(57)【要約】【課題】急な環境変動や複数人物による同時発話等があった場合でも、出力される音声の音質劣化を抑制できる音響ノイズ抑圧装置を提供する。【解決手段】音響ノイズ抑圧装置は、マイクｍｃ１により収音された音声信号に含まれる音響ノイズを、適応フィルタ２３に基づいて抑圧した第１の抑圧音声信号を出力する第１の抑圧ユニット２０と、マイクｍｃ１により収音された音声信号に含まれる音響ノイズを、適応フィルタ３３に基づいて抑圧した第２の抑圧音声信号を出力する第２の抑圧ユニット３０と、第１の抑圧音声信号及び第２の抑圧音声信号のうちいずれかを選択してスピーカから出力する出力信号選択部５３と、を備える。第１の抑圧ユニット２０と第２の抑圧ユニット３０は、第１のフィルタと第２のフィルタとを異なる手法を用いて学習させる。【選択図】図３
2020173290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収音部により収音された音声信号に含まれる音響ノイズを、第１のフィルタに基づいて抑圧した第１の抑圧音声信号を出力する第１の抑圧ユニットと、
前記収音部により収音された音声信号に含まれる音響ノイズを、第２のフィルタに基づいて抑圧した第２の抑圧音声信号を出力する第２の抑圧ユニットと、
前記第１の抑圧音声信号及び前記第２の抑圧音声信号のうちいずれかを選択してスピーカから出力する出力信号選択部と、を備え、
前記第１の抑圧ユニットと前記第２の抑圧ユニットは、前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとを異なる手法を用いて学習させる、
音響ノイズ抑圧装置。
【請求項２】
前記第１の抑圧ユニットが前記第１のフィルタの更新に用いる第１のアルゴリズムと、前記第２の抑圧ユニットが前記第２のフィルタの更新に用いる第２のアルゴリズムとは、異なるアルゴリズムである、
請求項１に記載の音響ノイズ抑圧装置。
【請求項３】
話者の人数を示す話者人数情報を取得する取得部を更に備え、
前記第１のアルゴリズムと前記第２のアルゴリズムは、話者の人数に応じてフィルタの更新に係る特性が異なるアルゴリズムであり、
前記第１の抑圧ユニットおよび前記第２の抑圧ユニットは、前記話者人数情報に基づき、第１のフィルタおよび前記第２のフィルタを学習させるか否かを切り替える、
請求項２に記載の音響ノイズ抑圧装置。
【請求項４】
前記第１のアルゴリズムと前記第２のアルゴリズムとは、学習による更新周期が異なる、
請求項２に記載の音響ノイズ抑圧装置。
【請求項５】
発声している人物を示す話者特定情報を取得する取得部と、
前記第１のフィルタのパラメータおよび前記第２のフィルタのパラメータを話者特定情報と対応付けて保持するメモリと、を更に備え、
前記第１の抑圧ユニットおよび前記第２の抑圧ユニットは、取得した前記話者特定情報に対応するパラメータを前記第１のフィルタおよび前記第２のフィルタそれぞれに復元した後、前記第１のフィルタおよび前記第２のフィルタそれぞれを学習させる、
請求項１に記載の音響ノイズ抑圧装置。
【請求項６】
前記第１の抑圧ユニットは、第１の参照信号を用いて前記音響ノイズを抑圧し、
前記第２の抑圧ユニットは、第２の参照信号を用いて前記音響ノイズを抑圧し、
前記第１の参照信号と、前記第２の参照信号とは、それぞれ異なる収音部で収音された音声の音声信号である、
請求項１に記載の音響ノイズ抑圧装置。
【請求項７】
前記出力信号選択部によって選択された抑圧音声信号に対応するフィルタのパラメータのパラメータを保持する保持部を更に備え、
前記第１の抑圧ユニットと前記第２の抑圧ユニットは、前記保持部の保持するパラメータを前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとに復元した後、それぞれ異なる手法を用いて学習させる、
請求項１に記載の音響ノイズ抑圧装置。
【請求項８】
収音部により収音された音声信号に含まれる音響ノイズを、第１のフィルタに基づいて抑圧した第１の抑圧音声信号を出力する第１の抑圧ステップと、
前記収音部により収音された音声信号に含まれる音響ノイズを、第２のフィルタに基づいて抑圧した第２の抑圧音声信号を出力する第２の抑圧ステップと、
前記第１の抑圧音声信号及び前記第２の抑圧音声信号のうちいずれかを選択してスピーカから出力する選択ステップと、を有し、
前記第１の抑圧ステップと前記第２の抑圧ステップは前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとを異なる手法を用いて学習させる、
音響ノイズ抑圧方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、環境内の音響ノイズを抑圧する音響ノイズ抑圧装置及び音響ノイズ抑圧方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばミニバン、ワゴン車、ワンボックスカー等、前後方向に複数（例えば３列以上）の座席が配置された比較的大きな車両における会話支援システムが検討されている。具体的には、運転席に座る運転者と後部座席に座る乗員（例えば運転者の友人）とが円滑に会話できるように、それぞれの席に設置されたマイクとスピーカを使って音声を伝える仕組みが会話支援システムとして検討されている。
【０００３】
会話支援システムでは、運転者が発した音声が運転席に設置されたマイクで収音され、後部座席に設置されたスピーカから出力される。これにより、車両が振動し易い舗装されていない道路や、騒音が多い街中を走行中でも、後方の乗員は運転者の話声を聞き易くなる。また、後方の乗員が発した音声が後部座席に設置されたマイクで収音され、運転席に設置されたスピーカから出力されることで、運転者は、後方の乗員の話声を聞き易くなる。
【０００４】
このような会話支援システムでは、スピーカから出力される再生音がマイクに収音されることや複数人物の発話が同時にマイクに収音されることがある。この場合、本来収音したい音である人物の現在の話声とは異なる音までマイクに収音されてしまうことになる。このような音がスピーカからそのまま出力されると、話声が聞き取りにくくなり、スムーズな会話が困難となる場合がある。このため、スピーカから出力される音の品質（音質）の改善が望まれている。
【０００５】
このような課題を解決する技術として、特許文献１に記載のような音響除去装置が知られている。この音響除去装置では、車室内の状況として乗員の配置パターンを予め想定し、各配置パターンそれぞれに対して音の伝達特性を測定しておく。そして、その測定により得られ、メモリ等に記憶された各伝達特性を用いて、スピーカから出力される音声信号に含まれる音響を推定して除去する。この音響除去装置によれば、乗員の配置が配置パターンのいずれかを満たす限り、音響の除去または抑圧が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２１６８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の音響除去装置では、車室内の状況として、想定し得る乗員の配置パターン毎に、予め音の伝達特性を測定してメモリ等に記憶して用意しておく必要があった。音の伝達特性は、車内における乗員の配置パターンの他の要因（例えば、乗員の背の高さ、体形、乗員がシートを倒すこと、乗員が車窓若しくはドアを開閉すること）によって大きく変化する。また、会話における話者人数も一定ではないことも想定される。従って、乗員の配置パターンに限らず、車内の環境の変動や同時に発話する人数も考慮した上で、車内のあらゆる状況における音の伝達特性を用意しておくことは、特許文献１の構成では現実的には困難であった。
【０００８】
また、走行中に、乗員が窓を開閉したり、シートを倒したり、顔を大きく移動させる等、車内の音場における音の伝達特性が大きく変わる場合（言い換えると、急な環境の変動があった場合）もある。これらの場合、車内の音場における音の伝達特性は、予め用意しておいた音の伝達特性から逸脱してしまう。すなわち、予め伝達特性を用意しておく特許文献１の構成では、伝達特性の変化に追従することが困難なため、音響を十分に除去または抑圧できず、スピーカから出力される音声の音質劣化が生じる。
【０００９】
本開示は、上述した従来の状況に鑑みて案出され、急な環境変動や発話者による同時発話があった場合でも、出力される音声の音質劣化を抑制する音響ノイズ抑圧装置及び音響ノイズ抑圧方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示に係る音響ノイズ抑圧装置は、収音部により収音された音声信号に含まれる音響ノイズを、第１のフィルタに基づいて抑圧した第１の抑圧音声信号を出力する第１の抑圧ユニットと、収音部により収音された音声信号に含まれる音響ノイズを、第２のフィルタに基づいて抑圧した第２の抑圧音声信号を出力する第２の抑圧ユニットと、第１の抑圧音声信号及び第２の抑圧音声信号のうちいずれかを選択してスピーカから出力する出力信号選択部と、を備え、第１の抑圧ユニットと第２の抑圧ユニットは第１のフィルタと第２のフィルタとを異なる手法を用いて学習させる。
【００１１】
本開示に係る音響ノイズ抑圧方法は、収音部により収音された音声信号に含まれる音響ノイズを、第１のフィルタに基づいて抑圧した第１の抑圧音声信号を出力する第１の抑圧ステップと、収音部により収音された音声信号に含まれる音響ノイズを、第２のフィルタに基づいて抑圧した第２の抑圧音声信号を出力する第２の抑圧ステップと、第１の抑圧音声信号及び第２の抑圧音声信号のうちいずれかを選択してスピーカから出力する出力信号選択部と、を有し、第１の抑圧ステップと第２の抑圧ステップは第１のフィルタと第２のフィルタとを異なる手法を用いて学習させる。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、急な環境変動や複数人物による同時発話等があった場合でも、出力される音声の音質劣化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１における会話支援システム３の概要を示す図
【図２】実施の形態１における車室内での直接波及び間接波の伝達経路の一例を説明する図
【図３】実施の形態１における音響ノイズ抑圧装置の機能的構成を示すブロック図
【図４】実施の形態１における音響ノイズ抑圧装置の動作を示すフローチャート
【図５Ａ】初回起動時の適応フィルタの成長過程の一例を示すグラフ
【図５Ｂ】初回起動時の適応フィルタの成長過程の一例を示すグラフ
【図５Ｃ】初回起動時の適応フィルタの成長過程の一例を示すグラフ
【図５Ｄ】初回起動時の適応フィルタの成長過程の一例を示すグラフ
【図５Ｅ】初回起動時の適応フィルタの成長過程の一例を示すグラフ
【図６Ａ】環境変動時の適応フィルタの変化過程の一例を示すグラフ
【図６Ｂ】環境変動時の適応フィルタの変化過程の一例を示すグラフ
【図６Ｃ】環境変動時の適応フィルタの変化過程の一例を示すグラフ
【図６Ｄ】環境変動時の適応フィルタの変化過程の一例を示すグラフ
【図６Ｅ】環境変動時の適応フィルタの変化過程の一例を示すグラフ
【図７】実施の形態２における車室内での直接波及び間接波の伝達経路を説明する図
【図８】実施の形態２における音響ノイズ抑圧装置の機能的構成を示すブロック図
【図９】実施の形態２における音響ノイズ抑圧装置の動作を示すフローチャート
【図１０】実施の形態３における音響ノイズ抑圧装置の機能的構成を示すブロック図
【図１１】実施の形態３における音響ノイズ抑圧装置の動作を示すフローチャート
【図１２】実施の形態４における車室内での直接波及び間接波の伝達経路の一例を説明する図
【図１３】実施の形態４における車室内での直接波及び間接波の伝達経路の一例を説明する図
【図１４】実施の形態４における音響ノイズ抑圧装置の機能的構成を示すブロック図
【図１５】実施の形態４における音響ノイズ抑圧装置の動作を示すフローチャート
【図１６】実施の形態５における車室内での直接波及び間接波の伝達経路を説明する図
【図１７】実施の形態５における音響ノイズ抑圧装置の機能的構成を示すブロック図
【図１８】実施の形態５における音響ノイズ抑圧装置の動作を示すフローチャート
【図１９】実施の形態６における音響ノイズ抑圧装置の機能的構成を示すブロック図
【図２０】実施の形態６における音響ノイズ抑圧装置の動作を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る音響ノイズ抑圧装置及び音響ノイズ抑圧方法を具体的に開示した各実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１５】
各実施の形態の音響ノイズ抑圧装置は、例えば車両の車室内で行われる乗員同士の会話を支援する車内向け会話支援システムに適用される。但し、以下の各実施の形態の音響ノイズ抑圧装置は、上述した車両向け会話支援システムに適用されることに限定されるものでないことは言うまでもない。
【００１６】
（実施の形態１）
［会話支援システムの概要］
図１は、実施の形態１における会話支援システム３の一例を示す図である。実施の形態１における会話支援システム３は車両８に搭載され、運転席の近傍に配置されたマイクｍｃ１及びスピーカｓｐ１と、後部座席の近傍に配置されたマイクｍｃ２及びスピーカｓｐ２と、図示していない音響ノイズ抑圧装置０５を含む。
【００１７】
マイクｍｃ１は、運転者ｈｍ１が発話する音声を収音することを目的としたマイクである。スピーカｓｐ１は、運転者ｈｍ１に音声を出力することを目的としたスピーカである。マイクｍｃ２は、乗員ｈｍ２が発生する音声を収音することを目的としたマイクである。スピーカｓｐ２は、乗員ｈｍ２に音声を出力することを目的としたスピーカである。マイクｍｃ１、マイクｍｃ２は、収音部の一例であり、指向性マイク、無指向性マイクのいずれでもよい。また、スピーカｓｐ１、スピーカｓｐ２は音声出力部の一例であり、指向性スピーカ、無指向性スピーカのいずれでもよい。
【００１８】
音響ノイズ抑圧装置０５は、車両８内で発生する音響ノイズを抑圧する。ここで、音響ノイズとは、マイクｍｃ１が収音対象としている音声以外の音声を意味する。実施の形態１では、音響ノイズとして、他のスピーカが出力した音声を想定する。音響ノイズ抑圧装置０５の詳細については後述する。
【００１９】
［音声の伝達環境］
図２は、実施の形態１における車室８ｚ内での音声の伝達経路の一例を説明する図である。運転者ｈｍ１が発話した音声はマイクｍｃ１で収音される。ここで、スピーカｓｐ２からも再生音が出力されていると、運転者ｈｍ１の音声と同時にスピーカｓｐ２から出力される再生音もマイクｍｃ１で収音される。図２に示した例では、スピーカｓｐ２から出力された再生音は、車室８ｚ内の伝達経路ｐｔ１〜ｐｔ４を経由して直接にあるいは間接に、音響ノイズとしてマイクｍｃ１で収音される。
【００２０】
伝達経路ｐｔ１は、スピーカｓｐ２から出力される音がマイクｍｃ１に直接到達する直接波の伝達経路である。伝達経路ｐｔ２は、スピーカｓｐ２から出力される音が運転席側のドアで反射されてマイクｍｃ１に到達する間接波の伝達経路である。伝達経路ｐｔ３は、スピーカｓｐ２から出力される音が車室８ｚ内の天井で反射されてマイクｍｃ１に到達する間接波の伝達経路である。伝達経路ｐｔ４は、スピーカｓｐ２から出力される音が後部座席側のドアで反射され、更に、運転席のサイドボックスで反射されてマイクｍｃ１に到達する間接波の伝達経路である。なお、図２に示した伝達経路は一例であり、スピーカｓｐ２から出力される音は様々な伝達経路を通ってマイクｍｃ１に収音される。説明を簡単にするため、以下では、スピーカｓｐ２とマイクｍｃ１の間の伝達経路はｐｔ１〜ｐｔ４であるものとして説明するが、現実には多様な伝達経路が存在することは言うまでもない。また、これらの伝達経路（ｐｔ１〜ｐｔ４及び図示していない様々な伝達経路）を統合したものが、実施の形態１における車室８ｚ内の伝達特性である。この伝達特性は変化することもある。例えば、図２の運転者ｈｍ１Ａのように、運転者ｈｍ１が大きく体を移動させた場合には、伝達経路ｐｔ４はなくなりまたは大きく変動することになり、車室８ｚ内の音場の伝達特性が変化する。他にも窓を開くなど様々な要因によって車室８ｚ内の伝達特性は変化し得る。
【００２１】
実施の形態１において、マイクｍｃ１が収音する音は、運転者ｈｍ１が発話した音声のみではなく、伝達経路ｐｔ１〜ｐｔ４を経由して届くスピーカｓｐ２の再生音を含む。このマイクｍｃ１が収音した音声をそのままスピーカｓｐ２から出力すると、スピーカｓｐ２から出力される再生音には音響ノイズ（スピーカｓｐ２の再生音）が含まれる。音響ノイズ抑圧装置０５は、このような事情で発生した音響ノイズを抑圧することで音質を向上させる。
【００２２】
［音響ノイズ抑圧装置の構成］
図３は、実施の形態１における音響ノイズ抑圧装置０５の機能的構成を示すブロック図である。
【００２３】
音響ノイズ抑圧装置０５には、マイクｍｃ１及びスピーカｓｐ２が接続され、主にＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１０及びメモリ５０、メモリ５１から構成される。なお、マイクｍｃ１及びスピーカｓｐ２を音響ノイズ抑圧装置０５に含んでも構わない。同様に、マイクｍｃ２及びスピーカｓｐ１を音響ノイズ抑圧装置０５に含んでも構わない。
【００２４】
音響ノイズ抑圧装置０５の処理の概要は以下の通りである。音響ノイズ抑圧装置０５は、それぞれ異なる性質を持つアルゴリズムで動作する二つの処理系統で音響ノイズを抑圧した信号を生成し、出力信号選択部５３にて最終的に出力すべき音声を決定する。各処理系統では、過去にスピーカｓｐ２から出力された音声を信号処理することによって、音響ノイズを再現した疑似ノイズ信号を生成する。実施の形態１においてマイクｍｃ１に収音される音に含まれる音響ノイズは、スピーカｓｐ２から出力されマイクｍｃ１に収音された過去の音声である。したがって、スピーカｓｐ２から出力された過去の音声を用いることで、音響ノイズが再現できる。そして、マイクｍｃ１で収音された音声からその疑似ノイズ信号を除去することによって音響ノイズ抑圧後の信号を生成する。
【００２５】
以下、図３を用いて音響ノイズ抑圧装置０５の機能的構成を説明する。
【００２６】
メモリ５０、メモリ５１は、過去にスピーカｓｐ２で出力された音声の信号を保持する。この信号は、各系統での音響ノイズの再現に用いられる。なお、音響ノイズ抑圧装置０５は、音声を信号処理するので、以下、処理の対象となる音声の信号を音声信号とも呼ぶ。また、以下、メモリ５０が保持する参照信号を第１参照信号と、メモリ５１が保持する参照信号を第２参照信号と呼ぶ。
【００２７】
ＤＳＰ１０は、マイクｍｃ１で収音された音声の音声信号に対して、上述した二つの処理系統による音響ノイズ抑圧を行い、出力すべき音響ノイズ抑圧後の音声信号を決定する処理を行うプロセッサである。図３に示す通り、ＤＳＰ１０は、機能的には、二つの処理系統それぞれに対応する第１の抑圧ユニット２０及び第２の抑圧ユニット３０を有し、また、スピーカｓｐ２に出力すべき信号を決定する出力信号選択部５３を有する。
【００２８】
第１の抑圧ユニット２０は、加算器２２、適応フィルタ２３、第１フィルタ更新部２５及びディレイ２９を有する。第１の抑圧ユニット２０は、マイクｍｃ１で収音された音声の音声信号に、適応フィルタ２３より生成された擬似ノイズ信号を加算器２２で減算することで、マイクｍｃ１で収音された音声に含まれる音響ノイズを抑圧する。そして、音響ノイズを抑圧した後の音声に対応する第１の音響ノイズ抑圧信号を出力信号選択部５３に出力する。なお、上述したとおり、加算器２２が行う処理は厳密には減算であるが、疑似ノイズ信号を減算する処理であっても、反転した疑似ノイズ信号を加算する処理であっても良く、減算としても加算としても実現できる。そのため、本明細書では、この処理は、加算器２２が行う処理として記載する。
【００２９】
以下、第１の抑圧ユニット２０による音響ノイズ抑圧の処理を、第１の抑圧ユニット２０の構成に基づき、より詳細に説明する。
【００３０】
第１の抑圧ユニット２０が抑圧すべき音響ノイズは、過去にスピーカｓｐ２から出力されマイクｍｃ１に到達した音声である。この音声は、図２に示した伝達経路ｐｔ１〜ｐｔ４等を経由してマイクｍｃ１に到達する。すなわち、マイクｍｃ１が収音する音響ノイズは、スピーカｓｐ２から出力された音声が、各伝達経路を通過するために要した時間分ずれて混合された音声である。そこで、過去にスピーカｓｐ２が出力した音声を保持しておき、これに信号処理を施すことによって、この混合された音声を再現した疑似ノイズ信号を生成することを目指す。
【００３１】
適応フィルタ２３は、第１の参照信号から疑似ノイズ信号を生成する処理を行うフィルタであり、具体的には、特許文献１や特開２００７−１９５９５号公報等に記載されているＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタを用いる。適応フィルタ２３にスピーカｓｐ２とマイクｍｃ１との間の伝達特性を再現し、第１参照信号を処理することにより、疑似ノイズ信号を生成することができる。ただし、車室８ｚ内の伝達特性は定常的なものではないため、適応フィルタ２３の特性も随時変化させる必要がある。そこで、実施の形態１では、第１フィルタ更新部２５によって、ＦＩＲフィルタの係数またはタップ数を制御することによって、適応フィルタ２３の特性が、スピーカｓｐ２とマイクｍｃ１の間の最新の伝達特性に近づくよう変化させる。以下、適応フィルタの更新を、学習と表現することもある。
【００３２】
ここで、スピーカｓｐ２から再生音として出力され、マイクｍｃ１で収音される音声は、スピーカｓｐ２とマイクｍｃ１の間を移動する時間分遅延する。これに対し、第１参照信号は、スピーカｓｐ２から出力される直前にメモリ５０に保持されるため、スピーカｓｐ２とマイクｍｃ１の間の遅延が反映されていない。そのため、実施の形態１では、ディレイ２９により、この時間差を吸収し、マイクｍｃ１で収音されたタイミングに合致する第１参照信号を得る。すなわち、スピーカｓｐ２及びマイクｍｃ１間の距離を音速で除算した時間分、第１参照信号をディレイ２９によって遅延させることで、マイクｍｃ１にて実際に収音されたタイミングの再生音を再現する。ディレイ２９の値は、予めスピーカｓｐ２とマイクｍｃ１の間の距離を実測し、それを音速で除算することによって得ることができる。例えば、車室内の運転席と後部座席との間が４ｍ程度である場合、ディレイ２９の値は約１０ｍｓｅｃである。
【００３３】
続いて、第１フィルタ更新部２５の詳細を説明する。第１フィルタ更新部２５は、更新量計算部２６、非線形処理部２７及びノルム算出部２８を有する。
【００３４】
非線形処理部２７は、スピーカｓｐ２から出力されるべき音響ノイズ抑圧後の信号に対して非線形変換を行う。この非線形変換は、音響ノイズ抑圧後の信号をフィルタの更新すべき方向（正か負）を指し示す情報へと変換する処理である。非線形処理部２７は、非線形変換した後の信号を更新量計算部２６に出力する。
【００３５】
ノルム算出部２８は、過去にスピーカｓｐ２から出力された音声信号のノルムを算出する。スピーカ信号のノルムとは、過去の所定時間内のスピーカ信号の大きさの総和であり、この時間内の信号の大きさの度合いを示す値である。ノルムは、更新量計算部２６にて、スピーカｓｐ２から過去に出力された音声の音量の影響を正規化するために用いられる。一般に、音量が大きいほどフィルタの更新量も大きく算出されてしまうため、正規化を行わなくては、適応フィルタ２３の特性が大きな音声の特性に過剰に影響されてしまう。そこで、実施の形態１では、ディレイ２９から出力された音声信号を、ノルム算出部２８が算出したノルムを用いて正規化することで適応フィルタ２３の更新量を安定させている。
【００３６】
更新量計算部２６は、非線形処理部２７とノルム算出部２８とディレイ２９とから受け取る信号から、適応フィルタ２３のフィルタ特性の更新量（具体的には、ＦＩＲフィルタの係数またはタップ数の更新量）を計算する。具体的には、ディレイ２９から受け取る、過去にスピーカｓｐ２から出力された音声をノルム算出部２８で算出したノルムに基づき正規化する。そして、この過去にスピーカｓｐ２から出力された音声を正規化した結果に、非線形処理部２７から得られた情報に基づき正または負の情報を付加することで更新量を決定する。実施の形態１では、更新量計算部２６は、ＩＣＡ（独立成分解析）アルゴリズムによりフィルタ特性の更新量を計算する。
【００３７】
この更新量計算部２６、非線形処理部２７及びノルム算出部２８の処理を随時実行していくことにより、第１フィルタ更新部は、適応フィルタ２３の特性を、スピーカｓｐ２とマイクｍｃ１の間の伝達特性に近づけることができる。
【００３８】
続いて、第２の抑圧ユニット３０の詳細について説明する。第２の抑圧ユニット３０は、加算器３２、適応フィルタ３３、第２フィルタ更新部３５及びディレイ３９を有する。また、第２フィルタ更新部３５は、更新量計算部３６、非線形処理部３７及びノルム算出部３８を有する。なお、第２の抑圧ユニット３０による音響ノイズ抑圧の原理は第１の抑圧ユニットと同様であるため、以下、各構成要素の動作のみを説明する。
【００３９】
第２の抑圧ユニット３０は、マイクｍｃ１で収音された音声に、適応フィルタ３３より生成された擬似ノイズ信号を加算器３２で加算（減算）することで、マイクｍｃ１で収音された音声に含まれる音響ノイズを抑圧する。
【００４０】
以下、第２の抑圧ユニット３０による音響ノイズ抑圧の処理を、第２の抑圧ユニット３０の構成に基づき、より詳細に説明する。
【００４１】
適応フィルタ３３は、第２の参照信号から疑似ノイズ信号を生成する処理を行うフィルタであり、具体的には、ＦＩＲフィルタを用いる。第２の抑圧ユニット３０は、第２フィルタ更新部３５によって、ＦＩＲフィルタの係数またはタップ数を制御することによって、適応フィルタ３３の特性が、スピーカｓｐ２とマイクｍｃ１の間の最新の伝達特性に近づくよう変化させる。
【００４２】
続いて、第２フィルタ更新部３５の詳細を説明する。第２フィルタ更新部３５は、更新量計算部３６、非線形処理部３７及びノルム算出部３８を有する。
【００４３】
非線形処理部３７は、スピーカｓｐ２から出力されるべき音響ノイズ抑圧後の信号に対して非線形変換を行う。非線形処理部３７は、非線形変換によって得られたフィルタ特性を変更すべき方向を示す信号を更新量計算部３６に出力する。
【００４４】
ノルム算出部３８は、過去にスピーカｓｐ２から出力された音声のノルムを算出する。
【００４５】
更新量計算部３６は、非線形処理部３７とノルム算出部３８とディレイ３９とから受け取る信号から、適応フィルタ３３のフィルタ特性の更新量（具体的には、ＦＩＲフィルタの係数またはタップ数の更新量）を計算する。具体的には、ディレイ３９から受け取る過去にスピーカｓｐ２から出力された音声の音声信号をノルム算出部３８で算出したノルムに基づき正規化する。そして、この過去にスピーカｓｐ２から出力された音声の音声信号を正規化した結果に、非線形処理部２７から得られた情報に基づき正または負の情報を付加することで更新量を決定する。ここで、更新量計算部３６は、更新量計算部２６とは異なり、ＮＬＭＳ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムによりフィルタ特性の更新量を計算する。
【００４６】
出力信号選択部５３は、第１の抑圧ユニット２０を含む処理系統から出力された音声信号と第２の抑圧ユニットを含む処理系統から出力された音声信号とのうち、スピーカｓｐ２から出力すべき音声に対応する音声信号を選択する。例えば、出力信号選択部５３は、音圧が小さい方をスピーカｓｐ２に出力する。これは、音響ノイズが適切に抑圧されている方が、その分音圧が小さくなっていると考えられるためである。また、音圧による判断に替えて、統計的に音響ノイズが抑圧されているか否かを判断するようにしてもよい。統計的に選択することで判断の精度を向上させることができる。
【００４７】
なお、上述したとおり、第１の抑圧ユニット２０と第２の抑圧ユニット３０とでは、適応フィルタ２３及び適応フィルタ３３の更新に用いるアルゴズムが異なる。第１の抑圧ユニット２０が使用するＩＣＡは、複数の話者が車室８ｚ内で発話している場合に有効なアルゴリムである。また、第２の抑圧ユニット３０が使用するＮＬＭＳは一人の話者が発話している場合に有効なアルゴリズムである。したがって、これらの性質の異なるアルゴリズムをそれぞれ使用して音響ノイズが抑圧された音声信号のうち、より音響ノイズが抑圧されていると判断されている方を出力することによって環境の変化に適応して適切な音声を出力することができる。
【００４８】
［音響ノイズ抑圧の動作］
図４は、実施の形態１における音響ノイズ抑圧装置０５の音響ノイズ抑圧動作の手順を詳細に示すフローチャートである。図４に示す各処理は、例えば車両８内に搭載されたイグニッションキースイッチのオンによって音響ノイズ抑圧装置に電源が供給されると、ＤＳＰ１０によって繰り返し実行される。
【００４９】
ＤＳＰ１０は、マイクｍｃ１で収音された音声の音声信号を取得する（Ｓ１）。
【００５０】
ＤＳＰ１０は、第１の抑圧ユニット２０、第２の抑圧ユニット３０のそれぞれに、時間的に並行して処理を実行するように指示する。これにより、第１の抑圧ユニット２０と第２の抑圧ユニット３０は、ステップＳ１３〜Ｓ１５とステップＳ２３〜Ｓ２５を時間的に並行して処理する（Ｓ２）。
【００５１】
第１の抑圧ユニット２０は、メモリ５０から第１参照信号を取得する（Ｓ１３）。
【００５２】
第１の抑圧ユニット２０は、ディレイ２９でスピーカｓｐ２とマイクｍｃ１の間の距離に対応する所定時間分だけ遅延させた第１参照信号を用いて適応フィルタ２３により擬似ノイズ信号を生成する。そして、この擬似ノイズ信号を、マイクｍｃ１で収音された音声の音声信号に加算器２２において加算（減算）する。これにより、第１の抑圧ユニット２０は、マイクｍｃ１で収音された音声の音声信号から擬似ノイズ信号を差し引くことで、音響ノイズ抑圧後の信号を生成する。なお、生成した音響ノイズ抑圧後の信号は、次回のフィルタ係数の更新処理に用いられるので、最終的にスピーカｓｐ２から出力されるか否かにかかわらず第１フィルタ更新部２５に出力される（Ｓ１４）。
【００５３】
第１フィルタ更新部２５は、上述した手順の通り、フィルタ特性の更新量を算出し、適応フィルタ２３の特性を更新する。ここで、第１フィルタ更新部２５は、ＩＣＡによりフィルタ特性の更新量を算出する（Ｓ１５）。
【００５４】
一方、第２の抑圧ユニット３０は、メモリ５１に保持された第２参照信号を取得する（Ｓ２３）。
【００５５】
第２の抑圧ユニット３０は、ディレイ３９でスピーカｓｐ２とマイクｍｃ１の間の距離に対応する所定時間分だけ遅延させた第２参照信号を用いて適応フィルタ３３により擬似ノイズ信号を生成する。そして、この擬似ノイズ信号を、マイクｍｃ１で収音された音声信号に加算器３２において加算（減算）する。これにより、第２の抑圧ユニット３０は、マイクｍｃ１で収音された音声信号から擬似ノイズ信号を差し引くことで、音響ノイズ抑圧後の信号を生成する。なお、生成した音響ノイズ抑圧後の信号は、次回のフィルタ係数の更新処理に用いられるので、最終的にスピーカｓｐ２から出力されるか否かにかかわらず第２フィルタ更新部３５に出力される（Ｓ２４）。
【００５６】
第２フィルタ更新部３５は、上述した手順の通り、フィルタ特性の更新量を算出し、適応フィルタ３３の特性を更新する。ここで、第２フィルタ更新部３５は、ＮＬＭＳよりフィルタ特性の更新量を算出する（Ｓ２５）。
【００５７】
出力信号選択部５３は、第１の抑圧ユニット２０から出力される音響ノイズ抑圧後の音声信号と第２の抑圧ユニット３０から出力される音響ノイズ抑圧後の音声信号とのうち、出力すべき音声信号を選択する。例えば、出力信号選択部５３は、それぞれの音声信号の音圧を比較し、音圧が小さい方をスピーカｓｐ２に出力する音声信号として選択する（Ｓ３）。
【００５８】
また、スピーカに出力される信号として選択された信号をメモリ５０、メモリ５１それぞれにて、第１参照信号、第２参照信号としてそれぞれ保持する（Ｓ４）。
【００５９】
上述したとおり、ＤＳＰ１０は、この一連の処理を繰り返し実行する。
【００６０】
［適応フィルタの更新例］
図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、図５Ｅは、それぞれ初回起動時の適応フィルタ２３の成長過程の一例を示すグラフである。
【００６１】
各グラフの縦軸は音圧を表し、横軸は周波数を表す。初回起動時の初期状態では、図５Ａに示すように、マイクｍｃ１で収音される音響ノイズ信号ｇｈ１に対し、適応フィルタ２３では擬似ノイズ信号ｇｈ２は生成されない。
【００６２】
その後、時間の経過とともに、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄに示すように、適応フィルタ２３が成長し（言い換えると、適応フィルタ２３のフィルタ係数が学習されて）、適応フィルタ２３で生成される擬似ノイズ信号ｇｈ２は、マイクｍｃ１で収音される音響ノイズ信号ｇｈ１に近づいていく。安定状態では、図５Ｅに示すように、適応フィルタ２３で生成される擬似ノイズ信号ｇｈ２は、マイクｍｃ１で収音される音響ノイズ信号ｇｈ１と略一致する。
【００６３】
なお、図５Ａ〜図５Ｅでは、適応フィルタ２３の成長過程の一例を示したが、適応フィルタ３３も、変化の速度や最終的な音響ノイズ信号ｇｈ１との一致度合いは異なるものの、適応フィルタ２３と同様に音響ノイズ信号ｇｈ１と略一致するように成長する。
【００６４】
図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図６Ｄ、図６Ｅは、それぞれ環境変動時の適応フィルタ２３の変化過程の一例を示すグラフである。
【００６５】
車室８ｚ内の状況（例えば車窓の開閉等）が変化し、音場が急に変動した場合、つまり急な環境変動時、適応フィルタ２３で生成される擬似ノイズ信号ｇｈ２は、マイクｍｃ１で収音される音響ノイズ信号ｇｈ１から大きく乖離する。図６Ａでは、擬似ノイズ信号ｇｈ２の音圧が音響ノイズ信号ｇｈ１の音圧を超えている周波数域が多く存在する。
【００６６】
その後、時間の経過とともに、図６Ｂ、図６Ｃ、図６Ｄに示すように、適応フィルタ２３が成長し（言い換えると、適応フィルタ２３のフィルタ係数またはタップ数が学習されて）、適応フィルタ２３で生成される擬似ノイズ信号ｇｈ２は、マイクｍｃ１で収音される音響ノイズ信号ｇｈ１に近づいていく。環境変動が起きてから暫時経過した安定状態では、図６Ｅに示すように、適応フィルタ２３で生成される擬似ノイズ信号ｇｈ２は、マイクｍｃ１で収音される音響ノイズ信号ｇｈ１と略一致する。
【００６７】
なお、図６Ａ〜図６Ｅでは、適応フィルタ２３の変化過程の一例を示したが、適応フィルタ３３の変化過程も、変化の速度や最終的な音響ノイズ信号ｇｈ１との一致度合いは異なるものの、適応フィルタ２３と同様に音響ノイズ信号ｇｈ１と略一致するように変化する。
【００６８】
［実施の形態１のまとめ］
以上により、実施の形態１の音響ノイズ抑圧装置では、マイクｍｃ１は、車室８ｚ内の運転者ｈｍ１（人物）の音声を収音する。加算器２２は、マイクｍｃ１で収音された運転者ｈｍ１の音声信号と、メモリ５０に保持されたスピーカ信号（第１参照信号）とに基づいて、音声信号に含まれる音響ノイズを抑圧した第１の抑圧後の音声信号（第１の抑圧音声信号）を出力する。加算器３２は、マイクｍｃ１で収音された運転者ｈｍ１の音声信号と、メモリ５１に保持されたスピーカ信号（第２参照信号）とに基づいて、音声信号に含まれる音響ノイズを抑圧した第２の抑圧後の音声信号（第２の抑圧音声信号）を出力する。出力信号選択部５３は、第１の抑圧後の音声信号及び第２の抑圧後の音声信号それぞれの音圧を比較して、音圧が小さい方を選択してスピーカｓｐ２から出力する。
【００６９】
ここで、音響ノイズ抑圧装置０５は、第１フィルタ更新部２５と第２フィルタ更新部３５それぞれを異なるアルゴリズムを用いる構成にしている。そのため適応フィルタ２３と適応フィルタ３３をそれぞれ異なった特性を持ったフィルタにすることができる。したがって、環境が、一方の適応フィルタによる音響ノイズ抑圧に適していないものになったとしても、他方の適応フィルタで音響ノイズ抑圧することができるので、音質の劣化を抑えることができる。
【００７０】
なお、実施の形態１では、車内向け会話支援システム３は、運転者ｈｍ１向けのマイクｍｃ１が収音した音声に含まれる、スピーカｓｐ２によって発生する音響ノイズを抑制する構成を説明した。しかし、上記の例で説明した構成は、乗員ｈｍ２向けのマイクｍｃ２が収音した音声に含まれる、スピーカｓｐ２によって発生する音響ノイズを抑制する構成にも応用できる。
【００７１】
実施の形態１では、では、車内向け会話支援システム３は、運転者ｈｍ１と後部座席に着座する乗員ｈｍ２との会話を支援するものを想定した。しかし、会話する乗員の組み合わせは任意である。例えば、前後方向に３列の座席を有する車両の場合における、助手席に座る乗員と中央座席に座る乗員との会話等に適用する場合も同様の構成となる。
【００７２】
すなわち、実施の形態１の音響ノイズ抑圧装置０５は、環境に設置された任意のスピーカから出力される再生音によって生じる音響を抑圧して音質を向上させるものとして構成してもよい。音響ノイズ抑圧装置０５は、マイクとスピーカの組み合わせの数に相当する数の、音響ノイズの抑制機能を有する。各組合せにおける構成及び処理手順は、上述した実施の形態の構成において使用するスピーカとマイクの組合せが変わるのみであるため、説明を省略する。
【００７３】
（実施の形態２）
実施の形態１では、スピーカから出力された音を音響ノイズとして抑圧する例を示した。これに対し、実施の形態２では、マイクの収音対象として想定されている人物以外の人が発話した音声（例えば、実施の形態１における乗員ｈｍ２が発話した音声）を音響ノイズとして抑圧する例を示す。
【００７４】
［音声の伝達環境］
実施の形態２において想定する音声の伝達環境を、図７を用いて説明する。なお、説明を簡単にするため一部の伝達経路のみを例として示している点は、実施の形態１と同様である。
【００７５】
運転者ｈｍ１が発話した音声は、マイクｍｃ１で収音される。このマイクｍｃ１における収音と同時に、後部座席にいる乗員ｈｍ２から発話される声は、車室８ｚ内の伝達経路ｐｔ５〜ｐｔ７を経由して直接にあるいは間接に、音響ノイズとしてマイクｍｃ１で収音される。
【００７６】
伝達経路ｐｔ５は、乗員ｈｍ２から発話される声が直接にマイクｍｃ１に到達する直接波の伝達経路である。伝達経路ｐｔ６は、乗員ｈｍ２から発話される音が運転席側のドアで反射されてマイクｍｃ１に到達する間接波の伝達経路である。伝達経路ｐｔ７は、乗員ｈｍ２から発話される音が後部座席側のドアで反射され、さらに、運転席のサイドボックスで反射されてマイクｍｃ１に到達する間接波の伝達経路である。なお、図７に示した伝達経路は一例であり、様々な伝達経路によって乗員ｈｍ２から発話される声はマイクｍｃ１に収音される。説明を簡単にするため、以下では、乗員ｈｍ２とマイクｍｃ１の間の伝達経路はｐｔ５〜ｐｔ７であるものとして説明するが、現実には多様な伝達経路が存在することは言うまでもない。また、これらの伝達経路（ｐｔ５〜ｐｔ７及び図示していない様々な伝達経路）を統合したものが、実施の形態２における車室８ｚ内の伝達特性である。なお、この伝達特性が変化し得るものであることは実施の形態１と同様である。
【００７７】
実施の形態２において、マイクｍｃ１が収音する音は、運転者ｈｍ１が発話した音声のみではなく、伝達経路ｐｔ５〜ｐｔ７を経由して届く乗員ｈｍ２の音声を含む。このマイクｍｃ１が収音した音声をそのままスピーカｓｐ２から出力すると、スピーカｓｐ２から出力される再生音に音響ノイズ（乗員ｈｍ２の音声）が含まれる。音響ノイズ抑圧装置０５Ａは、このような事情で発生した音響ノイズを抑圧することで音質を向上させる。
【００７８】
［音響ノイズ抑圧装置の構成］
図８は、実施の形態２における音響ノイズ抑圧装置０５Ａの機能的構成を示すブロック図である。なお、実施の形態１と同一の構成要素については図３と同一の符号を用い、その説明を省略する。
【００７９】
音響ノイズ抑圧装置０５Ａの基本的な構成及び音響ノイズ抑圧の原理は、実施の形態１における音響ノイズ抑圧装置０５と同様であるので、以下、音響ノイズ抑圧装置０５との相違点を中心に説明する。
【００８０】
実施の形態１が、スピーカｓｐ２の出力する音声を基に音響ノイズを再現していたのに対し、実施の形態２では、乗員ｈｍ２の発話した音声を基に音響ノイズを再現する。
【００８１】
実施の形態１では、スピーカｓｐ２の出力する音声の音声信号をメモリ５０、メモリ５１に保持していたが、スピーカｓｐ２の出力する音声の音声信号を音響ノイズとして扱わない実施の形態２では、この処理は行われない。その代わり、実施の形態２では、メモリ５０Ａ、メモリ５１Ａが乗員ｈｍ２の発話した音声の音声信号を、第１参照信号、第２参照信号としてそれぞれ保持する。ここで、乗員ｈｍ２の発話した音声の音声信号の取得には、マイクｍｃ２を用いる。
【００８２】
また、スピーカｓｐ２の出力する音声を音響ノイズとして扱う実施の形態１では、ディレイ２９及びディレイ３９として、スピーカｓｐ２とマイクｍｃ１との間の距離を音速で除算した遅延を発生させていた。これに対し、乗員ｈｍ２の発話する音声を音響ノイズとして扱う実施の形態２では、ディレイ２９Ａ及びディレイ３９Ａとして、乗員ｈｍ２とマイクｍｃ１との間の距離を音速で除算した遅延を用いる。ここで、乗員ｈｍ２とマイクｍｃ１との間の距離は、例えば、乗員ｈｍ２が着席することが想定されている座席とマイクｍｃ１との間の距離を実測することで求められる。
【００８３】
なお、厳密には、乗員ｈｍ２とマイクｍｃ２との距離も実測値に含めた方がより正確な距離および遅延を計算できるが、実施の形態２では、マイクｍｃ２が乗員ｈｍ２の目の前にあると想定しているためこの距離計算については省略する。
【００８４】
他の構成については、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
【００８５】
［音響ノイズ抑圧の動作］
図９は、実施の形態２における音響ノイズ抑圧装置０５Ａの動作を示すフローチャートである。なお、実施の形態１と同一の処理については図４と同一の符号を用い、その説明を省略する。
【００８６】
実施の形態２における音響ノイズ抑圧動作は、疑似ノイズを生成する基となる信号がマイクｍｃ２で収音された乗員ｈｍ２の音声であること以外は、実施の形態１における音響ノイズ抑圧の動作と同様である。そのため、メモリ５０Ａ、メモリ５１Ａから取得され、また保持される乗員ｈｍ２の音声に係る処理以外は、実施の形態１と同様である。以下、実施の形態１との相違点のみを説明する。
【００８７】
実施の形態２では、メモリ５０Ａ、メモリ５１Ａに保持された、マイクｍｃ２で収音された音声信号を第１参照信号、第２参照信号として取得する（Ｓ１３Ａ、Ｓ２３Ａ）。
【００８８】
また、マイクｍｃ２で収音された音声信号をメモリ５０Ａ、メモリ５１Ａそれぞれ第１参照信号、第２参照信号としてそれぞれ保持する（Ｓ４Ａ）。
【００８９】
なお、実施の形態１の処理にならい、メモリ５０Ａ、メモリ５１Ａに保持される乗員ｈｍ２の音声は、出力信号の選択の後に更新されている。しかし、乗員ｈｍ２の音声は、スピーカｓｐ２から出力される音声とは無関係であるため、他のタイミングで更新してもよい。
【００９０】
［実施の形態２のまとめ］
以上により、実施の形態２の音響ノイズ抑圧装置０５Ａでは、マイクｍｃ１は、車室８ｚ内の運転者ｈｍ１（人物）の音声を収音する。加算器２２は、マイクｍｃ１で収音された運転者ｈｍ１の音声信号と、メモリ５０Ａに保持されたマイクｍｃ２に収音された乗員ｈｍ２の音声（第１参照信号）とに基づいて、音声信号に含まれる音響ノイズを抑圧した第１の抑圧後の音声信号（第１の抑圧音声信号）を出力する。加算器３２は、マイクｍｃ１で収音された運転者ｈｍ１の音声信号と、メモリ５１Ａに保持されたマイクｍｃ２に収音された乗員ｈｍ２の音声（第２参照信号）とに基づいて、音声信号に含まれる音響ノイズを抑圧した第２の抑圧後の音声信号（第２の抑圧音声信号）を出力する。出力信号選択部５３は、第１の抑圧後の音声信号及び第２の抑圧後の音声信号それぞれの音圧を比較して、音圧が小さい方を選択してスピーカｓｐ２から出力する。
【００９１】
ここで、音響ノイズ抑圧装置０５Ａは、第１フィルタ更新部２５と第２フィルタ更新部３５を異なるアルゴリズムにしているので、適応フィルタ２３と適応フィルタ３３をそれぞれ異なった特性を持ったフィルタにすることができる。したがって、環境が、一方の適応フィルタによる音響ノイズ抑圧に適していないものになったとしても、他方の適応フィルタで音響ノイズ抑圧することができるので、音質の劣化を抑えることができる。
【００９２】
なお、実施の形態２における車内向け会話支援システム３は、運転者ｈｍ１向けのマイクｍｃ１が収音した音声に含まれる、乗員ｈｍ２の発話によって発生する音響ノイズを抑制する構成を説明した。しかし、上記の例で説明した構成は、乗員ｈｍ２向けのマイクｍｃ２が収音した音声に含まれる、運転者ｈｍ１の発話によって発生する音響ノイズを抑制する構成にも応用できる。
【００９３】
実施の形態２における車内向け会話支援システム３は、運転者ｈｍ１と後部座席に着座する乗員ｈｍ２との会話を支援するものを想定した。しかし、会話する乗員の組み合わせは任意である。例えば、前後方向に３列の座席を有する車両の場合における、助手席に座る乗員と中央座席に座る乗員との会話等に適用する場合も同様の構成となる。
【００９４】
すなわち、実施の形態２の音響ノイズ抑圧装置０５Ａは、環境に存在する任意の乗員（運転者含む）の発話する音声による音響ノイズを抑圧して音質を向上させるよう構成してもよい。この場合、音響ノイズ抑圧装置０５Ａは、マイクと乗員の組み合わせの数に相当する数の、音響ノイズの抑制機能を有する。各組合せにおける構成及び処理手順は、上述した実施の形態の構成において対象となる乗員及び使用するマイクの組合せが変わるのみであるため、説明を省略する。
【００９５】
（実施の形態３）
実施の形態３では、同時に発話した話者の人数を特定する情報に基づいて、適応フィルタを更新すべきか否かを判定する例を示す。なお、適応フィルタの更新に話者人数情報を用いる以外については、他の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【００９６】
［音響ノイズ抑圧の構成］
図１０に実施の形態３における音響ノイズ抑圧装置０５Ｂの構成を示す。以下、実施の形態２と異なる点のみを説明する。
【００９７】
情報取得手段７０Ｂは、話者人数情報を取得する。ここで、話者人数情報は、同時に発話した話者の人数を特定する情報である。この情報はマイクが収音した音声、または、カメラ等による撮影結果に基づいて、推定され、生成される。具体的には、複数のマイクにおいて音量が所定の閾値を超えた数を数えることで、話者の人数を推定することができる。また、カメラを使う場合には、口に相当する部分が動いている乗員の人数を数えることで、話者の人数を推定することができる。
【００９８】
第１フィルタ更新部２５Ｂ及び第２フィルタ更新部３５Ｂは、それぞれの適応フィルタを更新すべきか否かを話者の人数に応じて切り替える。なお、適応フィルタの更新の手順自体は実施の形態２と同様であるため、説明を省略する。
【００９９】
［音響ノイズ抑圧の動作］
図１１は、実施の形態３における音響ノイズ抑圧装置０５Ｂの動作を示すフローチャートである。なお、実施の形態２と同一の処理については図９と同一の符号を用い、その説明を省略する。
【０１００】
情報取得手段７０Ｂは、話者人数情報を取得する（Ｓ１Ｂ）。
【０１０１】
第１フィルタ更新部２５Ｂおよび第２フィルタ更新部３５Ｂは、ステップＳ５にて取得した話者人数情報に基づいて、マイクｍｃ２が取得した音声信号が各適応フィルタの更新に適した音声信号であるかを判定する（Ｓ１６Ｂ、Ｓ２６Ｂ）。より具体的には、第１フィルタ更新部２５Ｂは、話者人数情報が一人または複数人を示す場合に、適応フィルタ２３の更新に適した音声信号であると判定する。また、第２フィルタ更新部３５Ｂは、話者人数情報が一人のみを示す場合に、適応フィルタ３３の更新に適した音声信号であると判定する。これは、第１フィルタ更新部２５Ｂが用いるＩＣＡは、一人または複数人が話している状態で学習が可能であるのに対して、第２フィルタ更新部３５Ｂが用いるＮＬＭＳは、一人のみが発話している状態で特に精度の高い更新を行うことができるためである。
【０１０２】
第１フィルタ更新部２５Ｂおよび第２フィルタ更新部３５Ｂは、それぞれ、マイクｍｃ２が取得した音声信号が自身の担当する適応フィルタの更新に適した音声信号であると判定された場合、適応フィルタを更新する（Ｓ１７Ｂ、Ｓ２７Ｂ）。また、更新に適していないと判定された場合は、適応フィルタを更新せずに音響ノイズ抑圧後の音声信号を出力信号選択部へ出力する。
【０１０３】
［実施の形態３のまとめ］
以上により、実施の形態３の音響ノイズ抑圧装置０５Ｂは、取得した参照信号が適応フィルタの更新に適切な音声信号であるか否かを判定し、適切であると判定された場合にのみ適応フィルタを更新する。これにより、特にＮＬＭＳについては、ＩＣＡに比べて適応フィルタを更新する機会が減るものの、より精度の高い更新を行うことができる。
【０１０４】
また、環境が、一方の適応フィルタによる音響ノイズ抑圧に適していないものになったとしても、他方の適応フィルタで音響ノイズ抑圧することができるので、音質の劣化を抑えることができる。
【０１０５】
なお、上記では、実施の形態２を基準にして、その差分を説明する形で実施の形態３を説明した。しかし、実施の形態３で説明した、話者人数情報に基づいて各適応フィルタを更新すべきか否かを切り替える思想は、実施の形態１に適用されてもよい。すなわち、上述の思想は、抑圧すべき音響ノイズが、スピーカから出力された過去の音声であるか他の乗員の発話した音声であるかにかかわらず適用することができる。
【０１０６】
（実施の形態４）
実施の形態４では、発話している話者が変化した場合により精度よく音響ノイズを抑圧することのできる例を示す。
【０１０７】
［音声の伝達環境］
実施の形態４では、発話している話者が図１２と図１３の間で変化する状況を想定する。すなわち、図１２に示す乗員ｈｍ２が発話している環境と図１３に示す乗員ｈｍ３が発話している環境が切り替わる状況を想定する。
【０１０８】
図１２および図１３において、マイクｍｃ３は、助手席に座っている乗員ｈｍ３の目の前に設置されており、乗員ｈｍ３の発話した音声を収音する。
【０１０９】
図１２は、乗員ｈｍ２の発話した音声がマイクｍｃ１に収音される例を示す。マイクｍｃ１は、運転者ｈｍ１が発話した音声と同時に、乗員ｈｍ２が発話し、車室８ｚ内の伝達経路ｐｔ５、ｐｔ６、ｐｔ７を経由して直接にあるいは間接に届く音声を収音する。各伝達経路の詳細は、実施の形態２と同様であるので、説明を省略する。
【０１１０】
図１３は、乗員ｈｍ３の発話した音声がマイクｍｃ１に収音される例を示している。マイクｍｃ１は、運転者ｈｍ１が発話した音声と同時に、助手席にいる乗員ｈｍ３が発話し、車室８ｚ内の伝達経路ｐｔ８、ｐｔ９を経由して直接にあるいは間接に届く音声を収音する。伝達経路ｐｔ８は、乗員ｈｍ３から発話される声が直接にマイクｍｃ１に到達する直接波の伝達経路である。伝達経路ｐｔ９は、乗員ｈｍ３から発話される声が助手席側のドアで反射されてマイクｍｃ１に到達する間接波の伝達経路である。
【０１１１】
なお、図１２及び図１３に示した伝達経路は一例であり、様々な伝達経路によって乗員ｈｍ２または乗員ｈｍ３から発話される声はマイクｍｃ１に収音される。説明を簡単にするため、以下では、乗員ｈｍ２とマイクｍｃ１の伝達経路はｐｔ５〜ｐｔ７であり、乗員ｈｍ３とマイクｍｃ１の間の伝達経路はｐｔ８〜ｐｔ９であるものとして説明するが、現実には多様な伝達経路が存在することは言うまでもない。また、車室８ｚ内の伝達特性は、乗員ごとによって異なる。例えば、乗員ｈｍ２にとっては、ｐｔ５〜ｐｔ７及び図示していない伝達経路を統合したものが車室８ｚ内の伝達特性であり、乗員ｈｍ３にとっては、ｐｔ８〜ｐｔ９及び図示していない伝達経路を統合したものが車室８ｚ内の伝達特性である。なお、この伝達特性が変化し得るものであることは他の実施の形態と同様である。
【０１１２】
実施の形態４において、マイクｍｃ１が収音する音は、運転者ｈｍ１が発話した音声のみではなく、伝達経路ｐｔ５〜ｐｔ７を経由して届く乗員ｈｍ２の音声、あるいは、伝達経路ｐｔ８、ｐｔ９を経由して届く乗員ｈｍ３の音声を含む。このマイクｍｃ１が収音した音声をそのままスピーカｓｐ２から出力すると、スピーカｓｐ２から出力される再生音に乗員ｈｍ２の発話した音声または乗員ｈｍ３が発話した音声が音響ノイズとして含まれる。音響ノイズ抑圧装置０５Ｃは、このような音響ノイズを抑圧することで音質を向上させる。
【０１１３】
以下、音響ノイズ抑圧装置０５Ｃが行う処理の概要を説明する。図１２および図１３のそれぞれにおいて音響ノイズ抑圧に用いられる適応フィルタは、各伝達環境で学習される。そのため、図１２及び図１３のように話者が切り替わる場合、一方の環境で学習した適応フィルタを他の環境における学習のベースとして用いると、音響ノイズが抑圧されるまで時間がかかるおそれがある。そこで、音響ノイズ抑圧装置０５Ｃは、各環境で学習した適応フィルタのフィルタ係数を保持しておき、発話者が切り替わるごとに、保持していた適応フィルタのフィルタ係数を再現して、音響ノイズ抑圧および適応フィルタの学習を行う。
【０１１４】
［音響ノイズ抑圧装置の構成］
図１４に実施の形態４における音響ノイズ抑圧装置０５Ｃの構成を示す。以下、実施の形態２と異なる点のみを説明する。
【０１１５】
情報取得手段７０Ｃは、話者特定情報を取得する。ここで、話者特定情報は、発話している話者を特定する情報である。この情報はマイクが収音した音声、または、カメラ等による撮影結果に基づいて、推定され、生成される。具体的には、音量が所定の閾値を超えたマイクがあれば、そのマイクが想定している話者が発話していると推定できる。また、カメラを用いて、口に相当する部分が動いている乗員の位置を特定することで話者を特定することもできる。
【０１１６】
第１フィルタ更新部２５Ｃ及び第２フィルタ更新部３５Ｃは、話者特定情報が示す話者に応じて、適応フィルタのフィルタ係数を切り替える。具体的には、適応フィルタのフィルタ係数をメモリ５０Ｃおよびメモリ５１Ｃに、話者特定情報と対応付けて保持しておき、現在の話者特定情報に応じて読みだす。そして、読みだした係数を適応フィルタ２３および適応フィルタ３３に復元した上で、各適応フィルタを学習させる。また、各メモリに保持するフィルタ係数は、適応フィルタの学習が進むごとに更新する。
【０１１７】
ディレイ２９Ｃ及びディレイ３９Ｃは、遅延時間を話者特定情報に対応した遅延時間に切り替える。すなわち、話者特定情報が示す話者がｈｍ２であればｈｍ２とマイクｍｃ１との間の距離に対応する遅延時間を用い、話者特定情報が示す話者がｈｍ３であればｈｍ３とマイクｍｃ１との間の距離に対応する遅延時間を用いる。これにより、各話者に対応する時間分、参照信号が遅延される。
【０１１８】
適応フィルタの学習そのものの動作、および、他の構成要素の動作は、他の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１１９】
［音響ノイズ抑圧の動作］
図１５は、実施の形態４における音響ノイズ抑圧装置０５Ｃの動作を示すフローチャートである。なお、実施の形態２と同一の処理については図９と同一の符号を用い、その説明を省略する。
【０１２０】
情報取得手段７０Ｃは、話者特定情報を取得する（Ｓ１Ｃ）。
【０１２１】
第１フィルタ更新部２５Ｃ及び第２フィルタ更新部３５Ｃは、それぞれ、メモリ５０Ｃおよび５１Ｃから第１参照信号および第２参照信号を取得する。この際、ディレイ２９Ｃおよびディレイ３９Ｃにおける遅延時間は、話者特定情報の示す話者に対応する遅延時間に切り替えられる。また、適応フィルタ２３および適応フィルタ３３の過去のフィルタ係数のうち、取得された話者特定情報に対応するフィルタ係数をメモリ５０Ｃおよびメモリ５１Ｃから取得する。そして、第１フィルタ更新部２５Ｃ及び第２フィルタ更新部３５Ｃは、取得したフィルタ係数を、適応フィルタ２３および適応フィルタ３３に反映する（Ｓ１３Ｃ、Ｓ２３Ｃ）。
【０１２２】
ＤＳＰ１０は、各適応フィルタが更新され、出力信号を選択した後、第１参照信号、第２参照信号をメモリ５０Ｃおよびメモリ５１Ｃに保存する。また、ＤＳＰ１０は、適応フィルタ２３および適応フィルタ３３それぞれの最新のフィルタ係数を、現在の話者特定情報と対応付けてメモリ５０Ｃおよびメモリ５１Ｃに保存する（Ｓ４Ｃ）。
【０１２３】
これにより、メモリ５０Ｃおよび５１Ｃには、各話者特定情報に対応する最新のフィルタ係数が常に保持される。したがって、取得した話者特定情報に応じてフィルタ係数を読みだして復元することにより、話者が切り替わった場合であっても、それぞれの話者に応じた係数の適応フィルタにより音響ノイズを抑圧することができる。
【０１２４】
［実施の形態４のまとめ］
以上により、実施の形態４の音響ノイズ抑圧装置では、話者特定情報に基づき、フィルタ係数及び参照信号として参照するマイクを切り替える。発話者ごとにフィルタ係数を保持し、発話者の音声を収音しているマイクの音声信号を用いて音響ノイズ抑圧及び適応フィルタの更新を行う。これにより、話者ごとにフィルタ係数を使い分けることができ、話者ごとに対応した音声信号を用いてフィルタを学習することができる。
【０１２５】
また、上記の例では、適応フィルタのフィルタ係数を毎回メモリに保存する構成を説明したが、数回に１回、あるいは、話者が切り替わったことを検知した場合に保存する構成などにしてもよい。これにより、メモリに適応フィルタのフィルタ係数を保存する回数を減らすことができるので処理負荷を軽減することができる。
【０１２６】
なお、上記の例では、適応フィルタのフィルタ係数を話者ごとに保存して使い分ける構成を説明したが、適応フィルタのタップ数などを話者ごとに保存して使い分ける構成としてもよい。すなわち、適応フィルタのパラメータを話者ごとに使い分ける構成であれば、パラメータの種類は問わない。
【０１２７】
（実施の形態５）
実施の形態５では、マイクの収音対象として想定されている人物以外の人が発話した音声を３つのマイクを用いて抑圧する例を示す。
【０１２８】
［音声の伝達環境］
実施の形態５において想定する音声の伝達環境を、図１６を用いて説明する。なお、マイクｍｃ４が追加された点以外は、実施の形態２と同様であるため、同一の構成要素については図７と同一の符号を用い、その説明を省略する。
【０１２９】
実施の形態５では、マイクｍｃ４が車内のどこかに設置されている。今回は一例として、右側の後部座席前に設置されているものとする。これにより、マイクｍｃ４にも、乗員ｈｍ２の発話した音声が録音される。
【０１３０】
［音響ノイズ抑圧装置の構成］
図１７は、実施の形態５における音響ノイズ抑圧装置０５Ｄの機能的構成を示すブロック図である。なお、実施の形態２と同一の構成要素については図８と同一の符号を用い、その説明を省略する。
【０１３１】
音響ノイズ抑圧装置０５Ｄの基本的な構成及び音響ノイズ抑圧の原理は、実施の形態２における音響ノイズ抑圧装置０５Ａと同様であるので、以下、音響ノイズ抑圧装置０５Ａとの相違点を中心に説明する。
【０１３２】
実施の形態５では、マイクｍｃ２で取得された乗員ｈｍ２の音声信号をメモリ５０Ｄに第１参照信号として、マイクｍｃ４で取得された乗員ｈｍ４の音声信号をメモリ５１Ｄに第２参照信号としてそれぞれ保持する。つまり、音響ノイズ抑圧装置０５Ｄは、マイクｍｃ２、マイクｍｃ４に収音された乗員ｈｍ２の音声それぞれに基づいて、音響ノイズを抑圧する。
【０１３３】
ディレイ２９Ｄは、第１参照信号を遅延させる。具体的には、ディレイ２９Ｄは、乗員ｈｍ２とマイクｍｃ１までの距離に対応する遅延時間Ｘの分、第１参照信号を遅延させる。この遅延時間Ｘは、実施の形態２におけるディレイ２９Ａの遅延時間と同様であるので説明を省略する。
【０１３４】
ディレイ３９Ｄは、第２参照信号を遅延させる。遅延させる時間はマイクｍｃ１とマイクｍｃ４と乗員ｈｍ２の間の距離に基づく時間である。具体的には、上述した遅延時間Ｘから、乗員ｈｍ２とマイクｍｃ４までの遅延時間Ｙを差し引いた時間を、ディレイ３９Ｄにて遅延させる。このような遅延時間を用いる理由を以下に説明する。マイクｍｃ４は乗員ｈｍ２の音声を収音することを本来の目的としていないマイクであるので、乗員ｈｍ２との間には遅延を無視することのできない距離が存在する。そのため、ディレイ３９Ｄにて遅延時間Ｘを用いると、遅延時間Ｙの分、余分に遅延させてしまうことになる。そこで、音響ノイズ抑圧に用いる参照信号のタイミングを合わせるために、実施の形態５では、マイクｍｃ４で収音した音声については、遅延時間Ｘから遅延時間Ｙを差し引いた時間、遅延させている。
【０１３５】
更新量計算部２６Ｄは、ディレイ２９Ｄから受け取るマイクｍｃ２に収音されて遅延された乗員ｈｍ２の音声に基づき、適応フィルタ２３の更新量を計算する。更新量の計算の詳細は他の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１３６】
更新量計算部３６Ｄは、ディレイ３９Ｄから受け取るマイクｍｃ４に収音された乗員ｈｍ２の音声に基づき、適応フィルタ３３の更新量を計算する。更新量の計算の詳細は他の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１３７】
他の構成については、実施の形態２と同様であるため説明を省略する。
【０１３８】
［音響ノイズ抑圧の動作］
図１８は、実施の形態５における音響ノイズ抑圧装置０５Ｄの動作を示すフローチャートである。なお、実施の形態２と同一の処理については図９と同一の符号を用い、その説明を省略する。
【０１３９】
第１フィルタ更新部２５は、メモリ５０Ｄに保持され、ディレイ２９Ｄによって遅延された、マイクｍｃ２にて収音された音声を第１参照信号として取得する（Ｓ１３Ｄ）。
【０１４０】
第２フィルタ更新部３５は、メモリ５１Ｄに保持され、ディレイ３９Ｄによって遅延された、マイクｍｃ４にて収音された音声を第２参照信号として取得する（Ｓ２３Ｄ）。
【０１４１】
第１フィルタ更新部２５は、第１参照信号に基づき、フィルタ特性の更新量を算出する（Ｓ１５Ｄ）。
【０１４２】
第２フィルタ更新部３５は、第２参照信号に基づき、フィルタ特性の更新量を算出する（Ｓ２５Ｄ）。
【０１４３】
また、マイクｍｃ２で収音された音声信号をメモリ５０Ｄに第１参照信号として保持し、マイクｍｃ４で収音された音声信号をメモリ５１Ｄに第２参照信号として保持する（Ｓ４Ｄ）。
【０１４４】
なお、上記では、メモリ５０Ｄ、メモリ５１Ｄに保持される乗員ｈｍ２の音声は、出力信号の選択の後に更新されている。しかし、乗員ｈｍ２の音声の音声は、スピーカｓｐ２から出力される音声とは無関係であるため、他のタイミングで更新してもよい。
【０１４５】
［実施の形態５のまとめ］
以上により、実施の形態５の音響ノイズ抑圧装置０５Ｄでは、マイクｍｃ２で収音した音声に基づき音響ノイズを抑圧した結果と、マイクｍｃ４で収音した音声に基づき音響ノイズを抑圧した結果のうち、適切な音声を出力することができる。この構成は、特にマイクｍｃ２と乗員ｈｍ２との間に障害物が存在するおそれがある場合など、マイクｍｃ２が必ずしも乗員ｈｍ２の音声を最適に収音できるとは限らない場合に有効である。
【０１４６】
すなわち、実施の形態５の音響ノイズ抑圧装置０５Ｄは、環境に存在する任意の乗員（運転者含む）の発話する音声による音響ノイズを抑圧して音質を向上させるよう構成してもよい。この場合、音響ノイズ抑圧装置０５Ｄは、マイクと乗員の組み合わせの数に相当する数の、音響ノイズの抑制機能を有する。各組合せにおける構成及び処理手順は、上述した実施の形態の構成において対象となる乗員及び使用するマイクの組合せが変わるのみであるため、説明を省略する。
【０１４７】
なお、実施の形態５の音響ノイズ抑圧装置０５Ｄでは、各適応フィルタを更新するアルゴリズムは同一であっても異なっていても構わない。
【０１４８】
（実施の形態６）
上述した各実施の形態では、適応フィルタのパラメータを、各抑圧ユニットがそれぞれ更新する例を説明した。しかし、上述した各実施の形態のように、適応フィルタの実装方法が同じ（上述の各実施の形態ではＦＩＲフィルタ）である場合は、一方の適応フィルタのパラメータを他方の適応フィルタに反映することもできる。そこで、実施の形態６では、複数の適応フィルタのうちから、音響ノイズを抑圧することができた適応フィルタのパラメータを次の音響ノイズ抑圧に適用する例を示す。なお、音声の伝達環境については、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。また、以下では、フィルタ係数を適応フィルタのパラメータの一例として説明するが、タップ数等の他のパラメータでも構わないことは他の実施の形態と同様である。
【０１４９】
以下、実施の形態６に係る音響ノイズ抑圧装置０５Ｅが行う処理の概要を説明する。音響ノイズ抑圧装置０５Ｅは、複数の適応フィルタのうち音響ノイズを抑圧することができた適応フィルタのフィルタ係数を保持しておき、音響ノイズの抑圧を行う前に、保持していた適応フィルタのフィルタ係数を各適応フィルタに復元する。この復元した適応フィルタをもとに適応フィルタの学習を行うことで、前回、音響ノイズの抑圧を行った際により音響ノイズを抑圧できた適応フィルタのパラメータを、他の適応フィルタの学習の基礎として利用することができる。
【０１５０】
［音響ノイズ抑圧の構成］
図１９は、実施の形態６における音響ノイズ抑圧装置０５Ｅの構成を示す。以下、実施の形態１と異なる点のみを説明する。
【０１５１】
図１９に示すように、メモリ５０Ｅは、フィルタ係数記憶部６０Ｅと、参照信号記憶部６１Ｅと、を有している。
【０１５２】
フィルタ係数記憶部６０Ｅは、適応フィルタ２３及び適応フィルタ３３へと復元されるべきフィルタ係数を保持する。フィルタ係数記憶部６０Ｅは、出力信号選択部５３Ｅからの音響ノイズ抑圧結果に基づいて、より音響ノイズが抑圧されていた適応フィルタのフィルタ係数を取得し、保持する。ここで、音響ノイズ抑圧結果とは、より音響ノイズが抑圧されていた適応フィルタの情報でもよいし、より音響ノイズが抑圧されていた抑圧ユニットの情報でもよい。つまり、より音響ノイズを抑圧されていた適応フィルタを特定できる情報であれば、内容は問わない。なお、本実施の形態では、メモリ５０Ｅ内のフィルタ係数記憶部６０Ｅが、保持すべきフィルタ係数を音響ノイズ抑圧結果に基づいて判断しているが、この判断は、ＤＳＰ１０などのメモリ外の構成で行ってもよい。
【０１５３】
参照信号記憶部６１Ｅは、ディレイ２９及びディレイ３９へと送られる参照信号を保持する。実施の形態６における参照信号記憶部６１Ｅでは、過去にスピーカｓｐ２で出力された音声の信号を参照信号として保持する。本実施の形態では、第１の参照信号と第２の参照信号とが同一であるため、同じ記憶部に単独の参照信号として保持するものとして説明するが、他の実施の形態と同様に第１参照信号と第２参照信号とを区別して保持しても構わない。
【０１５４】
出力信号選択部５３Ｅは、スピーカｓｐ２に出力すべき音声信号の選択に加え、上述した音響ノイズ抑圧結果をフィルタ係数記憶部６０Ｅに出力する。
【０１５５】
［音響ノイズ抑圧の動作］
図２０は、実施の形態６における音響ノイズ抑圧装置０５Ｅの動作を示すフローチャートである。なお、実施の形態１と同一の処理については図４と同一の符号を用い、その説明を省略する。
【０１５６】
適応フィルタ２３及び適応フィルタ３３は、フィルタ係数記憶部６０Ｅにて保持されているフィルタ係数を取得し、取得したフィルタ係数を自身に復元する（Ｓ１Ｅ）。
【０１５７】
ディレイ２９は、参照信号記憶部６１Ｅにて保持されている参照信号を第１参照信号として取得する（Ｓ１３Ｅ）。
【０１５８】
ディレイ３９は、参照信号記憶部６１Ｅにて保持されている参照信号を第２参照信号として取得する（Ｓ２３Ｅ）。
【０１５９】
第１フィルタ更新部２５は、フィルタ特性の更新量を算出し、適応フィルタ２３の特性を更新する。ここで、第１フィルタ更新部２５は、ＩＣＡによりフィルタ特性の更新量を算出する（Ｓ１４Ｅ）。
【０１６０】
第２フィルタ更新部３５は、フィルタ特性の更新量を算出し、適応フィルタ３３の特性を更新する。ここで、第２フィルタ更新部３５は、ＮＬＭＳによりフィルタ特性の更新量を算出する（Ｓ２４Ｅ）。第１の抑圧ユニット２０は、ディレイ２９でスピーカｓｐ２とマイクｍｃ１の間の距離に対応する所定時間分だけ遅延させた第１参照信号と、更新された適応フィルタ２３と、を用いて擬似ノイズ信号を生成する。そして、この擬似ノイズ信号を、マイクｍｃ１で収音された音声の音声信号に加算器２２において加算（減算）する。これにより、第１の抑圧ユニット２０は、マイクｍｃ１で収音された音声の音声信号から擬似ノイズ信号を差し引くことで、音響ノイズ抑圧後の信号を生成する。なお、生成した音響ノイズ抑圧後の信号は、次回のフィルタ係数の更新処理に用いられるので、最終的にスピーカｓｐ２から出力されるか否かにかかわらず第１フィルタ更新部２５に出力される（Ｓ１５Ｅ）。なお、本実施の形態では、ステップＳ１Ｅにて、適応フィルタ２３および適応フィルタ３３のフィルタ特性は同じになる。そのため、生成される疑似ノイズ信号におよび音響ノイズ抑圧後の信号に差を持たせるために、適応フィルタ２３および適応フィルタ３３の更新を、擬似ノイズ信号の生成よりも前に行っている。
【０１６１】
第２の抑圧ユニット３０は、ディレイ３９でスピーカｓｐ２とマイクｍｃ１の間の距離に対応する所定時間分だけ遅延させた第２参照信号と、更新された適応フィルタ３３と、を用いて擬似ノイズ信号を生成する。そして、この擬似ノイズ信号を、マイクｍｃ１で収音された音声信号に加算器３２において加算（減算）する。これにより、第２の抑圧ユニット３０は、マイクｍｃ１で収音された音声信号から擬似ノイズ信号を差し引くことで、音響ノイズ抑圧後の信号を生成する。なお、生成した音響ノイズ抑圧後の信号は、次回のフィルタ係数の更新処理に用いられるので、最終的にスピーカｓｐ２から出力されるか否かにかかわらず第２フィルタ更新部３５に出力される（Ｓ２５Ｅ）。
【０１６２】
フィルタ係数記憶部６０Ｅは、出力信号選択部５３Ｅから通知される音響ノイズ抑圧結果に基づいて、適応フィルタ２３または適応フィルタ３３のフィルタ係数を取得し、保持する（Ｓ３Ｅ）。
【０１６３】
参照信号記憶部６１Ｅは、出力信号選択部５３Ｅにて、スピーカに出力される信号として選択された信号を参照信号として保持する（Ｓ４Ｅ）。
【０１６４】
［実施の形態６のまとめ］
このように、実施の形態６の音響ノイズ抑圧装置０５Ｅは、複数の適応フィルタのうち、より音響ノイズを抑圧できた適応フィルタのフィルタ係数を保持し、保持したフィルタ係数を復元して、次の音響ノイズ抑圧に活用する。これにより、適応フィルタのフィルタ係数の学習速度を高めることができる。
【０１６５】
また、実施の形態６の音響ノイズ抑圧装置０５Ｅは、複数の適応フィルタのうち、より音響ノイズを抑圧した適応フィルタのフィルタ係数を更新し、保持する。保持されたフィルタ係数を、第１の抑圧ユニット２０及び第２の抑圧ユニット３０両方の適応フィルタに適用した後、各抑圧ユニットで適応フィルタの学習を行い、音響ノイズを抑圧する。これにより、前回、音響ノイズをより抑圧できた結果をもとに音響ノイズが抑圧されるので、効率的に音響ノイズを抑圧することができる。
【０１６６】
また、実施の形態６の音響ノイズ抑圧装置０５Ｅは、適応フィルタを更新する第１フィルタ更新部２５と第２フィルタ更新部３５それぞれを異なるアルゴリズムを用いる。そのため第１フィルタ更新部２５と第２フィルタ更新部３５は、それぞれ適応フィルタを適切に更新できる環境が異なる。したがって、環境が、一方のフィルタ更新部によるフィルタ更新に適していないものになったとしても、他方のフィルタ更新部が適切にフィルタ更新することができるので、適応フィルタの劣化を抑えることができる。
【０１６７】
また実施の形態６の音響ノイズ抑圧装置０５Ｅでは、メモリ５０Ｅは、第１の参照信号と第２の参照信号とを同一の参照信号として保持し、各ディレイが、第１参照信号または第２参照信号として取得する。これにより、第１の参照信号と第２の参照信号とを別々に保持する必要がなくなるので、参照信号のデータ量を抑えることができる。なお、メモリ５０Ｅの構成は一例であり、他の要素から様々な情報を取得し、一時的あるいは恒久的にその情報を保持するものであってもよい。
【０１６８】
なお、上記では、実施の形態１を基準にして、その差分を説明する形で実施の形態６を説明した。しかし、実施の形態６で説明した、複数の適応フィルタのうち、より音響ノイズを抑圧することができたフィルタ係数を次の音響ノイズ抑圧に適応するという思想は、実施の形態２〜実施の形態５に適用されてもよい。ただし、実施の形態２〜実施の形態５に適用する場合、上述の動作説明にて説明したとおり、音響ノイズ抑圧と、フィルタ更新と、の処理順序を入れ替える必要がある。
【０１６９】
また、実施の形態６で説明した、第１の参照信号と第２の参照信号とを１つの参照信号としてメモリに保持し、ディレイにおいて第１の参照信号または第２の参照信号として取得する思想は、他の実施の形態に適用してもよい。実施の形態２および実施の形態３のように第１の参照信号と第２の参照信号とが同一であるのなら、メモリは１つの参照信号として保持すればよい。また、実施の形態４のように、話者ごとに参照信号が異なるのであれば、メモリは話者特定情報ごとに１つの参照信号として保持すればよい。すなわち、実施の形態６で示した各思想は、各実施の形態に示したような音響ノイズ抑圧装置であり、フィルタを更新した後に音響ノイズを抑圧する音響ノイズ抑圧装置に適用することができる。
【０１７０】
（その他変形例）
上述した実施の形態１〜実施の形態４では、適応フィルタの更新に用いるアルゴリズムはＩＣＡとＮＬＭＳであるものとして説明した。しかし、他のアルゴリズムの組合せを用いてもよい。また、同じアルゴリズムであってもパラメータが異なるものを使用してもよい。例えば、第１の処理系統と第２の処理系統とで更新の周期の異なるＮＬＭＳを使用してもよい。ここで、更新周期の長いＮＬＭＳは、環境変化への追従が遅い代わりに適応フィルタの特性が安定する。また、更新周期の短いＮＬＭＳは、環境変化への追従が早い代わりに適応フィルタの特性が不安定である。したがって、これらの処理系統のうち、より音響ノイズが抑制されている出力結果を選択することによって、変化の激しい環境と変化の少ない環境の両方において音響ノイズを抑制できる。なお、特に限定しない限り、パラメータが異なる同じアルゴリズムは、異なるアルゴリズムであるとみなしてもよい。
【０１７１】
上述した各実施の形態では、２つの処理系統を用いて説明したが、３つ以上の処理系統を用いてもよい。例えば、第１の処理系統ではＩＣＡを使用してフィルタを更新し、第２の処理系統と第３の処理系統ではそれぞれ更新周期の異なるＮＬＭＳを使用して更新する。これにより、同時話者人数の変化や環境の急な変化に対応して音響ノイズを抑制できる。
【０１７２】
上述した各実施の形態では、マイクｍｃ１が取得した音声信号に対して音響ノイズ抑圧を１回行う構成を用いて説明した。しかし、マイクｍｃ１の音声信号に対して２回以上、音響ノイズを抑圧する構成にしてもよい。例えば、適応フィルタ２３を用いて音響ノイズを抑圧した後、適応フィルタ３３を用いて音響ノイズを抑圧することなどが考えられる。この場合に、それぞれ特性の異なる適応フィルタを用いることで、片方のフィルタで抑圧しきれなかった音響ノイズをもう片方のフィルタで抑圧することができる。なお、適応フィルタの特性を異ならせる手法としては、上述した各実施の形態のように、更新量の計算に用いるアルゴリズムを異ならせたり、あるいは、同じアルゴリズムを使用する場合であっても適応フィルタの学習環境または更新周期を異ならせたりする手法が考えられる。また、同一の特性を持つ適応フィルタを用いて、複数回、音響ノイズを抑圧してもよい。これにより、その適応フィルタによる音響ノイズ抑圧の効果がより顕著に表れることになる。このように、音声信号に対して音響ノイズ抑圧処理を複数回行うことで、より幅広い環境に対応して音響ノイズを抑制することができる。
【０１７３】
また、上述した各実施の形態では、車室における音響ノイズの抑制を例に説明したが、これに限られるものではない。上述した各実施の形態は、会議室など他の環境にも適用することができる。なお、上述した各実施の形態では、ディレイの値を実測に基づいて計算しているため、音響ノイズの音源とマイクまでの距離を計測することが可能であることが望ましい。ただし、ディレイが極端に変動するのでなければ、適応フィルタの学習によってある程度の誤差は吸収できるので、距離の計測が困難な環境であっても各実施の形態による音響ノイズ抑圧の効果は得られる。
【０１７４】
また、上述した各実施の形態では、参照信号をディレイによって遅延させることによって、各話者とマイクとの間の距離に応じたタイミングに合わせていた。しかし、メモリにて参照信号を十分な長さ保持できるのであれば、保持している参照信号のうち適切なタイミングに合致する部分を抽出する構成にしても構わない。
【０１７５】
各実施の形態において、適応フィルタの更新に用いたアルゴリズムは一例に過ぎない。適応フィルタの更新に用いられるアルゴリズムは、ＩＣＡ、ＮＬＭＳ以外にも様々なものが知られている。各実施の形態の思想から逸脱しない範囲において、適応フィルタは既知の他のアルゴリズムによって更新されてよい。
【０１７６】
実施の形態１〜実施の形態５において、各処理系統は、音響ノイズを抑圧した後にフィルタを更新していたが、フィルタを更新した後に音響ノイズを抑圧してもよい。これらの順序が入れ替わったとしても、音響ノイズを抑圧することができる。
【０１７７】
本開示は、音響ノイズ抑圧装置、または制御装置において実行される音響ノイズ抑圧方法として表現することが可能である。また、本開示は、かかる方法をコンピュータにより動作させるためのプログラムとして表現することも可能である。更に、本開示は、かかるプログラムをコンピュータによる読み取りが可能な状態で記録した記録媒体として表現することも可能である。すなわち、本開示は、装置、方法、プログラム、記録媒体のうち、いずれのカテゴリーにおいても表現可能である。
【０１７８】
また、各実施の形態（変形例を含む）の説明に用いた各機能ブロックは、部分的にまたは全体的に、集積回路であるＬＳＩとして実現され、上記実施の形態で説明した各プロセスは、部分的にまたは全体的に、一つのＬＳＩまたはＬＳＩの組み合わせによって制御されてもよい。ＬＳＩは個々のチップから構成されてもよいし、機能ブロックの一部または全てを含むように一つのチップから構成されてもよい。ＬＳＩはデータの入力と出力を備えてもよい。ＬＳＩは、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０１７９】
集積回路化の手法にはＬＳＩに限らず、専用回路または汎用プロセッサを用いて実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、または、ＬＳＩ内部の回路セルの接続、設定が再構成可能なリコンフィグラブル・プロセッサーを利用してもよい。本開示は、デジタル処理またはアナログ処理として実現されてもよい。
【０１８０】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【０１８１】
更には、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、別技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。
【０１８２】
また、本開示における、部材の種類、配置、個数等は前述の実施の形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
【０１８３】
また、本開示における装置の構成は一例であり、異なる装置に各構成要素を分けたシステムにより実現しても構わない。例えば、処理負荷の重い機能をクラウドサーバ等で実施し、処理負荷の軽い機能をエッジサーバで実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１８４】
本開示は、急な環境変動や複数人物による同時発話があった場合において、出力される音声の音質劣化を抑制できる音響ノイズ抑圧装置及び音響ノイズ抑圧方法等に有用である。
【符号の説明】
【０１８５】
ｍｃ１、ｍｃ２、ｍｃ３、ｍｃ４  マイク
ｈｍ１、ｈｍ１Ａ  運転者
ｈｍ２、ｈｍ３、ｈｍ４  乗員
ｓｐ１、ｓｐ２  スピーカ
８  車両
８ｚ  車室
ｐｔ１、ｐｔ２、ｐｔ３、ｐｔ４、ｐｔ５、ｐｔ６、ｐｔ７、ｐｔ８、ｐｔ９  伝達経路
０５、０５Ａ、０５Ｂ、０５Ｃ、０５Ｄ、０５Ｅ  音響ノイズ抑圧装置
１０  ＤＳＰ
２０  第１の抑圧ユニット
２２、３２  加算器
２３、３３  適応フィルタ
２５、２５Ｂ、２５Ｃ  第１フィルタ更新部
２６、３６、２６Ｄ、３６Ｄ  更新量計算部
２７、３７  非線形処理部
２８、３８  ノルム算出部
２９、３９、２９Ａ、３９Ａ、２９Ｃ、３９Ｃ、２９Ｄ、３９Ｄ  ディレイ
３０  第２の抑圧ユニット
３５、３５Ｂ、３５Ｃ  第２フィルタ更新部
５０、５１、５０Ａ、５１Ａ、５０Ｃ、５１Ｃ、５０Ｄ、５１Ｄ、５０Ｅ  メモリ
５３、５３Ｅ  出力信号選択部
６０Ｅ  フィルタ係数記憶部
６１Ｅ  参照信号記憶部
ｇｈ１  音響ノイズ信号
ｇｈ２  擬似ノイズ信号
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年9月9日(2019.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内や会議室などの閉空間における複数の人物の発話を、それぞれの人物に対応させて前記閉空間内に配置される複数の収音部により収音された各音声信号に含まれる音響ノイズを抑圧する音響ノイズ抑圧装置であって、
前記音響ノイズの音源信号を、前記音響ノイズの音源と前記収音部との間の距離に基づいて算出された時間分遅延させて得られる第１遅延信号と、複数の話者が発話している場合に有効な第１のアルゴリズムにより更新される第１のフィルタと、に基づいて生成された第１疑似ノイズ信号を前記収音された音声信号より減算することにより前記音響ノイズを抑圧した第１の抑圧音声信号を出力する第１の抑圧ユニットと、
前記音響ノイズの音源信号を、前記音響ノイズの音源と前記収音部との間の距離に基づいて算出された時間分遅延させて得られる第２遅延信号と、一人の話者が発話している場合に有効な第２のアルゴリズムにより更新される第２のフィルタと、に基づいて生成された第２疑似ノイズ信号を前記収音された音声信号から減算することにより前記音響ノイズを抑圧した第２の抑圧音声信号を出力する第２の抑圧ユニットと、
前記第１の抑圧音声信号及び前記第２の抑圧音声信号のうち、前記音響ノイズが抑圧されていると判断した抑圧音声信号を出力する出力信号選択部と、を備える、
音響ノイズ抑圧装置。
【請求項２】
前記第１の抑圧ユニット、前記第２の抑圧ユニットおよび前記出力信号選択部のそれぞれは、前記複数の収音部により収音された音声信号のそれぞれに対応して備えられる、
請求項１に記載の音響ノイズ抑圧装置。
【請求項３】
前記音響ノイズは、スピーカからの出力音声であり、前記音源信号は、前記スピーカへの出力信号である、
請求項１または２に記載の音響ノイズ抑圧装置。
【請求項４】
前記音響ノイズは、前記収音された音声信号の収音部が対応する発話者以外の人物による発話であり、前記音源信号は、前記発話者以外の人物に対応する収音部により収音された音声信号である、
請求項１または２に記載の音響ノイズ抑圧装置。
【請求項５】
前記第１の抑圧ユニットが前記第１のフィルタの更新に用いる前記第１のアルゴリズムと、前記第２の抑圧ユニットが前記第２のフィルタの更新に用いる前記第２のアルゴリズムとは、異なるアルゴリズムである、
請求項１に記載の音響ノイズ抑圧装置。
【請求項６】
前記第１のアルゴリズムと前記第２のアルゴリズムとは、学習による更新周期が異なる、
請求項４に記載の音響ノイズ抑圧装置。
【請求項７】
発声している人物を示す話者特定情報を取得する取得部と、
前記第１のフィルタのパラメータおよび前記第２のフィルタのパラメータを話者特定情報と対応付けて保持するメモリと、を更に備え、
前記第１の抑圧ユニットおよび前記第２の抑圧ユニットは、取得した前記話者特定情報に対応するパラメータを前記第１のフィルタおよび前記第２のフィルタそれぞれに復元した後、前記第１のフィルタおよび前記第２のフィルタそれぞれを学習させる、
請求項１に記載の音響ノイズ抑圧装置。
【請求項８】
前記第１の抑圧ユニットは、第１の参照信号を用いて前記音響ノイズを抑圧し、
前記第２の抑圧ユニットは、第２の参照信号を用いて前記音響ノイズを抑圧し、
前記第１の参照信号と、前記第２の参照信号とは、それぞれ異なる収音部で収音された音声の音声信号である、
請求項１に記載の音響ノイズ抑圧装置。
【請求項９】
前記出力信号選択部によって選択された抑圧音声信号に対応するフィルタのパラメータのパラメータを保持する保持部を更に備え、
前記第１の抑圧ユニットと前記第２の抑圧ユニットは、前記保持部の保持するパラメータを前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとに復元した後、それぞれ異なる手法を用いて学習させる、
請求項１に記載の音響ノイズ抑圧装置。
【請求項１０】
車室内や会議室などの閉空間における複数の人物の発話を、それぞれの人物に対応させて前記閉空間内に配置される複数の収音部により収音された各音声信号に含まれる音響ノイズを抑圧する音響ノイズ抑圧方法であって、
前記音響ノイズの音源信号を、前記音響ノイズの音源と前記収音部との間の距離に基づいて算出された時間分遅延させて得られる第１遅延信号と、複数の話者が発話している場合に有効な第１のアルゴリズムにより更新される第１のフィルタと、に基づいて生成された第１疑似ノイズ信号を前記収音された音声信号より減算することにより前記音響ノイズを抑圧した第１の抑圧音声信号を出力する第１の抑圧ステップと、
前記音響ノイズの音源信号を、前記音響ノイズの音源と前記収音部との間の距離に基づいて算出された時間分遅延させて得られる第２遅延信号と、一人の話者が発話している場合に有効な第２のアルゴリズムにより更新される第２のフィルタと、に基づいて生成された第２疑似ノイズ信号を前記収音された音声信号から減算することにより前記音響ノイズを抑圧した第２の抑圧音声信号を出力する第２の抑圧ステップと、
前記第１の抑圧音声信号及び前記第２の抑圧音声信号のうち、前記音響ノイズが抑圧されていると判断した抑圧音声信号を出力する選択ステップと、を有する、
音響ノイズ抑圧方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本開示に係る音響ノイズ抑圧装置は、車室内や会議室などの閉空間における複数の人物の発話を、それぞれの人物に対応させて前記閉空間内に配置される複数の収音部により収音された各音声信号に含まれる音響ノイズを抑圧する音響ノイズ抑圧装置であって、前記音響ノイズの音源信号を、前記音響ノイズの音源と前記収音部との間の距離に基づいて算出された時間分遅延させて得られる第１遅延信号と、複数の話者が発話している場合に有効な第１のアルゴリズムにより更新される第１のフィルタと、に基づいて生成された第１疑似ノイズ信号を前記収音された音声信号より減算することにより前記音響ノイズを抑圧した第１の抑圧音声信号を出力する第１の抑圧ユニットと、前記音響ノイズの音源信号を、前記音響ノイズの音源と前記収音部との間の距離に基づいて算出された時間分遅延させて得られる第２遅延信号と、一人の話者が発話している場合に有効な第２のアルゴリズムにより更新される第２のフィルタと、に基づいて生成された第２疑似ノイズ信号を前記収音された音声信号から減算することにより前記音響ノイズを抑圧した第２の抑圧音声信号を出力する第２の抑圧ユニットと、第１の抑圧音声信号及び第２の抑圧音声信号のうち、前記音響ノイズが抑圧されていると判断した抑圧音声信号を出力する出力信号選択部と、を備える。
【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】
本開示に係る音響ノイズ抑圧方法は、車室内や会議室などの閉空間における複数の人物の発話を、それぞれの人物に対応させて前記閉空間内に配置される複数の収音部により収音された各音声信号に含まれる音響ノイズを抑圧する音響ノイズ抑圧方法であって、前記音響ノイズの音源信号を、前記音響ノイズの音源と前記収音部との間の距離に基づいて算出された時間分遅延させて得られる第１遅延信号と、複数の話者が発話している場合に有効な第１のアルゴリズムにより更新される第１のフィルタと、に基づいて生成された第１疑似ノイズ信号を前記収音された音声信号より減算することにより前記音響ノイズを抑圧した第１の抑圧音声信号を出力する第１の抑圧ステップと、前記音響ノイズの音源信号を、前記音響ノイズの音源と前記収音部との間の距離に基づいて算出された時間分遅延させて得られる第２遅延信号と、一人の話者が発話している場合に有効な第２のアルゴリズムにより更新される第２のフィルタと、に基づいて生成された第２疑似ノイズ信号を前記収音された音声信号から減算することにより前記音響ノイズを抑圧した第２の抑圧音声信号を出力する第２の抑圧ステップと、第１の抑圧音声信号及び第２の抑圧音声信号のうち、前記音響ノイズが抑圧されていると判断した抑圧音声信号を出力する選択ステップと、を有する。