JPH07193548A - 雑音低減処理方法 - Google Patents

雑音低減処理方法

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JPH07193548A
JPH07193548A JP5347469A JP34746993A JPH07193548A JP H07193548 A JPH07193548 A JP H07193548A JP 5347469 A JP5347469 A JP 5347469A JP 34746993 A JP34746993 A JP 34746993A JP H07193548 A JPH07193548 A JP H07193548A
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JP
Japan
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noise
level
noise reduction
reduction processing
signal
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Keiichi Katayanagi
恵一 片柳
Masayuki Nishiguchi
正之 西口
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Sony Corp
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    • G10L21/0208—Noise filtering
    • G10L21/0216—Noise filtering characterised by the method used for estimating noise
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 マイクロホン１１で収音された信号をＡ／Ｄ
変換器１２でディジタル入力信号ｘ(n) に変換し、フレ
ームパワー計算回路１３で所定長のフレーム毎にフレー
ム平均パワーｒｍｓを計算する。抑圧比計算回路１４
は、このフレーム平均パワーｒｍｓの所定の閾値に対す
る大小関係に応じて異なる雑音抑圧比scaleを計算す
る。レベル弁別回路１８は雑音レベルに応じて切換制御
信号を形成して抑圧比計算回路１４に送り、上記閾値を
切換制御する。抑圧比計算回路１４からの抑圧比scale
は、スムージング回路１５を介してノイズリデュース回
路１６に送って入力信号ｘ(n) と乗算することにより、
雑音成分を低減している。 【効果】 雑音レベルに応じて雑音低減処理の効きを変
化させ、雑音レベルの低いところでの処理量を抑えるこ
とで音質の劣化を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、音声信号に含まれる雑
音を低減する雑音低減処理方法に関し、特に例えばマイ
クロホンにより収音される音声信号に混入する雑音を低
減するための雑音低減処理装置に適用される雑音低減処
理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】音声信号等に含まれる雑音成分を低減さ
せる雑音低減処理方法には種々の方法が知られている
が、一般的に雑音成分は音声成分よりもレベルが低いこ
とを利用して、入力レベルが小さくなるほど減衰量を多
くするような一種の伸張処理、あるいはエキスパンド処
理を施すものが多い。
【０００３】この場合、エキスパンド処理の強さあるい
は伸張率としては、通常状態での雑音成分を有効に低減
し得る程度を考慮して、エキスパンドが強すぎも弱すぎ
もならないような適当な値が選ばれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようなエキスパン
ドによる雑音低減処理を行う方法において、入力信号の
雑音が大きいときは雑音低減効果がやや足りない感じが
することがある。逆に、入力信号に雑音が乗っていない
ときでもエキスパンドしてしまうため、子音、例えば
「サ、シ、ス、セ、ソ」の音等が消えてしまい、不自然
な音となっている。すなわち、雑音が小さく雑音低減作
用が働かなくてよいときにも働いてしまい、音質の劣化
の原因となる。
【０００５】また、従来の雑音低減処理方法において、
入力レベルが小さくなるほどその効果が大きくなるた
め、ある一定レベル以下の信号、例えば−６６ｄＢ以下
の信号をミュートするようなスピーチコーダ等と組み合
わせる場合に、音が消えたり出たりするのが目立ち、不
自然なデコード音声となってしまうことがある。
【０００６】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、再生される音声信号の音質を損なうこと
なく雑音を低減でき、より自然な再生音が得られるよう
な雑音低減処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本件出願に係る雑音低減
処理方法は、制御信号に応じて雑音低減処理の内容が変
化する雑音低減処理方法であって、入力信号中の雑音成
分のレベルを検出する雑音レベル検出工程と、この雑音
レベル検出工程により検出された雑音レベルに応じて上
記制御信号を形成して上記雑音低減処理の内容を変化さ
せる工程とを有することにより、上述の課題を解決す
る。
【０００８】ここで、上記制御信号に応じて変化する雑
音低減処理の内容として、レベル伸張処理をかける入力
信号レベルの閾値を異ならせることが好ましい。すなわ
ち、例えば入力信号レベルが所定の閾値以下となるとき
に雑音低減のためのレベル伸張処理をかけるようにする
場合に、上記雑音レベル検出工程により検出された雑音
レベルに基づいて形成された制御信号に応じて、上記閾
値を可変あるいは切換制御するものである。
【０００９】また、上記雑音低減処理は、それぞれ対数
表示された入力信号レベルに対する出力信号レベルを示
す入出力特性曲線が２つ以上の折曲点を有する折れ線で
表されるようにすることが挙げられる。例えば、入力信
号レベルに対して第１の閾値と、この第１の閾値よりも
小さい第２の閾値を設定しておき、入力レベルが第１の
閾値から第２の閾値までの範囲にあるときのみ雑音低減
のためのレベル伸張処理をかけるようにし、入力レベル
が第２の閾値よりも小さくなるときにはレベル伸張処理
をかけない固定減衰量とすることが挙げられる。
【００１０】また、上記雑音低減処理のアルゴリズムを
複数準備しておき、上記制御信号に応じてこれらのアル
ゴリズムを切り換えることで雑音低減処理の内容を変化
させることが挙げられる。これは、例えば、入力音声信
号の入力レベルに応じて雑音抑圧比を計算して上記入力
音声信号に乗算する第１の処理アルゴリズムと、入力音
声信号に対して高域強調された信号のレベルに応じて雑
音抑圧比を計算して元の入力音声信号に乗算する第２の
処理アルゴリズムと、入力音声信号の低域成分に対して
のみ雑音低減処理を施して元の入力音声信号の高域成分
と加算する第３の処理アルゴリズムとを予め準備してお
き、上記制御信号に応じてこれらの処理アルゴリズムを
切換選択するようにすればよい。
【００１１】
【作用】検出された雑音レベルに応じて雑音低減処理の
内容を変化させることにより、周囲の雑音の大きい所で
は雑音低減を強く効かせ、雑音の小さい所では雑音低減
を弱く抑えて悪影響を少なくする。これは、制御信号に
応じて雑音低減のためのレベル伸張処理をかける入力信
号レベルの閾値を異ならせることにより、容易に実現で
きる。
【００１２】雑音低減処理の際に、それぞれ対数表示さ
れた入力信号レベルに対する出力信号レベルを示す入出
力特性曲線が２つ以上の折曲点を有する折れ線で表され
るようにすることにより、より適切な雑音低減処理が可
能となる。
【００１３】また、入力音声信号の入力レベルに応じて
雑音抑圧比を計算して上記入力音声信号に乗算する第１
の処理アルゴリズムと、入力音声信号に対して高域強調
された信号のレベルに応じて雑音抑圧比を計算して元の
入力音声信号に乗算する第２の処理アルゴリズムと、入
力音声信号の低域成分に対してのみ雑音低減処理を施し
て元の入力音声信号の高域成分と加算する第３の処理ア
ルゴリズムとを、雑音レベルに応じて切換選択すること
により、雑音レベルの大小に応じて適切な雑音低減処理
が行える。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明に係る雑音
低減処理方法のいくつかの実施例について説明する。以
下の説明においては、これらの実施例の方法が適用され
た雑音低減処理装置として、例えば携帯用電話装置に組
み込まれるものを想定している。すなわち、例えば高雑
音環境下での携帯用電話装置の使用に際し、送話用のマ
イクロホンが音声と共に収音してしまう雑音を低減する
ための雑音低減処理装置に本発明の実施例に係る雑音低
減処理方法が適用される。
【００１５】先ず、図１は、本発明に係る雑音低減処理
方法の第１の実施例が適用された雑音低減処理装置を示
している。
【００１６】この図１において、音声信号入力手段とし
てマイクロホン１１を用いている。このマイクロホン１
１には、音声の他に、外部騒音や風雑音等の雑音が収音
され、これが電気信号に変換される。
【００１７】マイクロホン１１からの入力信号は、アナ
ログ信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジ
タル変換器であるＡ／Ｄ変換器１２に供給される。この
Ａ／Ｄ変換器１２からの信号であるディジタル入力信号
ｘ(n) は、図示しないフレーム分割手段によって例えば
周期２０ｍsec のフレームに分割され、１６０サンプル
毎にフレームパワー計算回路１３及びノイズリデュース
（雑音低減）回路１６に供給される。フレームパワー計
算回路１３は、音声信号のフレーム毎のパワーとして、
上記フレーム当りのディジタル入力信号ｘ(n) の平均パ
ワー、例えば自乗平均の平方根値、いわゆるｒｍｓ値を
計算する。このフレームパワー計算回路１３で計算され
たフレーム平均パワー値は、抑圧比計算回路１４に供給
される。抑圧比計算回路１４は、上記フレームパワー計
算回路１３で計算されたフレーム平均パワーを用いて、
雑音を抑圧するための係数である抑圧比を計算する。抑
圧比計算回路１４で計算された抑圧比は、スムージング
回路１５に送られる。スムージング回路１５は、抑圧比
計算回路１４で計算された抑圧比にスムージング処理を
施す。このスムージング処理とは、例えば２０ｍsec で
１６０サンプルのフレーム単位で分割された入力音声信
号のつながりの不連続性を避けるための処理である。こ
のスムージング処理が施された抑圧比は、ノイズリデュ
ース回路１６に送られ、このノイズリデュース回路１６
においてＡ／Ｄ変換器１２から供給されたディジタル入
力信号ｘ(n) の雑音を除去するために用いられる。
【００１８】抑圧比計算回路１４には、端子１９を介し
て入力された後述する雑音レベル検出信号をレベル弁別
回路１８で弁別して得られた制御信号が供給されてお
り、この制御信号に応じて、例えば上記抑圧比計算の閾
値が切換制御されるようになっている。
【００１９】フレームパワー計算回路１３は上記フレー
ム当りのディジタル入力信号ｘ(n)の平均パワーを計算
する。この１フレームの例えば１６０サンプルの入力信
号の平均パワーｒｍｓは、次の式で計算される。
【００２０】
【数１】 この（１）式に基づいて計算された平均パワーｒｍｓ
は、抑圧比計算回路１４に供給される。
【００２１】抑圧比計算回路１４は、平均パワーｒｍｓ
と、ある閾値ｎｒ１とを比較し、その比較結果により、
抑圧比scale を計算する。すなわち、この抑圧比scale
は、上記平均パワーｒｍｓが閾値ｎｒ１以上のとき１と
し、閾値ｎｒ１よりも小さいとき、 scale ＝ｒｍｓ／Ｋ ・・・ （２） ただし、Ｋは定数。この例の場合にはＫ＝ｎｒ１。 とする。あるいは、全てのｒｍｓについて（２）式を計
算し、その計算結果としての抑圧比scale が１よりも小
（scale ＜１）となる場合には、この（２）式で計算さ
れた抑圧比scale をディジタル入力信号ｘ(n) に乗算す
る。これは、上記平均パワーｒｍｓが上記閾値ｎｒ１よ
りも小となるフレームにおいては、ディジタル入力信号
ｘ(n) に１よりも小さいゲインを乗算することを意味す
る。また、この（２）式の結果、抑圧比scale が１以上
（scale ≧１）となる場合には、ディジタル入力信号ｘ
(n) には何も処理を施さずにそのまま出力する。これ
は、抑圧比scale が上記閾値となるフレームにおいて
は、ディジタル入力信号ｘ(n) に１のゲインを乗算する
ことを意味する。従って、この閾値ｎｒ１を適切に選ぶ
ことにより、雑音部分のようなパワーの小さい部分では
ゲインが小さく制御されることになり、実質的に雑音低
減の効果が得られる。なお、上記（２）式を用いた場合
のノイズ抑圧の効果は、入力信号の平均パワーに対して
１／２倍となる。
【００２２】また、ノイズの抑圧がききすぎる場合や、
一定レベル以下をミュートする回路と組み合わせて使用
する場合等においては、上記閾値ｎｒ１（これを第１の
閾値とする。）よりも小さい第２の閾値ｎｒ２を設定
し、入力レベルがこの第２の閾値ｎｒ２よりも小さくな
る領域で、抑圧を小さく、すなわちエキスパンダの伸張
作用の強さを弱めることが好ましい。
【００２３】図２は、このような第２の閾値ｎｒ２より
も小さい入力レベル領域でのノイズ抑圧作用を弱めた場
合の一例の入出力特性を示している。この場合の出力信
号としては、抑圧比計算回路４により計算された抑圧比
scale を上記ディジタル入力信号ｘ(n) に乗算して得て
おり、図２の横軸に入力レベルを、縦軸に出力レベルを
それぞれｄＢ（デシベル）表示で示している。
【００２４】図２において、横軸の第１の閾値ｎｒ１を
境に、入力レベルである例えば上記ｒｍｓ値がｎｒ１以
上となる領域では入力に対して一定ゲインの出力が得ら
れ、入力レベルがｎｒ１よりも小となる領域では、入力
レベルが低下するほどゲインが小さくなるような、一種
の伸張器あるいはエキスパンダの特性が得られる。ま
た、第１の閾値ｎｒ１よりレベルが低い第２の閾値ｎｒ
２よりも入力レベルが小となる領域では、例えば特性曲
線の傾きを元に戻して、一定ゲインあるいは固定の減衰
量となるようにしている。すなわち、入力レベルが上記
第２の閾値ｎｒ２より小の領域においては、上記抑圧比
scale として、 scale ＝ｎｒ２／ｎｒ１ ・・・ （３） のような上記ｒｍｓの値に依らない一定の固定値を用
い、これを入力信号に乗算することにより、一定減衰量
の出力信号を得るようにしている。この場合、それぞれ
対数表示された入力信号レベルに対する出力信号レベル
を表す入出力特性曲線は、入力レベルが上記２つの閾値
ｎｒ１、ｎｒ２となる２点で折曲された折れ線として表
れている。これによって、ノイズ抑圧したときに生じる
音声の不自然感がより少なくなるようにしている。
【００２５】さらに、図２において、上記第１、第２の
閾値ｎｒ１、ｎｒ２の組を予め複数組、例えば３組（ｎ
ｒ１a,ｎｒ２a 、ｎｒ１b,ｎｒ２b 、ｎｒ１c,ｎｒ２c
）準備しておき、後述する雑音レベル検出信号に基づ
いて得られる制御信号に応じてこれらの閾値の組の１組
が選択されるようにしている。
【００２６】すなわち、雑音レベル検出回路等で検出さ
れた雑音レベルをＡとし、この雑音レベルＡに対して、
２つの閾値ｔｈ１、ｔｈ２を設定しておく。ここで、ｔ
ｈ１＞ｔｈ２とし、これらの閾値ｔｈ１、ｔｈ２が弁別
値としてレベル弁別回路１８に設定されているものとす
る。レベル弁別回路１８は、端子１９からの雑音レベル
Ａを閾値ｔｈ１、ｔｈ２にて弁別し、 Ａ≧ｔｈ１ のとき、閾値ｎｒ１a,ｎｒ２a の
組を、ｔｈ１＞Ａ≧ｔｈ２ のとき、閾値ｎｒ１b,ｎｒ
２b の組を、ｔｈ２＞Ａ のとき、閾値ｎｒ１
c,ｎｒ２c の組をそれぞれ選択するような切換制御信号
を形成して、抑圧比計算回路１４に送る。抑圧比計算回
路１４では、上記切換制御信号に応じた上記閾値の組が
選択され、この選択された閾値の組により入力レベルで
ある上記フレーム平均パワーｒｍｓを判別して、雑音抑
圧比scale を計算する。
【００２７】これは、検出された雑音レベルに応じて、
ノイズ抑圧をかける閾値を何段階かに切り換えて、回り
がうるさいときは閾値を大きくし、逆に静かなときは閾
値を小さくすることに相当する。このように、例えば電
話をかける場所での背景雑音の程度に応じて雑音低減の
強度を変え、静かな環境では雑音低減の効きを弱くして
音声への影響を少なくすることで不自然感をなくすよう
にし、逆にうるさい場所では雑音低減の効きを強くして
雑音が充分に低減できるようにしている。
【００２８】これらの閾値の具体的な数値としては、１
６ビットのディジタル信号データに対して最大振幅を３
２７６７としたときの１フレーム（２０ｍsec ）の平均
音声パワーｒｍｓを上記（１）式で求める場合を想定す
るとき、 ｎｒ１a ＝１０２４ ， ｎｒ２a ＝５１２、 ｎｒ１b ＝ ５１２ ， ｎｒ２b ＝２５６、 ｎｒ１c ＝ ２５６ ， ｎｒ２c ＝１２８ とすればよい。ここで、ｒｍｓが５１２の値は、フルス
ケールサイン波を０ｄＢとしたときに、約−３３ｄＢに
相当する。
【００２９】また、上記背景雑音レベルＡの閾値ｔｈ
１、ｔｈ２を、上記ｒｍｓと同じ１フレームの平均パワ
ーで表すとき、例えば、ｔｈ１＝１１２，ｔｈ２＝４８
とすることが挙げられる。これらの値は、背景雑音レベ
ルとしては、それぞれ７０ｄＢＡ（約−４０ｄＢ），５
０ｄＢＡに相当する。
【００３０】なお、図３に示すように、１つの折曲点を
有する折れ線形状の入出力特性を用い、この折れ線の閾
値ｎｒ１a 、ｎｒ１b 、ｎｒ１c を上記雑音レベルに基
づいた切換制御信号により切換選択するようにしてもよ
い。この図３の横軸、縦軸は上記図２の場合と同様であ
り、図３の折れ線の閾値より小レベルの領域の抑圧比
は、上記（２）式により計算すればよい。
【００３１】この他、第１の閾値ｎｒ１より小さな第２
の閾値ｎｒ２を下回る領域では、さらにノイズの抑圧を
大きく、すなわちエキスパンダの伸張作用の強さを高め
るために、抑圧比計算回路４における抑圧比scale の計
算式として、例えば、 scale ＝ｒｍｓ2 ／Ｋ’ ・・・ （３’） ただし、Ｋ’は定数。 を用いるようにしてもよく、このときのノイズ抑圧の効
果は、入力信号の平均パワーに対して１／４倍となる。
【００３２】ところで、入力された信号に対して音声と
雑音とを区別して処理しているわけではないので、子音
等の音声パワーが相対的に小さいところで音声が無くな
る傾向がある。これは、特に強くノイズリデュースをか
けたときにこの現象が顕著に現れ、音声の種類によって
はかなりの違和感を感じる。従って、フレーム平均パワ
ーに対して、どの程度の強さでノイズリデュースをかけ
るか、またどのくらいの大きさからかけるかの検討が必
要になってくる。上記図２の例では、ノイズリデュース
の強さを入力レベルに応じて２段階に変化させることで
このような現象を防いでいる。
【００３３】また、上記のような処理をフレーム単位で
行うと、フレームでの音声のつながりが不連続になり、
聞いたときに不自然感を感じてしまう。
【００３４】これらのことを考慮して、上記抑圧比scal
e に対してアタックタイム、リカバリタイムを設定し、
例えばフレーム単位のスムージングを行うことにより、
上記不自然感が出ないようにすることが考えられる。
【００３５】すなわち、図１の構成からも明らかなよう
に、抑圧比計算回路１４で計算して求められた抑圧比sc
ale は、一旦スムージング回路１５によるスムージング
処理を施した後、ノイズリデュース回路１６に送るよう
にしている。
【００３６】このスムージング回路１５は、上述したよ
うなノイズ低減処理において生じる問題を解決するため
に設けられたものであり、上記アタックタイム、リカバ
リタイムを設定している。この実施例では、アタックタ
イムを“０”とし、リカバリータイムは可変ができるよ
うにしている。
【００３７】すなわち、計算した現在のフレームの音声
パワーが前のフレームより大きいときにはその値をその
まま使い、逆に、小さい場合は次の（４）式で特性を示
されるローパスフィルタ（ＬＰＦ）によりスムージング
を行い、フレームパワーの変化による処理音声の不自然
感が出ないようにする。
【００３８】
【数２】
【００３９】この（４）式の係数 Scale＿flt1，Scale
＿flt2 の割合を変えることによりリカバリータイムを
変更することができる。このような（４）式によりスム
ージング処理を行うと、入力された音声信号の変化の特
にリカバリ部分を滑らかな変化にすることができる。こ
のスムージング回路１５によって、フレームパワーの変
化による処理音声の不自然感が補正されたscale は、ノ
イズリデュース回路１６に供給される。
【００４０】ノイズリデュース回路１６は、Ａ／Ｄ変換
器１２から供給されたディジタル入力信号ｘ(n) にスム
ージング回路１５を介したscale を乗算して入力信号ｘ
(n)の雑音低減処理を行い、雑音が低減された出力信号
を出力端子１７から出力している。
【００４１】したがって、この第１実施例に係る雑音低
減処理方法を適用した雑音低減処理装置は、少ない計算
量で雑音低減処理を行うことができる。また、図２に示
すような入出力特性を用い、第２の閾値よりも小さい微
小入力信号レベルで伸張処理すなわちエキスパンダ処理
を止めているため、より自然な再生音が得られる。さら
に、周囲雑音レベルの低いところではノイズ抑圧が非常
に弱くしか動作しないため、いたづらにエキスパンダが
かかることなく、音質劣化を防げる。また、周囲雑音レ
ベルの高いところでは、強めにエキスパンダをかけるこ
とができ、一層のノイズ抑圧効果が得られる。
【００４２】このような雑音低減処理装置は、例えば図
４に示すような音声信号送信装置に用いることができ
る。この音声信号送信装置は、携帯用電話装置の送信部
として使用されるものであり、送信データ圧縮のための
音声符号化方法には、ベクトル和励起リニア予測（ＶＳ
ＥＬＰ：Vector Sum Excited Linear Prediction）を用
いている。
【００４３】このＶＳＥＬＰについての技術内容は、モ
トローラ・インコーポレーテッドによる特表平２−５０
２１３５号公報の「改良されたベクトル励起源を有する
ディジタル音声コーダ」に開示されている。この技術
は、コード励起リニア予測（ＣＥＬＰ：Code Excited L
inear Prediction）の一種であり、ＶＳＥＬＰエンコー
ダでは、入力された音声信号から音声のフレームパワ
ー、反射係数及び線形予測係数、ピッチ周波数、コード
ブック、ピッチ及びコードブックのゲイン等のパラメー
タを分析し、この分析パラメータを用いて、音声を符号
化している。なお、このＶＳＥＬＰ以外にも、種々の音
声符号化技術を使用可能であることは勿論である。
【００４４】図４において、入力端子１には、例えば上
述したようなマイクロホンで収音されＡ／Ｄ変換器でデ
ィジタル信号に変換されたディジタル音声入力信号が供
給されている。このディジタル音声入力信号が、例えば
上記図１に示すような雑音低減処理回路部２を介して、
ベクトル和励起リニア予測（ＶＳＥＬＰ）エンコーダ３
に送られている。図４の雑音低減処理回路部２は、例え
ば図１のフレームパワー計算回路１３、抑圧比計算回路
１４、スムージング回路１５、ノイズリデュース回路１
６、及びレベル弁別回路１８を有する構成部分とするこ
とができる。
【００４５】図４中の送信信号を形成する部分として
は、上記ＶＳＥＬＰエンコーダ３と、このＶＳＥＬＰエ
ンコーダ３で得られる分析パラメータを用いて背景雑音
区間を検出する雑音区間検出回路４と、この雑音区間検
出回路４で検出された雑音区間の雑音レベルを検出する
雑音レベル検出回路５と、この雑音レベル検出回路５で
検出された雑音レベルに応じて受話音量を制御するマイ
クロコンピュータ６とを有して構成されている。
【００４６】上記ＶＳＥＬＰエンコーダ３を用いた音声
符号化方法としては、アナリシス・バイ・シンセシス
（Analysis by synthesis ）によるコードブックサーチ
により、低ビットレートによる高品質音声伝送を実現し
ている。また、ＶＳＥＬＰを用いた音声符号化方法を適
用した音声符号化装置、いわゆる音声コーダにおいて
は、入力音声信号の特性を形成するピッチ等をコードブ
ックに記憶されたコードベクトルを選択することで励起
させて音声を符号化している。この符号化の際に用いる
ピッチ周波数等のパラメータには、フレームパワー、反
射係数及び線形予測係数、コードブック、ピッチ及びコ
ードブックのゲイン等がある。
【００４７】本実施例は、これらの分析パラメータの
内、フレームパワーＲ0 、ピッチ成分の強弱を示すピッ
チゲインＰ0 、１次の線形予測符号化係数α1 及びピッ
チ周波数に関するラグLAG を背景雑音検出に利用する。
例えばフレームパワーＲ0 を利用するのは、音声レベル
と雑音レベルが同じになることはほとんどないためであ
り、ピッチゲインＰ0 を利用するのは、周囲雑音がほぼ
ランダムであるとすれば、この周囲雑音はピッチをほと
んど持たないと考えられるためである。
【００４８】また、１次の線形予測符号化係数α1 を用
いるのは、このα1 が大か小かで、周波数の高域成分が
強いかあるいは低域成分が強いかを判定できるからであ
る。通常、背景雑音は、周波数の高域成分に集中してお
り、上記１次の線形予測符号化係数α1 から背景雑音を
検出できる。この１次の線形予測符号化係数α1 は、直
接型の高次のＦＩＲフィルタを２次のＦＩＲフィルタの
カスケードに分解したときの逆関数Ｚ-1の係数の和であ
る。したがって、零点が０＜θ＜π／２の範囲にある
時、１次の線形予測符号化係数α1 は大きくなる。よっ
て、このα1 が所定のしきい値より大きいときは、低域
にエネルギーの集中した信号ということになり、所定の
しきい値より小さいときは、高域にエネルギーの集中し
た信号ということになる。
【００４９】ここで、θと周波数との関係について説明
しておく。サンプリング周波数をｆとすると、０〜ｆ／
２の周波数がディジタルフィルタ等のディジタルシステ
ムにおいて、０〜πに相当する。例えば、サンプリング
周波数ｆを８ＫHzとすると、（０〜４ＫHz）は（０〜
π）に相当し、よって、π／２＝２ＫHzとなる。したが
って、θが小さいほど周波数成分が低域になる。また、
θが小さくなれば、α1 は大きくなるので、α1 と所定
のしきい値との関係を調べることで低域成分が強いのか
高域成分が強いのかが分かる。
【００５０】次に、上記雑音区間検出回路４は、上記Ｖ
ＳＥＬＰエンコーダ３から上記分析パラメータすなわち
フレームパワーＲ0 、ピッチ成分の強弱を示すピッチゲ
インＰ0 、１次の線形予測符号化係数α1 及びピッチ周
波数に関するラグLAG を受け取り、雑音区間を検出す
る。これは、携帯電話装置が小型化されていく現在、デ
ィジタル信号処理（ＤＳＰ）装置やメモリの大きさが制
限されており、演算量を増やすのを避けるためにも有効
である。
【００５１】上記雑音レベル検出回路５は、上記雑音区
間検出回路４で検出された雑音区間の音声レベルすなわ
ち送話用音声レベルを検出する。ここで、検出される送
話用音声レベルは、上記雑音区間検出回路４の上記分析
パラメータを用いた判定により最終的に雑音区間とされ
たフレームのフレームパワーＲ0 の値としてもよい。但
し、検出ミスの可能性があるので、このフレームパワー
Ｒ0 を後述するように例えば５タップの最小値フィルタ
等に入力する。
【００５２】上記マイクロコンピュータ６は、上記雑音
区間検出回路４での雑音区間検出と上記雑音レベル検出
回路５での雑音レベル検出のタイミングを制御すると共
に、該雑音レベルに応じて再生音声の音量を制御する。
【００５３】このような図４の構成において、入力端子
１からの上述したディジタル音声入力信号は、雑音低減
処理回路部２に送られて、上記図１及び図２と共に説明
したような雑音低減処理が施された後、ＶＳＥＬＰエン
コーダ３に供給される。このＶＳＥＬＰエンコーダ３
は、ディジタル信号とされた入力信号を分析し、情報圧
縮をし、符号化を行う。この際、入力音声信号のフレー
ムパワー、反射係数及び線形予測係数、ピッチ周波数、
コードブック、ピッチ及びコードブックのゲイン等の分
析パラメータを用いている。
【００５４】上記ＶＳＥＬＰエンコーダ３で情報圧縮、
符号化が施されたデータは、ベースバンド信号処理回路
７に供給され、同期信号の付加、フレーミング、誤り訂
正符号等を付加される。そして、ベースバンド信号処理
回路７からの出力データは、ＲＦ送受信回路８に供給さ
れ、必要な周波数に変調されてアンテナ９から送信され
る。
【００５５】ここで、上記ＶＳＥＬＰエンコーダ３が用
いた分析パラメータの内、上述したようにフレームパワ
ーＲ0 、ピッチ成分の強弱を示すピッチゲインＰ0 、１
次の線形予測符号化係数α1 及びピッチ周波数に関する
ラグLAG は、上記雑音区間検出回路４に供給される。こ
の雑音区間検出回路４は、上記フレームパワーＲ0 、ピ
ッチ成分の強弱を示すピッチゲインＰ0 、１次の線形予
測符号化係数α1 及びピッチ周波数に関するラグLAG を
用いて、雑音区間の検出を行う。この雑音区間検出回路
４で最終的に雑音区間であるとされたフレームに関する
情報（フラグ情報）は、上記雑音レベル検出回路５に供
給される。
【００５６】上記雑音レベル検出回路５には、上記Ａ／
Ｄ変換器２からのディジタル入力信号も供給されてお
り、上記フラグ情報に応じて雑音区間の信号レベルを検
出する。この場合の信号レベルは、上述したようにフレ
ームパワーＲ0 としてもよい。
【００５７】上記雑音レベル検出回路５で検出された雑
音レベルデータは、制御部であるマイクロコンピュータ
６に供給されと共に、雑音低減処理回路部２に送られ
る。雑音低減処理回路部２では、上記雑音レベルデータ
が例えば図１の端子１９を介してレベル弁別回路１８に
送られることにより、上述したような閾値ｔｈ１、ｔｈ
２によるレベル弁別がなされた切換制御信号が形成さ
れ、抑圧比計算回路１４での上記入力レベルの閾値が切
換選択されるわけである。
【００５８】次に、図４の雑音レベル検出回路５におけ
る雑音レベル検出動作について以下に説明する。
【００５９】先ず、雑音レベルを検出する区間は、上記
雑音区間検出回路４で検出された雑音区間であることが
条件となる。この雑音区間を検出するタイミングは、上
述したように上記マイクロコンピュータ６で制御され
る。この雑音区間の検出は、上記雑音レベル検出回路５
での雑音レベルの検出を補助するためのものである。す
なわち該当するフレームが有声音である音声かあるいは
雑音であるかを判定し、雑音であるという判定であれば
雑音レベルの検出が可能となる。当然のことながら、よ
り精度の高い雑音レベルの検出は、雑音のみが存在する
時に行うのが良いのは明らかである。したがって、本実
施例では、送話音声入力が無いときに送話用マイクロフ
ォン１に入力される音声レベルを送話用音声レベル検出
手段でもある雑音レベル検出回路５に検出させている。
【００６０】先ず、雑音レベルの初期値として例えば使
用者が設定した音量レベルに対して−２０dBを設定す
る。この初期設定値に対して後述するように検出された
雑音レベルが大きいと判断された時には、受信部での再
生音量レベルを上昇させる。
【００６１】雑音レベルは、フレーム毎の入力音声が背
景雑音区間であれば、上述したように検出しやすい。こ
のため、本実施例では、送信部の送信通話用電源がオン
とされた直後、送信部の着信信号の待機状態及び通話中
であって受信部の音声レベルが所定値以上のときに入力
される音声を背景雑音とし、この間のフレームの雑音レ
ベルを検出している。
【００６２】ここで、送信部の送信通話電源がオンとさ
れることは、使用者が携帯電話装置の使用を開始する意
思表示である。このとき、図４の具体例では、通常、内
部の各回路の自己診断を行い、次に、使用者がアンテナ
９を張ると基地局との接続を確認した上でスタンバイ状
態に入る。これらの一連の動作を経て初めて使用者から
の入力音声を受けるので、使用者がこの間に音声を発す
ることはない。従って、この一連の動作の最中に、送話
用マイクロフォンを使用して音声レベルを検出すれば、
検出された音声レベルは周囲のノイズレベルすなわち背
景雑音レベルである。なお、同様に、通話開始直前で使
用者が発振操作をした最中又は直後も背景雑音レベルの
検出が可能である。
【００６３】また、送信部の着信信号の待機状態とは、
受話部の電源をオンにして、相手側からの通話信号の着
信を待ち受けている状態である。この状態のときには、
当然のことながら通話中ではないので、使用者の送話音
声が無いと考えられる。そこで、この待ち受け状態に、
送話用マイクロフォンを用いて周囲の音量レベルを測定
すれば、背景雑音レベルを検出できる。なお、この測定
は、適当な間隔で行い平均化してもよい。
【００６４】以上により、送信部の送信通話電源がオン
とされた直後及び送信部の着信信号の待機状態で背景雑
音レベルが推定でき、それに応じた音声処理によって通
話がスタートできるが、その後の背景雑音レベルの変化
に対しては、通話中もダイナミックに追従することが好
ましい。そこで、本具体例では、通話中での受信部の音
声レベルに応じても背景雑音レベルの検出を行ってい
る。
【００６５】この通話中での受信部の音声レベルに応じ
た雑音レベルの検出は、上述したように受話側のＶＳＥ
ＬＰエンコーダ３で用いられる分析パラメータにより雑
音区間を検出してから行うのが好ましい。
【００６６】例えば、フレームパワーＲ0 をモニタしそ
のレベルがある基準のレベル以上であるときや、相手が
話しているときを利用して雑音レベルを検出すること等
により、より確実に雑音の検出ができるので、相手が話
しているときの再生音量をリアルタイムで制御でき、よ
り快適な通話品質が実現できる。
【００６７】このように本具体例では、送信部の送信通
話用電源がオンとされた直後、送信部の着信信号の待機
状態及び通話中であって送信部の音声がないときに、上
記マイクロコンピュータ６が上記雑音区間検出回路４及
び上記雑音レベル検出回路５の検出タイミングを制御し
ている。
【００６８】次に、上記雑音区間検出回路４での雑音区
間検出動作について、図５及び図６に示すフローチャー
トを参照しながら説明する。
【００６９】先ず、図５のフローチャートの動作が開始
されると、ステップＳ１では、上記図４のＶＳＥＬＰエ
ンコーダ３からフレームパワーＲ0 、ピッチ成分の強弱
を示すピッチゲインＰ0 、１次の線形予測符号化係数α
1 及びピッチ周波数に関するラグLAG を受け取る。
【００７０】本具体例においては、上記ステップＳ１で
供給された各分析パラメータを用いた以下の各ステップ
での判別を基本的に３フレームで行うことにした。これ
は、１フレームだけで背景雑音の判別を行うと誤りが多
くなるためである。そして、３フレームに渡り各パラメ
ータの範囲を見ながら、雑音区間を判別したら、ノイズ
フラグを“１”とし、そうでなければ“０”にセットす
る。３フレームの内訳は、現在のフレームと１、２フレ
ーム前までのフレームである。
【００７１】このような連続した３フレームを通しての
分析パラメータによる判別を以下の各ステップで行う。
【００７２】先ず、ステップＳ２では、入力音声のフレ
ームパワーＲ0 が３フレーム連続して所定のしきい値Ｒ
0th より小さいか否かを判別する。ここで、ＹＥＳ（Ｒ
0 が３フレーム連続してＲ0th より小さい）と判別する
とステップＳ３に進み、ＮＯ（Ｒ0 が３フレーム連続し
てＲ0th 以上である）と判別するとステップＳ９に進
む。この所定のしきい値Ｒ0th は、それ以上のレベルを
ノイズではなく、音声と見なす値である。すなわち、こ
のステップＳ２は、信号レベルのチェック工程である。
【００７３】ステップＳ３では、入力音声の１次の線形
予測符号化（ＬＰＣ）係数α1 が３フレーム連続して所
定のしきい値αthより小さいか否かを判別する。ここで
ＹＥＳ（α1 が３フレーム連続してαthより小さい）と
判別するとステップＳ４に進み、ＮＯ（α1 が３フレー
ム連続してαth以上である）と判別するとステップＳ９
に進む。この所定のしきい値αthは、雑音を分析したと
きにはほとんど表れることのない値になっている。すな
わち、このステップＳ３は、音声スペクトルの傾きのチ
ェックである。
【００７４】ステップＳ４では、現在の入力音声のフレ
ームのフレームパワーＲ0 の値が“５”より小さいか否
かを判別する。ここで、ＹＥＳ（Ｒ0 が５より小さい）
と判別すると、ステップＳ５に進み、ＮＯ（Ｒ0 が５以
上である）と判別すると、ステップＳ６に進む。ここ
で、“５”をしきい値としたのは、フレームパワーＲ0
が“５”より大である場合のフレームは、有声音である
確率が高いためである。
【００７５】ステップＳ５では、入力音声信号のピッチ
ゲインＰ0 の値が３フレーム連続して０．９より小さ
く、かつ現在のピッチゲインＰ0 が０．７より大きいか
否かを判別する。ここで、ＹＥＳ、すなわちピッチゲイ
ンＰ0 の値が３フレーム連続して０．９より小さく、か
つ現在のピッチゲインＰ0 が０．７より大きいと判別す
ると、ステップ８に進み、ＮＯ、すなわちピッチゲイン
Ｐ0 の値が３フレーム連続して０．９以上、また現在の
ピッチゲインＰ0 が０．７以下であると判別すると、ス
テップＳ９に進む。上記ステップＳ３から上記ステップ
Ｓ５までは、ピッチ成分の強弱のチェックである。
【００７６】ステップＳ６では、上記ステップＳ４での
判別結果がＮＯ、すなわちＲ0 が５以上であるとき、そ
のフレームパワーＲ0 が５以上２０未満であるか否かを
判別する。ここでＹＥＳ、すなわちＲ0 が５以上２０未
満であると判別するとステップＳ７に進み、ＮＯ、すな
わちＲ0 が５以上２０未満でないと判別するとステップ
Ｓ９に進む。
【００７７】ステップＳ７では、入力音声信号のピッチ
ゲインＰ0 の値が３フレーム連続して０．８５より小さ
く、かつ現在のピッチゲインＰ0 が０．６５より大きい
か否かを判別する。ここで、ＹＥＳ、すなわちピッチゲ
インＰ0 の値が３フレーム連続して０．８５より小さ
く、かつ現在のピッチゲインＰ0 が０．６５より大きい
と判別すると、ステップ８に進み、ＮＯ、すなわちピッ
チゲインＰ0 の値が３フレーム連続して０．８５以上、
また現在のピッチゲインＰ0 が０．６５以下であると判
別すると、ステップＳ９に進む。
【００７８】ステップＳ８では、上記ステップＳ５又は
上記ステップＳ７でのＹＥＳの判別結果を受けて、ノイ
ズフラグを“１”とする。ノイズフラグを“１”とする
ことは、そのフレームを雑音とすることである。
【００７９】ステップＳ９では、上記ステップＳ２、上
記ステップＳ３、上記ステップＳ５、上記ステップＳ６
及び上記ステップＳ７での判別がＮＯとされた場合に、
ノイズフラグを“０”とし、該当フレームを音声である
とする。
【００８０】上記ステップＳ８、ステップＳ９の次に
は、図６のフローチャートのステップＳ１０に進む。
【００８１】ステップＳ１０では、入力音声信号のピッ
チラグLAG が０であるか否かの判別を行う。ここでＹＥ
Ｓ（LAG が０である）と判別すると、ピッチ周波数を表
すLAG が０の場合は、音声である確率はほとんどないの
で、そのフレームを雑音とする。すなわち、ステップＳ
１１に進みノイズフラグを“１”とする。ここでＮＯ
（LAG が０でない）と判別するとステップＳ１２に進
む。
【００８２】ステップＳ１２では、フレームパワーＲ0
が２以下であるか否かを判別する。ここで、ＹＥＳ（Ｒ
0 が２以下である）と判別するとステップＳ１３に進
み、ＮＯ（Ｒ0 が２より大きい）と判別するとステップ
Ｓ１４に進む。このステップＳ１２は、フレームパワー
Ｒ0 がかなり小さいか否かを判別しており、ＹＥＳと判
定すると次のステップＳ１３でノイズフラグを“１”と
し、そのフレームを雑音としている。
【００８３】ステップＳ１３では、上記ステップＳ１１
と同様にそのフレームを雑音とすべく、ノイズフラグを
“１”とする。
【００８４】ステップＳ１４では、現在のフレームのフ
レームパワーＲ0 から１つ前のフレームパワーＲ0 を減
算し、その絶対値が３を越えるか否かを判別する。現在
のフレームと１つ前のフレームでのフレームパワーＲ0
の変化が急に大きくなるときには、そのフレームを音声
フレームとするためである。すなわち、このステップＳ
１４でＹＥＳ、すなわち現在のフレームと１つ前のフレ
ームのフレームパワーＲ0 の変化が急激に大きくなった
と判定するとステップＳ１６に進み、ノイズフラグを
“０”とし、そのフレームを音声フレームとする。ま
た、ここで、ＮＯ、すなわち現在のフレームと１つ前の
フレームのフレームパワーＲ0 の変化が急激に大きくな
らないと判別すると、ステップＳ１５に進む。
【００８５】ステップＳ１５では、現在のフレームのフ
レームパワーＲ0 から２つ前のフレームパワーＲ0 を減
算し、その絶対値が３を越えるか否かを判別する。現在
のフレームと２つ前のフレームでのフレームパワーＲ0
の変化が急に大きくなるときには、そのフレームを音声
フレームとするためである。すなわち、このステップＳ
１５でＹＥＳ（現在のフレームと２つ前のフレームのフ
レームパワーＲ0 の変化が急激に大きくなった）と判定
するとステップＳ１６に進み、ノイズフラグを“０”と
し、そのフレームを音声フレームとする。また、ここ
で、ＮＯ（現在のフレームと２つ前のフレームのフレー
ムパワーＲ0 の変化が急激に大きくならない）と判別す
ると、ステップＳ１７に進む。
【００８６】ステップＳ１７では、最終的にノイズフラ
グを“０”又は“１”と決定し、そのフラグ情報を上記
雑音レベル検出回路５に供給する。
【００８７】以上、図５及び図６に示したフローチャー
トによる雑音区間検出回路４での動作により得られたフ
ラグ情報に応じて上記雑音レベル検出回路５は、雑音区
間の音声レベルを検出する。
【００８８】以上説明したような雑音区間検出や雑音レ
ベル検出を行う場合に、上記図４に示すようなＶＳＥＬ
Ｐエンコーダ３と組み合わせることにより、ＶＳＥＬＰ
エンコーダ３からの出力パラメータを利用して周囲雑音
レベル検出が行え、雑音レベル検出のためだけの付加構
成や付加演算が少なくて済む。また、携帯用電話装置に
適用する場合においては、上記雑音レベル検出回路５と
しては、既に自動受話音量調整のために内蔵しているも
の（図示せず）をそのまま使用できるので、新規に追加
する回路を無くすこともできる。
【００８９】次に、本発明に係る雑音低減処理方法の第
２の実施例として、雑音低減処理のアルゴリズムを予め
複数準備しておき、検出された雑音レベルに応じてこれ
らのアルゴリズムを切換制御する例について説明する。
図７は、このような第２の実施例の方法が適用された雑
音低減処理装置の要部概略構成を示している。
【００９０】この図７において、各回路部１０、２０、
３０がそれぞれ互いに異なる雑音低減処理アルゴリズム
に対応しており、これらの回路部１０、２０、３０は、
連動する切換スイッチ４２、４７により１つが選択され
るようになっている。すなわち、上記検出された雑音レ
ベルに基づく切換制御信号によって、切換スイッチ４
２、４７を連動して切換接続され、回路部１０、２０、
３０の内の１つが入力端子４１と出力端子４７との間に
挿入接続されるようになる。なお、入力端子４１には、
例えば上記図１のＡ／Ｄ変換器１２からのディジタル音
声入力信号ｘ(n)が供給され、出力端子４７からの出力
信号は、例えば図４のＶＳＥＬＰエンコーダ３に供給さ
れる。
【００９１】図７の回路部１０は上記図１に示した装置
の回路１３〜１６を用いて成る基本アルゴリズムによる
雑音低減処理回路部であるが、抑圧比計算回路１４にお
ける計算の際の入力レベルの閾値は一定（変化なし）と
している。回路部２０は雑音抑圧比計算のための入力信
号を高域強調しておくアルゴリズムを実現するものであ
り、回路部３０は入力音声信号の低域成分に対してのみ
雑音低減処理を施して元の入力音声信号の高域成分と加
算するアルゴリズムを実現するものである。
【００９２】回路部１０については、抑圧比計算回路１
４における雑音抑圧比計算のための入力レベルの閾値ｎ
ｒ１、ｎｒ２を可変とする必要がないこと以外は、上記
図１の第１の実施例とほぼ同様であるため、説明を省略
する。この回路部１０は、入力側切換スイッチ４２の被
選択端子ａと、出力側切換スイッチ４６の被選択端子ａ
との間に挿入接続されている。
【００９３】回路部２０は、切換スイッチ４２の被選択
端子ｂからの上記ディジタル入力信号ｘ(n) を一度高域
強調した信号を用いて雑音抑圧比を計算している。フレ
ームパワー計算回路２３の前段に高域強調フィルタ２１
を挿入して高域強調を行い、高域のエネルギーが大きく
なるような子音等では、雑音低減処理を弱く施すように
する。
【００９４】この高域強調フィルタ２１のフィルタ出力
をｙ(n) とすると、このフィルタ出力ｙ(n) は、 ｙ(n) ＝２ｘ(n) −ｘ(n-1) となる。
【００９５】このフィルタ出力ｙ(n) を上記（１）式の
ｘ(n) の代わりに用い、フレームパワー計算回路２３が
フレームパワーｒｍｓを計算する。
【００９６】このフレームパワー計算回路２３で計算さ
れたフレームパワーｒｍｓは、抑圧比計算回路２４に供
給され、上記（２）式と同様に抑圧比scale の計算に用
いられる。この抑圧比計算回路２４でのscale の計算
は、上記第１の実施例の場合と同様であるため、説明を
省略する。
【００９７】抑圧比計算回路２４が計算したscale は、
スムージング回路２５を介してノイズリデュース回路６
に供給される。
【００９８】ノイズリデュース回路６は、切換スイッチ
４２の被選択端子ｂからのディジタル入力信号ｘ(n) 、
すなわち上記高域強調が施されていない元の入力信号
に、スムージング回路２５を介して得られたscale を乗
算して、入力信号ｘ(n) の雑音低減処理を行い、雑音が
低減された出力信号を切換スイッチ４６の被選択端子ｂ
に送る。
【００９９】この回路部２０は、高域強調をした信号に
基づく雑音抑圧比を用いて雑音低減処理をしているの
で、音声入力信号の全帯域に雑音低減処理が施される
が、高域のエネルギが大きくなる子音部等には雑音低減
処理を弱くかけて、子音がなくなることによる違和感を
少なくすることができる。
【０１００】次に、図４の回路部３０は、入力側切換ス
イッチ４２の被選択端子ｃからのディジタル入力信号ｘ
(n) を低域と高域との２つの周波数帯域に分割して、低
域成分に対してのみ雑音低減処理を施した後、元の入力
信号ｘ(n) の高域成分と加算して、出力側の切換スイッ
チ４６の被選択端子ｃに送るものである。
【０１０１】すなわち、ローパスフィルタ３１と、ハイ
パスフィルタ３２とを並列に切換スイッチ４２の被選択
端子ｃの後段に接続し、ローパスフィルタ３１でディジ
タル入力信号ｘ(n) の低周波帯域を通過させ、ハイパス
フィルタ３２でディジタル入力信号ｘ(n) の高周波帯域
を通過させ、低周波帯域のみに関して雑音低減処理を施
し、該高周波帯域については施さないようにしている。
これは、高周波帯域には、母音に比較してパワーの小さ
い子音も多く含まれており、この高周波帯域に雑音低減
処理を施した場合、子音までも抑圧されてしまい、違和
感のある音声を出力してしまうのを防ぐためである。
【０１０２】ローパスフィルタ３１のフィルタ出力をｙ
（ｎ）L とすると、このフィルタ出力ｙ（ｎ）L は、
【０１０３】
【数３】
【０１０４】となる。また、ハイパスフィルタ３２のフ
ィルタ出力ｙ（ｎ）H は、
【０１０５】
【数４】
【０１０６】となる。ローパスフィルタ３１からのフィ
ルタ出力ｙ（ｎ）Lは、上記図１に示したと同様のフレ
ームパワー計算回路３３及びノイズリデュース回路３６
に供給される。すなわち、フレームパワー計算回路３３
は、上記（１）式のｘ(n) の代わりに、ローパスフィル
タ３１のフィルタ出力ｙ（ｎ）L を用いてフレーム平均
パワーｒｍｓを計算している。
【０１０７】このフレームパワー計算回路３３で計算さ
れたフレーム平均パワーｒｍｓは、抑圧比計算回路３４
に供給され、上記（２）式と同様に抑圧比scale の計算
に用いられる。この抑圧比計算回路３４でのscale の計
算の説明は、ここでは省略する。
【０１０８】抑圧比計算回路３４が計算したscale は、
スムージング回路３５に供給される。このスムージング
回路３５も上記第１実施例の場合と同様にscale の値に
対してアタックタイム、リカバリータイムを設定し、フ
レーム単位でのスムージングを行うことにより不自然感
が出ないようにしている。このスムージング回路３５で
の処理については、上記第１の実施例と同様であるため
説明を省略する。
【０１０９】そして、このスムージング回路３５によっ
て、フレームパワーの変化による処理音声の不自然感が
補正されたscale は、ノイズリデュース回路３６に供給
される。ノイズリデュース回路３６は、ローパスフィル
タ３１から供給されたフィルタ出力ｙ（ｎ）にスムージ
ング回路３５を介したscale を乗算して、入力信号ｘ
（ｎ）の低域成分であるフィルタ出力ｙ（ｎ）L に雑音
低減処理を行う。この雑音が低減された出力信号Ｙ
（ｎ）L は、加算回路３６に供給される。
【０１１０】一方、この加算回路３６には、上記ハイパ
スフィルタ３２からのフィルタ出力ｙ（ｎ）H も供給さ
れる。この加算回路３６は、雑音が低減されたフィルタ
出力信号Ｙ（ｎ）L と、雑音低減処理が施されないフィ
ルタ出力をｙ（ｎ）H とを加算して、ローパスフィルタ
３７に出力する。
【０１１１】このローパスフィルタ３７は、上記加算回
路３６から供給される加算出力（Ｙ（ｎ）L ＋ｙ（ｎ）
H ）が、雑音低減処理されないフィルタ出力のため、高
域成分の音が目だつ音となるのを防止するフィルタであ
る。具体的に、このローパスフィルタ３７の伝達関数Ｈ
（Ｚ）は、
【０１１２】
【数５】
【０１１３】となる。ここでαは定数であり、αを変え
ることでローパスフィルタ３７の特性が変化する。この
ローパスフィルタ３７は、高域成分をフィルタリングに
より抑えた出力信号、すなわち、雑音が低減された出力
信号を、出力側の切換スイッチ４６の被選択端子ｃに送
る。
【０１１４】このような回路部３０は、子音のエネルギ
が比較的大きいと考えられる高域では雑音低減処理を施
さないで、低域のみ雑音低減処理を施しているため、子
音部を雑音と一緒に低減することがなく、かつ高音ばか
りを強調することがなく、原音に比べて音質劣化の極め
て少ない再生音を得ることができる。
【０１１５】以上説明したような３つの雑音低減処理ア
ルゴリズムにそれぞれ対応する３つの回路部１０、２
０、３０を、連動する切換スイッチ４２、４７により切
換選択するための切換制御信号については、例えば上記
図４の雑音レベル検出回路５等からの雑音レベルＡに基
づいて、例えば図１のレベル弁別回路１８等を用いて、
２つの閾値ｔｈ１、ｔｈ２（ただしｔｈ１＞ｔｈ２）で
レベル弁別することにより求めることができる。
【０１１６】すなわち、Ａ≧ｔｈ１のとき、被選択端子
ａに切換接続して回路部１０を選択し、ｔｈ１＞Ａ≧ｔ
ｈ２のとき、被選択端子ｂに切換接続して回路部２０を
選択し、ｔｈ２＞Ａのとき、被選択端子ｃに切換接続し
て回路部３０を選択するような切換制御信号を形成すれ
ばよい。
【０１１７】これによって、周囲の背景雑音が大きいと
きには雑音低減処理が強くかかり、雑音が小さいときに
は雑音低減処理が弱くかかって不自然感を抑えることが
できる。
【０１１８】なお、本発明に係る雑音低減処理装置は、
上記第１及び第２実施例にのみ限定されるものではな
く、例えば、入出力特性の曲線形状が互いに異なるよう
な複数の入出力特性の雑音低減処理アルゴリズムを用意
しておき、雑音レベルに基づく切換制御信号に応じて、
これらの入出力特性の異なるアルゴリズムを切換選択す
るようにしてもよい。また、上記ＶＳＥＬＰエンコーダ
以外にも、他の種々の音声符号化エンコーダを用いるこ
とができ、例えば、特開昭６０−７０５００号公報に開
示されているようなマルチパルス励振線形予測音声符号
化装置を用いることができる。この場合にも、エンコー
ドパラメータにより非音声区間の推定を行うことができ
る。さらに、本発明に係る雑音低減処理方法が適用され
る雑音低減処理装置の応用範囲は携帯用電話装置に限定
されるものではない。
【０１１９】
【発明の効果】本発明に係る雑音低減処理方法は、制御
信号に応じて雑音低減処理の内容が変化する雑音低減処
理方法であって、入力信号中の雑音成分のレベルを検出
する雑音レベル検出工程と、この雑音レベル検出工程に
より検出された雑音レベルに応じて上記制御信号を形成
して上記雑音低減処理の内容を変化させる工程とを有し
ているため、周囲の背景雑音レベルに応じて雑音低減処
理の効きを切り換えて、適切な雑音低減量に調整するこ
とができる。具体的には、周囲雑音レベルの低いところ
での伸張すなわちエキスパンド動作を抑えることで音質
の劣化を抑えることができる。
【０１２０】また、雑音低減処理として、それぞれ対数
表示された入力信号レベルに対する出力信号レベルを示
す入出力特性曲線が２つ以上の折曲点を有する折れ線で
表されるようにし、具体的には、入力信号レベルに対し
て第１の閾値と、この第１の閾値よりも小さい第２の閾
値を設定しておき、入力レベルが第１の閾値から第２の
閾値までの範囲にあるときのみ雑音低減のためのレベル
伸張処理をかけるようにし、入力レベルが第２の閾値よ
りも小さくなるときにはレベル伸張処理をかけない固定
減衰量とすることにより、ある一定レベル以下の信号を
ミュートする装置を組み合わせる場合に、音が消えたり
出たりする現象を防止でき、不自然さを解消することが
できる。
【０１２１】また、上記雑音低減処理のアルゴリズムを
複数準備しておき、上記制御信号に応じてこれらのアル
ゴリズムを切り換えることで雑音低減処理の内容を変化
させることで、雑音レベルに応じて最適の雑音処理アル
ゴリズムを選択することができる。この場合、入力音声
信号の入力レベルに応じて雑音抑圧比を計算して上記入
力音声信号に乗算する第１の処理アルゴリズムと、入力
音声信号に対して高域強調された信号のレベルに応じて
雑音抑圧比を計算して元の入力音声信号に乗算する第２
の処理アルゴリズムと、入力音声信号の低域成分に対し
てのみ雑音低減処理を施して元の入力音声信号の高域成
分と加算する第３の処理アルゴリズムとを予め準備して
おき、上記制御信号に応じてこれらの処理アルゴリズム
を切換選択することにより、雑音低減処理の効き具合い
を雑音レベルに応じて切り換えることができ、周囲雑音
レベルの高いところで強めに雑音を低減させて一層の雑
音低減効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施例となる雑音低減処理
方法が適用された雑音低減処理装置を示すブロック回路
図である。
【図２】図１に示す雑音低減処理装置の抑圧比計算回路
からの雑音抑圧比を用いて雑音低減処理を施したときの
入力信号と出力信号との関係の一例を示す入出力特性図
である。
【図３】図１に示す雑音低減処理装置の抑圧比計算回路
からの雑音抑圧比を用いて雑音低減処理を施したときの
入力信号と出力信号との関係の他の例を示す入出力特性
図である。
【図４】図１に示す雑音低減処理装置が適用される音声
送信装置の回路構成の一例を示すブロック回路図であ
る。
【図５】図４に示す装置の雑音検出回路の要部動作の前
半部分を説明するためのフローチャートである。
【図６】図４に示す装置の雑音検出回路の要部動作の後
半部分を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明に係る第２の実施例となる雑音低減処理
方法が適用された雑音低減処理装置の要部構成を示すブ
ロック回路図である。
【符号の説明】
２・・・・・雑音低減処理回路部 ３・・・・・ＶＳＥＬＰエンコーダ ４・・・・・雑音区間検出回路 ５・・・・・雑音レベル検出回路 ６・・・・・マイクロコンピュータ ７・・・・・ベースバンド信号処理回路 ８・・・・・ＲＦ送受信回路 ９・・・・・アンテナ １１・・・・・マイクロホン １２・・・・・アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器 １３、２３、３３・・・・・フレームパワー計算回路 １４、２４、３４・・・・・抑圧比計算回路 １５、２５、３５・・・・・スムージング回路 １６、２６、３６・・・・・ノイズリデュース回路 １８・・・・・レベル弁別回路 ２１・・・・・高域強調回路 ３１・・・・・ローパスフィルタ ３２・・・・・ハイパスフィルタ ３６・・・・・加算回路 ３７・・・・・ローパスフィルタ ４２、４７・・・・・切換スイッチ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 制御信号に応じて雑音低減処理の内容が
    変化する雑音低減処理方法であって、 入力信号中の雑音成分のレベルを検出する雑音レベル検
    出工程と、 この雑音レベル検出工程により検出された雑音レベルに
    応じて上記制御信号を形成して上記雑音低減処理の内容
    を変化させる工程とを有することを特徴とする雑音低減
    処理方法。
  2. 【請求項２】 上記制御信号に応じて変化する雑音低減
    処理の内容として、レベル伸張処理をかける入力信号レ
    ベルの閾値を異ならせることを特徴とする請求項１記載
    の雑音低減処理方法。
  3. 【請求項３】 上記雑音低減処理は、それぞれ対数表示
    された入力信号レベルに対する出力信号レベルを示す入
    出力特性曲線が２つ以上の折曲点を有する折れ線で表さ
    れることを特徴とする請求項１記載の雑音低減処理方
    法。
  4. 【請求項４】 上記雑音低減処理のアルゴリズムを複数
    準備しておき、上記制御信号に応じてこれらのアルゴリ
    ズムを切り換えることで雑音低減処理の内容を変化させ
    ることを特徴とする請求項１記載の雑音低減処理方法。
  5. 【請求項５】 入力音声信号の入力レベルに応じて雑音
    抑圧比を計算して上記入力音声信号に乗算する第１の雑
    音低減処理アルゴリズムと、 入力音声信号に対して高域強調された信号のレベルに応
    じて雑音抑圧比を計算して元の入力音声信号に乗算する
    第２の雑音低減処理アルゴリズムと、 入力音声信号の低域成分に対してのみ雑音低減処理を施
    して元の入力音声信号の高域成分と加算する第３の雑音
    低減処理アルゴリズムとを準備しておき、 上記制御信号に応じてこれらのアルゴリズムを切換選択
    することを特徴とする請求項１記載の雑音低減処理方
    法。
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