JPH06332491A - Voiced section detecting device and noise suppressing device - Google Patents

Voiced section detecting device and noise suppressing device

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JPH06332491A
JPH06332491A JP5142938A JP14293893A JPH06332491A JP H06332491 A JPH06332491 A JP H06332491A JP 5142938 A JP5142938 A JP 5142938A JP 14293893 A JP14293893 A JP 14293893A JP H06332491 A JPH06332491 A JP H06332491A
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JP
Japan
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constant circuit
time
time constant
envelope
gain
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JP5142938A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsuyoshi Megata
強司 目片
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GIJUTSU KENKYU KUMIAI IRYO FUKUSHI KIKI KENKYUSHO
Original Assignee
GIJUTSU KENKYU KUMIAI IRYO FUKUSHI KIKI KENKYUSHO
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成が単純で、小型低消費電力化が容易な方
法で実現できる音声区間検出装置、および、雑音抑圧装
置を得る。 【構成】 数10秒のアッタクタイムと数msのリリー
スタイムを有する時定数回路の出力を乗算器でレベル補
正して音声区間判定の閾値を得ることにより、簡易で小
型、低消費電力化が容易な音声区間検出装置を得る。瞬
時圧縮器、準瞬時圧縮器と組み合わせることにより雑音
抑圧装置を得る。
(57) [Summary] [Object] To obtain a voice section detection device and a noise suppression device which have a simple configuration and can be realized by a method that is small and easily consumes less power. [Structure] The output of a time constant circuit having an attack time of several tens of seconds and a release time of several ms is level-corrected by a multiplier to obtain a threshold value for voice section determination, so that it is easy, compact and low in power consumption. A simple voice section detection device is obtained. A noise suppressor is obtained by combining with an instantaneous compressor and a quasi-instantaneous compressor.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、音声区間検出装置およ
び雑音抑圧装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voice section detecting device and a noise suppressing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の音声区間検出装置としては、特定
の閾値を越えたものを音声区間と識別するものが一番単
純なものである。この閾値を背景雑音レベルによって可
変としたものとして、Robert J. McAulayらによる"Spee
ch enhancement using a soft-decision noise supress
ion filter"(IEEE ASSP-28 No.2 pp. 137-145)で用い
られている音声区間検出装置が挙げられる。図6に従来
の音声区間検出装置を示す。図6において、110は入
力信号レベル検出手段であり、120はヒストグラム生
成手段である。130は音声区間推定手段である。
2. Description of the Related Art A conventional voice section detecting device is the simplest one that identifies a voice section exceeding a specific threshold value as a voice section. Assuming that this threshold is variable depending on the background noise level, Robert J. McAulay et al.
ch enhancement using a soft-decision noise supress
Ion filter "(IEEE ASSP-28 No.2 pp. 137-145) can be cited as a voice section detection apparatus. Fig. 6 shows a conventional voice section detection apparatus. In Fig. 6, 110 is an input signal. A level detecting means, a histogram generating means 120, and a voice section estimating means 130.

【0003】以上のように構成された従来の音声区間検
出装置において、入力信号レベル検出手段110は1フ
レーム20ms毎の入力信号の平均エネルギーを算出す
る。ヒストグラム生成手段120は入力信号のレベルを
もとに古いフレームのデータほど影響力が小さくなるよ
うに工夫された入力信号レベル毎のヒストグラムを生成
する。ここで、生成されたヒストグラムは現在より数秒
間前までの各フレーム毎のエネルギーの小さい方からの
累積分布をしめす。音声区間推定手段130はヒストグ
ラムに基づいて音声区間を推定する。推定方法として
は、特定の振幅値までの累積頻度が閾値を越えた場合に
は音声区間と推定する。また、音声区間と判定されなか
った場合には、累積頻度が80%となる点を雑音区間と
音声区間の区分のための閾値とし判定をする。
In the conventional voice section detecting device constructed as described above, the input signal level detecting means 110 calculates the average energy of the input signal every 20 ms per frame. The histogram generation means 120 generates a histogram for each input signal level devised so that the older frame data has a smaller influence based on the level of the input signal. Here, the generated histogram shows the cumulative distribution from the smaller energy of each frame up to several seconds before the present. The voice section estimation means 130 estimates the voice section based on the histogram. As an estimation method, when the cumulative frequency up to a specific amplitude value exceeds a threshold value, it is estimated as a voice section. Further, when it is not determined to be the voice section, the point at which the cumulative frequency is 80% is determined as the threshold value for dividing the noise section and the voice section.

【0004】従来の雑音抑圧装置としては、複数マイク
法、最尤雑音推定法等が提案されている。この内、複数
マイク法は、異なる位置に設置されたマイクが検出する
信号と雑音の強度差がマイク各々で異なることを利用し
て、各マイクからの信号に一定の係数を乗じ加算するこ
とにより雑音を抑圧するものである。最尤雑音推定法と
しては、Robert J. McAulayらによる"Speech enhanceme
nt using a soft-decision noise supression filter"
(IEEE ASSP-28 No.2 pp. 137-145)で用いられている
雑音抑圧装置が挙げられる。図7に従来の雑音抑圧装置
をしめす。
As conventional noise suppression devices, a multiple microphone method, a maximum likelihood noise estimation method, etc. have been proposed. Among them, the multiple microphone method utilizes the fact that the difference in the intensity of the signal and the noise detected by the microphones installed at different positions is different for each microphone, and the signal from each microphone is multiplied by a constant coefficient and added. It suppresses noise. The maximum likelihood noise estimation method is "Speech enhanceme" by Robert J. McAulay et al.
nt using a soft-decision noise supression filter "
The noise suppression device used in (IEEE ASSP-28 No.2 pp. 137-145) can be mentioned. FIG. 7 shows a conventional noise suppression device.

【0005】図7において310は音声区間検出装置、
320a、320b、……は雑音区間の平均振幅を求め
る時定数回路、330a、330b、……は帯域分割フ
ィルタ、340a,340b、……は短時間エネルギー
算出手段、350a、350bは再尤包絡線推定による
利得計算手段である。370a、370b、……は乗算
器、380は加算器である。
In FIG. 7, reference numeral 310 denotes a voice section detecting device,
320a, 320b, ... are time constant circuits for obtaining the average amplitude of the noise section, 330a, 330b, ... are band division filters, 340a, 340b, ... are short-time energy calculation means, and 350a, 350b are maximum likelihood envelopes. It is a gain calculation means by estimation. 370a, 370b, ... Are multipliers and 380 is an adder.

【0006】図7において、以下その動作を説明する。
音声区間検出装置310は図6で用いた方法により雑音
中に音声が存在する音声区間と、雑音のみが存在する雑
音区間の判別を20ms長のフレーム毎に行う。一方、
入力信号は帯域分割フィルタ330a、330b、……
で複数の帯域に分割され、短時間エネルギー算出手段3
40a,340b、……で20ms長のフレーム内のエ
ネルギーが計算される。時定数回路320の時定数は1
秒であり、雑音区間と推定されたフレームのデータのみ
が入力され、数秒間の雑音の重み付け平均エネルギーを
計算する。再尤包絡線推定による利得計算手段350
a、350bは下記の式にしたがって利得Gnを計算す
る。Gnは雑音の多い帯域では小さくなり、少ない帯域
では1に近くなる。乗算器370a、370b、……
は、各帯域の信号に割り当てられた利得を乗じて、加算
器380で各帯域の信号が総和されて出力信号を得てい
た。
The operation will be described below with reference to FIG.
The voice section detection device 310 discriminates the voice section in which the voice exists in the noise and the noise section in which only the noise exists for each 20 ms-long frame by the method used in FIG. on the other hand,
The input signals are band division filters 330a, 330b, ...
Is divided into a plurality of bands by the short time energy calculating means 3
40a, 340b, ... Calculates the energy within a 20 ms long frame. The time constant of the time constant circuit 320 is 1
Second, only the data of the frame estimated as the noise interval is input, and the weighted average energy of noise for several seconds is calculated. Gain calculation means 350 by re-likelihood envelope estimation
a and 350b calculate the gain Gn according to the following formula. Gn is small in a noisy band and is close to 1 in a low band. Multipliers 370a, 370b, ...
(1) multiplies the signals in each band by the assigned gain, and the adder 380 sums the signals in each band to obtain an output signal.

【0007】[0007]

【数1】 [Equation 1]

【0008】[0008]

【数2】 [Equation 2]

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6の
ような音声区間検出装置を構成するためには、複雑な機
能を有するヒストグラム生成手段120や、音声区間推
定手段130が必要となり、回路規模が大きくなり、寸
法、消費電力の点から携帯用の電話等の機器に適応が困
難であるいう問題点を有していた。本発明はかかる点に
鑑み、閾値を可変とした音声区間検出装置を簡易で、小
型低消費電力化が容易な方法で実現するものである。
However, in order to configure the voice section detecting device as shown in FIG. 6, the histogram generating means 120 and the voice section estimating means 130 having complicated functions are required, and the circuit scale is large. However, it has a problem in that it is difficult to be applied to a device such as a portable telephone because of its large size and power consumption. In view of the above point, the present invention is to realize a voice section detection device with a variable threshold value by a method that is simple, small in size, and low in power consumption.

【0010】また、図7のような雑音抑圧装置を構成す
るためには、複雑な機能を有する再尤雑音推定による利
得算出手段が必要となり、回路規模が大きくなり、寸
法、消費電力の点から携帯用のテープレコーダ等の機器
に適応が困難であるいう問題点を有していた。本発明は
かかる点に鑑み、雑音抑圧装置を簡易で、小型低消費電
力化が容易な方法で実現するものである。
Further, in order to construct the noise suppressing device as shown in FIG. 7, a gain calculating means by the re-likelihood noise estimation having a complicated function is required, the circuit scale becomes large, and the size and the power consumption are taken into consideration. It has a problem that it is difficult to adapt to a device such as a portable tape recorder. In view of the above points, the present invention provides a noise suppression device by a method that is simple, easy to reduce in size and low in power consumption.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、入力信号の包
絡線を抽出する包絡線抽出手段と、前記包絡線抽出手段
の出力端子に接続されたアッタクタイムが1秒以上でリ
リースタイムが50ms以下の第1の時定数回路と、前
記包絡線抽出手段の出力端子に接続されたアッタクタイ
ムが50ms以下でリリースタイムが5秒以下の第2の
時定数回路と、第1の時定数回路の出力信号または第2
の時定数回路の出力信号のどちらかをレベル補正した後
両者を比較して大小を比較する比較手段を備え、レベル
補正後の第1の時定数回路の出力信号が第2の時定数回
路の出力信号より小さいと前記比較手段で判定された場
合には音声区間と判定し、その他の場合には非音声区間
と判定する音声区間検出装置である。
According to the present invention, an envelope extracting means for extracting an envelope of an input signal, an attack time connected to an output terminal of the envelope extracting means is 1 second or more, and a release time is 50 ms. The following first time constant circuit, a second time constant circuit connected to the output terminal of the envelope extraction means, having an attack time of 50 ms or less and a release time of 5 seconds or less, and a first time constant circuit. Output signal or second
The output signal of the first time-constant circuit after level correction is provided with a comparison means for level-correcting either of the output signals of the time-constant circuit of FIG. The voice section detecting device determines that the voice section is smaller than the output signal by the comparing means, and determines the voice section otherwise.

【0012】さらに、本発明は、入力信号の包絡線を抽
出する包絡線抽出手段と、前記包絡線抽出手段の出力端
子に接続されたアッタクタイムが1秒以上でリリースタ
イムが50ms以下の第1の時定数回路と、前記包絡線
抽出手段の出力端子に接続されたアッタクタイムが50
ms以下でリリースタイムが5秒以下の第2の時定数回
路と、第1の時定数回路の出力信号または第2の時定数
回路の出力信号のどちらかをレベル補正した後両者を比
較して大小を比較する比較手段と、レベル補正後の第1
の時定数回路の出力信号が第2の時定数回路の出力信号
より小さいと前記比較手段で判定された場合には第1の
利得を割当て、その他の場合には第1の利得より低い第
2の利得を割り当てる利得割当手段と、前記利得割当手
段によって割り当てられた利得で入力信号を増幅する増
幅手段を備えた雑音抑圧装置である。
Further, according to the present invention, the envelope extracting means for extracting the envelope of the input signal, and the first connecting the output time of the envelope extracting means with an attack time of 1 second or more and a release time of 50 ms or less. And the attack time connected to the output terminal of the envelope extraction means is 50.
The level of either the output signal of the first time constant circuit or the output signal of the first time constant circuit or the second time constant circuit whose release time is 5 seconds or less in ms or less is level-corrected and then both are compared. Comparison means for comparing magnitude and first after level correction
If the comparison means determines that the output signal of the time constant circuit is smaller than the output signal of the second time constant circuit, the first gain is assigned; otherwise, the second gain is lower than the first gain. Is a noise suppressing device provided with a gain allocating means for allocating the gain of 1. and an amplifying means for amplifying an input signal with the gain allocated by the gain allocating means.

【0013】さらに、本発明は、入力信号の包絡線を抽
出する包絡線抽出手段と、前記包絡線抽出手段の出力端
子に接続されたアッタクタイムが1秒以上でリリースタ
イムが50ms以下の時定数回路と、前記時定数回路の
出力信号で伸張特性が決定され、入力信号を瞬時伸張す
る瞬時伸張手段を備えた雑音抑圧装置である。
Further, according to the present invention, an envelope extracting means for extracting an envelope of an input signal, and a time constant connected to an output terminal of the envelope extracting means for an attack time of 1 second or more and a release time of 50 ms or less. A noise suppression device comprising a circuit and an instantaneous expansion means for instantaneously expanding an input signal, the expansion characteristic of which is determined by the output signal of the time constant circuit.

【0014】さらに、本発明は、入力信号の包絡線を抽
出する包絡線抽出手段と、前記包絡線抽出手段の出力端
子に接続されたアッタクタイムが1秒以上でリリースタ
イムが50ms以下の第1の時定数回路と、前記包絡線
抽出手段の出力端子に接続されたアッタクタイムが50
ms以下でリリースタイムが5秒以下の第2の時定数回
路と、第1の時定数回路の出力信号で特性が決定され、
第2の時定数回路の出力信号値により割り当てる利得を
決定する利得割当手段と、前記利得割当手段によって割
り当てられた利得で入力信号を増幅する増幅手段を備え
た雑音抑圧装置である。
Further, according to the present invention, the envelope extracting means for extracting the envelope of the input signal, and the first connecting the output time of the envelope extracting means with an attack time of 1 second or more and a release time of 50 ms or less. And the attack time connected to the output terminal of the envelope extraction means is 50.
The characteristics are determined by the output signal of the second time constant circuit whose release time is 5 seconds or less in ms and the output signal of the first time constant circuit,
The noise suppressing device includes a gain assigning unit that determines a gain to be assigned based on an output signal value of the second time constant circuit, and an amplifying unit that amplifies an input signal with the gain assigned by the gain assigning unit.

【0015】[0015]

【作用】本発明は前記した構成により、音声区間検出装
置を簡易で、小型低消費電力化が容易な方法で実現する
ことができる。
With the above-described structure, the present invention can realize the voice section detecting device in a simple and compact manner with low power consumption.

【0016】また、本発明は前記した構成により、雑音
抑圧装置を簡易で、小型低消費電力化が容易な方法で実
現することができる。
Further, according to the present invention, with the above-described configuration, the noise suppression device can be realized by a method which is simple, small in size, and low in power consumption.

【0017】[0017]

【実施例】【Example】

(実施例1)図1は本発明の第1の実施例における音声
区間検出装置を用いた雑音抑圧装置の構成図である。図
1において、510は本発明による音声区間検出装置で
ある。520は信号入力端子、530は整流器と遮断周
波数70Hzの低域通過フィルタで構成された包絡線抽
出手段である。540はアタックタイム30秒、リリー
スタイム5msの時定数回路であり、550はアタック
タイム5ms、リリースタイム1秒の時定数回路であ
る。560は入力を5倍して出力するレベル補正手段で
ある。570は比較器である。580は利得割当手段、
590は乗算器、600は出力端子である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram of a noise suppressing apparatus using a voice section detecting apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 510 is a voice section detecting device according to the present invention. Reference numeral 520 is a signal input terminal, and 530 is an envelope extraction means composed of a rectifier and a low-pass filter with a cutoff frequency of 70 Hz. 540 is a time constant circuit with an attack time of 30 seconds and a release time of 5 ms, and 550 is a time constant circuit with an attack time of 5 ms and a release time of 1 second. Reference numeral 560 is a level correcting means for multiplying the input by 5 and outputting it. Reference numeral 570 is a comparator. 580 is a gain allocation means,
590 is a multiplier, and 600 is an output terminal.

【0018】以上のように構成された本発明の音声区間
検出装置を用いた雑音抑圧装置の動作を以下に説明す
る。図1において、入力信号は包絡線抽出手段530で
包絡線が抽出される。時定数回路540は数10秒間の
包絡線の最も小さい値の近傍の値を出力する。通常会話
は、数秒毎に無音声部が入るので、無音声部の最も振幅
の小さい値近傍の値を出力することになる。時定数回路
550は短時間の平均振幅近傍の値を出力する。レベル
補正手段560は時定数回路540の出力値を5倍し、
無音声部の最も振幅の小さい値を無音声部の平均振幅近
傍の値に補正する。この倍率は、雑音の包絡線の時間的
な分散に依存して決定する。これは、音声区間と非音声
区間の閾値となる。比較器570では、レベル補正手段
560の出力信号が時定数回路550の出力信号より小
さい場合には音声区間と判定し、それ以外の場合には非
音声区間と判定する。利得割当手段580では、比較器
570の結果によって、音声区間には利得1を非音声区
間には利得0.1を割り当てる。乗算器590入力信号
に割り当てた利得を乗じることにより出力信号を得る。
図2(a)に処理前、図2(b)に処理後のコンピュー
ター雑音重畳音声波形を示す。音声区間が精度良く推定
され、雑音区間が抑圧されているのが観察できる。
The operation of the noise suppressing device using the voice section detecting device of the present invention configured as described above will be described below. In FIG. 1, the envelope of the input signal is extracted by the envelope extracting means 530. The time constant circuit 540 outputs a value near the smallest value of the envelope for several tens of seconds. In a normal conversation, a voiceless portion is inserted every few seconds, so that a value in the vicinity of the minimum amplitude value of the voiceless portion is output. The time constant circuit 550 outputs a value near the short-term average amplitude. The level correction means 560 multiplies the output value of the time constant circuit 540 by 5,
The value with the smallest amplitude in the unvoiced part is corrected to a value near the average amplitude of the unvoiced part. This scaling factor is determined depending on the temporal dispersion of the noise envelope. This is the threshold for the voice section and the non-voice section. In the comparator 570, when the output signal of the level correction means 560 is smaller than the output signal of the time constant circuit 550, it is determined to be a voice section, and otherwise it is determined to be a non-voice section. The gain assigning means 580 assigns a gain of 1 to the voice section and a gain of 0.1 to the non-voice section according to the result of the comparator 570. The output signal is obtained by multiplying the multiplier 590 input signal by the assigned gain.
FIG. 2A shows a computer noise-superimposed speech waveform before processing and FIG. It can be observed that the voice section is estimated accurately and the noise section is suppressed.

【0019】以上のように、本実施例によれば、数10
秒のアッタクタイムと数msのリリースタイムを有する
時定数回路の出力を乗算器でレベル補正して音声区間判
定の閾値を得ることにより、簡易で小型、低消費電力化
が容易な音声区間検出装置を得ることができる。
As described above, according to this embodiment,
A voice interval detection device that is simple, compact, and easy to reduce power consumption by correcting the output of a time constant circuit having an attack time of seconds and a release time of several ms with a multiplier to obtain a threshold for voice interval determination Can be obtained.

【0020】(実施例2)図3は本発明の第2の実施例
における雑音抑圧装置の構成図である。図3において、
図1と同一物は同一番号を付して説明する。520は信
号入力端子、530は整流器と遮断周波数70Hzの低
域通過フィルタで構成された包絡線抽出手段である。5
40はアタックタイム30秒、リリースタイム5msの
時定数回路であり、600は出力端子である。710は
時定数回路540の出力値Xによりその特性が変化する
瞬時伸張器であり、入力信号値iと出力信号値oの間の
関係は図に示したように規定される。720は低域通過
フィルタである。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a block diagram of a noise suppressing apparatus according to a second embodiment of the present invention. In FIG.
The same parts as those in FIG. 1 will be described with the same reference numerals. Reference numeral 520 is a signal input terminal, and 530 is an envelope extraction means composed of a rectifier and a low-pass filter with a cutoff frequency of 70 Hz. 5
40 is a time constant circuit having an attack time of 30 seconds and a release time of 5 ms, and 600 is an output terminal. Reference numeral 710 is an instantaneous expander whose characteristics change according to the output value X of the time constant circuit 540, and the relationship between the input signal value i and the output signal value o is defined as shown in the figure. 720 is a low-pass filter.

【0021】以上のように構成された本発明の雑音抑圧
装置の動作を以下に説明する。図3において、入力信号
は包絡線抽出手段530で包絡線が抽出される。時定数
回路540は数10秒間の包絡線の最も小さい値の近傍
の値Xを出力する。伸張器710では、i<3Xの場合
には入力信号は雑音である確立が高いため完全に抑圧さ
れる。6X≦iの場合にはS/Nの非常によい区間であ
ると判定し、入力はそのまま出力される。3X≦i<6
Xの場合には、音声区間と雑音区間の過渡的な区間であ
るため、図3の様に出力を割り当てることにより音声区
間と雑音区間を滑らかに接続する。低域通過フィルタ7
20は伸張器710の非線形増幅動作で発生する音声帯
域外の混変調雑音を抑圧する。
The operation of the noise suppressing apparatus of the present invention configured as above will be described below. In FIG. 3, the envelope of the input signal is extracted by the envelope extracting means 530. The time constant circuit 540 outputs a value X near the smallest value of the envelope for several tens of seconds. In the decompressor 710, when i <3X, the input signal is completely suppressed because it has a high probability of being noise. When 6X ≦ i, it is determined that the section has a very good S / N, and the input is output as it is. 3X ≦ i <6
In the case of X, since it is a transitional section between the voice section and the noise section, the voice section and the noise section are smoothly connected by assigning outputs as shown in FIG. Low pass filter 7
Reference numeral 20 suppresses intermodulation noise outside the voice band generated by the non-linear amplification operation of the expander 710.

【0022】以上のように、本実施例によれば、数10
秒のアッタクタイムと数msのリリースタイムを有する
時定数回路の出力により瞬時伸張器の特性を決定し、音
声の入出力特性を決定することにより、構成が単純で小
型、低消費電力化が容易でかつ、雑音区間と音声区間が
滑らかにつながる雑音抑圧装置を得ることができる。
As described above, according to this embodiment,
The characteristics of the instantaneous expander are determined by the output of the time constant circuit having the attack time of seconds and the release time of several ms, and the input / output characteristics of the voice are determined, so that the configuration is simple, compact, and low power consumption is easy. Moreover, it is possible to obtain the noise suppression device in which the noise section and the speech section are smoothly connected.

【0023】(実施例3)図4は本発明の第3の実施例
における雑音抑圧装置の構成図である。図4において、
図1、図3と同一物は同一番号を付して説明する。52
0は信号入力端子、530は整流器と遮断周波数70H
zの低域通過フィルタで構成された包絡線抽出手段であ
る。540はアタックタイム30秒、リリースタイム5
msの時定数回路であり、550はアタックタイム5m
s、リリースタイム1秒の時定数回路である。600は
出力端子である。810は時定数回路540の出力値X
によりその特性が変化する利得割当手段であり、入力信
号値jと出力信号値oの間の関係は図に示したように規
定される。
(Embodiment 3) FIG. 4 is a block diagram of a noise suppressing apparatus according to a third embodiment of the present invention. In FIG.
The same parts as those in FIGS. 1 and 3 are designated by the same reference numerals for description. 52
0 is a signal input terminal, 530 is a rectifier and cutoff frequency 70H
It is an envelope extraction means composed of a low-pass filter of z. 540 has an attack time of 30 seconds and a release time of 5
ms time constant circuit, 550 has an attack time of 5 m
s, a time constant circuit with a release time of 1 second. 600 is an output terminal. 810 is the output value X of the time constant circuit 540.
It is a gain assigning means whose characteristic changes according to, and the relationship between the input signal value j and the output signal value o is defined as shown in the figure.

【0024】以上のように構成された本発明の雑音抑圧
装置の動作を以下に説明する。図3において、入力信号
は包絡線抽出手段530で包絡線を抽出される。時定数
回路540は数10秒間の包絡線の最も小さい値の近傍
の値Xを出力する。時定数回路550は短時間の平均振
幅近傍の値jを出力する。伸張器710では、j<3X
の場合には入力信号は雑音である確立が高いため完全に
抑圧される。6X≦jの場合にはS/Nの非常によい区
間であると判定し、入力はそのまま出力される。3X≦
j<6Xの場合には、音声区間と雑音区間の過渡的な区
間であるため、図4の様に利得を割り当てることにより
音声区間と雑音区間を滑らかに接続する。図4の実施例
は図3の実施例に比べて短時間の平均振幅近傍の値jに
より利得を決定しているため、利得割当手段810の非
線形増幅動作で発生する音声帯域外の混変調雑音は小さ
くなる。図5(a)に処理前、図5(b)に処理後のコ
ンピューター雑音重畳音声波形をしめす。音声区間が精
度良く推定され、雑音区間が抑圧されている。かつ、雑
音区間と音声区間が滑らかにつながっているのが観察で
きる。
The operation of the noise suppressing apparatus of the present invention configured as above will be described below. In FIG. 3, the envelope of the input signal is extracted by the envelope extracting means 530. The time constant circuit 540 outputs a value X near the smallest value of the envelope for several tens of seconds. The time constant circuit 550 outputs a value j near the average amplitude for a short time. In the expander 710, j <3X
In the case of, the input signal is highly likely to be noise and is therefore completely suppressed. When 6X ≦ j, it is determined that the section has a very good S / N, and the input is output as it is. 3X ≦
When j <6X, it is a transitional section between the voice section and the noise section, so that the voice section and the noise section are smoothly connected by assigning a gain as shown in FIG. In the embodiment of FIG. 4, the gain is determined by the value j in the vicinity of the average amplitude for a short time as compared with the embodiment of FIG. 3, so that the intermodulation noise outside the voice band generated by the non-linear amplification operation of the gain allocation means 810. Becomes smaller. FIG. 5A shows a computer noise-superimposed speech waveform before the processing and FIG. The voice section is estimated accurately and the noise section is suppressed. Moreover, it can be observed that the noise section and the speech section are smoothly connected.

【0025】以上のように、本実施例によれば、数10
秒のアッタクタイムと数msのリリースタイムを有する
時定数回路の出力により利得割当手段の特性を決定し、
短時間の平均振幅で利得を決定することにより、構成が
単純で小型、低消費電力化が容易でかつ雑音区間と音声
区間が滑らかにつながり、歪の少ない雑音抑圧装置を得
ることができる。
As described above, according to this embodiment,
The characteristic of the gain allocation means is determined by the output of the time constant circuit having an attack time of seconds and a release time of several ms,
By determining the gain based on the average amplitude in a short time, it is possible to obtain a noise suppression device having a simple structure, a small size, easy power consumption reduction, smooth connection between the noise section and the speech section, and less distortion.

【0026】なお、図1の実施例において、レベル補正
手段560において入力信号を5倍して出力したが、他
の倍率でも良いし、特定の値を加算してもよい。時定数
回路540の後段にレベル補正手段560を配置する替
わりに時定数回路550の後段に配置しても良い。ま
た、図1、図3、図4の実施例において用いた時定数回
路540、550の時定数は実施例の通りでなくても特
許請求の範囲で規定された値に適合していれば良いのは
言うまでもない。また、図1、図3、図4の実施例にお
いて、包絡線抽出手段を整流器と遮断周波数70Hzの
低域通過フィルタで構成したが、他の方法で包絡線を抽
出しても良い。また、図3、図4の実施例において用い
た瞬時伸張器710、利得割当手段810それぞれの特
性は図のままである必要はなく、抑圧対象となる雑音の
包絡線の時間的な分散によって異なった特性に設定する
必要があるのは言うまでもない。また、図3の実施例に
おいて低域通過型フィルタ720を取り外しても良い
し、図1、図4の実施例の出力端子に低域通過型フィル
タを取り付けても良い。
In the embodiment of FIG. 1, the level correcting means 560 outputs the input signal by multiplying it by 5. However, other magnifications may be used or a specific value may be added. Instead of arranging the level correction means 560 at the subsequent stage of the time constant circuit 540, it may be arranged at the subsequent stage of the time constant circuit 550. Further, the time constants of the time constant circuits 540 and 550 used in the embodiments of FIGS. 1, 3 and 4 need not be the same as those of the embodiments as long as they meet the values defined in the claims. Needless to say. Further, in the embodiments of FIGS. 1, 3 and 4, the envelope extracting means is composed of the rectifier and the low-pass filter having a cutoff frequency of 70 Hz, but the envelope may be extracted by another method. Further, the characteristics of the instantaneous expander 710 and the gain assigning means 810 used in the embodiments of FIGS. 3 and 4 do not have to be the same as the figures, and differ depending on the temporal dispersion of the noise envelope to be suppressed. Needless to say, it is necessary to set it to a different characteristic. Further, the low-pass filter 720 may be removed in the embodiment of FIG. 3, or the low-pass filter may be attached to the output terminal of the embodiment of FIGS. 1 and 4.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、閾値を可変とした音声
区間検出装置を簡易で、小型低消費電力化が容易な方法
で実現することができその実用的効果は大きい。
According to the present invention, a voice section detecting device having a variable threshold value can be realized by a method that is simple, small in size, and low in power consumption, and its practical effects are great.

【0028】また、本発明によれば、雑音抑圧装置を簡
易で、小型低消費電力化が容易な方法で実現することが
できその実用的効果は大きい。
Further, according to the present invention, the noise suppressing device can be realized by a method that is simple, small in size, and low in power consumption, and its practical effect is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例における音声区間検出装
置を用いた雑音抑圧装置の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a noise suppressing device using a voice section detecting device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】処理前後の雑音重畳音声波形図[Fig. 2] Noise superimposed speech waveform diagram before and after processing

【図3】本発明第2の実施例における雑音抑圧装置の構
成図
FIG. 3 is a configuration diagram of a noise suppressing device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明第3の実施例における雑音抑圧装置の構
成図
FIG. 4 is a configuration diagram of a noise suppressing device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】処理前後の雑音重畳音声波形図FIG. 5: Noise superimposed speech waveform diagram before and after processing

【図6】従来の音声区間検出装置の構成図FIG. 6 is a block diagram of a conventional voice section detection device.

【図7】従来の雑音抑圧装置の構成図FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional noise suppression device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

110 入力信号レベル検出手段 120 ヒストグラム生成手段 130 音声区間推定手段 310 音声区間検出装置 320a、320b 時定数回路 330a、330b 帯域分割フィルタ 340a,340b 短時間エネルギー算出手段 350a、350b 再尤包絡線推定による利得計算手
段 370a、370b 乗算器 380 加算器 510 音声区間検出装置 520 信号入力端子 530 包絡線抽出手段 540 時定数回路 550 時定数回路 560 レベル補正手段 570 比較器 580 利得割当手段 590 乗算器 600 出力端子 710 瞬時伸張器 720 低域通過フィルタ 810 利得割当手段
110 Input signal level detecting means 120 Histogram generating means 130 Voice section estimating means 310 Voice section detecting device 320a, 320b Time constant circuits 330a, 330b Band division filters 340a, 340b Short time energy calculating means 350a, 350b Gain by re-likelihood envelope estimation Calculation means 370a, 370b Multiplier 380 Adder 510 Voice section detection device 520 Signal input terminal 530 Envelope extraction means 540 Time constant circuit 550 Time constant circuit 560 Level correction means 570 Comparator 580 Gain allocation means 590 Multiplier 600 Output terminal 710 Instantaneous expander 720 Low pass filter 810 Gain assigning means

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力信号の包絡線を抽出する包絡線抽出手
段と、前記包絡線抽出手段の出力端子に接続されたアッ
タクタイムが1秒以上でリリースタイムが50ms以下
の第1の時定数回路と、前記包絡線抽出手段の出力端子
に接続されたアッタクタイムが50ms以下でリリース
タイムが5秒以下の第2の時定数回路と、第1の時定数
回路の出力信号または第2の時定数回路の出力信号のど
ちらかをレベル補正した後両者を比較して大小を比較す
る比較手段を備え、レベル補正後の第1の時定数回路の
出力信号が第2の時定数回路の出力信号より小さいと前
記比較手段で判定された場合には音声区間と判定し、そ
の他の場合には非音声区間と判定することを特徴とする
音声区間検出装置。
1. An envelope extracting means for extracting an envelope of an input signal, and a first time constant circuit connected to an output terminal of the envelope extracting means for an attack time of 1 second or more and a release time of 50 ms or less. And a second time constant circuit connected to the output terminal of the envelope extraction means and having an attack time of 50 ms or less and a release time of 5 seconds or less, and an output signal of the first time constant circuit or a second time constant. The output signal of the first time-constant circuit after level correction is higher than the output signal of the second time-constant circuit after the level-correction of either of the output signals A voice section detection device, characterized in that if it is judged to be small by the comparison means, it is judged as a voice section, and in other cases it is judged as a non-voice section.
【請求項2】入力信号の包絡線を抽出する包絡線抽出手
段と、前記包絡線抽出手段の出力端子に接続されたアッ
タクタイムが1秒以上でリリースタイムが50ms以下
の第1の時定数回路と、前記包絡線抽出手段の出力端子
に接続されたアッタクタイムが50ms以下でリリース
タイムが5秒以下の第2の時定数回路と、第1の時定数
回路の出力信号または第2の時定数回路の出力信号のど
ちらかをレベル補正した後両者を比較して大小を比較す
る比較手段と、レベル補正後の第1の時定数回路の出力
信号が第2の時定数回路の出力信号より小さいと前記比
較手段で判定された場合には第1の利得を割当て、その
他の場合には第1の利得より低い第2の利得を割り当て
る利得割当手段と、前記利得割当手段によって割り当て
られた利得で入力信号を増幅する増幅手段を備えたこと
を特徴とする雑音抑圧装置。
2. An envelope extracting means for extracting an envelope of an input signal, and a first time constant circuit connected to an output terminal of the envelope extracting means for an attack time of 1 second or more and a release time of 50 ms or less. And a second time constant circuit connected to the output terminal of the envelope extraction means and having an attack time of 50 ms or less and a release time of 5 seconds or less, and an output signal of the first time constant circuit or a second time constant. The output signal of the first time constant circuit after level correction is smaller than the output signal of the second time constant circuit, and the comparing means for level comparing one of the output signals of the circuit and then comparing the two. If the comparison means determines that the first gain is allocated, in other cases, the gain allocation means allocates a second gain lower than the first gain, and the gain allocated by the gain allocation means. input Noise suppression apparatus characterized by comprising an amplification means for amplifying No..
【請求項3】入力信号の包絡線を抽出する包絡線抽出手
段と、前記包絡線抽出手段の出力端子に接続されたアッ
タクタイムが1秒以上でリリースタイムが50ms以下
の時定数回路と、前記時定数回路の出力信号で伸張特性
が決定され、入力信号を瞬時伸張する瞬時伸張手段を備
えたことを特徴とする雑音抑圧装置。
3. An envelope extracting means for extracting an envelope of an input signal; a time constant circuit connected to an output terminal of the envelope extracting means, the attack time being 1 second or more and the release time being 50 ms or less; A noise suppression device comprising an instantaneous expansion means for instantaneously expanding an input signal whose expansion characteristic is determined by an output signal of a time constant circuit.
【請求項4】第1の時定数回路の出力信号から第1の信
号レベルとそれより大きい第2の信号レベルを発生さ
せ、入力信号値が第1の信号レベル以下の場合には零値
を出力し、第2の信号レベル以上の場合には第1の時定
数回路の出力値そのままを出力し、第1の信号レベルと
第2の信号レベルの間の値の場合には瞬時振幅伸張を行
うような瞬時伸張手段を備えたことを特徴とする請求項
3記載の雑音抑圧装置。
4. A first signal level and a second signal level higher than that are generated from the output signal of the first time constant circuit, and a zero value is generated when the input signal value is equal to or lower than the first signal level. When the value is above the second signal level, the output value of the first time constant circuit is output as it is, and when the value is between the first signal level and the second signal level, the instantaneous amplitude expansion is performed. 4. The noise suppression device according to claim 3, further comprising an instantaneous expansion means for performing the operation.
【請求項5】入力信号の包絡線を抽出する包絡線抽出手
段と、前記包絡線抽出手段の出力端子に接続されたアッ
タクタイムが1秒以上でリリースタイムが50ms以下
の第1の時定数回路と、前記包絡線抽出手段の出力端子
に接続されたアッタクタイムが50ms以下でリリース
タイムが5秒以下の第2の時定数回路と、第1の時定数
回路の出力信号で特性が決定され、第2の時定数回路の
出力信号値により割り当てる利得を決定する利得割当手
段と、前記利得割当手段によって割り当てられた利得で
入力信号を増幅する増幅手段を備えたことを特徴とする
雑音抑圧装置。
5. An envelope extracting means for extracting an envelope of an input signal, and a first time constant circuit connected to an output terminal of the envelope extracting means for an attack time of 1 second or more and a release time of 50 ms or less. A characteristic is determined by an output signal of a second time constant circuit having an attack time of 50 ms or less and a release time of 5 seconds or less connected to the output terminal of the envelope extraction means, and A noise suppressing device comprising: a gain assigning unit that determines a gain to be assigned based on an output signal value of a second time constant circuit; and an amplifying unit that amplifies an input signal with the gain assigned by the gain assigning unit.
【請求項6】第1の時定数回路の出力信号から第1の信
号レベルとそれより大きい第2の信号レベルを発生させ
第2の時定数回路の出力信号値が第1の信号レベル以下
の場合には利得0を割当て、第2の信号レベル以上の場
合には利得1を割当て、第1の信号レベルと第2の信号
レベルの間の値の場合には0以上1以下の利得を割り当
てる利得割当手段を備えたことを特徴とする請求項3記
載の雑音抑圧装置。
6. A first signal level and a second signal level higher than that are generated from the output signal of the first time constant circuit, and the output signal value of the second time constant circuit is less than or equal to the first signal level. A gain of 0, a gain of 1 above the second signal level, and a gain of 0 to 1 for values between the first and second signal levels. 4. The noise suppressing device according to claim 3, further comprising a gain allocating unit.
【請求項7】第1の信号レベルを抑圧対象となる雑音の
包絡線の長時間の平均値と最小値の比に第1の時定数回
路の出力信号値を乗じたものとし、第2の信号レベルを
抑圧対象となる雑音の包絡線の長時間の最大値と最小値
の比に第1の時定数回路の出力信号値を乗じたものとす
ることを特徴とする請求項3から6のいずれかに記載の
雑音抑圧装置。
7. The first signal level is defined as the ratio of the long-term average value and the minimum value of the envelope of noise to be suppressed multiplied by the output signal value of the first time constant circuit, and the second signal 7. The signal level is obtained by multiplying the ratio of the long-time maximum value and the minimum value of the envelope of noise to be suppressed by the output signal value of the first time constant circuit. The noise suppression device according to any one of claims.
【請求項8】出力信号を帯域制限する低域通過型フィル
タを備えたことを特徴とする請求項2から7のいずれか
に記載の雑音抑圧装置。
8. The noise suppressing device according to claim 2, further comprising a low-pass filter for band-limiting the output signal.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11145857A (en) * 1997-11-12 1999-05-28 Pioneer Electron Corp Noise reducing device
JP2001186393A (en) * 1999-12-22 2001-07-06 Sanyo Electric Co Ltd Camera
JP2002358089A (en) * 2001-06-01 2002-12-13 Denso Corp Audio processing device and audio processing method
JP2005121786A (en) * 2003-10-15 2005-05-12 National Institute Of Information & Communication Technology Audio level automatic correction device
JP2016038552A (en) * 2014-08-11 2016-03-22 日本板硝子環境アメニティ株式会社 Phoneme division apparatus, speech processing system, phoneme division method, phoneme division program, and noise measurement apparatus

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