JPH0637659A - 受信信号をその信号内のノイズの存在に応答して減衰するための装置および方法 - Google Patents

受信信号をその信号内のノイズの存在に応答して減衰するための装置および方法

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JPH0637659A
JPH0637659A JP5115818A JP11581893A JPH0637659A JP H0637659 A JPH0637659 A JP H0637659A JP 5115818 A JP5115818 A JP 5115818A JP 11581893 A JP11581893 A JP 11581893A JP H0637659 A JPH0637659 A JP H0637659A
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signal
attenuation
noise
noise detection
interval
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JP5115818A
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Safdar M Asghar
サフダー・エム・アシャー
John G Bartkowiak
ジョン・ジィ・バートコウィアック
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Advanced Micro Devices Inc
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    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
    • H04B1/1027—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference assessing signal quality or detecting noise/interference for the received signal
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/20—Automatic control
    • H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
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    • H03G3/344—Muting responsive to the amount of noise (noise squelch)

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入来する信号内のノイズを識別しかつ抑制す
るための方法および装置を提供する。 【構成】 ノイズの存在を示す論理出力を発生するノイ
ズ検出器と、論理出力に応答するように動作的に接続さ
れ、ノイズ検出のカウントを記録する減衰コントローラ
とを設ける。減衰コントローラは予め定められた減衰間
隔を規定するクロック間隔の経過をトラッキングするた
めの減衰間隔トラッキング装置と、減衰信号発生器と、
入来する信号に減衰信号を与える論理装置とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】ワイヤレス電話システムで使用されるシ
ステムのような、通信システムのある型において、アナ
ログ信号によって伝達される情報は受信機によって一連
の情報の符号化された表示で、一般的には高周波数で周
波数シフトキーイング（ＦＳＫ）によって確立される一
連の「１」および「０」の形式で受信される。そのよう
な伝送は伝送経路においてビルおよび別の物体からのよ
うな反射を受けるかもしれず、ゆえに受信を阻止するま
たは歪ませるかもしれない態様で別の受信された信号に
関して時間遅延して受信機に到達する無線周波数（Ｒ
Ｆ）信号が時折ある。結果として、受信機の復調器（ま
たはデコーダ）は受信された信号を間違って変換し、ゆ
えに不安定になり干渉を生出すかもしれない。そのよう
な干渉は一般的にそのようなシステムのユーザーによっ
て、ポンもしくはカチッという音でまたは別の注意を逸
らすノイズで知覚され得る。
【０００２】受信された信号のノイズ成分を推定し、ノ
イズ成分の複製近似を発生し、その近似ノイズ成分を元
の信号から減算し、入来する信号において受信されたノ
イズを削除することができる遅延を備えるフィードバッ
ク回路を提供することによって干渉または別のノイズを
補償することは通信産業において通常である。しかしな
がら、ワイヤレス電話および類似のシステムのために公
表された工業規格は、そのようなシステムにおいていか
なる遅延も導入されないこと、つまり、システムはリア
ルタイムシステムとして通常知られるものでなければな
らないというとを必要とする。その結果、そのようなシ
ステムにおけるノイズを削除するための解決策は同様に
リアルタイムシステムでなければならない。
【０００３】さらに、時々ノイズの検出はある型の音声
パターンに敏感であり、真の音声をノイズと間違って識
別して真の音声に対しトリガする。入来する信号によっ
て伝達される情報は、ノイズ検出システムによる不正確
なトリガにもかかわらず、ユーザーによって理解される
ことが重要である。この発明は、その好ましい実施例に
おいて、本質的に聴取者にわかりやすい低音量レベル
で、実の音声が音声回路によって聴取者に伝送されるこ
とを可能にする。このシステムはノイズが好ましくはミ
ューティングを素早く増加し、ミューティングを緩やか
に減少し、「高速攻撃／緩やかな回復」応答を持続ノイ
ズに提供する時、入来する信号の減衰を増加する。
【０００４】この発明は、入来する信号におけるノイズ
を素早く識別し抑制するように設計されたリアルタイム
ノイズ識別および抑制システムを提供し、それはこの発
明が間違って真の音声に対しトリガするとき、受信され
た音声を理解することを妨げないような態様でミューテ
ィングをもたらすことになる。
【０００５】
【発明の概要】この発明は入来する信号内のノイズを識
別しかつ抑制するための装置を含み、それは入来する信
号を処理し、入来する信号の平均信号レベル、または信
号強度を表す第１の反復信号を発生するための第１の信
号処理装置と、第１の反復信号を処理し、第１の反復信
号の特定の局面を表す第２の反復信号を発生するための
第２の信号処理装置と、第２の反復信号の予測値を第２
の反復信号の複数のそれより前のサンプルから発生する
ための予測装置と、第２の反復信号と予測値との間の差
を決定するための論理装置とを含み、論理装置は、差が
予め定められたしきい値を超えると第１の値を有し、差
が予め定められたしきい値を超えなければ第２の値を有
する論理出力を発生し、さらに入来する信号におけるノ
イズへの段階的な応答を与えるための減衰コントローラ
を含み、減衰コントローラは論理出力を受取るために動
作的に接続されかつ論理出力が入来する信号におけるノ
イズの存在を示すとき論理出力に応答し、ノイズ検出の
カウントを記録する。
【０００６】減衰コントローラは予め定められた減衰間
隔を規定するクロッキング間隔の経過をトラッキングす
るための減衰間隔トラッキング装置を含み、減衰間隔ト
ラッキング装置はノイズ検出信号を受信し、減衰間隔が
経過した後各クロッキング間隔のために減少カウント信
号を発生し、減少カウント信号は、減少カウント信号に
応答して論理出力によって示されるノイズ検出のカウン
トを変えるノイズ検出カウンタに動作的に伝達され、減
衰間隔トラッキング装置は減衰間隔の経過した部分の少
なくとも一部を、ノイズ検出信号の予め定められた個数
を受信することに応答して再格納し、減衰信号発生器は
ノイズ検出カウント信号に応答し、ノイズ検出のカウン
トと減衰ファクタとの間の予め定められた関係に従って
減衰ファクタを設定し、減衰信号は減衰ファクタを表
し、さらに減衰信号を入来する信号に印加し、減衰ファ
クタに従って段階状に入来信号を減衰するための論理装
置を含む。
【０００７】この発明のさらなる局面は、入来する信号
内でノイズを識別しかつ抑制するための方法を含み、そ
れは（１）入来する信号の平均信号レベルまたは信号強
度を表す第１の反復信号を発生するステップと、（２）
入来信号の期待される最大信号レベルに関して正規化さ
れた第１の反復信号を表す第２の反復信号を発生するス
テップと、（３）第２の反復信号の複数のそれより前の
サンプルから第２の反復信号のための予測された値を発
生するステップと、（４）第２の反復信号と予測された
値との差を決定するステップと、（５）差が予め定めら
れたしきい値を超えると第１の値を、差が予め定められ
たしきい値を超えないと第２の値を有する制御信号を発
生するステップと、（６）制御信号に従ってノイズ検出
のカウントを記録するステップと、（７）減衰間隔を確
立し、減衰間隔が経過した後各クロッキング間隔のため
の減少カウントを発生するステップと、（８）前記減少
カウントによってノイズ検出のカウントをデクリメント
するステップと、（９）ノイズ検出のカウントに従って
減衰ファクタを設定するステップと、（１０）減衰ファ
クタを表す減衰信号を発生するステップと、（１１）減
衰ファクタに従って、入来する信号および減衰信号を受
信するために動作的に接続され、減衰信号に応答し入来
する信号をミュートする、信号をミュートするためのミ
ューティング装置を設けるステップとを含む。
【０００８】したがって、この発明の目的は、入来する
信号内のノイズを効率的にかつ正確に識別かつ区別し、
ノイズに段階的状に応答してそのノイズをミュートする
入来信号内のノイズを識別し抑制するための方法および
装置を提供することである。
【０００９】この発明のさらなる目的は、ノイズ検出が
真の音声によってトリガされようとも、入来する信号内
に含まれる情報の伝達を可能にする入来信号におけるノ
イズを識別しかつ抑制するための方法および装置を提供
することである。
【００１０】この発明のさらなる目的および特徴はこの
発明の好ましい実施例を例示する添付の図面とともに考
察されると以下の明細書および前掲の特許請求の範囲か
ら明らかとなるであろう。
【００１１】
【詳細な説明】図１はこの発明の装置の好ましい実施例
の概略ブロック図である。図１において、入来する信号
内のノイズを識別しかつ抑制するための装置１０は信号
レベル平均化装置１２、対数変換および正規化装置１
４、予測装置１６、コンパレータ装置１８、およびミュ
ーティング装置２０を含んで例示される。
【００１２】この発明の好ましい実施例において、装置
１０はワイヤレス電話システム（つまり電話受話機と本
体とを接続するコードを有さない電話システムであっ
て、本体はワイヤまたは他の手段によって電話信号を受
信するように構成される）において使用される。そのよ
うなワイヤレス電話システムにおいて、信号レベル平均
化装置１２の入力２２で受信される入力音声は受信シス
テムによって受信される前に４ＫＨｚに既に帯域制限さ
れる。この入力音声は録音機のような他のシステムにお
ける他のソースから受信され得、線形フォーマットまた
は数個の圧縮アルゴリズムのいずれかに従って圧縮され
た圧縮形式であってもよい。圧縮形式〔たとえば変調さ
れたパルス符号（ＰＣＭ）、適応差動パルスコード変調
（ＡＤＰＣＭ）、差動パルスコード変調（ＤＣＰＭ）な
ど〕の音声は適当なそれぞれの符号化システムのための
通常のデコーダを通過し、そして線形データとして音声
受信機に導入される。ノイズ検出は、好ましくは受信さ
れた信号がデコードされた後発生する。いかなる遅延
も、もしその遅延が性能に決定的であれば（またはもし
産業規格がいかなる遅延も排除するならば）受信システ
ムに導入される必要はない。しかしながら、もし少量の
遅延が使用されると、信号のノイズの多い通過の最初の
部分は除去され得、それは性能を改良する。
【００１３】入来する信号ｓは（図１に示されない）信
号デコーダの出力から信号レベル平均化装置１２によっ
て入力２２で受信される。信号レベル平均化装置１２は
平均信号レベルδt を好ましくは以下の関係
【００１４】
【数１】
【００１５】〔方程式１〕に従って計算し、ここで、δ
t ＝平均信号レベルであり、｜ｓi ｜＝入来する信号ｓ
のｉ番目のサンプルの信号レベルの絶対値であり、ｎ＝
サンプルの個数である。
【００１６】信号レベル平均化装置１２は好ましくは入
来する信号ｓの絶対値を８ＫＨｚのサンプリング速度で
ｎ個のサンプルにわたって平均化する。
【００１７】正常の音声の間、信号レベル平均化装置１
２の出力は、その出力が正確に予測されるように緩やか
に変化する。しかしながら入来信号ｓにノイズが多いと
き大きな誤差が平均信号レベルδt の予測に発生する。
入来する信号ｓにおけるそのようなノイズの存在は、予
測誤差の逆数が予め定められたしきい値レベルよりも低
いときはいつでも（または反対に予測誤差が予め定めら
れたしきい値レベルよりも大きいときはいつでも）この
ように検出され得る。しきい値レベルの選択は装置１０
の性能に影響し得る、なぜなら、もししきい値が高く設
定されすぎると、装置１０は真の音声に対しトリガし、
もししきい値が低く設定されすぎると、ノイズが見落さ
れ得る。
【００１８】信号レベル平均化装置１２はその出力δt
を対数変換および正規化装置１４に線２４を経て与え
る。平均信号レベルδt は対数変換および正規化装置１
４に線２４を経て与えられる。入来する信号ｓは好まし
くは、信号レベル平均化装置１２への入力の前に、デコ
ーダによって線形データに変換された周波数シフトキー
ド（ＦＳＫ）信号の形式で一連の「１」および「０」と
して受信される。
【００１９】対数変換および正規化装置１４は平均信号
レベルδt の変換を好ましくは知られている関係
【００２０】
【数２】
【００２１】〔方程式２〕に従って実行し、ここで、Ｓ
norm＝最大信号レベルに関して正規化された平均信号レ
ベルで、δt ＝平均信号レベルで、δmax ＝最大の予想
された信号レベルである。このように、対数変換および
正規化装置１４は装置１０によって受信されると予想さ
れる最大信号レベルδmax に関して正規化された平均信
号レベルδt を表す（デシベル（ｄｂ）で表された）数
量Ｓnormを出力２６で提供する。好ましくはδmax ＝８
１９２である。
【００２２】方程式（１）および方程式（２）の実現
は、好ましくは２進演算システムにおける使用のために
簡略化され、除算機能は計算における便宜、効率および
速度のために除去されることが望ましい。
【００２３】各入来する信号サンプルｓi は算術マスク
が１９−ビットである以下に示されるフォーマットで配
列される１６ビットの２の補数であり、
【００２４】
【数３】
【００２５】ここで「Ｓ」は符号ビットであり、１５の
大きさ（magnitude)ビット「ビット１５−１」がある。
【００２６】方程式（１）は各入来する信号サンプルｓ
i の信号レベルまたは信号強度の「係数」または絶対値
が発生され、かつ｜ｓi ｜の先の（ｎ−１）サンプルに
加えられることを必要とする。ｎの値は好ましくは８で
あるように選択される、なぜならそれは２3 を表し、ゆ
えに２進数系によってたやすく取扱われるからである。
８のサンプルがオーバーフローすることなく上に示され
る数字のフォーマットで算術論理演算装置（ＡＬＵ）に
蓄積され得、ｎ＝８を収容する平均化フィルタは信号レ
ベル平均化装置１２の要求を果たす上でよい性能を示し
た。
【００２７】このように、平均信号レベルδt は最終的
に累積されると、以下の累積フォーマットでＡＬＵに存
する。
【００２８】
【数４】
【００２９】方程式（２）は以下に示されるように方程
式（３）の形式で２進システムを使用してのより容易な
処理のために底が２の対数フォーマットでＳnormを表示
するよう簡略化されてもよい。
【００３０】
【数５】
【００３１】〔方程式３〕δmax は好ましくは８１９２
＝２13として選択される、なぜならこの好ましい例示的
システムにおいて８１９２は通常のデコーダ出力におい
て予期される最大信号レベルであるからである。８１９
２を上回るいかなる信号も、したがってオーバーロード
された信号（つまり飽和音声入力またはノイズ）として
扱われる。
【００３２】方程式（３）は、特にこの式が除算を回避
するので、装置１０の動作を簡略化する。Ｋは無視され
得るスケールファクタであり、Ｋ1 は予め格納された定
数であり、したがって計算を必要としない。上に説明さ
れた蓄積されたフォーマットにおけるＡＬＵの最上位１
６ビットは（知られている回路ブロックとして利用可能
な）ｌｏｇ2 ハードウェアに適用され、ｌｏｇ2 ハード
ウェアの出力は以下に示される１２ビットのフォーマッ
トで格納される１１ビットプラス含意正符号（１２ビッ
トの）の値である。
【００３３】
【数６】
【００３４】このｌｏｇ2 値は符号の付いた、４ビット
の指数、７ビットの仮数パラメータであり、この４ビッ
トの指数は１６ビットの値δt における最上位の位置
「１」を表す。
【００３５】予め格納された定数Ｋ1 は、それから信号
レベル平均化装置１２の出力δt から、対数変換および
正規化装置１４によって減算され、正規化された平均信
号レベルＳnormを発生する。
【００３６】正規化された平均信号レベルＳnormは、線
２８を経てコンパレータ装置１８の第１の入力２９へ伝
達され、線３０を経て予測装置１６の入力３２に伝達さ
れる。
【００３７】正規化された平均信号レベルの予測された
値Ｓ＾norm（Ｓの横の＾はＳの上に付すものである）は
好ましくは以下の関係
【００３８】
【数７】
【００３９】〔方程式４〕に従って決定され、ここで、
ｍ＝４でありΥi は予め規定された定数である。Ｓnorm
の４つの先のスケールされた値はΥi Ｓt-i norm（norm
はt-i の下に付すものである）によって表され、予測装
置１６に蓄積される。方程式（４）は８×１６ビットの
並列乗算器を使用して実行されてもよく、（上に説明さ
れた１２ビットのフォーマットにおいて）Ｓnormパラメ
ータの最上位１６ビットは乗算器の１６ビットの入力に
与えられ、Υi パラメータは（８ビットの符号の付いた
係数として予め格納され）乗算器の８ビットの入力に与
えられる。乗算器の出力は好ましくは上に説明される１
２ビットのフォーマット（およびｌｏｇ2 フォーマッ
ト）である。
【００４０】予測装置１６はＳ＾normの値を線３４を経
てコンパレータ装置１８の第２の入力３６へ伝達する。
それによって予測装置１６が値Ｓ＾normを計算する装置
は図３と関連して以下により詳細に議論されるであろ
う。
【００４１】コンパレータ装置１８は予測誤差パラメー
タＥt を好ましくはデシベル（ｄｂ）で以下の関係
【００４２】
【数８】
【００４３】〔方程式５〕に従って計算する。
【００４４】これは
【００４５】
【数９】
【００４６】〔方程式６〕に簡略化されてもよい。方程
式（６）の実行は２つの減算および２つのｌｏｇ2 関数
のみを必要とし、したがっていかなる除算動作も排除す
ることによって方程式（６）の実行を簡略化する。Ｋ2
＝２０ｌｏｇ10２であり、好ましい例示的具体例におい
て無視され得る定数である。
【００４７】Ｅt はたとえば８ｄｂのような予め定めら
れたしきい値と比較され、ゆえにもしＥt が予め定めら
れたしきい値を超えるならば、入来する信号ｓは音声情
報を含むと仮定され、もしＥt が予め定められたしきい
値よりも少なければ、入来する信号ｓはノイズを含むと
仮定される。このように、ミューティング装置２０はコ
ンパレータ装置１８から線３８を経て予め定められたし
きい値とＥt の比較を表す論理出力を受取る。ミューテ
ィング装置２０は入来する信号ｓを線４０を経てもまた
受取る。ミューティング装置２０は線３８上で受信され
た論理出力信号に応答し、線３８を経て受信された論理
出力信号が入来する信号ｓがノイズを含むということを
示すとき、つまりＥt が予め定められたしきい値よりも
低いとき、線４０を経て受信された入来する信号ｓにミ
ューティングをもたらす。同様に、ミューティング装置
２０は線３８を経て受信された論理出力信号が、入来す
る信号ｓが音声情報を含むということを示すとき、つま
りＥt が予め定められたしきい値を超えるときミューテ
ィング装置２０は入来する信号ｓのいかなるミューティ
ングももたらさない。ミューティング装置２０は線４２
上で出力信号を与え、その出力信号はコンパレータ装置
１８から線３８を経てミューティング装置２０によって
受信された論理出力信号の値に依存してミュートされた
またはミュートされない信号のいずれかである。
【００４８】したがって、装置１０はノイズ識別機能お
よびノイズ抑制機能を実行する。装置１０は、入来する
信号ｓがノイズを含むと判断すると、入来する信号ｓが
音声情報を含むと後に判断されるまで入来信号ｓのミュ
ーティングをもたらし、そう判断された時入来する信号
ｓのミューティングは停止されてもよい。代わりに、ミ
ューティングは予め定められたミューティング期間（た
とえば２５６クロックサイクル）の間ノイズ検出の各場
合においてもたらされてもよく、ノイズの存在に関する
再チェックは、続いて起こるミューティング期間にミュ
ーティングを行なうかどうか新たに判断するために各そ
のようなミューティング期間が終了した後行なわれても
よい。
【００４９】装置１０は、信号レベルの予測、および正
常な音声の間平均信号レベルが比較的緩やかに変化する
という仮定に基づくが、チャネルノイズはしばしば（そ
こから入来する信号ｓが装置１０によって受信される）
デコーダが不安定になることを引き起こし、入来する信
号ｓが音声情報を含むとき経験するよりもより短い時間
デコードされた信号レベルのかなりの増大という結果を
もたらす。レベルにおけるこの急速なかつ大きい増大が
ユーザーによって不快なカチッまたはポンという音とし
て知覚される。
【００５０】正常な音声の間、入来する信号ｓの比較的
緩やかに変化する信号レベルは比較的正確に予測され得
る。しかしながら、（ノイズが存在するときのように）
デコーダが不安定になると、この信号は予測不可能とな
り、予測器出力における大きな誤差を結果としてもたら
す。装置１０は予測誤差パラメータＥt が予め定められ
たしきい値よりも低いときはいつでもノイズバーストの
オンセットを検出する。しきい値の選択は直接的にシス
テムの機能および応答性に影響し、一般的に経験に基づ
いて決定される。
【００５１】ノイズ低減をもたらすために予め定められ
たミューティング期間に依存する代わりに、ノイズバー
ストの終結、つまりバーストの終わりを検出し、いつミ
ューティングをやめるかを判断することは有利となるか
もしれない。バーストの終わりを検出するために、装置
１０はある間隔の間単に信号レベルの平均の差（または
信号レベルに関連する別のパラメータ）として計算され
る量子化器ステップサイズの勾配をトラックし得る。こ
の勾配はしきい値と比較され、もし勾配がしきい値より
もより負であれば、誤差バーストの終わりが発生したと
判断される。一旦そのようなバーストの終わりが検出さ
れると、ミューティングは終了されてもよく、またはミ
ューティングを停止する前にデコーダの完全な回復を確
実にするために短い間隔の間続けられてもよい。そのよ
うな伸ばされたミューティングのための最適間隔は好ま
しくは経験に基づいて判断される。
【００５２】図２はこの発明の方法の好ましい実施例を
例示するフロー図である。図２において、方法は入来す
る信号ｓの受信とともにブロック６０で始まり（図１を
参照）、平均信号レベルδt は入来する信号レベルｓの
関数として好ましくは以下の関係、
【００５３】
【数１０】
【００５４】〔方程式７〕に従って計算され（ブロック
６２）、ここで、δt ＝平均信号レベル、｜ｓi ｜＝入
来する信号ｓのｉ番目のサンプルの信号レベルの絶対
値、ｎ＝サンプルの個数である。それから正規化された
平均信号レベルＳnormが好ましくは以下の関係
【００５５】
【数１１】
【００５６】〔方程式８〕に従って計算され（ブロック
６４）、ここで、Ｓnorm＝最大信号レベルに関して正規
化された平均信号レベルδt ＝平均信号レベル、δmax
＝最大の予期される信号レベル、 Ｋ＝１０ｌｏｇ10２ Ｋ1 ＝ｌｏｇ2 δmax である。
【００５７】正規化された平均信号レベルの予測された
値Ｓ＾normは、好ましくは以下の関係
【００５８】
【数１２】
【００５９】〔方程式４〕に従って計算され（ブロック
６６）、ここで、Ｓ＾norm＝前記入来する信号の最大の
予期される信号レベルに正規化された予測平均信号レベ
ル、Υi ＝スケールファクタ、Ｓt-i norm＝正規化され
た平均信号レベルのｉ番目の先のサンプル、ｍ＝サンプ
ルの個数である。好ましい実施例において、ワイヤレス
電話応用の必要性には、サンプルの個数ｍに４の値を使
用し、かつスケールファクタの値Υi に予め定められた
定数を使用することで十分であるということがわかっ
た。
【００６０】予測誤差パラメータＥt は好ましくは数式
【００６１】
【数１３】
【００６２】〔方程式９〕に従って計算され、ここで、
Ｋ2 ＝２０ｌｏｇ10２である。
【００６３】Ｅt は予め定められたしきい値と比較され
（ブロック７０）その比較を反映する論理出力信号を発
生し、論理出力値は、Ｅt が予め定められたしきい値を
超えると第１の値を有し、それにより入来する信号ｓに
おける音声の存在を示し、かつ論理出力信号は、Ｅt が
予め定められたしきい値よりも小さいとき、第２の値を
有し、それにより入来する信号ｓにおけるノイズの存在
を示す（ブロック７２）。このように、入来する信号ｓ
は、論理出力信号が入来する信号ｓにおけるノイズの存
在を示すと、ミューティングデバイスによってミュート
される（ブロック７４）。論理出力信号が入来する信号
ｓにおける音声の存在を示すとき、ミューティングデバ
イスは入来する信号ｓのミューティングをもたらさない
（ブロック７６）。
【００６４】図３はこの発明の予測装置の好ましい実施
例の概略ブロック図である。図３において、予測装置１
６は複数の遅延装置５０1 、５０2 、５０3 、５０4 、
…５０n を含む多段デジタルフィルタとして例示され
る。各遅延装置５０i は受信された信号Ｓnorm（正規化
された平均信号レベル）を追加的時間期間によって遅延
させ、ゆえに出力線５２1 は１時間期間遅延された受信
信号、Ｓt-1 normを伝達し、出力線５２2 は２時間期間
遅延された受信信号、Ｓt-2 normを伝達し、出力線５２
3 は３時間単位遅延された受信信号、Ｓt-3 normを伝達
し、出力線５２4は４時間単位遅延された受信信号、Ｓ
t-4 normを伝達し、かつ出力線５２n はｎ時間単位遅延
された受信信号、Ｓt-n normを伝達する。
【００６５】出力線５２i によって伝達されるそれぞれ
の出力信号Ｓt-i normの各々はそれぞれスケールファク
タΥi で乗算され、したがって出力信号Ｓt-1 normはス
ケールファクタΥ1 で乗算され、出力信号Ｓt-2 normは
スケールファクタΥ2 で乗算され、出力信号Ｓt-3 norm
はスケールファクタΥ3 で乗算され、かつ出力信号Ｓ
t-5 normはスケールファクタΥ4 で乗算され、かつ出力
信号Ｓt-n normはスケールファクタΥn で乗算される。
結果としてのスケールされた出力信号Υi Ｓt-i normは
加算器５４において加算され、加算器は出力５６で正規
化された平均信号レベルＳnormのための予測値Ｓ＾norm
を、Ｓnormの複数のそれより前のサンプルＳt-i normに
基づいて与える。
【００６６】装置１０は、ノイズを効果的に抑制する一
方で真の音声をノイズとして誤って検出する効果を軽減
する「高速攻撃／緩やかな回復」ミューティング構成を
実現するように設計されてもよい。そのような段階状の
ミューティング構成は好ましくは、ノイズ信号が通常ノ
イズを有する信号の期間中検出器が多数回トリガするこ
とを引起こすが、真の音声の間１回だけ（またはＥTHの
設定に依存して２回）検出器がトリガすることを引起こ
すという事実に基づく。
【００６７】図４は減衰制御装置の詳細を示すこの発明
の概略ブロック図である。この発明の説明を理解するこ
との簡単さを容易にするために、同様の要素は種々の図
面において同様の参照数字によって識別することにす
る。
【００６８】図４において、ミューティング装置２０の
詳細が間隔トラッキング部１００、信号発生部１０２、
および減衰部１０４を含んで示される。
【００６９】間隔トラッキング部１００は減衰間隔設定
装置１０６、減衰間隔デクリメントカウンタ１０８、お
よびノイズ検出カウンタ１１０を含む。コンパレータ装
置１８から線３８を経て伝達された出力論理信号は減衰
間隔設定装置１０６へのアップカウント入力１１４での
みならず、ノイズ検出カウンタ１１０へのアップカウン
ト入力１１２で受信される。予め定められた減衰間隔
は、好ましくは間隔入力１１６を経て減衰間隔設定装置
１０６においてクロック間隔の所与の個数として確立さ
れ、予め定められた減衰間隔は線１１８を経て減衰間隔
デクリメントカウンタ１０８に伝達される。減衰間隔デ
クリメントカウンタ１０８は予め定められた減衰間隔が
完全にデクリメントされるまでクロック期間ごと１クロ
ックカウントだけ予め定められた減衰間隔をデクリメン
トする。予め定められた減衰間隔を完全にデクリメント
すると、減衰間隔デクリメントカウンタ１０８は線１２
４を介してノイズ検出カウンタ１１０へのダウンカウン
ト入力１２０へかつ線１２４を経て減衰間隔設定装置１
０６へのダウンカウント入力１２２へデクリメントカウ
ンティング入力を出力開始する。減衰モード設定は入力
１２６を経てノイズ検出カウンタ１１０に入力され、入
力１３０を経て（信号発生部１０２内に含まれる）減衰
信号発生器１２８に入力される。ノイズ検出カウンタ１
１０は線１３２を経て減衰信号発生器１２８に出力を与
える。減衰信号発生器１２８は線１３４を経て減衰部１
０４における論理装置１３６への出力のための減衰信号
を発生する。論理装置１３６は入来する信号ｓを線４０
を経て受信し、線１３４を経て受信された減衰信号を、
入来する信号ｓに、以下により詳細に説明されるような
態様で与え、端子１３８で出力を発生する。
【００７０】ノイズ抑制が不能化されるか、または線３
８上の論理出力信号がいかなるノイズも検出されていな
いことを示すと、好ましくは２ビットのノイズ検出カウ
ンタであるノイズ検出カウンタ１１０は２進の００で保
持される。これは減衰信号発生器１２８が線１３４を経
て論理装置１３６に減衰信号を渡すことを引起こし、そ
れは「ゼロシフト」として論理装置１３６によってデコ
ードされ、入来する信号ｓの減衰がないことを結果とし
て引起こす。
【００７１】ノイズ抑制が可能になりかつ線３８上の論
理出力信号がノイズの検出を示すと、ミュートの長さ、
またはサンプル数もしくはその間入来信号Ｓが減衰され
ることになるクロック間隔を表わす予め定められた減衰
間隔が間隔入力１１６を経て減衰間隔設定装置１０６に
ロードされる。減衰間隔は減衰間隔デクリメントカウン
タ１０８によって各クロック期間に１カウントデクリメ
ントされる。減衰間隔デクリメントカウンタ１０８が０
を過ぎて負になると、デクリメント入力はノイズ検出カ
ウンタ１１０のダウンカウント入力１２０に与えられ、
ノイズ検出カウンタ１１０はカウントダウンする。もし
ノイズ検出カウンタ１１０がゼロ（００）であれば、そ
れはもはやデクリメントすることができず、カウント
「００」に止まることになる。
【００７２】この好ましい例示的実施例に関して、４つ
のミュートモードが以下の表１に説明されるように使用
される。
【００７３】
【表１】
【００７４】〔表１〕このようにミュートモード「０
０」において、もしノイズが一度検出されると、ノイズ
検出カウンタ１１０は「１」にインクリメントし、減衰
信号発生器１２８は線１３４を経て減衰信号を１／１２
８の減衰ファクタつまり出力＝入力／１２８を示す論理
装置１３６へ渡す。
【００７５】ミュートモード「１１」において、たとえ
ば、もしノイズが一度検出されると、ノイズ検出カウン
タ１１０は「１」にインクリメントし減衰信号発生器１
２８は線１３４を経て減衰信号を１／２の減衰ファクタ
を示す論理装置１３６に渡し、ゆえに論理装置１３６の
出力は５０％減衰された入来する信号ｓになる。
【００７６】もし予め定められた減衰間隔がたとえば３
２サンプルに設定されると、減衰間隔デクリメントカウ
ンタ１０８はデクリメントされた減衰間隔が負になるま
で、各サンプル期間に関して１カウントデクリメントす
ると考えられる。もしいかなるノイズ検出もその３２サ
ンプルの期間中にもはや発生しなければ、ノイズ検出カ
ウンタ１１０は「０」にデクリメントしたことになり、
減衰信号発生器１２８は減衰がないことを示す減衰信
号、またはシフトコードを出力することになる。
【００７７】しかしながら、もし３２サンプルの減衰間
隔の間、他のノイズ検出が発生すると、減衰間隔設定装
置１０６はそのアップカウント入力１１４で入力を受信
し、ゆえに減衰間隔設定装置１０６は３２カウントにリ
セットされ、ノイズ検出カウンタ１１０は「２」にイン
クリメントする。このように、モード「１１」におい
て、たとえば減衰信号発生器１２８は１／４の減衰ファ
クタを示す減衰信号を出力し、ゆえに入来する信号ｓが
７５％減衰される。もしいかなるノイズも３２カウント
の期間の間検出されなければ、ノイズ検出カウンタ１１
０は「１」にデクリメントし、ゆえに（引続きモード
「１１」において）減衰ファクタ１／２が減衰信号発生
器１２８によって示されることになる。ノイズを有さな
い別の３２カウントの期間はノイズ検出カウンタ１１０
を「０」にデクリメントさせ、いかなる減衰も発生しな
いであろう。
【００７８】そのような対様で、「高速攻撃／緩やかな
回復」応答はノイズが検出されるとすぐにもたらされ、
減衰間隔設定装置１０６は予め定められた減衰間隔にそ
のアップカウント入力１１４を経てリセットされ、ノイ
ズ検出カウンタ１１０はそのアップカウント入力１１２
を経て即座にインクリメントされる。ノイズは（ひとた
びノイズ信号が存在すると）装置１０を多数回トリガす
るので、装置１０は素早く反応し、入力信号ｓを高い減
衰である１／１２８の減衰ファクタで減衰する。もしい
かなるノイズも検出されなければ、減衰間隔デクリメン
トカウンタ１０８は減衰ファクタが各３２サンプルの期
間の後ただ１レベルだけ変更されることを可能にする。
【００７９】たとえばもしミュートモード「１１」がプ
ログラムされ、減衰間隔またはミュートの長さが３２で
設定されると、もし減衰ファクタが、ノイズが消える前
に１／１２８に到達すると、ゼロ減衰への回復時間は４
×３２＝１２８サンプルになるであろう。対照的に、も
しノイズを有する入来する信号ｓの最初の１０サンプル
でノイズが４回検出されると、減衰ファクタは１０サン
プルにおいて１／１２８に到達するであろう。
【００８０】先に述べられたように、装置１０は特に、
もししきい値ＥTHが高く設定されるならば、ノイズとし
て間違って検出される音声に対するトリガに敏感である
かもしれない。装置１０によって与えられた段階的ミュ
ーティングはそのような間違ったトリガを、もし音声が
検出器をトリガすると、それは１回トリガし複数回はし
ないという事実を使用して、補償する。このように、も
しミュートモードが「００」以外の何かに設定される
と、真の音声の入来信号ｓは５０％だけ減衰され、その
量は人の耳では検出不可能であり、かつ入来する信号ｓ
はそれから、予め定められた減衰間隔が減衰間隔デクリ
メントカウンタ１０８によって完全にデクリメントされ
た後ゼロ減衰に回復することになる。
【００８１】ここで説明されたこの発明の好ましい実施
例は、低レベルのノイズバーストについて記載していな
いかもしれないが、主観テストは、そのようなバースト
が聴取者を主観的に悩まさないということを示した。実
験が装置は確実にノイズのうるさいバーストを検出し抑
制するということを示した。この発明の方法および装置
は単純な算術、乗算、および対数関数を使用し、実現す
るのに高価になる除算の使用を避ける（特に固定点演算
ハードウェアにおいて）。
【００８２】この発明の方法および装置はノイズと音声
を識別するのに信号強度の単純な測定値を使用し、かつ
ノイズは通常の音声よりも高速で振幅において増加する
という事実を利用する。音声がノイズに間違えられるか
もしれないような場合、この発明の段階的ミューティン
グ構成は聴取者へのいかなる不快な効果も軽減し、その
ような間違ったトリガを耳に区別できなくする。
【００８３】与えられた詳細な図面および特定の例はこ
の発明の好ましい実施例を説明する一方で、それらは例
示の目的のためであり、この発明の装置は開示された正
確な詳細および条件に限定されず、種々の変更が前掲の
特許請求の範囲によって規定されるこの発明の精神から
逸脱することなくここでなされ得るということを理解さ
れたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の装置の好ましい実施例の概略ブロッ
ク図である。
【図２】この発明の方法の好ましい実施例を例示するフ
ロー図である。
【図３】この発明の予測装置の好ましい実施例の概略ブ
ロック図である。
【図４】減衰制御装置の詳細を示すこの発明の概略ブロ
ック図である。
【符号の説明】
１２ 平均化装置 １４ 対数変換および正規化装置 １６ 予測装置 １８ コンパレータ装置 ２０ ミューティング装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・ジィ・バートコウィアック アメリカ合衆国、78735 テキサス州、オ ースティン、トレイル・クレスト・サーク ル、4702

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 受信された信号を前記受信信号における
    ノイズの存在に応答して減衰するための装置であって、
    前記ノイズの存在はノイズ検出信号によって示され、装
    置は、 ノイズ検出のカウントを維持するためのノイズ検出カウ
    ンタ手段を含み、前記ノイズ検出カウンタ手段は前記ノ
    イズ検出信号を受信し、前記ノイズ検出のカウントを表
    示するノイズ検出カウント信号を発生し、さらにクロッ
    キング間隔の経過をトラッキングするための減衰間隔ト
    ラッキング手段を含み、複数の前記クロッキング間隔は
    予め定められた減衰間隔を含み、前記減衰間隔トラッキ
    ング手段は前記ノイズ検出信号を受信し、前記減衰間隔
    が経過した後前記クロッキング間隔の各々のための減少
    カウント信号を発生し、前記減少カウント信号は前記ノ
    イズ検出カウンタ手段に動作的に伝達され、前記ノイズ
    検出カウンタ手段は前記負のカウント信号に応答して前
    記ノイズ検出のカウントを変え、前記減衰間隔トラッキ
    ング手段は前記ノイズ検出信号の予め定められた個数を
    受信することに応答して前記減衰間隔の経過した部分の
    少なくとも一部を再格納し、さらに減衰信号を発生する
    ための減衰信号発生手段を含み、前記減衰信号発生手段
    は前記ノイズ検出カウント信号に応答して、前記ノイズ
    検出のカウントと前記減衰ファクタとの間の予め定めら
    れた関係に従って減衰ファクタを設定し、前記減衰信号
    は前記減衰ファクタを表し、さらに前記減衰信号を前記
    受信された信号に与え前記減衰をもたらすための論理手
    段を含む、装置。
  2. 【請求項２】 前記減衰間隔トラッキング手段は前記ノ
    イズ検出信号に応答して前記減衰間隔を確立するための
    減衰間隔レジスタ手段と、減少カウンタとを含み、前記
    カウンタは前記減衰間隔を減少的にカウントダウンし、
    前記減少カウントを前記ノイズ検出カウンタ手段に与え
    る、請求項１に記載の受信された信号を前記受信された
    信号におけるノイズの存在に応答して減衰するための装
    置。
  3. 【請求項３】 前記ノイズ検出のカウントと前記減衰フ
    ァクタとの前記予め定められた関係は、複数のモード設
    定を含み、前記ノイズ検出のカウントに従った前記減衰
    ファクタの前記設定は、前記複数のモード設定のどのそ
    れぞれのモード設定が選択されるかによって決定され
    る、請求項１に記載の受信された信号を、前記受信信号
    におけるノイズの存在に応答して減衰するための装置。
  4. 【請求項４】 前記ノイズ検出のカウントと前記減衰フ
    ァクタとの前記予め定められた関係は、複数のモード設
    定を含み、前記ノイズ検出のカウントに従った前記減衰
    ファクタの前記設定は、前記複数のモード設定のどのそ
    れぞれのモード設定が選択されるかによって決定され
    る、請求項２に記載の受信信号を、前記受信信号におけ
    るノイズの存在に応答して減衰するための装置。
  5. 【請求項５】 受信された信号を、前記受信信号におけ
    るノイズの存在に応答して減衰するための装置であっ
    て、前記ノイズの存在はノイズ検出信号によって示さ
    れ、装置は、 ノイズ検出のカウントをトラッキングするためのノイズ
    検出トラッキング手段を含み、前記ノイズ検出トラッキ
    ング手段は減衰間隔をサンプリング間隔の予め定められ
    た個数として確立し、前記ノイズ検出トラッキング手段
    は前記ノイズ検出信号を受信しかつノイズ検出が発生し
    ない前記減衰間隔に続く前記サンプリング間隔の個数よ
    りも少ない前記減衰間隔の間発生するノイズ検出のカウ
    ントを表すノイズ検出カウント信号を発生し、さらに減
    衰信号を発生するための減衰信号発生器手段を含み、前
    記減衰信号発生手段は前記ノイズ検出カウント信号に応
    答し、減衰ファクタを、前記ノイズ検出のカウントと前
    記減衰ファクタとの間の予め定められた関係に従って設
    定し、前記減衰信号は前記減衰ファクタを表し、さらに
    前記減衰信号を前記受信信号に与え、前記減衰をもたら
    す論理手段を含む、装置。
  6. 【請求項６】 前記ノイズ検出トラッキング手段は、前
    記ノイズ検出信号に応答して前記減衰間隔を確立するた
    めの減衰間隔レジスタ手段と、前記減衰間隔を減少的に
    カウントダウンするための減少カウンタとを含み、前記
    ノイズ検出トラッキング手段は前記ノイズ検出信号の予
    め定められた個数を受信するのに応答して前記減衰間隔
    の経過した部分の少なくとも一部を再格納する、請求項
    ５に記載の受信された信号を、前記受信信号におけるノ
    イズの存在に応答して減衰するための装置。
  7. 【請求項７】 前記ノイズ検出トラッキング手段はさら
    にノイズ検出カウンタ手段を含み、前記ノイズ検出カウ
    ンタ手段は前記減少カウンタから減少カウント信号を受
    信し、前記減少カウント信号は前記減衰間隔に続く前記
    サンプリング間隔を示し、前記ノイズ検出カウンタ手段
    は前記ノイズ検出信号を受信し、前記ノイズ検出カウン
    ト信号を発生する、請求項６に記載の受信された信号
    を、前記受信信号におけるノイズの存在に応答して減衰
    するための装置。
  8. 【請求項８】 前記ノイズ検出のカウントと前記減衰フ
    ァクタとの前記予め定められた関係は、複数のモード設
    定を含み、前記ノイズ検出のカウントに従った前記減衰
    ファクタの前記設定は、前記複数のモード設定のどのそ
    れぞれのモードが選択されるかによって決定される、請
    求項７に記載の受信された信号を、前記受信信号におけ
    るノイズの存在に応答して減衰するための装置。
  9. 【請求項９】 受信された信号を、前記受信信号におけ
    るノイズの存在に応答して減衰するための方法であっ
    て、前記ノイズの存在はノイズ検出信号によって示さ
    れ、 （１） 複数の連続したクロッキング間隔の間、前記受
    信信号をサンプリングするステップと、 （２） ノイズが前記受信信号において検出されると、
    前記クロッキング間隔の各々の間、前記ノイズ検出信号
    を発生するステップと、 （３） 前記ノイズ検出信号のカウントを維持するステ
    ップと、 （４） 予め定められた減衰間隔を確立するステップと
    を含み、前記予め定められた減衰間隔は複数の前記クロ
    ッキング間隔を含み、前記減衰間隔はそれぞれのクロッ
    キング間隔の間に開始し、その間にそれぞれのノイズ検
    出信号は発生され、さらに （５） 前記減衰間隔が経過した後、前記クロッキング
    間隔の各々に減少カウントを発生するステップと、 （６） 前記減少カウントによって前記ノイズ検出のカ
    ウントをデクリメントするステップと、 （７） 少なくとも１つの減衰範囲を確立するステップ
    とを含み、前記少なくとも１つの減衰範囲は複数の減衰
    ファクタによって表され、前記複数の減衰ファクタの各
    それぞれの減衰ファクタは前記ノイズ検出のカウントの
    予め定められた個数と関連し、さらに （８） 前記ノイズ検出のカウントに応答して減衰信号
    を発生するステップを含み、前記減衰信号は前記減衰フ
    ァクタを表し、さらに （９） 信号をミューティングするためのミューティン
    グ装置を提供するステップを含み、前記ミューティング
    装置は、前記受信された信号と前記減衰信号とを受信す
    るべく動作的に接続され、前記ミューティング装置は前
    記減衰信号に応答し、前記受信された信号を前記減衰フ
    ァクタに従ってミュートする、方法。
  10. 【請求項１０】 前記少なくとも１つの減衰範囲は複数
    の減衰範囲を含む、請求項９に記載の受信された信号
    を、前記受信信号におけるノイズの存在に応答して減衰
    するための方法。
JP5115818A 1992-05-22 1993-05-18 受信信号をその信号内のノイズの存在に応答して減衰するための装置および方法 Pending JPH0637659A (ja)

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US887469 1992-05-22
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