JP6136995B2 - 雑音低減装置 - Google Patents
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Description
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。実施の形態1にかかる雑音除去装置1は、入力信号に周期性雑音が混入した場合に、入力信号から周期性雑音を抑圧した出力信号を出力する。ここで、周期性雑音は、周波数が周期的に変化する雑音であって、例えば、消防車等が発するサイレン音が該当する。以下の説明では、説明を簡単にするために、周期性雑音としてサイレン音を取り扱う例について説明する。しかし、周期性雑音は、サイレン音に限らず周波数が周期的に変化する雑音であれば良い。
加算器47は、非サイレン音帯域周波数逆変換部42が出力する目的音信号と、雑音フィルタ46が出力する残差信号とを合成して出力信号を出力する。
実施の形態2では、実施の形態1にかかる雑音除去装置1の変形例となる雑音除去装置2について説明する。そこで、実施の形態2にかかる雑音除去装置2のブロック図を図8に示す。なお、実施の形態2の説明において、実施の形態1で説明した構成要素については実施の形態1と同じ符号を付して説明を省略する。
実施の形態3では、実施の形態1にかかる雑音除去装置1の変形例となる雑音除去装置3について説明する。そこで、実施の形態3にかかる雑音除去装置3のブロック図を図10に示す。なお、実施の形態3の説明において、実施の形態1で説明した構成要素については実施の形態1と同じ符号を付して説明を省略する。
10 音声入力部
11 アナログデジタル変換器
12 フレーム構成部
20 雑音検出部
21 入力信号記憶部
22 自己相関部
22a 自己相関値算出部
22b 相関値分析部
23 サイレン音判定部
30 変換分離部
31 周波数変換部
32 信号分離部
32a サイレン音帯域分析部
32b 帯域分割部
40 雑音抑圧部
41 サイレン音帯域周波数逆変換部
42 非サイレン音帯域周波数逆変換部
43 参照情報制御部
44 サイレン音情報記憶部
45 参照バッファ部
46、48 雑音フィルタ
46a 適応フィルタ部
46b、47 加算器
46c 適応フィルタ制御部
49 音声区間判定部
51 適応係数更新部
521〜52n 遅延回路
530〜53n 可変ゲインアンプ
541〜54n 加算器
61 入力信号遅延部
62 出力信号切替部
Claims (9)
- 入力信号を時間領域の情報から周波数領域の情報に変換して入力周波数情報を出力する周波数変換部と、
前記入力周波数情報を、前記入力信号に混入した周期性雑音の周波数帯域の情報を主成分とする抑圧対象帯域情報と、前記周期性雑音の周波数帯域以外の情報を主成分とする目的音帯域情報と、に分割する信号分離部と、
前記抑圧対象帯域情報を時間領域の情報に変換して抑圧対象信号を出力する第1の周波数逆変換部と、
前記目的音帯域情報を時間領域の情報に変換して目的音信号を出力する第2の周波数逆変換部と、
前記抑圧対象信号を蓄積して、少なくとも一周期分の前記周期性雑音が含まれる雑音履歴情報を記憶する周期性雑音情報記憶部と、
前記雑音履歴情報を参照信号として、前記抑圧対象信号を擬似的に再現し、かつ、前記抑圧対象信号とは反転関係を有する抑圧信号を生成し、前記抑圧信号と前記抑圧対象信号との差分値を残差信号として出力する雑音フィルタと、
前記残差信号と前記目的音信号とを合成して出力信号を生成する加算器と、
を有する雑音除去装置。 - 現入力信号と、前記現入力信号よりも前に入力された前入力信号と、の相関関係に基づき前記現入力信号に前記周期性雑音が含まれていることを検出した場合、前記周期性雑音の周期情報及び前記周期性雑音が検出されたことを通知するサイレン音モード信号を含む周期性雑音検出信号を出力する雑音検出部を有し、
前記信号分離部は、前記サイレン音モード信号が前記周期性雑音が検出されたことを示すサイレン音ロックモードである場合に前記抑圧対象帯域情報と前記目的音帯域情報とを出力し、前記サイレン音モード信号が前記周期性雑音が不検出であったことを示すサイレン音アンロックモードである場合には前記入力周波数情報を前記目的音帯域情報として出力する請求項1に記載の雑音除去装置。 - 前記周期性雑音の周期情報に基づき、前記周期性雑音情報記憶部が出力する雑音履歴情報の範囲を指示する参照情報制御部をさらに有する請求項2に記載の雑音除去装置。
- 前記雑音検出部は、
前記現入力信号を蓄積して前記前入力信号を記憶する入力信号記憶部と、
前記現入力信号と前記前入力信号との自己相関値を算出し、予め設定した自己相関閾値よりも大きな前記自己相関値の周期情報を解析する自己相関部と、
前記周期情報に基づき前記現入力信号に前記周期性雑音が含まれているか否かを判定し、前記現入力信号に前記周期性雑音が含まれている場合に前記周期情報を前記参照情報制御部に出力する周期性雑音判定部と、を有する請求項3に記載の雑音除去装置。 - 前記雑音フィルタは、
前記参照信号に基づき前記抑圧信号を生成する適応フィルタ部と、
前記抑圧信号と前記入力信号との残差成分を前記出力信号として出力する加算器と、を有し、
前記適応フィルタ部は、前記残差成分に基づき前記抑圧信号の波形を成形する請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の雑音除去装置。 - 前記目的音信号に含まれる音声信号成分が予め設定した音声閾値レベルよりも大きかった場合に音声区間信号をイネーブル状態とする音声区間判定部をさらに有し、
前記雑音フィルタは、
前記音声区間信号がイネーブル状態となったことに応じて前記適応フィルタ部の収束速度を遅くするフィルタ制御信号を出力する適応フィルタ制御部さらに有する請求項5に記載の雑音除去装置。 - 前記入力信号を前記入力信号が前記出力信号として出力されるまでの時間に相当する時間遅延させる入力信号遅延部と、
前記サイレン音モード信号が前記サイレン音ロックモードである場合に前記出力信号を選択して出力し、前記サイレン音モード信号が前記サイレン音アンロックモードである場合に前記入力信号遅延部が出力する前記入力信号を選択して出力する出力信号切替部と、
を有する請求項2に記載の雑音除去装置。 - 入力信号に含まれる周期性雑音を抑圧して出力信号を出力する雑音除去装置における雑音除去方法であって、
前記入力信号を時間領域の情報から周波数領域の情報に変換して入力周波数情報を出力する周波数変換部と、
前記入力周波数情報を、前記入力信号に混入した周期性雑音の周波数帯域の情報を主成分とする抑圧対象帯域情報と、前記周期性雑音の周波数帯域以外の情報を主成分とする目的音帯域情報と、に分割し、
前記抑圧対象帯域情報を時間領域の情報に変換して抑圧対象信号を出力し、
前記目的音帯域情報を時間領域の情報に変換して目的音信号を出力し、
前記抑圧対象信号を蓄積して、少なくとも一周期分の前記周期性雑音が含まれる雑音履歴情報を記憶し、
前記雑音履歴情報を参照信号として、前記抑圧対象信号を擬似的に再現し、かつ、前記抑圧対象信号とは反転関係を有する抑圧信号を生成し、
前記抑圧信号と前記抑圧対象信号との差分値を残差信号として出力し、
前記残差信号と前記目的音信号とを合成して前記出力信号を生成する雑音除去方法。 - 演算部と記憶部とを含み、入力信号に含まれる周期性雑音を抑圧して出力信号を出力する雑音除去装置において前記演算部で実行される雑音除去プログラムであって、
前記入力信号を時間領域の情報から周波数領域の情報に変換して入力周波数情報を出力する周波数変換ステップと、
前記入力周波数情報を、前記入力信号に混入した周期性雑音の周波数帯域の情報を主成分とする抑圧対象帯域情報と、前記周期性雑音の周波数帯域以外の情報を主成分とする目的音帯域情報と、に分割する信号分離ステップと、
前記抑圧対象帯域情報を時間領域の情報に変換して抑圧対象信号を出力する第1の周波数逆変換ステップと、
前記目的音帯域情報を時間領域の情報に変換して目的音信号を出力する第2の周波数逆変換ステップと、
前記抑圧対象信号を蓄積して、少なくとも一周期分の前記周期性雑音が含まれる雑音履歴情報を記憶する周期性雑音情報記憶ステップと、
前記雑音履歴情報を参照信号として、前記抑圧対象信号を擬似的に再現し、かつ、前記抑圧対象信号とは反転関係を有する抑圧信号を生成し、前記抑圧信号と前記抑圧対象信号との差分値を残差信号として出力する雑音フィルタステップと、
前記残差信号と前記目的音信号とを合成して前記出力信号を生成する加算ステップと、を実施する雑音除去プログラム。
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