(57)【要約】【課題】精度良く目的信号を他信号から分離するとともに雑音信号を抑制する。【解決手段】雑音除去装置は、第１チャネル信号および予め設定された第１遅延時間の遅延をした第２チャネル信号に基づき、第１チャネル信号における目的方向とは異なる他方向から到来する信号成分を抑圧した第１信号を生成する第１ビームフォーミング部と、予め設定された第２遅延時間の遅延をした第１チャネル信号および第２チャネル信号に基づき、第２チャネル信号における目的方向から到来する信号成分を抑圧した第２信号を生成する第２ビームフォーミング部と、第２信号に基づき雑音信号を推定する推定部と、第１信号から推定された雑音信号を除去することにより、目的方向から到来する信号を表す目的信号を生成する除去部と、を備える。【選択図】図５
2020134778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１検出器により検出された信号を表す第１チャネル信号を取得する第１取得部と、
前記第１検出器に対して所定距離離間して設けられた第２検出器により検出された信号を表す第２チャネル信号を取得する第２取得部と、
前記第１チャネル信号および予め設定された第１遅延時間の遅延をした前記第２チャネル信号に基づき、前記第１チャネル信号における目的方向とは異なる他方向から到来する信号成分を抑圧した第１信号を生成する第１ビームフォーミング部と、
予め設定された第２遅延時間の遅延をした前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号に基づき、前記第２チャネル信号における前記目的方向から到来する信号成分を抑圧した第２信号を生成する第２ビームフォーミング部と、
前記第２信号に基づき雑音信号を推定する推定部と、
前記第１信号から推定された前記雑音信号を除去することにより、前記目的方向から到来する信号を表す目的信号を生成する除去部と、
を備える雑音除去装置。
【請求項２】
前記第１検出器および前記第２検出器は、音声を集音して電気信号に変換するマイクロホンであり、
前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号は、集音された音声を電気信号に変換した音声信号である
請求項１に記載の雑音除去装置。
【請求項３】
前記第１ビームフォーミング部は、
前記第２チャネル信号を前記第１遅延時間、遅らせた第１中間信号を出力する第１遅延部と、
前記第１チャネル信号を予め設定された雑音遅延時間、遅らせた第１調整信号を出力する第１時間調整部と、
前記第１調整信号の正負を反転させた反転第１調整信号を出力する第１反転部と、
前記第１チャネル信号を前記雑音遅延時間、進ませた第２調整信号を出力する第２時間調整部と、
前記第１中間信号を前記雑音遅延時間、遅らせた第３調整信号を出力する第３時間調整部と、
前記第１中間信号を前記雑音遅延時間、進ませた第４調整信号を出力する第４時間調整部と、
前記第４調整信号の正負を反転させた反転第４調整信号を出力する第２反転部と、
前記反転第１調整信号、前記第２調整信号、前記第３調整信号および前記反転第４調整信号を加算した信号に、所定係数を乗じることにより、前記第１信号を生成する第１加算部と、
を有する請求項１または２に記載の雑音除去装置。
【請求項４】
前記第２ビームフォーミング部は、
前記第１チャネル信号を前記第２遅延時間、遅らせた第２中間信号を出力する第２遅延部と、
前記第２中間信号を前記雑音遅延時間、遅らせた第５調整信号を出力する第５時間調整部と、
前記第５調整信号の正負を反転させた反転第５調整信号を出力する第３反転部と、
前記第２中間信号を前記雑音遅延時間、進ませた第６調整信号を出力する第６時間調整部と、
前記第２チャネル信号を前記雑音遅延時間、遅らせた第７調整信号を出力する第７時間調整部と、
前記第２チャネル信号を前記雑音遅延時間、進ませた第８調整信号を出力する第８時間調整部と、
前記第８調整信号の正負を反転させた反転第８調整信号を出力する第４反転部と、
前記反転第５調整信号、前記第６調整信号、前記第７調整信号および前記反転第８調整信号を加算した信号に、前記所定係数を乗じることにより、前記第２信号を生成する第２加算部と、
を有する請求項３に記載の雑音除去装置。
【請求項５】
前記第１ビームフォーミング部は、式（１）を演算することにより、時刻ｔにおける前記第１信号を生成し、
ｇ１（ｔ）＝α×［｛−ｌ（ｔ−τ）＋ｌ（ｔ＋τ）｝−｛−ｒ（ｔ−ｄ１−τ）＋ｒ（ｔ−ｄ１＋τ）｝］…（１）
ｇ１（ｔ）は、時刻ｔにおける前記第１信号であり、
ｌ（ｔ＋τ）は、時刻（ｔ＋τ）における前記第１チャネル信号であり、
ｌ（ｔ−τ）は、時刻（ｔ−τ）における前記第１チャネル信号であり、
ｒ（ｔ−ｄ１＋τ）は、時刻（ｔ−ｄ１＋τ）における前記第２チャネル信号であり、
ｒ（ｔ−ｄ１−τ）は、時刻（ｔ−ｄ１−τ）における前記第２チャネル信号であり、
τは、予め設定された雑音遅延時間であり、
ｄ１は、前記第１遅延時間である
請求項１または２に記載の雑音除去装置。
【請求項６】
前記第１ビームフォーミング部は、式（２）を演算することにより、時刻ｔにおける前記第１信号を生成し、
ｇ２（ｔ）＝α×［｛−ｌ（ｔ−ｄ２−τ）＋ｌ（ｔ−ｄ２＋τ）｝−｛−ｒ（ｔ−τ）＋ｒ（ｔ＋τ）｝］…（２）
ｇ２（ｔ）は、時刻ｔにおける前記第２信号であり、
ｌ（ｔ−ｄ２＋τ）は、時刻（ｔ−ｄ２＋τ）における前記第１チャネル信号であり、
ｌ（ｔ−ｄ２−τ）は、時刻（ｔ−ｄ２−τ）における前記第１チャネル信号であり、
ｒ（ｔ＋τ）は、時刻（ｔ＋τ）における前記第２チャネル信号であり、
ｒ（ｔ−τ）は、時刻（ｔ−τ）における前記第２チャネル信号であり、
ｄ２は、前記第２遅延時間である
請求項５に記載の雑音除去装置。
【請求項７】
前記第１遅延時間は、前記他方向から到来した信号が前記第２検出器に到達する時刻と前記第１検出器に到達する時刻との時間差であり、
前記第２遅延時間は、前記目的方向から到来した信号が前記第１検出器に到達する時刻と前記第２検出器に到達する時刻との時間差であり、
前記雑音遅延時間は、前記雑音信号が前記第１検出器に到達する時刻と前記第２検出器に到達する時刻との時間差である
請求項３から６の何れか１項に記載の雑音除去装置。
【請求項８】
前記推定部は、
時間成分で表された前記第２信号を周波数成分で表された前記第２信号に変換する第１周波数変換部と、
周波数成分で表された前記第２信号と前記雑音遅延時間とに基づき、前記雑音信号の振幅のスペクトラムを推定する雑音信号推定部と、
を有し、
前記除去部は、
時間成分で表された前記第１信号を周波数成分で表された前記第１信号に変換する第２周波数変換部と、
周波数成分で表された前記第１信号と前記雑音遅延時間とに基づき、前記雑音信号を含む前記目的信号である雑音付目的信号の振幅のスペクトラムを推定する目的信号推定部と、
前記雑音付目的信号の振幅のスペクトラムから、推定された前記雑音信号の振幅のスペクトラムに係数を乗じた値を減じることにより、前記目的信号の振幅のスペクトラムを生成する減算処理部と、
前記目的信号の振幅のスペクトラムを時間成分で表された前記目的信号に変換する時間変換部と、
を有する請求項７に記載の雑音除去装置。
【請求項９】
前記雑音信号推定部は、式（３）を演算することにより、角周波数ωにおける前記雑音信号の振幅を推定し、
【数１】
2020134778.tif 000015
｜Ｎ（ω）｜は、角周波数ωにおける前記雑音信号の振幅の推定値であり、
｜Ｇ２（ω）｜は、角周波数ωにおける前記第２信号の振幅である
請求項８に記載の雑音除去装置。
【請求項１０】
ｓｉｎ２｛ω（τ／２）｝≦εの場合、前記雑音信号推定部は、前記式（３）に代えて、式（４）を演算することにより、角周波数ωにおける前記雑音信号の振幅を推定し、
【数２】
2020134778.tif 000016
εは、予め設定された閾値である
請求項９に記載の雑音除去装置。
【請求項１１】
前記目的信号推定部は、式（５）を演算することにより、角周波数ωにおける前記雑音付目的信号の振幅を推定し、
【数３】
2020134778.tif 000017
｜Ｘ（ω）｜は、角周波数ωにおける前記雑音付目的信号の振幅の推定値であり、
｜Ｇ１（ω）｜は、角周波数ωにおける前記第１信号の振幅である
請求項９または１０に記載の雑音除去装置。
【請求項１２】
ｓｉｎ２｛ω（τ／２）｝≦εの場合、前記目的信号推定部は、前記式（５）に代えて、式（６）を演算することにより、角周波数ωにおける前記雑音付目的信号の振幅を推定し、
【数４】
2020134778.tif 000018
εは、予め設定された閾値である
請求項１１に記載の雑音除去装置。
【請求項１３】
｜ｘ（ω）｜＞（β１×｜Ｎ（ω）｜）の場合、前記減算処理部は、式（７）を演算することにより、角周波数ωにおける前記目的信号の振幅を推定し、
【数５】
2020134778.tif 000019
｜ｘ（ω）｜≦（β１×｜Ｎ（ω）｜）の場合、式（８）を演算することにより、角周波数ωにおける前記目的信号の振幅を推定し、
【数６】
2020134778.tif 000020
｜Ｓ（ω）｜は、角周波数ωにおける前記目的信号の振幅の推定値であり、
β１およびβ２は、予め定められた係数である
請求項１１または１２に記載の雑音除去装置。
【請求項１４】
情報処理装置により実行される雑音除去方法であって、
前記情報処理装置が、
第１検出器により検出された信号を表す第１チャネル信号を取得し、
前記第１検出器に対して所定距離離間して設けられた第２検出器により検出された信号を表す第２チャネル信号を取得し、
前記第１チャネル信号および予め設定された第１遅延時間の遅延をした前記第２チャネル信号に基づき、前記第１チャネル信号における目的方向とは異なる他方向から到来する信号成分を抑圧した第１信号を生成し、
予め設定された第２遅延時間の遅延をした前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号に基づき、前記第２チャネル信号における前記目的方向から到来する信号成分を抑圧した第２信号を生成し、
前記第２信号に基づき周波数成分で表された雑音信号を推定し、
周波数成分で表された前記第１信号から、周波数成分で表された推定された前記雑音信号を除去することにより、前記目的方向から到来する信号を表す目的信号を生成する、
雑音除去方法。
【請求項１５】
情報処理装置を雑音除去装置として機能させるためのプログラムであって、
前記情報処理装置を、
第１検出器により検出された信号を表す第１チャネル信号を取得する第１取得部と、
前記第１検出器に対して所定距離離間して設けられた第２検出器により検出された信号を表す第２チャネル信号を取得する第２取得部と、
前記第１チャネル信号および予め設定された第１遅延時間の遅延をした前記第２チャネル信号に基づき、前記第１チャネル信号における目的方向とは異なる他方向から到来する信号成分を抑圧した第１信号を生成する第１ビームフォーミング部と、
予め設定された第２遅延時間の遅延をした前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号に基づき、前記第２チャネル信号における前記目的方向から到来する信号成分を抑圧した第２信号を生成する第２ビームフォーミング部と、
前記第２信号に基づき周波数成分で表された雑音信号を推定する推定部と、
周波数成分で表された前記第１信号から、周波数成分で表された推定された前記雑音信号を除去することにより、前記目的方向から到来する信号を表す目的信号を生成する除去部と、
して機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雑音除去装置、雑音除去方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両内において、運転者の音声を集音して認識等をする場合、ビームフォーミングの技術を用いて、運転者の方向からの音声を集音し、他の乗車者の方向からの音声を抑制することが望ましい。また、一般に音声を集音する場合、精度良く雑音を減衰できることが望ましい。例えば、非特許文献１には、音声信号のスペクトルから雑音スペクトルを減衰する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】水町光徳、赤木正人、「マイクロホン対を用いたスペクトルサブトラクションによる雑音除去法」、電子情報通信学会論文誌  Ａ  Ｖｏｌ．Ｊ８２−Ａ  Ｎｏ．４、ｐｐ．５０３−５１２、１９９９年４月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特定の方向からの音声を他の音声から分離する場合、さらに、他の雑音を除去できることが望ましい。
【０００５】
本発明は、精度良く目的信号を他信号から分離するとともに雑音信号を抑制することができる雑音除去装置、雑音除去方法およびプログラム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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る雑音除去装置は、第１検出器により検出された信号を表す第１チャネル信号を取得する第１取得部と、前記第１検出器に対して所定距離離間して設けられた第２検出器により検出された信号を表す第２チャネル信号を取得する第２取得部と、前記第１チャネル信号および予め設定された第１遅延時間の遅延をした前記第２チャネル信号に基づき、前記第１チャネル信号における目的方向とは異なる他方向から到来する信号成分を抑圧した第１信号を生成する第１ビームフォーミング部と、予め設定された第２遅延時間の遅延をした前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号に基づき、前記第２チャネル信号における前記目的方向から到来する信号成分を抑圧した第２信号を生成する第２ビームフォーミング部と、前記第２信号に基づき雑音信号を推定する推定部と、前記第１信号から推定された前記雑音信号を除去することにより、前記目的方向から到来する信号を表す目的信号を生成する除去部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、精度良く目的信号を他信号から分離するとともに雑音信号を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る検出システム１０の構成を示す図である。
【図２】図２は、第１遅延時間を説明するための図である。
【図３】図３は、第２遅延時間を説明するための図である。
【図４】図４は、雑音遅延時間を説明するための図である。
【図５】図５は、雑音除去装置３０の機能構成を示す図である。
【図６】図６は、第１ビームフォーミング部４６および第２ビームフォーミング部４８の機能構成を示す図である。
【図７】図７は、推定部５０および除去部５２の機能構成を示す図である。
【図８】図８は、雑音除去装置３０の処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】図９は、目的方向から音声信号が発生され、他方向から音声信号が発生されておらず、さらに、雑音信号も発生されていない場合のシミュレーション例を示す図である。
【図１０】図１０は、目的方向から音声信号が発生され、他方向から音声信号が発生されておらず、さらに、雑音信号も発生されている場合のシミュレーション例を示す図である。
【図１１】図１１は、雑音除去装置３０のハードウェア構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら、実施形態に係る検出システム１０を詳細に説明する。実施形態に係る検出システム１０は、目的方向から到来する目的信号を、目的方向とは異なる他方向から到来する信号から分離して出力する。
【００１０】
図１は、実施形態に係る検出システム１０の構成を示す図である。検出システム１０は、第１マイクロホン２０Ｌ（第１検出器）と、第２マイクロホン２０Ｒ（第２検出器）と、第１チャネル処理部２２Ｌと、第２チャネル処理部２２Ｒと、雑音除去装置３０とを備える。
【００１１】
第１マイクロホン２０Ｌおよび第２マイクロホン２０Ｒは、音声を集音して、音声を表す電気信号に変換する。第２マイクロホン２０Ｒは、第１マイクロホン２０Ｌに対して所定距離離間して設けられる。第１マイクロホン２０Ｌおよび第２マイクロホン２０Ｒは、略同一の性能を有する。第１マイクロホン２０Ｌおよび第２マイクロホン２０Ｒは、指向性の中心方向（正面方向）が同一の方向に向けて（平行に）設けられる。
【００１２】
第１チャネル処理部２２Ｌは、第１マイクロホン２０Ｌから出力された信号に対してフィルタリング処理およびアナログ／デジタル変化処理等を行い、第１マイクロホン２０Ｌにより検出された信号（本実施形態においては音声）を表す第１チャネル信号を生成する。第１チャネル処理部２２Ｌは、第１チャネル信号を雑音除去装置３０に供給する。
【００１３】
第２チャネル処理部２２Ｒは、第２マイクロホン２０Ｒから出力された信号に対してフィルタリング処理およびアナログ／デジタル変化処理等を行い、第２マイクロホン２０Ｒにより検出された信号（本実施形態においては音声）を表す第２チャネル信号を生成する。第２チャネル処理部２２Ｒは、第２チャネル信号を雑音除去装置３０に供給する。
【００１４】
雑音除去装置３０は、第１チャネル信号および第２チャネル信号に基づき、第１マイクロホン２０Ｌおよび第２マイクロホン２０Ｒに対して特定の方向（目的方向）から到来する信号成分（本実施形態においては音声）を表す目的信号を出力する。この際、雑音除去装置３０は、目的方向とは異なる他方向から到来する信号成分、および、雑音信号を除去する。
【００１５】
また、雑音除去装置３０には、第１遅延時間（ｄ１）、第２遅延時間（ｄ２）および雑音遅延時間（τ）が予め設定されている。第１遅延時間（ｄ１）、第２遅延時間（ｄ２）および雑音遅延時間（τ）は、固定の値であってもよいし、ユーザまたは他の装置からの指示に応じて変更されてもよい。
【００１６】
本実施形態において、第１マイクロホン２０Ｌおよび第２マイクロホン２０Ｒは、指向性の中心方向（正面方向）に対して垂直方向に、所定距離離れて設けられる。また、目的方向は、正面方向より第１マイクロホン２０Ｌ側に設定される。また、他方向は、正面方向より第２マイクロホン２０Ｒ側に設定される。
【００１７】
なお、本実施形態において、検出システム１０は、音声信号を検出して、目的方向から到来する音声信号を出力する。しかし、検出システム１０は、音声信号に代えて、超音波信号または電磁波信号等を検出してもよい。この場合、検出システム１０は、第１マイクロホン２０Ｌおよび第２マイクロホン２０Ｒに代えて、対応する信号を検出する検出器を備える。例えば、この場合、検出システム１０は、検出器として、マイクロホンに代えて、超音波信号を検出するセンサまたは電磁波信号を検出するアンテナ等を備える。
【００１８】
図２は、第１遅延時間（ｄ１）を説明するための図である。第１遅延時間（ｄ１）は、他方向から到来した信号が、第２マイクロホン２０Ｒに到達する時刻と、第１マイクロホン２０Ｌに到達する時刻との時間差である。
【００１９】
例えば、他方向の遠方の音源から発生された音声は、第２マイクロホン２０Ｒに到達した後に、第１マイクロホン２０Ｌに到達する。この場合、第１遅延時間（ｄ１）は、音声が第２マイクロホン２０Ｒに到達した時刻から、音声が第１マイクロホン２０Ｌに到達した時刻を減じた時間である。より具体的には、正面方向に対する他方向の角度がθ１であり、第１マイクロホン２０Ｌと第２マイクロホン２０Ｒとの間の距離がＤであり、音速がｃである場合、第１遅延時間（ｄ１）は、ｄ１＝（Ｄｓｉｎθ１）／ｃである。
【００２０】
図３は、第２遅延時間（ｄ２）を説明するための図である。第２遅延時間（ｄ２）は、目的方向から到来した信号が、第１マイクロホン２０Ｌに到達する時刻と、第２マイクロホン２０Ｒに到達する時刻との時間差である。
【００２１】
例えば、目的方向の遠方の音源から発生された音声は、第１マイクロホン２０Ｌに到達した後に、第２マイクロホン２０Ｒに到達する。この場合、第２遅延時間（ｄ２）は、目的方向の遠方の音源から発生された音声が、第１マイクロホン２０Ｌに到達した時刻から、第２マイクロホン２０Ｒに到達した時刻を減じた値である。より具体的には、正面方向に対する目的方向の角度がθ２であり、第１マイクロホン２０Ｌと第２マイクロホン２０Ｒとの間の距離がＤであり、音速がｃである場合、第２遅延時間（ｄ２）は、ｄ２＝（Ｄｓｉｎθ２）／ｃである。
【００２２】
図４は、雑音遅延時間（τ）を説明するための図である。雑音遅延時間（τ）は、雑音信号が、第１マイクロホン２０Ｌに到達する時刻と、第２マイクロホン２０Ｒに到達する時刻との時間差である。
【００２３】
例えば、雑音の音源が第１マイクロホン２０Ｌ側に存在する場合には、雑音遅延時間（τ）は、雑音信号が、第１マイクロホン２０Ｌに到達した時刻から、第２マイクロホン２０Ｒに到達した時刻を減じた値である。あるいは、雑音の音源が第２マイクロホン２０Ｒ側に存在する場合には、雑音遅延時間（τ）は、雑音信号が、第２マイクロホン２０Ｒに到達した時刻から、第１マイクロホン２０Ｌに到達した時刻を減じた値である。例えば、正面方向に対する雑音信号の到来方向の角度がθ３であり、第１マイクロホン２０Ｌと第２マイクロホン２０Ｒとの間の距離がＤであり、音速がｃである場合、雑音遅延時間（τ）は、τ＝｛（Ｄｓｉｎθ３）／ｃ｝である。
【００２４】
図５は、雑音除去装置３０の機能構成を示す図である。雑音除去装置３０は、ＣＰＵ等を備える情報処理装置により実現される。この場合、雑音除去装置３０は、機能ブロックとして、第１取得部４２と、第２取得部４４と、第１ビームフォーミング部４６と、第２ビームフォーミング部４８と、推定部５０と、除去部５２とを有する。
【００２５】
第１取得部４２は、第１チャネル処理部２２Ｌから、第１マイクロホン２０Ｌにより検出された信号を表す第１チャネル信号を取得する。第１取得部４２は、第１チャネル信号を第１ビームフォーミング部４６および第２ビームフォーミング部４８に与える。
【００２６】
第２取得部４４は、第２チャネル処理部２２Ｒから、第２マイクロホン２０Ｒにより検出された信号を表す第２チャネル信号を取得する。第２取得部４４は、第２チャネル信号を第１ビームフォーミング部４６および第２ビームフォーミング部４８に与える。
【００２７】
第１ビームフォーミング部４６は、第２チャネル信号に対して、予め設定された第１遅延時間（ｄ１）の遅延処理をする。第１ビームフォーミング部４６は、第１チャネル信号、および、第１遅延時間（ｄ１）の遅延をした第２チャネル信号に基づき、第１チャネル信号における目的方向とは異なる他方向から到来する信号成分を抑圧した第１信号を生成する。すなわち、第１ビームフォーミング部４６は、第１チャネル信号から、第１遅延時間（ｄ１）遅延した第２チャネル信号を減じる減算型のビームフォーミング処理を実行する。このような第１ビームフォーミング部４６は、第１チャネル信号に含まれる他方向から到来する信号の成分を抑圧することにより、第１チャネル信号に含まれる目的信号の成分および雑音信号の成分を残存させた第１信号を生成することができる。第１ビームフォーミング部４６は、第１信号を除去部５２に与える。
【００２８】
第２ビームフォーミング部４８は、第１チャネル信号に対して、予め設定された第２遅延時間（ｄ２）の遅延処理をする。第２ビームフォーミング部４８は、第２チャネル信号、および、第２遅延時間（ｄ２）の遅延をした第１チャネル信号に基づき、第２チャネル信号における目的方向から到来する信号成分を抑圧した第２信号を生成する。すなわち、第２ビームフォーミング部４８は、第２チャネル信号から、第２遅延時間（ｄ２）遅延した第１チャネル信号を減じる減算型のビームフォーミング処理を実行する。このように第２ビームフォーミング部４８は、第２チャネル信号に含まれる目的方向から到来する信号の成分を抑圧することにより、第２チャネル信号に含まれる他方向から到来した信号の成分および雑音信号の成分を残存させた第２信号を生成することができる。第２ビームフォーミング部４８は、第２信号を推定部５０に与える。
【００２９】
推定部５０は、第２信号に基づき雑音信号を推定する。例えば、推定部５０は、第２信号に基づき、周波数成分で表された雑音信号の振幅（雑音信号の振幅のスペクトラム）を推定する。この場合、推定部５０は、時間成分で表された第２信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をすることにより、周波数成分で表された第２信号を生成する。そして、推定部５０は、周波数成分で表された第２信号および雑音遅延時間（τ）に基づき、雑音信号の振幅のスペクトラムを推定する。
【００３０】
除去部５２は、第１信号から、推定部５０により推定された雑音信号を除去することにより、目的方向から到来する信号を表す目的信号を生成する。
【００３１】
例えば、除去部５２は、第１信号に基づき、周波数成分で表された、雑音信号を含む目的信号（雑音付目的信号）の振幅（雑音付目的信号の振幅のスペクトラム）を推定する。この場合、除去部５２は、時間成分で表された第１信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をすることにより、周波数成分で表された第１信号を生成する。そして、除去部５２は、周波数成分で表された第１信号および雑音遅延時間（τ）に基づき、雑音付目的信号の振幅のスペクトラムを推定する。
【００３２】
さらに、除去部５２は、雑音付目的信号の振幅のスペクトラムから、推定部５０により推定された雑音信号の振幅のスペクトラムに係数を乗じた値を減じる。これにより、除去部５２は、目的信号の振幅のスペクトラムを生成することができる。そして、除去部５２は、目的信号の振幅のスペクトラムに対して逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）をして、時間成分で表された目的信号を生成する。除去部５２は、このように生成した目的信号を外部装置に出力する。
【００３３】
図６は、第１ビームフォーミング部４６および第２ビームフォーミング部４８の機能構成を示す図である。
【００３４】
第１ビームフォーミング部４６は、機能ブロックとして、第１遅延部６１と、第１時間調整部６２と、第１反転部６３と、第２時間調整部６４と、第３時間調整部６５と、第４時間調整部６６と、第２反転部６７と、第１加算部６８とを含む。また、第１ビームフォーミング部４６には、第１遅延時間（ｄ１）および雑音遅延時間（τ）が予め設定されている。
【００３５】
第１遅延部６１は、第２取得部４４から出力された第２チャネル信号を第１遅延時間（ｄ１）遅らせる。第１遅延部６１は、第２チャネル信号を第１遅延時間（ｄ１）遅らせた第１中間信号を出力する。
【００３６】
第１時間調整部６２は、第１取得部４２から出力された第１チャネル信号を雑音遅延時間（τ）遅らせる。第１時間調整部６２は、第１チャネル信号を雑音遅延時間（τ）遅らせた第１調整信号を出力する。
【００３７】
第１反転部６３は、第１時間調整部６２から出力された第１調整信号の正負を反転させる。第１反転部６３は、第１調整信号の正負を反転させた反転第１調整信号を出力する。
【００３８】
第２時間調整部６４は、第１取得部４２から出力された第１チャネル信号を雑音遅延時間（τ）進ませる。第２時間調整部６４は、第１チャネル信号を雑音遅延時間（τ）進ませた第２調整信号を出力する。
【００３９】
第３時間調整部６５は、第１遅延部６１から出力された第１中間信号を雑音遅延時間（τ）遅らせる。第３時間調整部６５は、第１中間信号を雑音遅延時間（τ）遅らせた第３調整信号を出力する。
【００４０】
第４時間調整部６６は、第１遅延部６１から出力された第１中間信号を雑音遅延時間（τ）進ませる。第４時間調整部６６は、第１中間信号を雑音遅延時間（τ）進ませた第４調整信号を出力する。
【００４１】
第２反転部６７は、第４時間調整部６６から出力された第４調整信号の正負を反転させる。第２反転部６７は、第４調整信号の正負を反転させた反転第４調整信号を出力する。
【００４２】
第１加算部６８は、第１反転部６３から出力された反転第１調整信号、第２時間調整部６４から出力された第２調整信号、第３時間調整部６５から出力された第３調整信号、および、第２反転部６７から出力された反転第４調整信号を受け取る。そして、第１加算部６８は、反転第１調整信号、第２調整信号、第３調整信号および反転第４調整信号を加算した信号に、所定係数（α）を乗じることにより、第１信号を生成する。
【００４３】
ここで、任意の時刻ｔにおける第１チャネル信号をｌ（ｔ）、時刻ｔにおける第２チャネル信号をｒ（ｔ）としたとする。この場合、反転第１調整信号は、−ｌ（ｔ−τ）となる。また、第２調整信号は、ｌ（ｔ＋τ）となる。また、第３調整信号は、ｒ（ｔ−ｄ１−τ）となる。また、反転第４調整信号は、−ｌ（ｔ−ｄ１＋τ）となる。
【００４４】
このような場合、第１ビームフォーミング部４６は、時刻ｔにおける第１信号として、式（１）で表されるｇ１（ｔ）を出力する。なお、αは、所定係数であり、例えば、１／４である。
ｇ１（ｔ）＝α×［｛−ｌ（ｔ−τ）＋ｌ（ｔ＋τ）｝−｛−ｒ（ｔ−ｄ１−τ）＋ｒ（ｔ−ｄ１＋τ）｝］…（１）
【００４５】
このような構成の第１ビームフォーミング部４６は、第１チャネル信号、および、第１遅延時間（ｄ１）の遅延をした第２チャネル信号に基づき、第１チャネル信号における目的方向とは異なる他方向から到来する信号成分を抑圧した第１信号を生成することができる。
【００４６】
第２ビームフォーミング部４８は、機能ブロックとして、第２遅延部７１と、第５時間調整部７２と、第３反転部７３と、第６時間調整部７４と、第７時間調整部７５と、第８時間調整部７６と、第４反転部７７と、第２加算部７８とを含む。第２ビームフォーミング部４８には、第２遅延時間（ｄ２）および雑音遅延時間（τ）が予め設定されている。
【００４７】
第２遅延部７１は、第１取得部４２から出力された第１チャネル信号を第２遅延時間（ｄ２）遅らせる。第２遅延部７１は、第１チャネル信号を第２遅延時間（ｄ２）遅らせた第２中間信号を出力する。
【００４８】
第５時間調整部７２は、第２遅延部７１から出力された第２中間信号を雑音遅延時間（τ）遅らせる。第５時間調整部７２は、第２中間信号を雑音遅延時間（τ）遅らせた第５調整信号を出力する。
【００４９】
第３反転部７３は、第５時間調整部７２から出力された第５調整信号の正負を反転させる。第３反転部７３は、第５調整信号の正負を反転させた反転第５調整信号を出力する。
【００５０】
第６時間調整部７４は、第２遅延部７１から出力された第２中間信号を雑音遅延時間（τ）進ませる。第６時間調整部７４は、第２中間信号を雑音遅延時間（τ）進ませた第６調整信号を出力する。
【００５１】
第７時間調整部７５は、第２取得部４４から出力された第２チャネル信号を雑音遅延時間（τ）遅らせる。第７時間調整部７５は、第２チャネル信号を雑音遅延時間（τ）遅らせた第７調整信号を出力する。
【００５２】
第８時間調整部７６は、第２取得部４４から出力された第２チャネル信号を雑音遅延時間（τ）進ませる。第８時間調整部７６は、第２チャネル信号を雑音遅延時間（τ）進ませた第８調整信号を出力する。
【００５３】
第４反転部７７は、第８時間調整部７６から出力された第８調整信号の正負を反転させる。第４反転部７７は、第８調整信号の正負を反転させた反転第８調整信号を出力する。
【００５４】
第２加算部７８は、第３反転部７３から出力された反転第５調整信号、第６時間調整部７４から出力された第６調整信号、第７時間調整部７５から出力された第７調整信号、および、第４反転部７７から出力された反転第８調整信号を受け取る。そして、第２加算部７８は、反転第５調整信号、第６調整信号、第７調整信号および反転第８調整信号を加算した信号に、所定係数（α）を乗じることにより、第２信号を生成する。
【００５５】
ここで、任意の時刻ｔにおける第１チャネル信号をｌ（ｔ）、時刻ｔにおける第２チャネル信号をｒ（ｔ）としたとする。この場合、反転第５調整信号は、−ｌ（ｔ−ｄ２−τ）となる。また、第６調整信号は、ｌ（ｔ−ｄ２＋τ）となる。また、第７調整信号は、ｒ（ｔ−τ）となる。また、反転第８調整信号は、−ｒ（ｔ＋τ）となる。
【００５６】
このような場合、第２ビームフォーミング部４８は、時刻ｔにおける第２信号として、式（２）で表されるｇ２（ｔ）を出力する。なお、αは、所定係数であり、例えば、１／４である。
ｇ２（ｔ）＝α×［｛−ｌ（ｔ−ｄ２−τ）＋ｌ（ｔ−ｄ２＋τ）｝−｛−ｒ（ｔ−τ）＋ｒ（ｔ＋τ）｝］…（２）
【００５７】
このような構成の第２ビームフォーミング部４８は、第２チャネル信号、および、第２遅延時間（ｄ２）の遅延をした第１チャネル信号に基づき、第２チャネル信号における目的方向から到来する信号成分を抑圧した第２信号を生成することができる。
【００５８】
図７は、推定部５０および除去部５２の機能構成を示す図である。
【００５９】
推定部５０は、機能ブロックとして、第１周波数変換部８２と、雑音信号推定部８４とを含む。
【００６０】
第１周波数変換部８２は、第２ビームフォーミング部４８から出力された、時間成分で表された第２信号を受け取る。そして、第１周波数変換部８２は、時間成分で表された第２信号を、周波数成分で表された第２信号に変換する。
【００６１】
例えば、第１周波数変換部８２は、時間成分で表された第２信号を、一定サンプル数分（一定時間分）取得する。そして、第１周波数変換部８２は、一定サンプル分の第２信号に対して高速フーリエ変換を実行して、周波数成分で表された第２信号を生成する。第１周波数変換部８２は、周波数成分で表された第２信号を雑音信号推定部８４に与える。
【００６２】
雑音信号推定部８４は、周波数成分で表された第２信号と、予め設定された雑音遅延時間（τ）とに基づき、周波数成分で表された雑音信号の振幅（雑音信号の振幅のスペクトラム）を推定する。より具体的には、雑音信号推定部８４は、式（３）を演算することにより、角周波数ωにおける雑音信号の振幅を推定する。
【数１】
2020134778.tif 000003
【００６３】
なお、｜Ｎ（ω）｜は、角周波数ωにおける雑音信号の振幅の推定値である。また、｜Ｇ２（ω）｜は、角周波数ωにおける第２信号の振幅である。
【００６４】
また、雑音信号推定部８４は、予め設定された閾値であるεを記憶していてもよい。雑音信号推定部８４は、εをユーザまたは他の装置から受け取っている。
【００６５】
そして、ｓｉｎ２｛ω（τ／２）｝≦εの場合、雑音信号推定部８４は、式（３）に代えて、式（４）を演算することにより、角周波数ωにおける雑音信号の振幅を推定する。
【数２】
2020134778.tif 000004
【００６６】
εは、０に非常に近い値である。従って、ｓｉｎ２｛ω（τ／２）｝が非常に小さくなる領域において、雑音信号推定部８４は、近似的に、角周波数ωにおける雑音信号の振幅を推定することができる。
【００６７】
以上のような構成により、推定部５０は、雑音信号の振幅のスペクトラムを推定することができる。
【００６８】
なお、第２信号は、目的方向から到来した目的信号が抑制され、他方向から到来した信号の成分および雑音信号の成分が残存している。推定部５０は、このような第２信号に基づき、雑音信号の振幅のスペクトラムを推定する。従って、推定部５０が推定した雑音信号の振幅のスペクトラムは、雑音信号の振幅の成分とともに、他方向から到来した信号の振幅の成分も含まれる。
【００６９】
除去部５２は、機能ブロックとして、第２周波数変換部８６と、目的信号推定部８８と、減算処理部９０と、時間変換部９２とを含む。
【００７０】
第２周波数変換部８６は、第１ビームフォーミング部４６から出力された、時間成分で表された第１信号を受け取る。そして、第２周波数変換部８６は、時間成分で表された第１信号を、周波数成分で表された第１信号に変換する。
【００７１】
例えば、第２周波数変換部８６は、時間成分で表された第１信号を、一定サンプル数分（一定時間分）取得する。そして、第２周波数変換部８６は、一定サンプル分の第１信号に対して高速フーリエ変換を実行して、周波数成分で表された第１信号を生成する。第２周波数変換部８６は、周波数成分で表された第１信号を目的信号推定部８８に与える。
【００７２】
目的信号推定部８８は、周波数成分で表された第１信号と、予め設定された雑音遅延時間（τ）とに基づき、周波数成分で表された、雑音信号を含む目的信号である雑音付目的信号の振幅（雑音付目的信号の振幅のスペクトラム）を推定する。より具体的には、目的信号推定部８８は、式（５）を演算することにより、角周波数ωにおける雑音付目的信号の振幅を推定する。
【数３】
2020134778.tif 000005
【００７３】
なお、｜Ｘ（ω）｜は、角周波数ωにおける、雑音付目的信号の振幅の推定値である。また、｜Ｇ１（ω）｜は、角周波数ωにおける第１信号の振幅である。
【００７４】
また、目的信号推定部８８は、予め設定された閾値であるεを記憶していてもよい。εは、雑音信号推定部８４に設定される値と同一である。
【００７５】
そして、ｓｉｎ２｛ω（τ／２）｝≦εの場合、目的信号推定部８８は、式（５）に代えて、式（６）を演算することにより、角周波数ωにおける雑音付目的信号の振幅を推定する。
【数４】
2020134778.tif 000006
【００７６】
εは、０に非常に近い値である。従って、ｓｉｎ２｛ω（τ／２）｝が非常に小さくなる領域において、目的信号推定部８８は、近似的に、角周波数ωにおける雑音付目的信号の振幅を推定することができる。
【００７７】
ここで、式（５）および（式６）は、雑音信号推定部８４が雑音信号の振幅のスペクトラムの推定に用いた式（３）および式（４）と同様の形式である。これにより、目的信号推定部８８は、雑音付目的信号の振幅のスペクトラムに含まれる雑音信号の振幅の成分を、雑音信号推定部８４が推定した雑音信号の振幅と同一にすることができる。
【００７８】
また、第１信号は、他方向から到来した信号が抑制され、目的方向から到来した目的信号の成分および雑音信号の成分が残存している。目的信号推定部８８は、このような第１信号に対して、雑音信号推定部８４と同様の演算により振幅のスペクトラムを推定する。従って、目的信号推定部８８が推定した雑音付目的信号の振幅のスペクトラムは、目的信号の振幅の成分とともに、雑音信号の振幅の成分も含まれる。
【００７９】
減算処理部９０は、目的信号推定部８８から出力された雑音付目的信号の振幅のスペクトラムを取得する。さらに、減算処理部９０は、推定部５０により推定された雑音信号の振幅のスペクトラムを取得する。そして、減算処理部９０は、雑音付目的信号の振幅のスペクトラムから、推定された雑音信号の振幅のスペクトラムに係数を乗じた値を減じることにより、目的信号の振幅のスペクトラムを生成する。
【００８０】
例えば、減算処理部９０は、予め定められた係数であるβ１およびβ２を記憶している。減算処理部９０は、β１およびβ２をユーザまたは他の装置から受け取っている。
【００８１】
そして、｜ｘ（ω）｜＞（β１×｜Ｎ（ω）｜）の場合、減算処理部９０は、式（７）を演算することにより、角周波数ωにおける目的信号の振幅を算出する。
【数５】
2020134778.tif 000007
【００８２】
なお、｜Ｓ（ω）｜は、角周波数ωにおける目的信号の振幅の推定値である。
【００８３】
また、｜ｘ（ω）｜≦（β１×｜Ｎ（ω）｜）の場合、減算処理部９０は、式（８）を演算することにより、角周波数ωにおける目的信号の振幅を推定する。
【数６】
2020134778.tif 000008
【００８４】
減算処理部９０は、このように算出した目的信号の振幅のスペクトラムを時間変換部９２に与える。
【００８５】
減算処理部９０は、式（７）の演算を実行することにより、雑音付目的信号の振幅のスペクトラムから、雑音信号の振幅の成分を除去することができる。また、第１信号には、第１ビームフォーミング部４６によっては完全には抑圧できずに残存してしまっていた、他方向から到来した信号の成分も含まれている。第２信号から推定された雑音信号の振幅のスペクトラムには、他方向から到来した信号の成分も含まれる。従って、減算処理部９０は、雑音付目的信号の振幅のスペクトラムから、第２信号から推定した雑音信号の振幅のスペクトラムを除去することにより、第１信号に残存していた他方向から到来した信号の成分も、目的信号の振幅のスペクトラムから除去することができる。
【００８６】
時間変換部９２は、減算処理部９０から出力された目的信号の振幅のスペクトラムを受け取る。時間変換部９２は、目的信号の振幅のスペクトラムを、時間成分で表された目的信号に変換する。
【００８７】
例えば、時間変換部９２は、目的信号の振幅のスペクトラムに対して、逆高速フーリエ変換を実行して、一定サンプル数（一定時間分）の目的信号に変換する。
【００８８】
以上のような構成により、除去部５２は、第１信号から雑音信号を除去することにより、目的信号を生成することができる。
【００８９】
図８は、雑音除去装置３０の処理の流れを示すフローチャートである。雑音除去装置３０は、図８に示すような流れで処理を実行する。
【００９０】
まず、Ｓ１１において、雑音除去装置３０は、一定サンプル数分の第１チャネル信号および第２チャネル信号を収集する。
【００９１】
続いて、Ｓ１２において、雑音除去装置３０は、一定サンプル数分の第１チャネル信号および第２チャネル信号に対して、第１ビームフォーミング処理を実行して、一定サンプル数分の第１信号を生成する。例えば、雑音除去装置３０は、第１ビームフォーミング処理として、時刻ｔ毎に式（１）で表されるｇ１（ｔ）を算出する。
ｇ１（ｔ）＝α×［｛−ｌ（ｔ−τ）＋ｌ（ｔ＋τ）｝−｛−ｒ（ｔ−ｄ１−τ）＋ｒ（ｔ−ｄ１＋τ）｝］…（１）
【００９２】
ｇ１（ｔ）は、時刻ｔにおける第１信号である。ｌ（ｔ＋τ）は、時刻（ｔ＋τ）における第１チャネル信号である。ｌ（ｔ−τ）は、時刻（ｔ−τ）における第１チャネル信号である。ｒ（ｔ−ｄ１＋τ）は、時刻（ｔ−ｄ１＋τ）における第２チャネル信号である。ｒ（ｔ−ｄ１−τ）は、時刻（ｔ−ｄ１−τ）における第２チャネル信号である。
【００９３】
続いて、Ｓ１３において、雑音除去装置３０は、一定サンプル数分の第１信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を実行して、周波数成分で表された第１信号を生成する。
【００９４】
続いて、Ｓ１４において、雑音除去装置３０は、一定サンプル数分の第１チャネル信号および第２チャネル信号に対して、第２ビームフォーミング処理を実行して、一定サンプル数分の第２信号を生成する。例えば、雑音除去装置３０は、第２ビームフォーミング処理として、時刻ｔ毎に、式（２）で表されるｇ２（ｔ）を算出する。
ｇ２（ｔ）＝α×［｛−ｌ（ｔ−ｄ２−τ）＋ｌ（ｔ−ｄ２＋τ）｝−｛−ｒ（ｔ−τ）＋ｒ（ｔ＋τ）｝］…（２）
【００９５】
ｇ２（ｔ）は、時刻ｔにおける第２信号である。ｌ（ｔ−ｄ２＋τ）は、時刻（ｔ−ｄ２＋τ）における第１チャネル信号である。ｌ（ｔ−ｄ２−τ）は、時刻（ｔ−ｄ２−τ）における第１チャネル信号である。ｒ（ｔ＋τ）は、時刻（ｔ＋τ）における第２チャネル信号である。ｒ（ｔ−τ）は、時刻（ｔ−τ）における第２チャネル信号である。
【００９６】
続いて、Ｓ１５において、雑音除去装置３０は、一定サンプル数分の第２信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を実行して、周波数成分で表された第２信号を生成する。
【００９７】
なお、雑音除去装置３０は、Ｓ１２とＳ１４の処理を並行に実行してもよい。また、雑音除去装置３０は、Ｓ１３とＳ１５の処理を並行に実行してもよい。また、雑音除去装置３０は、Ｓ１３の前に、Ｓ１４の処理を実行してもよい。また、雑音除去装置３０は、Ｓ１４およびＳ１５の処理を実行してから、Ｓ１２およびＳ１３の処理を実行してもよい。
【００９８】
続いて、Ｓ１６において、雑音除去装置３０は、周波数成分で表された第２信号に基づき、雑音信号の振幅のスペクトラムを推定する。例えば、雑音除去装置３０は、角周波数ω毎に、式（３）で表される｜Ｎ（ω）｜を算出する。
【数７】
2020134778.tif 000009
【００９９】
｜Ｎ（ω）｜は、角周波数ωにおける雑音信号の振幅の推定値である。｜Ｇ２（ω）｜は、角周波数ωにおける第２信号の振幅である。
【０１００】
なお、ｓｉｎ２｛ω（τ／２）｝≦εの場合、雑音除去装置３０は、式（３）に代えて、式（４）で表される｜Ｎ（ω）｜を算出してもよい。εは、予め設定された閾値である。
【数８】
2020134778.tif 000010
【０１０１】
なお、第２信号は、目的方向から到来した目的信号が抑制され、他方向から到来した信号の成分および雑音信号の成分が残存している。従って、｜Ｎ（ω）｜は、雑音信号の振幅の成分とともに、他方向から到来した信号の振幅の成分も含む。
【０１０２】
続いて、Ｓ１７において、雑音除去装置３０は、周波数成分で表された第１信号に基づき、雑音付目的信号の振幅のスペクトラムを推定する。例えば、雑音除去装置３０は、角周波数ω毎に、式（５）で表される｜Ｘ（ω）｜を算出する。
【数９】
2020134778.tif 000011
【０１０３】
｜Ｘ（ω）｜は、角周波数ωにおける雑音付目的信号の振幅の推定値である。｜Ｇ１（ω）｜は、角周波数ωにおける第１信号の振幅である。
【０１０４】
また、ｓｉｎ２｛ω（τ／２）｝≦εの場合、雑音除去装置３０は、式（５）に代えて、式（６）で表される｜Ｎ（ω）｜を算出してもよい。
【数１０】
2020134778.tif 000012
【０１０５】
なお、第１信号は、他方向から到来した信号が抑制され、目的方向から到来した目的信号の成分および雑音信号の成分が残存している。従って、｜Ｘ（ω）｜は、目的信号の振幅の成分とともに、雑音信号の振幅の成分も含む。また、さらに、第１ビームフォーミング処理によっては完全には抑圧できずに、第１チャネル信号に他方向から到来した信号の成分が含まれている場合には、｜Ｘ（ω）｜は、他方向から到来した信号の成分もさらに含む。
【０１０６】
雑音除去装置３０は、Ｓ１６とＳ１７の処理を並行に実行してもよい。また、雑音除去装置３０は、Ｓ１６の前に、Ｓ１７の処理を実行してもよい。
【０１０７】
続いて、Ｓ１８において、雑音除去装置３０は、Ｓ１７で推定した雑音付目的信号の振幅のスペクトラムから、Ｓ１６で推定した雑音信号の振幅のスペクトラムに所定係数を乗じた値を減算する。
【０１０８】
例えば、｜ｘ（ω）｜＞（β１×｜Ｎ（ω）｜）の場合、雑音除去装置３０は、角周波数ω毎に、式（７）で表される｜Ｓ（ω）｜を算出する。
【数１１】
2020134778.tif 000013
【０１０９】
また、例えば、｜ｘ（ω）｜≦（β１×｜Ｎ（ω）｜）の場合、雑音除去装置３０は、角周波数ω毎に、式（８）で表される｜Ｓ（ω）｜を算出する。
【数１２】
2020134778.tif 000014
【０１１０】
｜Ｓ（ω）｜は、角周波数ωにおける目的信号の振幅の推定値である。β１およびβ２は、予め定められた係数である。
【０１１１】
Ｓ１８を実行することにより、雑音除去装置３０は、雑音信号を除去した目的信号の振幅のスペクトラムを生成することができる。さらに、Ｓ１６で推定された、雑音信号の振幅のスペクトラムには、他方向から到来した信号の成分も含まれている。従って、Ｓ１８を実行することにより、雑音除去装置３０は、第１ビームフォーミング処理によっては完全には抑圧できずに第１信号に残像していた他方向から到来した信号の成分も、目的信号の振幅のスペクトラムから除去することができる。
【０１１２】
続いて、Ｓ１９において、雑音除去装置３０は、目的信号の振幅のスペクトラムに対して逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理を実行して、時間成分で表された目的信号を生成する。続いて、Ｓ２０において、雑音除去装置３０は、生成した時間成分で表された目的信号を外部装置に出力する。
【０１１３】
以上のように、雑音除去装置３０は、第１ビームフォーミング処理により、他方向から到来する信号を抑制した第１信号を生成することができる。さらに、雑音除去装置３０は、第２ビームフォーミング処理により、目的方向から到来する目的信号を抑制した第２信号を生成することができる。そして、雑音除去装置３０は、第２信号に基づき他方向から到来する信号を含む雑音信号を推定し、第１信号から、推定した雑音信号を除去する。これにより、雑音除去装置３０は、雑音信号とともに、第１ビームフォーミング処理によっては完全には抑圧できずに第１信号に残像していた他方向から到来した信号の成分も、目的信号から除去することができる。
【０１１４】
このように、本実施形態に係る、雑音除去装置３０によれば、精度良く目的信号を他信号から分離するとともに、雑音信号を抑制することができる。
【０１１５】
図９は、目的方向から音声信号が発生され、他方向から音声信号が発生されておらず、さらに、雑音信号も発生されていない場合のシミュレーション例を示す図である。
【０１１６】
なお、図９の（Ａ）は、第１チャネル信号の一例を示す。図９の（Ｂ）は、第２チャネル信号の一例を示す。図９の（Ｃ）は、除去部５２に第１チャネル信号をそのまま入力した比較例に係る装置（雑音除去装置３０から第１ビームフォーミング部４６を除いた構成の装置）から出力される目的信号を示す。図９の（Ｄ）は、比較例に係る装置において第１チャネル信号と第２チャネル信号を逆にした場合に出力される信号を示す。また、図９の（Ｅ）は、実施形態に係る雑音除去装置３０から出力される目的信号を示す。図９の（Ｆ）は、実施形態に係る雑音除去装置３０において、第１チャネル信号と第２チャネル信号を逆にした場合に出力される信号を示す。
【０１１７】
図９の（Ｄ）と図９の（Ｆ）とを比較すると、雑音除去装置３０の方が、比較例に係る装置よりも強度が低い。すなわち、雑音除去装置３０は、比較例に係る装置よりも、他方向から到来する音声信号の成分を小さくすることができる。従って、雑音除去装置３０は、目的方向から到来する音声信号と、他方向から到来する音声信号との分離特性を向上させることができる。
【０１１８】
図１０は、目的方向から音声信号が発生され、他方向から音声信号が発生されておらず、さらに、雑音信号も発生されている場合のシミュレーション例を示す図である。
【０１１９】
なお、図１０の（Ａ）は、第１チャネル信号の一例を示す。図１０の（Ｂ）は、第２チャネル信号の一例を示す。図１０の（Ｃ）は、比較例に係る装置から出力される目的信号を示す。図１０の（Ｄ）は、比較例に係る装置において第１チャネル信号と第２チャネル信号を逆にした場合に出力される信号を示す。また、図１０の（Ｅ）は、実施形態に係る雑音除去装置３０から出力される目的信号を示す。図１０の（Ｆ）は、実施形態に係る雑音除去装置３０において、第１チャネル信号と第２チャネル信号を逆にした場合に出力される信号を示す。
【０１２０】
図１０の（Ｄ）と図１０の（Ｆ）とを比較すると、図９の場合と同様に、実施形態に係る雑音除去装置３０の方が、比較例に係る装置よりも強度が低い。従って、雑音除去装置３０は、目的方向から到来する音声信号と、他方向から到来する音声信号との分離特性を向上することができる。
【０１２１】
図１０の（Ｃ）と図１０の（Ｅ）とを比較すると、雑音除去装置３０の方が、比較例に係る装置よりも、雑音信号の強度が低い。すなわち、雑音除去装置３０は、比較例に係る装置よりも、雑音信号を小さくすることができる。従って、雑音除去装置３０は、雑音除去特性を向上させることができる。
【０１２２】
（雑音除去装置３０のハードウェア構成）
図１１は、雑音除去装置３０のハードウェア構成を示す図である。
【０１２３】
雑音除去装置３０は、例えば、図１１に示すような情報処理装置により実現される。雑音除去装置３０は、一例として、一般のコンピュータと同様のハードウェア構成であってよい。雑音除去装置３０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）２０１と、操作装置２０２と、表示装置２０３と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）２０５と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）２０６と、記憶装置２０７と、通信装置２０８と、バス２０９とを備える。各部は、バス２０９により接続される。
【０１２４】
ＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０６の所定領域を作業領域としてＲＯＭ２０５または記憶装置２０７に予め記憶された各種プログラムとの協働により各種処理を実行し、雑音除去装置３０を構成する各部の動作を統括的に制御する。また、ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０５または記憶装置２０７に予め記憶されたプログラムとの協働により、操作装置２０２、表示装置２０３および通信装置２０８等を動作させる。
【０１２５】
操作装置２０２は、タッチパネル、マウスやキーボード等の入力デバイスであって、ユーザから操作入力された情報を指示信号として受け付け、その指示信号をＣＰＵ２０１に出力する。表示装置２０３は、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）等であり、ＣＰＵ２０１からの表示信号に基づいて、各種情報を表示する。
【０１２６】
ＲＯＭ２０５は、雑音除去装置３０の制御に用いられるプログラムおよび各種設定情報等を書き換え不可能に記憶する。ＲＡＭ２０６は、ＳＤＲＡＭ（Synchronous  Dynamic  Random  Access  Memory）等の揮発性の記憶媒体である。ＲＡＭ２０６は、ＣＰＵ２０１の作業領域として機能する。
【０１２７】
記憶装置２０７は、フラッシュメモリ等の半導体による記憶媒体、磁気的または光学的に記録可能な記憶媒体等の書き換え可能な記録装置である。記憶装置２０７は、雑音除去装置３０の制御に用いられるプログラムを記憶する。
【０１２８】
通信装置２０８は、第１チャネル処理部２２Ｌおよび第２チャネル処理部２２Ｒとデータの送受信をする。また、通信装置２０８は、ネットワークを介してサーバ等とデータの送受信をしてもよい。
【０１２９】
本実施形態の雑音除去装置３０で実行されるプログラムは、例えば、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供される。また、本実施形態の雑音除去装置３０で実行されるプログラムは、持ち運び可能な記憶媒体等に予め組み込んで提供されてもよい。
【０１３０】
本実施形態の雑音除去装置３０で実行されるプログラムは、第１取得モジュールと、第２取得モジュールと、第１ビームフォーミングモジュールと、第２ビームフォーミングモジュールと、推定モジュールと、除去モジュールとを含むモジュール構成となっている。ＣＰＵ２０１（プロセッサ）は、記憶媒体等からこのようなプログラムを読み出して、上記各モジュールをＲＡＭ２０６（主記憶装置）にロードする。そして、ＣＰＵ２０１（プロセッサ）は、このようなプログラムを実行することにより、第１取得部４２、第２取得部４４、第１ビームフォーミング部４６、第２ビームフォーミング部４８、推定部５０および除去部５２として機能する。なお、第１取得部４２、第２取得部４４、第１ビームフォーミング部４６、第２ビームフォーミング部４８、推定部５０および除去部５２の一部または全部がハードウェアにより構成されていてもよい。
【０１３１】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。また、上述の各実施形態および変形例は、任意に組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１０  検出システム
２０Ｌ  第１マイクロホン
２０Ｒ  第２マイクロホン
２２Ｌ  第１チャネル処理部
２２Ｒ  第２チャネル処理部
３０  雑音除去装置
４２  第１取得部
４４  第２取得部
４６  第１ビームフォーミング部
４８  第２ビームフォーミング部
５０  推定部
５２  除去部
６１  第１遅延部
６２  第１時間調整部
６３  第１反転部
６４  第２時間調整部
６５  第３時間調整部
６６  第４時間調整部
６７  第２反転部
６８  第１加算部
７１  第２遅延部
７２  第５時間調整部
７３  第３反転部
７４  第６時間調整部
７５  第７時間調整部
７６  第８時間調整部
７７  第４反転部
７８  第２加算部
８２  第１周波数変換部
８４  雑音信号推定部
８６  第２周波数変換部
８８  目的信号推定部
９０  減算処理部
９２  時間変換部
【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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