定手段は、
雑音成分の抑圧の度合を示す抑圧係数と前記尖度に応じた尖度指標値との関係を特定する相関特定手段と、
前記相関特定手段が特定した関係において前記尖度指標値が所定値に接近するときの前記抑圧係数を前記雑音指標値として決定する指標決定手段とを含む
請求項1の雑音抑圧装置。 - 前記指標算定手段は、
雑音成分の抑圧前の音響信号の強度の度数分布における第1尖度を算定する第1尖度算定手段と、
雑音成分の抑圧後の音響信号の強度の度数分布における第2尖度を算定する第2尖度算定手段と、
前記第1尖度と前記第2尖度とから前記雑音指標値を算定する算定手段とを含む
請求項1の雑音抑圧装置。 - 前記指標算定手段は、雑音成分の抑圧前の音響信号の第1尖度が小さいほど、前記雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が増加するように、前記第1尖度に応じた前記雑音指標値を算定する
請求項1から請求項3の何れかの雑音抑圧装置。 - 前記指標算定手段は、雑音成分の抑圧後の音響信号の第2尖度が小さいほど、前記雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が減少するように、前記第2尖度に応じた前記雑音指標値を算定する
請求項1から請求項3の何れかの雑音抑圧装置。 - 前記指標算定手段は、雑音成分の抑圧前の音響信号の第1尖度に対する抑圧後の音響信号の第2尖度の相対比が大きいほど、前記雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が増加するように、前記第1尖度および前記第2尖度に応じた前記雑音指標値を算定する
請求項1から請求項3の何れかの雑音抑圧装置。 - 前記指標算定手段は、前記第1尖度に対する前記第2尖度の相対比の対数値が大きいほど、前記雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が増加するように、前記対数値に応じた前記雑音指標値を算定する
請求項6の雑音抑圧装置。 - 前記抑圧制御手段は、前記雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が低いほど前記雑音成分の抑圧の度合が増加するように、前記雑音抑圧手段による前記抑圧の度合を前記雑音指標値に応じて制御する
請求項1から請求項7の何れかの雑音抑圧装置。 - 音響信号の雑音成分を周波数領域で抑圧する雑音抑圧処理と、
雑音成分の抑圧前または抑圧後の音響信号の強度の度数分布における尖度に応じて変化する雑音指標値を、雑音成分の抑圧後にミュージカルノイズが発生する程度の指標として算定する指標算定処理と、
前記雑音抑圧処理による雑音成分の抑圧の度合を前記雑音指標値に応じて可変に制御する抑圧制御処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008179443A JP5152799B2 (ja) | 2008-07-09 | 2008-07-09 | 雑音抑圧装置およびプログラム |
US12/499,734 US20100008520A1 (en) | 2008-07-09 | 2009-07-08 | Noise Suppression Estimation Device and Noise Suppression Device |
EP09164896.4A EP2144233A3 (en) | 2008-07-09 | 2009-07-08 | Noise supression estimation device and noise supression device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008179443A JP5152799B2 (ja) | 2008-07-09 | 2008-07-09 | 雑音抑圧装置およびプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010020012A JP2010020012A (ja) | 2010-01-28 |
JP5152799B2 true JP5152799B2 (ja) | 2013-02-27 |
Family
ID=41704994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008179443A Expired - Fee Related JP5152799B2 (ja) | 2008-07-09 | 2008-07-09 | 雑音抑圧装置およびプログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5152799B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5376635B2 (ja) * | 2009-01-07 | 2013-12-25 | 国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 | 雑音抑圧処理選択装置,雑音抑圧装置およびプログラム |
JP5609157B2 (ja) * | 2010-02-26 | 2014-10-22 | ヤマハ株式会社 | 係数設定装置および雑音抑圧装置 |
JP5633673B2 (ja) * | 2010-05-31 | 2014-12-03 | ヤマハ株式会社 | 雑音抑圧装置およびプログラム |
JP5728903B2 (ja) * | 2010-11-26 | 2015-06-03 | ヤマハ株式会社 | 音響処理装置およびプログラム |
JP5621637B2 (ja) * | 2011-02-04 | 2014-11-12 | ヤマハ株式会社 | 音響処理装置 |
CN104067339B (zh) * | 2012-02-10 | 2016-05-25 | 三菱电机株式会社 | 噪音抑制装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2771542B1 (fr) * | 1997-11-21 | 2000-02-11 | Sextant Avionique | Procede de filtrage frequentiel applique au debruitage de signaux sonores mettant en oeuvre un filtre de wiener |
-
2008
- 2008-07-09 JP JP2008179443A patent/JP5152799B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010020012A (ja) | 2010-01-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5641186B2 (ja) | 雑音抑圧装置およびプログラム | |
JP5152799B2 (ja) | 雑音抑圧装置およびプログラム | |
JP5018193B2 (ja) | 雑音抑圧装置およびプログラム | |
JP5187666B2 (ja) | 雑音抑圧装置およびプログラム | |
JP4630980B2 (ja) | 音高推定装置、音高推定方法およびプログラム | |
EP2144233A2 (en) | Noise supression estimation device and noise supression device | |
JP5003419B2 (ja) | 音処理装置およびプログラム | |
JP5152800B2 (ja) | 雑音抑圧評価装置およびプログラム | |
US9418677B2 (en) | Noise suppressing device, noise suppressing method, and a non-transitory computer-readable recording medium storing noise suppressing program | |
JP5915281B2 (ja) | 音響処理装置 | |
JP2010220087A (ja) | 音響処理装置およびプログラム | |
US10297272B2 (en) | Signal processor | |
JP5609157B2 (ja) | 係数設定装置および雑音抑圧装置 | |
JP5942388B2 (ja) | 雑音抑圧用係数設定装置、雑音抑圧装置および雑音抑圧用係数設定方法 | |
JP5633673B2 (ja) | 雑音抑圧装置およびプログラム | |
JP5728903B2 (ja) | 音響処理装置およびプログラム | |
JP5239359B2 (ja) | ハウリング抑制装置 | |
JP2013246418A (ja) | 雑音抑圧装置、方法及びプログラム | |
JP2013250356A (ja) | 係数設定装置および雑音抑圧装置 | |
JP5772723B2 (ja) | 音響処理装置および分離マスク生成装置 | |
JP3849679B2 (ja) | 雑音除去方法、雑音除去装置およびプログラム | |
JP5376635B2 (ja) | 雑音抑圧処理選択装置,雑音抑圧装置およびプログラム | |
JP4630983B2 (ja) | 音高推定装置、音高推定方法およびプログラム | |
JP2015169901A (ja) | 音響処理装置 | |
JP2014052585A (ja) | 音響処理装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110629 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20110630 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120730 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120828 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121113 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121128 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151214 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5152799 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |