(57)【要約】【課題】複数の環境において、マイクから入力される音信号の雑音を好適に減じる音声処理装置、音声処理方法、及び、プログラムを提供すること。【解決手段】音声処理装置１００は、音源と複数のマイクとの相対位置の指標を検出する位置パターン検出部１０２と、前記マイクの各々から入力される音信号に対する音声処理を、前記相対位置の指標に基づいて決定する処理決定部１０３と、前記音信号に対し、決定された前記音声処理を実行する信号処理部１０４と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源と複数のマイクとの相対位置の指標を検出する位置パターン検出部と、
前記複数のマイクの各々から入力される音信号に対する音声処理を、前記相対位置の指標に基づいて決定する処理決定部と、
前記音信号に対し、決定された前記音声処理を実行する信号処理部と、
を有することを特徴とする音声処理装置。
【請求項２】
前記相対位置の指標は、前記複数のマイクから入力される音信号の、到達時間差及び前記音信号のレベル差を含むことを取得することを特徴とする請求項１記載の音声処理装置。
【請求項３】
前記相対位置の指標は、前記複数のマイクの各々に対し所定の位置に設けられる距離センサにより測定される距離を含むことを特徴とする請求項１記載の音声処理装置。
【請求項４】
前記相対位置の指標は、前記複数のマイクの各々に対し所定の位置に設けられる角度センサにより測定される前記マイクの傾きを含むことを特徴とする請求項１記載の音声処理装置。
【請求項５】
前記処理決定部は、前記音源との距離が所定の値より小さいマイクから入力される音信号に対し、音源との距離が所定の値以上のマイクから入力される音信号より大きな重みをつける音声処理を行うこと決定することを特徴とする請求項１ないし４何れか一項に記載の音声処理装置。
【請求項６】
前記処理決定部は、前記複数のマイクの音源との距離が所定の値以上の場合に、前記複数のマイクから入力される音信号に対し、遅延和を取る音声処理を行うこと決定することを特徴とする請求項１ないし４何れか一項に記載の音声処理装置。
【請求項７】
コンピュータを、
音源と複数のマイクとの相対位置の指標を検出する位置パターン検出部、
前記複数のマイクの各々から入力される音信号に対する音声処理を、前記相対位置の指標に基づいて決定する処理決定部、
前記音信号に対し、決定された前記音声処理を実行する信号処理部、
として機能させるためのプログラム。
【請求項８】
位置パターン検出部が、音源と複数のマイクとの相対位置の指標を検出する位置パターン検出ステップと、
処理決定部が、前記複数のマイクの各々から入力される音信号に対する音声処理を、前記相対位置の指標に基づいて決定する処理決定ステップと、
信号処理部が、前記音信号に対し、決定された前記音声処理を実行する信号処理ステップと、
を有することを特徴とする音声処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声処理装置に係わり、特に音源とマイクロホンの位置をＮパターンに分類し、それぞれの位置パターンに対応する処理を行うことで、ＳＮＲの高い目的音を得られる音声処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マイクロホンアレイと呼ばれる複数のマイクロホンを用いて音声を収集し、これらに信号処理を施すことにより、目的音源方向の推定や、雑音を抑圧し高いＳＮＲで目的音源からの信号抽出を行う技術が知られている。
【０００３】
例えば非特許文献１では、目的音をマイクロホンアレイによって受信し、各マイクが受信した信号の各々に対し、各マイクロホンへの目的音の到達時間差を補正した後、それらの信号を足し合わせる、いわゆる遅延和をとることによって、目的音を強調した信号を得る方法が示されている。非特許文献１に開示の発明は、どのマイクにも目的音と雑音が混入した信号が入力されることを前提としている。
【０００４】
また、複数マイクロホンを利用する方法として、２本のマイクロホンを用いて、１本を雑音収集用マイクロホン、他方を雑音が混入した目的音を収集するマイクロホンとし、目的音を収集するマイクロホンの信号から雑音収集用雑音マイクロホンの出力を減算することによって雑音を低減し、目的音をより鮮明に抽出する方法が知られている。
【０００５】
その一例として、特開２００４−２２６６５６号公報（特許文献１）では、２本のマイクロホンを用い、口唇とあらかじめ選択された基準となるマイクロホンとの距離を、基準マイクロホンともう一方のマイクロホンの信号レベルの差から算出し、距離によって基準マイクロホンの信号から、もう一方のマイクロホンの信号を減算する際の減算量を調整する話者距離検出装置等の技術が開示されている。
【０００６】
特許文献１に開示の発明は、一方のマイクには目的音と雑音が混在した信号が入るが、もう一方のマイクには雑音のみ、あるいは目的音が混在したとしても比較的少ないことを前提にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２２６６５６号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｊ．Ｌ．Ｆｌａｎａｇａｎ，Ｊ．Ｄ．Ｊｏｈｎｓｔｏｎ，Ｒ．Ｚａｈｎ  ａｎｄ  Ｇ．Ｗ．Ｅｌｋｏ，”Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ｓｔｅｅｒｅｄ  ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ  ａｒｒａｙｓ  ｆｏｒ  ｓｏｕｎｄ  ｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ｌａｒｇｅ  ｒｏｏｍｓ，”Ｊ．Ａｃｏｕｓｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．，ｖｏｌ．７８，ｎｏ．５，ｐｐ．１５０８−１５１８，１９８５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、複数のマイクを用いて生成した音信号を処理する際には、何れのマイクにも目的音と雑音とが混在する環境と、一のマイクに目的音と雑音が入り他のマイクに雑音が主として入る環境とで、同一の処理を行うと、目的音を好適に処理することができないことがある。上記非特許文献１及び特許文献１に開示の発明では、このことは考慮されていない。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みて、これらの問題を解消するために発明されたものであり、複数の環境において、マイクから入力される音信号の雑音を好適に減じることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様は、音源と複数のマイクとの相対位置の指標を検出する位置パターン検出部と、前記複数のマイクの各々から入力される音信号に対する音声処理を、前記相対位置の指標に基づいて決定する処理決定部と、前記音信号に対し、決定された前記音声処理を実行する信号処理部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の環境において、マイクから入力される音信号の雑音を好適に減じることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係わる音声処理装置を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る音声処理装置における処理を示すフローチャートを示す図である。
【図３】位置パターンを示す図（その１）である。
【図４】位置パターンを示す図（その２）である。
【図５】位置パターンを示す図（その３）である。
【図６】位置パターン（２）と分類された場合の、音声処理装置の例を示す図である。
【図７】位置パターン（１）と分類された場合の、音声処理装置の例を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係わる音声処理装置を示すブロック図である。
【図９】第２の実施形態に係わる音声処理装置の動作を示すフローチャートを示す図である。
【図１０】第３の実施形態に係わる音声処理装置を示すブロック図である。
【図１１】第３の実施形態に係わる音声処理装置の動作を示すフローチャートを示す図である。
【図１２】角度センサを携帯電話に設けた例を説明する図である。
【図１３】本実施の形態にかかる音声処理装置のハードウェア構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係わる音声処理装置を示すブロック図である。第１の実施形態に係わる音声処理装置１００は、入力される音信号を、予め保持する音源の位置パターンに照合し、位置パターン毎に対応する音声処理を実行する。音声処理装置１００は、音入力部１０１、位置パターン検出部１０２、処理決定部１０３、信号処理部１０４、及び、パターンデータベース（以下、「パターンＤＢ」という。）１０９を有する。
【００１５】
音入力部１０１は、複数のマイクからの入力音をデジタル化された音信号に変換し、音声の始終端を検出する。位置パターン検出部１０２は、音信号から、音源とマイクとの位置パターンの指標を検出する。処理決定部１０３は、位置パターンの指標を予め保持される位置パターンに照合することにより音信号に対して実行する処理を決定する。信号処理部１０４は、処理決定部１０３の決定に従って処理を行う。
【００１６】
パターンＤＢ１０９は、複数のマイクと音源との位置パターンに係る情報を保持する。位置パターンは、複数のマイクと音源との相対的な位置（相対位置）を表す。パターンＤＢ１０９には、位置パターン毎に、複数のマイクから入力される音信号のパターンの指標が対応づけられて格納されている。パターンＤＢ１０９に格納されるパターンは、処理決定部１０３により呼び出され、位置パターン検出部１０２により検出された指標と照合される。
【００１７】
図２は、第１の実施形態に係る音声処理装置１００における処理を示すフローチャートである。ここでは、音源とマイクとの位置パターンを、２本のマイクロホンを使用して取得する例について説明する。２本のマイクを、それぞれ、マイク１及びマイク２とする。
【００１８】
ステップＳ１０１では、音入力部１０１が、ＡＤ変換器を用いて、マイクロホンに入力される音をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
【００１９】
ステップＳ１０２では、雑音処理を行う音声の始終端を検知するために、例えば、ゼロ交差回数等を使った音声区間検出を行う。この音声区間検出はマイク１及びマイク２のマイク出力を使って行う。
【００２０】
より詳細には、マイク１が取得した音信号とマイク２が取得した音信号とに対し、ゼロ交差回数を計算し、どちらかのマイクで音声区間が検出されたと判断されたらその検出点からの音を音声として扱う。
【００２１】
尚、ここでそれぞれマイク１、及び、マイク２が検出した始端情報を、それぞれ、Ｓ１、及び、Ｓ２として保持する。音声始端が最も遅く検出された出力マイクにおいて音声終端確定後、図２の処理が終了される。なお、区間検出方法はこれに限らず種々の区間検出方式を適用することが可能である。また例えば、複数マイク特有の区間検出方法を適用してもよい。
【００２２】
ステップＳ１０３では、位置パターン検出部１０２が、音入力部１０１が検出した音声信号を用いて音源とマイクの位置パターンの指標を検出する。指標は、例えば、マイクロホン間の音声到達時間差、及び、信号レベル比を用いる。
【００２３】
より詳細には、例えば、マイク１を基準とする場合に、マイク２への音声到達時間差が大きくなるほどマイク１に音源が近づいている。またマイク１側の信号レベルがマイク２と比較して大きいほどマイク１に音源が近づいている。
【００２４】
この２つの指標を算出する際には、目的とする音声の初期音声区間を使用する。初期音声とは音声が検出されてから一定区間の音声である。マイクロホン間の音声到達時間差は相互相関を用いることによって算出する。最も早く音声始端が検出されたマイクの始端検出時を時刻０とし、マイク１に入力される音声信号をｘ１、ｘ１の相関算出区間を時刻ｔｓから時刻ｔｅとし（Ｓ１＜ｔｓ＜ｔｅ）、その区間中の波形をパワーで正規化したものをｘ１’とする。また、マイク２に入力される音声信号をｘ２とし、音声到達時間差を求めるための区間［０−Ｔ］の時刻Ｔを、最も遅く音声始端が検出されたマイクの始端検出時から少なくともｔｓからｔｄの区間以上取れるように設定する。例えば、Ｓ１＜Ｓ２の場合、次式（１）により、Ｔを設定する。
【００２５】
【数１】
2010232862.tif 000003
【００２６】
式（１）において、出音声到達時間差ｔｄは、次式（２）から（４）を用い、式（５）で表すことができる。
【数２】
2010232862.tif 000004
【００２７】
この到達時間差ｔｄが音源と各マイクとの位置パターン判定指標の一つとなる。マイクが２つの場合はマイク１からマイク２に対しての到達時間差ｔｄを求めれば正負の符号を逆にすることによってマイク２からマイク１に対しての到達時間差となる。
マイク１，マイク２間の信号レベル比ｄｄは先ほど求めたｔｄを使い下式で求めることができる。
【数３】
2010232862.tif 000005
【００２８】
式（６）の信号レベル比ｄｄが音源と各マイクとの位置パターン判定指標の一つとなる。なお、位置パターン判定指標は前述のもののみに限らず、様々な基準を適用することが可能である。例えば、先に算出した相関の最大値などもこれに含まれる。最大相関値がある基準よりも高ければ音源と２つのマイクが等距離にあり、最大相関値がある基準よりも低ければどちらか一方のマイクには音源が近く、一方のマイクに対しては音源が遠いという位置パターンを導き出すことができる。最大相関値ｒｍａｘは次式（７）により算出される。
【数４】
2010232862.tif 000006
【００２９】
ステップＳ１０４では、処理決定部１０３が、位置パターン検出部１０２で算出した位置パターンを判定するための指標を使い、下記の（１）から（３）の３つの位置パターンの何れに属するかを照合する。図３ないし図５は、３つの位置パターンを示す図である。
【００３０】
（１）マイク１に音源が接近している（図３）。
（２）マイク２に音源が接近している（図４）。
（３）どちらのマイクにも音源は接近していない（図５）。
【００３１】
到達時間差判定閾値ｔｔｈｒｅ、信号レベル差判定閾値ｄｄｔｈｒｅ１，ｄｄｔｈｒｅ２をそれぞれ定数（ただし、ｔｔｈｒｅ＞０，ｄｄｔｈｒｅ１＞ｄｄｔｈｒｅ２＞０）とすると、ｔｄ＞０の場合に、次式（８）及び式（９）が成り立つとき、位置パターンは、（１）に分類される。
【数５】
2010232862.tif 000007
【００３２】
また、ｔｄ＜＝０の場合に、次式（１０）及び式（１１）が成り立つとき、位置パターンは、（２）に分類される。
【数６】
2010232862.tif 000008
（１）及び（２）の何れにも分類されなければ、位置パターンは（３）に分類される。
【００３３】
ステップＳ１０５では、信号処理部１０４が、分類された位置パターンに応じて予め定められた処理を行う。図６及び図７は、信号処理部１０４における、信号処理の切り替え時の動作を示す図である。図６は、位置パターン（２）と分類された場合の、音声処理装置の例を示す図であり、図７は、位置パターン（１）と分類された場合の、音声処理装置の例を示す図である。
【００３４】
以下、信号処理の切り替えについて説明する。
【００３５】
位置パターンが（１）に分類された場合、マイク１に入力される音声を目的音声とし、マイク２に入力される音を雑音として処理する。具体的には、音声処理装置１００の出力音声ｏは、αを定数（０≦α）とすると、先ほど算出した遅延時間ｔｄを用いて、次式（１２）で表すことができる。
【数７】
2010232862.tif 000009
【００３６】
また、このとき信号を周波数領域に変換してスペクトルサブトラクションを行っても良い。または、エコーキャンセラ等でよく用いられる適応フィルタを用いてｘ２を参照信号としてｘ１から雑音成分を除去する方法も可能である。
【００３７】
位置パターンが（２）に分類された場合、マイク２に入力される音声を目的音声とし、マイク１に入力される音を雑音として処理する。具体的な処理は位置パターン（１）の場合の処理のマイク１とマイク２を入れ替えたときと同じである。このとき出力音声ｏは、次式（１３）で表される。
【数８】
2010232862.tif 000010
【００３８】
このようにある特定のマイクに音源が近づいているというような位置パターンとして分類された場合の処理は他にも考えることができる。例えば、αを前記最大相関値の関数にし、減算量を調整しても良い。このときａ、ｂを定数とする一次関数により次式（１４）によりαの値を制御することができる。
【数９】
2010232862.tif 000011
【００３９】
式（１４）のようにしてαを表現することによって最大相関値が高いときには減算量を小さく、低い時には減算量を大きくすることができる。
【００４０】
位置パターンが（３）に分類された場合、マイク１、マイク２に入力される音声を両方用いて遅延和アレー処理を行う。遅延和アレーを用いた場合、出力音声ｏは、次式（１５）で表される。
【数１０】
2010232862.tif 000012
【００４１】
尚、このアレー処理適応部では上記方式に限定されず、例えばＧｒｉｆｆｉｔｈｓ−Ｊｉｍ型のアレー処理を適用することによって、２つのマイクロホンで一定の角度に対して雑音の死角を形成し、その範囲の音声に対してＳＮＲの高い目的音声ｏを抽出することが可能となる。
図２に戻り、ステップＳ１０６では、音入力部１０１で終端が検出され、音声処理終了を終了する。
【００４２】
以上、２つのマイクロホンを例に、本発明の実施の形態を説明したが、本発明を実施するに当って、マイクロホンが２本であることは必須ではなく、本発明を３つ以上のマイクロホンに拡張することも可能である。マイク３つの場合、マイクをマイク１、マイク２、マイク３とすると、以下の７つの位置パターンを用意する。
【００４３】
（１’）マイク１に接近している。
（２’）マイク２に接近している。
（３’）マイク３に接近している。
（４’）マイク１、２に接近している。
（５’）マイク２、３に接近している。
（６’）マイク１、３に接近している。
（７’）どのマイクにも接近していない。
【００４４】
入力される音信号に対し、先述の到達時間差、信号レベル差を用いてどの位置パターンに分類されるかを決定する。より詳細には、マイク１からマイク２への到達時間差をｔｄ１２とし、式（２）ないし式（５）により算出する。他のマイク間の到達時間差も同様に、ｔｄ１３、ｔｄ２１、ｔｄ２３、ｔｄ３１、ｔｄ３２とし、これらを算出する。またマイク１のマイク２に対する信号レベル差をｄｄ１２とし、式（６）により算出する。他のマイク間の信号レベル差も同様に、ｄｄ１３、ｄｄ２１、ｄｄ２１、ｄｄ２３、ｄｄ３１、ｄｄ３２とし、これらを算出する。
【００４５】
このとき音源から最も近いマイクｎ１は他２つのマイクとの到達時間差が正の値となる。２番目に音源に近いマイクｎ２は残る一つのマイクに対して到達時間差が正となり、マイクｎ１に対しては負となる。最も音源から遠いマイクｎ３は他２つのマイクとの到達時間差が負の値となる。そこで、この特性により、先ず、何れのマイクが、マイクｎ１、マイクｎ２、マイクｎ３となるかを決定する。
【００４６】
マイクｎ１とマイクｎ２との到達時間差がｔｄｎ１ｎ２、その到達時間差の閾値がｔｄｔｈｒｅ１、マイクｎ１とマイクｎ２との信号レベル差がｄｄｎ１ｎ２、その信号レベル差の閾値がｄｄｔｈｒｅ１であり、次式（１６）及び式（１７）が満たされる場合に、マイク１がマイクｎ１であるとき（１’）、マイク２がマイクｎ１であるとき（２’）、マイク３がマイクｎ１であるとき（３’）の位置パターンに分類する。
【数１１】
2010232862.tif 000013
【００４７】
次に、マイクｎ１とマイクｎ２との到達時間差がｔｄｎ１ｎ２、その到達時間差の閾値がｔｄｔｈｒｅ１、マイクｎ２とマイクｎ３との到達時間差がｔｄｎ２ｎ３、その到達時間差の閾値がｔｄｔｈｒｅ２、マイクｎ１とマイクｎ２との信号レベル差がｄｄｎ１ｎ２、その信号レベル差の閾値がｄｄｔｈｒｅ１、マイクｎ２とマイクｎ３との信号レベル差がｄｄｎ２ｎ３、その信号レベル差の閾値がｄｄｔｈｒｅ２であり、次式（１８）ないし式（２１）を満たす場合に、マイク３がマイクｎ３であるとき（４’）、マイク１がマイクｎ３であるとき（５’）、マイク２がマイクｎ３であるとき（６’）の位置パターンに分類する。
【数１２】
2010232862.tif 000014
【数１３】
2010232862.tif 000015
【００４８】
また、（１’）から（６’）のどの位置パターンにも分類されなかった場合は、全てのマイクに対する音源の距離が遠いとみなし（７’）の位置パターンに分類する。
【００４９】
このように分類された後、各パターンによって処理を切り替える。より詳細には（１’），（２’），（３’）の場合は、式（２２）による処理を行い、音源に近いマイクの目的音から雑音を減算する。
【数１４】
2010232862.tif 000016
但し、α１、α２は定数であり、α１≧０、α２≧０である。
【００５０】
また、（４’）、（５’）、（６’）の場合は、式（２３）による処理を行う。これにより、音源に近い２つのマイクは遅延和アレーで音声強調され、音源から最も遠いマイクの出力は雑音の減算に使用される。
【数１５】
2010232862.tif 000017
【００５１】
また、（７’）の場合は、式（２４）により処理を行う。これにより、全てのマイクを使って遅延和アレーで音声強調される。
【数１６】
2010232862.tif 000018
このように３つのマイクロホンにも容易に拡張可能である。
【００５２】
また３つ以上のマイクを使い、３次元空間で音源位置を推定してもよい。音源位置が推定できた場合，各マイクから音源までの距離を算出することができる。この処理によって得られたマイク−音源間の距離をそれぞれｌｄ１，ｌｄ２，ｌｄ３とする。
【００５３】
このとき，距離閾値ｌｄｔｈｒｅを定数として、次式（２５）を満たす場合に、（１’）に分類される。
【数１７】
2010232862.tif 000019
同様に、（２’）〜（７’）の位置パターンへの分類も実現することができる。
【００５４】
（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態に係わる音声処理装置を示すブロック図である。第２の実施形態に係わる音声処理装置１００ａは、音信号に対し、位置センサにより取得される音源の位置毎に対応する処理を選択して行う。音声処理装置１００ａは、音入力部１０１、位置パターン検出部１０２ａ、処理決定部１０３ａ、信号処理部１０４、及び、パターンＤＢ１０９ａを有する。
【００５５】
音入力部１０１は、入力音から、音声の始終端を検出する。位置パターン検出部１０２ａは、位置センサからの信号により、音源とマイクとの位置パターンの指標を検出する。処理決定部１０３ａは、位置パターンの指標を、予め保持する位置パターンに照合することによって実行する処理を決定する。信号処理部１０４は、処理決定部の決定に従って処理を行う。
【００５６】
パターンＤＢ１０９ａは、音源とマイクとの位置バターンを保持する。パターンＤＢ１０９ａには、音源とマイクとの相対的な位置の位置パターン毎に、位置センサからの入力される信号の指標が対応づけられている。パターンＤＢ１０９ａに格納される位置パターンは、位置パターン検出部１０２ａから読み出され、位置センサからの入力と照合される。
【００５７】
図９は、第２の実施形態に係わる音声処理装置の動作を示すフローチャートである。２つのマイクロホン（マイク１、マイク２）を使用し、目的音声を処理する例を用いて説明する。なお、マイクロホンが２つであることは必須ではなく、マイクロホンが２つ以上あれば実施可能である。また目的音が音声であることも必須要素ではない。本実施形態の動作は位置センサ、位置パターン検出部１０２ａ、及び、処理決定部１０３ａの動作を除き第１の実施形態と同様であり、第１の実施形態と同じ動作の部分は説明を割愛する。
【００５８】
ステップＳ２０３では、各マイク近くに取り付けられた距離センサからの出力により、そのセンサでの測定結果を位置パターン判定指標とする。具体的には、距離センサを各マイクから音源に当る対象物体までの距離を測定できる赤外線センサなどとし、各マイクから音源までの距離を測定する。マイクを２つ使用し、それぞれマイク１、マイク２から音源までの距離をｌｄ１、ｌｄ２とする。
【００５９】
ステップＳ２０４では、処理決定部１０３ａが、位置パターン検出部１０２で算出した位置パターン判定指標を使い、３つの位置パターンのどれに属するか分類する。３つのパターンを以下に示す。
（１Ａ）マイク１に音源が接近している。
（２Ａ）マイク２に音源が接近している。
（３Ａ）どちらのマイクにも音源は接近していない。
【００６０】
このとき，距離閾値ｌｄｔｈｒｅを定数とすると、次式（２６）が成り立つ場合に、（１Ａ）に分類し、次式（２７）が成り立つ場合に、（２Ａ）に分類する。
【数１８】
2010232862.tif 000020
【００６１】
上記の何れでもない場合には、（３Ａ）の位置パターンに分類する。位置パターン分類後の、ステップＳ２０５及びステップＳ２０６の処理は、図２のステップＳ１０５及びステップＳ１０６と同じあるので、ここでは説明を省略する。
【００６２】
（第３の実施形態）
図１０は、第３の実施形態に係わる音声処理装置を示すブロック図である。第３の実施形態に係わる音声処理装置１００ｂは、位置センサからの入力と、音信号と、に基づいて、音源の位置パターンを検出し、位置パターン毎に対応する音声処理を実行する。
【００６３】
音声処理装置１００ｂは、音入力部１０１、位置パターン検出部１０２ｂ、処理決定部１０３ｂ、信号処理部１０４、及び、パターンＤＢ１０９ｂを有する。
音入力部１０１は、マイクからの入力音をデジタル化された音信号に変換し、音声の始終端を検出する。位置パターン検出部１０２ｂは、位置センサからの入力と音声とから音源とマイクとの位置パターンの指標を検出する。処理決定部１０３ｂは、位置パターンの指標を、予め保持する位置パターンに照合することによって実行する処理を決定する。信号処理部１０４は、処理決定部の決定に従って処理を行う。
【００６４】
パターンＤＢ１０９ｂは、マイクと音源との位置パターンを保持する。パターンＤＢ１０９ｂには、マイクと音源との相対的な位置の位置パターン毎に、位置センサから入力される信号の指標と音信号の指標との組み合わせが対応づけられている。パターンＤＢ１０９ｂに格納されるパターンは、位置パターン検出部１０２ｂから呼び出され、音入力部１０１が取得した音信号及び位置センサからの入力と照合される。
【００６５】
図１１は、第３の実施形態に係わる音声処理装置の動作を示すフローチャートである。ここでは、２つのマイクロホン（マイク１，マイク２）を使用し目的音声を処理する例を用いて説明する。なお、マイクロホンが２つであることは必須ではなく，マイクロホンが２つ以上あればよい。また目的音が音声であることも必須要素ではない。本実施形態の動作は位置パターン検出部１０２ｂ、及び、処理決定部１０３ｂの動作が、第２の実施形態と異なる他は、第２の実施形態と同様であるので、同動作の部分はここでは、説明を割愛する。
【００６６】
音声処理装置１００ｂは、例えば、位置センサとして距離センサを用いるとよい。ステップＳ３０３では、位置パターン検出部１０２ｂが、距離センサによる測定結果と音声情報とを位置パターン判定指標として取得する。
【００６７】
より詳細には、位置センサとして赤外線センサなどを使い、本装置から音源までの距離を測定する。また音信号を取得するマイクを２つ使用し、センサを使って取得した音声処理装置１００ｂから音源までの距離をｌｄとする。また第１の実施形態と同様に，音声到達時間差ｔｄ、信号レベル比ｄｄもそれぞれ求めておく。
【００６８】
ステップＳ３０４では、処理決定部１０３ｂが、位置パターン検出部で算出した位置パターン判定指標を使い，３つの位置パターンのどれに属するか分類する。３つのパターンを以下に示す。
（１Ｂ）マイク１に音源が接近している。
（２Ｂ）マイク２に音源が接近している。
（３Ｂ）どちらのマイクにも音源は接近していない。
【００６９】
到達時間差判定閾値ｔｔｈｒｅ、信号レベル差判定閾値ｄｄｔｈｒｅ１、ｄｄｔｈｒｅ２、距離判定閾値ｌｄｔｈｒｅをそれぞれ定数（ただし、ｔｔｈｒｅ＞０，ｄｄｔｈｒｅ１＞ｄｄｔｈｒｅ２＞０，ｌｄｔｈｒｅ＞０）とする。ここで、ｔｄ＞０の場合に、次式（２８）が全て成り立つとき、位置パターンを（１Ｂ）に分類する。
【数１９】
2010232862.tif 000021
【００７０】
また、ｔｄ＜＝０の場合に、次式（２９）が全て成り立つとき、位置パターンを（２Ｂ）に分類する。
【数２０】
2010232862.tif 000022
また、（１Ｂ）、（２Ｂ）の何れでもない位置パターンを（３）に分類する。この３つの位置パターン毎に、第１の実施形態の（１），（２），（３）と同様の処理を行う。
【００７１】
また，角度センサからの出力を位置パターン判定指標として使用することもできる。図１２は、角度センサを携帯電話に設けた例を説明する図である。図１２の例では、携帯電話は、操作時は横向き，通話時は縦向きに使用される。このような機器において，機器本体に取り付けられた角度センサを使い角度を検出する。検出する角度θの例を、図１２に示す。角度θは、例えば、２つのマイクを結ぶ線分と地面とが水平である位置を０度とする。また第１の実施形態と同様に、音声到達時間差ｔｄ，信号レベル比ｄｄもそれぞれ求めておく。
【００７２】
図１２の例では、（１Ｂ），（２Ｂ），（３Ｂ）への位置パターンの分類は、到達時間差判定閾値ｔｔｈｒｅ，信号レベル差判定閾値ｄｄｔｈｒｅ１，ｄｄｔｈｒｅ２，角度判定閾値θｔｈｒｅ，をそれぞれ定数（ただし，ｔｔｈｒｅ＞０，ｄｄｔｈｒｅ１＞ｄｄｔｈｒｅ２＞０，θｔｈｒｅ≧０）とすると次式（３０）及び次式（３１）により行われる。
【００７３】
ｔｄ＞０の場合に、次式（３０）が成り立つとき、位置パターンは、（１Ｂ）に分類される。
【数２１】
2010232862.tif 000023
【００７４】
ｔｄ＜＝０の場合に、次式（３１）が成り立つとき、位置パターンは、（２Ｂ）に分類される。
【数２２】
2010232862.tif 000024
位置パターンが（１Ｂ），（２Ｂ）の何れでもない場合には、（３Ｂ）に分類される。
【００７５】
（コンピュータ等による実現  最小構成）
次に、本実施の形態にかかる音声処理装置のハードウェア構成について図１３を用いて説明する。図１３は、本実施の形態にかかる音声処理装置のハードウェア構成を示す説明図である。
【００７６】
本実施の形態にかかる音声処理装置は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）５１などの制御装置と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）５２やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）５３などの記憶装置と、ネットワークに接続して通信を行う通信Ｉ／Ｆ５４と、各部を接続するバス６１を備えている。
【００７７】
本実施の形態にかかる音声処理装置で実行されるプログラムは、ＲＯＭ５２等に予め組み込まれて提供される。
【００７８】
本実施の形態にかかる音声処理装置で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ  Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【００７９】
さらに、本実施の形態にかかる音声処理装置で実行されるプログラムを、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し、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するように構成してもよい。また、本実施の形態にかかる音声処理装置で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
【００８０】
本実施の形態にかかる音声処理装置で実行されるプログラムは、上述した各部を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ５１が上記ＲＯＭ５２からプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００８１】
なお、本発明は、上記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、上記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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００８２】
以上のように、本発明の実施の形態にかかる音声処理装置は、雑音除去に有用であり、特に、マイクロホンアレイから入力される音信号の処理に適している。
【符号の説明】
【００８３】
１、２、３    マイク
１００、１００ａ、１００ｂ  音声処理装置
１０１ 音入力部
１０２、１０２ａ、１０２ｂ  位置パターン検出部
１０３、１０３ａ、１０３ｂ  処理決定部
１０４ 信号処理部
【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】
2010232862.tif 000031
【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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