(57)【要約】【課題】  非定常的に発生する雑音についても抑制することができる雑音抑制装置を提供する。【解決手段】  本発明は、ユーザの音声を捕捉する音声捕捉部の周辺に、所定の動作により非定常的な雑音を発生する雑音発生装置が配置されている音声捕捉装置の構成要素である雑音抑制装置に関する。そして、雑音発生装置は、雑音発生装置の動作を制御する制御情報を取得する制御情報取得手段と、少なくとも制御情報を用いて音声信号における雑音の成分を抑制する雑音抑制手段とを有することを特徴とする。【選択図】      図１
2010178295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの音声を捕捉する音声捕捉部の周辺に、所定の動作により非定常的な雑音を発生する雑音発生装置が配置されている音声捕捉装置の構成要素である雑音抑制装置において、
上記雑音発生装置の動作を制御する制御情報を取得する制御情報取得手段と、
少なくとも上記制御情報を用いて、上記音声信号における上記雑音の成分を抑制する雑音抑制手段とを有する
ことを特徴とする雑音抑制装置。
【請求項２】
上記制御情報には、少なくとも、上記雑発生制装置が動作を行うタイミングに係る動作タイミング情報が含まれ、
上記雑音抑制手段は、上記制御情報から抽出した動作タイミング情報に応じたタイミングで、上記音声信号における上記雑音の成分の抑制を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の雑音抑制装置。
【請求項３】
上記制御情報には、少なくとも、上記雑音発生装置の動作内容に係る動作内容情報が含まれ、
上記雑音発生装置の動作内容ごとの、雑音の特徴に係る雑音特徴情報を格納している雑音特徴情報格納手段と、
上記制御情報取得手段が取得した制御情報に含まれている動作内容情報に対応する雑音特徴情報を検索する雑音特徴情報検索手段とをさらに備え、
上記雑音抑制手段は、少なくとも、上記雑音特徴情報検索手段が検出した雑音特徴情報を用いて、上記音声信号における上記雑音の成分の抑制を行う
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の雑音抑制装置。
【請求項４】
上記雑音特徴情報は、少なくとも上記雑音発生部の動作内容ごとの周波数スペクトルに係る情報を含んでいることを特徴とする請求項３に記載の雑音抑制装置。
【請求項５】
上記雑音抑制手段は、上記雑音特徴情報検索手段が検出した雑音特徴情報に含まれている周波数スペクトルに係る情報を利用して、上記音声信号の周波数スペクトルのゲインを変更することで、上記音声信号における上記雑音の成分を抑制することを特徴とする請求項４に記載の雑音抑制装置。
【請求項６】
上記雑音発生装置は、ユーザから入力された操作信号に応じて、制御情報を生成する制御情報生成手段を有し、
上記制御情報取得手段は、上記制御情報生成手段から制御情報を取得する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の雑音抑制装置。
【請求項７】
上記雑音発生装置における上記制御情報生成手段は、生成した制御情報を、上記雑音抑制装置の動作制御にそのまま適用せずに当該雑音抑制装置に与え、
上記制御情報取得手段は、上記雑音発生装置から制御情報が与えられると、上記音声信号から上記雑音の成分の抑制処理を開始するための準備に係る処理が完了し、その抑制処理の開始が可能となる処理開始可能タイミングよりも後のタイミングで、上記雑音発生部に雑音を発生する動作を開始させるように、取得した制御情報における動作タイミング情報を更新し、更新した制御情報を、上記雑音発生装置に与え、
上記雑音発生装置は、当該雑音抑制装置から上記更新された制御情報が与えられると、上記更新された制御情報に従って動作する
ことを特徴とする請求項６に記載の雑音抑制装置。
【請求項８】
上記雑音発生装置は、撮影方向を変更する動作を行うことができるカメラであることを特徴とする請求項７に記載の雑音抑制装置。
【請求項９】
ユーザの音声を捕捉する音声捕捉部の周辺に、所定の動作により非定常的な雑音を発生する雑音発生装置が配置されている音声捕捉装置において、
請求項１〜８のいずれかに記載の雑音抑制装置を用いて、上記音声捕捉部が捕捉した音声信号から上記雑音を抑制する
ことを特徴とする音声捕捉装置
【請求項１０】
複数拠点のそれぞれに配置された会議端末間で、少なくとも音声信号を送受信する会議システムにおいて、
一部又は全部の拠点の近端話者の音声の捕捉に、請求項９に記載の音声捕捉装置を適用したことを特徴とする会議システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雑音抑制装置、音声捕捉装置及び会議システムに関し、例えば、音声及びビデオ画像を用いた会議システムに適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
音声通信システムや、音声認識システムで利用されている雑音抑制システムには信号処理的手法を用いて、入力信号から雑音成分を減算するというものが多い。上記信号処理的手法として広く使われているものとしては、非特許文献１に記載されているスペクトル・サブトラクション法（以下、「ＳＳ法」という）がある。
【０００３】
ＳＳ法とは、前もってマイクなどによって定常的な背景雑音のスペクトルＮを学習しておき、観測音である雑音混入音のパワースペクトルから雑音のパワースペクトルを引き去るという手法である。
【０００４】
図１１は、このＳＳ法により雑音抑制を実現する装置の典型的な構成の一例を示す図である。図１１に示すように、入力信号（スペクトルＸ）を取得する入力信号取得部１１０１と、雑音平均スペクトル（Ｎ）を算出する手段１１０２と、入力信号から雑音平均スペクトルを減算し、推定音声（仮推定音声Ｓ’）を算出する手段１１０３とを備えている。
【０００５】
図１１に示す構成のシステムは、（１）計算量が少ない。（２）雑音平均スペクトルを更新する手法など他の手法と容易に組み合わせて使える、という利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−０７４５３２号公報
【特許文献２】特開２００５−３２８４６１号公報
【特許文献３】特開平１０−０４２２６４号公報
【特許文献４】特開２００７−１６８６８６号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Boll S著，“Suppression of acoustic noise in speech using spectral subtraction”，IEEE Transactions on ASSP(Acoustics, Speech and Signal Processing)，Volume27，Issue2，Apr 1979，pp.113-120
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、（１）フロアリングといった処理が必要であり、元々の音声の情報を欠落させてしまう（２）雑音の種類やＳＮＲ（信号／雑音比）に応じて、パラメータをチューニングする必要がある（３）雑書の平均スペクトルＮを多くは外部のマイクから学習するが、学習した平均スペクトルから外れた、突発的な雑音には対応できない、という問題がある。
【０００９】
その結果、例えば、雑音抑制機能の付いたヘッドホンをつけて遠隔地の話者と音声を含んだコミュニケーションを取る会議システムに適用した場合、定常的な背景雑音は抑制できるが、例えばパン・チルト機構を備えたカメラを動作させるといったような、非定常的に機器を動作させることで発生する突発的な雑音に対しては雑音抑制が十分でないという問題があった。
【００１０】
そのため、非定常的に発生する雑音についても抑制することができる雑音抑制装置、音声捕捉装置及び会議システムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の本発明の雑音抑制装置は、（１）ユーザの音声を捕捉する音声捕捉部の周辺に、所定の動作により非定常的な雑音を発生する雑音発生装置が配置されている音声捕捉装置の構成要素である雑音抑制装置において、（２）上記雑音発生装置の動作を制御する制御情報を取得する制御情報取得手段と、（３）少なくとも上記制御情報を用いて、上記音声信号における上記雑音の成分を抑制する雑音抑制手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
第２の本発明の音声捕捉装置は、（１）ユーザの音声を捕捉する音声捕捉部の周辺に、所定の動作により非定常的な雑音を発生する雑音発生装置が配置されている音声捕捉装置において、（２）第１の本発明の雑音抑制装置を用いて、上記音声捕捉部が捕捉した音声信号から上記雑音を抑制することを特徴とする。
【００１３】
第３の本発明の会議システムは、（１）複数拠点のそれぞれに配置された会議端末間で、少なくとも音声信号を送受信する会議システムにおいて、（２）一部又は全部の拠点の近端話者の音声の捕捉に、第２の本発明の音声捕捉装置を適用したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、非定常的に発生する雑音についても抑制する雑音抑制装置、音声捕捉装置及び会議システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る会議システムの機能的構成について示したブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る会議システムの適用例について示した説明図である。
【図３】第１の実施形態に係るデータベースに登録される情報の例について示した説明図である。
【図４】第１の実施形態に係る、雑音発生器により発生する雑音のスペクトラムの例について示した説明図である。
【図５】第１の実施形態に係る、雑音抑制装置に入力される音声信号のスペクトラムの例について示した説明図である。
【図６】第１の実施形態に係る雑音抑制装置による雑音抑制前の信号（雑音と音声信号の混合信号）のスペクトラムの例について示した説明図である。
【図７】第１の実施形態に係る、雑音抑制装置による雑音抑制後の信号のスペクトラムの例について示した説明図である。
【図８】第１の実施形態に係る会議システムの動作について説明したフローチャートである。
【図９】第２の実施形態に係る会議システムの機能的構成について示したブロック図である。
【図１０】第２の実施形態に係る会議システムの動作について説明したフローチャートである。
【図１１】従来の雑音抑制装置の構成例について示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による雑音抑制装置、音声捕捉装置及び会議システムの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。なお、第１の実施形態では、本発明の音声捕捉装置を会議システムに適用した例について説明している。
【００１７】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態の会議システム１の全体構成を示すブロック図である。
【００１８】
図１において会議システム１は、少なくとも音声により、複数拠点間で会議を行うためのシステムである。
【００１９】
会議システム１は、少なくとも音声出力部１０、音声捕捉装置２０、データベース３０、雑音発生器４０、制御部５０を有している。
【００２０】
また、音声捕捉装置２０は、音声入力部２１及び雑音抑制装置２２を有している。
【００２１】
なお、図１においては、説明を簡易にするため、音声出力部１０、音声入力部２１、雑音発生器４０及び雑音抑制装置２２は、それぞれ一つを配置する構成として記載しているが、複数配置するようにしても良い。
【００２２】
会議システム１では、音声入力部２１により近端話者から音声信号（以下、「近端信号」とも言う）の入力を受ける。なお、ここでいう音声信号は抑制されるべき雑音、送受信されるべきユーザの発した音声などが混合されて観測された信号であるものとして説明する。図１において、音声入力部２１に入力される音声信号は、少なくとも近端話者の音声及び後述する雑音発生器４０から発せられる雑音があるものとして説明している。
【００２３】
また、雑音発生器４０としては、例えば、会議システム１が特許文献１〜３のいずれかに記載の会議システムである場合には、その会議システムにおいて、パン・チルト制御可能なロボットカメラなどが該当する。例えば、ロボットカメラにおいてカメラの撮影する方向を変更する際に動作するモータ等が発生する音が、雑音に該当する。
【００２４】
そして、上述の音声信号（近端信号）については、後述する雑音抑制装置２２により、雑音が抑制されて、遠端側に送出され、雑音が抑制された近端信号が、音声出力部１０により遠端話者に供せられる。なお、雑音抑制装置２２は、少なくとも後述する雑音発生器４０により発生する雑音を抑制する。
【００２５】
音声出力部１０としては、例えば、既存のスピーカやイヤホンなどで構築される音声を出力するものを適用することができる。
【００２６】
音声入力部２１としては、例えば、既存のマイクロフォンなどで構築される音声を入力するものを適用することができる。
【００２７】
図２は、会議システム１の適用例について示した説明図である。
【００２８】
図２では、例えば、特許文献１〜３に記載の会議システムにおいて、近端側の音声の捕捉に、この実施形態の音声捕捉装置２０（雑音抑制装置２２）を適用して、この実施形態の会議システム１を構築した場合の構成例のイメージを示している。
【００２９】
図２では、会議システムを、拠点Ａにいるユーザと、拠点Ｂにいるユーザの間での会議を支援するために用いている。
【００３０】
図２では、拠点ＡにユーザＵ１、Ｕ２、拠点ＢにユーザＵ３〜Ｕ５がいるものとして説明している。そして、拠点Ａには、少なくとも、ユーザＵ１、Ｕ２のそれぞれに拠点Ｂから送信される音声信号を出力するヘッドフォンＨ１、Ｈ２と、拠点Ａ側のユーザに拠点Ｂから送信されるビデオ画像（後述するカメラＣ２により撮影された画像）を表示出力するディスプレイＤ１と、拠点Ａ側の様子を撮影するカメラＣ１が配置されているものとする。拠点Ｂには、少なくとも、ユーザＵ３〜Ｕ５のそれぞれに、拠点Ａから送信される音声信号を出力するヘッドフォンＨ３〜Ｈ５と、拠点Ｂ側の様子を撮影するカメラＣ２と、拠点Ｂ側の音声の入力を受けるための第１のマイクＭ１と、拠点Ｂ側の音声の入力を受けるための第２のマイクＭ２（ユーザＵ３のヘッドフォンＨ３に搭載）と、拠点Ｂ側のユーザに拠点Ａから送信されるビデオ画像（カメラＣ１により撮影された画像）を表示するディスプレイＤ２とが配置されているものとする。
【００３１】
カメラＣ２は、例えば、特許文献１〜３のいずれかに記載の会議システムにおけるパン・チルト制御可能なロボットカメラが該当し、図１では、雑音発生器４０に該当する。
【００３２】
マイクＭ１、Ｍ２は、図１では、音声入力部２１に該当し、ヘッドフォンＨ１、Ｈ２は、音声出力部１０に該当する。
【００３３】
図２に示す例では、拠点Ｂにおいて、マイクＭ１、Ｍ２（音声入力部２１）に対して、少なくとも、拠点Ｂ側のユーザが発する音声と、カメラＣ２（雑音発生器４０）が発する雑音とが、音声信号として入力され、その音声信号からカメラＣ２が発する雑音が、雑音抑制装置２２により抑制され、拠点Ａ側のヘッドフォンＨ１、Ｈ２（音声出力部１０）に出力される様子について説明している。なお、図２においては説明を簡易にするため、拠点ＢからＡへ送信される音声信号の雑音抑制に関してのみ示しているが、双方向の音声信号について雑音抑制するように、雑音抑制装置２２を構築しても良いことは当然である。
【００３４】
また、図２において、雑音抑制装置２２については、拠点Ａ又は拠点Ｂのどちらに配置されていても良い。また、マイクＭ１、Ｍ２（音声入力部２１）に入力された音声信号から、一つの雑音抑制装置２２を用いて雑音を抑制して、ヘッドフォンＨ１とヘッドフォンＨ２に出力するようにしても良いし、ヘッドフォンＨ１とヘッドフォンＨ２に対してそれぞれ別個の雑音抑制装置２２を配置するようにしても良い。
【００３５】
次に、雑音発生器４０の詳細構成について説明する。
【００３６】
雑音発生器４０は、動作部４１及び制御信号受信部４２を有している。
【００３７】
雑音発生器４０（動作部４１）としては、上述の通り、例えば、会議システム１において、近端側の様子を撮影するカメラの動作する部分などが相当する。モータの回転に伴って発生する音が雑音になるからである。この実施形態においては、雑音発生器４０（動作部４１）は、上述のようなカメラにおいて雑音を発生する部分、具体的には後述する制御部５０からの制御に応じてモータを回転させて、撮像よる撮影範囲を変更することが出来るものであるものとして説明する。
【００３８】
なお、特許文献１〜３に記載の会議システムでは、カメラ（雑音発生器）は、近端話者を追跡するなど自動的に動作するものであるが、この実施形態においては、カメラ（雑音発生器）は、制御部５０に対するユーザの操作に応じて動作するものとして説明する。
【００３９】
制御信号受信部４２は、後述する制御部５０から制御信号が与えられると、その制御信号が動作部４１に与えられる。
【００４０】
次に、制御部５０の詳細について説明する。
【００４１】
制御部５０は、ユーザ（近端側）の操作に応じて雑音発生器４０に、動作部４１の動作を制御するための制御信号を送信し、制御信号送信部５１、ユーザ入力部５２を有している。なお、制御部５０は、遠端側のユーザ（上述の図２いうと、拠点Ａ側のユーザ）の操作に応じて、制御信号を生成するようにしても良い。
【００４２】
ユーザ入力部５２は、ユーザからの操作信号の入力を受け、例えば、雑音発生器４０が上述のカメラであった場合には、カメラ（雑音発生器４０）の撮影方向を変更する操作ボタンを備えるようにしても良い。
【００４３】
制御信号送信部５１は、ユーザ入力部５２から入力された操作信号に応じて、雑音発生器４０（制御信号受信部４２）に制御信号を与えるものである。例えば、ユーザ入力部５２が複数のボタンを有し、ユーザが押下するボタンに応じて、カメラ（雑音発生器４０）に所定の動作（例えば、カメラの撮影方向を右に４分の１回転させる等）を行わせる制御信号を生成するようにしても良い。
【００４４】
また、制御信号送信部５１から雑音発生器４０（制御信号受信部４２）への制御信号の送信方法は有線による接続、赤外線やその他無線などによる接続などでも良いし、ネットワークを経由して接続しても良く、限定されないものである。
【００４５】
次に、雑音抑制装置２２及びデータベース３０の構成の詳細について説明する。なお、図１において、データベース３０は、雑音抑制装置２２とは別個の外部装置として記載しているが、雑音抑制装置２２自体に搭載するようにしても良い。
【００４６】
雑音抑制装置２２は、信号処理部２２１、ＤＢ通信部２２２、制御信号受信部２２３を有している。
【００４７】
制御信号受信部２２３は、制御部５０から雑音発生器４０に向けて送出された制御信号を取得する手段である。制御信号受信部２２３が、制御部５０から制御信号を取得する手段としては、例えば、制御信号が電波や赤外線などの無線信号により送信されている場合には、その無線信号を傍受することにより取得しても良いし、制御部５０において雑音発生器４０及び雑音抑制装置２２に、それぞれ制御信号を送信させるようにしても良く、制御信号受信部２２３において制御信号を取得する手段は限定されないものである。
【００４８】
データベース３０は、雑音発生器４０により発生する雑音の特徴量等に係る情報（以下、「雑音特徴情報」という）を記憶し、その情報を雑音抑制装置２２に供給する機能を担っている。データベース３０に登録する情報の詳細については後述する。
【００４９】
ＤＢ通信部２２２は、雑音抑制装置２２において、データベース３０とのインタフェースの機能を担っており、信号処理部２２１の要求に応じて、データベース３０から雑音特徴情報を取得する。なお、データベース３０が雑音抑制装置２２に搭載されている場合には、ＤＢ通信部２２２を省略して、データベース３０と信号処理部２２１とを直接接続するようにしても良い。
【００５０】
信号処理部２２１は、音声入力部２１から与えられた近端信号のうち、雑音発生器４０による雑音を抑制して、遠端側に送出する機能を担っている。信号処理部２２１は、雑音を抑制する際に、制御信号受信部２２３により取得された制御信号、及び、データベース３０に登録されている雑音特徴情報を用いる。信号処理部２２１により、雑音を抑制する処理の詳細については後述する。
【００５１】
次に、制御部５０から雑音発生器４０に送信され、制御信号受信部２２３によっても取得される制御信号の内容の例について説明する。
【００５２】
制御信号には少なくとも、雑音発生器４０（動作部４１）に命令する動作の内容（以下、「動作命令」という）及び、動作命令に係る動作を行うタイミングに係る情報を持たせるものとする。
【００５３】
「動作命令に係る動作を行うタイミング」に係る情報としては、この実施形態においては、命令に係る動作を開始する時間（以下、「動作開始時間」という）、及び、動作開始時間から命令に係る動作を終了するまでの予定の時間（以下、「動作予定時間」という）の情報を持たせるものとする。動作命令に係る動作を行うタイミングに係る情報は、その他にも動作を開始する時間と、終了する時間を設定するなど、動作命令に係る動作を行うタイミングを特定することができれば、その形式は限定されないものである。
【００５４】
例えば、この実施形態においては、制御信号として「ＳＰ１００，２１：２０：２０，１０」という形式の情報を適用する者として説明する。ここで、「ＳＰ１００」という部分は、動作命令の内容を識別する記号であり、ここでは、雑音発生器４０においてカメラを動作させる動作部４１におけるモータを回転させ、その際のモータの回転速度を１００［回転／秒］と指定するものであるものとする。これは、カメラの回転動作を駆動するモータの回転速度が高いほど高周波の音が発生するなど、同じ回転を行う動作でもその動作速度に応じて発生する音の特徴が異なることを鑑みて、動作命令を特定する情報として回転速度の情報を挿入したものである。この実施形態においては、動作命令としては、説明を簡易にするため、カメラの水平方向の回転の動作についてのみ説明しているが、それ以外にも、例えば垂直方向（上下）の動作に応じた動作命令を適用するようにしても良く、動作命令の数や種類については限定されないものである。
【００５５】
また、「２１：２０：２０，１０」の部分は、動作開始時間と動作予定時間命令を示しており、システム全体で同一の時間で午後９時２０分２０秒に前記の時間指定を実行し、それが１０秒継続する予定という意味であるものとする。なお、制御信号においては、命令の種類として「ＳＰ１００」、「ＳＰ１１０」、「ＳＰ１２０」の３種類の命令が存在するものとして説明するが、命令の数は１種類でも良い。
【００５６】
制御部５０から雑音発生器４０に制御信号が送信されるすぐに雑音発生器４０が動作せず、上述のように、動作命令を行うタイミングに係る情報（動作開始時間及び動作予定時間）を設定することにより、雑音発生器４０が動作を開始するタイミングと、雑音抑制装置２２が雑音を抑制する処理を行うタイミングとを同期させることができる。
【００５７】
次に、データベース３０に登録される情報の例について説明する。
【００５８】
図３は、データベース３０に登録される情報の例について示した説明図である。
【００５９】
データベース３０には動作命令の種類ごとに、雑音発生器４０（動作部４１）が実際にその命令を実行した場合に発生する雑音の雑音特徴情報が予め記録されている。雑音発生器４０（動作部４１）が動作する際の雑音は、動作命令によって発生する雑音の特徴は異なる。
【００６０】
この実施形態においては、雑音特徴情報として、雑音を周波数スペクトルとして表現することが最も好適であると考えられるため、図３では、雑音特徴情報を周波数スペクトルで表現した場合を例として説明している。具体的な例として、雑音をフーリエ変換した場合の、各周波スペクトルの係数列を雑音特徴情報として、データベース３０に格納されているものとする。なお、ここで係数列の各要素は、以下の（１）式に示すような複素数を表現する２次元ベクトルで表現されているものとする。なお、以下の説明において、「ｆ」は、雑音抑制装置２２が扱う信号の最大周波数の値であるものとする。
【００６１】
ａ１＿１００＝Ｒｅｔ＿１００＋Ｉｍ１＿１００＊ｉ（ｉは虚数単位）  …（１）
図４は、雑音発生器により動作命令ごとの、発生する雑音の周波数スペクトラムの例について示した説明図である。
【００６２】
図５は、音声入力部２１に入力される、ユーザ（近端話者）の音声（雑音の影響が無い場合）の周波数スペクトルを示した説明図である。
【００６３】
図６は、音声入力部２１に入力される、図４に示す雑音及び図５に示す音声が混合された混合信号の周波数スペクトルの例について示した説明図である。
【００６４】
図７は、雑音抑制装置２２による雑音抑制後の信号のスペクトラムの例について示した説明図である。
【００６５】
図４では、ＳＰ１００、ＳＰ１１０、ＳＰ１２０のそれぞれの動作命令に対応して、それぞれの雑音発生器４０が発生する雑音に係る周波数スペクトルを示している。
【００６６】
雑音発生器４０動作して雑音が発生した場合には雑音と音声が混合され、音声入力部から入力される音声信号は、図６のようなスペクトルを持つ。図６に示す混合信号から、雑音成分を除去し、図７に示す雑音抑制後の信号の周波数スペクトルを、図５に示す音声成分により近い信号を出力することが雑音抑制装置２２の動作となる。
【００６７】
次に、信号処理部２２１において、制御信号受信部２２３から与えられる制御信号と、データベース３０に記憶されている雑音特徴情報とを用いて、音声入力部２１から与えられた音声信号から雑音成分を除去する処理の詳細について説明する。
【００６８】
信号処理部２２１は音声入力部から入ってきた音声信号を、例えばフーリエ変換などを用いて周波数空間に展開し、周波数成分ごとに指定される係数列、すなわちゲインを乗算するなどしたのち、再度時間領域の信号に変換して出力するようにしても良い。
【００６９】
観測された雑音と音声の混合信号をＳ１、Ｓ２、…、Ｓｆとしてこれをフーリエ変換すると、以下の（２）式のように表される。以下の（２）式においてｉは虚数単位，πは円周率であり、音声信号の周波数特徴はｂ１、ｂ２、…、ｂｆの複素数列として表現されるものとする。また、以下の（２）式において、ｅｘｐ（ｘ）は、ネイピア数ｅのｘ乗を表す関数である。
【数１】
2010178295.tif 000003
【００７０】
そして、同様にデータベースから取得された雑音特徴情報、すなわち、雑音に係る周波数スペクトルを示す係数列は、ａ１、ａ２、…、ａｆであらわされているものとする。信号処理部２２１では、データベース３０に登録されている周波数スペクトルを示す係数列（雑音特徴情報）から、制御信号受信部２２３から与えられる制御命令のうち動作命令に該当するものを、雑音に係る周波数スペクトルを示す係数列として適用する。
【００７１】
上記の（２）式で求めた数列に対し、各周波数のゲインＧ１、Ｇ２、…、Ｇｆを以下の（３）式に示すように乗算する計算を行い、虚数列Ｚ１、Ｚ２、…、Ｚｆからフーリエ逆変換して、時間領域信号を出力する。ゲインが１の場合には混合信号に変更なく時間領域信号が出力される。
【００７２】
Ｚｊ＝Ｇｊ・ｂｊ（１≦ｊ≦ｆ）…（３）
信号処理部２２１では、ある周波数ｎのゲインＧｎを大きくすると、その周波数領域の特徴が強調され、ゲインを小さくすると、その周波数領域の信号が抑制される。このように雑音の抑制はこのゲインの設定によって行うものとする。
【００７３】
信号処理部２２１では、制御信号における動作命令に基づいて、データベース３０から該当する雑音の周波数スペクトルを得られるため、入力される雑音の混じった音声信号から、雑音成分を除くために、雑音成分の強い周波数のゲインの値を下げる。
【００７４】
信号処理部２２１における、ゲインの決定方法には複数の方法があるが、例えば、混合信号とデータベース３０から得た雑音周波数スペクトルを示す係数列の絶対値の比から以下の、（４）式を用いて定めても良い。また、もっと単純にデータベースから取得した雑音成分の周波数特徴の絶対値｜ａｎ｜＝ｓｑｒｔ（Ｒｅ＿ｎ＾２＋Ｉｍ＿ｎ＾２）が閾値を超える周波数のゲインを通常の１０／１などとすることによりゲインを決定するようにしても良い。
【数２】
2010178295.tif 000004
【００７５】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第１の実施形態の会議システム１Ａの動作を説明する。
【００７６】
図８は、雑音抑制装置２２における雑音抑制を行う処理について説明したフローチャートである。
【００７７】
まず、会議システム１が動作を開始し、ユーザ（近端話者）により制御部５０に操作信号が入力され、その操作信号に基づく制御信号が、制御部５０から雑音発生器４０に送信されたものとする（Ｓ２０１）。なお、ステップＳ２０１における制御信号は、「ＳＰ１００，２１：２０：２０，１０」というものであったものとする。
【００７８】
そして、上述のステップＳ２０１において、制御部５０から雑音発生器４０に送信された制御信号が、雑音抑制装置２２（制御信号受信部２２３）においても受信される（Ｓ２０２）。
【００７９】
そして、雑音発生器４０側では、制御信号で指定された動作開始時刻（２１：２０：２０）まで動作の実行が待機される（Ｓ２０４）。
【００８０】
一方、雑音抑制装置２２側では、上述のステップＳ２０２により、制御信号を取得すると、ＤＢ通信部２２２を介して、データベース３０から、取得した制御信号における制御命令（ＳＰ１００）に対応する雑音特徴情報を検索し、取得される（Ｓ２０４）。
【００８１】
ただし、上述のステップＳ２０４において、取得した制御信号に対応する雑音特徴情報が、データベース３０において検出されない場合には、雑音抑制装置２２は、後述するステップＳ２０５、Ｓ２０６、Ｓ２０８、Ｓ２１０の処理を行わずに、他の雑音抑制処理を行うようにしても良い。他の雑書抑制処理とは、例えば、音声入力部２１から音声入力を一定時間入力して、出力されるべき音声が存在しない無音区間と推定される区間の音声信号を定常雑音として、定常雑音の周波数特徴からゲインを変更するなどのものがある。
【００８２】
そして、雑音発生器４０側では、上述のステップＳ２０４で取得した雑音特徴情報に基づいて、後述するステップＳ２０８で雑音抑制に用いる係数データが作成される（Ｓ２０６）。
【００８３】
そして、雑音発生器４０側では、動作開始時刻（２１：２０：２０）が経過すると、受信した制御信号における動作命令（ＳＰ１００）に対応する動作が開始され、同時に雑音が発生し、音声入力部２１により捕捉され、雑音抑制装置２２に入力される音声信号にその雑音も混合される（Ｓ２０７）。
【００８４】
一方、雑音抑制装置２２側では、動作開始時刻（２１：２０：２０）が経過すると、信号処理部２２１により、上述のステップＳ２０６により作成された係数データを信号処理のパラメータとして適用（例えば、上記の（２）式のように適用）され、雑音発生器４０により発生する雑音の抑制処理が開始される（Ｓ２０８）。
【００８５】
そして、雑音発生器４０側では、動作開始時刻（２１：２０：２０）から動作予定時間（１０秒）が経過すると、受信した制御信号における動作命令（ＳＰ１００）に対応する動作が終了され、同時に雑音の発生も終了する（Ｓ２０９）。
【００８６】
一方、雑音抑制装置２２側では、動作開始時刻（２１：２０：２０）から動作予定時間（１０秒）が経過すると、雑音抑制器はＳ２０６で変更したパラメータが通常のもの（上述のステップＳ２０８以前のもの）に戻される。
【００８７】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、以下のような効果を奏するができる。
【００８８】
あらかじめ雑音発生器４０（例えば、上述のロボットカメラ）の動作によって生じる雑音のパラメータを格納したデータベース３０を用意しておき、また雑音発生器４０に動作を命じる制御信号を用いて雑音抑制装置２２に雑音の特徴と発生時間に関するデータを伝えることで非定常的（突発的）に発生する雑音を、単純な処理で低減することが出来る。
【００８９】
（Ｂ）第２の実施形態
以下、本発明による雑音抑制装置、音声捕捉装置及び会議システムの第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。なお、この実施形態では、本発明の音声捕捉装置を会議システムに適用した例について説明している。
【００９０】
第１の実施形態では、雑音抑制装置２２による雑音抑制処理において、データベース３０からのデータ読込み時間や、パラメータの変更等の準備を行う場合に生ずる時間を考慮に入れていない。このため、雑音発生器４０が実際に動作を開始する前、すなわち制御信号において指定された動作開始時間を経過する前に、雑音抑制装置２２において雑音抑制を行うためのパラメータの処理を行うのに必要な時間が不足するという問題があった。
【００９１】
第２の実施形態では、この問題を解決するものであり、雑音抑制装置側で、雑音を抑制するための準備が完了した後に、雑音発生器が動作を開始するようにする点で第１の実施形態と異なっている。
【００９２】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
以下、第２の実施形態の構成について説明するが、第１の実施形態と共通する部分については説明を省略し、第１の実施形態との差異点を説明する。
【００９３】
図９は、この実施形態の会議システム１Ａの全体構成を示すブロック図である。
【００９４】
会議システム１Ａは、音声出力部１０、音声捕捉装置２０Ａ、データベース３０、雑音発生器４０Ａ、制御部５０Ａを有している。なお、音声出力部１０、データベース３０については、第１の実施形態のものと同様であるので詳しい説明は省略する。
【００９５】
制御部５０Ａは、制御信号送信部５１Ａ、ユーザ入力部５２を有している。なお、ユーザ入力部５２については、第１の実施形態のものと同様であるので詳しい説明を省略する。
【００９６】
第１の実施形態では、制御信号送信部５１は、制御信号を、雑音発生器４０に送信し、その送信された制御信号を雑音抑制装置２２も取得していたが、第２の実施形態では、制御信号送信部５１Ａは、雑音抑制装置２２Ａにのみ送信する点で、第１の実施形態と異なっている。なお、制御部５０Ａが、一方的に無線信号等により制御信号を放出し、雑音抑制装置２２Ａ及び雑音発生器４０Ａが、その無線信号を取得するような構成である場合には、実質的に第１の実施形態と第２の実施形態で制御部に係る構成は同じとなる。しかし、制御部５０Ａが、送信先の装置を指定（例えば、送信先ＩＰアドレスなどの識別情報を用いて制御信号を送信）して制御信号を送信する場合や、有線通信で制御信号を送信する場合には、制御部５０Ａは、雑音抑制装置２２Ａにだけ制御信号を送信する構成となるので、第１の実施形態の制御部５０とは構成が異なることになる。
【００９７】
雑音発生器４０Ａは、動作部４１及び制御信号受信部４２Ａを有している。なお、動作部４１は、第１の実施形態と同様のものであるので詳しい説明を省略する。
【００９８】
音声捕捉装置２０Ａは、音声入力部２１及び雑音抑制装置２２Ａを有している。なお、音声入力部２１については、第１の実施形態と同様のものであるので詳しい説明を省略する。
【００９９】
第１の実施形態の制御信号受信部４２は、制御部５０から直接制御信号を受信していたが、第２の実施形態の制御信号受信部４２Ａでは、上述の通り雑音抑制装置２２Ａを介して制御信号を受信する点で異なっている。
【０１００】
雑音抑制装置２２Ａは、信号処理部２２１、ＤＢ通信部２２２、制御信号受信部２２３Ａ、制御信号転送部２２４を有している。なお、信号処理部２２１、ＤＢ通信部２２２については、第１の実施形態と同様のものであるので詳しい説明を省略する。
【０１０１】
制御信号転送部２２４は制御信号送信部５１からの信号を受信した制御信号受信部２２３からの信号を解釈し、ＤＢ通信部２２２の動作、信号処理部２２１のパラメ一夕の変更処理などの処理が終了した後に信号内の動作開始時刻を変更して、雑音発生器４０Ａに送信する。
【０１０２】
制御信号転送部２２４は図示しない記憶領域に制御信号受信部２２３にデータが受信された時間と、ＤＢ通信部２２２とデータベース３０間の通信時間、信号処理部による処理の準備時間を記録しておき、その値を用いて、制御信号内の動作開始時刻を修正する。例えば、送信されてくる制御信号が下記のようであり、経過した時間が１０秒である場合には、「ＳＰ１００，２１：２０：２０，１０」から「ＳＰ１００，２１：２０：３０，１０，転送済み」に変更して制御信号受信部２２３Ａに送信する。ここで、転送済みとは雑音抑制器によって転送されたことを示すためのデータである。これは単純にバイナリデータなどで表現するようにしてもよい。
【０１０３】
制御信号受信部２２３Ａは第１の実施形態とは異なり、制御部１１２からの制御信号には反応せず、転送済みを示すデータの付加されたデータにのみ反応して動作する。
【０１０４】
（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第２の実施形態の会議システム１Ａの動作を説明する。
【０１０５】
図１０は、雑音抑制装置２２における雑音抑制を行う処理について説明したフローチャートである。
【０１０６】
まず、会議システム１Ａが動作を開始し、ユーザ（近端話者）により制御部５０Ａに操作信号が入力され、その操作信号に基づく制御信号が、制御部５０Ａから雑音抑制装置２２Ａ（制御信号受信部２２３Ａ）に送信されたものとする（Ｓ３０１）。なお、上述のステップＳ３０１における制御信号は、「ＳＰ１００，２１：２０：２０，１０」というものであったものとする。
【０１０７】
そして、上述のステップＳ３０１において、制御部５０から送信された制御信号が、雑音抑制装置２２Ａ（制御信号受信部２２３Ａ）により受信される（Ｓ３０２）。
【０１０８】
制御信号が与えられると、雑音抑制装置２２Ａでは、ＤＢ通信部２２２を介して、データベース３０から、取得した制御信号における動作命令（ＳＰ１００）に対応する雑音特徴情報が検索され、取得される（Ｓ３０３）。
【０１０９】
上述のステップＳ３０３において雑音特徴情報を検出して取得されるまでに要した処理時間が、例えば１０秒であったものとすると、制御信号転送部２２４では、ステップＳ３０２で与えられた制御情報「ＳＰ１００，２１：２０：２０，１０」の時刻情報に上述の処理時間（１０秒）加算して「ＳＰ１００，２１：２０：３０，１０，転送済み」と書き換え（Ｓ３０４）、その書き換えた制御情報を、雑音発生器４０Ａ（制御信号受信部４２Ａ）に与え、さらに、信号処理部２２１にも与える（Ｓ３０５）。
【０１１０】
以降の、ステップＳ３０７〜Ｓ３１３処理については、上述のステップＳ２０３、Ｓ２０５〜Ｓ２１０の処理において、適用する制御情報が上述のステップＳ３０４に書き換えられた制御情報に置き換わっただけであるので、詳しい説明を省略する。
【０１１１】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【０１１２】
雑音抑制器に制御信号の変更、転送機能を付加することで、ＤＢとの通信時間、パラメータの変更などの処理時間が無視できないほど大きい場合にも処理が対応できるようになる。
【０１１３】
第２の実施形態では、この問題を解決するものであり、雑音抑制装置２２Ａ側で制御信号の中継処理と時間情報の変更処理を行わせることにより、システムが雑音を抑制できる状況になったことを確認し、制御信号を送信させるような構成とすることで、データベースとの通信、フィルタパラメータの変更など雑音抑制の準備が完全に終了した後、雑音発生器４０Ａを動作させるようになるため、システム全体の動作として雑音発生器４０Ａの雑音をより効果的に抑制することができる。
【０１１４】
（Ｃ）他の実施形態
本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
【０１１５】
(Ｃ−１)上記の各実施形態において、雑音特徴情報において、雑音に係る特徴量の周波数領域への展開方法としてフーリエ変換を例として説明したが、これはアダマール変換、ＤＣＴなど同様の周波数展開ができる別の変換方法を適用するようにしても良い。
【０１１６】
また、データベースに格納されている雑音特徴情報における雑音の特徴量として、周波数領域の振幅として特徴量を示したが、これに限定されないものである。また、雑音の抑制方法として、雑音成分のゲインの変更を例としたが、これに限定されず、同様の効果が得られる別の方法を適用しても良い。
【０１１７】
（Ｃ−２）上記の各実施形態においては、雑音発生器（カメラ）は、制御部に対するユーザの操作に応じて動作するものとして説明したが、本発明の会議システムにおける雑音発生器（カメラ）は、特許文献１〜３に記載の会議システムのように、カメラ（雑音発生器）が自動的に動作する場合であっても良く、その場合、カメラ（雑音発生器）が動作を行う際の制御信号が、雑音抑制装置にも与えられる必要がある。
【０１１８】
また、上記の実施形態においては、会議システムにおける雑音発生器の例として、回転などの動作を行うカメラを挙げたが、例えば、特許文献４に記載のマイク装置のように、回転するマイクの動作により雑音を発生するものであってもよい。
【０１１９】
（Ｃ−３）上記の各実施形態では、本発明による雑音抑制装置を、会議システムに適用する例について説明したが、例えば、ボイスレコーダや、音声捕捉及び画像撮影を行うビデオカメラ等、会議システムに限らず、他の音声捕捉装置に適用するようにしても良い。上記の実施形態における会議システムにおいては、雑音抑制装置を、音声入力部（マイクロフォン）に入力される近端信号の雑音を抑制することに用いていたが、上述のボイスレコーダやビデオカメラ等の他の音声捕捉装置では、例えば、捕捉した音声における雑音を抑制し、雑音を抑制した音声信号を記録媒体に記録することが挙げられる。
【符号の説明】
【０１２０】
１…会議システム、１０…音声出力部、２０…音声捕捉装置、２１…音声入力部、２２…雑音抑制装置、２２１…信号処理部、２２２…ＤＢ通信部、２２３…制御信号受信部、３０…データベース、４０…雑音発生器、４１…動作部、４２…制御信号受信部、５０…制御部、５１…制御信号送信部、５２…ユーザ入力部。
【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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