JP2000278186A - Adaptive noise canceler - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、音声信号とノイズ
の混じった信号からノイズの影響を消去するためのノイ
ズキャンセラに関し、特に、エコー経路の伝達特性を適
応的に推定し、擬似的なエコーを発生してノイズ信号を
差し引く適応型ノイズキャンセラに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a noise canceller for eliminating the influence of noise from a signal in which a voice signal is mixed with noise, and more particularly to a method for adaptively estimating the transfer characteristic of an echo path and generating a pseudo echo. The present invention relates to an adaptive noise canceller for generating and subtracting a noise signal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ノイズキャンセラは、反響路のインパル
ス応答の推定値を内部に持ち受信信号との畳込み演算に
よりエコーを推定し、それを送信信号から差し引くこと
によりエコーを消去する装置である。反響路のインパル
ス応答は時間と共に変化するため、通常は適応的にイン
パルス応答を推定する適応型ノイズキャンセラが用いら
れる。2. Description of the Related Art A noise canceller is a device which internally has an estimated value of an impulse response of a reverberation path, estimates an echo by a convolution operation with a received signal, and subtracts it from a transmitted signal to eliminate the echo. Since the impulse response of the echo path changes with time, usually an adaptive noise canceller that adaptively estimates the impulse response is used.
【０００３】図１３は従来の適応型ノイズキャンセラの
基本的な構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a basic configuration of a conventional adaptive noise canceller.
【０００４】図１３において、１は４線区間に挿入され
てエコー経路（ノイズ経路）２の伝達特性を適応的に推
定し、擬似的なエコーを発生してノイズ信号を差し引く
適応型ノイズキャンセラであり、適応型ノイズキャンセ
ラ１は、ある時間ｊでのノイズ源信号ｘｊを格納するＸ
レジスタ３と、フィルタ係数Ｈｊを格納するＨレジスタ
４と、ノイズ源信号ｘｊとフィルタ係数Ｈｊを畳み込み
演算を行い、推定ノイズ信号ｙ’ｊを出力する畳み込み
演算回路５と、ノイズ源信号ｘｊとこの装置の出力ｅｊ
からノイズ推定のためのフィルタ係数Ｈｊの更新を行う
か適応的に推定し、ｅｊを小さくする方向へフィルタ係
数Ｈｊを更新する適応制御回路６と、音声信号＋ノイズ
信号ｙｊから畳み込み演算回路５出力ｙ’ｊを減算する
減算器７とから構成される。In FIG. 13, reference numeral 1 denotes an adaptive noise canceller which is inserted into a four-wire section to adaptively estimate the transfer characteristic of an echo path (noise path) 2 and generate a pseudo echo to subtract a noise signal. , The adaptive noise canceller 1 stores the noise source signal xj at a certain time j.
A register 3, an H register 4 for storing a filter coefficient Hj, a convolution operation circuit 5 for performing a convolution operation on the noise source signal xj and the filter coefficient Hj and outputting an estimated noise signal y'j, and a noise source signal xj Output ej of the device
, An adaptive control circuit 6 for updating or adaptively estimating a filter coefficient Hj for noise estimation and updating the filter coefficient Hj in a direction to reduce ej, and a convolution operation circuit 5 output from the speech signal + noise signal yj. and a subtracter 7 for subtracting y'j.
【０００５】ノイズ源信号ｘｊは、Ｘレジスタ３に入力
され、Ｘレジスタ３である一定時間保存されるととも
に、外部の音響空間に出力される。外部の音響空間に出
力されたノイズ信号は、エコー経路２により変化を受け
音声信号と一緒に信号ｙｊとなり、この装置に入力され
る。この音声信号＋ノイズ信号ｙｊは減算器７に入力さ
れる。[0005] The noise source signal xj is input to the X register 3, stored in the X register 3 for a certain period of time, and output to an external acoustic space. The noise signal output to the external acoustic space is changed by the echo path 2, becomes a signal yj together with the audio signal, and is input to this device. This audio signal + noise signal yj is input to the subtractor 7.
【０００６】また、Ｘレジスタ３の出力は、適応制御回
路６と畳み込み演算回路５へ入力される。[0006] The output of the X register 3 is input to the adaptive control circuit 6 and the convolution operation circuit 5.
【０００７】畳み込み演算回路５には、Ｈレジスタ４の
出力Ｈｊも入力され、畳み込み演算回路５は、入力ｘｊ
とＨｊを畳み込み演算を行い、推定ノイズ信号ｙ’ｊを
減算器７に出力する。The output Hj of the H register 4 is also input to the convolution operation circuit 5, and the convolution operation circuit 5
And Hj are subjected to a convolution operation, and an estimated noise signal y′j is output to the subtractor 7.
【０００８】適応制御回路６は、ノイズ源信号ｘｊとこ
の装置の出力である音声信号ｅｊからノイズ推定のため
のフィルタ係数Ｈｊの更新を行うか判断し、ｅｊを小さ
くする方向へフィルタ係数Ｈｊを更新する。The adaptive control circuit 6 determines whether to update the filter coefficient Hj for noise estimation from the noise source signal xj and the audio signal ej output from the apparatus, and determines the filter coefficient Hj in a direction to reduce ej. Update.
【０００９】適応制御回路６は、フィルタ係数Ｈｊを出
力し、フィルタ係数ＨｊはＨレジスタ４に入力される。The adaptive control circuit 6 outputs a filter coefficient Hj, and the filter coefficient Hj is input to the H register 4.
【００１０】更新されたＨｊは、Ｈレジスタ４に入力さ
れ、ある一定時間保存される。The updated Hj is input to the H register 4 and stored for a certain period of time.
【００１１】減算器７は、音声信号＋ノイズ信号（音声
信号とノイズの混じった信号）ｙｊから畳み込み演算回
路５の推定ノイズ信号ｙ’ｊを減算し、ノイズのない音
声信号ｅｊを出力する。この音声信号ｅｊは、この装置
の最終出力であるとともに、適応制御回路６に入力され
る。The subtracter 7 subtracts the estimated noise signal y'j of the convolution operation circuit 5 from the audio signal + noise signal (a signal in which the audio signal and noise are mixed) yj, and outputs a noise-free audio signal ej. This audio signal ej is the final output of the device and is input to the adaptive control circuit 6.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の適応型ノイズキャンセラにあっては、音声信
号のレベルが大きく変動したような場合には適応制御回
路６でのノイズ経路の推定が適切には行われず、その結
果、満足のできるノイズキャンセルが行われないという
欠点があった。However, in such a conventional adaptive noise canceller, when the level of the audio signal fluctuates greatly, the adaptive control circuit 6 appropriately estimates the noise path. Is not performed, and as a result, satisfactory noise cancellation is not performed.
【００１３】本発明は、正確に推定ノイズ信号を計算で
き、よりノイズを除去することができ、通話中の音声品
質を大きく向上させることができる適応型ノイズキャン
セラを提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide an adaptive noise canceller that can accurately calculate an estimated noise signal, remove noise more, and greatly improve voice quality during a call.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明に係る適応型ノイ
ズキャンセラは、ノイズ源信号を格納するレジスタと、
フィルタ係数を格納する係数レジスタと、ノイズ源信号
とフィルタ係数を畳み込み演算を行い、推定ノイズ信号
を出力する畳み込み演算手段と、ノイズ源信号と装置の
出力からノイズ推定のためのフィルタ係数の更新を行う
か適応的に推定し、フィルタ係数を更新する適応制御手
段と、音声信号とノイズの混じった信号から畳み込み演
算手段の出力を減算する減算手段とを備え、ノイズ経路
の伝達特性を適応的に推定し、擬似的なエコーを発生し
てノイズ信号を差し引く適応型ノイズキャンセラにおい
て、適応制御手段は、ノイズ源信号と音声信号とノイズ
の混じった信号に基づいて、音声区間外にある長区間と
音声区間内にある短区間とのパワーの比を求め、該パワ
ーの比の変化により適応制御を行うことを特徴とする。An adaptive noise canceller according to the present invention includes a register for storing a noise source signal;
A coefficient register for storing a filter coefficient, a convolution operation means for performing a convolution operation on the noise source signal and the filter coefficient and outputting an estimated noise signal, and updating a filter coefficient for noise estimation from the noise source signal and the output of the apparatus. Adaptive control means for estimating or adaptively performing the update and updating the filter coefficient, and subtraction means for subtracting the output of the convolution operation means from the signal in which the voice signal and the noise are mixed, and adaptively adjusting the transfer characteristic of the noise path. In an adaptive noise canceller for estimating and generating a pseudo echo and subtracting a noise signal, an adaptive control means uses a noise source signal, a voice signal, and a noise-mixed signal to generate a long section outside a voice section and a voice section. It is characterized in that a ratio of power to a short section in a section is obtained, and adaptive control is performed based on a change in the ratio of the power.
【００１５】上記適応制御手段は、現在処理している信
号が音声区間に入る前に音声区間の始端を検出し、音声
区間の始端となる短区間では適応制御を行わないもので
あってもよい。The adaptive control means may detect the beginning of the speech section before the signal currently being processed enters the speech section, and may not perform the adaptive control in the short section which is the beginning of the speech section. .
【００１６】上記適応制御手段は、音声区間内にある複
数の短区間のパワーを計算する手段を備え、複数の短区
間のパワーと音声区間外にある長区間との比の変化によ
り適応制御を行うものであってもよい。The adaptive control means includes means for calculating the power of a plurality of short sections within a voice section, and performs adaptive control by changing the ratio between the power of the plurality of short sections and the long section outside the voice section. It may be performed.
【００１７】上記適応制御手段は、現在処理している信
号が音声区間に入る前に音声区間の始端を検出するとと
もに、現在処理している信号が音声区間を出るときの音
声区間の終端を検出し、始端となる短区間のパワーと音
声区間外にある長区間との比の変化及び、終端となる短
区間のパワーと音声区間外にある長区間との比の変化に
より適応制御を行うものであってもよい。The adaptive control means detects the beginning of the voice section before the signal currently being processed enters the voice section, and detects the end of the voice section when the signal currently being processed leaves the voice section. And performing adaptive control by changing the ratio between the power of the short section at the beginning and the long section outside the voice section and the ratio of the power of the short section at the end and the long section outside the voice section. It may be.
【００１８】本発明に係る適応型ノイズキャンセラは、
ノイズ源信号を格納するレジスタと、フィルタ係数を格
納する係数レジスタと、ノイズ源信号とフィルタ係数を
畳み込み演算を行い、推定ノイズ信号を出力する畳み込
み演算手段と、ノイズ源信号と装置の出力からノイズ推
定のためのフィルタ係数の更新を行うか適応的に推定
し、フィルタ係数を更新する適応制御手段と、音声信号
とノイズの混じった信号から畳み込み演算手段の出力を
減算する減算手段とを備え、ノイズ経路の伝達特性を適
応的に推定し、擬似的なエコーを発生してノイズ信号を
差し引く適応型ノイズキャンセラにおいて、適応制御手
段は、ノイズ源信号をもとに、音声区間であることを判
別する手段を有し、適応制御手段の出力に基づいて、ノ
イズ源信号の音声区間でない区間の平均レベルと、音声
信号とノイズの混じった信号の音声区間でない区間の平
均レベルとを比較する比較手段と、比較手段の出力に基
づいて、ノイズ源信号の信号レべルを調整する調整手段
とを備えたことを特徴とする。An adaptive noise canceller according to the present invention comprises:
A register for storing a noise source signal, a coefficient register for storing a filter coefficient, a convolution operation means for performing a convolution operation on the noise source signal and the filter coefficient, and outputting an estimated noise signal, and a noise from the noise source signal and the output of the device. An adaptive control means for updating or adaptively estimating or estimating a filter coefficient for estimation, and a subtraction means for subtracting an output of the convolution operation means from a signal mixed with a voice signal and a noise, In an adaptive noise canceller that adaptively estimates a transfer characteristic of a noise path, generates a pseudo echo, and subtracts a noise signal, an adaptive control unit determines a voice section based on a noise source signal. Means, based on the output of the adaptive control means, the average level of a section other than the speech section of the noise source signal, and the mixture of the speech signal and noise. A signal comparing means for comparing the mean level of the section is not a voice section of, based on the output of the comparison means, characterized in that an adjusting means for adjusting the signal leveling le noise sources signals.
【００１９】本発明に係る適応型ノイズキャンセラは、
適応制御手段の動作を切替える制御切替え手段を備え、
適応制御手段は、制御切替え手段の出力に従って、請求
項１乃至４の何れかに記載された制御、若しくは請求項
５に記載された制御を実行するものであってもよい。The adaptive noise canceller according to the present invention comprises:
A control switching means for switching an operation of the adaptive control means,
The adaptive control means may execute the control described in any one of claims 1 to 4 or the control described in claim 5 according to the output of the control switching means.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。 第１の実施形態 図１は本発明の第１の実施形態に係る適応型ノイズキャ
ンセラの構成を示すブロック図である。４線区間に挿入
されてエコー経路の伝達特性を適応的に推定し、擬似的
なエコーを発生してノイズ信号を差し引く適応型ノイズ
キャンセラに適用した例である。本実施形態に係るノイ
ズキャンセラの説明にあたり前記図１３と同一構成部分
には同一符号を付している。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an adaptive noise canceller according to a first embodiment of the present invention. This is an example applied to an adaptive noise canceller that is inserted into a four-wire section to adaptively estimate the transfer characteristic of an echo path, generate a pseudo echo, and subtract a noise signal. In the description of the noise canceller according to the present embodiment, the same components as those in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals.
【００２１】図１において、適応型ノイズキャンセラ１
０は、ある時間ｊでのノイズ源信号ｘｊを格納するＸレ
ジスタ３と、ノイズ経路を推定するフィルタ係数Ｈｊを
格納するＨレジスタ４（係数レジスタ）と、ノイズ源信
号ｘｊとフィルタ係数Ｈｊを畳み込み演算を行い、推定
ノイズ信号ｙ’ｊを出力する畳み込み演算回路５（畳み
込み演算手段）と、ノイズ源信号ｘｊと音声信号＋ノイ
ズ信号（音声信号とノイズの混じった信号）ｙｊをもと
に、短区間と長区間のパワーの比の変化により適応制御
を行うもので、ノイズ源信号ｘｊとこの装置の出力（ノ
イズのない音声信号）ｅｊからノイズ推定のためのフィ
ルタ係数Ｈｊの更新を行うか適応的に推定し、ｅｊを小
さくする方向へフィルタ係数Ｈｊを更新する適応制御回
路１１（適応制御手段）と、音声信号＋ノイズ信号ｙｊ
から畳み込み演算回路５出力（推定ノイズ信号）ｙ’ｊ
を減算する減算器７（減算手段）とから構成される。In FIG. 1, an adaptive noise canceller 1
0 is an X register 3 for storing a noise source signal xj at a certain time j, an H register 4 (coefficient register) for storing a filter coefficient Hj for estimating a noise path, and a convolution of the noise source signal xj and the filter coefficient Hj. Based on a convolution operation circuit 5 (convolution operation means) for performing an operation and outputting an estimated noise signal y'j, a noise source signal xj and an audio signal + noise signal (a signal in which an audio signal and noise are mixed) yj, The adaptive control is performed by changing the power ratio between the short section and the long section, and the filter coefficient Hj for noise estimation is updated based on the noise source signal xj and the output (no-sound-free speech signal) ej of the apparatus. An adaptive control circuit 11 (adaptive control means) for adaptively estimating and updating the filter coefficient Hj in a direction to reduce ej, and an audio signal + noise signal yj
Output from convolution operation circuit 5 (estimated noise signal) y'j
And a subtractor 7 (subtraction means) for subtracting
【００２２】適応型ノイズキャンセラ１０は、反響路の
インパルス応答の推定値を内部に持ち受信信号との畳込
み演算によりエコーを推定し、それを送信信号から差し
引くことによりノイズを消去する装置であり、専用ＬＳ
Ｉ、マイクロプロセッサまたはＤＳＰ（digital signal
processor）を利用して実現される。ＤＳＰは乗算機能
を主体とした演算器をもち、ファームウェアによって演
算機能やデータ転送を制御して信号処理する。The adaptive noise canceller 10 is a device that internally has an estimated value of an impulse response of a reverberation path, estimates an echo by convolution with a received signal, and subtracts the echo from a transmitted signal to eliminate noise. Dedicated LS
I, microprocessor or DSP (digital signal)
processor). The DSP has an arithmetic unit mainly having a multiplication function, and performs signal processing by controlling the arithmetic function and data transfer by firmware.
【００２３】ノイズ源信号ｘｊは、Ｘレジスタ３に入力
され、Ｘレジスタ３である一定時間保存されるととも
に、外部の音響空間に出力される。外部の音響空間に出
力されたノイズ信号は、エコー経路２により変化を受け
音声信号と一緒に信号ｙｊとなり、本装置に入力され
る。The noise source signal xj is input to the X register 3, stored in the X register 3 for a certain period of time, and output to an external acoustic space. The noise signal output to the external acoustic space is changed by the echo path 2, becomes a signal yj together with the audio signal, and is input to the present apparatus.
【００２４】また、音声信号＋ノイズ信号（音声信号と
ノイズの混じった信号）ｙｊは、減算器７に入力される
とともに、適応制御回路１１に入力される。The audio signal + noise signal (a signal in which the audio signal and noise are mixed) yj is input to the subtractor 7 and also to the adaptive control circuit 11.
【００２５】また、Ｘレジスタ３の出力ｘｊは、適応制
御回路１１と畳み込み演算回路５へ入力される。The output xj of the X register 3 is input to the adaptive control circuit 11 and the convolution operation circuit 5.
【００２６】適応制御回路１１には、音声とノイズの混
じった信号ｙｊが入力されており、適応制御回路１１
は、この信号ｙｊをもとに、短区間と長区間のパワーの
比を求め、このパワーの比の変化により適応制御を行う
ものである。適応制御は、従来例と同様に、ノイズ源信
号ｘｊと本装置の出力であるノイズのない音声信号ｅｊ
からノイズ推定のためのフィルタ係数Ｈｊの更新を行う
か適応的に推定し、ｅｊを小さくする方向へフィルタ係
数Ｈｊを更新する。The adaptive control circuit 11 receives a signal yj in which voice and noise are mixed.
Calculates the power ratio between the short section and the long section based on the signal yj, and performs adaptive control based on a change in the power ratio. In the adaptive control, as in the conventional example, the noise source signal xj and the noise-free audio signal ej which is the output of the apparatus are output.
, The filter coefficient Hj for noise estimation is updated or adaptively estimated, and the filter coefficient Hj is updated in a direction to decrease ej.
【００２７】適応制御回路１１は、フィルタ係数Ｈｊを
出力し、更新されたフィルタ係数ＨｊはＨレジスタ４に
入力され、ある一定時間保存される。The adaptive control circuit 11 outputs a filter coefficient Hj, and the updated filter coefficient Hj is input to the H register 4 and stored for a certain time.
【００２８】畳み込み演算回路５には、Ｈレジスタ４の
出力Ｈｊも入力され、畳み込み演算回路５は、ノイズ源
信号ｘｊとＨｊを畳み込み演算を行い、推定ノイズ信号
ｙ’ｊを減算器７に出力する。The output Hj of the H register 4 is also input to the convolution operation circuit 5, and the convolution operation circuit 5 performs a convolution operation on the noise source signals xj and Hj, and outputs an estimated noise signal y'j to the subtractor 7. I do.
【００２９】減算器７は、音声信号＋ノイズ信号（音声
信号とノイズの混じった信号）ｙｊから畳み込み演算回
路５の推定ノイズ信号ｙ’ｊを減算し、ノイズのない音
声信号ｅｊを出力する。この音声信号ｅｊは、本装置の
最終出力であるとともに、適応制御回路１１に入力され
る。The subtractor 7 subtracts the estimated noise signal y'j of the convolution operation circuit 5 from the audio signal + noise signal (a signal in which the audio signal and noise are mixed) yj, and outputs a noise-free audio signal ej. This audio signal ej is the final output of the apparatus and is input to the adaptive control circuit 11.
【００３０】以下、上述のように構成された適応型ノイ
ズキャンセラ１０の動作を説明する。Hereinafter, the operation of the adaptive noise canceller 10 configured as described above will be described.
【００３１】適応型ノイズキャンセラ１０を、専用ＬＳ
Ｉ、またはＤＳＰを利用して実現する場合、各回路部に
おける適応処理は、ファームウェアによって演算機能や
データ転送を制御して信号処理される。 〔適応型ノイズキャンセラ１０の全体動作〕 ［１］畳み込み演算回路５には、Ｘレジスタ３からのノ
イズ源信号ｘｊとＨレジスタ４のからのフィルタ係数Ｈ
ｊが入力される。The adaptive noise canceller 10 is provided with a dedicated LS
In the case of using I or DSP, the adaptive processing in each circuit unit is signal processed by controlling arithmetic functions and data transfer by firmware. [Overall operation of adaptive noise canceller 10] [1] The convolution operation circuit 5 has a noise source signal xj from the X register 3 and a filter coefficient H from the H register 4.
j is input.
【００３２】畳み込み演算回路５は、ノイズ源信号ｘｊ
とフィルタ係数Ｈｊの畳み込み演算を行い、推定ノイズ
信号ｙ’ｊを減算器７に出力する。畳み込み演算回路５
による畳み込み演算は、例えば次式（１）によって計算
される。The convolution operation circuit 5 generates a noise source signal xj
And a filter coefficient Hj, and outputs an estimated noise signal y′j to the subtractor 7. Convolution operation circuit 5
Is calculated by, for example, the following equation (1).
【００３３】[0033]
【数１】 ［２］減算器７には、音声信号＋ノイズ信号（音声信号
とノイズの混じった信号）ｙｊと畳み込み演算回路５か
らの推定ノイズ信号ｙ’ｊが入力される。(Equation 1) [2] The audio signal + noise signal (mixed audio signal and noise) yj and the estimated noise signal y′j from the convolution operation circuit 5 are input to the subtractor 7.
【００３４】減算器７は、次式（２）に従って音声信号
＋ノイズ信号ｙｊから畳み込み演算回路５の推定ノイズ
信号ｙ’ｊを減算し、ノイズを除去した音声信号ｅｊを
出力する。この音声信号ｅｊは、本装置の最終出力であ
るとともに、適応制御回路１１に入力される。The subtracter 7 subtracts the estimated noise signal y'j of the convolution operation circuit 5 from the audio signal + noise signal yj according to the following equation (2), and outputs a noise-eliminated audio signal ej. This audio signal ej is the final output of the apparatus and is input to the adaptive control circuit 11.
【００３５】 ｅｊ＝ｙｊ−ｙ’ｊ …（２） ［３］適応制御回路１１には、ノイズ源信号ｘｊとノイ
ズのない音声信号ｅｊに加え、さらに音声信号＋ノイズ
信号（音声信号とノイズの混じった信号）ｙｊが入力さ
れる。Ej = yj−y′j (2) [3] In addition to the noise source signal xj and the noise-free audio signal ej, the adaptive control circuit 11 further adds an audio signal + noise signal (the audio signal and the noise (Mixed signal) yj is input.
【００３６】適応制御回路１１は、音声信号＋ノイズ信
号ｙｊをもとに、短区間と長区間のパワーの比を求め、
このパワーの比の変化により適応制御を行う。適応制御
は、従来例と同様に、ノイズ源信号ｘｊと本装置の出力
であるノイズのない音声信号ｅｊからノイズ推定のため
のフィルタ係数Ｈｊの更新を行うか適応的に推定し、ｅ
ｊを小さくする方向へフィルタ係数Ｈｊを更新するもの
である。適応制御回路１１によるフィルタ係数計算は、
次式（３）に示すような一般的な計算方法を用いること
ができる。The adaptive control circuit 11 calculates the power ratio between the short section and the long section based on the voice signal + noise signal yj,
Adaptive control is performed based on the change in the power ratio. In the adaptive control, the filter coefficient Hj for noise estimation is updated or adaptively estimated from the noise source signal xj and the noise-free audio signal ej output from the apparatus, as in the conventional example.
The filter coefficient Hj is updated in a direction to decrease j. The filter coefficient calculation by the adaptive control circuit 11 is as follows.
A general calculation method as shown in the following equation (3) can be used.
【００３７】[0037]
【数２】 上記式（３）に示すように、適応制御回路１１は、既知
のｅｊ及びＸｊを用いてＨｊを逐次修正し、次の時間の
フィルタ係数Ｈｊ＋ｉを計算する。このようにｅｊ及び
Ｘｊを用いてＨｊを逐次修正し、フィルタ係数Ｈｊを逐
次適応的に更新する処理を、以下学習と呼ぶ。更新され
たフィルタ係数Ｈｊは、Ｈレジスタ４に入力され、ある
一定時間保存される。(Equation 2) As shown in the above equation (3), the adaptive control circuit 11 sequentially corrects Hj using known ej and Xj, and calculates a filter coefficient Hj + i for the next time. The process of sequentially correcting Hj using ej and Xj in this manner and sequentially and adaptively updating the filter coefficient Hj is hereinafter referred to as learning. The updated filter coefficient Hj is input to the H register 4 and stored for a certain period of time.
【００３８】本実施形態の特徴部分は、適応制御回路１
１が、音声信号＋ノイズ信号ｙｊをもとに、短区間と長
区間のパワーの比を求め、このパワーの比の変化により
上述した学習によるフィルタ係数Ｈｊの更新を行うか否
かの制御を行うことにある。The feature of this embodiment is that the adaptive control circuit 1
1 obtains the power ratio between the short section and the long section based on the audio signal + the noise signal yj, and controls whether or not to update the filter coefficient Hj by the learning based on the change in the power ratio. To do.
【００３９】すなわち、適応制御回路１１は、ｘｊ，ｙ
ｊの短区間のパワーの比と、ｘｊ，ｙｊの長区間のパワ
ーの比を比較し、短区間のパワーの比が長区間のパワー
の比に比べ増大するようであれば、音声が入力されてい
ると判断し、上記学習によるフィルタ係数Ｈｊの更新を
行わない。 ［４］もし、上記［３］で適応制御回路１１が、ｘｊ，
ｙｊの短区間のパワーの比と、ｘｊ，ｙｊの長区間のパ
ワーの比を比較し、短区間のパワーの比と長区間のパワ
ーの比が変わらないようであれば、音声が入力されてい
ないと判断し、フィルタ係数Ｈｊを上記式（３）を用い
た学習により更新する。That is, the adaptive control circuit 11 calculates xj, y
The power ratio of the short section of j and the power ratio of the long section of xj and yj are compared, and if the power ratio of the short section increases compared to the power ratio of the long section, voice is input. Is determined, the filter coefficient Hj is not updated by the learning. [4] If the adaptive control circuit 11 in the above [3] sets xj,
The power ratio of the short section of yj and the power ratio of the long section of xj and yj are compared. If the ratio of the power of the short section and the ratio of the power of the long section do not change, voice is input. It is determined that they do not exist, and the filter coefficient Hj is updated by learning using the above equation (3).
【００４０】図２は音声信号と音声区間の関係を示す図
であり、音声信号＋ノイズ信号（音声信号とノイズの混
じった信号）ｙｊの入力を時間軸で表したものである。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a voice signal and a voice section, in which the input of a voice signal + a noise signal (a signal in which a voice signal and noise are mixed) yj is represented on a time axis.
【００４１】図２に示すように、長区間経過後に音声区
間があり、音声区間の一部に短区間があるとすると、短
区間のパワーの比と長区間のパワーの比を比較すれば音
声区間であるか（音声が入力されているか）否かが判断
できる。本実施形態では、音声区間と判断した場合は、
長区間のパワー計算はしない。As shown in FIG. 2, if a voice section is present after a long section and a short section is present in a part of the voice section, the voice ratio can be compared by comparing the power ratio of the short section with the power ratio of the long section. It is possible to determine whether the section is a section (whether a voice is input). In the present embodiment, when it is determined that the section is a voice section,
It does not calculate power for long sections.
【００４２】以上、本実施形態に係る適応型ノイズキャ
ンセラ１０の全体動作について説明したが、上述したよ
うに本実施形態の特徴部分は、適応制御回路１１がマイ
クロプロセッサまたはＤＳＰで実現する適応処理にあ
る。The overall operation of the adaptive noise canceller 10 according to the present embodiment has been described above. As described above, the characteristic part of the present embodiment resides in the adaptive processing realized by the adaptive control circuit 11 using a microprocessor or a DSP. .
【００４３】次に、上記適応制御回路１１の動作につい
てさらに詳細に説明する。Next, the operation of the adaptive control circuit 11 will be described in more detail.
【００４４】図３はＤＳＰにより構成された適応制御回
路１１の適応処理のうちフィルタ更新処理における動作
を示すフローチャートである。図中、ＳＴはフローの各
ステップを示す。FIG. 3 is a flow chart showing the operation in the filter updating process in the adaptive process of the adaptive control circuit 11 constituted by the DSP. In the figure, ST indicates each step of the flow.
【００４５】まず、ステップＳＴ１で次式（４），
（５）に従って短区間のパワーの比ＰＳと長区間のパワ
ーの比ＰＬを計算する。First, in step ST1, the following equation (4),
According to (5), the power ratio PS of the short section and the power ratio PL of the long section are calculated.
【００４６】[0046]
【数３】 ステップＳＴ２では、長区間のパワーの比ＰＬが短区間
のパワーの比ＰＳに閾値ＴＨを加えたものより大きいか
（ＰＳ＞ＰＬ＋ＴＨか）否かを判別する。(Equation 3) In step ST2, it is determined whether or not the power ratio PL of the long section is larger than the sum of the power ratio PS of the short section and the threshold TH (PS> PL + TH).
【００４７】ＰＳ＞ＰＬ＋ＴＨのときは、短区間のパワ
ーの比ＰＳが長区間のパワーの比ＰＬに比べ増大してい
るときであるから音声が入力されていると判断し、ステ
ップＳＴ３でフィルタ係数Ｈｊの更新を行わない。すな
わち、フィルタ係数Ｈｊの計算を行わず、Ｈレジスタ４
にフィルタ係数Ｈｊの計算結果を転送しない。When PS> PL + TH, it is determined that speech is being input because the power ratio PS in the short section is greater than the power ratio PL in the long section. Hj is not updated. That is, without calculating the filter coefficient Hj, the H register 4
Does not transfer the calculation result of the filter coefficient Hj.
【００４８】ＰＳ≦ＰＬ＋ＴＨのときは、短区間のパワ
ーの比ＰＳが長区間のパワーの比ＰＬに比べ所定以下で
あるから音声が入力されていないと判断し、ステップＳ
Ｔ４で前記式（３）を用いた学習によりフィルタ係数Ｈ
ｊを更新する。計算結果は、更新したフィルタ係数Ｈｊ
としてＨレジスタ４に転送する。When PS ≦ PL + TH, it is determined that no sound is input because the power ratio PS of the short section is less than the predetermined value compared to the power ratio PL of the long section.
At T4, the filter coefficient H is obtained by learning using the above equation (3).
Update j. The calculation result is the updated filter coefficient Hj
To the H register 4.
【００４９】以上説明したように、第１の実施形態に係
る適応型ノイズキャンセラ１０は、ノイズ源信号ｘｊを
格納するＸレジスタ３と、ノイズ経路を推定するフィル
タ係数Ｈｊを格納するＨレジスタ４と、ノイズ源信号ｘ
ｊとフィルタ係数Ｈｊを畳み込み演算を行い、推定ノイ
ズ信号ｙ’ｊを出力する畳み込み演算回路５と、ノイズ
源信号ｘｊとこの装置の出力ｅｊからノイズ推定のため
のフィルタ係数Ｈｊの更新を行うか適応的に推定し、ｅ
ｊを小さくする方向へフィルタ係数Ｈｊを更新する適応
制御回路１１と、音声信号とノイズの混じった信号ｙｊ
から畳み込み演算回路５出力ｙ’ｊを減算する減算器７
とを備え、適応制御回路１１は、信号ｙｊをもとに、短
区間と長区間のパワーの比を求め、このパワーの比の変
化により適応制御を行うように構成したので、適応制御
回路１１のフィルタ係数学習の判断をｘｊのパワーとｙ
ｊのパワーの変化により行うようにしたため、従来例の
ノイズを除去した信号ｅｊの変動により判断する方法に
比べ、フィルタ係数の誤学習により学習がストップして
しまうなどの不具合がなくなり、正確に推定ノイズ信号
ｙ’ｊを計算することができる。その結果、よりノイズ
を除去した信号ｅｊを生成することができ、ノイズ除去
の実効を図ることができる。 第２の実施形態 図４は本発明の第２の実施形態に係る適応型ノイズキャ
ンセラの構成を示すブロック図である。本実施形態に係
る適応型ノイズキャンセラの説明にあたり前記図１と同
一構成部分には同一符号を付している。As described above, the adaptive noise canceller 10 according to the first embodiment includes an X register 3 for storing a noise source signal xj, an H register 4 for storing a filter coefficient Hj for estimating a noise path, Noise source signal x
j and a filter coefficient Hj to perform a convolution operation to output an estimated noise signal y′j, and to update a filter coefficient Hj for noise estimation from a noise source signal xj and an output ej of the apparatus. Estimating adaptively, e
an adaptive control circuit 11 that updates the filter coefficient Hj in a direction to reduce j, and a signal yj in which a speech signal and noise are mixed.
Subtractor 7 for subtracting output y'j from convolution operation circuit 5
The adaptive control circuit 11 is configured to calculate the power ratio between the short section and the long section based on the signal yj and perform the adaptive control based on the change in the power ratio. Is determined by the power of xj and y
j is performed based on a change in the power of j. Therefore, compared to the conventional method in which the determination is made based on the fluctuation of the signal ej from which noise has been removed, there is no problem such as the learning being stopped due to the erroneous learning of the filter coefficient, and accurate estimation The noise signal y'j can be calculated. As a result, it is possible to generate a signal ej from which noise has been further removed, and it is possible to achieve effective noise removal. Second Embodiment FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an adaptive noise canceller according to a second embodiment of the present invention. In the description of the adaptive noise canceller according to the present embodiment, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【００５０】図４において、適応型ノイズキャンセラ２
０は、ノイズ源信号ｘｊをｉサンプル遅延し、ｉサンプ
ル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉとして出力する遅延回路２
１（遅延回路１）と、音声信号＋ノイズ信号（音声信号
とノイズの混じった信号）ｙｊをｉサンプル遅延し、ｉ
サンプル前のノイズ源信号ｙｊ−ｉとして出力する遅延
回路２２（遅延回路２）と、ｉサンプル前のノイズ源信
号ｘｊ−ｉを格納するＸレジスタ３と、ｉサンプル前の
ノイズ経路を推定するフィルタ係数Ｈｊ−ｉを格納する
Ｈレジスタ４と、ｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉ
とｉサンプル前のフィルタ係数Ｈｊ−ｉを畳み込み演算
を行い、ｉサンプル前の推定ノイズ信号ｙ’ｊ−ｉを出
力する畳み込み演算回路５と、ノイズ源信号ｘｊ、ｉサ
ンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉ及びノイズの混じった
音声信号ｙｊをもとに、短区間と長区間のパワーの比の
変化により適応制御を行うもので、ｉサンプル前のノイ
ズ源信号ｘｊ−ｉとこの装置の出力（ｉサンプル前のノ
イズのない音声信号）ｅｊ−ｉからノイズ推定のための
フィルタ係数Ｈｊの更新を行うか適応的に推定し、ｅｊ
−ｉを小さくする方向へフィルタ係数Ｈｊを更新する適
応制御回路２３（適応制御手段）と、ｉサンプル前の音
声信号＋ノイズ信号ｙｊから畳み込み演算回路５出力
（ｉサンプル前の推定ノイズ信号）ｙ’ｊ−ｉを減算す
る減算器７とから構成される。In FIG. 4, adaptive noise canceller 2
0 is a delay circuit 2 that delays the noise source signal xj by i samples and outputs it as the noise source signal xj-i before i samples.
1 (delay circuit 1) and an audio signal + noise signal (a signal in which an audio signal and noise are mixed) yj are delayed by i samples, i
Delay circuit 22 (delay circuit 2) for outputting noise source signal yj-i before sample, X register 3 for storing noise source signal xj-i before i sample, and filter for estimating noise path before i sample An H register 4 for storing a coefficient Hj-i, and a noise source signal xj-i before i samples
And a convolution operation circuit 5 that performs a convolution operation on the filter coefficient Hj-i before i-sample and outputs an estimated noise signal y'ji-i before i-sample, a noise source signal xj, and a noise source signal xj before i-sample The adaptive control is performed by changing the power ratio between the short section and the long section based on -i and the voice signal yj mixed with noise. The noise source signal xj-i before i samples and the output of this apparatus ( The filter coefficient Hj for noise estimation is updated or adaptively estimated from the noise-free speech signal ej-i before i samples, and ej
An adaptive control circuit 23 (adaptive control means) for updating the filter coefficient Hj in the direction of decreasing -i, and a convolution operation circuit 5 output (estimated noise signal before i samples) y from the audio signal + noise signal yj before i samples. 'j-i.
【００５１】適応型ノイズキャンセラ２０は、第１の実
施形態と同様に専用ＬＳＩ、マイクロプロセッサまたは
ＤＳＰを利用して実現される。The adaptive noise canceller 20 is realized by using a dedicated LSI, a microprocessor or a DSP as in the first embodiment.
【００５２】ノイズ源信号ｘｊは、適応制御回路２３及
び遅延回路２１に入力されるとともに、外部の音響空間
に出力される。外部の音響空間に出力されたノイズ信号
は、エコー経路２により変化を受け音声信号と一緒に信
号ｙｊとなり、本装置に入力される。The noise source signal xj is input to the adaptive control circuit 23 and the delay circuit 21 and is output to an external acoustic space. The noise signal output to the external acoustic space is changed by the echo path 2, becomes a signal yj together with the audio signal, and is input to the present apparatus.
【００５３】遅延回路２１は、ノイズ源信号ｘｊをｉサ
ンプル遅延しｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉをＸ
レジスタ３に出力する。The delay circuit 21 delays the noise source signal xj by i samples and converts the noise source signal xj-i before i samples by X samples.
Output to register 3.
【００５４】ｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉは、
Ｘレジスタ３に入力され、Ｘレジスタ３である一定時間
保存され、Ｘレジスタ３の出力ｘｊ−ｉは、適応制御回
路２３と畳み込み演算回路５へ入力される。The noise source signal xj-i before i samples is
The data is input to the X register 3 and stored for a certain period of time in the X register 3, and the output xj-i of the X register 3 is input to the adaptive control circuit 23 and the convolution operation circuit 5.
【００５５】また、音声信号＋ノイズ信号（音声信号と
ノイズの混じった信号）ｙｊは、適応制御回路２３及び
遅延回路２２に入力される。The audio signal + noise signal (a signal in which the audio signal and noise are mixed) yj is input to the adaptive control circuit 23 and the delay circuit 22.
【００５６】遅延回路２２は、音声信号＋ノイズ信号ｙ
ｊをｉサンプル遅延しｉサンプル前のノイズ源信号ｙｊ
−ｉを減算器７に出力する。The delay circuit 22 outputs the audio signal + noise signal y
j is delayed by i samples, and the noise source signal yj before i samples is delayed.
-I is output to the subtractor 7.
【００５７】適応制御回路２３には、ノイズ源信号ｘ
ｊ、ｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉ及びノイズの
混じった音声信号ｙｊが入力されており、適応制御回路
２３は、これらの信号をもとに、短区間と長区間のパワ
ーの比を求め、このパワーの比の変化により適応制御を
行うものである。適応制御の基本動作は、第１の実施形
態と同様に、ｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉとこ
の装置の出力（ｉサンプル前のノイズのない音声信号）
ｅｊ−ｉからノイズ推定のためのｉサンプル前のフィル
タ係数Ｈｊ−ｉの更新を行うか適応的に推定し、ｅｊ−
ｉを小さくする方向へｉサンプル前のフィルタ係数Ｈｊ
−ｉを更新する。The adaptive control circuit 23 has a noise source signal x
A noise source signal xj-i before j and i samples and an audio signal yj mixed with noise are input. Based on these signals, the adaptive control circuit 23 calculates a power ratio between a short section and a long section. Then, adaptive control is performed based on the change in the power ratio. As in the first embodiment, the basic operation of the adaptive control is the noise source signal xj-i before i-sample and the output of this device (no-sound-free sound signal before i-sample).
Either update or adaptively estimate the filter coefficient Hj-i before i samples for noise estimation from ej-i,
filter coefficient Hj before i samples in the direction to decrease i
-Update i.
【００５８】適応制御回路２３は、ｉサンプル前のフィ
ルタ係数Ｈｊ−ｉを出力し、ｉサンプル前のフィルタ係
数Ｈｊ−ｉはＨレジスタ４に入力される。更新されたｉ
サンプル前のＨｊ−ｉは、Ｈレジスタ４に入力され、あ
る一定時間保存される。The adaptive control circuit 23 outputs the filter coefficient Hj-i before i-sample, and the filter coefficient Hj-i before i-sample is input to the H register 4. Updated i
Hj-i before the sample is input to the H register 4 and stored for a certain period of time.
【００５９】畳み込み演算回路５には、Ｈレジスタ４の
出力Ｈｊ−ｉも入力され、畳み込み演算回路５は、ｉサ
ンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉとＨｊ−ｉの畳み込み
演算を行い、ｉサンプル前の推定ノイズ信号ｙ’ｊ−ｉ
を減算器７に出力する。The output Hj-i of the H register 4 is also input to the convolution operation circuit 5, and the convolution operation circuit 5 performs convolution operation of the noise source signal xj-i and Hj-i before i samples, and Previous estimated noise signal y'j-i
Is output to the subtractor 7.
【００６０】減算器７は、ｉサンプル前の音声信号＋ノ
イズ信号（音声信号とノイズの混じった信号）ｙｊ−ｉ
から畳み込み演算回路５のｉサンプル前の推定ノイズ信
号ｙ’ｊ−ｉを減算し、ノイズのないｉサンプル前の音
声信号ｅｊ−ｉを出力する。この音声信号ｅｊ−ｉは、
本装置の最終出力であるとともに、適応制御回路２３に
入力される。The subtractor 7 outputs a sound signal plus a noise signal (a signal in which a sound signal and noise are mixed) yj-i before i samples.
Then, the estimated noise signal y'ji-i before the i-th sample of the convolution operation circuit 5 is subtracted from the convolution operation circuit 5 to output a noise-free sound signal ej-i before the i-th sample. This audio signal ej-i is
This is the final output of the apparatus and is input to the adaptive control circuit 23.
【００６１】以下、上述のように構成された適応型ノイ
ズキャンセラ２０の動作を説明する。なお、適応型ノイ
ズキャンセラ２０の基本動作については第１の実施形態
と同様であるため、この部分の動作説明は省略する。Hereinafter, the operation of the adaptive noise canceller 20 configured as described above will be described. Note that the basic operation of the adaptive noise canceller 20 is the same as that of the first embodiment, and the description of the operation of this portion will be omitted.
【００６２】ノイズ源信号ｘｊは、遅延回路２１により
ｉサンプル遅延され、ｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ
−ｉとしてＸレジスタ３に格納される。また、音声信号
＋ノイズ信号ｙｊも、遅延回路２２によりｉサンプル遅
延されｉサンプル前のノイズ源信号ｙｊ−ｉとして減算
器７に入力される。The noise source signal xj is delayed by i samples by the delay circuit 21, and the noise source signal xj before i samples is delayed.
-I is stored in the X register 3. The audio signal + noise signal yj is also delayed by i samples by the delay circuit 22 and input to the subtractor 7 as a noise source signal yj-i before i samples.
【００６３】畳み込み演算回路５では、ｉサンプル前の
ノイズ源信号ｘｊ−ｉとＨレジスタ４の出力Ｈｊ−ｉの
畳み込み演算を行い、ｉサンプル前の推定ノイズ信号
ｙ’ｊ−ｉを減算器７に出力する。減算器７では、ｉサ
ンプル前の音声信号＋ノイズ信号ｙｊ−ｉから畳み込み
演算回路５のｉサンプル前の推定ノイズ信号ｙ’ｊ−ｉ
を減算し、ノイズのないｉサンプル前の音声信号ｅｊ−
ｉを出力する。The convolution operation circuit 5 performs a convolution operation of the noise source signal xj-i before i samples and the output Hj-i of the H register 4 and subtracts the estimated noise signal y'ji-i before i samples. Output to In the subtracter 7, an estimated noise signal y′j−i of the i-sample before the convolution operation circuit 5 is obtained from the audio signal + noise signal yj−i of the i-sample before.
Is subtracted, and the audio signal ej−
Output i.
【００６４】一方、適応制御回路２３は、ノイズ源信号
ｘｊ、ｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉ及びノイズ
の混じった音声信号ｙｊをもとに、短区間と長区間のパ
ワーの比を求め、このパワーの比の変化により適応制御
を行う。適応制御の基本動作は、第１の実施形態と同様
である。On the other hand, the adaptive control circuit 23 calculates the power ratio between the short section and the long section based on the noise source signal xj, the noise source signal xj-i before i samples and the voice signal yj mixed with noise. Adaptive control is performed based on the change in the power ratio. The basic operation of the adaptive control is the same as in the first embodiment.
【００６５】このように、畳み込み演算回路５によりフ
ィルタリングを行う信号は、現在よりｉサンプル分前の
信号とする一方で、適応制御回路２３には現在の信号で
あるノイズ源信号ｘｊ及びノイズの混じった音声信号ｙ
ｊを入力し、ｉサンプル前のフィルタ係数の学習を行う
か否かを前記図３に示すプログラムにより判断させる。As described above, the signal to be filtered by the convolution operation circuit 5 is a signal that is i samples before the current time, while the adaptive control circuit 23 mixes the noise source signal xj, which is the current signal, with the noise. Sound signal y
j is input, and it is determined by the program shown in FIG. 3 whether or not learning of the filter coefficient before i samples is performed.
【００６６】図５は音声信号と音声区間の関係を示す図
であり、短区間の変更例を示したものである。図５中、
ｘｊは短区間において現在入力されている点、ｘｊ−ｉ
は現在処理している点である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a voice signal and a voice section, and shows a modification of a short section. In FIG.
xj is a currently input point in a short section, xj-i
Is the point currently being processed.
【００６７】図５に示すように、適応制御回路２３には
現在の信号ｘｊ，ｙｊを入力し、図５中のｘｊ点で音声
区間の短区間を検出し、ｉサンプル前のフィルタ係数の
学習を行うか否かを判断する。そして、遅延回路２１，
２２により、フィルタリングを行う信号は、現在よりｉ
サンプル分前の信号をもとに畳み込み演算回路５がフィ
ルタ係数計算を行う。As shown in FIG. 5, the current signals xj and yj are input to the adaptive control circuit 23, a short section of the voice section is detected at the point xj in FIG. Is determined. Then, the delay circuit 21,
22, the signal to be filtered is i
The convolution operation circuit 5 calculates a filter coefficient based on the signal before the sample.
【００６８】図６は長区間から音声区間に入る音声の始
端検出を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the detection of the beginning of a speech entering a speech section from a long section.
【００６９】図６に示すように、音声の始端にある短区
間を検出する場合、適応制御回路２３は現在の信号ｘ
ｊ，ｙｊをもとに、音声区間の短区間を検出し、この場
合にはｉサンプル前のフィルタ係数の学習を行わない。
すなわち、現在処理している信号が音声区間に入る前に
音声区間の始端検出を行えるので、図６の斜線区間での
誤学習をなくすことができる。そのため、正確な推定ノ
イズ信号を計算でき、結果、よりノイズを除去した信号
ｅｊを生成することができる。As shown in FIG. 6, when detecting a short section at the beginning of a voice, the adaptive control circuit 23 outputs the current signal x.
Based on j and yj, a short section of the voice section is detected. In this case, learning of the filter coefficient before i samples is not performed.
That is, since the start of the voice section can be detected before the signal currently being processed enters the voice section, erroneous learning in the hatched section in FIG. 6 can be eliminated. Therefore, an accurate estimated noise signal can be calculated, and as a result, a signal ej from which noise has been further removed can be generated.
【００７０】以上説明したように、第２の実施形態に係
る適応型ノイズキャンセラ２０は、ノイズ源信号ｘｊを
ｉサンプル遅延しｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉ
として出力する遅延回路２１と、音声信号とノイズの混
じった信号ｙｊをｉサンプル遅延しｉサンプル前のノイ
ズ源信号ｙｊ−ｉとして出力する遅延回路２２を設けて
ｉサンプル前の信号について適応制御を可能にするとと
もに、適応制御回路２３が、現在処理している信号が音
声区間に入る前に音声区間の始端を検出し、音声区間の
始端となる短区間では適応制御を行わないように構成し
たので、現在処理している信号が音声区間に入る前に音
声区間の始端検出を行え、図６の斜線区間での誤学習を
なくすことができる。その結果、より正確な推定ノイズ
信号を計算することができ、よりノイズを除去した信号
ｅｊを生成することができる。 第３の実施形態 図７は本発明の第３の実施形態に係る適応型ノイズキャ
ンセラの構成を示すブロック図である。本実施形態に係
る適応型ノイズキャンセラの説明にあたり前記図４と同
一構成部分には同一符号を付している。As described above, the adaptive noise canceller 20 according to the second embodiment delays the noise source signal xj by i samples and outputs the noise source signal xj-i before i samples.
And a delay circuit 22 that delays the signal yj in which the audio signal and the noise are mixed by i samples and outputs it as a noise source signal yj-i before i samples, and performs adaptive control on the signal before i samples. In addition to the above, the adaptive control circuit 23 detects the start of the voice section before the signal currently being processed enters the voice section, and does not perform the adaptive control in the short section which is the start of the voice section. Therefore, the start end of the voice section can be detected before the signal currently being processed enters the voice section, and erroneous learning in the hatched section in FIG. 6 can be eliminated. As a result, a more accurate estimated noise signal can be calculated, and a signal ej from which noise has been further removed can be generated. Third Embodiment FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an adaptive noise canceller according to a third embodiment of the present invention. In the description of the adaptive noise canceller according to the present embodiment, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.
【００７１】図７において、適応型ノイズキャンセラ３
０は、ノイズ源信号ｘｊをｉサンプル遅延し、ｉサンプ
ル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉとして出力する遅延回路２
１（遅延回路１）と、音声信号＋ノイズ信号（音声信号
とノイズの混じった信号）ｙｊをｉサンプル遅延し、ｉ
サンプル前のノイズ源信号ｙｊ−ｉとして出力する遅延
回路２２（遅延回路２）と、ｉサンプル前のノイズ源信
号ｘｊ−ｉを格納するＸレジスタ３と、ｉサンプル前の
ノイズ経路を推定するフィルタ係数Ｈｊ−ｉを格納する
Ｈレジスタ４と、ｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉ
とｉサンプル前のフィルタ係数Ｈｊ−ｉを畳み込み演算
を行い、ｉサンプル前の推定ノイズ信号ｙ’ｊ−ｉを出
力する畳み込み演算回路５と、ノイズ源信号ｘｊ、ｉサ
ンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉ、ノイズの混じった音
声信号ｙｊ及びｉサンプル前のノイズの混じった音声信
号ｙｊ−ｉをもとに、２つの短区間と長区間のパワーの
比の変化により適応制御を行うもので、ｉサンプル前の
ノイズ源信号ｘｊ−ｉとこの装置の出力（ｉサンプル前
のノイズのない音声信号）ｅｊ−ｉからノイズ推定のた
めのフィルタ係数Ｈｊの更新を行うか適応的に推定し、
ｅｊ−ｉを小さくする方向へフィルタ係数Ｈｊを更新す
る適応制御回路３１（適応制御手段）と、ｉサンプル前
の音声信号＋ノイズ信号ｙｊから畳み込み演算回路５出
力（ｉサンプル前の推定ノイズ信号）ｙ’ｊ−ｉを減算
する減算器７とから構成される。In FIG. 7, the adaptive noise canceller 3
0 is a delay circuit 2 that delays the noise source signal xj by i samples and outputs it as the noise source signal xj-i before i samples.
1 (delay circuit 1) and an audio signal + noise signal (a signal in which an audio signal and noise are mixed) yj are delayed by i samples, i
Delay circuit 22 (delay circuit 2) for outputting noise source signal yj-i before sample, X register 3 for storing noise source signal xj-i before i sample, and filter for estimating noise path before i sample An H register 4 for storing a coefficient Hj-i, and a noise source signal xj-i before i samples
And a convolution operation circuit 5 that performs a convolution operation on the filter coefficient Hj-i before i-sample and outputs an estimated noise signal y'ji-i before i-sample, a noise source signal xj, and a noise source signal xj before i-sample -I, performing adaptive control by changing the ratio of the power of two short sections and the long section based on the noise-mixed audio signal yj and the noise-mixed audio signal yj-i before i samples, The filter coefficient Hj for noise estimation is updated or adaptively estimated from the noise source signal xj-i before i-samples and the output (no-sound-free speech signal before i-samples) ej-i of the device,
An adaptive control circuit 31 (adaptive control means) for updating the filter coefficient Hj in a direction to reduce ej-i, and a convolution operation circuit 5 output from the audio signal + noise signal yj before i samples (estimated noise signal before i samples) and a subtracter 7 for subtracting y′j−i.
【００７２】適応型ノイズキャンセラ３０は、第１の実
施形態と同様に専用ＬＳＩ、マイクロプロセッサまたは
ＤＳＰを利用して実現される。The adaptive noise canceller 30 is realized by using a dedicated LSI, a microprocessor or a DSP as in the first embodiment.
【００７３】ノイズ源信号ｘｊは、適応制御回路３１及
び遅延回路２１に入力されるとともに、外部の音響空間
に出力される。外部の音響空間に出力されたノイズ信号
は、エコー経路２により変化を受け音声信号と一緒に信
号ｙｊとなり、本装置に入力される。The noise source signal xj is input to the adaptive control circuit 31 and the delay circuit 21 and is output to an external acoustic space. The noise signal output to the external acoustic space is changed by the echo path 2, becomes a signal yj together with the audio signal, and is input to the present apparatus.
【００７４】遅延回路２１は、ノイズ源信号ｘｊをｉサ
ンプル遅延しｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉをＸ
レジスタ３に出力する。The delay circuit 21 delays the noise source signal xj by i samples and converts the noise source signal xj-i before i samples by X
Output to register 3.
【００７５】ｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉは、
Ｘレジスタ３に入力され、Ｘレジスタ３である一定時間
保存され、Ｘレジスタ３の出力ｘｊ−ｉは、適応制御回
路３１と畳み込み演算回路５へ入力される。The noise source signal xj-i before i samples is
The X register 3 is stored in the X register 3 for a certain period of time. The output xj-i of the X register 3 is input to the adaptive control circuit 31 and the convolution operation circuit 5.
【００７６】また、音声信号＋ノイズ信号（音声信号と
ノイズの混じった信号）ｙｊは、適応制御回路３１及び
遅延回路２２に入力される。The audio signal + noise signal (a signal in which the audio signal and noise are mixed) yj is input to the adaptive control circuit 31 and the delay circuit 22.
【００７７】遅延回路２２は、音声信号＋ノイズ信号ｙ
ｊをｉサンプル遅延しｉサンプル前のノイズ源信号ｙｊ
−ｉを減算器７に出力するとともに、適応制御回路３１
に出力する。The delay circuit 22 outputs the audio signal + noise signal y
j is delayed by i samples, and the noise source signal yj before i samples is delayed.
−i to the subtractor 7 and the adaptive control circuit 31
Output to
【００７８】適応制御回路３１には、ノイズ源信号ｘ
ｊ、ｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉ、ノイズの混
じった音声信号ｙｊ及びｉサンプル前のノイズの混じっ
た音声信号ｙｊ−ｉが入力されており、適応制御回路３
１は、これらの信号をもとに、２つの短区間のパワーを
計算し、２つの短区間と長区間のパワーの比を求め、こ
のパワーの比の変化により適応制御を行うものである。
適応制御の基本動作は、第１の実施形態と同様に、ｉサ
ンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉとこの装置の出力（ｉ
サンプル前のノイズのない音声信号）ｅｊ−ｉからノイ
ズ推定のためのｉサンプル前のフィルタ係数Ｈｊ−ｉの
更新を行うか適応的に推定し、ｅｊ−ｉを小さくする方
向へｉサンプル前のフィルタ係数Ｈｊ−ｉを更新する。The adaptive control circuit 31 has a noise source signal x
The adaptive control circuit 3 receives a noise source signal xj-i before j and i samples, a sound signal yj mixed with noise, and a sound signal yj-i mixed noise before i samples.
1 calculates the power of two short sections based on these signals, finds the ratio of the power of the two short sections and the long section, and performs adaptive control based on a change in the ratio of the power.
As in the first embodiment, the basic operation of the adaptive control is the noise source signal xj-i before i samples and the output (i
The noise coefficient before the sample) ij-i, the filter coefficient Hj-i before the i-sample for noise estimation is updated or adaptively estimated, and the ij-i before the i-sample is reduced in the direction to reduce ej-i. Update the filter coefficient Hj-i.
【００７９】適応制御回路３１は、ｉサンプル前のフィ
ルタ係数Ｈｊ−ｉを出力し、ｉサンプル前のフィルタ係
数Ｈｊ−ｉはＨレジスタ４に入力される。更新されたｉ
サンプル前のＨｊ−ｉは、Ｈレジスタ４に入力され、あ
る一定時間保存される。The adaptive control circuit 31 outputs the filter coefficient Hj-i before i samples, and the filter coefficient Hj-i before i samples is input to the H register 4. Updated i
Hj-i before the sample is input to the H register 4 and stored for a certain period of time.
【００８０】畳み込み演算回路５には、Ｈレジスタ４の
出力Ｈｊ−ｉも入力され、畳み込み演算回路５は、ｉサ
ンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉとＨｊ−ｉの畳み込み
演算を行い、ｉサンプル前の推定ノイズ信号ｙ’ｊ−ｉ
を減算器７に出力する。The output Hj-i of the H register 4 is also input to the convolution operation circuit 5, and the convolution operation circuit 5 performs convolution operation of the noise source signal xj-i and Hj-i before i samples, and Previous estimated noise signal y'j-i
Is output to the subtractor 7.
【００８１】減算器７は、ｉサンプル前の音声信号＋ノ
イズ信号（音声信号とノイズの混じった信号）ｙｊ−ｉ
から畳み込み演算回路５のｉサンプル前の推定ノイズ信
号ｙ’ｊ−ｉを減算し、ノイズのないｉサンプル前の音
声信号ｅｊ−ｉを出力する。この音声信号ｅｊ−ｉは、
本装置の最終出力であるとともに、適応制御回路３１に
入力される。The subtractor 7 calculates the audio signal + noise signal (a signal in which the audio signal and noise are mixed) yj-i before i samples.
Then, the estimated noise signal y'ji-i before the i-th sample of the convolution operation circuit 5 is subtracted from the convolution operation circuit 5 to output a noise-free sound signal ej-i before the i-th sample. This audio signal ej-i is
This is the final output of the apparatus and is input to the adaptive control circuit 31.
【００８２】以下、上述のように構成された適応型ノイ
ズキャンセラ３０の動作を説明する。なお、適応型ノイ
ズキャンセラ３０の基本動作については第１の実施形態
と同様であるため、この部分の動作説明は省略する。Hereinafter, the operation of the adaptive noise canceller 30 configured as described above will be described. Since the basic operation of the adaptive noise canceller 30 is the same as that of the first embodiment, the description of the operation of this part is omitted.
【００８３】ノイズ源信号ｘｊは、遅延回路２１により
ｉサンプル遅延され、ｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ
−ｉとしてＸレジスタ３に格納される。また、音声信号
＋ノイズ信号ｙｊも、遅延回路２２によりｉサンプル遅
延されｉサンプル前のノイズ源信号ｙｊ−ｉとして減算
器７に入力される。The noise source signal xj is delayed by i samples by the delay circuit 21 and the noise source signal xj before i samples is delayed.
-I is stored in the X register 3. The audio signal + noise signal yj is also delayed by i samples by the delay circuit 22 and input to the subtractor 7 as a noise source signal yj-i before i samples.
【００８４】畳み込み演算回路５では、ｉサンプル前の
ノイズ源信号ｘｊ−ｉとＨレジスタ４の出力Ｈｊ−ｉの
畳み込み演算を行い、ｉサンプル前の推定ノイズ信号
ｙ’ｊ−ｉを減算器７に出力する。減算器７では、ｉサ
ンプル前の音声信号＋ノイズ信号ｙｊ−ｉから畳み込み
演算回路５のｉサンプル前の推定ノイズ信号ｙ’ｊ−ｉ
を減算し、ノイズのないｉサンプル前の音声信号ｅｊ−
ｉを出力する。The convolution operation circuit 5 performs a convolution operation on the noise source signal xj-i before i-samples and the output Hj-i from the H register 4, and subtracts the estimated noise signal y'ji-i before i-samples from the subtractor 7 Output to In the subtracter 7, an estimated noise signal y′j−i of the i-sample before the convolution operation circuit 5 is obtained from the audio signal + noise signal yj−i of the i-sample before.
Is subtracted, and the audio signal ej−
Output i.
【００８５】一方、適応制御回路３１は、ノイズ源信号
ｘｊ、ｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉ、ノイズの
混じった音声信号ｙｊ及びｉサンプル前のノイズの混じ
った音声信号ｙｊ−ｉをもとに、２つの短区間のパワー
を計算し、２つの短区間と長区間のパワーの比を求め、
このパワーの比の変化により適応制御を行う。On the other hand, the adaptive control circuit 31 also generates the noise source signal xj, the noise source signal xj-i before i samples, the audio signal yj mixed with noise, and the audio signal yj-i mixed noise before i samples. Then, the power of the two short sections is calculated, the ratio of the power of the two short sections and the power of the long section is calculated,
Adaptive control is performed based on the change in the power ratio.
【００８６】本実施形態に係る適応制御回路３１は、ｉ
サンプル前の信号から、現在までの短区間ｘｊ，ｙｊの
パワーと、現在からｉサンプル後までの短区間ｘｊ，ｙ
ｊのパワーを計算できるようにする。The adaptive control circuit 31 according to the present embodiment has the
From the signal before the sample, the power of the short section xj, yj up to the present and the short section xj, y from the present to the point after i samples
j can be calculated.
【００８７】ここで、音声区間の始端の検出にはｉサン
プル前の信号から現在までの短区間ｘｊ，ｙｊを使用
し、音声区間の終端の検出には現在の信号からｉサンプ
ル後までの短区間ｘｊ，ｙｊを使用する。なお、適応制
御の基本動作は、第１の実施形態と同様である。Here, a short section xj, yj from the signal before i-sample to the present is used to detect the beginning of the speech section, and a short section from i-sample to after i-sample from the current signal to detect the end of the speech section. Sections xj and yj are used. The basic operation of the adaptive control is the same as that of the first embodiment.
【００８８】図８は音声信号と音声区間の関係を示す図
であり、２つの短区間の計算例を示したものである。図
８中、ｘｊは短区間Ａにおいて現在入力されている点、
ｘｊ−ｉは現在処理している点、ｘｊ−ｔは短区間Ｂに
おいてｉサンプル後に処理する点である。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a voice signal and a voice section, and shows an example of calculation of two short sections. In FIG. 8, xj is a point currently input in the short section A,
xj-i is the point currently being processed, and xj-t is the point to be processed after i samples in the short section B.
【００８９】図８に示すように、適応制御回路３１には
現在の信号ｘｊ，ｙｊを入力し、ｉサンプル前の信号か
ら、現在までの短区間Ａのｘｊ，ｙｊのパワーと、現在
からｉサンプル後までの短区間Ｂのｘｊ，ｙｊのパワー
を計算し、２つの短区間と長区間のパワーの比によりフ
ィルタ係数の学習を行うか否かを判断する。短区間のパ
ワーの比と長区間のパワーの比を比較すれば音声区間で
あるか（音声が入力されているか）否かが判断でき、音
声区間と判断した場合は、長区間のパワー計算はしな
い。As shown in FIG. 8, a current signal xj, yj is input to the adaptive control circuit 31, and the power of xj, yj in the short section A up to the present and the current i The powers of xj and yj in the short section B until after the sampling are calculated, and it is determined whether or not to learn the filter coefficient based on the ratio of the powers of the two short sections and the long section. By comparing the ratio of the power of the short section to the ratio of the power of the long section, it can be determined whether or not the section is a voice section (speech is being input). do not do.
【００９０】そして、遅延回路２１，２２により、フィ
ルタリングを行う信号は、現在よりｉサンプル分前の信
号をもとに畳み込み演算回路５がフィルタ係数計算を行
う。The signals to be filtered by the delay circuits 21 and 22 are calculated by the convolution operation circuit 5 based on the signal i samples before the current time.
【００９１】次に、上記適応制御回路３１の動作につい
てさらに詳細に説明する。Next, the operation of the adaptive control circuit 31 will be described in more detail.
【００９２】図９はＤＳＰにより構成された適応制御回
路３１の適応処理のうちフィルタ更新処理における動作
を示すフローチャートである。本フローチャートは、前
記図３に対応するものである。FIG. 9 is a flowchart showing the operation in the filter updating process of the adaptive process of the adaptive control circuit 31 constituted by the DSP. This flowchart corresponds to FIG.
【００９３】まず、ステップＳＴ１１で次式（６）〜
（８）に従って２つの短区間のパワーの比ＰＳａ，ＰＳ
ｂと長区間のパワーの比ＰＬを計算する。ＰＳａは、短
区間Ａのパワーの比であり、ＰＳｂは、短区間Ｂのパワ
ーの比である（図８参照）。First, in step ST11, the following equations (6) to
According to (8), the power ratios PSa, PS of the two short sections
The power ratio PL between b and the long section is calculated. PSa is a power ratio of the short section A, and PSb is a power ratio of the short section B (see FIG. 8).
【００９４】[0094]
【数４】 次いで、ステップＳＴ１２で短区間のパワーの比ＰＳ
ａ，ＰＳｂと長区間のパワーの比ＰＬを比較することに
より音声区間内にあるか否かを判別し、音声区間内でな
ければステップＳＴ１３に進み、音声区間内にあればス
テップＳＴ１６に進む。(Equation 4) Next, in step ST12, the power ratio PS of the short section is
By comparing the power ratio PL of a and PSb with the power of the long section, it is determined whether or not it is within the voice section. If it is not within the voice section, the process proceeds to step ST13.
【００９５】ステップＳＴ１３では、長区間のパワーの
比ＰＬが短区間Ａのパワーの比ＰＳａに閾値ＴＨを加え
たものより大きいか（ＰＳａ＞ＰＬ＋ＴＨか）否かを判
別する。In step ST13, it is determined whether or not the power ratio PL in the long section is larger than the sum of the power ratio PSa in the short section A and the threshold value TH (PSa> PL + TH).
【００９６】ＰＳａ＞ＰＬ＋ＴＨのときは、短区間Ａの
パワーの比ＰＳａが長区間のパワーの比ＰＬに比べ増大
しているときであるから音声が入力されていると判断
し、ステップＳＴ１４でフィルタ係数Ｈｊの更新を行わ
ない。すなわち、フィルタ係数Ｈｊの計算を行わず、Ｈ
レジスタ４にフィルタ係数Ｈｊの計算結果を転送しな
い。If PSa> PL + TH, it is determined that a voice is being input because the power ratio PSa of the short section A is greater than the power ratio PL of the long section, and it is determined that a sound is being input. The coefficient Hj is not updated. That is, without calculating the filter coefficient Hj, H
The calculation result of the filter coefficient Hj is not transferred to the register 4.
【００９７】ＰＳａ≦ＰＬ＋ＴＨのときは、短区間Ａの
パワーの比ＰＳａが長区間のパワーの比ＰＬに比べ所定
以下であるから音声が入力されていないと判断し、ステ
ップＳＴ１５で前記式（３）を用いた学習によりフィル
タ係数Ｈｊを更新する。計算結果は、更新したフィルタ
係数ＨｊとしてＨレジスタ４に転送する。When PSa ≦ PL + TH, it is determined that no sound is input because the power ratio PSa in the short section A is less than the predetermined value compared to the power ratio PL in the long section. ) Is updated to update the filter coefficient Hj. The calculation result is transferred to the H register 4 as the updated filter coefficient Hj.
【００９８】ステップＳＴ１３では、長区間のパワーの
比ＰＬが短区間Ａのパワーの比ＰＳａに閾値ＴＨを加え
たものより大きいか（ＰＳａ＞ＰＬ＋ＴＨか）否かを判
別する。In step ST13, it is determined whether or not the power ratio PL in the long section is larger than the sum of the power ratio PSa in the short section A and the threshold value TH (PSa> PL + TH).
【００９９】一方、ステップＳＴ１６では、長区間のパ
ワーの比ＰＬが短区間Ｂのパワーの比ＰＳｂに閾値ＴＨ
を加えたものより大きいか（ＰＳｂ＞ＰＬ＋ＴＨか）否
かを判別する。On the other hand, in step ST16, the power ratio PL of the long section is changed to the power ratio PSb of the short section B by the threshold value TH.
Is determined (PSb> PL + TH).
【０１００】ＰＳｂ＞ＰＬ＋ＴＨのときは、短区間Ｂの
パワーの比ＰＳｂが長区間のパワーの比ＰＬに比べ増大
しているときであるから音声が入力されていると判断
し、ステップＳＴ１７でフィルタ係数Ｈｊの更新を行わ
ない。すなわち、フィルタ係数Ｈｊの計算を行わず、Ｈ
レジスタ４にフィルタ係数Ｈｊの計算結果を転送しな
い。If PSb> PL + TH, the power ratio PSb in the short section B is greater than the power ratio PL in the long section, so that it is determined that speech is being input, and the filter is determined in step ST17. The coefficient Hj is not updated. That is, without calculating the filter coefficient Hj, H
The calculation result of the filter coefficient Hj is not transferred to the register 4.
【０１０１】ＰＳｂ≦ＰＬ＋ＴＨのときは、短区間Ｂの
パワーの比ＰＳｂが長区間のパワーの比ＰＬに比べ所定
以下であるから音声が入力されていないと判断し、ステ
ップＳＴ１８で前記式（３）を用いた学習によりフィル
タ係数Ｈｊを更新する。計算結果は、更新したフィルタ
係数ＨｊとしてＨレジスタ４に転送する。When PSb ≦ PL + TH, it is determined that no sound is input because the power ratio PSb of the short section B is lower than the power ratio PL of the long section by a predetermined value. ) Is updated to update the filter coefficient Hj. The calculation result is transferred to the H register 4 as the updated filter coefficient Hj.
【０１０２】なお、上記閾値ＴＨは、短区間Ａにおける
閾値と短区間Ｂにおける閾値とで異なる値であってもよ
い。The threshold value TH may be different between the threshold value in the short section A and the threshold value in the short section B.
【０１０３】図１０は音声信号と音声区間の関係を示す
図であり、図１０（ａ）は長区間から音声区間に入る音
声の始端検出を、また図１０（ｂ）は音声区間の終端検
出を示す。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between a voice signal and a voice section. FIG. 10 (a) shows the detection of the beginning of a voice entering a voice section from a long section, and FIG. 10 (b) shows the detection of the end of the voice section. Is shown.
【０１０４】上記フローで述べたように、適応制御回路
３１は、ステップＳＴ１１でｉサンプル前の信号から、
現在までの短区間Ａのパワーの比ＰＳａと、現在からｉ
サンプル後までの短区間Ｂのパワーの比ＰＳｂを計算
し、ステップＳＴ１２〜ステップＳＴ１８により、音声
区間の始端の検出には図１０（ａ）に示すようにｉサン
プル前の信号から現在までの短区間Ａの信号ｘｊ，ｙｊ
を使用し、音声区間の終端の検出には図１０（ｂ）に示
すように現在の信号からｉサンプル後までの短区間Ｂの
信号ｘｊ，ｙｊを使用している。As described in the above flow, the adaptive control circuit 31 converts the signal before i samples in step ST11 from
The power ratio PSa of the short section A up to the present and i from the present
The power ratio PSb of the short section B until after the sampling is calculated, and in steps ST12 to ST18, as shown in FIG. Signals xj and yj in section A
, And the signals xj and yj of the short section B from the current signal to the point after i samples are used for detecting the end of the voice section as shown in FIG.
【０１０５】以上説明したように、第３の実施形態に係
る適応型ノイズキャンセラ３０は、適応制御回路３１
が、現在処理している信号が音声区間に入る前に音声区
間の始端を検出するとともに、現在処理している信号が
音声区間を出るときの音声区間の終端を検出し、始端と
なる短区間のパワーと音声区間外にある長区間との比の
変化及び、終端となる短区間のパワーと音声区間外にあ
る長区間との比の変化により適応制御を行うように構成
したので、音声区間の始端の検出には短区間Ａ（図１０
（ａ））を、音声区間の終端の検出には短区間Ｂ（図１
０（ｂ））というように、音声区間の始端と終端の検出
で違う区間のパワーの比を使用することができ、より正
確に音声区間の検出が可能となる。その結果、より一層
正確な推定ノイズ信号を計算することができ、よりノイ
ズを除去した信号ｅｊを生成することができる。 第４の実施形態 図１１は本発明の第４の実施形態に係る適応型ノイズキ
ャンセラの構成を示すブロック図である。本実施形態に
係る適応型ノイズキャンセラの説明にあたり前記図１と
同一構成部分には同一符号を付している。As described above, the adaptive noise canceller 30 according to the third embodiment includes an adaptive control circuit 31
Detects the beginning of the voice section before the signal currently being processed enters the voice section, detects the end of the voice section when the signal currently being processed exits the voice section, and determines the short section that is the starting point. Since adaptive control is performed by changing the ratio between the power of the short section and the long section outside the voice section and the ratio of the power of the short section at the end to the long section outside the voice section, the voice section The detection of the start end of the short section A (FIG. 10)
(A)), a short section B (FIG. 1)
0 (b)), the power ratio of different sections can be used for detection of the beginning and end of the speech section, and the speech section can be detected more accurately. As a result, a more accurate estimated noise signal can be calculated, and a signal ej from which noise has been removed can be generated. Fourth Embodiment FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an adaptive noise canceller according to a fourth embodiment of the present invention. In the description of the adaptive noise canceller according to the present embodiment, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【０１０６】図１１において、適応型ノイズキャンセラ
４０は、制御信号Ｂにより、ノイズ源信号ｘｊの信号レ
ベルを制御するレベル制御回路４１（調整手段）と、制
御信号Ａにより、レベル制御されたノイズ源信号ｘｊの
平均パワーと音声信号＋ノイズ信号（音声信号とノイズ
の混じった信号）ｙｊの平均パワーを比較し制御信号Ｂ
を出力するパワー比較回路４２（比較手段）と、レベル
制御回路４１により増幅されたノイズ源信号ｘｊを格納
するＸレジスタ３と、ノイズ経路を推定するフィルタ係
数Ｈｊを格納するＨレジスタ４と、ノイズ源信号ｘｊと
フィルタ係数Ｈｊを畳み込み演算を行い、推定ノイズ信
号ｙ’ｊを出力する畳み込み演算回路５と、ノイズ源信
号ｘｊをもとに、音声区間にあることを判別し音声区間
でないと判別した区間で制御信号Ａをアサートするとと
もに、ノイズ源信号ｘｊとこの装置の出力（ノイズのな
い音声信号）ｅｊからノイズ推定のためのフィルタ係数
Ｈｊの更新を行うか適応的に推定し、ｅｊを小さくする
方向へフィルタ係数Ｈｊを更新する適応制御回路４３
（適応制御手段）と、音声信号＋ノイズ信号ｙｊから畳
み込み演算回路５出力（推定ノイズ信号）ｙ’ｊを減算
する減算器７とから構成される。In FIG. 11, the adaptive noise canceller 40 includes a level control circuit 41 (adjustment means) for controlling the signal level of the noise source signal xj by the control signal B, and a noise source signal level-controlled by the control signal A. The average power of xj is compared with the average power of the audio signal + noise signal (a signal in which the audio signal and noise are mixed) yj, and the control signal B
, An X register 3 storing the noise source signal xj amplified by the level control circuit 41, an H register 4 storing a filter coefficient Hj for estimating a noise path, A convolution operation circuit 5 that performs a convolution operation on the source signal xj and the filter coefficient Hj and outputs an estimated noise signal y′j, based on the noise source signal xj, determines that the voice signal is in a voice section and determines that the voice signal is not a voice section. The control signal A is asserted in the section that has been performed, and the filter coefficient Hj for noise estimation is updated or adaptively estimated from the noise source signal xj and the output (no-sound audio signal) ej of the device, and ej is determined. Adaptive control circuit 43 for updating filter coefficient Hj in the direction of decreasing
(Adaptive control means) and a subtractor 7 for subtracting the output (estimated noise signal) y'j of the convolution operation circuit 5 from the audio signal + noise signal yj.
【０１０７】適応型ノイズキャンセラ４０は、第１の実
施形態と同様に専用ＬＳＩ、マイクロプロセッサまたは
ＤＳＰを利用して実現される。The adaptive noise canceller 40 is realized by using a dedicated LSI, a microprocessor or a DSP as in the first embodiment.
【０１０８】ノイズ源信号ｘｊは、レベル制御回路４１
に入力され、レベル制御回路４１でレベル調整される。
レベル調整されたノイズ源信号ｘｊは、Ｘレジスタ３及
びパワー比較回路４２に入力され、Ｘレジスタ３である
一定時間保存されるとともに、外部の音響空間に出力さ
れる。外部の音響空間に出力されたノイズ信号は、エコ
ー経路２により変化を受け音声信号と一緒に信号ｙｊと
なり、本装置に入力される。The noise source signal xj is supplied to the level control circuit 41
And the level is adjusted by the level control circuit 41.
The noise source signal xj whose level has been adjusted is input to the X register 3 and the power comparison circuit 42, stored in the X register 3 for a certain period of time, and output to an external acoustic space. The noise signal output to the external acoustic space is changed by the echo path 2, becomes a signal yj together with the audio signal, and is input to the present apparatus.
【０１０９】また、音声信号＋ノイズ信号（音声信号と
ノイズの混じった信号）ｙｊは、減算器７に入力される
とともに、適応制御回路４３に入力される。Further, the audio signal + noise signal (a signal in which the audio signal and noise are mixed) yj is input to the subtractor 7 and also to the adaptive control circuit 43.
【０１１０】また、Ｘレジスタ３の出力ｘｊは、適応制
御回路４３と畳み込み演算回路５へ入力される。The output xj of the X register 3 is input to the adaptive control circuit 43 and the convolution operation circuit 5.
【０１１１】適応制御回路４３には、Ｘレジスタ３の出
力ｘｊが入力されており、適応制御回路４３は、この信
号ｘｊをもとに、音声区間にあるか否かを判別し、音声
区間でないと判断した区間で制御信号Ａを出力（アサー
ト）するとともに、第１の実施形態と同様の適応制御を
行うものである。適応制御は、ノイズ源信号ｘｊと本装
置の出力であるノイズのない音声信号ｅｊからノイズ推
定のためのフィルタ係数Ｈｊの更新を行うか適応的に推
定し、ｅｊを小さくする方向へフィルタ係数Ｈｊを更新
する。The output xj of the X register 3 is input to the adaptive control circuit 43. The adaptive control circuit 43 determines whether or not it is in the voice section based on the signal xj, and determines whether or not the signal is in the voice section. The control signal A is output (asserted) in the section where it is determined that the control is performed, and the same adaptive control as in the first embodiment is performed. In the adaptive control, the filter coefficient Hj for noise estimation is updated or adaptively estimated from the noise source signal xj and the noise-free audio signal ej output from the apparatus, and the filter coefficient Hj is reduced in a direction to reduce ej. To update.
【０１１２】適応制御回路４３は、フィルタ係数Ｈｊを
Ｈレジスタ４に出力するとともに、制御信号Ａをパワー
比較回路４２に出力する。更新されたフィルタ係数Ｈｊ
はＨレジスタ４に入力され、ある一定時間保存される。The adaptive control circuit 43 outputs the filter coefficient Hj to the H register 4 and outputs the control signal A to the power comparison circuit 42. Updated filter coefficient Hj
Is input to the H register 4 and stored for a certain period of time.
【０１１３】制御信号Ａはパワー比較回路４２に入力さ
れ、パワー比較回路４２は、レベル調整されたノイズ源
信号ｘｊの平均パワーと音声信号＋ノイズ信号ｙｊの平
均パワーを比較し、制御信号Ｂを出力する。The control signal A is input to the power comparison circuit 42. The power comparison circuit 42 compares the average power of the noise source signal xj whose level has been adjusted with the average power of the audio signal + noise signal yj, and outputs the control signal B. Output.
【０１１４】制御信号Ｂはレベル制御回路４１に入力さ
れ、レベル制御回路４１は、ノイズ源信号ｘｊの信号レ
ベルを制御する。Control signal B is input to level control circuit 41, which controls the signal level of noise source signal xj.
【０１１５】畳み込み演算回路５には、Ｈレジスタ４の
出力Ｈｊも入力され、畳み込み演算回路５は、ノイズ源
信号ｘｊとＨｊを畳み込み演算を行い、推定ノイズ信号
ｙ’ｊを減算器７に出力する。The output Hj of the H register 4 is also input to the convolution operation circuit 5, and the convolution operation circuit 5 performs convolution operation on the noise source signals xj and Hj, and outputs the estimated noise signal y'j to the subtractor 7. I do.
【０１１６】減算器７は、音声信号＋ノイズ信号（音声
信号とノイズの混じった信号）ｙｊから畳み込み演算回
路５の推定ノイズ信号ｙ’ｊを減算し、ノイズのない音
声信号ｅｊを出力する。この音声信号ｅｊは、本装置の
最終出力であるとともに、適応制御回路４３に入力され
る。The subtractor 7 subtracts the estimated noise signal y′j of the convolution operation circuit 5 from the audio signal + noise signal (a signal in which the audio signal and noise are mixed) yj, and outputs a noise-free audio signal ej. This audio signal ej is the final output of the apparatus and is input to the adaptive control circuit 43.
【０１１７】以下、上述のように構成された適応型ノイ
ズキャンセラ４０の動作を説明する。Hereinafter, the operation of the adaptive noise canceller 40 configured as described above will be described.
【０１１８】適応型ノイズキャンセラ４０を、専用ＬＳ
Ｉ、またはＤＳＰを利用して実現する場合、各回路部に
おける適応処理は、ファームウェアによって演算機能や
データ転送を制御して信号処理される。 ［１］畳み込み演算回路５には、Ｘレジスタ３からのノ
イズ源信号ｘｊとＨレジスタ４のからのフィルタ係数Ｈ
ｊが入力される。The adaptive noise canceller 40 is connected to a dedicated LS
In the case of using I or DSP, the adaptive processing in each circuit unit is signal processed by controlling arithmetic functions and data transfer by firmware. [1] The convolution operation circuit 5 has the noise source signal xj from the X register 3 and the filter coefficient H from the H register 4
j is input.
【０１１９】畳み込み演算回路５は、ノイズ源信号ｘｊ
とフィルタ係数Ｈｊの畳み込み演算を行い、推定ノイズ
信号ｙ’ｊを減算器７に出力する。畳み込み演算回路５
による畳み込み演算は、例えば前記式（１）によって計
算される。 ［２］減算器７には、音声信号＋ノイズ信号（音声信号
とノイズの混じった信号）ｙｊと畳み込み演算回路５か
らの推定ノイズ信号ｙ’ｊが入力される。The convolution operation circuit 5 outputs the noise source signal xj
And a filter coefficient Hj, and outputs an estimated noise signal y′j to the subtractor 7. Convolution operation circuit 5
Is calculated by, for example, the above equation (1). [2] The audio signal + noise signal (mixed audio signal and noise) yj and the estimated noise signal y′j from the convolution operation circuit 5 are input to the subtractor 7.
【０１２０】減算器７は、前記式（２）に従って音声信
号＋ノイズ信号ｙｊから畳み込み演算回路５の推定ノイ
ズ信号ｙ’ｊを減算し、ノイズを除去した音声信号ｅｊ
を出力する。この音声信号ｅｊは、本装置の最終出力で
あるとともに、適応制御回路４３に入力される。 ［３］適応制御回路４３は、Ｘレジスタ３の出力ｘｊを
もとに、音声区間にあるか否かを判別し、音声区間でな
いと判断した区間で制御信号Ａをアサートするととも
に、適応制御を行う。適応制御は、第１の実施形態と同
様である。 ［４］制御信号Ａがアサートされたとき、パワー比較回
路４２は、レベル制御されたノイズ源信号ｘｊの平均パ
ワーと音声信号＋ノイズ信号ｙｊの平均パワーを比較す
る。 ［５］ノイズ源信号ｘｊの平均パワーと音声信号＋ノイ
ズ信号ｙｊの平均パワーの比が所定の閾値を超えると、
パワー比較回路４２は、制御信号Ｂをアサートする。 ［６］制御信号Ｂがアサートされると、レベル制御回路
４１は、ノイズ源信号ｘｊのレベルを変更する。The subtracter 7 subtracts the estimated noise signal y′j of the convolution operation circuit 5 from the audio signal + noise signal yj according to the above equation (2), and removes the noise from the audio signal ej.
Is output. This audio signal ej is the final output of the apparatus and is input to the adaptive control circuit 43. [3] The adaptive control circuit 43 determines based on the output xj of the X register 3 whether or not it is in a voice section, asserts the control signal A in a section determined not to be a voice section, and performs adaptive control. Do. Adaptive control is the same as in the first embodiment. [4] When the control signal A is asserted, the power comparison circuit 42 compares the average power of the level-controlled noise source signal xj with the average power of the audio signal + noise signal yj. [5] When the ratio of the average power of the noise source signal xj to the average power of the audio signal + the noise signal yj exceeds a predetermined threshold,
The power comparison circuit asserts the control signal B. [6] When the control signal B is asserted, the level control circuit 41 changes the level of the noise source signal xj.
【０１２１】以上説明したように、第４の実施形態に係
る適応型ノイズキャンセラ４０は、適応制御回路４３
が、ノイズ源信号ｘｊをもとに、音声区間であることを
判別し、適応制御回路４３からの制御信号Ａにより、レ
ベル調整されたノイズ源信号ｘｊの平均パワーと、音声
信号とノイズの混じった信号ｙｊの平均パワーを比較し
制御信号Ｂを出力するパワー比較回路４２と、制御信号
Ｂにより、ノイズ源信号ｘｊの信号レベルを制御するレ
ベル制御回路４１とを備えて構成したので、レベル制御
を行わない従来例に比べ、ｘｊとｙｊのパワーが異なっ
てもより正確にノイズ経路を推定するフィルタ係数Ｈｊ
の学習が行えるようになる。その結果、正確な推定ノイ
ズ信号を計算でき、よりノイズを除去した信号ｅｊを生
成することができる。 第５の実施形態 図１２は本発明の第５の実施形態に係る適応型ノイズキ
ャンセラの構成を示すブロック図である。本実施形態
は、第２の実施形態に係る適応型ノイズキャンセラに、
第４の実施形態のレベル制御を適用したものである。本
実施形態に係る適応型ノイズキャンセラの説明にあたり
前記図４及び図１１と同一構成部分には同一符号を付し
ている。As described above, the adaptive noise canceller 40 according to the fourth embodiment includes the adaptive control circuit 43
Is determined to be an audio section based on the noise source signal xj, and the control signal A from the adaptive control circuit 43 mixes the average power of the level-adjusted noise source signal xj with the audio signal and noise. And a level control circuit 41 that controls the signal level of the noise source signal xj using the control signal B. Filter coefficient Hj that more accurately estimates the noise path even if the powers of xj and yj differ
You can learn. As a result, an accurate estimated noise signal can be calculated, and a signal ej from which noise has been further removed can be generated. Fifth Embodiment FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of an adaptive noise canceller according to a fifth embodiment of the present invention. The present embodiment includes an adaptive noise canceller according to the second embodiment,
This is an application of the level control of the fourth embodiment. In the description of the adaptive noise canceller according to this embodiment, the same components as those in FIGS. 4 and 11 are denoted by the same reference numerals.
【０１２２】図１２において、適応型ノイズキャンセラ
５０は、制御信号Ｂにより、ノイズ源信号ｘｊの信号レ
ベルを制御するレベル制御回路４１と、制御信号Ａによ
り、レベル制御されたノイズ源信号ｘｊの平均パワーと
音声信号＋ノイズ信号ｙｊの平均パワーを比較し制御信
号Ｂを出力するパワー比較回路４２と、制御信号Ａ及び
制御信号Ｂにより、適応制御回路５２（適応制御手段）
とレベル制御回路４１を切替え制御する制御切替え回路
５１（制御切替え手段）と、ノイズ源信号ｘｊをｉサン
プル遅延し、ｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉとし
て出力する遅延回路２１（遅延回路１）と、音声信号＋
ノイズ信号ｙｊをｉサンプル遅延し、ｉサンプル前のノ
イズ源信号ｙｊ−ｉとして出力する遅延回路２２（遅延
回路２）と、ｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉを格
納するＸレジスタ３と、ｉサンプル前のノイズ経路を推
定するフィルタ係数Ｈｊ−ｉを格納するＨレジスタ４
と、ｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉとｉサンプル
前のフィルタ係数Ｈｊ−ｉを畳み込み演算を行い、ｉサ
ンプル前の推定ノイズ信号ｙ’ｊ−ｉを出力する畳み込
み演算回路５と、ノイズ源信号ｘｊをもとに、音声区間
にあることを判別し音声区間でないと判別した区間で制
御信号Ａをアサートするとともに、ノイズ源信号ｘｊ、
ｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉ及びノイズの混じ
った音声信号ｙｊをもとに、短区間と長区間のパワーの
比の変化により適応制御を行うもので、ｉサンプル前の
ノイズ源信号ｘｊ−ｉとこの装置の出力（ｉサンプル前
のノイズのない音声信号）ｅｊ−ｉからノイズ推定のた
めのフィルタ係数Ｈｊの更新を行うか適応的に推定し、
ｅｊ−ｉを小さくする方向へフィルタ係数Ｈｊを更新す
る適応制御回路５２と、ｉサンプル前の音声信号＋ノイ
ズ信号ｙｊから畳み込み演算回路５出力（ｉサンプル前
の推定ノイズ信号）ｙ’ｊ−ｉを減算する減算器７とか
ら構成される。In FIG. 12, an adaptive noise canceller 50 includes a level control circuit 41 for controlling the signal level of the noise source signal xj by the control signal B, and an average power of the noise source signal xj level-controlled by the control signal A. A power comparison circuit 42 that compares the average power of the signal and the noise signal yj to output a control signal B, and an adaptive control circuit 52 (adaptive control means) based on the control signal A and the control signal B.
Switching circuit 51 (control switching means) for switching and controlling the level control circuit 41 and the delay circuit 21 (the delay circuit 1) which delays the noise source signal xj by i samples and outputs it as the noise source signal xj-i before i samples. ) And audio signal +
A delay circuit 22 (delay circuit 2) that delays the noise signal yj by i samples and outputs it as a noise source signal yj-i before i samples, and an X register 3 that stores the noise source signal xj-i before i samples. H register 4 for storing a filter coefficient Hj-i for estimating a noise path before i samples
A convolution operation circuit 5 that performs a convolution operation on the noise source signal xj-i before i samples and the filter coefficient Hj-i before i samples, and outputs an estimated noise signal y'ji-i before i samples. Based on the source signal xj, the control signal A is asserted in a section determined to be in a voice section and determined not to be a voice section, and the noise source signal xj,
Based on the noise source signal xj-i before i-sample and the voice signal yj mixed with noise, adaptive control is performed by changing the power ratio between the short section and the long section, and the noise source signal xj before i-sample From the output of the device (i.e., a noise-free audio signal before i samples) ej-i, to update or adaptively estimate the filter coefficient Hj for noise estimation;
An adaptive control circuit 52 for updating the filter coefficient Hj in a direction to reduce ej-i, and an output of the convolution operation circuit 5 from the audio signal + noise signal yj before i samples (estimated noise signal before i samples) y'j-i And a subtractor 7 for subtracting.
【０１２３】適応型ノイズキャンセラ５０は、第１の実
施形態と同様に専用ＬＳＩ、マイクロプロセッサまたは
ＤＳＰを利用して実現される。The adaptive noise canceller 50 is realized by using a dedicated LSI, a microprocessor or a DSP as in the first embodiment.
【０１２４】ノイズ源信号ｘｊは、レベル制御回路４１
に入力され、レベル制御回路４１でレベル調整される。
レベル調整されたノイズ源信号ｘｊは、適応制御回路５
２、遅延回路２１及びパワー比較回路４２に入力される
とともに、外部の音響空間に出力される。外部の音響空
間に出力されたノイズ信号は、エコー経路２により変化
を受け音声信号と一緒に信号ｙｊとなり、本装置に入力
される。The noise source signal xj is supplied to the level control circuit 41
And the level is adjusted by the level control circuit 41.
The level-adjusted noise source signal xj is supplied to the adaptive control circuit 5
2. The signal is input to the delay circuit 21 and the power comparison circuit 42 and output to an external acoustic space. The noise signal output to the external acoustic space is changed by the echo path 2, becomes a signal yj together with the audio signal, and is input to the present apparatus.
【０１２５】遅延回路２１は、レベル調整されたノイズ
源信号ｘｊをｉサンプル遅延しｉサンプル前のノイズ源
信号ｘｊ−ｉをＸレジスタ３に出力する。The delay circuit 21 delays the level-adjusted noise source signal xj by i samples and outputs the noise source signal xj-i before i samples to the X register 3.
【０１２６】ｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉは、
Ｘレジスタ３に入力され、Ｘレジスタ３である一定時間
保存され、Ｘレジスタ３の出力ｘｊ−ｉは、適応制御回
路５２と畳み込み演算回路５へ入力される。The noise source signal xj-i before i samples is
The data is input to the X register 3 and stored in the X register 3 for a certain period of time. The output xj-i of the X register 3 is input to the adaptive control circuit 52 and the convolution operation circuit 5.
【０１２７】また、音声信号＋ノイズ信号ｙｊは、適応
制御回路５２及び遅延回路２２に入力される。The audio signal + noise signal yj is input to the adaptive control circuit 52 and the delay circuit 22.
【０１２８】遅延回路２２は、音声信号＋ノイズ信号ｙ
ｊをｉサンプル遅延しｉサンプル前のノイズ源信号ｙｊ
−ｉを減算器７に出力する。The delay circuit 22 outputs the audio signal + noise signal y
j is delayed by i samples, and the noise source signal yj before i samples is delayed.
-I is output to the subtractor 7.
【０１２９】適応制御回路５２には、制御信号Ｃ、ノイ
ズ源信号ｘｊ、ｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉ及
びノイズの混じった音声信号ｙｊが入力されており、適
応制御回路５２は、制御信号Ｃがアサートされると動作
を開始し、上記各信号をもとに、音声区間にあるか否か
を判別し、音声区間でないと判断した区間で制御信号Ａ
を出力（アサート）するとともに、第２の実施形態と同
様の適応制御を行うものである。適応制御の基本動作
は、ｉサンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉとこの装置の
出力（ｉサンプル前のノイズのない音声信号）ｅｊ−ｉ
からノイズ推定のためのｉサンプル前のフィルタ係数Ｈ
ｊ−ｉの更新を行うか適応的に推定し、ｅｊ−ｉを小さ
くする方向へｉサンプル前のフィルタ係数Ｈｊ−ｉを更
新する。The adaptive control circuit 52 receives a control signal C, a noise source signal xj, a noise source signal xj-i before i samples, and an audio signal yj mixed with noise. When the signal C is asserted, the operation starts, and based on each of the signals, it is determined whether or not it is in a voice section.
Is output (asserted), and the same adaptive control as in the second embodiment is performed. The basic operation of the adaptive control is as follows. The noise source signal xj-i before i-samples and the output of this apparatus (no-sound-free audio signal before i-samples) ej-i
From the filter coefficient H before i samples for noise estimation
It is estimated whether or not to update ji, and the filter coefficient Hj-i before i samples is updated in the direction to decrease ej-i.
【０１３０】適応制御回路５２は、ｉサンプル前のフィ
ルタ係数Ｈｊ−ｉを出力し、ｉサンプル前のフィルタ係
数Ｈｊ−ｉはＨレジスタ４に入力される。更新されたｉ
サンプル前のＨｊ−ｉは、Ｈレジスタ４に入力され、あ
る一定時間保存される。The adaptive control circuit 52 outputs the filter coefficient Hj-i before i samples, and the filter coefficient Hj-i before i samples is input to the H register 4. Updated i
Hj-i before the sample is input to the H register 4 and stored for a certain period of time.
【０１３１】また、適応制御回路５２は、制御信号Ａを
パワー比較回路４２に出力し、パワー比較回路４２は、
レベル調整されたノイズ源信号ｘｊの平均パワーと音声
信号＋ノイズ信号ｙｊの平均パワーを比較し、制御信号
Ｂを出力する。The adaptive control circuit 52 outputs the control signal A to the power comparison circuit 42, and the power comparison circuit 42
The average power of the noise source signal xj whose level has been adjusted is compared with the average power of the audio signal + noise signal yj, and the control signal B is output.
【０１３２】制御信号Ｂはレベル制御回路４１に入力さ
れ、レベル制御回路４１は、ノイズ源信号ｘｊの信号レ
ベルを制御する。Control signal B is input to level control circuit 41, which controls the signal level of noise source signal xj.
【０１３３】制御信号Ａ及び制御信号Ｂは、制御切替え
回路５１に入力され、制御切替え回路５１は、制御信号
Ｃを出力して適応制御回路５３とレベル制御回路４１を
切替え制御する。The control signal A and the control signal B are input to the control switching circuit 51, and the control switching circuit 51 outputs the control signal C to switch and control the adaptive control circuit 53 and the level control circuit 41.
【０１３４】畳み込み演算回路５には、Ｈレジスタ４の
出力Ｈｊ−ｉも入力され、畳み込み演算回路５は、ｉサ
ンプル前のノイズ源信号ｘｊ−ｉとＨｊ−ｉの畳み込み
演算を行い、ｉサンプル前の推定ノイズ信号ｙ’ｊ−ｉ
を減算器７に出力する。The output Hj-i of the H register 4 is also input to the convolution operation circuit 5, and the convolution operation circuit 5 performs a convolution operation of the noise source signal xj-i and Hj-i before i samples, and obtains i samples Previous estimated noise signal y'j-i
Is output to the subtractor 7.
【０１３５】減算器７は、ｉサンプル前の音声とノイズ
の混じった信号ｙｊ−ｉから畳み込み演算回路５のｉサ
ンプル前の推定ノイズ信号ｙ’ｊ−ｉを減算し、ノイズ
のないｉサンプル前の音声信号ｅｊ−ｉを出力する。こ
の音声信号ｅｊ−ｉは、本装置の最終出力であるととも
に、適応制御回路５２に入力される。The subtractor 7 subtracts the estimated noise signal y'ji-i before the i-sample of the convolution operation circuit 5 from the signal yj-i in which the speech and the noise before the i-sample are mixed, and outputs the noise-free i-sample before the i-sample. Is output as the audio signal ej-i. The audio signal ej-i is the final output of the present device and is input to the adaptive control circuit 52.
【０１３６】以下、上述のように構成された適応型ノイ
ズキャンセラ５０の動作を説明する。なお、制御切替え
回路５１からの制御信号Ｃにより、適応制御回路５３と
レベル制御回路４１が切替え制御される以外の動作につ
いては第４の実施形態と同様である。 ［１］動作開始時には、制御切替え回路５１が制御信号
Ａをアサートする。 ［２］制御信号Ａがアサートされたとき、パワー比較回
路４２は、レベル制御されたノイズ源信号ｘｊの平均パ
ワーと音声信号＋ノイズ信号ｙｊの平均パワーを比較す
る。 ［３］ノイズ源信号ｘｊの平均パワーと音声信号＋ノイ
ズ信号ｙｊの平均パワーの比が所定の閾値を超えると、
パワー比較回路４２は、制御信号Ｂをアサートする。 ［４］制御信号Ｂがアサートされると、レベル制御回路
４１は、ノイズ源信号ｘｊのレベルを変更する。 ［５］制御信号Ｂがアサートされるかある一定の時間が
経過すると、制御切替え回路５１は、レベル調整が適切
に行われたと判断して、制御信号Ａをネゲートし、制御
信号Ｃをアサートする。 ［６］制御信号Ｃがアサートされると、適応制御回路５
２が動作を開始する。 ［７］適応制御回路５２は、Ｘレジスタ３の出力ｘｊを
もとに、音声区間にあるか否かを判別し、音声区間でな
いと判断した区間で制御信号Ａをアサートするととも
に、適応制御を行う。 ［８］制御信号Ｃがアサートされて、ある一定時間制御
信号Ａがアサートされなければ、制御切替え回路５１は
制御信号Ｃをネゲートし、制御信号Ａをアサートする。
これにより、レベル制御回路４１によるレベル調整制御
に戻る。Hereinafter, the operation of the adaptive noise canceller 50 configured as described above will be described. The operation other than the switching control of the adaptive control circuit 53 and the level control circuit 41 by the control signal C from the control switching circuit 51 is the same as that of the fourth embodiment. [1] At the start of operation, the control switching circuit 51 asserts the control signal A. [2] When the control signal A is asserted, the power comparison circuit 42 compares the average power of the level-controlled noise source signal xj with the average power of the audio signal + noise signal yj. [3] When the ratio between the average power of the noise source signal xj and the average power of the audio signal + the noise signal yj exceeds a predetermined threshold,
The power comparison circuit asserts the control signal B. [4] When the control signal B is asserted, the level control circuit 41 changes the level of the noise source signal xj. [5] When the control signal B is asserted or a certain time elapses, the control switching circuit 51 determines that the level adjustment has been appropriately performed, negates the control signal A, and asserts the control signal C. . [6] When the control signal C is asserted, the adaptive control circuit 5
2 starts operation. [7] The adaptive control circuit 52 determines based on the output xj of the X register 3 whether or not it is in a voice section, asserts the control signal A in a section determined to be not a voice section, and performs adaptive control. Do. [8] If the control signal C is asserted and the control signal A is not asserted for a certain period of time, the control switching circuit 51 negates the control signal C and asserts the control signal A.
This returns to the level adjustment control by the level control circuit 41.
【０１３７】以上説明したように、第５の実施形態に係
る適応型ノイズキャンセラ５０は、適応制御回路５２の
動作を切替える制御切替え回路５１を備え、適応制御回
路５２は、制御切替え回路５１の制御信号Ｃに従って、
第１〜第３の実施形態で述べた適応制御と、第４の実施
形態で述べたレベル制御とを適切に切り替えるているの
で、不適切なレベル時の、適応制御回路５２の誤動作を
未然に防ぐことができ、より正確にノイズ経路を推定す
るフィルタ係数Ｈｊの学習が行えるようになる。その結
果、正確な推定ノイズ信号を計算することができ、より
ノイズを除去した信号ｅｊを生成することができる。As described above, the adaptive noise canceller 50 according to the fifth embodiment includes the control switching circuit 51 for switching the operation of the adaptive control circuit 52, and the adaptive control circuit 52 controls the control signal of the control switching circuit 51. According to C,
Since the adaptive control described in the first to third embodiments and the level control described in the fourth embodiment are appropriately switched, a malfunction of the adaptive control circuit 52 at an inappropriate level can be prevented. Therefore, the learning of the filter coefficient Hj for more accurately estimating the noise path can be performed. As a result, an accurate estimated noise signal can be calculated, and a signal ej from which noise has been further removed can be generated.
【０１３８】したがって、このような優れた特長を有す
る適応型ノイズキャンセラを、室内の音響空間でのノイ
ズをキャンセルする装置に適用すれば、この装置を用い
て低コストで品質の良い音響システムを構築することが
できる。Therefore, if the adaptive noise canceller having such excellent features is applied to a device for canceling noise in a room acoustic space, a low-cost and high-quality sound system can be constructed using this device. be able to.
【０１３９】なお、上記各実施形態に係る適応型ノイズ
キャンセラを、上述したような装置のエコーキャンセラ
に適用することもできるが、勿論これには限定されず、
音声にノイズが混ざった信号からノイズを除去するノイ
ズキャンセラであれば全ての装置（例えば、通信装置）
に適用可能である。Note that the adaptive noise canceller according to each of the above embodiments can be applied to the echo canceller of the device as described above, but is not limited to this.
All devices (for example, communication devices) that are noise cancellers that remove noise from signals containing noise in voice
Applicable to
【０１４０】また、上記各実施形態により説明した音声
区間や、信号処理タイミングは一例であり、音声の伝送
経路により他の値にしたり、通話毎に可変にしたりして
も同様の効果が得られる。The voice section and the signal processing timing described in the above embodiments are merely examples, and the same effect can be obtained by changing the value to another value depending on the voice transmission path or changing the value for each call. .
【０１４１】さらに、上記ノイズキャンセラを構成する
各回路部、例えばレジスタ等の種類、数及び接続方法な
どは前述した各実施形態に限られない。Further, the type, number, connection method, and the like of each circuit unit constituting the noise canceller, for example, registers, are not limited to the above-described embodiments.
【０１４２】[0142]
【発明の効果】本発明に係る適応型ノイズキャンセラで
は、適応制御手段が、音声信号とノイズの混じった信号
に基づいて、音声区間外にある長区間と音声区間内にあ
る短区間とのパワーの比を求め、該パワーの比の変化に
より適応制御を行うように構成したので、正確に推定ノ
イズ信号を計算でき、よりノイズを除去することができ
る。したがって、通信装置に適用すれば通話中の音声品
質を大きく向上させることができる。In the adaptive noise canceller according to the present invention, the adaptive control means controls the power of the long section outside the speech section and the short section within the speech section based on the signal in which the speech signal and the noise are mixed. Since the ratio is determined and the adaptive control is performed based on the change in the power ratio, the estimated noise signal can be accurately calculated and the noise can be further removed. Therefore, if the present invention is applied to a communication device, the voice quality during a call can be greatly improved.
【図１】本発明を適用した第１の実施形態に係る適応型
ノイズキャンセラの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an adaptive noise canceller according to a first embodiment to which the present invention is applied.
【図２】上記適応型ノイズキャンセラの音声信号と音声
区間の関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between audio signals of the adaptive noise canceller and audio sections.
【図３】上記適応型ノイズキャンセラの適応制御回路の
動作を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an operation of an adaptive control circuit of the adaptive noise canceller.
【図４】本発明を適用した第２の実施形態に係る適応型
ノイズキャンセラの構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of an adaptive noise canceller according to a second embodiment to which the present invention is applied.
【図５】上記適応型ノイズキャンセラの音声信号と音声
区間の関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between audio signals of the adaptive noise canceller and audio sections.
【図６】上記適応型ノイズキャンセラの長区間から音声
区間に入る音声の始端検出を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the detection of the beginning of a voice entering a voice section from a long section of the adaptive noise canceller.
【図７】本発明を適用した第３の実施形態に係る適応型
ノイズキャンセラの構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of an adaptive noise canceller according to a third embodiment to which the present invention is applied.
【図８】上記適応型ノイズキャンセラの音声信号と音声
区間の関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between audio signals of the adaptive noise canceller and audio sections.
【図９】上記適応型ノイズキャンセラの適応制御回路の
動作を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the adaptive control circuit of the adaptive noise canceller.
【図１０】上記適応型ノイズキャンセラの音声信号と音
声区間の関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a voice signal and a voice section of the adaptive noise canceller.
【図１１】本発明を適用した第４の実施形態に係る適応
型ノイズキャンセラの構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of an adaptive noise canceller according to a fourth embodiment to which the present invention is applied.
【図１２】本発明を適用した第５の実施形態に係る適応
型ノイズキャンセラの構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram of an adaptive noise canceller according to a fifth embodiment to which the present invention is applied.
【図１３】従来の適応型ノイズキャンセラの基本的な構
成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a basic configuration of a conventional adaptive noise canceller.
３ Ｘレジスタ、４ Ｈレジスタ（係数レジスタ）、５
畳み込み演算回路（畳み込み演算手段）、７ 減算器
（減算手段）、１０，２０，３０，４０，５０適応型ノ
イズキャンセラ、１１，２３，３１，４３，５２ 適応
制御回路（適応制御手段）、２１ 遅延回路（遅延回路
１）、２２ 遅延回路（遅延回路２）、４１ レベル制
御回路（調整手段）、４２ パワー比較回路（比較手
段）、５１制御切替え回路（制御切替え手段）、５２
適応制御回路（適応制御手段）3 X register, 4 H register (coefficient register), 5
Convolution operation circuit (convolution operation means), 7 subtractor (subtraction means), 10, 20, 30, 40, 50 adaptive noise canceller, 11, 23, 31, 43, 52 adaptive control circuit (adaptive control means), 21 delay Circuit (delay circuit 1), 22 delay circuit (delay circuit 2), 41 level control circuit (adjustment means), 42 power comparison circuit (comparison means), 51 control switching circuit (control switching means), 52
Adaptive control circuit (adaptive control means)
Claims (6)
定ノイズ信号を出力する畳み込み演算手段と、 ノイズ源信号と装置の出力からノイズ推定のためのフィ
ルタ係数の更新を行うか適応的に推定し、フィルタ係数
を更新する適応制御手段と、 ノイズ源信号と音声信号とノイズの混じった信号から前
記畳み込み演算手段の出力を減算する減算手段とを備
え、ノイズ経路の伝達特性を適応的に推定し、擬似的な
エコーを発生してノイズ信号を差し引く適応型ノイズキ
ャンセラにおいて、 前記適応制御手段は、 音声信号とノイズの混じった信号に基づいて、音声区間
外にある長区間と音声区間内にある短区間とのパワーの
比を求め、該パワーの比の変化により適応制御を行うこ
とを特徴とする適応型ノイズキャンセラ。A register for storing a noise source signal; a coefficient register for storing a filter coefficient; convolution operation means for performing a convolution operation on the noise source signal and the filter coefficient and outputting an estimated noise signal; An adaptive control means for updating or adaptively estimating a filter coefficient for noise estimation from an output of the apparatus and updating the filter coefficient; and a convolution operation means based on a signal in which a noise source signal, a voice signal, and noise are mixed. An adaptive noise canceller for adaptively estimating a transfer characteristic of a noise path, generating a pseudo echo, and subtracting a noise signal, wherein the adaptive control means includes a voice signal and a noise. Based on the mixed signal, a power ratio between a long section outside the voice section and a short section inside the voice section is obtained, and the power ratio An adaptive noise canceller characterized by performing adaptive control by a change.
始端を検出し、音声区間の始端となる短区間では適応制
御を行わないことを特徴とする請求項１記載の適応型ノ
イズキャンセラ。2. The adaptive control means detects a start of a speech section before a signal currently being processed enters a speech section, and does not perform adaptive control in a short section which is a start of the speech section. The adaptive noise canceller according to claim 1.
を備え、 前記複数の短区間のパワーと音声区間外にある長区間と
の比の変化により適応制御を行うことを特徴とする請求
項１記載の適応型ノイズキャンセラ。3. The adaptive control means includes means for calculating the power of a plurality of short sections in a voice section, and the adaptive control means calculates the power of the plurality of short sections and the ratio of the power of the plurality of short sections to a long section outside the voice section. 2. The adaptive noise canceller according to claim 1, wherein adaptive noise control is performed.
始端を検出するとともに、現在処理している信号が音声
区間を出るときの音声区間の終端を検出し、 前記始端となる短区間のパワーと音声区間外にある長区
間との比の変化及び、前記終端となる短区間のパワーと
音声区間外にある長区間との比の変化により適応制御を
行うことを特徴とする請求項１記載の適応型ノイズキャ
ンセラ。4. The adaptive control means detects a start of a speech section before a signal currently being processed enters a speech section, and detects an end of the speech section when a signal currently being processed exits the speech section. Adapted by the change in the ratio between the power of the short section at the start end and the long section outside the speech section and the change in the ratio of the power of the short section at the end and the long section outside the speech section. The adaptive noise canceller according to claim 1, wherein control is performed.
定ノイズ信号を出力する畳み込み演算手段と、 ノイズ源信号と装置の出力からノイズ推定のためのフィ
ルタ係数の更新を行うか適応的に推定し、フィルタ係数
を更新する適応制御手段と、 音声信号とノイズの混じった信号から前記畳み込み演算
手段の出力を減算する減算手段とを備え、ノイズ経路の
伝達特性を適応的に推定し、擬似的なエコーを発生して
ノイズ信号を差し引く適応型ノイズキャンセラにおい
て、 前記適応制御手段は、ノイズ源信号をもとに、音声区間
であることを判別する手段を有し、 前記適応制御手段の出力に基づいて、ノイズ源信号の音
声区間でない区間の平均レベルと、音声信号とノイズの
混じった信号の音声区間でない区間の平均レベルとを比
較する比較手段と、 前記比較手段の出力に基づいて、ノイズ源信号の信号レ
べルを調整する調整手段とを備えたことを特徴とする適
応型ノイズキャンセラ。5. A register for storing a noise source signal, a coefficient register for storing a filter coefficient, a convolution operation means for performing a convolution operation on the noise source signal and the filter coefficient and outputting an estimated noise signal, Adaptive control means for updating or adaptively estimating a filter coefficient for noise estimation from an output of the apparatus and updating the filter coefficient; and subtracting an output of the convolution operation means from a signal in which a voice signal and noise are mixed. An adaptive noise canceller that adaptively estimates a transfer characteristic of a noise path, generates a pseudo echo, and subtracts a noise signal, wherein the adaptive control means includes a speech source based on a noise source signal. Means for determining that the section is a section, and based on an output of the adaptive control means, an average level of a section other than a speech section of the noise source signal. And a comparison unit that compares the average level of a non-speech section of the signal containing the speech signal and the noise, and an adjustment unit that adjusts a signal level of the noise source signal based on an output of the comparison unit. An adaptive noise canceller comprising:
切替え手段を備え、 前記適応制御手段は、前記制御切替え手段の出力に従っ
て、 請求項１乃至４の何れかに記載された制御、若しくは請
求項５に記載された制御を実行することを特徴とする請
求項１乃至５の何れかに記載の適応型ノイズキャンセ
ラ。6. The control according to claim 1, further comprising control switching means for switching an operation of said adaptive control means, wherein said adaptive control means controls according to an output of said control switching means. The adaptive noise canceller according to any one of claims 1 to 5, wherein the control described in (5) is performed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8087899A JP2000278186A (en) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | Adaptive noise canceler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8087899A JP2000278186A (en) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | Adaptive noise canceler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000278186A true JP2000278186A (en) | 2000-10-06 |
Family
ID=13730610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8087899A Abandoned JP2000278186A (en) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | Adaptive noise canceler |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000278186A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015082762A (en) * | 2013-10-23 | 2015-04-27 | 日本電気株式会社 | Information processing device, information processing method, and program |
-
1999
- 1999-03-25 JP JP8087899A patent/JP2000278186A/en not_active Abandoned
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015082762A (en) * | 2013-10-23 | 2015-04-27 | 日本電気株式会社 | Information processing device, information processing method, and program |
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