(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力音声信号に重畳した背景雑音レベルを推定する背景雑音レベル推定装置において、  第１の時定数により、上記入力音声信号から低域成分の第１の包絡線信号を生成する第１の包絡線信号生成手段と、
上記第１の時定数とは異なる第２の時定数により、上記入力音声信号から低域成分の第２の包絡線信号を生成する第２の包絡線信号生成手段と、
上記第１の包絡線信号と上記第２の包絡線信号とに基づいて、上記入力音声信号のレベル増加度を求めるレベル増加度算出手段と、
上記第１の包絡線信号又は上記第２の包絡線信号から、第３の時定数によって低域成分の第３の包絡線信号を生成する第３の包絡線信号生成手段と、
上記レベル増加度算出手段が求めた上記レベル増加度の変化に基づいて音声信号の重畳を検出し、その検出結果に応じて、上記第３の包絡線信号のレベル値を基にして背景雑音レベル推定値を求める背景雑音レベル推定手段と
を備え、
上記背景雑音レベル推定手段は、
上記レベル増加度が閾値以下のときには、上記第３の包絡線信号生成手段から入力される上記第３の包絡線信号のレベル値を、上記背景雑音レベル推定値とし、
上記レベル増加度が閾値を超えると、その時点の直前に上記第３の包絡線信号生成手段から入力した上記第３の包絡線信号のレベル値を、上記背景雑音レベル推定値とし、
上記レベル増加度が閾値を超えてから、所定期間経過後に、上記第３の包絡線信号のレベル値が上記背景雑音レベル推定値未満のときには、上記第３の包絡線信号生成手段から入力される上記第３の包絡線信号のレベル値を、上記背景雑音レベル推定値とする
ことを特徴とする背景雑音レベル推定装置。
【請求項２】
入力音声信号に重畳した背景雑音レベルを推定する背景雑音レベル推定装置において、  第１の時定数により、上記入力音声信号から低域成分の第１の包絡線信号を生成する第１の包絡線信号生成手段と、
上記第１の時定数とは異なる第２の時定数により、上記入力音声信号から低域成分の第２の包絡線信号を生成する第２の包絡線信号生成手段と、
上記第１の包絡線信号と上記第２の包絡線信号とに基づいて、上記入力音声信号のレベル増加度を求めるレベル増加度算出手段と、
上記第１の包絡線信号又は上記第２の包絡線信号から、第３の時定数によって低域成分の第３の包絡線信号を生成する第３の包絡線信号生成手段と、
上記レベル増加度算出手段が求めた上記レベル増加度の変化に基づいて音声信号の重畳を検出し、その検出結果に応じて、上記第３の包絡線信号のレベル値を基にして背景雑音レベル推定値を求める背景雑音レベル推定手段と
を備え、
上記背景雑音レベル推定手段は、
上記レベル増加度が閾値以下のときには、上記第３の包絡線信号生成手段から入力される上記第３の包絡線信号のレベル値を、上記背景雑音レベル推定値とし、
上記レベル増加度が閾値を超えると、その時点の直前に上記第３の包絡線信号生成手段から入力した上記第３の包絡線信号のレベル値を、上記背景雑音レベル推定値とし、
上記レベル増加度が閾値を超えてから、所定期間経過後に、再度上記レベル増加度が閾値を超えると、上記背景雑音レベル推定値を補正する
ことを特徴とする背景雑音レベル推定装置。
【請求項３】
入力音声信号に重畳した背景雑音レベルを推定する背景雑音レベル推定装置において、  第１の時定数により、上記入力音声信号から低域成分の第１の包絡線信号を生成する第１の包絡線信号生成手段と、
上記第１の時定数とは異なる第２の時定数により、上記入力音声信号から低域成分の第２の包絡線信号を生成する第２の包絡線信号生成手段と、
上記第１の包絡線信号と上記第２の包絡線信号とに基づいて、上記入力音声信号のレベル増加度を求めるレベル増加度算出手段と、
上記第１の包絡線信号又は上記第２の包絡線信号から、第３の時定数によって低域成分の第３の包絡線信号を生成する第３の包絡線信号生成手段と、
上記レベル増加度算出手段が求めた上記レベル増加度の変化に基づいて音声信号の重畳を検出し、その検出結果に応じて、上記第３の包絡線信号のレベル値を基にして背景雑音レベル推定値を求める背景雑音レベル推定手段と
を備え、
上記第２の包絡線信号生成手段が、上記第１の包絡線信号生成手段から入力された上記第１の包絡線信号と上記入力音声信号とのうち、レベル値の小さい値を選択して、上記第２の時定数を用いて、上記入力音声信号の増加時に即応する第２の包絡線信号を生成するものである
ことを特徴とする背景雑音レベル推定装置。
【請求項４】
上記背景雑音レベル推定手段は、上記レベル増加度が閾値を超えてから、所定期間経過後に、再度上記レベル増加度が閾値を超えると、上記背景雑音レベル推定値を補正することを特徴とする請求項１に記載の背景雑音レベル推定装置。
【請求項５】
上記第２の包絡線信号生成手段が、上記第１の包絡線信号生成手段から入力された上記第１の包絡線信号と上記入力音声信号とのうち、レベル値の小さい値を選択して、上記第２の時定数を用いて、上記入力音声信号の増加時に即応する第２の包絡線信号を生成するものであることを特徴とする請求項１、２、４のいずれかに記載の背景雑音レベル推定装置。
【請求項６】
入力音声信号に重畳した背景雑音レベルを推定する背景雑音レベル推定装置の背景雑音レベル推定方法において、
第１の包絡線信号生成手段が、第１の時定数により、上記入力音声信号から低域成分の第１の包絡線信号を生成する第１の包絡線信号生成工程と、
第２の包絡線信号生成手段が、上記第１の時定数とは異なる第２の時定数により、上記入力音声信号から低域成分の第２の包絡線信号を生成する第２の包絡線信号生成工程と、
レベル増加度算出手段が、上記第１の包絡線信号と上記第２の包絡線信号とに基づいて、上記入力音声信号のレベル増加度を求めるレベル増加度算出工程と、
第３の包絡線信号生成手段が、上記第１の包絡線信号又は上記第２の包絡線信号から、第３の時定数によって低域成分の第３の包絡線信号を生成する第３の包絡線信号生成工程と、
背景雑音レベル推定手段が、上記レベル増加度算出手段が求めた上記レベル増加度の変化に基づいて音声信号の重畳を検出し、その検出結果に応じて、上記第３の包絡線信号のレベル値を基にして背景雑音レベル推定値を求める背景雑音レベル推定工程と
を有し、
上記背景雑音レベル推定手段は、
上記レベル増加度が閾値以下のときには、上記第３の包絡線信号生成手段から入力される上記第３の包絡線信号のレベル値を、上記背景雑音レベル推定値とし、
上記レベル増加度が閾値を超えると、その時点の直前に上記第３の包絡線信号生成手段から入力した上記第３の包絡線信号のレベル値を、上記背景雑音レベル推定値とし、
上記レベル増加度が閾値を超えてから、所定期間経過後に、上記第３の包絡線信号のレベル値が上記背景雑音レベル推定値未満のときには、上記第３の包絡線信号生成手段から入力される上記第３の包絡線信号のレベル値を、上記背景雑音レベル推定値とする
ことを特徴とする背景雑音レベル推定方法。
【請求項７】
入力音声信号に重畳した背景雑音レベルを推定する背景雑音レベル推定装置の背景雑音レベル推定方法において、
第１の包絡線信号生成手段が、第１の時定数により、上記入力音声信号から低域成分の第１の包絡線信号を生成する第１の包絡線信号生成工程と、
第２の包絡線信号生成手段が、上記第１の時定数とは異なる第２の時定数により、上記入力音声信号から低域成分の第２の包絡線信号を生成する第２の包絡線信号生成工程と、
レベル増加度算出手段が、上記第１の包絡線信号と上記第２の包絡線信号とに基づいて、上記入力音声信号のレベル増加度を求めるレベル増加度算出工程と、
第３の包絡線信号生成手段が、上記第１の包絡線信号又は上記第２の包絡線信号から、第３の時定数によって低域成分の第３の包絡線信号を生成する第３の包絡線信号生成工程と、
背景雑音レベル推定手段が、上記レベル増加度算出手段が求めた上記レベル増加度の変化に基づいて音声信号の重畳を検出し、その検出結果に応じて、上記第３の包絡線信号のレベル値を基にして背景雑音レベル推定値を求める背景雑音レベル推定工程と
を有し、
上記背景雑音レベル推定手段は、
上記レベル増加度が閾値以下のときには、上記第３の包絡線信号生成手段から入力される上記第３の包絡線信号のレベル値を、上記背景雑音レベル推定値とし、
上記レベル増加度が閾値を超えると、その時点の直前に上記第３の包絡線信号生成手段から入力した上記第３の包絡線信号のレベル値を、上記背景雑音レベル推定値とし、
上記レベル増加度が閾値を超えてから、所定期間経過後に、再度上記レベル増加度が閾値を超えると、上記背景雑音レベル推定値を補正する
ことを特徴とする背景雑音レベル推定方法。
【請求項８】
入力音声信号に重畳した背景雑音レベルを推定する背景雑音レベル推定装置の背景雑音レベル推定方法において、
第１の包絡線信号生成手段が、第１の時定数により、上記入力音声信号から低域成分の第１の包絡線信号を生成する第１の包絡線信号生成工程と、
第２の包絡線信号生成手段が、上記第１の時定数とは異なる第２の時定数により、上記入力音声信号から低域成分の第２の包絡線信号を生成する第２の包絡線信号生成工程と、
レベル増加度算出手段が、上記第１の包絡線信号と上記第２の包絡線信号とに基づいて、上記入力音声信号のレベル増加度を求めるレベル増加度算出工程と、
第３の包絡線信号生成手段が、上記第１の包絡線信号又は上記第２の包絡線信号から、第３の時定数によって低域成分の第３の包絡線信号を生成する第３の包絡線信号生成工程と、
背景雑音レベル推定手段が、上記レベル増加度算出手段が求めた上記レベル増加度の変化に基づいて音声信号の重畳を検出し、その検出結果に応じて、上記第３の包絡線信号のレベル値を基にして背景雑音レベル推定値を求める背景雑音レベル推定工程と
を有し、
上記第２の包絡線信号生成手段が、上記第１の包絡線信号生成手段から入力された上記第１の包絡線信号と上記入力音声信号とのうち、レベル値の小さい値を選択して、上記第２の時定数を用いて、上記入力音声信号の増加時に即応する第２の包絡線信号を生成する  ことを特徴とする背景雑音レベル推定方法。
【請求項９】
入力音声信号に重畳した背景雑音レベルを推定する背景雑音レベル推定プログラムにおいて、
コンピュータを、
第１の時定数により、上記入力音声信号から低域成分の第１の包絡線信号を生成する第１の包絡線信号生成手段、
上記第１の時定数とは異なる第２の時定数により、上記入力音声信号から低域成分の第２の包絡線信号を生成する第２の包絡線信号生成手段、
上記第１の包絡線信号と上記第２の包絡線信号とに基づいて、上記入力音声信号のレベル増加度を求めるレベル増加度算出手段、
上記第１の包絡線信号又は上記第２の包絡線信号から、第３の時定数によって低域成分の第３の包絡線信号を生成する第３の包絡線信号生成手段、
上記レベル増加度算出手段が求めた上記レベル増加度の変化に基づいて音声信号の重畳を検出し、その検出結果に応じて、上記第３の包絡線信号のレベル値を基にして背景雑音レベル推定値を求める背景雑音レベル推定手段
として機能させ、
上記背景雑音レベル推定手段が、
上記レベル増加度が閾値以下のときには、上記第３の包絡線信号生成手段から入力される上記第３の包絡線信号のレベル値を、上記背景雑音レベル推定値とし、
上記レベル増加度が閾値を超えると、その時点の直前に上記第３の包絡線信号生成手段から入力した上記第３の包絡線信号のレベル値を、上記背景雑音レベル推定値とし、
上記レベル増加度が閾値を超えてから、所定期間経過後に、上記第３の包絡線信号のレベル値が上記背景雑音レベル推定値未満のときには、上記第３の包絡線信号生成手段から入力される上記第３の包絡線信号のレベル値を、上記背景雑音レベル推定値とする
ことを特徴とする背景雑音レベル推定プログラム。
【請求項１０】
入力音声信号に重畳した背景雑音レベルを推定する背景雑音レベル推定プログラムにおいて、
コンピュータを、
第１の時定数により、上記入力音声信号から低域成分の第１の包絡線信号を生成する第１の包絡線信号生成手段、
上記第１の時定数とは異なる第２の時定数により、上記入力音声信号から低域成分の第２の包絡線信号を生成する第２の包絡線信号生成手段、
上記第１の包絡線信号と上記第２の包絡線信号とに基づいて、上記入力音声信号のレベル増加度を求めるレベル増加度算出手段、
上記第１の包絡線信号又は上記第２の包絡線信号から、第３の時定数によって低域成分の第３の包絡線信号を生成する第３の包絡線信号生成手段、
上記レベル増加度算出手段が求めた上記レベル増加度の変化に基づいて音声信号の重畳を検出し、その検出結果に応じて、上記第３の包絡線信号のレベル値を基にして背景雑音レベル推定値を求める背景雑音レベル推定手段
として機能させ、
上記背景雑音レベル推定手段が、
上記レベル増加度が閾値以下のときには、上記第３の包絡線信号生成手段から入力される上記第３の包絡線信号のレベル値を、上記背景雑音レベル推定値とし、
上記レベル増加度が閾値を超えると、その時点の直前に上記第３の包絡線信号生成手段から入力した上記第３の包絡線信号のレベル値を、上記背景雑音レベル推定値とし、
上記レベル増加度が閾値を超えてから、所定期間経過後に、再度上記レベル増加度が閾値を超えると、上記背景雑音レベル推定値を補正する
ことを特徴とする背景雑音レベル推定プログラム。
【請求項１１】
入力音声信号に重畳した背景雑音レベルを推定する背景雑音レベル推定プログラムにおいて、
コンピュータを、
第１の時定数により、上記入力音声信号から低域成分の第１の包絡線信号を生成する第１の包絡線信号生成手段、
上記第１の時定数とは異なる第２の時定数により、上記入力音声信号から低域成分の第２の包絡線信号を生成する第２の包絡線信号生成手段、
上記第１の包絡線信号と上記第２の包絡線信号とに基づいて、上記入力音声信号のレベル増加度を求めるレベル増加度算出手段、
上記第１の包絡線信号又は上記第２の包絡線信号から、第３の時定数によって低域成分の第３の包絡線信号を生成する第３の包絡線信号生成手段、
上記レベル増加度算出手段が求めた上記レベル増加度の変化に基づいて音声信号の重畳を検出し、その検出結果に応じて、上記第３の包絡線信号のレベル値を基にして背景雑音レベル推定値を求める背景雑音レベル推定手段
として機能させ、
上記第２の包絡線信号生成手段が、上記第１の包絡線信号生成手段から入力された上記第１の包絡線信号と上記入力音声信号とのうち、レベル値の小さい値を選択して、上記第２の時定数を用いて、上記入力音声信号の増加時に即応する第２の包絡線信号を生成するものである
ことを特徴とする背景雑音レベル推定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、背景雑音レベル推定装置、方法及びプログラムに関し、例えば、音声信号に重畳している背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定装置、方法及びプログラムに適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電話システムや電話会議システム等の音声通信技術において、背景雑音が重畳している音声信号を検出する際、背景雑音成分のレベルを推定することが求められる。
【０００３】
従来、背景雑音レベル推定技術は、種々の方法があるが、例えば、以下に示すような２種類の方法がある。
【０００４】
第１の方法としては、例えば特許文献５に記載のようにスペクトルサブトラクションなど、音声信号のスペクトル雑音成分を分析して推定する方法がある。例えば、特許文献５には、入力音声信号を、特定の周波数帯域に分割して複数のサブ信号とする。そして、各パワースペクトルを計算して、各パワースペクトルから信号対雑音比を計算し、この信号対雑音比に基づいて雑音成分のレベルを推定するという技術が記載されている。
【０００５】
第２の方法としては、特許文献１、２、３、４に記載のように、所定時間区間を小区間に分割し、各小区間の音声信号のパワーから最低値を求めて、その最低値を背景雑音レベルとみなす方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−８１８１８号公報
【特許文献２】特開平８−３０５３８８号公報
【特許文献３】特開２００２−１９８９１８号公報
【特許文献４】特表２００３−５２９９６０号公報
【特許文献５】特開２００８−２９３０３８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ勧告，Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ  Ｐ．５６，“OBJECTIVE  MEASUREMENT  OF  ACTIVE  SPEECH  LEVEL”
【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、上述した特許文献５に記載されるような第１の方法を、背景雑音レベルのみを推定する技術に実施する場合には、音声信号から直接信号レベルを推定することになるが、入力信号のスペクトル分析を行うことになるので、背景雑音レベルの推定に係る計算量が増大することにより、装置規模が大きくなってしまうという問題がある。
【０００９】
また、上述した特許文献１〜特許文献４に記載されるような第２の方法は、第１の方法と異なりスペクトル分析は必要ないため、背景雑音レベルの推定に係る計算量を削減することが見込まれる。
【００１０】
しかし、第２の方法は、入力信号に対して、常に計測区間ごとの最低値が背景雑音レベルと同じであるという保証はない。例えば、計測区間の全体に音声信号が重畳している場合には、計測区間には音声信号が含まれているから、その最低値が背景雑音レベルとみなすことができないからである。
【００１１】
そのため、第２の方法を用いて背景雑音レベルを推定する場合には、計測区間に音声信号が重畳されているか否かを判断する手段が必要となり、音声信号が重畳されていない状態での計測区間の最低値を背景雑音レベルとみなすことになる。
【００１２】
しかしながら、上記のような第２の方法を行う場合には、計測区間で音声信号を検出する手段が必要となる。
【００１３】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、わずかな処理量や小規模のハードウェアで、効率よく背景雑音レベルを推定することができる背景雑音レベル推定装置、方法及びプログラムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
かかる課題を解決するために、第１〜第３の本発明の背景雑音レベル推定装置は、入力音声信号に重畳した背景雑音レベルを推定する背景雑音レベル推定装置において、（１）第１の時定数により、入力音声信号から低域成分の第１の包絡線信号を生成する第１の包絡線信号生成手段と、（２）第１の時定数とは異なる第２の時定数により、入力音声信号から低域成分の第２の包絡線信号を生成する第２の包絡線信号生成手段と、（３）第１の包絡線信号と第２の包絡線信号とに基づいて、入力音声信号のレベル増加度を求めるレベル増加度算出手段と、（４）第１の包絡線信号又は第２の包絡線信号から、第３の時定数によって低域成分の第３の包絡線信号を生成する第３の包絡線信号生成手段と、（５）レベル増加度算出手段が求めたレベル増加度の変化に基づいて音声信号の重畳を検出し、その検出結果に応じて、第３の包絡線信号のレベル値を基にして背景雑音レベル推定値を求める背景雑音レベル推定手段とを備える。
第１の本発明は、背景雑音レベル推定手段が、（ａ）レベル増加度が閾値以下のときには、第３の包絡線信号生成手段から入力される第３の包絡線信号のレベル値を、背景雑音レベル推定値とし、（ｂ）レベル増加度が閾値を超えると、その時点の直前に第３の包絡線信号生成手段から入力した第３の包絡線信号のレベル値を、背景雑音レベル推定値とし、（ｃ）レベル増加度が閾値を超えてから、所定期間経過後に、第３の包絡線信号のレベル値が背景雑音レベル推定値未満のときには、第３の包絡線信号生成手段から入力される第３の包絡線信号のレベル値を、背景雑音レベル推定値とすることを特徴とする。
第２の本発明は、背景雑音レベル推定手段は、（ｄ）レベル増加度が閾値以下のときには、第３の包絡線信号生成手段から入力される第３の包絡線信号のレベル値を、背景雑音レベル推定値とし、（ｅ）レベル増加度が閾値を超えると、その時点の直前に第３の包絡線信号生成手段から入力した第３の包絡線信号のレベル値を、背景雑音レベル推定値とし、（ｆ）レベル増加度が閾値を超えてから、所定期間経過後に、再度レベル増加度が閾値を超えると、背景雑音レベル推定値を補正することを特徴とする。
第３の本発明は、第２の包絡線信号生成手段が、第１の包絡線信号生成手段から入力された第１の包絡線信号と入力音声信号とのうち、レベル値の小さい値を選択して、第２の時定数を用いて、入力音声信号の増加時に即応する第２の包絡線信号を生成するものであることを特徴とする。
【００１５】
第４〜第６の本発明の背景雑音レベル推定方法は、入力音声信号に重畳した背景雑音レベルを推定する背景雑音レベル推定装置の背景雑音レベル推定方法において、（１）第１の包絡線信号生成手段が、第１の時定数により、入力音声信号から低域成分の第１の包絡線信号を生成する第１の包絡線信号生成工程と、（２）第２の包絡線信号生成手段が、第１の時定数とは異なる第２の時定数により、入力音声信号から低域成分の第２の包絡線信号を生成する第２の包絡線信号生成工程と、（３）レベル増加度算出手段が、第１の包絡線信号と第２の包絡線信号とに基づいて、入力音声信号のレベル増加度を求めるレベル増加度算出工程と、（４）第３の包絡線信号生成手段が、第１の包絡線信号又は第２の包絡線信号から、第３の時定数によって低域成分の第３の包絡線信号を生成する第３の包絡線信号生成工程と、（５）背景雑音レベル推定手段が、レベル増加度算出手段が求めたレベル増加度の変化に基づいて音声信号の重畳を検出し、その検出結果に応じて、第３の包絡線信号のレベル値を基にして背景雑音レベル推定値を求める背景雑音レベル推定工程とを有することを特徴とする。
第４の本発明は、背景雑音レベル推定手段が、（ａ）レベル増加度が閾値以下のときには、第３の包絡線信号生成手段から入力される第３の包絡線信号のレベル値を、背景雑音レベル推定値とし、（ｂ）レベル増加度が閾値を超えると、その時点の直前に第３の包絡線信号生成手段から入力した第３の包絡線信号のレベル値を、背景雑音レベル推定値とし、（ｃ）レベル増加度が閾値を超えてから、所定期間経過後に、第３の包絡線信号のレベル値が背景雑音レベル推定値未満のときには、第３の包絡線信号生成手段から入力される第３の包絡線信号のレベル値を、背景雑音レベル推定値とすることを特徴とする。
第５の本発明は、背景雑音レベル推定手段は、（ｄ）レベル増加度が閾値以下のときには、第３の包絡線信号生成手段から入力される第３の包絡線信号のレベル値を、背景雑音レベル推定値とし、（ｅ）レベル増加度が閾値を超えると、その時点の直前に第３の包絡線信号生成手段から入力した第３の包絡線信号のレベル値を、背景雑音レベル推定値とし、（ｆ）レベル増加度が閾値を超えてから、所定期間経過後に、再度レベル増加度が閾値を超えると、背景雑音レベル推定値を補正することを特徴とする。
第６の本発明は、第２の包絡線信号生成手段が、第１の包絡線信号生成手段から入力された第１の包絡線信号と入力音声信号とのうち、レベル値の小さい値を選択して、第２の時定数を用いて、入力音声信号の増加時に即応する第２の包絡線信号を生成するものであることを特徴とする。
【００１６】
第７〜第９の本発明の背景雑音レベル推定プログラムは、入力音声信号に重畳した背景雑音レベルを推定する背景雑音レベル推定プログラムにおいて、コンピュータを、（１）第１の時定数により、入力音声信号から低域成分の第１の包絡線信号を生成する第１の包絡線信号生成手段、（２）第１の時定数とは異なる第２の時定数により、入力音声信号から低域成分の第２の包絡線信号を生成する第２の包絡線信号生成手段、（３）第１の包絡線信号と第２の包絡線信号とに基づいて、入力音声信号のレベル増加度を求めるレベル増加度算出手段、（４）第１の包絡線信号又は第２の包絡線信号から、第３の時定数によって低域成分の第３の包絡線信号を生成する第３の包絡線信号生成手段、（５）レベル増加度算出手段が求めたレベル増加度の変化に基づいて音声信号の重畳を検出し、その検出結果に応じて、第３の包絡線信号のレベル値を基にして背景雑音レベル推定値を求める背景雑音レベル推定手段として機能させることを特徴とする。
第７の本発明は、背景雑音レベル推定手段が、（ａ）レベル増加度が閾値以下のときには、第３の包絡線信号生成手段から入力される第３の包絡線信号のレベル値を、背景雑音レベル推定値とし、（ｂ）レベル増加度が閾値を超えると、その時点の直前に第３の包絡線信号生成手段から入力した第３の包絡線信号のレベル値を、背景雑音レベル推定値とし、（ｃ）レベル増加度が閾値を超えてから、所定期間経過後に、第３の包絡線信号のレベル値が背景雑音レベル推定値未満のときには、第３の包絡線信号生成手段から入力される第３の包絡線信号のレベル値を、背景雑音レベル推定値とすることを特徴とする。
第８の本発明は、背景雑音レベル推定手段は、（ｄ）レベル増加度が閾値以下のときには、第３の包絡線信号生成手段から入力される第３の包絡線信号のレベル値を、背景雑音レベル推定値とし、（ｅ）レベル増加度が閾値を超えると、その時点の直前に第３の包絡線信号生成手段から入力した第３の包絡線信号のレベル値を、背景雑音レベル推定値とし、（ｆ）レベル増加度が閾値を超えてから、所定期間経過後に、再度レベル増加度が閾値を超えると、背景雑音レベル推定値を補正することを特徴とする。
第９の本発明は、第２の包絡線信号生成手段が、第１の包絡線信号生成手段から入力された第１の包絡線信号と入力音声信号とのうち、レベル値の小さい値を選択して、第２の時定数を用いて、入力音声信号の増加時に即応する第２の包絡線信号を生成するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、わずかな処理量や小規模のハードウェアで、効率よく背景雑音レベルを推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態の背景雑音レベル推定器の内部構成を示す内部構成図である。
【図２】第１の実施形態の背景雑音推定値判定器の内部構成を示す内部構成図である。
【図３】第１の実施形態の包絡線信号ｅｖｓ、ｅｓ及びｅｌとレベル増加度ΔＥの例を示す図
【図４】第１の実施形態の背景雑音推定値判定器による背景雑音レベル推定値の推定方法を示す状態遷移図である。
【図５】第１の実施形態の背景雑音推定値判定器による背景雑音レベルの推定処理結果を例示する図である。
【図６】第２の実施形態の背景雑音レベル推定器の内部構成を示す内部構成図である。
【図７】第２の実施形態の低域ろ波器２１及び低域ろ波器２２の内部構成示す内部構成図である。
【図８】第２の実施形態の低域ろ波器２３の内部構成を示す内部構成図である。
【図９】第２の実施形態の背景雑音推定値判定器による背景雑音レベルの推定処理結果を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（Ａ）第１の実施形態
以下では、本発明の背景雑音レベル推定装置、方法及びプログラムの第１の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態の背景雑音レベル推定器の内部構成を示す内部構成図である。図１において、第１の実施形態の背景雑音レベル推定器１Ａは、絶対値化器１１、低域ろ波器１２、低域ろ波器１３、レベル増加度計算器１４、信号選択器１５、低域ろ波器１６、背景雑音推定値判定器１７を少なくとも有する。
【００２１】
ここで、図１に示す背景雑音レベル推定器１Ａの各構成要素は、ハードウェアで実現されても良いし、コンピュータソフトウェアで実現されても良いし、又は、ハードウェアとソフトウェアとの混成であっても良い。
【００２２】
絶対値化器１１は、入力信号が負数であるときに限り、当該入力信号の符号を反転させ、負数を正数に変換するものである。また、絶対値化器１１は、絶対値化した入力信号を低域ろ波器１２及び低域ろ波器１３に与えるものである。例えば、絶対値化器１１の前段には、入力された音声を復号する復号器等が設けられており、この復号器により復号された信号が絶対値化器１１に入力する。
【００２３】
低域ろ波器１２及び低域ろ波器１３は、絶対値化器１１から出力された信号から、所定の遮断周波数よりも低い低域周波数成分を通過させ、遮断周波数よりも高い高域周波数成分を遮断するものである。
【００２４】
ここで、低域ろ波器１２及び低域ろ波器１３は、絶対値化器１１と共に、音声信号から包絡線信号を抽出するものである。なお、低域ろ波器１２から出力される包絡線信号ｅｖｓを第１の包絡線信号、低域ろ波器１３から出力される包絡線信号ｅｓを第２の包絡線信号ともいう。
【００２５】
包絡線を計算する方法としては、音声信号の局所的な極大値を抽出し、この局大値を接続することにより得られる。つまり、絶対値化された信号が、高域周波数成分を遮断する低域ろ波器１２及び低域ろ波器１３を通過し、極大値を接続することにより包絡線が得られる。
【００２６】
また、低域ろ波器１２及び低域ろ波器１３は、遮断周波数は同じであるが、時定数が異なる。ここでは、低域ろ波器１２の時定数（第１の時定数ともいう）は、低域ろ波器１３の時定数（第２の時定数ともいう）よりも小さい（短い）ものとする。そのため、低域ろ波器１２は、低域ろ波器１３よりも応答性が速くなる。
【００２７】
低域ろ波器１２及び低域ろ波器１３の各時定数の設定については、後述するレベル増加度計算器１４が、重畳する音声信号の急増を敏感に検出できるように設定することが望まれる。
【００２８】
さらに、低域ろ波器１２及び低域ろ波器１３は、包絡線信号ｅｖｓ及びｅｖを、レベル増加度計算器１４及び信号選択器１５に与えるものである。
【００２９】
レベル増加度計算器１４は、低域ろ波器１２及び低域ろ波器１３から出力される包絡線信号ｅｖｓ及びｅｓに基づいて、入力信号に含まれる音声信号レベルの増加度を計算するものである。また、レベル増加度計算器１４は、求めた音声信号レベルの増加度ΔＥを背景雑音推定値判定器１７に与えるものである。
【００３０】
ここで、レベル増加度計算器１４による音声信号レベルの増加度ΔＥの算出方法は、例えば、式（１）に示すように包絡線信号ｅｖｓのレベルと包絡線信号ｅｓのレベルとの比をとることで求める。
【００３１】
ΔＥ＝ｅｖｓ／ｅｓ          …（１）
つまり、上述したように、低域ろ波器１２は、低域ろ波器１３よりも時定数が小さい（短い）ので、応答性が速い。そのため、入力信号に含まれる音声信号の増減に対して、包絡線信号ｅｖｓの方が包絡線信号ｅｓよりも反応しやすくなる。
【００３２】
レベル増加度ΔＥは、式（１）に示すように、ｅｖｓとｅｓとの比で求められるので、入力信号に含まれる音声信号が急増すると、これに反応して包絡線信号ｅｖｓも急増するので、ΔＥは大きくなる特性がある。
【００３３】
信号選択器１５は、低域ろ波器１２及び低域ろ波器１３から出力された低域周波数成分の信号ｅｖｓ及びｅｓを入力し、信号ｅｖｓ又はｅｓのいずれかの信号を選択して、低域ろ波器１６に出力するものである。
【００３４】
ここで、信号選択器１５による信号の選択方法は、例えば、予め選択する信号を決定しておくようにしても良いし、又例えば、信号ｅｖｓと信号ｅｓのうち、レベル値の小さい信号を選択するようにしても良い。
【００３５】
低域ろ波器１６は、信号選択器１５から出力された信号に対して、所定の遮断周波数よりも小さい低域周波数成分を通過させ、遮断周波数よりも大きい高域周波数成分を遮断するものである。低域ろ波器１６は、低域周波数成分である包絡線信号ｅｌを、背景雑音推定値判定器１７に与えるものである。なお、低域ろ波器１６から出力される包絡線信号ｅｌを第３の包絡線信号ともいう。
【００３６】
ここで、低域ろ波器１６の時定数（第３の時定数ともいう）は、低域ろ波器１３の時定数よりも大きい。すなわち、低域ろ波器１２、１３及び１６の時定数は、低域ろ波器１２、低域ろ波器１３、低域ろ波器１６の順に大きくなる。
【００３７】
なお、低域ろ波器１６の時定数は、低域ろ波器１２及び低域ろ波器１３の時定数に比べて大きく設定するようにしても良い。これは、低域ろ波器１２及び低域ろ波器１３については、音声信号の急激な増加（レベル増加度ΔＥの増加）を捉えるために、低域ろ波器１２及び低域ろ波器１３の時定数を異なるように設定するのに対して、低域ろ波器１６については、背景雑音レベルを推定するために設定するからである。言い換えれば、低域ろ波器１２及び低域ろ波器１３の時定数の差をΔτ１とし、低域ろ波器１３及び低域ろ波器１６の時定数の差をΔτ２とすると、Δτ１＜Δτ２の関係にある。
【００３８】
背景雑音推定値判定器１７は、レベル増加度計算器１４からレベル増加度ΔＥと、低域ろ波器１６から出力される包絡線信号ｅｌとを入力し、レベル増加度ΔＥ及び包絡線信号ｅｌの状態に基づいて入力信号に音声信号が含まれるか否かを判定し、その判定結果に応じて、包絡線信号ｅｌのパワー値を基にして背景雑音レベル推定値を求めるものである。
【００３９】
図２は、背景雑音推定値判定器１７の内部構成を示す内部構成図である。図２において、背景雑音推定値判定器１７は、レベル増加度監視部１７１、低域周波数成分レベル監視部１７２、背景雑音レベル推定部１７３、タイマ１７４を少なくとも有する。
【００４０】
レベル増加度監視部１７１は、レベル増加度計算器１４からのレベル増加度ΔＥを受け取り、レベル増加度ΔＥが閾値Ｅｔｈを超えるか否かの監視を行うものである。レベル増加度ΔＥが閾値Ｅｔｈを超えた場合、入力信号に含まれる音声信号が急増したとみなすことができる。
【００４１】
低域周波数成分レベル監視部１７２は、低域ろ波器１６からの包絡線信号ｅｌを受け取り、この包絡線信号ｅｌのレベルの値を監視するものである。
【００４２】
背景雑音レベル推定部１７３は、背景雑音レベル推定値ｃｊを推定するものである。背景雑音レベル推定部１７３は、レベル増加度ΔＥに基づいて重畳する音声信号の増加を判定すると共に、包絡線信号ｅｌに基づいて、背景雑音レベル推定値ｃｊを推定する。具体的な、背景雑音レベルの推定方法については、動作の項で詳細に説明する。
【００４３】
タイマ１７４は、所定のハングオーバタイムを計時するものである。
【００４４】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態の背景雑音レベル推定器１Ａにおける背景雑音レベル推定処理の動作を図面を参照しながら説明する。
【００４５】
まず、入力信号が絶対値化器１１に入力すると、絶対値化器１１により、入力信号に含まれる負の極性が正の極性に反転された信号に変換される。そして、絶対値化された信号は低域ろ波器１２及び低域ろ波器１３に出力される。
【００４６】
低域ろ波器１２及び低域ろ波器１３のそれぞれにおいて、絶対値化された信号の高域周波数成分が遮断され、音声信号の包絡線が抽出される。この音声信号の抽出方法は、種々の方法を広く適用することができ、例えば非特許文献１に記載の方法を用いることができる。
【００４７】
また、低域ろ波器１２及び低域ろ波器１３により抽出された包絡線信号ｅｖｓ及びｅｓはそれぞれ、レベル増加度計算器１４及び信号選択器１５に与えられる。
【００４８】
レベル増加度計算器１４では、包絡線信号ｅｖｓ及びｅｓに基づいて、例えば式（１）に従ってレベル増加度ΔＥが求められ、求められたレベル増加度ΔＥは背景雑音推定値判定器１７に与えられる。
【００４９】
一方、信号選択器１５では、包絡線信号ｅｖｓ及びｅｓのいずれかが選択され、低域ろ波器１６に与えられる。低域ろ波器１６では、信号選択器１５からの出力信号のうち高域周波数成分が遮断され、低域ろ波器１６から出力される包絡線信号ｅｌが背景雑音推定値判定器１７に与えられる。
【００５０】
ここで、図３は、包絡線信号ｅｖｓ、ｅｓ及びｅｌとレベル増加度ΔＥの例を示す図である。図３（Ａ）は、包絡線信号ｅｖｓ及びｅｓの変動を示し、図３（Ｂ）は、包絡線信号ｅｌの変動を示し、図３（Ｃ）は、レベル増加度ΔＥの変動を示す。
【００５１】
図３（Ａ）に示すように、低域ろ波器１３の時定数は、低域ろ波器１２の時定数よりも大きい（長い）ので、低域ろ波器１２の方が低域ろ波器１３よりも応答性がよく、入力信号の増減変化に対して、低域ろ波器１２からの包絡線信号ｅｖｓの方が、低域ろ波器１３からの包絡線信号ｅｓよりも、鋭敏に反応していることがわかる。
【００５２】
また、図３（Ｃ）において、レベル増加度ΔＥは、例えば包絡線信号ｅｖｓとｅｓとの比で求まるものであるから、入力信号のレベルの増減が比較的少ない時点では、レベル増加度ΔＥは小さい値であることがわかる。一方、入力信号のレベルが急激に変化（比較的大きく変化）した時点のレベル増加度ΔＥは、包絡線信号ｅｖｓの方が包絡線信号ｅｓよりも反応性がよいので、急激に増大していることがわかる。
【００５３】
さらに、図３（Ｂ）において、低域ろ波器１６の時定数は、低域ろ波器１２及び低域ろ波器１３の時定数よりも大きいので、低域ろ波器１６の応答性は、低域ろ波器１２及び１３に比べて遅いので、入力信号のレベルの変化に対して、包絡線信号ｅｌは、包絡線信号ｅｖｓ及びｅｓと比較して滑らかに変化していることがわかる。
【００５４】
次に、背景雑音推定値判定器１７では、レベル増加度ΔＥ及び包絡線信号ｅｌの状態に応じて、重畳する音声信号が含まれるか否かを判定し、その判定結果に応じて、背景雑音レベル推定値ｃｊが求められる。
【００５５】
図４は、背景雑音推定値判定器１７による背景雑音レベル推定値ｃｊの推定方法を示す状態遷移図である。
【００５６】
まず、背景雑音推定値判定器１７は、「状態０」において、音声信号が重畳していないとみなし、低域ろ波器１６からの包絡線信号ｅｌを、背景雑音レベル推定値ｃｊとして、そのまま出力する。
【００５７】
その後、背景雑音推定値判定器１７は、レベル増加度ΔＥが閾値Ｅｔｈより大きくなると（ΔＥ＞Ｅｔｈ）、包絡線信号に音声信号が重畳したと判定する。
【００５８】
この場合、背景雑音推定値判定器１７は、レベル増加度ΔＥが閾値Ｅｔｈを超えた時点での包絡線信号ｅｌの値を保持し、背景雑音レベル推定値ｃｊの変更を停止する。背景雑音推定値判定器１７は、この時点での包絡線信号ｅｌの値を、背景雑音レベル推定値ｃｊとして出力する。
【００５９】
そして、背景雑音推定値判定器１７は、「状態０」から「状態１」に遷移し、背景雑音レベル推定値ｃｊの変更を行わない。すなわち、背景雑音推定値判定器１７は、ΔＥ＞Ｅｔｈとなった時点の包絡線信号ｅｌを、背景雑音レベル推定値ｃｊとして出力することを続行する。
【００６０】
「状態０」から「状態１」に遷移したときの状態は、背景雑音推定値判定器１７に入力する包絡線信号ｅｌの値が増加している状態である。
【００６１】
その後、背景雑音推定値判定器１７では、包絡線信号ｅｌの値を監視しており、「状態０」から「状態１」に遷移してから一定時間後（ハングオーバタイム）に、包絡線信号ｅｌが減少したことを検出したとき、「状態１」から「状態２」に遷移する。
【００６２】
「状態２」の状態では、背景雑音推定値判定器１７は、背景雑音レベル推定値ｃｊの変更を行わない。すなわち、「状態２」においても、背景雑音推定値判定器１７は、ΔＥ＞Ｅｔｈとなった時点の包絡線信号ｅｌを、背景雑音レベル推定値ｃｊとして出力することを続行する。
【００６３】
そして、「状態２」において、入力される包絡線信号ｅｌの値が、背景雑音レベル推定値ｃｊよりも下回った場合、背景雑音推定値判定器１７は、「状態２」から「状態０」に遷移し、背景雑音レベル推定値ｃｊの固定を解除する。すなわち、背景雑音推定値判定器１７は、入力された包絡線信号ｅｌの値を、背景雑音レベル推定値ｃｊとして出力する。
【００６４】
ただし、「状態２」から「状態０」への状態遷移が成立するのは、背景雑音レベルがほぼ一定のときであり、背景雑音レベルが少しずつ増加している場合、包絡線信号ｅｌが背景雑音レベル推定値ｃｊよりも大きい値を示し続けるため、背景雑音レベル推定値ｃｊの固定が解除されず、背景雑音の実際のレベルと推定値との間に大きな誤差が生じ得る。
【００６５】
そこで、背景雑音推定値判定器１７は、「状態２」において、レベル増加度△Ｅが閾値Ｅｔｈを超えているとき、その時点における背景雑音レベル推定値ｃｊに係数α（α＞１）を掛けて得られた値を新たな背景雑音レベル推定値ｃｊとして更新する。これにより、背景雑音のレベルが少しずつ増加する場合でも、背景雑音レベル推定値ｃｊを、実際の背景雑音レベルに近づけることができる。同時に、背景雑音推定値判定器１７は、「状態２」から「状態１に遷移する。
【００６６】
また、「状態２」の状態が長時間続く場合は、音声信号が重畳していないことが予想され得る。そのため、背景雑音推定値判定器１７は、一定時間経過後に、「状態２」から「状態０」に遷移し、再度、背景雑音レベル推定値ｃｊを求める。
【００６７】
図５は、背景雑音推定値判定器１７による背景雑音レベルの推定処理結果を例示する図である。図５（Ａ）は、包絡線信号ｅｌと実際の背景雑音と背景雑音レベル推定値ｃｊとの関係を示し、図５（Ｂ）は、レベル増加度ΔＥの変動を示し、図５（Ｃ）は、背景雑音推定値判定器１７の状態を示す。なお、図５（Ｂ）の例では、閾値Ｅｔｈを「４」とする場合を例示する。
【００６８】
図５（Ｂ）に示すように、Ｔ０からＴ１までの期間ではレベル増加度ΔＥが閾値Ｅｔｈを超えていないので、背景雑音推定値判定器１７は「状態０」の状態にある（図５（Ｃ）参照）。従って、図５（Ａ）に示すように、背景雑音推定値判定器１７は、入力された包絡線信号ｅｌを、背景雑音レベル推定値ｃｊとして出力する。
【００６９】
Ｔ１の時点で、レベル増加度ΔＥが閾値Ｅｔｈを超える（図５（Ｂ）参照）。背景雑音推定値判定器１７は、背景雑音レベル推定値ｃｊの変更を停止し、図５（Ｃ）に示すように、「状態０」から「状態１」に遷移する。また、背景雑音推定値判定器１７は、図５（Ａ）に示すように、Ｔ１時点での包絡線信号ｅｌを、背景雑音レベル推定値ｃｊとして出力する。
【００７０】
Ｔ１から一定時間経過したＴ２の時点では、図５（Ａ）に示すように、包絡線信号ｅｌの値が直前の値よりも減少するので、背景雑音推定値判定器１７は、図５（Ｃ）に示すように、「状態１」から「状態２」に遷移する。このとき、背景雑音推定値判定器１７は、背景雑音レベル推定値ｃｊの変更を行わないので、背景雑音レベル推定値ｃｊは、Ｔ１の時点の包絡線信号ｅｌの値である。
【００７１】
その後、Ｔ３では、図５（Ｂ）に示すように、レベル増加度ΔＥが閾値Ｅｔｈを超えるので、背景雑音推定値判定器１７は、図５（Ｃ）に示すように、「状態２」から「状態１」に遷移する。このとき、背景雑音推定値判定器１７は、背景雑音レベル推定値ｃｊに係数αを掛けた値を、新たな背景雑音レベル推定値ｃｊとして出力する。
【００７２】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
上記のように、第１の実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
【００７３】
第１の実施形態によれば、音声信号の包絡線から背景雑音レベルの推定を実施している。２つの低域ろ波器の出力から重畳する音声信号のレベル急増を検知するため、スペクトル変換と比較して演算量の低減が可能である。また、瞬間的な値から背景雑音レベル推定を実施することができるので、リアルタイム処理への適用が容易である。
【００７４】
また、第１の実施形態によれば、音声信号が重畳しているか否かをレベル急増で判定する。一定時間ごとの最低値を背景雑音推定値とする方法に比べて音声信号重畳の条件が明確であるため、同程度の処理量で背景雑音レベル推定値の精度を向上させることができる。
【００７５】
さらに、第１の実施形態によれば、包絡線の大きさだけでなく、レベル急増を検出することにより背景雑音が微増もしくは微減しているときでも、背景雑音レベル推定値を微増・微減に追従させることができる。
【００７６】
さらにまた、第１の実施形態によれば、音声信号そのものではなく、包絡線から背景雑音レベル推定を実施するためデータの間引きが可能になる。そのため、音声信号から直接推定するよりも処理量を軽減させることができる。
【００７７】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明の背景雑音レベル推定装置、方法及びプログラムの第２の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００７８】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成及び動作
図６は、第２の実施形態の背景雑音レベル推定器の内部構成を示す内部構成図である。図６において、第２の実施形態の背景雑音レベル推定器１Ｂは、絶対値化器１１、低域ろ波器２１、低域ろ波器２２、レベル増加度計算器１４、低域ろ波器２３、背景雑音推定値判定器１７を少なくとも有する。
【００７９】
第２の実施形態が、第１の実施形態と異なる点は、図１に示す３個の低域ろ波器１２、１３及び１６に代えて低域ろ波器２１、２２及び２３を備える点と、図１に示す信号選択器１５を削除する点とである。
【００８０】
低域ろ波器２１は、第１の実施形態と同様に、絶対値化器１１からの出力信号を受け取り、遮断周波数より高い高域周波数成分を遮断して包絡線信号ｅｖｓを抽出するものである。第１の実施形態と異なる点は、低域ろ波器２１は、抽出した包絡線信号ｅｖｓを、レベル増加度計算器１４及び低域ろ波器２２に与える点である。
【００８１】
低域ろ波器２２は、絶対値化器１１からの出力信号と、低域ろ波器２１からの包絡線信号ｅｖｓとを入力する。低域ろ波器２２は、絶対値化器１１からの出力信号と包絡線信号ｅｖｓとのレベル値を比較してレベル値が小さい値を選択し、その選択した信号に対して、高域周波数成分を遮断して包絡線信号ｅｓを抽出するものである。また、低域ろ波器２２は、包絡線信号ｅｓを、レベル増加度計算器１４及び低域ろ波器２３に与えるものである。
【００８２】
ここで、低域ろ波器２１及び低域ろ波器２２における処理を図７を参照しながら説明する。図７は、低域ろ波器２１及び低域ろ波器２２の内部構成を示す内部構成図である。
【００８３】
図７に示すように、低域ろ波器２１は、絶対値化器１１からの出力信号を定数倍する乗算器２１１、遅延部２１２、遅延部２１２からの信号を定数倍する乗算器２１３、乗算器２１１と乗算器２１３からの出力信号を加算する加算器２１４を少なくとも有する。
【００８４】
また、低域ろ波器２２は、絶対値化器１１からの出力信号を定数倍する乗算器２２１、最小値選択部２２２、最小値選択部２２２からの出力信号に遅延を与える遅延部２２３、遅延部２２３からの信号を定数倍する乗算器２２４、乗算器２２１と乗算器２２４からの出力信号を加算する加算器２２５を少なくとも有する。
【００８５】
図７において、低域ろ波器２２の最小値選択部２２２は、低域ろ波器２１からの包絡線信号ｅｖｓと乗算器２２１からの出力信号のうち、レベル値の小さい値を選択する。これにより、最小値選択部２２２により選択された値を基にした包絡線信号ｅｓを抽出することができる。その結果、信号レベルの増加に対しては緩く応答し、信号レベルの減少に対しては急峻な応答となる。
【００８６】
そのため、レベル増加度計算器１４により求められるレベル増加度ΔＥは、音声信号の急増時には急激に増大し、それ以外のときには「１」に近い値となる。
【００８７】
低域ろ波器２３は、低域ろ波器２１からの包絡線信号ｅｖｓと、低域ろ波器２２からの包絡線信号ｅｓとを入力するものである。低域ろ波器２３は、包絡線信号ｅｖｓと包絡線信号ｅｓとのうち小さい値を選択して、高域周波数成分を遮断して抽出した包絡線信号ｅｌを背景雑音推定値判定器１７に与えるものである。
【００８８】
図８は、低域ろ波器２３の内部構成を示す内部構成図である。図８において、低域ろ波器２３は、包絡線信号ｅｓを定数倍する乗算器２３１、最小値選択部２３２、最小値選択部２３２からの出力信号を遅延させる遅延部２３３、遅延部２３３からの信号を定数倍する乗算器２３４、乗算器２３１と乗算器２３４からの信号を加算する加算器２３５を少なくとも有する。
【００８９】
図８において、最小値選択部２３２は、包絡線信号ｅｖｓと、乗算器２３１から出力される包絡線信号ｅｓとのうち小さい値を選択して包絡線信号ｅｌを出力するものである。これにより、第１の実施形態で説明した信号選択器１５を省略することができる。
【００９０】
図９は、背景雑音推定値判定器１７による背景雑音レベルの推定処理結果を例示する図である。図９（Ａ）は、包絡線信号ｅｖｓ及びｅｓの変動を示し、図９（Ｂ）は、レベル増加度ΔＥの変動を示し、図９（Ｃ）は、包絡線信号ｅｌと背景雑音レベル推定値ｃｊと実際の背景雑音との関係を示す。
【００９１】
図９（Ａ）において、低域ろ波器２２は、上述したように絶対値化器１１からの出力信号と包絡線信号ｅｖｓとのうち小さい値を選択するため、包絡線信号ｅｓは、信号レベルの増加時には緩く応答し、信号レベルの減少時には急峻に応答している。信号レベルの増加時には、包絡線信号ｅｖｓと包絡線信号ｅｓとのレベル値に差が生じていることがわかる。
【００９２】
そのため、図９（Ｂ）に示すように、レベル増加度ΔＥは、音声信号の増加時には、急激に増大していることがわかり、それ以外のときには「１」付近であることがわかる。
【００９３】
また、図９（Ｃ）において、Ｔ１においてレベル増加度ΔＥ＞閾値Ｅｔｈを超えると、その時点の包絡線信号ｅｌの値を背景雑音レベル推定値ｃｊとして出力する。
【００９４】
（Ｂ−２）第２の実施形態の効果
以上のように、第２の実施形態によれば、信号レベル増加に対しては緩く応答し、信号レベル減少に対しては急峻な応答となる特性を低域ろ波器に持たせることにより、第１の実施形態よりも、背景雑音レベル推定値を音声信号に反応させやすくすることができる。これにより、音声が重畳している状態と背景雑音のみの状態を明確に区別できるようになる。
【００９５】
（Ｃ）他の実施形態
第１及び第２の実施形態で説明した背景雑音レベル推定器は、背景雑音と音声信号が混合した状態における背景雑音レベルの推定値を測定する条件下において適用可能である。
【００９６】
例えば、主な適用例として、電話会議における会議参加者のアクティビティを検知する手段、電話回線など高速かつ低処理量が要求される場面における背景雑音推定器、スペクトルサブトラクションなどの雑音抑圧処理における音声信号の混入の識別手段などが挙げられる。
【符号の説明】
【００９７】
１Ａ及び１Ｂ…背景雑音レベル推定器、１１…絶対値化器、
１２、１３、１６、２１、２２及び２３…低域ろ波器、１４…レベル増加度計算器、
１５…信号選択器、１７…背景雑音推定値判定器、
１７１…レベル増加度監視部、１７２…低域周波数成分レベル監視部、１７４…タイマ、
１７３…背景雑音レベル推定部。
【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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