JPH0522788A - ノイズ低減装置 - Google Patents
ノイズ低減装置Info
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- JPH0522788A JPH0522788A JP3196093A JP19609391A JPH0522788A JP H0522788 A JPH0522788 A JP H0522788A JP 3196093 A JP3196093 A JP 3196093A JP 19609391 A JP19609391 A JP 19609391A JP H0522788 A JPH0522788 A JP H0522788A
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- Japan
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- noise
- input
- filter
- output
- signal level
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 入力端子１１からの信号成分ｓとノイズ成分
ｎa とを含む主要入力が減算用の加算器１５に送られ
て、適応フィルタ１６からの出力が減算され、その残差
ｅが出力端子１７より取り出される。入力端子１３に供
給されたノイズ成分ｎb は、ゲイン制御回路１９でゲイ
ン制御されて参照入力ｘとして適応フィルタ１６に送ら
れ、適応フィルタ１６は主要入力中のノイズ成分を近似
した出力ｙを加算器１５に減算信号として送る。主要入
力の信号レベルが信号レベル検出器１８で検出され、こ
の検出出力に応じてゲイン制御回路１９のゲインが制御
され、適応フィルタ１６の処理速度が制御される。 【効果】 主要入力信号レベルに応じて適応ノイズ低減
処理速度が制御され、必要のないときにはノイズ低減処
理を抑制して信号歪みを少なくできる。
ｎa とを含む主要入力が減算用の加算器１５に送られ
て、適応フィルタ１６からの出力が減算され、その残差
ｅが出力端子１７より取り出される。入力端子１３に供
給されたノイズ成分ｎb は、ゲイン制御回路１９でゲイ
ン制御されて参照入力ｘとして適応フィルタ１６に送ら
れ、適応フィルタ１６は主要入力中のノイズ成分を近似
した出力ｙを加算器１５に減算信号として送る。主要入
力の信号レベルが信号レベル検出器１８で検出され、こ
の検出出力に応じてゲイン制御回路１９のゲインが制御
され、適応フィルタ１６の処理速度が制御される。 【効果】 主要入力信号レベルに応じて適応ノイズ低減
処理速度が制御され、必要のないときにはノイズ低減処
理を抑制して信号歪みを少なくできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ノイズ（雑音）が混入
された音声信号等の主要入力中のノイズを低減して取り
出すためのノイズ低減装置に関する。
された音声信号等の主要入力中のノイズを低減して取り
出すためのノイズ低減装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に音声や音楽等のオーディオ信号を
収音するためのマイクロホンを備えた通信機器や録音機
器等において、このマイクロホンに混入するノイズを抑
圧して受信音声や再生音声等を聞きやすくするために、
ノイズ低減装置が用いられる。このノイズ低減装置は、
音声認識装置に適用して、ノイズ混入による誤認識を減
らす目的のため等に用いられることもある。
収音するためのマイクロホンを備えた通信機器や録音機
器等において、このマイクロホンに混入するノイズを抑
圧して受信音声や再生音声等を聞きやすくするために、
ノイズ低減装置が用いられる。このノイズ低減装置は、
音声認識装置に適用して、ノイズ混入による誤認識を減
らす目的のため等に用いられることもある。
【０００３】このノイズ低減装置（ノイズキャンセラ）
として、入力信号に応じて適応的にフィルタ特性が制御
されるような適応フィルタを用いた適応ノイズ低減装置
が知られている。この適応ノイズ低減装置においては、
音声等をマイクロホン等で受信（収音）して得られるノ
イズを含んだ音声信号等の主要入力を減算器に送るとと
もに、ノイズのみを他のマイクロホン等で受信（収音）
して得られた参照入力を適応フィルタでフィルタ処理
し、このフィルタ出力を上記減算器に送って上記主要入
力から減算している。この適応フィルタは、上記減算器
からの出力（いわゆる残差）のパワーを最小とするよう
に、内部のフィルタ係数等を修整制御するものである。
として、入力信号に応じて適応的にフィルタ特性が制御
されるような適応フィルタを用いた適応ノイズ低減装置
が知られている。この適応ノイズ低減装置においては、
音声等をマイクロホン等で受信（収音）して得られるノ
イズを含んだ音声信号等の主要入力を減算器に送るとと
もに、ノイズのみを他のマイクロホン等で受信（収音）
して得られた参照入力を適応フィルタでフィルタ処理
し、このフィルタ出力を上記減算器に送って上記主要入
力から減算している。この適応フィルタは、上記減算器
からの出力（いわゆる残差）のパワーを最小とするよう
に、内部のフィルタ係数等を修整制御するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記適応フ
ィルタには例えばＦＩＲ（有限インパルス応答）フィル
タが用いられ、このＦＩＲフィルタはノイズ収音用のマ
イクロホンから音声等の信号収音用マイクロホンまでの
経路の伝達特性を線形特性として近似する。従って、こ
の伝達特性の近似が正確に行われればノイズは完全に除
去されることになるわけであるが、実際には、この近似
は不完全にしか行えないことが多い。このように適応ノ
イズ低減装置において適応フィルタによる伝達特性の近
似が完全でないと、上記残差の中に上記ノイズ成分と相
関のある残留ノイズ成分が残ることになる。
ィルタには例えばＦＩＲ（有限インパルス応答）フィル
タが用いられ、このＦＩＲフィルタはノイズ収音用のマ
イクロホンから音声等の信号収音用マイクロホンまでの
経路の伝達特性を線形特性として近似する。従って、こ
の伝達特性の近似が正確に行われればノイズは完全に除
去されることになるわけであるが、実際には、この近似
は不完全にしか行えないことが多い。このように適応ノ
イズ低減装置において適応フィルタによる伝達特性の近
似が完全でないと、上記残差の中に上記ノイズ成分と相
関のある残留ノイズ成分が残ることになる。
【０００５】上記近似が正確に行えない理由の１つとし
て、ＦＩＲフィルタの回路規模、特にいわゆるタップ数
を充分大きく取れないことが挙げられる。単純にタップ
数を増やせば近似の精度は高まるが、フィルタ係数を修
整する際の学習を収束させるのに要する時間も長くかか
ることになる。ここで、参照入力が大きければその分収
束の速度は高まるが上記近似の誤差が大きくなり、参照
入力が小さければ誤差は少なくなるが収束の速度が低下
することになる。
て、ＦＩＲフィルタの回路規模、特にいわゆるタップ数
を充分大きく取れないことが挙げられる。単純にタップ
数を増やせば近似の精度は高まるが、フィルタ係数を修
整する際の学習を収束させるのに要する時間も長くかか
ることになる。ここで、参照入力が大きければその分収
束の速度は高まるが上記近似の誤差が大きくなり、参照
入力が小さければ誤差は少なくなるが収束の速度が低下
することになる。
【０００６】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、ノイズ低減出力中に含まれる残留ノイズ
による悪影響を軽減でき、入力信号に状態に応じた最適
のノイズ低減動作が行われるようなノイズ低減装置の提
供を目的とする。
たものであり、ノイズ低減出力中に含まれる残留ノイズ
による悪影響を軽減でき、入力信号に状態に応じた最適
のノイズ低減動作が行われるようなノイズ低減装置の提
供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るノイズ低減
装置は、信号成分にノイズが混入された主要入力の信号
レベルを検出する信号レベル検出手段と、上記主要入力
が供給される減算手段と、ノイズ成分の参照入力に基づ
いてフィルタ処理した出力を上記減算手段に送って上記
主要入力から減算し、該減算手段からの出力のパワーを
最小にするように上記フィルタ処理のフィルタ特性を制
御する適応フィルタと、上記信号レベル検出手段からの
検出出力に応じて上記適応フィルタでの処理速度を制御
するための制御手段とを有することにより、上述の課題
を解決する。
装置は、信号成分にノイズが混入された主要入力の信号
レベルを検出する信号レベル検出手段と、上記主要入力
が供給される減算手段と、ノイズ成分の参照入力に基づ
いてフィルタ処理した出力を上記減算手段に送って上記
主要入力から減算し、該減算手段からの出力のパワーを
最小にするように上記フィルタ処理のフィルタ特性を制
御する適応フィルタと、上記信号レベル検出手段からの
検出出力に応じて上記適応フィルタでの処理速度を制御
するための制御手段とを有することにより、上述の課題
を解決する。
【０００８】ここで上記制御手段としては、例えば上記
信号レベル検出手段からの検出出力に応じて上記参照入
力のレベルを制御して上記適応フィルタに供給する構成
としたり、上記減算手段からの出力を上記信号レベル検
出手段からの検出出力に応じてレベル制御して上記適応
フィルタに戻す構成とすること等が挙げられる。
信号レベル検出手段からの検出出力に応じて上記参照入
力のレベルを制御して上記適応フィルタに供給する構成
としたり、上記減算手段からの出力を上記信号レベル検
出手段からの検出出力に応じてレベル制御して上記適応
フィルタに戻す構成とすること等が挙げられる。
【０００９】
【作用】上記主要入力の信号レベルに応じて、上記適応
フィルタでの処理速度が制御される。これによって、ノ
イズの聴感上の聞こえ方に応じて適応ノイズ低減処理の
程度を増減でき、ノイズが耳につくときにはノイズ低減
を増加させ、信号レベルが大きくてノイズが耳につかな
いときにはノイズ低減を減らして処理による歪みの発生
を抑える。
フィルタでの処理速度が制御される。これによって、ノ
イズの聴感上の聞こえ方に応じて適応ノイズ低減処理の
程度を増減でき、ノイズが耳につくときにはノイズ低減
を増加させ、信号レベルが大きくてノイズが耳につかな
いときにはノイズ低減を減らして処理による歪みの発生
を抑える。
【００１０】
【実施例】先ず図１は、本発明の一実施例となるノイズ
低減装置の概略構成を示すブロック回路図である。この
図１において、入力端子１１には、音声等の信号成分ｓ
にノイズ成分ｎa が混入された主要入力（ｓ＋ｎa ）が
供給されており、この主要入力が端子１２を介して減算
手段となる加算器１５に送られている。入力端子１３に
はノイズ源からのノイズ音をマイクロホンで収音する等
して得られたノイズ成分ｎb が供給されており、この実
施例ではゲイン制御回路１９を介して参照入力ｘとされ
て、適応フィルタ１６の参照入力端子１６ａに送られて
いる。適応フィルタ１６からの出力ｙは、上記減算手段
となる加算器１５に減算信号として送られ、上記主要入
力から減算される。加算器１５からの出力いわゆる残差
ｅは、出力端子１７より取り出されると共に、適応フィ
ルタ１６の端子１６ｃを介して戻されている。適応フィ
ルタ１６は、この残差ｅのパワーが最小となるように、
フィルタ係数等を適応的に修整制御する。ここで、上記
信号成分ｓとノイズ成分ｎa 、ｎb とは無相関である
が、ノイズ成分ｎa とｎb とは相関がある。
低減装置の概略構成を示すブロック回路図である。この
図１において、入力端子１１には、音声等の信号成分ｓ
にノイズ成分ｎa が混入された主要入力（ｓ＋ｎa ）が
供給されており、この主要入力が端子１２を介して減算
手段となる加算器１５に送られている。入力端子１３に
はノイズ源からのノイズ音をマイクロホンで収音する等
して得られたノイズ成分ｎb が供給されており、この実
施例ではゲイン制御回路１９を介して参照入力ｘとされ
て、適応フィルタ１６の参照入力端子１６ａに送られて
いる。適応フィルタ１６からの出力ｙは、上記減算手段
となる加算器１５に減算信号として送られ、上記主要入
力から減算される。加算器１５からの出力いわゆる残差
ｅは、出力端子１７より取り出されると共に、適応フィ
ルタ１６の端子１６ｃを介して戻されている。適応フィ
ルタ１６は、この残差ｅのパワーが最小となるように、
フィルタ係数等を適応的に修整制御する。ここで、上記
信号成分ｓとノイズ成分ｎa 、ｎb とは無相関である
が、ノイズ成分ｎa とｎb とは相関がある。
【００１１】また、入力端子１１に供給された上記主要
入力は、信号レベル検出回路１８によってその信号レベ
ルが検出され、この検出された出力がゲイン制御回路１
９にゲイン制御信号として送られている。ここで信号レ
ベル検出回路１８には、例えばＲＭＳ（ルート・ミーン
・スクウェア）／ｄＢ（デシベル）コンバータ等を用
い、その出力電圧によってゲイン制御回路（ゲイン・コ
ントローラ）１９のゲイン（利得）を制御するようにす
ればよい。ゲイン制御回路１９は上記主要入力の信号レ
ベルに応じてゲインｇが制御され、上記入力端子１３に
供給されたノイズ成分ｎb は、このゲイン制御回路１９
の制御されたゲインｇで増幅されて上記参照入力ｘとな
って（ｘ＝ｇｎb ）適応フィルタ１６の端子１６ａに送
られる。
入力は、信号レベル検出回路１８によってその信号レベ
ルが検出され、この検出された出力がゲイン制御回路１
９にゲイン制御信号として送られている。ここで信号レ
ベル検出回路１８には、例えばＲＭＳ（ルート・ミーン
・スクウェア）／ｄＢ（デシベル）コンバータ等を用
い、その出力電圧によってゲイン制御回路（ゲイン・コ
ントローラ）１９のゲイン（利得）を制御するようにす
ればよい。ゲイン制御回路１９は上記主要入力の信号レ
ベルに応じてゲインｇが制御され、上記入力端子１３に
供給されたノイズ成分ｎb は、このゲイン制御回路１９
の制御されたゲインｇで増幅されて上記参照入力ｘとな
って（ｘ＝ｇｎb ）適応フィルタ１６の端子１６ａに送
られる。
【００１２】この図１中の入力端子１２、１６ａから出
力端子１７までは、通常の適応ノイズ低減回路（適応ノ
イズキャンセラ）の構成に相当しており、ディジタル処
理が行われる。図１の各入力端子１１、１３にそれぞれ
供給される信号がアナログ信号の場合には、各入力端子
１２、１６ａの位置でそれぞれＡ／Ｄ変換（アナログ／
ディジタル変換）を行ってやればよい。また、各１１、
１３の位置でそれぞれＡ／Ｄ変換を行わせてもよい。こ
の場合には、信号レベル検出回路１８やゲイン制御回路
１９として、ディジタル的にレベル検出やゲイン制御を
行う回路をそれぞれ用いる必要がある。さらに、ノイズ
低減出力をアナログ信号として得たい場合には、出力端
子１７の位置でＤ／Ａ変換（ディジタル／アナログ変
換）を行うようにしてやればよい。
力端子１７までは、通常の適応ノイズ低減回路（適応ノ
イズキャンセラ）の構成に相当しており、ディジタル処
理が行われる。図１の各入力端子１１、１３にそれぞれ
供給される信号がアナログ信号の場合には、各入力端子
１２、１６ａの位置でそれぞれＡ／Ｄ変換（アナログ／
ディジタル変換）を行ってやればよい。また、各１１、
１３の位置でそれぞれＡ／Ｄ変換を行わせてもよい。こ
の場合には、信号レベル検出回路１８やゲイン制御回路
１９として、ディジタル的にレベル検出やゲイン制御を
行う回路をそれぞれ用いる必要がある。さらに、ノイズ
低減出力をアナログ信号として得たい場合には、出力端
子１７の位置でＤ／Ａ変換（ディジタル／アナログ変
換）を行うようにしてやればよい。
【００１３】ところで、上記適応フィルタ１６は、上記
参照入力ｘに基づいて、学習によって上記ノイズ成分ｎ
a の疑似出力（疑似ノイズ）ｙを生成するものであり、
図２に示すように、フィルタ部２１と適応アルゴリズム
部２２とから成っている。参照入力端子１６ａを介して
供給された上記参照入力ｘは、フィルタ部２１及び適応
アルゴリズム部２２に供給される。フィルタ部２１から
の出力ｙがこの適応フィルタ１６の出力として端子１６
ｂを介して取り出され、端子１６ｃを介して供給された
上記残差ｅは、適応アルゴリズム部２２に供給される。
適応アルゴリズム部２２は、フィルタ部２１のフィルタ
係数を変化させてフィルタ特性を変化させることによ
り、入力ｘをフィルタ処理して得られる出力ｙを上記主
要入力ｓ＋ｎa から減算して得られた残差ｅのパワーを
最小にするような適応制御を行うものである。
参照入力ｘに基づいて、学習によって上記ノイズ成分ｎ
a の疑似出力（疑似ノイズ）ｙを生成するものであり、
図２に示すように、フィルタ部２１と適応アルゴリズム
部２２とから成っている。参照入力端子１６ａを介して
供給された上記参照入力ｘは、フィルタ部２１及び適応
アルゴリズム部２２に供給される。フィルタ部２１から
の出力ｙがこの適応フィルタ１６の出力として端子１６
ｂを介して取り出され、端子１６ｃを介して供給された
上記残差ｅは、適応アルゴリズム部２２に供給される。
適応アルゴリズム部２２は、フィルタ部２１のフィルタ
係数を変化させてフィルタ特性を変化させることによ
り、入力ｘをフィルタ処理して得られる出力ｙを上記主
要入力ｓ＋ｎa から減算して得られた残差ｅのパワーを
最小にするような適応制御を行うものである。
【００１４】図２に示す具体的な構成例においては、フ
ィルタ部２１としていわゆるＦＩＲ（有限インパルス応
答）フィルタを用いている。この図２において、入力端
子１６ａからの参照入力ｘは、タップ数に応じた遅延素
子２３1 、２３2 、・・・、２３L の直列回路に送られ
ている。入力端子１６ａからの入力ｘ0 及び各遅延素子
２３1 、２３2 、・・・、２３L からの各出力ｘ1 、ｘ
2 、・・・、ｘL は、それぞれ係数乗算器２４0 、２４
1 、２４2 、・・・、２４L に送られ、それぞれフィル
タ係数ｗ0 、ｗ1 、ｗ2 、・・・、ｗL と乗算されて、
加算器２５に送られている。各フィルタ係数ｗ0 、
ｗ1 、ｗ2 、・・・、ｗL は、適応アルゴリズム部２２
からの係数修整信号により修整され、加算器２５からの
出力ｙが出力端子１６ｂから取り出される。
ィルタ部２１としていわゆるＦＩＲ（有限インパルス応
答）フィルタを用いている。この図２において、入力端
子１６ａからの参照入力ｘは、タップ数に応じた遅延素
子２３1 、２３2 、・・・、２３L の直列回路に送られ
ている。入力端子１６ａからの入力ｘ0 及び各遅延素子
２３1 、２３2 、・・・、２３L からの各出力ｘ1 、ｘ
2 、・・・、ｘL は、それぞれ係数乗算器２４0 、２４
1 、２４2 、・・・、２４L に送られ、それぞれフィル
タ係数ｗ0 、ｗ1 、ｗ2 、・・・、ｗL と乗算されて、
加算器２５に送られている。各フィルタ係数ｗ0 、
ｗ1 、ｗ2 、・・・、ｗL は、適応アルゴリズム部２２
からの係数修整信号により修整され、加算器２５からの
出力ｙが出力端子１６ｂから取り出される。
【００１５】適応アルゴリズム部２２で用いられる適応
アルゴリズムとしては、多くの手法のものが提案されて
いるが、その一具体例として、ＬＭＳ（最小自乗平均、
リースト・ミーン・スクウェア）アルゴリズムについて
説明する。
アルゴリズムとしては、多くの手法のものが提案されて
いるが、その一具体例として、ＬＭＳ（最小自乗平均、
リースト・ミーン・スクウェア）アルゴリズムについて
説明する。
【００１６】入力ｘのデータ系列のｋ回目のサンプル周
期時点（時刻ｋ）における入力データ及び上記各遅延素
子２３1 、２３2 、・・・、２３L からの各遅延出力デ
ータを、それぞれｘk0、ｘk1、ｘk2、・・・、ｘkLとす
るとき、ＦＩＲフィルタ処理される入力ベクトルＸ
k を、 Ｘk ＝〔ｘk0 ｘk1 ｘk2 ・・・ ｘkL〕T ・・・（１） とおく。この（１）式のＴは転置記号を示す。この入力
ベクトルＸk に対して、上記各フィルタ係数（加重係
数）をｗk0、ｗk1、ｗk2、・・・、ｗkLとし、ＦＩＲフ
ィルタ出力をｙk とすると、入出力の関係は次の（２）
式のようになる。 ｙk ＝ｗk0ｘk0＋ｗk1ｘk1＋・・・＋ｗkLｘkL ・・・（２） さらに、フィルタ係数ベクトル（加重ベクトル）Ｗ
k を、 Ｗk ＝〔ｗk0 ｗk1 ｗk2 ・・・ ｗkL〕T ・・・（３） と定義すれば、入出力関係は、 ｙk ＝Ｘk T Ｗk ・・・（４） のように記述される。希望の応答をｄk とすれば、出力
との誤差εk は、 εk ＝ｄk −ｙk ＝ｄk −Ｘk T Ｗk ・・・（５） のように表される。これらを用いて、ＬＭＳアルゴリズ
ムは、 Ｗk+1 ＝Ｗk ＋２μεk Ｘk ・・・（６） のように表される。（６）式中のμは、適応の速度と安
定性を決める利得因子である。
期時点（時刻ｋ）における入力データ及び上記各遅延素
子２３1 、２３2 、・・・、２３L からの各遅延出力デ
ータを、それぞれｘk0、ｘk1、ｘk2、・・・、ｘkLとす
るとき、ＦＩＲフィルタ処理される入力ベクトルＸ
k を、 Ｘk ＝〔ｘk0 ｘk1 ｘk2 ・・・ ｘkL〕T ・・・（１） とおく。この（１）式のＴは転置記号を示す。この入力
ベクトルＸk に対して、上記各フィルタ係数（加重係
数）をｗk0、ｗk1、ｗk2、・・・、ｗkLとし、ＦＩＲフ
ィルタ出力をｙk とすると、入出力の関係は次の（２）
式のようになる。 ｙk ＝ｗk0ｘk0＋ｗk1ｘk1＋・・・＋ｗkLｘkL ・・・（２） さらに、フィルタ係数ベクトル（加重ベクトル）Ｗ
k を、 Ｗk ＝〔ｗk0 ｗk1 ｗk2 ・・・ ｗkL〕T ・・・（３） と定義すれば、入出力関係は、 ｙk ＝Ｘk T Ｗk ・・・（４） のように記述される。希望の応答をｄk とすれば、出力
との誤差εk は、 εk ＝ｄk −ｙk ＝ｄk −Ｘk T Ｗk ・・・（５） のように表される。これらを用いて、ＬＭＳアルゴリズ
ムは、 Ｗk+1 ＝Ｗk ＋２μεk Ｘk ・・・（６） のように表される。（６）式中のμは、適応の速度と安
定性を決める利得因子である。
【００１７】ここで、図１に示す実施例においては、入
力ノイズ成分ｎb をゲイン制御回路１９によりゲイン制
御して参照入力端子１６ａに送っていることから、適応
フィルタ１６に供給される参照入力ｘは、ゲイン制御回
路１９で制御されるゲインｇにより、ｘ＝ｇｎb とな
る。上記ＦＩＲフィルタ処理される入力ベクトルＸk に
対応する入力ノイズ成分のベクトルをＮｂk と表すと
き、Ｘk ＝ｇＮｂk となるから、上記（６）式は、 Ｗk+1 ＝Ｗk ＋２μεk ｇＮｂk ・・・（７） のように表される。従って、ゲイン制御回路１９のゲイ
ンｇを変化させることにより、フィルタ係数ベクトルＷ
k の修整速度（サンプル周期毎の修整量）が変化するこ
とが分かる。
力ノイズ成分ｎb をゲイン制御回路１９によりゲイン制
御して参照入力端子１６ａに送っていることから、適応
フィルタ１６に供給される参照入力ｘは、ゲイン制御回
路１９で制御されるゲインｇにより、ｘ＝ｇｎb とな
る。上記ＦＩＲフィルタ処理される入力ベクトルＸk に
対応する入力ノイズ成分のベクトルをＮｂk と表すと
き、Ｘk ＝ｇＮｂk となるから、上記（６）式は、 Ｗk+1 ＝Ｗk ＋２μεk ｇＮｂk ・・・（７） のように表される。従って、ゲイン制御回路１９のゲイ
ンｇを変化させることにより、フィルタ係数ベクトルＷ
k の修整速度（サンプル周期毎の修整量）が変化するこ
とが分かる。
【００１８】このように、信号レベル検出回路１８によ
り検出された上記主要入力の信号レベルに応じて参照入
力ｘのレベルを制御していることにより、適応フィルタ
１６内での処理速度、特にフィルタ係数の修整速度が変
化する。具体例としては、例えば主要入力信号レベルが
大きいときには、ノイズはマスクされて殆ど聞こえない
ことから、処理速度を遅くしてノイズ低減効果を低下さ
せて歪みを少なくするのに対し、主要入力信号レベルが
小さいとき等でノイズが耳につくときには、処理速度を
速くしてノイズ除去を積極的に行わせること等が考えら
れる。これは、ノイズ低減処理を行わせれば、何も処理
を行わない場合に比較して何らかの歪みが生じているこ
とを考慮して、主要入力信号レベルが大きくてノイズが
あまり耳につかないときには、ノイズ低減処理を抑えて
主要入力信号を略々そのまま取り出すようにしたり、フ
ィルタ係数の修整速度を遅くして精度の高い（歪みの少
ない）処理のみを行わせるのに対し、ノイズが耳障りな
ときには、ある程度の歪みを許してでもノイズを除去す
る方に力を注ぐようにするものである。
り検出された上記主要入力の信号レベルに応じて参照入
力ｘのレベルを制御していることにより、適応フィルタ
１６内での処理速度、特にフィルタ係数の修整速度が変
化する。具体例としては、例えば主要入力信号レベルが
大きいときには、ノイズはマスクされて殆ど聞こえない
ことから、処理速度を遅くしてノイズ低減効果を低下さ
せて歪みを少なくするのに対し、主要入力信号レベルが
小さいとき等でノイズが耳につくときには、処理速度を
速くしてノイズ除去を積極的に行わせること等が考えら
れる。これは、ノイズ低減処理を行わせれば、何も処理
を行わない場合に比較して何らかの歪みが生じているこ
とを考慮して、主要入力信号レベルが大きくてノイズが
あまり耳につかないときには、ノイズ低減処理を抑えて
主要入力信号を略々そのまま取り出すようにしたり、フ
ィルタ係数の修整速度を遅くして精度の高い（歪みの少
ない）処理のみを行わせるのに対し、ノイズが耳障りな
ときには、ある程度の歪みを許してでもノイズを除去す
る方に力を注ぐようにするものである。
【００１９】ここで図３、図４は、このような主要入力
信号レベルに応じて参照入力のレベルを変化させる構成
を用いる図１の実施例の場合（図３）と、用いない従来
例の場合（図４）とについて、それぞれの周波数特性を
示す特性図である。すなわち図４の従来例に対応する構
成は、図１の入力端子１２、１６ａから出力端子１７ま
での適応ノイズ低減回路構成のみとなる。これらの図
３、図４においては、上記信号成分ｓとして５００Hzで
振幅１の正弦波信号を用い、上記ノイズ成分ｎa 及びｎ
b として１６００Hzで振幅１の正弦波信号を用いてい
る。
信号レベルに応じて参照入力のレベルを変化させる構成
を用いる図１の実施例の場合（図３）と、用いない従来
例の場合（図４）とについて、それぞれの周波数特性を
示す特性図である。すなわち図４の従来例に対応する構
成は、図１の入力端子１２、１６ａから出力端子１７ま
での適応ノイズ低減回路構成のみとなる。これらの図
３、図４においては、上記信号成分ｓとして５００Hzで
振幅１の正弦波信号を用い、上記ノイズ成分ｎa 及びｎ
b として１６００Hzで振幅１の正弦波信号を用いてい
る。
【００２０】これらの図３、図４を比較すれば明らかな
ように、約３〜４ｋHzにおけるノイズレベルが図４の従
来例に比べて図３の実施例では約２０ｄＢ程度低減され
ていることが分かる。
ように、約３〜４ｋHzにおけるノイズレベルが図４の従
来例に比べて図３の実施例では約２０ｄＢ程度低減され
ていることが分かる。
【００２１】次に、図５〜図７は、信号レベル検出回路
１８で検出された上記主要入力信号レベルに応じたゲイ
ン制御回路１９での制御ゲインの関係を説明するための
グラフであり、横軸に主要入力信号レベルを、縦軸にゲ
イン制御回路１９でゲイン制御されて得られた上記参照
入力ｘの信号レベルをそれぞれとっている。検出された
主要入力信号レベルと制御ゲインとの関係は、単調増
加、単調減少、折れ線グラフ等、種々のものが考えら
れ、これらの図５〜図７等に示すものに限定されるもの
ではない。
１８で検出された上記主要入力信号レベルに応じたゲイ
ン制御回路１９での制御ゲインの関係を説明するための
グラフであり、横軸に主要入力信号レベルを、縦軸にゲ
イン制御回路１９でゲイン制御されて得られた上記参照
入力ｘの信号レベルをそれぞれとっている。検出された
主要入力信号レベルと制御ゲインとの関係は、単調増
加、単調減少、折れ線グラフ等、種々のものが考えら
れ、これらの図５〜図７等に示すものに限定されるもの
ではない。
【００２２】ここで、図５の例は、主要入力信号レベル
と制御されるゲインとが単調増加の関係にある場合を示
しており、主要入力信号レベルが小さいときほど参照入
力信号レベルを小さくするようにゲイン制御がなされ
る。これに対して、図６の例では、主要入力信号レベル
と制御されるゲインとが単調減少の関係にあり、主要入
力信号レベルが大きいときほど参照入力信号レベルを小
さくするようにゲイン制御がなされる。このとき、適応
フィルタ１６での処理速度が遅くなって歪みが低減され
る。また、図７の例では、主要入力信号レベルが０から
所定の閾値レベルＴｈまでを上記図６の場合のような単
調減少とし、この閾値レベルＴｈを越えるときには参照
入力信号レベルを０として上記適応フィルタ処理を行わ
せないようにしている。適応フィルタ処理が行われなけ
れば、主要入力中のノイズは低減されないことになる
が、主要入力信号レベルが大きくてノイズがマスクされ
ていれば聴感上で問題とはならず、むしろノイズ低減処
理による信号の歪みが生じない利点があることになる。
と制御されるゲインとが単調増加の関係にある場合を示
しており、主要入力信号レベルが小さいときほど参照入
力信号レベルを小さくするようにゲイン制御がなされ
る。これに対して、図６の例では、主要入力信号レベル
と制御されるゲインとが単調減少の関係にあり、主要入
力信号レベルが大きいときほど参照入力信号レベルを小
さくするようにゲイン制御がなされる。このとき、適応
フィルタ１６での処理速度が遅くなって歪みが低減され
る。また、図７の例では、主要入力信号レベルが０から
所定の閾値レベルＴｈまでを上記図６の場合のような単
調減少とし、この閾値レベルＴｈを越えるときには参照
入力信号レベルを０として上記適応フィルタ処理を行わ
せないようにしている。適応フィルタ処理が行われなけ
れば、主要入力中のノイズは低減されないことになる
が、主要入力信号レベルが大きくてノイズがマスクされ
ていれば聴感上で問題とはならず、むしろノイズ低減処
理による信号の歪みが生じない利点があることになる。
【００２３】ところで、上記ゲイン制御回路１９の配設
位置は、上記図１に示す位置に限定されず、適応フィル
タ１６におけるフィルタ処理の速度を制御できる位置で
あればよく、例えば図８に示すように、減算手段として
の加算器１５からの残差を適応フィルタ１６に戻す経路
中に挿入接続してもよい。このとき、上記（６）式中の
誤差εk がゲイン制御を受けることになり、この場合
も、ゲイン制御回路１９のゲインを変化させることによ
り、フィルタ係数ベクトルＷk の修整速度（サンプル周
期毎の修整量）が変化することが分かる。従って、上述
した図１の実施例と同様な効果が得られる。なお、この
図８の他の部分は、上記図１と同様に構成すればよく、
対応する部分に同じ指示符号を付して説明を省略する。
位置は、上記図１に示す位置に限定されず、適応フィル
タ１６におけるフィルタ処理の速度を制御できる位置で
あればよく、例えば図８に示すように、減算手段として
の加算器１５からの残差を適応フィルタ１６に戻す経路
中に挿入接続してもよい。このとき、上記（６）式中の
誤差εk がゲイン制御を受けることになり、この場合
も、ゲイン制御回路１９のゲインを変化させることによ
り、フィルタ係数ベクトルＷk の修整速度（サンプル周
期毎の修整量）が変化することが分かる。従って、上述
した図１の実施例と同様な効果が得られる。なお、この
図８の他の部分は、上記図１と同様に構成すればよく、
対応する部分に同じ指示符号を付して説明を省略する。
【００２４】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、例えば、上記主要入力信号レベルに対
して制御されるゲインの関係は、上記図５〜図７の具体
例に限定されず、この他種々のものが考えられる。ま
た、フィルタ部２１の具体的構成や、適応アルゴリズム
部２２に用いられるアルゴリズム等は上記実施例のＦＩ
ＲフィルタやＬＭＳアルゴリズムに限定されない。
るものではなく、例えば、上記主要入力信号レベルに対
して制御されるゲインの関係は、上記図５〜図７の具体
例に限定されず、この他種々のものが考えられる。ま
た、フィルタ部２１の具体的構成や、適応アルゴリズム
部２２に用いられるアルゴリズム等は上記実施例のＦＩ
ＲフィルタやＬＭＳアルゴリズムに限定されない。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係るノイズ低減装置によれば、信号成分にノイズが
混入された主要入力に対して適応フィルタを用いて適応
的にノイズ低減処理を施すノイズ低減装置を用い、上記
主要入力の信号レベルを検出して上記適応フィルタでの
処理速度を制御しているため、上記主要入力の信号レベ
ルによるノイズの聴感上の聞こえ方に応じて、適応ノイ
ズ低減処理の程度を増減できる。具体的には、ノイズが
耳につくときにはノイズ低減を増加させ、信号レベルが
大きくてノイズが耳につかないときにはノイズ低減を減
らして処理による歪みの発生を抑えることができる。
明に係るノイズ低減装置によれば、信号成分にノイズが
混入された主要入力に対して適応フィルタを用いて適応
的にノイズ低減処理を施すノイズ低減装置を用い、上記
主要入力の信号レベルを検出して上記適応フィルタでの
処理速度を制御しているため、上記主要入力の信号レベ
ルによるノイズの聴感上の聞こえ方に応じて、適応ノイ
ズ低減処理の程度を増減できる。具体的には、ノイズが
耳につくときにはノイズ低減を増加させ、信号レベルが
大きくてノイズが耳につかないときにはノイズ低減を減
らして処理による歪みの発生を抑えることができる。
【図１】本発明の一実施例となる適応ノイズ低減装置の
概略構成を示すブロック回路図である。
概略構成を示すブロック回路図である。
【図２】該実施例に用いられる適応フィルタの内部構成
の具体例を示すブロック回路図である。
の具体例を示すブロック回路図である。
【図３】本発明の実施例の周波数応答を示す特性図であ
る。
る。
【図４】従来のノイズ低減装置の一例の周波数応答を示
す特性図である。
す特性図である。
【図５】主要入力信号レベルに対する参照入力信号レベ
ルの関係の一具体例を示す図である。
ルの関係の一具体例を示す図である。
【図６】主要入力信号レベルに対する参照入力信号レベ
ルの関係の他の具体例を示す図である。
ルの関係の他の具体例を示す図である。
【図７】主要入力信号レベルに対する参照入力信号レベ
ルの関係のさらに他の具体例を示す図である。
ルの関係のさらに他の具体例を示す図である。
【図８】本発明の他の実施例の概略構成を示すブロック
回路図である。
回路図である。
１１、１３・・・・・入力端子 １２・・・・・主要入力の入力端子 １５・・・・・加算器（減算手段） １６・・・・・適応フィルタ １６ａ・・・・・参照入力の入力端子 １７・・・・・出力端子 １８・・・・・信号レベル検出回路 １９・・・・・ゲイン制御回路 ２１・・・・・フィルタ部 ２２・・・・・適応アルゴリズム部
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 信号成分にノイズ成分が混入された主要
入力の信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、 上記主要入力が供給される減算手段と、 ノイズ成分の参照入力に基づいてフィルタ処理した出力
を上記減算手段に送って上記主要入力から減算し、該減
算手段からの出力のパワーを最小にするように上記フィ
ルタ処理のフィルタ特性を制御する適応フィルタと、 上記信号レベル検出手段からの検出出力に応じて上記適
応フィルタでの処理速度を制御するための制御手段とを
有することを特徴とするノイズ低減装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3196093A JPH0522788A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | ノイズ低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3196093A JPH0522788A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | ノイズ低減装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0522788A true JPH0522788A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=16352100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3196093A Withdrawn JPH0522788A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | ノイズ低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0522788A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007060296A (ja) * | 2005-08-24 | 2007-03-08 | Mitsubishi Electric Corp | ピーク抑圧装置および送信装置 |
| US7720233B2 (en) | 2003-09-02 | 2010-05-18 | Nec Corporation | Signal processing method and apparatus |
| JP2014174348A (ja) * | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Toshiba Corp | 消音装置および消音方法 |
-
1991
- 1991-07-11 JP JP3196093A patent/JPH0522788A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7720233B2 (en) | 2003-09-02 | 2010-05-18 | Nec Corporation | Signal processing method and apparatus |
| US9543926B2 (en) | 2003-09-02 | 2017-01-10 | Nec Corporation | Signal processing method and device |
| JP2007060296A (ja) * | 2005-08-24 | 2007-03-08 | Mitsubishi Electric Corp | ピーク抑圧装置および送信装置 |
| JP4627232B2 (ja) * | 2005-08-24 | 2011-02-09 | 三菱電機株式会社 | ピーク抑圧装置および送信装置 |
| JP2014174348A (ja) * | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Toshiba Corp | 消音装置および消音方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |