JPH05315890A - Noise reduction device - Google Patents

Noise reduction device

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JPH05315890A
JPH05315890A JP11927392A JP11927392A JPH05315890A JP H05315890 A JPH05315890 A JP H05315890A JP 11927392 A JP11927392 A JP 11927392A JP 11927392 A JP11927392 A JP 11927392A JP H05315890 A JPH05315890 A JP H05315890A
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noise reduction
input level
input
reduction device
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Osamu Ikeda
修 池田
Mitsuyoshi Fukuda
光芳 福田
Takeshi Sato
剛士 佐藤
Shigeru Kitagawa
繁 喜多川
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Panasonic Holdings Corp
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Sanyo Electric Co Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To reduce effectively noise without use of an expensive high performance A/D converter. CONSTITUTION:A coefficient calculation circuit 22 discriminates an input level from a 2nd-order integration low pass filter 21, and when the level is less than a 1st setting value, filter coefficients a, b, c given to variable low pass filters 13, 18 are varied to change it cut-off frequency. Thus, a high frequency including much of noise is cut off effectively. Furthermore, when the input level is decreased more than a 2nd setting value smaller than the 1st setting value, a gain coefficient (d) given to the variable low pass filters 13, 18 is changed in response to the input level to decrease the gain itself of the filter. Thus, noises (hiss noise for example) is more effectively eliminated at an area where the input level is very low.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はオーディオ機器等におけ
る音質を改善するための雑音低減装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a noise reduction device for improving sound quality in audio equipment and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】オーディオ機器においては、必ずと言っ
てよいほど雑音の問題があり、音質向上のためには、こ
れをできるだけ低減しなければならない。
2. Description of the Related Art Audio equipment has a problem of noise, which must be reduced as much as possible in order to improve sound quality.

【0003】一方、近年では、オーディオ機器のディジ
タル化が進み、いわゆるDSP(ディジタルシグナルプ
ロセッサ)を利用してオーディオ信号がディジタル処理
されるようになってきた。このDSPによりディジタル
信号処理を行うには、その前提としてA/D(アナログ
/ディジタル)コンバータが必要となるが、信号処理の
品質を良くするためには、A/Dコンバータとしては高
性能なものを用いる必要があった。すなわち、雑音は特
に小さな音のときに耳に付くため、これに対処するに
は、ダイナミックレンジの広いS/N特性を有するA/
Dコンバータが必要となる。
On the other hand, in recent years, digitization of audio equipment has progressed, and so-called DSP (Digital Signal Processor) has been used to digitally process audio signals. In order to perform digital signal processing by this DSP, an A / D (analog / digital) converter is required as a prerequisite, but in order to improve the quality of signal processing, a high performance A / D converter is required. Had to use. That is, since noise is particularly audible to the ear when it is a small sound, in order to deal with it, A / N having a wide dynamic range S / N characteristic is used.
A D converter is required.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな高性能のA/Dコンバータは高価であり、装置全体
としても高価となるという問題があった。
However, such a high-performance A / D converter is expensive, and there is a problem that the entire apparatus is expensive.

【0005】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたもので、高価な高性能A/Dコンバータを用い
ることなく、効果的に雑音を低減することができる雑音
低減装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a noise reduction device capable of effectively reducing noise without using an expensive high-performance A / D converter. And

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る雑音低減装置は、(i) 入力されたディジタルオーディ
オ信号の一部の周波数帯域をカットするディジタルフィ
ルタと、(ii)ディジタルオーディオ信号の入力レベルを
判定するレベル判定手段と、(iii) このレベル判定手段
による判定の結果、入力レベルが第一の設定値より小さ
いとき、その入力レベルに応じてディジタルフィルタの
カットオフ周波数を変化させるカットオフ周波数可変手
段とを有するものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a noise reducing device comprising: (i) a digital filter for cutting a part of a frequency band of an input digital audio signal; and (ii) a digital audio signal. And (iii) when the input level is smaller than the first set value as a result of the determination by the level determining means, the cutoff frequency of the digital filter is changed according to the input level. And a cutoff frequency varying means.

【0007】請求項2記載の発明に係る雑音低減装置
は、レベル設定手段による判定の結果、入力レベルが第
一の設定値よりも小さく設定された第二の設定値よりも
さらに小さいとき、その入力レベルに応じてディジタル
フィルタのゲインを下げるゲイン制御手段とを有するも
のである。
In the noise reducing device according to the second aspect of the present invention, when the input level is smaller than the second set value set smaller than the first set value as a result of the determination by the level setting means, And a gain control means for decreasing the gain of the digital filter according to the input level.

【0008】請求項3記載の発明に係る雑音低減装置
は、請求項1記載の雑音低減装置において、レベル判定
手段による判定の結果、ディジタルオーディオ信号のレ
ベルが前記第一の設定値以上の場合は、ディジタルフィ
ルタの周波数特性をフラットにすることを特徴とするも
のである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the noise reducing apparatus according to the first aspect, wherein the level of the digital audio signal is equal to or higher than the first set value as a result of the determination by the level determining means. , The frequency characteristic of the digital filter is made flat.

【0009】請求項4記載の発明に係る雑音低減装置
は、請求項1記載の雑音低減装置において、レベル判定
手段が、左右両チャネルのディジタルオーディオ信号の
各々について絶対値を取ってからそれぞれ積分し、これ
らの加算値を基にレベル判定を行うことを特徴とするも
のである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the noise reduction apparatus according to the first aspect, the level determination means obtains absolute values of the digital audio signals of both the left and right channels and then integrates them. The level determination is performed based on these added values.

【0010】請求項5記載の発明に係る雑音低減装置
は、請求項4記載の雑音低減装置において、レベル判定
手段が、前記加算値を対数変換した値を基にレベル判定
を行うことを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the noise reduction device according to the fourth aspect, wherein the level determination means determines the level based on a value obtained by logarithmically converting the added value. To do.

【0011】請求項6記載の発明に係る雑音低減装置
は、請求項5記載の雑音低減装置において、カットオフ
周波数可変手段が、予め設定された関数を基にフィルタ
係数を決定し、これをディジタルフィルタに設定してそ
のカットオフ周波数を変化させることを特徴とするもの
である。
According to a sixth aspect of the present invention, in the noise reduction apparatus according to the fifth aspect, the cutoff frequency varying means determines a filter coefficient based on a preset function and digitally determines the filter coefficient. It is characterized by being set in a filter and changing its cutoff frequency.

【0012】請求項7記載の発明に係る雑音低減装置
は、請求項6記載の雑音低減装置において、カットオフ
周波数可変手段は、フィルタ係数決定に用いる関数を複
数有し、ディジタルオーディオ信号のソース種別に応じ
て使用する関数を選択することを特徴とするものであ
る。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the noise reducing apparatus according to the sixth aspect, wherein the cutoff frequency varying means has a plurality of functions used for determining the filter coefficient, and the source type of the digital audio signal. It is characterized in that the function to be used is selected according to.

【0013】請求項8記載の発明に係る雑音低減装置
は、請求項1記載の雑音低減装置において、レベル判定
手段が、ディジタルオーディオ信号の中高域周波数成分
のみを対象に入力レベル判定を行うことを特徴とするも
のである。
According to an eighth aspect of the noise reducing apparatus of the present invention, in the noise reducing apparatus according to the first aspect, the level determining means determines the input level only for the middle and high frequency components of the digital audio signal. It is a feature.

【0014】[0014]

【作用】請求項1記載の発明に係る雑音低減装置では、
入力レベルが第一の設定値未満のときには、その値に応
じてディジタルフィルタのカットオフ周波数が変化し、
聴感上雑音がよく聞こえる周波数帯域が効果的にカット
されることとなる。
In the noise reduction device according to the first aspect of the invention,
When the input level is less than the first set value, the cutoff frequency of the digital filter changes according to that value,
The frequency band in which noise is often heard in the sense of hearing is effectively cut.

【0015】請求項2記載の発明に係る雑音低減装置で
は、上記カットオフ周波数の変化を伴うとともに、入力
レベルが第二の設定値よりさらに小さくなった場合に
は、その入力レベルに応じてディジタルフィルタのゲイ
ン自体が下げられ、入力レベルの低い領域での雑音除去
が一層効果的に行われる。
In the noise reducing apparatus according to the second aspect of the present invention, when the cutoff frequency changes and the input level becomes smaller than the second set value, the digital signal is changed according to the input level. The gain itself of the filter is reduced, and noise removal is more effectively performed in the low input level region.

【0016】請求項3記載の発明に係る雑音低減装置で
は、ディジタルオーディオ信号のレベルが第一の設定値
以上の場合は、ディジタルフィルタの周波数特性がフラ
ットとなるため、入力レベルの高い領域においては、自
然な聴感を得ることができる。
In the noise reducing device according to the third aspect of the present invention, when the level of the digital audio signal is equal to or higher than the first set value, the frequency characteristic of the digital filter becomes flat, so that in the high input level region. , You can get a natural hearing.

【0017】請求項4記載の発明に係る雑音低減装置で
は、左右両チャネルのディジタルオーディオ信号の各絶
対値を積分して加算した値を基にレベル判定を行うた
め、左右両チャネルの入力レベルが相殺されることがな
く、レベル判定を確実に行うことが可能となる。
In the noise reducing apparatus according to the fourth aspect of the present invention, since the level determination is performed based on the value obtained by integrating and adding the absolute values of the digital audio signals of the left and right channels, the input levels of the left and right channels are determined. There is no offset, and the level can be determined reliably.

【0018】請求項5記載の発明に係る雑音低減装置で
は、前記加算値を対数変換した値を基にレベル判定を行
うため、人間の聴感により近いレベル判定を行うことが
できる。
In the noise reducing apparatus according to the fifth aspect of the present invention, since the level determination is performed based on the value obtained by logarithmically converting the added value, it is possible to perform the level determination closer to human hearing.

【0019】請求項6記載の発明に係る雑音低減装置で
は、予め設定された関数を基に係数を決定し、これをデ
ィジタルフィルタに設定してそのカットオフ周波数を変
化させるため、係数の決定が単純化される。
In the noise reducing apparatus according to the sixth aspect of the present invention, the coefficient is determined based on a preset function, and the cutoff frequency is changed by setting the coefficient in the digital filter, so that the coefficient is determined. Simplified.

【0020】請求項7記載の発明に係る雑音低減装置で
は、ディジタルオーディオ信号のソース種別に応じ使用
する関数を選択可能なため、信号のソースに応じた最適
の係数を決定でき、入力信号の品質に応じたカットオフ
周波数特性を得ることができる。
In the noise reducing apparatus according to the seventh aspect of the present invention, since the function to be used can be selected according to the source type of the digital audio signal, the optimum coefficient can be determined according to the signal source and the quality of the input signal can be determined. It is possible to obtain the cut-off frequency characteristic according to.

【0021】請求項8記載の発明に係る雑音低減装置で
は、ディジタルオーディオ信号の低域周波数成分が対象
から除外され、聴感上雑音成分を特に多く含む中高域周
波数成分のみを対象として入力レベル判定が行われるた
め、より聴感に則した雑音除去が可能となる。
In the noise reducing apparatus according to the eighth aspect of the present invention, the low frequency components of the digital audio signal are excluded from the target, and the input level determination is performed only on the middle and high frequency components containing a lot of noise components in the sense of hearing. Since this is performed, it is possible to remove noise more closely to the sense of hearing.

【0022】[0022]

【実施例】以下、図面に基づき本発明を詳細に説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0023】図1は、本発明の一実施例における雑音低
減装置を表したものである。この装置では、右チャネル
の入力端子Ri から入力されたディジタルオーディオ信
号は、直流成分をカットするためのハイパスフィルタ
(以下、DCカットフィルタと呼ぶ)11を経て2つに
分岐され、絶対値回路12及び可変ローパスフィルタ1
3へと入力される。DCカットフィルタ11は係数乗算
器101〜103、遅延回路104,105、及び加算
器106等から構成され、0〜15Hz程度の聴感に影
響を与えない直流を含む低域成分を除去するように動作
する。このDCカットフィルタ11の出力は絶対値回路
12に入力され、ここで信号の絶対値が取られる。
FIG. 1 shows a noise reduction device according to an embodiment of the present invention. In this device, a digital audio signal input from the input terminal Ri of the right channel is branched into two via a high-pass filter (hereinafter referred to as a DC cut filter) 11 for cutting a DC component, and an absolute value circuit 12 And variable low-pass filter 1
Input to 3. The DC cut filter 11 is composed of coefficient multipliers 101 to 103, delay circuits 104 and 105, an adder 106 and the like, and operates so as to remove low frequency components including direct current which does not affect the auditory sense of about 0 to 15 Hz. To do. The output of the DC cut filter 11 is input to the absolute value circuit 12, where the absolute value of the signal is taken.

【0024】この絶対値回路12の出力は、一次積分用
ローパスフィルタ14に入力されて積分され、加算器1
6に入力される。
The output of the absolute value circuit 12 is input to the low-pass filter 14 for primary integration and integrated, and the adder 1
6 is input.

【0025】一次積分用ローパスフィルタ14は、係数
乗算器108〜110、遅延回路111、及び加算器1
12,113より構成され、入力された高域成分をカッ
トするように動作する。
The low-pass filter for first-order integration 14 includes coefficient multipliers 108 to 110, a delay circuit 111, and an adder 1.
It is composed of 12, 113 and operates so as to cut the input high frequency component.

【0026】同様にして、左チャネルの入力端子Li よ
り入力されたディジタルオーディオ信号は、DCカット
フィルタ31、絶対値回路32及び一次積分用ローパス
フィルタ34を経て加算器16に入力される。この場合
も、右チャネルの場合と同様にDCカットフィルタ31
の出力は2分岐され、その一方が可変ローパスフィルタ
18に入力される。なお、左チャネル用DCカットフィ
ルタ31及び一次積分用ローパスフィルタ34の構成
は、右チャネル用のそれらと同様である。
Similarly, the digital audio signal input from the input terminal Li of the left channel is input to the adder 16 via the DC cut filter 31, the absolute value circuit 32 and the low-pass filter 34 for primary integration. Also in this case, as in the case of the right channel, the DC cut filter 31
Output is branched into two, and one of them is input to the variable low-pass filter 18. The configurations of the DC cut filter 31 for the left channel and the low-pass filter 34 for primary integration are the same as those for the right channel.

【0027】このようにして、左右両チャネルについて
それぞれ絶対値を積分され加算された信号は、対数変換
回路19に入力され、ここでデシベル値に変換される。
The signals thus obtained by integrating and adding the absolute values of the left and right channels are input to the logarithmic conversion circuit 19 where they are converted into decibel values.

【0028】対数変換回路19の出力は、2次積分用ロ
ーパスフィルタ21に入力される。2次積分用ローパス
フィルタ21は、係数乗算器121〜125、遅延回路
126〜128、加算器129,130からなり、動き
の速いリップル信号に対してアタック及びリカバリの時
定数を選択的に設定してフィルタリングを行う。すなわ
ち、信号の立ち上がり(アタック)に対しては小さい時
定数を設定し、信号の立ち下がり(リカバリ)に対して
は大きな時定数を設定する。これにより、小さなリップ
ルに対してレベルが大きく変動することを防止できる。
The output of the logarithmic conversion circuit 19 is input to the low-pass filter 21 for quadratic integration. The second-order integration low-pass filter 21 includes coefficient multipliers 121 to 125, delay circuits 126 to 128, and adders 129 and 130, and selectively sets the attack and recovery time constants for a fast-moving ripple signal. Filtering. That is, a small time constant is set for the rising edge (attack) of the signal, and a large time constant is set for the falling edge (recovery) of the signal. As a result, it is possible to prevent the level from changing greatly with respect to a small ripple.

【0029】2次積分用ローパスフィルタ21の出力
は、係数算出回路22へと入力される。この係数算出回
路22では、後述するように、その入力レベルを判定
し、その入力レベルに応じて可変ローパスフィルタ13
及び18に設定すべきフィルタ係数a〜dを決定する。
可変ローパスフィルタ13及び18は、乗算器131〜
136,遅延回路137,138及び加算回路139,
140から構成され、設定されたフィルタ係数に応じた
周波数特性及びゲインとなるように入力信号のフィルタ
リングを行う。そして、これらの出力はそれぞれ右チャ
ネル用出力端子Ro及び左チャネル用出力端子Lo より
出力される。
The output of the low-pass filter for quadratic integration 21 is input to the coefficient calculation circuit 22. As will be described later, the coefficient calculation circuit 22 determines the input level and changes the variable low-pass filter 13 according to the input level.
And filter coefficients a to d to be set to 18 are determined.
The variable low-pass filters 13 and 18 include multipliers 131 to 131.
136, delay circuits 137 and 138, and an adder circuit 139,
The input signal is filtered to have frequency characteristics and gain according to the set filter coefficient. These outputs are output from the right channel output terminal Ro and the left channel output terminal Lo, respectively.

【0030】次に、係数算出回路22の動作内容を説明
する。この係数算出回路22の動作において特徴的なと
ころは、図3に示すように入力レベルが第一の設定値L
1 未満の場合には、可変ローパスフィルタ13及び18
のカットオフ周波数を低く変化させると共に、第一の設
定値L1 よりも小さい第二の設定値未満の場合には、フ
ィルタのゲイン自体を下げるという制御を行うことであ
る。以下この動作を図2とともに詳述する。
Next, the operation contents of the coefficient calculation circuit 22 will be described. The characteristic of the operation of the coefficient calculation circuit 22 is that the input level is the first set value L as shown in FIG.
If it is less than 1, the variable low-pass filters 13 and 18
The control is performed such that the cutoff frequency is changed to a low value and the gain itself of the filter is decreased when the cutoff frequency is less than the second set value smaller than the first set value L1. This operation will be described in detail below with reference to FIG.

【0031】まず、係数算出回路22は、2次積分用ロ
ーパスフィルタ21からの入力レベルをチェックする
(図2ステップS101)。この入力レベルが第一の設
定値L1 よりも小さく(ステップS102;N)、かつ
第2の設定値L2 の場合よりも大きい場合には(ステッ
プS103;Y))、図4に示すような直線の式から、
フィルタ係数a,b,cを求め(ステップS104,ス
テップS105)、これらを可変ローパスフィルタ13
及び18の乗算器132〜134にセットする(ステッ
プS106)。
First, the coefficient calculation circuit 22 checks the input level from the low-pass filter for quadratic integration 21 (step S101 in FIG. 2). If this input level is smaller than the first set value L1 (step S102; N) and larger than the second set value L2 (step S103; Y), a straight line as shown in FIG. From the formula
The filter coefficients a, b, and c are obtained (steps S104 and S105), and these are set to the variable low-pass filter 13
And 18 in the multipliers 132 to 134 (step S106).

【0032】ここでフィルタ係数a,b,cの求め方に
ついて説明する。例えば入力レベルが−30dBにおけ
るカットオフ周波数を10KHzとし、−60dBにお
けるカットオフ周波数を1KHzに設定したい場合に
は、これらの2点間を結ぶ直線を次の(1)式のように
求め、これを例えばROMテーブルのようなものを用い
てそのアドレスを設定することにより係数aを読み出せ
るようにしておく。
Here, how to obtain the filter coefficients a, b and c will be described. For example, if the cutoff frequency at an input level of -30 dB is set to 10 KHz and the cutoff frequency at -60 dB is desired to be set to 1 KHz, a straight line connecting these two points is obtained by the following equation (1), Is set so that the coefficient a can be read out by setting its address using, for example, a ROM table.

【0033】a=k1 ×L+k2 ……(1) ここで、k1 ,k2 は直線の係数、Lは入力レベル(d
B)を示す。
A = k1 × L + k2 (1) where k1 and k2 are linear coefficients, and L is the input level (d
B) is shown.

【0034】この場合は、カットオフ周波数を10KH
zにするフィルタ係数aの値は0.4342、カットオ
フ周波数を1KHzにする場合のフィルタ係数aの値は
0.0615となるため、(1)式で示される直線は、
図5のようになる。この図からわかるように、例えば入
力レベルが−40dBの場合には、係数aの値は約0.
32となり、また入力レベルが−50dBの場合には、
係数aの値は約0.19となる。
In this case, the cutoff frequency is 10 KH.
The value of the filter coefficient a to be z is 0.4342, and the value of the filter coefficient a when the cutoff frequency is 1 KHz is 0.0615. Therefore, the straight line represented by the equation (1) is
It becomes like FIG. As can be seen from this figure, for example, when the input level is -40 dB, the value of the coefficient a is about 0.
32, and when the input level is -50 dB,
The value of the coefficient a is about 0.19.

【0035】そして、これらの値に対応するカットオフ
周波数は、それぞれ6.4KHz,3.5KHzとな
る。
The cutoff frequencies corresponding to these values are 6.4 KHz and 3.5 KHz, respectively.

【0036】一方、可変ローパスフィルタ13及び18
のような構成のディジタルフィルタにおいては、係数
a,b,cは次の(2)及び(3)式に示すような関係
を有する。
On the other hand, the variable low-pass filters 13 and 18
In the digital filter having such a configuration, the coefficients a, b, and c have a relationship as shown in the following expressions (2) and (3).

【0037】 a=b ……(2) c=1−2a ……(3) 従ってこれらの式より、フィルタ係数b及びcが算出さ
れる。
A = b (2) c = 1-2a (3) Therefore, the filter coefficients b and c are calculated from these equations.

【0038】一方、ステップS103において入力レベ
ルが第二の設定値L2 よりも小さく(ステップS10
3;N)、かつこの入力レベルが第三の設定値L3 より
も大きい場合には(ステップS107;Y)、図5に示
した直線式によりフィルタのゲインを決定するための係
数dを求め(ステップS108)、これを可変ローパス
フィルタ13及び18の乗算器135にセットし(ステ
ップS109)、さらにステップS104へと進む。
On the other hand, in step S103, the input level is smaller than the second set value L2 (step S10
3; N) and when this input level is larger than the third set value L3 (step S107; Y), the coefficient d for determining the gain of the filter is obtained by the linear equation shown in FIG. (Step S108), this is set in the multiplier 135 of the variable low-pass filters 13 and 18 (step S109), and the process proceeds to step S104.

【0039】ここでゲイン係数dは次のようにして求め
られる。図6に示すように、例えば入力レベルが−60
dBの場合のゲイン係数を1とし、−70dBの場合の
ゲイン係数を0.1と設定する。そしてこれらの2点間
を結んだ直線により、係数a,b,cの場合と同様にし
て、入力レベルxに応じたゲイン係数d1 を求める。
Here, the gain coefficient d is obtained as follows. As shown in FIG. 6, for example, the input level is −60.
The gain coefficient for dB is set to 1, and the gain coefficient for -70 dB is set to 0.1. Then, a straight line connecting these two points is used to obtain the gain coefficient d1 according to the input level x in the same manner as in the case of the coefficients a, b and c.

【0040】以上のようにして、図3に示すように、入
力レベルがL1 以上である領域Aにおいては、入力レベ
ルはなんらの変化をも受けずそのまま出力される。また
入力レベルがL2 とL1 の間の領域Bにおいては、入力
レベルに応じてそのカットオフ周波数fc が変化してフ
ィルタリングが行われる。そして入力レベルがL2 とL
3 の間の領域Cにおいては、カットオフ周波数の変化は
なくゲインのみが変化する。
As described above, as shown in FIG. 3, in the area A where the input level is L1 or more, the input level is output as it is without any change. In the area B between the input levels L2 and L1, the cutoff frequency fc changes according to the input level and filtering is performed. And the input level is L2 and L
In the region C between 3 and 4, the cutoff frequency does not change and only the gain changes.

【0041】このようにして、聴感上雑音成分を特に多
く含む周波数帯域のみがカットオフされるが、そのカッ
トオフ周波数は領域Bにおいてはその入力レベルに応じ
変化するため、聴感上ノイズが効果的に除去されたと感
じられる。さらに入力レベルがCのように極めて低い場
合には、ゲインそのものを絞るため、例えば無音に近い
レベルにおいてもいわゆるバックグラウンドノイズ(例
えば、テープデッキ再生時におけるヒスノイズ等)が消
去され、聴感上良好な結果を得ることができる。
In this way, only the frequency band containing a large amount of audible noise components is cut off, but since the cutoff frequency changes in the region B according to the input level, the audible noise is effective. It feels removed. Further, when the input level is extremely low as in C, the gain itself is narrowed down, so that, for example, so-called background noise (for example, hiss noise at the time of tape deck reproduction) is erased even at a level close to silence, which is good for hearing. The result can be obtained.

【0042】なお、可変ローパスフィルタ13及び18
において、バイパスの乗算器136を設けているのは次
のような理由による。すなわち、このバイパス乗算器を
設けずに単にフィルタリングを行った場合には、図3に
おける高域部のカットが強すぎるため、聴感上多少の違
和感が生じる。このためバイパスを設けることにより一
定のオフセット値を出力に加えることにより、広域での
落ち方を制限することができる。ただし、この場合には
バイパスの乗算器136の他に乗算器131を設け、こ
れらの乗算係数の和が1となるように係数の値を設定す
る必要がある。そして、乗算器136の出力と可変ロー
パスフィルタの出力は加算器140により加算され乗算
器135を通して出力されることとなる。
The variable low-pass filters 13 and 18
In the above, the reason why the bypass multiplier 136 is provided is as follows. That is, when the filtering is simply performed without providing the bypass multiplier, the cut in the high frequency range in FIG. 3 is too strong, which causes a slight discomfort in the sense of hearing. Therefore, by providing a bypass with a constant offset value, it is possible to limit how it falls in a wide area. However, in this case, it is necessary to provide the multiplier 131 in addition to the bypass multiplier 136 and set the coefficient value so that the sum of these multiplication coefficients becomes 1. Then, the output of the multiplier 136 and the output of the variable low-pass filter are added by the adder 140 and output through the multiplier 135.

【0043】なお、本実施例では、フィルタ係数aを求
めるための式を(1)式に示した直線をもとに求めるこ
ととしたが、これに限るものではなく、例えば他の形の
関数により代用するようにしてもよい。さらに、信号の
ソースの種類(例えばアナログテープ,CD等)に応じ
て、その関数を複数種類用意しておき、これらを選択的
に使用するようにしてもよい。このような選択は、例え
ば外部からのマニュアル入力23により行うようにして
もよいが、そのほか例えばソースの種類を表示する信号
を検知しこれにより自動的に関数を選択するようにして
もよい。さらに、領域Cにおけるゲイン係数dを求める
ための設定条件についても、外部からのマニュアル入力
または自動的な方法により、これを可変とするようにし
てもよい。また、可変ローパスフィルタ前の乗算器13
1とバイパスの乗算器136に与える係数の値について
も、可変とすることにより、図3における広域でのオフ
セット部分24のレベルを可変とすることができる。
In the present embodiment, the equation for obtaining the filter coefficient a is decided based on the straight line shown in the equation (1), but the present invention is not limited to this, and for example, a function of another form is used. May be substituted by. Furthermore, a plurality of types of functions may be prepared according to the type of signal source (eg, analog tape, CD, etc.), and these functions may be selectively used. Such a selection may be performed, for example, by a manual input 23 from the outside, but it is also possible to detect a signal indicating the type of the source and automatically select the function based on the detected signal. Further, the setting condition for obtaining the gain coefficient d in the region C may be made variable by manual input from the outside or an automatic method. In addition, the multiplier 13 before the variable low-pass filter
The level of the offset portion 24 in the wide range in FIG. 3 can be made variable by making the value of the coefficient given to 1 and the bypass multiplier 136 variable.

【0044】また、本実施例では、DCカットフィルタ
31,11で直流成分を除いたものを直接それぞれ絶対
値回路32,12に入力する構成としているが、各絶対
値回路の前段にそれぞれ中高域通過フィルタを設け、中
高域成分のみをレベル判定の対象とするようにしてもよ
い。
Further, in the present embodiment, the DC cut filters 31 and 11 from which the direct current component is removed are directly input to the absolute value circuits 32 and 12, respectively. A pass filter may be provided so that only the middle and high frequency components are subject to level determination.

【0045】さらに、次の第2の実施例に示す構成とす
ることも可能である。すなわち、図4に示すように、各
チャネルの入力端子Ri ,Li から入力されたディジタ
ルオーディオ信号をそれぞれ2分岐し、一方はDCカッ
トフィルタ(HPF)35,15で直流成分をカットし
たのち可変ローパスフィルタ18,13に入力し、他方
は中高域通過フィルタ(MPF)37,17で低域をカ
ットしたのち絶対値回路32,12に入力する。その他
の構成は第1の実施例と同様である。
Further, it is also possible to adopt the construction shown in the second embodiment below. That is, as shown in FIG. 4, the digital audio signals inputted from the input terminals Ri and Li of each channel are respectively branched into two, and one of them is cut by a DC cut filter (HPF) 35 and 15 to remove a DC component, and then a variable low-pass filter is used. It is inputted to the filters 18 and 13, and the other one is inputted to the absolute value circuits 32 and 12 after the low-pass is cut by the medium and high pass filters (MPF) 37 and 17. The other structure is similar to that of the first embodiment.

【0046】このような構成とすることにより、係数算
出回路22におけるレベル判定の対象は、聴感上とくに
雑音として影響の大きい中高域の周波数帯域のみとな
り、より適切なフィルタ係数a〜dが決定されることと
なる。
With such a configuration, the target of level determination in the coefficient calculation circuit 22 is only the middle and high frequency bands that have a great influence on the auditory sense as noise, and more appropriate filter coefficients a to d are determined. The Rukoto.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、入力レベルが第一の設定値未満のときに
は、入力レベルに応じてディジタルフィルタのカットオ
フ周波数を変化させるため、雑音の存在が耳につく低レ
ベル領域においてのみ周波数帯域の効果的なカットが可
能となる。一方、雑音が問題とならない信号レベルの大
きい領域では、元の周波数特性が維持されるため、聴感
上の違和感が生じないという効果がある。
As described above, according to the first aspect of the invention, when the input level is less than the first set value, the cutoff frequency of the digital filter is changed according to the input level. It is possible to effectively cut the frequency band only in the low level region where the presence of is noticeable. On the other hand, in a region where the signal level is large in which noise does not pose a problem, the original frequency characteristic is maintained, and therefore, there is an effect that a sense of discomfort in hearing is not generated.

【0048】また、請求項2記載の発明によれば、入力
レベルが第二の設定値よりさらに小さくなった場合に
は、その入力レベルに応じてディジタルフィルタのゲイ
ン自体を下げることとしたので、入力レベルの極めて低
い領域での雑音除去を一層効果的に行うことができる。
According to the second aspect of the invention, when the input level becomes smaller than the second set value, the gain itself of the digital filter is lowered according to the input level. It is possible to more effectively remove noise in a region where the input level is extremely low.

【0049】さらに、入力レベルの判定をデシベル値で
行うとともにフィルタ係数を求めるための関数をデシベ
ル表示で行うことにより、あるいは入力レベルの判定対
象を中高域の周波数帯域に限定することにより、人間の
聴感に沿うようにカットオフ周波数を変化させることが
できる。
Furthermore, by determining the input level with a decibel value and performing a function for obtaining the filter coefficient in a decibel display, or by limiting the input level determination target to the mid-high frequency band, It is possible to change the cutoff frequency so as to match the sensation of hearing.

【0050】そして、以上のような雑音低減装置は、高
価な高性能A/Dコンバータを用いることなく構成でき
るため、コストの低減を図ることができるという効果が
ある。
Since the noise reducing apparatus as described above can be constructed without using an expensive high-performance A / D converter, there is an effect that the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例における雑音低減装置を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a noise reduction device according to an embodiment of the present invention.

【図2】この雑音低減装置の主要部の動作を説明するた
めの流れ図である。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the main part of this noise reduction device.

【図3】この雑音低減装置の周波数特性を示す特性図で
ある。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing frequency characteristics of this noise reduction device.

【図4】本発明の第2の実施例における雑音低減装置を
示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a noise reduction device according to a second exemplary embodiment of the present invention.

【図5】カットオフ周波数可変用のフィルタ係数を決定
するために用いられる直線を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a straight line used for determining a filter coefficient for varying the cutoff frequency.

【図6】ゲイン係数を決定するために用いられる直線を
示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing straight lines used to determine a gain coefficient.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,15,31,35 DCカットフィルタ(HP
F) 12,32 絶対値回路 13,18 可変ローパスフィルタ 14,34 一次積分用ローパスフィルタ 17,37 中高域通過フィルタ(MPF) 19 対数変換回路 21 2次積分用ローパスフィルタ 22 係数算出回路
11, 15, 31, 35 DC cut filter (HP
F) 12,32 Absolute value circuit 13,18 Variable low-pass filter 14,34 Low-pass filter for first-order integration 17,37 Middle high-pass filter (MPF) 19 Logarithmic conversion circuit 21 Low-pass filter for second-order integration 22 Coefficient calculation circuit

フロントページの続き (72)発明者 佐藤 剛士 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 喜多川 繁 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内Front page continuation (72) Inventor Takeshi Sato 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Shigeru Kitagawa 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力されたディジタルオーディオ信号の
一部の周波数帯域をカットするディジタルフィルタと、 前記ディジタルオーディオ信号の入力レベルを判定する
レベル判定手段と、 このレベル判定手段による判定の結果、入力レベルが第
一の設定値より小さいとき、その入力レベルに応じて前
記ディジタルフィルタのカットオフ周波数を変化させる
カットオフ周波数可変手段とを具備することを特徴とす
る雑音低減装置。
1. A digital filter for cutting a part of a frequency band of an input digital audio signal, a level judging means for judging an input level of the digital audio signal, and an input level as a result of judgment by the level judging means. Is smaller than the first set value, the noise reduction device is provided with a cutoff frequency varying means for changing the cutoff frequency of the digital filter according to the input level.
【請求項2】 前記レベル設定手段による判定の結果、
入力レベルが前記第一の設定値よりも小さく設定された
第二の設定値よりもさらに小さいとき、その入力レベル
に応じて前記ディジタルフィルタのゲインを下げるゲイ
ン制御手段とを具備することを特徴とする請求項1記載
の雑音低減装置。
2. The result of the judgment by the level setting means,
When the input level is smaller than the second set value set smaller than the first set value, the gain control means for lowering the gain of the digital filter according to the input level is provided. The noise reduction device according to claim 1.
【請求項3】 前記レベル判定手段による判定の結果、
前記ディジタルオーディオ信号のレベルが前記第一の設
定値以上のときは、前記ディジタルフィルタの周波数特
性をフラットにすることを特徴とする請求項1記載の雑
音低減装置。
3. The result of the judgment by the level judgment means,
2. The noise reduction device according to claim 1, wherein when the level of the digital audio signal is equal to or higher than the first set value, the frequency characteristic of the digital filter is made flat.
【請求項4】 前記レベル判定手段は、左右両チャネル
のディジタルオーディオ信号の各々について絶対値を取
ってからそれぞれ積分し、これらの加算値を基にレベル
判定を行うことを特徴とする請求項1記載の雑音低減装
置。
4. The level determining means obtains absolute values of digital audio signals of both the left and right channels, integrates the absolute values, and determines the level based on the added value. The described noise reduction device.
【請求項5】 前記レベル判定手段は、前記加算値を対
数変換した値を基にレベル判定を行うことを特徴とする
請求項4記載の雑音低減装置。
5. The noise reduction device according to claim 4, wherein the level determination means performs level determination based on a value obtained by logarithmically converting the added value.
【請求項6】 前記カットオフ周波数可変手段は、予め
設定された関数を基に係数を決定し、これを前記ディジ
タルフィルタに設定してそのカットオフ周波数を変化さ
せることを特徴とする請求項5記載の雑音低減装置。
6. The cut-off frequency varying means determines a coefficient based on a preset function, sets the coefficient in the digital filter, and changes the cut-off frequency. The described noise reduction device.
【請求項7】 前記カットオフ周波数可変手段は、前記
係数の決定に用いる関数を複数有し前記ディジタルオー
ディオ信号のソース種別に応じて関数を選択することを
特徴とする請求項6記載の雑音低減装置。
7. The noise reduction according to claim 6, wherein the cutoff frequency varying means has a plurality of functions used for determining the coefficient and selects the function according to a source type of the digital audio signal. apparatus.
【請求項8】 前記レベル判定手段は、前記ディジタル
オーディオ信号の中高域周波数成分のみを対象に入力レ
ベル判定を行うことを特徴とする請求項1記載の雑音低
減装置。
8. The noise reduction apparatus according to claim 1, wherein the level determination means determines the input level only for the middle and high frequency components of the digital audio signal.
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JP2002221975A (en) * 2001-01-26 2002-08-09 New Japan Radio Co Ltd Digital signal processor

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