JPH1098346A - 自動利得調整装置 - Google Patents
自動利得調整装置Info
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- JPH1098346A JPH1098346A JP8251710A JP25171096A JPH1098346A JP H1098346 A JPH1098346 A JP H1098346A JP 8251710 A JP8251710 A JP 8251710A JP 25171096 A JP25171096 A JP 25171096A JP H1098346 A JPH1098346 A JP H1098346A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- noise
- stationary noise
- voice
- effective value
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 定常な暗騒音と抑圧し、かつ非定常な雑音を
増幅せずに目的音声のみを受聴できるようにすることで
ある。 【解決手段】 定常雑音識別回路１０２で定常雑音を識
別し、その情報を元に定常雑音抑圧回路１０３で定常雑
音を抑圧する。そして、音声識別回路１０８において入
力信号が音声かどうかを識別し、その情報を元に音声実
効値平均化回路１０９において、音声信号の平均実効値
を算出する。この音声の平均実効値により利得算出回路
１０５で利得を算出し、雑音抑圧後の音声信号に乗算す
ることにより、定常な雑音および非定常な雑音も抑圧さ
れ、音声のみを一定の音量にする。
増幅せずに目的音声のみを受聴できるようにすることで
ある。 【解決手段】 定常雑音識別回路１０２で定常雑音を識
別し、その情報を元に定常雑音抑圧回路１０３で定常雑
音を抑圧する。そして、音声識別回路１０８において入
力信号が音声かどうかを識別し、その情報を元に音声実
効値平均化回路１０９において、音声信号の平均実効値
を算出する。この音声の平均実効値により利得算出回路
１０５で利得を算出し、雑音抑圧後の音声信号に乗算す
ることにより、定常な雑音および非定常な雑音も抑圧さ
れ、音声のみを一定の音量にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、拡声通話装置や難
聴者が使用する補助受聴装置等の音響機器における自動
利得調整装置に関するものである。
聴者が使用する補助受聴装置等の音響機器における自動
利得調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＴＶ会議装置や電話会議装置では複数人
対複数人の会話の必要性から、拡声通話が利用される場
合が多い。この際、収音マイクが机等に置かれ、発言者
の口からの距離が一様でないことも多い。すると、発言
者によってマイクへの入力レベルが一定せず、受聴側で
の聴きづらさの一因となる。また、補聴器を装用してい
れば、一対一の会話にはそれほど不自由しない難聴者の
中でも、会議や講演会等のように、話者との距離が遠く
なると、相手の言っていることがわからなくなると訴え
る人が非常に多い。この理由の一つにも補聴器への入力
レベルの低下が考えられる。
対複数人の会話の必要性から、拡声通話が利用される場
合が多い。この際、収音マイクが机等に置かれ、発言者
の口からの距離が一様でないことも多い。すると、発言
者によってマイクへの入力レベルが一定せず、受聴側で
の聴きづらさの一因となる。また、補聴器を装用してい
れば、一対一の会話にはそれほど不自由しない難聴者の
中でも、会議や講演会等のように、話者との距離が遠く
なると、相手の言っていることがわからなくなると訴え
る人が非常に多い。この理由の一つにも補聴器への入力
レベルの低下が考えられる。
【０００３】一般に音源と収音位置の距離が遠くなれば
遠くなるほど、入力音圧レベルは低下する。低下の程度
は音源の指向性や部屋の反響の状態に依存するが、例え
ば自由音場（壁，床，天井等の音を反射する境界が全く
ない仮想空間）で音源を点音源（３６０度どの方向にも
均等に音を放射する仮想音源）と仮定すると、音圧レベ
ルは、音源と受聴点の距離が２倍になると６ｄＢ減衰す
る。実際の部屋では直接音だけでなく境界での反射音が
加算されるため、それほどは減衰しないものの、５ｍも
離れると１ｍの位置での音圧レベルから１０ｄＢ程度は
減衰する。
遠くなるほど、入力音圧レベルは低下する。低下の程度
は音源の指向性や部屋の反響の状態に依存するが、例え
ば自由音場（壁，床，天井等の音を反射する境界が全く
ない仮想空間）で音源を点音源（３６０度どの方向にも
均等に音を放射する仮想音源）と仮定すると、音圧レベ
ルは、音源と受聴点の距離が２倍になると６ｄＢ減衰す
る。実際の部屋では直接音だけでなく境界での反射音が
加算されるため、それほどは減衰しないものの、５ｍも
離れると１ｍの位置での音圧レベルから１０ｄＢ程度は
減衰する。
【０００４】入力音圧レベルを一定に保つために、従来
は例えばコンプレッサと呼ばれる装置があった。これは
入力信号のダイナミックレンジを圧縮して相対的に小さ
いレベルの入力に対する利得を増すことができる装置で
ある。しかしこの装置は、入力レベルを数ｍｓｅｃから
数１０ｍｓｅｃという短い時間で測定し、その値によっ
て高速に圧縮率を変更する。そのため急激な過大入力を
抑えることが主な本来の利用目的であり、比較的レベル
幅の大きな距離減衰による音圧低下を補償するために
は、不向きである。
は例えばコンプレッサと呼ばれる装置があった。これは
入力信号のダイナミックレンジを圧縮して相対的に小さ
いレベルの入力に対する利得を増すことができる装置で
ある。しかしこの装置は、入力レベルを数ｍｓｅｃから
数１０ｍｓｅｃという短い時間で測定し、その値によっ
て高速に圧縮率を変更する。そのため急激な過大入力を
抑えることが主な本来の利用目的であり、比較的レベル
幅の大きな距離減衰による音圧低下を補償するために
は、不向きである。
【０００５】さらに、通常の音響空間には、目的とする
音以外に空調機等の騒音が存在する場合が多い。目的音
を一定の音圧レベルに保とうとすると、騒音レベルが、
目的音の大小によって変動してしまうため非常に聴きづ
らくなる。
音以外に空調機等の騒音が存在する場合が多い。目的音
を一定の音圧レベルに保とうとすると、騒音レベルが、
目的音の大小によって変動してしまうため非常に聴きづ
らくなる。
【０００６】このような目的音を聴きやすくするために
は、例えば本発明者等が先に提案した「自動利得制御装
置（特願平８−１２５６９７号）」のような手段があ
る。この従来手段の概略を図８に示す。入力端１０１か
ら入力された定常騒音の量を定常雑音識別回路１０２で
自動的に測定し、定常雑音抑圧回路１０３でそれを抑圧
した後、利得算出回路１０５で利得を算出する前に、実
効値平均化回路１０４で入力音の平均実効値を計算し、
算出した利得を定常雑音が抑制された入力音に乗算回路
１０６で乗算することにより、入力音を歪ませずに平均
的に一定の音量にして出力端１０７から出力するもので
ある。
は、例えば本発明者等が先に提案した「自動利得制御装
置（特願平８−１２５６９７号）」のような手段があ
る。この従来手段の概略を図８に示す。入力端１０１か
ら入力された定常騒音の量を定常雑音識別回路１０２で
自動的に測定し、定常雑音抑圧回路１０３でそれを抑圧
した後、利得算出回路１０５で利得を算出する前に、実
効値平均化回路１０４で入力音の平均実効値を計算し、
算出した利得を定常雑音が抑制された入力音に乗算回路
１０６で乗算することにより、入力音を歪ませずに平均
的に一定の音量にして出力端１０７から出力するもので
ある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この方法により上述し
た問題点は一応解決するが、定常な騒音以外の非定常な
騒音（例えば紙をめくる音、ドアを閉める音など）も一
定の音量にするべく増幅してしまう問題がある。これら
の非定常音は必ずしも常に「雑音」でありえないが、拡
声通話装置では特殊な利用以外では音声以外の音は不用
な音、即ち雑音であり、また難聴者の場合、特にそのよ
うな非定常な雑音は耳障りになる。
た問題点は一応解決するが、定常な騒音以外の非定常な
騒音（例えば紙をめくる音、ドアを閉める音など）も一
定の音量にするべく増幅してしまう問題がある。これら
の非定常音は必ずしも常に「雑音」でありえないが、拡
声通話装置では特殊な利用以外では音声以外の音は不用
な音、即ち雑音であり、また難聴者の場合、特にそのよ
うな非定常な雑音は耳障りになる。
【０００８】本発明の目的は、拡声通話装置や難聴者が
使用する補助受聴装置等の音響機器において、定常な暗
騒音を抑圧し、かつ非定常な雑音を増幅せずに目的音声
のみを適切な音量でかつ歪みなく受聴できるようにする
ことである。
使用する補助受聴装置等の音響機器において、定常な暗
騒音を抑圧し、かつ非定常な雑音を増幅せずに目的音声
のみを適切な音量でかつ歪みなく受聴できるようにする
ことである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる自動利得
調整装置は、以上述べた問題点を解決し、目的音（この
場合は音声信号）のみを最適な音量で受聴出来るように
したもので、定常雑音を識別する定常雑音識別手段と、
その識別結果を元に定常騒音を抑圧する定常雑音抑圧手
段と、入力信号が音声であるかどうかを識別する音声識
別手段と、その識別結果を元に音声の平均実効値を計算
する音声実効値平均化手段と、音声の平均実効値から必
要な利得を計算する利得算出手段と、利得を入力信号中
の音声信号に乗算し、その信号を出力する乗算手段とを
有するものである。
調整装置は、以上述べた問題点を解決し、目的音（この
場合は音声信号）のみを最適な音量で受聴出来るように
したもので、定常雑音を識別する定常雑音識別手段と、
その識別結果を元に定常騒音を抑圧する定常雑音抑圧手
段と、入力信号が音声であるかどうかを識別する音声識
別手段と、その識別結果を元に音声の平均実効値を計算
する音声実効値平均化手段と、音声の平均実効値から必
要な利得を計算する利得算出手段と、利得を入力信号中
の音声信号に乗算し、その信号を出力する乗算手段とを
有するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態の基
本構成を示すブロック図である。図８で説明した先に提
案した自動利得制御装置と同様、定常雑音識別回路１０
２で定常雑音を識別し、その情報を元に定常雑音抑圧回
路１０３で定常雑音を抑圧する。そして新たに設けた音
声識別回路１０８において入力信号が音声であるかどう
かを識別して、その情報を元に音声実効値平均化回路１
０９において、音声信号の平均実効値を算出する。音声
の平均実効値により利得算出回路１０５で利得を算出
し、雑音抑圧後の音声信号に乗算することによって、定
常な雑音、及び非定常な雑音も抑圧され、音声のみを一
定の音量にすることができる。
本構成を示すブロック図である。図８で説明した先に提
案した自動利得制御装置と同様、定常雑音識別回路１０
２で定常雑音を識別し、その情報を元に定常雑音抑圧回
路１０３で定常雑音を抑圧する。そして新たに設けた音
声識別回路１０８において入力信号が音声であるかどう
かを識別して、その情報を元に音声実効値平均化回路１
０９において、音声信号の平均実効値を算出する。音声
の平均実効値により利得算出回路１０５で利得を算出
し、雑音抑圧後の音声信号に乗算することによって、定
常な雑音、及び非定常な雑音も抑圧され、音声のみを一
定の音量にすることができる。
【００１１】
【実施例】図２は、本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。図２において、１は入力端、２は周波数
分析回路、３は線形予測分析回路、４は自己相関分析回
路、５は最大値検出回路、６は定常雑音検出回路で、こ
の出力で後述のスイッチ１０Ａ，１０Ｂをオン，オフ制
御する。
ック図である。図２において、１は入力端、２は周波数
分析回路、３は線形予測分析回路、４は自己相関分析回
路、５は最大値検出回路、６は定常雑音検出回路で、こ
の出力で後述のスイッチ１０Ａ，１０Ｂをオン，オフ制
御する。
【００１２】７は平均雑音パワースペクトル算出回路
で、ここで視覚的重み付けが行われる。８は減算回路、
９は逆周波数分析回路で、周波数分析回路２と逆の順序
の動作を行う。１０Ａ，１０Ｂはスイッチ、１１は実効
値算出回路、１２は実効値記憶回路、１３はしきい値算
出回路、１４は音声識別回路、１５は音声識別フラグ記
憶回路、１６は利得算出回路、１７Ａ，１７Ｂは乗算回
路、１８は音声平均実効値算出回路、１９は圧縮比算出
回路、２０は圧縮比平滑化回路、２１は出力端である。
で、ここで視覚的重み付けが行われる。８は減算回路、
９は逆周波数分析回路で、周波数分析回路２と逆の順序
の動作を行う。１０Ａ，１０Ｂはスイッチ、１１は実効
値算出回路、１２は実効値記憶回路、１３はしきい値算
出回路、１４は音声識別回路、１５は音声識別フラグ記
憶回路、１６は利得算出回路、１７Ａ，１７Ｂは乗算回
路、１８は音声平均実効値算出回路、１９は圧縮比算出
回路、２０は圧縮比平滑化回路、２１は出力端である。
【００１３】次に、動作を説明する。入力端１より入力
される信号は、適当な時間で区切られたフレーム毎の信
号である。まず、定常雑音検出回路６でそれが定常雑音
であるかどうかを判定する。そのために、まず、入力信
号を線形予測分析回路３によって線形予測分析し、その
線形予測残差信号（ここではこれを残差信号と呼ぶ）を
取り出す。その自己相関関数を自己関数分析回路４で計
算し、その最大値（ＣＭ）を最大値検出回路５で算出す
る。これにより、入力信号の周期性の大小を検出でき
る。一般に空調機騒音などの定常な雑音の性質として周
期性が低いものが多い。よって、定常雑音検出回路６に
おいて、ＣＭがあるしきい値よりも小さい場合に定常雑
音（ＢＮ）と判定する。
される信号は、適当な時間で区切られたフレーム毎の信
号である。まず、定常雑音検出回路６でそれが定常雑音
であるかどうかを判定する。そのために、まず、入力信
号を線形予測分析回路３によって線形予測分析し、その
線形予測残差信号（ここではこれを残差信号と呼ぶ）を
取り出す。その自己相関関数を自己関数分析回路４で計
算し、その最大値（ＣＭ）を最大値検出回路５で算出す
る。これにより、入力信号の周期性の大小を検出でき
る。一般に空調機騒音などの定常な雑音の性質として周
期性が低いものが多い。よって、定常雑音検出回路６に
おいて、ＣＭがあるしきい値よりも小さい場合に定常雑
音（ＢＮ）と判定する。
【００１４】入力端１より入力される信号は、並行して
周波数分析回路（ＦＦＴ）２に送られ周波数領域に変換
される。定常雑音検出回路６で定常雑音と判定されたフ
レームのパワースペクトルＳ（ｆ）は、平均雑音パワー
スペクトル算出回路７にスイッチ１０Ａの作用により送
られ、ここに格納される。平均雑音パワースペクトル算
出回路７では、過去適当なフレーム数分のパワースペク
トルＳ（ｆ）を格納しておき、その平均値を算出する。
さらに特願平８−１２５６９７号で先に提案した残量雑
音の「聴こえ」を限りなく小さくするための重み付け関
数Ｗ（ｆ）を乗じてそれを雑音平均パワースペクトルＳ
ｎｓ（ｆ）とする（重み付け関数Ｗ（ｆ）については、
後に補足説明する）。それを減算回路８によって、Ｓ
（ｆ）より差し引く。雑音を差し引いた信号のパワース
ペクトルＳ′（ｆ）と、原信号の位相Ｐ（ｆ）より、逆
周波数分析回路（ＩＦＦＴ）９で時間領域信号に戻す。
ここまでが、定常雑音抑圧処理である。
周波数分析回路（ＦＦＴ）２に送られ周波数領域に変換
される。定常雑音検出回路６で定常雑音と判定されたフ
レームのパワースペクトルＳ（ｆ）は、平均雑音パワー
スペクトル算出回路７にスイッチ１０Ａの作用により送
られ、ここに格納される。平均雑音パワースペクトル算
出回路７では、過去適当なフレーム数分のパワースペク
トルＳ（ｆ）を格納しておき、その平均値を算出する。
さらに特願平８−１２５６９７号で先に提案した残量雑
音の「聴こえ」を限りなく小さくするための重み付け関
数Ｗ（ｆ）を乗じてそれを雑音平均パワースペクトルＳ
ｎｓ（ｆ）とする（重み付け関数Ｗ（ｆ）については、
後に補足説明する）。それを減算回路８によって、Ｓ
（ｆ）より差し引く。雑音を差し引いた信号のパワース
ペクトルＳ′（ｆ）と、原信号の位相Ｐ（ｆ）より、逆
周波数分析回路（ＩＦＦＴ）９で時間領域信号に戻す。
ここまでが、定常雑音抑圧処理である。
【００１５】音声識別回路１４では、入力信号毎に音声
（ＳＰ）か、非定常雑音（ＮＳＮ）か、定常雑音（Ｂ
Ｎ′）かを判定する。なお、雑音抑圧する前の定常雑音
をＢＮ、雑音抑圧した後の定常雑音（残留雑音）をＢ
Ｎ′とする。
（ＳＰ）か、非定常雑音（ＮＳＮ）か、定常雑音（Ｂ
Ｎ′）かを判定する。なお、雑音抑圧する前の定常雑音
をＢＮ、雑音抑圧した後の定常雑音（残留雑音）をＢ
Ｎ′とする。
【００１６】図３は、音声識別回路１４の一実施例の詳
細を示すブロック図である。この図で、１４Ａはパワー
スペクトル傾斜算出回路、１４Ｂは信号種判定回路、１
４Ｃはパラメータしきい値記憶部で、ｔｈｄ（ＣＭ），
ｔｈｄ（ＳＳ）が記憶されている。音声識別回路１４で
は前段で算出されている二つの値、即ち実効値算出回路
１１で計算された実効値ｒｍｓと、線形予測残差の最大
値ＣＭの他に、パワースペクトルＳ（ｆ）からパワース
ペクトル傾斜算出回路１４Ａで算出される周波数特性の
傾斜（ｄＢ／Ｏｃｔ．）を利用する。その方法例を以下
に説明する。
細を示すブロック図である。この図で、１４Ａはパワー
スペクトル傾斜算出回路、１４Ｂは信号種判定回路、１
４Ｃはパラメータしきい値記憶部で、ｔｈｄ（ＣＭ），
ｔｈｄ（ＳＳ）が記憶されている。音声識別回路１４で
は前段で算出されている二つの値、即ち実効値算出回路
１１で計算された実効値ｒｍｓと、線形予測残差の最大
値ＣＭの他に、パワースペクトルＳ（ｆ）からパワース
ペクトル傾斜算出回路１４Ａで算出される周波数特性の
傾斜（ｄＢ／Ｏｃｔ．）を利用する。その方法例を以下
に説明する。
【００１７】まず、パワースペクトルＳ（ｆ）の３分の
１オクターブ毎の平均を取り、その値のレベル（ｄＢ）
を計算する。この値の回帰直線の傾きｂは、以下のよう
に計算される。
１オクターブ毎の平均を取り、その値のレベル（ｄＢ）
を計算する。この値の回帰直線の傾きｂは、以下のよう
に計算される。
【００１８】
【数１】 ここで、ｘは３分の１オクターブ毎の分割総数をＮとす
れば、ｘ＝１，２，・・・〜，Ｎで、ｙは３分の１オク
ターブ毎に平均されたＮ個のパワースペクトルレベルで
ある。Ｓｘｙは、ｘ，ｙ各々の残差の積の和、Ｓｘはｘ
の残差平方和である。ｂは３分の１オクターブ毎の傾き
であるから、３倍すれば、オクターブ毎の傾き（ｄＢ／
Ｏｃｔ．）が得られる。音声の場合、この傾きは通常、
負の値になるので、符号を反転し、その値をＳＳとす
る。即ち、
れば、ｘ＝１，２，・・・〜，Ｎで、ｙは３分の１オク
ターブ毎に平均されたＮ個のパワースペクトルレベルで
ある。Ｓｘｙは、ｘ，ｙ各々の残差の積の和、Ｓｘはｘ
の残差平方和である。ｂは３分の１オクターブ毎の傾き
であるから、３倍すれば、オクターブ毎の傾き（ｄＢ／
Ｏｃｔ．）が得られる。音声の場合、この傾きは通常、
負の値になるので、符号を反転し、その値をＳＳとす
る。即ち、
【００１９】
【数２】 以上の信号の特徴量、ｒｍｓ，ＣＭ，ＳＳを信号種判定
回路１４Ｂに入力し、信号種を以下のように判定する。
回路１４Ｂに入力し、信号種を以下のように判定する。
【００２０】１ 定常雑音：実効値ｒｍｓが、そのしき
い値ｔｈｄ（ｒｍｓ）より小さい時、定常雑音（Ｂ
Ｎ′）と判定する。
い値ｔｈｄ（ｒｍｓ）より小さい時、定常雑音（Ｂ
Ｎ′）と判定する。
【００２１】２ 非定常雑音：実効値ｒｍｓがしきい値
ｔｈｄ（ｒｍｓ）以上で、ＣＭ，ＳＳのいずれかが各々
のしきい値ｔｈｄ（ＣＭ），ｔｈｄ（ＳＳ）より小さい
時、非定常雑音（ＮＳＮ）と判定する。
ｔｈｄ（ｒｍｓ）以上で、ＣＭ，ＳＳのいずれかが各々
のしきい値ｔｈｄ（ＣＭ），ｔｈｄ（ＳＳ）より小さい
時、非定常雑音（ＮＳＮ）と判定する。
【００２２】３ 音声：いずれのしきい値も各々のしき
い値を超えた場合、音声（ＳＰ）と判定する。
い値を超えた場合、音声（ＳＰ）と判定する。
【００２３】再び図２において、音声識別回路１４で識
別された信号種（ＳＰ／ＮＳＮ／ＢＮ′）は、過去Ｍフ
レーム分連続して音声識別フラグ記憶回路１５に格納さ
れる。新しい信号種を格納する場合、最も古い値を消去
する。
別された信号種（ＳＰ／ＮＳＮ／ＢＮ′）は、過去Ｍフ
レーム分連続して音声識別フラグ記憶回路１５に格納さ
れる。新しい信号種を格納する場合、最も古い値を消去
する。
【００２４】実効値算出回路１１で計算された実効値ｒ
ｍｓのうち、定常雑音検出回路６で定常雑音と判定され
た過去Ｌフレームの実効値をしきい値算出回路１３に格
納しておく。これは、定常雑音抑圧処理により消し残っ
た残留雑音の実効値と考えられる。新たに（残留）雑音
と判定された実効値ＮS （Ｎ）を格納する場合、最も古
い値ＮS （Ｎ−Ｌ）を消去する。そして、それらの平均
値〈ＮS （Ｎ）〉を計算し、それに１以上の定数を乗算
し、しきい値ｔｈｄ（ｒｍｓ）を得る。この作用は、定
常雑音検出回路６で新たに入力信号が雑音と判定された
場合のみスイッチ１０Ｂの切替により行なわれ、ｔｈｄ
（ｒｍｓ）の値が更新される。
ｍｓのうち、定常雑音検出回路６で定常雑音と判定され
た過去Ｌフレームの実効値をしきい値算出回路１３に格
納しておく。これは、定常雑音抑圧処理により消し残っ
た残留雑音の実効値と考えられる。新たに（残留）雑音
と判定された実効値ＮS （Ｎ）を格納する場合、最も古
い値ＮS （Ｎ−Ｌ）を消去する。そして、それらの平均
値〈ＮS （Ｎ）〉を計算し、それに１以上の定数を乗算
し、しきい値ｔｈｄ（ｒｍｓ）を得る。この作用は、定
常雑音検出回路６で新たに入力信号が雑音と判定された
場合のみスイッチ１０Ｂの切替により行なわれ、ｔｈｄ
（ｒｍｓ）の値が更新される。
【００２５】一方、実効値算出回路１１で算出された実
効値ｒｍｓは、過去Ｍフレーム分連続して実効値記憶回
路１２に格納される。新しい実効値を格納する場合、最
も古い値を消去する。この格納された実効値列（ｒｍｓ
（Ｎ−Ｍ＋１），・・・，ｒｍｓ（Ｎ−１），ｒｍｓ
（Ｎ））から、音声平均実効値算出回路１８において、
平均実効値〈ｒｍｓ（Ｎ）〉を以下の手順で得る。これ
を図４を参照して説明する。
効値ｒｍｓは、過去Ｍフレーム分連続して実効値記憶回
路１２に格納される。新しい実効値を格納する場合、最
も古い値を消去する。この格納された実効値列（ｒｍｓ
（Ｎ−Ｍ＋１），・・・，ｒｍｓ（Ｎ−１），ｒｍｓ
（Ｎ））から、音声平均実効値算出回路１８において、
平均実効値〈ｒｍｓ（Ｎ）〉を以下の手順で得る。これ
を図４を参照して説明する。
【００２６】（ａ）音声の発話中：格納された実効値列
（ｒｍｓ（Ｎ−Ｍ＋１），・・・，ｒｍｓ（Ｎ−１），
ｒｍｓ（Ｎ））の中から、音声識別フラグ記憶回路１５
で音声（ＳＰ）と判定されている値を平均し、〈ｒｍｓ
（Ｎ）〉とする。
（ｒｍｓ（Ｎ−Ｍ＋１），・・・，ｒｍｓ（Ｎ−１），
ｒｍｓ（Ｎ））の中から、音声識別フラグ記憶回路１５
で音声（ＳＰ）と判定されている値を平均し、〈ｒｍｓ
（Ｎ）〉とする。
【００２７】（ｂ）非定常雑音：ただし、音声と判定さ
れているフレーム数よりも非定常雑音（ＮＳＮ）と判定
されているフレーム数が多い場合は、しきい値ｔｈｄ
（ｒｍｓ）に１より小さい適当な定数ａを掛けた値を
〈ｒｍｓ（Ｎ）〉とする。
れているフレーム数よりも非定常雑音（ＮＳＮ）と判定
されているフレーム数が多い場合は、しきい値ｔｈｄ
（ｒｍｓ）に１より小さい適当な定数ａを掛けた値を
〈ｒｍｓ（Ｎ）〉とする。
【００２８】（ｃ）無音声時：Ｋ（＜Ｍ）フレーム連続
して音声以外の入力、即ち、しきい値ｔｈｄ（ｒｍｓ）
以下定常雑音か非定常雑音の入力が続いた場合、無音声
時と判定し、しきい値ｔｈｄ（ｒｍｓ）に１より小さい
適当な定数ａを掛けた値を〈ｒｍｓ（Ｎ）〉とする。
して音声以外の入力、即ち、しきい値ｔｈｄ（ｒｍｓ）
以下定常雑音か非定常雑音の入力が続いた場合、無音声
時と判定し、しきい値ｔｈｄ（ｒｍｓ）に１より小さい
適当な定数ａを掛けた値を〈ｒｍｓ（Ｎ）〉とする。
【００２９】平均実効値〈ｒｍｓ（Ｎ）〉を使って、圧
縮比算出回路１９で圧縮比ｐ（Ｎ）を（３）式のように
計算する。
縮比算出回路１９で圧縮比ｐ（Ｎ）を（３）式のように
計算する。
【００３０】
【数３】 さらに、特に音声の立上がり、立下がりでの急激な圧縮
比ｐ（Ｎ）の変化を抑えるために、圧縮比平滑化回路２
０で、（４）式のように平滑化する。
比ｐ（Ｎ）の変化を抑えるために、圧縮比平滑化回路２
０で、（４）式のように平滑化する。
【００３１】
【数４】 〈ｐ（Ｎ−１）〉は一つ前のフレームの平滑化圧縮比
で、Ｃ０＋Ｃ１＝１．０であり、Ｃ１が大きいほど、な
めらかに変化する。利得算出回路１６では、出力される
音声の目標とする平均実効値をｄ１とすると、（５）式
で利得Ｇが計算される。
で、Ｃ０＋Ｃ１＝１．０であり、Ｃ１が大きいほど、な
めらかに変化する。利得算出回路１６では、出力される
音声の目標とする平均実効値をｄ１とすると、（５）式
で利得Ｇが計算される。
【００３２】
【数５】 乗算回路１７Ａ，１７Ｂで利得Ｇ，平滑化圧縮比〈ｐ〉
を入力信号に乗算し、出力端２１より出力する。
を入力信号に乗算し、出力端２１より出力する。
【００３３】図５は、入出力の関係を両対数で示したも
のである。しきい値ｔｈｄ（ｒｍｓ）以上の入力は全て
目標値ｄｌに圧縮，増幅され、しきい値ｔｈｄ（ｒｍ
ｓ）以下は伸長，減衰されている。音声平均実効値算出
回路１８で、音声以外の入力は全てしきい値以下になる
ように計算されるので、音声以外の非定常雑音も減衰さ
れる。
のである。しきい値ｔｈｄ（ｒｍｓ）以上の入力は全て
目標値ｄｌに圧縮，増幅され、しきい値ｔｈｄ（ｒｍ
ｓ）以下は伸長，減衰されている。音声平均実効値算出
回路１８で、音声以外の入力は全てしきい値以下になる
ように計算されるので、音声以外の非定常雑音も減衰さ
れる。
【００３４】ここで、図１と図２の各部の対応を符号を
用いて示すと下記のようになる。
用いて示すと下記のようになる。
【００３５】 １０１：１ １０２：３，４，５，６ １０３：２，７，８，９，１０Ａ １０５：１６，１９，２０ １０６：１７Ａ，１７Ｂ １０７：２１ １０８：１４，１５ １０９：１１，１２，１８ 図６は、本発明によって得られる処理結果の一例であ
る。（ａ）が入力信号で、ある会議室において、男声
（マイク−スピーカ間距離：５０ｃｍ）と女声（同：３
ｍ）を、男声より約２０ｄＢ低い空調騒音下で収音し、
その間に数種の非定常雑音を付加したものである。
（ｂ）は従来法（特願平８−１２５６９７号）による処
理波形で、定常な空調騒音は抑圧されて、音声はほぼ同
じレベルになっているものの、非定常な雑音も音声同様
に増幅されている。（ｃ）が本発明によって得られる処
理結果の一例で、音声以外の非定常雑音も十分抑圧され
ているのがわかる。
る。（ａ）が入力信号で、ある会議室において、男声
（マイク−スピーカ間距離：５０ｃｍ）と女声（同：３
ｍ）を、男声より約２０ｄＢ低い空調騒音下で収音し、
その間に数種の非定常雑音を付加したものである。
（ｂ）は従来法（特願平８−１２５６９７号）による処
理波形で、定常な空調騒音は抑圧されて、音声はほぼ同
じレベルになっているものの、非定常な雑音も音声同様
に増幅されている。（ｃ）が本発明によって得られる処
理結果の一例で、音声以外の非定常雑音も十分抑圧され
ているのがわかる。
【００３６】次に、上述した重み付け関数Ｗ（ｆ）につ
いて、補足説明する。
いて、補足説明する。
【００３７】図７は、重み付け関数Ｗ（ｆ）の説明図で
ある。重み付け関数Ｗ（ｆ）は、式（６）で表せる。
ある。重み付け関数Ｗ（ｆ）は、式（６）で表せる。
【００３８】
【数６】 図７に示されるように、Ｗ（ｆ）は雑音パワースペクト
ルが大きいほど差し引く量を増やしている。こうするこ
とで、雑音パワーの大きな低域における消し残りと、パ
ワーの小さい高域における引き過ぎの低減を図ることが
できる。
ルが大きいほど差し引く量を増やしている。こうするこ
とで、雑音パワーの大きな低域における消し残りと、パ
ワーの小さい高域における引き過ぎの低減を図ることが
できる。
【００３９】なお、βは平均の重み付け係数、Ｓ
ns（ｆ）は雑音平均パワースペクトルを示す。
ns（ｆ）は雑音平均パワースペクトルを示す。
【００４０】なお、上記本発明の実施の形態においてブ
ロック図の各部を「回路」として示してあるが、これは
ソフトウエア等で実現することも可能であるので、一般
的には「手段」として表現されるものである。
ロック図の各部を「回路」として示してあるが、これは
ソフトウエア等で実現することも可能であるので、一般
的には「手段」として表現されるものである。
【００４１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、まず定常
雑音を抑圧し、音声と非定常雑音を識別した後に利得制
御を行なうため、非定常な雑音を増幅することなしに、
目的の音声のみを一定の音圧レベルにすることが可能で
ある。これにより不快な紙めくり音や、ドアの音等を定
常な暗騒音と共に抑圧し、音声のみを常に一定の音量で
受聴できる快適な受聴システムの実現が可能である。
雑音を抑圧し、音声と非定常雑音を識別した後に利得制
御を行なうため、非定常な雑音を増幅することなしに、
目的の音声のみを一定の音圧レベルにすることが可能で
ある。これにより不快な紙めくり音や、ドアの音等を定
常な暗騒音と共に抑圧し、音声のみを常に一定の音量で
受聴できる快適な受聴システムの実現が可能である。
【図１】本発明の基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図３】図２の実施例中の音声識別回路の詳細を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図４】図２の実施例中の音声平均実効値算出回路の動
作を説明する図である。
作を説明する図である。
【図５】図２の実施例の入出力関係図である。
【図６】本発明による一処理例を示す波形図である。
【図７】図２の実施例で用いた重み付け関数の説明図で
ある。
ある。
【図８】先に提案した自動利得調整装置の概略構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【符号の説明】 １ 入力端 ２ 周波数分析回路 ３ 線形予測分析回路 ４ 自己相関分析回路 ５ 最大値検出回路 ６ 定常雑音検出回路 ７ 平均雑音パワースペクトル算出回路 ８ 減算回路 ９ 逆周波数分析回路 １０Ａ，１０Ｂ スイッチ １１ 実効値算出回路 １２ 実効値記憶回路 １３ しきい値算出回路 １４ 音声識別回路 １４Ａ パワースペクトル傾斜算出回路 １４Ｂ 信号種判定回路 １４Ｃ パラメータしきい値記憶部 １５ 音声識別フラグ記憶回路 １６ 利得算出回路 １７ 乗算回路 １８ 音声平均実効値算出回路 １９ 圧縮比算出回路 ２０ 圧縮比平滑化回路 ２１ 出力端 １０１ 入力端 １０２ 定常雑音識別回路 １０３ 定常雑音抑圧回路 １０４ 実効値平均化回路 １０５ 利得算出回路 １０６ 乗算回路 １０７ 出力端 １０８ 音声識別回路 １０９ 音声実効値平均化回路
Claims (1)
- 【請求項１】 定常雑音を識別する定常雑音識別手段
と、その識別結果を元に定常騒音を抑圧する定常雑音抑
圧手段と、入力信号が音声であるかどうかを識別する音
声識別手段と、その識別結果を元に音声の平均実効値を
計算する音声実効値平均化手段と、音声の平均実効値か
ら必要な利得を計算する利得算出手段と、利得を入力信
号中の音声信号に乗算し、その信号を出力する乗算手段
とを有することを特徴とする自動利得調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25171096A JP3367592B2 (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 自動利得調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25171096A JP3367592B2 (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 自動利得調整装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1098346A true JPH1098346A (ja) | 1998-04-14 |
| JP3367592B2 JP3367592B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=17226849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25171096A Expired - Lifetime JP3367592B2 (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 自動利得調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3367592B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000298058A (ja) * | 1999-04-14 | 2000-10-24 | Rion Co Ltd | 環境騒音分析装置 |
| JP2006323134A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 信号抽出装置 |
| JP2007072005A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 非定常雑音判別方法、その装置、そのプログラム及びその記録媒体 |
| JP2010181892A (ja) * | 1998-08-24 | 2010-08-19 | Mindspeed Technologies Inc | 音声符号化用ゲイン平滑化 |
| JP2010534030A (ja) * | 2007-07-13 | 2010-10-28 | ドルビー・ラボラトリーズ・ライセンシング・コーポレーション | 聴覚情景分析とスペクトルの歪みを用いた音響処理 |
| WO2014027419A1 (ja) * | 2012-08-17 | 2014-02-20 | Toa株式会社 | 雑音除去装置 |
| KR101459319B1 (ko) * | 2008-01-29 | 2014-11-07 | 삼성전자주식회사 | 오디오 볼륨 자동 조절 방법 및 장치 |
| JP2016171569A (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-23 | シバントス ピーティーイー リミテッド | 補聴器の作動方法並びに補聴器 |
| JP2020134887A (ja) * | 2019-02-25 | 2020-08-31 | 富士通株式会社 | 音信号処理プログラム、音信号処理方法及び音信号処理装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070285155A1 (en) * | 2004-08-18 | 2007-12-13 | Shinji Yano | Discrimination Circuit, Gain Adjustment Circuit, Signal Processing Circuit, and Electric Device |
| EP1729410A1 (en) * | 2005-06-02 | 2006-12-06 | Sony Ericsson Mobile Communications AB | Device and method for audio signal gain control |
-
1996
- 1996-09-24 JP JP25171096A patent/JP3367592B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010181892A (ja) * | 1998-08-24 | 2010-08-19 | Mindspeed Technologies Inc | 音声符号化用ゲイン平滑化 |
| JP2000298058A (ja) * | 1999-04-14 | 2000-10-24 | Rion Co Ltd | 環境騒音分析装置 |
| JP2006323134A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 信号抽出装置 |
| JP4612468B2 (ja) * | 2005-05-19 | 2011-01-12 | 日本電信電話株式会社 | 信号抽出装置 |
| JP2007072005A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 非定常雑音判別方法、その装置、そのプログラム及びその記録媒体 |
| JP2010534030A (ja) * | 2007-07-13 | 2010-10-28 | ドルビー・ラボラトリーズ・ライセンシング・コーポレーション | 聴覚情景分析とスペクトルの歪みを用いた音響処理 |
| KR101459319B1 (ko) * | 2008-01-29 | 2014-11-07 | 삼성전자주식회사 | 오디오 볼륨 자동 조절 방법 및 장치 |
| US9461603B2 (en) | 2008-01-29 | 2016-10-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus to automatically control audio volume |
| WO2014027419A1 (ja) * | 2012-08-17 | 2014-02-20 | Toa株式会社 | 雑音除去装置 |
| JP2016171569A (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-23 | シバントス ピーティーイー リミテッド | 補聴器の作動方法並びに補聴器 |
| US9973861B2 (en) | 2015-03-13 | 2018-05-15 | Sivantos Pte. Ltd. | Method for operating a hearing aid and hearing aid |
| JP2020134887A (ja) * | 2019-02-25 | 2020-08-31 | 富士通株式会社 | 音信号処理プログラム、音信号処理方法及び音信号処理装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3367592B2 (ja) | 2003-01-14 |
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