(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマイクで収音した収音信号を時間領域から周波数領域に変換した複数の入力信号のうち抑圧対象の入力信号についての定常雑音モデルを推定する定常雑音推定部と、
前記複数の入力信号の位相差を算出する位相差算出部と、
前記入力信号及び前記定常雑音モデルを用いて算出した前記入力信号の信号対ノイズ比に基づいて前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を設定する抑圧範囲設定部と、を備え、
前記抑圧範囲設定部は、前記信号対ノイズ比が所定の閾値よりも小さい場合の前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を、前記信号対ノイズ比が所定の閾値以上である場合の前記位相差の範囲よりも狭く設定する、
ことを特徴とする雑音抑圧装置。
【請求項２】
複数のマイクで収音した収音信号を時間領域から周波数領域に変換した複数の入力信号のうち抑圧対象の入力信号についての定常雑音モデルを推定する定常雑音推定部と、
前記複数の入力信号の位相差を算出する位相差算出部と、
前記入力信号及び前記定常雑音モデルを用いて算出した前記入力信号の信号対ノイズ比に基づいて前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を設定する抑圧範囲設定部と、
前記入力信号の信号対ノイズ比が所定の閾値よりも小さく、かつ前記入力信号が音声を含む有声状態であるか否かを判定する判定部、を備え、
前記抑圧範囲設定部は、前記入力信号の信号対ノイズ比が所定の閾値よりも小さくかつ前記入力信号が有声状態である場合に、前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を、前記信号対ノイズ比が所定の閾値以上である場合の前記位相差の範囲よりも狭く設定する、
ことを特徴とする雑音抑圧装置。
【請求項３】
前記判定部は、
前記入力信号における全周波数帯域における信号対ノイズ比から第１の平均値を算出する第１の平均値算出部と、
前記入力信号のうち所定の周波数よりも低く、かつ振幅が前記定常雑音モデルよりも大きい周波数帯域についての信号対ノイズ比から第２の平均値を算出する第２の平均値算出部と、を有し、
前記第１の平均値が第１の閾値よりも小さく、かつ前記第２の平均値が第２の閾値よりも大きい場合に前記入力信号の信号対ノイズ比が所定の閾値よりも小さくかつ前記入力信号が有声状態であると判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の雑音抑圧装置。
【請求項４】
複数のマイクで収音した収音信号を時間領域から周波数領域に変換した複数の入力信号のうち抑圧対象の入力信号についての定常雑音モデルを推定する定常雑音推定部と、
前記複数の入力信号の位相差を算出する位相差算出部と、
前記入力信号及び前記定常雑音モデルを用いて算出した前記入力信号の信号対ノイズ比に基づいて前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を設定する抑圧範囲設定部と、を備え、
前記抑圧範囲設定部は、
前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を設定する第１の設定部と、
前記入力信号を抑圧する信号対ノイズ比の範囲を設定する第２の設定部と、
前記入力信号のうち信号対ノイズ比が前記第２の設定部で設定した信号対ノイズ比の範囲外である周波数帯域の信号成分に対し、前記第１の設定部で設定した位相差の範囲に基づく抑圧を行うか否かを検討する範囲を設定する検討範囲設定部、を備える、
ことを特徴とする雑音抑圧装置。
【請求項５】
前記雑音抑圧装置は、
前記入力信号を抑圧する位相差の範囲、及び前記入力信号を抑圧する信号対ノイズ比の範囲のいずれかを選択して前記入力信号の各周波数帯域の信号成分に適用する抑圧係数を決定する抑圧係数決定部、を更に備える、
ことを特徴とする請求項４に記載の雑音抑圧装置。
【請求項６】
コンピュータが、
複数のマイクで収音した時間領域の収音信号をそれぞれ周波数領域の入力信号に変換し、
変換した複数の入力信号のうち抑圧対象の入力信号についての定常雑音モデルを推定し、
前記複数の入力信号の位相差を算出するとともに、前記入力信号及び前記定常雑音モデルを用いて前記入力信号の信号対ノイズ比を算出し、算出した前記信号対ノイズ比に基づいて前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を設定する、
処理を実行し、
前記位相差の範囲の設定では、前記信号対ノイズ比が所定の閾値よりも小さい場合の前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を、前記信号対ノイズ比が所定の閾値以上である場合の前記位相差の範囲よりも狭く設定する、
ことを特徴とする雑音抑圧方法。
【請求項７】
コンピュータが、
複数のマイクで収音した時間領域の収音信号をそれぞれ周波数領域の入力信号に変換し、
変換した複数の入力信号のうち抑圧対象の入力信号についての定常雑音モデルを推定し、
前記複数の入力信号の位相差を算出するとともに、前記入力信号及び前記定常雑音モデルを用いて前記入力信号の信号対ノイズ比を算出し、
算出した前記信号対ノイズ比が所定の閾値よりも小さく、かつ前記入力信号が音声を含む有声状態であるか否かを判定し、
算出した前記信号対ノイズ比が所定の閾値よりも小さく、かつ前記入力信号が有声状態である場合に、前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を、算出した前記信号対ノイズ比が所定の閾値以上である場合の前記位相差の範囲よりも狭く設定する、
処理を実行することを特徴とする雑音抑圧方法。
【請求項８】
コンピュータが、
複数のマイクで収音した時間領域の収音信号をそれぞれ周波数領域の入力信号に変換し、
変換した複数の入力信号のうち抑圧対象の入力信号についての定常雑音モデルを推定し、
前記複数の入力信号の位相差を算出するとともに、前記入力信号及び前記定常雑音モデルを用いて前記入力信号の信号対ノイズ比を算出し、算出した前記信号対ノイズ比に基づいて前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を設定し、
前記入力信号を抑圧する信号対ノイズ比の範囲を設定し、
前記入力信号のうち、信号対ノイズ比が、設定した信号対ノイズ比の範囲外である周波数帯域の信号成分に対し、設定した位相差の範囲に基づく抑圧を行うか否かを検討する範囲を設定する、
処理を実行することを特徴とする雑音抑圧方法。
【請求項９】
複数のマイクで収音した時間領域の収音信号をそれぞれ周波数領域に入力信号に変換し、
変換した複数の入力信号のうち抑圧対象の入力信号についての定常雑音モデルを推定し、
前記複数の入力信号の位相差を算出するとともに、前記入力信号及び前記定常雑音モデルを用いて前記入力信号の信号対ノイズ比を算出し、算出した前記信号対ノイズ比に基づいて前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を設定する、
処理をコンピュータに実行させ、
前記位相差の範囲の設定では、前記信号対ノイズ比が所定の閾値よりも小さい場合の前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を、前記信号対ノイズ比が所定の閾値以上である場合の前記位相差の範囲よりも狭く設定する、
ことを特徴とする雑音抑圧プログラム。
【請求項１０】
複数のマイクで収音した時間領域の収音信号をそれぞれ周波数領域の入力信号に変換し、
変換した複数の入力信号のうち抑圧対象の入力信号についての定常雑音モデルを推定し、
前記複数の入力信号の位相差を算出するとともに、前記入力信号及び前記定常雑音モデルを用いて前記入力信号の信号対ノイズ比を算出し、
算出した前記信号対ノイズ比が所定の閾値よりも小さく、かつ前記入力信号が音声を含む有声状態であるか否かを判定し、
算出した前記信号対ノイズ比が所定の閾値よりも小さく、かつ前記入力信号が有声状態である場合に、前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を、算出した前記信号対ノイズ比が所定の閾値以上である場合の前記位相差の範囲よりも狭く設定する、
処理をコンピュータに実行させるための雑音抑圧プログラム。
【請求項１１】
複数のマイクで収音した時間領域の収音信号をそれぞれ周波数領域の入力信号に変換し、
変換した複数の入力信号のうち抑圧対象の入力信号についての定常雑音モデルを推定し、
前記複数の入力信号の位相差を算出するとともに、前記入力信号及び前記定常雑音モデルを用いて前記入力信号の信号対ノイズ比を算出し、算出した前記信号対ノイズ比に基づいて前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を設定し、
前記入力信号を抑圧する信号対ノイズ比の範囲を設定し、
前記入力信号のうち、信号対ノイズ比が、設定した信号対ノイズ比の範囲外である周波数帯域の信号成分に対し、設定した位相差の範囲に基づく抑圧を行うか否かを検討する範囲を設定する、
処理をコンピュータに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】
本発明は、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】
携帯電話やテレビ会議システム、放送システム等においてマイクロホン等（以下、単に「マイク」ともいう）で収音した音声信号に含まれる雑音を抑圧するための種々の技術が知られている。音声信号に含まれる雑音としては、例えば、マイクの近傍を通過する車両のエンジン音や、工場に設置されたファンやモータ等の動作音（定常雑音）がある。
【０００３】
雑音を抑圧する技術の一つとして最も良く知られているのは、複数のマイクを含むマイクアレイを用いて収音した複数の音声信号により抑圧する技術である。この種の雑音抑圧技術の一つとして、マイクロホンアレイによって音声の空間方位情報を直接獲得し、方位情報を用いて適応フィルタの更新フィルタリングをより正確に制御するマイクロホンアレイノイズ低減制御方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
また、マイクアレイを用いた雑音抑圧技術として、その他に、マイクアレイで収音した複数の音声信号の位相差に基づいて雑音を抑圧する技術が知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００５】
また、関連する雑音抑圧技術の一つとして、フーリエ変換により得た周波数領域の音声データに対しカルマンフィルタを用いたフィルタ処理を行うことにより雑音を抑圧する技術が知られている（例えば、特許文献３を参照）
更に、関連する別の雑音抑圧技術として、時間‐周波数変換により得た振幅スペクトルの変動方向に応じて振幅スペクトルの変動幅を制限し、これに基づいて雑音を推定して雑音抑圧を行う技術が知られている（例えば、特許文献４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１３−５１１７５０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１８６３８４号公報
【特許文献３】特開２０１３−１２０３５８号公報
【特許文献４】特開２００８−３０９９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述の雑音抑圧技術では、音声信号に含まれる雑音が大きく信号対ノイズ比（Signal Noise Ratio、以下「ＳＮＲ」ともいう）が小さい場合に、音声が抑圧されてしまい、音声を聞き取りづらくなることがある。
【０００８】
一つの側面において、本発明は、雑音が大きく信号対ノイズ比が小さい音声信号が入力された場合でも雑音抑圧後の音声を聞き取りやすくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの態様の雑音抑圧装置は、定常雑音推定部と、位相差算出部と、抑圧範囲設定部と、を備える。前記定常雑音推定部は、複数のマイクで収音した収音信号を時間領域から周波数領域に変換した複数の入力信号のうち抑圧対象の入力信号についての定常雑音モデルを推定する。前記位相差算出部は、複数の入力信号の位相差を算出する。前記抑圧範囲設定部は、入力信号及び定常雑音モデルを用いて算出した入力信号の信号対ノイズ比に基づいて、入力信号を抑圧する位相差の範囲を設定する。前記抑圧範囲設定部は、信号対ノイズ比が所定の閾値よりも小さい場合の入力信号を抑圧する位相差の範囲を、信号対ノイズ比が所定の閾値以上である場合の位相差の範囲よりも狭く設定する。
【発明の効果】
【００１０】
上述の態様によれば、雑音が大きく信号対ノイズ比が小さい音声信号が入力された場合でも雑音抑圧後の音声を聞き取りやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】雑音抑圧処理の参考例を説明する波形図である。
【図１Ｂ】入力信号に含まれる雑音が大きい場合の周波数スペクトルの例を示す図である。
【図１Ｃ】ＳＮＲと位相差との関係を説明する図である。
【図２】第１の実施形態に係る雑音抑圧装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】ＳＮＲと抑圧する位相差範囲との関係を示す図である。
【図４Ａ】第１の抑圧位相差範囲テーブルの例を示す図である。
【図４Ｂ】第２の抑圧位相差範囲テーブルの例を示す図である。
【図５】雑音抑圧処理の内容を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施形態に係る抑圧範囲設定処理の内容を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施形態に係る抑圧係数決定処理の内容を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施形態に係る雑音抑圧処理と参考例との処理結果を比較する波形図である。
【図９】第２の実施形態に係る雑音抑圧装置における状態判定部の構成を示すブロック図である。
【図１０】低ＳＮＲ有声状態の波形の特徴を示す波形図である。
【図１１】第２の実施形態に係る抑圧範囲設定処理の内容を示すフローチャートである。
【図１２】第３の実施形態に係る雑音抑圧装置における抑圧範囲設定部及び抑圧係数決定部の構成を示すブロック図である。
【図１３】定常雑音についての抑圧を行う際に抑圧するＳＮＲ範囲の設定例を示す図である。
【図１４】第３の実施形態に係る抑圧範囲設定処理の内容を示すフローチャートである。
【図１５】第３の実施形態に係る抑圧係数決定処理の内容を示すフローチャートである。
【図１６】定常雑音についての抑圧を行う際に抑圧するＳＮＲ範囲の別の設定例を示す図である。
【図１７】第４の実施形態に係る雑音抑圧装置における抑圧範囲設定部の構成を示すブロック図である。
【図１８】位相差による抑圧を検討する範囲の設定例を示す図である。
【図１９】第４の実施形態に係る抑圧範囲設定処理の内容を示すフローチャートである。
【図２０】第４の実施形態に係る抑圧係数決定処理の内容を示すフローチャートである。
【図２１】コンピュータのハードウェア構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［参考例］
図１Ａは、雑音抑圧処理の参考例を説明する波形図である。図１Ｂは、入力信号に含まれる雑音が大きい場合の周波数スペクトルの例を示す図である。図１Ｃは、ＳＮＲと位相差との関係を説明する図である。
【００１３】
図１Ａの（ａ）には、マイクアレイで収音した複数の収音信号のうちの１つの収音信号（入力信号）の波形を示している。この図１Ａの（ａ）に示した波形における時刻Ｔ１以降の区間ΔＴ１は、音声に比べて雑音が大きくなっており、音声が雑音に埋もれている。ここで、入力信号における音声は、話者が発した声等、収音の主目的となる有意な音を意味する。また、雑音は、マイクの近くを通過する車両のエンジン音、工場に設置されたファンやモータ等の動作音等、収音信号において不要な成分となる音を意味する。
【００１４】
図１Ａの（ａ）に示したような入力信号に対し複数の収音信号の位相差に基づいて雑音抑圧処理を行うと、例えば、図１Ａの（ｂ）に示したような波形の信号が得られる。この図１Ａの（ｂ）に示した波形の信号では、雑音が大きい区間ΔＴ１において音声が雑音として誤って抑圧されている。そのため、図１Ａの（ｂ）に示した波形の信号を再生すると、聞き取りづらい音声になってしまう。このように音声が誤って抑圧される事態は、例えば、雑音が大きくＳＮＲが低く、入力信号が定常雑音を下回る周波数帯域がある場合に生じやすい。
【００１５】
図１Ａの（ａ）に示した入力信号における雑音が大きい区間ΔＴ１に含まれる区間ΔＴ２について周波数スペクトルを求めると、例えば、図１Ｂに点線で示したような分布になる。また、区間ΔＴ２における定常雑音を図１Ｂに重ねて示すと、太い実線で示したような分布になる。
【００１６】
図１Ｂに示した例では、例えば、入力信号における５００Ｈｚ前後の成分の振幅、すなわち人の声の平均的な周波数帯域の振幅が定常雑音を下回っている。そのため、区間ΔＴ２の入力信号に対する雑音抑圧処理では、音声が雑音として抑圧されてしまい、音声が聞き取りづらくなる。
【００１７】
また、２つのマイクから等距離にある位置から発声した場合、ＳＮＲが高くなる環境下では、図１Ｃの（ａ）に示したように、各周波数bin（周波数帯域）の位相差が０から大きくずれることはなく、ほぼ全ての成分の位相差が±１の範囲内に収まる。これに対し、ＳＮＲが低くなる環境下では、図１Ｃの（ｂ）に示したように、特に周波数が高い帯域において雑音の影響による位相差の乱れが大きくなる。このため、従来の雑音抑圧方法では、例えば、図１Ｃに示したように、位相差０を中心とする位相差範囲Ｎを設定し、位相差範囲Ｎから外れた周波数帯域の信号成分を抑圧することで雑音を抑圧している。
【００１８】
ところが、ＳＮＲにより各周波数binの位相差が変わるにも関わらず、抑圧しない位相差範囲Ｎが固定されている場合、図１Ｃの（ｂ）に示したようなＳＮＲが低くなる環境下では、多くの信号成分が抑圧されることとなる。そのため、位相差の乱れの大きい周波数帯域の音声が雑音として抑圧されてしまい、音声が聞き取りづらくなることがある。すなわち、位相差に基づいて雑音抑圧処理を行うと、車両が近くを通過する場合や、工場のファンやモータ等の定常的な雑音が大きく、収音信号（入力信号）のＳＮＲが小さいときに、音声が抑圧されてしまい、音声が聞き取りづらくなることがある。
【００１９】
［第１の実施形態］
図２は、第１の実施形態に係る雑音抑圧装置の機能的構成を示すブロック図である。
【００２０】
図２に示すように、本実施形態の雑音抑圧装置１は、信号受付部１０１と、変換部１０２と、定常雑音推定部１０３と、位相差算出部１０４と、状態判定部１０５と、抑圧範囲設定部１０６と、抑圧係数決定部１０７と、を備える。また、雑音抑圧装置１は、抑圧信号生成部１０８と、逆変換部１０９と、記憶部１１０と、を更に備える。
【００２１】
信号受付部１０１は、第１のマイク２Ａで収音した第１の収音信号、及び第２のマイク２Ｂで収音した第２の収音信号の入力を受け付ける。
【００２２】
変換部１０２は、第１の収音信号及び第２の収音信号を時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。以下、変換部１０２で周波数領域に変換された第１の収音信号及び第２の収音信号を、それぞれ、第１の音声信号及び第２の音声信号という。
【００２３】
定常雑音推定部１０３は、第１の音声信号及び第２の音声信号についての定常雑音モデルを推定する。
【００２４】
位相差算出部１０４は、第１の音声信号及び第２の音声信号に基づいて各周波数帯域の位相差を算出する。
【００２５】
状態判定部１０５は、第１の音声信号及び定常雑音モデルに基づいて、第１の音声信号の状態を判定する。本実施形態における状態判定部１０５は、第１の音声信号が低ＳＮＲ状態であるか否かを判定する。状態判定部１０５は、第１の音声信号及び定常雑音モデルに基づいてＳＮＲを算出し、算出したＳＮＲが所定の閾値以下の場合に低ＳＮＲであると判定する。
【００２６】
抑圧範囲設定部１０６は、状態判定部１０５の判定結果（低ＳＮＲであるか否か）に応じて、各周波数帯域に対し抑圧する位相差範囲を設定する。本実施形態では、抑圧する位相差範囲が異なる２つの抑圧位相差範囲テーブルを予め用意しておき、ＳＮＲに応じてどちらの抑圧範囲テーブルを用いるかを決定する。
【００２７】
抑圧係数決定部１０７は、位相差算出部１０４で算出した位相差と、抑圧範囲設定部１０６で設定した抑圧範囲（抑圧する位相差範囲）とに基づいて、第１の音声信号の各周波数帯域に適用する抑圧係数を決定する。
【００２８】
抑圧信号生成部１０８は、第１の音声信号の各周波数帯域に対し抑圧係数決定部１０７で決定した抑圧係数を乗じて抑圧信号を生成する。
【００２９】
逆変換部１０９は、第１の音声信号から生成した抑圧信号を周波数領域の信号から時間領域の信号に変換して出力音声信号を生成する。
【００３０】
記憶部１１０は、第１の抑圧位相差範囲テーブル及び第２の抑圧位相差範囲テーブル等を記憶する。
【００３１】
図３は、ＳＮＲと抑圧する位相差範囲との関係を示す図である。図４Ａは、第１の抑圧位相差範囲テーブルの例を示す図である。図４Ｂは、第２の抑圧位相差範囲テーブルの例を示す図である。
【００３２】
本実施形態の雑音抑圧装置１では、例えば、第１の音声信号及び第２の音声信号を所定の周波数帯域毎（例えば、３１．２５Ｈｚ毎）に分割し、各周波数帯域の位相差に基づいて、雑音を抑圧するための抑圧係数βを決定する。
【００３３】
抑圧係数βは、位相差が所定の範囲内である場合には「１」とし、範囲外である場合には１より小さい所定の値とする。また、抑圧係数βを１とする位相差の範囲は、周波数帯域が大きくなるにつれて広くなるようにする。更に、本実施形態では、上記のように、ＳＮＲに応じて抑圧する位相差の範囲を変更する。
【００３４】
ＳＮＲが所定の閾値以上である場合（高ＳＮＲの場合）、例えば、図３の（ａ）に示すように、位相差が範囲Ｎ１であるときには抑圧係数βを１とし、位相差が範囲ＳＡ１１，ＳＡ１２であるときには抑圧係数βを１より小さい所定の値とする。すなわち、ＳＮＲが所定の閾値以上である場合、周波数帯域ｆの信号成分については、位相差ｄＰ（ｆ）がｄＰ１（ｆ）≦ｄＰ（ｆ）＜ｄＰ２（ｆ）、又はｄＰ３（ｆ）＜ｄＰ（ｆ）≦ｄＰ４（ｆ）の場合に抑圧する。
【００３５】
一方、ＳＮＲが所定の閾値よりも小さい場合（低ＳＮＲの場合）、例えば、図３の（ｂ）に示すように、抑圧係数βを１にする位相差範囲Ｎ２を、高ＳＮＲの場合の位相差範囲Ｎ１よりも広くする。このとき、抑圧係数βを１より小さい所定の値とする位相差範囲ＳＡ２１，ＳＡ２２は、高ＳＮＲの場合の抑圧する位相差範囲ＳＡ１１，ＳＡ１２よりも狭くなる。すなわち、低ＳＮＲの場合、周波数帯域ｆの信号成分については、位相差ｄＰ（ｆ）がｄＰ１（ｆ）≦ｄＰ（ｆ）＜ｄＰ５（ｆ）、又はｄＰ６（ｆ）＜ｄＰ（ｆ）≦ｄＰ４（ｆ）の場合に抑圧する（ただし、ｄＰ５（ｆ）＜ｄＰ２（ｆ）、ｄＰ３（ｆ）＜ｄＰ６（ｆ））。
【００３６】
本実施形態では、高ＳＮＲである場合及び低ＳＮＲである場合のそれぞれについて、抑圧する位相差ｄＰ（ｆ）の範囲を周波数帯域ｆ毎に求め、図４Ａ及び図４Ｂに示すような抑圧位相差範囲テーブルを作成しておく。なお、図４Ａに示したテーブルは、図３の（ａ）に示した抑圧する位相差範囲に基づいて作成される第１の抑圧位相差範囲テーブルの一例である。また、図４Ｂに示したテーブルは、図３の（ｂ）に示した抑圧する位相差範囲に基づいて作成される第２の抑圧位相差範囲テーブルの一例である。
【００３７】
低ＳＮＲのときの抑圧する位相差範囲ＳＡ２１，ＳＡ２２は、例えば、高ＳＮＲのときの抑圧する位相差範囲ＳＡ１１，ＳＡ１２の１／２、又は１／３程度の値に設定する。
【００３８】
図５は、雑音抑圧処理の内容を示すフローチャートである。
第１のマイク２Ａ及び第２のマイク２Ｂによる収音を開始すると、本実施形態の雑音抑圧装置１は、図５に示したような処理を行う。
【００３９】
雑音抑圧装置１は、まず、第１の収音信号及び第２の収音信号の受付を開始する（ステップＳ１）。ステップＳ１は、信号受付部１０１が行う。信号受付部１０１は、第１のマイク２Ａ及び第２のマイク２Ｂから入力される収音信号を変換部１０２に渡す。なお、信号受付部１０１は、第１のマイク２Ａ及び第２のマイク２Ｂによる収音が終了するまでステップＳ１の処理を続ける。
【００４０】
次に、変換部１０２が、１フレーム分の収音信号を時間領域から周波数領域に変換する（ステップＳ２）。変換部１０２は、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により時間領域の信号である収音信号を、周波数領域の信号である音声信号（周波数スペクトル）に変換する。変換部１０２は、各フレームを周波数領域に変換すると、変換後の第１の音声信号及び第２の音声信号を定常雑音推定部１０３及び位相差算出部１０４に渡す。更に、変換部１０２は、例えば、変換後の第１の音声信号を抑圧信号生成部１０８に渡す。
【００４１】
次に、定常雑音推定部１０３が、受け取った第１の音声信号及び第２の音声信号に基づいて、定常雑音モデルを推定する（ステップＳ３）。定常雑音推定部１０３は、既知の推定方法のいずれかにより定常雑音モデルを推定する。更に、定常雑音推定部１０３は、第１の音声信号及び推定した定常雑音モデルを状態判定部１０５に渡す。
【００４２】
また、位相差算出部１０４は、第１の音声信号及び第２の音声信号を受け取ると、周波数帯域毎に第１の音声信号と第２の音声信号との位相差を算出する（ステップＳ４）。位相差算出部１０４は、既知の算出方法のいずれかにより位相差を算出する。更に、位相差算出部１０４は、算出した位相差を抑圧係数決定部１０７に渡す。
【００４３】
また、状態判定部１０５は、第１の音声信号及び推定した定常雑音モデルを受け取ると、抑圧範囲設定部１０６と協働して抑圧範囲設定処理を行う（ステップＳ５）。状態判定部１０５は、第１の音声信号及び推定した定常雑音モデルに基づいて低ＳＮＲ状態であるか否かを判定し、判定結果を抑圧範囲設定部１０６に通知する。抑圧範囲設定部１０６は、通知された判定結果に基づいて、第１の抑圧位相差範囲テーブル及び第２の抑圧位相差範囲テーブルのいずれを用いるかを設定する。抑圧範囲設定部１０６は、設定した第１の抑圧位相差範囲テーブル又は第２の抑圧位相差範囲テーブルを記憶部１１０から読み出して抑圧係数決定部１０７に渡す。
【００４４】
次に、抑圧係数決定部１０７が、第１の音声信号の各周波数帯域ｆに適用する抑圧係数β（ｆ）を決定する抑圧係数決定処理を行う（ステップＳ６）。抑圧係数決定部１０７は、抑圧範囲設定部１０６が設定した第１の抑圧位相差範囲テーブル又は第２の抑圧位相差範囲テーブルに基づいて、位相差算出部１０４が算出した各周波数帯域ｆの位相差に応じた抑圧係数β（ｆ）を決定する。更に、抑圧係数決定部１０７は、決定した各周波数帯域ｆの抑圧係数β（ｆ）を、抑圧信号生成部１０８に渡す。
【００４５】
抑圧信号生成部１０８は、各周波数帯域ｆについての抑圧係数β（ｆ）を受け取ると、変換部１０２から受け取った第１の音声信号の各周波数帯域ｆの信号成分に抑圧係数β（ｆ）を適用した抑圧信号を生成する（ステップＳ７）。抑圧信号生成部１０８は、各周波数帯域ｆの振幅に抑圧係数β（ｆ）を乗じて抑圧信号を生成する。更に、抑圧信号生成部１０８は、生成した抑圧信号を逆変換部１０９に渡す。
【００４６】
逆変換部１０９は、受け取った抑圧信号を周波数領域から時間領域に変換する（ステップＳ８）。逆変換部１０９は、例えば、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）により、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する。更に、逆変換部１０９は、変換後の出力音声信号を所定の出力先（例えば、スピーカ、メモリ、通話相手の端末等）に出力する（ステップＳ９）。
【００４７】
また、雑音抑圧装置１は、出力音声信号を出力した後、未処理のフレームがあるか否かをチェックする（ステップＳ１０）。未処理のフレームがある場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、雑音抑圧装置１は、第１のマイク２Ａ及び第２のマイク２Ｂによる収音が終了し未処理のフレームがなくなるまで、入力された収音信号の各フレームに対しステップＳ２〜Ｓ９の処理を順次行う。そして、未処理のフレームがなくなると（ステップＳ１０；Ｎｏ）、雑音抑圧装置１は、雑音抑圧処理を終了する。
【００４８】
図６は、第１の実施形態に係る抑圧範囲設定処理の内容を示すフローチャートである。
状態判定部１０５が抑圧範囲設定部１０６と協働して行う抑圧範囲設定処理では、図６に示すように、まず、全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１を算出する（ステップＳ５１１）。ステップＳ５１１は、状態判定部１０５が行う。状態判定部１０５は、第１の音声信号及び定常雑音モデルを用い、下記式（１）により全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１を算出する。
【００４９】
【数１】
0006547451.tif 000002
【００５０】
次に、状態判定部１０５は、算出した全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１と閾値ＴＨ１とを比較し、Ｍ１＜ＴＨ１であるかをチェックする（ステップＳ５１２）。
【００５１】
音声信号に含まれる音が定常雑音のみの場合、全帯域ＳＮＲ平均値は１．０に近い値になる。そして、音声信号に人の話し声等の有意な音声が含まれる場合の全帯域ＳＮＲ平均値は、定常雑音のみの場合の全帯域ＳＮＲ平均値よりも大きくなる。更に、音声信号に含まれる定常雑音の割合が小さくなるにつれて全帯域ＳＮＲ平均値は大きくなる。そのため、音声信号が低ＳＮＲであるか否かの判定に用いる閾値ＴＨ１は、例えば２．０程度の値に設定する。
【００５２】
全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上の場合（ステップＳ５１２；Ｎｏ）、状態判定部１０５は、第１の音声信号が高ＳＮＲである（低ＳＮＲではない）と判定し、判定結果を抑圧範囲決定部１０６に通知する。この場合、抑圧範囲決定部１０６は、通知された判定結果に基づいて、抑圧する位相差の範囲を第１の位相差範囲に決定する（ステップＳ５１３）。なお、第１の位相差範囲は、第１の抑圧位相差範囲テーブルで定義される抑圧する位相差範囲である。
【００５３】
一方、全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１が閾値ＴＨ１よりも小さい場合（ステップＳ５１２；Ｙｅｓ）、状態判定部１０５は、第１の音声信号が低ＳＮＲであると判定し、判定結果を抑圧範囲決定部１０６に通知する。この場合、抑圧範囲決定部１０６は、通知された判定結果に基づいて、抑圧する位相差の範囲を第２の位相差範囲に設定する（ステップＳ５１４）。なお、第２の位相差範囲は、第２の抑圧位相差範囲テーブルで定義される抑圧する位相差範囲である。
【００５４】
また、抑圧範囲設定部１０６は、ステップＳ５１３又はＳ５１４において抑圧する位相差範囲を設定すると、設定した位相差範囲と対応する抑圧位相差範囲テーブルを記憶部１１０から読み出して抑圧係数決定部１０７に渡す。これにより、１フレームに対する抑圧範囲設定処理が終了する（リターン）。
【００５５】
図７は、第１の実施形態に係る抑圧係数決定処理の内容を示すフローチャートである。
抑圧係数決定部１０７が行う抑圧係数決定処理では、図７に示すように、まず、周波数帯域ｆの位相差ｄＰ（ｆ）と抑圧する位相差範囲とを照合し（ステップＳ６１１）、位相差ｄＰ（ｆ）が抑圧する範囲内であるか否かをチェックする（ステップＳ６１２）。
【００５６】
位相差ｄＰ（ｆ）が抑圧する範囲内である場合（ステップＳ６１２；Ｙｅｓ）、抑圧係数決定部１０７は、位相差ｄＰ（ｆ）に応じた抑圧係数β（ｆ）を算出する（ステップＳ６１３）。位相差ｄＰ（ｆ）に応じた抑圧係数β（ｆ）は、既知の方法で算出する。例えば、抑圧する位相差範囲内である場合の抑圧係数β（ｆ）は、位相差によらず１よりも小さい固定値（例えば、０．５等）にする。また、例えば、抑圧する位相差範囲内である場合の抑圧係数β（ｆ）は、位相差ｄＰ（ｆ）の絶対値と負の比例関係になるようにしてもよい。
【００５７】
一方、位相差ｄＰ（ｆ）が抑圧する範囲内ではない場合（ステップＳ６１２；Ｎｏ）、抑圧係数決定部１０７は、位相差ｄＰ（ｆ）によらず抑圧係数β（ｆ）を「１」にする（ステップＳ６１４）。
【００５８】
その後、抑圧係数決定部１０７は、全ての周波数帯域ｆについて抑圧係数β（ｆ）を決定する処理をしたか否かをチェックする（ステップＳ６１５）。未処理の周波数帯域ｆがある場合（ステップＳ６１５；Ｎｏ）、抑圧係数決定部１０７は、未処理の周波数帯域ｆについてステップＳ６１１〜Ｓ６１４の処理を繰り返す。そして、全ての周波数帯域ｆについて処理を行った場合（ステップＳ６１５；Ｙｅｓ）、抑圧係数決定部１０７は、決定した各周波数帯域ｆの抑圧係数β（ｆ）を抑圧信号生成部１０８に渡して、１フレーム分の抑圧係数算出処理を終了する（リターン）。
【００５９】
このように、本実施形態に係る雑音抑圧処理では、入力された音声信号のＳＮＲに応じて抑圧する位相差範囲を変更する。具体的には、ＳＮＲが低いときには、ＳＮＲが高いときよりも抑圧しない位相差範囲を広げ、抑圧する位相差範囲を狭くする。このように入力された音声信号を抑圧しない位相差範囲を広げることにより、ＳＮＲの低い区間における有意な音声の抑圧量が低減する。そのため、本実施形態に係る雑音抑圧装置１で抑圧した出力音声信号は、ＳＮＲが低い区間における音声が聞き取りやすくなる。
【００６０】
図８は、第１の実施形態に係る雑音抑圧処理と参考例との処理結果を比較する波形図である。
【００６１】
なお、図８の（ａ）は比較に使用した入力信号における雑音の波形図であり、図８の（ｂ）は（ａ）の雑音を含む入力信号の波形図である。また、図８の（ｂ）の波形図における白色の矢印は、それぞれ、付近に意味のある音声があることを示している。更に、図８に例示した波形図において、時刻Ｔ０〜Ｔ１はＳＮＲの高い区間、時刻Ｔ１〜Ｔ２はＳＮＲの低い区間である。
【００６２】
図８の（ｂ）に示したような波形の入力信号に対し位相差に基づく雑音抑圧処理を行った場合、例えば、図８の（ｃ）に示したような結果が得られる。この図８の（ｃ）に示した抑圧結果では、定常雑音の抑圧量が８．３ｄＢとなり、音声の抑圧量が７．８ｄＢとなった。一方、図８の（ｂ）に示したような波形の入力信号に対し本実施形態で説明した方法により雑音を抑圧した場合、例えば、図８の（ｄ）に示したような結果が得られる。この図８の（ｄ）に示した抑圧結果では、定常雑音の抑圧量が８．２ｄＢとなり、音声の抑圧量が２．２ｄＢとなった。
【００６３】
更に、図８の（ｂ）〜（ｄ）のＳＮＲの低い区間における区間ΔＴ３を見ると、（ｃ）の波形図では音声が雑音に埋もれているのに対し、（ｄ）の波形図では音声と雑音とが明瞭に区別できる。このように、本実施形態に係る雑音抑圧処理によれば、雑音の抑圧量の低減を防ぎつつ、音声の抑圧量を低減することができる。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態に係る雑音抑圧処理では、雑音が多くＳＮＲが低い場合に、抑圧しない位相差範囲を広げて抑圧する位相差範囲を狭くすることにより、音声の抑圧量を低減する。そのため、本実施形態によれば、ＳＮＲが低い場合の音声の抑圧量を低減することができ、出力音声における音声が聞き取りやすくなる。
【００６５】
なお、低ＳＮＲ時の抑圧する位相差範囲Ｓ２１，Ｓ２２は、上記のように第２の抑圧位相差範囲テーブルとして記憶部１１０に記憶させる代わりに、所定の関数を用いて算出するようにしてもよい。また、図３に示した低ＳＮＲ時の抑圧する位相差範囲Ｓ２１，Ｓ２２は、上記のような固定値に限らず、可変値であってもよい。例えば、低ＳＮＲ時の抑圧する位相差範囲Ｓ２１は、低ＳＮＲであると判定した場合に都度ＳＡ２１＝（ＳＡ１１／全帯域ＳＮＲ平均値）を算出して設定してもよい。
【００６６】
また、図３に示した高ＳＮＲ時の抑圧する位相差範囲Ｓ１１，Ｓ１２、及び低ＳＮＲ時の抑圧する位相差範囲Ｓ２１，Ｓ２２は、位相差範囲の一例である。例えば、抑圧する位相差範囲は、図３に示したような位相差０を対称軸とした線対称に限らず、非対称でもよい。
【００６７】
［第２の実施形態］
第２の実施形態では、抑圧対象の音声信号が低ＳＮＲかつ有声状態（以下「低ＳＮＲ有声状態」ともいう）であるか否かに応じて抑圧する位相差範囲を設定する。
【００６８】
図９は、第２の実施形態に係る雑音抑圧装置における状態判定部の構成を示すブロック図である。
【００６９】
本実施形態に係る雑音抑圧装置の機能的構成は、状態判定部１０５及び抑圧範囲設定部１０６を除き、第１の実施形態に係る雑音抑圧装置１と同じである。本実施形態に係る雑音抑圧装置１の状態判定部１０５は、図９に示すように、全帯域ＳＮＲ平均値算出部１０５Ａと、低域ＳＮＲ平均値算出部１０５Ｂと、低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃと、を備える。
【００７０】
全帯域ＳＮＲ平均値算出部１０５Ａは、第１の実施形態で説明した全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１を算出する。
【００７１】
低域ＳＮＲ平均値算出部１０５Ｂは、予め定めた周波数よりも低い周波数帯域のうち定常雑音モデルよりも振幅の大きい周波数帯域のみによるＳＮＲの平均値（低域ＳＮＲ平均値）Ｍ２を算出する。
【００７２】
低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃは、全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１及び低域ＳＮＲ平均値Ｍ２に基づいて、抑圧対象の音声信号が低ＳＮＲ有声状態であるか否かを判定する。低ＳＮＲ有声状態判定部は、全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１が第１の閾値ＴＨ１よりも小さく、かつ低域ＳＮＲ平均値Ｍ２が第２の閾値ＴＨ２よりも大きい場合、低ＳＮＲ有声状態であると判定する。低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃは、判定結果を抑圧範囲設定部１０６に渡す。
【００７３】
抑圧範囲設定部１０６は、判定結果（低ＳＮＲ有声状態であるか否か）に応じて、各周波数帯域について抑圧する位相差範囲を設定する。本実施形態では、第１の実施形態と同様に抑圧する位相差範囲の異なる２つの抑圧位相差範囲テーブルを予め用意しておき、低ＳＮＲ有声状態であるか否かに基づいてどちらの抑圧位相差範囲テーブルを用いるかを決定する。
【００７４】
低ＳＮＲ有声状態であるか否かは、上記のように、全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１及び低域のＳＮＲ平均値Ｍ２に基づいて判定する。全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１は低ＳＮＲであるか否かの判定に用いられ、低域ＳＮＲ平均値Ｍ２は有声状態であるか否かの判定に用いられる。低域ＳＮＲ平均値Ｍ２は、例えば、５００Ｈｚ以下の周波数帯域のうち定常雑音モデルよりも振幅の大きい周波数帯域のみによりＳＮＲの平均値を算出する。そのため、低域ＳＮＲ平均値Ｍ２は全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１よりも大きくなる。例えば、低ＳＮＲ有声状態である区間における全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１と低域ＳＮＲ平均値Ｍ２との関係は、図１０に示したような関係になる。図１０は、低ＳＮＲ有声状態の波形の特徴を示す波形図である。
【００７５】
本実施形態の雑音抑圧装置１は、第１の実施形態と同様、第１のマイク２Ａ及び第２のマイク２Ｂによる収音を開始すると、図５に示したような雑音抑圧処理を行う。この雑音抑圧処理において、状態判定部１０５及び抑圧範囲設定部１０６が協働して行う抑圧範囲設定処理（ステップＳ５）を除く他の処理は、第１の実施形態で説明した通りである。
【００７６】
図１１は、第２の実施形態に係る抑圧範囲設定処理の内容を示すフローチャートである。
【００７７】
本実施形態に係る雑音抑圧処理における抑圧範囲設定処理では、図１１に示すように、まず、全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１を算出する（ステップＳ５２１）。ステップＳ５２１は、状態判定部１０５の全帯域ＳＮＲ平均値算出部１０５Ａが行う。全帯域ＳＮＲ平均値算出部１０５Ａは、式（１）により全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１を算出し、算出した全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１を低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃに渡す。
【００７８】
また、状態判定部１０５は、低域ＳＮＲ平均値Ｍ２を算出する（ステップＳ５２２）。ステップＳ５２２は、低域ＳＮＲ平均値算出部１０５Ｂが行う。低域ＳＮＲ平均値算出部１０５Ｂは、低域（例えば５００Ｈｚ以下）かつ定常雑音モデルよりも振幅の大きい周波数帯域のみによる低域ＳＮＲ平均値Ｍ２を算出し、算出した低域ＳＮＲ平均値Ｍ２を低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃに渡す。
【００７９】
低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃは、全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１及び低域ＳＮＲ平均値Ｍ２を受け取ると、Ｍ１＜ＴＨ１、かつＭ２＞ＴＨ２であるか否かをチェックする（ステップＳ５２３）。全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１と比較する第１の閾値ＴＨ１は、上述のように、例えば、２．０程度の値とする。また、低域ＳＮＲ平均値Ｍ２は全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１よりも大きな値になるので、低域ＳＮＲ平均値Ｍ２と比較する第２の閾値ＴＨ２は、例えば、３．０程度の値とする。
【００８０】
Ｍ１≧ＴＨ１の場合、音声信号は低ＳＮＲではない。また、Ｍ２≦ＴＨ２の場合、音声信号は有声状態ではない。よって、Ｍ１≧ＴＨ１及びＭ２≦ＴＨ２のいずれか或いは両方を満たす場合（ステップＳ５２３；Ｎｏ）、低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃは、音声信号が低ＳＮＲ有声状態ではないと判定し、判定結果を抑圧範囲設定部１０６に通知する。この場合、抑圧範囲設定部１０６は、通知された判定結果に基づいて、抑圧する位相差の範囲を第１の位相差範囲に設定する（ステップＳ５２４）。
【００８１】
一方、Ｍ１＜ＴＨ１、かつＭ２＞ＴＨ２の場合（ステップＳ５２３；Ｙｅｓ）、低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃは、音声信号が低ＳＮＲ有声状態であると判定し、判定結果を抑圧範囲設定部１０６に通知する。この場合、抑圧範囲設定部１０６は、通知された判定結果に基づいて、抑圧する位相差の範囲を第２の位相差範囲に設定する（ステップＳ５２５）。
【００８２】
また、抑圧範囲設定部１０６は、ステップＳ５２４又はＳ５２５において抑圧する位相差範囲を設定すると、設定した位相差範囲と対応する抑圧位相差範囲テーブルを記憶部１１０から読み出して抑圧係数決定部１０７に渡す。これにより、１フレームに対する抑圧範囲設定処理が終了する（リターン）。
【００８３】
このように、第２の実施形態においては、抑圧対象の音声信号が低ＳＮＲであり、かつ有声状態である場合にのみ、抑圧しない位相差範囲（抑圧係数βを１とする範囲）を広くして抑圧する位相差範囲を狭くする。すなわち、抑圧対象の音声信号が低ＳＮＲであっても無声状態であれば、抑圧係数決定部１０７は、高ＳＮＲのときと同じ第１の抑圧位相差範囲テーブルに基づいて抑圧係数βを決定する。そのため、低ＳＮＲかつ無声状態のときには、雑音の抑圧量を多くすることができ、大きな雑音による不快感等を軽減できる。
【００８４】
一方、抑圧対象の音声信号が低ＳＮＲであり、かつ有声状態であれば、抑圧係数決定部１０７は、抑圧しない位相差範囲を広くした第２の抑圧位相差範囲テーブルに基づいて抑圧係数βを決定する。そのため、低ＳＮＲ、かつ有声状態のときには、音声の抑圧量を低減でき、低ＳＮＲ区間における音声が聞き取りやすくなる。
【００８５】
［第３の実施形態］
第３の実施形態では、第１の音声信号と第２の音声信号との位相差に基づいて抑圧係数βを算出するとともに、定常雑音についての抑圧係数αを算出し、抑圧係数β，αに基づいて周波数帯域ｆの成分に適用する抑圧係数γを決定する。
【００８６】
図１２は、第３の実施形態に係る雑音抑圧装置における抑圧範囲設定部及び抑圧係数決定部の構成を示すブロック図である。
【００８７】
本実施形態に係る雑音抑圧装置の機能的構成は、抑圧範囲設定部１０６及び抑圧係数決定部１０７を除き、第２の実施形態に係る雑音抑圧装置１と同じである。すなわち、図１２に示した雑音抑圧装置１における状態判定部１０５は、抑圧対象の音声信号が低ＳＮＲ有声状態であるか否かを判定する。
【００８８】
抑圧範囲設定部１０６は、抑圧位相差範囲設定部１０６Ａと、抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂと、を有する。
【００８９】
抑圧位相差範囲設定部１０６Ａは、状態判定部１０５の判定結果に基づいて、位相差による抑圧を行う場合の抑圧する位相差範囲を設定する。低ＳＮＲ有声状態ではないという判定結果の場合、抑圧位相差範囲設定部１０６Ａは、第１の抑圧位相差範囲テーブルの位相差範囲を、抑圧する位相差範囲に設定する。低ＳＮＲ有声状態であるという判定結果の場合、抑圧位相差範囲設定部１０６Ａは、第２の抑圧位相差範囲テーブルの位相差範囲を、抑圧する位相差範囲に設定する。
【００９０】
抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂは、状態判定部１０５の判定結果に基づいて、定常雑音についての抑圧を行う場合の抑圧するＳＮＲ範囲を設定する。低ＳＮＲ有声状態ではないという判定結果の場合、抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂは、第１の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルのＳＮＲ範囲を、抑圧するＳＮＲ範囲に設定する。低ＳＮＲ有声状態であるという判定結果の場合、抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂは、第２の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルのＳＮＲ範囲を、抑圧するＳＮＲ範囲に設定する。なお、第１及び第２の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルは、それぞれ、ＳＮＲと抑圧係数αとの対応関係を表すテーブルである。第２の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルは、第１の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルと比べて、抑圧しないＳＮＲ範囲（抑圧係数αを「１」とするＳＮＲ範囲）を広くすることで抑圧するＳＮＲ範囲を狭くしている。第１及び第２の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルは、記憶部１１０に格納しておく。
【００９１】
抑圧係数決定部１０７は、第１の抑圧係数算出部１０７Ａと、第２の抑圧係数算出部１０７Ｂと、抑圧係数確定部１０７Ｃと、を備える。
【００９２】
第１の抑圧係数算出部１０７Ａは、抑圧位相差範囲設定部１０６Ａが設定した第１又は第２の抑圧位相差範囲テーブルに基づいて、各周波数帯域ｆの位相差ｄＰ（ｆ）に応じた抑圧係数β（ｆ）を算出する。
【００９３】
第２の抑圧係数算出部１０７Ｂは、抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂが設定した第１又は第２の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルに基づいて、各周波数帯域ｆのＳＮＲ（ｆ）に応じた抑圧係数α（ｆ）を算出する。
【００９４】
抑圧係数確定部１０７Ｃは、第１の抑圧係数算出部１０７Ａで算出した抑圧係数β（ｆ）及び第２の抑圧係数算出部１０７Ｂで算出した抑圧係数α（ｆ）に基づいて、周波数帯域ｆの信号成分（振幅）に適用する抑圧係数γ（ｆ）を確定する。適用する抑圧係数γ（ｆ）は、例えば、抑圧係数α（ｆ）及びβ（ｆ）の積にする。また、抑圧係数γ（ｆ）は、例えば、抑圧係数α（ｆ）及びβ（ｆ）のうち値の小さいほうの係数にする。
【００９５】
図１３は、定常雑音についての抑圧を行う際に抑圧するＳＮＲ範囲の設定例を示す図である。
【００９６】
定常雑音についての抑圧を行う際の抑圧係数αは、例えば、図１３に実線で示した折れ線のように、ＳＮＲが第１の値Ｒ１以下の場合の抑圧係数αを最小値Ａとし、第２の値Ｒ２（＞Ｒ１）以上の場合の抑圧係数αを「１」としている。また、ＳＮＲが第１の値Ｒ１から第２の値Ｒ２までの区間における抑圧係数αは、ＳＮＲの値に比例して抑圧係数αが変化する。
【００９７】
図１３に実線で示した折れ線に基づいて抑圧係数αを決定する場合、ＳＮＲ（ｆ）が第２の値Ｒ２よりも小さい周波数帯域ｆに対する抑圧係数α（ｆ）は、１より小さい値になる。そのため、音声に比べて定常雑音が大きく低ＳＮＲである場合、定常雑音とともに音声が抑圧され、音声が聞き取りづらくなることがある。よって、本実施形態では、図１３に実線で示した折れ線を高ＳＮＲ時の抑圧係数αの決定に用い、図１３に点線で示した折れ線を低ＳＮＲ時の抑圧係数αの決定に用いる。点線で示した折れ線は、実線で示した折れ線をＳＮＲの負の方向に平行移動させたものである。点線で示した折れ線に従って抑圧係数αを決定する場合、ＳＮＲが第３の値Ｒ３（＜Ｒ１）以下の場合の抑圧係数αが最小値Ａとなり、第４の値Ｒ４（Ｒ１＜Ｒ４＜Ｒ２）以上の場合の抑圧係数αが「１」となる。すなわち、低ＳＮＲ有声状態のときに抑圧するＳＮＲの範囲を実線の折れ線から点線の折れ線に変更することにより、抑圧しないＳＮＲ範囲が広くなる分、抑圧するＳＮＲ範囲が狭くなる。よって、状態判定部１０５において低ＳＮＲ有声状態と判定され場合に、図１３の点線で示した折れ線に従って各周波数帯域ｆについての抑圧係数αを決定することで、音声の抑圧量が低減され、出力音声における音声が聞き取りやすくなる。
【００９８】
図１３に示した高ＳＮＲ時の抑圧係数αの決定に用いる実線の折れ線（関数）は、ＳＮＲと抑圧係数αとの対応関係をテーブル化し、第１の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルとして記憶部１１０に記憶させておく。同様に、図１３に示した低ＳＮＲ時の抑圧係数αの決定に用いる点線の折れ線（関数）は、ＳＮＲと抑圧係数αとの対応関係をテーブル化し、第２の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルとして記憶部１１０に記憶させておく。
【００９９】
本実施形態の雑音抑圧装置１は、第１の実施形態と同様、第１のマイク２Ａ及び第２のマイク２Ｂによる収音を開始すると、図５に示したような雑音抑圧処理を行う。この雑音抑圧処理において、状態判定部１０５及び抑圧範囲設定部１０６が協働して行う抑圧範囲設定処理（ステップＳ５）、及び抑圧係数決定部１０７が行う抑圧係数決定処理（ステップＳ６）を除く他の処理は、第１の実施形態で説明した通りである。
【０１００】
図１４は、第３の実施形態に係る抑圧範囲設定処理の内容を示すフローチャートである。
【０１０１】
本実施形態に係る雑音抑圧処理における抑圧範囲設定処理では、図１４に示すように、まず、全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１を算出する（ステップＳ５３１）。ステップＳ５３１は、状態判定部１０５の全帯域ＳＮＲ平均値算出部１０５Ａが行う。全帯域ＳＮＲ平均値算出部１０５Ａは、式（１）により全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１を算出し、算出した全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１を低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃに渡す。
【０１０２】
また、状態判定部１０５では、低域ＳＮＲ平均値Ｍ２を算出する（ステップＳ５３２）。ステップＳ５３２は、低域ＳＮＲ平均値算出部１０５Ｂが行う。低域ＳＮＲ平均値算出部１０５Ｂは、低域（例えば５００Ｈｚ以下）かつ定常雑音モデルよりも振幅の大きい周波数帯域のみによるＳＮＲの平均値（低域ＳＮＲ平均値Ｍ２）を算出し、算出した低域ＳＮＲ平均値Ｍ２を低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃに渡す。
【０１０３】
低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃは、全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１及び低域ＳＮＲ平均値Ｍ２を受け取ると、Ｍ１＜ＴＨ１、かつＭ２＞ＴＨ２であるか否かをチェックする（ステップＳ５３３）。第１の閾値ＴＨ１及び第２の閾値ＴＨ２は、それぞれ、上述のように、２．０程度の値及び３．０程度の値とする。
【０１０４】
Ｍ１≧ＴＨ１及びＭ２≦ＴＨ２のいずれか或いは両方を満たす場合（ステップＳ５３３；Ｎｏ）、低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃは、音声信号が低ＳＮＲ有声状態ではないと判定する。この場合、状態判定部１０５（低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃ）は、抑圧範囲設定部１０６の抑圧位相差範囲設定部１０６Ａ及び抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂに低ＳＮＲ有声状態ではないことを通知する。通知を受けた抑圧範囲設定部１０６は、抑圧する位相差範囲及びＳＮＲ範囲を第１の範囲に設定する（ステップＳ５３４）。なお、第１の範囲は、第１の抑圧位相差範囲テーブルで定義される抑圧する位相差範囲及び第１の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルで定義される抑圧するＳＮＲ範囲である。すなわち、ステップＳ５３４では、抑圧位相差範囲設定部１０６Ａが抑圧する位相差範囲を第１の抑圧位相差範囲テーブルの位相差範囲に決定し、抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂが抑圧するＳＮＲ範囲を第１の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルのＳＮＲ範囲に決定する。
【０１０５】
一方、Ｍ１＜ＴＨ１、かつＭ２＞ＴＨ２の場合（ステップＳ５３３；Ｙｅｓ）、低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃは、音声信号が低ＳＮＲ有声状態であると判定する。この場合、状態判定部１０５（低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃ）は、抑圧範囲設定部１０６の抑圧位相差範囲設定部１０６Ａ及び抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂに低ＳＮＲ有声状態であることを通知する。そして、通知を受けた抑圧範囲設定部１０６は、抑圧する位相差範囲及びＳＮＲ範囲を第２の範囲に設定する（ステップＳ５３５）。なお、第２の範囲は、第２の抑圧位相差範囲テーブルで定義される抑圧する位相差範囲及び第２の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルで定義される抑圧するＳＮＲ範囲である。すなわち、ステップＳ５３５では、抑圧位相差範囲設定部１０６Ａが抑圧する位相差範囲を第２の抑圧位相差範囲テーブルの位相差範囲に決定し、抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂが抑圧するＳＮＲ範囲を第２の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルのＳＮＲ範囲に決定する。
【０１０６】
また、抑圧位相差範囲設定部１０６Ａは、ステップＳ５３４又はＳ５３５において抑圧する位相差範囲を設定すると、設定した位相差範囲と対応する抑圧位相差範囲テーブルを記憶部１１０から読み出して第１の抑圧係数算出部１０７Ａに渡す。同様に、抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂは、ステップＳ５３４又はＳ５３５において抑圧するＳＮＲ範囲を設定すると、設定したＳＮＲ範囲と対応する抑圧ＳＮＲ範囲テーブルを記憶部１１０から読み出して第２の抑圧係数算出部１０７Ｂに渡す。これにより、１フレームに対する抑圧範囲設定処理が終了する（リターン）。
【０１０７】
図１５は、第３の実施形態に係る抑圧係数決定処理の内容を示すフローチャートである。
【０１０８】
本実施形態に係る雑音抑圧処理における抑圧係数決定処理では、図１５に示すように、まず、周波数帯域ｆを選択する（ステップＳ６３１）。ステップＳ６３１は、第１の抑圧係数算出部１０７Ａと第２の抑圧係数算出部１０７Ｂとが行う。第１の抑圧係数算出部１０７Ａと第２の抑圧係数算出部１０７Ｂとは、同じ周波数帯域ｆを選択する。
【０１０９】
次に、第１の抑圧係数算出部１０７Ａが位相差に基づく抑圧係数βを算出する処理を行い（ステップＳ６３２）、第２の抑圧係数算出部１０７ＢがＳＮＲに基づく抑圧係数αを算出する処理を行う（ステップＳ６３３）。第１の抑圧係数算出部１０７Ａは、ステップＳ６３２の処理として、例えば、図７に示したステップＳ６１１〜Ｓ６１５の処理を行う。第２の抑圧係数算出部１０７Ｂは、ステップＳ６３３の処理として、例えば、図７に示したステップＳ６１１〜Ｓ６１５の処理における位相差をＳＮＲに置き換えた処理を行う。第１の抑圧係数算出部１０７Ａ及び第２の抑圧係数算出部１０７Ｂは、それぞれ、算出した抑圧係数β（ｆ）及びα（ｆ）を抑圧係数確定部１０７Ｃに渡す。
【０１１０】
抑圧係数確定部１０７Ｃは、抑圧係数β（ｆ）及びα（ｆ）を受け取ると、受け取った抑圧係数β（ｆ）及びα（ｆ）に基づいて、周波数帯域ｆの成分に適用する抑圧係数γ（ｆ）を決定する（ステップＳ６３４）。ステップＳ６３４において、抑圧係数確定部１０７Ｃは、例えば、γ（ｆ）＝α（ｆ）×β（ｆ）を周波数帯域ｆの信号成分に適用する抑圧係数に決定する。
【０１１１】
その後、抑圧係数決定部１０７は、全ての周波数帯域ｆについて抑圧係数γ（ｆ）を決定する処理をしたか否かをチェックする（ステップＳ６３５）。未処理の周波数帯域ｆがある場合（ステップＳ６３５；Ｎｏ）、抑圧係数決定部１０７は、未処理の周波数帯域ｆについてステップＳ６３１〜Ｓ６３４の処理を繰り返す。そして、全ての周波数帯域ｆについて処理を行った場合（ステップＳ６３５；Ｙｅｓ）、抑圧係数決定部１０７は、確定した各周波数帯域ｆの抑圧係数γ（ｆ）を抑圧信号生成部１０８に渡して抑圧係数算出処理を終了する（リターン）。
【０１１２】
抑圧信号生成部１０８は、抑圧係数γ（ｆ）を受け取ると、第１の音声信号における各周波数帯域ｆの信号成分に抑圧係数γ（ｆ）を適用して抑圧信号を生成する。
【０１１３】
このように、第３の実施形態においては、位相差に基づく抑圧係数β（ｆ）及び定常雑音についての抑圧係数α（ｆ）に基づいて周波数帯域ｆの成分に適用する抑圧係数γ（ｆ）を確定（決定）する。また、低ＳＮＲ有声状態の場合、抑圧範囲設定部１０６は、抑圧しない位相差範囲を広くして抑圧係数β（ｆ）を算出するとともに、抑圧しないＳＮＲ範囲を広くして抑圧係数α（ｆ）を算出する。そのため、定常雑音のある環境下においても、低ＳＮＲ、かつ有声状態のときには音声の抑圧量を低減でき、低ＳＮＲ区間における音声が聞き取りやすくなる。
【０１１４】
なお、抑圧係数α（ｆ）の算出に用いる第２の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルは、第１の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルと対応するグラフを平行移動させたグラフに限らず、抑圧係数α（ｆ）が最小値となるＳＮＲ範囲を狭くするグラフに基づいて作成してもよい。
【０１１５】
図１６は、定常雑音についての抑圧を行う際に抑圧するＳＮＲ範囲の別の設定例を示す図である。
【０１１６】
図１６に実線で示した折れ線は、図１３に示した実線の折れ線と同様、低ＳＮＲ有声状態ではないときの抑圧係数α（ｆ）の算出に用いる関数を表している。一方、図１６に示した点線の折れ線は、低ＳＮＲ有声状態であるときの抑圧係数α（ｆ）の算出に用いる関数を表している。図１６に示した点線の折れ線（関数）は、抑圧係数αを最小値ＡとするＳＮＲの上限値Ｒ３が、実線の折れ線における上限値Ｒ１よりも小さい。一方、図１６に示した点線の折れ線（関数）と実線の折れ線とは、いずれも、抑圧係数αを「１」とするＳＮＲの下限値がＲ２になっている。すなわち、図１６に示した例においては、抑圧係数αが最小値ＡになるＳＮＲと抑圧係数αが最大になるＳＮＲとの間に、ＳＮＲに応じて抑圧係数αが変化する傾斜区間を有する。そして、抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂは、入力信号が低ＳＮＲ有声状態である場合に、抑圧係数αが最小になるＳＮＲ範囲が所定の閾値以上である場合の範囲よりも狭くなるよう前記傾斜区間の傾きを変更する。
【０１１７】
第２の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルを図１６に示した点線の折れ線（関数）に対応させた場合、第２の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルと第１の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルとでは、抑圧しないＳＮＲ範囲が同じである。しかしながら、第２の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルは、第１の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルと比べて、抑圧係数α（ｆ）が最小値Ａになる範囲が狭くなっている。すなわち、ＳＮＲが値Ｒ３〜Ｒ２の間においては、第２の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルに基づいて抑圧したほうが、第１の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルに基づいて抑圧した場合に比べて抑圧量が少ない。よって、図１６に示したような例においても、低ＳＮＲ、かつ有声状態のときには音声の抑圧量を低減でき、低ＳＮＲ区間における音声が聞き取りやすくなる。
【０１１８】
更に、本実施形態に係る第２の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルは、図１３及び図１６に示した点線の折れ線（関数）に限らず、例えば、図１３におけるＲ１−Ｒ３の値と、Ｒ２−Ｒ４の値とが異なる関数に基づいて作成してもよい。
【０１１９】
［第４の実施形態］
第４の実施形態では、第１の音声信号と第２の音声信号との位相差に基づいて抑圧係数βを算出するとともに、定常雑音についての抑圧係数αを算出し、抑圧係数β，αに基づいて周波数帯域ｆの成分に適用する抑圧係数γを決定する。また、第４の実施形態では、定常雑音についての抑圧係数αを算出する際に、位相差による抑圧を検討するＳＮＲ範囲を設定する。
【０１２０】
図１７は、第４の実施形態に係る雑音抑圧装置における抑圧範囲設定部の構成を示すブロック図である。
【０１２１】
本実施形態に係る雑音抑圧装置の機能的構成は、抑圧範囲設定部１０６及び抑圧係数決定部１０７を除き、第２の実施形態に係る雑音抑圧装置１と同じである。すなわち、図１７に示した雑音抑圧装置１における状態判定部１０５は、低ＳＮＲ有声状態であるか否かを判定する。
【０１２２】
抑圧範囲設定部１０６は、抑圧位相差範囲設定部１０６Ａと、抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂと、検討範囲設定部１０６Ｃと、を有する。
【０１２３】
抑圧位相差範囲設定部１０６Ａは、状態判定部１０５の判定結果に基づいて、位相差による抑圧を行う場合の抑圧する位相差範囲を設定する。低ＳＮＲ有声状態ではないという判定結果の場合、抑圧位相差範囲設定部１０６Ａは、第１の抑圧位相差範囲テーブルの位相差範囲を、抑圧する位相差範囲に設定する。低ＳＮＲ有声状態であるという判定結果の場合、抑圧位相差範囲設定部１０６Ａは、第２の抑圧位相差範囲テーブルの位相差範囲を、抑圧する位相差範囲に設定する。
【０１２４】
抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂは、状態判定部１０５の判定結果に基づいて、定常雑音についての抑圧を行う場合の抑圧するＳＮＲ範囲を設定する。低ＳＮＲ有声状態ではないという判定結果の場合、抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂは、第１の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルのＳＮＲ範囲を、抑圧するＳＮＲ範囲に設定する。低ＳＮＲ有声状態であるという判定結果の場合、抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂは、第２の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルのＳＮＲ範囲を、抑圧するＳＮＲ範囲に設定する。
【０１２５】
検討範囲設定部１０６Ｃは、抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂで設定した抑圧ＳＮＲ範囲内に、位相差による抑圧を検討する範囲を設定する。
【０１２６】
抑圧係数決定部１０７は、抑圧範囲設定部１０６により設定した抑圧ＳＮＲ範囲、位相差による抑圧を検討する範囲、及び抑圧位相差範囲に基づいて、各周波数帯域ｆの成分に適用する抑圧係数を決定する。
【０１２７】
図１８は、位相差による抑圧を検討する範囲の設定例を示す図である。
本実施形態においても、定常雑音についての抑圧ＳＮＲ範囲は、例えば、図１８に実線で示した折れ線に対応した第１の抑圧ＳＮＲ範囲と、点線で示した折れ線に対応した第２の抑圧ＳＮＲ範囲との２通りを用意する。
【０１２８】
また、本実施形態では、第１の抑圧ＳＮＲ範囲及び第２の抑圧ＳＮＲ範囲のそれぞれに対し、位相差による抑圧を検討する範囲を設定する。例えば、図１８に示した例では、各抑圧ＳＮＲ範囲において抑圧係数αが最小値ＡにならないＳＮＲ範囲ＮＡ１，ＮＡ２を、それぞれ位相差による抑圧を検討する範囲としている。位相差による抑圧を検討する範囲ＮＡ１，ＮＡ２は、第１の抑圧位相差範囲又は第２の抑圧位相差範囲に基づいた抑圧係数β（ｆ）の算出を検討する範囲である。抑圧対象である音声信号が低ＳＮＲ有声状態ではない場合、図１８に示した例では、ＳＮＲ（ｆ）が値Ｒ１よりも大きい周波数帯域ｆの信号成分については、抑圧係数α（ｆ）と位相差による抑圧係数β（ｆ）とを算出する。そして、ＳＮＲ（ｆ）が値Ｒ１よりも小さい周波数帯域ｆの信号成分については、抑圧係数α（ｆ）のみを算出し、抑圧係数β（ｆ）を算出しない。また、図１８に示した例では、抑圧対象である音声信号が低ＳＮＲ有声状態である場合、ＳＮＲ（ｆ）が値Ｒ３よりも大きい周波数帯域ｆの信号成分については、抑圧係数α（ｆ）と位相差による抑圧係数β（ｆ）とを算出する。そして、ＳＮＲ（ｆ）が値Ｒ３よりも小さい周波数帯域ｆの信号成分については、抑圧係数α（ｆ）のみを算出し、抑圧係数β（ｆ）を算出しない。
【０１２９】
本実施形態の雑音抑圧装置１は、第１の実施形態と同様、第１のマイク２Ａ及び第２のマイク２Ｂによる収音を開始すると、図５に示したような雑音抑圧処理を行う。この雑音抑圧処理において、状態判定部１０５及び抑圧範囲設定部１０６が協働して行う抑圧範囲設定処理（ステップＳ５）、及び抑圧係数決定部１０７が行う抑圧係数決定処理（ステップＳ６）を除く他の処理は、第１の実施形態で説明した通りである。
【０１３０】
図１９は、第４の実施形態に係る抑圧範囲設定処理の内容を示すフローチャートである。
【０１３１】
本実施形態に係る雑音抑圧処理における抑圧範囲設定処理では、図１９に示すように、まず、全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１を算出する（ステップＳ５４１）。ステップＳ５４１は、状態判定部１０５の全帯域ＳＮＲ平均値算出部１０５Ａが行う。全帯域ＳＮＲ平均値算出部１０５Ａは、式（１）により全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１を算出し、算出した全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１を低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃに渡す。
【０１３２】
また、状態判定部１０５では、低域ＳＮＲ平均値Ｍ２を算出する（ステップＳ５４２）。ステップＳ５４２は、低域ＳＮＲ平均値算出部１０５Ｂが行う。低域ＳＮＲ平均値算出部１０５Ｂは、低域（例えば５００Ｈｚ以下）かつ定常雑音モデルよりも振幅の大きい周波数帯域のみによるＳＮＲの平均値（低域ＳＮＲ平均値Ｍ２）を算出し、算出した低域ＳＮＲ平均値Ｍ２を低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃに渡す。
【０１３３】
低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃは、全帯域ＳＮＲ平均値Ｍ１及び低域ＳＮＲ平均値Ｍ２を受け取ると、Ｍ１＜ＴＨ１、かつＭ２＞ＴＨ２であるか否かをチェックする（ステップＳ５４３）。第１の閾値ＴＨ１及び第２の閾値ＴＨ２は、それぞれ、上述のように、２．０程度の値及び３．０程度の値とする。
【０１３４】
Ｍ１≧ＴＨ１及びＭ２≦ＴＨ２のいずれか或いは両方を満たす場合（ステップＳ５４３；Ｎｏ）、低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃは、音声信号が低ＳＮＲ有声状態ではないと判定する。この場合、状態判定部１０５（低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃ）は、抑圧範囲設定部１０６の抑圧位相差範囲設定部１０６Ａ及び抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂに低ＳＮＲ有声状態ではないことを通知する。通知を受けた抑圧範囲設定部１０６は、抑圧する位相差範囲及びＳＮＲ範囲を第１の範囲に設定する（ステップＳ５４４）。ステップＳ５４４では、抑圧位相差範囲設定部１０６Ａが抑圧する位相差範囲を第１の抑圧位相差範囲テーブルの位相差範囲に設定し、抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂが抑圧するＳＮＲ範囲を第１の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルのＳＮＲ範囲に設定する。
【０１３５】
一方、Ｍ１＜ＴＨ１、かつＭ２＞ＴＨ２の場合（ステップＳ５４３；Ｙｅｓ）、低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃは、音声信号が低ＳＮＲ有声状態であると判定する。この場合、状態判定部１０５（低ＳＮＲ有声状態判定部１０５Ｃ）は、抑圧範囲設定部１０６の抑圧位相差範囲設定部１０６Ａ及び抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂに低ＳＮＲ有声状態であることを通知する。通知を受けた抑圧範囲設定部１０６は、抑圧する位相差範囲及びＳＮＲ範囲を第２の範囲に設定する（ステップＳ５４５）。ステップＳ５４５の処理では、抑圧位相差範囲設定部１０６Ａが抑圧する位相差範囲を第２の抑圧位相差範囲テーブルの位相差範囲に設定し、抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂが抑圧するＳＮＲ範囲を第２の抑圧ＳＮＲ範囲テーブルのＳＮＲ範囲に設定する。
【０１３６】
また、抑圧位相差範囲設定部１０６Ａは、ステップＳ５４４又はＳ５４５において抑圧する位相差範囲を設定すると、設定した位相差範囲と対応する抑圧位相差範囲テーブルを記憶部１１０から読み出して抑圧係数決定部１０７に渡す。同様に、抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂは、ステップＳ５４４又はＳ５４５において抑圧するＳＮＲ範囲を設定すると、設定したＳＮＲ範囲と対応する抑圧ＳＮＲ範囲テーブルを記憶部１１０から読み出して抑圧係数決定部１０７に渡す。更に、抑圧ＳＮＲ範囲設定部１０６Ｂは、ステップＳ５４４又はＳ５４５で抑圧するＳＮＲ範囲を決定すると、決定したＳＮＲ範囲を検討範囲設定部に通知する。検討範囲設定部１０６Ｃは、抑圧するＳＮＲ範囲の通知を受けると、通知されたＳＮＲ範囲に基づいて、位相差による抑圧を検討するＳＮＲ範囲を設定する（ステップＳ５４６）。検討範囲設定部１０６Ｃは、設定した位相差による抑圧を検討するＳＮＲ範囲を、抑圧係数決定部１０７に通知する。これにより、１つのフレームに対する抑圧範囲設定処理が終了する（リターン）。
【０１３７】
図２０は、第４の実施形態に係る抑圧係数決定処理の内容を示すフローチャートである。
【０１３８】
本実施形態に係る雑音抑圧処理における抑圧係数決定処理では、抑圧係数決定部１０７は、図２０に示すように、まず、周波数帯域ｆを選択する（ステップＳ６４１）。
【０１３９】
次に、抑圧係数決定部１０７は、ＳＮＲ（ｆ）に応じた抑圧係数α（ｆ）を算出する（ステップＳ６４２）。
【０１４０】
また、抑圧係数決定部１０７は、ステップＳ６４２の処理と並行して、ＳＮＲ（ｆ）が位相差による抑圧を検討する範囲内であるか否かをチェックする（ステップＳ６４３）。ＳＮＲ（ｆ）が位相差による抑圧を検討する範囲内ではない場合（ステップＳ６４３；Ｎｏ）、抑圧係数決定部１０７は、位相差に基づく抑圧係数β（ｆ）を１にする（ステップＳ６４４）。
【０１４１】
一方、ＳＮＲ（ｆ）が位相差による抑圧を検討する範囲内の場合（ステップＳ６４３；Ｙｅｓ）、抑圧係数決定部１０７は、次に、周波数帯域ｆの位相差ｄＰ（ｆ）を、抑圧する位相差範囲と照合する（ステップＳ６４５）。
【０１４２】
次に、抑圧係数決定部１０７は、位相差ｄＰ（ｆ）が位相差による抑圧を行う範囲内であるか否かをチェックする（ステップＳ６４６）。抑圧係数決定部１０７は、抑圧位相差範囲設定部１０６Ａにより設定された第１の抑圧位相差範囲又は第２の抑圧位相差範囲を参照し、位相差ｄＰ（ｆ）が抑圧をする範囲であるか否かを判定する。
【０１４３】
位相差ｄＰ（ｆ）が抑圧をする範囲内の場合（ステップＳ６４６；Ｙｅｓ）、抑圧係数決定部１０７は、位相差ｄＰ（ｆ）に応じた抑圧係数β（ｆ）を算出する（ステップＳ６４７）。一方、位相差ｄＰ（ｆ）が抑圧する範囲外の場合（ステップＳ６４５；Ｎｏ）、抑圧係数決定部１０７は、抑圧係数β（ｆ）を１に決定する（ステップＳ６４４）。
【０１４４】
その後、抑圧係数決定部１０７は、ステップＳ６４２で算出した抑圧係数α（ｆ）、ステップＳ６４４又はＳ６４７で算出した抑圧係数β（ｆ）に基づいて、周波数帯域ｆの成分に適用する抑圧係数γ（ｆ）を決定する（ステップＳ６４８）。ステップＳ６４８において、抑圧係数決定部１０７は、例えば、γ（ｆ）＝α（ｆ）×β（ｆ）を周波数帯域ｆの信号成分に適用する抑圧係数に決定する。
【０１４５】
ステップＳ６４８により周波数帯域ｆの成分に適用する抑圧係数γ（ｆ）を決定すると、抑圧係数決定部１０７は、次に、全ての周波数帯域ｆについて処理を行ったか否かをチェックする（ステップＳ６４９）。処理を行っていない周波数帯域がある場合（ステップＳ６４９；Ｎｏ）、抑圧係数決定部１０７は、処理を行っていない周波数帯域ｆについてステップＳ６４１以降の処理を行う。全ての周波数帯域について処理を行った場合（ステップＳ６４９；Ｙｅｓ）、抑圧係数決定部１０７は、各周波数帯域ｆに適用する抑圧係数γ（ｆ）を抑圧信号生成部１０８に渡して、１フレームに対する抑圧係数決定処理を終了する（リターン）。
【０１４６】
本実施形態においては、定常雑音についての抑圧ＳＮＲ範囲を設定する際に、所定のＳＮＲよりも大きいＳＮＲ範囲を位相差による抑圧を検討するＳＮＲ範囲とする。すなわち、ＳＮＲが大きく定常雑音が小さい場合には、ＳＮＲによる抑圧に加え、位相差による抑圧も検討する。よって、定常雑音が小さいものの音声信号に非定常雑音が含まれている場合に、位相差による抑圧で非定常雑音を抑圧することができる。
【０１４７】
なお、本実施形態において抑圧係数α（ｆ），β（ｆ）から周波数帯域ｆの成分に適用する抑圧係数γ（ｆ）を決定する場合、γ（ｆ）＝α（ｆ）×β（ｆ）とする代わりに、例えば、α（ｆ）とβ（ｆ）のうち小さいほうを抑圧係数γ（ｆ）としてもよい。
【０１４８】
上記の第１〜第４の実施形態に係る雑音抑圧装置１は、コンピュータと、コンピュータに上記の雑音抑圧処理を実行させるプログラムとにより実現可能である。以下、コンピュータとプログラムにより実現される雑音抑圧装置１について、図２１を参照しながら説明する。
【０１４９】
図２１は、コンピュータのハードウェア構成図である。
図２１に示すように、雑音抑圧装置１として動作させるコンピュータ５は、プロセッサ５０１と、主記憶装置５０２と、補助記憶装置５０３と、入力装置５０４と、表示装置５０５と、を備える。また、コンピュータ５は、入出力Ｉ／Ｆ装置５０６と、記憶媒体駆動装置５０７と、通信装置５０８と、を備える。コンピュータ５におけるこれらの要素５０１〜５０８は、バス５１０により相互に接続されており、要素間でのデータの受け渡しが可能になっている。
【０１５０】
プロセッサ５０１は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）やMicro Processing Unit（ＭＰＵ）等の演算処理装置である。プロセッサ５０１は、オペレーティングシステムを含む各種のプログラムを実行することによりコンピュータ５の全体の動作を制御する。
【０１５１】
主記憶装置５０２は、Read Only Memory（ＲＯＭ）及びRandom Access Memory（ＲＡＭ）を含む。ＲＯＭには、例えばコンピュータ５の起動時にプロセッサ５０１が読み出す所定の基本制御プログラム等が予め記録されている。また、ＲＡＭは、プロセッサ５０１が各種のプログラムを実行する際に、必要に応じて作業用記憶領域として使用する。雑音抑圧装置１においては、例えば抑圧位相差範囲テーブル、抑圧ＳＮＲ範囲テーブル、抑圧信号等の一時的な記憶に主記憶装置５０２のＲＡＭを使用することができる。
【０１５２】
補助記憶装置５０３は、Hard Disk Drive（ＨＤＤ）やSolid State Drive（ＳＳＤ）等、主記憶装置５０２に比べて容量が大きい記憶装置である。補助記憶装置５０３には、プロセッサ５０１によって実行される各種のプログラムや各種のデータ等を記憶させる。補助記憶装置５０３に記憶させるプログラムとしては、例えば、上記の雑音抑圧処理を含む音声入出力処理のプログラム等が挙げられる。
【０１５３】
入力装置５０４は、例えばキーボード装置やマウス装置であり、コンピュータ５のオペレータにより操作されると、その操作内容に対応付けられている入力情報をプロセッサ５０１に送信する。
【０１５４】
表示装置５０５は、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置である。液晶ディスプレイは、プロセッサ５０１等から送信される表示データに従って各種のテキスト、画像等を表示する。
【０１５５】
入出力Ｉ／Ｆ装置５０６は、マイクアレイ２やスピーカ３等、各種の外部装置をコンピュータ５に接続して使用可能にするためのインタフェース装置である。
【０１５６】
記憶媒体駆動装置５０７は、図示しない可搬型記憶媒体に記録されているプログラムやデータの読み出し、補助記憶装置５０３に記憶されたデータ等の可搬型記憶媒体への書き込みを行う。可搬型記憶媒体としては、例えば、ＵＳＢ規格のコネクタが備えられているフラッシュメモリが利用可能である。また、可搬型記憶媒体としては、Compact Disk（ＣＤ）、Digital Versatile Disc（ＤＶＤ）、Blu-ray Disc（Blu-rayは登録商標）等の光ディスクも利用可能である。
【０１５７】
通信装置５０８は、例えば、コンピュータ５とインターネット等の通信ネットワークとを通信可能に接続し、通信ネットワークを介した外部通信装置等との通信を行う装置である。また、通信装置５０８は、例えば、携帯電話回線等の電話網を介した通話や通信を行う装置でもよい。
【０１５８】
このコンピュータ５は、プロセッサ５０１が補助記憶装置５０３等から上述した雑音抑圧処理を含むプログラムを読み出して実行することでマイクアレイ２から入力された収音信号の雑音を抑圧する。また、雑音を抑圧した出力音声信号は、例えば、スピーカ３から出力することができる。また、コンピュータ５が携帯電話端末やスマートフォン等の通話可能なものである場合、出力音声信号は通信装置５０８を介して通話相手の端末に送信することもできる。
【０１５９】
また、コンピュータ５は、例えば、カーナビゲーションシステム等であってもよい。この場合、上記の雑音抑圧処理を実行するプログラムは、例えば、音声認識プログラムと組み合わせることができる。
【０１６０】
以上記載した各実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
複数のマイクで収音した収音信号を時間領域から周波数領域に変換した複数の入力信号のうち抑圧対象の入力信号についての定常雑音モデルを推定する定常雑音推定部と、
前記複数の入力信号の位相差を算出する位相差算出部と、
前記入力信号及び前記定常雑音モデルを用いて算出した前記入力信号の信号対ノイズ比に基づいて前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を設定する抑圧範囲設定部と、を備える、
ことを特徴とする雑音抑圧装置。
（付記２）
前記抑圧範囲設定部は、前記信号対ノイズ比が所定の閾値よりも小さい場合の前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を、前記信号対ノイズ比が所定の閾値以上である場合の前記位相差の範囲よりも狭く設定する、
ことを特徴とする付記１に記載の雑音抑圧装置。
（付記３）
前記入力信号の信号対ノイズ比が所定の閾値よりも小さく、かつ前記入力信号が音声を含む有声状態であるか否かを判定する判定部、を更に備え、
前記抑圧範囲設定部は、前記入力信号の信号対ノイズ比が所定の閾値よりも小さくかつ前記入力信号が有声状態である場合に、前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を、前記信号対ノイズ比が所定の閾値以上である場合の前記位相差の範囲よりも狭く設定する、
ことを特徴とする付記１に記載の雑音抑圧装置。
（付記４）
前記判定部は、
前記入力信号における全周波数帯域における信号対ノイズ比から第１の平均値を算出する第１の平均値算出部と、
前記入力信号のうち所定の周波数よりも低く、かつ振幅が前記定常雑音モデルよりも大きい周波数帯域についての信号対ノイズ比から第２の平均値を算出する第２の平均値算出部と、を有し、
前記第１の平均値が第１の閾値よりも小さく、かつ前記第２の平均値が第２の閾値よりも大きい場合に前記入力信号の信号対ノイズ比が所定の閾値よりも小さくかつ前記入力信号が有声状態であると判定する、
ことを特徴とする付記３に記載の雑音抑圧装置。
（付記５）
前記抑圧範囲設定部は、
前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を設定する第１の設定部と、
前記入力信号を抑圧する信号対ノイズ比の範囲を設定する第２の設定部と、を備える、
ことを特徴とする付記１に記載の雑音抑圧装置。
（付記６）
前記雑音抑圧装置は、
前記入力信号を抑圧する位相差の範囲、及び前記入力信号を抑圧する信号対ノイズ比の範囲のいずれかを選択して前記入力信号の各周波数帯域の信号成分に適用する抑圧係数を決定する抑圧係数決定部、を更に備える、
ことを特徴とする付記５に記載の雑音抑圧装置。
（付記７）
前記雑音抑圧装置は、
前記入力信号を抑圧する位相差の範囲に基づいて前記入力信号の各周波数帯域の信号成分に応じた第１の抑圧係数を算出する第１の抑圧係数算出部と、
前記入力信号を抑圧する信号対ノイズ比の範囲に基づいて前記入力信号の各周波数帯域の信号成分に応じた第２の抑圧係数を算出する第２の抑圧係数算出部と、
前記第１の抑圧係数及び前記第２の抑圧係数に基づいて前記入力信号の各周波数帯域の信号成分に適用する抑圧係数を確定する抑圧係数確定部と、を更に備える
ことを特徴とする付記５に記載の雑音抑圧装置。
（付記８）
前記抑圧範囲設定部は、
前記入力信号のうち信号対ノイズ比が前記第２の設定部で設定した信号対ノイズ比の範囲外である周波数帯域の信号成分に対し、前記第１の設定部で設定した位相差の範囲に基づく抑圧を行うか否かを検討する範囲を設定する検討範囲設定部、を更に備える、
ことを特徴とする付記５に記載の雑音抑圧装置。
（付記９）
前記第２の設定部は、前記入力信号の信号対ノイズ比が所定の閾値よりも小さくかつ前記入力信号が有声状態である場合に、前記入力信号を抑圧する信号対ノイズ比の範囲を、前記入力信号の信号対ノイズ比が所定の閾値以上である場合の範囲よりも狭くなるよう平行移動させる、
ことを特徴とする付記５に記載の雑音抑圧装置。
（付記１０）
前記第２の設定部は、前記入力信号の信号対ノイズ比が所定の閾値よりも小さくかつ前記入力信号が有声状態である場合に、抑圧係数の最小値と対応する信号対ノイズ比の最大値を小さくする、
ことを特徴とする付記５に記載の雑音抑圧装置。
（付記１１）
コンピュータが、
複数のマイクで収音した時間領域の収音信号をそれぞれ周波数領域の入力信号に変換し、
変換した複数の入力信号のうち抑圧対象の入力信号についての定常雑音モデルを推定し、
前記複数の入力信号の位相差を算出するとともに、前記入力信号及び前記定常雑音モデルを用いて前記入力信号の信号対ノイズ比を算出し、算出した前記信号対ノイズ比に基づいて前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を設定する、
処理を実行することを特徴とする雑音抑圧方法。
（付記１２）
複数のマイクで収音した時間領域の収音信号をそれぞれ周波数領域に入力信号に変換し、
変換した複数の入力信号のうち抑圧対象の入力信号についての定常雑音モデルを推定し、
前記複数の入力信号の位相差を算出するとともに、前記入力信号及び前記定常雑音モデルを用いて前記入力信号の信号対ノイズ比を算出し、算出した前記信号対ノイズ比に基づいて前記入力信号を抑圧する位相差の範囲を設定する、
処理をコンピュータに実行させるための雑音抑圧プログラム。
【符号の説明】
【０１６１】
１  雑音抑圧装置
１０１  信号受付部
１０２  変換部
１０３  定常雑音推定部
１０４  位相差算出部
１０５  状態判定部
１０５Ａ  全帯域ＳＮＲ平均値算出部
１０５Ｂ  低域ＳＮＲ平均値算出部
１０５Ｃ  低ＳＮＲ有声状態判定部
１０６  抑圧範囲設定部
１０６Ａ  抑圧位相差範囲設定部
１０６Ｂ  抑圧ＳＮＲ範囲設定部
１０６Ｃ  検討範囲設定部
１０７  抑圧係数決定部
１０７Ａ  第１の抑圧係数算出部
１０７Ｂ  第２の抑圧係数算出部
１０７Ｃ  抑圧係数確定部
１０８  抑圧信号生成部
１０９  逆変換部
１１０  記憶部
２  マイクアレイ
２Ａ，２Ｂ  マイク
３  スピーカ
５  コンピュータ
５０１  プロセッサ
５０２  主記憶装置
５０３  補助記憶装置
５０４  入力装置
５０５  表示装置
５０６  入出力Ｉ／Ｆ装置
５０７  記憶媒体駆動装置
５０８  通信装置
５１０  バス
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
0006547451.tif 000004
【図１Ｃ】
0006547451.tif 000005
【図２】
0006547451.tif 000006
【図３】
0006547451.tif 000007
【図４Ａ】
0006547451.tif 000008
【図４Ｂ】
0006547451.tif 000009
【図５】
0006547451.tif 000010
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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