JP5300861B2 - 雑音抑圧装置 - Google Patents
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Description
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る雑音抑圧装置の構成を示すブロック図である。
雑音抑圧装置は、時間・周波数変換部1、音声らしさ分析部2、雑音スペクトル推定部3、第1の雑音抑圧部4、第2の雑音抑圧部5、最大振幅選択部6および周波数・時間変換部7で構成されている。
また、第1の雑音抑圧部4は、SN推定部4aおよびスペクトル振幅抑圧部4bで構成され、第2の雑音抑圧部5は、スペクトル減算部5aおよびスペクトル振幅抑圧部5bで構成されている。
まず、入力信号101が所定のサンプリング周波数(例えば、8kHz)でサンプリングされ、所定のフレーム周期(例えば、20msec)にフレーム分割されて、時間・周波数変換部1および音声らしさ分析部2に入力される。
例えば、推定SN比と、入力スペクトル102のパワーとを用いて、当該フレームの音声パワー、すなわち雑音を取り除いた時のパワーを推定し、第1の雑音抑圧スペクトル105のパワーがこれに一致するように振幅抑圧ゲインを求め、この振幅抑圧ゲインが所定の下限値以下となる場合には下限値に置換すればよい。
ここで、雑音信号区間における、第2の雑音抑圧部5全体の振幅抑圧ゲイン(入力スペクトル102と第2の雑音抑圧スペクトル106の振幅比)の変動が少なくなるように、スペクトル振幅抑圧部5bの減衰量の適応制御を行うようにする。
また、スペクトル振幅抑圧部5bとスペクトル減算部5aの順序を逆にして、入力スペクトル102に対して、スペクトル振幅抑圧部5bが周波数毎のスペクトル成分に減衰量を与えるスペクトル振幅抑圧を行い、振幅抑圧後のスペクトルに対して、スペクトル減算部5aが推定雑音スペクトル104に基づくスペクトル減算処理を行い、得られた結果を第2の雑音抑圧スペクトル106として最大振幅選択部6に出力する構成も可能である。
また、第2の雑音抑圧部5に、スペクトル減算部5aおよびスペクトル振幅抑圧部5bを備える構成としたが、これに限るものではなく、例えばスペクトル減算部5aのみを備える構成としても構わない。
例えば、雑音スペクトル推定部3における更新速度を非常にゆっくりとし、常に更新を行うように構成することで、音声らしさ分析部2を省略したり、推定雑音スペクトル104の推定を入力信号101から行わずに、雑音のみが入力される雑音推定用の入力信号から別途分析・推定する方法を取っても良い。
また、周波数成分毎の大小比較に基づきスペクトル選択を行うので、音声・雑音判定などに基づいて雑音抑圧部の出力の一方を選択する従来技術のように雑音抑圧部が全周波数成分を一括して切り替えることがなく、スペクトルの大きな変動の発生を抑制し、音声・雑音判定の誤りにより品質劣化を防止し、さらに音声信号区間の雑音成分が支配的な帯域でのミュージカルノイズの発生を抑制することができる。
また、複数の雑音抑圧部を備えた場合、その他の雑音抑圧部では雑音信号区間のミュージカルノイズ発生を容認して、音声信号区間の品質がよい方式を適用できるので、音声信号区間でも高品質な雑音抑圧を実現することができる。
図3は、この発明の実施の形態2に係る雑音抑圧装置の構成を示すブロック図である。実施の形態2に係る雑音抑圧装置は、第1雑音抑圧部をスペクトル振幅抑圧部のみで構成している。以下、実施の形態1と同一の構成には図1で使用した符号と同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
また、第2の雑音抑圧部5に、スペクトル減算部5aおよびスペクトル振幅抑圧部5bを備える構成としたが、これに限るものではなく、例えばスペクトル減算部5aのみを備える構成としても構わない。
例えば、雑音スペクトル推定部3における更新速度を非常にゆっくりとし、常に更新を行うように構成することで、音声らしさ分析部2を省略したり、推定雑音スペクトル104の推定を入力信号101から行わずに、雑音のみが入力される雑音推定用の入力信号から別途分析・推定する方法を取っても良い。
また、周波数成分毎の大小比較に基づきスペクトル選択を行うので、音声・雑音判定などに基づいて雑音抑圧部の出力の一方を選択する従来技術のように雑音抑圧部が全周波数成分を一括して切り替えることがなく、スペクトルの大きな変動の発生を抑制し、音声・雑音判定の誤りにより品質劣化を防止し、さらに音声信号区間の雑音成分が支配的な帯域でのミュージカルノイズの発生を抑制することができる。
また、複数の雑音抑圧部を備えた場合、その他の雑音抑圧部では雑音信号区間のミュージカルノイズ発生を容認して、音声信号区間の品質がよい方式を適用できるので、音声信号区間でも高品質な雑音抑圧を実現することができる。
上述した実施の形態1および実施の形態2では、各周波数成分毎に複数の雑音抑圧部4,5が出力した複数の雑音抑圧スペクトル105(105´),106の値を比較し、値が最も大きいものを選択して当該周波数成分の値とした出力スペクトル107を得る構成を示したが、複数の雑音抑圧スペクトルをそれぞれ時間領域信号に戻し、得られた複数の時間領域信号の中で最も大きいものを選択するように構成してもよい。
また、時間領域信号の大小比較に基づき信号選択を行うので、音声・雑音判定などに基づいて雑音抑圧部の出力の一方を選択する従来技術のように雑音抑圧部が全周波数成分を一括して切り替えることがなく、信号の大きな変動の発生を抑制し、音声・雑音判定の誤りによる品質劣化を防止することができる。
Claims (4)
- 雑音が含まれる音声信号の入力スペクトルに対して雑音抑圧処理を行い、得られた雑音抑圧スペクトルを出力する複数の雑音抑圧部と、
各周波数成分毎に、前記複数の雑音抑圧スペクトルの値を比較し、最大値を有する雑音抑圧スペクトルを選択して当該周波数成分のスペクトルとして出力する選択部とを備え、
前記各周波数成分のスペクトルにより過抑圧を抑制することを特徴とする雑音抑圧装置。 - 雑音抑圧部は、第1の雑音抑圧部を有し、
前記第1の雑音抑圧部は、入力スペクトルに対して振幅抑圧ゲインを乗じることにより雑音抑圧スペクトルを生成し、
前記第1の雑音抑圧部の振幅抑圧ゲインは、他の雑音抑圧部の雑音信号区間のおける振幅抑圧ゲインよりも大きいことを特徴とする請求項1記載の雑音抑圧装置。 - 第1の雑音抑圧部は、入力スペクトルおよび過去のフレームから推定された雑音スペクトルに基づき算出される推定SN比が高い場合には振幅抑圧ゲインを大きい値とし、前記推定SN比が低い場合には振幅抑圧ゲインを小さい値とすることを特徴とする請求項2記載の雑音抑圧装置。
- 雑音抑圧部は、第2の雑音抑圧部を有し、
前記第2の雑音抑圧部は、スペクトル減算処理を行う減算部と、スペクトル振幅の抑圧を行う振幅抑圧部とを備えたことを特徴とする請求項2記載の雑音抑圧装置。
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