JPH04340599A - 雑音除去装置 - Google Patents
雑音除去装置Info
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- JPH04340599A JPH04340599A JP3141091A JP14109191A JPH04340599A JP H04340599 A JPH04340599 A JP H04340599A JP 3141091 A JP3141091 A JP 3141091A JP 14109191 A JP14109191 A JP 14109191A JP H04340599 A JPH04340599 A JP H04340599A
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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。
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Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、雑音除去装置に関し、より詳細
には、音声認識技術における雑音除去装置に関する。例
えば、雑音下での音声認識技術に適用されるものである
。
には、音声認識技術における雑音除去装置に関する。例
えば、雑音下での音声認識技術に適用されるものである
。
【０００２】
【従来技術】音声認識装置の騒音に関する対策として一
般的に行われている方法には、スペクトルサブトラクシ
ョン法（Ｓ．Ｆ．Ｂｏｌｌ，“Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ
ｏｆ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｎｏｉｓｅ ｉｎ Ｓｐｅ
ｅｃｈ Ｕｓｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｓｕｂｔｒａ
ｃｔｉｏｎ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ＡＳＳＰ Ｖｏ
ｌ．２７−２， Ａｐｒ．１９７９）やアダプティブノ
イズキャンセング（Ｂ．Ｗｉｄｒａｗ，“Ａｄａｐｔｉ
ｖｅ ｎｏｉｓｅ ｃａｎｃｅｌｉｎｇ：Ｐｒｉｎｃｉ
ｐｌｅｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”，Ｐｒ
ｏｃ．ＩＥＥＥ，Ｖｏｌ．６３，Ｄｅｃ．１９７５）な
どの雑音除去技術を用いる方法などがある。しかし、ア
ダプティブノイズキャンセリングは、複数の入力部、特
徴抽出部が必要になるので、コストが高くなるという欠
点がある。一方、スペクトルサブトラクション法は、音
声入力前の入力信号から推定した雑音の周波数スペクト
ルを音声の周波数スペクトルから減算するものなので、
非定常雑音の場合、雑音推定時の雑音のスペクトルと音
声入力時の雑音のスペクトルが大きく異なるために、ス
ペクトルサブトラクションすることにより、かえって、
音声の周波数スペクトルを崩してしまい、認識率が低下
するという欠点がある。
般的に行われている方法には、スペクトルサブトラクシ
ョン法（Ｓ．Ｆ．Ｂｏｌｌ，“Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ
ｏｆ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｎｏｉｓｅ ｉｎ Ｓｐｅ
ｅｃｈ Ｕｓｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｓｕｂｔｒａ
ｃｔｉｏｎ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ＡＳＳＰ Ｖｏ
ｌ．２７−２， Ａｐｒ．１９７９）やアダプティブノ
イズキャンセング（Ｂ．Ｗｉｄｒａｗ，“Ａｄａｐｔｉ
ｖｅ ｎｏｉｓｅ ｃａｎｃｅｌｉｎｇ：Ｐｒｉｎｃｉ
ｐｌｅｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”，Ｐｒ
ｏｃ．ＩＥＥＥ，Ｖｏｌ．６３，Ｄｅｃ．１９７５）な
どの雑音除去技術を用いる方法などがある。しかし、ア
ダプティブノイズキャンセリングは、複数の入力部、特
徴抽出部が必要になるので、コストが高くなるという欠
点がある。一方、スペクトルサブトラクション法は、音
声入力前の入力信号から推定した雑音の周波数スペクト
ルを音声の周波数スペクトルから減算するものなので、
非定常雑音の場合、雑音推定時の雑音のスペクトルと音
声入力時の雑音のスペクトルが大きく異なるために、ス
ペクトルサブトラクションすることにより、かえって、
音声の周波数スペクトルを崩してしまい、認識率が低下
するという欠点がある。
【０００３】なお、図３（ａ）〜（ｅ）は、雑音除去が
適切に行なえなかった場合の一例を示したもので、図の
ように、音声入力時（ａ）と雑音入力時（ｂ）の雑音ス
ペクトルが大きく異なる場合、スペクトルサブトラクシ
ョンすると、（ｄ）のようになり、スペクトルサブトラ
クションする前のスペクトル（ｃ）の方が（ｄ）よりも
入力音声のスペクトル（ｅ）に似ているという結果にな
る。
適切に行なえなかった場合の一例を示したもので、図の
ように、音声入力時（ａ）と雑音入力時（ｂ）の雑音ス
ペクトルが大きく異なる場合、スペクトルサブトラクシ
ョンすると、（ｄ）のようになり、スペクトルサブトラ
クションする前のスペクトル（ｃ）の方が（ｄ）よりも
入力音声のスペクトル（ｅ）に似ているという結果にな
る。
【０００４】
【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、非定常雑音下において、スペクトルサブトラク
ションを行うことによる音声の周波数スペクトルの崩れ
を無くすようにした雑音除去装置を提供することを目的
としてなされたものである。
もので、非定常雑音下において、スペクトルサブトラク
ションを行うことによる音声の周波数スペクトルの崩れ
を無くすようにした雑音除去装置を提供することを目的
としてなされたものである。
【０００５】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
音声入力信号の周波数スペクトルを求める検出手段と、
音声入力前の入力信号から雑音の周波数スペクトルを求
める検出手段と、音声入力時の入力信号の周波数スペク
トルから上記雑音の周波数スペクトルを減算することに
より雑音除去を行う雑音除去手段とを有する雑音除去装
置において、雑音の周波数スペクトルから、周囲の雑音
の定常性を求める計算手段と、該計算手段により求めら
れた定常性に応じて、雑音を除去する割合を変化させる
雑音補正手段とから成ること、更には、（２）周囲の雑
音の定常性を求める計算手段は、雑音入力時の入力信号
の周波数スペクトルの時間変化分から求め、時間変化分
が小さいほど、定常性が高くなるようにすることを特徴
としたものである。以下、本発明の実施例に基づいて説
明する。
音声入力信号の周波数スペクトルを求める検出手段と、
音声入力前の入力信号から雑音の周波数スペクトルを求
める検出手段と、音声入力時の入力信号の周波数スペク
トルから上記雑音の周波数スペクトルを減算することに
より雑音除去を行う雑音除去手段とを有する雑音除去装
置において、雑音の周波数スペクトルから、周囲の雑音
の定常性を求める計算手段と、該計算手段により求めら
れた定常性に応じて、雑音を除去する割合を変化させる
雑音補正手段とから成ること、更には、（２）周囲の雑
音の定常性を求める計算手段は、雑音入力時の入力信号
の周波数スペクトルの時間変化分から求め、時間変化分
が小さいほど、定常性が高くなるようにすることを特徴
としたものである。以下、本発明の実施例に基づいて説
明する。
【０００６】図１は、本発明による雑音除去装置の一実
施例を説明するための構成図で、図中、１は音響入力部
、２は周波数スペクトル検出部、３は区間検出部、４は
雑音定常性計算部、５は雑音除去係数計算部、６は雑音
スペクトル推定部、７は雑音補正部、８は音声認識部で
ある。音響入力部１では、マイクロフォンのような音響
・電気信号変換器を用いて、音を電気信号ｘ（ｔ）に変
換する。周波数スペクトル検出部２は、バンドパスフィ
ルタ群、或いは、ＦＦＴなどを用いて、音響入力部１で
得られた電気信号ｘ（ｔ）の１０ｍｓｅｃ程度の時間周
波数スペクトルＸ（ｔ，ｆ）を検出する。
施例を説明するための構成図で、図中、１は音響入力部
、２は周波数スペクトル検出部、３は区間検出部、４は
雑音定常性計算部、５は雑音除去係数計算部、６は雑音
スペクトル推定部、７は雑音補正部、８は音声認識部で
ある。音響入力部１では、マイクロフォンのような音響
・電気信号変換器を用いて、音を電気信号ｘ（ｔ）に変
換する。周波数スペクトル検出部２は、バンドパスフィ
ルタ群、或いは、ＦＦＴなどを用いて、音響入力部１で
得られた電気信号ｘ（ｔ）の１０ｍｓｅｃ程度の時間周
波数スペクトルＸ（ｔ，ｆ）を検出する。
【０００７】区間検出部３は、音声入力中であるかどう
かを検出するもので、例えば、前記ｘ（ｔ）が予め定め
ておいた閾値以上の区間を音声入力中であるとする方法
を用いる。また、その他の方法としては、音声入力スイ
ッチを設けておき、スイッチをオンさせている区間を音
声入力中とする方法を用いるが、他の方法を用いても実
現可能である。定常／非定常判定部４は、区間検出部３
で検出された音声入力中でない区間の入力信号を用いて
、周囲の雑音の定常性を求めるもので、例えば、周波数
スペクトル検出部２で検出された短時間周波数スペクト
ルＸ（ｔ，ｆ）を用いて、 Ｄ（ｔ，ｆ）＝Ｘ（ｔ，ｆ）−Ｘ（
ｔ−Δ，ｆ） （Δ：１０ｍｓｅｃ）で、各帯域毎の
変化分を求めてから、
かを検出するもので、例えば、前記ｘ（ｔ）が予め定め
ておいた閾値以上の区間を音声入力中であるとする方法
を用いる。また、その他の方法としては、音声入力スイ
ッチを設けておき、スイッチをオンさせている区間を音
声入力中とする方法を用いるが、他の方法を用いても実
現可能である。定常／非定常判定部４は、区間検出部３
で検出された音声入力中でない区間の入力信号を用いて
、周囲の雑音の定常性を求めるもので、例えば、周波数
スペクトル検出部２で検出された短時間周波数スペクト
ルＸ（ｔ，ｆ）を用いて、 Ｄ（ｔ，ｆ）＝Ｘ（ｔ，ｆ）−Ｘ（
ｔ−Δ，ｆ） （Δ：１０ｍｓｅｃ）で、各帯域毎の
変化分を求めてから、
【０００８】
【数１】
【０００９】で、全帯域の変化分の絶対値の総和Ｅ（ｔ
）を求め、このＥ（ｔ）の時間Ｔの間の平均値Ｚ
）を求め、このＥ（ｔ）の時間Ｔの間の平均値Ｚ
【００
１０】
１０】
【数２】
【００１１】を雑音の定常性を示す値として求める。雑
音除去係数計算部５は、雑音定常性計算部４で求められ
た雑音定常性を示す値Ｚから雑音除去係数αを求める。 なお、雑音除去係数αはＺが大きいほど、言い替えれば
、雑音が定常なほど大きくなるようにする（０≦α≦１
）。雑音スペクトル推定部６は、区間検出部３で検出さ
れた音声入力中でない区間の短時間周波数スペクトルＸ
（ｔ，ｆ）を用いて、周囲の雑音の周波数スペクトルを
推定するもので、
音除去係数計算部５は、雑音定常性計算部４で求められ
た雑音定常性を示す値Ｚから雑音除去係数αを求める。 なお、雑音除去係数αはＺが大きいほど、言い替えれば
、雑音が定常なほど大きくなるようにする（０≦α≦１
）。雑音スペクトル推定部６は、区間検出部３で検出さ
れた音声入力中でない区間の短時間周波数スペクトルＸ
（ｔ，ｆ）を用いて、周囲の雑音の周波数スペクトルを
推定するもので、
【００１２】
【数３】
【００１３】として、時間Ｔの間の平均をとる方法を用
いる。雑音補正部７は、雑音除去係数計算部５で求めら
れた雑音除去係数αを用いて、入力信号から雑音成分を
除去するもので、 Ｙ（ｔ，ｆ）＝Ｘ（ｔ，ｆ）−α・Ｎ（ｆ）のように、
各帯域毎に、入力音声の周波数スペクトルＸ（ｔ，ｆ）
から、雑音スペクトル推定部６で推定された雑音スペク
トルＮ（ｆ）に雑音除去係数αを乗算した値を減算して
、入力信号を補正する。音声認識部８は、雑音補正部７
の出力信号Ｙ（ｔ，ｆ）を用いて音声認識を行なうもの
で、「２値のＴＳＰを用いた単語音声認識システムの開
発」（安田 他、電気学会論文誌Ｃ１０８巻、昭和６
３年１０月号ｐ．８５８〜８６５）記載の音声認識シス
テムを用いるが、他の音声認識システムを用いても実現
可能である。
いる。雑音補正部７は、雑音除去係数計算部５で求めら
れた雑音除去係数αを用いて、入力信号から雑音成分を
除去するもので、 Ｙ（ｔ，ｆ）＝Ｘ（ｔ，ｆ）−α・Ｎ（ｆ）のように、
各帯域毎に、入力音声の周波数スペクトルＸ（ｔ，ｆ）
から、雑音スペクトル推定部６で推定された雑音スペク
トルＮ（ｆ）に雑音除去係数αを乗算した値を減算して
、入力信号を補正する。音声認識部８は、雑音補正部７
の出力信号Ｙ（ｔ，ｆ）を用いて音声認識を行なうもの
で、「２値のＴＳＰを用いた単語音声認識システムの開
発」（安田 他、電気学会論文誌Ｃ１０８巻、昭和６
３年１０月号ｐ．８５８〜８６５）記載の音声認識シス
テムを用いるが、他の音声認識システムを用いても実現
可能である。
【００１４】図２は、本発明による雑音除去装置の動作
を説明するためのフローチャートである。以下、各ステ
ップに従って順に説明する。 ｓｔｅｐ１；まず、音響信号Ｘ（ｔ）を入力する。 ｓｔｅｐ２；周波数スペクトルＸ（ｔ，ｆ）を検出する
。 ｓｔｅｐ３；音声区間中かどうかを判断する。 ｓｔｅｐ４；前記ｓｔｅｐ３において音声区間中であれ
ば、雑音補正を行う。計算式は以下のとおりである。 Ｙ（ｔ，ｆ）＝Ｘ（ｔ，ｆ）−α・Ｎ（ｆ）ｓｔｅｐ５
；音声認識処理を行う。 ｓｔｅｐ６；前記；ｓｔｅｐ３において音声区間中でな
ければ、雑音スペクトルＮ（ｆ）を推定する。 ｓｔｅｐ７；雑音除去係数αを計算する。
を説明するためのフローチャートである。以下、各ステ
ップに従って順に説明する。 ｓｔｅｐ１；まず、音響信号Ｘ（ｔ）を入力する。 ｓｔｅｐ２；周波数スペクトルＸ（ｔ，ｆ）を検出する
。 ｓｔｅｐ３；音声区間中かどうかを判断する。 ｓｔｅｐ４；前記ｓｔｅｐ３において音声区間中であれ
ば、雑音補正を行う。計算式は以下のとおりである。 Ｙ（ｔ，ｆ）＝Ｘ（ｔ，ｆ）−α・Ｎ（ｆ）ｓｔｅｐ５
；音声認識処理を行う。 ｓｔｅｐ６；前記；ｓｔｅｐ３において音声区間中でな
ければ、雑音スペクトルＮ（ｆ）を推定する。 ｓｔｅｐ７；雑音除去係数αを計算する。
【００１５】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、以下のような効果がある。すなわち、周囲の雑音が
非常の場合に、スペクトルサブトラクション法を用いて
、雑音除去を行なうと、雑音推定時の雑音のスペクトル
と音声入力時の雑音のスペクトルが大きく異なるために
、適切な雑音除去が行なえずに、スヘクトルサブトラク
ションすることにより、かえって、音声の周波数スペク
トルを崩してしまい、認識率が低下するという欠点があ
ったが、本発明では、周囲の雑音の定常性に応じて、ス
ペクトルサブトラクションする割合を変えているので、
従来の方法よりも誤認識する可能性が少なくなる。
と、以下のような効果がある。すなわち、周囲の雑音が
非常の場合に、スペクトルサブトラクション法を用いて
、雑音除去を行なうと、雑音推定時の雑音のスペクトル
と音声入力時の雑音のスペクトルが大きく異なるために
、適切な雑音除去が行なえずに、スヘクトルサブトラク
ションすることにより、かえって、音声の周波数スペク
トルを崩してしまい、認識率が低下するという欠点があ
ったが、本発明では、周囲の雑音の定常性に応じて、ス
ペクトルサブトラクションする割合を変えているので、
従来の方法よりも誤認識する可能性が少なくなる。
【図１】 本発明による雑音除去装置の一実施例を説
明するための構成図である。
明するための構成図である。
【図２】 本発明による雑音除去装置の動作を説明す
るためのフローチャートである。
るためのフローチャートである。
【図３】 雑音除去が適切に行なわれなかった場合の
例を示す図である。
例を示す図である。
１…音響入力部、２…周波数スペクトル検出部、３…区
間検出部、４…雑音定常性計算部、５…雑音除去係数計
算部、６…雑音スペクトル推定部、７…雑音補正部、８
…音声認識部。
間検出部、４…雑音定常性計算部、５…雑音除去係数計
算部、６…雑音スペクトル推定部、７…雑音補正部、８
…音声認識部。
Claims (2)
- 【請求項１】 音声入力信号の周波数スペクトルを求
める検出手段と、音声入力前の入力信号から雑音の周波
数スペクトルを求める検出手段と、音声入力時の入力信
号の周波数スペクトルから上記雑音の周波数スペクトル
を減算することにより雑音除去を行う雑音除去手段とを
有する雑音除去装置において、雑音の周波数スペクトル
から、周囲の雑音の定常性を求める計算手段と、該計算
手段により求められた定常性に応じて、雑音を除去する
割合を変化させる雑音補正手段とから成ることを特徴と
する雑音除去装置。 - 【請求項２】 周囲の雑音の定常性を求める計算手段
は、雑音入力時の入力信号の周波数スペクトルの時間変
化分から求め、時間変化分が小さいほど、定常性が高く
なるようにすることを特徴とする請求項１記載の雑音除
去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03141091A JP3135937B2 (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 雑音除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03141091A JP3135937B2 (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 雑音除去装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04340599A true JPH04340599A (ja) | 1992-11-26 |
| JP3135937B2 JP3135937B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=15283992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03141091A Expired - Fee Related JP3135937B2 (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 雑音除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3135937B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005165021A (ja) * | 2003-12-03 | 2005-06-23 | Fujitsu Ltd | 雑音低減装置、および低減方法 |
| WO2005057551A1 (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-23 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 音響信号除去装置、音響信号除去方法及び音響信号除去プログラム |
| WO2005057552A1 (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-23 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 音響信号除去装置、音響信号除去方法及び音響信号除去プログラム |
| WO2005112007A1 (ja) * | 2004-05-13 | 2005-11-24 | Fuji Television Network, Inc. | 音響信号除去装置、音響信号除去方法及び音響信号除去プログラム |
| US7203326B2 (en) | 1999-09-30 | 2007-04-10 | Fujitsu Limited | Noise suppressing apparatus |
| JP2009535997A (ja) * | 2006-05-04 | 2009-10-01 | 株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント | コンソール上にファーフィールドマイクロフォンを有する電子装置におけるノイズ除去 |
| JP2012113173A (ja) * | 2010-11-25 | 2012-06-14 | Fujitsu Ltd | 雑音抑制装置、雑音抑制方法、及びプログラム |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2859634B2 (ja) | 1989-04-19 | 1999-02-17 | 株式会社リコー | 雑音除去装置 |
| JP2966452B2 (ja) | 1989-12-11 | 1999-10-25 | 三洋電機株式会社 | 音声認識装置の雑音除去システム |
| JP6336000B2 (ja) | 2016-10-24 | 2018-06-06 | 株式会社三共 | 遊技機 |
-
1991
- 1991-05-16 JP JP03141091A patent/JP3135937B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7203326B2 (en) | 1999-09-30 | 2007-04-10 | Fujitsu Limited | Noise suppressing apparatus |
| JP2005165021A (ja) * | 2003-12-03 | 2005-06-23 | Fujitsu Ltd | 雑音低減装置、および低減方法 |
| US7783481B2 (en) | 2003-12-03 | 2010-08-24 | Fujitsu Limited | Noise reduction apparatus and noise reducing method |
| WO2005057551A1 (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-23 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 音響信号除去装置、音響信号除去方法及び音響信号除去プログラム |
| WO2005057552A1 (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-23 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 音響信号除去装置、音響信号除去方法及び音響信号除去プログラム |
| WO2005112007A1 (ja) * | 2004-05-13 | 2005-11-24 | Fuji Television Network, Inc. | 音響信号除去装置、音響信号除去方法及び音響信号除去プログラム |
| JP2009535997A (ja) * | 2006-05-04 | 2009-10-01 | 株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント | コンソール上にファーフィールドマイクロフォンを有する電子装置におけるノイズ除去 |
| JP4866958B2 (ja) * | 2006-05-04 | 2012-02-01 | 株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント | コンソール上にファーフィールドマイクロフォンを有する電子装置におけるノイズ除去 |
| JP2012113173A (ja) * | 2010-11-25 | 2012-06-14 | Fujitsu Ltd | 雑音抑制装置、雑音抑制方法、及びプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3135937B2 (ja) | 2001-02-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |