JPS62104225A - 雑音消去装置 - Google Patents

雑音消去装置

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JPS62104225A
JPS62104225A JP24451785A JP24451785A JPS62104225A JP S62104225 A JPS62104225 A JP S62104225A JP 24451785 A JP24451785 A JP 24451785A JP 24451785 A JP24451785 A JP 24451785A JP S62104225 A JPS62104225 A JP S62104225A
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JP
Japan
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noise
filter
acoustic pickup
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acoustic
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JP24451785A
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Satoru Taguchi
哲 田口
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は雑音消去装置に関し、特に処理効率の改善を図
った2音響受信点型の雑音消去装置に関する。
〔従来の技術〕
2つの音響受信点にそれぞれ音響ピックアップを配置し
、一方の音響ピックアップでは不可避な状態で入力する
雑音と必要とする音声信号とを受け、他方の音響ピック
アップでは雑音のみを対象として入力したうえこれを前
者の音響ピックアップによる出力から差引く形式で雑音
の消去t−Uかる2音響受信点型の雑音消去装置はよく
知られている。
この種の2音響受信点型の雑音消去装置の基本的雑音消
去処理は次のようにして行なわれる。
第2図は従来の2音響受信点型の雑音消去装置の基本的
構成を示すブロック図であり、加算器1゜音響ピックア
ップ2.減算器3.音響ピックアップ42等価雑音生成
フィルタ5を備えて構成され、このほかに音響ピックア
ップ2に対する伝搬路100を併記して示す。
不要音源としての雑音源から発生する雑音は伝搬m10
0を介して加算器1と音響ピックアップ4とに入力され
る。音響ピックアップ2は伝搬路100を伝搬して不可
避的に入力する雑音と音声信号とを加算器1を介して入
力し、また音響ピックアップ4は意識的に雑音を捕捉し
やすい状態に配置して入力する雑音を王たる入力対象と
して使われるのが通常の使われ方となっている。
音響ピックアップ2に入力する雑音の伝搬路100は未
知の伝達関数H,(Z)でモデル化して考えることがで
き、加算器IKはこの伝達関数H,(Z)をもつ仮想フ
ィルタを介して入力する雑音と希望信号(desisa
ble signal)としての音声信号とが加算重畳
されて第1の音響ピックアップ2に供給される。従って
、音響ピックアップ2によって検出される出力から混入
雑音を差引くことができれば雑音が消去できることにな
るわけで、このため何等かの手段で伝搬路100の伝達
関数を推定し伝搬路100を介して音響ピックアップ2
に入力する雑音と等価な雑音を生成することが必要とな
る。
音響ピックアップ4と等価雑音生成フィルタ5とは第1
の音種ピックアップ2の出力に含まれる雑音とほぼ等価
な雑音を生成し減算器4に引数として提供するものであ
る。第2の音響ピックアップ4は雑音源からの雑音を主
たる入力とし、これを等価雑音生成フィルタ5に供給す
る。このフィルタはトランスバーサル型のフィルタとし
て構成され、音声が無音状態のときの減算器3の出力、
すなわち消去残留波形の電力を最小とするようにその係
数が決定される。つまシ伝達関数H2(Z)はほぼH,
(Z)に収れんせしめられるように決定される。
このようにして雑音消去が行なわれるが、この雑音消去
処理におけるトランスバーサルフィルタの係数決定も基
本的には次の2つの手法が中心となっている。
すなわち、減算器4の出力する消去残留波形の電力を最
小化するように、等価雑音生成フィルタ5のタップ数に
もとついて決定される行9列数をもつ逆行列式を解くと
か、最大傾斜法的手法で最適係数を探索する等の公知の
第1の手法、もしくはかなり長い観測時間にわたって消
去残留波形の電力を最小化するように等価雑音生成フィ
ルタ5の係数を何等かの自動制御ループで制御するいわ
ゆる適応制御を行って設定する公知の第2の手法が利用
されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来の方法には、しかしながら次の如き問題点
がある。
すなわち、等価雑音生成フィルタ5のフィルタ係数を決
定する2つの手法のうち逆行列式を解くとか、最大傾斜
法的手法で最適係数を探索する第1の手法では本質的に
その演算量が著しく大となシ、また第2の手法を利用し
例等かの自動制御ルーチンによりて係数を決定する場合
は観測時間をかな夛大きくする必要があるためレスポン
スが著しく遅くなシ実時間処理も困難となるという欠点
がある。
本発明の目的は上述した欠点を除去し、演算量を大幅に
削減するとともにレスポンス遅れの問題も根本的に排除
し容易に実時間処理が可能な雑音消去装置を提供するこ
とにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の装置は、雑音を含む音声信号を捕音する第1の
音響ピックアップと、主として雑音を捕音する第2の音
響ピックアップとを有し前記第1の音響ピックアップの
出力から前記第2の音響ピックアップの出力をトランス
バーサル型のフィルタを通したうえ差引くことによって
雑音を消去する2音響受信点型の雑音消去装置であって
、前記第1の音響ピックアップの無音声信号時の出力と
前記第2の音響ピックアップの出力との相互相関係数列
と前記第2の音響ピックアップの出力の自己相関係数列
とを算出したうえ前記自己相関係数列によって前記相互
相関係数列を補正しつつこれを前記第2の音響ピックア
ップの出力に対するトランスバーサル型フィルタのフィ
ルタ係数として設定するフィルタ係数設定手段を’J+
i!えて構成される。
〔実施例〕
次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
第2図に二点鎖線で示す内容が第1図に一点鎖線で示す
構成範囲に対応する発明範囲であシ、音響ピックアップ
2および4、減算器3のほか相互相関算出器6、自己相
関算出器7、係数決定器8、等価雑音生成フィルタ9を
備えて構成され、さらに等価雑音生成フィルタ9は単位
遅延素子91−1゜91−2.91−3.・・・・−・
91−P、乗算器92−1.92−2゜92−3.92
−4.・・・・−・92−(P−1) 、92−Plお
よび加算器93を備えて構成される。
音響ピックアップ2には加算器2の出ブハすなわち雑音
と音声信号との重畳信号が供給されるが、音声が無音時
には雑音のみ供給されることとなシ、本実施例でもこの
無音時を利用して等価雑音生成フィルタ9のフィルタ係
数を推定する。
音響ピックアップ4は主として雑音源から受ける雑音を
対象として捕音するように配置されその雑音を入力する
。こりして捕音する雑音を特に雑音源雑音と表現する。
本冥施例における等価雑音生成フィルタ9のフィルタ係
数推定の基本的考え方は次のとおりである。
すなわち、フィルタ係数の推定は音声が無f時を利用し
て行ない、まず乗算器92−1〜92−Pとして構成さ
れるP個のフィルタ係数の95のある1個を除いて他は
すべて零であるとし、この1個のフィルタ係aem適に
選択する方法を上述した雑音と雑音源雑音との相互相関
係数の最大値検索にもとついて実施し、さらに雑音rJ
1.雑音の自己相関係数によって前記相互相関係数を補
正しつつ他のフィルタ係数を雑音消去残留波形の電力が
所定のレベル以下となるまで次次に推定していくもので
詳細は次のとおシであシ、これによシフィルタ係数推定
に要する演算量が著しく低減できる。
いま、音響ピックアップ2で検出された無音時の検出波
形をS u(t)とする。これは当然非希望信号として
の無音時雑音である。また、音響ピックアップ4の検出
波形を5n(t)とする。これは上述した如く雑音源か
ら意識的に捕音した雑音である。
SuはほぼSnの線形結合とみなしうるのでこれら2つ
の雑音間の差引きによるノイズキャンセル(cance
l)は可能である。ここで仮に、等価雑音生成フィルタ
9はそのフィルタ係数が1個だけ、遅延時間τのタップ
のものがある値を有し他はすべて零係数であるとすると
減算器4の出力として得られる雑音消去残留波形U (
t)は次の(1)式で示される。また、この場合のタッ
プτは後述する如く5u(t)とS n (t)との相
互相関係数の最大値を示す時間位置に対応して決定され
る。
U(t)−8u(t)  a Sn (t+τ)   
−−(1)さらに、観測区間数をN個としく1)式のU
(t)の電力をEとするとEは次の(2)式で求められ
る。
i :l         fi :1+ a2S n
” (t+τ) )  −−(2)(2)式からタップ
τにおいてEを最小化するaは下記の第(3)式を零と
おくことによって求められる。
・・・・・・(3) すなわち、(3)式の右辺を零とするaとして次の(4
)式で示されるaが求まる。
この(4)式に示す右辺の分子は明らかにSuとSnと
のタップτにおける相互相関係数であシ、また分母はS
nのタップ零での自己相関係数である。
いま、これら相互相関係数をφ(τ)、自己相関係数を
R(τ)で表わすと(4)式のaは次の(5)式で示す
ことができる。
a=φ(τ)/ R(0)           ・・
・・・・(5)ところで、ζうしてaが決定されれば(
1)式からU(t)、すなわち最小の雑音消去残留波形
が決定する。演算処理としては、とのU (t)を前述
した5u(t)に代えてそのときの雑音消去残留波形を
最小化する1個の最適フィルタ係数を推定することが次
の手順である。この手順を同様にして次次に上述の如く
繰返していきながら雑音消去残留波形が所定のレベルに
減少するまで繰返しつつフィルタ係数を次次に決定して
いけばよいわけであるがその演算量はタップ数に対応し
て膨大なものとなっていくので本実施例では次のように
その簡素化を図っている。
いま、前述したU(t)と8n(t)の相互相関係数を
φ。
・・・・・・(6) (6)式の意味するところは、タップ■におけるSuと
Snとの相互相関係数φ(v)を一旦決定すればこの相
関相関係数列を係数aを含む自己相関係数R(τ−■)
で補正しつつ次次に相互相関係数列の極大値ごとのφ1
(v)が求められるということである。上述した説明か
らも明らかな如く、こうして得られるφ、Mをタップ零
における自己相関係数R(o)で除して正規化したもの
が雑音消去残留波形電圧を最小とするフィルタ係数に他
ならず、これによってU (t)が検出波形8u(t)
に引続くモデル化雑音検出波形であるとしたときのフィ
ルタ係数、つまシ2つ目のフィルタ係数として推定され
る。(6)弐によるこの操作を繰返しつつEが所定のレ
ベルとなるまでフィルタ係数を決定いくことによって所
望の雑音消去が行なわれることとなる。
相互相関算出器6は音響ヒックアップ2の出力する検出
波形S、(t)と音響ピックアップ4の出力する検出波
形Sd、t)との相互相関係数列を算出し係数決定器8
に供給する。
自己相関算出器7は音響ピックアップ4の出力する検出
波形s、(gの自己相関係数列を算出しこれを係数決定
器8に供給する。
音響ピックアップ4の出力する検出波形はトランスバー
サル屋のディジタルフィルタとして構成される等価雑音
生成フィルタ9にも供給される。
このフィルタはP個の単位遅延素子91−1〜91−P
P個の乗算器92−1〜92−P、および加算器93等
によって構成され、フィルタ係数としでの乗算器92−
1〜92−Pの荷重係数は係数決定器8から次次に1個
ずつ推定されて供給され、最終的には雑音残留波形U(
t)の電力レベルが所定の設定値以下となる状態のトラ
ンスバーサルフィルタとして決定されその伝達関数H/
SZ)も決定する。
係数決定器8は相互相関算出器6から提供される相互相
関係数列の最大値検索を行な込最大値を示すものの時間
位置に対応するタップ位置にある乗算器に対して付与す
べきフィルタ係数すなわち荷重係数の推定を(1)〜(
5)式にもとづいて行なう。
この場合、減算器3は検出波形SL、(t)から等価雑
音生成フィルタ9の出力を減算して雑音消去残留波形U
 (t)を出力し、このU (t)は係数決定のため係
数決定器8にも提供される。
こうして最も大きい相互相関係数を対象とする演算のあ
と引続き第2番目の大きさ相互相関係数に対して(4)
式によるaの決定、(6)式による相互相関係数の補正
等を行なってこの第2番目に大きい相互相関係数の時間
位置に対応するタップ位置のフィルタ係数を決定する。
このあと引続に第3゜4・・・q番目に到る各最大値順
で同様な演算を実施しつつq個のフィルタ係数を推定し
これらフィルタ係数を等価雑音生成フィルタ9に付与す
る。
減算器3は常時雑音消去残留波形に関する情報を出力し
つつ、また係数決定器8にこれを供給する。
なお上述したqは雑音消去残留波形がM走のレベル以下
となるイー数として設定される。こうして容易にフィル
タ係数の決定が実施される。
〔発明の効果〕
以上説明【また如く本発明によれは、2つの音響受信点
を有して雑音の消去全図る雑音消去装置において、前記
2つの音響受信点の一方では雑音源から伝搬路を介して
入力する雑音を含む音声信号を捕音し、他方では主とし
て雑音源雑音を捕音する運用状態の無音時における2つ
の音響受信点で検出した2つの硫音の相互相関係数列の
最大値検索にもとづいて上記伝搬路経由の雑音をキャン
セルすべき等価雑音を生成するトランスバーサルフィル
タの最適フィルタ係数の1つを決定し、他のフィルタ係
数は雑音源雑音の自己相関係数によって相互相関係数を
補正する形式で決定するという手段を備えて雑音の消去
を行なうことによシ、演算量を著しく削減し、かつレス
ポンスの遅れも大幅に改善し得て実時間処理を容易に実
現しうる雑音消去装置が実現しうるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図。 第2図は従来の2音響受信点型の雑音消去装置の基本的
構成を示すブロック図である。 1・・・・・・加算器、2・・・・・・音響ピックアッ
プ、3・・・・・・減算器、4・・・・・・音響ピック
アップ、5・・曲等価雑音生成フィルタ、6・・・・・
・相互相関算出器、7・・・・・・自己相関算出器、8
・・・・・・係数決定器、9・・・・・・等価雑音生成
フィルタ、91−1〜91−P・−曲単位遅延素子、9
2−1〜92−P・・四乗算器、93・・・・・・加算
器、100・・・・・・伝搬路。 代理人 弁理士  内 原   音 q3     −−− −−一加其務 処 l 図 3−m−−・−減算券 ヂ −−−−−− 童7讐ヒ゛ツクアソフ。 5−−−  −・−ヤL―釘全注令主さしりtl、ダヶ
ー−−−−−(云巾経〔孤ト 牛 2  ′vJ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 雑音を含む音声信号を捕音する第1の音響ピックアップ
    と、主として雑音を捕音する第2の音響ピックアップと
    を有し前記第1の音響ピックアップの出力から前記第2
    の音響ピックアップの出力をトランスバーサル型のフィ
    ルタを通したうえ差引くことによって雑音を消去する2
    音響受信点型の雑音消去装置であって、 前記第1の音響ピックアップの無音声信号時の出力と前
    記第2の音響ピックアップの出力との相互相関係数列と
    前記第2の音響ピックアップの出力の自己相関係数列と
    を算出したうえ前記自己相関係数列によって前記相互相
    関係数列を補正しつつこれを前記第2の音響ピックアッ
    プの出力に対するトランスバーサル型フィルタのフィル
    タ係数として設定するフィルタ係数設定手段を備えて成
    ることを特徴とする雑音消去装置。
JP24451785A 1985-10-30 1985-10-30 雑音消去装置 Granted JPS62104225A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24451785A JPS62104225A (ja) 1985-10-30 1985-10-30 雑音消去装置
CA000521687A CA1293693C (en) 1985-10-30 1986-10-29 Noise canceling apparatus
US06/925,060 US4769847A (en) 1985-10-30 1986-10-30 Noise canceling apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24451785A JPS62104225A (ja) 1985-10-30 1985-10-30 雑音消去装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62104225A true JPS62104225A (ja) 1987-05-14
JPH0530330B2 JPH0530330B2 (ja) 1993-05-07

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ID=17119855

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24451785A Granted JPS62104225A (ja) 1985-10-30 1985-10-30 雑音消去装置

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JP (1) JPS62104225A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004508736A (ja) * 1999-06-14 2004-03-18 クゥアルコム・インコーポレイテッド 干渉信号除去機能を有した受信局

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004508736A (ja) * 1999-06-14 2004-03-18 クゥアルコム・インコーポレイテッド 干渉信号除去機能を有した受信局

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JPH0530330B2 (ja) 1993-05-07

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