(57)【要約】【課題】  経時的に変化するノイズを推定する装置及び方法とそれを利用したノイズ減少装置とを提供する。【解決手段】  本発明の一実施形態によるノイズ推定装置は、検出しようとする目的音の音源が位置した方向でのオーディオ信号を入力されたオーディオ信号から除去して、目的音が遮断されたオーディオ信号の周波数別方向性利得の変化を補償してノイズを推定する。これにより、経時的に変化するノイズを推定し、音声を入力とするさまざまな装置で音声認識性能を向上させうる。【選択図】      図１
2010092054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の方向からのオーディオ信号を入力されて周波数変換するオーディオ入力部と、
検出しようとする目的音の音源が位置した方向でのオーディオ信号を遮断する目的音遮断部と、
前記目的音が遮断されたオーディオ信号の周波数別方向性利得の変化を補償する補償部と、
を含むことを特徴とするノイズ推定装置。
【請求項２】
前記オーディオ入力部は、
１ｃｍ以上８ｃｍ以下の間隔で配された２つのマイクロホンを備えて、前記マイクロホンに入力されたオーディオ信号を周波数領域に変換することを特徴とする請求項１に記載のノイズ推定装置。
【請求項３】
前記目的音遮断部は、
前記２つのマイクロホンに入力されたオーディオ信号の差を計算することで目的音方向のオーディオ信号を遮断することを特徴とする請求項２に記載のノイズ推定装置。
【請求項４】
前記補償部は、
前記目的音が遮断されたオーディオ信号の平均値に基づいて加重値を計算して、前記目的音が遮断されたオーディオ信号に乗算することでノイズ成分を推定することを特徴とする請求項１に記載のノイズ推定装置。
【請求項５】
目的音流入有無を検出して目的音が検出されない区間では、前記補償部で補償されたノイズ成分と、前記目的音が検出されていない区間での入力オーディオ信号のサイズ比に基づいたスケーリング係数を計算する目的音検出部をさらに含み、
前記補償部は、前記計算されたノイズ成分に、前記スケーリング係数を乗算してノイズ成分を推定することを特徴とする請求項１に記載のノイズ推定装置。
【請求項６】
前記スケーリング係数は、
前記目的音が検出されない区間では再び計算されて更新され、目的音が検出される区間では以前スケーリング係数がそのまま使われることを特徴とする請求項５に記載のノイズ推定装置。
【請求項７】
前記目的音が入力される２つのマイクロホンの利得を調整して互いに一致させる利得調整部をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のノイズ推定装置。
【請求項８】
前記目的音遮断部は、
前記目的音が遮断されたオーディオ信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のノイズ推定装置。
【請求項９】
多数の方向からのオーディオ信号を入力されて周波数変換し、検出しようとする目的音の音源が位置した方向でのオーディオ信号を前記入力されたオーディオ信号から遮断した後、前記目的音が遮断されたオーディオ信号の周波数別方向性利得の変化を補償してノイズを推定するノイズ推定部と、
前記ノイズ推定部で推定されたノイズ成分に基づいて計算されたフィルター係数に基づいて得られたノイズ減少フィルターと、
を含むことを特徴とするノイズ減少装置。
【請求項１０】
前記ノイズ推定部は、
１ｃｍ以上８ｃｍ以下の間隔で配された２つのマイクロホンを含み、前記ノイズ推定部は、前記２つのマイクロホンに入力されたオーディオ信号を周波数領域に変換し、前記２つのマイクロホンに入力されたオーディオ信号の差を計算することで目的音を遮断した後、前記目的音が遮断されたオーディオ信号の平均値に基づいて加重値を計算して、前記目的音が遮断されたオーディオ信号に乗算することでノイズ成分を推定することを特徴とする請求項９に記載のノイズ減少装置。
【請求項１１】
多数の方向からのオーディオ信号を入力されて周波数変換する周波数変換段階と、
検出しようとする目的音の音源が位置した方向でのオーディオ信号を前記入力されたオーディオ信号から遮断する目的音遮断段階と、
前記目的音が遮断されたオーディオ信号の周波数別方向性利得の変化を補償する補償段階と、
を含むことを特徴とするノイズ推定装置でのノイズ推定方法。
【請求項１２】
前記目的音遮断段階は、
１ｃｍ以上８ｃｍ以下の間隔で配された２つのマイクロホンに入力されたオーディオ信号の差を計算することで目的音を遮断することを特徴とする請求項１１に記載のノイズ推定装置でのノイズ推定方法。
【請求項１３】
前記補償段階は、
前記目的音が遮断されたオーディオ信号の平均値に基づいて加重値を計算して、前記目的音が遮断されたオーディオ信号に乗算することでノイズ成分を推定することを特徴とする請求項１１に記載のノイズ推定装置でのノイズ推定方法。
【請求項１４】
前記補償段階は、
目的音流入有無をさらに検出して目的音が検出されない区間では、既補償されて計算されたノイズ成分と、前記目的音が検出されていない区間での入力オーディオ信号のサイズ比に基づいたスケーリング係数を計算し、前記計算されたノイズ成分に、前記スケーリング係数を乗算してノイズ成分を推定することを特徴とする請求項１１に記載のノイズ推定装置でのノイズ推定方法。
【請求項１５】
前記スケーリング係数は、
前記目的音が検出されない区間では再び計算されて更新され、目的音が検出される区間では以前スケーリング係数がそのまま使われることを特徴とする請求項１４に記載のノイズ推定装置でのノイズ推定方法。
【請求項１６】
前記目的音が入力される２つのマイクロホンの利得を調整して互いに一致させる利得調整段階をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載のノイズ推定方法。
【請求項１７】
複数のマイクロホンを備えて、多数の方向からのオーディオ信号を入力されて周波数変換するオーディオ入力部と、
前記複数のマイクロホンに入力されたオーディオ信号の間の差を計算することで、前記周波数変換された目的音の音源が位置した方向でのオーディオ信号を遮断する目的音遮断部と、
前記オーディオ入力部に入力されたオーディオ信号から、前記遮断されたオーディオ信号を差引いたオーディオ信号を出力するノイズ減少部と、
を含むことを特徴とするノイズ減少装置。
【請求項１８】
前記ノイズ減少部は、
前記遮断されたオーディオ信号に基づいて計算されたフィルター係数を使って、前記オーディオ入力部に入力されたオーディオ信号から前記遮断されたオーディオ信号を除去するノイズ減少フィルターであることを特徴とする請求項１７に記載のノイズ減少装置。
【請求項１９】
前記目的音が遮断されたオーディオ信号の周波数別方向性利得の変化を補償する補償部をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載のノイズ減少装置。
【請求項２０】
前記補償部は、
前記目的音が遮断されたオーディオ信号の平均値に基づいて加重値を計算して、前記目的音が遮断されたオーディオ信号に乗算することでノイズ成分を推定することを特徴とする請求項１９に記載のノイズ減少装置。
【請求項２１】
目的音流入有無を検出して目的音が検出されない区間では、前記補償部で補償されたノイズ成分と、前記目的音が検出されていない区間での入力オーディオ信号のサイズ比に基づいたスケーリング係数を計算する目的音検出部をさらに含み、
前記補償部は、前記計算されたノイズ成分に、前記スケーリング係数を乗算することを特徴とする請求項１９に記載のノイズ減少装置。
【請求項２２】
前記目的音が検出されない区間では再び計算されて更新され、目的音が検出される区間では以前スケーリング係数がそのまま使われることを特徴とする請求項１２に記載のノイズ減少装置。
【請求項２３】
前記目的音が入力される多数個のマイクロホンの利得を調整して互いに一致させる利得調整部をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載のノイズ減少装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ信号処理に係り、より詳細には、ノイズを推定する装置及び方法とそれを利用したノイズ減少装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの通信端末を使って音声通話時に周辺ノイズが存在する場合には、良い通話品質を保証しにくい。したがって、ノイズが存在する環境で通話品質を高めるためには、周辺ノイズ成分を推定して実際音声信号のみを抽出する技術が必要である。
【０００３】
これと同様に、カムコーダ、ノート型パソコン、ナビゲーション、ゲーム機などさまざまな端末機でも、音声を入力して動作させるか、音声データを保存するなど音声基盤の応用例が増加しており、周辺ノイズを減少または除去して良質の音声を抽出する技術が必要である。
【０００４】
従来にも、周辺ノイズを推定するか減少するさまざまな方法が開示されている。しかし、経時的にノイズの統計的特性が変化するか、ノイズの統計的特性を分かるための初期段階で、予測することができなかった散発的な（ｓｐｏｒａｄｉｃ）ノイズが発生する場合には、所望のノイズ減少または除去能を得ることができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一態様によって、実際に検出しようとする目的音（ｔａｒｇｅｔ  ｓｏｕｎｄ）を遮断してノイズ成分を推定することによって、経時的に変化する（ｎｏｎ−ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ）ノイズを推定する装置及び方法とそれを利用したノイズ減少装置とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によるノイズ推定装置は、多数の方向からのオーディオ信号を入力されて周波数変換するオーディオ入力部と、検出しようとする目的音の音源が位置した方向でのオーディオ信号を遮断する目的音遮断部と、前記目的音が遮断されたオーディオ信号の周波数別方向性利得（ｄｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙ  ｇａｉｎ）の変化を補償する補償部と、を含む。
【０００７】
そして、前記ノイズ推定装置は、目的音流入有無を検出して目的音が検出されない区間では、前記補償部で補償されたノイズ成分と、前記目的音が検出されていない区間での入力オーディオ信号のサイズ比に基づいたスケーリング係数を計算する目的音検出部をさらに含み、前記補償部は、前記推定されたノイズ成分に、前記スケーリング係数を乗算してノイズ成分を推定することができる。
【０００８】
また、前記ノイズ推定装置は、前記目的音が入力される２つのマイクロホンの利得を調整して互いに一致させる利得調整部をさらに含みうる。
【０００９】
また、本発明の他の態様によるノイズ減少装置は、多数の方向からのオーディオ信号を入力されて周波数変換し、検出しようとする目的音の音源が位置した方向でのオーディオ信号を前記入力されたオーディオ信号から遮断した後、前記目的音が遮断されたオーディオ信号の周波数別方向性利得の変化を補償してノイズを推定するノイズ推定部と、前記ノイズ推定部で推定されたノイズ成分に基づいて計算されたフィルター係数に基づいて得られたノイズ減少フィルターと、を含む。
【００１０】
また、本発明の他の態様によるノイズ減少方法は、多数の方向からのオーディオ信号を入力されて周波数変換する周波数変換段階と、検出しようとする目的音の音源が位置した方向でのオーディオ信号を前記入力されたオーディオ信号から遮断する目的音遮断段階と、前記目的音が遮断されたオーディオ信号の周波数別方向性利得の変化を補償する補償段階と、を含む。
【００１１】
また、本発明の他の態様によるノイズ減少装置は、複数のマイクロホンを備えて、多数の方向からのオーディオ信号を入力されて周波数変換するオーディオ入力部と、前記複数のマイクロホンに入力されたオーディオ信号の間の差を計算することで、前記周波数変換された目的音の音源が位置した方向でのオーディオ信号を遮断する目的音遮断部及び前記オーディオ入力部に入力されたオーディオ信号から、前記遮断されたオーディオ信号を差引いたオーディオ信号を出力するノイズ減少部と、を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、経時的に変化するノイズ（ｎｏｎ−ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ  ｎｏｉｓｅ）を推定し、音声を入力とするさまざまな装置で音声認識性能を向上させうる。
【００１３】
また、本発明の一実施形態によるノイズ推定技術を携帯電話など通信端末機に適用して、通話品質を向上させうる。また、全周波数領域での均一なノイズ推定ができて、音声が存在する区間でのノイズも効果的に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態によるノイズ推定装置の構成図である。
【図２】本発明の一実施形態によるノイズ推定装置のマイクアレイ配置と音源との位置関係を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による目的音遮断部１２０での方向性パターン結果を示す図である。
【図４】目的音検出部をさらに含んだノイズ推定装置の一実施形態の構成図である。
【図５】利得調整部をさらに含んだノイズ推定装置の一実施形態の構成図である。
【図６】本発明の一実施形態によるノイズ推定装置を備えたノイズ減少装置の構成図である。
【図７】本発明の一実施形態によるノイズ推定方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施形態について詳しく説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態によるノイズ推定装置の構成図である。図１を参照するに、本発明の一実施形態によるノイズ推定装置は、オーディオ入力部１１０、目的音遮断部１２０及び補償部１３０を含む。
【００１７】
オーディオ入力部１１０は、多様な方向からのオーディオ信号を入力されて周波数変換する。目的音遮断部１２０は、検出しようとする目的音の音源が位置した方向でのオーディオ信号をオーディオ入力部１１０で入力されたオーディオ信号から除去する。そして、補償部１３０は、目的音が遮断されたオーディオ信号の周波数別方向性利得の変化を補償する。
【００１８】
例えば、オーディオ入力部１１０は、互いに隣接した２つのマイクロホン（図示せず）を備えて、マイクロホンに入力されたオーディオ信号を周波数領域の信号に変換する。周波数領域変換の一例として、フーリエ変換が挙げられる。マイクロホンの配置、個数及び目的音の音源位置やノイズ源の位置などの詳細な説明は、図２を参照して後述する。
【００１９】
目的音遮断部１２０は、２つのマイクロホンに入力されたオーディオ信号の差を計算することで目的音のみを遮断する。一例として、多様な方向からのオーディオ信号を入力される無指向性（ｏｍｎｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）マイクロホン２つを一定の間隔、例えば、１ｃｍ間隔で配置し、目的音が位置する正面方向から入力されるオーディオ信号は遮断し、それ以外の方向のオーディオ信号は入力されるようにする。
【００２０】
ここで、マイクロホンの間隔は、１ｃｍ以上８ｃｍ以下に設定しうる。マイクロホンの間隔が１ｃｍ未満である場合には、全体的にあらゆる方向のオーディオ信号を急激に減衰させ、８ｃｍを超過する場合には、目的音が位置した方向以外の方向のオーディオ信号も遮断する結果をもたらすことを実験的に分かる。
【００２１】
例えば、それぞれのマイクロホンから入力されるオーディオ信号の周波数変換値をＳ１（ｆ）、Ｓ２（ｆ）とすれば、目的音が遮断されたオーディオ信号の周波数変換値Ｂ（ｆ）は、次の式（１）によって計算されうる。
【００２２】
【数１】
2010092054.tif 000003
ここで、ｗ１（ｆ）及びｗ２（ｆ）は、目的音を遮断するように計算された係数であって、実験によって適切に計算されうる係数である。一例として、ｗ１（ｆ）及びｗ２（ｆ）をそれぞれ＋１、−１に設定すれば、目的音が遮断された信号の周波数変換値Ｂ（ｆ）は、それぞれのマイクロホンで入力されたオーディオ信号の周波数変換値Ｓ１（ｆ）、Ｓ２（ｆ）の差になる。
【００２３】
もし、ｗ１（ｆ）及びｗ２（ｆ）をそれぞれ＋１、−１に決めれば、理想的な場合、２つのマイクロホンの正面方向（目的音源が位置した方向）から入力されたそれぞれのオーディオ信号は同一であり、残りの方向からの入力オーディオ信号は相異なるので、正面方向のオーディオ信号のみ理想的に０になる。したがって、正面方向の目的音が遮断される。
【００２４】
一方、目的音遮断部１２０によって目的音が遮断されたオーディオ信号は、ノイズ成分になる。しかし、目的音遮断部１２０で出力されたオーディオ信号の周波数特性は、マイクロホンアレイの口径（ａｐｅｒｔｕｒｅ  ｓｉｚｅ）やマイクロホンの個数などによって偏差が激しい。したがって、補償部１３０は、目的音が遮断されたオーディオ信号の平均値に基づいて加重値を計算して、目的音が遮断されたオーディオ信号に乗算することでノイズ成分推定時の誤差を減らす。
【００２５】
目的音遮断部１２０によって遮断されたオーディオ信号の方向性パターン（ｄｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙ  ｐａｔｔｅｒｎ）、Ｄ（ｆ，φ）は、次の式（２）によって計算されうる。
【００２６】
【数２】
2010092054.tif 000004
ここで、Ｎはマイクロホンの個数、ｄはマイクロホン間の間隔、φは方向、ｆは周波数、ｗｎ（ｆ）は座標ｎに位置したマイクロホンに対する加重値である。ここで、加重値は、式（１）での目的音遮断のための係数と関連し、例えば、マイクロホンの個数が２つである場合に、ｗ−０．５（ｆ）とｗ０．５（ｆ）は、それぞれ＋１、−１になり得る。
【００２７】
補償部１３０は、式（１）によって計算された目的音が遮断されたオーディオ信号Ｂ（ｆ）を入力されて、加重値を乗算してリアルタイムでノイズ成分を推定する。加重値は、一例として、次の式（３）によって計算されうる。
【００２８】
【数３】
2010092054.tif 000005
ここで、αはグローバルスケーリング係数（ｇｌｏｂａｌ  ｓｃａｌｉｎｇ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）で定数であり、あらゆる周波数成分に対して同様に適用されて加重値を調節し、実験を通じて得られうる。
【００２９】
結果的に、補償部１３０で推定されたノイズ成分は、次の式（４）によって計算される。
【００３０】
【数４】
2010092054.tif 000006
式（４）を参照するに、現在フレームのノイズ情報を推定する時、以前フレームのノイズ情報を利用せず、目的音の検出有無と関係なく、方向性ノイズの流入有無及びそれ程度をリアルタイムで推定できるということが分かる。
【００３１】
前述した例で、マイクロホンの個数は、必ずしも２つである必要はなく、それ以上も可能である。２つ以上のマイクロホンを使う場合、目的音遮断のための係数ｗは、実験によって適切な組合わせで選択されうる。複数個のマイクロホンを使っても、係数ｗの適切な組合わせを通じて目的音が位置する方向のオーディオ信号のみを遮断するように設計されうる。
【００３２】
図２は、本発明の一実施形態によるノイズ推定装置のマイクロホンアレイ配置と音源との位置関係を示す図である。
【００３３】
前述したように、マイクロホンアレイ２１０は、互いに隣接して配され、目的音源２２０は、マイクロホンアレイ２１０の正面方向（垂直方向）に位置してマイクロホンアレイ２１０にオーディオ信号が入力されるということが分かる。マイクロホンアレイ２１０に入力されたオーディオ信号は、ノイズ減少装置２４０に伝達されて、本発明の一実施形態によるノイズ推定及びノイズ減少を遂行する。
【００３４】
一方、ノイズ減少装置２４０は、図１を参照して前述したように、目的音遮断によって目的音源２２０からのオーディオ信号は遮断される。次いで、目的音源２２０が位置した方向を除いた他のあらゆる方向のノイズ源２３０−１、２３０−２、２３０−ｎからのノイズ信号のみマイクロホンアレイ２１０を通じて受信される。
【００３５】
図３は、本発明の一実施形態による目的音遮断部１２０での方向性（ｄｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙ）パターン結果を示す図である。
【００３６】
マイクロホンアレイ２１０と音源とが位置した角度を基準にする時、目的音源２２０が位置した角度は９０°になる。図３を参照するに、目的音が位置した角度である９０°であらゆる周波数帯域に対して利得（ｇａｉｎ）がおおよそ０であるということが分かる。すなわち、角度９０°で目的音が遮断され、それ以外の双方向に次第に利得が大きくなるということが分かる。一方、利得は、あらゆる周波数に対して同一ではなく、周波数帯域によって変わるということが分かる。一例として、高周波数成分に対して利得が大きくなり、低周波数成分に対しては利得が小さいということが分かる。一方、このような方向性パターンは、目的音遮断部１２０の具体的な実施形態によって多少変わりうる。
【００３７】
図３を参照するに、周波数が高いほどノイズの流入方向による方向性パターンの利得値の差が大きいということが分かる。したがって、図１の補償部１３０で計算された加重値Ｗ（ｆ）は、結局方向性パターン利得値の平均値を補償することであるということが分かる。
【００３８】
図４は、目的音検出部をさらに含んだノイズ推定装置の一実施形態の構成図である。目的音検出部４１０は、目的音流入有無を検出して目的音が検出されない区間、すなわち、ノイズ区間では補償部１３０で補償されて計算されたノイズ成分と、ノイズ区間での入力オーディオ信号のサイズ比に基づいたスケーリング係数を計算する。次いで、補償部４２０は、既計算されたノイズ成分に目的音検出部４１０で計算されたスケーリング係数を乗算してノイズ成分を推定する。
【００３９】
前述したように、補償部１３０で方向性パターン利得値の平均値を補償したとしても、周波数ごとに流入されるノイズ信号の方向性を正確に補償することはできない。したがって、本実施形態では、ノイズの統計的特性は経時的に変化しても、ノイズ流入方向は急変しないという仮定下で、目的音が検出されない黙音区間でノイズの方向による利得値の差を補償する。すなわち、目的音検出部４１０で目的音のないノイズ区間が検出されれば、式（４）によって計算されたノイズ信号と、入力されるノイズ信号のサイズ間の比率を計算して推定ノイズ値をもう一度調整する。
【００４０】
この比率をローカルスケーリング係数（ｌｏｃａｌ  ｓｃａｌｉｎｇ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）、β（ｆ）と言い、次の式（５）によって計算されうる。
【００４１】
【数５】
2010092054.tif 000007
周波数領域での推定ノイズ値の計算は、フレーム単位で遂行されるので、前記式（５）をフレーム情報を含んで定義すれば、次の式（６）によって計算されうる。
【００４２】
【数６】
2010092054.tif 000008
すなわち、ローカルスケーリング係数は、目的音が検出されない区間では再び計算されて更新され、目的音が検出される区間では以前スケーリング係数がそのまま使われる。ここで、γは更新率（ｕｐｄａｔｅ  ｒａｔｅ）であり、１に近いほどノイズ入力変化に迅速に反応して更新され、０に近いほど反応程度が遅くなって瞬間的なエラーに鈍感になる。整理すれば、補償部４２０で出力されるローカルスケーリング係数を反映したノイズ推定値は、次の式（７）によって計算される。
【００４３】
【数７】
2010092054.tif 000009
一方、目的音検出部４１０で使われる目的音の検出方法は、特定の方法に限定されず、既存のさまざまな方法がいずれも使われうる。
【００４４】
図５は、利得調整部をさらに含んだノイズ推定装置の一実施形態の構成図である。利得調整部（Ｇａｉｎ  ｃａｌｉｂｒａｔｏｒ）５１０は、目的音が入力される２つのマイクロホンの利得を調整して互いに一致させる。一般的にマイクロホンは、製造上の誤差が存在するために同一規格で生産しても、ある程度の利得差が発生する。二つのマイクロホンの利得差が存在する場合、目的音遮断部１２０で目的音を正確に遮断することができない。したがって、マイクロホンを通じてオーディオ信号を入力される前に利得調整を遂行する。
【００４５】
利得調整は、最初一回遂行すれば、経時的に遂行し続ける必要はない。但し、温度や湿度など周辺環境が変われば、利得が再び変わりうるので、利得調整を一定の時間間隔で遂行することが望ましい。利得調整の方法は、一般的なさまざまな方法がいずれも使われうる。
【００４６】
図６は、本発明の一実施形態によるノイズ推定装置を備えたノイズ減少装置の構成図である。本発明の一実施形態によるノイズ減少装置は、ノイズ推定部６１０とノイズ減少フィルター６２０とを備える。
【００４７】
ノイズ推定部６１０は、図１ないし図５を参照して、前述したようなノイズ推定を遂行する。すなわち、多様な方向からのオーディオ信号を入力されて周波数変換し、検出しようとする目的音の音源が位置した方向でのオーディオ信号を前記入力されたオーディオ信号から除去した後、前記目的音が遮断されたオーディオ信号の周波数別方向性利得の変化を補償してノイズを推定する。
【００４８】
より具体的に、ノイズ推定部６１０は、互いに隣接した２つのマイクロホンに入力されたオーディオ信号を周波数領域に変換し、前記２つのマイクロホンに入力されたオーディオ信号の差を計算することで目的音のみを遮断した後、前記目的音が遮断されたオーディオ信号の平均値に基づいて加重値を計算して、前記目的音が遮断されたオーディオ信号に乗算することでノイズ成分を推定する。
【００４９】
そして、ノイズ減少フィルター６２０は、ノイズ推定部６１０で推定されたノイズ成分に基づいて計算されたフィルター係数に基づいて設計される。ノイズ減少フィルター６２０は、一例として、スペクトラル減算（ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ）、ウィンナフィルター（ｗｉｅｎｅｒ  ｆｉｌｔｅｒ）、振幅推定（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｅｓｔｉｍａｔｏｒ）などを含む多様なフィルターになり得る。
【００５０】
図７は、本発明の一実施形態によるノイズ推定方法のフローチャートである。まず、多様な方向からのオーディオ信号を入力されて周波数変換する（Ｓ７１０）。そして、検出しようとする目的音の音源が位置した方向でのオーディオ信号を前記入力されたオーディオ信号から遮断する（Ｓ７２０）。一例として、互いに隣接した２つのマイクロホンに入力されたオーディオ信号の差を計算することで目的音のみを遮断する。
【００５１】
そして、目的音が遮断されたオーディオ信号の周波数別方向性利得の変化を補償する（Ｓ７３０）。一例として、目的音が遮断されたオーディオ信号の平均値に基づいて加重値を計算して、目的音が遮断されたオーディオ信号に乗算することでノイズ成分を推定する。より具体的には、目的音流入有無をさらに検出して目的音が検出されない区間では、既補償されて計算されたノイズ成分と、目的音が検出されていない区間での入力オーディオ信号のサイズ比に基づいたスケーリング係数を計算し、該計算されたノイズ成分に、前記スケーリング係数を乗算してノイズ成分を推定する。
【００５２】
ここで、スケーリング係数は、前述したように、ローカルスケーリング係数であって、目的音が検出されない区間では再び計算されて更新され、目的音が検出される区間では以前スケーリング係数がそのまま使われる。
【００５３】
また、段階Ｓ７３０で目的音遮断部の方向性利得から発生しうるスペクトラル歪曲（ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）が補償されうる。
【００５４】
一方、オーディオ信号の入力段階（Ｓ７１０）以前に、目的音が入力される２つのマイクロホンの利得を調整して互いに一致させる利得調整段階を選択的にさらに遂行しうる。
【００５５】
以上、本発明の望ましい実施形態を中心に説明した。当業者は、本発明が、本発明の本質的な特性から外れない範囲で変形された形態として具現可能であるということを理解できるであろう。したがって、開示された実施形態は限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されなければならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲に表われており、それと同等な範囲内にあるあらゆる差点は、本発明に含まれたものと解析されなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、ノイズを推定する装置及び方法とそれを利用したノイズ減少装置関連の技術分野に適用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１１０  オーディオ入力部
１２０  目的音遮断部
１３０  補償部
４１０  目的音検出部
５１０  利得調整部
【図１】
2010092054.tif 000010
【図２】
2010092054.tif 000011
【図４】
2010092054.tif 000012
【図５】
2010092054.tif 000013
【図６】
2010092054.tif 000014
【図７】
2010092054.tif 000015
【図３】
2010092054.tif 000016