(57)【要約】      （修正有）【課題】風雑音を効果的に低減することができる雑音除去装置、雑音除去方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】雑音除去装置１００は、複数の音声チャンネルから入力された複数の音声信号のうちの一つのチャンネルの音声信号と他の一つのチャンネルの音声信号の差信号を算出する減算器１１と、時間領域における音声信号と差信号をそれぞれフレーム分割した後、周波数領域における音声信号及び差信号に変換するＳＴＦＴ処理部１３、１４、１５と、周波数領域における差信号と周波数領域における音声信号とに基づいて、周波数領域における減算信号を生成する係数乗算／減算処理部１６、１７と、周波数領域における減算信号を時間領域の時間信号に逆変換するＩＦＦＴ処理部２１、２３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の音声チャンネルから入力された複数の音声信号のうちの一つのチャンネルの音声信号と他の一つのチャンネルの音声信号の差信号を算出する信号算出部と、
時間領域における前記音声信号と前記差信号をそれぞれフレーム分割した後、周波数領域における音声信号及び差信号に変換する変換部と、
周波数領域における前記差信号と前記周波数領域における音声信号とに基づいて、周波数領域における減算信号を生成する減算処理部と、
周波数領域における前記減算信号を時間領域の時間信号に逆変換する逆変換部と、を備えた雑音除去装置。
【請求項２】
前記減算処理部が、周波数領域における前記差信号のデータ値の大きさに応じた値に係数を乗じた値を周波数領域における前記音声信号のデータ値の大きさに応じた値から減算することで、前記減算信号を算出する請求項１に記載の雑音除去装置。
【請求項３】
前記減算処理部が、前記音声信号と前記差信号のうちの低周波数成分についてのみ減算処理を行って、前記減算信号を生成する請求項１、又は２に記載の雑音除去装置。
【請求項４】
風量に応じて、前記減算処理が行われる前記低周波数成分の範囲を変更する請求項３に記載の雑音除去装置。
【請求項５】
前記逆変換部が逆変換した前記時間信号と、前記音声チャンネルから入力された音声信号とを切り替えて、出力する切替部をさらに備えた請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の雑音除去装置。
【請求項６】
前記切替部が前記音声信号を出力する場合、前記逆変換部による逆変換処理を省略する請求項５に記載の雑音除去装置。
【請求項７】
低周波数域の前記差信号のデータ値の大きさに応じて、前記変換部での前記音声信号の周波数信号への変換処理、前記減算処理部での減算処理、及び前記逆変換部での逆変換処理の少なくとも一つを省略する請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の雑音除去装置。
【請求項８】
任意の周波数における前記減算信号の値が、前記任意の周波数の前後を含む周波数の前記差信号の値に基づいて算出されている請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の雑音除去装置。
【請求項９】
前記変換部が時間領域の前記音声信号及び差信号をフーリエ変換することで、前記周波数領域の前記音声信号及び前記差信号に変換し、
前記フーリエ変換の振幅スペクトル又はパワースペクトルを用いて、前記減算信号を算出する請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の雑音除去装置。
【請求項１０】
前記変換部は、正負の符号付きで前記周波数領域の前記音声信号及び前記差信号を算出しれ、
前記減算処理部は、前記音声信号及び前記差信号の絶対値、又は前記音声信号及び前記差信号の２乗値を用い、結果の信号に前記周波数領域の前記音声信号の符号を付して、前記減算信号を算出している請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の雑音除去装置。
【請求項１１】
複数の音声チャンネルから入力された複数の音声信号のうちの一つのチャンネルの音声信号と他の一つのチャンネルの音声信号の差信号を算出するステップと、
時間領域における前記音声信号と前記差信号をそれぞれフレーム分割した後、周波数領域における音声信号及び差信号に変換するステップと、
周波数領域における前記差信号と前記周波数領域における音声信号とに基づいて、周波数領域における減算信号を生成するステップと、
周波数領域における前記減算信号を時間領域の信号に逆変換するステップと、を備えた雑音除去方法。
【請求項１２】
雑音を除去する雑音除去方法をコンピュータに対して実行させるプログラムであって、
前記雑音除去方法が、
複数の音声チャンネルから入力された複数の音声信号のうちの一つのチャンネルの音声信号と他の一つのチャンネルの音声信号の差信号を算出するステップと、
時間領域における前記音声信号と前記差信号をそれぞれフレーム分割した後、周波数領域における音声信号及び差信号に変換するステップと、
周波数領域における前記差信号と前記周波数領域における音声信号とに基づいて、周波数領域における減算信号を生成するステップと、
周波数領域における前記減算信号を時間領域の信号に逆変換するステップと、を備えている、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雑音除去装置、雑音除去方法、及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、スペクトルサブトラクション（ＳＳ）法を利用した方法が開示されている。一般にＳＳ法では、無音区間の音声信号から雑音信号を推定して、音声信号から雑音信号を除去している。具体的には、雑音を含む音声信号の周波数スペクトルから雑音信号の周波数スペクトルを減算する。特許文献１の方法は、予め複数通りの雑音モデルを用意し、その中から選択したモデルの周波数スペクトルを減算するというものである。
【０００３】
特許文献２には、風雑音を低減するための別の装置が開示されている。特許文献２の装置では、複数の音声チャネルの入力信号をＦＦＴ部で周波数信号に変換している。そして、風雑音帯域の周波数信号を取り出して、振幅比較部及び位相比較部により、複数の音声チャンネル間での差分を振幅と位相の両方から求めている。さらに、減衰係数生成部により、風雑音成分を減衰するための振幅係数に変換している。周波数選択／減衰部が、振幅と位相の一方の係数を選択して、風雑音帯域の周波数信号に乗算する。帯域合成部が、風雑音帯域以外の周波数信号と合成し、ＩＦＦＴ部が時間信号に逆変換する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−４７６３９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、
【０００６】
しかしながら、特許文献１の手法では時々刻々変化する風雑音について、適当なモデルを用意して、選択するのが容易ではなく、結果的に風雑音の低減効果が不十分であるという問題点がある。特許文献２では、風雑音帯域と音声帯域が重複している場合には、音声が同時に低減されてしまうという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、風雑音を効果的に除去することができる雑音除去装置、雑音除去方法、及びプログラムを提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る雑音除去装置は、複数の音声チャンネルから入力された複数の音声信号のうちの一つのチャンネルの音声信号と他の一つのチャンネルの音声信号の差信号を算出する信号算出部と、時間領域における前記音声信号と前記差信号をそれぞれフレーム分割した後、周波数領域における音声信号及び差信号に変換する変換部と、周波数領域における前記差信号と前記周波数領域における音声信号とに基づいて、周波数領域における減算信号を生成する減算処理部と、周波数領域における前記減算信号を時間領域の時間信号に逆変換する逆変換部と、を備えたものである。
本発明の一態様に係る雑音除去方法は、複数の音声チャンネルから入力された複数の音声信号のうちの一つのチャンネルの音声信号と他の一つのチャンネルの音声信号の差信号を算出するステップと、時間領域における前記音声信号と前記差信号をそれぞれフレーム分割した後、周波数領域における音声信号及び差信号に変換するステップと、周波数領域における前記差信号と前記周波数領域における音声信号とに基づいて、周波数領域における減算信号を生成するステップと、周波数領域における前記減算信号を時間領域の信号に逆変換するステップと、を備えたものである。
本発明の一態様に係るプログラムは、雑音を除去する雑音除去方法をコンピュータに対して実行させるプログラムであって、前記雑音除去方法が、複数の音声チャンネルから入力された複数の音声信号のうちの一つのチャンネルの音声信号と他の一つのチャンネルの音声信号の差信号を算出するステップと、時間領域における前記音声信号と前記差信号をそれぞれフレーム分割した後、周波数領域における音声信号及び差信号に変換するステップと、周波数領域における前記差信号と前記周波数領域における音声信号とに基づいて、周波数領域における減算信号を生成するステップと、周波数領域における前記減算信号を時間領域の信号に逆変換するステップと、を備えているものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、風雑音を効果的に低減することができる雑音除去装置、雑音除去方法、及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１にかかる雑音除去装置の構成を回路ブロック図である。
【図２】実施の形態１にかかる雑音除去装置の係数乗算／減算処理部を示す図である。
【図３】実施の形態２にかかる雑音除去装置の構成を回路ブロック図である。
【図４】切替部を切り替えるためのしきい値を示すグラフである。
【図５】実施の形態２にかかる雑音除去装置の切替部を示す図である。
【図６】実施の形態３にかかる雑音除去装置の構成を回路ブロック図である。
【図７】実施の形態４にかかる雑音除去装置の構成を回路ブロック図である。
【図８】実施の形態４にかかる雑音除去装置の係数乗算／減算処理部を示す図である。
【図９】実施の形態５にかかる雑音除去装置の構成を回路ブロック図である。
【図１０】実施の形態６にかかる雑音除去装置の構成を回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態１にかかる雑音低減装置の構成を示す図である。電子機器の筐体内に配置された２つのマイクロフォンからステレオの右、左チャンネル（Ｒｃｈ，Ｌｃｈ）の音声信号がＡ／Ｄ変換されて入力端子から入力される。
【００１２】
雑音除去装置１００は、減算器１１、定数倍器１２、ＳＴＦＴ処理部１３〜１５、係数乗算／減算処理部１６、係数乗算／減算処理部１７、ＩＦＦＴ処理部２１、ＩＦＦＴ処理部２３、波形合成部２２、及び波形合成部２４を備えている。なお、雑音除去装置１００は、アナログ回路及びデジタル回路などで実現してもよく、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ(Digital Signal Processor)などのソフトウエアで実現してもよく、これらの組み合わせで実現してもよい。
【００１３】
左のマイクロフォンからの音声信号Ｌｃｈは、入力端子１０１に入力される。右のマイクロフォンからの音声信号Ｒｃｈは、入力端子１０２に入力される。減算器１１は、ＬｃｈとＲｃｈの音声信号の差信号を算出する。
【００１４】
差信号は、定数倍器１２で１／２倍された後、ＳＴＦＴ処理部１４に入力される。また、Ｌｃｈの音声信号は、ＳＴＦＴ処理部１３に入力され、Ｒｃｈの音声信号はＳＴＦＴ処理部１５に入力される。ＳＴＦＴ処理部１３〜１５は、ＳＴＦＴ（Short Time Fourier Transform）処理を実行する。具体的には、ＳＴＦＴ処理部１３〜１５は入力された差信号及び音声信号を所定時間ごとにずらしながら、所定長のフレームにフレーム分割を行う。ＳＴＦＴ処理部１３〜１５は、フレーム分割された各フレームに対し、所定の時間窓を掛ける処理を行う。ＳＴＦＴ処理部１３〜１５は、時間窓をかけた信号に対してＦＦＴ（Fast  Fourier  Transform）処理を実行し、各フレームの各周波数における位相値および振幅値を出力する。ＳＴＦＴ処理部１３〜１５は、時間領域における音声信号と差信号をそれぞれフレーム分割した後、周波数領域における音声信号及び差信号に変換する変換部となる。
【００１５】
例えば、２５６次のＦＦＴであれば、周波数信号は、１２８個の振幅値 ｜Ｙ(t,k×f0)｜ (K=0〜127)と位相値φy(k×f0) (K=0〜127)を有している。差信号については、｜Ｙs(t,k×f0)｜、φys(k×f0)、Ｌｃｈの音声信号については、｜ＹL(t,k×f0)｜、φyＬ(k×f0)、Ｒｃｈの音声信号については、｜ＹR(t,k×f0)｜、φyＲ(k×f0)で表す。もちろん、ｋの最大値は１２７に限らず、任意の自然数とすることができる。
【００１６】
差信号とＬｃｈの音声信号のそれぞれ低周波数域の振幅値データは、係数乗算/減算処理部１６に入力される。例えば、低域の３２個ずつのデータ、｜Ｙs(t,k×f0)｜、｜ＹL (t,k×f0)｜ (K=0〜31)が係数乗算/減算処理部１６に入力される。
差信号とＲｃｈの音声信号のそれぞれ低周波数域の振幅値データは、係数乗算/減算処理部１７に入力される。例えば、低域の３２個ずつのデータ、｜Ｙs(t,k×f0)｜、｜ＹR(t,k×f0)｜ (K=0〜31)が係数乗算/減算処理部１７に入力される。
【００１７】
係数乗算/減算処理部１６、１７では、｜Ｙs(t,k×f0)｜ (K=0〜31) の各振幅値データに所定の係数Ｃkを乗算する。したがって、振幅値データに係数を乗算した乗算値データは、Ｃk ×｜Ｙs(t,k×f0)｜となる。Ｃkは、低域ほど大きく、高域になるにつれて小さくなるような値である。例えば、Ｃk = Ｃ×(1 - (K / 32)× (K / 32)) とすることができる。Ｃは、１前後の値とすることが望ましい。後述するように、差信号の低周波数域の信号は風雑音によるものであるが、高周波数域になるにつれて風雑音以外の本来のステレオ成分が混じったものとなる。従って、低周波数域ほど、乗算値を大きくする。あるいは、K によらず、一定の値であっても良い。演算回路を簡素化できるという利点がある。さらに、Ｃk(K=0〜31)の一部、又は全部を１としてもよい。
【００１８】
係数乗算/減算処理部１６は、係数と差信号の振幅値データとの乗算値データをＬｃｈの音声信号の振幅値データから減算する。すなわち、係数乗算/減算処理部１６は、Ｌｃｈの音声信号の振幅値データから乗算値データを引いた減算値データを周波数ごとに算出する。係数乗算/減算処理部１６は｜ＹL (t,k×f0)｜ - Ｃk × ｜Ｙs(t,k×f0)｜を算出する。｜ＹL (t,k×f0)｜ - Ｃk × ｜Ｙs(t,k×f0)｜はｋ毎に算出される。
同様に、係数乗算/減算処理部１７は、係数と差信号の振幅値データとの乗算値データをＲｃｈの音声信号の振幅値データから減算する。すなわち、係数乗算/減算処理部１７は、Ｒｃｈの音声信号の振幅値データから乗算値データを引いた減算値データを周波数ごとに算出する。係数乗算/減算処理部１７は｜ＹR(t,k×f0)｜ - Ｃk × ｜Ｙs(t,k×f0)｜を算出する。｜ＹR(t,k×f0)｜ - Ｃk × ｜Ｙs(t,k×f0)｜はｋ毎に算出される。
【００１９】
係数乗算／減算処理部１６の具体的な構成について、図２を用いて説明する。図２は、係数乗算／減算処理部１６の構成例を示す図である。係数乗算／減算処理部１６は、定数倍器４１と減算器４２とのペアを備えている。定数倍器４１と減算器４２のペア数は、それぞれ、抽出する低周波数域に含まれるデータ数に対応しており、上記の例では、３２(K=0〜31)となる。
【００２０】
定数倍器４１のそれぞれには、予め定められた係数Ｃkが設定されている。そして、定数倍器４１は、差信号の振幅値データと係数の乗算値を求める。そして、減算器４２がＬｃｈの音声信号の振幅値データと乗算値データとの差分を周波数毎に求めて、減算値とする。これにより、係数乗算／減算処理部１６が減算値からなる減算信号を生成する。
【００２１】
ここで、減算値である｜ＹＬ(t,k×f0)｜ - Ｃk × ｜Ｙs(t,k×f0)｜ が負になる場合は、０に置き換える。なお、負になる場合に０に書き換える処理に代えて、所定の正定数以下になる場合にその所定の正定数で置き換えるようにしても良い。ミュージカルノイズと呼ばれるノイズを目立たなくする効果がある。
また、係数乗算／減算処理部１７も係数乗算／減算処理部１６と同様の構成となっており、同様の処理を行う。係数乗算／減算処理部１７が算出した減算値が負になる場合も同様に処理される。
【００２２】
なお、対応する周波数の振幅値データとその周辺の周波数の振幅値データから生成した値を差信号のデータとしても良い。例えば、｜Ｙs(t,k×f0)｜ の代わりに、max( ｜Ｙs(t,(k-1)×f0)｜, ｜Ｙs(t,k×f0)｜,｜Ｙs(t,(k+1)×f0)｜ ) のように、前後３つの周波数の振幅値のうちの最大値を求める。このように、対応する周波数の振幅値データとその周辺の周波数の振幅値データの最大値を用いてもよい。雑音成分が隣接する周波数の振幅値として現れる場合もあるからである。このように、係数乗算/減算処理部１６は差信号の振幅値データとＬｃｈの音声信号の振幅値データとに基づいて、減算処理を行う。すなわち、係数乗算/減算処理部１６は、差信号とＬｃｈの音声信号とに基づいて減算信号を生成する。もちろん、振幅値データの最大値の代わりに、振幅値データの平均値や中間値などを用いてもよい。こうすることで、風雑音成分をより効果的に削減することができる。
【００２３】
なお、減算に用いる差信号の低周波数域の振幅値データについて、K毎に過去のフレームの振幅値データを用いて平滑化した値としても良い。例えばK=5の振幅値データについて、過去３フレーム分の振幅値データで、(｜Ｙs(t-3,5×f0)｜+ 2×｜Ｙs(t-2,5×f0)｜+ 3×｜Ｙs(t-１,5×f0)｜+ 4×｜Ｙs(t,5×f0)｜) / 10のように演算した値とする。他のKについても同様とする。差信号(後述するように、これは風雑音分である)の急激な時間変化の影響を緩和して、ミュージカルノイズと呼ばれるノイズを目立たなくする効果がある。また、係数乗算/減算処理部１７は係数乗算/減算処理部１６と同様の処理を行うことができる。
【００２４】
係数乗算/減算処理部１６からの減算信号は、図１に示すＩＦＦＴ処理部２１に入力される。Ｌｃｈの音声信号の高周波数域の振幅値データ｜ＹL (t,k×f0)｜ (K=32〜127)とＬｃｈの音声信号の位相値 φｙL (k×f0) (K=0〜127) は、ＩＦＦＴ処理部２１に入力される。ＩＦＦＴ処理部２１では、これらの振幅情報と位相情報を用いて、ＩＦＦＴ(Inverse ＦＦＴ)処理を行う。これにより、ＩＦＦＴ処理部２１は周波数領域における減算信号を時間領域の時間信号に逆変換する逆変換部となる。
同様に係数乗算/減算処理部１７からの減算信号は、ＩＦＦＴ処理部２３に入力される。Ｒｃｈの音声信号の高周波数域の振幅値データ｜ＹR(t,k×f0)｜ (K=32〜127)とＲｃｈの音声信号の位相値 φｙR(k×f0) (K=0〜127) は、ＩＦＦＴ処理部２３に入力される。ＩＦＦＴ処理部２３では、これらの振幅情報と位相情報を用いて、ＩＦＦＴ(Inverse ＦＦＴ)処理を行う。これにより、ＩＦＦＴ処理部２３は周波数領域における減算信号を時間領域の時間信号に逆変換する逆変換部となる。
【００２５】
ＩＦＦＴ処理部２１の出力は、波形合成部２２に入力される。波形合成部２２では、インバースウィンドイング処理、及び波形合成処理を行って、音声信号 ｙnrL(i)を出力する。この音声信号は、左チャンネル（Ｌｃｈ）の音声信号から、風雑音成分が除去されたものとなっている。
ＩＦＦＴ処理部２３の出力は、波形合成部２４に入力される。波形合成部２４では、インバースウィンドイング処理、及び波形合成処理を行って、音声信号 ｙnrR(i)を出力する。この音声信号は、右チャンネル（Ｒｃｈ）の音声信号から、風雑音成分が除去されたものとなっている。
【００２６】
電子機器の筐体内にＬｃｈ用とＲｃｈ用として配置された２つのマイクロフォンの場合には、マイクロフォン間の距離が近い。そのため、収録する音声信号のうち、特に低周波数分については、両チャンネルの差はほとんど無い。高周波になるにつれて、音源と２つのマイクロフォンとの位置に応じた、本来のステレオ成分の差が存在する。一方、風雑音は主に1KHz以下の低周波数成分が主体である。また、風雑音はＬｃｈ用とＲｃｈ用のマイクロフォンで相関なく発生する。
【００２７】
従って、ＬｃｈとＲｃｈの差信号をＦＦＴした結果の低周波数分は、風雑音によるものと考えられる。Ｌｃｈ、又はＲｃｈの音声信号の低周波数分の振幅値データから、差信号の対応する周波数の振幅値データを減算する。このようにすることで、音声信号から風雑音分を低減することが出来る。
【００２８】
なお、以上の記述では電子機器のＬｃｈ用とＲｃｈ用のマイクロフォンを例に説明したが、種々の電気機器に利用することができる。例えば、録音機能を有する電子機器や、スピーカで音声を再生する電気機器に、雑音除去装置１００を搭載することができる。また、音声信号を検出するマイクロフォンは、ＬｃｈとＲｃｈと有するステレオマイクでなくてもよく、近接して配置された複数のマイクロフォンであれば良い。マイクロフォンの数も２つに限られるものではなく、２つ以上のマイクロフォンがあればよい。
【００２９】
なお、以上の説明では、音声信号、及び差信号の振幅値｜ＹR(t,k×f0)｜、｜ＹL(t,k×f0)｜、｜Ｙs(t,k×f0)｜を用いたが、これを２乗したパワー値｜ＹR(t,k×f0)｜２、｜ＹL(t,k×f0)｜２、｜Ｙs(t,k×f0)｜２を用いて、減算信号を生成してもよい。例えば、係数乗算／減算処理部１６が音声信号のパワー値から、差信号のパワー値に係数をかけた値を減算する。そして、減算した結果を１／２乗する。この場合、係数乗算／減算処理部１６から出力される減算信号は、( (｜ＹL(t,k×f0)｜)2  - Ｃk × (｜Ｙs(t,k×f0)｜) 2 )0.5とすることができる。
あるいは、パワー値の減算結果を音声信号の２乗で除算する。そして、除算値に音声信号の振幅値データを乗じた結果を減算信号としてもよい。この場合、係数乗算／減算処理部１６から出力される減算信号は、｜ＹL(t,k×f0)｜× ( (｜ＹL(t,k×f0)｜)2  - Ｃk × (｜Ｙs(t,k×f0)｜) 2 )／(｜ＹL(t,k×f0)｜)2となる。なお、係数乗算／減算処理部１７についても、係数乗算／減算処理部１６と同様の処理を行うようにする。
【００３０】
このようにパワー値を用いることによって、音声信号及び差信号の振幅値データを用いた場合と同様の効果を得ることができる。このように、フーリエ変換の振幅スペクトル又はパワースペクトルを用いて、減算信号を生成することができる。
【００３１】
実施の形態２．
本実施の形態にかかる雑音除去装置について、図３を用いて説明する。図３は、雑音除去装置の構成を示す図である。本実施の形態にかかる雑音除去装置は、実施の形態１と同様に、電子機器の筐体内に配置されたマイクロフォンからの音声信号に対して雑音除去処理を行っている。すなわち、２つのマイクロフォンからステレオの右、左チャンネル（Ｒｃｈ，Ｌｃｈ）の音声信号がＡ／Ｄ変換されて入力端子１０１、１０２から入力される。
【００３２】
本実施の形態に係る雑音除去装置１００は、実施の形態１の構成に加えて、合成比算出部１８、遅延部３１、遅延部３２、切替部３３、及び切替部３４を備えている。なお、雑音除去装置１００の基本的構成については、実施の形態１と同様であるため適宜説明を省略する。
【００３３】
差信号の低周波数域の振幅値データ｜Ｙs(t,k×f0)｜ (K=0〜31)は、合成比算出部１８に入力される。合成比算出部１８は、例えば、振幅値データ｜Ｙs(t,k×f0)｜ (K=0〜31) の低域の加重を大きくした加重平均値を求める。合成比算出部１８は、加重平均値を、閾値１、閾値２と比較する。図４に示すように、加重平均値等が所定の閾値１よりも小さい場合には、合成比算出部１８は合成比データＱ=０を出力する。加重平均値などが所定の閾値２よりも大きい場合には、合成比算出部１８はＱ＝１を出力する。加重平均値が閾値１から閾値２の間の場合、合成比算出部１８は、値に応じて０より大きく１より小さい値を合成比データＱとして出力する。ここでは、閾値１から閾値２の間では、加重平均値に対して、合成比データＱが線形に増加している。
【００３４】
なお、加重平均値の代わりに、振幅値データ｜Ｙs(t,k×f0)｜ (K=0〜31)の和、あるいは二乗和を用いてもよい。すなわち、｜Ｙs(t,k×f0)｜ (K=0〜31)の和、二乗和、又は加重平均値を閾値１、閾値２と比較される比較値とすることができる。この比較値は、音声信号に含まれる低周波数域の雑音成分を示している。
【００３５】
また、以上のように算出した合成比データＱに対して、時間軸方向の平滑化を行っても良い。例えば、過去ｎ−１フレームの結果を保持しておき、現在の結果と合わせてｎフレームの平均値を算出して出力しても良い。あるいは、時間軸方向でＬＰＦをかけた値を出力しても良い。合成比算出部１８の出力は、図３に示すように、Ｌｃｈ用とＲｃｈ用の切替部３３、３４に入力される。
【００３６】
Ｌｃｈ用の切替部３３には、Ｌｃｈの音声信号が遅延部３１を経て入力される。遅延部３１は、ＳＴＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理、波形合成処理に要する時間を補償するものである。すなわち、遅延部３１は、ＳＴＦＴ処理部１３の処理と係数乗算／減算処理部１６の処理とＩＦＦＴ処理部２１の処理と波形合成部２２の処理に対応する時間だけＬｃｈの音声信号を遅延する。例えば、ＳＴＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理、波形合成処理に、Ａ／Ｄ変換のサンプリング周期でｍサンプル分がかかる場合には、遅延部３１でもｍサンプル分遅延させて、ｙdL(i)として出力する。切替部３３には、波形合成部２２の出力信号ｙnrL(i)と合成比算出部１８の出力である合成比データＱも入力される。切替部３３では、ｙdL(i)、ｙnrL(i)、及び合成比データＱから、 (1 - Ｑ) × ｙdL(i) + Ｑ × ｙnrL(i) を算出して出力する。
【００３７】
切替部３３の構成は、図５に示すようになっている。切替部３３は、可変数倍器７１、可変数倍器７２、及び加算器７３を備えている。可変数倍器７１、７２には、合成比データＱが入力されている。そして、可変数倍器７１は、ｙnrL(i)をＱ倍する。可変数倍器７２は、ｙdL(i)を(1 - Ｑ)倍する。そして、加算器７３は、可変数倍器７１と可変数倍器７２の出力の和を求める。これにより、(1 - Ｑ) × ｙdL(i) + Ｑ × ｙnrL(i)が算出される。
【００３８】
低周波数域の加重平均値が閾値１よりも小さい場合、Ｑ＝０となっている。すなわち、雑音成分が小さいため、出力信号はｙdL (i)となり、入力端子１０１に入力された音声信号がそのまま出力される。一方、低周波数域の加重平均値が閾値２よりも大きい場合、Ｑ＝１となっている。すなわち、雑音成分が大きいため、出力信号はｙnrL (i)となり、波形合成部２２で合成された信号が出力端子１０３に出力される。このように、切替部３３は、入力端子１０１に入力された音声信号ｙdL (i)又は雑音除去された信号ｙnrL (i)を切り替えて出力する。また、加重平均値が閾値１以上閾値２以下の場合、出力信号は(1 - Ｑ) × ｙdL (i) + Ｑ × ｙnrL (i)となり、入力端子１０１に入力された音声信号と雑音除去された信号を所定の割合で合成したものとなる。
【００３９】
Ｒｃｈ用の音声信号についても同様の処理が行われる。すなわち、Ｒｃｈの音声信号は遅延部３２を経て、切替部３４に入力される。遅延部３２は、遅延部３１と同様の処理を行う。切替部３４は、切替部３３と同様の構成を有しており、切替部３３と同様の処理を行う。よって、切替部３４からは、Ｒｃｈの(1 - Ｑ) × ｙdR(i) + Ｑ × ｙnrR(i)が出力される。そして、切替部３３、３４からの出力信号はそれぞれ出力端子１０３、１０４から出力され、図示しない符号化器によって符号化されて記録媒体に記録される。あるいはＤ／Ａ変換された後に、スピーカなどに出力される。
【００４０】
なお、合成比データＱは、差信号の低周波数域の振幅値データ以外から求めても良い。例えば、合成比データＱは、差信号の低周波数域のパワー値のデータから求めても良い。さらには、特開平５−３２８４８０で記述されている風圧センサを用いて算出しても良い。あるいは、差信号をＢＰＦに通して、その出力の絶対値をピーク検波したデータから算出するようにしても良い。ここで、ＢＰＦの通過域は、風雑音の主成分である１００Ｈｚ〜１ＫＨｚ等にする。このように、差信号の振幅値データ、又はその他の手段を用いて音声信号に含まれる雑音成分を測定する。そして、雑音成分の測定結果に応じて、合成比算出部１８が合成比データＱを算出すればよい。こうすることで、切替部３３が、適切に切り替えを行うことができる。
【００４１】
合成比算出部１８は、差信号をＦＦＴした結果の低周波分の振幅値データを用いて合成比データＱを算出する。切替部３３、３４は、合成比データＱを用いて、元の音声信号と風雑音分を低減した音声信号とを合成する。こうすることにより、風雑音が無い場合には元の音声信号を出力するので、ステレオ成分がある音声信号となる。風雑音が大きい場合には、風雑音を低減した音声信号を出力するので、風がある場合でも風雑音の影響の少ない音声信号を出力できる。
【００４２】
ここで、合成比算出部１８で算出した合成比データＱが、あるフレームで０の場合には、係数乗算/減算処理部、ＩＦＦＴ処理部、波形合成部の演算処理の一部、又は全部を実行しないようにするようにしてもよい。例えば、雑音の測定結果に応じて、ＩＦＦＴ処理部２１が逆フーリエ変換を行わないようにする。こうすることで、処理を簡素化することができる。
【００４３】
例えば、本実施形態にかかる雑音除去装置を例えば音声収録装置に用いた場合、常時、風が吹いているわけではなく、時には長い期間吹かないことがある。これらの処理部が回路で実現されている場合には、その回路を動作させないようにすることで消費電力の削減ができる。これらの処理部がＣＰＵやＤＳＰなどのソフトウエアで実現されている場合には、それらの処理を実行するルーチンをスキップする。その結果、風雑音が小さい場合に、処理を省略することができ、消費電力を削減することができる。
【００４４】
具体的には、雑音除去装置１００内の処理がＣＰＵやＤＳＰなどのソフトウエアで実現されている場合には、まず、差信号についてＳＴＦＴ処理を行う。得られた結果の振幅値データ｜Ｙs(t,k×f0)｜ (K=0〜31) の大きさが、全て所定の閾値より小さい場合、音声信号のＳＴＦＴ処理、係数乗算/減算処理、ＩＦＦＴ処理、波形合成処理の全て、あるいは一部をスキップする。このように、振幅値データと閾値を比較することで、音声信号のＳＴＦＴ処理、係数乗算/減算処理、ＩＦＦＴ処理、波形合成処理の全て、あるいは一部を省略してもよい。こうすることで、消費電力を削減することができる。
【００４５】
なお、雑音除去装置１００は、雑音の測定に、振幅値データではなく、パワー値のデータと用いてもよい。なお、閾値はK 毎に決められていてもよく、同じ閾値でもよい。また、雑音除去装置１００が、振幅値データ、又はパワー値のデータを加重して総和をとった総和値と閾値とを比較してもよい。そして、比較結果に応じて、風雑音が小さいか否かを判定し、判定結果に応じて処理を省略してもよい。そして、少なくとも一部の処理をスキップした場合は、雑音除去装置１００が、音声信号をそのまま所定の時間遅延させて出力する。なお、所定の時間は、音声信号のＳＴＦＴ処理、係数乗算／減算処理、ＩＦＦＴ処理、波形合成処理を行う場合と、同じサンリング周期分とすることができる。
【００４６】
実施の形態３．
本実施の形態にかかる雑音除去装置１００について、図６を用いて説明する。図６は、雑音除去装置１００の構成を示す図である。本実施の形態にかかる雑音除去装置１００は、３つのマイクロフォンを用いて、雑音除去処理を行う。ここでは、ＬｃｈとＲｃｈとの音声信号に加えて、Ｍｃｈの音声信号が雑音除去装置１００に入力される。したがって、雑音除去装置１００はＭｃｈの入力端子１０５と出力端子１０６を備えている。
【００４７】
そして、減算器１１ａは、Ｌｃｈの音声信号とＭｃｈの音声信号との差信号を生成し、減算器１１ｂは、Ｍｃｈの音声信号とＲｃｈの音声信号との差信号を生成する。なお。ＬｃｈとＭｃｈの差信号と、ＭｃｈとＲｃｈの差信号に対する処理は基本的に同じであるため、以下、ＬｃｈとＭｃｈの差信号の処理を中心に説明する。
【００４８】
減算器１１ａからの差信号は、定数倍器１２ａで定数倍されて、ＳＴＦＴ処理部１４ａに入力される。減算器１１ｂからの差信号は、定数倍器１２ｂで定数倍されて、ＳＴＦＴ処理部１４ｂに入力される。ＳＴＦＴ処理部１４ａは、差信号に対して、実施の形態１のＳＴＦＴ処理部１４と同様の処理を行う。Ｌｃｈの音声信号は、ＳＴＦＴ処理部１３ａに入力される。ＳＴＦＴ処理部１３ａは、Ｌｃｈの音声信号に対して、実施の形態１のＳＴＦＴ処理部１３と同様の処理を行う。Ｍｃｈの音声信号は、ＳＴＦＴ処理部１５に入力される。ＳＴＦＴ処理部１５は、Ｍｃｈの音声信号に対して、実施の形態１のＳＴＦＴ処理部１５と同様の処理を行う。Ｒｃｈの音声信号は、ＳＴＦＴ処理部１３ｂに入力される。ＳＴＦＴ処理部１３ｂは、Ｒｃｈの音声信号に対して、実施の形態１のＳＴＦＴ処理部１３と同様の処理を行う。
【００４９】
また、本実施の形態における係数乗算／減算処理部１６は、実施の形態１の係数乗算／減算処理部１６と同様の処理を行う。したがって、係数乗算／減算処理部１６は、差信号とＬｃｈの音声信号とに基づいて、減算信号を算出して、ＩＦＦＴ処理部２１に出力する。本実施の形態における係数乗算／減算処理部２５は、実施の形態１の係数乗算／減算処理部１７と同様の処理を行う。したがって、係数乗算／減算処理部２５は、差信号とＭｃｈの音声信号とに基づいて、減算信号を算出して、ＩＦＦＴ処理部２６に出力する。
【００５０】
本実施の形態のＩＦＦＴ処理部２１、波形合成部２２が、実施の形態１のＩＦＦＴ処理部２１と波形合成部２２に対応する。ＩＦＦＴ処理部２１は減算信号とＬｃｈの音声信号に基づいて、時間領域の時間信号を生成する。波形合成部２２は、時間領域における時間信号に基づいて、雑音除去されたLｃｈの音声信号を出力端子１０３に出力する。このようにすることで、出力端子１０３からは、雑音成分が除去されたＬｃｈの音声信号が出力される。
【００５１】
ＩＦＦＴ処理部２６、及び波形合成部２７は、ＩＦＦＴ処理部２１、波形合成部２２と同様の処理を行う。ＩＦＦＴ処理部２６は減算信号とＭｃｈの音声信号に基づいて、時間領域の時間信号を生成する。波形合成部２７は、時間領域における時間信号に基づいて、雑音除去されたＭｃｈの音声信号を出力端子１０６に出力する。このようにすることで、出力端子１０６からは、雑音成分が除去されたＭｃｈの音声信号が出力される。
【００５２】
Ｒｃｈの音声信号についても、同様の処理が行われる。すなわち、ＳＴＦＴ処理部１４ｂが、ＳＴＦＴ処理部１４ａに対応しており、ＳＴＦＴ処理部１３ｂがＳＴＦＴ処理部１３ａに対応している。また、係数乗算／減算処理部１７が係数乗算／減算処理部１６に対応しており、ＩＦＦＴ処理部２３がＩＦＦＴ処理部２１に対応している。波形合成部２４が波形合成部２２に対応している。
【００５３】
ＲｃｈとＭｃｈとの差信号がＳＴＦＴ処理部１４ｂに入力され、Ｒｃｈの音声信号がＳＴＦＴ処理部１３ｂに入力される。ＳＴＦＴ処理部１４ｂは、差信号に対して、ＳＴＦＴ処理部１４ａと同様の処理を行う。ＳＴＦＴ処理部１３ｂは、Ｒｃｈの信号に対して、ＳＴＦＴ処理部１３ａと同様の処理を行う。係数乗算／減算処理部１７は、差信号とＲｃｈの音声信号に基づいて、減算信号を算出して、ＩＦＦＴ処理部２３に出力する。また、ＳＴＦＴ処理部１３ｂは、Ｒｃｈの音声信号の高周波数域の振幅成分と位相成分をＩＦＦＴ処理部２３に出力する。ＩＦＦＴ処理部２３は、これらの振幅情報と位相情報とに基づいて、時間領域の時間信号を生成する。波形合成部２４は、雑音除去されたＲｃｈの音声信号を出力端子１０４に出力する。
【００５４】
なお、Ｍｃｈについては、ＬｃｈとＭｃｈの音声信号に基づいて処理がなされているので、Ｒｃｈの信号を用いずに、Ｍｃｈの雑音除去処理が行われる。そして、Ｌｃｈ、Ｍｃｈ、Ｒｃｈの３つのマイクロフォンは近接して配置する。電子機器などにマイクロフォンが取り付けられた場合を考えると、Ｌｃｈ、Ｒｃｈのマイクロフォンを筐体のそれぞれ左側と右側に配置し、ＭｃｈはＬｃｈとＲｃｈの中間付近の位置に配置すればよい。ＬｃｈとＭｃｈのマイクロフォン間の距離、ＲｃｈとＭｃｈのマイクロフォン間の距離が近くなるので好適である。
【００５５】
このようにすることで、３つのマイクロフォンの音声信号を処理することが可能になる。もちろん、４つ以上の場合でも同様に処理すれば良い。また、実施の形態３の構成においても、実施の形態２で示した切替部３３、切替部３４などを追加することも可能である。
【００５６】
実施の形態４．
本実施の形態にかかる雑音除去装置について、図７を用いて説明する。図７は、雑音除去装置１００の全体構成を示す図である。本実施の形態では、離散フーリエ変換ではなく、離散コサイン変換を用いて、時間領域の音声信号を周波数領域の信号に変換している。したがって、ＳＴＦＴ処理部１３〜１５が窓関数処理＋ＤＣＴ処理部６３〜６５に置き換わっている。また、ＩＦＦＴ処理部２１、２３が逆ＤＣＴ処理部８１、８３に置き換わっている。なお、実施の形態１と同様の処理については、適宜説明を省略する。
【００５７】
実施の形態１と同様に、減算器１１で、ＬｃｈとＲｃｈの差信号が算出される。これらの差信号は、定数倍器１２で１／２倍された後、窓関数処理＋ＤＣＴ処理部６４に入力される。また、Ｌｃｈの音声信号は、窓関数処理＋ＤＣＴ処理部６３に入力され、Ｒｃｈの音声信号は、窓関数処理＋ＤＣＴ処理部６５に入力される。窓関数処理＋ＤＣＴ処理部６３〜６５は窓関数処理とＤＣＴ処理を実行する。
【００５８】
窓関数処理では、入力信号を所定時間ごとにずらしながら所定長のフレームにフレーム分割する処理が行われる。そして、フレーム分割された各フレームに対し、所定の時間窓を掛ける処理が行われる。このフレームは、所定のサンプル数の重なりを持つようにする。さらに、時間窓をかけた信号に対して離散コサイン変換ＤＣＴ（Discrete  Cosine  Transform）処理を実行して周波数領域の信号に変換する。窓関数処理＋ＤＣＴ処理部６３〜６５は、時間領域における音声信号と差信号をそれぞれフレーム分割した後、周波数領域における音声信号及び差信号に変換する変換部となる。
【００５９】
ｔ時刻のフレームについて、２５６次のＤＣＴであれば、２５６個の周波数領域データはＦ(t,k)  (K=0〜255)である。差信号については、Ｆs(t,k)、Ｌｃｈの音声信号については、ＦL(t,k)、Ｒｃｈの音声信号については、ＦR(t,k)で表す。ここで、ｋの小さいデータが低周波数域のデータである。
【００６０】
差信号とＬｃｈの音声信号のそれぞれ低周波数域の周波数領域データは、係数乗算/減算処理部１６に入力される。例えば、低域の３２個ずつのデータ、Ｆs(t,k)、ＦL(t,k)  (K=0〜31)である。係数乗算／減算処理部１６の構成を図８に示す。係数乗算／減算処理部１６は、ＡＢＳ部４３と、定数倍器４１と、減算器４２と、ＳＧＮ部４４を有している。
【００６１】
係数乗算/減算処理部１６のＡＢＳ部４３は、Ｆs(t,k)、ＦL(t,k)のそれぞれを絶対値化して｜Ｆs(t,k)｜、 ｜ＦL(t,k)｜ とする。ここで、係数乗算/減算処理部１６はＦL(t,k)の各値の正負の符号を記憶しておく。
【００６２】
定数倍器４１は、｜Ｆs(t,k)｜(K=0〜31) の各データに所定の係数Ｃkを乗算する。係数Ｃkは、実施の形態１と同様の値とすることができる。これにより、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
次に、減算器４２が、絶対値と係数との乗算値を音声信号の周波数領域データの絶対値から減算する。ここで、減算結果、すなわち、｜ＦL(t,k)｜ - Ｃk × ｜Ｆs(t,k)｜ が負になる場合は、０に置き換える。なお、負になる場合に０に書き換える処理に代えて、所定の正定数以下になる場合にその所定の正定数で置き換えるようにしても良い。ミュージカルノイズと呼ばれるノイズを目立たなくする効果がある。
【００６４】
なお、実施の形態１と同様に、対応する周波数のデータの絶対値とその周辺の周波数のデータの絶対値の最大値を用いてもよい。この場合、｜Ｆs(t,k)｜ の代わりに、max( ｜Ｆs(t,k-1)｜, ｜Ｆs(t,k)｜,｜Ｆs(t,k+1)｜)を用いることになる。あるいは、これらの値の平均値、中間値を用いてもよい。実施の形態１と同様に、減算に用いる差信号の低周波数域の周波数領域データについて、各K毎に過去のフレームのデータを用いて平滑化した値としても良い。この場合、例えばK=5のデータについて、過去３フレーム分のデータで、(｜Ｆs(t-3,5)｜+ 2×｜Ｆs(t-2,5)｜+ 3×｜Ｆs(t-3,5)｜+ 4×｜Ｆs(t,5)｜) / 10のように演算した値とする。これにより、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
ＳＧＮ部４４は、この減算結果に、絶対値化する時に記憶しておいた各値の正負の符号を付ける。すなわち、音声信号の周波数領域データの正負は変わることがなく、その絶対値が差信号の周波数領域データの絶対値に係る量だけ減少することになる。結果的に、このような値になるのであれば、必ずしもＡＢＳ部４３の位置での絶対値化やＳＧＮ部４４の位置で符号を付けることを行う必要はなく、減算時に論理的に判断して演算するようにしても良い。
【００６６】
また、周波数領域データを絶対値化する代わりに、ＡＢＳ部４３で２乗値化しても良い。この場合、減算器４２の出力は、(｜ＦL(t,k)｜)2  - Ｃk × (｜Ｆs(t,k)｜)2となる。そして、ＳＧＮ部４４は減算器４２の出力データを１／２乗化して符号を付ける。ＳＧＮ部４４の出力は、( (｜ＦL(t,k)｜)2  - Ｃk × (｜Ｆs(t,k)｜)2  )0.5に符号が付いた値となる。あるいは、減算器４２の出力データを音声信号の２乗で除算した除算値を求め、除算値に音声信号の周波数領域データを乗じてもよい。この場合、係数乗算／減算処理部１６から出力される減算信号はＦL(t,k)× ( (｜ＦL(t,k)｜)2  - Ｃk × (｜Ｆs(t,k×f0)｜) 2 )／(｜ＦL(t,k)｜)2となる。なお、除算部の分子は、前述のように負にはならない。したがって、音声信号の周波数領域データの正負は変化しないので、ＳＧＮ部４４の位置で符号を付ける必要はない。このように、周波数領域データの２乗値を減算することで、減算信号を算出するようにしてもよい。
【００６７】
減算結果に正負の符号が付けられた周波数領域データと音声信号の高周波数域の周波数領域データＦL(t,k) (K=32〜127)は、逆ＤＣＴ処理部８１に入力される。逆ＤＣＴ処理部８１では、これらの周波数領域データを用いて、逆ＤＣＴ処理を行う。これにより、周波数領域の信号が、時間領域の信号に逆変換される。逆ＤＣＴ処理部８１の出力は、波形合成部２２に入力される。逆ＤＣＴ処理部８１は、周波数領域における減算信号を時間領域の時間信号に逆変換する逆変換部となる。波形合成部２２は、実施の形態１と同様に、波形合成処理を行って、音声信号 ｙnrL(i)を出力する。この音声信号は、左チャンネル（Ｌｃｈ）の音声信号から、風雑音成分が除去されたものとなっている。
【００６８】
Ｒｃｈの音声信号についても、Ｌｃｈと同様に処理が行われる。これにより、実施の形態１と同様に、雑音除去されたＬｃｈ，及びＲｃｈの音声信号を得ることができる。なお、ＤＣＴ変換の代わりに、修正離散コサイン変換（ＭＤＣＴ）や、ハートレー変換、離散サイン変換を用いても良い。特にＭＤＣＴと適当な窓関数を用いて、フレームの重なりをフレーム全長の１／２とすることで、フレームの重なり分による、演算すべき周波数領域サンプル数を減らすことができるという効果がある。また。これらの直交変換を用いて時間領域から周波数領域信号に変換することが好適だが、直交変換でなくても良い。非直交変換であっても、直交変換と同様な時間領域、周波数領域変換が行えればよい。
【００６９】
実施の形態５．
本実施の形態にかかる雑音除去装置の構成について、図９を用いて説明する。図９は、雑音除去装置の構成を示す図である。なお、雑音除去装置１００の基本的構成については、実施の形態１、実施の形態２、又は実施の形態４と同様であるため説明を省略する。具体的には、本実施の形態では、実施の形態２と実施の形態４とを組み合わせた構成となっている。すなわち、実施の形態２において、ＳＴＦＴ処理部１３〜１５、及びＩＦＦＴ処理部２１、２３を窓関数処理＋ＤＣＴ処理部６３〜６５、及び逆ＤＣＴ処理部８１、８３に置き換えて、ＤＣＴ変換及び逆ＤＣＴ変換を用いている。換言すると、実施の形態４において、合成比算出部１８、遅延部３１、３２、及び切替部３３、３４を追加した構成となっている。
【００７０】
このような構成では、音声信号に含まれる雑音成分に応じて合成比を算出することができる。よって、実施の形態１、４の効果に加えて、実施の形態２で示した効果を得ることができる。このような制御を行うことで、雑音成分をより効果的に削除することができる。さらには、雑音成分が低く、音声信号をそのまま出力端子１０３、１０４に出力する場合、一部の処理を省略することができる。よって、処理を簡素化することができ、消費電力を低減することができる。
【００７１】
実施の形態６．
本実施の形態にかかる雑音除去装置の構成について、図１０を用いて説明する。図１０は、雑音除去装置の構成を示す図である。なお、雑音除去装置１００の基本的構成については、実施の形態１、実施の形態３、又は実施の形態４と同様であるため説明を省略する。具体的には、本実施の形態では、実施の形態３と実施の形態４とを組み合わせた構成となっている。すなわち、実施の形態３において、ＳＴＦＴ処理部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１５、及びＩＦＦＴ処理部２１、２３、２６を窓関数処理＋ＤＣＴ処理部６３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂ、６５、及び逆ＤＣＴ処理部８１、８３、８６に置き換えて、ＤＣＴ変換及び逆ＤＣＴ変換を用いている。換言すると、実施の形態４において、マイクロフォンをＬｃｈ、Ｒｃｈ、Ｍｃｈの３チャンネルにした場合に相当する。
【００７２】
このような構成によって、実施の形態１、３、４と同様の効果を得ることができる。すなわち、３つ以上のマイクロフォンのそれぞれに対して、効果的に雑音除去を行うことができる。もちろん、本実施の形態と実施の形態２を組み合わせてもよい。すなわち、３つ以上のマイクロフォンを用いた構成において、遅延部及び切替部を追加してもよい。このようにすることで、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
その他の実施の形態．
実施形態１〜６では、フレーム内のサンプル数が固定であるとして記述したが、フレーム内のサンプル数を時々刻々変化させても良い。入力された音声信号の状況に応じて変えることで、風雑音除去後の音質をあげることが出来る。または、風雑音の検出状況（差信号の低域振幅の分布状況）によって、サンプル数を変えても良い。風雑音が比較的小さくて、その周波数分布が低域に留まるような場合にサンプル数を大きくし、風雑音が比較的大きく、その周波数分布が高域まで伸びているような場合にサンプル数を小さくする。このような制御を行うことで風雑音の除去をより効果的に行うことが出来る。
【００７４】
なお、以上の実施例では係数乗算/減算処理する低周波数域のデータ数は固定(実施形態では、３２)であり、またＣkが高域になるにつれて小さくなる度合いも固定であるとした。しかしながら、風雑音の周波数分布は風が緩やかな場合には比較的低い周波数成分のみからなるが、強風になるにつれて、高周波数域まで分布するようになる。一方、２つのマイクロフォン間の距離に依存するが、ある程度の周波数以上では本来のステレオ成分が存在する。そこで、比較的風量が少ない場合は係数乗算/減算処理する低周波数域のデータ数を少なくする。あるいは、Ｃkの減衰度合いを急峻にする。一方、比較的風量が多い場合は、係数乗算/減算処理する低周波数域のデータ数を多くする。あるいは、Ｃkの減衰度合いを緩やかにする。このように、風量に応じて、係数乗算／減算処理部１６において減算処理を行う低周波数成分の範囲を調整することができる。このように、風量に応じて、低周波数域のデータ数を変更する。換言すると、減算処理が行われる低周波数成分の範囲を調整する。こうすることで、効果的に風雑音を低減することができる。
【００７５】
風量の検出は、差信号低周波数域の振幅値データ｜Ｙs(t,k×f0)｜ (K=0〜20) の和、あるいは二乗和、あるいは低周波数域データの加重を大きくした加重平均値などで行う。あるいは、実施の形態１と同様に、風圧センサを用いてもよい。実施の形態１と同様に、差信号をＢＰＦに通して、その出力の絶対値をピーク検波したデータから算出するようにしても良い。ここで、ＢＰＦの通過域は、風雑音の主成分である１００Ｈｚ〜１ＫＨｚ等にする。
【００７６】
なお、係数乗算/減算処理での処理は、｜Ｙs(t,k×f0)｜ (K=0〜31) の各データに所定の係数Ｃkを乗算して、その乗算結果を一方のｃｈ信号の振幅値データ（例えば、Ｌｃｈのデータ ｜ＹL(t,k×f0)｜）から減算するとしたが、これと類似の処理であっても良い。例えば、｜Ｙs(t,k×f0)｜の値が小さな時は小さく、大きな時は大きい値に変換し、その値で一方のｃｈ信号の振幅値データを除算するようにしても良い。
【００７７】
なお、ＬｃｈとＲｃｈのマイクロフォンでなくてもよく、複数のチャンネルのマイクロフォンがあればよい。例えば、近接して配置された２以上のマイクロフォンであれば良い。また、ＲｃｈとＬｃｈの一方のみ雑音除去するようにしてもよい。さらに、マイクロフォンがアレイ状に配列されたマイクロフォンアレイからの音声信号に対して、雑音除去してもよい。
【００７８】
上記した雑音除去するための処理は、コンピュータプログラムによって実行されても良い。上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、ＣＤ−ＲＯＭ(Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ(例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ(Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００７９】
また、コンピュータが上述の実施の形態の機能を実現するプログラムを実行することにより、上述の実施の形態の機能が実現される場合だけでなく、このプログラムが、コンピュータ上で稼動しているＯＳ(Operating System)もしくはアプリケーションソフトウェアと共同して、上述の実施の形態の機能を実現する場合も、本発明の実施の形態に含まれる。
【符号の説明】
【００８０】
１００  雑音除去装置
１１  減算器
１３〜１５  ＳＴＦＴ処理部
１６、１７  係数乗算／減算処理部
１８  合成比算出部
６３〜６５  窓関数処理＋ＤＣＴ処理部
２１、２３  ＩＦＦＴ処理部
２２、２４  波形合成部
３１、３２  遅延部
３３、３４  切替部
４１  定数倍器
４２  減算器
【図１】
2014102318.tif 000003
【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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