JPH10187193A - 雑音抑圧方法及び回路 - Google Patents

雑音抑圧方法及び回路

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JPH10187193A
JPH10187193A JP8353867A JP35386796A JPH10187193A JP H10187193 A JPH10187193 A JP H10187193A JP 8353867 A JP8353867 A JP 8353867A JP 35386796 A JP35386796 A JP 35386796A JP H10187193 A JPH10187193 A JP H10187193A
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JP
Japan
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signal
noise
background noise
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speech
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JP8353867A
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English (en)
Inventor
Isao Tejima
功 手嶋
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】送話信号の背景雑音を軽減した後、符号化して
送信するとともに、通話相手からの受信信号を復号する
ディジタル送受信装置における、受話信号の背景雑音に
よる影響を軽減する。 【解決手段】A/D変換器1でディジタル化された送話
信号に含まれる背景雑音成分を雑音推定器3で検出し、
減算器4で減算して音声符号化部6へ出力するととも
に、音声復号部7の復号出力から前記雑音推定器3の出
力を減算器8で減算するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、音声通信を行う際
に、音声信号をディジタル信号の形式に変換して伝送す
る場合において、情報量を削減することによって伝送速
度を低速化して狭帯域化を図り、伝送帯域の有効利用を
図る音声符号化通信における背景雑音の抑圧方法及び回
路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電波資源の有効利用を目的とした低速度
音声符号化において、数kbps程度の音声符号化方式は、
CELP(コード駆動LPC符号化)方式に代表される
ハイブリッド符号化が主流であり、良好な音声品質が実
現されており、PDC(パーソナルディジタルセルラ
ー)と呼ばれるディジタル方式自動車電話システム等の
近年のディジタル移動体通信にも利用されている。
【0003】CELPのブロック図を図3に示す。ハイ
ブリッド符号化は、LPC(線形予測分析符号化)方式
に代表される分析合成符号化方式と、PCM(パルスコ
ードモジュレーション)に代表される波形符号化方式の
組合せである。
【0004】分析合成符号化のLPC方式のブロック図
を図4に示す。LPC方式のブロック図から判るよう
に、分析合成符号化方式は、音源の単純なモデル化を行
うことから、音声に背景雑音が混入した場合、正確に音
源のモデル化ができなくなるため音質が劣化する。同様
に、上記のハイブリッド符号化の音声符号化方式も音質
が劣化する。
【0005】そこで、この背景雑音による品質劣化の問
題に対し、PDC等では、図5に示すように、音声符号
化の前処理として雑音抑圧処理部を付加し、背景雑音を
取り除いた音声を符号化することで劣化を防いでいる。
図5は従来の音声符号化送受信装置のブロック図であ
る。図において、1はA/D変換器、2はD/A変換
器、5は音声符号化回路であり、音声符号化部6と音声
復号部7を備えている。23は音声符号化の前段に設け
られた雑音抑圧回路であり、雑音推定部24とフィルタ
係数推定部25とフィルタ26を備えている。ディジタ
ル化された音声入力信号に含まれる背景雑音を雑音推定
器24で推定し、その出力に基づいてフィルタ26に与
える係数をフィルタ係数推定器25で算出し、その係数
が与えられたフィルタ26でディジタル化された音声信
号から背景雑音を除去した後、音声符号化部6で符号化
して送信している。
【0006】マイクロホンに向かって話す入力音声に混
入している背景雑音は、通話相手からの受信音声をスピ
ーカから聴取する場合においても同様に聞こえるため、
受信音声の聴取にも影響を及ぼしている。
【0007】これまで、上記の図5に示したPDCの例
のように、符号化前に雑音抑圧をする方法は数多く提案
されているが、受信信号を復号した後にアナログ変換し
てスピーカから出力される受信音声に混入する背景雑音
を除去する方法はなかった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたもので、背景雑音が混入している送話
者の入力音声信号の雑音成分を抑圧し、さらに相手から
の受信信号を復号してスピーカから出力される音声とと
もに聞こえる背景雑音成分を打ち消し、背景雑音の影響
による聞きづらさを減少できる音声符号化送受信装置組
込用の雑音抑圧方法及び回路を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の雑音抑圧方法
は、上記課題を解決するために、音声符号化の前処理と
して、入力音声信号に混入している背景雑音成分を推定
し入力信号から差し引くことで雑音を除去した後、符号
化して伝送し、受信して復号した信号からこの雑音抑圧
時に推定された雑音信号成分を差し引くことにより、受
話者の背景に生じている雑音を除去することによって背
景雑音の影響による聞きづらさを減少したことを特徴と
するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の原理を図1に示す。本発
明は特定の音声符号化方式を適用対象としていないの
で、音声符号化回路は、図5の従来と同じく、音声符号
化部6、音声復号部7と記述する。2は本発明の実施例
の概要を示す雑音抑圧回路であり、3は雑音推定器、
4,5は減算器である。A/D変換器1によってディジ
タル化された入力音声信号に重畳されている背景雑音
を、雑音推定器3で推定算出し、減算器4で入力音声信
号から減算した後、音声符号化部6で符号化して伝送路
へ送出する。一方、音声復号部7で復号したディジタル
受信信号から、上記雑音推定器3で推定算出した雑音
を、減算器8で減算した後、D/A変換器8でアナログ
変換して受信音声を出力する。この受信音声出力は、既
に背景雑音成分が除去されているので受話者が聞きやす
くなる。
【0011】図2は本発明の実施例の詳細を示すブロッ
ク図である。図において、11,16はフレーム化器、
12,17はFFT(高速フーリエ変換)変換器、13
は平均化器、14,18はスペクトル減算器、15,1
9はIFFT(逆FFT)変換器である。
【0012】本発明の実施例を図2に従って詳しく説明
する。まず、符号化側において、音声信号を入力し、D
/A変換器1によってディジタル信号に変換する。次
に、雑音抑圧回路2で背景雑音のスペクトラムを推定し
抑圧する。この雑音抑圧回路2の送信側は、フレーム化
器11、FFT変換器12、平均化器13、スペクトル
減算器14、IFFT変換器15から構成されている。
雑音抑圧回路2では、入力されたディジタル信号をFF
Tを行うために、まずフレーム化器11によってフレー
ム化を行う。このフレーム長は、音声信号の定常性を考
えて256サンプル程度が望ましい。
【0013】次に、FET変換器12によって、フレー
ム化されたディジタル信号を周波数領域に変換する。変
換された信号の一方はそのままスペクトル減算器14に
入力し、もう一方は平均化器13に入力して、定常的な
スペクトルパターンを求める。これは、音声信号のスペ
クトルを雑音と誤って検出しないように、定常的な背景
雑音のスペクトルパターンを検出するためである。
【0014】次に、平均化器13の出力をスペクトル減
算器14に入力し、FFT変換器12の出力信号のスペ
クトルから平均化器13の出力である雑音のスペクトル
パターンを減算する。次に、減算され雑音が除去された
信号をIFFT変換器15に入力して時間軸信号に戻
し、音声符号化回路5に入力する。
【0015】次に、復号側においては、受信符号化デー
タを音声復号部7において復号し、復号音声信号を得
る。復号音声信号はフレーム化器16によってフレーム
化され、FFT変換器7に入力されて周波数領域に変換
される。次に、スペクトル減算器18によって、符号化
前の雑音が混入した信号と同様に、平均化器13から出
力される雑音のスペクトルパターンを減算する。
【0016】復号音声信号には、受話者側の背景雑音は
含まれていないが、D/A変換されスピーカから音声が
出力される段階では背景雑音が混入する。このとき混入
する背景雑音は、送話音声に混入するものと同じスペク
トルパターンを持つと判断できる。このことから、背景
雑音のスペクトルパターンを復号音声信号から、予め減
算しておくことで、聴感上背景雑音が減少し、聞きづら
さが減少する。
【0017】次に、減算され雑音成分が差し引かれた復
号音声信号をIFFT変換器19によって時間軸信号に
戻す。次に、D/A変換器9によってアナログ信号に変
換し、聴取可能な復号音声信号を得る。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、音
声通信を行う際に、音声信号をディジタル信号の形式に
変換して伝送する場合において、音声通信を行う場所に
背景雑音がある場合、送受側では、符号化処理の前に背
景雑音を推定して除去した後、符号化して伝送路に送出
し、受信側では、復号処理した後、送信側で推定した背
景雑音成分を復号音声信号から予め除去することで、ス
ピーカから出力された際に、聴感上雑音が減少し、聴き
づらさが減少するため、実用上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を示す構成例図である。
【図2】本発明の実施例の詳細を示すブロック図であ
る。
【図3】CELP方式のブロック図である。
【図4】LPC方式のブロック図である。
【図5】従来技術の回路例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 A/D変換器 2 雑音抑圧回路 3 雑音推定器 4,8 減算器 15 音声符号化回路 6 音声符号化部 7 音声復号部 9 D/A変換器 11,16 フレーム化器 12,17 FFT変換器 13 平均化器 14,18 スペクトル減算器 23 雑音抑圧回路 24 雑音推定器 25 フィルタ係数推定器 26 フィルタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロホンによって入力される音声信
    号をディジタル変換した後、音声符号化して伝送路へ送
    出するとともに、該伝送路を経て入力される通話相手か
    らの符号化受信信号を復号した後、アナログ変換してス
    ピーカから受話音声を出力する音声符号化通信の送受信
    装置に適用され背景雑音を抑圧する雑音抑圧方法であっ
    て、 前記ディジタル変換された音声信号に重畳されている背
    景雑音成分を推定した推定値を、前記音声符号化する前
    のディジタル音声信号から差し引くとともに、前記復号
    した後の通話相手からのディジタル音声信号から差し引
    くことにより、伝送路への送出信号の背景雑音による影
    響を軽減するとともに、通話相手からの受話音声を聞き
    取る際の背景雑音による影響を軽減することを特徴とす
    る雑音抑圧方法。
  2. 【請求項2】 ディジタル変換された入力音声信号の背
    景雑音成分を抑圧して音声符号化回路に対して出力する
    とともに、通話相手からの受信信号を復号したディジタ
    ル音声信号から前記背景雑音成分を差し引いてD/A変
    換器に対して出力する雑音抑圧回路であって、 送出側では、前記入力音声信号をフレーム化する第1の
    フレーム化器と、該第1のフレーム化器の出力を周波数
    領域に変換する第1のFFT変換器と、該第1のFFT
    変換器の出力から定常的な背景雑音のスペクトルパター
    ンを検出して出力する平均化器と、前記第1のFFT変
    換器から出力される入力信号のスペクトルから前記背景
    雑音のスペクトルパターンを減算する第1のスペクトル
    減算器と、該第1のスペクトル減算器で雑音が除去され
    た信号を時間軸信号に戻すため逆FFT変換して前記音
    声符号化回路に対して出力する第1のIFFT変換器と
    が備えられ、 受信側では、前記復号したディジタル音声信号をフレー
    ム化する第2のフレーム化器と、該第2のフレーム化器
    の出力を周波数領域に変換する第2のFFT変換器と、
    該第2のFFT変換器から出力される受信信号のスペク
    トルから前記背景雑音のスペクトルパターンを減算する
    第2のスペクトル減算器と、該第2のスペクトル減算器
    で雑音が除去された信号を時間軸信号に戻すため逆FF
    T変換して前記D/A変換器に対して出力する第2のI
    FFT変換器とが備えられたことを特徴とする雑音抑圧
    回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012015724A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 雑音信号推定装置、雑音信号推定の方法、及び光受信機
CN117854514A (zh) * 2024-03-06 2024-04-09 深圳市增长点科技有限公司 一种音质保真的无线耳机通信解码优化方法及系统

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CN117854514B (zh) * 2024-03-06 2024-05-31 深圳市增长点科技有限公司 一种音质保真的无线耳机通信解码优化方法及系统

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