(57)【要約】本発明は、所望信号の劣化を抑えつつエコーの抑圧を行うことができる音声処理装置を提供する。その音声処理装置は、入力信号に含まれる非線形エコーを抑圧する非線形エコー抑圧手段と、その非線形エコー抑圧手段による抑圧の結果に応じて、入力信号における所望信号の混在の有無を判定する判定手段と、判定の結果、その所望信号がその入力信号に混在していると判断した場合には、その非線形エコー抑圧手段における非線形エコーの抑圧強度を弱める抑圧強度制御手段と、を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に含まれる非線形エコーを抑圧する非線形エコー抑圧手段と、
前記非線形エコー抑圧手段による抑圧の結果に応じて、入力信号における所望信号の混在の有無を判定する判定手段と、
判定の結果、前記所望信号が前記入力信号に混在していると判断した場合には、前記非線形エコー抑圧手段における非線形エコーの抑圧強度を弱める抑圧強度制御手段と、を含む音声処理装置。
【請求項２】
前記非線形エコー抑圧手段は、擬似線形エコー信号に第１回帰係数を乗算して推定される非線形エコー信号に基づいて前記非線形エコーを抑圧する手段であり、
抑圧強度制御手段は、擬似非線形エコー信号に前記第１回帰係数より小さい第２回帰係数を乗算して前記非線形エコー信号を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の音声処理装置。
【請求項３】
前記抑圧強度制御手段は、
前記第１回帰係数と前記第２回帰係数とを記憶する記憶手段と、
前記判定手段による判定の結果、前記入力信号において所望信号が混在していると判定した場合に、前記記憶手段から前記第２回帰係数を読出す回帰係数選択手段と、
を含み、読出した前記第２回帰係数を乗算して前記推定非線形エコー信号を推定する
ことを特徴とする請求項２に記載の音声処理装置。
【請求項４】
前記抑圧強度制御手段は、
前記第１回帰係数と前記回帰係数補正値とを記憶する記憶手段と、
前記判定手段による判定の結果、前記入力信号において所望信号が混在していると判定した場合に、前記第１回帰係数と前記回帰係数補正値とを乗算して前記第２回帰係数を算出する第２回帰係数算出手段と、
を含み、算出した前記第２回帰係数を用いて前記推定非線形エコー信号を推定する
ことを特徴とする請求項２に記載の音声処理装置。
【請求項５】
前記非線形エコー抑圧手段は、擬似線形エコー信号に第１回帰係数を乗算して推定される推定非線形エコー信号に応じた利得を乗算することによって前記非線形エコーを抑圧する手段であり、
前記抑圧強度制御手段は、前記利得を小さくすることにより、非線形エコーの抑圧強度を弱める
ことを特徴とする請求項１に記載の音声処理装置。
【請求項６】
前記抑圧強度制御手段は、周波数に対する前記利得を所定の傾きで減衰させることにより、非線形エコーの抑圧強度を弱める
ことを特徴とする請求項５に記載の音声処理装置。
【請求項７】
出力信号に基づいて音声を出力する音声出力手段と、
音声を入力して入力信号を出力する音声入力手段と、
前記音声出力手段から出力した音声が前記音声入力手段に対して回り込むことにより発生したと推定される擬似線形エコー信号を、前記出力信号から生成する擬似線形エコー生成手段と、
をさらに有し、
前記非線形エコー抑圧手段は、前記擬似線形エコー信号を用いて前記非線形エコーを抑圧する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の音声処理装置。
【請求項８】
前記判定手段は、前記非線形エコー抑圧手段による抑圧結果としてのスペクトル形状に基づいて、入力信号における所望信号の混在の有無を判定する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の音声処理装置。
【請求項９】
入力信号に含まれる非線形エコーを抑圧するし、
前記抑圧の結果に応じて、入力信号における所望信号の混在の有無を判定し、
判定の結果、前記所望信号が前記入力信号に混在していると判断した場合には、非線形エコーの抑圧強度を弱めた非線形エコーの抑圧を行う、
音声処理方法。
【請求項１０】
入力信号に含まれる非線形エコーを抑圧する処理と、
前記抑圧の結果に応じて、入力信号における所望信号の混在の有無を判定する処理と、
判定の結果、前記所望信号が前記入力信号に混在していると判断した場合には、非線形エコーの抑圧強度を弱めた非線形エコーの抑圧を行う処理と、をコンピュータに実行させる
音声処理プログラムを記録した不揮発性媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エコーを抑圧する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野において、特許文献１に示されているように、エコーを抑圧する技術が知られている。
特許文献１記載のエコー抑圧装置は以下の機能を有する変換部を備える。第一に、変換部は、第１の信号及び第２の信号を入力する。ここで、第１の信号は、マイクロフォンの入力信号（特許文献１では出力信号）、またはスピーカの出力信号から線形エコーキャンセラの出力信号を減算器で減算した信号、のいずれか一方である。また、第２の信号は、線形エコーキャンセラの出力信号である。第二に、変換部は、第１の信号および第２の信号からエコーの漏れこみ具合の推定値を算出する。第三に、変換部は、この算出した推定値に基づいて第１の信号を補正することで、第１の信号からエコーを除去した近端信号を生成して出力端子に出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−５６４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、エコーの抑圧によって所望信号が劣化することが多く、出力信号品質が十分ではなかった。
その理由は、特許文献１記載のエコー抑圧装置の変換部が、第１の信号あるいは第２の信号に、所望信号が含まれているか否かを考慮することなく、第１の信号を補正するからである。
本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様における装置は、
入力信号に含まれる非線形エコーを抑圧する非線形エコー抑圧手段と、
前記非線形エコー抑圧手段による抑圧の結果に応じて、入力信号における所望信号の混在の有無を判定する判定手段と、
判定の結果、前記所望信号が前記入力信号に混在していると判断した場合には、前記非線形エコー抑圧手段における非線形エコーの抑圧強度を弱める抑圧強度制御手段と、
を備える。
本発明の一態様における方法は、
入力信号に含まれる非線形エコーを抑圧し、
前記抑圧の結果に応じて、入力信号における所望信号の混在の有無を判定し、
判定の結果、前記所望信号が前記入力信号に混在していると判断した場合には、非線形エコーの抑圧強度を弱めた非線形エコーの抑圧を行う。
本発明の一態様における不揮発性媒体に記録されたプログラムは、
入力信号に含まれる非線形エコーを抑圧する処理と、
前記抑圧の結果に応じて、入力信号における所望信号の混在の有無を判定する処理と、
判定の結果、前記所望信号が前記入力信号に混在していると判断した場合には、非線形エコーの抑圧強度を弱めた非線形エコーの抑圧を行う処理と、
をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、所望信号の劣化を抑えつつエコーの抑圧を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る音声処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の第２実施形態に係る音声処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の第２実施形態に係る音声処理装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第２実施形態に係る音声処理装置の効果を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第３実施形態に係る音声処理装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の第４実施形態に係る音声処理装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の第５実施形態に係る音声処理装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の第６実施形態に係る音声処理装置の構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、本発明の第６実施形態に係る音声処理装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の第７実施形態に係る音声処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の第７実施形態に係る音声処理装置の効果を説明する図である。
【図１２】図１２は、本発明のその他の実施形態に係る音声処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、本発明のプログラムを記録した記録媒体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての音声処理装置１００について、図１を用いて説明する。音声処理装置１００は、信号中のエコーを抑圧するための装置である。
図１に示すように、音声処理装置１００は、非線形エコー抑圧部１０１と所望信号混在判定部１０２とエコー抑圧強度制御部１０３とを含む。
非線形エコー抑圧部１０１は、入力信号に含まれる非線形エコーを抑圧する。また、所望信号混在判定部１０２は、非線形エコー抑圧部１０１による抑圧の結果に応じて、入力信号における所望信号の混在の有無を判定する。
エコー抑圧強度制御部１０３は、所望信号混在判定部１０２での判定の結果、所望信号が入力信号に混在していると判断した場合には、非線形エコー抑圧部１０１における非線形エコーの抑圧強度を弱める。
以上の構成により、音声処理装置１００は、所望信号の劣化を抑えつつエコーの抑圧を行うことができる。
その理由は、音声処理装置１００が以下のような構成を備えるからである。第一に、所望信号混在判定部１０２は、入力信号における所望信号の混在の有無を判定する。第二に、エコー抑圧強度制御部１０３は、その判定結果が所望信号の混在有である場合、非線形エコー抑圧部１０１における非線形エコーの抑圧強度を弱める。
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態に係る音声処理装置２００について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る音声処理装置２００の概略構成を説明するためのブロック図である。音声処理装置２００は、エコーを抑圧した際に、所望信号（例えば近端信号）の高域成分が減衰して明瞭度が低下しないように、所望信号の有無を判定してから抑圧量を決定する。具体的には、エコーを確実に抑圧した後に信号が残留している場合は所望信号が存在していると判定し、抑圧量を低減して、再度エコー抑圧処理を繰り返す。抑圧量低減により、所望信号の明瞭度が改善する。所望信号が存在している場合は、エコーが多少残留していても気にならないので、主観的に十分なエコー抑圧効果がある。
図２に示すように、音声処理装置２００は、音声入力手段としてのマイクロフォン２０１と、音声出力手段としてのスピーカ２０２を含む。スピーカ２０２が出力信号に応じた音声を出力すると、マイクロフォン２０１の入力信号にエコー信号が混入する場合がある。擬似線形エコー生成部２０３は、そのエコー信号のうちの線形エコー信号の擬似信号を、出力信号から生成する。擬似線形エコー生成部２０３は、例えば残差信号によって係数の更新を行う適応フィルタによって構成される。線形エコー抑圧部２０４は、擬似線形エコー信号を、マイクロフォン２０１が入力した入力信号から減算する。
擬似線形エコー生成部２０３で生成された擬似線形エコー信号及び残差信号は、非線形エコー抑圧部２０５に入力される。非線形エコー抑圧部２０５は、非線形エコー信号を推定して、残差信号中の非線形エコー信号成分を抑圧する。
また、音声処理装置２００は、出力判定部２０６と抑圧強度制御部２０７とを備えている。出力判定部２０６は、エコーを強く抑圧した後の信号から、所望信号の存在を判定する。特に、音声の高域成分のみから所望信号の存在を判定する。
本実施形態では、非線形エコー抑圧部２０５は、回帰係数を乗算して推定される非線形エコー信号に基づいて非線形エコーを抑圧する。抑圧強度制御部２０７は、その回帰係数の補正または選択によって、抑圧量の低減を行う。すなわち、第１回帰係数を用いてエコーを強く抑圧した後の信号に、所望信号が存在していた場合、抑圧強度制御部２０７は、第１回帰係数より小さい第２回帰係数を非線形エコー抑圧部２０５に提供する。非線形エコー抑圧部２０５は、擬似非線形エコー信号に第１回帰係数より小さい第２回帰係数を乗算して非線形エコー信号を推定する。
図３は、音声処理装置２００で行われる処理の流れを説明するフローチャートである。ステップＳ３０１において、非線形エコー抑圧部２０５は、比較的大きな第１回帰係数でエコーを強く抑圧する。次に、ステップＳ３０２において、出力判定部２０６は、抑圧後の電力を算出する。ステップＳ３０３では、出力判定部２０６は、抑圧後の電力（パワー、つまり振幅の二乗）が閾値よりも大きいか否かを判定する。抑圧後の電力が閾値よりも大きい場合には、元々の入力信号中に所望信号が含まれていたと考えられるため、ステップＳ３０４に進んで、抑圧強度制御部２０７は、回帰係数を小さくする。即ち、抑圧強度制御部２０７は、先の第１回帰係数より小さい第２回帰係数を出力する。そして、非線形エコー抑圧部２０５は、その回帰係数に基づいて、再度エコー抑圧処理を行う。つまり、エコー抑圧効果を小さくして、所望音声が大きく残るようにする。
図４は、本実施形態に係る音声処理装置２００によって達成できる効果を示す図である。上の段４０１の左側のグラフは、１回目の抑圧処理後のスペクトルを示すグラフである。また、上の段４０１の右側のグラフは、回帰係数を小さく補正した後の２回目の抑圧処理後のスペクトルを示すグラフである。上段４０１に示すように、回帰係数を小さくすることにより、所望音声が大きく残るようにエコー抑圧を行うことができる。一方、下段４０２の左側のグラフは、１回目の抑圧処理後の出力電力が閾値よりも小さい場合のスペクトルを示すグラフである。この場合、抑圧強度制御部２０７は、回帰係数を変更しない。このため、下段４０２の右側のグラフが示す、２回目の抑圧処理後のスペクトルは、左側のグラフと同じ形状のスペクトルとなる。各グラフにおいて、例えば、縦軸は強度（デシベル）であり、横軸は周波数（ヘルツ）である。
以上、本実施形態によれば、エコー抑圧後の所望信号の明瞭度が改善する。
その理由は、出力判定部２０６が、抑圧後の電力が閾値よりも大きいか否かを判定し、抑圧強度制御部２０７が、その判定結果に基づいて発生した回帰係数を、非線形エコー抑圧部２０５へ出力するようにしたからである。
［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態に係る音声処理装置について、図５を用いて説明する。本実施形態に係る音声処理装置は、非線形エコー抑圧部が、出力判定部及び抑圧強度制御部を内包する点で第２実施形態の非線形エコー抑圧部２０５と異なる。その他の構成及び作用については第２実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。
図５は、本実施形態に係る非線形エコー抑圧部５００の内部構成を示す図である。非線形エコー抑圧部５００は、高速フーリエ変換部（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：ＦＦＴ）５０１と、高速フーリエ変換部５０２と、スペクトル振幅推定部５０３と、スペクトルフロアリング部５０４と、スペクトル利得計算部５０５と、逆高速フーリエ変換部（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：ＩＦＦＴ）５０６とを備える。
高速フーリエ変換部５０１、５０２は、それぞれ、残差信号ｄ（ｋ）と擬似線形エコーｙ（ｋ）とを周波数スペクトルに変換する。スペクトル振幅推定部５０３と、スペクトルフロアリング部５０４と、スペクトル利得計算部５０５とは、周波数成分ごとに用意されている。逆高速フーリエ変換部５０６は、周波数成分ごとに導き出された振幅スペクトルを、対応する位相と統合して逆高速フーリエ変換し、時間領域の出力信号ｚｉ（ｋ）、つまり通話相手に送る音声波形に再合成する。
線形エコーと非線形エコーはまったく違う波形である。しかし、線形エコー及び非線形エコーそれぞれの周波数ごとにスペクトル振幅を見ると、擬似線形エコーが大きい時は非線形エコーも大きくなる傾向がある。すなわち、線形エコーと非線形エコーとには、振幅の相関がある。つまり、擬似線形エコーに基づいて、非線形エコーの量を推定することができる。
そこで、スペクトル振幅推定部５０３は、推定した非線形エコーの量に基づいて、所望信号のスペクトル振幅を推定する。推定された信号のスペクトル振幅には誤差がある。そこで、その推定誤差が、通話相手に送る音声波形において、主観的に不快なものにならないよう、スペクトルフロアリング部５０４はフロアリング処理を加える。
例えば、信号の推定スペクトル振幅が過剰に小さく、背景雑音のスペクトル振幅を下回る場合、エコーの有無で信号レベルが変動し、通話相手に違和感を生じさせる。その対策として、スペクトルフロアリング部５０４は、背景雑音レベルを推定して、推定スペクトル振幅の下限とすることにより、レベル変動を低減する。
一方、推定誤差により推定スペクトル振幅にエコーが大きく残留してしまった場合、残留したエコーは、断続的かつ急激に変化して、ミュージカルノイズと呼ばれる、人工的な付加音となる。その対策として、スペクトル利得計算部５０５は、エコーを消去するために、推定した非線形エコーを減算するのではなく、減算された程度の振幅になるように利得を乗じる。利得の急激な変化を防止する平滑化を行うことにより、残留エコーの断続的変化を抑えることができる。
以下、スペクトル振幅推定部５０３、スペクトルフロアリング部５０４、スペクトル利得計算部５０５の内部構成について数式を用いて説明する。
非線形エコー抑圧部５００に入力される残差信号ｄ（ｋ）は、所望信号ｓ（ｋ）と、残留非線形エコーｑ（ｋ）の和である。
ｄ（ｋ）＝ｓ（ｋ）＋ｑ（ｋ）・・・（１）
線形エコー抑圧部２０４は線形エコーをほぼ完全に除去していると仮定して、非線形成分のみを周波数領域で考える。高速フーリエ変換部５０１及び高速フーリエ変換部５０２によって、式（１）で表される残差信号は、周波数領域に変換され、以下の式で表される。
Ｄ（ｍ）＝Ｓ（ｍ）＋Ｑ（ｍ）・・・（２）
ここでｍはフレーム番号、ベクトルＤ（ｍ）、Ｓ（ｍ）およびＱ（ｍ）それぞれは、ｄ（ｋ）、ｓ（ｋ）およびｑ（ｋ）それぞれを周波数領域に変換した表現である。各周波数を独立に考えて式（２）を変形すると、所望信号のｉ番目の周波数成分は、以下の式で表される。
Ｓｉ（ｍ）＝Ｄｉ（ｍ）−Ｑｉ（ｍ）・・・（３）
擬似線形エコー生成部２０３及び線形エコー抑圧部２０４が相関除去を行うため、Ｄｉ（ｍ）とＹｉ（ｍ）の間にはほとんど相関はない。従って、減算器５３６は、以下のように
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変換した場合のｉ番目の周波数のエコーレプリカである。
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の積として以下の様にモデル化できる。
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そこで、絶対値化回路５３２と平均化回路５３４とは、Ｙｉ（ｍ）から平均エコーレプリカ
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数ａｉ１を乗算する。ここで回帰係数ａｉ１は、｜Ｑｉ（ｍ）｜と｜Ｙｉ（ｍ）｜との相関を示す回帰係数である。このモデルは、｜Ｑｉ（ｍ）｜と｜Ｙｉ（ｍ）｜との間に有意な相関があるという実験結果に基づいている。
式（３）は、ノイズ抑圧で広く用いられている加法型のモデルである。図５に示す非線形エコー抑圧部５００のスペクトル整形では、ノイズ抑圧において、不快なミュージカルノイズを生じにくい、スペクトル乗算型の構成をとる。スペクトル乗算を用いて、出力信号の振幅｜Ｚｉ（ｍ）｜を、スペクトルゲインＧｉ（ｍ）と残差信号｜Ｄｉ（ｍ）｜の積として得る。
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式（６）の平方根をとり、式（４）の｜Ｑｉ（ｍ）｜２にａｉ２・｜Ｙｉ（ｍ）｜２を代入することにより、
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較部５３７は、この出力信号を閾値と比較する。比較部５３７は、比較結果を、抑圧強
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場合、所望信号が含まれると判断して、回帰係数算出部５３８は、回帰係数を補正する。具体的には、回帰係数算出部５３８は、回帰係数ａｉ１に所定の補正値を乗算してより小さな回帰係数ａｉ２を算出する。そして、乗算部５４０及び減算器５３９で再度、非線形エコーの抑圧を行う。
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ない誤差がある。誤差が大きく、オーバーサブトラクションがおきると、所望信号において、高域成分の減少、あるいは通話相手に送る音声波形において変調感を生じることになる。特に、所望信号が空調音のように定常である場合、通話相手にとって、変調感は不快である。この変調感を主観的に低減するために、フロアリング部５０４はスペクトル上のフロアリングを行う。
フロアリングでは、まず平均化回路５４１が、所望信号Ｄｉ（ｍ）の定常成分｜Ｎｉ（ｍ）｜を推定する。次に、最大値選択回路６４２が、これを下限とするフロアリングを行う。そ
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最後に数式（６）に示したように、乗算部５５３が、スペクトルゲインＧｉ（ｍ）と残差信号｜Ｄｉ（ｍ）｜の積を求めて算出した、振幅｜Ｚｉ（ｍ）｜を出力信号として出力する。逆高速フーリエ変換部５０６は、振幅｜Ｚｉ（ｅｍ）｜を逆フーリエ変換し、非線形のエコーが効果的に抑圧された信号ｚｉ（ｋ）を出力する。
回帰係数算出部５３８は、第１回帰係数と回帰係数補正値とを記憶する。そして、回帰係数算出部５３８は、比較部５３７での比較の結果が、入力信号において所望信号が混在しているという判定であった場合、第１回帰係数ａｉ１と回帰係数補正値とを乗算して第２回帰係数ａｉ２を算出し、出力する。
回帰係数算出部５３８は、第１回帰係数とそれより小さい第２回帰係数とを記憶し、比較部５３７での比較の結果が、入力信号において所望信号が混在しているという判定であった場合に、第２回帰係数を読出し、出力してもよい。
以上の通り、本実施形態の構成によれば、回帰係数を補正して、エコー抑圧後の所望信号の明瞭度を改善させることができる。
その理由は、本実施形態に係る非線形エコー抑圧部５００が以下のような構成を備えるからである。第一に、高速フーリエ変換部５０１及び５０２が、それぞれ、残差信号ｄ（ｋ）と擬似線形エコーｙ（ｋ）とを周波数スペクトルに変換する。第二に、スペクトル振幅推定部５０３と、スペクトルフロアリング部５０４と、スペクトル利得計算部５０５とが、周波数成分ごとに、所望信号の劣化を抑えつつエコーの抑圧を行う。第三に、逆高速フーリエ変換部５０６が、周波数成分ごとに導き出された振幅スペクトルを、対応する位相と統合して逆高速フーリエ変換し、時間領域の出力信号ｚｉ（ｋ）に再合成する。
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態について、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態に係る音声処理装置での処理の流れを説明するためのフローチャートである。本実施形態では、ステップＳ６０４において、抑圧強度制御部２０７が、あらかじめ用意された小さい回帰係数を非線形エコー抑圧部２０５に提供する。非線形エコー抑圧部２０５は、提供された回帰係数を用いて出力信号を再計算する点で、第２実施形態と異なる。その他の構成及び動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成及び動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
本実施形態によれば、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
その理由は、抑圧強度制御部２０７が、あらかじめ用意された小さい回帰係数を、非線形エコー抑圧部２０５に提供し、非線形エコー抑圧部２０５が、その回帰係数を用いて出力信号を再計算するようにしたからである。
［第５実施形態］
本発明の第５実施形態について、図７を用いて説明する。図７は、本実施形態に係る音声処理装置での処理の流れを説明するためのフローチャートである。ステップＳ７０３において、出力判定部２０６が、音声帯域のみで、出力信号が閾値より大きいか判断する点で、第２実施形態と異なる。その他の構成及び動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成及び動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
本実施形態によれば、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態によれば、音声帯域における、エコー抑圧後の所望信号の明瞭度が改善する。
その理由は、出力判定部２０６が、音声帯域のみで、出力信号が閾値より大きいか判断するようにしたからである。
［第６実施形態］
本発明の第６実施形態について、図８を用いて説明する。図８は、本実施形態に係る音声処理装置に設けられた非線形エコー抑圧部８００の構成を示すブロック図である。
非線形エコー抑圧部８００は、非線形エコー抑圧部５００と比べて、スペクトル振幅推定部５０３に替えて、スペクトル振幅推定部８０３を含む。スペクトル振幅推定部８０３は、スペクトル振幅推定部５０３と比べて、選択部８３８、乗算部８３５、減算器８３６及び閾値比較部８３７を更に含む。また、スペクトル振幅推定部８０３は、スペクトル振幅推定部５０３と比べて、比較部５３７、回帰係数算出部５３８、減算器５３９及び乗算部５４０を含まない。
図８において、絶対値化回路５３２と平均化回路５３４とは、Ｙｉ（ｍ）から平均エコーレ
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２を乗算する。ここで、回帰係数ａｉ１、ａｉ２は、｜Ｑｉ（ｍ）｜と｜Ｙｉ（ｍ）｜との相関を示す回帰係数であり、ａｉ１＞ａｉ２である。
閾値比較部８３７は、減算器５３６からの出力を閾値と比較し、その結果を選択部８３８に渡す。選択部８３８は、閾値比較部８３７による比較結果に応じて、減算器５３６、減算器８３６のいずれかの出力を選択して、最大値選択回路５４２に渡す。その他の構成及び動作は、第３実施形態と同様であるため、同じ構成及び動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
図９は、本実施形態での処理の流れを簡略化して示したフローチャートである。ステップＳ９０１では、乗算部５３５及び減算器５３６が、大きな回帰係数ａｉ１でエコー抑圧を行い、第１出力信号を出力する。ステップＳ９０３では、乗算部８３５及び減算器８３６が、小さな回帰係数ａｉ２でエコー抑圧を行い、第２出力信号を出力する。ステップＳ９０５においては、閾値比較部８３７が、第１出力信号が閾値よりも大きいか否かを判定する。そして、第１出力信号が閾値よりも大きければ、ステップＳ９０６において、選択部８３８が、第２出力信号を選択して出力する。また、第１出力信号が閾値よりも小さければ、ステップＳ９０７において、選択部８３８が、第１出力信号を選択して出力する。
本実施形態によれば、より単純な構成で第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
その理由は、本実施形態に係る非線形エコー抑圧部５００が以下のような構成を備えるからである。第一に、乗算部５３５及び減算器５３６が、大きな回帰係数ａｉ１でエコー抑圧を行い、第１出力信号を出力する。第二に、乗算部８３５及び減算器８３６が、小さな回帰係数ａｉ２でエコー抑圧を行い、第２出力信号を出力する。第三に、閾値比較部８３７が、第１出力信号が閾値よりも大きいか否かを判定する。第四に、選択部８３８が、第１出力信号が閾値よりも大きければ、第２出力信号を選択して出力し、第１出力信号が閾値よりも小さければ、第１出力信号を選択して出力する。
［第７実施形態］
本発明の第７実施形態について、図１０を用いて説明する。図１０は、本実施形態に係る音声処理装置に設けられた非線形エコー抑圧部１０００の構成を示すブロック図である。
非線形エコー抑圧部１０００は、非線形エコー抑圧部５００と比べて、スペクトル振幅推定部５０３に替えてスペクトル振幅推定部１００３を、スペクトル利得計算部５０５に替えてスペクトル利得計算部１００５を含む。スペクトル振幅推定部１００３は、スペクトル振幅推定部５０３と比べて、ピーク探索部１０３１を更に含む。また、スペクトル振幅推定部１００３は、スペクトル振幅推定部５０３と比べて、比較部５３７、回帰係数算出部５３８、減算器５３９及び乗算部５４０を含まない。また、スペクトル利得計算部１００５は、スペクトル利得計算部５０５に比べて、スペクトルゲイン補正部１０５１を更に含む。
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中高域においてのピークを探索する。
ピーク探索部１０３１は、エコーを抑圧するスペクトルゲインのうち、中高域（音声の主要周波数のうち、高めの成分）における最大値を導き出す。ピーク探索部１０３１は、この最大値を、スペクトルゲイン補正部１０５１に出力する。
スペクトルゲイン補正部１０５１は、入力した最大値を基準にして、スペクトルの形状が音声らしくなるような最小のスペクトルゲインを算出する。具体的には、スペクトルゲイン補正部１０５１は、スペクトルゲインの最大値から、数ｄＢ／Ｏｃｔａｖｅで減衰させたスペクトルゲインを算出する。スペクトルゲイン補正部１０５１は、これらのスペクトルゲインを、各周波数におけるスペクトルゲインの下限値とする。即ち、スペクトルゲイン補正部１０５１は、周波数に対する利得を所定の傾きで減衰させることにより、非線形エコーの抑圧強度を弱める抑圧強度制御部として機能する。
図１１は、本実施形態の効果を説明する図である。
上欄１１０１の左側のグラフは、補正されていないスペクトルゲイン１１０１Ａと、所望信号スペククトル１１０１Ｂとの関係を示すグラフである。上欄１１０１の右側のグラフは、スペクトルゲイン１１０１Ａに基づいて抑圧処理された、所望信号スペクトル１１０１Ｃを示すグラフである。
下欄１１０２の左側のグラフは、補正されたスペクトルゲイン１１０２Ａと、所望信号スペクトル１１０２Ｂとの関係を示すグラフである。下欄１１０２の右側のグラフは、スペクトルゲイン１１０２Ａに基づいて抑圧処理された、所望信号スペクトル１１０２Ｃを示すグラフである。
各グラフにおいて、例えば、縦軸は強度（デシベル）であり、横軸は周波数（ヘルツ）である。
図１１の下欄１１０２に示すように所望信号１１０２Ｂが存在している場合に、スペクトルゲイン１１０１Ａの最大値から数ｄＢ／Ｏｃｔａｖｅで減衰させたスペクトルゲインを、各周波数におけるスペクトルゲインの下限値とする。これにより、スペクトルゲイン１１０２Ａの最大値が大きく、下限のスペクトルゲインも大きくなる。従って、図１１の上欄１１０１に示すスペクトルゲインの補正を行わない抑圧方法の場合に比べて、図１１の下欄の場合は、丸で囲んだ部分の高域が保持され、所望信号の明瞭度が改善する。一方、所望信号が存在しない場合は、スペクトルゲインの最大値が小さいので、下限のスペクトルゲインも小さくなり、十分なエコー抑圧効果が得られる。
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について詳述したが、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。更に、本発明は、実施形態の機能を実現する情報処理プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。従って、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ  Ｗｉｄｅ  Ｗｅｂ）サーバも、本発明の範疇に含まれる。
以下、一例として、第２実施形態で説明した音声処理をソフトウェアで実現する場合に、コンピュータ１２００に設けられたＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１２０２で実行する処理の流れを、図１２を用いて説明する。ＣＰＵ１２０２は、例えばメモリ１２０４から読出した、プログラムを実行することにより、図３を用いて説明したステップＳ３０１〜Ｓ３０４を実現し、入力部１２０１から入力した入力信号に対して所定の処理を施して出力部１２０３から出力する。
尚、入力部１２０１は、マイクロフォン２０１を含んでよい。出力部１２０３は、スピーカ２０２を含んでよい。メモリ１２０４は、情報を記憶する。ＣＰＵ１２０２は、各ステップの動作を実行する場合に、メモリ１２０４に必要な情報を書き込み、またメモリ１２０４から必要な情報を読み出す。
図１３は、プログラムを記録（記憶）する、記録媒体（記憶媒体）１２０７の例を示す図である。記録媒体１２０７は、情報を非一時的に記憶する不揮発性記録媒体である。尚、記録媒体１３０７は、情報を一時的に記憶する記録媒体であってもよい。記録媒体１３０７は、図１２に示す動作をコンピュータ１２００（ＣＰＵ１２０２）に実行させるプログラム（ソフトウェア）を記録する。尚、記録媒体１２０７は、更に、任意のプログラムやデータを記録してよい。
このようなコンピュータを用いても第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１１年５月１９日に出願された日本出願特願２０１１−１１２０７７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０００９】
１００    音声処理装置
１０１    非線形エコー抑圧部
１０１    エコー抑圧部
１０２    所望信号混在判定部
１０３    エコー抑圧強度制御部
２００    音声処理装置
２０１    マイクロフォン
２０２    スピーカ
２０３    擬似線形エコー生成部
２０４    線形エコー抑圧部
２０５    非線形エコー抑圧部
２０６    出力判定部
２０７    抑圧強度制御部
４０４    フロアリング部
５００    非線形エコー抑圧部
５０１    高速フーリエ変換部
５０２    高速フーリエ変換部
５０３    スペクトル振幅推定部
５０４    スペクトルフロアリング部
５０５    スペクトル利得計算部
５０６    逆高速フーリエ変換部
５３１    絶対値化回路
５３２    絶対値化回路
５３３    平均化回路
５３４    平均化回路
５３５    乗算部
５３６    減算器
５３７    比較部
５３８    回帰係数算出部
５３９    減算器
５４０    乗算部
５４１    平均化回路
５４２    最大値選択回路
５５１    除算器
５５２    平均化回路
５５３    乗算部
８００    非線形エコー抑圧部
８３５    乗算部
８３７    閾値比較部
８３８    選択部
１０００    非線形エコー抑圧部
１２００    コンピュータ
１２０１    入力部
１２０２    ＣＰＵ
１２０３    出力部
１２０７    記録媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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