(57)【要約】【課題】マイクアレイの設置位置が制限されてしまう場合でも、適切な抑圧量で音声歪みの少ない雑音抑圧を行う。【解決手段】位相差利用範囲算出部１２が、マイク間距離ｄ、及びサンプリング周波数Ｆｓに基づいて、入力音声信号間の位相差が位相回転を生じない周波数帯域を位相差利用範囲として算出する。振幅条件算出部１４が、マイク間距離ｄ及び目的音声の音源位置（θ、ｄｓ）に基づいて、入力音声信号間の振幅比を利用して雑音を判定するための振幅条件を算出する。位相差由来抑圧係数算出部２６が、位相差利用範囲において位相差に基づく位相差由来抑圧係数αを算出する。振幅比由来抑圧係数算出部２８が、振幅比と振幅条件とに基づく振幅比由来抑圧係数βを算出する。抑圧係数算出部３０が、αとβとから抑圧係数γを算出し、抑圧信号生成部３２が、抑圧係数γを入力音声信号の振幅値に乗算して抑圧信号を生成する。【選択図】図１
2014137414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクアレイに含まれる複数のマイクロフォン間のマイク間距離、及びサンプリング周波数に基づいて、前記複数のマイクロフォンの各々から入力された目的音声及び雑音を含む入力音声信号間の周波数毎の位相差が位相回転を生じない周波数帯域を位相差利用範囲として算出する位相差利用範囲算出部と、
前記入力音声信号間の周波数毎の振幅比または振幅差に基づいて、前記入力音声信号が前記目的音声か前記雑音かを判定するための振幅条件を、前記マイク間距離、及び前記目的音声の音源の位置に基づいて算出する振幅条件算出部と、
前記位相差利用範囲算出部で算出された位相差利用範囲において、位相差に基づく位相差由来抑圧係数を周波数毎に算出する位相差由来抑圧係数算出部と、
前記振幅比または振幅差と、前記振幅条件算出部で算出された振幅条件とに基づく振幅比由来抑圧係数を周波数毎に算出する振幅比由来抑圧係数算出部と、
前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧する抑圧部と、
を含む雑音抑圧装置。
【請求項２】
前記抑圧部は、前記位相差利用範囲内において、前記振幅比由来抑圧係数より前記位相差由来抑圧係数を優先的に用いた前記抑圧係数を定める請求項１記載の雑音抑圧装置。
【請求項３】
前記抑圧部は、前記位相差利用範囲外において、前記振幅比由来抑圧係数を前記抑圧係数として定める請求項１または請求項２記載の雑音抑圧装置。
【請求項４】
前記抑圧部は、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とを乗算した値、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数との平均値、または前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数との重み付和を前記抑圧係数として定める請求項１記載の雑音抑圧装置。
【請求項５】
前記抑圧部は、前記位相差由来抑圧係数及び前記振幅比由来抑圧係数のうち、抑圧の度合いが大きい方を前記抑圧係数として定める請求項１記載の雑音抑圧装置。
【請求項６】
前記入力音声信号に基づいて推定した定常雑音のレベルと、前記入力音声信号のレベルとに基づいて、定常雑音由来抑圧係数を算出する定常雑音由来抑圧係数算出部を含み、
前記抑圧部は、前記定常雑音由来抑圧係数と前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧する
請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の雑音抑圧装置。
【請求項７】
前記抑圧部は、前記定常雑音由来抑圧係数が示す抑圧の度合いが予め定めた大きさより小さい場合は、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで前記抑圧係数を定め、前記定常雑音由来抑圧係数が示す抑圧の度合いが前記予め定めた大きさより大きい場合は、前記定常雑音由来抑圧係数を前記抑圧係数として定める請求項６記載の雑音抑圧装置。
【請求項８】
前記抑圧部は、前記入力音声信号のレベルが前記定常雑音のレベルよりも大きい場合は、前記定常雑音由来抑圧係数、前記位相差由来抑圧係数、及び前記振幅比由来抑圧係数のうち、抑圧の度合いが最も大きい係数を前記抑圧係数として定める請求項６記載の雑音抑圧装置。
【請求項９】
マイクアレイに含まれる複数のマイクロフォン間のマイク間距離、及びサンプリング周波数に基づいて、前記複数のマイクロフォンの各々から入力された目的音声及び雑音を含む入力音声信号間の周波数毎の位相差が位相回転を生じない周波数帯域を位相差利用範囲として算出し、
前記入力音声信号間の周波数毎の振幅比または振幅差に基づいて、前記入力音声信号が前記目的音声か前記雑音かを判定するための振幅条件を、前記マイク間距離、及び前記目的音声の音源の位置に基づいて算出し、
算出された位相差利用範囲において、位相差に基づく位相差由来抑圧係数を周波数毎に算出し、
前記振幅比または振幅差と、算出された振幅条件とに基づく振幅比由来抑圧係数を周波数毎に算出し、
前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧すること
を含む雑音抑圧方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
マイクアレイに含まれる複数のマイクロフォン間のマイク間距離、及びサンプリング周波数に基づいて、前記複数のマイクロフォンの各々から入力された目的音声及び雑音を含む入力音声信号間の周波数毎の位相差が位相回転を生じない周波数帯域を位相差利用範囲として算出し、
前記入力音声信号間の周波数毎の振幅比または振幅差に基づいて、前記入力音声信号が前記目的音声か前記雑音かを判定するための振幅条件を、前記マイク間距離、及び前記目的音声の音源の位置に基づいて算出し、
算出された位相差利用範囲において、位相差に基づく位相差由来抑圧係数を周波数毎に算出し、
前記振幅比または振幅差と、算出された振幅条件とに基づく振幅比由来抑圧係数を周波数毎に算出し、
前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧すること
を含む処理を実行させるための雑音抑圧プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の技術は、雑音抑圧装置、雑音抑圧方法、及び雑音抑圧プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車載のカーナビゲーションシステム、ハンズフリーホン、テレビ会議システム等において、目的の音声（例えば、話者の発声）以外の雑音混じりの音声信号に含まれる雑音を抑圧することが行われている。このような雑音抑圧技術として、複数のマイクロフォンを含むマイクアレイを用いた技術が知られている。
【０００３】
マイクアレイを用いた雑音抑圧の従来技術としては、マイクアレイに含まれる各マイクロフォンの入力信号から算出した位相差を用いて、所定の方向に音源が存在する確からしさを示す値を求める方式が開示されている。この方式では、求めた値に基づいて、所定の方向の音源以外の音源からの音声信号を抑圧する。また、各マイクロフォンの入力信号の振幅比を利用して、目的方向以外の音を抑圧する方式が開示されている。
【０００４】
例えば、２点で得られた波形をそれぞれ複数の周波数帯域に分割し、各帯域で時間差及び振幅比を求め、任意に定めた時間差及び振幅比に一致しない波形を排除する技術が提案されている。この技術では、波形処理を帯域毎に並列して行った後、各帯域の出力を加算することで任意の位置（方向）の音源の音のみを選択的に抽出することができる。さらに、この技術では、２つのマイクロフォンからの距離に差がある音源からの音を選択的に抽出する場合は、信号の遅延または振幅増幅を行うことで、位相差または振幅比を揃えておき、位相差または振幅比が一致しない波形を排除している。
【０００５】
また、２つ以上のマイクロフォンが受信した音から推定した目的音の音源方向を用いてマイクロフォン間の位相差を検出し、検出された位相差を用いて、位相差の中心値を更新する技術が提案されている。この技術では、更新された中心値を用いて生成された雑音抑制フィルタを用いて、マイクロフォンが受信した音の雑音を抑制し出力している。
【０００６】
また、各々異なる場所にある２つのセンサで受信した可聴信号を変換して、スペクトル信号を発生し、スペクトル信号を遅延させ、多数の中間信号を供給する技術が提案されている。中間信号の各々は、２つのセンサに対する異なる空間位置に対応しており、ノイズ源及び所望の発生源の場所、並びに所望の信号のスペクトル内容を、ノイズ源の場所に対応する中間信号から判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０７−０３９０００号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７６１０５号公報
【特許文献３】特表２００２−５３０９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来技術による雑音抑圧技術では、マイクアレイの設置位置によっては、各マイクロフォンで受信する信号間に意図した位相差や振幅比（または振幅差）が生じず、雑音抑圧量が減ったり、雑音抑圧後の信号に歪みが生じたりする、という問題がある。特に近年、携帯電話のようにマイクアレイを設置する機器が小型化する傾向にあるため、マイクアレイの設置位置（マイクロフォン間の距離）が制限されてしまう。
【０００９】
開示の技術は、一つの側面として、マイクアレイの設置位置が制限されてしまう場合でも、適切な抑圧量で音声歪みの少ない雑音抑圧を行うことが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
開示の技術は、マイクアレイに含まれる複数のマイクロフォン間のマイク間距離、及びサンプリング周波数に基づいて、位相差利用範囲を算出する位相差利用範囲算出部を備えている。位相差利用範囲は、前記複数のマイクロフォンの各々から入力された目的音声及び雑音を含む入力音声信号間の周波数毎の位相差が位相回転を生じない周波数帯域である。また、開示の技術は、前記マイク間距離、及び前記目的音声の音源の位置に基づいて振幅条件を算出する振幅条件算出部を備えている。振幅条件は、前記入力音声信号間の周波数毎の振幅比または振幅差に基づいて、前記入力音声信号が前記目的音声か前記雑音かを周波数毎に判定するためのものである。また、開示の技術は、前記位相差利用範囲算出部で算出された位相差利用範囲において、位相差に基づく位相差由来抑圧係数を周波数毎に算出する位相差由来抑圧係数算出部を備えている。また、開示の技術は、前記振幅比または振幅差と、前記振幅条件算出部で算出された振幅条件とに基づく振幅比由来抑圧係数を周波数毎に算出する振幅比由来抑圧係数算出部を備えている。また、開示の技術は、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧する抑圧部を備えている。
【発明の効果】
【００１１】
開示の技術は、一つの側面として、マイクアレイの設置位置が制限されてしまう場合でも、適切な抑圧量で音声歪みの少ない雑音抑圧を行うことができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る雑音抑圧装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る雑音抑圧装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。
【図３】マイクアレイの配置の一例を示す概略図である。
【図４】マイク間距離が短い場合の位相差の一例を示すグラフである。
【図５】マイク間距離が長い場合の位相差の一例を示すグラフである。
【図６】マイク間距離が短い場合の振幅の一例を示すグラフである。
【図７】マイク間距離が長い場合の振幅の一例を示すグラフである。
【図８】マイクアレイに対する音源位置を説明するための概略図である。
【図９】位相差を利用した雑音抑圧を行う際に、目的音声と判定できる位相差の範囲を説明するための概略図である。
【図１０】雑音抑圧装置として機能するコンピュータの一例を示す概略ブロック図である。
【図１１】第１実施形態における雑音抑圧処理を示すフローチャートである。
【図１２】第２実施形態に係る雑音抑圧装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。
【図１３】第２実施形態における雑音抑圧処理を示すフローチャートである。
【図１４】従来方式による雑音抑圧処理結果を示すグラフである。
【図１５】開示の技術の方式による雑音抑圧処理結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して開示の技術の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００１４】
〔第１実施形態〕
図１に、第１実施形態に係る雑音抑圧装置１０を示す。雑音抑圧装置１０には、複数のマイクロフォンを所定間隔で配置したマイクアレイ１１が接続されている。マイクアレイ１１には、少なくとも２つのマイクロフォンが含まれる。ここでは、マイクロフォン１１ａ及びマイクロフォン１１ｂの２つのマイクロフォンが含まれる場合を例に説明する。
【００１５】
マイクロフォン１１ａ及び１１ｂは、周辺の音を集音し、集音した音をアナログ信号に変換して出力する。マイクロフォン１１ａから出力された信号を入力音声信号１、マイクロフォン１１ｂから出力された信号を入力音声信号２とする。入力音声信号１及び入力音声信号２には、目的音声（目的の音源からの音声、例えば話者の発声）以外に雑音が混入している。マイクアレイ１１から出力された入力音声信号１及２は雑音抑圧装置１０に入力される。雑音抑圧装置１０では、入力された入力音声信号１及び入力音声信号２に含まれる雑音を抑圧した出力音声信号を生成して出力する。
【００１６】
雑音抑圧装置１０は、図２に示すように、位相差利用範囲算出部１２、振幅条件算出部１４、音声入力部１６ａ，１６ｂ、音声受付部１８、時間周波数変換部２０、位相差算出部２２、及び振幅比算出部２４を備えている。また、雑音抑圧装置１０は、位相差由来抑圧係数算出部２６、振幅比由来抑圧係数算出部２８、抑圧係数算出部３０、抑圧信号生成部３２、及び周波数時間変換部３４を備えている。なお、位相差算出部２２及び位相差由来抑圧係数算出部２６は、開示の技術の位相差由来抑圧係数算出部の一例である。また、振幅比算出部２４及び振幅比由来抑圧係数算出部２８は、開示の技術の振幅比由来抑圧係数算出部の一例である。また、抑圧係数算出部３０及び抑圧信号生成部３２は、開示の技術の抑圧部の一例である。
【００１７】
位相差利用範囲算出部１２は、入力音声信号１及び入力音声信号２に含まれる雑音を抑圧する際の抑圧係数の算出に位相差を利用できる周波数帯域を、マイク間距離及びサンプリング周波数に基づいて算出する。
【００１８】
ここで、マイク間距離及びサンプリング周波数と、入力音声信号１と入力音声信号２との位相差（同じ周波数における位相スペクトルの差）との関係について説明する。本実施形態では、図３に示すように、マイクアレイ１１に対して音源が存在する音源方向を、2つのマイクロフォンの中心を通る直性と、２つのマイクロフォンの中心の中点Ｐを一端とする線分とのなす角で表す。
【００１９】
図４は、マイクロフォン１１ａとマイクロフォン１１ｂとのマイク間距離ｄが音速ｃ／サンプリング周波数Ｆｓよりも小さい場合に、音源方向毎の入力音声信号１と入力音声信号２との位相差を表したグラフである。図５は、マイク間距離ｄが音速ｃ／サンプリング周波数Ｆｓよりも大きい場合に、音源方向毎の入力音声信号１と入力音声信号２との位相差を表したグラフである。図４及び図５では、音源方向を１０°、３０°、５０°、７０°、９０°としている。
【００２０】
図４に示すように、マイク間距離ｄが音速ｃ／サンプリング周波数Ｆｓより小さい場合には、音源方向がいずれであっても位相回転が生じていないため、位相差を利用して入力音声信号が目的音声か雑音かを判定することに支障がない。しかし、図５に示すように、マイク間距離ｄが音速ｃ／サンプリング周波数Ｆｓより大きい場合には、ある周波数（図５の例では１ｋＨｚ付近）よりも高域の周波数帯域で位相回転が生じている。位相回転が生じている場合には、位相差を利用して目的音声か雑音かを判定することが困難となり、適切に雑音を抑圧することができない。すなわち、位相差を利用して雑音抑圧をする場合に、マイク間距離に制約ができてしまうという問題が生じる。
【００２１】
そこで、位相差利用範囲算出部１２は、マイク間距離ｄ及びサンプリング周波数Ｆｓに基づいて、入力音声信号１と入力音声信号２との位相差に位相回転が生じない周波数帯域を算出する。そして、算出した周波数帯域を、位相差を利用して目的音声か雑音かを判定する位相差利用範囲として設定する。
【００２２】
より具体的には、位相差利用範囲算出部１２は、位相差利用範囲の上限周波数Ｆｍａｘを、マイク間距離ｄ、サンプリング周波数Ｆｓ、及び音速をｃを用いて、下記（１）式及び（２）式により算出する。
ｄ≦ｃ／Ｆｓの場合  Ｆｍａｘ＝Ｆｓ／２            ・・・（１）
ｄ＞ｃ／Ｆｓの場合  Ｆｍａｘ＝ｃ／（ｄ＊２）      ・・・（２）
位相差利用範囲算出部１２は、算出したＦｍａｘ以下の周波数帯域を位相差利用範囲として設定する。
【００２３】
振幅条件算出部１４は、入力音声信号１の振幅と入力音声信号２の振幅との振幅比（または振幅差）に基づいて、入力音声信号が目的音声か雑音かを判定する際の振幅条件を、マイク間距離ｄ及び目的音源の位置に基づいて算出する。
【００２４】
ここで、マイク間距離及び目的音源の位置と、入力音声信号１と入力音声信号２との振幅比（同じ周波数における振幅スペクトルの比）との関係について説明する。図６は、マイクロフォン１１ａとマイクロフォン１１ｂとのマイク間距離ｄが音速ｃ／サンプリング周波数Ｆｓよりも小さい場合で、音源方向３０°に音源があった場合の入力音声信号１及び入力音声信号２の各々の振幅を表したグラフである。図７は、マイク間距離ｄが音速ｃ／サンプリング周波数Ｆｓよりも大きい場合で、音源方向３０°に音源があった場合の入力音声信号１及び入力音声信号２の各々の振幅を表したグラフである。
【００２５】
図６に示すように、マイク間距離ｄが音速ｃ／サンプリング周波数Ｆｓより小さい場合には、２つの入力音声信号間の振幅差が小さい。一方、図７に示すように、マイク間距離ｄが音速ｃ／サンプリング周波数Ｆｓより大きい場合には、振幅差が大きくなる。また、図６及び図７は、音源方向が３０°の音源についての例であるが、振幅差は、音源方向の影響も大きい。音源方向が９０°（２つのマイクロフォンの中心を通る直線に垂直な方向）の音源については振幅差が小さく、音源方向が９０°から離れる（音源方向０°または１８０°に近づく）に従って振幅差はだんだん大きくなる。このようなマイク間距離ｄ及び音源位置に応じた振幅比の変化を考慮した振幅条件が設定されていない場合には、雑音を抑圧した際に、抑圧量が低下したり、音声歪みが生じたりする。
【００２６】
そこで、振幅条件算出部１４は、入力音声信号１と入力音声信号２との振幅比に基づいて入力音声信号が目的音声か雑音かを判定するための振幅条件を、マイク間距離ｄ及び音源位置に基づいて算出する。ここでは、入力音声信号が目的音声であると判定できる振幅比の上限及び下限で表される振幅比の範囲を振幅条件として算出する。
【００２７】
より具体的には、図８に示すように、マイク間距離がｄ、音源方向がθ°、及び音源からマイクロフォン１１ａまでの距離がｄｓの場合、振幅比Ｒは下記（３）式となる。
Ｒ＝｛ｄｓ／（ｄｓ＋ｄ×ｃｏｓθ）｝（０≦θ≦１８０）  ・・・（３）
そこで、抑圧せずに残したい目的音声の音源がθｍｉｎ以上、θｍａｘ以下に存在する場合には、振幅比Ｒが（４）式及び（５）式で表されるＲｍｉｎ以上、Ｒｍａｘの以下の値になる。
Ｒｍｉｎ＝ｄｓ／（ｄｓ＋ｄ×ｃｏｓθｍｉｎ）                ・・・（４）
Ｒｍａｘ＝ｄｓ／（ｄｓ＋ｄ×ｃｏｓθｍａｘ）                ・・・（５）
振幅条件算出部１４は、算出したＲｍｉｎ及びＲｍａｘで表される範囲Ｒｍｉｎ〜Ｒｍａｘに入力音声信号１と入力音声信号２との振幅比Ｒが含まれる場合には、その入力音声信号が目的音声であると判定する振幅条件を設定する。
【００２８】
音声入力部１６ａ，１６ｂは、マイクアレイ１１から出力された入力音声信号１及び入力音声信号２を雑音抑圧装置１０に入力する。
【００２９】
音声受付部１８は、音声入力部１６ａ，１６ｂにより入力されたアナログ信号である入力音声信号１及び入力音声信号２の各々を、サンプリング周波数Ｆｓでデジタル信号に変換する。
【００３０】
時間周波数変換部２０は、音声受付部１８でデジタル信号に変換された時間領域の信号である入力音声信号１及び入力音声信号２の各々を、例えばフーリエ変換等を用いて、フレーム毎に周波数領域の信号に変換する。なお、１フレームは、例えば数十ｍｓｅｃとすることができる。
【００３１】
位相差算出部２２は、位相差利用範囲算出部１２で算出された位相差利用範囲（周波数Ｆｍａｘ以下の周波数帯域）において、時間周波数変換部２０で周波数領域の信号に変換された２つの入力音声信号の各々の位相スペクトルを算出する。そして、同じ周波数の位相スペクトル同士の差分を位相差として算出する。
【００３２】
振幅比算出部２４は、時間周波数変換部２０で周波数領域の信号に変換された２つの入力音声信号の各々の振幅スペクトルを算出する。ある周波数ｆにおける入力音声信号１の振幅スペクトルをＩＮ１ｆ、入力音声信号２の振幅スペクトルをＩＮ２ｆとし、下記（６）式に示すように、振幅比Ｒｆを算出する。
Ｒｆ＝ＩＮ２ｆ／ＩＮ１ｆ              ・・・（６）
【００３３】
位相差由来抑圧係数算出部２６は、位相差利用範囲算出部１２で算出された位相差利用範囲において、位相差由来抑圧係数を算出する。位相差由来抑圧係数算出部２６は、位相差算出部２２で算出された位相差を用いて、抑圧せずに残したい音源方向に音源が存在する確率、すなわち入力音声信号が目的音声である確率を示す確率値を特定する。そして、この確率値に基づいて、位相差由来抑圧係数を算出する。
【００３４】
例えば、位相差由来抑圧係数をαとして、位相差由来抑圧係数αの算出方法の一例について説明する。図９に、サンプリング周波数Ｆｓを８ｋＨｚ、マイク間距離ｄを１３５ｍｍ、音源方向θを３０°とした場合の位相差を示す。この場合、（２）式よりＦｍａｘは凡そ１．２ｋＨｚ付近になる。Ｆｍａｘ以下の周波数帯域において、位相差が図９の斜線部分となる入力音声信号を抑圧せずに残したい目的音声であるとする場合には、下記に示すように周波数ｆ毎の位相差由来抑圧係数αｆを算出することができる。
ｆ＞Ｆｍａｘの場合                            αｆ＝１．０
ｆ≦Ｆｍａｘ、かつ位相差が斜線の範囲内の場合  αｆ＝１．０
ｆ≦Ｆｍａｘ、かつ位相差が斜線の範囲外の場合  αｆ＝αｍｉｎ
【００３５】
なお、αｍｉｎは０＜αｍｉｎ＜１の値であり、抑圧量を−３ｄＢにしたい場合には、αｍｉｎは約０．７、抑圧量を−６ｄＢにしたい場合には、αｍｉｎは０．５となる。また、位相差が斜線範囲外の場合に、斜線範囲から位相差が外れるにしたがって、位相差由来抑圧係数αを１．０からαｍｉｎに徐々に変化するように算出してもよい。
【００３６】
振幅比由来抑圧係数算出部２８は、振幅条件算出部１４で算出された振幅条件に基づいて、入力音声信号が目的音声か雑音かを判定して振幅比由来抑圧係数を算出する。
【００３７】
例えば、振幅比由来抑圧係数をβとして、振幅比由来抑圧係数βの算出方法の一例について説明する。振幅条件算出部１４で算出された振幅条件が、上述のようにＲｍｉｎ〜Ｒｍａｘの範囲に振幅比Ｒｆが含まれる場合は目的音声と判定するものであるときの振幅比由来抑圧係数βを、下記のように算出する。
Ｒｍｉｎ≦Ｒｆ≦Ｒｍａｘの場合            βｆ＝１．０
Ｒｆ＜Ｒｍｉｎ，Ｒｆ＞Ｒｍａｘの場合        βｆ＝βｍｉｎ
【００３８】
なお、βｍｉｎは０＜βｍｉｎ＜１の値であり、抑圧量を−３ｄＢにしたい場合には、βｍｉｎは約０．７、抑圧量を−６ｄＢにしたい場合には、βｍｉｎは０．５となる。また、振幅比由来抑圧係数βも位相差由来抑圧係数αと同様に、振幅比Ｒｆが振幅条件の範囲外の場合に、振幅条件の範囲から振幅比が外れるにしたがって、下記に示すように、振幅比由来抑圧係数βを１．０からβｍｉｎに徐々に変化するよう算出してもよい。
Ｒｍｉｎ≦Ｒｆ≦Ｒｍａｘの場合                          βｆ＝１．０
Ｒｍｉｎ−０．１≦Ｒｆ≦Ｒｍｉｎの場合
βｆ＝１０（１．０−βｍｉｎ）Ｒｆ−１０Ｒｍｉｎ（１．０−βｍｉｎ）＋１．０
Ｒｍａｘ≦Ａｆ≦Ｒｍａｘ＋０．１の場合
βｆ＝−１０（１．０−βｍｉｎ）Ｒｆ＋１０Ｒｍａｘ（１．０−βｍｉｎ）＋１．０
Ｒｆ＜Ｒｍｉｎ−０．１，Ｒｆ＞Ｒｍａｘ＋０．１の場合      βｆ＝βｍｉｎ
【００３９】
抑圧係数算出部３０は、位相差由来抑圧係数算出部２６で算出された位相差由来抑圧係数と、振幅比由来抑圧係数算出部２８で算出された振幅比由来抑圧係数とに基づいて、入力音声信号から雑音を抑圧するための抑圧係数を周波数毎に算出する。
【００４０】
例えば、位相差由来抑圧係数αと振幅比由来抑圧係数βとに基づいて、抑圧係数γを算出する方法の一例について説明する。周波数ｆの抑圧係数γｆは、下記に示すように、周波数ｆの位相差由来抑圧係数αｆと振幅比由来抑圧係数βｆとを乗算して算出することができる。
γｆ＝αｆ×βｆ
また、上記の例に限らず、αとβとの平均や重み付和などで抑圧係数γを算出してもよい。
【００４１】
さらに、抑圧係数γの他の算出方法として、位相差由来抑圧係数αと振幅比由来抑圧係数βとで、抑圧の度合いが大きい方を抑圧係数γとして算出することができる。ここでは、α及びβの値が小さいほど抑圧の度合いが大きいため、下記に示すように、周波数ｆの抑圧係数γｆを算出することができる。
αｆ＜βｆの場合    γｆ＝αｆ
αｆ＞βｆの場合    γｆ＝βｆ
【００４２】
抑圧信号生成部３２は、抑圧係数算出部３０で算出された周波数毎の抑圧係数を、入力音声信号の対応する周波数の振幅スペクトルに乗算することにより、雑音を抑圧した抑圧信号を周波数毎に生成する。
【００４３】
周波数時間変換部３４は、抑圧信号生成部３２で生成された周波数領域の信号である抑圧信号を、例えば逆フーリエ変換等を用いて時間領域の信号である出力音声信号に変換して出力する。
【００４４】
雑音抑圧装置１０は、例えば図１０に示すコンピュータ４０で実現することができる。コンピュータ４０はＣＰＵ４２、メモリ４４、及び不揮発性の記憶部４６を備えている。ＣＰＵ４２、メモリ４４、及び記憶部４６は、バス４８を介して互いに接続されている。また、コンピュータ４０には、マイクアレイ１１（マイクロフォン１１ａ，１１ｂ）が接続されている。
【００４５】
記憶部４６はＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等によって実現できる。記録媒体としての記憶部４６は、コンピュータ４０を雑音抑圧装置１０として機能させるための雑音抑圧プログラム５０が記憶されている。ＣＰＵ４２は、雑音抑圧プログラム５０を記憶部４６から読み出してメモリ４４に展開し、雑音抑圧プログラム５０が有するプロセスを順次実行する。
【００４６】
雑音抑圧プログラム５０は、位相差利用範囲算出プロセス５２、振幅条件算出プロセス５４、音声入力プロセス５６、音声受付プロセス５８、時間周波数変換プロセス６０、位相差算出プロセス６２、及び振幅比算出プロセス６４を備えている。また、雑音抑圧プログラム５０は、位相差由来抑圧係数算出プロセス６６、振幅比由来抑圧係数算出プロセス６８、抑圧係数算出プロセス７０、抑圧信号生成プロセス７２、及び周波数時間変換プロセス７４を備えている。
【００４７】
ＣＰＵ４２は、位相差利用範囲算出プロセス５２を実行することで、図２に示す位相差利用範囲算出部１２として動作する。また、ＣＰＵ４２は、振幅条件算出プロセス５４を実行することで、図２に示す振幅条件算出部１４として動作する。また、ＣＰＵ４２は、音声入力プロセス５６を実行することで、図２に示す音声入力部１６ａ，１６ｂとして動作する。また、ＣＰＵ４２は、音声受付プロセス５８を実行することで、図２に示す音声受付部１８として動作する。また、ＣＰＵ４２は、時間周波数変換プロセス６０を実行することで、図２に示す時間周波数変換部２０として動作する。また、ＣＰＵ４２は、位相差算出プロセス６２を実行することで、図２に示す位相差算出部２２として動作する。また、ＣＰＵ４２は、振幅比算出プロセス６４を実行することで、図２に示す振幅比算出部２４として動作する。また、ＣＰＵ４２は、位相差由来抑圧係数算出プロセス６６を実行することで、図２に示す位相差由来抑圧係数算出部２６として動作する。また、ＣＰＵ４２は、振幅比由来抑圧係数算出プロセス６８を実行することで、図２に示す振幅比由来抑圧係数算出部２８として動作する。また、ＣＰＵ４２は、抑圧係数算出プロセス７０を実行することで、図２に示す抑圧係数算出部３０として動作する。また、ＣＰＵ４２は、抑圧信号生成プロセス７２を実行することで、図２に示す抑圧信号生成部３２として動作する。また、ＣＰＵ４２は、周波数時間変換プロセス７４を実行することで、図２に示す周波数時間変換部３４として動作する。これにより、雑音抑圧プログラム５０を実行したコンピュータ４０が、雑音抑圧装置１０として機能することになる。
【００４８】
なお、雑音抑圧装置１０は、例えば半導体集積回路、より詳しくはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等で実現することも可能である。
【００４９】
次に、第１実施形態に係る雑音抑圧装置１０の作用について説明する。マイクアレイ１１から入力音声信号１及び入力音声信号２が出力されると、ＣＰＵ４２が、記憶部４６に記憶された雑音抑圧プログラム５０をメモリ４４に展開して、図１１に示す雑音抑圧処理を実行する。
【００５０】
図１１に示す雑音抑圧処理のステップ１００で、位相差利用範囲算出部１２が、マイク間距離ｄ及びサンプリング周波数Ｆｓを受け付ける。また、振幅条件算出部１４が、マイク間距離ｄ、音源方向θ、音源からマイクロフォン１１ａまでの距離ｄｓを受け付ける。以下、ｄ、Ｆｓ、θ、ｄｓをまとめて設定値ともいう。
【００５１】
次に、ステップ１０２で、位相差利用範囲算出部１２が、上記ステップ１００で受け付けたマイク間距離ｄ及びサンプリング周波数Ｆｓと、音速をｃとを用いて、（１）式及び（２）式によりＦｍａｘを算出する。そして、位相差利用範囲算出部１２が、算出したＦｍａｘ以下の周波数帯域を位相差利用範囲として設定する。
【００５２】
次に、ステップ１０４で、振幅条件算出部１４が、上記ステップ１００で受け付けたマイク間距離ｄ、音源方向θ、及び音源からマイクロフォン１１ａまでの距離ｄｓを用いて、（４）式に示すＲｍｉｎ及び（５）式に示すＲｍａｘを算出する。そして、振幅条件算出部１４が、算出したＲｍｉｎ及びＲｍａｘで表される範囲Ｒｍｉｎ〜Ｒｍａｘに入力音声信号１と入力音声信号２との振幅比Ｒが含まれる場合には、その入力音声信号が目的音声であると判定する振幅条件を設定する。
【００５３】
次に、ステップ１０６で、音声入力部１６ａ，１６ｂが、マイクアレイ１１から出力された入力音声信号１及び入力音声信号２を雑音抑圧装置１０に入力する。そして、音声受付部１８が、音声入力部１６ａ，１６ｂにより入力されたアナログ信号である入力音声信号１及び入力音声信号２の各々を、サンプリング周波数Ｆｓでデジタル信号に変換する。
【００５４】
次に、ステップ１０８で、時間周波数変換部２０が、上記ステップ１０６でデジタル信号に変換された時間領域の信号である入力音声信号１及び入力音声信号２の各々を、フレーム毎に周波数領域の信号に変換する。
【００５５】
次に、ステップ１１０で、位相差算出部２２が、上記ステップ１０２で算出された位相差利用範囲（周波数Ｆｍａｘ以下の周波数帯域）において、上記ステップ１０８で周波数領域の信号に変換された２つの入力音声信号の各々の位相スペクトルを算出する。そして、位相差算出部２２が、同じ周波数の位相スペクトル同士の差分を位相差として算出する。
【００５６】
次に、ステップ１１２で、位相差由来抑圧係数算出部２６が、上記ステップ１０２で算出された位相差利用範囲において、周波数ｆ毎に、入力音声信号が目的音声である確率に基づく位相差由来抑圧係数αｆを算出する。
【００５７】
次に、ステップ１１４で、振幅比算出部２４が、上記ステップ１０８で周波数領域の信号に変換された２つの入力音声信号の各々の振幅スペクトルを算出する。そして、周波数ｆにおける入力音声信号１の振幅スペクトルをＩＮ１ｆ、入力音声信号２の振幅スペクトルをＩＮ２ｆとし、（６）式に示すように、振幅比Ｒｆを算出する。
【００５８】
次に、ステップ１１６で、振幅比由来抑圧係数算出部２８が、上記ステップ１０４で算出された振幅条件に基づいて、周波数ｆ毎に、入力音声信号が目的音声か雑音かを判定して振幅比由来抑圧係数βｆを算出する。具体的には、上記ステップ１１４で算出した振幅比Ｒｆが、上記ステップ１０４で算出した範囲Ｒｍｉｎ〜Ｒｍａｘに含まれるか否かに応じた振幅比由来抑圧係数βｆを算出する。
【００５９】
次に、ステップ１１８で、抑圧係数算出部３０が、上記ステップ１１２で算出された位相差由来抑圧係数αｆと、上記ステップ１１６で算出された振幅比由来抑圧係数βｆに基づいて、周波数ｆ毎に抑圧係数γｆを算出する。
【００６０】
次に、ステップ１２０で、抑圧信号生成部３２が、上記ステップ１１８で算出された周波数ｆ毎の抑圧係数γｆを、入力音声信号の対応する周波数の振幅スペクトルに乗算することにより、雑音を抑圧した抑圧信号を周波数毎に生成する。
【００６１】
次に、ステップ１２２で、周波数時間変換部３４が、上記ステップ１２２で生成された周波数領域の信号である抑圧信号を、時間領域の信号である出力音声信号に変換し、次のステップ１２４で、出力音声信号を出力する。
【００６２】
次に、ステップ１２６で、音声入力部１６ａ，１６ｂが、引き続き入力音声信号が入力されたか否かを判定する。入力音声信号が入力されている場合には、ステップ１２８へ移行し、位相差利用範囲算出部１２及び振幅条件算出部１４が、設定値のいずれかが変更されたか否かを判定する。設定値のいずれも変更されていない場合には、ステップ１０６へ戻って、ステップ１０６〜１２６の処理を繰り返す。一方、例えば、サンプリング周波数が数種類用意されていて、音声の出力先に応じてサンプリング周波数が自動的に切り替わるような場合において、サンプリング周波数の切り替わりが検出された場合などには、設定値のいずれかが変更されたと判定される。その場合には、ステップ１００へ戻り、変更された設定値を受け付けて、ステップ１００〜１２６の処理を繰り返す。
【００６３】
上記ステップ１２６において、引き続き入力される入力音声信号が存在しないと判定された場合には、雑音抑圧処理を終了する。
【００６４】
以上説明したように、第１実施形態に係る雑音抑圧装置１０によれば、マイク間距離及びサンプリング周波数に基づいて、位相回転が生じない周波数帯域を算出し、この周波数帯域では位相差を利用した位相差由来抑圧係数を算出する。また、マイク間距離及び音源位置に基づいて、振幅比により目的音声か雑音かを判定する際の振幅条件を算出し、マイク間距離及び音源位置に応じた振幅比由来抑圧係数を算出する。そして、位相差由来抑圧係数と振幅比由来抑圧係数とから算出された抑圧係数を用いて、入力音声信号に含まれる雑音を抑圧する。そのため、マイク間距離によっては位相回転が生じる場合であっても、位相回転が生じない周波数帯域では、振幅比を利用した場合より抑圧精度の高い位相差を利用した抑圧を行うことができる。また、振幅比を利用する場合でも、マイク間距離及び音源位置に応じた振幅条件により適切な抑圧を行うことができる。これにより、マイクアレイの設置位置が制限されてしまう場合でも、適切な抑圧量で音声歪みの少ない雑音抑圧を行うことができる。
【００６５】
なお、振幅比由来抑圧係数算出部２８において、例えば下記に示すように、位相差利用範囲（上限周波数Ｆｍａｘ以下の周波数帯域）では、Ｆｍａｘより大きい周波数帯域に比べて、抑圧しない範囲を広げてもよい。
ｆ＞Ｆｍａｘの場合 Ｒｍｉｎ＝０．７  Ｒｍａｘ＝１．４
ｆ≦Ｆｍａｘの場合 Ｒｍｉｎ＝０．６  Ｒｍａｘ＝１．５
これにより、位相差を利用した抑圧が行われる位相差利用範囲における過剰な抑圧を防ぐことができる。
【００６６】
また、上記の方式の他にも、抑圧係数算出部３０において、位相差利用範囲においては、振幅比由来抑圧係数βの値にかかわらず、抑圧係数γとして位相差由来抑圧係数αを採用してもよい。また、位相差由来抑圧係数αと振幅比由来抑圧係数βとから抑圧係数γを算出する際に、位相差由来抑圧係数αに対する重みが重くなるような重みづけを行ってもよい。
【００６７】
〔第２実施形態〕
図１２に、第２実施形態に係る雑音抑圧装置２１０を示す。なお、第２実施形態に係る雑音抑圧装置２１０において、第１実施形態に係る雑音抑圧装置１０と同一の部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６８】
雑音抑圧装置２１０は、位相差利用範囲算出部１２、振幅条件算出部１４、音声入力部１６ａ，１６ｂ、音声受付部１８、時間周波数変換部２０、位相差算出部２２、及び振幅比算出部２４を備えている。また、雑音抑圧装置２１０は、位相差由来抑圧係数算出部２２６、振幅比由来抑圧係数算出部２２８、抑圧係数算出部２３０、抑圧信号生成部３２、周波数時間変換部３４、定常雑音推定部３６、及び定常雑音由来抑圧係数算出部３８を備えている。なお、位相差算出部２２及び位相差由来抑圧係数算出部２２６は、開示の技術の位相差由来抑圧係数算出部の一例である。また、振幅比算出部２４及び振幅比由来抑圧係数算出部２２８は、開示の技術の振幅比由来抑圧係数算出部の一例である。また、抑圧係数算出部２３０及び抑圧信号生成部３２は、開示の技術の抑圧部の一例である。また、定常雑音推定部３６及び定常雑音由来抑圧係数算出部３８は、開示の技術の定常雑音由来抑圧係数算出部の一例である。
【００６９】
定常雑音推定部３６は、時間周波数変換部２０で周波数領域の信号に変換された入力音声信号に基づいて、周波数毎に定常雑音のレベルを推定する。定常雑音のレベルの推定方法は、例えば特開２０１１−１８６３８４号公報に開示されている技術等の従来技術を用いることができる。
【００７０】
定常雑音由来抑圧係数算出部３８は、定常雑音推定部３６で推定された定常雑音のレベルに基づいて、定常雑音由来抑圧係数を算出する。例えば、定常雑音由来抑圧係数をεとして、定常雑音由来抑圧係数εの算出方法の一例について説明する。定常雑音以外の音源からの音が発生していない場合には、入力音声信号のレベルと定常雑音のレベルとの比は１．０に近い値となる。一方、定常雑音以外の音源からの音が発生している場合には、入力音声信号のレベルと定常雑音のレベルとの比は１．０から離れていく。
【００７１】
そこで、定常雑音由来抑圧係数算出部３８は、入力音声信号レベル／定常雑音レベルが、１．０の近傍の値（例えば、１．１）以下となる場合を、定常雑音由来の抑圧範囲とし、例えば下記に示すような定常雑音由来抑圧係数εを算出する。
入力音声信号レベル／定常雑音レベル＜１．１の場合    ε＝εｍｉｎ
入力音声信号レベル／定常雑音レベル≧１．１の場合    ε＝１．０
なお、εｍｉｎは０＜εｍｉｎ＜１の値であり、例えば、抑圧量を−３ｄＢにしたい場合には、εｍｉｎは約０．７、抑圧量を−６ｄＢにしたい場合にはεｍｉｎは０．５となる。また、位相差由来抑圧係数αや振幅比由来抑圧係数βと同様に、入力音声信号レベル／定常雑音レベルが抑圧範囲外の場合に、抑圧範囲から外れるにしたがって、定常雑音由来抑圧係数εを１．０からεｍｉｎに徐々に変化するように算出してもよい。
【００７２】
位相差由来抑圧係数算出部２２６は、定常雑音由来の抑圧範囲外において、位相差由来抑圧係数を算出する。位相差由来抑圧係数の算出方法は第１実施形態の位相差由来抑圧係数算出部２６と同様である。
【００７３】
振幅比由来抑圧係数算出部２２８は、定常雑音由来の抑圧範囲外において、振幅比由来抑圧係数を算出する。振幅比由来抑圧係数の算出方法は第１実施形態の振幅比由来抑圧係数算出部２８と同様である。
【００７４】
なお、定常雑音由来の抑圧範囲外とは、上記の例では、定常雑音由来抑圧係数εが１．０の場合である。また、εがεｍｉｎから１．０までの値を持つ場合は、εが所定の閾値εｔｈｒ以上の場合、すなわち、定常雑音に由来する抑圧の度合いが所定値以下の場合を定常雑音由来の抑圧範囲外とすることができる。
【００７５】
抑圧係数算出部２３０は、定常雑音由来抑圧係数、位相差由来抑圧係数、及び振幅比由来抑圧係数に基づいて、入力音声信号に含まれる雑音を抑圧するための抑圧係数を周波数毎に算出する。抑圧係数γの算出方法の一例について説明する。
【００７６】
定常雑音由来抑圧係数εが１．０の場合を定常雑音の抑圧範囲外とする場合に、下記に示すように、定常雑音由来の抑圧範囲外において、位相差由来抑圧係数α及び振幅比由来抑圧係数βを用いて、抑圧係数γを算出することができる。
ε≠１．０の場合    γ＝ε
ε＝１．０の場合    γ＝α×β  または  γ＝α、βの最小値
【００７７】
また、他の算出方法として、定常雑音由来抑圧係数εが所定の閾値εｔｈｒ以上の場合を定常雑音の抑圧範囲外とする場合に、下記に示すように、定常雑音由来の抑圧範囲外において、α及びβを用いて、抑圧係数γを算出することができる。
ε＜εｔｈｒの場合    γ＝ε
ε≧εｔｈｒの場合    γ＝α×β  または  γ＝α、βの最小値
【００７８】
また、定常雑音由来の抑圧範囲内か範囲外かという切り分けではなく、下記に示すように、入力音声信号のレベルが推定された定常雑音のレベルより大きいか否かに応じて、抑圧係数γを算出してもよい。
入力音声信号レベル≦定常雑音レベル    γ＝ε
入力音声信号レベル＞定常雑音レベル    γ＝α、β、εの最小値
【００７９】
雑音抑圧装置２１０は、例えば図１０に示すコンピュータ２４０で実現することができる。コンピュータ２４０はＣＰＵ４２、メモリ４４、及び不揮発性の記憶部４６を備えている。ＣＰＵ４２、メモリ４４、及び記憶部４６は、バス４８を介して互いに接続されている。また、コンピュータ４０には、マイクアレイ１１（マイクロフォン１１ａ，１１ｂ）が接続されている。
【００８０】
記憶部４６はＨＤＤやフラッシュメモリ等によって実現できる。記録媒体としての記憶部４６は、コンピュータ２４０を雑音抑圧装置２１０として機能させるための雑音抑圧プログラム２５０を記憶する。ＣＰＵ４２は、雑音抑圧プログラム２５０を記憶部４６から読み出してメモリ４４に展開し、雑音抑圧プログラム２５０が有するプロセスを順次実行する。
【００８１】
雑音抑圧プログラム２５０は、第１実施形態に係る雑音抑圧プログラム５０が有する各プロセスに加え、定常雑音推定プロセス７６及び定常雑音由来抑圧係数算出プロセス７８を有する。
【００８２】
ＣＰＵ４２は、定常雑音推定プロセス７６を実行することで、図１２に示す定常雑音推定部３６として動作する。また、ＣＰＵ４２は、定常雑音由来抑圧係数算出プロセス７８を実行することで、図１２に示す定常雑音由来抑圧係数算出部３８として動作する。これにより、雑音抑圧プログラム２５０を実行したコンピュータ２４０が、雑音抑圧装置２１０として機能することになる。
【００８３】
なお、雑音抑圧装置２１０は、例えば半導体集積回路、より詳しくはＡＳＩＣやＤＳＰ等で実現することも可能である。
【００８４】
次に、第２実施形態に係る雑音抑圧装置２１０の作用について説明する。マイクアレイ１１から入力音声信号１及び入力音声信号２が出力されると、ＣＰＵ４２が、記憶部４６に記憶された雑音抑圧プログラム２５０をメモリ４４に展開して、図１３に示す雑音抑圧処理を実行する。なお、第２実施形態における雑音抑圧処理において、第１実施形態における雑音抑圧処理と同一の処理については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８５】
図１３に示す雑音抑圧処理のステップ１００〜１０８を経て、位相差利用範囲及び振幅条件を算出すると共に、入力音声信号を受け付け、周波数領域の信号に変換する。
【００８６】
次に、ステップ２００で、定常雑音推定部３６が、上記ステップ１０８で周波数領域の信号に変換された入力音声信号に基づいて、周波数毎に定常雑音のレベルを推定する。
【００８７】
次に、ステップ２０２で、定常雑音由来抑圧係数算出部３８が、入力音声信号のレベルと上記ステップ２００で推定された定常雑音のレベルとの比に基づいて、定常雑音由来抑圧係数εを算出する。
【００８８】
次に、定常雑音由来抑圧係数算出部３８が、上記ステップ２０２で算出した定常雑音由来抑圧係数εに基づいて、定常雑音由来の抑圧範囲内か否かを判定する。定常雑音由来の抑圧範囲内の場合には、ステップ２０６へ移行する。定常雑音由来の抑圧範囲外の場合には、ステップ１１０へ移行し、ステップ１１０〜１１６で、位相差由来抑圧係数α及び振幅比由来抑圧係数βを算出して、ステップ２０６へ移行する。
【００８９】
ステップ２０６では、抑圧係数算出部２３０が、定常雑音由来の抑圧範囲内の場合には、上記ステップ２０２で算出した定常雑音由来抑圧係数εを抑圧係数γとする。また、定常雑音由来の抑圧範囲外の場合には、位相差由来抑圧係数α及び振幅比由来抑圧係数βを用いて、抑圧係数γを周波数毎に算出する。
【００９０】
以下、ステップ１２０〜１２８で、第１実施形態と同様に処理して、出力音声信号を出力して、雑音抑圧処理を終了する。
【００９１】
以上説明したように、第２実施形態に係る雑音抑圧装置２１０によれば、第１実施形態の効果に加え、位相差や振幅比を利用した場合では雑音抑圧の効果が低い定常雑音についても抑圧することができる。
【００９２】
なお、上記各実施形態では、音源方向及びマイクロフォンと音源との距離について、入力された値を受け付ける場合について説明したが、位相差算出部２２で算出された位相差に基づいて推定された音源方向及びマイクロフォンと音源との距離を利用してもよい。
【００９３】
ここで、マイク間距離が音速／サンプリング周波数よりも長くなる位置に各マイクロフォンを配置した場合において、従来方式により雑音混じりの音声を雑音抑圧処理した結果を図１４に示す。また、同様の条件において、本開示の技術に係る雑音抑圧装置を適用した場合の雑音抑圧処理結果を図１５に示す。図１４に示す従来方式では、１．２ｋＨｚより高域で音声部分（目的音声）が抑圧されており、音声歪みが生じている。一方、図１５に示す本開示の技術の方式では、全帯域で音声が抑圧されている部分がなく、音声歪みがないことが分かる。
【００９４】
以上のように、開示の技術の方式によると、各マイクロフォンの配置位置に対する自由度が高まり、薄型化が進むスマートフォンを始めとする様々な装置にマイクアレイを実装し、音声歪みのない雑音抑圧を実現することが可能となる。
【００９５】
なお、上記では開示の技術における雑音抑圧プログラムの一例である雑音抑圧プログラム５０及び２５０が記憶部４６に予め記憶（インストール）されている態様を説明した。しかし、開示の技術における雑音抑圧プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録されている形態で提供することも可能である。
【００９６】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００９７】
（付記１）
マイクアレイに含まれる複数のマイクロフォン間のマイク間距離、及びサンプリング周波数に基づいて、前記複数のマイクロフォンの各々から入力された目的音声及び雑音を含む入力音声信号間の周波数毎の位相差が位相回転を生じない周波数帯域を位相差利用範囲として算出する位相差利用範囲算出部と、前記入力音声信号間の周波数毎の振幅比または振幅差に基づいて、前記入力音声信号が前記目的音声か前記雑音かを判定するための振幅条件を、前記マイク間距離、及び前記目的音声の音源の位置に基づいて算出する振幅条件算出部と、前記位相差利用範囲算出部で算出された位相差利用範囲において、位相差に基づく位相差由来抑圧係数を周波数毎に算出する位相差由来抑圧係数算出部と、前記振幅比または振幅差と、前記振幅条件算出部で算出された振幅条件とに基づく振幅比由来抑圧係数を周波数毎に算出する振幅比由来抑圧係数算出部と、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧する抑圧部と、を含む雑音抑圧装置。
【００９８】
（付記２）
前記抑圧部は、前記位相差利用範囲内において、前記振幅比由来抑圧係数より前記位相差由来抑圧係数を優先的に用いた前記抑圧係数を定める付記１記載の雑音抑圧装置。
【００９９】
（付記３）
前記抑圧部は、前記位相差利用範囲外では、前記振幅比由来抑圧係数を前記抑圧係数として定める付記１または付記２記載の雑音抑圧装置。
【０１００】
（付記４）
前記抑圧部は、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とを乗算した値、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数との平均、または前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数との重み付和を前記抑圧係数として定める付記１記載の雑音抑圧装置。
【０１０１】
（付記５）
前記抑圧部は、前記位相差由来抑圧係数及び前記振幅比由来抑圧係数のうち、抑圧の度合いが大きい方を前記抑圧係数として定める付記１記載の雑音抑圧装置。
【０１０２】
（付記６）
前記入力音声信号に基づいて推定した定常雑音のレベルと、前記入力音声信号のレベルとに基づいて、定常雑音由来抑圧係数を算出する定常雑音由来抑圧係数算出部を含み、前記抑圧部は、前記定常雑音由来抑圧係数と前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧する付記１〜付記３のいずれかに記載の雑音抑圧装置。
【０１０３】
（付記７）
前記抑圧部は、前記定常雑音由来抑圧係数が示す抑圧の度合いが予め定めた大きさより小さい場合は、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで前記抑圧係数を定め、前記定常雑音由来抑圧係数が示す抑圧の度合いが前記予め定めた大きさより大きい場合は、前記定常雑音由来抑圧係数を前記抑圧係数として定める付記６記載の雑音抑圧装置。
【０１０４】
（付記８）
前記抑圧部は、前記入力音声信号のレベルが前記定常雑音のレベルよりも大きい場合は、前記定常雑音由来抑圧係数、前記位相差由来抑圧係数、及び前記振幅比由来抑圧係数のうち、抑圧の度合いが最も大きい係数を前記抑圧係数として定める付記６記載の雑音抑圧装置。
【０１０５】
（付記９）
マイクアレイに含まれる複数のマイクロフォン間のマイク間距離、及びサンプリング周波数に基づいて、前記複数のマイクロフォンの各々から入力された目的音声及び雑音を含む入力音声信号間の周波数毎の位相差が位相回転を生じない周波数帯域を位相差利用範囲として算出し、前記入力音声信号間の周波数毎の振幅比または振幅差に基づいて、前記入力音声信号が前記目的音声か前記雑音かを判定するための振幅条件を、前記マイク間距離、及び前記目的音声の音源の位置に基づいて算出し、算出された位相差利用範囲において、位相差に基づく位相差由来抑圧係数を周波数毎に算出し、前記振幅比または振幅差と、算出された振幅条件とに基づく振幅比由来抑圧係数を周波数毎に算出し、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧することを含む雑音抑圧方法。
【０１０６】
（付記１０）
前記位相差利用範囲内において、前記振幅比由来抑圧係数より前記位相差由来抑圧係数を優先的に用いた前記抑圧係数を定める付記９記載の雑音抑圧方法。
【０１０７】
（付記１１）
前記位相差利用範囲外において、前記振幅比由来抑圧係数を前記抑圧係数として定める付記１または付記２記載の雑音抑圧方法。
【０１０８】
（付記１２）
前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とを乗算した値、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数との平均、または前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数との重み付和を前記抑圧係数として定める付記９記載の雑音抑圧方法。
【０１０９】
（付記１３）
前記位相差由来抑圧係数及び前記振幅比由来抑圧係数のうち、抑圧の度合いが大きい方を前記抑圧係数として定める付記９記載の雑音抑圧方法。
【０１１０】
（付記１４）
前記入力音声信号に基づいて推定した定常雑音のレベルと、前記入力音声信号のレベルとに基づいて、定常雑音由来抑圧係数を算出し、前記定常雑音由来抑圧係数と前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧することを含む付記９〜付記１３のいずれかに記載の雑音抑圧方法。
【０１１１】
（付記１５）
前記定常雑音由来抑圧係数が示す抑圧の度合いが予め定めた大きさより小さい場合は、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで前記抑圧係数を定め、前記定常雑音由来抑圧係数が示す抑圧の度合いが前記予め定めた大きさより大きい場合は、前記定常雑音由来抑圧係数を前記抑圧係数として定める付記１１記載の雑音抑圧方法。
【０１１２】
（付記１６）
前記入力音声信号のレベルが前記定常雑音のレベルよりも大きい場合は、前記定常雑音由来抑圧係数、前記位相差由来抑圧係数、及び前記振幅比由来抑圧係数のうち、抑圧の度合いが最も大きい係数を抑圧係数として用いて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧する付記１５記載の雑音抑圧方法。
【０１１３】
（付記１７）
コンピュータに、マイクアレイに含まれる複数のマイクロフォン間のマイク間距離、及びサンプリング周波数に基づいて、前記複数のマイクロフォンの各々から入力された目的音声及び雑音を含む入力音声信号間の周波数毎の位相差が位相回転を生じない周波数帯域を位相差利用範囲として算出し、前記入力音声信号間の周波数毎の振幅比または振幅差に基づいて、前記入力音声信号が前記目的音声か前記雑音かを判定するための振幅条件を、前記マイク間距離、及び前記目的音声の音源の位置に基づいて算出し、算出された位相差利用範囲において、位相差に基づく位相差由来抑圧係数を周波数毎に算出し、前記振幅比または振幅差と、算出された振幅条件とに基づく振幅比由来抑圧係数を周波数毎に算出し、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧することを含む処理を実行させるための雑音抑圧プログラム。
【０１１４】
（付記１８）
前記位相差利用範囲内において、前記振幅比由来抑圧係数より前記位相差由来抑圧係数を優先的に用いた前記抑圧係数を定める付記１７記載の雑音抑圧プログラム。
【０１１５】
（付記１９）
前記位相差利用範囲外において、前記振幅比由来抑圧係数を前記抑圧係数として定める付記１７または付記１８記載の雑音抑圧プログラム。
【０１１６】
（付記２０）
前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とを乗算した値、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数との平均、または前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数との重み付和を前記抑圧係数として定める付記１７記載の雑音抑圧プログラム。
【０１１７】
（付記２１）
前記位相差由来抑圧係数及び前記振幅比由来抑圧係数のうち、抑圧の度合いが大きい方を前記抑圧係数として定める付記１７記載の雑音抑圧プログラム。
【０１１８】
（付記２２）
前記入力音声信号に基づいて推定した定常雑音のレベルと、前記入力音声信号のレベルとに基づいて、定常雑音由来抑圧係数を算出し、前記定常雑音由来抑圧係数と前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧することを含む付記１７〜付記２１のいずれかに記載の雑音抑圧プログラム。
【０１１９】
（付記２３）
前記定常雑音由来抑圧係数が示す抑圧の度合いが予め定めた大きさより小さい場合は、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで前記抑圧係数を定め、前記定常雑音由来抑圧係数が示す抑圧の度合いが前記予め定めた大きさより大きい場合は、前記定常雑音由来抑圧係数を前記抑圧係数として定める付記２２記載の雑音抑圧プログラム。
【０１２０】
（付記２４）
前記入力音声信号のレベルが前記定常雑音のレベルよりも大きい場合は、前記定常雑音由来抑圧係数、前記位相差由来抑圧係数、及び前記振幅比由来抑圧係数のうち、抑圧の度合いが最も大きい係数を前記抑圧係数として定める付記２２記載の雑音抑圧プログラム。
【０１２１】
（付記２１）
前記位相差利用範囲に含まれる周波数では、前記位相差由来抑圧係数を優先的に用いて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧する付記１５〜付記２０のいずれかに記載の雑音抑圧方法。
【符号の説明】
【０１２２】
１０、２１０  雑音抑圧装置
１１   マイクアレイ
１１ａ マイクロフォン
１１ｂ マイクロフォン
１２   位相差利用範囲算出部
１４   振幅条件算出部
２２   位相差算出部
２４   振幅比算出部
２６、２２６  位相差由来抑圧係数算出部
２８、２２８  振幅比由来抑圧係数算出部
３０、２３０  抑圧係数算出部
３２   抑圧信号生成部
３６   定常雑音推定部
３８   定常雑音由来抑圧係数算出部
４０、２４０  コンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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