(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された音声信号を受け付ける第１の音声受付手段と、
前記第１の音声受付手段により受け付けられた音声信号に基づいて、その音声信号が表す音声の大きさを表す第１のパワーを周波数毎に算出する第１のパワー算出手段と、
周波数と、その周波数に対して前記算出された第１のパワーをその周波数に対して定められた基準パワーに近づけるための補正係数と、の関係を規定する連続関数である補正関数を推定する補正関数推定手段と、
周波数毎に、前記推定された補正関数により規定される関係に従って取得される補正係数を、前記算出された第１のパワーに乗じることにより、当該第１のパワーを補正するパワー補正手段と、を備え、
前記補正関数は、周波数を変数とする多項式関数である信号補正装置。
【請求項２】
請求項１に記載の信号補正装置であって、
前記補正関数推定手段は、前記補正された第１のパワーと、前記基準パワーと、の差を二乗した値の、所定の周波数の範囲にわたる和を最小とする前記補正関数を推定するように構成された信号補正装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の信号補正装置であって、
入力された音声信号を受け付ける第２の音声受付手段と、
前記第２の音声受付手段により受け付けられた音声信号に基づいて、その音声信号が表す音声の大きさを表す第２のパワーを周波数毎に算出する第２のパワー算出手段と、
を備え、
前記補正関数推定手段は、前記算出された第２のパワーを前記基準パワーとして用いるように構成された信号補正装置。
【請求項４】
請求項３に記載の信号補正装置であって、
前記第１のパワー算出手段は、前記第１の音声受付手段により受け付けられた音声信号を所定のフレーム間隔毎に分割し、当該分割された各部分に対して前記第１のパワーを周波数毎に算出するように構成され、
前記第２のパワー算出手段は、前記第２の音声受付手段により受け付けられた音声信号を前記フレーム間隔毎に分割し、当該分割された各部分に対して前記第２のパワーを周波数毎に算出するように構成され、
前記信号補正装置は、更に、
前記第１のパワー算出手段により前記音声信号の各部分に対して算出された第１のパワーを平均した第１の時間平均パワーを算出する第１の時間平均パワー算出手段と、
前記第２のパワー算出手段により前記音声信号の各部分に対して算出された第２のパワーを平均した第２の時間平均パワーを算出する第２の時間平均パワー算出手段と、
を備え、
前記補正関数推定手段は、周波数と、その周波数に対して前記算出された第１の時間平均パワーをその周波数に対して前記算出された第２の時間平均パワーに近づけるための補正係数と、の関係を規定する前記補正関数を推定するように構成された信号補正装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の信号補正装置であって、
入力された音声信号を受け付ける複数の音声受付手段を備え、
前記第２のパワー算出手段は、前記音声受付手段毎に、当該音声受付手段により受け付けられた音声信号に基づいて、その音声信号が表す音声の大きさを表すパワーを周波数毎に算出し、当該各音声受付手段に対して算出したパワーを平均した平均パワーを前記第２のパワーとして算出するように構成された信号補正装置。
【請求項６】
請求項１又は請求項２に記載の信号補正装置であって、
前記補正関数推定手段は、予め記憶された値を前記基準パワーとして用いるように構成された信号補正装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の信号補正装置であって、
前記補正関数推定手段は、前記第１の音声受付手段により受け付けられた音声信号が表す音声が白色雑音である場合、前記補正関数を推定するように構成された信号補正装置。
【請求項８】
入力された音声信号を受け付ける第１の音声受付手段により受け付けられた音声信号に基づいて、その音声信号が表す音声の大きさを表す第１のパワーを周波数毎に算出し、
周波数と、その周波数に対して前記算出された第１のパワーをその周波数に対して定められた基準パワーに近づけるための補正係数と、の関係を規定する連続関数である補正関数を推定し、
周波数毎に、前記推定された補正関数により規定される関係に従って取得される補正係数を、前記算出された第１のパワーに乗じることにより、当該第１のパワーを補正し、
前記補正関数は、周波数を変数とする多項式関数である信号補正方法。
【請求項９】
請求項８に記載の信号補正方法であって、
前記補正された第１のパワーと、前記基準パワーと、の差を二乗した値の、所定の周波数の範囲にわたる和を最小とする前記補正関数を推定するように構成された信号補正方法。
【請求項１０】
情報処理装置に、
入力された音声信号を受け付ける第１の音声受付手段により受け付けられた音声信号に基づいて、その音声信号が表す音声の大きさを表す第１のパワーを周波数毎に算出する第１のパワー算出手段と、
周波数と、その周波数に対して前記算出された第１のパワーをその周波数に対して定められた基準パワーに近づけるための補正係数と、の関係を規定する連続関数である補正関数を推定する補正関数推定手段と、
周波数毎に、前記推定された補正関数により規定される関係に従って取得される補正係数を、前記算出された第１のパワーに乗じることにより、当該第１のパワーを補正するパワー補正手段と、を実現させ、
前記補正関数は、周波数を変数とする多項式関数である信号補正プログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の信号補正プログラムであって、
前記補正関数推定手段は、前記補正された第１のパワーと、前記基準パワーと、の差を二乗した値の、所定の周波数の範囲にわたる和を最小とする前記補正関数を推定するように構成された信号補正プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力された音声信号を補正する信号補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のマイクロフォンを備え、各マイクロフォンを介して入力された音声信号を受け付ける音声信号処理システムが知られている。この種の音声信号処理システムにおいては、同一の音声が各マイクロフォンに対して入力された場合であっても、各マイクロフォンを介して受け付けられた音声信号が表す音声の大きさを表すパワー（音声信号のパワー）が、マイクロフォンの固体差及び経年劣化の程度、又は、伝送系統（配線等）の相違等により、相違することがある。【０００３】
そこで、この種の音声信号処理システムは、周波数毎に、各マイクロフォンを介して受け付けられた音声信号のパワーを基準となる基準パワーに近づけるために補正係数を設定し、各マイクロフォンを介して受け付けられた音声信号のパワーを、当該設定された補正係数に基づいて補正する信号補正装置を用いる（例えば、特許文献１を参照）。【０００４】
この信号補正装置は、あるマイクロフォンを介して入力された音声信号を受け付け、受け付けた音声信号のパワーを周波数毎に算出する。次いで、信号補正装置は、基準となる基準パワー（例えば、各マイクロフォンを介して入力された音声信号のパワーの平均値）と算出されたパワーとの比を周波数毎に算出し、算出した比に応じて補正係数を設定する。そして、信号補正装置は、設定された補正係数に基づいて、受け付けられた音声信号のパワーを補正する。これにより、周波数毎に、受け付けられた音声信号のパワーを基準パワーに近づけることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−６８１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記信号補正装置においては、何らかの理由により（例えば、入力される音声信号に雑音が重畳することにより、又は、入力される音声信号の伝播に伴う遅延時間が過大であることにより）、ある周波数において、他の周波数よりも過度に大きい（又は、小さい）パワーを有する音声信号が入力される場合がある。このような場合、この周波数に対して設定される補正係数は、過小（又は、過大）となってしまう。即ち、このような場合、この周波数にて、受け付けられた音声信号のパワーを基準パワーに十分に近づけることができない。【０００７】
このため、本発明の目的は、上述した課題である「入力された音声信号のパワーを基準パワーに十分に近づけることができないこと」を解決することが可能な信号補正装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するため本発明の一形態である信号補正装置は、
入力された音声信号を受け付ける第１の音声受付手段と、
上記第１の音声受付手段により受け付けられた音声信号に基づいて、その音声信号が表す音声の大きさを表す第１のパワーを周波数毎に算出する第１のパワー算出手段と、
周波数と、その周波数に対して上記算出された第１のパワーをその周波数に対して定められた基準パワーに近づけるための補正係数と、の関係を規定する連続関数である補正関数を推定する補正関数推定手段と、
周波数毎に、上記推定された補正関数により規定される関係に従って取得される補正係数を、上記算出された第１のパワーに乗じることにより、当該第１のパワーを補正するパワー補正手段と、
を備える。【０００９】
また、本発明の他の形態である信号補正方法は、
入力された音声信号を受け付ける第１の音声受付手段により受け付けられた音声信号に基づいて、その音声信号が表す音声の大きさを表す第１のパワーを周波数毎に算出し、
周波数と、その周波数に対して上記算出された第１のパワーをその周波数に対して定められた基準パワーに近づけるための補正係数と、の関係を規定する連続関数である補正関数を推定し、
周波数毎に、上記推定された補正関数により規定される関係に従って取得される補正係数を、上記算出された第１のパワーに乗じることにより、当該第１のパワーを補正する、方法である。【００１０】
また、本発明の他の形態である信号補正プログラムは、
情報処理装置に、
入力された音声信号を受け付ける第１の音声受付手段により受け付けられた音声信号に基づいて、その音声信号が表す音声の大きさを表す第１のパワーを周波数毎に算出する第１のパワー算出手段と、
周波数と、その周波数に対して上記算出された第１のパワーをその周波数に対して定められた基準パワーに近づけるための補正係数と、の関係を規定する連続関数である補正関数を推定する補正関数推定手段と、
周波数毎に、上記推定された補正関数により規定される関係に従って取得される補正係数を、上記算出された第１のパワーに乗じることにより、当該第１のパワーを補正するパワー補正手段と、
を実現させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、以上のように構成されることにより、入力された音声信号のパワーを補正することにより、その音声信号のパワーを高い精度にて基準パワーに近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る信号補正装置の機能の概略を表すブロック図である。
【図２】図１に示した信号補正装置のＣＰＵが実行する信号補正プログラムを示したフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態の変形例に係る信号補正装置の機能の概略を表すブロック図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る信号補正装置の機能の概略を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る、信号補正装置、信号補正方法、及び、信号補正プログラム、の各実施形態について図１〜図４を参照しながら説明する。
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１に示したように、第１実施形態に係る信号補正装置１は、情報処理装置である。信号補正装置１は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ；Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、記憶装置（メモリ及びハードディスク駆動装置（ＨＤＤ））、及び、入力装置を備える。
【００１５】
入力装置は、複数（本例では、Ｌ＋１個（Ｌは整数））のマイクロフォンＭＣ１，…，ＭＣｋ，…，ＭＣＬ，ＭＣＲ（ここで、ｋは、１〜Ｌの整数）と接続されている。各マイクロフォンは、周囲の音声を集音し、集音した音声を表す音声信号を入力装置へ出力する。入力装置は、各マイクロフォンから出力された音声信号を受け付ける。なお、入力装置及びマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣＬ，ＭＣＲは、音声受付手段を構成している。また、入力装置及びマイクロフォンＭＣｋは、第１の音声受付手段を構成している。更に、入力装置及びマイクロフォンＭＣＲは、第２の音声受付手段を構成している。
【００１６】
上記のように構成された信号補正装置１の機能は、信号補正装置１のＣＰＵが後述する図２に示したフローチャートにより表されるプログラム等を実行することにより、実現される。なお、この機能は、論理回路等のハードウェアにより実現されていてもよい。
【００１７】
この信号補正装置１は、複数のマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣＬのそれぞれに対して、同様に作動する。従って、以下、複数のマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣＬのうちの任意の１つであるマイクロフォンＭＣｋに対する、信号補正装置１の機能及び作動について説明する。
【００１８】
この信号補正装置１の機能は、第１のパワー算出部（第１のパワー算出手段）１１と、パワー補正部（パワー補正手段）１２と、第２のパワー算出部（第２のパワー算出手段）１３と、第１の時間平均パワー算出部（第１の時間平均パワー算出手段）１４と、第２の時間平均パワー算出部（第２の時間平均パワー算出手段）１５と、補正関数推定部（補正関数推定手段）１６と、補正関数記憶部１７と、を含む。
【００１９】
第１のパワー算出部１１は、マイクロフォンＭＣｋから入力された音声信号に対してＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換処理を行うことにより、音声信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
【００２０】
更に、第１のパワー算出部１１は、変換後の音声信号を所定の（本例では、一定の）フレーム間隔毎に分割する。第１のパワー算出部１１は、以下の処理を、分割された音声信号の各部分（フレーム信号）に対して行う。
【００２１】
第１のパワー算出部１１は、フレーム信号に対して、所定の前処理（例えば、プリエンファシス処理、及び、窓関数をかける窓掛け処理等）を行う。次いで、第１のパワー算出部１１は、フレーム信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ；Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を行うことにより、周波数領域におけるフレーム信号（実数部と虚数部とからなる複素数）を取得する。
【００２２】
そして、第１のパワー算出部１１は、周波数毎に、取得されたフレーム信号の実数部を二乗した値と、取得されたフレーム信号の虚数部を二乗した値と、の和をパワー（第１のパワー）として算出する。
【００２３】
例えば、デジタル信号として、サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚであり且つ１６ビットにて量子化された信号が用いられた場合において、フレーム間隔が１０ｍｓであり、且つ、１０２４点でＦＦＴ処理を行った場合、約４３Ｈｚ毎のパワーｘｉ（ｔ）が算出される。ここで、ｉは周波数に対応する番号（この例では、ｉが１だけ増加することと周波数が約４３Ｈｚだけ増加することとが対応している）であり、ｔは、時間軸におけるフレーム信号の位置を表す番号（例えば、フレームを特定するためのフレーム番号）である。
【００２４】
このように、第１のパワー算出部１１は、マイクロフォンＭＣｋを介して受け付けられた音声信号を所定のフレーム間隔毎に分割し、当該分割された音声信号の各部分（フレーム信号）に対して第１のパワーを周波数毎に算出する。
【００２５】
パワー補正部１２は、周波数毎に、補正関数記憶部１７により記憶されている補正係数ｆｉを、第１のパワー算出部１１により算出されたパワーｘｉ（ｔ）に乗じることにより、当該パワーｘｉ（ｔ）を補正する。そして、パワー補正部１２は、補正したパワーｘ’ｉ（ｔ）を出力する。
【００２６】
ここで、補正係数ｆｉは、補正関数により規定される関係に従って取得された値である。補正関数は、周波数に対応する番号ｉ（即ち、周波数）と、その周波数に対して算出されたパワーｘｉ（ｔ）をその周波数に対して定められた基準パワーに近づけるための補正係数ｆｉと、の関係を規定する連続関数である。本例では、補正関数は、周波数を変数とする多項式関数である。後述するように、補正関数は、第２のパワー算出部１３〜補正関数推定部１６によって推定される。
【００２７】
第２のパワー算出部１３は、第１のパワー算出部１１と同様の機能を有する。第２のパワー算出部１３は、基準マイクロフォンとしてのマイクロフォンＭＣＲを介して受け付けられた音声信号に基づいて、その音声信号が表す音声の大きさを表す第２のパワーｙｉ（ｔ）を周波数毎に算出する。
【００２８】
第１の時間平均パワー算出部１４は、第１のパワー算出部１１により算出された第１のパワー（即ち、音声信号のフレーム間隔毎に分割された各部分に対して算出されたパワー）ｘｉ（ｔ）のうちの、予め設定された平均用時間Ｔに対応するフレーム信号に対して算出されたパワーｘｉ（ｔ）を平均した第１の時間平均パワーｘｉ（即ち、異なるｔに対する複数のｘｉ（ｔ）を平均した値）を周波数毎に算出する。
【００２９】
第１の時間平均パワーｘｉは、ＦＦＴ処理の点数の半分の数Ｎだけ存在する。例えば１０２４点でＦＦＴ処理を行った場合、Ｎ＝５１２である。即ち、第１の時間平均パワーｘｉは、ｘ０，ｘ１，・・・，ｘ５１１と５１２個存在する。
【００３０】
第２の時間平均パワー算出部１５は、第１の時間平均パワー算出部１４と同様の機能を有する。即ち、第２の時間平均パワー算出部１５は、第２のパワー算出部１３により算出された第２のパワーｙｉ（ｔ）のうちの、上記平均用時間Ｔに対応するフレーム信号に対して算出されたパワーｙｉ（ｔ）を平均した第２の時間平均パワー（基準パワー）ｙｉを周波数毎に算出する。
【００３１】
補正関数推定部１６は、周波数と、その周波数に対して第１の時間平均パワー算出部１４により算出された第１の時間平均パワーｘｉをその周波数に対して第２の時間平均パワー算出部１５により算出された第２の時間平均パワーｙｉに近づけるための補正係数ｆｉと、の関係を規定する補正関数を推定する。
【００３２】
具体的には、補正関数推定部１６は、下記式（１）に基づいて行列Ａを算出する。
【数１】
0005494492.tif 000002
【００３３】
補正関数推定部１６は、上記式（１）中の行列Ａの各要素における変数ｘｉとして、第１の時間平均パワー算出部１４により算出された第１の時間平均パワーｘｉを用いる。また、Ｍは、補正関数の次数である。Ｍは、予め設定された値である。Ｍは、０〜２０の値であることが好適である。
【００３４】
更に、補正関数推定部１６は、下記式（２）に基づいてベクトルｂを算出する。
【数２】
0005494492.tif 000003
【００３５】
補正関数推定部１６は、上記式（２）中のベクトルｂの各要素における変数ｙｉとして、第２の時間平均パワー算出部１５により算出された第２の時間平均パワー（基準パワー）ｙｉを用いる。
【００３６】
そして、補正関数推定部１６は、算出された行列Ａと、算出されたベクトルｂと、下記式（３）と、に基づいてベクトルａを算出する。ここで、ベクトルａ＝（ａＭ，・・・，ａ１，ａ０）Ｔである。
【数３】
0005494492.tif 000004
【００３７】
更に、補正関数推定部１６は、算出したベクトルａと、下記式（４）と、に基づいて補正係数ｆｉを周波数毎に算出する。下記式（４）は、周波数に対応する番号ｉ（即ち、周波数）を変数とする多項式関数である補正関数を表している。即ち、ベクトルａを算出することは、補正関数を推定することに対応している。
【数４】
0005494492.tif 000005
【００３８】
補正関数記憶部１７は、補正関数推定部１６により算出された補正係数ｆｉと、周波数に対応する番号ｉと、を対応付けて記憶装置に記憶させる。
【００３９】
そして、上述したように、パワー補正部１２は、第１のパワー算出部１１により算出されたパワーｘｉ（ｔ）を、下記式（５）に基づいて補正する。即ち、パワー補正部１２は、周波数毎に、補正関数記憶部１７により記憶されている補正係数ｆｉを、第１のパワー算出部１１により算出されたパワーｘｉ（ｔ）に乗じることにより、当該パワーｘｉ（ｔ）を補正する。そして、パワー補正部１２は、補正したパワーｘ’ｉ（ｔ）を出力する。
【数５】
0005494492.tif 000006
【００４０】
なお、上記式（１）〜（３）は、補正された第１のパワーｘ’ｉと、第２の時間平均パワー算出部１５により算出された第２の時間平均パワー（基準パワー）ｙｉと、の差を二乗した値の、所定の周波数の範囲（本例では、周波数に対応する番号ｉのすべてに対応する範囲）にわたる和を最小とするベクトルａを求めることにより、導出される。
【００４１】
これによれば、受け付けられた音声信号のパワーを基準パワーに、十分に近づけることが可能な周波数の範囲を広くすることができる。
【００４２】
具体的には、上記式（１）〜（３）は、基準パワーｙｉと、補正された第１のパワーｘ’ｉ（＝ｆｉｘｉ）と、の差を二乗した関数を、補正関数の各係数ａｊ（ここで、ｊは０〜Ｍの整数）により偏微分した式を０とおくことにより得られるＭ＋１個の方程式を連立させることにより導出される。
【００４３】
次に、上述した信号補正装置１の作動について具体的に述べる。
信号補正装置１のＣＰＵは、図２にフローチャートにより示した信号補正プログラムを、マイクロフォンＭＣｋを介して音声信号を受け付ける毎に実行するようになっている。
【００４４】
具体的に述べると、ＣＰＵは、信号補正プログラムの処理を開始すると、ステップ２０５にて、受け付けた音声信号をフレーム間隔毎に分割し、分割された音声信号の各部分（フレーム信号）に対するパワー（第１のパワー）ｘｉ（ｔ）を算出する（第１のパワー算出工程）。
【００４５】
そして、ＣＰＵは、ステップ２１０にて、受け付けた音声信号が白色雑音を表す音声信号であるか否かを判定する。
いま、受け付けた音声信号が白色雑音を表す音声信号である場合を想定して説明を続ける。この場合、信号補正装置１は、補正関数を推定（記憶装置に記憶されている補正係数ｆｉを更新する）処理を行う。
【００４６】
具体的には、ＣＰＵは、「Ｙｅｓ」と判定してステップ２１５へ進む。そして、ＣＰＵは、上記ステップ２０５にて算出された第１のパワー（即ち、音声信号のフレーム間隔毎に分割された各部分に対して算出されたパワー）ｘｉ（ｔ）のうちの平均用時間Ｔに対応するフレーム信号に対して算出されたパワーｘｉ（ｔ）を平均した第１の時間平均パワーｘｉを周波数毎に算出する（第１の時間平均パワー算出工程）。
【００４７】
また、ＣＰＵは、マイクロフォンＭＣＲを介して受け付けられた音声信号に基づいて、その音声信号が表す音声の大きさを表す第２のパワーｙｉ（ｔ）を周波数毎に算出する（第２のパワー算出工程）。更に、ＣＰＵは、算出された第２のパワーｙｉ（ｔ）のうちの平均用時間Ｔに対応するフレーム信号に対して算出されたパワーｙｉ（ｔ）を平均した第２の時間平均パワーｙｉを周波数毎に算出する（第２の時間平均パワー算出工程）。
【００４８】
そして、ＣＰＵは、ステップ２２０にて、算出された第１の時間平均パワーｘｉ及び第２の時間平均パワーｙｉに基づいて、補正関数を推定する。具体的には、ＣＰＵは、上記式（１）〜（３）に基づいてベクトルａを算出する（補正関数推定工程）。
【００４９】
次いで、ＣＰＵは、ステップ２２５にて、算出されたベクトルａに基づいて補正係数ｆｉを算出する。そして、ＣＰＵは、既に補正係数ｆｉが記憶装置に記憶されている場合には記憶されている補正係数ｆｉを算出した補正係数ｆｉにより更新する。一方、補正係数ｆｉが記憶装置に記憶されていない（最初に補正係数ｆｉが算出された）場合には、算出した補正係数ｆｉを新たに記憶装置に記憶させる。
【００５０】
次に、受け付けた音声信号が白色雑音を表す音声信号でない場合を想定して説明を続ける。この場合、信号補正装置１は、マイクロフォンＭＣｋを介して受け付けられた音声信号のパワーを補正する処理を行う。
【００５１】
具体的には、ＣＰＵは、ステップ２１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ２３０へ進み、周波数（即ち、周波数に対応する番号ｉ）毎に、記憶装置に記憶されている補正係数ｆｉを、上記ステップ２０５にて算出されたパワーｘｉ（ｔ）に乗じることにより、当該パワーｘｉ（ｔ）を補正する（パワー補正工程）。そして、ＣＰＵは、補正したパワーｘ’ｉ（ｔ）を出力する。
【００５２】
以上、説明したように、本発明による信号補正装置の第１実施形態によれば、信号補正装置１は、周波数と補正係数ｆｉとの関係を規定する補正関数を推定し、推定した補正関数に基づいて設定された補正係数ｆｉを、受け付けられた音声信号が表す音声の大きさを表すパワー（音声信号のパワー）に乗じることにより当該パワーを補正する。
【００５３】
これにより、何らかの理由により、ある周波数にて、他の周波数よりも過度に大きい（又は、小さい）パワーを有する音声信号が入力された場合であっても、受け付けられた音声信号のパワー（第１のパワー）を基準パワーに十分に近づけることができる。
このように、上記構成によれば、入力された音声信号のパワーを補正することにより、その音声信号のパワーを高い精度にて基準パワーに近づけることができる。
【００５４】
更に、上記第１実施形態において、補正関数は、周波数を変数とする多項式関数である。
これによれば、多項式関数の次数Ｍを調整することにより、周波数の変化に対する、補正係数ｆｉの変化の滑らかさの程度を調整することができる。
【００５５】
更に、上記第１実施形態において、信号補正装置１は、複数のフレーム信号に対して算出されたパワーｘｉ（ｔ）を平均した第１の時間平均パワーｘｉと、複数のフレーム信号に対して算出されたパワーｙｉ（ｔ）を平均した第２の時間平均パワーｙｉと、に基づいて補正関数を推定するように構成されている。
【００５６】
これによれば、第１の時間平均パワーｘｉ及び第２の時間平均パワーｙｉのそれぞれを算出する基となった音声信号の基となった音声が一致している程度を高めることができる。この結果、第１のパワーｘｉ（ｔ）を補正することにより、その音声信号のパワーを基準パワーｙｉ（ｔ）に十分に近づけることができる。
【００５７】
また、上記構成によれば、例えば、音源から発せられた音声に比較的短い期間において雑音が重畳した場合であっても、その雑音の影響を軽減することができる。従って、第１のパワーｘｉ（ｔ）を基準パワーｙｉ（ｔ）に、より一層高い精度にて近づけることができる。
【００５８】
なお、上記第１実施形態の変形例において、第２のパワー算出部１３は、マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣＬ毎に、そのマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣＬにより受け付けられた音声信号に基づいて、その音声信号が表す音声の大きさを表すパワーを周波数毎に算出し、各マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣＬに対して算出したパワーを平均した平均パワーを第２のパワーｙｉ（ｔ）として算出するように構成されていてもよい（図３を参照）。
【００５９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る信号補正装置について図４を参照しながら説明する。
第２実施形態に係る信号補正装置１の機能は、第１のパワー算出部（第１のパワー算出手段）１１と、パワー補正部（パワー補正手段）１２と、補正関数推定部（補正関数推定手段）１６と、第１の音声受付部（第１の音声受付手段）１８と、を含む。
【００６０】
第１の音声受付部１８は、入力された音声信号を受け付ける。
第１のパワー算出部１１は、第１の音声受付部１８により受け付けられた音声信号に基づいて、その音声信号が表す音声の大きさを表す第１のパワーを周波数毎に算出する。
【００６１】
補正関数推定部１６は、周波数と、その周波数に対して、第１のパワー算出部１１により算出された第１のパワーをその周波数に対して定められた基準パワーに近づけるための補正係数と、の関係を規定する連続関数である補正関数を推定する。
【００６２】
パワー補正部１２は、周波数毎に、補正関数推定部１６により推定された補正関数により規定される関係に従って取得される補正係数を、第１のパワー算出部１１により算出された第１のパワーに乗じることにより、当該第１のパワーを補正する。
【００６３】
これによれば、信号補正装置１は、周波数と補正係数との関係を規定する補正関数を推定し、推定した補正関数に基づいて設定された補正係数を、受け付けられた音声信号が表す音声の大きさを表すパワー（音声信号のパワー）に乗じることにより当該パワーを補正する。
【００６４】
これにより、何らかの理由により、ある周波数にて、他の周波数よりも過度に大きい（又は、小さい）パワーを有する音声信号が入力された場合であっても、受け付けられた音声信号のパワー（第１のパワー）を基準パワーに十分に近づけることができる。
このように、上記構成によれば、入力された音声信号のパワーを補正することにより、その音声信号のパワーを高い精度にて基準パワーに近づけることができる。
【００６５】
この場合、上記補正関数は、周波数を変数とする多項式関数であることが好適である。
【００６６】
これによれば、多項式関数の次数を調整することにより、周波数の変化に対する、補正係数の変化の滑らかさの程度を調整することができる。
【００６７】
この場合、
上記補正関数推定手段は、上記補正された第１のパワーと、上記基準パワーと、の差を二乗した値の、所定の周波数の範囲にわたる和を最小とする上記補正関数を推定するように構成されることが好適である。
【００６８】
これによれば、受け付けられた音声信号のパワーを基準パワーに、十分に近づけることが可能な周波数の範囲を広くすることができる。
【００６９】
この場合、上記信号補正装置は、
入力された音声信号を受け付ける第２の音声受付手段と、
上記第２の音声受付手段により受け付けられた音声信号に基づいて、その音声信号が表す音声の大きさを表す第２のパワーを周波数毎に算出する第２のパワー算出手段と、
を備え、
上記補正関数推定手段は、上記算出された第２のパワーを上記基準パワーとして用いるように構成されることが好適である。
【００７０】
これによれば、第１の音声受付手段により受け付けられた音声信号のパワーを、第２の音声受付手段により受け付けられた音声信号のパワー（基準パワー）に十分に近づけることができる。
【００７１】
この場合、
上記第１のパワー算出手段は、上記第１の音声受付手段により受け付けられた音声信号を所定のフレーム間隔毎に分割し、当該分割された各部分に対して上記第１のパワーを周波数毎に算出するように構成され、
上記第２のパワー算出手段は、上記第２の音声受付手段により受け付けられた音声信号を上記フレーム間隔毎に分割し、当該分割された各部分に対して上記第２のパワーを周波数毎に算出するように構成され、
上記信号補正装置は、更に、
上記第１のパワー算出手段により上記音声信号の各部分に対して算出された第１のパワーを平均した第１の時間平均パワーを算出する第１の時間平均パワー算出手段と、
上記第２のパワー算出手段により上記音声信号の各部分に対して算出された第２のパワーを平均した第２の時間平均パワーを算出する第２の時間平均パワー算出手段と、
を備え、
上記補正関数推定手段は、周波数と、その周波数に対して上記算出された第１の時間平均パワーをその周波数に対して上記算出された第２の時間平均パワーに近づけるための補正係数と、の関係を規定する上記補正関数を推定するように構成されることが好適である。
【００７２】
ところで、第１の音声受付手段（例えば、マイクロフォン）と音声信号の基となる音声を発する音源との間の距離と、第２の音声受付手段と音源との間の距離と、が比較的大きく異なる場合、音源から各音声受付手段への音の伝播に伴う遅延時間は、比較的大きく異なる。
【００７３】
従って、ある時点にて、第１の音声受付手段が第１の音声信号を受け付けるとともに、第２の音声受付手段が第２の音声信号を受け付けた場合、受け付けられた第１の音声信号の基となった音声と受け付けられた第２の音声信号の基となった音声とが相違してしまう。
【００７４】
また、第１の音声受付手段から信号補正装置へ音声信号を伝送するために要する時間と、第２の音声受付手段から信号補正装置へ音声信号を伝送するために要する時間と、が比較的大きく異なる場合においても、信号補正装置が第１の音声受付手段を介して受け付けた第１の音声信号の基となった音声と、信号補正装置が第２の音声受付手段を介して受け付けた第２の音声信号の基となった音声と、が相違してしまう。
【００７５】
このような場合、上記信号補正装置が、ある時点の音声信号のみに基づいて補正関数を推定するように構成されていると、第１の音声受付手段により受け付けられた音声信号のパワーを第２の音声受付手段により受け付けられた音声信号のパワー（基準パワー）に十分に近づけることができない。
【００７６】
これに対し、上記構成によれば、第１の時間平均パワー及び第２の時間平均パワーのそれぞれを算出する基となった音声信号の基となった音声が一致している程度を高めることができる。この結果、第１の音声受付手段により受け付けられた音声信号のパワーを補正することにより、その音声信号のパワーを基準パワーに十分に近づけることができる。
【００７７】
また、上記構成によれば、例えば、音源から発せられた音声に比較的短い期間において雑音が重畳した場合であっても、その雑音の影響を軽減することができる。従って、第１の音声受付手段により受け付けられた音声信号のパワーを基準パワーに、より一層高い精度にて近づけることができる。
【００７８】
この場合、上記信号補正装置は、
入力された音声信号を受け付ける複数の音声受付手段を備え、
上記第２のパワー算出手段は、上記音声受付手段毎に、当該音声受付手段により受け付けられた音声信号に基づいて、その音声信号が表す音声の大きさを表すパワーを周波数毎に算出し、当該各音声受付手段に対して算出したパワーを平均した平均パワーを上記第２のパワーとして算出するように構成されることが好適である。
【００７９】
また、上記信号補正装置の他の態様において、
上記補正関数推定手段は、予め記憶された値を上記基準パワーとして用いるように構成されることが好適である。
【００８０】
この場合、上記補正関数推定手段は、上記第１の音声受付手段により受け付けられた音声信号が表す音声が白色雑音である場合、上記補正関数を推定するように構成されることが好適である。
【００８１】
また、本発明の他の形態である信号補正方法は、
入力された音声信号を受け付ける第１の音声受付手段により受け付けられた音声信号に基づいて、その音声信号が表す音声の大きさを表す第１のパワーを周波数毎に算出し、
周波数と、その周波数に対して上記算出された第１のパワーをその周波数に対して定められた基準パワーに近づけるための補正係数と、の関係を規定する連続関数である補正関数を推定し、
周波数毎に、上記推定された補正関数により規定される関係に従って取得される補正係数を、上記算出された第１のパワーに乗じることにより、当該第１のパワーを補正する、方法である。
【００８２】
この場合、上記補正関数は、周波数を変数とする多項式関数であることが好適である。
【００８３】
この場合、上記信号補正方法は、上記補正された第１のパワーと、上記基準パワーと、の差を二乗した値の、所定の周波数の範囲にわたる和を最小とする上記補正関数を推定するように構成されることが好適である。
【００８４】
また、本発明の他の形態である信号補正プログラムは、
情報処理装置に、
入力された音声信号を受け付ける第１の音声受付手段により受け付けられた音声信号に基づいて、その音声信号が表す音声の大きさを表す第１のパワーを周波数毎に算出する第１のパワー算出手段と、
周波数と、その周波数に対して上記算出された第１のパワーをその周波数に対して定められた基準パワーに近づけるための補正係数と、の関係を規定する連続関数である補正関数を推定する補正関数推定手段と、
周波数毎に、上記推定された補正関数により規定される関係に従って取得される補正係数を、上記算出された第１のパワーに乗じることにより、当該第１のパワーを補正するパワー補正手段と、
を実現させるためのプログラムである。
【００８５】
この場合、上記補正関数は、周波数を変数とする多項式関数であることが好適である。
【００８６】
この場合、
上記補正関数推定手段は、上記補正された第１のパワーと、上記基準パワーと、の差を二乗した値の、所定の周波数の範囲にわたる和を最小とする上記補正関数を推定するように構成されることが好適である。
【００８７】
上述した構成を有する、信号補正方法、又は、信号補正プログラム、の発明であっても、上記信号補正装置と同様の作用を有するために、上述した本発明の目的を達成することができる。
【００８８】
以上、上記各実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細に、本願発明の範囲内において当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００８９】
また、上記実施形態の他の変形例において、補正関数推定部１６は、予め記憶装置に記憶された値を基準パワーｙｉとして用いるように構成されていてもよい。
【００９０】
また、上記実施形態においては、補正関数推定部１６は、受け付けられた音声信号が表す音声が白色雑音である場合に補正関数を推定するように構成されていたが、受け付けられた音声信号が表す音声が白色雑音以外の予め定められた音声である場合に補正関数を推定するように構成されていてもよい。
【００９１】
また、上記実施形態の他の変形例として、上述した実施形態及び変形例の任意の組み合わせが採用されてもよい。
【００９２】
また、上記各実施形態においてプログラムは、記憶装置に記憶されていたが、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記憶されていてもよい。例えば、記録媒体は、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、及び、半導体メモリ等の可搬性を有する媒体である。
【００９３】
なお、本発明は、日本国にて２００８年１１月２７日に出願された特願２００８−３０２２４３の特許出願に基づく優先権主張の利益を享受するものであり、当該特許出願にて開示された内容のすべてが本明細書に含まれるものとする。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、複数のマイクロフォンを備え、各マイクロフォンを介して入力された音声信号を受け付ける音声信号処理システム等に適用可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１      信号補正装置
１１    第１のパワー算出部
１２    パワー補正部
１３    第２のパワー算出部
１４    第１の時間平均パワー算出部
１５    第２の時間平均パワー算出部
１６    補正関数推定部
１７    補正関数記憶部
１８    第１の音声受付部
ＭＣ１〜ＭＣＬ，ＭＣＲ  マイクロフォン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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