JPH03500347A - 改良されたノイズ抑圧システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 改良されたノイズ抑圧システム 関連出願の引用 本出願は、この出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第４，６２８．５２９号 を参照として含む。更に、本出願（ま、これもまたこの出願と同じ譲受人に譲渡 された米国特許第４，６３０，３０４号および米国特許第４．６３０゜３０５号 に関連する主題を含む。

背景技術 発明の分野 本発明は、一般的に音響ノイズの抑圧システムに関する。

本発明は、更に詳しくは、スペクトル・サブトラクション・ノイズ抑圧技術（ｓ ｐｅｃｔｒａｌ　５ｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ　ｎｏｉｓｅ　５ｕｐｐｒｅｓ−ｓｉ ｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を使用したノイズ抑圧システムにおける通話品質の 改善に関する。

従来技術の説明 音声通信システムにあける音響ノイズの抑圧は、一般的に、所望の音声信号から 周囲のバックグランド・ノイズを濾波することによって所望の音声信号の品質全 体を改善させる目的に役立つ。この音声品質改良処理は、航空機、走行中の車両 、または騒音の大きな工場などの周囲のバックグランド・ノイズ・レベルが異常 に高い環境では特に必要である。

上述した特許で述ぺている騒音抑圧技術は、スペクトル・サブトラクションーー またはスペクトル・ゲイン修正−−技術である。このようなアプローチを使用し た場合、音声入力信号は、バンドパス・フィルタのバンクによって個々のスペク トル・バンクに分割され、特定のスペクトル・バンドは、それらのノイズのエネ ルギの内容にしたがって減衰される。スペクトル・サブトラクション・ノイズ抑 圧プレ（前置）フィルタは、バックグランド・ノイズのパワー・スペクトル密度 の推定（ｅｓｔｉｍａｔｅ）を使用して、各チャンネルにおける通話の信号ノイ ズ比（Ｓ／Ｎ比〉を発生さぜ、これは各個別チャンネル（二対する利得係数を計 算するために使用される。この利得係数は、その特定のスペクトル・バンドに対 する減衰を決定するためのルックアップ・テーブルのポインタとして使用される 。これらのチャンネルは、そこで減衰して再び結合され、ノイズを抑圧した出力 波形を導出する。

比較的高いバックグランド・ノイズの環境を有する特別の用途の場合、大部分の ノイズ抑圧技術は性能上の大きな限界を示す。このような用途の１つの例には、 セルラー自動車無線電話システムにオプションとして取り付（ブられ、自動車の ドライバが手を使用しないで操作することのできる車両用スピーカホーンが市る 。自動画用のハンドフリー、マイクは、一般的にひさしの付いた帽子の上に取付 けられている等使用者から大きく離れた距離に位置している。

遠くに位置するマイク程、道路と風によるノイズの状態によって、地上にいる相 手に対し非常に悪いＳ／Ｎ比を示す。

地上で受信された通話が一般的に理解できる程度のものであっても、このような バックグランド・ノイズの水準を連続して接していると、しばしば聴取者の疲労 を増大させる。

大部分の従来技術は、通常のバックグランド・ノイズ状態の下で十分な性能を発 揮するが、既知の技術の性能はバックグランド・ノイズが異常に高い特別の用途 の場合には大きく制限される。一般的なスペクトル・サブトラクション・ノイズ 抑圧システムは通話品質に大きな影響を与えることなく音声周波数のスペクトル に対して１０ｄＢ程度バックグランド・ノイズ水準を引き下げることができる。

しかし、従来技術が２０ｄＢに達するノイズの抑圧水準を必要とするような比較 的高いバックグランド・ノイズの環境で使用される場合、音声の品質特性に実質 的な低下を生じる。更に、急激に変化するノイズの高い環境では、遠くからの「 ジェット・エンジンの唸り」の音に似た大きな低周波数のノイズ・フラッタが出 力通話信号に発生する。このノイズ・フラッタはスペクトル・サブトラクション ・ノイズ抑圧システムに固有のものであるが、その理由は、個々のチャンネルの ゲイン・パラメータが、変化するバックグランド・ノイズの環境にしたがって絶 えず更新されているからである。

バックグランド・ノイズのフラッタの問題は、間接的に処理されていたが、ゲイ ンの平滑化によって除去することはできなかった。例えば、Ｒ，Ｊ、マツクオー レとＭ、１゜１３７−１４５頁の「ソフト・ディシジョン・ノイズ抑圧フィルタ を使用した通話の強化」というタイトルの論文で、出力波形が不連続になること を回避するために、プレフレーム・ベース（ｐｒｅ−ｆｒａｍｅ　ｂａｓｅ）で ゲインの平滑化を使用することを提案している。ゲインの平滑化を導入すること によって、ノイズ抑圧用のプレフィルタの立上り端の遷移に対する応答が遅くな るので（これは通話の歪みになるであろう）、プレフィルタがゲインのめらゆる 減少を平滑化しながら、ゲインの増加に迅速に応答するように１または１／２の ウエート係数が選択された。不幸なことに、過剰にゲインを平滑化することによ って、なお音声品質に非常に有害な影響が発生し、これによってテールエンド・ エコー（ｔａｉｌ−ｅｎｄ　ｅｃｈｏ）または「ノイズ・ポンプｆｎｏｉｓｅ　 ｐｕｍｐ）Ｊが話された言葉【こ明らかに取り込まれるという一次的な影響があ る。またゲインの平滑化が大巾に行われると、音声の振幅か大きく減少する。

ノイズ・フラッタの性能は、プレフレーム・ベースの代わりにバーサンプル・ベ ース（ｐｅｒ−ｓａＩｌｌｐｌｅ　ｂａｓｅ）に基づいて、各個別チャンネルに 対するノイズの抑圧ゲイン・ファクタを平滑化する技術によって、更に改善され た。バーサンプルによる平滑化と各チャンネルに対して異なった平滑化の係数を 使用することは、「ノイズ抑圧システムの自動ゲイン選択装置」という名称の米 国特許第４，６３０．３０５号で説明されている。しかし、既知の従来技術によ る技術のいずれも、チャンネルのゲインの不連続性の一次的なソースが１つのフ レームから他のフレームに対する各チャンネルのバックグランド・ノイズの固有 の変動であることを評価していない。既知のスペクトル・サブトラクション・シ ステムの場合、２ｄＢのＳ／Ｎ比の変化でも数デシベルのゲインの変化を発生さ せ、これは不快なバックグランド・ノイズのフラッタとして聞こえる。したがっ て、フラッタの問題は決して効果的に解決されていない。

更に、狭帯域ノイズーーこれは数チャンネルのみでパワーの高いスペクトル密度 を有するｍ−は、バックグランド・ノイズのフラッタの問題を更に複雑化してい る。これらの数個のエネルギ・ノイズの高いチャンネルは、バックグランド・ノ イズの抑圧装置によって減衰されないから、結果として得られる音声出力は「ラ ンニング・ウォータ」（ｒｕｎｎｉｎｇｗａｔｅｒ　）型の特性を有している。

狭帯域ノイズが突発すると、また変化するバンクグランド・ノイズの環境内でノ イズの抑圧を行うの〔こ必要なバックグランド・ノイズの更新を決定する積度を 低下さゼる。

ゲイン・ファクタは、Ｓ／Ｎ比の推定ｔこよって選択され、これらは各チャンネ ル（信号）の通話のエネルギと各チャンネル（ノイズ）のバックグランド・ノイ ズのエネルギの推定によって決定されるので、ノイズ抑圧システム全体の性能は 、バックグランド・ノイズの推定の精度によって決まる。バックグランド・ノイ ズは、人の通話の区切りの間などのようなバックグランド・ノイズのみが存在す る時間の間に統計的に見積られる。したがって、通話のこのような区切りが何時 発生したかを決定するため、正確な通話とノイズの分類が行われなければならな い。

バックグランド・ノイズと通話とを区別するエネルギ・ヒストグラムの技術は、 通常の周囲のノイズ環境では、十ＡＳＳＰ−２４，Ｎｏ、　１　＜　１９７６年 ２月＞、１４−２５頁記載の〜へｆ、Ｊ、ヘスによる「通話の音韻を識別するた めのピッチ同期ディジタル特性抽出システム」参照のこと。音響信号のエネルギ ・ヒストグラムは、２つのモード分布を示し、この場合、これらの２つのモード はノイズと通話に対応している。したがって、通話とノイズを分類するためにこ れらの２つのモードの間で適当なしきい値を設定することができる。しかし、バ ックグランド・ノイズが比較的高い環境の場合、バックグランド・ノイズのエネ ルギと音声になっていない通話エネルギとの区別は明確でない。その結果、エネ ルギ・ヒストグラムの２つのモードを正確に検出する作業と、これらの間で適当 なしきい値を設定する作業は、非常に困難である。

バックグランド・ノイズの変化を受け入れるため、マツクオーレとマルバスは、 フレーム対フレーム・ベースでヒストグラムのエネルギを絶えず監禍し、異なっ た衰退ファクタを利用してしきい値を更新することによって、順応性のめるしき い値を実行している。まｔ＝、米国特許第４，６３０．３０４号は、処理後の信 号エネルギーーノイズ抑圧システムの出力で利用可能な信号エネルギー−に基づ いて、通話とノイズとの判別を行い、検出した最小の通話を決定するために、エ ネルギの谷間の検出器を利用している。したがって、バックグランド・ノイズの 推定精度が改善されるが、その理由は、これがより明確な通話信号に基づいてい るからである。

しかし、従来技１１行は、いずれもバックグランド・ノイズ・レベルの突然の大 きな増加に適切に対応することができない。これらのバックグランド・ノイズの 推定の更新を決定するプロセスでは、突然の大きなノイズ・レベルの上昇を通話 として解釈し、その結果、更新を行わない。エネルギのヒストグラムまたは谷間 の検出器は、緩慢な順応特性を有し、これ１よ最終的にはより高いノイズ・レベ ルに順応する。しかし、このような順応特性は、通話のエネルギが弱い部分では 不正確なノイズの更新につながる。この間遠った決定によって、ノイズ抑圧シス テムの性能が大巾に低下する。

バンクグランド・ノイズの変動、狭帯域ノイズの突発、およびバックグランド・ ノイズの突然の増加の問題に対応する改良された音響ノイズ抑圧システムに対す る必要性がある。

発明の概要 したがって、本発明の目的は、バックグランド・ノイズの高い環境において、音 声品質を大幅に低下させることなくバックグランド・ノイズを抑圧する改良した 方法と装置を提供することである。

本発明の他の目的は、ゲインの平滑化を大きく行う必要なしに、バックグランド ・ノイズの変動の問題に対応する改良したノイズ抑圧システムを提供することで ある。

本発明の更に他の目的は、狭帯域ノイズのバーストによる有害な影響を補償する スペクトル・サブトラクション・ノイズ抑圧システムを提供することである。

本発明の他の目的は、低エネルギ部分の通話によって誤って処理されることがな く、なおバックグランド・ノイズ・レベルの突然の大きな増加に対する修正を行 うバックグランド・ノイズ推定機構を提供することである。

これらおよびその他の目的は、本発明によって達成されるが、この発明は、簡単 に説明すると、スペクトル・ゲインの修正によってノイズを抑圧した出力信号を 発生するため、ノイズのある入力信号からバックグランド・ノイズを減衰させる 改良した騒音抑圧システムである。騒音抑圧システム（８００）は、入力信号を 選択された周波数チャンネルを表す複数の処理前の信号に分離する機＠（２１０ ＞、各個別チャンネルの信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）の推定をめる機構（３１０ ）、チャンネルのＳ／Ｎ比の推定に応答して特定のゲイン表から複数のゲイン値 の１つを自動的に選択することによって各個別チャンネルに対して１つのゲイン 値を導出する機構（５９０）　、および複数のノイズを抑圧した処理後の出力信 号を得るため、選択したゲイン値に応答して複数の処理後の信号の各々のゲイン を修正する機構（２５０＞を有する。本発明による改良は、低いＳＺＮ比状態の 場合に小さなゲインの変動を除去するＳ／Ｎ比しきい値機構（８３０＞　、より 正確なバックグランド・ノイズ推定の更新の決定を行う音声韻律計算機（８１０ ）、および狭帯域ノイズのバーストを抑圧するチャンネルＳ／Ｎ比修正器（８２ ０）の付加に関する。

特に、本発明の第１の面は、所定の最小ゲイン値を超えるゲイン値を発生するこ とのできる前に、チャンネルのＳ／Ｎ比推定が超えなければならない所定のＳ／ Ｎ比のしきい値を与えるＳ／Ｎ比しきい値機構（８３０）を付加することに関す る。好適な実施例の場合、Ｓ／Ｎ比しきい値は、小さなバックグランド・ノイズ の変動によってノイズ抑圧ゲイン中にステップ状の不連続を生じざぜないために 、２．２５ｄ３のＳ／Ｎ比に設定される。

本発明の第２の面によれば、音声韻律計算機（８１０）は、２段階のプロセスを 使用してバックグランド・ノイズの更新決定を行うため通話とノイズとを分類す るために使用される。第１に、生のＳ／Ｎ比推定が音声韻律表を指標するために 使用され、各チャンネルに対する音声韻律値を得る。音声韻律は、チャンネルの エネルギ全てについての音声に類似する特性全体の尺度である。個々のチャンネ ルの音声韻律値が合計されて、第１マルチチヤンネル・エネルギ・パラメータを め、次に、これがバックグランド・ノイズの更新しきい値と比較される。もし音 声韻律の合計がしきい値と合致しなければ、入力フレームはノイズであると考え られ、バンクグランド・ノイズの更新が行われる。

第２に、前にバックグランドの推定の更新が行われた時からの経過時間が絶え″ ｒ監視される。最後に更新が行われた時からの時間が経過し過ぎると、例えば１ 秒間が経過すると、ノイズが実質的に増加していると考えられ、バックグランド ・ノイズの更新が、ボイス・フレームのようであると否とにかかわらず、実行さ れる。この第２のテストは、通話が全てのチャンネルにおいて１秒間以上連続し て高いエネルギ・レベルを有することは滅多になく、したがって、よる決定プロ セスを含むこの音声韻律アルゴリズムによって、非常に正ｉなバックグランド・ ノイズ推定の更新信号が与えられる。

本発明の第３の面では、チャンネルのＳ／Ｎ比修正器（８２０）によって、所定 のエネルギしきい値、例えば、６ｄＢのＳ／Ｎ比を超える上部チャンネルのＳ／ Ｎ比推定の数に応答して第２のマルチチャンネル・エネルギ・パラメータが与え られる。もし少数のチャンネルのみがこのエネルギしきい値を超えるエネルギ・ レベルを有していれば（狭帯域ノイズのバーストの場合のように）、これらの特 定のチャンネルに対して測定されたＳ／Ｎ比は減少するであろう。更に、もし上 述した音声＠律の合計が韻律しきい値（フレームがノイズであることを示す）未 満であれば、全てのチャンネルが同様に減少される。このＳ／Ｎ比を修正する技 術は、典型的な通話は大部分のチャンネルが６ｄＢ以上のＳ／Ｎ比を有するとい う典型的な通話という仮定に基づいている。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明による改良されたノイズ抑圧システムの好適な実施例を示す詳 細ブロック図である。

第２図は、第１図の音声韻律計算機ブロックに対するＳＺＮ比推定の指標値の入 力と音声韻律値の出力を示すグラフである。

第３図は、Ｓ／Ｎ比推定の関数としての特定のグループのチャンネルに対するチ ャンネルの減衰全体を示す代表的なゲイン表のグラフである。

第４ａ図ないし第４ｆ図は、本発明の好適な実施例を実行することによって達成 される特定のシーケンスの動作を示すフローチャートである。

発明を実施するための最良の形態 新炭であると信じられる本発明の特徴は、特に添付の請求の範囲に示される。し かし、本発明者自身は、これ以外の目的および特徴と共に、添付図面と組み合わ せた場合、下記の説明を参照することによって最も良く理解される。

第１図は、本発明の好適な実施例の詳細ブロック図である。６００未渦の参照番 号の付いた第１図の全ての要素は、ホース他による米国特許第４．６２８．５２ ９＠の要素に対応するものであり、この米国特許は、参照としてここに含まれて いる。これらの説明についてはボースの特許を参照のこと。６００以上の参照番 号を有する追加した回路の構成要素は、このシステムに対する改良を示すもので あり、ここで説明される。

改良したノイズ抑圧装置８００は、３つの基本的な分野で上述したポースのノイ ズ抑圧システムに対する変更を含んでいる。Ｖなりち、これらは、（ａ）音声韻 律計算器（ｖｏｉｃｅ　ｍｅｔｒｉｃ　ｃａｌｃｕｌａｔｏｒ　）　８１０によ るバックグランド・ノイズ推定の更新、（ｂ）チャンネルＳ／Ｎ比修正器（ｃｈ ａｎｅｌ　ＳＮＲｍｏｄｉｆｉｅｒ　）　８２０によるＳ／Ｎ比推定の修正、お よび（Ｃ）各チャンネルのゲイン上昇を相殺するためのＳ／Ｎ比しきい値ブロッ ク（ＳＮＲｔｈｒｅｓｈｏｌｄ　ｂｌｏｃｋ　）８３０の使用である。これらの 改良点の各々は第１図のブロック図と第４ａ図ないし第４ｆ図のフローチャート によって説明される。

音声韻律計算器８１０は、以前のシステムにおける谷間検出回路いｔａｌｌｅｙ 　ｄｅｔｅｃｔｏｒ　ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ　＞と代替するものである。音声韻律 （＼＋ｏｉｃｅ　ｍｅｔｒｉｃ）とは、基本的にはチャンネルのエネルギの全て の音声と類似する特性全体の尺度である。好適な実施例の場合、音声韻律計算器 ８１０は、２３５における個々のチャンネルのＳ／Ｎ比推定を音声韻律値に変換 するルックアップ・テーブルとして実行される。

この音声韻律値は、１つのフレームに対してチャンネル・スイッチ５７５を閉じ ることによって何時バックグランド・ノイズ推定を更新するかを決定するために 内部的に使用される。ここで使用されるように、バックグランド・ノイズ推定の 更新とは、例えば、１０％／９０％の新旧推定比率を使用して、古いバックグラ ンド・ノイズ推定を新しい推定に部分的に修正するものとして定義される。音声 韻律値は、また引き続き説明されるように、チャンネルＳ／Ｎ比を修正するプロ セスにおいても使用される。

バックグランド・ノイズの更新の決定を検討すると、−般的に通話のフレームを 示す高いエネルギを有するフレームは、また狭帯域ノイズの遷移またはバックグ ランド・ノイズ・レベルの突発的な増加が発生していることを意味する。従って 、本発明は、フレーム・エネルギを音声韻律の合計、Ｖ　Ｍ　Ｓ　Ｕ　Ｍとして 特徴づけ、更新の決定を行うためにこのマルチチャンネル・エネルギ・パラメー タを使用する。このプロセスは、第２図に示す曲線として表わされる音声韻律表 （ｖｏｉｃｅ　ｍｅｔｒｉｃ　ｔａｂｌｅ）を使用する。

第２図は、特定のチャンネルに対する音声韻律の特性曲線を示すグラフである。

水平軸はＳ／Ｎ比推定の指標を示す。各々のＳ／Ｎ比推定の指標値は、３／８ｄ Ｂの信号対ノイズ比を表す。したがって、１０のＳ／Ｎ比推定の指標は、３−７ ５ｄＢのＳ／Ｎａ’を表す。縦軸は、Ｎチャンネルの各々に対する音声韻律値Ｖ Ｍ　（ＣＣ）を表す。２の音声韻律はゴのＳ／Ｎ比の指標に対して発生する。ま た、この曲線は直線ではないが、その理由は、チャンネルのエネルギがより高い Ｓ／Ｎ比において一層音声に類似した特性を有しているからである。

まず、生のＳ／Ｎ比推定が、各チャンネルに対する音声韻律値ＶＭ　（ＣＣ）を 得るため、音声韻律表を検索するのに使用される。第２に、個々のチャンネル音 声韻律値が合計され、音声韻律合計ＶＭＳＵＭと呼ぶ個々のチャンネル音声韻律 計算ての合計がめられる。第３に、ＶＭＳＵＭはノイズであると考えられる音声 韻律合計を表すＵＰＤＡＴＥ　ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ（更新しきい値）と比較され る。

もし、ルナチャンネル。エネルギ・パラメータＶ　Ｍ　Ｓ　Ｕ　Ｍが更新しきい 個未満であれば、特定のフレームは非常に小さな音声状の特性を有し、これはノ イズである可能性が非常に高い。したがって、特定のフレームに対してチャンネ ル・スイッチ５７５を閉じることによってバックグランド・ノイズの更新が実行 される。最新の音声韻律合計ＶＭＳＵＭが、また修正アルゴリズムで使用するた め、線８１５を介してチャンネルＳ／Ｎ比修正器８２０で使用可能になる。

好適な実施例の場合、更新しきい値は、合計で３２の音声韻律合計値に設定され る。音声韻律表の最小価は２でのるので、１４個のチャンネルに対する最小合計 は２８でのる。この音声韻律表の価は、Ｓ／Ｎ比の指標が１２（または４．５ｄ ＢのＳ／Ｎ比）になる迄、２のままである。このことは、バックグランド・ノイ ズの水準が増加しても（各個別のチャンネルは、４．．１２５ｄＢ未満のＳ／Ｎ 比の値を有している）、尚合計２８を発生させる。更新しきい値の３２の値を超 過していないので、広帯域のノイズの音声韻律はノイズとして正しく分類され、 バックグランド・ノイズの更新が行われる。逆に、Ｓ／Ｎ比の指標値が２４を超 える（または少なくとも９．０ｄＢのＳ／Ｎ比）を有する信号チャンネルでは、 ＶＭＳＵＭが更新しきい値を超過し、この結果、音声または狭帯域ノイズが突発 したという決定がなされる。

種類の異なった韻律は、更新しきい値を正しく選択することによって補償される ことができるので、音声韻律表には多くの変形が可能である。更に、通話とノイ ズを決定する場合の感度は、また特定の用途に対して選択することが可能である 。例えば、好適な実施例の場合４．５ｄＢ程度に感度の高いＳ／Ｎ比の値ないし １５ｄＢ程度に感度の低’ｉ’　Ｓ　／　Ｎ比の値を有する全ての単一チャンネ ルを受け入れるように、しきい値を修正することができる。対応する更新しきい 値は、そこで２９ないし４１の範囲内に設定される。

音声韻律を使用して通話とノイズとの決定を行う以外に、音声韻律計算１８１０ は、最後のバックグランド・ノイズの更新以降に満了した時間のトラックを保持 する。更新カウンタは、それぞれが予め決められた時間を表す所定数を超えるフ レームが前回の更新以降に通過したかどうかを知るため、各フレームについてテ ストされる。１０ミリ秒のフレームを使用する好適な実施例の場合、もし更新カ ウンタが１００−一更新しない場合の１秒のタイミングのしきい値に相当するｍ −に達すれば、音声＠律の決定に関係なく更新が行われる。しかし、タイミング のしきい値は０．５秒ないし４秒の範囲にあることが実用的である。以前に説明 したように、このタイミング・パラメータのテストは、ノイズ・レベルの突然の 大巾な増加を、これを漠然と音声として解釈することを防止するために使用され る。

チャンネルＳ／Ｎ比修正器８２０の基本的な機能は、狭帯域ノイズ・バーストの ノイズ抑圧システムに対する悪影響を除去することである。狭帯域ノイズのバー ストは、数チャンネルに対してのみチャンネル・エネルギの一時的な増加として 定義することができる。好適な実施例の場合、上部１０個のチャンネルの内の５ 個以下のチャンネルについて、Ｓ／Ｎ比でしきい値を６ｄＢ超える高いエネルギ ・レベルが発生した場合、狭帯域ノイズが突発したものとして分類される。この ようなノイズの突発は、通常わずか数個のチャンネルに対してのみ高いゲイン値 を発生させ、この結果、上述した「ランニング・ウォータ（ｒｕｎｎｉｎｇｗａ ｔｅｒ　）　Ｊ型のバックグランド・ノイズのフラッタが生じる。

２３５での生のＳ／Ｎ比推定は、チャンネルＳ／Ｎ比修正器８２０の入力に与え られ、修正されたＳ／Ｎ比推定が８２５に出力される。基本的に、Ｓ／Ｎ比修正 器８２０は、指標となるしきい値を超えるチャンネルＳ／Ｎ比の指標値を有する チャンネル数を数える。好適な実施例の場合、指標となるしきい値は、４ｄＢな いし１０ｄＢ、望ましくは６ｄＢのＳ／Ｎ比値に相当するように設定される。も しチャンネルの数が所定のカウントのしきい個未満でおれば、Ｓ／Ｎ比の値を修 正する決定が行われる。カウントしきい値は、比較的少数のチャンネル、すなわ ち、チャンネルの合計数Ｎの４０％未満を表す。この好適な実施例の場合、カウ ントしきい値は１０個の測定されにチャンネルの内の５個に決定される。修正プ ロセス自身の期間中、チャンネルＳ／Ｎ比修正器８２０は、５ＥＴＢＡＣＫ　丁 ＨＲＥＳＨＯＬＤ　（セットバックしきい値）（狭帯域ノイズのチャンネルを示 −ｇ）未満のＳ／Ｎ比の指標を有する特定のチャンネルのみのＳ／Ｎ比を減少さ ゼるか、または、もし音声＠律合計が＠律のしきい値（非富に弱いエネルギのフ レームを示す）でめれば、全てのチャンネルのＳ／Ｎ比を減少させる。したがっ て、狭帯域ノイズのバーストを含むチャンネルは、これらがゲイン・テーブルの ルックアップ機能に有害な影響を及ぼすことを防止するため、減衰される。

Ｓ／Ｎ比しきい値ブロック８．３０は、高いゲイン値を発生する前に、修正した チャンネルＳ／Ｎ化推定だけ超過しければならない各チャンネルに対して所定の Ｓ／Ｎ比しきい値を与える。Ｓ／Ｎ比しきい値を超える値を有するＳ／＼比推定 のみが直接ゲイン−テーブルのセットに加えられる。したかって、バックグラン ド・ノイズの小さな変動は、音声を表すゲイン価を導出することができない。Ｓ ／Ｎ比しきい値を与えることによって、低い信号対ノイズ比を有するチャンネル に対するゲイン上昇におけるオフセットか、基本的に示される。小さなノイズ変 動を除去するためには、Ｓ　／　Ｎ比しきい値は１．５ｄＢないし５ｄＢのＳ／ Ｎ比の範囲内にも２定されることが望ましい。Ｓ／Ｎ比しきい値は、第１図に示 すように、別個の要素として与えることもできるし、またこれは各ゲイン・テー ブル・セット５９０に対する特性ゲイン曲線内の「デッド・ゾーン」として与え ることもできる。

第３図は、Ｓ／Ｎ比しきい値ブロック８３０の機能、および各ゲイン・テーブル の設定にあけるチャンネル・ゲイン値の減衰機能をグラフによって示す。水平軸 には、修正されたＳ　、／　Ｎ比推定が、８２５でチャンネルＳ／＼比修正器８ ２０から出力されたものとしてｄ３で示されている。

縦軸は、２５５でチャンネル・ゲイン修正器２５０の出力で観察されたチャンネ ル・ゲイン（減衰）を表す。最大のバックグランド・ノイズの減衰量は、最小の ゲイン価を荷重−るチャンネルに対して達成される。Ｓ／Ｎ比しきい値ブロック ８３０は、約２．２５ｄＢのゲイン上昇曲線にあ１プる「プツト・ゾーン」また はオフセットとして示される。

したがって、Ｓ／Ｎ比推定は、チャンネル・ゲインが、図示の最小のゲイン・レ ベルを超えて上昇することができる前に、このしきい値を超過しなければならな い。また、２つの曲線か示されているが、これらの各々は異なった最小ゲイン・ レベルを有している。グループＡと表示した上の曲線は低いチャンネル・グルー プ、例えば、好適な実施例の場合、チャンネルコないし４によって構成されるチ ャンネルのグループを示し、一方グループＢは周波数のより高いチャンネル５な いし１４を示す。

グラフから明らかなように、低い周波数のチャンネルは−１３，１ｄＢの最小ゲ イン値を有し、一方円波数のより高いチャンネルは−２０，７ｄＢの最小ゲイン 値を有している。チャンネルが、このようなグループに分割されている場合、音 声の品質低下がより少ないことが分かる。好適な実施例の場合、ゲイン・テーブ ル・セット番号］に対して２つの異なったゲイン曲線のみが使用されているが、 各チャンネルに異なった特性のゲイン曲線を設けることが有利である場合もある 。さらに、引用し１＝ポースの特許で説明したように、特定のバックグランド・ ノイズの環境にしたがってチャンネル・ゲイン値をより広く選択するためには複 数のゲイン・テーブルのセットが使用される。ノイズ・レベル量子化器５５５は 、全バックグランド・ノイズ推定に基づいて、特定のゲイン・テーブルのセット を選択するためにヒステリシスを利用する。ノイズ・レベル量子化器５５５から 出力されたゲイン・テーブル選択信号は、ゲイン・テーブル・スイッチ５９５に 加えられ、ゲイン・テーブル選択プロセスを実行する。したがって、平均的なバ ックグランド・ノイズ・レベル全体の関数として、複数のゲイン・テーブルのセ ット５９０の１つを選択することができる。

これらのノイズ抑圧の改良によって大量のゲインの平滑化を必要とすることなく 、バックグランド・ノ・イズの抑圧の変動を除去することができる。１０ｄＢな いし２５ｂＢ内のバックグランド・ノイズの減衰は、本発明で容易に達成するこ とができる。これらの改良によれば、システムは・平坦または［白い（ｕ゛ｈｉ ｔｅ）　Ｊ残留バックグランド・ノイズを１ワるため、１０ないし２０ミリ秒の みの時定数を有１′るゲインの平滑化を必要とするゎ４０ないし６０ミリ秒の時 定数のゲインの平滑化を必要とする以前の技術は不完全なフラッタ（ｆｌｕｔｔ ｅｒ）の減少をもたらすだけでなく、また実質的に音声の品質を低下させる。

改良され１：ノイズ抑圧システムの全体的な動作は、以前のボースの特許で説明 したものと同様であるので、このパテントの第６８／ｂ図で示されている一般化 されたフロー図が本発明を説明するために使用される。本発明の動作の一般的な 構成は、なお３つの機能的なグループで構成することができる、すなわち、これ らは、ノイズ抑圧ルーブー−ボースの特許の第７ａ図で詳細に説明されている第 ６ａ図のシーケンス・ブロック６０４、自動ゲイン選択器−一第６ｂ図のシーケ ンス６１５で市って、本発明のために変更されているもの、および自動バックグ ランド・ノイズ推定器−一第６ｂ図のシーケンス６２１であって本発明にお　□ いても変更されているものである。この用達における第４ａ図ないし第４ｆ図の 詳細なフローチャートは、改良されたノイズ抑圧システム８００の動作を説明す るために、第６ｂ図のシーケンス・ブロック６１５および６２］と置き換えても よい。したがって、ボース特許（第４，６２８゜５２９号）の第６ａ図と第７ａ 図は、サンプル対サンプル−ベースで実行されるノイズ抑圧ループを説明してい るが、−力木発明の第４ａ図ないし第４ｆ図は、フレーム対フレーム・ベースで 実行されるチャンネル・ゲイン選択プロセスとバックグランド・ノイズ推定の更 新プロセスを説明する。

さて、第４ａ図を参照して、改良されたノイズ抑圧システム８００の動作は、上 述した第６ａ図の判石ステップ６１４のｒＹＥＳＪの出力から開９台される。し たがって、特定のフレームに対する実際のスペクトル・ゲイン修正機能は、以前 のフレームからのゲイン値を利用してサンプル対サンプル・ベースで既に実行さ れている。シーケンス８５０は、２３５で入手可能なＳ／Ｎ比推定を発生する役 割を果たす。先ず最初に、チャンネル・カウントＣＣがステップ８５１で１にセ ットされる。次に、音声韻律合計の可変値ＶＭＳＵＭがステップ８５２でゼロに イニシャライズされる。ステップ８５３で、特定のチャンネルに対する生の信号 対ノイズ比ＳＮＲが、Ｓ／Ｎ比推定指標値ＩＮＤＥＸ　（ＣＣ）として計算され る。このＳ／Ｎ比の計算は、単に２２５で有効なチャンネル毎のエネルギ推定（ 信号十ノイズ）を３２５におけるチャンネル毎のバックグランド・ノイズ推定（ ノイズ）で割ったものである。しかし、信号対ノイズしきい値の他の推定をこれ の代わりに使用することも可能である。したがって、ステップ８５３は、単に現 在記憶しているチャンネル・エネルギの推定（前）ホの第７ａ図のフローチャー トにおけるステップ７０７から得られた）を前回のフレームからの現在のバック グランド・ノイズ推定８ＮＥ　（ＣＣ）によって除したものである。

音声韻律は、シーケンス８６０で計算される。第１に、生のＳ／Ｎ比推定指標Ｉ ＮＤＥＸ　（ＣＣ）を使用して、特定のチャンネルのための音声韻律表がステッ プ８６１で検索される。音声韻律表は、この特定のチャンネルに対する音声韻律 値＼〆Ｎ４（ＣＣ）を得るためにステップ８６２で読み出される。この個別のチ ャンネル音声韻律値がステップ８６３で音声韻律合計＼／　Ｍ　Ｓ　Ｕ　Ｍに加 えられる。チャンネル・カウントＣＣがステップ８６４でインクリメントされ、 ステップ８６５でテストされる。もしＮ個のチャンネル全てに対する音声＠律が 計算されていなければ、制ｗＪはステップ８５３に戻る。

シーケンス８７０は、音声韻律計算器８１０によって実行されるバックグランド ・ノイズ推定の更新の決定プロセスを示す。音声韻律合計Ｖ　Ｍ　Ｓ　Ｕ　Ｍは 、ステップ８７１で更新しきい値と比較される。もし、Ｖ　Ｍ　Ｓ　Ｕ　Ｍが更 新しきい値以下であればそのフレームはおそらくノイズ・フレームである。ＴＩ ＭＥＲＦＬＡＧ（タイマ・フラグ）がステップ８７２でリセットされ、更新カウ ンタＵＣがステップ８７３でリセットされる。制御は、ステップ８７８に進み、 ここでＵＰＤＡＴＥ　ＦＬＡＧ（更新フラグ）が真にセットされるが、これはバ ックグランド・ノイズ推定の更新が現在のフレームに対して行われるであろうこ とを意味する。

もし、ＶＭＳＬＩＭが更新しきい値を超えれば、このフレームはおそらくボイス ・フレームである。それにもかかわらず、突然発生するバックグランド・ノイズ の大きな増加が通話と解釈されていないかどうかを知るために、ステップ８７４ でタイマ・フラグがテストされる。もしタイマ・フラグが真であれば、すでに多 数のフレーム前に１秒の時間間隔が超過しており、バックグランド・ノイズ推定 の更新がなお要求される。これは、各フレームに対して部分的なバックグランド ・ノイズの更新しか行われていないという事実によるものである。もしタイマ・ フラグが真でなければ、更新カウンターＬ、ＩＣがステップ８７５でインクレメ ントされ、ステップ８７６でテストされる。もし最後に行われたバックグランド ・ノイズ推定の更新以降に１００個のフレームが発生していれば、タイマ・フラ グはステップ８７７で真にセットされ、ＢＮＥ更新フラグがステップ８７８で真 にセットされる。一連の部分的なバックグランド・ノイズ推定の更新は、ここで 音声韻律合計Ｖ　Ｍ　Ｓ　Ｕ　Ｍが再び更新しきい値を下回るまで実行される。

音声韻律合計■ＭＳＵＭが再びノイズに近ずく場合、フローチャート中でタイマ ・フラグがリセットされる場所は、ステップ８７２のみであることに留意のこと 。もし、更新カウンターＵＣが１００個のフレームに到達していなζプれば、現 在のフレームがボイス・フレームであると考えられ、バックグランド・ノイズの 更新は行われない。

第４ｂ図および第４Ｃ図のシーケンス８８０を参照して、チャンネルの信号対ノ イズ比を修正する決定が次に行われる。インデックス・カウンタの変数ＩＣがス テップ８８１でイニシャライズされる。高いエネルギを有する１４個のチャンネ ルの内の上部の］０個のみをカウントするためチャンネル・カウンタＣＣがステ ップ８８２で５にセットされる。生のＳ／Ｎ比推定の指標ＩＮＤＥＸ　（ＣＧ） が、約６ｄＢのＳ／Ｎ比に対応するＩＮＤＥＸ　ＴＨＲＥＳＨＯＬＤに到達した かどうかを知るため、ステップ８８３でテストされる。ここで、ボイス・フレー ム内の上部１０チヤンネルの少なくとも５つが少なくとも６ｄＢのＳ／Ｎ比を有 するエネルギを含んでいるべきであると仮定する。もし特定のチャンネルのＳ／ Ｎ比のＩＮＤＥＸ　（ＣＣ）が、ＩＮＤＥＸ　ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ（インデック スしきい値）を超えていれば、インデックス・カウントＩＣがステップ８８４で インクリメントされる。もしそうでなければ、チャンネル・カウンタＣＣがステ ップ８８５でインクリメントされ、次のチャンネルを見るためにステップ８８６ でテストされる。

上部の１０チヤンネル全てが測定されると、インデックス・カウントＩＣはイン デックスしきい値よりも高いＳ／Ｎ比推定の（司標を有するチャンネルの数を表 ″ｉｇ。インデックス・カウントＩＣは、次にステップ８８７でＣｏＵＮＴ丁Ｈ ＲＥＳＨＯＬＤ　（カウントしきい（直）に対してテストされる。もしＩＣがカ ウントしきい値以下のチャンネル、例えば１０チヤンネルの内の５チヤンネルか 十分なエネルギを含んでいることを示ゼば、このフレーム（よおそらくボイス・ フレームでおり、チャンネルＳ　／　Ｎ比の修正を防止１−るため、ステップ８ ８９でＭＯＤＩＦＹ　ＦＬＡＧ（修正フラグ）が偽にセットされる。もし少数の チャンネルしか高いエネルギを含んでいなければ、これは狭帯域ノイズのフレー ムを表し、したがって修正フラグはステップ８８Ｂで真にセットされる。

シーケンス８９０は、チャンネルＳ／Ｎ比修正ブロック８２０によって実行され るＳ／＼：比の修正プロセスを説明する。最初に修正フラグがステップ８９１で テストされる。

もしこれが偽であれば、チャンネルＳ　／　Ｎ比修正プロセスはバイパスされる 。もし修正フラグが真であればチャンオル・カウンタＣＣがステップ８９２でイ ニシアライズされる。次に、各チャンネルのＳ／＼比推定の指標がセットバック しきい値以下であるかどうかを知るノ＝め、ステップ８９３でこれをテストする 。６ｄＢのＳ／Ｎ比に対応する値を有するセットバックしきい値は、バックグラ ンド・ノイズのフラッタを表ｖＲ＊Ｓ　／　Ｎ比推定を表す。低いＳ／Ｎ比推定 の指標を有するチャンネルのみが、このテストをパスする。しかし、例えチャン ネル指標がセットバックしきい値を超えていても、音声韻律合計ｖ　ｈ４ｓ　ｕ 　Ｎ４は再びステップ８９４でテストされる。もしＶ　Ｍ　Ｓ　Ｕ　Ｍが狭帯域 ノイズ・フレームの代表的な合計音声韻律に対応するＭ　Ｅ　ＴＲ］ＣＴＨＲＥ ＳＨＯＬＤ（韻律しきい値）以下であれば、ＩＮＤＥＸ　ｃｃｃ＞はステップ８ ９５で修正され、］の最小指標値にセントされる。チャンネル・カウンタＣＣは ステップ８９６でインクリメントされ、全てのチャンネルがテストされたかどう かを知るｔ＝め、ステップ８９７でテストされる。もしそうでなければ、制御は ステップ８９３に戻り、次のチャンネル指標をテストする。したがって、チャン ネル・エネルギの変動または狭帯ｉｔノイズのいずれかを含むフレームは、その フレームがが望ましくないゲイン変動を発生しないように修正される。

シーケンス９００は、Ｓ／Ｎ比しきい値ブロック８３０の機能を実行する。チャ ンネル・カウンタＣＣはステップ９０１でイニシアライズされる。特定のチャン ネルに対するＳ／Ｎ比の指標がステップ９０２でＳＮＲＴＨＲＥＳＨＯＬＤ　（ Ｓ／Ｎ比しきい値）に対してテストされる。好適な実施例の場合、Ｓ／Ｎ比しき い値は２．２５ｄＢのＳ／Ｎ比に対応する指標の値を表す。もしＩＮＤＥＸ　（ ＣＣ）がＳ／Ｎ比しきい値を超えれば、ゲイン・テーブルを検索するためにこれ を使用することができる。もしそうでなければ、この指標値は再びステップ９０ ３で１にセットされるが、この値は最小の指標値を表している。チャンネル・カ ウンタＣＣはステップ９０４でインクリメントされ、ステップ９０５でテストさ れる。このＳ／Ｎ比しきい値のテスト・プロセスは、全てのチャンネルにおける 小さなバックグランド・ノイズの変動を減少させるのに役立つ。

第４ｄ図のシーケンス９１０を参照して、ゲイン・デープルのセラ１〜が、ノイ ズ・レベル量子化器５５５とゲイン・テーブル・スイツチ５９５によって選択さ れる。ステップ９１って、チャンネル・カウンタＣＣがイニシアライズされ、ス テップ９１２で、バックグランド・ノイズの推定合計、Ｂ　Ｎ　Ｅ　Ｓ　Ｕ　Ｎ と呼ぶ変数がイニシアライズされる。

ステップ９］３で、現在のバックグランド・ノイズ推定ＢＮＥ　（ＣＣ）が各チ ャンネル（こ対して得られ、ステップ９１４でＢＮＥＳＵＭに加えられる。ステ ップ９１５でチャンネル・カウンタＣＣをインクリメントし、ステップ９１６で Ｎチャンネル全てに対するバックグランド・ノイズの推定が金目されたかを知る ため、チャンネル・カウンタがテストされる。

ステップ９１７で、Ｂ　Ｎ　Ｅ　Ｓ　Ｕ　Ｍが第］のバックグランド・ノイズ推 定のしきい値と比較される。もしこれがＢＮＥしきい値１＼０．１を超えていれ ば、ステップ９１Ｂでゲイン・テーブルのセット番号１が選択される。同様に、 ＢＮ　Ｅ　Ｓ　Ｕ　Ｎ４がＢＮＥＬきい値Ｎｏ、２の低い値を超えているかどう かを知るため、再びステツーｆ９１９でテストされる。もしＢ　Ｎ　Ｅ　Ｓ　Ｕ 　ＭがＢＮＥＬきい値Ｎｏ、２を超え、かつＢＮＥＬきい値Ｎ０．１未満であれ ば、ゲイン・テーブルのセットＮｏ、２がステップ９２０で選択される。そうで なければ、ゲイン・テーブルのセットＮ０．３がステップ９２１で選択される。

したがって、ゲイン・テーブルのセット５９０は平均的なバックグランド・ノイ ズ・レベル全体の関数として選択される。

シーケンス９３０は、ゲイン・テーブルのセット５９０から生のゲイン（ｉａＲ Ｇ（ＣＣ）を得るステップを説明する。

ステップ９３］でチャンネル・カウンタＣＣが１にセットされる。選択されたゲ イン・テーブルはＳ　／　Ｎ比の修正およびしきい値テストをパスしたチャンネ ルＳ／Ｎ化推定の指標［ＤＥＸ　（ＣＣ）を使用してステップ９３２で検索され る。生のゲイン値ＲＧ　（ＣＣ）がステップ９９３でゲイン・テーブルから選択 され、次にノイズ抑圧のフレームのためのゲイン値として使用するため、ステッ プ９３４で記憶される。チャンネル・カウンタＣＣはステップ９３５でインクリ メントされ、以前と同様にステップ９３６でテストされる。米国特許第４．．６ ３０，３０５号で説明されているように、５３５にあける各チャンネルに対する 生のゲイン価は、次にサンプル毎のベースで平滑化を行うためにゲイン平滑フィ ルタ５３０に加えられる。

最後に、シーケンス９４０は、第１図のブロック４．２０で実行される実際のバ ックグランド・ノイズ推定の更新プロセスを説明する。バンクグランド・ノイズ 推定が行われるべきかどうかを知るため、先ず更新フラグがテストされる。もし 更新フラグが偽であれば、このフレームはボイス°フレームであり、バックグラ ンド・ノイズの更新は行われない。そうでなければバックグランド・ノイズの更 新がノイズ・フレームの期間中に行われるｍ−これはチャンネル・スイッチ５７ ５を閉じることによってシミュレーションされる。ステップ９４２で更新フラグ が偽にリセットされる。

ステップ９４２ないし９４５では、下記の方程式によって、Ｎ個のチャンネルに あける現在の各バックグランド・ノイズの推定の更新を行う。

Ｅ　（ｉ、　ｋ）＝Ｅ　（ｉ、　ｋ−１）十ＳＦ　［（ＰＥ　（ｉ＞−Ｅ　（ｉ 、に−１＞］ｒ＝１．２・・・、Ｎ ここで、Ｅ（ｉ、ｋ）は時間（ｋ＞にあけるチャンネル（ｉ）の現在のエネルギ ・ノイズ推定であり、Ｅ（ｉ。

ｋ−１）は時間（ｋ−１＞にあけるチャンネル（ｉ）の古いエネルギ・ノイズ推 定であり、ＰＥ（ｉ）はチャンネル（ｉ）における現在の処理前のエネルギ推定 であり、ＳＦはバックグランド・ノイズ推定を平滑化する場合に使用する平滑化 ファクタの時定数である。したがって、Ｅ　（ｒ。

ｋ−１）はエネルギ推定の記憶レジスタ５８５に記憶され、ＳＦの項は平滑フィ ルタ５８０の機能を実行する。本実施例の場合、ＳＦは１０ミリ秒のフレームの 持続に対して０．１に選択される。

ステップ９４３でチャンネル・カウンタＣＣを１にイニシアライズする。ステッ プ９４４では、３２５から得られる現在のバックグランド・ノイズ推定、エネル ギ推定の記憶レジスタ５８５に記憶されている古いバックグランド・ノイズ推定 の旧ＢＮＥ　（ＣＣ）　、およびスイッチ５７５から得られる新しいバックグラ ンド・ノイズ推定の新ＢＮＥ（ＣＣ）に関して上記の方程式を実行する。ステッ プ９４５ではチャンネル・カウンタＣＣがインクリメントされ、ステップ９４６ では、Ｎ個のチャンネル全てが処理されたかどうかを知るためにテストが行われ る。もし真であれば、バックグランド・ノイズ推定の更新が完了し、動作はサン プル・カウンタをリセットし、フレーム・カウンタをインクリメントするため上 述したボースの特許の第６ｂ図のステップ６２９に戻る。制御は、そこで元に戻 って次のフレームのためにサンプル対サンプル・ベースでノイズの抑圧を行う。

以上をまとめると、本発明は下記の改良を行うことが分かる。すなわち、これら は、（ａ）一定のＳ／Ｎ比の値が得られるまで、ゲイン・テーブルのゲイン上昇 をオフセットすることによって行われるバックグランド・ノイズのフラッタの削 減、（ｂ）音声韻律の計算およびチャンネルのエネルギにもとず＜Ｓ／Ｎ比推定 の修正による狭帯域ノイズ・バーストの防止、および（Ｃ）音声韻律全体と最後 に行われた更新からの時間間隔に基づいて更新の決定を行うことによるより正確 なバックグランド・ノイズの推定である。

ここで本発明の特定の実施例を示し説明してきたが、当業者によって更に変更と 改良を行うことが可能である。例えば、ここで説明した動作の流れは、リアル・ タイムで実行されているが、ハードウェアに固有の限界があるため、チャンネル ・ゲインの値に対する以前のバックグランド・ノイズの推定１は次のフレームで 使用するために記憶されてもよい。ここで開示している基本的な根拠となってい る原理を保持しているこれら全ての変更および特許請求の範囲は、本発明の範囲 内にあるものである。

国際調査報告

Claims (50)

【特許請求の範囲】
1. １．ノイズを抑圧した出力信号を導出するため、ノイズのある入力信号からバッ クグランド・ノイズを減衰する改良されたノイズ抑圧システムにおいて、前記ノ イズ抑圧システムは： 入力信号を選択された周波数チャンネルを表す複数の処理前の信号に分離する手 段； 各個別チャンネルの信号一プラスーノイズのエネルギとノイズのエネルギの推定 とを導出する手段；前記チャンネルのエネルギの推定に応答して各個別チャンネ ルのゲイン値を導出する手段であって、前記ゲイン値は各チャンネルに対する最 小ゲイン値を有し、前記ゲイン値導出手段は前記信号−プラスーノイズのエネル ギの推定が前記ノイズのエネルギの推定を所定量超える場合にのみ導出され、前 記最小ゲイン値を超えるゲイン値を許容するるしきい値手段を有する前記手段； および複数の処理後の信号を得るため、前記ゲイン値に応答して前記複数の処理 前の信号の各々のゲインを修正する手段；によつて構成されることを特徴とする ノイズ抑圧システム。
2. ２．前記ゲイン値導出手段は、前記チャンネル・エネルギ推定の信号対ノイズ比 （Ｓ／Ｎ比）に基づいてゲイン値を導出し、前記Ｓ／Ｎ比の推定は、前記Ｓ／Ｎ 比のしきい値未満のＳ／Ｎ比の推定を有するチャンネルが最小ゲイン値を導出す るように、予め定められたＳ／Ｎ比のしきい値と比較されることを特徴とする請 求項１記載のノイズ抑圧システム。
3. ３．前記予め定められたＳ／Ｎ比のしきい値は１．５ｄＢないし５ｄＢのＳ／Ｎ 比の範囲内にあるＳ／Ｎ比の値に対応することを特徴とする請求項２記載のノイ ズ抑圧システム。
4. ４．前記予め定められたＳ／Ｎ比のしきい値は約２．２５ｄＢのＳ／Ｎ比の値に 対応することを特徴とする請求項３記載のノイズ抑圧システム。
5. ５．前記ゲイン修正手段は、最小のゲイン値を有する特定のチャンネルに処理前 の信号に最大の減衰量を与えることを特徴とする請求項１記載のノイズ抑圧シス テム。
6. ６．ゲイン値が低い周波数のチャンネルよりも高い周波数のチャンネルに対して より大きな減衰量を導出させることを特徴とする請求項１記載のノイス抑圧シス テム。
7. ７．前記ゲイン値導出手段は、複数のゲイン・テーブルを更に有し、各ゲイン・ テーブルが前記個別チャンネルのエネルギの推定に対応する所定の個別チャンネ ルのゲイン値と、前記入力信号の全平均バックグランド・ノイズ・レベルの関数 として前記複数のゲイン・テーブルの１つを自動的に選択するゲイン・テーブル 選択手段とを有することを特徴とする請求項１記載のノイズ抑圧システム。
8. ８．前記ノイズを抑圧した出力信号を導出するため、前記複数の処理後の信号を 結合する手段を更に含むことを特徴とする請求項１記載のノイズ抑圧システム。
9. ９．ノイズを抑圧した出力信号を導出するため、ノイズのある入力信号からバッ クグランド・ノイズを減衰する改良されたノイズ抑圧システムにおいて、前記ノ イズ抑圧システムは： 入力信号を選択された周波数チャンネルを表す複数の処理前の信号に分離する手 段； 前記処理前の信号中のバックグランド・ノイズのパワー・スペクトル密度の推定 を導出し、記憶する手段であって、前記バックグランド・ノイズ推定の導出手段 は、前回のバックグランド・ノイズ推定の修正以降にむける時間間隔を示すタイ ミング・パラメータに応答して前記バックグランド・ノイズ推定を修正する手段 を有する前記手段；前記修正したバックグランド・ノイズ推定に基づいて各個別 チャンネルの信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）の推定を導出する手段； 前記チャンネルのＳ／Ｎ比の推定に応答して、各個別チャンネルのゲイン値を導 出する手段；および複数の処理後の信号を得るため、前記ゲイン値に応答して前 記複数の処理前の信号の各々のゲインを修正する手段；によつて構成されること を特徴とするノイズ抑圧システム。
10. １０．前記バックグランド・ノイズ推定修正手段は、前記タイミング・パラメー タを導出する手段と、前記タイミング・パラメータが前記タイミングしきい値を 超える場合、バックグランド・ノイズの推定の修正が実行されるように、前記タ イミング・パラメータを所定のタイミングしきい値と比較する手段とを有するこ とを特徴とする請求項９記載のノイズ抑圧システム。
11. １１．前記所定のタイミングしきい値が０．５秒から４秒の範囲内であることを 特徴とする請求項１０記載のノイズ抑圧システム。
12. １２．前記所定のタイミングしきい値が１秒にほぼ等しいことを特徴とする請求 項１１記載のノイズ抑圧システム。
13. １３．前記バックグランド・ノイズ推定修正手段は、各個別チャンネルのエネル ギの推定を導出する手段と、全ての個別チャンネルのエネルギの推定の合計値に 応答して、マルチチャンネルのエネルギ・パラメータを導出する手段とを更に含 むことを特徴とする請求項１０記載のノイズ抑圧システム。
14. １４．前記バックグランド・ノイズ推定修正手段は、前記マルチチャンネルのエ ネルギ・パラメータが前記エネルギしきい値未満である場合にバックグランド・ ノイズの推定の修正が実行されるように、前記マルチチャンネルのエネルギ・パ ラメータを所定のエネルギーしきい値と比較する手段を更に含むことを特徴とす る請求項１３記載のノイズ抑圧システム。
15. １５．前記マルチチャンネルのエネルギ・パラメータは、前記個別チャンネルの Ｓ／Ｎ比の推定を個別チャンネルの音声韻律に変換し、個別チャンネルの音声韻 律を合計することによつて導出され、音声韻律の合計は全てのチャンネルにおけ るエネルギの音声状の特性全体の尺度であることを特徴とする請求項１３記載の ノイズ抑圧システム。
16. １６．前記バックグランド・ノイズ推定修正手段は、前記マルチチャンネルのエ ネルギ・パラメータに関係なく前記タイミング・パラメータに応答して前記バッ クグランド・ノイズ推定を修正することを特徴とする請求項１４記載のノイズ抑 圧システム。
17. １７．前記マルチチャンネルのエネルギ・パラメータ導出手段は、前記小さな変 動が前記マルチチャンネルのエネルギ・パラメータに大きく影響しないように、 個別チャンネルのエネルギ推定に前記小さな変動を順応させることを特徴とする 請求項１３記載のノイズ抑圧システム。
18. １８．前記所定のエネルギしきい値は、全てのチャンネルが６ｄＢ未満の個別の Ｓ／Ｎ比の値を示す場合、バックグランド・ノイズ推定の修正が実行されるよう に設定されることを特徴とする請求項１４記載のノイズ抑圧システム。
19. １９．前記所定のエネルギしきい値は、いずれかの単一チャンネルが少なくとも ６ｄＢのＳ／Ｎ比の値を示す場合、バックグランド・ノイズ推定の修正が実行さ れないように設定されることを特徴とする請求項１４記載のノイズ抑圧システム 。
20. ２０．前記ゲイン値導出手段は、複数のゲイン・テーブルを更に含み、各ゲイン ・テーブルは種々の個別チャンネルにおけるＳ／Ｎ比の推定に対応する所定の個 別チャンネル・ゲイン値と、前記入力信号の全平均バツクグランド・ノイズ・レ ベルの関数として前記複数のゲイン・テーブルの１つを自動的に選択するゲイン ・テーブル選択手段を有することを特徴とする請求項９記載のノイズ抑圧システ ム。
21. ２１．前記ノイズを抑圧した出力信号を導出するため、前記複数の処理後の信号 を結合する手段を更に含むことを特徴とする請求項９記載のノイズ抑圧システム 。
22. ２２．ノイズを抑圧した出力信号を導出するため、ノイズのある入力信号からバ ックグランド・ノイズを減衰する改良されたノイズ抑圧システムにむいて、前記 ノイズ抑圧システムは： 入力信号をＮ個の選択された周波数チャンネルを表す複数の処理前の信号に分離 する手段； 各個別チャンネルにむけるエネルギの推定を導出する手段； 前記チャンネルのエネルギ推定を監視し、狭帯域ノイズ・バーストを通話のエネ ルギおよびバックグランド・ノイズのエネルギから区別し、これによつて修正信 号を導出する手段； 狭帯域ノイス・バーストを表すチャンネル・エネルギの推定が修正されるように 前記修正信号に応答して前記チャンネル・エネルギの推定を選択的に修正する手 段；各々の修正されたチャンネル・エネルギの推定に応答して各個別チャンネル に対するゲイン値を導出する手段；および 複数の処理後の信号を得るため、前記ゲイン値に応答して前記複数の処理前の信 号の各々のゲインを修正する手段；によつて構成されることを特徴とするノイズ 抑圧システム。
23. ２３．前記修正信号は所定のエネルギしきい値を超えるエネルギの推定を有する 個別チャンネルの合計数を示すことを特徴とする請求項２２記載のノイズ抑圧シ ステム。
24. ２４．前記所定のエネルギしきい値は、４ｄＢないし１０ｄＢのＳ／Ｎ比の範囲 内の信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）の値に相当することを特徴とする請求項２３記 載のノイズ抑圧システム。
25. ２５．前記所定のエネルギーしきい値は、約６ｄＢのＳ／Ｎ比の値に相当するこ とを特徴とする請求項２４記載のノイス抑圧システム。
26. ２６．前記チャンネル・エネルギー推定修正手段は、前記個別チャンネルの合計 数が前記カウントしきい値未満の場合に、チャンネル・エネルギの推定の修正が 実行されるように、前記修正信号を所定のカウントしきい値と比較する手段を有 することを特徴とする請求項２３記載のノイズ抑圧システム。
27. ２７．前記所定のカウントしきい値はＮの４０％未満に相当することを特徴とす る請求項２６記載のノイズ抑圧システム。
28. ２８．前記ゲイン修正手段は、修正したチャンネル・エネルギ推定を有する特定 のチャンネルにおける処理前の信号に最大の減衰量を与えることを特徴とする請 求項２２記載のノイズ抑圧システム。
29. ２９．前記ゲイン値導出手段は、複数のゲイン・テーブルを更に含み、各ゲイン ・テーブルは種々の個別チャンネルにおけるエネルギの推定に対応する所定の個 別チャンネル・ゲイン値と、前記入力信号の全平均バックグランド・ノイズ・レ ベルの関数として前記複数のゲイン・テーブルの１つを自動的に選択するゲイン ・テーブル選択手段を含むことを特徴とする請求項２２記載のノイズ抑圧システ ム。
30. ３０．前記ノイズを抑圧した出力信号を導出するため、更に前記複数の処理後の 信号を結合する手段を含むことを特徴とする請求項２２記載のノイズ抑圧システ ム。
31. ３１．ノイズ抑圧システムであつて、ノイズを抑圧した出力信号を導出するため 、ノイズのある入力信号からバックグランド・ノイズを減衰する方法において： 入力信号をＮ個の選択された周波数チャンネルを表す複数の処理前の信号に分離 する段階； 各個別チャンネルでエネルギの推定を導出する段階；前記処理前の信号中のバッ クグランド・ノイズのパワー・スペクトル密度の推定を導出し、記憶する段階； 前記バックグランド・ノイズの推定と前記チャンネル・エネルギの推定とに基づ いて各個別チャンネルの信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）の推定を導出する段階；前 記チャンネルのＳ／Ｎ比の推定に応答して各個別チャンネルに対してゲイン値を 導出する段階であつて、前記ゲイン値は最小値の範囲を有し、前記ゲイン値を導 出する段階は予め定められたＳ／Ｎ比のしきい値を与える段階と、前記Ｓ／Ｎ比 のしきい値未満のＳ／Ｎ比の推定を有するチャンネルは前記最小範囲内のゲイン 値を導出するように前記チャンネルのＳ／Ｎ比の推定を前記予め定められたＳ／ Ｎ比のしきい値と比較する段階とを含む前記段階；および複数の処理後の信号を 与えるため、前記ゲイン値に応答して前記複数の処理前の信号の各々のゲインを 修正する段階； によつて構成されることを特徴とする方法。
32. ３２．前記予め定められたＳ／Ｎ比のしきい値が１．５ｄＢないし５ｄＢのＳ／ Ｎ比の範囲内にあるＳ／Ｎ比の値に相当することを特徴とする請求項３１記載の 方法。
33. ３３．前記ゲインを修正する段階は、前記最小範囲内のゲイン値を有する特定の チャンネルの処理前の信号に最大量の減衰を与えることを特徴とする請求項３１ 記載の方法。
34. ３４．前回のバックグランド・ノイズの推定の修正以降における時間間隔を示す タイミング・パラメータに応答して前記バックグランド・ノイズの推定を修正す る段階を含むことを特徴とする請求項３１記載の方法。
35. ３５．前記バックグランド・ノイズの推定を修正する段階は、前記タイミング・ パラメータを導出する段階と、前記タイミング・パラメータが前記タイミングし きい値を超える場合にバックグランド・ノイズの推定の修正が実行されるように 、前記タイミング・パラメータを所定のタイミングしきい値と比較する段階とを 含むことを特徴とする請求項３４記載の方法。
36. ３６．前記所定のタイミングしきい値は０．５秒ないし４秒の範囲にあることを 特徴とする請求項３５記載の方法。
37. ３７．前記バックグランド・ノイズの推定を修正する段階は、全個別チャンネル のＳ／Ｎ比推定の合計値に応答してマルチチャンネルのエネルギ・パラメータを 導出する段階を更に含むことを特徴とする請求項３４記載の方法。
38. ３８．前記バックグランド・ノイズの推定を修正する段階は、前記マルチチャン ネルのエネルギ・パラメータが前記エネルギのしきい値未満である場合にバック グランド・ノイズの推定の修正が実行されるように、前記マルチチャンネルのエ ネルギ・パラメータを所定のエネルギしきい値と比較する段階を更に含むことを 特徴とする請求項３７記載の方法。
39. ３９．前記マルチチャンネルのエネルギ・パラメータは、前記個別チャンネルの Ｓ／Ｎ比の推定を個別チャンネルの音声韻律に変換し、個別チャンネルの音声韻 律を合計することによつて導出され、音声韻律の合計は、全チャンネルにおける エネルギの音声状の特性全体の尺度であることを特徴とする請求項３８記載の方 法。
40. ４０．前記バックグランド・ノイズの推定を修正する段階は、前記マルチチャン ネルのエネルギ・パラメータに関係なく前記タイミング・パラメータに応答して 前記バツクグランド・ノイズの推定を修正することを特徴とする請求項３８記載 の方法。
41. ４１．前記所定のエネルギしきい値は、全チャンネルが６ｄＢ未満の個々のＳ／ Ｎ比の値を示す場合、バックグランド・ノイズの推定の修正が実行されるように 設定されることを特徴とする請求項３８記載の方法。
42. ４２．前記所定のエネルギしきい値は、いずれかの信号チャンネルが少なくとも ６ｄＢのＳ／Ｎ比の値を示す場合、バックグランド・ノイズの推定の修正が実行 されないように設定されることを特徴とする請求項３８記載の方法。
43. ４３．前記チャンネルＳ／Ｎ比の推定を監視し、狭帯域ノイズ・バーストを通話 のエネルギとバックグランド・ノイズのエネルギから区別し、これによつて修正 信号を導出する段階；および 狭帯域ノイズ・バーストを表すチャンネルＳ／Ｎ比が修正されるように前記修正 信号に応答して前記チャンネルＳ／Ｎ比の推定を選択的に修正する段階；によつ て構成されることを特徴とする請求項３１記載の方法。
44. ４４．前記修正信号が所定の修正しきい値を超えるＳ／Ｎ比の推定を有する個別 チャンネルの合計数を示すことを特徴とする請求項４３記載の方法。
45. ４５．前記所定の修正しきい値は、４ｄＢないし１０ｄＢのＳ／Ｎ比の範囲内の 値に相当することを特徴とする請求項４４記載の方法。
46. ４６．前記チャンネルのＳ／Ｎ比の推定を修正する段階は、前記個別チャンネル の合計数が前記カウントしきい値未満の場合にチャンネルのＳ／Ｎ比の推定の修 正が実行されるように、前記修正信号を所定のカウントしきい値と比較する段階 を含むことを特徴とする請求項４４記載の方法。
47. ４７．前記所定のカウントしきい値がＮの４０％未満に相当することを特徴とす る請求項４６記載の方法。
48. ４８．前記ゲインを修正する段階は、修正したチャンネルのＳ／Ｎ比の推定を有 する特定のチャンネルに処理前の信号に最大の減衰量を与えることを特徴とする 請求項４３記載の方法。
49. ４９．前記ゲイン値を導出する段階は、前記入力信号の全平均バックグランド・ ノイズ・レベルの関数として複数のゲイン・テーブルの１つを自動的に選択する 段階を更に有し、各ゲイン・テーブルが種々の個別チャンネルのＳ／Ｎ比の推定 に対応する所定の個別チャンネルのゲイン値を有することを特徴とする請求項３ １記載の方法。
50. ５０．前記ノイズを抑圧した出力信号を導出するため、前記複数の処理後の信号 を結合する段階を更に含むことを特徴とする請求項３１記載の方法。