JPH08307501A - 背景雑音打消し装置 - Google Patents

背景雑音打消し装置

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JPH08307501A
JPH08307501A JP7127464A JP12746495A JPH08307501A JP H08307501 A JPH08307501 A JP H08307501A JP 7127464 A JP7127464 A JP 7127464A JP 12746495 A JP12746495 A JP 12746495A JP H08307501 A JPH08307501 A JP H08307501A
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JP
Japan
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noise
signal
section
phase
output
Prior art date
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Application number
JP7127464A
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English (en)
Inventor
Takeshi Sato
健 佐藤
Seiji Sasaki
誠司 佐々木
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
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  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Telephone Set Structure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】背景雑音の多い環境下に設置された送受信機で
通信を行う場合の通信相手に対する送話信号に重畳され
る背景雑音を打消して軽減する。 【構成】通話用のマイクロホンとして無指向性マイクロ
ホン1を設けるとともに、背景雑音発生源に向けて指向
性マイクロホン4を設ける。無指向性マイクロホン1か
ら入力される送話音声aと背景雑音bの電気信号をディ
ジタル信号に変換して20msec毎のブロックに分割
し、音声の有音区間と雑音区間を判定し、雑音区間の雑
音の位相を反転し振幅を補正した音響的打消し音cをス
ピーカ16から出力させて音響的に背景雑音bを打消す
ように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、音響的な雑音(騒音)
の多い環境下で送受信通話を行う場合の背景雑音を打ち
消す装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、ヘリコプタの操縦士と地上の係
官とが無線機で交信する場合、ヘリコプタの操縦席は音
響雑音が多く、特に、ロータの回転音が大きく操縦士の
音声に周囲の雑音(背景雑音)が重畳されるため、地上
の係官は操縦士の声を聞きとり難い状態が多い。図5は
従来の無線交信の説明ブロック図である。ヘリコプタ
局,地上局ともに同様構成の送受信機が配置されてお
り、それぞれ、音声入力を符号化及び受信ディジタル信
号を復号出力する音声符復号器(音声CODEC)10
3,108、モデム104,107、無線部105,1
06が備えられている。101は無指向性マイクロホ
ン、102,109はスピーカ、110はマイクロホン
である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ヘリコプタ局から地上
局への通話の場合、無指向性マイクロホン101から送
話音声aと騒音(背景雑音)bとが入力されて送信さ
れ、地上局のスピーカ109から受話音声aに騒音bが
重畳されて受話内容が聞き取り難いので確認を繰り返し
ながら通話が続けられている。しかも、ヘリコプタの中
ではこのような雑音の発生源を遮蔽物で覆うこともでき
ない。
【0004】本発明の目的は、上述のように背景雑音の
多い環境下に設置された送受信機で通信を行う場合の通
話相手に対する送話信号に重畳される背景雑音を軽減
し、送話内容を聞き取りやすくする背景雑音打消し装置
を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の背景雑音
打消し装置は、全方向からの発生音を電気信号に変換す
る送話用の無指向性マイクロホンと、該無指向性マイク
ロホンの出力をディジタル信号に変換して送話信号とす
るA/D変換器と、背景雑音発生源に向けて配置し該背
景雑音を電気信号に変換する指向性マイクロホンと、該
指向性マイクロホンから出力される雑音信号をディジタ
ル信号に変換したのち外部から与えられる振幅制御信号
によって振幅が制御される振幅補正器と、該振幅補正器
の出力を位相反転する位相反転器と、該位相反転器の出
力を外部から与えられる位相制御信号によって位相が制
御される位相補正器と、該位相補正器の出力をアナログ
変換したのち音響信号に変換出力するスピーカと、前記
A/D変換器から出力される送話信号を、一定の時間を
1ブロックとする区間に分割し該区間毎に算出した電力
が第1のしきい値を超えたとき音声の有音区間と判定し
該第1のしきい値より小さいとき雑音区間と判定してそ
れらの判定結果を示す区間判定情報と雑音区間の雑音信
号とを出力する雑音区間検出器と、該雑音区間検出器か
ら出力される区間判定情報により、有音区間は適応処理
禁止,雑音区間は第2のしきい値を超えたとき適応処理
の更新実行,第2のしきい値より小さいとき直前の適応
処理固定実行を示す更新切替え情報を出力するとともに
前記雑音区間の雑音信号を出力する更新切替処理器と、
該更新切替処理器からの更新切替え情報に従って雑音信
号の位相を適応化した前記位相制御信号を出力する位相
適応器と、前記更新切替処理器からの更新切替え情報に
従って雑音信号の振幅を適応化した前記振幅制御信号を
出力する振幅適応器とを備え、前記スピーカから出力さ
れる音響信号によって前記無指向性マイクロホンに入力
される背景雑音を打消すように構成されたことを特徴と
するものである。
【0006】さらに、本発明の第2の背景雑音打消し装
置は、全方向からの発生音を電気信号に変換する送話用
の無指向性マイクロホンと、該無指向性マイクロホンの
出力をディジタル信号に変換して一方の入力とし他方か
ら入力される雑音打消し信号を加算して送話信号とする
加算器と、背景雑音発生源に向けて配置し該背景雑音を
電気信号に変換する指向性マイクロホンと、該指向性マ
イクロホンから出力される雑音信号をディジタル信号に
変換したのち外部から与えられる振幅制御信号によって
振幅が制御される振幅補正器と、該振幅補正器の出力を
位相反転する位相反転器と、該位相反転器の出力を外部
から与えられる位相制御信号によって位相が制御され前
記雑音打消し信号として前記加算器の他方に入力する位
相補正器と、前記加算器から出力される送話信号を、一
定の時間を1ブロックとする区間に分割し該区間毎に算
出した電力が第1のしきい値を超えたとき音声の有音区
間と判定し該第1のしきい値より小さいとき雑音区間と
判定してそれらの判定結果を示す区間判定情報と雑音区
間の雑音信号とを出力する雑音区間検出器と、該雑音区
間検出器から出力される区間判定情報により、有音区間
は適応処理禁止,雑音区間は第2のしきい値を超えたと
き適応処理の更新実行,第2のしきい値より小さいとき
直前の適応処理固定実行を示す更新切替え情報を出力す
るとともに前記雑音区間の雑音信号を出力する更新切替
処理器と、該更新切替処理器からの更新切替え情報に従
って雑音信号の位相を適応化した前記位相制御信号を出
力する位相適応器と、前記更新切替処理器からの更新切
替え情報に従って雑音信号の振幅を適応化した前記振幅
制御信号を出力する振幅適応器とを備え、前記無指向性
マイクロホンに入力される背景雑音を打消すように構成
されたことを特徴とするものである。
【0007】
【実施例】図1は本発明の適用例を示すブロック図であ
り、背景雑音の多いヘリコプタ局の送受信装置である。
図において、スピーカ102,音声CODEC103,
モデム104,無線部105は従来と同じである。10
0は本発明による背景雑音打消し装置であり、無指向性
マイクロホン1と指向性マイクロホン4及びスピーカ1
6が備えられている。
【0008】無指向性マイクロホン1は通話用であり、
送話音声aを入力する。通話相手からの受話音声はスピ
ーカ102から出力される。指向性マイクロホン4は背
景雑音(騒音)bの音源方向に向けて配置され、主とし
て背景雑音bを集音する。スピーカ16は背景雑音打消
し用のスピーカであり、背景雑音bの極性を反転させて
逆位相にした背景雑音打消し音c(=−b)を出力す
る。本発明による背景雑音打消し装置100は、無指向
性マイクロホン1から入力される音声aと雑音bの電気
信号の音声の無音区間の雑音を検出して指向性マイクロ
ホン4から入力される雑音bの振幅と位相を補正すると
ともに、位相を反転した雑音打消し音cをスピーカ16
から出力させ、無指向性マイクロホン1に与えて無指向
性マイクロホン1に入力される雑音bを打消す。この基
本的な技術思想は、送話音声の有音時間率は約30%で
あり、雑音は連続しているという考えによる。図2は本
発明の実施例を示す背景雑音打消し装置の詳細ブロック
図である。図において、1は無指向性マイクロホン、2
は増幅器、3はA/D変換器、4は無指向性マイクロホ
ン、5は増幅器、6はA/D変換機、7は振幅補正器、
8は位相反転器、9は位相補正器、10は雑音区間検出
器、11は更新切替処理器、12は位相適応器、13は
振幅適応器、14はD/A変換器、15は増幅器、16
はスピーカである。
【0009】
【作用】まず、無指向性マイクロホン1で音声を含む全
方向からの音を電気信号に変換し増幅器2で増幅したの
ちA/D変換器3でディジタル信号に変換する。一方、
指向性マイクロホン4で雑音発生源からの音響雑音を電
気信号に変換し増幅器5で増幅したのちA/D変換器6
でディジタル信号に変換する。A/D変換器6で変換さ
れたディジタル信号は、振幅補正器7、位相反転器8、
位相補正器9を経てD/A変換器14でアナログ信号に
変換され、増幅器15で増幅されてスピーカ16から雑
音打消し音cを出力する。
【0010】雑音区間検出器10は、A/D変換器3か
ら出力される送話信号の雑音区間を検出し更新切替処理
器11に区間判定情報を与える。図3は本発明の要部動
作を説明するタイムチャートであり、(A)は送話信
号、(B)は区間判定情報、(C)は更新切替処理情報
を示す。図3(B)に示したように、雑音区間検出器1
0は、送話信号を20msec(60サンプル/1ブロ
ック)の区間毎に有音区間(S)か無音(雑音)区間
(N)かを判定する。判定方法は、区間毎の電力を算出
し、図3(A)に示したしきい値VS で判定する。すな
わち、算出された電力がしきい値VS に等しいかまたは
超えたとき有音区間(S)と判定し、未満のとき雑音区
間(N)と判定する。
【0011】次に、更新切替処理器11は、位相適応器
12と振幅適応器13に対して、それぞれ区間毎に図3
(C)に示した適応処理情報を与えて適応処理をさせ
る。すなわち、雑音区間検出器10で有音区間(S)と
判定された区間は“処理なし”の情報を与える。雑音区
間(N)と判定された区間については、図3(A)に示
したもう一つのしきい値VN を用い、雑音電力がしきい
値VN を超えたときは“更新処理”の情報を与え、しき
い値VN に等しいかまたは小さいときは直前の処理状態
を固定、すなわち、適応処理を行わず直前の位相調整量
, 振幅調整量を固定するように指定する。
【0012】位相適応器12と振幅適応器13は、更新
切替処理器11からの適応処理情報に従って、それぞれ
位相補正器9と振幅補正器7に制御情報を与えて、位相
振幅を補正する。
【0013】図4は本発明の第2の実施例を示すブロッ
ク図である。17は加算器であり、他の符号は、図1の
場合と同一部分には同一符号を付してある。図1の第1
の実施例では、打消し音cをスピーカ16から出力させ
て音響的に雑音bを打消すようにしたものであるが、こ
の第2の実施例では、加算器17を設けて電気的に雑音
を打消すように構成したものである。作用は前述の第1
の実施例と同様である。
【0014】以上の実施例はヘリコプタの送受信装置へ
の応用の場合について説明したが、特定雑音の多い場所
の送受信装置に応用できることはいうまでもない。
【0015】
【発明の効果】本発明を実施することにより、次の効果
が得られる。 (1)特定の雑音を絞って抑圧することができる。 (2)通話相手の受話内容が聞きとりやすくなり作業が
円滑に進められる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の適用例を示すブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施例を示すブロック図であ
る。
【図3】本発明の動作説明図である。
【図4】本発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。
【図5】従来の無線交信の説明ブロック図である。
【符号の説明】
1 無指向性マイクロホン 2,5,15 増幅器 3,6 A/D変換器 4 指向性マイクロホン 7 振幅補正器 8 位相反転器 9 位相補正器 10 雑音区間検出器 11 更新切替処理器 12 位相適応器 13 振幅適応器 14 D/A変換器 16 スピーカ 17 加算器 100 背景雑音打消し装置 101,110 マイクロホン 102,109 スピーカ 103,108 音声CODEC 104,107 モデム 105,106 無線部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 全方向からの発生音を電気信号に変換す
    る送話用の無指向性マイクロホンと、 該無指向性マイクロホンの出力をディジタル信号に変換
    して送話信号とするA/D変換器と、 背景雑音発生源に向けて配置し該背景雑音を電気信号に
    変換する指向性マイクロホンと、 該指向性マイクロホンから出力される雑音信号をディジ
    タル信号に変換したのち外部から与えられる振幅制御信
    号によって振幅が制御される振幅補正器と、 該振幅補正器の出力を位相反転する位相反転器と、 該位相反転器の出力を外部から与えられる位相制御信号
    によって位相が制御される位相補正器と、 該位相補正器の出力をアナログ変換したのち音響信号に
    変換出力するスピーカと、 前記A/D変換器から出力される送話信号を、一定の時
    間を1ブロックとする区間に分割し該区間毎に算出した
    電力が第1のしきい値を超えたとき音声の有音区間と判
    定し該第1のしきい値より小さいとき雑音区間と判定し
    てそれらの判定結果を示す区間判定情報と雑音区間の雑
    音信号とを出力する雑音区間検出器と、 該雑音区間検出器から出力される区間判定情報により、
    有音区間は適応処理禁止,雑音区間は第2のしきい値を
    超えたとき適応処理の更新実行,第2のしきい値より小
    さいとき直前の適応処理固定実行を示す更新切替え情報
    を出力するとともに前記雑音区間の雑音信号を出力する
    更新切替処理器と、 該更新切替処理器からの更新切替え情報に従って雑音信
    号の位相を適応化した前記位相制御信号を出力する位相
    適応器と、 前記更新切替処理器からの更新切替え情報に従って雑音
    信号の振幅を適応化した前記振幅制御信号を出力する振
    幅適応器とを備え、前記スピーカから出力される音響信
    号によって前記無指向性マイクロホンに入力される背景
    雑音を打消すように構成されたことを特徴とする背景雑
    音打消し装置。
  2. 【請求項2】 全方向からの発生音を電気信号に変換す
    る送話用の無指向性マイクロホンと、 該無指向性マイクロホンの出力をディジタル信号に変換
    して一方の入力とし他方から入力される雑音打消し信号
    を加算して送話信号とする加算器と、 背景雑音発生源に向けて配置し該背景雑音を電気信号に
    変換する指向性マイクロホンと、 該指向性マイクロホンから出力される雑音信号をディジ
    タル信号に変換したのち外部から与えられる振幅制御信
    号によって振幅が制御される振幅補正器と、 該振幅補正器の出力を位相反転する位相反転器と、 該位相反転器の出力を外部から与えられる位相制御信号
    によって位相が制御され前記雑音打消し信号として前記
    加算器の他方に入力する位相補正器と、 前記加算器から出力される送話信号を、一定の時間を1
    ブロックとする区間に分割し該区間毎に算出した電力が
    第1のしきい値を超えたとき音声の有音区間と判定し該
    第1のしきい値より小さいとき雑音区間と判定してそれ
    らの判定結果を示す区間判定情報と雑音区間の雑音信号
    とを出力する雑音区間検出器と、 該雑音区間検出器から出力される区間判定情報により、
    有音区間は適応処理禁止,雑音区間は第2のしきい値を
    超えたとき適応処理の更新実行,第2のしきい値より小
    さいとき直前の適応処理固定実行を示す更新切替え情報
    を出力するとともに前記雑音区間の雑音信号を出力する
    更新切替処理器と、 該更新切替処理器からの更新切替え情報に従って雑音信
    号の位相を適応化した前記位相制御信号を出力する位相
    適応器と、 前記更新切替処理器からの更新切替え情報に従って雑音
    信号の振幅を適応化した前記振幅制御信号を出力する振
    幅適応器とを備え、前記無指向性マイクロホンに入力さ
    れる背景雑音を打消すように構成されたことを特徴とす
    る背景雑音打消し装置。
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