JP2002169599A - ノイズ抑制方法及び電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好なノイズ抑制の可能なノイズ抑制方法を
提供することを目的とする。 【解決手段】 入力音声信号を定められた時間単位のフ
レームに分割し、この分割されたフレームを所定の周波
数帯域に分割し、この分割された帯域ごとに雑音の抑圧
処理を行うノイズ抑制方法において、帯域別ゲイン決定
ステップでは、決定対象のフレームが音声フレームであ
ると判定された場合の帯域別ゲイン値が、決定対象のフ
レームが雑音フレームであると判定された場合の帯域別
ゲイン値より小さい値を取り得るように帯域別ゲイン値
の設定が行われることを特徴とするノイズ抑制方法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話などの音
声符号化を採用した電子機器におけるノイズ抑制方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話など音声通信を行う機器では、
ＣＥＬＰ(Code Excited Linear Prediction)方式などの
音声符号化方式が用いられている。

【０００３】このような機器を背景雑音の大きい環境下
で使用すると、この背景雑音が取り込まれて符号化され
音声の明瞭感が低下してしまう。そのため、背景雑音を
除去もしくは抑制して音声のみの信号に近づけて音声符
号化を行う技術（ノイズキャンセラ）が研究されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特許２９９５７３７号
公報には、入力信号を所定期間のフレームに分割し、フ
レーム毎に雑音／音声を判断し、雑音フレームと判断さ
れた場合には帯域別のゲイン値を最小に設定し、音声フ
レームと判断された場合にはそれを超えるゲイン値を設
定し、ノイズ抑圧を行う方式が開示されている。

【０００５】この方式を採用することでノイズを抑圧し
た音声信号を得ることができるが未だ聴覚的には不十分
なものであった。すなわちフレームごとに音声／雑音を
判断してノイズ抑制を行っているが、音声フレーム内で
も音声成分が含まれる帯域と含まれない帯域とが存在
し、音声フレーム内での音声成分を含まない帯域のノイ
ズ抑制が不十分であるためと考えられる。

【０００６】本発明はこの問題を考慮してなされたもの
であり、良好なノイズ低減を行うことができるノイズ抑
圧方法の提供を目的とする。

【０００７】すなわち、音声フレーム中のノイズ抑圧方
式を改良し、全体として良好なノイズ低減を可能とした
ノイズ抑制方法の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、雑音抑圧を
行う際の帯域別のゲイン値を音声フレームと雑音フレー
ムとで区別して決定するだけではなく、雑音フレームの
帯域別最小ゲイン値よりも音声フレームの帯域別最小ゲ
イン値の方が小さくなるように設定することで、ノイズ
抑圧後の音声信号の聴感が改善されることを見出した。

【０００９】音声フレームと判断されたフレームでも全
ての帯域に音声成分が含まれているとは限らない。本発
明者らはこの点に着目し、音声フレームと判断されたフ
レーム内の音声成分が含まれない（若しくは音声成分が
少ない）と推定される帯域に関しては、雑音フレームの
帯域別ゲイン値より小さいゲインを設定し、音声フレー
ム内での音声成分の含まれる帯域を際立たせることで良
好な聴感が得られることを見出したのである。

【００１０】すなわち本発明は、入力信号を定められた
時間単位のフレームに分割し、この分割されたフレーム
を所定の周波数帯域に分割し、この分割された帯域ごと
に雑音の抑圧処理を行うノイズ抑制方法において：前記
フレームが雑音フレームであるか音声フレームであるか
の判定を行う音声フレーム判定ステップと；前記音声フ
レーム判定ステップの結果に基づき各フレームの帯域別
ゲイン値を設定する帯域別ゲイン決定ステップと；前記
帯域ゲイン決定ステップにより決定された帯域別ゲイン
値を用いて帯域毎に雑音抑圧を行った後にフレームを再
構成して雑音抑制された出力信号を生成する信号生成ス
テップとを具備し、前記帯域別ゲイン決定ステップで
は、決定対象のフレームが音声フレームであると判定さ
れた場合の帯域別ゲイン値が、決定対象のフレームが雑
音フレームであると判定された場合の帯域別ゲイン値よ
り小さい値を取り得るように帯域別ゲイン値の設定が行
われることを特徴とするノイズ抑制方法である。

【００１１】すなわち、決定対象フレームが音声フレー
ムであると判定されたフレーム内の音声成分が含まれな
いと推定された帯域の帯域別ゲイン値を、決定対象のフ
レームが雑音フレームであると判定された場合の帯域別
ゲイン値より小さい値を取るように帯域別ゲイン値の設
定を行うことにより、音声フレーム内の音声成分を含む
帯域をより際立たせることができ、結果として聴感の良
好なノイズ抑圧された出力信号を得ることができる。

【００１２】なお、雑音フレームにおいては、各帯域に
関し一定値のゲイン値を設定する様にしても良いし、帯
域別パワーと雑音パワーとの差に基づいて変化するよう
に設定してもよい。

【００１３】また、音声フレームに関しては帯域別パワ
ーと雑音パワーの差に基づく指標が大きくなるにつれ帯
域別ゲイン値が大きくなるように設定し、この指標が所
定値以下の場合は一定値とする設定も可能である。連続
的に減少する関数を採用することも構わない。

【００１４】本発明にかかるノイズ抑制方法において
は、前述の帯域別ゲインを決定する前段階として、雑音
パワーの推定値の更新を行う段階がある。この雑音推定
値は、所定の条件で更新され、例えば特表平１０−５１
３０３０号に開示されたノイズ抑圧方法に開示された更
新方法を採用することができる。

【００１５】この更新方法は、各フレームの個々の帯域
ごとのＳＮＲ（信号エネルギ／雑音エネルギの対数値）
に重み付けを行ったものの合計であるボイスメトリック
を用いるものであり、個々の帯域ごとの偏差（信号エネ
ルギの対数値−過去の信号エネルギの平均値の対数値）
の絶対値をとったものの合計であるスペクトル偏差を用
いて雑音推定値を更新する技術であり、このスペクトル
偏差がしきい値を一定時間（例えば１秒間）下回った場
合は推定雑音値が更新される。

【００１６】また、スペクトル偏差の値をそのまま判定
に用いるのではなく、過去フレームとの間で、帯域パワ
ーと雑音パワーとの差の偏差合計をその平均値で正規化
し、この正規化値をもとに雑音区間の判定を行うこと
で、上記方法に比べフレーム間の変動の大きい雑音を雑
音として認識することができる方法を採用することもで
きる。

【００１７】すなわち、帯域別パワーと帯域別雑音パワ
ー推定値との差に所定の重み付けを行った帯域別有意値
(suby)の現フレームと前フレームとの差を合計した値(s
um)を、その平均値(sum＿average)で正規化した比率(r)
をもとに現フレームが雑音フレームであるか否かの判定
を行う方法である。

【００１８】このように過去フレームとの帯域別有意値
(suby)の偏差を利用し、この偏差合計値の平均値で偏差
を正規化した値を判定根拠に用いることでフレーム毎の
ばらつきを緩和することができるので、安定した雑音フ
レーム判定を行うことができる。従ってフレーム間のば
らつきが大きい雑音に対しても雑音としての認識を良好
に行うことができる。

【００１９】より詳細に説明すると、送信入力信号を定
められた時間単位のフレームに分割するフレーム分割ス
テップと；各々のフレームについて複数の周波数帯域に
分割する周波数帯域分割ステップと；各々の周波数帯域
について帯域別パワー(channel＿power)を算定する帯域
別パワー算定ステップと；各々の周波数帯域について帯
域別雑音パワー推定値(noise＿power)と前記帯域別パワ
ー(chennel＿power)との差(tmp)を算定し、この差(tmp)
に所定の重み付けを行って得た帯域別有意値(suby)を所
定の条件にて加算した有意値(y)を算定する有意値算定
ステップと；現フレームと前のフレームとの間で、各々
の周波数帯域について帯域別有意値(suby)の差の絶対値
和(sum)をとる帯域別有意値和算定ステップと；前記絶
対値和(sum)の平均値(sum＿average)を算定し、前記絶
対値和(sum)をこの絶対値和の平均値(sum＿average)で
正規化した比率(r)を算定する有意値正規化ステップ
と；を有する。

【００２０】雑音パワー推定値の更新は以下の２種類の
ステップを有する。

【００２１】すなわち、前記有意値(y)が所定のしきい
値を下回った場合に現フレームを雑音フレームと判断
し、前記帯域別雑音パワー推定値(noise＿power)を更新
する第1の雑音パワー推定値更新ステップと；前記比率
(r)が所定のしきい値を所定の期間連続して下回った際
に現フレームを雑音フレームと判断し、前記帯域別雑音
パワー推定値(noise＿power)の更新を行う第2の雑音パ
ワー推定値更新ステップとである。

【００２２】上記第1の雑音パワー推定値更新ステップ
は、良好に雑音推定が行われて有意値判定により雑音フ
レームであると判定される場合であり、第2の雑音パワ
ー推定値更新ステップは、有意値がフレーム間でばらつ
いたりして有意値では良好な雑音フレーム判定ができな
い場合でも強制更新を可能とするものである。

【００２３】なお正規化に用いる平均値は、前記絶対値
和(sum)のリーク積分を用いての推定値を使用すること
ができる。また、前記絶対値和(sum)の標準偏差のリー
ク積分を用いて得られた前記平均値(sum＿average)の推
定値を用いることも可能である。

【００２４】なお、前述の帯域別のゲイン設定に際して
は、音声フレームの場合と雑音フレームの場合とで異な
る関数を用いてその帯域別ゲイン値を決定することにな
るが、ゲイン値決定の変数は基本的には帯域別パワーと
帯域別ノイズパワーとの差（対数では差：ＳＮＲ）をも
とに算出される。すなわち音声フレームでＳＮＲが大き
い帯域は音声成分を含んでいる帯域と推定されるので、
その帯域のゲイン値は大きく設定され、ＳＮＲが小さい
帯域は音声成分を含んでいないと推定され、そのゲイン
値は小さく設定される。

【００２５】ところで、雑音（Background Noise）は一
般に定常と仮定されるが、屋外では変動する場合があ
る。特に、自動車が通り過ぎるときに発生する雑音のエ
ネルギは自動車の接近とともに大きくなる。この状態で
送話音声が入力されると、音声と雑音とのエネルギ差が
小さいため、抑圧後の音声を歪ませることがある。ま
た、雑音のスペクトル形状と音声のスペクトル形状が似
ている場合も、雑音エネルギをもとに抑圧を行うと音声
のスペクトルに干渉しやすくなるため、抑圧後の音声に
歪みが発生する。雑音エネルギが変動した場合でもその
影響を排除して安定な雑音抑圧処理を行えるように、Ｓ
ＮＲを基本としながら、ゲイン値決定の変数を調整する
ことでそのような影響を抑えることも可能である。

【００２６】このような調整は、前記帯域別ゲイン値の
決定に際し、前記周波数帯域ごとに信号のパワーを求
め、この帯域パワーをもとに帯域別の雑音パワーを推定
する雑音パワー推定ステップと；前記帯域パワー及び帯
域別雑音パワーのうちの少なくとも一方について、複数
のフレーム期間に亘りパワーの最小値を検出する最小値
検出ステップと；前記周波数帯域ごとにその帯域パワー
と前記最小値検出ステップにより検出された帯域別最小
値との差を求める帯域別最小値決定ステップから求めら
れた差をもとに周波数帯域別の雑音抑圧量を決定するこ
とにより行うことができる。

【００２７】さらに、フレームごとに異なる帯域共通の
調整値を生成する調整値を用い、前記周波数帯域ごと
に、前記帯域別最小値と前記調整値を加えた値とその帯
域パワーとの差を求め、この差をもとに周波数帯域別の
雑音抑圧量を決定することにより行うこともできる。

【００２８】この調整値は、雑音区間においては、前記
帯域別最小値間の平均値と前記帯域別雑音パワー間の平
均値との差に基づいて帯域共通の調整値を決定し；音声
区間においては、１フレームにおける複数の帯域パワー
の中の最小値と複数の帯域別最小値の中の最大値との差
に基づいて帯域共通の調整値を決定することで得ること
ができる。

【００２９】なお、音声フレームと雑音フレームとの判
定には：周波数帯域ごとに信号のパワーを求め、この帯
域パワーをもとに帯域別の雑音パワーを推定する雑音パ
ワー推定ステップと；前記周波数帯域ごとに帯域別雑音
パワーと帯域パワーとの差を求め、これらの帯域別差を
所定のしきい値と比較する比較ステップと；周波数順に
配列された前記各帯域別差のうち隣接する複数の帯域の
帯域別差がしきい値を超えると判定された場合に、これ
らの帯域別差を所定の重み付けを行った上で相互に加算
する加算ステップと；この加算ステップにより得られた
帯域別差の加算値に基づいて、前記入力信号について音
声区間か雑音区間であるかを判定する判定ステップとか
らなる判定方法を採用することができる。

【００３０】この加算ステップでは、各帯域別差に対
し、周波数が高くなるに従い重みが小さくなるような重
み付けを行うことができ、前記判定ステップでは、前記
加算値に基づいて、前記入力信号について音声区間か、
雑音区間か或いは両区間の中間領域である過渡区間かを
判定することが可能である。

【００３１】この様な本発明は、ＡＣＥＬＰ，ＥＶＲ
Ｃ，ＥＦＲ，ＡＭＲなどの各種音声符号化方式を用いた
ディジタル音声符号化方法を採用する携帯電話など電子
機器に適応できる。すなわち、音声信号入力部（マイク
などの直接入力手段，電子ファイルなどからの信号送出
でも構わない）と、音声符号化部とを有する電子機器に
おいて、音声信号入力部の音声信号を受け、上述のノイ
ズ抑制方法によりノイズ抑制された信号を音声符号化部
へ供給するノイズ抑制部とを具備した電子機器である。

【００３２】なおノイズ抑制部は、例えば音声符号化な
どと同様にＤＳＰ内の信号処理により実行することが可
能である。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明のノイズ抑制方法は、デジ
タル方式の音声入力を扱う機器一般に利用することがで
きる。一例として携帯電話の場合を説明する。

【００３４】図１は本発明のノイズ抑制方法を搭載した
ディジタル携帯電話装置の回路ブロック図である。

【００３５】同図において、図示しない基地局から無線
チャネルを介して送られてきた無線搬送波信号は、アン
テナ１で受信されたの後アンテナ共用器（ＤＵＰ）２を
介して受信回路（ＲＸ）３に入力され、周波数シンセサ
イザ（ＳＹＮ）４から出力される受信局部発信信号とミ
キシングされて中間波信号に周波数変換される。この受
信中間波信号は、図示しないＡ／Ｄ変換器においてサン
プリングされた後、ディジタル復調器（ＤＥＭ）６に入
力される。

【００３６】ディジタル復調器６は、ディジタル受信中
間波信号に対するフレーム同期およびビット同期を確立
した上で、ディジタル復調処理を行う。この復調処理に
より得られたベースバンドのディジタル復調信号は、時
分割多元接続回路（ＴＤＭＡ）８に入力され、ここで各
伝送フレームごとに自己宛のタイムスロットが分離抽出
される。なお、上記ディジタル復調器６において得られ
たフレーム同期及びビット同期に関する情報は制御回路
１８に入力される。

【００３７】ＴＤＭＡ回路８から出力されたディジタル
復調信号は、続いて誤り訂正符号複合回路（ＣＨ−ＣＯ
Ｄ）９に入力され、誤り訂正復号処理が施される。訂正
復号されたディジタル復調信号は、音声複合器（ＤＥ
Ｃ）１０に入力され音声復号処理され、ディジタル受話
信号が再生される。このディジタル受話信号は、Ｄ／Ａ
変換器１１でアナログ受話信号に戻された後、図示しな
い音声増幅器を介してスピーカ１２に供給され、拡声出
力される。

【００３８】一方、話者の送話音声は、マイクロホン１
３で集音され電器信号に変換された後、Ａ／Ｄ変換器１
４に入力され、所定のサンプリング周期でサンプリング
されてディジタル送話信号に変換される。このディジタ
ル送話信号は、後述のノイズキャンセラ１７に通された
後、音声符号化回路（ＣＯＤ）１６に入力され音声符号
化される。

【００３９】音声符号化回路１６から出力された符号化
音声データは制御回路１８から出力された制御信号とと
もに誤り訂正符号復号回路（ＣＨ−ＣＯＤ）９に入力さ
れ、誤り訂正符号化される。誤り訂正符号化されたディ
ジタル送信信号はＴＤＭＡ回路８に入力される。このＴ
ＤＭＡ回路８では、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）方式に
対応した伝送フレームが生成され、この伝送フレーム中
の自装置に割り当、てられたタイムスロットに上記ディ
ジタル送信信号を挿入するための処理が行われる。ＴＤ
ＭＡ回路８から出力されたディジタル送信信号はディジ
タル変調器（ＭＯＤ）７に入力される。

【００４０】ディジタル変調器７ではディジタル送信信
号によりディジタル変調された送信中間波信号が発生さ
れ、図示しないＤ／Ａ変換器によりアナログ信号に変換
された後、送信回路（ＴＸ）５に入力される。

【００４１】送信回路５では、変調された送信中間波信
号が周波数シンセサイザ４から出力された送信局部発信
信号とミキシングされ、通話チャネルに対応する無線搬
送波周波数に変換される。無線変調波信号は、送信電力
増幅器において制御回路１８から制御信号ＴＣＳにより
指示された所定の送信電力レベルに制御された後、アン
テナ共用器２を介してアンテナ１から図示しない基地局
へ向けて送信される。

【００４２】操作パネル部１９には、発信キー，終了キ
ー，ダイヤルキー，及び各種機能キーを有するキー入力
部と、液晶表示素子（ＬＣＤ）や発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）を有する表示部とが配設されている。

【００４３】ノイズキャンセラ１７は例えばＤＳＰ（Di
gital Signal Processor）により実現されるものであ
り、その処理プログラムはノイズキャンセラ内のメモリ
または制御回路１８に付属するメモリに格納されてい
る。図２はこの処理プログラムにより実現される機能構
成を示すブロック図である。

【００４４】Ａ／Ｄ変換器１４から出力されたディジタ
ル音声信号は、まずフレーム分割部２１に入力される。
フレーム分割部は、例えば１２８サンプルに整えられた
フレームを出力する（フレーム分割ステップ）。このと
きディジタル送話信号を例えば８０サンプルのフレーム
に分割した後、ウインドウがけを行うことによりフレー
ム端をオーバーラップさせても構わない。このディジタ
ル送話信号フレームを高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）２
２に入力する。

【００４５】ＦＦＴ２２は、入力されたディジタル送話
信号フレームに対し高速フーリエ変換処理を行い、低域
から高域まで順に１６帯域（ｋ＝０，１，２，・・・１
５）に周波数分割された変換係数を得る。この変換係数
は各帯域において同じである必要はない。この帯域分割
された変換係数を、帯域パワー計算部２６に出力する
（周波数帯域分割ステップ）。 ＜帯域パワー計算＞帯域パワー計算部２６は、各帯域ご
とにエネルギ（変換係数の二乗平均値）を求めて対数を
とり、帯域パワーchanel＿power(m,k)、［mはフレーム
番号，ｋは帯域番号（０〜１５）］を出力する（帯域別
パワー算定ステップ）。この帯域パワーは有意値計算部
２７に出力される。 ＜有意値計算＞有意値計算部２７では、後述する雑音リ
ーク積分値更新部３２から出力される雑音リーク積分値
noise＿power(m,k)と、上記帯域パワーchanel＿power
(m,k)との差tmpをもとめ、帯域別の差tmpを所定のしき
い値と比較する。周波数順に配列された上記帯域別の差
tmpの内、隣接する複数の帯域の帯域別差tmpがしきい値
を超えると判定された場合に、これらの帯域別差tmpに
所定の重み付けを行った上で相互に加算する。この重み
付け後の値suby(m,k)の条件付き総和（隣接する複数の
帯域の帯域別差tmpがしきい値を超えると判定された場
合）を有意値ｙとして出力する（有意値算定ステッ
プ）。

【００４６】また有意値ｙの平均値（y＿average：リー
ク積分による推定値で代用でき、例えば下記の式にて計
算）も出力する。

【００４７】ｙ(m)：有意値、suby(m,k)の条件付き総和 y＿average(m)=y#average(m-1)×0.9＋y(m)×0.1 図３は有意値計算部２７の処理手順を示すフローチャー
トである。有意値ｙを出力するフローを図３に基づいて
説明する。

【００４８】ステップ３ａでフレーム番号ｍ＝０にリセ
ット／初期値設定した後、ステップ３ｂでグループ番号
ｍをインクリメントするとともに有意値ｙ，帯域番号ｋ
及び連続数flag（しきい値を超える帯域別差tmpの連続
数フラグ）を“０”に初期設定する。

【００４９】次にステップ３ｃで帯域ｋ＝０について、
帯域パワーと雑音リーク積分値との差tmpと、この帯域
別差tmpに対して重み付けを行った値suby(m,k)とを下記
のように計算する。

【００５０】 tmp＝chanel＿power(m,k)−noise＿power(m,k) sub＿y(m,k)＝｛200−(k−1)²｝／100×（tmp−1） ただし、｛200−(k−1)²｝は重み付け係数である。この
場合、帯域の周波数が高くなるにつれ小さくなるように
設定されているが、適宜変更可能である。

【００５１】帯域ｋ＝０における帯域別差tmpが算出さ
れると、有意値計算部２７はステップ３ｄで帯域別差tm
pをしきい値（例えば１）と比較する。しきい値を超え
ていると音声である可能性があると判断してステップ３
ｅ，ステップ３ｇを経てステップ３ｉに移行し、連続数
flgを１に設定する。ついでステップ３ｋで帯域番号kを
インクリメントしてｋ＝１とした後、ステップｃに戻っ
て帯域ｋ＝１についても同様の処理を実行する。

【００５２】ここで帯域ｋ＝１においても帯域ｋ＝０に
引き続いて帯域別差tmpがしきい値を超えたとする。連
続数flgは既に１なのでステップ３ｅからステップ３ｆ
に移行して、ここで y＝y＋suby(m,k−1) なる演算を実行する。そして連続数flgを２に設定し、
ステップ３ｇを経てステップ３ｈに移行して、下記演算
を実行する。

【００５３】y＝y＋suby(m,k) ついでステップ３ｋで帯域番号ｋを更にインクリメント
しｋ＝２として、ステップ３ｃに戻り、帯域ｋ＝２につ
いての処理を実行する。

【００５４】以降同様に、隣接する帯域の帯域別差tmp
が連続してしきい値を超える毎に、その帯域のsuby(m,
k)が一つ前の帯域までに得られた有意値ｙに順次加算さ
れ、帯域別差tmpの重み付け加算値ｙが求められる。

【００５５】なお、いずれかの帯域ｋ＝ｉにおいて、帯
域別差tmpがしきい値以下になると、有意値計算部２７
はステップ３ｄからステップ３ｊに移行し、連続数flg
を０にリセットする。

【００５６】こうして１フレームを構成する１６個の全
ての帯域（ｋ＝０〜１５）について処理が完了すると、
有意値計算部２７は、ステップ３ｍからステップ３ｎに
移行し、有意値ｙと、帯域ごとに算出した重み付け後の
帯域別差suby(m,k)（k＝0〜15）を夫々出力する。

【００５７】このようにして各フレーム毎に有意値ｙが
求められ、音声フレームであるか雑音フレームであるか
の判定に供される。

【００５８】また有意値計算部２７では雑音パワー強制
更新を判定する有意区間のカウントをも行う。この処理
を図４のフローチャートに基づいて説明する。

【００５９】まず有意値ｙ(m)の平均値y＿average(m)を
求める。

【００６０】ステップ４ａでフレーム番号ｍ＝０，sum
＿average(0)=0.1，y＿average(0)=10，counter(0)＝０
に初期値設定した後、ステップ４ｂでグループ番号ｍを
インクリメントするとともに有意値ｙ，sub(m,k)を入力
する。

【００６１】ついでステップ４ｃで有意値ｙの平均値を
算出する。平均値はメモリ容量，計算量などの関係から
適宜期間を設定することができるが（例えば０．１〜
０．３秒くらいの平均をとれば十分であるので、過去２
０フレーム分を加算して平均を求めるなど）、一般的に
はリーク積分を用い下記のように推定算出する。平均値
の求め方はリーク積分以外の手法を用いても良いことは
言うまでもない。

【００６２】 y＿average(m)=y＿average(m-1)×0.9＋y(m)×0.1 次にステップ４ｄでsub(m,k)とsub(m-1,k)との差の絶対
値和sumを求め（帯域別有意値和算定ステップ）、更に
ステップ４ｅにて、絶対和sumの平均値sum＿averageで
割り、比率ｒを算出する（有意値正規化ステップ）。

【００６３】sum(m)／sum＿average（ｍ−1） この値を直接ｒとしても良いが、特異的な値を除去する
ため、r(m−1)に決められた減衰率（例えば０．９９）
を乗じた値との大きさを比べ、大きい方をｒ（ｍ）とし
て採用する。

【００６４】この比率ｒは有意値区間算定のカウンタ加
算の判定基準となるものであり、例えば上限は８に設定
される。従って、ステップ４ｆでｒ（ｍ）が８を超えて
いると判定されるとステップ４ｇでｒ（ｍ）＝８に設定
し直される。

【００６５】ついでステップ４ｈでsum＿averageが更新
される。この平均値もメモリ容量，計算量などの関係か
ら適宜期間を設定することができるが（例えば０．１〜
０．３秒くらいの平均をとれば十分であるので、過去２
０フレーム分を加算して平均を求めるなど）、一般的に
はリーク積分を用い下記のように推定算出することがで
きる。平均値の求め方はリーク積分以外の手法を用いて
も良いことは言うまでもない。

【００６６】sum＿average(m)＝sum＿average(m−1)×
0.9＋sum(y)×0.1 なおsum＿averageは標準偏差の推定値を用いても良い。
その場合も下記式のリーク積分を用いて推定値を得るこ
とができ、この値で代用する。

【００６７】sum＿average(m)＝sqrt(sum＿average(m−
1)²×0.9＋sum(m)²×0.1) 続いて有意区間のカウンタcounter(m)を算出する。

【００６８】ｙ＞１０かつcounter(m)＜１００かつr(m)
≦ＴＨＲのとき、counter(m)に１が加算される。この条
件を満たさない場合はcounter(m)=0にリセットされる。

【００６９】ＴＨＲは固定値でも構わないし、y＿avera
geによって変化させることも可能である。本実施形態で
は、下記の式で変化するＴＨＲを採用している。

【００７０】 ＴＨＲ＝1.7＋（y＿average−40）／200 ただし 1.7≦ＴＨＲ≦2.0 y＿average＞100 ＴＨＲ＝2.0 y＿average≦ 40 ＴＨＲ＝1.7 40≦y＿average≦100 ＴＨＲ＝1.7＋（y＿average−40）／200 従ってステップ４ｉでy＿average(m)が１００を超える
と判定された場合はステップ４ｊにてＴＨＲ＝２．０に
設定され、ステップ４ｋでy＿average(m)が４０を超え
ると判定された場合はステップ４ｌでＴＨＲが上記式の
可変値に設定される。その他の場合はステップ４ｍにて
ＴＨＲ＝１．７に設定される。

【００７１】ステップ４ｎで有意値ｙが１０を超えてい
ると判定され、ステップ４ｏでカウンタcounterが１０
０未満と判定され、ステップ４ｐで比率ｒがＴＨＲ以下
と判定された場合は、ステップ４ｑでカウンタcounter
が加算され、それ以外の場合はステップ４ｒにてカウン
タcounterは０にリセットされる。

【００７２】同様にステップ４ｎで有意値ｙが１０以下
と判定された場合はステップ４ｓでカウンタcounter(m)
は０にリセットされ、ステップ４ｏでcounterが１００
以上（すなわち１００）の場合はステップ４ｔでcounte
r(m)＝counter(m−1)に据え置かれる。

【００７３】以上の処理で各フレームｍに対して、coun
ter(m)とy＿average(m)が出力されることになる（ステ
ップ４ｕ）。 ＜更新判定＞これらの出力（counter(m),suby(m,k),y
(m),y＿average(m)）を受け更新判定部３１で帯域別雑
音パワー値noise＿power(m,k)の更新の有無を判定し、
雑音リーク積分値更新部３２で帯域別雑音パワー値を更
新する。

【００７４】有意値ｙは通常の音声の場合は２０〜３０
程度であり雑音推定が良好に実施されている場合はｙ＜
１５程度となる。従ってｙ＜１５のときには例えば下記
の式により実施する（第１の雑音パワー推定値更新ステ
ップ）。 noise＿power(m＋1,k)＝noise＿power(m,k)×0.9＋chan
nel＿power(m,k)×0.1 ｋ＝０，１，・・・，１５ またＩＳ１２７［米国規格の可変レート音声符号化方
式："Enhanced VariableRate Codec, Speech Service O
ption 3 for Wideband Spread Spectrum Digital Syste
ms" (TIA IS127)］に規定されているような通常の雑音
パワー更新を行ってもよい。

【００７５】何らかの理由でｙが正確に計算されない場
合は、上記カウンタ値(counter)をもとに強制更新が実
施される（第２の雑音パワー推定値更新ステップ）。た
とえば、counter(m)≧１００かつy＜y＿average(m)＋５
のときに、上記式に従って更新する。

【００７６】続いて帯域別ゲイン決定部３３において帯
域別のゲインを決定する。このとき有意値計算部におい
て算出された有意値(y)，帯域別有意値(suby)などを参
照して、各帯域毎に設定される。 ＜音声重み計算＞上記有意値計算部にからの出力である
有意値ｙを受け、音声重み計算部では雑音抑圧ゲインの
決定に用いる音声重みｓｐの計算が行われる。音声重み
ｓｐは、１フレーム中に音声が含まれる度合いを０≦ｓ
ｐ≦６の範囲で表す数値であり、ｓｐ＝０は雑音区間、
sp＝６は音声区間を表す。なおこの数値，段階区切りな
どは適宜設定可能である。

【００７７】図５は、この音声重み計算部２８における
音声重みｓｐの計算手順とその処理内容を示すフローチ
ャートである。

【００７８】先ずステップ５ａでフレーム番号ｍを０に
リセットしたのち、ステップ５ｂでグループ番号ｍをイ
ンクリメントする。次に、ステップ５ｃで上記重み付け
加算値ｙを任意のしきい値「１３」と比較し、ｙ＜１３
であれば雑音フレームと判断してステップ５ｄに移行
し、ここで音声重みｓｐ（ｍ）を ｓｐ（ｍ）＝ｓｐ（ｍ−１）−０．５ に設定する。後述の如くｓｐ（ｍ）は最終ステップで ｓｐ（ｍ）＝ＭＡＸ（ｓｐ（ｍ），０）） と最小値が０となるように設定されるので、雑音フレー
ムが連続すればｓｐ（ｍ）は０に収束する。

【００７９】一方、ｙ≧１３だった場合には、音声若し
くは過渡期のフレームであり、ステップ５ｅに移行して
仮の音声重みｚ ｚ＝（ｙ−１３）×１．５＋１ を計算する。

【００８０】まず、ステップ５ｆにおいて ｓｐ（ｍ−１）≦０．５ を判定する。すなわち、１フレーム前の音声重みｓｐ
（ｍ−１）が０．５以下と十分小さいかどうかを判断
し、雑音フレームだったかどうかを判定する。

【００８１】１フレーム前のフレームが雑音フレームと
判断されていた場合、すなわちｓｐ（ｍ−１）が０．５
以下の場合はステップ５ｇに移行し、ここで現フレーム
の音声重みｓｐ（ｍ）を上記仮の音声重みｚに設定す
る。

【００８２】このケースは、雑音から音声への切り替わ
りの時点であり、語頭が切れないように、雑音を抑制し
て音声をはっきりたち上げる必要がある。従って音声重
みとして大きい値を取るように設定されることになる。

【００８３】これに対し、１フレーム前の音声重みｓｐ
（ｍ−１）が雑音フレームではなかった場合（ｓｐ（ｍ
−１）＞０．５）には、ステップ５ｈに移行して、 ｚ＞ｓｐ（ｍ−１）＋０．５ を判定する。ｚが（ｓｐ（ｍ−１）＋０．５）より大で
あればステップ５ｉで現フレームの音声重みｓｐ（ｍ）
を（ｓｐ（ｍ−１）＋０．５）に設定する。

【００８４】このケースは、音声フレームの過渡期と判
断されている時点であり、連続性を重視し、前フレーム
からｚの上昇を０．５に抑えていることになる。

【００８５】一方、ｚが（ｓｐ（ｍ−１）＋０．５）以
下であればステップ５ｊに移行し、 ｚ＜ｓｐ（ｍ−１）−０．５ を判定し、ｚが（ｓｐ（ｍ−１）−０．５）より小であ
ればステップ５ｋで現フレームの音声重みｓｐ（ｍ）を
（ｓｐ（ｍ−１）−０．５）に設定する。

【００８６】このケースは、やはり音声フレームの過渡
期と判断されている時点であり、連続性を重視し、前フ
レームからｚの下降を０．５に抑えていることになる。

【００８７】また、ｚが（ｓｐ（ｍ−１）−０．５）以
下であればステップ５ｍに移行して現フレームの音声重
みｓｐ（ｍ）＝ｚに設定する。

【００８８】以上のステップを経て、ｓｐ（ｍ）＝ｚ，
ｓｐ（ｍ−１）±０．５の３種類の値のいずれかに設定
され、最終的に ｓｐ（ｍ）＝ＭＩＮ（ｓｐ（ｍ），６） ｓｐ（ｍ）＝ＭＡＸ（ｓｐ（ｍ），０） により、ｓｐ（ｍ）＝０〜６の値が決定される。

【００８９】すなわち上記ステップ５ｆからステップ５
ｍにおいて、現フレームで算出した仮の音声重みｚが、
１つ前のフレームで設定した音声重みｓｐ（ｍ−１）を
考慮して補正され、ステップ５ｎでｓｐ（ｍ）として出
力され、ステップ５ｂに戻り全てのｍに対してｓｐ
（ｍ）が求められる。

【００９０】このように求めた音声重みｓｐ（ｍ）を使
用することで、フレーム間の連続性を考慮した音声／雑
音／過渡域の調整を行うことができる。

【００９１】上記音声重み計算部２８により求められた
音声重みｓｐ（ｍ）は、雑音最小値推定部２９及び帯域
別ゲイン決定部３３に入力される。 ＜雑音最小値推定＞雑音最小値推定部２９は、上記音声
重みｓｐがｓｐ＝０となる１００フレームの期間ごと
に、各帯域における雑音のリーク積分値noise＿power
(m,k)の最小値を調べる。そして、この最小値を次の１
００フレームの期間において、雑音最小値noise＿min
(m,k)として使用する。またそれと共に、各帯域の雑音
最小値の帯域間平均値min＿allを求める。

【００９２】図６及び図７は、この雑音最小値推定部２
９において実行される最小値推定処理の手順と内容を示
すフローチャートである。

【００９３】同図において、雑音最小値推定部２９は先
ずステップ６ａで、フレーム番号ｍをｍ＝０にリセット
すると共に、フレームカウンタの値をｆｃ＝９６に、雑
音最小値をnoise＿min(k)＝３６に、帯域をk ＝０，・
・・,１５にそれぞれ初期設定する。

【００９４】さらに noise＿min＿h(k)＝MAX(noise＿power(m,2k)，noise＿p
ower(m,2k+1))，ｋ＝０，・・・，７ 雑音最小値の帯域間平均min＿allをnoise＿min＿h(n)：
ｎ＝０，１，・・・，７の値の合計値の平均値である min＿all＝Σ noise＿min＿h(n)/8 ｎ＝０〜７ にそれぞれ初期設定する。

【００９５】すなわち、隣接する帯域で大きいノイズパ
ワーを有する値をとり、その平均値をmin＿allと設定す
る。

【００９６】次に雑音最小値推定部２９は、ステップ６
ｂでフレーム番号ｍをインクリメントしたのち、ステッ
プ６ｃで上記音声重みがｓｐ＝０であるか否か、つまり
雑音フレームであるか否かを判定する。

【００９７】そして、雑音フレームであれば、ステップ
６ｂに戻ってフレーム番号ｍをインクリメントし、上記
ステップ６ｃによる雑音フレームの判定を行う。ｓｐ＝
０ではないと判定された場合、すなわち、音声フレーム
又は過渡域フレームが検出されると、雑音最小値推定部
２９はステップ６ｄに移行してここでフレームカウンタ
ｆｃをインクリメントすると共に、帯域ｋ＝０を選択す
る。

【００９８】そして、ステップ６ｅで ｘ＝MAX(noise＿power(m,2k)，noise＿power(m,2k+1)) に設定したのち、ステップ６ｆに移行して noise＿min＿h(k)＞ｘ であるか否か判定する。

【００９９】Noise＿min＿h(k)＞ｘであればステップ６
ｇに移行してここで雑音最小値をnoise＿min＿h(k)＝ｘ
に設定する。そして、ステップ６ｈに移行する。

【０１００】これに対しnoise＿min＿h(k)≦ｘであれ
ば、そのままステップ６ｈに移行して次の帯域ｋ＝１を
選択し、帯域ｋ＝８に達するまでは上記ステップ６ｅ〜
ステップ６ｇによる雑音最小値noise＿min＿h(k)の設定
処理を繰り返す。

【０１０１】そして、帯域ｋ＝８に達すると、雑音最小
値推定部２９はステップ６ｊでフレームカウンタｆｃが
１００に達したか否かを判定する。そして、１００フレ
ームに達するまではステップ６ｂに戻って次のフレーム
を選択し、この選択したフレームについて上記ステップ
６ｃ〜ステップ６ｉによる処理を繰り返す。

【０１０２】一方、上記１００フレームに対する処理を
終了すると、雑音最小値推定部２９はステップ７ａに移
行し、ここで雑音最小値の帯域間平均(min＿all)をnois
e＿min＿h(n)：ｎ＝０，１，・・・，７の値の合計値の
平均値として下記のように算出する。

【０１０３】 min＿all＝Σ noise＿min＿h(n)/8 ｎ＝０〜７ またそれと共に、noise＿min(0)及びnoise＿min(1)をそ
れぞれ noise＿min(0)＝noise＿min＿h(0) noise＿min(1)＝0.75×noise＿min＿h(0)＋0.25×noise
＿min＿h(1) とすると共に、帯域をｋ＝１とする。

【０１０４】さらに雑音最小値推定部２９は、ステップ
７ｂに移行してここで、先に帯域ｋ＝０〜７について求
めた８個の雑音最小値をもとに、残りの帯域ｋ＝８〜１
５について雑音最小値を noise＿min(2k)＝0.75×noise＿min＿h(k)＋0.25×nois
e＿min＿h(k-1) noise＿min(2k+1)＝0.75×noise＿min＿h(k)＋0.25×no
ise＿min＿h(k+1) のように算出する。

【０１０５】そして、以上の演算が終了すると、雑音最
小値推定部２９はステップ７ｄからステップ７ｅに移行
し、ここで noise＿min(14)＝0.75×noise＿min＿h(7)＋0.25×nois
e＿min＿h(6) noise＿min(15)＝noise＿min＿h(7) を算出する。

【０１０６】すなわち、雑音最小値推定部２９は、上記
ステップ７ａ〜ステップ７ｅにおいて８個のmin＿allを
もとに１６個のmin＿allを補間している。

【０１０７】そうして１６個のmin＿allを算出すると、
雑音最小値推定部２９はステップ７ｆにおいて、フレー
ムカウンタｆｃを０にリセットすると共に、雑音最小値
をnoise＿min＿h(k)=36に、また帯域をｋ＝０，・・
・，７に設定し直す。

【０１０８】そして、ステップ７ｇにおいて、先に算出
した雑音最小値の帯域間平均値min＿all、及び雑音最小
値noise＿min(m,k)，ｋ＝０，・・・，１５を出力し、
ステップ６ｂに戻って次のフレーム（ｍ＝ｍ＋１）につ
いて同様の雑音最小値及びその帯域間平均値の算出処理
を繰り返す。 ＜帯域別ゲイン決定＞帯域別ゲイン決定部３３は、前記
帯域パワー計算部２６から出力された帯域パワーchanne
l＿power(m,k)、雑音リーク積分値更新部３２から出力
された雑音パワーnoise＿power(m,k)、音声重み計算部
２８から出力された音声重みsp(m,k)、及び雑音最小値
推定部２９から出力された雑音最小値noise＿min(m,k)
をもとに、帯域別ゲインgain(m,k)を決定する。

【０１０９】先ず雑音リーク積分値noise＿power(m,k)
の帯域平均値noise＿allを、noise＿power(m,k)：ｋ＝
０，１，・・・，１５ の値の合計値の平均値として noise＿all= Σ noise＿power(m,k)/16 ｋ＝０〜１５ により求める。

【０１１０】続いて、帯域パワーchannel＿power(m,k)
の帯域最低値min＿band、及び雑音最小値noise＿min(m,
k)の帯域最大値max＿bandをそれぞれ、 min＿band＝ＭＩＮ（channel＿power(m,k),ｋ＝２，・
・・，１１） max＿band＝ＭＡＸ（noise＿power(m,k)，ｋ＝０，・・
・，１５） により求める。

【０１１１】次に、帯域共通の調整値ｍｄを md＝（noise＿all−min＿all）×（１−sp/6）＋（min
＿band−max＿band）×sp/6 により決定する。この式によると、 sp=0すなわち雑音区間のとき、md=noise＿all−min＿al
l sp=6すなわち音声区間のとき、md=min＿band−max＿ban
d となり、過渡域はこれらの中間の値をとることがわか
る。

【０１１２】雑音フレームの場合、及び音声フレームの
場合の周波数対パワー特性の一例を、それぞれ図８及び
図９に示す。

【０１１３】雑音フレームでは、図８に示すように、帯
域パワーは雑音最小値に近くなる。雑音最小値に調整値
を加えた値は、雑音最小値のスペクトル特性はそのまま
で平均値が雑音パワーの平均値noise＿allに変更された
ものとなる。

【０１１４】これに対し音声フレームの場合には、図９
に示すように、雑音最小値に調整値を加えた値は、最小
値のスペクトル特性はそのままで帯域の最大値が帯域パ
ワーの最低値と一致するよう調整されることになる。

【０１１５】帯域別ゲインgain(m,k)は、帯域パワーcha
nnel＿power(m,k)と、雑音最小値noise＿min(m,k)と、
調整値とから次のように決定される。

【０１１６】まず、 tmp=channel＿power(m,k)−noise＿min(m,k)−md−1.62
5 と設定する。

【０１１７】次いで、音声重みｓｐによりgain(m,k)（g
ain(m,K)≦0）決定の方式を変更する。 （１）ｓｐ＞０、すなわち、音声若しくは過渡フレーム
のとき、 gain(m,k)＝｛sqrt（1.4＋（0.7×tmp）²）＋0.7×tmp
−10｝×２ （２）ｓｐ＝０、すなわち、雑音フレームのとき、 gain(m,k)＝[sqrt（1.4＋(0.03125×tmp)²）＋0.03125
×tmp−10]×２ これをｋ＝，・・・，１５についてそれぞれ独立に求め
る。

【０１１８】このｇａｉｎを決定する関数形は適宜設定
可能である。ｔｍｐの値の小さい領域で音声フレームの
方が雑音フレームより下回っていればよい。

【０１１９】そして、以上のように求められた帯域別ゲ
インgain(m,k)は、乗算器２３において帯域ごとに変換
係数に乗算され、これによりノイズキャンセルがなされ
る。

【０１２０】図１０にｔｍｐ−ｇａｉｎの関係をグラフ
として示す。実線で示したのが音声フレーム（ｓｐ＞
０）の場合であり、点線が雑音フレーム（ｓｐ＝０）の
場合である。

【０１２１】ｔｍｐが０を下回った場合には音声フレー
ムのゲインの方が雑音フレームのゲインを下回ってい
る。これはｔｍｐが帯域のＳＮＲからｍｄと定数（上記
例では１．６２５）を差引いたものと考えることができ
るため、調整値ｍｄの変動分はあるものの、帯域のＳＮ
Ｒが小さい場合には、音声区間の方が雑音区間より小さ
いゲイン値を採ることになる。

【０１２２】これは音声区間における小さいＳＮＲを示
す帯域（これは音声成分を含まないと推定できる帯域で
ある）を積極的に抑圧（小ゲイン値）することで、音声
フレーム中の音声成分を含む帯域を際立たせる結果とな
る。この効果は雑音フレームの帯域ゲイン値より小さく
設定することで達成される。

【０１２３】このようなゲイン値設定は上記双曲線的な
関数に限らず種々の設定で行うことが可能である。

【０１２４】たとえば図１１に示すように、音声フレー
ム及び過渡フレームのときには、 ｇａｉｎ（ｍ，ｋ）＝−２０ ｔｍｐ＜０ ｔｍｐ×２−２０ ０≦ｔｍｐ≦１０ ０ ｔｍｐ＞１０ 雑音フレームのときには、 ｇａｉｎ（ｍ，ｋ）＝−１８ のように設定することも可能である。

【０１２５】このノイズキャンセルされた各帯域ごとの
変換係数は、ＩＦＦＴ２４において逆高速フーリエ変換
されて時間軸上の信号フレームに戻されたのち、フレー
ム合成部２５においてフレーム合成されて音声符号化回
路１６に供給される。

【０１２６】以上述べたようにこの実施形態によれば、
音声フレームと判断されたフレームでも、音声成分が含
まれないと判断された帯域については、雑音フレームと
判断されたフレームの帯域別ゲインより小さいゲインが
設定されているので、音声フレームにおける音声成分
（帯域）が強調されることになり、結果として聴覚的に
良好なノイズ抑制出力信号を得ることができる。

【０１２７】また、雑音最小値推定回路２９において各
帯域の雑音パワーの最小値を求め、この雑音最小値のス
ペクトル形状を帯域別ゲイン決定部３３による帯域別ゲ
インの決定に用いるようにしているため、例えば自動車
の通過時のような雑音スペクトルの短期的な変化に影響
されず、音声スペクトルを歪ませにくいノイズキャンセ
ル処理を実現することができる。

【０１２８】また、各フレームの有意値ｙが大きく（通
常は音声と判断される）が前フレームとの帯域別差の差
分の変化が小さい（ただし平均値で正規化したもので判
断）フレームが連続した場合（例えば１００フレーム）
は雑音フレームと判断し、雑音パワー推定値を強制更新
する。この強制更新の判定の際には、スペクトル偏差の
平均値で正規化した値をもって連続区間をカウントして
いるため、スペクトル偏差がフレーム間でばらつくよう
な雑音の場合でも実質的に連続区間としてカウントする
ことができる。従って、良好な雑音フレーム判定がなさ
れないような有意値の変動があっても強制更新がかかる
ことにより良好な雑音パワー推定値の更新が可能とな
り、もって良好なノイズ抑制が行われることになる。

【０１２９】上記実施形態ではＴＤＭＡ方式の携帯電話
を例にとって説明したが、ＣＤＭＡ方式（符号分割多重
方式）でも同様であり、ＴＤＭＡ部分がＣＤＭＡに変更
されそれに伴う信号処理が変るだけである。マイクロホ
ンと音声符号化回路との間で処理されるノイズキャンセ
ルの機能には変りはなく、どのような方式のディジタル
電話にでも応用することができる。

【０１３０】また電話などの通信機器に限らず、音声処
理を用いる電子機器（録音機器，携帯電子端末など）で
ればどのような機器にも使用することができる。

【０１３１】なお、図１に示す各ブロックは機能説明を
行うために便宜上区分して記載したものであり、各ブロ
ックが個別の素子である必要はなく、１個またはそれ以
上の機能、たとえばＣＰＵ，ＤＳＰ，モデム，音声符号
化回路など、をまとめて１チップのＬＳＩとしても良い
ことは言うまでもない。

【０１３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、音
声フレーム内の雑音成分の抑圧が十分に行うことができ
る。従って、得られた出力信号は聴覚的にすぐれたもの
となり、例えば携帯電話などの音声入力部に用いれば高
音質の音声信号を供給することができ産業上寄与すると
ころ大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明のノイズ抑制方法を搭載したデ
ィジタル携帯電話装置の回路ブロック図。

【図２】 図２は本発明の実施形態のノイズキャンセラ
により実現される機能構成を示すブロック図。

【図３】 図３は本発明の実施形態の有意値計算部の処
理手順を示すフローチャート。

【図４】 図４は本発明の実施形態の雑音パワー強制更
新を判定する有意区間のカウントの処理手順を示すフロ
ーチャート。

【図５】 図５は本発明の実施携帯の音声重みｓｐの処
理手順を示すフローチャート。

【図６】 図６は本発明の実施形態のの雑音最小値推定
部の処理手順を示すフローチャート。

【図７】 図７は本発明の実施形態のの雑音最小値推定
部の処理手順を示すフローチャート。

【図８】 図８は雑音フレームの場合の周波数対パワー
特性の一例を示す図。

【図９】 図９は音声フレームの場合の周波数対パワー
特性の一例を示す図。

【図１０】 図１０は本発明の実施形態のｔｍｐ−ｇａ
ｉｎの関係図。

【図１１】 図１１は本発明の実施形態のｔｍｐ−ｇａ
ｉｎの関係図。

【符号の説明】

１７・・・ノイズキャンセラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｊ 3/18 Ｇ１０Ｌ 7/04 Ｇ Ｈ０４Ｍ 1/00 9/18 Ｍ Ｆターム(参考） 5D045 DA20 5J064 AA05 BA01 BB07 BB08 BB12 BC02 BC05 BC06 BC07 BC17 BC18 BC21 BC29 BD02 5K027 AA11 DD12 DD18 5K028 AA04 AA12 BB04 EE07 HH01 PP03 5K052 AA01 BB02 BB21 CC06 DD01 EE11 EE31 FF12

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力音声信号を定められた時間単位のフレ
   ームに分割し、この分割されたフレームを所定の周波数
   帯域に分割し、この分割された帯域ごとに雑音の抑圧処
   理を行うノイズ抑制方法において：前記フレームが雑音
   フレームであるか音声フレームであるかの判定を行う音
   声フレーム判定ステップと；前記音声フレーム判定ステ
   ップの結果に基づき各フレームの帯域別ゲイン値を設定
   する帯域別ゲイン決定ステップと；前記帯域ゲイン決定
   ステップにより決定された帯域別ゲイン値を用いて帯域
   毎に雑音抑圧を行った後にフレームを再構成して雑音抑
   制された出力信号を生成する信号生成ステップとを具備
   し、 前記帯域別ゲイン決定ステップでは、決定対象のフレー
   ムが音声フレームであると判定された場合の帯域別ゲイ
   ン値が、決定対象のフレームが雑音フレームであると判
   定された場合の帯域別ゲイン値より小さい値を取り得る
   ように帯域別ゲイン値の設定が行われることを特徴とす
   るノイズ抑制方法。
2. 【請求項２】前記帯域別ゲイン決定ステップでは、決定
   対象フレームが音声フレームであると判定されたフレー
   ム内の音声成分が含まれないと推定された帯域の帯域別
   ゲイン値を、決定対象のフレームが雑音フレームである
   と判定された場合の帯域別ゲイン値より小さい値を取る
   ように帯域別ゲイン値の設定が行われることを特徴とす
   る請求項１記載のノイズ抑制方法。
3. 【請求項３】帯域毎の信号パワーと雑音パワーとの差に
   基づいて帯域別ゲイン値が決定され、この差に基づく判
   定値が所定値を下回った場合の帯域別ゲイン値が、対象
   フレームが音声フレームと判断された場合の方が、雑音
   フレームと判断された場合よりも小さい値に設定される
   ことを特徴とする請求項１記載のノイズ抑制方法。
4. 【請求項４】前記音声フレーム判定ステップにおいて
   は、対象フレームの帯域別パワーと帯域別雑音パワー推
   定値との差に所定の重み付けを行った帯域別有意値(sub
   y) を所定の条件にて加算した有意値(y)をもとに現フレ
   ームが雑音フレームであるか否かの判定を行うことを特
   徴とする請求項１乃至３記載のノイズ抑制方法。
5. 【請求項５】入力音声信号を定められた時間単位のフレ
   ームに分割し、この分割されたフレームを所定の周波数
   帯域に分割し、この分割された帯域ごとに雑音の抑圧処
   理を行うノイズ抑制方法において：入力信号を定められ
   た時間単位のフレームに分割するフレーム分割ステップ
   と；各々のフレームについて複数の周波数帯域に分割す
   る周波数帯域分割ステップと；各々の周波数帯域につい
   て帯域別パワー(channel＿power)を算定する帯域別パワ
   ー算定ステップと；各々の周波数帯域について帯域別雑
   音パワー推定値(noise＿power)と前記帯域別パワー(che
   nnel＿power)との差(tmp)を算定し、この差(tmp)に所定
   の重み付けを行って得た帯域別有意値(suby)を所定の条
   件にて加算した有意値(y)を算定する有意値算定ステッ
   プと；現フレームと前のフレームとの間で、各々の周波
   数帯域について帯域別有意値(suby)の差の絶対値和(su
   m)をとる帯域別有意値和算定ステップと；前記絶対値和
   (sum)の平均値(sum＿average)を算定し、前記絶対値和
   (sum)をこの絶対値和の平均値(sum＿average)で正規化
   した比率(r)を算定する有意値正規化ステップと；前記
   有意値(y)が所定のしきい値を下回った場合に現フレー
   ムを雑音フレームと判断し、前記帯域別雑音パワー推定
   値(noise＿power)を更新する第１の雑音パワー推定値更
   新ステップと、前記比率(r)が所定のしきい値を所定の
   期間連続して下回った際に現フレームを雑音フレームと
   判断し、前記帯域別雑音パワー推定値(noise＿power)の
   更新を行う第２の雑音パワー推定値更新ステップとを備
   えた雑音パワー推定値更新ステップと；対象フレームが
   音声フレームであると判断された場合の帯域別ゲイン値
   が、対象のフレームが雑音フレームであると判断された
   場合の帯域別ゲイン値より小さい値を取り得るように帯
   域別ゲイン値の設定を行う帯域別ゲイン決定ステップと
   を有することを特徴とするノイズ抑制方法。
6. 【請求項６】前記帯域別ゲイン値の決定に際し：前記周
   波数帯域ごとに信号のパワーを求め、この帯域パワーを
   もとに帯域別の雑音パワーを推定する雑音パワー推定ス
   テップと；前記帯域パワー及び帯域別雑音パワーのうち
   の少なくとも一方について、複数のフレーム期間に亘り
   パワーの最小値を検出する最小値検出ステップと；前記
   周波数帯域ごとにその帯域パワーと前記最小値検出ステ
   ップにより検出された帯域別最小値との差を求める帯域
   別最小値決定ステップから求められた差をもとに周波数
   帯域別の雑音抑圧量を決定することを特徴とする請求項
   １乃至５記載のノイズ抑制方法。
7. 【請求項７】前記雑音抑圧量は、フレームごとに異なる
   帯域共通の調整値を生成する調整値を用い、前記周波数
   帯域ごとに、前記帯域別最小値と前記調整値を加えた値
   とその帯域パワーとの差を求め、この差をもとに周波数
   帯域別の雑音抑圧量を決定することを特徴とする請求項
   １乃至６記載のノイズ抑制方法。
8. 【請求項８】前記調整値は：雑音区間においては、前記
   帯域別最小値間の平均値と前記帯域別雑音パワー間の平
   均値との差に基づいて帯域共通の調整値を決定し；音声
   区間においては、１フレームにおける複数の帯域パワー
   の中の最小値と複数の帯域別最小値の中の最大値との差
   に基づいて帯域共通の調整値を決定することを特徴とす
   る請求項７記載のノイズ抑制方法。
9. 【請求項９】音声フレームと雑音フレームの判定を：前
   記周波数帯域ごとに信号のパワーを求め、この帯域パワ
   ーをもとに帯域別の雑音パワーを推定する雑音パワー推
   定ステップと；前記周波数帯域ごとに帯域別雑音パワー
   と帯域パワーとの差を求め、これらの帯域別差を所定の
   しきい値と比較する比較ステップと；周波数順に配列さ
   れた前記各帯域別差のうち隣接する複数の帯域の帯域別
   差がしきい値を超えると判定された場合に、これらの帯
   域別差を所定の重み付けを行った上で相互に加算する加
   算ステップと；この加算ステップにより得られた帯域別
   差の加算値に基づいて、前記入力信号について音声区間
   か雑音区間であるかを判定する判定ステップとからなる
   判定方法により決定することを特徴とする請求項１乃至
   ８記載のノイズ抑制方法。
10. 【請求項１０】前記加算ステップでは、各帯域別差に対
    し、周波数が高くなるに従い重みが小さくなるような重
    み付けを行うことを特徴とする請求項９記載のノイズ抑
    制方法。
11. 【請求項１１】前記判定ステップでは、前記加算値に基
    づいて、前記入力信号について音声区間か、雑音区間か
    或いは両区間の中間領域である過渡区間かを判定するこ
    とを特徴とする請求項９乃至１０記載のノイズ抑制方
    法。
12. 【請求項１２】音声信号入力部と、音声符号化部とを有
    する電子機器において、 音声信号入力部の音声信号を受け、請求項１乃至１１記
    載のノイズ抑制方法によりノイズ抑制された信号を音声
    符号化部へ供給するノイズ抑制部とを具備したことを特
    徴とする電子機器。