(57)【要約】【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、及び雑音除去プログラムを提供すること。【解決手段】本発明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減算器７３と、差信号と内部発生信号の和信号を入力とし、内部発生信号と相関のある信号を所望信号入力とする適応フィルタ１０と、適応フィルタ内の可変フィルタの特性変化に伴って特性が変化し、音声信号を処理する可変フィルタ６１と、を備えたものである。【選択図】図１
2014135712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象信号に雑音が重畳した入力信号から雑音成分に係る信号を算出する手段と、
前記入力信号を処理して出力する可変フィルタ手段と、
前記雑音成分に係る信号と別の信号との合成信号を入力信号として動作する適応フィルタ手段と、
前記別の信号と相関のある信号を所望信号として前記適応フィルタ手段の出力信号との誤差信号を算出する手段と、
を有し、
前記誤差信号を用いて前記適応フィルタの特性を変化させるとともに、前記適応フィルタの特性の変化に対応して前記可変フィルタの特性を変化させることを特徴とする雑音除去装置。
【請求項２】
複数のチャンネルから入力される複数の信号のうちの一つのチャンネルの信号と他の一つのチャンネルの信号の差信号を算出する信号算出部と、
前記複数のチャンネルの信号を処理して出力する可変フィルタ手段と、
前記差信号と別の信号との合成信号を入力信号として動作する適応フィルタ手段と、
前記別の信号と相関のある信号を所望信号として前記適応フィルタ手段の出力信号との誤差信号を算出する手段と、
を有し、
前記誤差信号を用いて前記適応フィルタの特性を変化させるとともに、前記適応フィルタの特性の変化に対応して前記可変フィルタの特性を変化させることを特徴とする雑音除去装置。
【請求項３】
複数のチャンネルから入力される複数の信号のうちの一つのチャンネルの信号と他の一つのチャンネルの信号の差信号と和信号を算出する信号算出部と、
前記和信号を処理して出力する可変フィルタ手段と、
前記差信号と別の信号の合成信号を入力信号として動作する適応フィルタ手段と、
前記別の信号と相関のある信号を所望信号として前記適応フィルタ手段の出力信号との誤差信号を算出する手段と、
を有し、
前記誤差信号を用いて前記適応フィルタの特性を変化させるとともに、前記適応フィルタの特性の変化に対応して前記可変フィルタの特性を変化させることを特徴とする雑音除去装置。
【請求項４】
対象信号に雑音が重畳した入力信号から雑音成分に係る信号を算出する算出手段と、
前記算出手段の出力信号を非線形処理する第一の非線形処理手段と、
前記入力信号に係る信号を処理して出力する可変フィルタ手段と、
前記入力信号に係る信号を非線形処理する第二の非線形処理手段と、
前記第二の非線形処理手段の出力信号を入力信号として動作する適応フィルタ手段と、
前記第一の非線形処理手段の出力信号と前記第二の非線形処理手段の出力信号との合成信号を遅延させた信号を所望信号として前記適応フィルタ手段の出力信号との誤差信号を算出する手段とを有し、
前記誤差信号を用いて前記適応フィルタの特性を変化させるとともに、
前記適応フィルタの特性の変化に対応して前記可変フィルタの特性を変化させることを特徴とする雑音除去装置。
【請求項５】
対象信号に雑音が重畳した入力信号から雑音成分に係る信号を算出する算出手段と、
前記算出手段の出力信号を非線形処理する第一の非線形処理手段と、
前記入力信号に係る信号を処理して出力する可変フィルタ手段と、
前記入力信号に係る信号を非線形処理する第二の非線形処理手段と、
前記第一の非線形処理手段の出力信号と前記第二の非線形処理手段の出力信号との合成信号を入力信号として動作する適応フィルタ手段と、
前記第二の非線形処理手段の出力信号を遅延させた信号を所望信号として前記適応フィルタ手段の出力信号との誤差信号を算出する手段とを有し、
前記誤差信号を用いて前記適応フィルタの特性を変化させるとともに、
前記適応フィルタの特性の変化に対応して前記可変フィルタの特性を変化させることを特徴とする雑音除去装置。
【請求項６】
複数のチャンネルから入力される複数の信号のうちの一つのチャンネルの信号と他の一つのチャンネルの信号の差信号を算出する信号算出手段と、
前記差信号を非線形処理する第一の非線形処理手段と、
前記複数のチャンネルの信号を処理して出力する可変フィルタ手段と、
前記一つのチェネルの信号あるいは前記一つのチェンネルの信号と前記他のチャンネルの信号の和信号を非線形処理する第二の非線形処理手段と、
前記第一の非線形処理手段の出力信号と前記第二の非線形処理手段の出力信号との合成信号を入力信号として動作する適応フィルタ手段と、
前記第二の非線形処理手段の出力信号を遅延させた信号を所望信号として前記適応フィルタ手段の出力信号との誤差信号を算出する手段とを有し、
前記誤差信号を用いて前記適応フィルタの特性を変化させるとともに、
前記適応フィルタの特性の変化に対応して前記可変フィルタの特性を変化させることを特徴とする雑音除去装置。
【請求項７】
複数のチャンネルから入力される複数の信号のうちの一つのチャンネルの信号と他の一つのチャンネルの信号の差信号と和信号を算出する信号算出手段と、
前記差信号を非線形処理する第一の非線形処理手段と、
前記和信号を処理して出力する可変フィルタ手段と、
前記一つのチェネルの信号あるいは前記和信号を非線形処理する第二の非線形処理手段と、
前記第一の非線形処理手段の出力信号と前記第二の非線形処理手段の出力信号との合成信号を入力信号として動作する適応フィルタ手段と、
前記第二の非線形処理手段の出力信号を遅延させた信号を所望信号として前記適応フィルタ手段の出力信号との誤差信号を算出する手段とを有し、
前記誤差信号を用いて前記適応フィルタの特性を変化させるとともに、
前記適応フィルタの特性の変化に対応して前記可変フィルタの特性を変化させることを特徴とする雑音除去装置。
【請求項８】
複数のチャンネルから入力される複数の信号のうちの一つのチャンネルの信号と他の一つのチャンネルの信号の差信号を算出する信号算出手段と、
前記差信号を非線形処理する第一の非線形処理手段と、
前記複数のチャンネルの信号を処理して出力する可変フィルタ手段と、
前記一つのチェネルの信号あるいは前記一つのチェンネルの信号と前記他のチャンネルの信号の和信号を非線形処理する第二の非線形処理手段と、
前記第二の非線形処理手段の出力信号を入力信号として動作する適応フィルタ手段と、
前記第一の非線形処理手段の出力信号と前記第二の非線形処理手段の出力信号との合成信号を遅延させた信号を所望信号として前記適応フィルタ手段の出力信号との誤差信号を算出する手段とを有し、
前記誤差信号を用いて前記適応フィルタの特性を変化させるとともに、
前記適応フィルタの特性の変化に対応して前記可変フィルタの特性を変化させることを特徴とする雑音除去装置。
【請求項９】
複数のチャンネルから入力される複数の信号のうちの一つのチャンネルの信号と他の一つのチャンネルの信号の差信号と和信号を算出する信号算出手段と、
前記差信号を非線形処理する第一の非線形処理手段と、
前記和信号を処理して出力する可変フィルタ手段と、
前記一つのチェネルの信号あるいは前記和信号を非線形処理する第二の非線形処理手段と、
前記第二の非線形処理手段の出力信号を入力信号として動作する適応フィルタ手段と、
前記第一の非線形処理手段の出力信号と前記第二の非線形処理手段の出力信号との合成信号を遅延させた信号を所望信号として前記適応フィルタ手段の出力信号との誤差信号を算出する手段とを有し、
前記誤差信号を用いて前記適応フィルタの特性を変化させるとともに、
前記適応フィルタの特性の変化に対応して前記可変フィルタの特性を変化させることを特徴とする雑音除去装置。
【請求項１０】
前記第一の非線形処理手段および前記第二の非線形処理手段が２乗演算処理あるいは絶対値演算処理であることを特徴とする請求項４乃至請求項９のいずれか１項に記載の雑音除去装置。
【請求項１１】
前記差信号が前記一つのチャンネルの信号と他の一つのチャンネルの信号のそれぞれ高周波成分を減衰させた信号の差信号であることを特徴とする請求項２または請求項３または請求項６乃至請求項１０のいずれか１項に請求項に記載の雑音除去装置。
【請求項１２】
前記差信号をデシメーション処理することを特徴とする請求項１１に記載の雑音除去装置。
【請求項１３】
複数のチャンネルから入力される複数の信号のうちの一つのチャンネルの信号と他の一つのチャンネルの信号をそれぞれ高域側と低域側に帯域分割し、低域側の信号について前記可変フィルタによる処理を行った出力信号を前記高域側の信号と合成することを特徴とする、請求項１１または請求項１２に記載の雑音除去装置
【請求項１４】
前記可変フィルタの出力信号あるいは前記可変フィルタと前記高域側の信号との合成信号と、前記入力された信号とを切替えて、出力する切替え部をさらに備え、
前記切替え部が前記入力された信号を出力する場合、前記可変フィルタあるいはまた前記適応フィルタの動作を行わないことを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の雑音除去装置。
【請求項１５】
前記複数のチャンネルから入力される複数の信号は、複数の近接して配置されたマイクロフォンから出力される音声信号であることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の雑音除去装置。
【請求項１６】
複数のチャンネルから入力される複数の信号のうちの一つのチャンネルの信号と他の一つのチャンネルの信号の差信号を算出するステップと、
前記複数のチャンネルの信号を処理して出力する可変フィルタ処理を行うステップと、
前記差信号と別の信号との合成信号を算出するステップと、
前記合成信号を入力信号として処理して出力する適応フィルタ処理を行うステップと、
前記別の信号と相関のある信号を所望信号として前記適応フィルタの出力信号との誤差  信号を算出するステップと、
前記誤差信号を用いて前記適応フィルタの特性を変化させるステップと、
前記適応フィルタの特性の変化に対応して前記可変フィルタの特性を変化させるステップと、
を備える雑音除去方法。
【請求項１７】
複数のチャンネルから入力される複数の信号のうちの一つのチャンネルの信号と他の一つのチャンネルの信号の差信号と和信号を算出するステップと、
前記和信号を処理して出力する可変フィルタ処理を行うステップと、
前記差信号と別の信号との合成信号を算出するステップと、
前記合成信号を入力信号として処理して出力する適応フィルタ処理を行うステップと、
前記別の信号と相関のある信号を所望信号として前記適応フィルタの出力信号との誤差信号を算出するステップと、
前記誤差信号を用いて前記適応フィルタの特性を変化させるステップと、
前記適応フィルタの特性の変化に対応して前記可変フィルタの特性を変化させるステップと、
を備える雑音除去方法。
【請求項１８】
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雑音除去プログラムであって、
前記雑音除去方法が、
複数のチャンネルから入力される複数の信号のうちの一つのチャンネルの信号と他の一つのチャンネルの信号の差信号を算出するステップと、
前記複数のチャンネルの信号を処理して出力する可変フィルタ処理を行うステップと、
前記差信号と別の信号との合成信号を算出するステップと、
前記合成信号を入力信号として処理して出力する適応フィルタ処理を行うステップと、
前記別の信号と相関のある信号を所望信号として前記適応フィルタの出力信号との誤差  信号を算出するステップと、
前記誤差信号を用いて前記適応フィルタの特性を変化させるステップと、
前記適応フィルタの特性の変化に対応して前記可変フィルタの特性を変化させるステップと、
を備える雑音除去プログラム。
【請求項１９】
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雑音除去プログラムであって、
前記雑音除去方法が、
複数のチャンネルから入力される複数の信号のうちの一つのチャンネルの信号と他の一つのチャンネルの信号の差信号と和信号を算出するステップと、
前記和信号を処理して出力する可変フィルタ処理を行うステップと、
前記差信号と別の信号との合成信号を算出するステップと、
前記合成信号を入力信号として処理して出力する適応フィルタ処理を行うステップと、
前記別の信号と相関のある信号を所望信号として前記適応フィルタの出力信号との誤差信号を算出するステップと、
前記誤差信号を用いて前記適応フィルタの特性を変化させるステップと、
前記適応フィルタの特性の変化に対応して前記可変フィルタの特性を変化させるステップと、
を備える雑音除去プログラム。
【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、及び雑音除去プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１、２には適応フィルタを利用した方法が開示されている。図７は、適応フィルタの概念図を表している。一般に、適応フィルタ１０は、離散時間ｎの入力信号Ｘｎに対し、フィルタ演算を実行して出力信号Ｙｎを出力する。出力信号Ｙｎが入力した減算器３０は、所望信号Ｄｎと出力信号Ｙｎとの差分を表す誤差信号Enを出力し、適応フィルタ１０は、この誤差信号Enが減少するように、フィルタ特性を変化させる。そして、その変化させたフィルタ特性を用いて次の離散時間ｎ＋１の入力信号Xn+1に対してフィルタ演算を実行する。以下、この手順が繰り返される。
【０００３】
図８は、フィルタを有限インパルス応答（Finite impulse response：FIR）フィルタ で実現した場合の構成図である。この適応フィルタ１０は、ＦＩＲフィルタ演算を行う可変フィルタ１１と、適応アルゴリズムにより可変フィルタ１１の係数を更新するフィルタ係数生成器１２とを備えている。可変フィルタ１１は、入力信号Ｘｎを遅延する複数の遅延素子１０１、１０２、・・・、１０３と、入力信号Ｘｎおよびそれを遅延した信号Ｘn-1、Ｘn-2、・・・、Ｘn-(m-1) に対してフィルタ係数生成器１２が設定した係数 Ｗ0、Ｗ1、・・・、Ｗm-1 をそれぞれ乗算する乗算器１１１、１１２、・・・、１１３と、それらの乗算器の出力を加算して出力信号Ynを出力する加算器１２０とを備えている。
【０００４】
適応アルゴリズム（適応フィルタの係数調整アルゴリズム）としては、最小平均二乗（Least Mean Square：LMS）アルゴリズムが用いられることが多い。あるいは、ＬＭＳアルゴリズムに代えて、再帰最小二乗（Recursive Least Square：RLS）アルゴリズムなどを使用する場合もある。
【０００５】
また、ＦＩＲフィルタに代えて、無限インパルス応答（Infinite impulse response：IIR）フィルタを用いる場合もある（非特許文献１など）。また、入力信号を周波数領域信号に変換して、周波数域で適応フィルタ演算を行う場合もある（特許文献３など）。
【０００６】
特許文献１では、一つのマイクロフォンの信号を遅延させた信号を適応フィルタの所望信号入力とし、そのマイクロフォンの信号と近接して配置された別のマイクロフォンの信号との差分信号を入力信号とし、誤差信号を雑音キャンセラーの出力信号としている。また特許文献２では、一つのマイクロフォンの信号に帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）をかけた信号を所望信号入力とし、差分信号にＢＰＦをかけた信号を入力信号としている。
【０００７】
一つのマイクロフォンの信号には希望信号ｓに風雑音ｎ０が混入している。一方、近  接して配置されたマイクロフォンの信号にも希望信号ｓ’に風雑音ｎ０’が混入している。ここで、２つのマイクロフォンが近接して配置されている場合には、希望信号ｓとｓ’の低周波成分はほぼ等しい。
【０００８】
一方、２つのマイクロフォンに混入する風雑音は相関が無い。従って、二つのマイクロフォンの信号との差分信号のＢＰＦ出力では、
ｎ１ = (ｓ ＋ ｎ０) − (ｓ’＋ ｎ０’)
= ｎ０ − ｎ０’
となって、風雑音分のみとなる。ｎ１に適応フィルタをかけて、一つのマイクロフォンの信号を遅延させた信号ｓ + ｎ０から差し引いた値を最小にするように適応フィルタ係数を更新する。その結果、期待値Ｅ［ｎ０ - (ｎ０ - ｎ０’)] が最小化されるので、希望信号ｓが出力として得られる、としている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】呉他、「IIR形適応フィルタのブロック実現」電子情報通信学会総合大会講演論文集1996年 基礎・境界, 182, 1996-03-11
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平５−１６１１９１号公報
【特許文献２】特開平６−２６９０８３号公報
【特許文献３】特表２００６−５０６９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら実際には、ｎ１= ｎ０ − ｎ０’ に適応フィルタをかけても、ｎ０の推定値を良好に得ることは難しい。ｎ０ と ｎ０’には相関が無く、一方、周波数成分は同様に分布しているためである。そのため、特許文献１、２の方法を持ってしても風雑音の低減効果は十分ではないという問題点がある。
【００１２】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、風雑音を効果的に低減できるとともに、音声信号の劣化を最低限に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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の１）〜３）に記載手段よりなる。
すなわち、
１）対象信号に雑音が重畳した入力信号から雑音成分に係る信号を算出する手段と、
前記入力信号を処理して出力する可変フィルタ手段と、
前記雑音成分に係る信号と別の信号との合成信号を入力信号として動作する適応フィルタ手段と、
前記別の信号と相関のある信号を所望信号として前記適応フィルタ手段の出力信号との誤差信号を算出する手段と、
を有し、
前記誤差信号を用いて前記適応フィルタの特性を変化させるとともに、前記適応フィルタの特性の変化に対応して前記可変フィルタの特性を変化させることを特徴とする雑音除去装置。
２）複数のチャンネルから入力される複数の信号のうちの一つのチャンネルの信号と他の一つのチャンネルの信号の差信号を算出するステップと、
前記複数のチャンネルの信号を処理して出力する可変フィルタ処理を行うステップと、
前記差信号と別の信号との合成信号を算出するステップと、
前記合成信号を入力信号として処理して出力する適応フィルタ処理を行うステップと、
前記別の信号と相関のある信号を所望信号として前記適応フィルタの出力信号との誤差  信号を算出するステップと、
前記誤差信号を用いて前記適応フィルタの特性を変化させるステップと、
前記適応フィルタの特性の変化に対応して前記可変フィルタの特性を変化させるステップと、
を備える雑音除去方法。
３）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雑音除去プログラムであって、
前記雑音除去方法が、
複数のチャンネルから入力される複数の信号のうちの一つのチャンネルの信号と他の一つのチャンネルの信号の差信号を算出するステップと、
前記複数のチャンネルの信号を処理して出力する可変フィルタ処理を行うステップと、
前記差信号と別の信号との合成信号を算出するステップと、
前記合成信号を入力信号として処理して出力する適応フィルタ処理を行うステップと、
前記別の信号と相関のある信号を所望信号として前記適応フィルタの出力信号との誤差  信号を算出するステップと、
前記誤差信号を用いて前記適応フィルタの特性を変化させるステップと、
前記適応フィルタの特性の変化に対応して前記可変フィルタの特性を変化させるステップと、
を備える雑音除去プログラム。
【発明の効果】
【００１４】
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とともに音声信号の劣化を最低限にできる雑音除去装置、雑音除去方法、及び雑音除去プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１に係る雑音除去装置の構成図である。
【図２】実施の形態２に係る雑音除去装置の構成図である。
【図３】実施の形態３に係る雑音除去装置の構成図である。
【図４】実施の形態４に係る雑音除去装置の構成図である。
【図５】実施の形態４に係る雑音除去装置の切替え部を示す図である。
【図６】切替え部を切替えるためのしきい値を示すグラフである。
【図７】従来例における適応フィルタの構成図である。
【図８】従来例における適応フィルタの回路ブロック図である。
【図９】実施の形態５に係る雑音除去装置の構成図である。
【図１０】実施の形態６に係る雑音除去装置の構成図である。
【図１１】実施の形態６に係る雑音除去装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る投射型表示装置を実施するための好適な実施の形態を説明する。
【００１７】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係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。
【００１８】
雑音除去装置１０００は、図７の従来例と同様の適応フィルタ１０、減算器３０と、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）４１、ＬＰＦ４２、遅延器５１、遅延器５２、可変フィルタ６１、可変フィルタ６２、減算器７１、定数乗算器７２、加算器７３、信号発生器７４、遅延器７５、入力端子２０１、入力端子２０２、出力端子２０３、出力端子２０４を備えている。
【００１９】
なお、雑音除去装置１０００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。
【００２０】
左のマイクロフォンからの音声信号Ｌｃｈは、入力端子２０１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２０２に入力される。Ｌｃｈの音声信号は遅延器５１とＬＰＦ４１に入力する。Ｒｃｈの音声信号は遅延器５２とＬＰＦ４２に入力する。ＬＰＦ４１、ＬＰＦ４２の出力は減算器７１に入力する。減算器１１は、ＬｃｈとＲｃｈの音声信号の差信号を算出する。減算器７１は、二つのチャネルの信号の差信号を算出する信号算出部となる。また、入力信号から雑音成分に係る信号を算出する手段となる。
【００２１】
差信号は、定数乗算器７２で１／２倍された後、加算器７３に入力する。加算器７３の他方の入力は、信号発生器７４の出力である。加算器７３の出力は適応フィルタ１０の入力となる。加算器７３の出力は、差信号と別の信号との合成信号である。また、雑音成分に係る信号と別の信号との合成信号である。信号発生器７４の出力は遅延器７５にも入力する。
【００２２】
遅延器７５の出力は、適応フィルタの所望信号として減算器３０に入力する。遅延器７５の出力は、別の信号と相関のある信号である。適応フィルタ１０と減算器３０は、図７の従来例と同様に動作する。すなわち、適応フィルタの出力と所望信号との差分である誤差信号が減少するように、適応フィルタの係数を変化させる。
【００２３】
遅延器５１の出力は、可変フィルタ６１に入力され、可変フィルタ６１の出力がＬｃｈの音声信号から風雑音を除去した出力信号として出力端子２０３に出力される。同様に、遅延器５２の出力は、可変フィルタ６２に入力され、可変フィルタ６２の出力がＲｃｈの音声信号から風雑音を除去した出力信号として出力端子２０４に出力される。出力端子２０３、２０４からの出力信号は、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。
【００２４】
あるいはＤ／Ａ変換された後に、スピーカーなどに出力される。本実施の形態では、可変フィルタ１０と減算器３０として、従来例の図８と同様にＦＩＲフィルタ１１を用いた構成とする。フィルタ係数生成器１２では、ＬＭＳアルゴリズムを用いてフィルタ係数Ｗ0、Ｗ１、・・・、Ｗｍ-１ を調整していく。ｍは正整数で、例えば１０１である。
【００２５】
可変フィルタ６１、可変フィルタ６２は、可変フィルタ１１と同一の構成のＦＩＲフィルタである。そして、可変フィルタ６１のフィルタ係数をＷ０'、Ｗ１'、・・・、Ｗｍ-１'、可変フィルタ６２のフィルタ係数をＷ0''、Ｗ1''、・・・、Ｗm-1'' とすると、Ｗ0' = Ｗ0'' = Ｗ０、Ｗ１' = Ｗ１'' =  Ｗ１、・・・、Ｗｍ-１' = Ｗｍ-１'' = Ｗｍ-１となるように、Ｗ０、Ｗ１、・・・、Ｗｍ-１の変化に応じて変化させる。
【００２６】
収録対象の音声信号は数十Hzから２０KHzの周波数分布を持つことが想定される。このうち、０〜数KHzの周波数成分はＬｃｈとＲｃｈとでほぼ等しいが、それ以上の周波数になると音源の方向に依存したステレオ成分のために差異があるものとなる。この周波数は、２つのマイクロフォンの配置の距離に依存している。
【００２７】
一方、各マイクロフォンに混入する風雑音は、せいぜい１KHz程度までの周波数成分分布を持つ。ＬＰＦ４１、４２の通過域の上限は、１KHz付近である。そこで、ＬＰＦ４１をかけたＬｃｈ信号からＬＰＦ４２をかけたＲｃｈ信号を減算することで、収録対象の音声信号の成分が無く、風雑音分のみとなった信号となる。２つのマイクロフォンに混入する風雑音には相関が無いために、減算しても０にはならないからである。
【００２８】
なお、ＲｃｈからＬｃｈを減算するようにしてもよい。また、ＬＰＦの代わりに帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）を用いてもよい。ＢＰＦの通過域の下限を数十Hz 、上限を１KHzとする。風雑音も数十Hz以下の周波数成分は少ないことから、他の要因による雑音の影響を除外することができる。
【００２９】
あるいは、減算器７１によるＬｃｈとＲｃｈ信号の減算を先に行い、その結果の信号に対してＬＰＦまたはＢＰＦをかけるようにしても同じ効果が得られる。
あるいは、ＬＰＦを設けないようにしてもよい。ステレオ成分による差異は、風雑音に比較すると小さいため、ＬＰＦ（またはＢＰＦ）をかけなくても最終結果に与える影響は大きくない。
【００３０】
信号発生器７４が発生する信号は、１KHzの正弦波、または１KHzの正弦波と２KHzの正弦波を加算したものを用いる。発生した信号は、遅延器７５にも入力する。遅延器７５で遅延されて減算器３０に、所望信号として入力する。遅延器７５の遅延量は、可変フィルタ１１の群遅延と同じ値とする。
【００３１】
従って、適応フィルタ１０の入力信号は発生信号＋風雑音であり、所望信号は発生信号を遅延させたものである。適応フィルタ１０の出力と所望信号の誤差信号が０になるように可変フィルタ１１のフィルタ係数は調整される。すなわち、風雑音が時々刻々変化しても、その変化に追従して風雑音を除去するように調整されることになる。
【００３２】
可変フィルタ６１，６２は、そのフィルタ係数を可変フィルタ１１のフィルタ係数とともに変化させるので、同様に時々刻々変化する風雑音に追従して、風雑音を除去する特性をもつ。
【００３３】
遅延器５１，５２は、ほぼＬＰＦ４１、４２の群遅延と同じ遅延量を持つ。ＬＰＦ４１、４２の群遅延よりも遅延量を大きくしてもよい。適応フィルタ１０の応答は、風雑音の変化に対して若干遅れて追従するので、その遅れの分だけ遅延量を増やすことで、風雑音量の立ち上がり時の除去性能がよくなる。なお、遅延器５１，５２を設けなくてもよい。風雑音量の立ち上がり時の除去性能は劣るが、演算量や回路規模の点で有利となる。
【００３４】
なお、遅延部７５で発生信号を遅延させたが、同等の処理であればよい。発生信号は、1KHzの正弦波、または1KHzの正弦波と2KHzの正弦波を加算したものであり、その信号を所定の時間だけ遅延させた信号は、相当するだけ位相をずらした正弦波または正弦波を加算した信号となる。従って、これらの信号を演算によって算出してもよい。あるいは、これらの信号の波形データを予めメモリに格納しておき、信号発生器と遅延器７５の出力データとして、読み出し開始アドレスを位相分だけ変えて、波形データを読み出してもよい。
【００３５】
なお、本実施の形態ではＬｃｈとＲｃｈの２つのマイクロフォンの場合の例を示したが、３つ以上のマイクロフォンであっても同様に構成できる。３マイクロフォンの場合、３つ目のマイクロフォンの信号は、遅延器５１と同様の遅延器と可変フィルタ６１と同様の可変フィルタで処理される。２つのマイクロフォンの信号については、図１と同様に処理される。
【００３６】
なお、可変フィルタ１１，６１，６２をＦＩＲフィルタで構成し、ＬＭＳアルゴリズムで適応処理を行ったが、ＬＭＳアルゴリズムの代わりにＲＬＳアルゴリズムなどを使用してもよい。また、ＦＩＲフィルタの代わりに、ＩＩＲフィルタを用いてもよい。
あるいは、直交変換を用いて周波数領域に変換して、その周波数成分の重み係数を適応処理するようにしてもよい。
なお、定数乗算器７２で１／２倍するとしたが、１／２倍以外の定数としてもよい。
【００３７】
以上の説明では、可変フィルタ６１，６２のフィルタタップ数とフィルタ係数を適応フィルタ１０内の可変フィルタ１１のフィルタタップ数とフィルタ係数と同一とするものとしたが、必ずしも同一でなくてもよく、可変フィルタ１１の特性変化に応じて可変フィルタ６１，６２の特性を変化させればよい。実施の形態３で述べるように、適応フィルタの入力信号のサンプリング周波数を下げた場合には、フィルタタップ数、フィルタ係数ともに同一ではないものを用いるが、可変フィルタ１１のフィルタ係数の変化に応じて可変フィルタ６１,６２のフィルタ係数を変化させる。
【００３８】
なお、以上の説明では、信号発生器７４で発生する信号を1KHzの正弦波、または1KHzの正弦波と2KHzの正弦波を加算したものとしたが、他の周波数でも良く、３つ以上の正弦波を加算したものでもよい。
また、以上の説明では、信号発生器７４で発生した信号を用いたが、このような内部で発生した信号の代わりに外部から入力する任意の信号を用いてもよい。
本実施の形態によれば、風雑音を風雑音の大きさや周波数分布に応じて適応的に抑圧することができる。
【００３９】
＜実施の形態２＞
本実施の形態に係る雑音除去装置について、図２を用いて説明する。図２は、雑音除去装置の構成を示す図である。本実施の形態に係る雑音除去装置１００１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２０１,２０２から入力される。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。
【００４０】
雑音除去装置１００１は、図１の実施の形態１と同様の適応フィルタ１０、減算器３０、ＬＰＦ４１、ＬＰＦ４２、減算器７１、定数乗算器７２、加算器７３、信号発生器７４、遅延器７５、入力端子２０１、入力端子２０２、出力端子２０３、出力端子２０４と、加算器７６、定数乗算器７７、遅延器７８、可変フィルタ６３、高域通過フィルタ（ＨＰＦ）４３、ＨＰＦ４４、遅延器５３、遅延器５４、加算器８１、加算器８２を備えている。
【００４１】
なお、雑音除去装置１００１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。
【００４２】
入力端子２０１に入力されたＬｃｈの音声信号は、ＬＰＦ４１とＨＰＦ４３に入力する。入力端子２０２に入力されたＲｃｈの音声信号は、ＬＰＦ４２とＨＰＦ４４に入力する。ＨＰＦとＬＰＦの特性は、相補的となるようにそれぞれのカットオフ周波数を一致させて、帯域分割を行う。ＬＰＦ４１、ＬＰＦ４２の出力は実施の形態１と同様に減算器７１に入力する。定数乗算器７２、加算器７３、適応フィルタ１０、減算器３０、信号発生器７４、遅延器７５の動作は実施の形態１と同様である。
【００４３】
また、ＬＰＦ４１、ＬＰＦ４２の出力は加算器７６に入力する。加算器７６は、ＬｃｈとＲｃｈの音声信号の和信号を算出する。減算器７１と加算器７６は、一つのチャンネルの信号と他の一つのチャンネルの信号の差信号と和信号を算出する信号算出部となる。
和信号は、定数倍器７７で１／２倍された後、遅延器７８に入力する。遅延器７８の出力は可変フィルタ６３に入力する。可変フィルタ６３は、図１の可変フィルタ６１、６２と同様の構成で同様の動作を行う。即ち、可変フィルタ６３のフィルタ係数をＷ0'''，Ｗ1'''，・・・，Ｗｍ-1''' とすると、Ｗ０''' = Ｗ０、Ｗ１''' = Ｗ１、・・・、Ｗｍ-１''' = Ｗｍ-１となるように、Ｗ０，Ｗ１，・・・，Ｗｍ-１の変化に応じて変化させる。
【００４４】
遅延器７８は、適応フィルタ１０の応答が風雑音の変化に対して若干遅れて追従する。その遅れの分に相当する遅延量をもつ。なお、遅延器７８を設けなくてもよい。風雑音量の立ち上がり時の除去性能は劣るが、演算量や回路規模の点で有利となる。
【００４５】
可変フィルタ６３の出力は、加算器８１、８２の一方の入力となる。加算器８１の他方の入力は、ＨＰＦ４３の出力が遅延器５３で遅延された信号である。加算器８２の他方の入力は、ＨＰＦ４４の出力が遅延器５４で遅延された信号である。遅延器５３の遅延量は、ＬＰＦ４１の群遅延と遅延器７８の遅延と可変フィルタ６３の群遅延の和と、ＨＰＦ４３の群遅延と遅延器５３の遅延の和が等しくなるように設定される。遅延器５４についても同様である。加算器８１，８２の出力は、それぞれ出力端子２０３，２０４から出力される。
【００４６】
前述したように、風雑音の帯域がせいぜい１KHz程度までであるのに対して、収録対象の音声信号は、数KHz以上の帯域でステレオ成分による差異が存在する。そこで、ＬＰＦ４１，４２、ＨＰＦ４３，４４のカットオフを１KHz付近として帯域分割を行う。その結果、ＨＰＦ４３，４４の出力には風雑音分の影響が存在しない。
【００４７】
一方、ＬＰＦ４１、ＬＰＦ４２の出力は、Ｌｃｈ，Ｒｃｈでほぼ等しい音声信号とＬｃｈ，Ｒｃｈで相関の無い風雑音分が加わった信号となっている。減算器７１の出力は、実施の形態１で述べたように風雑音分のみとなる。
【００４８】
また、加算器７６、定数乗算器７７の出力である和信号は、ＬｃｈのみあるいはＲｃｈのみに比べて収録対象音声信号に対する風雑音比（ＳＮＲ）が改善された信号となる。音声信号には相関があり、風雑音には相関がないからである。従って、最終出力である、出力端子２０３、２０４の出力信号のＳＮＲもよくなる。なお、和信号の代わりに、ＬＰＦ４１あるいはＬＰＦ４２の出力をそのまま遅延器７８に入力する構成としてもよい。ＳＮＲ的には不利になるが、演算量を削減できるという効果がある。
【００４９】
前述のように、可変フィルタ６３のフィルタ係数は可変フィルタ１１のフィルタ係数の変化に応じて変化する。実施の形態１で述べたように、適応フィルタ１０は時々刻々変化する風雑音を低減するように動作するから、可変フィルタ６３も和信号に含まれる風雑音分を低減する。
【００５０】
可変フィルタ６３の出力は、加算器８１，８２の一方の入力となる。他方の入力は帯域分割を行った高域側の信号を遅延させたものであり、加算器８１，８２で加算することで、全帯域の信号となる。
【００５１】
なお、実施の形態１と同様にＬＰＦ４１，４２をＢＰＦに置き換えてもよい。また、ＬＰＦ４１，４２をかけた後で差信号と和信号を算出しているが、まず差信号と和信号を算出し、その結果にそれぞれＬＰＦをかけるようにしてもよい。
【００５２】
以上のように、本実施形態によれば、帯域分割を行うことで、ステレオ成分による差異が小さく風雑音の影響が多い低域側の信号についてのみ可変フィルタによる風雑音低減を行い、風雑音の影響が小さい高域側の信号については処理しないので、収録対象の音声信号を劣化させることなく、風雑音の低減ができる。また、実施の形態１と比較すると、比較的に演算量の多い可変フィルタを、実施の形態１の１／２にすることができる。演算量を少なくすることで消費電力を小さくすることが可能になる。さらに低域側の信号について、和信号とすることで、さらに風雑音の低減ができる。
【００５３】
＜実施の形態３＞
本実施の形態に係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。本実施の形態に係る雑音除去装置１００２は、実施の形態２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２０１，２０２から入力される。なお、実施の形態２と同様の処理については、適宜説明を省略する。
【００５４】
本実施の形態は、実施の形態１の構成にデシメータ８３、デシメータ８４、インターポレータ８５を追加したものである。
デシメータ８３では、ＬＰＦ４１の出力データを１／２に間引く。入力端子２０１から入力される信号は、サンプリング周波数Ｆｓのデジタルデータである。デシメータ８３の出力では１／２に間引かれて、サンプリング周波数がＦｓ／２のデジタルデータとなる。デシメータ８４も同様に、ＬＰＦ４２の出力データを１／２に間引く。
【００５５】
なお、デシメータ８３、８４で間引く代わりに、ＬＰＦ４１、４２の動作を１／２に間引いた形で動作させて、出力データのサンプリング周波数をＦｓ／２としてもよい。
【００５６】
減算器７１、定数乗算器７２、加算器７３、適応フィルタ１０、減算器３０、信号発生器７４、遅延器７５、入力端子２０１、入力端子２０２、出力端子１０３、出力端子１０４と、加算器７６、定数乗算器７７、遅延器７８、可変フィルタ６３は、サンプリング周波数Ｆｓ／２で動作する。
【００５７】
可変フィルタ６３の出力は、インターポレータ８５とＬＰＦ８６を用いて、元のサンプリング周波数Ｆｓのデジタルデータに変換される。具体的には、インターポレータ８５がデシメータで間引いたサンプル点に０データを挿入してサンプリング周波数を上げ、さらに補間フィルタであるＬＰＦ８６をかける。
【００５８】
サンプリング周波数は、ナイキストの標本化定理として知られるように信号帯域の２倍以上である必要がある。ＬＰＦ４１、４２の出力は、低域通過特性により信号帯域が制限されるので、サンプリング周波数を下げることができる。従って、サンプリング周波数Ｆｓに対するＬＰＦによる帯域制限の値によっては、Ｆｓ／３、Ｆｓ／４のように間引きの度合いを大きくしてもよい。
【００５９】
本実施の形態によれば、適応フィルタ演算や可変フィルタ演算を行う頻度を下げることができる。適応フィルタ演算や可変フィルタ演算は、入力データのサンプリング周期毎に行う必要があり、サンプリング周波数が高い場合には演算量が大きくなる。この演算量を少なくすることができるので、消費電力の削減ができる。
【００６０】
なお、図３の構成ではデシメータ８３，８４でサンプリング周波数を落としてから加算器７６、減算器７１に入力するものとしたが、間引き処理を加算器７６、減算器７１の後段で行うようにしてもよい。また、その場合に加算器出力側については、間引き処理を行わないようにしてもよい。加算器出力側について間引き処理を行わない場合、インターポレータ８５とＬＰＦ８６の処理も行わない。この場合、適応フィルタ１０と可変フィルタ６３は異なるサンプリング周波数で動作するので、適応フィルタの係数を変換して可変フィルタで用いる。例えば、適応フィルタ内の可変フィルタ１１のタップ数のｍ次に対して可変フィルタ６３のタップ数 ２×ｍ−１とする。例えば、ｍ＝３次に対して５次とする。
【００６１】
また可変フィルタ６３のフィルタ係数をＶ０，Ｖ１，・・・，Ｖ４ 、可変フィルタ１１のフィルタ係数をＷ０，Ｗ１，Ｗ２としたとき、Ｖ０  ＝Ｋ×Ｗ０、Ｖ２＝Ｋ×Ｗ１、Ｖ４＝Ｋ×Ｗ２とし、Ｖ１，Ｖ３については、それらを０としたデータ列Ｖ０，０，Ｖ１，０，Ｖ２  に補間フィルタをかけて算出する。なお、Ｋはフィルタゲインを合わせるための定数である。
【００６２】
なお、実施の形態１の雑音除去装置１０００においても、ＬＰＦ４１，４２の出力をデシメーション処理し、サンプリング周波数を下げて適応フィルタ１０などの処理を行うようにしてもよい。この場合も可変フィルタ６１，６２は元のサンプリング周波数で動作するため、適応フィルタの係数を変換して用いる。
【００６３】
＜実施の形態４＞
本実施の形態に係る雑音除去装置について、図４を用いて説明する。図４は、雑音除去装置の構成を示す図である。本実施の形態に係る雑音除去装置１００３は、実施の形態１〜３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２０５,２０６から入力される。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。
本実施の形態では、図１の実施の形態１の装置１０００を内部に含み、その出力とＬｃｈ，Ｒｃｈの音声信号とを切替えて出力する構成となっている。
【００６４】
入力端子２０５に入力されたＬｃｈの音声信号は、装置１０００の入力端子２０１に入力するとともに、遅延器９１に入力する。遅延器９１の出力は切替器９３に入力する。切替器９３には装置１０００の出力端子２０３からの信号も入力する。さらに、制御入力端子２０９からの信号が遅延器９５で遅延されて、切替器９３のＱ入力に入力する。切替器９３の内部構成を図５に示す。乗算器９６、乗算器９７と加算器９８を持ち、入力信号ａ、ｂ と制御信号Ｑ（０≦Ｑ≦１）に対して、  Ｑ×ａ + (１ − Ｑ)×ｂ を出力する。
【００６５】
切替器９３の出力は、出力端子２０７から風雑音が低減されたＬｃｈ信号として出力される。同様に、入力端子２０６に入力されたＲｃｈの音声信号は、装置１０００の入力端子２０２に入力するとともに、遅延器９２に入力する。遅延器９２の出力と装置１０００の出力端子２０４からの信号は切替器９４に入力する。これらの信号は切替器９４で切替えられて、出力端子２０８から出力される。切替器９４の内部構造は図５と同様である。  遅延器９１、９２は雑音除去装置１０００の信号遅延と同じ遅延量をもつ。
【００６６】
本実施の形態をポータブル機器の音声収録部に用いた場合、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。その場合に、雑音除去装置１０００を動作させ続けるのは消費電力の点で好ましくない。そこで、制御入力端子２０９からの制御信号を利用して、雑音除去装置１０００を適宜に動作させる。
【００６７】
制御入力端子２０９への入力信号Ｐは、例えば、特開平５−３２８４８０で記述されている風圧センサを用いて算出する。あるいは、Ｌｃｈの音声信号とＲｃｈの音声信号との差信号を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よい。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。風圧センサの出力またはＢＰＦの出力に対して、図６のような特性で制御信号Ｐが生成される。図６で横軸は風量であり、縦軸は制御信号Ｐの大きさである。
【００６８】
制御入力端子２０９への入力信号Ｐが０の時には、雑音除去装置１０００内部の回路を動作させないで、内部のＬＰＦや適応フィルタ、可変フィルタ、遅延器を初期状態とする。すなわち、これらの回路にはデータを保持するレジスタやフィルタ係数用のメモリがあるので、レジスタの値は０とし、フィルタ係数用にメモリの値を初期値に設定する。
【００６９】
風が吹き始めてＰが非０になったところで、雑音除去装置１０００の回路を動作開始させる。ここで、適応フィルタが入力信号に応じた特性に収束するにはある程度の時間が必要である。遅延部９５はこの時間を補償するものであり、Ｐ信号を所定の時間遅らせて切替え器９３，９４のＱ入力に供給する。
また、風が吹いている状態から止んで来た場合には、遅延器９５の出力が０になるのを待ってから、雑音除去装置１０００の回路を動作停止させる。
【００７０】
本実施の形態によれば、風が吹いていない場合に消費電力を低減することができる。
なお、本実施の形態では、内部回路として雑音除去装置１０００を用いたが、雑音除去装置１００１，１００２を用いてもよい。
【００７１】
＜実施の形態５＞
本実施の形態に係る雑音除去装置について、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。本実施の形態に係る雑音除去装置１００４は、実施の形態１の雑音処理装置１０００の一部を入れ替えたものである。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。
【００７２】
雑音除去装置１００４は、図１の実施の形態１と同様の適応フィルタ１０、減算器３０、遅延器７５、ＬＰＦ４１、ＬＰＦ４２、遅延器５１、遅延器５２、可変フィルタ６１、可変フィルタ６２、入力端子２０１、入力端子２０２、出力端子２０３、出力端子２０４と加算器３０１、減算器３０２、２乗演算器３０３、２乗演算器３０４、定数乗算器３０５、定数乗算器３０６、加算器３０７を備えている。なお、雑音除去装置１００４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。
【００７３】
ＬＰＦ４１、ＬＰＦ４２の出力は、加算器３０１と減算器３０２に入力する。加算器３０１はＬｃｈとＲｃｈの音声信号の和信号を算出し、減算器３０２はＬｃｈとＲｃｈの音声信号の差信号を算出する。減算器３０２と加算器３０１は、一つのチャンネルの信号と他の一つのチャンネルの信号の差信号と和信号を算出する信号算出部となる。
【００７４】
差信号は２乗演算器３０３に入力する。２乗演算器３０３は、入力信号を２乗して出力する。すなわち、入力信号データ列をＳk 、Ｓk+1 、Ｓk+2 、・・・ とすると、出力信号データ列はＳk2 、Ｓk+12 、Ｓk+2 2、・・・ となる。同様に、和信号は２乗演算器３０４に入力し、２乗されて出力される。２乗演算器３０３、３０４はそれぞれ第一、第二の非線形処理手段となる。２乗演算器３０３の出力は定数乗算器３０５で１／４倍された後で加算器３０７に入力する。２乗演算器３０４の出力は定数乗算器３０６で１／４倍された後で加算器３０７の他方の入力に入力する。加算器３０７の出力は適応フィルタ１０の入力となる。加算器３０７の出力は、第一、第二の非線形処理手段の出力の合成信号である。
【００７５】
定数乗算器３０６の出力は遅延器７５にも入力する。遅延器７５の出力は、適応フィルタの所望信号として減算器３０に入力する。遅延器７５の出力は、第二の非線形処理手段の出力信号を遅延させた信号である。
【００７６】
加算器３０１の出力信号は収録対象の音声信号に風雑音が加わったものであるが、音声信号が主の信号となっている。一方、減算器３０２の出力信号は風雑音が主成分の信号となっている。適応フィルタの所望信号として、音声信号が主である加算器３０１の出力を２乗した信号を遅延させて用いる。一方、加算器３０７の出力が適応フィルタの入力となるが、これは音声信号が主である加算器３０１の出力を２乗した信号と風雑音が主である減算器３０２の出力を２乗した信号の和である。すなわち、適応フィルタ１０は音声信号成分に風雑音成分が加わった信号を入力信号とし、音声信号成分が主である信号を所望信号として動作する。従って、風雑音成分だけを抑圧するような特性となる。その特性が、可変フィルタ６１、可変フィルタ６２の特性となるので、可変フィルタ６１、６２は収録対象の音声信号に風雑音が混入した入力信号から風雑音成分だけを抑圧することができる。なお、定数乗算器３０５、３０６で１／４倍するとしたが、１／４以外の定数でもよく、３０５と３０６とで異なる定数でもよい。
【００７７】
なお、２乗演算器３０４の入力として、加算器３０１の出力ではなくＬＰＦ４１の出力あるいはＬＰＦ４２の出力のいずれかを入力するようにしてもよい。ＬＰＦ４１、４２の出力信号も、収録対象の音声信号が主の信号である。
【００７８】
なお、本実施の形態では第一、第二の非線形処理手段として２乗演算器を用いたが、絶対値化器を用いてもよい。絶対値化器は入力信号を絶対値化して出力する。すなわち、入力信号データ列をＳk 、Ｓk+1 、Ｓk+2 、・・・ とすると、出力信号データ列は|Ｓk |、|Ｓk+1 |、|Ｓk+2 |・・・ となる。
【００７９】
なお、実施の形態１で説明した変形例は本実施の形態でも同様に用いることができる。ただし、遅延器７５を演算による算出に置き換えることはできない。本実施の形態によれば、風雑音を風雑音の大きさや周波数分布に応じて風雑音成分だけを適応的に抑圧することができる。
【００８０】
＜実施の形態６＞
本実施の形態に係る雑音除去装置について、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。本実施の形態に係る雑音除去装置１００５は、実施の形態２の雑音処理装置１００１の一部を入れ替えたものである。実施の形態２と同様の処理については、適宜説明を省略する。
【００８１】
雑音除去装置１００５は、図２の実施の形態１と同様の適応フィルタ１０、減算器３０、ＬＰＦ４１、ＬＰＦ４２、減算器７１、遅延器７５、入力端子２０１、入力端子２０２、出力端子２０３、出力端子２０４、加算器７６、定数乗算器７７、遅延器７８、可変フィルタ６３、高域通過フィルタ（ＨＰＦ）４３、ＨＰＦ４４、遅延器５３、遅延器５４、加算器８１、加算器８２と２乗演算器３０８、２乗演算器３０９、定数乗算器３１０、定数乗算器３１１、制限付き減算器３１２を備えている。
【００８２】
なお、雑音除去装置１００５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。
【００８３】
ＬＰＦ４１、ＬＰＦ４２の出力は減算器７１と加算器７６に入力する。減算器７１はＬｃｈとＲｃｈの音声信号の差信号を算出する。加算器７６は、ＬｃｈとＲｃｈの音声信号の和信号を算出する。減算器７１と加算器７６は、一つのチャンネルの信号と他の一つのチャンネルの信号の差信号と和信号を算出する信号算出部となる。
【００８４】
和信号は、定数乗算器７７で１／２倍された後、遅延器７８に入力するとともに２乗演算器３０８に入力する。２乗演算器３０８は２乗演算器３０３と同様に入力信号を２乗して出力する。２乗演算器３０８は第二の非線形処理手段となる。２乗演算器３０８の出力は定数乗算器３１０で１／４倍されて、適応フィルタ１０の入力信号となるとともに、減算器３１２に入力する。
【００８５】
差信号は２乗演算器３０９に入力する。２乗演算器３０９は２乗演算器３０３と同様に入力信号を２乗して出力する。２乗演算器３０９は第一の非線形処理手段となる。２乗演算器３０９の出力は定数乗算器３１１で１／４倍されて、制限付き減算器３１２に入力する。
【００８６】
制限付き減算器３１２では、定数乗算器３１０の出力信号が定数乗算器３１１の出力信号よりも大きい場合には減算結果を出力し、それ以外の場合には０を出力する。
制限付き減算器３１２の出力は、第一の非線形処理手段の出力信号と第二の非線形処理手段の出力信号との合成信号である。制限付き減算器３１２の出力は、遅延器７５に入力する。遅延器７５の出力は、第一の非線形処理手段の出力信号と第二の非線形処理手段の出力信号との合成信号を遅延させた信号である。
【００８７】
加算器７６の出力信号は収録対象の音声信号に風雑音が加わったものである。一方、減算器７１の出力は風雑音が主成分の信号となっている。制限付き減算器３１２で加算器７６の出力を２乗した信号から減算器７１の出力を２乗した信号を差し引いた信号は、収録対象の音声信号に風雑音が加わった信号から風雑音成分を差し引いた信号となるので、収録対象の音声信号成分だけの信号となる。すなわち、適応フィルタ１０は音声信号成分に風雑音成分が加わった信号を入力信号とし、音声信号成分が主である信号を所望信号として動作する。従って、風雑音成分だけを抑圧するような特性となる。その特性が、可変フィルタ６３の特性となるので、可変フィルタ６３は収録対象の音声信号に風雑音が混入した入力信号から風雑音成分だけを抑圧することができる。
【００８８】
なお、定数乗算器３１０、３１１で１／４倍するとしたが、１／４以外の定数でも良く、３１０と３１１とで異なる定数でもよい。
なお、２乗演算器３０８の入力として、加算器７６の出力ではなくＬＰＦ４１の出力あるいはＬＰＦ４２の出力のいずれかを入力するようにしてもよい。ＬＰＦ４１、４２の出力信号も、収録対象の音声信号が主の信号である。図１１の雑音除去装置１００６は、ＬＰＦ４１の出力を２乗演算器３０８の入力としている。雑音除去装置１００６では、定数乗算器３１０では１を乗算する。その他の処理については雑音除去装置１００５と同じであるので、説明を省略する。
【００８９】
なお、本実施の形態では第一、第二の非線形処理手段として２乗演算器を用いたが、絶対値化器を用いてもよい。絶対値化器は入力信号を絶対値化して出力する。すなわち、入力信号データ列をＳk 、Ｓk+1 、Ｓk+2 、・・・ とすると、出力信号データ列は|Ｓk |、|Ｓk+1 |、|Ｓk+2 |・・・ となる。
【００９０】
なお、実施の形態２で説明した変形例は本実施の形態でも同様に用いることができる。ただし、遅延器７５を演算による算出に置き換えることはできない。
【００９１】
なお、図１０の雑音除去装置１００５、図１１の雑音除去装置１００６の２乗演算器３０８、２乗演算器３０９、定数乗算器３１０、定数乗算器３１１、制限付き減算器３１２からなる部分を図９の雑音除去装置１００４の２乗演算器３０３、２乗演算器３０４、定数乗算器３０５、定数乗算器３０６、加算器３０７からなる部分に置き換えてもよい。その場合、減算器７１の出力を２乗演算器３０３に入力し、加算器７６の出力またはＬＰＦ４１の出力を２乗演算器３０４の入力とする。
【００９２】
なお、実施の形態５で説明した図９の雑音除去装置１００４の２乗演算器３０３、２乗演算器３０４、定数乗算器３０５、定数乗算器３０６、加算器３０７からなる部分を図１０の雑音除去装置１００５の２乗演算器３０８、２乗演算器３０９、定数乗算器３１０、定数乗算器３１１、制限付き減算器３１２からなる部分に置き換えてもよい。その場合、減算器３０２の出力を２乗演算器３０９に入力し、加算器３０１の出力を２乗演算器３０８に入力する。
【００９３】
本実施の形態によれば、風雑音を風雑音の大きさや周波数分布に応じて風雑音成分だけを適応的に抑圧することができる。
【００９４】
なお、実施の形態３の図３ 雑音除去装置１００２では、図２の雑音除去装置１００１に対して、ＬＰＦ４１、ＬＰＦ４２の出力をデシメーションする処理を行っている。同様に実施の形態５の図９の雑音除去装置１００４、実施の形態６の図９の雑音除去装置１００５、図１０の雑音除去装置１００６でも、ＬＰＦ４１、ＬＰＦ４２の出力をデシメーションする処理を行ってもよい。
【００９５】
なお、実施の形態４の図４ 雑音除去装置１００３では、風が吹いていない場合に消費電力を低減することができるように、切替器９３、９４を設ける構成としている。図４の点線部として雑音低減装置１０００または１００１または１００２あるいは１００４または１００５または１００６を用いることができる。
【００９６】
＜その他の実施の形態＞
実施の形態２，３，６で、ＨＰＦ、ＬＰＦにより帯域分割を行っている。帯域分割の際の各フィルタの遮断周波数は固定であるとしたが、その遮断周波数を風量の検出結果によって変更するようにしてもよい。可変フィルタ６３の出力は和信号について風雑音を低減した結果となるが、その出力とＬｃｈ，Ｒｃｈの両ｃｈのＨＰＦ出力とを合成して出力するため、低域成分についてはＬｃｈ，Ｒｃｈともに同じ信号を用いることになる。従って、遮断周波数が高すぎるとステレオ感が損なわれてしまう。一方、風量が大きい場合には比較的高周波数域まで風雑音の成分が存在するので、遮断周波数を高くしたい。風量に応じて遮断周波数を変更することで、ステレオ感と風雑音低減を両立させることができる。
【００９７】
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よい。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。
【００９８】
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よい。上述した雑音除去プログラムは、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。
【００９９】
また、雑音除去プログラムは、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、雑音除去プログラムをコンピュータに供給できる。
【０１００】
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雑音除去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、この雑音除去プログラムが、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】
【０１０１】
１０００，１００１，１００２，１００３，１００４，１００５，１００６  雑音除去装置
１０  適応フィルタ
１１  可変フィルタ
１０１，１０２，１０３  遅延素子
１１１，１１２，１１３ 乗算器
１２０  加算器
３０  減算器
４１，４２  ＬＰＦ
５１，５２  遅延器
６１，６２，６３  可変フィルタ
７１  減算器
７２  定数乗算器
７３  加算器
７４  信号発生器
７５  遅延器
７６  加算器
７７  定数乗算器
７８  遅延器
４３，４４  ＨＰＦ
５３，５４  遅延器遅延器
８１，８２  加算器
８３，８４  デシメータ
８５  インターポレータ
８６  ＬＰＦ
９１，９２  遅延器
９３，９４  切替え器
９５  遅延器
９６，９７  乗算器
９８  加算器
２０１，２０２，２０５，２０６  入力端子
２０３，２０４，２０７，２０８  出力端子
２０９  制御信号入力端子
３０１，３０７  加算器
３０２  減算器
３１２  制限付き減算器
３０３，３０４，３０８，３０９  ２乗演算器
３０５，３０６，３１０，３１１  定数乗算器
【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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【図１０】
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【図１１】
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