(57)【要約】【課題】第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定する。【解決手段】信号処理装置７００は、第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、混在信号に混在する第二信号を推定し、推定第二信号として提供する推定部７０３と、混在信号と推定第二信号とに基づいて、推定第二信号が過小であるか否かを判定する判定部７０２と、推定第二信号を保存する記憶部７０８と、判定部７０２での判定の結果に基づいて、記憶部７０８に保存された信号と、推定第二信号とを混合して混合信号を生成する混合部７０７と、を備え、推定部７０３は、判定部７０２での判定の結果に基づいて、推定処理を初期化することを特徴とする。【選択図】      図１５
2018031819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、前記混在信号に混在する第二信号を推定し、推定第二信号として提供する推定手段と、
前記混在信号と前記推定第二信号とに基づいて、前記推定第二信号が過小であるか否かを判定する第一の判定手段と、
前記推定第二信号を保存する記憶手段と、
前記第一の判定手段での判定の結果に基づいて、前記記憶手段に保存された信号と、前記推定第二信号とを混合して混合信号を生成する混合手段と、
を備え、
前記推定手段は、前記第一の判定手段での判定の結果に基づいて、推定処理を初期化する
ことを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
前記混合手段は、前記推定第二信号と前記混合信号との第一の相対関係を求めることによって、前記混合信号を生成する、
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記混合手段は、前記推定第二信号と前記混在信号との第二の相対関係を求めることによって、前記混合信号を生成する、
請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記混合手段は、
前記第一の相対関係に基づき、前記推定第二信号と前記混合信号との差分が小さくなるのに応じて、前記記憶手段に記憶された信号を混合する割合を低下させ、
前記第二の相対関係に基づき、前記推定第二信号に対する前記混在信号の大きさが小さくなるのに応じて、前記記憶手段に記憶された信号を混合する割合を低下させる、
請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記推定手段は、推定状態情報を出力し、
前記混合手段は、前記推定状態情報に基づいて前記混合信号を生成する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記推定手段は、前記推定第二信号の安定度を示す情報を含む前記推定状態情報を出力し、
前記混合手段は、前記安定度が基準を満たす場合、前記記憶手段に記憶された信号を混合する割合を低下させる、
請求項５に記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記混合信号を使用して、前記混在信号に含まれる前記第二信号を抑圧する抑圧手段を更に備える、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項８】
前記混合信号を使用して、前記混在信号に前記第一信号が含まれているか否かを判定する第二の判定手段を更に備える、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項９】
情報処理装置によって、
第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、前記混在信号に混在する第二信号を推定し、推定第二信号として提供し、
前記混在信号と前記推定第二信号とに基づいて、前記推定第二信号が過小であるか否かを判定し、
前記推定第二信号を記憶手段に保存し、
その判定の結果に基づいて、前記記憶手段に保存された信号と、前記推定第二信号とを混合して混合信号を生成し、
前記判定の結果に基づいて、推定処理を初期化する
信号処理方法。
【請求項１０】
第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、前記混在信号に混在する第二信号を推定し、推定第二信号として提供する推定処理と、
前記混在信号と前記推定第二信号とに基づいて、前記推定第二信号が過小であるか否かを判定する判定処理と、
前記推定第二信号を記憶手段に保存する記憶処理と、
前記判定処理での判定の結果に基づいて、前記記憶手段に保存された信号と、前記推定第二信号とを混合して混合信号を生成する混合処理と、
をコンピュータに実行させ、
前記推定処理は、前記判定処理での判定の結果に基づいて、前記第二信号を推定する処理を初期化する
ことを特徴とする信号処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号を推定する信号処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話など様々な音声端末においては、第一信号（例えば音声などの注目すべき所望信号）と第二信号（例えば雑音（ノイズ）などの非所望信号）とを含む混在信号から、第二信号を推定する第二信号推定技術が使われている。第二信号推定技術は、混在信号と推定第二信号の関係に基づいて、混在信号に第一信号が含まれているか否かを判定する音声検出技術に利用されている。また、第二信号を抑圧することによって、第一信号を強調した出力信号を生成する雑音抑圧技術に利用されている。
【０００３】
このような技術に関連する技術として、特許文献１には、第二信号の音量を推定し、推定第二信号の音量に対応した閾値と、混在信号の音量を比較することにより音声の検出を行なう技術が開示されている。
【０００４】
このような技術に関連する技術として、特許文献２には、第一信号（第一信号）と第二信号（第二信号）とが混在した混在信号（入力信号）を処理することによって第二信号を抑圧する信号処理装置が開示されている。この装置は、当該混在信号に含まれる背景音信号を推定する。そしてこの装置は、第二信号を、背景音より小さくならないように、第二信号の抑圧を抑制する。
【０００５】
また、特許文献３には、第一信号と第二信号とが混在した混在信号を処理することによって第二信号を抑圧する信号処理装置が開示されている。この装置は、当該混在信号に含まれる第一信号の重要度を、その第一信号を構成する複数の周波数成分ごとに分析する。そしてこの装置は、その分析の結果、重要度の低い周波数成分に比べて、重要度の高い周波数成分に対する第二信号の抑圧を抑制する。
【０００６】
また、特許文献４には、階層化符号化データの復号及び再生において、受信済みの復号信号や補間信号を記憶装置に保存しておく伝送エラー隠蔽処理装置が開示されている。この装置は、再生したい時刻の所望階層が伝送エラーにより復号できなかった場合に、記憶装置に保存しておいた復号信号や補間信号を、所定の混合率で混合する混合関数に入力することによって、当該時刻において失われた所望階層の補間信号を擬似的に生成する。
【０００７】
また、非特許文献１には、第一信号と第二信号とが混在した混在信号が供給されはじめた初期の平均値を第二信号の推定値として抑圧係数を求め、混在信号に含まれる第二信号を抑圧する方法が開示されている。
【０００８】
また、非特許文献２には、第二信号の推定値と混在信号から求めた抑圧係数を混在信号に乗算することにより第二信号を抑圧し、第一信号を強調する方法が開示されている。この方法では、その際、第一信号と第二信号との推定パワー比に応じた重みづけを混在信号に施すことによって、第二信号を継続的に推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開2013-005418号公報
【特許文献２】国際公開第2012-070670号
【特許文献３】国際公開第2012-070668号
【特許文献４】特開2013-102256号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Y. Ephraim and D. Malah, "Speech enhancement using a minimum mean-square error short-time spectral amplitude estimator," IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-32, no. 6, pp. 1109-1121, Dec. 1984.
【非特許文献２】M. Kato, A. Sugiyama, and M. Serizawa, "Noise suppression with high speech quality based on weighted noise estimation and MMSE STSA," IEICE Trans. Fundamentals (Japanese Edition), vol.J87-A, no.7, pp.851-860, July 2004.
【非特許文献３】S. Boll, "Suppression of acoustic noise in speech using spectral subtraction," IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-27, no. 2, pp. 113-120, Apr. 1979.
【非特許文献４】R. Martin, "Spectral subtraction based on minimum statistics," Proc. of EUSPICO-94, pp.1182-1185, Sept. 1994
【非特許文献５】R. McAulay and M. Malpass, "Speech enhancement using a soft-decision noise suppression filter," IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-28, no. 2, pp. 137-145, Apr. 1980.
【非特許文献６】N. Virag, "Single channel speech enhancement based on masking properties of the human auditory system," IEEE Trans. Speech and Audio Signal Processing, vol. 7, no. 2, pp. 126-137, March 1999.
【非特許文献７】Y. Ephraim and D. Malah, "Speech enhancement using a minimum mean-square error log-spectral amplitude estimator," IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-33, no. 2, pp. 443-445, Dec. 1985.
【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、上記文献に記載の技術では、雑音成分である第二信号が突然大きくなることを想定していない。このため、混在信号に含まれる第二信号が突然大きくなった場合、第二信号を正確に推定することができない。その結果、第一信号が混在信号に含まれているか否かを正しく判定できない。また、第二信号の抑圧を十分に行うことができず、出力信号の品質が低下する。本願発明の主たる目的は、この問題を解決する信号処理装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明の一態様に係る信号処理装置は、第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、前記混在信号に混在する第二信号を推定し、推定第二信号として提供する推定手段と、前記混在信号と前記推定第二信号とに基づいて、前記推定第二信号が過小であるか否かを判定する第一の判定手段と、前記推定第二信号を保存する記憶手段と、前記第一の判定手段での判定の結果に基づいて、前記記憶手段に保存された信号と、前記推定第二信号とを混合して混合信号を生成する混合手段と、を備え、前記推定手段は、前記第一の判定手段での判定の結果に基づいて、推定処理を初期化することを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成する他の見地において、本願発明の一態様に係る信号処理方法は、情報処理装置によって、第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、前記混在信号に混在する第二信号を推定し、推定第二信号として提供し、前記混在信号と前記推定第二信号とに基づいて、前記推定第二信号が過小であるか否かを判定し、前記推定第二信号を記憶手段に保存し、その判定の結果に基づいて、前記記憶手段に保存された信号と、前記推定第二信号とを混合して混合信号を生成し、前記判定の結果に基づいて、推定処理を初期化する。
【００１４】
また、上記目的を達成する更なる見地において、本願発明の一態様に係る信号処理プログラムは、第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、前記混在信号に混在する第二信号を推定し、推定第二信号として提供する推定処理と、前記混在信号と前記推定第二信号とに基づいて、前記推定第二信号が過小であるか否かを判定する判定処理と、前記推定第二信号を記憶手段に保存する記憶処理と、前記判定処理での判定の結果に基づいて、前記記憶手段に保存された信号と、前記推定第二信号とを混合して混合信号を生成する混合処理と、をコンピュータに実行させ、前記推定処理は、前記判定処理での判定の結果に基づいて、前記第二信号を推定する処理を初期化することを特徴とする。
【００１５】
更に、本願発明は、係る信号処理プログラム（コンピュータプログラム）が格納された、コンピュータ読み取り可能な、不揮発性の記録媒体によっても実現可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本願発明は、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本願発明の第１乃至第２の実施形態に係る信号処理装置１００の構成を示すブロック図である。
【図２】本願発明の第１の実施形態に係る変換部１０１の構成を示すブロック図である。
【図３】本願発明の第１の実施形態に係る逆変換部１０６の構成を示すブロック図である。
【図４】本願発明の第１の実施形態に係る抑圧部１０５の構成を示すブロック図である。
【図５】本願発明の第１の実施形態に係る混合部１０７の構成を示すブロック図である。
【図６】本願発明の第１の実施形態に係る信号処理装置１００の動作を示すフローチャートである。
【図７】本願発明の第２の実施形態に係る混合部２０７の構成を示すブロック図である。
【図８】本願発明の第３の実施形態に係る信号処理装置３００の構成を示すブロック図である。
【図９】本願発明の第３の実施形態に係る混合部３０７の構成を示すブロック図である。
【図１０】本願発明の第４の実施形態に係る信号処理装置４００の構成を示すブロック図である。
【図１１】本願発明の第４の実施形態に係る混合部４０７の構成を示すブロック図である。
【図１２】本願発明の第５の実施形態に係る信号処理装置５００の構成を示すブロック図である。
【図１３】本願発明の第６の実施形態に係る信号処理装置６００の構成を示すブロック図である。
【図１４】本願発明の第６の実施形態に係る第二判定部６０９の構成を示すブロック図である。
【図１５】本願発明の第７の実施形態に係る信号処理装置７００の構成を示すブロック図である。
【図１６】本願発明の各実施形態に係る信号処理装置を実行可能な情報処理装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本願発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
図１は、本願発明の第１の実施の形態に係る信号処理装置１００の構成を概念的に示すブロック図である。尚、後述する第２の実施形態に係る信号処理装置においては、「混合部」の構成が異なるだけなので、説明の便宜上、第２の実施形態においても、図１を改めて参照することとする。信号処理装置１００は、第一信号（注目すべき所望の音声信号）と第二信号（雑音（ノイズ））とを含む混在信号（入力信号）から、第二信号を抑圧することによって第一信号を強調した出力信号を生成する装置である。本実施形態に係る信号処理装置１００は、例えば、デジタルカメラ、ノートパソコン、携帯電話等の装置の一部として機能する。
【００２０】
本実施形態に係る信号処理装置１００は、変換部１０１、判定部１０２、推定部１０３、初期化部１０４、抑圧部１０５、逆変換部１０６、混合部１０７、及び、記憶部１０８を備えている。以下、これらの各構成について詳細に説明する。
【００２１】
（変換部１０１）
図２は、本実施形態に係る変換部１０１の構成を概念的に示すブロック図である。図２に示す通り、変換部１０１は、フレーム分割部１０１１、窓関数乗算部１０１２、及び、フーリエ変換部１０１３を含む。
【００２２】
フレーム分割部１０１１には、混在信号が、サンプル値系列として入力される。フレーム分割部１０１１は、混在信号サンプル（サンプル値系列）を、Ｋ／２サンプル（Ｋは２以上の任意の偶数、「／」は除算を表す（以下同様））ごとに分割することによって複数のフレームを構成（生成）する。フレーム分割部１０１１は、フレームに分割された混在信号サンプルを、窓関数乗算部１０１２に入力する。
【００２３】
窓関数乗算部１０１２は、フレーム分割部１０１１から入力された混在信号サンプルと、窓関数(window function)であるw(t)（ｔは時間を示す変数）との乗算を行う。第ｎフレーム（ｎは任意の自然数）の混在信号x(t,n)(t=0, 1, …, K-1)に対してw(t)と乗算された（窓がけ(windowing)された）信号x-(t,n)（「-」はxの上部に記載されていることとする）は、数１が示す数式により表される。
【００２４】
【数１】
2018031819.tif 000003
【００２５】
窓関数乗算部１０１２は、連続する２つのフレームの一部を重ね合わせた（オーバラップした）状態で窓がけしてもよい。例えば、重ね合わせる長さが、フレーム長の５０％とする場合、窓関数乗算部１０１２は、t=0, 1, …, K/2-1に対して、数２が示す信号x-(t,n)を出力する。
【００２６】
【数２】
2018031819.tif 000004
【００２７】
窓関数乗算部１０１２は、実数信号に対しては、左右対称窓関数を使用する。また、窓関数は、変換部１０１からの出力が逆変換部１０６に直接入力された場合に、混在信号と出力信号とが計算誤差を除いて一致するように設計される。このことは、「w2(t)+w2(t+K/2)=1」となることを意味する。
【００２８】
以後、連続する２フレームについて、フレーム長の５０％を重ね合わせた状態で窓がけする場合を例として説明する。窓関数w(t)(t=0, 1, …, K-1)としては、例えば、数３が示すハニング窓を用いることができる。
【００２９】
【数３】
2018031819.tif 000005
【００３０】
窓関数としては、このほかにも、ハミング窓、三角窓など、様々な関数が知られており、これらの関数を採用してもよい。窓関数乗算部１０１２は、フレーム分割部１０１１から入力された混在信号サンプルと、窓関数とを乗算した結果を、フーリエ変換部１０１３に入力する。
【００３１】
フーリエ変換部１０１３は、窓関数乗算部１０１２から入力された信号に対してフーリエ変換を施すことによって、当該信号を複数の異なる周波数成分に分割する。すなわち、フーリエ変換部１０１３は、当該信号を、混在信号スペクトルX(k,n)に変換する。フーリエ変換部１０１３は、混在信号スペクトルX(k,n)を、位相成分である混在信号位相スペクトルargX(k,n)と、振幅成分である混在信号振幅スペクトル|X(k,n)|とに分離する。フーリエ変換部１０１３は、混在信号位相スペクトルargX(k,n)を逆変換部１０６へ入力し、混在信号振幅スペクトル|X(k,n)|を、判定部１０２、推定部１０３、及び、抑圧部１０５へ入力する。フーリエ変換部１０１３は、振幅スペクトル|X(k,n)|の代わりに、その２乗に相当するパワースペクトル|X(k,n)|２を利用してもよい。
【００３２】
（逆変換部１０６）
図３は、本実施形態に係る逆変換部１０６の構成を概念的に示すブロック図である。図３に示す通り、逆変換部１０６は、逆フーリエ変換部１０６１、窓関数乗算部１０６２、及び、フレーム合成部１０６３を含む。
【００３３】
逆フーリエ変換部１０６１は、抑圧部１０５から入力された出力信号振幅スペクトル|Y(k,n)|と、変換部１０１から入力された混在信号位相スペクトルargX(k,n)とを用いて、数４が示す通り、出力信号スペクトルY(k,n)を求める。数４におけるｊは、虚数を表す符号である。また、本願において、「｜｜」は絶対値を表すこととする。
【００３４】
【数４】
2018031819.tif 000006
【００３５】
逆フーリエ変換部１０６１は、求めた出力信号スペクトルY(k,n)に対して逆フーリエ変換を行うことによって、１フレームがＫ個のサンプルを含む時間領域のサンプル値系列y(t,n)(t=0, 1, …, K-1)を生成し、生成したサンプル値系列y(t,n)を、窓関数乗算部１０６２へ入力する。
【００３６】
窓関数乗算部１０６２は、逆フーリエ変換部１０６１から入力されたサンプル値系列y(t,n)と、窓関数w(t)との乗算を行う。窓関数乗算部１０６２は、フレーム合成部１０６３に対して、数５が示す信号y-(t,n)（「-」はyの上部に記載されていることとする）を入力する。
【００３７】
【数５】
2018031819.tif 000007
【００３８】
フレーム合成部１０６３は、窓関数乗算部１０６２から出力された隣接する２つのフレームを、Ｋ／２サンプルずつ取り出して重ね合わせ、数６に示す通り、t=0, 1, …, K/2-1における出力信号y＾(t,n)（「＾」はyの上部に記載されていることとする）を得る。フレーム合成部１０６３は、得られた出力信号y＾(t,n)を外部へ出力する。
【００３９】
【数６】
2018031819.tif 000008
【００４０】
尚、変換部１０１及び逆変換部１０６が行う変換処理は、フーリエ変換（逆フーリエ変換）に限定されない。変換部１０１及び逆変換部１０６は、フーリエ変換に代えて、例えば、アダマール変換、ハール変換、ウェーブレット変換等、他の変換処理を行ってもよい。信号処理装置１００は、ハール変換を用いることによって、乗算が不要となるので、必要な計算資源の量を削減することができる。また、信号処理装置１００は、ウェーブレット変換を用いることによって、周波数によって時間解像度が異なるようにできるので、第二信号の抑圧効率を向上することができる。
【００４１】
また、図１に示す信号処理装置１００は、変換部１０１と逆変換部１０６とを備えるが、信号処理装置１００は、変換部１０１及び逆変換部１０６を備えない場合もある。その場合は、判定部１０２、推定部１０３、及び、抑圧部１０５に対して、外部から混在信号が直接入力される。そして、抑圧部１０５は、出力信号を直接外部に出力する。この場合、信号処理装置１００は、必要な計算資源の量を削減することができる。
【００４２】
（推定部１０３）
図１に示す推定部１０３は、変換部１０１から入力された混在信号振幅スペクトルと、初期化部１０４から入力された初期化を指示する情報に基づいて、混在信号に含まれる第二信号のパワースペクトルを推定する。推定部１０３によって推定された第二信号のパワースペクトルを、以降、推定第二信号パワースペクトルと称する。推定部１０３は、一般的に、現在までに入力された混在信号の状態を示す情報に基づいて、第二信号パワースペクトルを推定する。推定部１０３による第二信号パワースペクトルを推定する方法としては、例えば、非特許文献１乃至４に記載の方法など、様々な推定方法が利用できる。非特許文献１乃至４に記載の方法では、混在信号振幅スペクトルを２乗することにより得られる混在信号パワースペクトルを用いて、第二信号パワースペクトルを推定する。
【００４３】
ところで、非特許文献１には、推定第二信号パワースペクトルを、混在信号振幅スペクトルが入力され始めた（推定処理が開始された）ときの混在信号パワースペクトルを平均化した値とする方法が示されている。この場合、推定処理が開始された直後には、第一信号（目的音）が含まれないという条件を満たす必要がある。
【００４４】
また、非特許文献３には、推定第二信号パワースペクトルを、第一信号が存在していないフレームの混在信号パワースペクトルの平均値とする方法が示されている。この方法では第一信号の存在を検出する必要がある。第一信号が存在する区間（第一信号区間）は、例えば出力信号のパワー（大きさ）により検知される。
【００４５】
信号処理装置１００が理想的に動作する場合、出力信号は第一信号と一致する。また、第一信号や第二信号のレベル（大きさ）は、通常、隣接フレーム間において大きく変化しない。これらのことから、推定部１０３は、１フレーム分過去の出力信号レベルに基づき、第一信号区間であるか否かの判定を行う。推定部１０３は、１フレーム分過去の出力信号の大きさが閾値以上の場合、現在のフレームを第一信号区間と判定する。第二信号パワースペクトルは、第一信号区間と判定されなかったフレームにおける混在信号パワースペクトルを平均化することによって推定することができる。
【００４６】
また、非特許文献４には、推定第二信号パワースペクトルを、混在信号パワースペクトルの最小値（最小統計量）から求める方法が示されている。この方法では、推定部１０３は、一定時間内における混在信号パワースペクトルの最小値を保持し、その最小値に基づいて、第二信号パワースペクトルを推定する。混在信号パワースペクトルの最小値は、一般的に第二信号のスペクトル形状と類似するので、第二信号パワースペクトルの推定値として用いることができる。しかしながらこの場合、その最小値は、本来の第二信号の大きさより小さくなる。したがって、推定部１０３は、その最小値を適切に増幅させた値を、推定第二信号パワースペクトルとする。
【００４７】
これらの非特許文献に記載された方法の他、推定部１０３は、メジアンフィルタを用いて、推定第二信号パワースペクトルを求めてもよい。また、推定部１０３は、非特許文献２に記載されている通り、第二信号がゆっくり変動するという性質を利用することによって、推定第二信号パワースペクトルを求めてもよい。変動する第二信号に追従するこの方法では、先ず「第一信号」対「第二信号」の大きさの比の推定値を得るために、推定部１０３は、混在信号パワースペクトルを、１フレーム分過去の推定第二信号パワースペクトルにより除算する。推定部１０３は、次に、得られた商が大きいほど小さな値をとる関数を用いることによって重みを計算し、混在信号パワースペクトルに重み付けする。そして、推定部１０３は、過去に同様の方法によって重み付けされた混在信号パワースペクトルを複数用いて平均化し、その平均値を推定第二信号パワースペクトルとする。この場合、第一信号成分が多く含まれた混在信号パワースペクトルに対しては小さな重みづけがなされるので、推定部１０３は、第一信号の影響をほとんど受けることなく、第二信号パワースペクトルの推定を継続的に行うことができる。
【００４８】
推定部１０３は、また、変換部１０１において得られる周波数成分を複数統合したのち、第二信号の推定を行うこともできる。この場合、統合後の周波数成分の数は、統合前の周波数成分の数よりも少なくなる。より具体的には、推定部１０３は、周波数成分の統合によって得られる統合周波数成分に対して、共通の推定第二信号を求め、その共通の推定第二信号を、同じ統合周波数成分に属する個々の周波数成分に対して共通に用いればよい。このように、推定部１０３は、複数の周波数成分を統合してから第二信号を推定した場合、適用する周波数成分の数が少なくなるので、推定処理に要する演算量を削減することができる。
【００４９】
（判定部１０２）
図１に示す判定部１０２は、変換部１０１から入力された混在信号振幅スペクトルと、混合部１０７から入力された過去の混合信号パワースペクトルとを用いて、推定第二信号パワースペクトルが基準を満たすか否か（過小か否か）を判定する。混合信号パワースペクトルの詳細については、後述する。この判定結果は、混合部１０７が混合信号パワースペクトルを求める際に使用される。従って、この判定結果を求めるために用いられる混合信号パワースペクトルは、過去に推定された結果が利用される。本実施形態では、一例として、過去の混合信号パワースペクトルとして代表的な値である、１フレーム分過去の混合信号パワースペクトル|Ｎmix(k,n-1)|2を用いて判定する場合について説明する。なお、後述するように、混合信号パワースペクトルは、推定部１０３から供給された推定第二信号パワースペクトルを補正したものとみなすことが出来る。従って、判定部１０２は、混合信号パワースペクトルの代わりに推定部１０３から供給された推定第二信号パワースペクトルを用いても良い。
【００５０】
判定部１０２は、１フレーム分過去の混合信号パワースペクトル|Ｎmix(k,n-1)|2と、混在信号振幅スペクトルを２乗した混在信号パワースペクトル|X(k,n)|2を変数とする線形写像関数により算出した閾値とを比較する。本実施形態では、混在信号パワースペクトル|X(k,n)|2を、代表的な線形写像関数である定数倍（すなわちα1(k,n)倍）することによって当該閾値を算出する場合について説明する。α1(k,n)は０以上の実数である。判定部１０２は、１フレーム分過去の混合信号パワースペクトル|Ｎmix(k,n-1)|2がα1(k,n)|Ｘ(k,n)|2よりも小さい場合、推定第二信号パワースペクトルは基準を満たさない（過小推定である）と判定する。
【００５１】
１フレーム分過去の混合信号パワースペクトル|Ｎmix(k,n-1)|2との比較に用いる閾値の計算方法は、混在信号パワースペクトル|X(k,n)|2の線形写像関数を用いた方法に限定されない。例えば、α１(k,n)|X(k,n)|2+C(k,n)のような一次関数を採用することも可能である。その場合、α１(k,n)とC(k,n)の値を小さくすれば、基準を満たさないと判定される可能性が高くなるので、推定第二信号の大きさが基準を満たさない（過小推定である）状態にあることを見逃しにくくなる。その他にも、高次の多項式関数や非線形関数などを、上述した閾値の計算に用いることも可能である。
【００５２】
判定部１０２が用いる過去の混合信号パワースペクトルは、１フレーム分過去の混合信号パワースペクトル|Nmix(k,n-1)|2に限定されない。例えば、判定部１０２は、過去の混合信号パワースペクトルとして、過去数フレーム分の平均値を用いることも可能である。判定部１０２は、このように平均化することによって、混合信号パワースペクトルの時間変動を抑えられるので、判定精度を向上できる。混在信号パワースペクトル|X(k,n)|2についても同様であり、判定部１０２は、過去数フレーム分の平均値を用いることによって、混在信号パワースペクトルの時間変動を抑えられるので、判定精度を向上できる。平均値を求める方法としては、上述した移動平均のほか、一次リーク積分も有効な方法である。また、判定部１０２は、平均では無く、過去数フレーム分から最小値を選択する方法を用いることも可能である。
【００５３】
判定部１０２は、判定精度を改善するために、上述した混合信号パワースペクトルと混在信号パワースペクトルとの関係を確認することに加えて、それぞれの値もふまえて判定することも有効である。判定部１０２は、例えば、１フレーム分過去の混合信号パワースペクトル|Ｎmix(k,n-1)|2が所定の閾値よりも小さい場合、基準を満たさないと判定する。これにより、判定部１０２は、推定第二信号パワースペクトルと混在信号パワースペクトルの両方の値が、偶然にも小さいことによって、相対的な関係だけでは基準を満たさないと判定できない場合にも、正しく判定することができる。
【００５４】
（初期化部１０４）
図１に示す初期化部１０４は、判定部１０２によって推定第二信号パワースペクトルの大きさが基準を満たさないと判定された場合に、推定部１０３における混在信号の状態を示す情報を、推定部１０３が推定処理を開始した直後の状態に戻す（変更する）処理（以降、「初期化処理」と称する）を行う。例えば、推定部１０３が上述した非特許文献４に記載された方法により推定処理を行う場合、初期化部１０４は、初期化処理として、上述した最小値を予め設定された値に変更する。また、推定部１０３が上述した非特許文献２に記載された方法により推定処理を行う場合、初期化部１０４は、初期化処理として、推定部１０３が、過去の推定値を用いた更新を行わずに、入力された混在信号振幅スペクトルを２乗した値である混在信号パワースペクトル|X(k,n)|2を推定値とするように制御する。
【００５５】
この初期化処理の方法としては、初期化が行われる直前の推定値を考慮した方法も有効である。例えば、初期化部１０４は、初期化処理として、初期化用に予め設定された値の代わりに、初期化用の設定値と初期化が行われる直前の推定値を混合した値に変更する。この場合、初期化部１０４は、初期化直後に推定値が急変することを回避できるので、第二信号を抑圧する度合いが急変することに伴い発生する音質低下を回避することができる。また、推定部１０３が、初期化される前の推定値を複数フレーム分記憶しておき、初期化部１０４は、初期化処理として、推定部１０３が、記憶したフレームの平均値や最小値などの統計量を初期値に用いるように制御してもよい。初期化部１０４は、これにより、信号処理装置１００の出力信号の品質が急変することを回避できる。尚、初期化部１０４は、推定部１０３に内包されてもよい。
【００５６】
（抑圧部１０５）
図４は、本実施形態に係る抑圧部１０５の構成を概念的に示すブロック図である。図４に示す通り、抑圧部１０５は、ゲイン計算部１０５１、及び、乗算部１０５２を含む。
【００５７】
ゲイン計算部１０５１は、既存の技術を用いて、第二信号を抑圧する際に使用する値であるゲインG(k,n)を求めることができる。ゲイン計算部１０５１は、例えば非特許文献５に記載されている通り、第一信号との平均２乗誤差を最小にする最適推定値をゲインとして求めてもよい。この場合、ゲイン計算部１０５１は、ゲインG(k,n)を、数７に示す通り算出する。
【００５８】
【数７】
2018031819.tif 000009
【００５９】
ゲイン計算部１０５１は、また、非特許文献６に記載された方法を用いて、ゲインG(k,n)を求めても良い。この場合、ゲイン計算部１０５１は、ゲインG(k,n)を、数８に示す通り算出する。数８において、α０、β０、γ１、γ２は、いずれも実数であり、α０とβ０は、それぞれα０＞１、０＜β０＜１を満たすこととする。
【００６０】
【数８】
2018031819.tif 000010
【００６１】
ゲイン計算部１０５１は、あるいは、非特許文献１や非特許文献７に記載された方法を用いて、ゲインG(k,n)を計算してもよい。
【００６２】
図４に示す乗算部１０５２は、ゲイン計算部１０５１によって求めたゲインG(k,n)を、混在信号振幅スペクトル|Ｘ(k,n)|と乗算したG(k,n)|Ｘ(k,n)|を、出力信号振幅スペクトルとして求める。乗算部１０５２は、求めた出力信号振幅スペクトルを逆変換部１０６へ入力する。
【００６３】
（記憶部１０８）
図１に示す記憶部１０８は、推定部１０３から入力された推定第二信号パワースペクトルを所定の時間に亘って記憶したのち、記憶している推定第二信号パワースペクトルを保存信号パワースペクトルとして混合部１０７へ入力する。
【００６４】
記憶部１０８は、例えば複数のバッファ（記憶素子）により構成され、複数フレーム分の推定第二信号パワースペクトルを記憶する。記憶部１０８は、最も古くに記憶した推定第二信号パワースペクトルを、保存信号パワースペクトルとして出力する。記憶部１０８は、数９に示す手順（ｓｔｅｐ１乃至ｓｔｅｐ３）によって、当該複数のバッファを更新する。数９において、BN(k,m)は、記憶部１０８におけるバッファからの出力を表す。N(k,n)は、推定部１０３から記憶部１０８に入力された推定第二信号パワースペクトルを表す。BNout(k,n)は、記憶部１０８から出力された保存信号パワースペクトルを表す。記憶部１０８は、Ｑ（Ｑは任意の自然数）フレーム分の推定第二信号パワースペクトルを記憶することとする。
【００６５】
【数９】
2018031819.tif 000011
【００６６】
すなわち、記憶部１０８は、1番目のバッファに、推定部１０３から入力された推定第二信号パワースペクトルを記憶する。記憶部１０８は、各バッファに記憶した推定第二信号パワースペクトルを、当該バッファに隣接するバッファへコピーする。そして、記憶部１０８は、Ｑ番目のバッファに記憶した推定第二信号パワースペクトルを、保存信号パワースペクトルとして出力する。
【００６７】
記憶部１０８は、このような隣接バッファに対して推定第二信号パワースペクトルをコピーする代わりに、バッファのインデックスを制御することによって、推定部１０３から入力された推定第二信号パワースペクトルを所定の時間に亘って記憶してもよい。この場合、記憶部１０８は、数１０に示す手順（ｓｔｅｐ１乃至ｓｔｅｐ３）によって、当該複数のバッファを更新する。数１０において、「％」は剰余演算を表す。
【００６８】
【数１０】
2018031819.tif 000012
【００６９】
数１０におけるｓｔｅｐ３が示す代入式は、バッファのインデックスqの更新式を表す。この更新式において、右辺が示すqを用いた計算結果が、新たなqの値となる。例えば、バッファのサイズが１０（すなわち「Ｑ＝１０」）である場合、右辺のｑの値が5のときは左辺のqの値は６となり、右辺のｑの値が１０のときは左辺のqの値は1となる。記憶部１０８は、数１０に示す手順を用いる場合、推定部１０３から推定第二信号パワースペクトルが入力されるたびに、隣接バッファに推定第二信号パワースペクトルをコピーする必要が無くなるので、処理量が低減することができる。
【００７０】
（混合部１０７）
図５は、本実施形態に係る混合部１０７の構成を概念的に示すブロック図である。図５に示す通り、混合部１０７は、混合処理部１０７１を含む。
【００７１】
混合処理部１０７１は、判定部１０２から入力された判定結果に基づいて、推定部１０３から入力された推定第二信号パワースペクトルと、記憶部１０８から入力された保存信号パワースペクトルとを混合し、混合信号パワースペクトルとして、判定部１０２と抑圧部１０５とへ入力する。
【００７２】
判定部１０２による判定結果に従い、初期化部１０４によって推定部１０３が初期化された時点では、記憶部１０８及び推定部１０３から出力されるパワースペクトルは、順に、初期化直前及び初期化直後の推定第二信号パワースペクトルであると言える。したがって、混合部１０７から出力される混合信号パワースペクトルは、初期化直前及び初期化直後の推定第二信号パワースペクトルを混合して得られる新たな推定第二信号パワースペクトルと言える。混合部１０７は、初期化直前及び初期化直後の信号を混合することによって、初期化に伴って急激に変化した推定第二信号パワースペクトルが抑圧部１０５に入力されるのを防ぐことができる。
【００７３】
混合処理部１０７１は、推定第二信号パワースペクトル及び保存信号パワースペクトルを変数とする写像関数によって算出した値を、混合信号パワースペクトルとして出力する。本実施形態では、代表的な写像関数として知られている重み付き和を用いる場合について説明する。混合処理部１０７１は、混合信号パワースペクトル|Nmix(k,n)|2を、数１１に示す通り算出する。数１１において、|N(k,n)|2は推定第二信号パワースペクトルを表し、BNout(k,n)は保存信号パワースペクトルを表す。c1(k,n)及びd2(k,n)は実数である。
【００７４】
【数１１】
2018031819.tif 000013
【００７５】
混合処理部１０７１が混合信号パワースペクトルを算出する方法は、上述した重み付き和を用いた方法に限定されない。混合処理部１０７１は、例えば、推定第二信号パワースペクトル|N(k,n)|2及び保存信号パワースペクトルBNout(k,n)を対数化し、対数化した両方のパワースペクトルの重み付き和を算出してもよい。混合処理部１０７１は、この場合、重み付き和を算出した後に、指数関数を使用することによって、算出した重み付き和をリニア領域信号へ変換する。すなわち、混合処理部１０７１は、混合信号パワースペクトル|Nmix(k,n)|2を、数１２に示す通り算出する。数１２において、「exp」及び「log」は、順に、指数関数及び対数関数を表す。
【００７６】
【数１２】
2018031819.tif 000014
【００７７】
特に、第一信号及び第二信号が音信号である場合、混合部１０７は、対数領域において重み付き和を算出することによって、聴覚的に優れた混合を実現できる。混合処理部１０７１は、また、高次の多項式関数や非線形関数など他の数式により表される関数を、混合信号パワースペクトルを算出する際に用いてもよい。
【００７８】
数１２において、混合信号パワーが混合前の推定第二信号パワーと比べて大きく変化しないようにするために、c1(k,n)及びd1(k,n)は、共に０以上１未満の実数であり、かつ、「c1(k,n) + d1(k,n) = 1」という関係を満足することとする。そして、混合処理部１０７１は、判定部１０２によって過小推定と判定されてから所定の時間が経過したのちに、「c1(k,n) = 0, d1(k,n) = 1」となるようにする。すなわち、c1(k,n)及びd1(k,n)は、共にフレームｎの関数として定義される。c1(k,n)及びd1(k,n)は、例えばフレームｎの一次関数として、数１３に示す通り定義される。
【００７９】
【数１３】
2018031819.tif 000015
【００８０】
数１３において、ｎ０は、判定部１０２によって過小推定と判定されたフレームである。また、a2及びb2は実数であり、「a2 > 0」を満足することとする。数１３が示す「max(x,y)」は、x及びyのどちらか大きい方を出力する関数を表し、「min(x,y)」は、x及びyのどちらか小さい方を出力する関数を表す。混合部１０７は、このような一次関数を用いることによって、推定部１０３に対する初期化に伴う推定第二信号パワースペクトルの急激な変化を回避することができる。混合処理部１０７１は、高次の多項式関数や非線形関数を、上述した一次関数の代わりに用いてもよい。混合処理部１０７１は、判定部１０２によって過小と判定されてから所定の時間（短時間）が経過したのちに「c1(k,n) = 0, d1(k,n) = 1」となるようにすることによって、過小推定状態が継続する期間を短くすることができる。
【００８１】
次に図６のフローチャートを参照して、本実施形態に係る信号処理装置１００の動作（処理）について詳細に説明する。
【００８２】
変換部１０１は、第一信号と第二信号とを含む混在信号から、混在信号の振幅スペクトル及び位相スペクトルを生成する（ステップＳ１０１）。推定部１０３は、変換部１０１により生成された混在信号の振幅スペクトルから第二信号を推定し、その推定結果として、推定第二信号を生成する（ステップＳ１０２）。記憶部１０８は、生成された推定第二信号を、所定の時間に亘って記憶する（ステップＳ１０３）。判定部１０２は、混在信号の振幅スペクトルと混合信号とに基づき、推定第二信号の大きさが基準を満たすか否か（過小推定か否か）を判定する（ステップＳ１０４）。
【００８３】
推定第二信号の大きさが基準を満たす場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、混合部１０７は、判定部１０２による判定結果に応じて、記憶部１０８に記憶された推定第二信号（保存信号）と、推定部１０３から出力された推定第二信号とを混合した混合信号を生成する（ステップＳ１０７）。推定第二信号の大きさが基準を満たさない場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、初期化部１０４は、推定部１０３における現在までに入力された混在信号の状態を示す情報を、第二信号を推定する処理を開始するときの状態あるいはその状態に関連する状態に変更する初期化処理を行い（ステップＳ１０６）、処理はステップＳ１０７へ進む。
【００８４】
抑圧部１０５は、混合部１０７によって生成された混合信号を使用して第二信号を抑圧することにより、出力信号の振幅スペクトルを生成する（ステップＳ１０８）。逆変換部１０６は、抑圧部１０５により生成された出力信号の振幅スペクトルと、変換部１０１により生成された混在信号の位相スペクトルとを使用して出力信号を生成して、生成した出力信号を外部に出力し（ステップＳ１０９）、処理はステップＳ１０１へ戻る。
【００８５】
本実施形態に係る信号処理装置１００は、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定できる。その理由は、信号処理装置１００は、推定第二信号の大きさが基準を満たすか否かを判定し、基準を満たさない場合は、第二信号の推定に使用する混在信号の状態を示す情報を、推定処理を開始するときの状態あるいはその状態に関連する状態に変更する初期化処理を行うからである。
【００８６】
以下に、本実施形態に係る信号処理装置１００によって実現される効果について、詳細に説明する。
【００８７】
携帯電話など様々な音声端末において使用されている第二信号推定技術は、一般的に、例えば雑音などの非所望信号である第二信号の大きさが突然大きくなることを想定していない。このため、混在信号に含まれる第二信号の大きさが突然大きくなった場合、第二信号の推定を正確に行うことができず、出力信号の品質が低下するという問題がある。
【００８８】
このような問題に対して、本実施形態に係る信号処理装置１００では、推定部１０３は、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号における、第二信号を現在までに入力された混在信号の状態を示す情報に基づいて推定し、推定結果として、推定第二信号を生成する。記憶部１０８は、推定部１０３によって生成された推定第二信号を、所定の時間に亘って記憶する。判定部１０２は、混在信号と、記憶部１０８に記憶された推定第二信号及び推定部１０３が生成した推定第二信号が混合された混合信号とに基づいて、推定第二信号の大きさが、基準を満たすか否か（過小か否か）を判定する。混合部１０７は、判定部１０２による判定結果に応じて、混合信号を生成する。初期化部１０４は、判定部１０２によって、推定第二信号の大きさが基準を満たさないと判定された場合に、当該混在信号の状態を示す情報を、第二信号を推定する処理を開始するときの状態あるいはその状態に関連する状態に変更する初期化処理を行う。抑圧部１０５は、混在信号に含まれる第二信号を、混合信号を使用して抑圧することによって出力信号を生成する。
【００８９】
すなわち、本実施形態に係る信号処理装置１００は、大きさが突然大きくなった第二信号に追随できるように、第二信号を推定する際に使用する混在信号の状態を示す情報を、第二信号を推定する処理を開始するときの状態あるいはその状態に関連する状態に戻す（変更する）。これにより、本実施形態に係る信号処理装置１００は、混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定することによって、雑音抑圧処理後の出力信号の品質を向上することができる。
【００９０】
また、本実施形態に係る信号処理装置１００は、記憶部１０８から出力された推定第二信号（保存信号）と推定部１０３から出力された推定第二信号を混合した混合信号を生成し、この混合信号を用いて第二信号を推定する。すなわち、信号処理装置１００は、判定部１０２による判定結果に基づいて推定部１０３を初期化する際に、初期化直前の推定第二信号が示す値を反映した混合信号を求めるので、初期化に伴う推定第二信号の急変を回避できる。これにより、本実施形態に係る信号処理装置１００は、推定第二信号の急変に伴う音質劣化を防止できるので、出力信号の品質を向上することができる。
【００９１】
＜第２の実施形態＞
次に、本願発明の第２の実施形態に係る信号処理装置１００Ａについて説明する。本実施形態に係る信号処理装置１００Ａは、図１に示す通り、変換部１０１、判定部２０２、推定部１０３、初期化部１０４、抑圧部１０５、逆変換部１０６、混合部２０７、及び、記憶部１０８を備えている。本実施形態に係る信号処理装置１００Ａは、混合部２０７を除く構成については第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００９２】
図７は、本実施形態に係る混合部２０７の構成を概念的に示すブロック図である。図７に示す通り、混合部２０７は、混合処理部２０７１と、相対関係計算部２０７２と、を含む。
【００９３】
相対関係計算部２０７２は、推定部１０３から入力された推定第二信号パワースペクトルと、混合処理部２０７１から入力された混合信号パワースペクトルの相対関係（第一の相対関係）を示す値を算出し、算出した値を混合処理部２０７１へ入力する。ここで相対関係とは、単純な大小関係のほか、両者の差分あるいは比のことである。
【００９４】
混合部２０７は、現フレームの混合信号パワースペクトルを用いて、現フレームの混合信号パワースペクトルを求めることはできないので、過去に求めた混合信号パワースペクトルを用いる必要がある。本実施形態では、混合部２０７が１フレーム分過去に求めた混合信号パワースペクトルを用いる場合について説明する。例えば、相対関係を差分により示す場合、相対関係計算部２０７２は、相対関係D2(k,n)を数１４に示す通り算出する。
【００９５】
【数１４】
2018031819.tif 000016
【００９６】
相対関係計算部２０７２は、あるいは、相対関係D2(k,n)を、数１５に示す通り対数の差分として算出しても良い。
【００９７】
【数１５】
2018031819.tif 000017
【００９８】
混合部２０７は、数１４あるいは数１５に示す例では、１フレーム分過去に求めた混合信号パワースペクトルを用いるので、推定第二信号パワースペクトルについても１フレーム過去のパワースペクトルを使用するが、推定第二信号パワースペクトルについては、現フレーム（第ｎフレーム）のパワースペクトルを用いてもよい。
【００９９】
混合処理部２０７１は、判定部１０２から入力された判定結果と、相対関係計算部２０７２から入力された相対関係を示す値とに基づいて、推定部１０３から入力された推定第二信号パワースペクトルと、記憶部１０８から入力された保存信号パワースペクトルとを混合する。混合処理部２０７１は、これにより生成した混合信号パワースペクトルを、判定部１０２及び抑圧部１０５へ入力する。すなわち、本実施形態に係る混合処理部２０７１は、混合比率の算出に関して、混合前後の相対関係を示す値を新たに用いる点において、第１の実施形態に係る混合処理部１０７１と異なる。
【０１００】
混合処理部２０７１は、相対関係計算部２０７２によって算出された相対関係を示す値に基づいて、混合前後の推定第二信号パワースペクトルを比較する。混合処理部２０７１は、混合前後におけるパワースペクトルの変化が小さくなるのに応じて、保存信号パワースペクトルを混合する割合を小さくする。混合処理部２０７１がこのような処理を行う理由は、この場合、推定部１０３における過小推定が解消しつつあると考えられるためである。
【０１０１】
混合処理部２０７１は、第１の実施形態に係る混合処理部１０７１と同様に、混合信号パワースペクトル|Nmix(k,n)|2を、数１６に示す通り算出する。数１６において、c2(k,n)及びd2(k,n)は実数である。
【０１０２】
【数１６】
2018031819.tif 000018
【０１０３】
第１の実施形態では、c2(k,n)及びd2(k,n)は、フレームｎの関数により定義されているのに対して、本実施形態に係る混合処理部２０７１は、c2(k,n)及びd2(k,n)を、相対関係計算部２０７２によって算出された相対関係を示す値に応じて変化させる。すなわち、混合処理部２０７１は、相対関係を示す値を変数とする写像関数により、c2(k,n)及びd2(k,n)を求める。混合処理部２０７１は、例えば、写像関数として一次関数を用いる場合、相対関係D2(k,n)を用いて、c2(k,n)及びd2(k,n)を数１７に示す通り算出する。
【０１０４】
【数１７】
2018031819.tif 000019
【０１０５】
数１７において、|x|はxの絶対値を表す。また、a3及びb3は実数であり、「a3＞０」を満足することとする。max(x,y)は、x及びyのどちらか大きい方を返す関数を表し、min(x,y)は、x及びyのどちらか小さい方を返す関数を表す。数１７に示す数式において、D2(k,n)の絶対値が０である場合、「c2(k,n) = 0、d2(k,n) = 1」となるので、「|Nmix(k,n)|2 = BNout(k,n)」となる。混合処理部２０７１は、写像関数として、上述した一次関数の代わりに、例えばシグモイド関数を使用することによって、c2(k,n)及びd2(k,n)を滑らかに変化させることができる。混合処理部２０７１は、あるいは、高次の多項式関数や非線形関数など、他の形で表される関数を写像関数として用いてもよい。混合処理部２０７１は、第１の実施形態に係る混合処理部１０７１と同様に、判定部１０２によって過小推定と判定されてから所定の時間が経過したのちに、「c2(k,n) = 0, d2(k,n) = 1」となるようにする。
【０１０６】
本実施形態に係る信号処理装置１００Ａは、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定することができる。その理由は、第１の実施形態について説明した通りである。
【０１０７】
また、本実施形態に係る混合部２０７は、推定第二信号パワースペクトルと混合信号パワースペクトルとの相対関係に基づいて、保存信号パワースペクトル及び推定第二信号パワースペクトルの混合比率を制御する。混合部２０７は、推定第二信号パワースペクトルと混合信号パワースペクトルとの比較によって、第二信号パワースペクトルに対する過小推定が解消しているか否かを判断することができる。したがって、本実施形態に係る信号処理装置１００Ａは、保存信号パワースペクトルと推定第二信号パワースペクトルとを適切に混合することによって、出力信号の品質を向上することができる。
【０１０８】
＜第３の実施形態＞
次に、本願発明の第３の実施形態に係る信号処理装置３００について説明する。図８は、本実施形態に係る信号処理装置３００の構成を概念的に示すブロック図である。本実施形態に係る信号処理装置３００は、図８に示す通り、変換部１０１、判定部２０２、推定部１０３、初期化部１０４、抑圧部１０５、逆変換部１０６、混合部３０７、及び、記憶部１０８を備えている。本実施形態に係る信号処理装置３００は、混合部３０７を除く構成については第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１０９】
図９は、本実施形態に係る混合部３０７の構成を概念的に示すブロック図である。図９に示す通り、混合部３０７は、混合処理部３０７１と、相対関係計算部２０７２と、相対関係計算部３０７３と、を含む。相対関係計算部２０７２の動作については、第２の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１１０】
相対関係計算部３０７３は、推定部１０３から入力された推定第二信号パワースペクトルと、変換部１０１から入力された混在信号振幅スペクトルを２乗した値である混在信号パワースペクトルとの相対関係（第二の相対関係）を示す値を算出し、算出した値を混合処理部３０７１へ入力する。相対関係計算部３０７３は、混在信号パワースペクトルと推定第二信号パワースペクトルとの相対関係を示す値を、第２の実施形態に係る相対関係計算部２０７２と同様の方法により算出する。例えば、相対関係を差分により示す場合、相対関係計算部３０７３は、相対関係D3(k,n)を数１８に示す通り算出する。
【０１１１】
【数１８】
2018031819.tif 000020
【０１１２】
相対関係計算部３０７３は、あるいは、相対関係D3(k,n)を、数１９に示す通り対数の差分として算出しても良い。
【０１１３】
【数１９】
2018031819.tif 000021
【０１１４】
混合処理部３０７１は、判定部１０２から入力された判定結果と、相対関係計算部２０７２から入力された相対関係を示す値と、相対関係計算部３０７３から入力された相対関係を示す値とに基づいて、推定部１０３から入力された推定第二信号パワースペクトルと、記憶部１０８から入力された保存信号パワースペクトルを混合する。混合処理部３０７１は、混合することによって生成した混合信号パワースペクトルを、判定部１０２及び抑圧部１０５へ入力する。本実施形態に係る混合処理部３０７１は、混合比率の算出において、混在信号パワースペクトルと推定第二信号パワースペクトルとの相対関係を示す値を新たに用いるという構成において、第２の実施形態に係る混合処理部２０６１と異なる。
【０１１５】
混合処理部３０７１は、相対関係計算部３０７３によって算出された相対関係を示す値に基づいて、混在信号パワースペクトルと推定第二信号パワースペクトルとを比較して、推定第二信号パワースペクトルに対する混在信号パワースペクトルが小さくなるのに応じて、保存信号パワースペクトルを混合する割合を小さくする。混合処理部３０７１がこのような処理を行う理由は、この場合、推定部１０３における過小推定が解消しつつあると考えられるためである。
【０１１６】
混合処理部３０７１は、第１の実施形態に係る混合処理部１０７１及び第２の実施形態に係る混合処理部２０７１と同様に、混合信号パワースペクトル|Nmix(k,n)|2を、数２０に示す通り算出する。数２０において、c3(k,n)及びd3(k,n)は実数である。
【０１１７】
【数２０】
2018031819.tif 000022
【０１１８】
混合処理部３０７１は、c3(k,n)及びd3(k,n)を、数２１に示す通り算出する。
【０１１９】
【数２１】
2018031819.tif 000023
【０１２０】
数２１において、D2(k,n)は、相対関係計算部２０７２によって算出された相対関係を示す値であり、D3(k,n)は、相対関係計算部３０７３によって算出された相対関係を示す値である。数２１において、Ｆ１及びＦ２は単調増加関数を表し、Ｆ１及びＦ２がとる値域は０から１である。代表的な単調増加関数の例としては、例えば、数２２に示す一次関数などがある。
【０１２１】
【数２２】
2018031819.tif 000024
【０１２２】
数２２において、a4及びb4は実数であり、「a4＞０」を満足することとする。a5及びb5も同様に実数であり、「a5＞０」を満足することとする。混合処理部３０７１は、数２１におけるＦ１及びＦ２として、数２２に示す一次関数の代わりに、例えばシグモイド関数を使用することによって、c3(k,n)及びd3(k,n)を滑らかに変化させることができる。混合処理部３０７１は、あるいは、高次の多項式関数や非線形関数など、他の形で表される関数を、数２１におけるＦ１及びＦ２として用いてもよい。混合処理部３０７１は、第１の実施形態に係る混合処理部１０７１及び第２の実施形態に係る混合処理部２０７１と同様に、判定部１０２によって過小推定と判定されてから所定の時間が経過したのちに、「c3(k,n) = 0, d3(k,n) = 1」となるようにする。
【０１２３】
本実施形態に係る信号処理装置３００は、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定することができる。その理由は、第１の実施形態について説明した通りである。
【０１２４】
また、本実施形態に係る混合部３０７は、混在信号パワースペクトルと推定第二信号パワースペクトルとの相対関係を示す値も用いて、保存信号パワースペクトルと推定第二信号パワースペクトルとの混合比率を制御する。推定第二信号パワースペクトルが混在信号パワースペクトルよりも大きくなっている場合、推定部１０３による過小推定が解消されたことになるので、混合部３０７は、保存信号パワースペクトルを混合する必要が無くなる。したがって、本実施形態にかかる信号処理装置３００は、保存信号パワースペクトルと推定第二信号パワースペクトルとを適切に混合することによって、出力信号の品質を向上することができる。
【０１２５】
＜第４の実施形態＞
次に、本願発明の第４の実施形態に係る信号処理装置４００について説明する。図１０は、本実施形態に係る信号処理装置４００の構成を概念的に示すブロック図である。本実施形態に係る信号処理装置４００は、図１０に示す通り、変換部１０１、判定部２０２、推定部４０３、初期化部１０４、抑圧部１０５、逆変換部１０６、混合部４０７、及び、記憶部１０８を備えている。本実施形態に係る信号処理装置４００は、推定部４０３及び混合部４０７を除く構成については第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１２６】
推定部４０３は、変換部１０１から入力された混在信号振幅スペクトルを２乗した値である混在信号パワースペクトルと、判定部１０２から入力された判定結果とに基づいて、混在信号パワースペクトルに含まれる第二信号パワースペクトルを推定する。推定部４０３は、推定した第二信号パワースペクトルを、混合部４０７及び記憶部１０８へ入力する。推定部４０３は、また、推定部４０３の状態に関する情報である推定状態情報を、混合部４０７へ入力する。
【０１２７】
推定状態情報は、推定部４０３が推定処理を行う過程において処理する内容を示す情報であり、例えば、推定処理の過程において算出された様々な値等を含む情報である。推定状態情報の内容は、推定部４０３が推定処理を行う方式により異なる。推定状態情報は、例えば、混在信号パワースペクトルが第二信号パワースペクトルらしいか否かを示す指標となる値を含む。推定状態情報は、例えば、混在信号パワースペクトルに第二信号の成分がどの程度含まれているかを示す第二信号の含有量に対する推定値を含む。推定状態情報は、例えば、推定値（推定第二信号）の更新回数や、推定値の単位時間あたりの更新回数を示す更新頻度等を含む。
【０１２８】
図１１は、本実施形態に係る混合部４０７の構成を概念的に示すブロック図である。図１１に示す通り、混合部４０７は、混合処理部４０７１を含む。
【０１２９】
混合処理部４０７１は、判定部１０２から入力された判定結果と、推定部４０３から入力された推定状態情報とに基づいて、推定部４０３から入力された推定第二信号パワースペクトルと、記憶部１０８から入力された保存信号パワースペクトルとを混合する。混合処理部４０７１は、混合することにより生成した混合信号パワースペクトルを、判定部１０２及び抑圧部１０５へ入力する。本実施形態に係る混合処理部４０７１は、混合比率の算出において、推定状態情報を使用するという構成において、第１の実施形態に係る混合処理部１０７１と異なる。
【０１３０】
混合処理部４０７１は、推定状態情報に基づいて、例えば、推定部４０３により求められた推定値の安定度を算出する。この安定度は、例えば、推定値の更新が頻繁に行われず、推定値が安定していることを示す指標である。この場合、混合処理部４０７１は、推定状態情報に含まれる推定値の更新頻度に基づいて、推定値の安定度を算出する。混合処理部４０７１は、算出した安定度が基準を満たす（推定値が安定している）場合、保存信号パワースペクトルを混合する割合を低下させる。混合処理部４０７１は、第１乃至第３の実施形態に係る混合処理部と同様に、判定部１０２によって過小推定と判定されてから所定の時間が経過したのちに、保存信号パワースペクトルを混合する割合をゼロにする。
【０１３１】
本実施形態に係る信号処理装置４００は、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定することができる。その理由は、第１の実施形態について説明した通りである。
【０１３２】
また、本実施形態に係る混合部４０７は、推定部４０３から入力された推定状態情報に基づいて、保存信号パワースペクトルと推定第二信号パワースペクトルとの混合比率を制御する。推定状態情報は、推定第二信号パワースペクトルに対して、保存信号パワースペクトルを混合する割合を適切に定めるための指標となる。したがって、本実施形態に係る信号処理装置４００は、保存信号パワースペクトルと推定第二信号パワースペクトルとを適切に混合することによって、出力信号の品質を向上することができる。
【０１３３】
＜第５の実施形態＞
次に、本願発明の第５の実施形態に係る信号処理装置５００について説明する。図１２は、本実施形態に係る信号処理装置５００の構成を概念的に示すブロック図である。本実施形態に係る信号処理装置５００は、図１２に示す通り、変換部１０１、判定部２０２、推定部４０３、初期化部１０４、抑圧部１０５、逆変換部１０６、混合部１０７、記憶部５０８、及び、入力制御部５０９を備えている。本実施形態に係る信号処理装置５００は、記憶部５０８及び入力制御部５０９を除く構成については第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１３４】
入力制御部５０９は、判定部１０２から供給された判定結果に基づいて、推定部１０３から出力された推定第二信号パワースペクトルを、記憶部５０８へ入力するか否かを制御する。入力制御部５０９は、判定部１０２により、推定第二信号パワースペクトルの大きさが基準を満たさない（過小推定である）と判定された場合、推定第二信号パワースペクトルを記憶部５０８に入力しないように制御する。これにより、推定部１０３が初期化された直後に推定部１０３から出力された推定第二信号パワースペクトルは、記憶部５０８へ入力されなくなる。そして、入力制御部５０９は、判定部１０２による過小推定の判定から所定の時間が経過したのち、記憶部５０８に対する推定第二信号パワースペクトルの供給を再開する。
【０１３５】
記憶部５０８は、入力制御部５０９から入力された推定第二信号パワースペクトルを所定の時間に亘って記憶したのち、記憶している推定第二信号パワースペクトルを保存信号パワースペクトルとして混合部１０７へ入力する。記憶部５０７は、第１実施形態に係る記憶部１０８とは異なり、例えば単一のバッファ（記憶素子）によって構成され、１フレーム分の推定第二信号パワースペクトルを記憶する。
【０１３６】
本実施形態に係る信号処理装置５００は、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定することができる。その理由は、第１の実施形態について説明した通りである。
【０１３７】
また、本実施形態に係る入力制御部５０９は、判定部１０２による判定結果に基づいて、記憶部５０８に対して、推定第二信号パワースペクトルを入力するか否かを制御する。推定部１０３による過小推定が生じている状態では、通常、時間の経過に伴う推定値の変化量は小さい。したがって、例えば、推定部１０３による過小推定の状態がＭフレーム分の時間に亘って継続するときに、本実施形態に係る記憶部５０８から出力される保存信号パワースペクトルは、少なくともＭ個の記憶素子を有する第１の実施形態に係る記憶部１０８から出力される保存信号パワースペクトルとほぼ同等な値となる。したがって、本実施形態に係る信号処理装置５００は、記憶部の記憶容量が小さい場合であっても、出力信号の品質を向上することができる。
【０１３８】
＜第６の実施形態＞
図１３は、本願発明の第６の実施形態に係る信号処理装置６００の構成を概念的に示すブロック図である。信号処理装置６００は、第一信号（注目すべき所望の音声信号）と第二信号（雑音（ノイズ））とを含む混在信号から、第二信号を推定することによって、第一信号が存在するか否かを判定する装置である。
【０１３９】
本実施形態に係る信号処理装置７００は、変換部１０１、判定部１０２、推定部１０３、初期化部１０４、混合部１０７、記憶部１０８、及び、第二判定部６０９を備えている。本実施形態に係る信号処理装置６００は、第二判定部６０９を除く構成については第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１４０】
図１４は、本実施形態に係る第二判定部６０９の構成を概念的に示すブロック図である。第二判定部６０９は、相対関係計算部６０９１と、判定実行部６０９２と、を含む。
【０１４１】
相対関係計算部６０９１は、変換部１０１から入力された混在信号振幅スペクトルの２乗に相当する混在信号パワースペクトル|X(k,n)|2と、混合部１０７から入力された混合信号パワースペクトル|Nmix(k,n)|2との相対関係を示す値を算出する。ここで相対関係とは、単純な大小関係のほか、両者の差分あるいは比のことである。例えば、相対関係を大小関係により示す場合、相対関係計算部６０９１は、相対関係D2(n)を、数２３に示す通り算出する。
【０１４２】
【数２３】
2018031819.tif 000025
【０１４３】
数２３において、ａ2及びｂ2は実数である。また、相対関係を差分により示す場合、相対関係計算部６０９１は、相対関係D2(n)を、数２４に示す通り算出する。
【０１４４】
【数２４】
2018031819.tif 000026
【０１４５】
相対関係計算部６０９１は、また、相対関係D2(n)を、数２５に示す通り、対数の差分として算出してもよい。この場合、相対関係計算部６０９１により算出される値は、混在信号パワースペクトルと混合信号パワースペクトルとの比に相当する。
【０１４６】
【数２５】
2018031819.tif 000027
【０１４７】
判定実行部６０９２は、相対関係計算部６０９１により算出された相対関係を示す値を用いて、第一信号が存在するか否かを判定し、その判定結果を出力する。判定実行部６０９２は、例えば、混在信号パワースペクトルが混合信号パワースペクトルよりも大きい場合に、第一信号が存在すると判定する。したがって、例えば、相対関係計算部６０９１により算出される相対関係が、数２３に示す通り大小関係により示される場合、判定実行部６０９２は、相対関係を示す値が「a2」となるときに、第一信号が存在すると判定する。判定実行部６０９２は、相対関係が数２４あるいは数２５に示す通りである場合、相対関係D(k,n)が予め定められた閾値を上回っているときに、第一信号が存在すると判定する。
【０１４８】
本実施形態に係る信号処理装置６００は、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定することができる。その理由は、第１の実施形態について説明した通りである。そして、本実施形態に係る信号処理装置６００は、第二判定部６０９を備えることによって、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第一信号が存在するか否かを正確に判定できる。
【０１４９】
以下に、本実施形態に係る信号処理装置６００によって実現される効果について、詳細に説明する。
【０１５０】
携帯電話など様々な音声端末において使用されている音声検出技術は、一般的に、雑音成分である第二信号の大きさが突然大きくなることを想定していない。このため、混在信号に含まれる第二信号の大きさが突然大きくなった場合、第二信号を正しく推定できず、判定結果を誤るという問題がある。その結果、音声符号化のビットレートが誤って高くなる、あるいは、音声認識結果が誤るといった問題が発生する。
【０１５１】
このような問題に対して、本実施形態に係る信号処理装置６００では、推定部１０３は、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号における、第二信号を現在までに入力された混在信号の状態を示す情報に基づいて推定し、推定結果として、推定第二信号を生成する。記憶部１０８は、推定部１０３によって生成された推定第二信号を、所定の時間に亘って記憶する。判定部１０２は、混在信号と、記憶部１０８に記憶された推定第二信号及び推定部１０３が生成した推定第二信号が混合された混合信号とに基づいて、推定第二信号の大きさが、基準を満たすか否か（過小か否か）を判定する。混合部１０７は、判定部１０２による判定結果に応じて、混合信号を生成する。初期化部１０４は、判定部１０２によって、推定第二信号の大きさが基準を満たさないと判定された場合に、当該混在信号の状態を示す情報を、第二信号を推定する処理を開始するときの状態あるいはその状態に関連する状態に変更する初期化処理を行う。そして、第二判定部６０９は、推定第二信号を用いて、混在信号に第一信号が含まれるか否かを判定する。
【０１５２】
すなわち、本実施形態に係る信号処理装置６００は、大きさが突然大きくなった第二信号に追随できるように、第二信号を推定する際に使用する混在信号の状態を示す情報を、第二信号を推定する処理を開始するときの状態あるいはその状態に関連する状態に戻す（変更する）。これにより、本実施形態に係る信号処理装置６００は、混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第一信号が含まれているか否かを正確に判定することができる。
【０１５３】
＜第７の実施形態＞
図１５は、本願発明の第７の実施形態に係る信号処理装置７００の構成を概念的に示すブロック図である。
【０１５４】
本実施形態に係る信号処理装置７００は、判定部７０２、推定部７０３、混合部７０７、及び、記憶部７０８を備えている。
【０１５５】
推定部７０３は、第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、その混在信号に混在する第二信号を推定し（推定処理）、推定第二信号として提供する。
【０１５６】
判定部７０２は、混在信号と推定第二信号とに基づいて、推定第二信号が過小であるか否かを判定する。
【０１５７】
記憶部７０８は、推定第二信号を保存する。
【０１５８】
混合部７０７は、判定部７０２での判定の結果に基づいて、記憶部７０８に保存された信号と、推定第二信号とを混合して混合信号を生成する。
【０１５９】
そして、推定部７０３は、判定部７０２での判定の結果に基づいて、推定処理を初期化する。
【０１６０】
本実施形態に係る信号処理装置７００は、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定することができる。その理由は、信号処理装置７００は、推定第二信号が過小であるか否かを判定し、その判定の結果に基づいて、推定処理を初期化するからである。
【０１６１】
また、本実施形態に係る信号処理装置７００は、判定部７０２による判定の結果に基づいて、記憶部７０８に保存された信号と推定第二信号とを混合した混合信号を生成するので、初期化に伴う推定第二信号の急変を回避できる。
【０１６２】
＜ハードウェア構成例＞
上述した各実施形態において図１乃至図５、及び、図７乃至図１５に示した信号処理装置における各部は、専用のＨＷ（ＨａｒｄＷａｒｅ）（電子回路）によって実現することができる。また、図１乃至図５、及び、図７乃至図１５において、少なくとも、下記構成は、ソフトウェアプログラムの機能（処理）単位（ソフトウェアモジュール）と捉えることができる。
・判定部１０２、及び、７０２、
・推定部１０３、４０３、及び、７０３、
・初期化部１０４、
・抑圧部１０５、
・混合部１０７、２０７、３０７、４０７、及び、７０７
・記憶部１０８、５０８、及び、７０８、
・第二判定部６０９。
【０１６３】
但し、これらの図面に示した各部の区分けは、説明の便宜上の構成であり、実装に際しては、様々な構成が想定され得る。この場合のハードウェア環境の一例を、図１６を参照して説明する。
【０１６４】
図１６は、本願発明の各実施形態に係る信号処理装置を実行可能な情報処理装置９００（コンピュータ）の構成を例示的に説明する図である。即ち、図１６は、図１乃至図５、及び、図７乃至図１５に示した信号処理装置を実現可能なコンピュータ（情報処理装置）の構成であって、上述した実施形態における各機能を実現可能なハードウェア環境を表す。
【０１６５】
図１６に示した情報処理装置９００は、構成要素として下記を備えている。
・ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ＿Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ＿Ｕｎｉｔ）９０１、
・ＲＯＭ（Ｒｅａｄ＿Ｏｎｌｙ＿Ｍｅｍｏｒｙ）９０２、
・ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ＿Ａｃｃｅｓｓ＿Ｍｅｍｏｒｙ）９０３、
・ハードディスク（記憶装置）９０４、
・外部装置との通信インタフェース９０５、
・バス９０６（通信線）、
・ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ＿Ｄｉｓｃ＿Ｒｅａｄ＿Ｏｎｌｙ＿Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体９０７に格納されたデータを読み書き可能なリーダライタ９０８、
・入出力インタフェース９０９。
【０１６６】
即ち、上記構成要素を備える情報処理装置９００は、これらの構成がバス９０６を介して接続された一般的なコンピュータである。情報処理装置９００は、ＣＰＵ９０１を複数備える場合もあれば、マルチコアにより構成されたＣＰＵ９０１を備える場合もある。
【０１６７】
そして、上述した実施形態を例に説明した本願発明は、図１６に示した情報処理装置９００に対して、次の機能を実現可能なコンピュータプログラムを供給する。その機能とは、その実施形態の説明において参照したブロック構成図（図１乃至図５、及び、図７乃至図１５）における上述した構成、或いはフローチャート（図６）の機能である。本願発明は、その後、そのコンピュータプログラムを、当該ハードウェアのＣＰＵ９０１に読み出して解釈し実行することによって達成される。また、当該装置内に供給されたコンピュータプログラムは、読み書き可能な揮発性のメモリ（ＲＡＭ９０３）、または、ＲＯＭ９０２やハードディスク９０４等の不揮発性の記憶デバイスに格納すれば良い。入出力インタフェース９０９は，Ａ(Analog)／Ｄ(Digital)変換機能やＤ／Ａ変換機能を備えてもよい。
【０１６８】
また、前記の場合において、当該ハードウェア内へのコンピュータプログラムの供給方法は、現在では一般的な手順を採用することができる。その手順としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等の各種記録媒体９０７を介して当該装置内にインストールする方法や、インターネット等の通信回線を介して外部よりダウンロードする方法等がある。そして、このような場合において、本願発明は、係るコンピュータプログラムを構成するコード或いは、そのコードが格納された記録媒体９０７によって構成されると捉えることができる。
【０１６９】
以上、上述した実施形態を模範的な例として本願発明を説明した。しかしながら、本願発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本願発明は、本願発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
【０１７０】
尚、上述した各実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうる。しかしながら、上述した各実施形態により例示的に説明した本発明は、以下には限られない。すなわち、
（付記１）
第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、前記混在信号に混在する第二信号を推定し、推定第二信号として提供する推定手段と、
前記混在信号と前記推定第二信号とに基づいて、前記推定第二信号が過小であるか否かを判定する第一の判定手段と、
前記推定第二信号を保存する記憶手段と、
前記第一の判定手段での判定の結果に基づいて、前記記憶手段に保存された信号と、前記推定第二信号とを混合して混合信号を生成する混合手段と、
を備え、
前記推定手段は、前記第一の判定手段での判定の結果に基づいて、推定処理を初期化する
ことを特徴とする信号処理装置。
（付記２）
前記混合手段は、前記推定第二信号と前記混合信号との第一の相対関係を求めることによって、前記混合信号を生成する、
付記１に記載の信号処理装置。
（付記３）
前記混合手段は、前記推定第二信号と前記混在信号との第二の相対関係を求めることによって、前記混合信号を生成する、
付記２に記載の信号処理装置。
（付記４）
前記混合手段は、
前記第一の相対関係に基づき、前記推定第二信号と前記混合信号との差分が小さくなるのに応じて、前記記憶手段に記憶された信号を混合する割合を低下させ、
前記第二の相対関係に基づき、前記推定第二信号に対する前記混在信号の大きさが小さくなるのに応じて、前記記憶手段に記憶された信号を混合する割合を低下させる、
付記３に記載の信号処理装置。
（付記５）
前記推定手段は、推定状態情報を出力し、
前記混合手段は、前記推定状態情報に基づいて前記混合信号を生成する、
付記１乃至４のいずれか一項に記載の信号処理装置。
（付記６）
前記推定手段は、前記推定第二信号の安定度を示す情報を含む前記推定状態情報を出力し、
前記混合手段は、前記安定度が基準を満たす場合、前記記憶手段に記憶された信号を混合する割合を低下させる、
付記５に記載の信号処理装置。
（付記７）
前記混合信号を使用して、前記混在信号に含まれる前記第二信号を抑圧する抑圧手段を更に備える、
付記１乃至６のいずれか一項に記載の信号処理装置。
（付記８）
前記混合信号を使用して、前記混在信号に前記第一信号が含まれているか否かを判定する第二の判定手段を更に備える、
付記１乃至６のいずれか一項に記載の信号処理装置。
（付記９）
情報処理装置によって、
第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、前記混在信号に混在する第二信号を推定し、推定第二信号として提供し、
前記混在信号と前記推定第二信号とに基づいて、前記推定第二信号が過小であるか否かを判定し、
前記推定第二信号を記憶手段に保存し、
その判定の結果に基づいて、前記記憶手段に保存された信号と、前記推定第二信号とを混合して混合信号を生成し、
前記判定の結果に基づいて、推定処理を初期化する
信号処理方法。
（付記１０）
第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、前記混在信号に混在する第二信号を推定し、推定第二信号として提供する推定処理と、
前記混在信号と前記推定第二信号とに基づいて、前記推定第二信号が過小であるか否かを判定する判定処理と、
前記推定第二信号を記憶手段に保存する記憶処理と、
前記判定処理での判定の結果に基づいて、前記記憶手段に保存された信号と、前記推定第二信号とを混合して混合信号を生成する混合処理と、
をコンピュータに実行させ、
前記推定処理は、前記判定処理での判定の結果に基づいて、前記第二信号を推定する処理を初期化する
ことを特徴とする信号処理プログラム。
（付記１１）
第一信号と第二信号とが含まれる混在信号における前記第二信号を、現在までに入力された前記混在信号の状態を示す情報に基づいて推定し、推定結果を表す推定第二信号を生成する推定手段と、
前記推定手段により生成された前記推定第二信号を、所定の時間に亘って記憶する記憶手段と、
前記混在信号と、前記記憶手段に記憶された前記推定第二信号及び前記推定手段が生成した前記推定第二信号とが混合された混合信号とに基づいて、前記推定第二信号の大きさが基準を満たすか否かを判定する第一の判定手段と、
前記第一の判定手段による判定結果に応じて、前記混合信号を生成する混合手段と、
前記推定第二信号の大きさが前記基準を満たさないと前記第一の判定手段によって判定された場合に、前記混在信号の状態を示す情報を、前記推定手段が前記第二信号を推定する処理を開始するときの状態あるいはその状態に関連する状態に変更する初期化処理を行う初期化手段と、
を備える信号処理装置。
（付記１２）
前記混合手段は、前記推定手段から出力された前記推定第二信号の大きさと前記混合信号の大きさとの第一の相対関係を示す値を求めることによって、前記混合信号を生成する、
付記１１に記載の信号処理装置。
（付記１３）
前記混合手段は、前記推定手段から出力された前記推定第二信号の大きさと前記混在信号の大きさとの第二の相対関係を示す値を求めることによって、前記混合信号を生成する、
付記１２に記載の信号処理装置。
（付記１４）
前記混合手段は、
前記第一の相対関係を示す値に基づき、前記推定手段から出力された前記推定第二信号の大きさと前記混合信号の大きさとの差分が小さくなるのに応じて、前記記憶手段に記憶された前記推定第二信号を混合する割合を低下させ、
前記第二の相対関係を示す値に基づき、前記推定手段から出力された前記推定第二信号に対する前記混在信号の大きさが小さくなるのに応じて、前記記憶手段に記憶された前記推定第二信号を混合する割合を低下させる、
付記１３に記載の信号処理装置。
（付記１５）
前記推定手段は、前記推定第二信号を生成する過程における処理内容を示す推定状態情報を出力し、
前記混合手段は、前記推定状態情報に基づいて前記混合信号を生成する、
付記１１乃至１４のいずれか一項に記載の信号処理装置。
（付記１６）
前記推定手段は、前記推定第二信号の安定度を示す情報を含む前記推定状態情報を出力し、
前記混合手段は、前記安定度が基準を満たす場合、前記記憶手段に記憶された前記推定第二信号を混合する割合を低下させる、
付記１５に記載の信号処理装置。
（付記１７）
前記混合信号を使用して、前記混在信号に含まれる前記第二信号を抑圧する抑圧手段を更に備える、
付記１１乃至１６のいずれか一項に記載の信号処理装置。
（付記１８）
前記混合信号を使用して、前記混在信号に前記第一信号が含まれているか否かを判定する第二の判定手段を更に備える、
付記１１乃至１６のいずれか一項に記載の信号処理装置。
（付記１９）
前記判定手段によって、前記推定第二信号の大きさが前記基準を満たさないと判定された場合に、前記推定手段から出力された前記推定第二信号が、所定の時間に亘って前記記憶手段に入力されないように制御する入力制御手段、
をさらに備える付記１乃至８のいずれか一項に記載の信号処理装置。
（付記２０）
前記混合手段は、前記判定手段によって、前記推定第二信号の大きさが前記基準を満たさないと判定されてから所定の時間が経過したのち、前記推定手段から出力された前記推定第二信号を使用せずに前記混合信号を生成する、
付記１１乃至１９のいずれか一項に記載の信号処理装置。
（付記２１）
情報処理装置によって、
第一信号と第二信号とが含まれる混在信号における前記第二信号を、現在までに入力された前記混在信号の状態を示す情報に基づいて推定し、推定結果を表す推定第二信号を生成し、
生成した前記推定第二信号を、所定の時間に亘って記憶手段に記憶し、
前記混在信号と、前記記憶手段に記憶された前記推定第二信号及び生成した前記推定第二信号とが混合された混合信号とに基づいて、前記推定第二信号の大きさが基準を満たすか否かを判定し、
その判定結果に応じて、前記混合信号を生成し、
前記推定第二信号の大きさが前記基準を満たさないと判定した場合に、前記混在信号の状態を示す情報を、前記第二信号を推定する処理を開始するときの状態あるいはその状態に関連する状態に変更する初期化処理を行う、
信号処理方法。
（付記２２）
第一信号と第二信号とが含まれる混在信号における前記第二信号を、現在までに入力された前記混在信号の状態を示す情報に基づいて推定し、推定結果を表す推定第二信号を生成する推定処理と、
前記推定処理により生成された前記推定第二信号を、所定の時間に亘って記憶手段に記憶する記憶処理と、
前記混在信号と、前記記憶手段に記憶された前記推定第二信号及び前記推定処理が生成した前記推定第二信号とが混合された混合信号とに基づいて、前記推定第二信号の大きさが基準を満たすか否かを判定する判定処理と、
前記判定処理による判定結果に応じて、前記混合信号を生成する混合処理と、
前記推定第二信号の大きさが前記基準を満たさないと前記判定処理によって判定された場合に、前記混在信号の状態を示す情報を、前記推定処理が前記第二信号を推定する処理を開始するときの状態あるいはその状態に関連する状態に変更する初期化処理と、
をコンピュータに実行させるための信号処理プログラム。
【符号の説明】
【０１７１】
１００    信号処理装置
１０１    変換部
１０１１    フレーム分割部
１０１２    窓関数乗算部
１０１３    フーリエ変換部
１０２    判定部
１０３    推定部
１０４    初期化部
１０５    抑圧部
１０５１    ゲイン計算部
１０５２    乗算部
１０６    逆変換部
１０６１    逆フーリエ変換部
１０６２    窓関数乗算部
１０６３    フレーム合成部
１０７    混合部
１０７１    混合処理部
１０８    記憶部
２０７    混合部
２０７１    混合処理部
２０７２    相対関係計算部
３００    信号処理装置
３０７    混合部
３０７１    混合処理部
３０７３    相対関係計算部
４００    信号処理装置
４０３    推定部
４０７    混合部
４０７１    混合処理部
５００    信号処理装置
５０８    記憶部
５０９    入力制御部
６００    信号処理装置
６０９    第二判定部
７００    信号処理装置
７０２    判定部
７０３    推定部
７０７    混合部
７０８    記憶部
９００    情報処理装置
９０１    ＣＰＵ
９０２    ＲＯＭ
９０３    ＲＡＭ
９０４    ハードディスク（記憶装置）
９０５    通信インタフェース
９０６    バス
９０７    記録媒体
９０８    リーダライタ
９０９    入出力インタフェース
【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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【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１６】
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