【手続補正書】
【提出日】平成19年5月21日(2007.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】ノイズキャンセラとこのノイズキャンセラを備えた通信装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を一定時間長のフレームに分割すると共に、これらのフレームの信号をそれぞれ複数の周波数帯域に分け、これらの周波数帯域ごとに雑音の抑圧処理を行うノイズキャンセラにおいて、
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手段と、
前記周波数帯域ごとにその帯域パワーと前記雑音パワー推定手段により推定された帯域別雑音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手段と、
この比較手段により、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手段と、
この加算手段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であるか雑音区間であるかを判定する判定手段と
を具備したことを特徴とするノイズキャンセラ。
【請求項２】
入力信号を一定時間長のフレームに分割すると共に、これらのフレームの信号をそれぞれ複数の周波数帯域に分け、これらの周波数帯域ごとに雑音の抑圧処理を行うノイズキャンセラにおいて、
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手段と、
前記周波数帯域ごとにその帯域パワーと前記雑音パワー推定手段により推定された帯域別雑音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手段と、
この比較手段により、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相互に加算する加算手段と、
この加算手段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であるか雑音区間であるかを判定する判定手段と
を具備したことを特徴とするノイズキャンセラ。
【請求項３】
前記加算手段は、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１又は２記載のノイズキャンセラ。
【請求項４】
前記判定手段は、前記加算手段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１又は２記載のノイズキャンセラ。
【請求項５】
送話入力信号を音声符号化部で符号化して送信する通信装置において、
前記送話入力信号を一定時間長のフレームに分割すると共に、これらのフレームの信号をそれぞれ複数の周波数帯域に分け、これらの周波数帯域ごとに雑音の抑圧処理を行うノイズキャンセラを具備し、
前記ノイズキャンセラは、
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手段と、
前記周波数帯域ごとにその帯域パワーと前記雑音パワー推定手段により推定された帯域別雑音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手段と、
この比較手段により、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のち相互に加算する加算手段と、
この加算手段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かの判定を行う判定手段と
を備えたことを特徴とする通信装置。
【請求項６】
送話入力信号を音声符号化部で符号化して送信する通信装置において、
前記送話入力信号を一定時間長のフレームに分割すると共に、これらのフレームの信号をそれぞれ複数の周波数帯域に分け、これらの周波数帯域ごとに雑音の抑圧処理を行うノイズキャンセラを具備し、
前記ノイズキャンセラは、
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手段と、
前記周波数帯域ごとにその帯域パワーと前記雑音パワー推定手段により推定された帯域別雑音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手段と、
この比較手段により、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相互に加算する加算手段と、
この加算手段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かの判定を行う判定手段と
を備えたことを特徴とする通信装置。
【請求項７】
入力信号を一定時間長のフレームに分割すると共に、これらのフレームの信号をそれぞれ複数の周波数帯域に分け、これらの周波数帯域ごとに雑音の抑圧処理を行うノイズキャンセラにおいて、
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手段と、
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渡りパワーの最小値を検出する最小値検出手段と、
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手段により検出された帯域別最小値との差を求め、この差をもとに周波数帯域別の雑音抑圧量を決定する抑圧量決定手段とを具備したことを特徴とするノイズキャンセラ。
【請求項８】
前記入力信号について音声区間と雑音区間との判定を行う手段をさらに具備し、
前記抑圧量決定手段は、音声区間及び雑音区間のうちの少なくとも音声区間において、前記帯域パワーと前記帯域別最小値との差に基づく帯域別の雑音抑圧量決定処理を行うことを特徴とする請求項７記載のノイズキャンセラ。
【請求項９】
前記抑圧量決定手段は、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生成手段をさらに有し、前記周波数帯域ごとに、その帯域パワーと、前記最小値検出手段により検出された帯域別最小値に前記調整値生成手段により生成された帯域共通の調整値を加えた値との差を求め、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７記載のノイズキャンセラ。
【請求項１０】
前記調整値生成手段は、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、一方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９記載のノイズキャンセラ。
【請求項１１】
送話入力信号を音声符号化部で符号化して送信する通信装置において、
前記送話入力信号を一定時間長のフレームに分割すると共に、これらのフレームの信号をそれぞれ複数の周波数帯域に分け、これらの周波数帯域ごとに雑音の抑圧処理を行うノイズキャンセラを具備し、
前記ノイズキャンセラは、
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手段と、
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渡りパワーの最小値を検出する最小値検出手段と、
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手段により検出された帯域別最小値との差を求め、この差をもとに周波数帯域別の雑音抑圧量を決定する抑圧量決定手段とを備えたことを特徴とする通信装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その第１の目的は、突発的な雑音を音声として誤検出しないようにし、これにより音声／雑音区間の判定精度を高めて雑音をより効果的に抑圧することができるノイズキャンセラとこのノイズキャンセラを備えた通信装置を提供することである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また第２の目的は、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し、これにより雑音抑圧による音声歪みの発生を低減したノイズキャンセラとこのノイズキャンセラを備えた通信装置を提供することである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために第１の発明は、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手段と、上記周波数帯域ごとにその帯域パワーと上記雑音パワー推定手段により推定された帯域別雑音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手段と、この比較手段により、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のみ、これらの帯域別差を相互に加算する加算手段と、この加算手段により得られた帯域別差の加算値に基づいて、上記入力信号について音声区間か雑音区間かの判定を行う判定手段とを具備したものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
具体的には、上記加算手段は、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。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、上記判定手段では、加算手段により得られた帯域別差の加算値に基づいて、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も可能である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
したがって第１の発明によれば、帯域の連続性を考慮して音声／雑音判定が行われるので、突発的な雑音を音声として誤検出しないようになり、これにより正確な音声／雑音判定を行うことが可能となる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
上記第２の目的を達成するために第２の発明は、入力信号を一定時間長のフレームに分割するとともに、これらのフレームの信号をそれぞれ複数の周波数帯域に分け、これらの周波数帯域ごとに雑音の抑圧処理を行うノイズキャンセラにおいて、上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手段と、上記帯域パワーおよ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わたりパワーの最小値を検出する最小値検出手段と、上記周波数帯域ごとにその帯域パワーと上記最小値検出手段により検出された帯域別最小値との差を求め、この差をもとに周波数帯域別の雑音抑圧量を決定する抑圧量決定手段とを具備したものである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
具体的には、上記抑圧量決定手段は、音声区間と雑音区間のうちの少なくとも音声区間において、上記帯域パワーと上記帯域別最小値との差に基づく帯域別の雑音抑圧量決定処理を行う。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
したがって第２の発明によれば、周波数帯域ごとにその帯域パワー又は帯域別雑音パワーの最小値が検出され、帯域パワーとこの最小値との差をもとに周波数帯域別の雑音抑圧量が決定される。このため、通話中に例えば自動車が通過して雑音エネルギが一時的に増加しても、雑音抑圧量はあくまでも帯域パワーと上記最小値との差をもとに決定されるため、抑圧量は安定に保持され、この結果常に安定な雑音抑圧処理が可能となる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
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でも、帯域パワーと上記最小値との差をもとに抑圧処理が行われるため、雑音エネルギの影響を受け難くなり、この結果音声のスペクトルに対する干渉は減少されて音声歪みの発生は防止される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
またこの発明は、上記抑圧量決定手段において、フレームごとに異なる帯域共通の調整値を生成し、上記周波数帯域ごとに、その帯域パワーと、最小値検出手段により検出された帯域別最小値に上記帯域共通の調整値を加えた値との差を求め、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も特徴とする。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
具体的には、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、一方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。  
このようにすることで、音声区間及び雑音区間の各々についてより一層適切な雑音抑圧量を決定することが可能となる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
【発明の効果】
以上詳述したように第１の発明によれば、周波数帯域ごとにその帯域パワーと上記雑音パワー推定手段により推定された帯域別雑音パワーとの差を求めて、これらの帯域別差を所定のしきい値と比較し、周波数順に配列された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のみこれらの帯域別差の総和を求め、この帯域別差の重み付け加算値に基づいて音声区間か雑音区間かを判定するようにしたことによって、突発的な雑音を音声として誤検出しないようにでき、これにより音声／雑音区間の判定精度を高めて雑音をより効果的に抑圧することが可能なノイズキャンセラとこのノイズキャンセラを備えた通信装置を提供することができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
また第２の発明によれば、周波数帯域ごとにその帯域パワー又は帯域別雑音パワーの最小値を検出し、帯域パワーとこの最小値との差をもとに周波数帯域別の雑音抑圧量を決定するようにしたことによって、通話中に自動車の通過等によって雑音エネルギが一時的に増加しても、抑圧量を安定に保持することができ、これにより雑音抑圧による音声歪みの発生を低減することが可能なノイズキャンセラとこのノイズキャンセラを備えた通信装置を提供することができる。