(57)【要約】【課題】音声信号処理のシステムおよび方法に、処理された音声信号の向上したノイズリダクションを提供すること。【解決手段】音声信号を処理する方法であって、マイクロフォン信号を取得するために、少なくとも１つのマイクロフォン（１）によって、音響信号を検出することと、デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））を取得するために、該マイクロフォン信号をデジタル化することと、参照ノイズ信号を取得するために、少なくとも１つの音響放出センサ（２）によって、固体伝播のノイズを検出することと、デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））を取得するために、該ノイズ参照信号をデジタル化することと、ノイズ補正されたデジタル音声信号を取得するために、少なくとも１つの該デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））に基づいて、該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））をノイズ補正することと、を含む、方法。【選択図】図２
2008022534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号を処理する方法であって、
マイクロフォン信号を取得するために、少なくとも１つのマイクロフォン（１）によって、音響信号を検出することと、
デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））を取得するために、該マイクロフォン信号をデジタル化することと、
参照ノイズ信号を取得するために、少なくとも１つの音響放出センサ（２）によって、固体伝播のノイズを検出することと、
デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））を取得するために、該ノイズ参照信号をデジタル化することと、
ノイズ補正されたデジタル音声信号
【数１】
2008022534.tif 000026
を取得するために、少なくとも１つの該デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））に基づいて、該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））をノイズ補正することと
を含む、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））の前記ノイズ補正のステップが、
ノイズ推定信号
【数２】
2008022534.tif 000027
を取得するために、線形有限インパルス応答フィルタによって、前記デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））をフィルタリングするステップと、
該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））から、該ノイズ推定信号
【数３】
2008022534.tif 000028
を差し引くステップと
を含む、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、
マイクロフォンノイズ参照信号を取得するために、参照マイクロフォンによりノイズを検出することと、
デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号を取得するために、該マイクロフォンノイズ参照信号をデジタル化することと、
第１の相関値を取得するために、前記デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））と前記デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））との相関を計算することと、
第２の相関値を取得するために、該デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号と該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））との相関を計算することと、
該第１および該第２の相関値を比較することと、
該第１の相関値が、該第２の相関値を超える場合には、ノイズ推定信号
【数４】
2008022534.tif 000029
を取得するために、線形有限インパルス応答フィルタによって、該デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））をフィルタリングすること、
または、該第２の相関値が該第１の相関値を超える場合には、ノイズ推定信号
【数５】
2008022534.tif 000030
を取得するために、線形有限インパルス応答フィルタにより、該デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号をフィルタリングすることと、
該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））から、該ノイズ推定信号
【数６】
2008022534.tif 000031
を差し引くことと
をさらに含む、方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、前記デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））と前記デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））とのコヒーレンスの平方された大きさが、前記第１の相関値を取得するために計算され、前記デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号と該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））とのコヒーレンスの平方された大きさが、前記第２の相関値を取得されるために計算される、方法。
【請求項５】
請求項２〜４の内の１項に記載の方法であって、前記線形有限インパルス応答フィルタのフィルタ係数
【数７】
2008022534.tif 000032
が、特に、正規平均最小二乗アルゴリズムまたは帰納的最小二乗アルゴリズムによって、適合される、方法。
【請求項６】
請求項１〜５の内の１項に記載の方法であって、前記固体伝播ノイズは、前記少なくとも１つのマイクロフォン（１）のハウジングに設置された１つの音響放出センサ（２）により検出される、方法。
【請求項７】
請求項１〜５の内の１項に記載の方法であって、前記固体伝播ノイズは、前記マイクロフォン（１）の外側に設置された少なくとも２つの音響放出センサ（２）により検出される、方法。
【請求項８】
請求項１〜７の内の１項に記載の方法であって、前記デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））は、少なくとも１つの指向性マイクロフォンを備える少なくとも１つのマイクロフォンアレイにより取得される、方法。
【請求項９】
請求項１〜８の内の１項に記載の方法であって、ノイズ抑圧フィルタリングの手段（５）により、前記ノイズ補正された信号
【数８】
2008022534.tif 000033
をフィルタリングすることをさらに含む、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、前記ノイズ抑圧フィルタリングの手段（５）はスペクトル除去フィルタを備える、方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０の内の１項に記載の方法であって、前記固体伝播ノイズは、圧電セラミック材料または圧電プラスチック材料、特にフッ化ビニリデン樹脂からなる振動センサ要素を備える少なくとも１つの音響放出センサ（２）により検出される、方法。
【請求項１２】
コンピュータプログラム製品であって、請求項１〜１０の内の１項に記載の前記方法の前記ステップを行うためのコンピュータ実行可能な命令を有する１つ以上のコンピュータ読み取り可能な媒体を備える、製品。
【請求項１３】
信号処理の手段であって、
少なくとも１つのマイクロフォン（１）により取得されたマイクロフォン信号を受信するように、およびデジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））を取得するために、該マイクロフォン信号をデジタル化するように構成され、
および、音響放出センサ（２）により取得されたノイズ参照信号を受信するように、およびデジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））を取得するために、該ノイズ参照信号をデジタル化するように構成された、入力手段と、
ノイズ補正された信号
【数９】
2008022534.tif 000034
を取得するために、該デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））に基づいて、該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））にフィルタをかけるように構成された、ノイズ補正フィルタリングの手段（３）と
を含む、手段。
【請求項１４】
請求項１３に記載の信号処理の手段であって、前記ノイズ補正フィルタリングの手段（３）は、適応性のあるフィルタ係数
【数１０】
2008022534.tif 000035
を有する線形有限インパルス応答フィルタ（２１）を備える、手段。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の信号処理の手段であって、前記ノイズ補正された信号
【数１１】
2008022534.tif 000036
にフィルタをかけるように構成された、ノイズ抑圧フィルタリングの手段（４）、特にスペクトル除去フィルタをさらに備える、手段。
【請求項１６】
ハンズフリーセットであって、
音響信号を検出するように、および該検出された音響信号に基づいて、マイクロフォン信号を取得するように構成された、少なくとも１つのマイクロフォン（１）と、
固体伝播ノイズを検出するように、および該検出された固体伝播ノイズに基づいて、ノイズ参照信号を取得するように構成された、少なくとも１つの音響放出センサ（２）と、
該取得されたマイクロフォン信号からデジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））を生成するように、および該取得されたノイズ参照信号からデジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））を生成するように、構成されたＡ／Ｄ変換の手段と、
ノイズ補正された信号
【数１２】
2008022534.tif 000037
を取得するために、該デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））に基づいて、該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））にフィルタをかけるように構成された、ノイズ補正フィルタリングの手段（３）と
を備える、セット。
【請求項１７】
車両通信システムであって、請求項１４または１５に記載の信号処理の手段、あるいは請求項１６に記載のハンズフリーセットを備える、システム。
【請求項１８】
請求項１６に記載のハンズフリーセットを備える車両通信システムであって、
ノイズを検出するように、および検出された該ノイズに基づいてマイクロフォンノイズ参照信号を取得するように、構成された参照マイクロフォン、
をさらに備え、
前記Ａ／Ｄ変換の手段は、取得された該マイクロフォンノイズ参照信号から、デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号を生成するように構成されており、
前記デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））と前記デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））との第１の相関値を計算するように、および該デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号と該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））との第２の相関値を計算するように構成された、計算ユニットと、
ノイズ補正された信号
【数１３】
2008022534.tif 000038
を取得するために、該デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））に基づいて、または該第１および／または第２の相関値に依存する該デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号に基づいて、ノイズ補正フィルタリングの手段（３）に、該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））にフィルタをかけさせるように構成された制御の手段と
をさらに備える、システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の車両通信システムであって、前記計算ユニットは、前記デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））と前記デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））とのコヒーレンスの平方された大きさを、前記第１の相関値として計算するように構成され、前記デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号と該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））とのコヒーレンスの平方された大きさを、前記第２の相関値として計算するように構成される、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声信号、特に、通信システムにおけるスピーチ信号の質の向上のための音声信号処理に関連している。特に、本発明は、ハンズフリーシステムにおけるノイズのリダクションに関連している。
【背景技術】
【０００２】
２つのパーティの、音声信号、特にスピーチ信号を相互送信および相互受信する双方向スピーチ通信は、しばしば、バックグラウンドノイズによる音声信号の質の劣化に苦しむ。騒々しい環境におけるバックグラウンドノイズは、音声会話の質および理解度に深刻に影響し得、最悪の場合には通信の完全なる機能停止へ導き得る。
【０００３】
騒々しい環境におけるバックグラウンドノイズに苦しむスピーチ通信の顕著な一例は、車両内のハンズフリーの音声通信である。必然的に、いくつかのノイズリダクション（ｎｏｉｓｅ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）が、送信されるスピーチ信号の理解度を向上させるために使用される必要がある。本車両通信システムは、車両の外側の遠端にいる離れた加入者とのハンズフリー電話を可能にするだけでなく、キャビン内（ｉｎｔｅｒ−ｃａｂｉｎ）通信をも可能にする。前部座席および後部座席の乗客に提供されるマイクロフォンおよび拡声器は、特に、高速道路上を高速で走行中にバックグラウンドノイズが増加する場合に、より良い音響的理解を可能にする。
【０００４】
技術的には、スペクトル除去を使用する単一チャンネルのノイズリダクション方法が周知である。しかしながら、これらの方法は、（ほぼ）静止したノイズ摂動および明確なＳ／Ｎ比の距離に限定される。処理されたスピーチ信号は、これらの方法に従う摂動が除去されず、むしろノイズにより影響されるスペクトル成分が減衰されるため、歪められる。従って、スピーチ信号の理解度は、通常、十分には向上しない。
【０００５】
離れた会話スピーチの取得において信号の質を向上させる別の方法は、例えば、非特許文献１に記載される多チャンネルシステム、すなわちマイクロフォンアレイの利用である。
【０００６】
現在の多チャンネルシステムは、いわゆる「一般サイドローブキャンセラ（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｓｉｄｅｌｏｂｅ  Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ）」（ＧＳＣ）（例えば、非特許文献２を参照されたい）を通常利用する。ＧＳＣは、２つの信号処理経路：ブロッキングマトリックス（ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｍａｔｒｉｘ）および適応性のあるノイズキャンセルの手段を有する、下部の適応経路と、固定式のビームフォーマを有する、上部の非適応経路とで構成される。
【０００７】
固定式のビームフォーマは、例えば、時間遅延補正によって予備処理をされた信号を、固定されたビームパターンを使用して向上させる。適応性のある処理方法は、システム動作中のフィルタ係数のような処理パラメータを永久的に適合することにより特徴付けられる。ＧＳＣの下部の信号処理経路は、固定式のビームフォーマのアウトプット信号の残余ノイズを差し引くために用いられるノイズ参照信号を生成するために最適化される。
【０００８】
しかしながら、車両の客席における多チャンネルシステムの適用、特に複数のマイクロフォンまたはマイクロフォンアレイの設置は、空間の制約および費用の考慮により制限される。
【０００９】
代替的なアプローチに従うと、エコー補正のようなノイズ補正が使用され得る。車両通信システムにおいては、拡声器によって放出され、それゆえ再びマイクロフォンにより受信される離れた加入者の信号の抑圧は、そうでもしないと不快なエコーが音声会話の質および理解度に深刻に影響可能であるため、特に重要である。線形または非線形の適応性のあるフィルタリングの手段によって、音響のフィードバックの複製が合成され、補正信号が拡声器の受信信号から取得される。この補正信号は、結果として生じる、離れた加入者へ送達されるべき信号を生成するマイクロフォンから差し引かれる。
【００１０】
スピーチ信号処理におけるノイズリダクションのコンテキストにおいては、１つが、摂動されたスピーチ信号、すなわち初期の信号と、初期の信号において摂動と相関し、所望の信号を（ほとんど）部分的にも含まない参照信号とを区別する。車両通信システムにおいては、エコー補正に使用されるエンジン速度信号または拡声器信号が、参照信号として使用され得る。このことは、初期の信号の摂動は、適応性のあるフィルタリングにより参照信号から推定され得る。推定された摂動は、ノイズ低減された所望の信号を取得するために、引き続いて、摂動されたスピーチ信号から差し引かれる。
【００１１】
しかしながら、広帯域のノイズ補正にとって、参照信号は初期の信号の源に近接して検出される必要がある。初期の信号の源に近接するために、ノイズ補正処理の後に取得され得る音声信号の好ましくない歪みおよび減衰という結果を生じる所望の信号の一部を必ず検出する付加的な（参照）マイクロフォンによりなされ得る。
【非特許文献１】Ｂｒａｎｄｓｔｅｉｎ，ＭおよびＷａｒｄ，Ｄ編「Ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ  Ａｒｒａｙｓ：  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」，２００１年，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，Ｂｅｒｌｉｎ
【非特許文献２】Ｇｒｉｆｆｉｔｈｓ，Ｌ．Ｊ．およびＪｉｍ，Ｃ．Ｗ．「Ａｎ  ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ  ａｐｐｒｏａｃｈ  ｔｏ  ｌｉｎｅａｒｌｙ  ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ  ａｄａｐｔｉｖｅ  ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ」ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ａｎｔｅｎｎａｓ  ａｎｄ  Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ，１９８２年，第３０巻，ｐ．２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
最近の開発および改良にもかかわらず、スピーチ信号処理、特に、ハンズフリー通信における効果的なノイズリダクションは、いまだ重要な挑戦である。それゆえに、上記の弱点を克服することと、音声信号処理のシステムおよび方法に、処理された音声信号の向上したノイズリダクションを提供することが、本発明に内在する課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、さらに、以下の手段を提供する。
【００１４】
（項目１）  音声信号を処理する方法であって、
マイクロフォン信号を取得するために、少なくとも１つのマイクロフォン（１）によって、音響信号を検出することと、
デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））を取得するために、該マイクロフォン信号をデジタル化することと、
参照ノイズ信号を取得するために、少なくとも１つの音響放出センサ（２）によって、固体伝播のノイズを検出することと、
デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））を取得するために、該ノイズ参照信号をデジタル化することと、
ノイズ補正されたデジタル音声信号
【００１５】
【数１４】
2008022534.tif 000003
を取得するために、少なくとも１つの該デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））に基づいて、該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））をノイズ補正することと
を含む、方法。
【００１６】
（項目２）  項目１に記載の方法であって、上記デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））の上記ノイズ補正のステップが、
ノイズ推定信号
【００１７】
【数１５】
2008022534.tif 000004
を取得するために、線形有限インパルス応答フィルタによって、上記デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））をフィルタリングするステップと、
該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））から、該ノイズ推定信号
【００１８】
【数１６】
2008022534.tif 000005
を差し引くステップと
を含む、方法。
【００１９】
（項目３）  項目１に記載の方法であって、
マイクロフォンノイズ参照信号を取得するために、参照マイクロフォンによりノイズを検出することと、
デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号を取得するために、該マイクロフォンノイズ参照信号をデジタル化することと、
第１の相関値を取得するために、上記デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））と上記デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））との相関を計算することと、
第２の相関値を取得するために、該デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号と該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））との相関を計算することと、
該第１および該第２の相関値を比較することと、
該第１の相関値が、該第２の相関値を超える場合には、ノイズ推定信号
【００２０】
【数１７】
2008022534.tif 000006
を取得するために、線形有限インパルス応答フィルタによって、該デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））をフィルタリングすること、
または、該第２の相関値が該第１の相関値を超える場合には、ノイズ推定信号
【００２１】
【数１８】
2008022534.tif 000007
を取得するために、線形有限インパルス応答フィルタにより、該デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号をフィルタリングすることと、
該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））から、該ノイズ推定信号
【００２２】
【数１９】
2008022534.tif 000008
を差し引くことと
をさらに含む、方法。
【００２３】
（項目４）  項目３に記載の方法であって、上記デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））と上記デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））とのコヒーレンスの平方された大きさが、上記第１の相関値を取得するために計算され、上記デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号と該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））とのコヒーレンスの平方された大きさが、上記第２の相関値を取得されるために計算される、方法。
【００２４】
（項目５）  項目２〜４の内の１項に記載の方法であって、上記線形有限インパルス応答フィルタのフィルタ係数
【００２５】
【数２０】
2008022534.tif 000009
が、特に、正規平均最小二乗アルゴリズムまたは帰納的最小二乗アルゴリズムによって、適合される、方法。
【００２６】
（項目６）  項目１〜５の内の１項に記載の方法であって、上記固体伝播ノイズは、上記少なくとも１つのマイクロフォン（１）のハウジングに設置された１つの音響放出センサ（２）により検出される、方法。
【００２７】
（項目７）  項目１〜５の内の１項に記載の方法であって、上記固体伝播ノイズは、上記マイクロフォン（１）の外側に設置された少なくとも２つの音響放出センサ（２）により検出される、方法。
【００２８】
（項目８）  項目１〜７の内の１項に記載の方法であって、上記デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））は、少なくとも１つの指向性マイクロフォンを備える少なくとも１つのマイクロフォンアレイにより取得される、方法。
【００２９】
（項目９）  項目１〜８の内の１項に記載の方法であって、ノイズ抑圧フィルタリングの手段（５）により、上記ノイズ補正された信号
【００３０】
【数２１】
2008022534.tif 000010
をフィルタリングすることをさらに含む、方法。
【００３１】
（項目１０）  項目９に記載の方法であって、上記ノイズ抑圧フィルタリングの手段（５）はスペクトル除去フィルタを備える、方法。
【００３２】
（項目１１）  項目１〜１０の内の１項に記載の方法であって、上記固体伝播ノイズは、圧電セラミック材料または圧電プラスチック材料、特にフッ化ビニリデン樹脂からなる振動センサ要素を備える少なくとも１つの音響放出センサ（２）により検出される、方法。
【００３３】
（項目１２）  コンピュータプログラム製品であって、項目１〜１０の内の１項に記載の上記方法の上記ステップを行うためのコンピュータ実行可能な命令を有する１つ以上のコンピュータ読み取り可能な媒体を備える、製品。
【００３４】
（項目１３）  信号処理の手段であって、
少なくとも１つのマイクロフォン（１）により取得されたマイクロフォン信号を受信するように、およびデジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））を取得するために、該マイクロフォン信号をデジタル化するように構成され、
および、音響放出センサ（２）により取得されたノイズ参照信号を受信するように、およびデジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））を取得するために、該ノイズ参照信号をデジタル化するように構成された、入力手段と、
ノイズ補正された信号
【００３５】
【数２２】
2008022534.tif 000011
を取得するために、該デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））に基づいて、該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））にフィルタをかけるように構成された、ノイズ補正フィルタリングの手段（３）と
を含む、手段。
【００３６】
（項目１４）  項目１３に記載の信号処理の手段であって、上記ノイズ補正フィルタリングの手段（３）は、適応性のあるフィルタ係数
【００３７】
【数２３】
2008022534.tif 000012
を有する線形有限インパルス応答フィルタ（２１）を備える、手段。
【００３８】
（項目１５）  項目１３または１４に記載の信号処理の手段であって、上記ノイズ補正された信号
【００３９】
【数２４】
2008022534.tif 000013
にフィルタをかけるように構成された、ノイズ抑圧フィルタリングの手段（４）、特にスペクトル除去フィルタをさらに備える、手段。
【００４０】
（項目１６）  ハンズフリーセットであって、
音響信号を検出するように、および該検出された音響信号に基づいて、マイクロフォン信号を取得するように構成された、少なくとも１つのマイクロフォン（１）と、
固体伝播ノイズを検出するように、および該検出された固体伝播ノイズに基づいて、ノイズ参照信号を取得するように構成された、少なくとも１つの音響放出センサ（２）と、
該取得されたマイクロフォン信号からデジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））を生成するように、および該取得されたノイズ参照信号からデジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））を生成するように、構成されたＡ／Ｄ変換の手段と、
ノイズ補正された信号
【００４１】
【数２５】
2008022534.tif 000014
を取得するために、該デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））に基づいて、該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））にフィルタをかけるように構成された、ノイズ補正フィルタリングの手段（３）と
を備える、セット。
【００４２】
（項目１７）  車両通信システムであって、項目１４または１５に記載の信号処理の手段、あるいは項目１６に記載のハンズフリーセットを備える、システム。
【００４３】
（項目１８）  項目１６に記載のハンズフリーセットを備える車両通信システムであって、
ノイズを検出するように、および検出された該ノイズに基づいてマイクロフォンノイズ参照信号を取得するように、構成された参照マイクロフォン、
をさらに備え、
上記Ａ／Ｄ変換の手段は、取得された該マイクロフォンノイズ参照信号から、デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号を生成するように構成されており、
上記デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））と上記デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））との第１の相関値を計算するように、および該デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号と該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））との第２の相関値を計算するように構成された、計算ユニットと、
ノイズ補正された信号
【００４４】
【数２６】
2008022534.tif 000015
を取得するために、該デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））に基づいて、または該第１および／または第２の相関値に依存する該デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号に基づいて、ノイズ補正フィルタリングの手段（３）に、該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））にフィルタをかけさせるように構成された制御の手段と
をさらに備える、システム。
【００４５】
（項目１９）  項目１８に記載の車両通信システムであって、上記計算ユニットは、上記デジタル化されたノイズ参照信号（ｘ（ｎ））と上記デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））とのコヒーレンスの平方された大きさを、上記第１の相関値として計算するように構成され、上記デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号と該デジタル化されたマイクロフォン信号（ｙ（ｎ））とのコヒーレンスの平方された大きさを、上記第２の相関値として計算するように構成される、システム。
【００４６】
（摘要）
本発明は、音声信号を処理するための方法に関連しており、該方法は、マイクロフォン信号を取得するために、少なくとも１つのマイクロフォンにより音響信号を検出することと；ノイズ参照信号を取得するために、少なくとも１つの音響放出センサによって固体伝播ノイズを検出することと；ノイズ補正された信号を取得するために、少なくとも１つのノイズ参照信号に基づいて、デジタル化されたマイクロフォン信号のノイズ補正を行うこととを含む。本発明はまた、ハンズフリーセットにも関連しており、該セットは、マイクロフォン信号を生成するように構成された少なくとも１つのマイクロフォンと；ノイズ参照信号を生成するように構成された少なくとも１つの音響放出センサと；ノイズ補正された信号を取得するために、ノイズ参照信号に基づいて、デジタル化されたマイクロフォン信号にフィルタをかけるように構成されたノイズ補正フィルタリングの手段と、を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
上述した課題は、項目１に記載のノイズリダクションのための音声信号処理の方法、および項目１３に記載の処理された音声信号の質をエンハンスするように構成された信号処理の手段により解決される。
【００４８】
項目１に従って、低減されたノイズのアウトプット音声信号を取得するための、音声信号処理の方法が提供され、該方法は、
マイクロフォン信号を取得するために、少なくとも１つのマイクロフォンによって音響音声信号を検出するステップと、
デジタル化されたマイクロフォン信号を取得するために、マイクロフォン信号をデジタル化するステップと、
参照ノイズ信号を取得するために、少なくとも１つの音響放出センサ（ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｓｅｎｓｏｒ）によって、固体伝播（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ−ｂｏｒｎｅ）ノイズを検出するステップと、
デジタル化されたノイズ参照信号を取得するために、ノイズ参照信号をデジタル化するステップと、
ノイズ補正されたデジタル音声信号を取得するために、少なくとも１つのデジタル化されたノイズ参照信号に基づいて、デジタル化されたマイクロフォン信号をノイズ補正するステップと
を含む。
【００４９】
デジタル化されたマイクロフォン信号は、検出された音声信号から生成されるデジタル化された音声信号を表している。音響放出センサは、センサが据え付けられる本体の振動（固体伝播ノイズ）を検出する振動センサである。音響放出センサは、低周波レジームにおいて、最大数百Ｈｚの範囲にわたる、特に効果的な振動を検出する。
【００５０】
多種多様の音響放出センサは、技術的に既知であり、本発明の目的に適している。例えば、プラスチックフィルム、特にフッ化ビニリデン樹脂、または圧電セラミック材料からなる音響放出センサは、固体伝播ノイズ／音（衝撃音）を検出するために使用され得る。音響放出センサは、弾性力下で、かつ本体の表面に接する検出ピンを含み得る。本体を介して伝わる音波は、デジタル化され得、デジタルノイズ参照信号として使用され得るセンサ信号を取得するための電位差として処理され得る、センサにおける電荷の差を、検出ピンを経由して生成する。さらに圧電ファイバに基づくアクティブファイバ合成素子（ａｃｔｉｖｅ  ｆｉｂｅｒ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）が使用され得る。
【００５１】
デジタル化されたマイクロフォン信号は、デジタル化されたノイズ参照信号に基づくノイズ補正のためにフィルタがかけられる。例えば、デジタル化されたノイズ参照信号は、デジタル化されたマイクロフォン信号から直接に、または好ましくは、幾つかのさらなる処理の後に、差し引かれ得る。さらなる処理は、デジタル化されたノイズ参照信号の時間および／または周波数における平滑化を含み得る。ノイズ補正は時間または周波数領域において行われ得る。後者の場合には、デジタル化されたマイクロフォン信号およびデジタル化されたノイズ参照信号は共に、周波数領域において、例えば高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によって、フーリエ変換される。
【００５２】
１つ以上の音響放出センサは、音声信号のノイズ補正フィルタリングに使用され得るノイズ参照信号を生成する、効果的で比較的安価な方法を提供する。音響放出センサのアウトプットは、処理されるべき音声信号の摂動成分を推定するために使用され得る。推定された摂動成分は、質の高いＳ／Ｎ比（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ）を有する音声信号を取得するために、デジタル化されたマイクロフォン信号から差し引かれ得る。スピーチ信号の理解度は、ノンボーカルの（ｎｏｎ−ｖｏｃａｌ）摂動がデジタル化されたマイクロフォン信号から差し引かれるので、本発明の方法により十分にエンハンスされる。話者により使用されるマイクロフォンのとても近くに配置されたときでさえ、音響放出センサは主としてノイズを検出し、そして取得されたノイズ参照信号はスピーチ信号のいかなる寄与からもほぼ自由であることにも、注意すべきである。
【００５３】
特に、デジタル化されたマイクロフォン信号のノイズ補正を行うステップは、ノイズ推定信号
【００５４】
【数２７】
2008022534.tif 000016
を取得するために、線形有限インパルス応答フィルタによって、（ｎ）倍のデジタル化されたノイズ参照信号（ｎは離散時間指数（ｄｉｓｃｒｅｔｅ  ｔｉｍｅ  ｉｎｄｅｘを示す）にフィルタをかけることと、デジタル化されたマイクロフォン信号からノイズ推定信号を差し引くことと、を含み得る。線形有限インパルス応答フィルタは、マイクロフォンにより検出されたノイズを推定するために使用される。
【００５５】
【数２８】
2008022534.tif 000017
Ｎ番目のフィルタ係数
【００５６】
【数２９】
2008022534.tif 000018
は、インパルス応答をモデル化するために連続的に適合される。フィルタ係数の適合は、例えば、正規平均最小二乗（ＮＬＭＡ）アルゴリズム、または帰納的最小二乗（ＲＬＳ）アルゴリズムにより行われ得る。双方のアルゴリズムは、ロバストであると証明され、コンピュータ資源の必要以上の要求なしに適用され得る。
【００５７】
上記された本発明の方法の例は、ノイズ摂動を検出すること、および上述されたノイズ参照信号に加えて、このマイクロフォンノイズ参照信号を使用するように適合された付加的な参照マイクロフォンによる、別のノイズ参照信号の取得と組み合わせられ得る。例えば、質の高いデジタル音声信号を取得するために、デジタル化されたマイクロフォン信号のノイズ補正のための２つの参照信号のうちの１つの、事前に設定された基準に依存して。
【００５８】
付加的な参照マイクロフォンは、音響信号を検出するために使用される、ノイズが低減されるべきデジタル化されたマイクロフォン信号を取得するためのマイクロフォンと区別するために、本明細書を通して「参照」マイクロフォンと表される。参照マイクロフォンは、特に、低周波数範囲（２００Ｈｚ以下）における、エンハンスされた感受性により特徴付けられ得る。スピーチ信号の理解度に最も関連性のある周波数範囲（すなわち２００〜３５００Ｈｚ）において、特に非感受性であり得る。
【００５９】
従って、一例に従って、音声信号を処理する方法は、
マイクロフォンノイズ参照信号を取得するために、参照マイクロフォンによりノイズを検出することと、
デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号を取得するために、マイクロフォンノイズ参照信号をデジタル化することと、
第１の相関値（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  ｖａｌｕｅ）を取得するために、デジタル化されたノイズ参照信号と、デジタル化されたマイクロフォン信号との相関を計算することと、
第２の相関値を取得するために、デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号と、デジタル化されたマイクロフォン信号との相関を計算することと、
第１の相関値と第２の相関値とを比較することと、
および、第１の相関値が、第２の相関値を超える場合には、線形有限インパルス応答フィルタによって、デジタル化されたノイズ参照信号をフィルタリングすること、
または、第２の相関値が第１の相関値を超える場合には、線形有限インパルス応答フィルタによって、デジタル化されたノイズ参照信号をフィルタリングすることと、
および、デジタル化されたマイクロフォン信号からノイズ推定信号を差し引くことと
を、含む。
【００６０】
音声信号のノイズ補正フィルタリングの有効性は、推定されたノイズ成分と、フィルタされるべきで、実際のノイズ成分を含む音声信号との相関に決定的に依存しているので、この相関をテストすることは、マイクロフォンノイズ参照信号、または音響放出センサによって取得されたノイズ参照信号のいずれかに基づくノイズ補正の合理的な決定を可能にさせる。
【００６１】
代替的なアプローチにおいては、マイクロフォンノイズ参照信号は、マイクロフォンノイズ参照信号とデジタル化されたマイクロフォン信号との相関が、予め決定されたしきい値を超える場合においてのみ、ノイズ推定信号の取得のために使用され得る。この場合において、相関が、この予め決定されたしきい値より下がる場合においてのみ、ノイズ推定信号は音響放出センサによって取得されたノイズ参照信号を用いて生成されることが好ましくあり得る。
【００６２】
上記の相関は、例えば、各々、デジタル化されたノイズ参照信号とデジタル化されたマイクロフォン信号とのコヒーレンス（ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ）の平方された大きさおよび、デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号とデジタル化されたマイクロフォン信号とのコヒーレンスの形式で計算される。コヒーレンスの平方された大きさは、考慮される相関の計測にとくに有用であると証明されており、以下で定義される。
【００６３】
２つの信号ａ（ｎ）およびｂ（ｎ）に対する、クロスパワー密度スペクトルをＡ＊（ω）Ｂ（ω）とし、ここでＡ（ω）およびＢ（ω）は、各々、ａおよびｂのフーリエスペクトルであり、ωは、周波数空間における周波数座標で、アステリスクは複素共役を表す。コヒーレンスは、クロスパワー密度スペクトルと自己相関パワー密度スペクトルの幾何平均との比により与えられる。従って、ａ（ｎ）およびｂ（ｎ）のコヒーレンスの平方された大きさは、以下によって計算される。
【００６４】
【数３０】
2008022534.tif 000019
コヒーレンスは、２つの信号の線形汎関数の相互依存を説明する。信号が完全に不相関である場合には、コヒーレンスは０である。線形のノイズ補正フィルタリング手段により理論的に入手可能な、最大のノイズ補正は、周波数領域において、１−Ｃａｂ（ω）により与えられる。これはコヒーレンスが約０．９において、約１０ｄＢのノイズダンピングと言い換えられる。
【００６５】
本明細書で開示された方法の上記の例においては、固体伝播ノイズは、少なくとも１つのマイクロフォンのハウジング（ｈｏｕｓｉｎｇ）に設置された１つの音響放出センサによって、特に各々のマイクロフォンそれぞれのハウジングに設置された１つの音響放出センサによって、検出され得る。マイクロフォンのハウジングに音響放出センサを組み入れることは、マイクロフォンの他に付加的なセンサを提供される必要がないので、実際的でコスト削減の、センサ提供する方法を表す。マイクロフォンに近接していることによる、特別に信頼性のあるノイズ参照信号は、マイクロフォンのハウジングに設置されたこのようなセンサにより生成され得る。
【００６６】
あるいは、固体伝播ノイズが、マイクロフォンの外側に設置された、例えば、客室のさらに外側、すなわち車両のエンジンに据え付けられた、少なくとも２つの音響放出センサによって検出され得る。多くのロケーションが、音響放出センサの位置に適していると考えられ得、実際の自動車の設計モデルに従い、特に、設置された車両通信システムに依存して選択され得る。
【００６７】
少なくとも１つのマイクロフォンによって取得された、デジタル化されたマイクロフォン信号は、特に、少なくとも１つの指向性（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）マイクロフォンを備えるマイクロフォンアレイにより取得され得る。指向性マイクロフォンの使用は、本発明の方法に従って処理された、音声信号の質、および、特にスピーチ信号の理解度をさらに向上させることが可能である。上記のデジタル化されたマイクロフォン信号は、例えば、技術的に公知の、遅延和型（ｄｅｌａｙ−ａｎｄ−ｓｕｍ）ビームフォーマ（ｂｅａｍｆｏｒｍｅｒ）により取得されたビーム形成マイクロフォン信号であり得る。
【００６８】
音声信号のノイズ補正の上記した例の１つにより取得されるノイズ補正された信号は、例えば、スペクトル除去フィルタのような、ノイズ抑圧フィルタリングの手段によりフィルタリングすることをさらに対象にする。ノイズ補正された信号のＳ／Ｎ比が、未処理のマイクロフォン信号と比較すると、大きくエンハンスされているので、ノイズ抑圧フィルタリングは、所望の信号の信号ひずみ（ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）を、公知技術よりも少なくさせる。信号処理は、エコー補正および／またはノイズ補正された信号の等化により、さらにサプリメントされ得る。
【００６９】
本発明はまた、音声信号を処理する方法の上記した例の１つに従う方法のステップを行うためのコンピュータ上で実行可能な命令を有する、１つ以上のコンピュータ読み取り可能な媒体を含む、コンピュータプログラム製品を提供する。
【００７０】
上記された課題はまた、提供する信号処理の手段により解決され、該手段は、
少なくとも１つのマイクロフォンにより取得されたマイクロフォン信号を受信するように、およびデジタル化されたマイクロフォン信号を取得するために、マイクロフォン信号をデジタル化するように構成された入力の手段と
また、音響放出センサにより取得されたノイズ参照信号を受信するように、およびデジタル化されたノイズ参照信号を取得するために、ノイズ参照信号をデジタル化するように構成された入力の手段と、
ノイズ補正された信号を取得するために、デジタル化されたノイズ参照信号に基づいて、デジタル化されたマイクロフォン信号にフィルタをかけるように構成された、ノイズ補正フィルタリングの手段と
を、含む。
【００７１】
詳細には、ノイズ補正フィルタリングの手段は、上記したように、デジタル化されたマイクロフォン信号から推定されるノイズを差し引くことにより動作する、すなわち、特にノイズ推定信号がデジタル化されたノイズ参照信号から取得され得、デジタル化されたマイクロフォン信号から差し引かれる。
【００７２】
実施形態に従う、ノイズ補正フィルタリングの手段は、適応性のあるフィルタ係数を有する線形有限インパルス応答フィルタを含む。さらに、信号処理の手段は、ノイズ補正された信号にフィルタをかけるように構成されたノイズ抑圧フィルタリングの手段を、さらに含み得る。例に従うと、ノイズ抑圧フィルタリングの手段は、スペクトル除去フィルタである。
【００７３】
本発明はまた、ハンズフリー（ｈａｎｄｓ−ｆｒｅｅ）セットを提供し、該セットは、
音響信号を検出するように、および検出された音響信号に基づいてアナログマイクロフォン信号を取得するように構成された、少なくとも１つのマイクロフォンと、
固体伝播ノイズを検出するように、および検出された固体伝播ノイズに基づいてアナログノイズ参照信号を取得するように構成された、少なくとも１つの音響放出センサと、
取得されたマイクロフォン信号から、デジタル化されたマイクロフォン信号を生成するように、および取得されたノイズ参照信号から、デジタル化されたノイズ参照信号を生成するように、構成されたＡ／Ｄ（アナログからデジタルへの）変換の手段と、
ノイズ補正された信号を取得するために、デジタル化されたノイズ参照信号に基づく、デジタル化されたマイクロフォン信号にフィルタをかけるように構成されたノイズ補正フィルタリングの手段と
を、含む。
【００７４】
ノイズ補正の手段は、上記したように、デジタル化されたマイクロフォン信号から、推定されたノイズを差し引くことにより動作する。ノイズ補正のためのノイズ参照信号を生成する目的で、１つ以上の音響放出センサを準備することは、通常はノイズの摂動を受けるハンズフリー電話のコンテキストにおいて、特に有用である。ハンズフリーセットは、特に車両通信システムの一部であり得る。上記したような信号処理の手段またはハンズフリーセットを備える車両通信システムは、エンハンスされた質の処理された音声信号およびエンハンスされたスピーチ信号の理解度を提供する。
【００７５】
実施形態に従って、本発明に従う車両通信システムは、上記のハンズフリーセットを含み得、
ノイズを検出するように、および検出されたノイズに基づいてマイクロフォンノイズ参照信号を取得するように、構成された参照マイクロフォンを備え得、
ハンズフリーセットのＡ／Ｄ変換の手段は、取得されたアナログマイクロフォンノイズ参照信号から、デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号を生成するように構成されており、
デジタル化されたノイズ参照信号とデジタル化されたマイクロフォン信号との第１の相関値を計算するように、およびデジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号とデジタル化されたマイクロフォン信号との第２の相関値を計算するように構成された計算ユニットと、
ノイズ補正された信号を取得するために、デジタル化されたノイズ参照信号に基づいて、または、第１および／または第２の相関値に依存する、デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号に基づいて、ノイズ補正フィルタリングの手段に、デジタル化されたマイクロフォン信号にフィルタをかけさせるように構成された、制御の手段と
をさらに含む。
【００７６】
車両通信システムの計算ユニットは、デジタル化されたノイズ参照信号と、デジタル化されたマイクロフォン信号とのコヒーレンスの平方された大きさを、第１の相関値として計算するように、およびデジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号とデジタル化されたマイクロフォン信号とのコヒーレンスの平方された大きさを、第２の相関値として計算するように構成され得る。
【００７７】
図１に示したように、本発明のハンズフリーセットの例は、話者の発声を検出するためのマイクロフォン１および固体伝播のノイズを検出するための音響放出センサ２を備える。考慮されるハンズフリーセットは、例えば自動車のような、車両の客室に設置され得る。マイクロフォン１により検出され、ノイズリダクションの処理をされた、従来技術と比較して高い質の音響信号、特にスピーチ信号を取得することが、本発明の目的である。
【００７８】
本例においては、マイクロフォン１により生成されたマイクロフォン信号が、ノイズ成分ならびに話者の発声を表すスピーチ信号を含むことが仮定される。音響放出センサ２は、検出された固体伝播ノイズに基づいて、固体伝播参照信号を生成する。マイクロフォン信号および固体伝播ノイズ参照信号は共にデジタル化され、ノイズ補正フィルタリングの手段３に入力される。
【００７９】
ノイズ補正フィルタリングの手段３は、線形有限インパルス応答フィルタを含む。原則として、無限インパルス応答フィルタが、代わりに使用され得る。フィードバックブランチ（ｆｅｅｄｂａｃｋ  ｂｒａｎｃｈ）が提供されないので、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタは安定しているのに対し、帰納的無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタは、典型的に、対応するＦＩＲフィルタよりもかなり小さいフィルタ長の仕様の所定のセットを満たす。
【００８０】
本例においては、エコー補正フィルタリングの手段２のフィルタ係数が、ＮＬＭＳ（正規平均最小二乗）アルゴリズムによって適合される。任意の他の適切な適合方法が、代わりに使用され得る（例えば、Ｅ．ＨａｅｎｓｌｅｒおよびＧ．Ｓｃｈｍｉｄｔ著「Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｃｈｏ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ」、Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．２００４年、Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙを参照されたい）。フィルタ係数によって、マイクロフォンが設置された音響ルームの伝達関数（インパルス応答）はモデル化され得る。連続的に適合されるフィルタ係数により、固体伝播ノイズ参照信号をフィルタリングすることによって、現在マイクロフォン信号に存在するノイズ成分のためのノイズ推定信号が取得され得る。ノイズ推定信号は、ノイズ補正された信号を取得するために、デジタル化されたマイクロフォン信号から差し引かれる。このノイズ補正された信号の質は、例えば、技術的に公知のスペクトル除去フィルタのような引き続くノイズ抑圧フィルタリングの手法４により、さらにエンハンスされる。
【００８１】
このようにして取得されるノイズ低減された、デジタル化されたマイクロフォン信号は、続いて、遠隔通信パーティに送信される。遠隔通信パーティは、車両の外側に位置され得る。本発明はまた、例えば、図１に参照として記載されたハンズフリーセットを備える車両通信システムを経由する前部の乗客と後部座席の乗客との間の通信のような同一の車両内部のパーティとのインドア通信に適用可能である。
【００８２】
図２は、本明細書で開示される信号処理の手段の例の動作を、いくつかの詳細について図示している。信号処理の手段が、自動車に設置された通信システムの一部であると仮定されたい。通信システムは、少なくとも１つのマイクロフォンおよび少なくとも１つの拡声器を備える。実際には、少なくとも１つのマイクロフォンおよび少なくとも１つの拡声器が、各々の客席に提供される。
【００８３】
自動車の客室は特定の残響特性を示す音響ルーム１０を表す。客室に設置されたマイクロフォンは、音響信号の形式で音声を検出する。デジタル化されたマイクロフォン信号ｙ（ｎ）は、検出された音響信号から生成される。ここで、引数ｎは離散時間指数を示す。デジタル化されたマイクロフォン信号ｙ（ｎ）は、例えば、自動車の運転手のような乗客の発声によるデジタル化されたスピーチ信号成分ｓ（ｎ）だけでなく、デジタル化されたノイズ成分ｎｙ（ｎ）も含む。
【００８４】
ノイズ成分ｎｙ（ｎ）は、ノイズ源信号ｎ（ｎ）に対応し、音響ルームの音響伝達特性に従うノイズ源信号ｎ（ｎ）の伝達（インパルス応答）の結果として生じる。伝達関数は、時間ｈ（ｎ）＝（ｈ１（ｎ），．．，ｈＮ（ｎ））で離散する線形係数システムにより、近似され得る。本例においては、インパルス応答は、ＮＬＭＳアルゴリズムにより連続的に適合されるＦＩＲフィルタ２１のフィルタ係数
【００８５】
【数３１】
2008022534.tif 000020
による補正フィルタリングの手段においてモデル化される。
【００８６】
デジタル化されたマイクロフォン信号ｙ（ｎ）は、ノイズ補正のための補正フィルタリングの手段２０に入力される。ノイズ補正を満たすことにおいて、デジタルノイズ参照信号ｘ（ｎ）が、デジタル化されたマイクロフォン信号ｙ（ｎ）のノイズ成分ｎｙ（ｎ）と十分に相関する条件であることが、必然的である。本例に従って、ノイズ参照信号ｘ（ｎ）は、マイクロフォンの近傍に設置された音響放出センサによって取得される。
【００８７】
音響放出センサは、例えば、マイクロフォンのハウジングに設置され得る。これらのセンサから組み合わされたノイズ参照信号を取得するために、複数の音響放出センサを設置することも好ましくあり得る。この場合においては、１つ以上のセンサが、客室内および／または自動車のエンジンに配置され得る。デジタルノイズ参照信号ｘ（ｎ）は、複数の音響放出センサの場合には、センサ信号の組み合わせにより取得される。さらに、センサ信号は、デジタルノイズ参照信号ｘ（ｎ）への寄与を制御するために重量因子により重み付けられ得る。
【００８８】
デジタルノイズ参照信号ｘ（ｎ）は、ノイズ推定信号
【００８９】
【数３２】
2008022534.tif 000021
を取得するために、ＦＩＲフィルタ２１によりフィルタされる。ノイズ推定信号
【００９０】
【数３３】
2008022534.tif 000022
は可能な限り、デジタル化されたマイクロフォン信号ｙ（ｎ）のノイズ成分ｎｙ（ｎ）に類似されるべきである。これは、ＦＩＲフィルタ２１のフィルタ係数の適切な適合により達成される。ノイズ推定信号
【００９１】
【数３４】
2008022534.tif 000023
は、ノイズ補正された信号
【００９２】
【数３５】
2008022534.tif 000024
を取得するために、デジタル化されたマイクロフォン信号ｙ（ｎ）から差し引かれる。
【００９３】
発明者により実施された実験は、車両速度約１３０ｋｍ／ｈにおいて、例えば、約５〜１２ｄＢの所望の信号におけるノイズリダクションが、低周波範囲１００〜３００Ｈｚにおいて取得され得ることを示している。
【００９４】
音声信号のノイズ補正の発明された方法の別の例に従って、参照マイクロフォンは、ノイズを検出するために使用される。参照マイクロフォンは、２００Ｈｚ以下の周波数範囲において高い感応性を示す。参照マイクロフォンの仕様は図３に図示される。スピーチ信号は、マイクロフォンにより検出される（参照マイクロフォンと異なり、遠隔通信パーティに送信されるべき所望の信号を取得するために使用される）（３０）。マイクロフォン信号はデジタル化される（３１）。他方で、参照マイクロフォンによって、デジタル化されたマイクロフォンノイズ参照信号が生成される（３２）。
【００９５】
次に、スピーチ信号およびノイズ成分を含むデジタルマイクロフォン信号ｙ（ｎ）と主にノイズを含むデジタルマイクロフォンノイズ参照信号ｘ（ｎ）との間の相関が、決定される（３３）。本例に従って、相関は、デジタルマイクロフォン信号ｙ（ｎ）とデジタルマイクロフォンノイズ参照信号ｘ（ｎ）との間のコヒーレンスの平方された大きさを計算することにより決定される。
【００９６】
【数３６】
2008022534.tif 000025
ここで、Ｘ（ω）およびＹ（ω）は、ｘ（ｎ）およびｙ（ｎ）の離散フーリエスペクトルを示し、アステリスクは複素共役を示す。フーリエ変換は、例えば、Ｃｏｏｌｅｙ−Ｔｕｋｅｙアルゴリズムを使用する高速フーリエ変換により行われる。
【００９７】
ステップ３４においては、コヒーレンスの平方された大きさによって測定される相関が、予め決定されたしきい値、例えば０．８５を超えるかどうかが決定される。満足なノイズリダクションを取得するためには、比較的高い相関が必要である。実際には、ｄＢで測定されるノイズダンピングは、コヒーレンスの平方された大きさに、指数関数的に依存する。しきい値が超えられた場合には、ノイズ推定信号が、ＦＩＲフィルタによって、デジタルマイクロフォン参照信号ｘ（ｎ）から生成される（３５）。続いて、デジタルマイクロフォン信号ｙ（ｎ）のノイズ補正が、図２を参照する記載により実行される。
【００９８】
相関が非常に低い場合には、すなわち、コヒーレンスの平方された大きさが、予め決定されたしきい値以下に落ちる場合には、デジタルノイズ推定信号が、１つ以上の音響放出センサ３６により取得されたノイズ参照信号に基づいて生成される。
【００９９】
あるいは、マイクロフォンノイズ参照信号ｘ（ｎ）および１つ以上の音響放出センサによって取得されたノイズ参照信号が共に、生成され、バッファされる。マイクロフォン信号ｙ（ｎ）およびマイクロフォン参照信号ｘ（ｎ）との間のコヒーレンスの平方された大きさの決定の結果に従って、後者または１つ以上の音響放出センサにより取得されたノイズ参照信号のいずれかが、ノイズ推定信号の生成に使用される。
【０１００】
上記した全ての実施形態は、制限を意図するものではなく、本発明の特性および有利性を図示する例として役立つ。上記した特性のいずれかまたは全てはまた、異なる方法で結合され得ることも理解される。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
本発明の付加的な特性および有利性は図面を参照して記載される。
【図１】図１は、固体伝播ノイズ参照信号に基づいてマイクロフォン信号を処理する、ノイズ補正フィルタリングの手段を含む、本明細書で開示されたハンズフリーセットの例の主要な要素を図示している。
【図２】図２は、本発明に従う、ノイズ補正のための信号処理の手段の例の動作を図示している。
【図３】図３は、マイクロフォン信号とマイクロフォン参照ノイズ信号との間で決定されたコヒーレンスに基づくノイズ推定信号の生成を含む、ノイズ補正方法のステップを図示するフローチャートを示している。
【符号の説明】
【０１０２】
１  マイクロフォン
２  音響放出センサ
３  ノイズ補正フィルタリングの手段
４、５  ノイズ抑圧フィルタリングの手段
１０  音響ルーム
２０  ノイズ補正のための補正フィルタリングの手段
２１  線形有限インパルス応答フィルタ
【図１】
2008022534.tif 000039
【図２】
2008022534.tif 000040
【図３】
2008022534.tif 000041