JPH07168586A - Voice detecting device - Google Patents
Voice detecting deviceInfo
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- JPH07168586A JPH07168586A JP5343675A JP34367593A JPH07168586A JP H07168586 A JPH07168586 A JP H07168586A JP 5343675 A JP5343675 A JP 5343675A JP 34367593 A JP34367593 A JP 34367593A JP H07168586 A JPH07168586 A JP H07168586A
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- digital
- noise
- voice
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- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はアダプティブフィルタを
利用したノイズキャンセル機能部を備える音声検出装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voice detecting apparatus having a noise canceling function section using an adaptive filter.
【0002】[0002]
【従来技術及び課題】一般に、ノイズ環境下における音
声の検出には、ノイズキャンセル機能部を備える音声検
出装置が用いられる。2. Description of the Related Art Generally, a voice detecting device having a noise canceling function is used for detecting voice in a noisy environment.
【0003】図5は従来の音声検出装置50を示す。音
声検出装置50は、音声及びノイズを検出するマイクロ
フォンとアナログ−ディジタル変換処理部を含む第一検
出部51、ノイズを検出するマイクロフォンとアナログ
−ディジタル変換処理部を含む第二検出部52、アダプ
ティブフィルタ(適応フィルタ)53及び減算処理部5
4を備えて構成する。このような音声検出装置50は、
第一検出部51からディジタル第一信号Daを得るとと
もに、第二検出部52からディジタル第二信号Dbを得
る。そして、ディジタル第二信号Dbはアダプティブフ
ィルタ53によりフィルタリングされるとともに、減算
処理部54により、ディジタル第一信号Daからアダプ
ティブフィルタ53の出力信号Dcが減算され、これに
より、減算処理部54の出力にはノイズ成分がキャンセ
ルされた音声成分のみを含む音声信号が得られる。FIG. 5 shows a conventional voice detection device 50. The voice detection device 50 includes a first detection unit 51 including a microphone for detecting voice and noise and an analog-digital conversion processing unit, a second detection unit 52 including a microphone for detecting noise and an analog-digital conversion processing unit, and an adaptive filter. (Adaptive filter) 53 and subtraction processing unit 5
4 is provided and configured. Such a voice detection device 50 is
The first digital signal Da is obtained from the first detector 51, and the second digital signal Db is obtained from the second detector 52. Then, the digital second signal Db is filtered by the adaptive filter 53, and the subtraction processing unit 54 subtracts the output signal Dc of the adaptive filter 53 from the digital first signal Da, whereby the output of the subtraction processing unit 54 is obtained. A voice signal containing only the voice component with the noise component canceled is obtained.
【0004】しかし、このような従来の音声検出装置5
0は、使用環境のノイズレベルが高いとき或いは接続す
るマイクロフォンの特性等によって、マイクロフォンか
ら出力する検出信号のレベルが不安定になることがあ
る。このため、例えば、信号レベルが過大になった場合
には、信号レベルの飽和による歪み等により、音声品質
の低下を招くとともに、他方、信号レベルが過小になっ
た場合には、ノイズを除去する処理性能の低下を招くな
ど、従来の音声検出装置50では音声を聞き取り易くす
るという本来の目的を十分に達成できない問題があっ
た。However, such a conventional voice detecting device 5 is used.
When the noise level is 0, the level of the detection signal output from the microphone may become unstable when the noise level of the usage environment is high or due to the characteristics of the connected microphone. Therefore, for example, when the signal level becomes excessive, distortion due to saturation of the signal level causes deterioration of voice quality, and when the signal level becomes too small, noise is removed. There is a problem that the conventional voice detection device 50 cannot sufficiently achieve the original purpose of making it easier to hear the voice, such as a decrease in processing performance.
【0005】本発明はこのような従来技術に存在する課
題を解決したものであり、音声品質の低下及びノイズを
除去する処理性能の低下を防止し、常に音声を最良の状
態で聞き取ることができる音声検出装置の提供を目的と
する。The present invention solves the problems existing in the prior art as described above, and prevents the deterioration of the voice quality and the processing performance of removing noise, so that the voice can always be heard in the best condition. An object is to provide a voice detection device.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は音声及びノイズ
を検出可能な第一マイクロフォン2と、ノイズを検出可
能な第二マイクロフォン3と、各マイクロフォン2、3
からの検出信号をそれぞれディジタル第一信号Dfとデ
ィジタル第二信号Dsに変換するアナログ−ディジタル
変換処理部4f、4sと、ディジタル第二信号Dsをア
ダプティブフィルタによりフィルタリングし、かつディ
ジタル第一信号Dfからアダプティブフィルタの出力信
号を減算してノイズをキャンセルしたディジタル出力信
号Doを出力するノイズキャンセル機能部5を備えてな
る音声検出装置1を構成するに際して、特に、ノイズキ
ャンセル機能部5の処理内容に基づくタイミング信号S
tに対応して、アナログ−ディジタル変換処理部4f、
4sに入力する入力信号Sif、Sisのレベルが一定
となるように調整する信号レベル調整部7f、7sを設
けたことを特徴とする。According to the present invention, a first microphone 2 capable of detecting voice and noise, a second microphone 3 capable of detecting noise, and each microphone 2, 3 are provided.
The analog-to-digital conversion processing units 4f and 4s for converting the detection signals from the above into the digital first signal Df and the digital second signal Ds respectively, and the digital second signal Ds is filtered by the adaptive filter, and from the digital first signal Df When configuring the voice detection device 1 including the noise canceling function unit 5 that outputs the digital output signal Do in which noise is canceled by subtracting the output signal of the adaptive filter, particularly based on the processing content of the noise canceling function unit 5. Timing signal S
corresponding to t, the analog-digital conversion processing unit 4f,
It is characterized in that signal level adjusting sections 7f and 7s for adjusting the levels of the input signals Sif and Sis input to the 4s to be constant are provided.
【0007】この場合、信号レベル調整部7f、7sは
アダプティブフィルタ8a…がフィルタ係数の変更処理
を実行しない期間に基づくタイミング信号Stに対応し
て調整を行う。また、信号レベル調整部7s(7fも同
じ)は第二マイクロフォン3からの検出信号を増幅する
利得可変増幅器9と、利得可変増幅器9から出力してア
ナログ−ディジタル変換処理部4sに入力する入力信号
Sisのレベルを検出する信号レベル検出部10と、タ
イミング信号Stに対応し、かつ信号レベル検出部10
の検出結果に基づいて入力信号Sisのレベルが一定と
なるように利得可変増幅器9の利得を可変する利得制御
部11を備えて構成できる。さらにまた、利得制御部1
1は予め設定された一定のレベル調整量によって、利得
可変増幅器9の利得を段階的に可変することができる。In this case, the signal level adjusters 7f and 7s make adjustments in response to the timing signal St based on the period during which the adaptive filters 8a ... Do not execute the filter coefficient changing process. The signal level adjusting unit 7s (same for 7f) is a variable gain amplifier 9 that amplifies the detection signal from the second microphone 3 and an input signal that is output from the variable gain amplifier 9 and input to the analog-digital conversion processing unit 4s. A signal level detector 10 for detecting the level of Sis, and a signal level detector 10 corresponding to the timing signal St
The gain control unit 11 can be configured to vary the gain of the variable gain amplifier 9 so that the level of the input signal Sis becomes constant based on the detection result. Furthermore, the gain control unit 1
In No. 1, the gain of the variable gain amplifier 9 can be changed stepwise by a preset constant level adjustment amount.
【0008】なお、信号レベル調整部7f、7sは第一
マイクロフォン2側及び第二マイクロフォン3側の双方
に設けてもよいし、いずれか一方、特に、第二マイクロ
フォン3側のみに設けてもよい。The signal level adjusters 7f and 7s may be provided on both the first microphone 2 side and the second microphone 3 side, or may be provided on either one, especially only on the second microphone 3 side. .
【0009】さらに、音声検出装置1はディジタル第一
信号Df及びディジタル第二信号Dsをそれぞれ複数の
帯域に分割するディジタルフィルタ部12と、各帯域に
応じた複数のノイズキャンセル機能部5a、5b、5c
と、各ノイズキャンセル機能部5a…のディジタル出力
信号Doa、Dob、Docを加算する加算処理部13
を備えて構成することが望ましい。Further, the voice detection device 1 has a digital filter section 12 for dividing the digital first signal Df and the digital second signal Ds into a plurality of bands, and a plurality of noise canceling function sections 5a, 5b corresponding to the respective bands. 5c
, And the addition processing unit 13 for adding the digital output signals Doa, Dob, and Doc of the noise canceling function units 5a ...
It is desirable to configure with.
【0010】[0010]
【作用】本発明に係る音声検出装置1によれば、第一マ
イクロフォン2によりノイズを含む音声が検出されると
ともに、第二マイクロフォン3によりノイズが検出さ
れ、各マイクロフォン2、3からの検出信号はそれぞれ
信号レベル調整部7f、7sに付与される。信号レベル
調整部7f、7sでは、ノイズキャンセル機能部5の処
理内容に基づくタイミング信号Stに対応して、アナロ
グ−ディジタル変換処理部4f、4sに入力する入力信
号Sif、Sisのレベルが一定となるように調整され
る。そして、調整された入力信号Sif、Sisはアナ
ログ−ディジタル変換処理部4f、4sにより、ディジ
タル第一信号Dfとディジタル第二信号Dsにそれぞれ
変換される。According to the voice detection device 1 of the present invention, the first microphone 2 detects the voice including the noise and the second microphone 3 detects the noise, and the detection signals from the respective microphones 2 and 3 are It is given to the signal level adjusting units 7f and 7s, respectively. In the signal level adjusting units 7f and 7s, the levels of the input signals Sif and Sis input to the analog-digital conversion processing units 4f and 4s become constant in correspondence with the timing signal St based on the processing content of the noise canceling function unit 5. Is adjusted. Then, the adjusted input signals Sif and Sis are converted into the digital first signal Df and the digital second signal Ds by the analog-digital conversion processing units 4f and 4s, respectively.
【0011】この際、信号レベル調整部7s(7fも同
じ)において、利得可変増幅器9により、第二マイクロ
フォン3からの検出信号が増幅されるとともに、信号レ
ベル検出部10により、利得可変増幅器9から出力して
アナログ−ディジタル変換処理部4sに入力する入力信
号Sisのレベルが検出される。また、信号レベル検出
部10による検出結果は利得制御部11に付与されるた
め、利得制御部11は当該検出結果に基づいてアナログ
−ディジタル変換処理部4sに入力する入力信号Sis
のレベルが一定となるように、利得可変増幅器9の利得
を可変する。At this time, in the signal level adjusting section 7s (same for 7f), the variable gain amplifier 9 amplifies the detection signal from the second microphone 3, and the signal level detecting section 10 outputs the variable gain amplifier 9 from the variable gain amplifier 9. The level of the input signal Sis that is output and input to the analog-digital conversion processing unit 4s is detected. Further, since the detection result of the signal level detection unit 10 is given to the gain control unit 11, the gain control unit 11 inputs the input signal Sis input to the analog-digital conversion processing unit 4s based on the detection result.
The gain of the variable gain amplifier 9 is changed so that the level of is constant.
【0012】具体的には、第二マイクロフォン3からの
検出信号のレベルが高(低)くなった場合、アナログ−
ディジタル変換処理部4sに入力する入力信号Sisの
レベルも高(低)くなるため、この信号レベルを信号レ
ベル検出部10により検出する。一方、この検出結果は
利得制御部11に付与されるため、利得制御部11は利
得可変増幅器9の利得を低(高)くするように可変制御
する。これにより、利得可変増幅器9から出力する信号
レベルは低(高)くなり、アナログ−ディジタル変換処
理部4sに入力する入力信号Sisのレベルは一定に維
持される。Specifically, when the level of the detection signal from the second microphone 3 becomes high (low), the analog-
Since the level of the input signal Sis input to the digital conversion processing unit 4s also becomes high (low), the signal level detection unit 10 detects this signal level. On the other hand, since this detection result is given to the gain control unit 11, the gain control unit 11 variably controls the gain of the variable gain amplifier 9 to be low (high). As a result, the signal level output from the variable gain amplifier 9 becomes low (high), and the level of the input signal Sis input to the analog-digital conversion processing unit 4s is maintained constant.
【0013】また、信号レベル調整部7s(7fも同
じ)による調整は、付与されるタイミング信号Stに対
応したタイミングによって行われる。このタイミングは
アダプティブフィルタ8a…におけるフィルタ係数の変
更処理が実行されない期間であり、これにより、信号レ
ベルの変化がノイズキャンセル機能部5の処理内容に与
える影響が軽減される。さらにまた、利得制御部11は
予め設定された一定のレベル調整量によって、利得可変
増幅器9の利得を段階的に可変することにより、急激な
レベル変動が防止される。The adjustment by the signal level adjusting unit 7s (7f is also the same) is performed at the timing corresponding to the timing signal St given. This timing is a period during which the filter coefficient changing process in the adaptive filters 8a ... Is not executed, whereby the influence of the change in the signal level on the processing content of the noise canceling function section 5 is reduced. Furthermore, the gain control unit 11 changes the gain of the variable gain amplifier 9 stepwise by a preset constant level adjustment amount, thereby preventing a sudden level change.
【0014】一方、ディジタル第一信号Dfとディジタ
ル第二信号Dsは、ディジタルフィルタ部12により、
それぞれ複数の帯域に分割される。そして、各帯域に応
じた複数のノイズキャンセル機能部5a、5b、5cに
より、それぞれノイズキャンセル処理が行われる。即
ち、一つのノイズキャンセル機能部5a(5b、5cも
同じ)では、ディジタル第二信号Dsaがアダプティブ
フィルタ8aによりフィルタリングされるとともに、デ
ィジタル第一信号Dfaからアダプティブフィルタ8a
の出力信号Dmaが減算される。これにより、各ノイズ
キャンセル機能部5a、5b、5cの出力には帯域別に
ノイズをキャンセルしたディジタル出力信号Doa、D
ob、Docを得る。そして、各ディジタル出力信号D
oa、Dob、Docは加算処理部13により加算され
るとともに、加算処理部13から出力するディジタル出
力信号Doは、例えば、ディジタル−アナログ変換処理
部6によりアナログ信号Aoに変換される。よって、こ
のアナログ信号Aoがノイズのキャンセルされた音声信
号となる。なお、ディジタル録音等を行う場合には加算
処理部13から出力するディジタル出力信号Doを直接
利用する。On the other hand, the digital first signal Df and the digital second signal Ds are processed by the digital filter unit 12.
Each is divided into a plurality of bands. Then, the noise canceling processing is performed by each of the plurality of noise canceling function units 5a, 5b, 5c corresponding to each band. That is, in one noise canceling function section 5a (5b and 5c are the same), the digital second signal Dsa is filtered by the adaptive filter 8a, and at the same time the digital first signal Dfa is changed to the adaptive filter 8a.
Output signal Dma is subtracted. As a result, the noise cancel function units 5a, 5b, and 5c output digital output signals Doa and D with noise canceled for each band.
ob and Doc are obtained. Then, each digital output signal D
oa, Dob, and Doc are added by the addition processing unit 13, and the digital output signal Do output from the addition processing unit 13 is converted into an analog signal Ao by the digital-analog conversion processing unit 6, for example. Therefore, the analog signal Ao becomes a noise-free audio signal. When performing digital recording or the like, the digital output signal Do output from the addition processing unit 13 is directly used.
【0015】[0015]
【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0016】まず、本実施例に係る音声検出装置1の構
成について説明する。First, the configuration of the voice detection device 1 according to this embodiment will be described.
【0017】図1は音声検出装置1のブロック回路を示
し、2は音声及びノイズを検出可能な第一マイクロフォ
ン、3はノイズを検出可能な第二マイクロフォンであ
る。各マイクロフォン2と3は図4に示すように、単一
のケーシング21に一体に設けて構成する。この場合、
各マイクロフォン2と3は指向性を有するマイクロフォ
ンを利用し、各マイクロフォン2と3における受音部2
fと3fはそれぞれ180°反対方向を向けて配する。
なお、各マイクロフォン2と3はそれぞれ別々に配設し
てもよい。FIG. 1 shows a block circuit of a voice detecting device 1, 2 is a first microphone capable of detecting voice and noise, and 3 is a second microphone capable of detecting noise. As shown in FIG. 4, the microphones 2 and 3 are integrally provided in a single casing 21. in this case,
Each of the microphones 2 and 3 uses a directional microphone, and the sound receiving unit 2 of each of the microphones 2 and 3 is used.
f and 3f are arranged so that they face each other by 180 °.
The microphones 2 and 3 may be arranged separately.
【0018】22は第一マイクロフォン2と第二マイク
ロフォン3からの各検出信号における逆相(又は同相)
の信号成分を除去する同音信号成分除去回路である。Reference numeral 22 denotes an opposite phase (or in-phase) in each detection signal from the first microphone 2 and the second microphone 3.
Is a homophonic signal component removing circuit for removing the signal component of.
【0019】7f、7sは同音信号成分除去回路22か
ら出力する第一マイクロフォン2からの検出信号及び第
二マイクロフォン3からの検出信号に対してそれぞれレ
ベル調整を行う信号レベル調整部である。図2は信号レ
ベル調整部7sを具体化して示す。なお、図2おいて、
一方の信号レベル調整部7fは省略してあるが、信号レ
ベル調整部7sと同様に構成できる。同図において、9
は第二マイクロフォン3から付与される検出信号を増幅
する利得可変増幅器、10は利得可変増幅器9から出力
して後述するアナログ−ディジタル変換処理部4sに入
力する入力信号Sisのレベルを検出する信号レベル検
出部、11はタイミング信号Stに対応し、かつ信号レ
ベル検出部10の検出結果に基づいて入力信号Sisの
レベルが一定になるように、利得可変増幅器9の利得を
可変する利得制御部である。この場合、利得制御部11
に付与されるタイミング信号Stはアダプティブフィル
タ8a…におけるフィルタ係数の変更処理が実行されな
い期間に、信号レベル調整部7sによる調整を可能にす
るための信号であり、後述する状態信号発生部26から
付与される。Reference numerals 7f and 7s are signal level adjusting units for adjusting the levels of the detection signal from the first microphone 2 and the detection signal from the second microphone 3 output from the homophonic signal component removing circuit 22, respectively. FIG. 2 shows the signal level adjusting unit 7s in a concrete form. In addition, in FIG.
Although one signal level adjusting unit 7f is omitted, it can be configured similarly to the signal level adjusting unit 7s. In the figure, 9
Is a variable gain amplifier for amplifying the detection signal given from the second microphone 3, and 10 is a signal level for detecting the level of the input signal Sis output from the variable gain amplifier 9 and input to the analog-digital conversion processing unit 4s described later. The detection unit 11 is a gain control unit that responds to the timing signal St and changes the gain of the variable gain amplifier 9 so that the level of the input signal Sis becomes constant based on the detection result of the signal level detection unit 10. . In this case, the gain control unit 11
Is a signal for enabling adjustment by the signal level adjusting unit 7s during the period when the filter coefficient changing process in the adaptive filter 8a ... Is not executed, and is given by the state signal generating unit 26 described later. To be done.
【0020】4f、4sはアナログ−ディジタル変換処
理部であり、信号レベル調整部7f、7s(利得可変増
幅器9…)から入力する入力信号Sif、Sisを、デ
ィジタル第一信号Df、ディジタル第二信号Dsにそれ
ぞれ変換する。Reference numerals 4f and 4s denote analog-to-digital conversion processing units, which are input signals Sif and Sis input from the signal level adjusting units 7f and 7s (gain variable amplifier 9 ...) to a first digital signal Df and a second digital signal. Convert to Ds respectively.
【0021】12はディジタル第一信号Df及びディジ
タル第二信号Dsをそれぞれ複数の帯域に分割するディ
ジタルフィルタ部である。実施例では分割する帯域をそ
れぞれ低域、中域、高域に設定する。したがって、ディ
ジタルフィルタ部12は低域をフィルタリングする同一
特性を有する一対の低域用フィルタ23a、24a、中
域をフィルタリングする同一特性を有する一対の中域用
フィルタ23b、24b、高域をフィルタリングする同
一特性を有する一対の高域用フィルタ23c、24cに
より構成する。この場合、各フィルタ23a…、24a
…は直線位相特性を有するディジタルFIRフィルタを
利用することが望ましく、これにより、各帯域における
位相ずれを防止できる。Reference numeral 12 is a digital filter section for dividing the digital first signal Df and the digital second signal Ds into a plurality of bands. In the embodiment, the divided bands are set to the low band, the middle band, and the high band, respectively. Therefore, the digital filter unit 12 filters a pair of low-pass filters 23a and 24a having the same characteristic for filtering the low band, a pair of mid-band filters 23b and 24b having the same characteristic for filtering the middle band, and a high band. It is composed of a pair of high-pass filters 23c and 24c having the same characteristics. In this case, the filters 23a ..., 24a
It is desirable to use a digital FIR filter having a linear phase characteristic for ..., By this, phase shift in each band can be prevented.
【0022】5はノイズキャンセル機能部であり、各帯
域、即ち、低域、中域、高域に応じた三つのノイズキャ
ンセル機能部5a、5b、5cにより構成する。低域を
処理するノイズキャンセル機能部5aは、低域用フィル
タ24aから得るディジタル第二信号Dsaをフィルタ
リングするアダプティブフィルタ8a、アダプティブフ
ィルタ8aの出力信号Dmaとディジタル第一信号Df
側の低域用フィルタ23aからの出力信号Dfaを減算
処理する減算処理部25aを備えて構成する。他方、中
域、高域を処理するノイズキャンセル機能部5b、5c
も当該ノイズキャンセル機能部5aと同様に構成する。
なお、8b、8cはアダプティブフィルタ、25b、2
5cは減算処理部を示す。また、各アダプティブフィル
タ8a、8b、8cは状態信号発生器26に接続する。Reference numeral 5 denotes a noise canceling function section, which is composed of three noise canceling function sections 5a, 5b and 5c corresponding to respective bands, that is, low band, middle band and high band. The noise canceling function unit 5a for processing the low frequency band includes an adaptive filter 8a for filtering the digital second signal Dsa obtained from the low frequency band filter 24a, an output signal Dma of the adaptive filter 8a and a digital first signal Df.
It is configured by including a subtraction processing unit 25a that performs a subtraction process on the output signal Dfa from the low-pass filter 23a on the side. On the other hand, noise canceling function units 5b and 5c for processing the mid range and high range
Is also configured similarly to the noise canceling function unit 5a.
8b and 8c are adaptive filters, and 25b and 2c.
Reference numeral 5c indicates a subtraction processing unit. Also, each of the adaptive filters 8a, 8b, 8c is connected to the state signal generator 26.
【0023】13は加算処理部であり、各ノイズキャン
セル機能部5a、5b、5cから出力するディジタル出
力信号Doa、Dob、Docを加算する機能を備え
る。6は加算処理部13から出力するディジタル出力信
号Doを、アナログ信号Aoに変換するディジタル−ア
ナログ変換処理部である。An addition processing unit 13 has a function of adding the digital output signals Doa, Dob, Doc output from the noise canceling function units 5a, 5b, 5c. A digital-analog conversion processing unit 6 converts the digital output signal Do output from the addition processing unit 13 into an analog signal Ao.
【0024】次に、本実施例に係る音声検出装置1の動
作について説明する。Next, the operation of the voice detection device 1 according to this embodiment will be described.
【0025】まず、音声非発生時に、各ノイズキャンセ
ル機能部5a、5b、5cに備えるアダプティブフィル
タ8a、8b、8cのフィルタ係数が設定(変更)され
る。この場合、第一マイクロフォン2によりノイズを含
む音声が検出されるとともに、第二マイクロフォン3に
よりノイズが検出される。各マイクロフォン2と3から
の検出信号(アナログ信号)は、同音信号成分除去回路
22に付与され、各検出信号における逆相(又は同相)
の信号成分、例えば、ケーシング21に物等が当たった
衝突音等の信号成分が除去される。そして、同音信号成
分除去回路22から出力する各マイクロフォン2、3か
らの検出信号は、それぞれ信号レベル調整部7f、7s
に付与され、ノイズキャンセル機能部5の処理内容に基
づくタイミング信号Stに対応したタイミングにより一
定となるように調整される。First, when voice is not generated, the filter coefficients of the adaptive filters 8a, 8b, 8c provided in the noise canceling function units 5a, 5b, 5c are set (changed). In this case, the voice including noise is detected by the first microphone 2 and the noise is detected by the second microphone 3. The detection signal (analog signal) from each of the microphones 2 and 3 is given to the same-sound-signal component removing circuit 22, and the opposite phase (or the same phase) in each detection signal is given.
Signal components, for example, signal components such as a collision sound of an object hitting the casing 21 are removed. Then, the detection signals from the microphones 2 and 3 output from the homologous signal component removal circuit 22 are signal level adjusting units 7f and 7s, respectively.
And is adjusted to be constant at the timing corresponding to the timing signal St based on the processing content of the noise canceling function unit 5.
【0026】即ち、信号レベル調整部7s(7fも同
じ)は、利得可変増幅器9により、第二マイクロフォン
3からの検出信号が増幅されるとともに、信号レベル検
出部10により、利得可変増幅器9から出力してアナロ
グ−ディジタル変換処理部4sに入力する入力信号Si
sのレベルが検出される。また、信号レベル検出部10
による検出結果は利得制御部11に付与されるため、利
得制御部11は当該検出結果に基づいてアナログ−ディ
ジタル変換処理部4sに入力する入力信号Sisのレベ
ルが一定となるように、利得可変増幅器9の利得を可変
制御する。That is, in the signal level adjusting unit 7s (same for 7f), the variable gain amplifier 9 amplifies the detection signal from the second microphone 3, and the signal level detecting unit 10 outputs the variable gain amplifier 9 from the variable gain amplifier 9. Input signal Si to be input to the analog-digital conversion processing unit 4s
The level of s is detected. In addition, the signal level detection unit 10
Since the detection result obtained by is given to the gain control unit 11, the gain control unit 11 controls the gain variable amplifier so that the level of the input signal Sis input to the analog-digital conversion processing unit 4s becomes constant based on the detection result. The gain of 9 is variably controlled.
【0027】この場合、図3(a)に示すように、第二
マイクロフォン3からの検出信号Sdsのレベルが高く
なった場合、アナログ−ディジタル変換処理部4sに入
力する入力信号Sisのレベルも高くなるため、この信
号レベルは信号レベル検出部10により検出される。そ
して、この検出結果は利得制御部11に付与され、利得
制御部11は利得可変増幅器9の利得を低くするように
可変制御する。これにより、利得可変増幅器9から出力
する信号レベルは低くなり、アナログ−ディジタル変換
処理部4sに入力する入力信号Sisのレベルは図3
(c)に示すように一定レベル−Lr〜Lrに維持され
る。他方、図3(b)に示すように、第二マイクロフォ
ン3からの検出信号Sdsのレベルが低くなった場合、
アナログ−ディジタル変換処理部4sに入力する入力信
号Sisのレベルも低くなるため、この信号レベルは信
号レベル検出部10により検出される。そして、この検
出結果は利得制御部11に付与され、利得制御部11は
利得可変増幅器9の利得を高くするように可変制御す
る。これにより、利得可変増幅器9から出力する信号レ
ベルは高くなり、アナログ−ディジタル変換処理部4s
に入力する入力信号Sisのレベルは図3(c)に示す
ように一定レベル−Lr〜Lrに維持される。In this case, as shown in FIG. 3A, when the level of the detection signal Sds from the second microphone 3 becomes high, the level of the input signal Sis input to the analog-digital conversion processing section 4s also becomes high. Therefore, this signal level is detected by the signal level detection unit 10. Then, this detection result is given to the gain control unit 11, and the gain control unit 11 variably controls the gain of the variable gain amplifier 9 to be low. As a result, the signal level output from the variable gain amplifier 9 becomes low, and the level of the input signal Sis input to the analog-digital conversion processing unit 4s is as shown in FIG.
As shown in (c), it is maintained at a constant level −Lr to Lr. On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the level of the detection signal Sds from the second microphone 3 becomes low,
Since the level of the input signal Sis input to the analog-digital conversion processing unit 4s also becomes low, this signal level is detected by the signal level detection unit 10. Then, this detection result is given to the gain control section 11, and the gain control section 11 variably controls the gain of the variable gain amplifier 9 so as to be high. As a result, the signal level output from the variable gain amplifier 9 becomes high, and the analog-digital conversion processing unit 4s
The level of the input signal Sis input to is maintained at a constant level −Lr to Lr as shown in FIG.
【0028】また、この際、信号レベル調整部7s(7
fも同じ)による調整は、状態信号発生部26から付与
されるタイミング信号Stに対応したタイミング、即
ち、アダプティブフィルタ8a…におけるフィルタ係数
の変更処理が実行されない期間に行われるように制御さ
れる。これにより、信号レベルの変化がノイズキャンセ
ル機能部5の処理内容に与える影響が軽減される。さら
にまた、利得制御部11は予め設定された一定のレベル
調整量(例えば、0.5dB程度)によって、利得可変
増幅器9の利得を段階的に可変することができる。これ
により、急激なレベル変動が防止される。At this time, the signal level adjusting unit 7s (7
The adjustment by (f is also the same) is controlled so as to be performed at a timing corresponding to the timing signal St given from the state signal generating unit 26, that is, in a period in which the filter coefficient changing process in the adaptive filters 8a ... Is not executed. As a result, the influence of the change in the signal level on the processing content of the noise canceling function unit 5 is reduced. Furthermore, the gain control unit 11 can vary the gain of the variable gain amplifier 9 stepwise by a preset constant level adjustment amount (for example, about 0.5 dB). This prevents a sudden level change.
【0029】一方、信号レベルが調整された入力信号S
if、Sisは、アナログ−ディジタル変換処理部4
f、4sに付与され、ディジタル第一信号Df、ディジ
タル第二信号Dsにそれぞれ変換される。また、ディジ
タル第一信号Dfとディジタル第二信号Dsは、ディジ
タルフィルタ部12により、それぞれ低域、中域、高域
の三帯域に分割される。即ち、低域用フィルタ23a、
24aに付与されたディジタル第一信号Dfとディジタ
ル第二信号Dsから、低域成分のみを含むディジタル第
一信号Dfaとディジタル第二信号Dsaをそれぞれ得
るとともに、中域用フィルタ23b、24bに付与され
たディジタル第一信号Dfとディジタル第二信号Dsか
ら、中域成分のみを含むディジタル第一信号Dfbとデ
ィジタル第二信号Dsbをそれぞれ得、さらに、高域用
フィルタ23c、24cに付与されたディジタル第一信
号Dfとディジタル第二信号Dsから、高域成分のみを
含むディジタル第一信号Dfcとディジタル第二信号D
scをそれぞれ得る。On the other hand, the input signal S whose signal level is adjusted
if and Sis are analog-digital conversion processing units 4
It is added to f and 4s and converted into a digital first signal Df and a digital second signal Ds, respectively. Further, the digital first signal Df and the digital second signal Ds are divided by the digital filter unit 12 into three bands of low band, middle band and high band, respectively. That is, the low-pass filter 23a,
A digital first signal Dfa and a digital second signal Dsa containing only low-frequency components are obtained from the digital first signal Df and the digital second signal Ds provided to 24a, and are provided to the mid-range filters 23b and 24b. From the digital first signal Df and the digital second signal Ds, a digital first signal Dfb and a digital second signal Dsb containing only the mid-range component are obtained, respectively, and further, the digital first signals Dfb to the high-pass filters 23c and 24c are provided. From the first signal Df and the second digital signal Ds, the first digital signal Dfc and the second digital signal Dfc containing only high frequency components
get sc respectively.
【0030】そして、各帯域に応じたノイズキャンセル
機能部5a、5b、5cにより、各アダプティブフィル
タ8a、8b、8cのフィルタ係数がそれぞれ変更され
る。即ち、低域のノイズキャンセル機能部5aでは、デ
ィジタル第二信号Dsaがアダプティブフィルタ8aに
よりフィルタリングされ、さらに、減算処理部25aに
より、ディジタル第一信号Dfaからアダプティブフィ
ルタ8aの出力信号Dmaを減算した差分信号Deaが
求められるとともに、差分信号Deaがゼロとなるよう
に、アダプティブフィルタ8aのフィルタ係数が変更さ
れる。また、この際、アダプティブフィルタ8aには状
態信号発生器26からフィルタ係数を変更するための状
態信号Scが付与される。他方、ノイズキャンセル機能
部5b、5cにおいても、当該ノイズキャンセル機能部
5aと同様にフィルタ係数が変更される。なお、Dm
a、Dmcはアダプティブフィルタ8b、8cの出力信
号、Deb、Decは減算処理部25b、25cから得
る差分信号を示す。Then, the filter coefficients of the adaptive filters 8a, 8b, 8c are changed by the noise canceling function units 5a, 5b, 5c corresponding to the respective bands. That is, in the low-frequency noise cancellation function unit 5a, the digital second signal Dsa is filtered by the adaptive filter 8a, and further, the subtraction processing unit 25a subtracts the output signal Dma of the adaptive filter 8a from the digital first signal Dfa. The signal Dea is obtained, and the filter coefficient of the adaptive filter 8a is changed so that the differential signal Dea becomes zero. At this time, the state signal Sc for changing the filter coefficient is given from the state signal generator 26 to the adaptive filter 8a. On the other hand, also in the noise canceling function units 5b and 5c, the filter coefficient is changed similarly to the noise canceling function unit 5a. In addition, Dm
a and Dmc are output signals of the adaptive filters 8b and 8c, and Deb and Dec are difference signals obtained from the subtraction processing units 25b and 25c.
【0031】一方、実際の音声検出時には、状態信号発
生器26からフィルタ係数を固定するための状態信号S
sが各アダプティブフィルタ8a、8b、8cに付与さ
れる。なお、この場合、状態信号Ssによりフィルタ係
数を固定するが、その他、状態信号Ssによりフィルタ
係数の変更幅(ステップゲイン)を前記状態信号Scに
よる変更幅よりも小さくするようにしてもよい。したが
って、状態信号Sc、Ssによりフィルタ係数の変更方
法を変えることができる。On the other hand, at the time of actual voice detection, the status signal S for fixing the filter coefficient is supplied from the status signal generator 26.
s is given to each adaptive filter 8a, 8b, 8c. In this case, the filter coefficient is fixed by the state signal Ss, but in addition, the change width (step gain) of the filter coefficient may be made smaller than the change width by the state signal Sc by the state signal Ss. Therefore, the changing method of the filter coefficient can be changed by the state signals Sc and Ss.
【0032】そして、各マイクロフォン2と3から同様
に音声及びノイズを拾音することにより、各減算処理部
25a、25b、25cはディジタル第一信号Dfa、
Dfb、Dfcからアダプティブフィルタ8a、8b、
8cの出力信号Dma、Dmb、Dmcを減算し、ノイ
ズがキャンセルされたディジタル出力信号Doa、Do
b、Docを出力する。そして、各ディジタル出力信号
Doa、Dob、Docは加算処理部13により加算さ
れ、ディジタル出力信号Doとして出力するとともに、
このディジタル出力信号Doはディジタル−アナログ変
換処理部6により、アナログ信号Aoに変換され、ノイ
ズのキャンセルされた目的の音声信号を得る。Then, by similarly picking up voice and noise from the microphones 2 and 3, the subtraction processing units 25a, 25b, and 25c receive the digital first signal Dfa,
From Dfb and Dfc to adaptive filters 8a and 8b,
8c output signals Dma, Dmb, Dmc are subtracted to cancel noise-free digital output signals Doa, Do
b and Doc are output. Then, the respective digital output signals Doa, Dob, Doc are added by the addition processing unit 13 and output as the digital output signal Do,
The digital output signal Do is converted into an analog signal Ao by the digital-analog conversion processing unit 6, and a target voice signal with noise canceled is obtained.
【0033】このように、実施例では音声及びノイズを
含むディジタル第一信号及びノイズを含むディジタル第
二信号をそれぞれ複数の帯域に分割して処理するように
したため、ダイナミックレンジの広いノイズを含む場合
であっても、ノイズを十分に除去して高品質の音声を検
出できる利点がある。As described above, in the embodiment, since the first digital signal including the voice and the noise and the second digital signal including the noise are divided into a plurality of bands to be processed, the noise including a wide dynamic range is included. However, there is an advantage that noise can be sufficiently removed and high-quality speech can be detected.
【0034】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、音声とは検出しようとするあらゆる目的の音を
含む概念である。また、必要により、ディジタル−アナ
ログ変換処理部の前段にバンドパスフィルタ(ディジタ
ルFIRフィルタ)を挿入してもよい。一方、信号レベ
ル調整部はノイズを検出するマイクロフォン側のみに設
けてもよい。なお、同音信号成分除去回路は必ずしも設
けることを要しない。さらにまた、「ノイズキャンセル
機能部の処理内容に基づくタイミング信号」として、
「アダプティブフィルタがフィルタ係数の変更処理を実
行しない期間に基づくタイミング信号」を例示したが、
この処理内容に限定されるものではない。例えば、変更
量が小さい状態でフィルタ係数の変更処理を実行する場
合は同時に本発明におけるレベル調整が可能である。ま
た、電源投入直後にフィルタ係数の変更処理とレベル調
整を同時に行ってもよい。その他、細部の構成、手法等
において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更
できる。The embodiment has been described in detail above.
The present invention is not limited to such an embodiment.
For example, voice is a concept including sounds for all purposes to be detected. If necessary, a bandpass filter (digital FIR filter) may be inserted before the digital-analog conversion processing section. On the other hand, the signal level adjusting unit may be provided only on the microphone side that detects noise. It is not always necessary to provide the homologous signal component removing circuit. Furthermore, as a "timing signal based on the processing content of the noise cancellation function unit",
Although the "timing signal based on the period during which the adaptive filter does not execute the process of changing the filter coefficient" is illustrated,
It is not limited to this processing content. For example, when the filter coefficient changing process is executed in a state where the change amount is small, the level adjustment in the present invention can be performed at the same time. Also, the filter coefficient changing process and the level adjustment may be performed simultaneously immediately after the power is turned on. In addition, the detailed configuration, method, and the like can be arbitrarily changed without departing from the scope of the present invention.
【0035】[0035]
【発明の効果】このように、本発明は音声及びノイズを
検出可能な第一マイクロフォンと、ノイズを検出可能な
第二マイクロフォンと、各マイクロフォンからの検出信
号をそれぞれディジタル第一信号とディジタル第二信号
に変換するアナログ−ディジタル変換処理部と、ディジ
タル第二信号をアダプティブフィルタによりフィルタリ
ングし、かつディジタル第一信号からアダプティブフィ
ルタの出力信号を減算してノイズをキャンセルしたディ
ジタル出力信号を出力するノイズキャンセル機能部を備
えてなる音声検出装置において、ノイズキャンセル機能
部の処理内容に基づくタイミング信号に対応して、アナ
ログ−ディジタル変換処理部に入力する入力信号のレベ
ルが一定となるように調整する信号レベル調整部を設け
てなるため、音声品質の低下及びノイズを除去する処理
性能の低下を防止できるとともに、常に音声を最良の状
態で聞き取ることができるという顕著な効果を奏する。As described above, according to the present invention, the first microphone capable of detecting voice and noise, the second microphone capable of detecting noise, and the detection signals from the respective microphones are the digital first signal and the digital second signal, respectively. An analog-to-digital conversion processing unit for converting into a signal, and a noise canceller that filters a digital second signal with an adaptive filter and subtracts the output signal of the adaptive filter from the digital first signal to cancel the noise to output a digital output signal In a voice detection device including a functional unit, a signal level adjusted so that the level of an input signal input to the analog-digital conversion processing unit is constant, corresponding to a timing signal based on the processing content of the noise canceling functional unit. Since the adjustment unit is provided, the voice It is possible to prevent deterioration of the performance of removing reduced and noise quality, always exhibits a remarkable effect that a voice can be heard in the best condition.
【図1】本発明に係る音声検出装置のブロック回路図、FIG. 1 is a block circuit diagram of a voice detection device according to the present invention,
【図2】同音声検出装置における信号レベル調整部のブ
ロック回路図、FIG. 2 is a block circuit diagram of a signal level adjusting unit in the voice detection device,
【図3】同音声検出装置における信号レベル調整部の機
能説明用信号波形図、FIG. 3 is a signal waveform diagram for explaining a function of a signal level adjusting unit in the voice detection device,
【図4】同音声検出装置におけるマイクロフォンの配置
図、FIG. 4 is a layout view of microphones in the voice detection device,
【図5】従来技術に係る音声検出装置のブロック回路
図、FIG. 5 is a block circuit diagram of a voice detection device according to the related art;
1 音声検出装置 2 第一マイクロフォン 3 第二マイクロフォン 4f アナログ−ディジタル変換処理部 4s アナログ−ディジタル変換処理部 5 ノイズキャンセル機能部 5a… ノイズキャンセル機能部 7f 信号レベル調整部 7s 信号レベル調整部 8a… アダプティブフィルタ 9 利得可変増幅器 10 信号レベル検出部 11 利得制御部 12 ディジタルフィルタ部 13 加算処理部 Df ディジタル第一信号 Ds ディジタル第二信号 Do ディジタル出力信号 Doa… ディジタル出力信号 St タイミング信号 Sif 入力信号 Sis 入力信号 1 Voice Detection Device 2 First Microphone 3 Second Microphone 4f Analog-Digital Conversion Processing Unit 4s Analog-Digital Conversion Processing Unit 5 Noise Canceling Function Unit 5a ... Noise Canceling Function Unit 7f Signal Level Adjusting Unit 7s Signal Level Adjusting Unit 8a ... Adaptive Filter 9 Variable gain amplifier 10 Signal level detection unit 11 Gain control unit 12 Digital filter unit 13 Addition processing unit Df Digital first signal Ds Digital second signal Do Digital output signal Doa ... Digital output signal St Timing signal Sif Input signal Sis input signal
Claims (5)
ロフォンと、ノイズを検出可能な第二マイクロフォン
と、各マイクロフォンからの検出信号をそれぞれディジ
タル第一信号とディジタル第二信号に変換するアナログ
−ディジタル変換処理部と、ディジタル第二信号をアダ
プティブフィルタによりフィルタリングし、かつディジ
タル第一信号からアダプティブフィルタの出力信号を減
算してノイズをキャンセルしたディジタル出力信号を出
力するノイズキャンセル機能部を備えてなる音声検出装
置において、ノイズキャンセル機能部の処理内容に基づ
くタイミング信号に対応して、アナログ−ディジタル変
換処理部に入力する入力信号のレベルが一定となるよう
に調整する信号レベル調整部を設けたことを特徴とする
音声検出装置。1. A first microphone capable of detecting voice and noise, a second microphone capable of detecting noise, and an analog-digital converter for converting detection signals from the respective microphones into a digital first signal and a digital second signal, respectively. A voice that includes a conversion processing unit and a noise canceling function unit that filters the digital second signal with an adaptive filter and subtracts the output signal of the adaptive filter from the digital first signal to output a digital output signal with noise canceled. In the detection device, a signal level adjusting unit for adjusting the level of the input signal input to the analog-digital conversion processing unit to be constant is provided in accordance with the timing signal based on the processing content of the noise canceling function unit. Characteristic voice detection device.
タがフィルタ係数の変更処理を実行しない期間に基づく
タイミング信号に対応して調整を行うことを特徴とする
請求項1記載の音声検出装置。2. The voice detecting apparatus according to claim 1, wherein the signal level adjusting unit adjusts in response to a timing signal based on a period during which the adaptive filter does not perform a filter coefficient changing process.
及び(又は)第二マイクロフォンから付与される検出信
号を増幅する利得可変増幅器と、利得可変増幅器から出
力してアナログ−ディジタル変換処理部に入力する入力
信号のレベルを検出する信号レベル検出部と、タイミン
グ信号に対応し、かつ信号レベル検出部の検出結果に基
づいてアナログ−ディジタル変換処理部に入力する入力
信号のレベルが一定となるように利得可変増幅器の利得
を可変する利得制御部を備えることを特徴とする請求項
1又は2記載の音声検出装置。3. A signal level adjusting unit, a variable gain amplifier for amplifying a detection signal applied from the first microphone and / or the second microphone, and an output from the variable gain amplifier for input to an analog-digital conversion processing unit. A signal level detection unit that detects the level of the input signal, and a gain that corresponds to the timing signal and that makes the level of the input signal that is input to the analog-digital conversion processing unit constant based on the detection result of the signal level detection unit. 3. The voice detection device according to claim 1, further comprising a gain control unit that varies the gain of the variable amplifier.
ル調整量によって、利得可変増幅器の利得を段階的に可
変することを特徴とする請求項3記載の音声検出装置。4. The voice detecting apparatus according to claim 3, wherein the gain control section varies the gain of the variable gain amplifier stepwise by a predetermined constant level adjustment amount.
信号をそれぞれ複数の帯域に分割するディジタルフィル
タ部と、各帯域に応じた複数のノイズキャンセル機能部
と、各ノイズキャンセル機能部のディジタル出力信号を
加算する加算処理部を備えることを特徴とする請求項1
記載の音声検出装置。5. A digital filter section for dividing each of the first digital signal and the second digital signal into a plurality of bands, a plurality of noise canceling function sections corresponding to each band, and a digital output signal of each noise canceling function section. The addition processing unit for adding is provided.
The voice detection device described.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34367593A JP3268408B2 (en) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | Voice detection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34367593A JP3268408B2 (en) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | Voice detection device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07168586A true JPH07168586A (en) | 1995-07-04 |
JP3268408B2 JP3268408B2 (en) | 2002-03-25 |
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ID=18363378
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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- 1993-12-15 JP JP34367593A patent/JP3268408B2/en not_active Expired - Fee Related
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