(57)【要約】【課題】例えばマイクロフォンに物体がぶつかった場合や息が直接掛かった場合に生じる突発的な雑音を、複雑な処理を要することなく確実に除去もしくは大幅に低減できるようにする。【解決手段】３以上の入力部１０，２０，３０によって入力された３以上の音声信号に基づいて、一の出力音声信号を生成して出力する出力制御部４２ａと、３以上の音声信号を比較し、３以上の音声信号間に差が生じた場合、３以上の音声信号間における多数決により少数派の音声信号の多数派の音声信号に対する差異をノイズとして検出するノイズ検出部４１ａとをそなえ、出力制御部４２ａは、ノイズ検出部４１ａによってノイズが検出されたときは、ノイズが含まれる音声信号の出力音声信号の生成に対する寄与率を低減または零にする。【選択図】図１
2008301236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号を入力する３以上の入力部と、
該３以上の入力部によって入力された３以上の音声信号に基づいて、一の出力音声信号を生成して出力する出力制御部と、
該３以上の入力部によって入力された該３以上の音声信号を比較し、該３以上の音声信号間に差が生じた場合、該３以上の音声信号間における多数決により少数派の音声信号の多数派の音声信号に対する差異をノイズとして検出するノイズ検出部とをそなえ、
該出力制御部は、該ノイズ検出部によってノイズが検出されたときは、ノイズが含まれる該音声信号の該出力音声信号の生成に対する寄与率を低減または零にすることを特徴とする、音声信号処理装置。
【請求項２】
音声信号を入力する複数の入力部と、
該複数の入力部によって入力された複数の音声信号に基づいて、一の出力音声信号を生成して出力する出力制御部と、
該複数の音声信号において信号レベルが閾値を超えた部分をノイズとして検出するノイズ検出部とをそなえ、
該出力制御部は、該ノイズ検出部によってノイズが検出されたときは、ノイズが含まれる該音声信号の該出力音声信号の生成に対する寄与率を低減または零にすることを特徴とする、音声信号処理装置。
【請求項３】
該出力制御部は、該ノイズ検出部によってノイズが検出されなければ各音声信号を所定の割合で結合することにより該出力音声信号を生成して出力する一方、該ノイズ検出部によってノイズが検出されると、当該ノイズを検出された音声信号の該割合を低減することを特徴とする、請求項１または請求項２記載の音声信号処理装置。
【請求項４】
該出力制御部は、該ノイズ検出部によってノイズが検出されなければ複数の該音声信号の平均値を該出力音声信号として出力する一方、該ノイズ検出部によってノイズが検出されると、当該ノイズが検出された音声信号以外の音声信号の平均値を該出力音声信号として出力することを特徴とする、請求項１または請求項２記載の音声信号処理装置。
【請求項５】
該入力部によって入力された該音声信号を一時的に保持する保持部をそなえ、
該出力制御部は、該保持部に保持された該音声信号に基づいて該出力音声信号を生成して出力することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の音声信号処理装置。
【請求項６】
３以上の音声信号を入力する入力ステップと、
該入力ステップにおいて入力された３以上の音声信号に基づいて、一の出力音声信号を生成して出力する出力制御ステップと、
該入力ステップにおいて入力された３以上の音声信号を比較し、該３以上の音声信号間に差異が生じた場合、該３以上の音声信号間における多数決により少数派の音声信号の多数派の音声信号に対する差異の部分をノイズとして検出するノイズ検出ステップとを含み、
該出力制御ステップは、該ノイズ検出ステップにおいてノイズが検出されたときは、ノイズが含まれる該音声信号の該出力音声信号の生成に対する寄与率を低減または零にすることを特徴とする、音声信号処理方法。
【請求項７】
３以上の入力部から入力された３以上の音声信号に基づいて一の出力音声信号を出力する機能をコンピュータに実現させるための音声信号処理プログラムであって、
該３以上の入力部によって入力された該３以上の音声信号に基づいて、該一の出力音声信号を生成して出力する出力制御部、および、
該３以上の入力部によって入力された該３以上の音声信号を比較し、該３以上の音声信号間に差が生じた場合、該３以上の音声信号間における多数決により少数派の音声信号の多数派の音声信号に対する差異の部分をノイズとして検出するノイズ検出部として、該コンピュータを機能させるとともに、
該出力制御部が、該ノイズ検出部によってノイズが検出されたときは、ノイズが含まれる該音声信号の該出力音声信号の生成に対する寄与率を低減または零にするように、該コンピュータを機能させることを特徴とする、音声信号処理プログラム。
【請求項８】
３以上の入力部から入力された３以上の音声信号に基づいて一の出力音声信号を出力する機能をコンピュータに実現させるための音声信号処理プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
該音声信号処理プログラムが、
該３以上の入力部によって入力された該３以上の音声信号に基づいて、該一の出力音声信号を生成して出力する出力制御部、および、
該３以上の入力部によって入力された該３以上の音声信号を比較し、該３以上の音声信号間に差が生じた場合、該３以上の音声信号間における多数決により少数派の音声信号の多数派の音声信号に対する差異の部分をノイズとして検出するノイズ検出部として、該コンピュータを機能させるとともに、
該出力制御部が、該ノイズ検出部によってノイズが検出されたときは、ノイズが含まれる該音声信号の該出力音声信号の生成に対する寄与率を低減または零にするように、該コンピュータを機能させることを特徴とする、音声信号処理プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばマイクロフォンで会話等の音声を電気信号に変換し、その信号を拡声、録音、もしくは遠隔地に伝達するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一本のマイクロフォンで音声を電気信号に変換する場合、例えば話者がマイクロフォンにぶつかった場合、あるいは、息がマイクロフォンに直接掛かった場合など、本来の会話に含まれない、望ましくない過大で突発的な雑音も電気信号に変換され、その結果、過大な雑音が電気信号（音声信号）にそのまま含まれてしまう。
このとき、ＡＬＣ（Automatic Level Control；自動音量調節）のような技術を使用すれば、過大な雑音が入った部分の音量を自動的に絞り、不愉快感を減じることは可能であるが、音量を絞った部分では、本来の信号（会話）の音量も絞られてしまい、会話を聞き取ることが難しくなる場合がある。
【０００３】
また、複数のマイクロフォンからの電気信号をミックスして利用する場合には、話者が物理的にぶつかったマイクロフォンからの音声信号は、マイクの本数分の１に緩和されるが、その雑音がなくなることはなく、音声信号にノイズが入ることはやむを得ないことであった。
なお、従来から複数のマイクロフォンの音声信号の相互相関係数に従って、複数の音声信号の結合音声信号を調整して目的音の成分を強調する技術（例えば、下記特許文献１）や、車内に設けられた複数のマイク毎に周囲雑音状況を常時監視し、検知された周囲雑音状況に応じて使用するマイクを選択する技術（例えば、下記特許文献２）がある。
【特許文献１】特開２００４−２８９７６２号公報
【特許文献２】特開２００６−３３７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、相互相関係数等の計算や成分調整など、非常に複雑な処理が必要になってしまう。
また、上記特許文献２の技術は、周囲の定常的な雑音状況、例えば車両のエンジン音やエアコンのブロア音、あるいは、車両の窓の開閉状況に応じた雑音を対象としているため、例えば、マイクロフォンに物体（話者等）がぶつかった場合や息が直接掛かった場合などに生じる突発的な雑音を除去することはできない。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、例えばマイクロフォンに物体がぶつかった場合や息が直接掛かった場合に生じるような、突発的な雑音を、複雑な処理を要することなく確実に除去もしくは大幅に低減できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の音声信号処理装置は、音声信号を入力する３以上の入力部と、これら３以上の入力部によって入力された３以上の音声信号に基づいて、一の出力音声信号を生成して出力する出力制御部と、該３以上の入力部によって入力された該３以上の音声信号を比較し、該３以上の音声信号間に差が生じた場合、該３以上の音声信号間における多数決により少数派の音声信号の多数派の音声信号に対する差異をノイズとして検出するノイズ検出部とをそなえ、該出力制御部は、該ノイズ検出部によってノイズが検出されたときは、ノイズが含まれる該音声信号の該出力音声信号の生成に対する寄与率を低減または零にすることを特徴としている（請求項１）。
【０００７】
また、上記目的を達成するために、本発明の音声信号処理装置は、音声信号を入力する複数の入力部と、これら複数の入力部によって入力された複数の音声信号に基づいて、一の出力音声信号を生成して出力する出力制御部と、該複数の音声信号において信号レベルが閾値を超えた部分をノイズとして検出するノイズ検出部とをそなえ、該出力制御部は、該ノイズ検出部によってノイズが検出されたときは、ノイズが含まれる該音声信号の該出力音声信号の生成に対する寄与率を低減または零にすることを特徴としている（請求項２）。
【０００８】
なお、該出力制御部は、該ノイズ検出部によってノイズが検出されなければ各音声信号を所定の割合で結合することにより該出力音声信号を生成して出力する一方、該ノイズ検出部によってノイズが検出されると、当該ノイズを検出された音声信号の該割合を低減することが好ましい（請求項３）。
また、該出力制御部は、該ノイズ検出部によってノイズが検出されなければ複数の該音声信号の平均値を該出力音声信号として出力する一方、該ノイズ検出部によってノイズが検出されると、当該ノイズが検出された音声信号以外の音声信号の平均値を該出力音声信号として出力することが好ましい（請求項４）。
【０００９】
さらに、該入力部によって入力された該音声信号を一時的に保持する保持部をそなえ、該出力制御部は、該保持部に保持された該音声信号に基づいて該出力音声信号を生成して出力することが好ましい（請求項５）。
また、上記目的を達成するために、本発明の音声信号処理方法は、３以上の音声信号を入力する入力ステップと、この入力ステップにおいて入力された３以上の音声信号に基づいて、一の出力音声信号を生成して出力する出力制御ステップと、該入力ステップにおいて入力された３以上の音声信号を比較し、該３以上の音声信号間に差異が生じた場合、該３以上の音声信号間における多数決により少数派の音声信号の多数派の音声信号に対する差異の部分をノイズとして検出するノイズ検出ステップとを含み、該出力制御ステップは、該ノイズ検出ステップにおいてノイズが検出されたときは、ノイズが含まれる該音声信号の該出力音声信号の生成に対する寄与率を低減または零にすることを特徴としている（請求項６）。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明の音声信号処理プログラムは、３以上の入力部から入力された３以上の音声信号に基づいて一の出力音声信号を出力する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムであって、該３以上の入力部によって入力された該３以上の音声信号に基づいて、該一の出力音声信号を生成して出力する出力制御部、および、３以上の入力部によって入力された該３以上の音声信号を比較し、該３以上の音声信号間に差が生じた場合、該３以上の音声信号間における多数決により少数派の音声信号の多数派の音声信号に対する差異の部分をノイズとして検出するノイズ検出部として、該コンピュータを機能させるとともに、該出力制御部が、該ノイズ検出部によってノイズが検出されたときは、ノイズが含まれる該音声信号の該出力音声信号の生成に対する寄与率を低減または零にするように、該コンピュータを機能させることを特徴としている（請求項７）。
【００１１】
なお、上記目的を達成するために、本発明のコンピュータ読取可能な記録媒体は上述した音声信号処理プログラムを記録したものである（請求項８）。
【発明の効果】
【００１２】
このように、本発明によれば、例えばマイクロフォンに物体（例えば話者）がぶつかった場合や話者の息が直接強く吹きかかった場合に生じる突発的な雑音を、ノイズ検出部は複雑な処理を要することなく確実に検出でき、さらに、出力制御部が当該ノイズを出力音声信号から確実に除去もしくは大幅に低減できる（請求項１〜８）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
〔１〕本発明の第１実施形態について
まず、図１に示すブロック図を参照しながら、本発明の第１実施形態としての音声信号処理装置（以下、本音声信号処理装置という）１ａの構成について説明する。本音声信号処理装置１ａは、３以上（より好ましくは３以上の奇数個；ここでは３つ）の入力部１０，２０，３０（以下、これらを特に区別しない場合は符号“１０〜３０”で示す。），およびＤＳＰ（Digital Signal Processor）４０ａを備えて構成されている。
【００１４】
入力部１０〜３０は、外部からの音声を音声信号として入力するものであり、それぞれ、マイクロフォン１１，２１，３１（以下、これらを特に区別しない場合は符号“１１〜３１”で示す。）と、マイクアンプ１２，２２，３２（以下、これらを特に区別しない場合は符号“１２〜３２”で示す。）と、ＡＤＣ（Analog Digital Converter；アナログデジタルコンバータ）１３，２３，３３（以下、これらを特に区別しない場合は符号“１３〜３３”で示す。）とを一つずつをそなえて構成されている。
【００１５】
なお、以下の説明において音声とは、主に話者（ユーザ）が発した音声をいうが、本発明において音声とは、話者が発する音声に限定されるものではなく、例えば楽器から発せられる音等、音であれば良い。
ここで、本音声信号処理装置１ａの携帯電話２への適用例を図２に示す。この場合、各入力部１０〜３０のマイクロフォン１１〜３１は、互いに所定の間隔をあけて設けられる。そして、本音声信号処理装置１ａは、例えば、通常の通話ではマイクロフォン１１（入力部１０）を使用し、テレビ電話やハンズフリー通話を行なう際にマイクロフォン１１〜３１（入力部１０〜３０）を使用するように構成される。なお、使用するマイクロフォンの切り替えはＤＳＰ４０ａによって行なわれる。
【００１６】
なお、図２において符号“３”は携帯電話２の操作ボタンを示し、符号“４”は携帯電話２の表示部を示している。
また、図３に本音声信号処理装置１ａのマイクロフォン１１〜３１をヘッドセット５に搭載した例を示す。この場合もマイクロフォン１１〜３１は、互いに所定の間隔をあけて設けられる。なお、図３において符号“６”はヘッドセット５のヘッドフォン部を示している。
【００１７】
マイクロフォン１１〜３１は、話者が発した音声を電気信号に変換して出力するものである。
マイクアンプ１２〜３２は、対応するマイクロフォン１１〜３１から出力された音声にかかる電気信号を増幅して後段のＡＤＣ１３〜３３に出力する。
ＡＤＣ１３〜３３は、マイクアンプ１２〜３２から出力された電気信号（アナログ信号）をデジタル信号（ＰＣＭ：Pulse Code Modulation）に変換して音声信号として後段のＤＳＰ４０ａに入力する。
【００１８】
ＤＳＰ４０ａは、複数の入力部１０〜３０から入力された音声信号に対する処理を行なうものであり、ノイズ検出部４１ａと出力制御部４２ａとをそなえて構成されている。これらノイズ検出部４１ａや出力制御部４２ａは、ＤＳＰ４０ａが所定のアプリケーションプログラム（例えば後述する音声信号処理プログラム）を実行することによって実現される。
【００１９】
ノイズ検出部４１ａは、入力部１０〜３０によって入力された３つの音声信号を比較し、３つの音声信号間に差が生じた場合、３つの音声信号間における多数決により少数派の音声信号の多数派の音声信号に対する差異の部分をノイズとして検出するものである。
具体的には、ノイズ検出部４１ａは、図４（ａ）〜（ｃ）に示すごとく、入力された３つの音声信号の音声波形をリアルタイムで監視し、これら３つの音声信号間に所定値以上の差が生じた場合に、ノイズ検出処理を行なう。
【００２０】
なお、図４（ａ）は入力部１０から入力された音声信号の音声波形を示し、図４（ｂ）は入力部２０から入力された音声信号の音声波形を示し、図４（ｃ）は入力部３０から入力された音声信号の音声波形を示している。また、図４（ａ）〜（ｃ），後述する図５および図８（ａ），（ｂ）において、横軸は時間を示し、縦軸は音声波形レベル（例えば電圧値）を示している。
【００２１】
ノイズ検出部４１ａは、３つの音声信号の音声波形レベルをリアルタイムで比較し、その結果、３つの音声信号の音声波形レベルに所定値以上の差が生じた場合に、３つの音声信号間に差が生じたと判断する。したがって、ノイズ検出部４１ａは、音声信号間の音声波形レベルが厳密に同一でなくなるとすぐに音声信号間に差が生じたと判断するわけではなく、複数の音声信号間の音声波形レベルの差が所定値以内であれば、それら複数の音声信号は同一レベルであると判断する一方、ノイズと認められる程度の所定値以上の差が音声信号間で生じた場合に、音声信号間に差が生じたと判断するように構成されている。
【００２２】
例えば、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、時間ｔ０において３つの音声信号が入力されてから時間ｔ１までの間は、ノイズ検出部４１ａは、音声信号間に差が生じたと判断しないが、時間ｔ１において図４（ｂ）の音声信号に突発的に発生したノイズが含まれ、他の音声信号との間に所定値以上の差が生じると、ノイズ検出部４１ａは音声信号間に差が生じたと判断する。
【００２３】
そして、ノイズ検出部４１ａは、音声信号間に差が生じたと判断すると、多数決の論理により、３つ音声信号を、音声波形レベルに応じて、音声波形レベルが同一であるグループにグループ分けし、少数派のグループ（ここでは入力部２０からの音声信号）の多数派のグループ（ここでは入力部１０，３０からの音声信号）に対する差異をノイズとして検出する。
【００２４】
つまり、ノイズ検出部４１ａは、多数決によってノイズを含む異常な音声信号を特定するとともに、そのノイズを特定する。
なお、上述したようにマイクロフォン１１〜３１は所定間隔をあけて配置されているため（上記図２，図３参照）、例えばマイクロフォン１１〜３１のいずれか一つに物体（話者等）がぶつかった場合や息が直接吹きかかった場合等は、その一つのマイクロフォン１１〜３１にのみノイズが発生することになる。換言すると、マイクロフォン１１〜３１間に距離があれば、例えば物体がぶつかった場合等は、その物体がぶつかった少数派のマイクロフォン１１〜３１からの音声信号と、他の多数派のマイクロフォン１１〜３１からの音声信号との間には明らかな違いが現われ、この違いは図４（ａ），図４（ｂ）に示すように、雑音の波形として少数派の音声信号（波形）に現われる。
【００２５】
したがって、ノイズ検出部４１ａは、多数決により、少数派の音声信号（波形）における多数派の音声信号（波形）に対する差をノイズとして特定することができるのである。
さらに、ノイズ検出部４１ａは、図４（ｂ）の時間ｔ２に示すように、ノイズを含む異常な音声信号であると判断した入力部２０からの音声信号の音声波形レベルと、多数派の入力部１０，３０からの音声信号の音声波形レベルとの差が、所定時間連続してなくなると、入力部２０からの音声信号のノイズが無くなったと判断する。
【００２６】
このように、ノイズ検出部４１ａは、図４（ｂ）の入力部２０からの音声信号の、図４（ａ），（ｃ）の入力部１０，３０からの音声信号に対する差異の部分（ｔ１〜ｔ２までの部分）を、ノイズとして検出する。
同様に、ノイズ検出部４１ａは、図４（ａ）の入力部１０からの音声信号と、図４（ｂ），（ｃ）の入力部２０，３０からの音声信号との間に所定値以上の差が生じた時点（図４（ａ）の時間ｔ３）から、所定時間連続して差がなくなる（図４（ａ）の時間ｔ４）まで、の入力部１０からの音声信号の差異の部分を、ノイズとして検出する。
【００２７】
出力制御部４２ａは、入力部１０〜３０から入力された３つの音声信号に基づいて、一の出力音声信号を生成して外部に出力するものであり、ノイズ検出部４１ａによってノイズが検出されなければ、入力部１０〜３０からの音声信号をそれぞれ所定の割合（例えば、入力部１０の音声信号を５０％，入力部２０，３０の各音声信号を２５％）で結合（ミキシング）することにより出力音声信号を生成したり、あるいは、３つの音声信号の平均値を出力音声信号として出力したりする。
【００２８】
一方、出力制御部４２ａは、ノイズ検出部４１ａによってノイズが検出されると、当該ノイズを検出された音声信号のかかる割合（出力音声信号の生成に対する寄与率）を低減もしくは零にして、当該ノイズを低減もしくは除去した出力音声信号を生成して出力する。例えば、各音声信号を所定の割合で結合して出力音声信号を生成している場合には、ノイズを検出された音声信号の結合割合を低減もしくは零にして、出力音声信号に当該ノイズが極力含まれないようにする。
【００２９】
したがって、出力制御部４２ａは、図４（ａ）〜（ｃ）に示す場合には、ノイズ検出部４１ａが、図４（ｂ）の入力部２０からの音声信号にノイズが含まれていることを検出した時間ｔ１〜ｔ２の間は、入力部２０からの音声信号の出力音声信号に対する結合割合を２５％から０％に変更し、入力部１０，３０からの音声信号の出力音声信号に対する結合割合をともに５０％に変更する。さらに、ノイズ検出部４１ａが、図４（ａ）の音声信号にノイズが含まれていることを検出した時間ｔ３〜ｔ４の間は、入力部１０からの音声信号の出力音声信号に対する結合割合を５０％から０％に変更し、入力部１０，３０からの音声信号の出力音声信号に対する結合割合を５０％に変更する。
【００３０】
また、出力制御部４２ａは、３つの音声信号の平均値を出力音声信号として出力している場合には、ノイズを検出された音声信号を含まない他の音声信号の平均値を音声出力信号として出力する。
図４（ａ）〜（ｃ）に示す場合には、ノイズ検出部４１ａによって図４（ｂ）の入力部２０からの音声信号に時間ｔ１〜ｔ２の間ノイズが含まれていることが検出されると、出力制御部４２ａはその間は入力部２０からの音声信号を含まず、入力部１０，３０からの音声信号の平均値を出力音声信号として出力する。なお、同様に、ノイズ検出部４１ａによって、入力部１０からの音声信号にノイズが含まれていることが時間ｔ３〜ｔ４の間検出されると、出力制御部４２ａは、その間は入力部１０からの音声信号以外の入力部２０，３０からの音声信号の平均値を出力音声信号として外部に出力する。
【００３１】
これにより、出力制御部４２ａは、図５に示すように、ノイズが含まれていない出力音声信号を出力する。
ここで、図６に示すフローチャート（ステップＳ１〜Ｓ５）を参照しながら、本音声信号処理装置１ａの動作手順（つまり、本発明の音声信号処理方法）について説明すると、入力部１０〜３０が音声信号をそれぞれ入力すると（ステップＳ１；入力ステップ）、ＤＳＰ４０ａのノイズ検出部４１ａが、上述のごとく入力部１０〜３０によって入力された３つの音声信号を比較し、３つの音声信号間に差異が生じたか否かを判断する（ステップＳ２）。
【００３２】
そして、ノイズ検出部４１ａが３つの音声信号間に差異が生じてないと判断すると（ステップＳ２のＮｏルート）、出力制御部４２ａは、通常の動作（出力制御）として、３つの音声信号の所定割合の結合もしくは平均値を出力音声信号として外部に出力して（ステップＳ３；出力制御ステップ）、処理を終了する。
一方、ノイズ検出部４１ａが３つの音声信号間に差異が生じたと判断すると（ステップＳ２のＹｅｓルート）、３つの音声信号間における多数決により少数派の音声信号の多数派の音声信号に対する差異をノイズとして検出する（ステップＳ４；ノイズ検出ステップ）。
【００３３】
次に、出力制御部４２ａが、ノイズ検出部時の出力制御として、ノイズを検出されたノイズが含まれる音声信号の出力音声信号の生成に対する寄与率を低減または零にして出力音声信号を生成し外部に出力して（ステップＳ５；出力制御ステップ）、処理を終了する。
このように、本発明の第１実施形態としての音声信号処理装置１ａ（音声信号処理方法）によれば、ノイズ検出部４１ａが入力部１０〜３０からの音声信号間における多数決によりノイズを検出し（ノイズ検出ステップ）、出力制御部４２ａがノイズ検出部４１ａによってノイズが検出されると、当該ノイズが含まれる音声信号の出力音声信号の出力音声信号の生成に対する寄与率を低減または零にする（出力制御ステップ）ので、例えばマイクロフォン１１〜３１に物体（例えば話者）がぶつかった場合や話者の息が直接強く吹きかかった場合に生じる突発的な雑音を、ノイズ検出部４１ａは複雑な処理を要することなく確実に検出でき、さらに、出力制御部４２ａが当該ノイズを出力音声信号から確実に除去もしくは大幅に低減できる。
【００３４】
なお、本音声信号処理装置１ａによって除去もしくは低減できる雑音は、当然に、マイクロフォン１１〜３１に物体がぶつかった場合や息が強く吹きかかった場合の雑音だけではなく、放電によるスパイクノイズやネットワーク回線の異常等による電気的なノイズが加わった場合でも同様の効果を得ることができる。
さらに、ノイズ検出部４１ａは、多数決の論理を用いてノイズを検出するので、大音量のノイズだけでなく、例えばマイクロフォン１１〜３１の故障が原因で、音声が途絶えて小音量のノイズが入力されるような場合であっても、その小音量のノイズをノイズとして検出することができ、この故障したマイクロフォン１１〜３１からの音声信号を出力音声信号に含めないようにすることができる。
【００３５】
また、出力制御部４２ａは、通常時は各音声信号を所定の割合で結合している場合には、ノイズ検出部４１ａによってノイズが検出されると、当該ノイズを検出された音声信号の結合割合を低減もしくは零にするので、出力音声信号から当該ノイズを確実に除去もしくは大幅に低減できる。
さらに、出力制御部４２ａは、通常時は３つの音声信号の平均値を出力音声信号として出力している場合には、ノイズ検出部４１ａによってノイズが検出されると、当該ノイズを検出された音声信号以外の音声信号の平均値を出力音声信号として出力するので、出力音声信号から当該ノイズを確実に除去できる。
【００３６】
〔２〕本発明の第２実施形態について
次に、図７に示すブロック図を参照しながら、本発明の第２実施形態としての音声信号処理装置１ｂについて説明する。なお、図７において既述の符号と同一の符号は同一の部分もしくは略同一の部分を示している。
本音声信号処理装置１ｂは、複数（ここでは２つ）の入力部１０，２０、およびＤＳＰ４０ｂを備えて構成されている。
【００３７】
ここで、入力部１０，２０は上述した第１実施形態のものと同様のものであり、それぞれ、マイクロフォン１１，２１、マイクアンプ１２，２２、およびＡＤＣ１３，２３をそなえて構成されている。
そして、例えば、入力部１０からは図８（ａ）に示すような音声信号が入力され、入力部２０からは図８（ｂ）に示すような音声信号が入力される。
【００３８】
ＤＳＰ４０ｂは、複数の入力部１０，２０から入力された音声信号に対する処理を行なうものであり、ノイズ検出部４１ｂと出力制御部４２ｂとをそなえて構成されている。
ノイズ検出部４１ｂは、複数の音声信号において信号レベルが閾値を超えた部分をノイズとして検出するものであり、例えば、図８（ａ），（ｂ）に示すように、入力信号の音声波形レベルが予め設定された閾値ｓ１以下もしくは閾値ｓ２以上である部分をノイズとして検出する。
【００３９】
具体的には、ノイズ検出部４１ｂは、図８（ｂ）に示すように、入力部２０からの音声信号の音声波形レベルが閾値ｓ１以下になると（時間ｔ５参照）、音声信号がノイズを含んでいると判断し、その後所定時間（Δｔ）連続して音声波形レベルが閾値ｓ１より大きく且つ閾値ｓ２より小さくなるまで（時間ｔ７参照）は、入力部２０からの音声信号がノイズを含んでいると判断する。
【００４０】
つまり、ノイズ検出部４１ｂは、時間ｔ５においてノイズを検出した後、所定時間Δｔ連続して音声波形レベルが閾値ｓ１より大きく且つ閾値ｓ２より小さくなる時間ｔ７まで（すなわち、時間ｔ６において音声波形レベルが閾値ｓ１より大きくなってから所定時間Δｔ経過後の時間ｔ７までの）、入力部２０からの音声信号にノイズが含まれていると判断する。
【００４１】
なお、図８（ｂ）において、時間ｔ５の後時間ｔ６までの間に、音声波形レベルが閾値ｓ１より大きく閾値ｓ２より小さくなっているが、その時間が所定時間Δｔより短いため、ここではノイズ検出部４１ｂはノイズが解消したと判断しない。
同様に、ノイズ検出部４１ｂは、図８（ａ）に示すように、入力部１０からの音声信号おいて、時間ｔ８から時間ｔ９までの間をノイズとして検出する。
【００４２】
出力制御部４２ｂは、ノイズ検出部４１ｂによってノイズが検出されたときは、ノイズが含まれる音声信号の出力音声信号の生成に対する寄与率を低減または零（ここでは零）にするものであり、これにより、出力音声信号に含まれるノイズが入った側の音声信号の音量の割合を減らし、出力音声信号におけるノイズを低減もしくは削除する。
具体的には、出力制御部４２ｂは、通常時（つまりノイズ検出部４１ｂによってノイズが検出されていないとき）は、入力部１０，２０の音声信号の平均値を出力音声信号として出力する一方、ノイズ検出部４１ｂによってノイズが検出されたときは、ノイズが含まれる音声信号の寄与率を零にして、ノイズを含まない方の音声信号を出力音声信号として出力する。
【００４３】
ここで、出力制御部４２ｂは、上述のごとくノイズ検出部４１ｂによってノイズが検出された場合に、出力音声信号をそのノイズを含まない音声信号に切り替えるために、図９に示すような出力音声信号に含める音声信号を比例配分によって調整（パンポット）するための調整信号（パンポット信号）を生成し、この調整信号に基づいて音声信号の出力制御を行なう。なお、図９において横軸は時間を示し、縦軸はパンポットのための調整信号の値（調整値）を示す。
【００４４】
なお、図９に示す例では、出力制御部４２ｂは、調整値が“０”のときは入力部２０からの音声信号のみを出力音声信号として出力し、調整値が“０．５”のときは入力部１０，２０からの音声信号それぞれを同比率で結合して出力音声信号として出力し、調整値が“１”のときは入力部１０からの音声信号のみを出力音声信号として出力する。
そして、出力制御部４２ｂは、ノイズ検出部４１ｂが入力部２０からの音声信号のノイズを検出した時間ｔ５〜ｔ７の間は、入力部１０からの音声信号を出力音声信号として出力すべく調整信号を“１”にして出力制御を行なう。
【００４５】
また、出力制御部４２ｂは、ノイズ検出部４１ｂが入力部１０からの音声信号のノイズを検出した時間ｔ８〜ｔ９の間は、入力部２０からの音声信号を出力音声信号として出力すべく調整信号を“０”にして出力制御を行なう。これにより、出力制御部４２ｂによって、上記図５に示すようなノイズが低減された出力音声信号が出力される。
なお、出力制御部４２ｂは、調整信号が調整値“０．５”の状態から調整値“１”もしくは“０”の状態にいきなり変化させずに、所定時間をもって徐々に調整値“１”もしくは“０”に変化させているが、これは出力音声信号を入力部１０，２０の音声信号を半分ずつ結合している状態からいずれかの音声信号に直接切り替えると、この切り替え自体がノイズ発生原因になるためである。
【００４６】
このように、本発明の第２実施形態としての音声信号処理装置１ｂによれば、ノイズ検出部４１ｂが、入力部１０，２０からの複数の音声信号において信号レベルが閾値を超えた部分をノイズとして検出し、出力制御部４２ｂが、ノイズ検出部４１ｂによってノイズが検出されたときは、ノイズが含まれる音声信号の出力音声信号の生成に対する寄与率を零（もしくは低減）するので、例えばマイクロフォン１１，２１に物体がぶつかった場合や話者の息が直接強く吹きかかった場合に生じる突発的な雑音を、ノイズ検出部４１ａは複雑な処理を要することなく確実に検出でき、さらに、出力制御部４２ｂが当該ノイズを出力音声信号から確実に除去もしくは大幅に低減できる。
【００４７】
〔３〕その他
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述した第１実施形態では、音声信号処理装置１ａが入力部１０〜３０およびＤＳＰ４０ａをそなえて構成された例をあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１０に示すごとくＤＡＣ（Digital Analog Converter；デジタルアナログコンバータ）５０をそなえて構成されてもよく、このＤＡＣ５０がＤＳＰ４０ｃから出力された出力音声信号をアナログ信号に変換して外部に出力するようにしてもよい。
【００４８】
なお、図１０は本発明の変形例としての音声信号処理装置１ｃの構成を示すブロック図であり、図１０において既述の符号と同一の符号は同一の部分もしくは略同一の部分を示している。
また、上述した第１実施形態では入力部１０〜３０から入力された音声信号をリアルタイムでＤＳＰ４０ａによる処理を施して外部に出力する場合を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、出力する出力音声信号に少々の遅延が許されるならば、図１０の音声信号処理装置１ｃに示すように、ＤＳＰ４０ｃが入力部１０〜３０から入力された音声信号を保持する保持部４３ａをそなえ、ノイズ検出部４１ａによってノイズが検出されると、出力制御部４２ａが、保持部４３ａに保持された、その検出タイミングより少し（所定時間）前の音声信号を使用して音声信号のミキシングを行なうように構成してもよい。
【００４９】
つまり、図４（ｂ）に示すように、ノイズ検出部４１ａが入力部２０からの音声信号において時間ｔ１〜ｔ２間にノイズを検出した場合、出力制御部４２ａは、保持部２０に保持された音声信号を用いる際に、入力部２０からの音声信号については時間ｔ１よりも少し前から当該入力部２０からの音声信号を出力音声信号に含めないように出力音声信号を生成するように構成することが望ましい。これにより、ノイズ検出部４１ａがノイズを検出した後、出力制御部４２ａによって当該ノイズを含まないように出力制御を行なうまでの僅かな時間に出力音声信号に当該ノイズが含まれてしまうことを確実に抑止でき、出力音声信号におけるノイズの除去をより確実に実現できる。
【００５０】
なお、この変形例は、上述した第２実施形態においても当然適用できるものであり、その場合、ノイズ検出部４１ｂが、例えば図８（ｂ）に示すように入力部２０からの音声信号において時間ｔ５にノイズ発生を検出した場合には、出力制御部４２ｂは、保持部に保持された音声信号を用いることにより、時間ｔ５より所定時間前から、入力部２０からの音声信号を出力音声信号に含まれないように制御する。これによって、雑音が発生してからノイズ検出部４１ｂに当該雑音が検出されるまでの間の雑音や、出力制御部４２ｂが調整信号（パンポット信号；図９参照）を用いて出力音声信号を入力部１０からの音声信号に完全に切り替えるまでの間に出力音声信号に含まれる雑音を、出力音声信号からより確実に除去できる。
【００５１】
さらに、上述した第１実施形態では、ノイズ検出部４１ａが多数決の論理によりノイズを検出するので、大音量のノイズ以外にも、他の入力音声信号に含まれない小音量のノイズをも検出することができることを説明したが、この作用効果を利用して、図１０に示すように、例えばＤＳＰ４０ｃのノイズ検出部４１ａによって特定の音声信号から定常的に（つまり、所定時間以上連続して）ノイズが検出された場合には、その特定の音声信号にかかる入力部１０〜３０に異常があると判断して異常検出を行なう異常検出部４４ａをＤＳＰ４０ｃがそなえて構成してもよく、さらに、異常検出部４４ａが入力部１０〜３０に異常を検出した場合に外部（ユーザ）にその旨を警告するための警告手段４５をＤＳＰ４０ｃがそなえて構成してもよい。
【００５２】
警告手段４５は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）によって実現され、マイクロフォン１１〜３１それぞれの近辺に設置される。そして、異常検出部４４ａは入力部１０〜３０に異常を検出すると、異常を検出した入力部１０〜３０のマイクロフォン１１〜３１に対応するＬＥＤを点灯させることにより、話者にマイクロフォン１１〜３１（入力部１０〜３０）の異常を警告する。
【００５３】
これにより、話者は完全な状態で動作していないマイクロフォン１１〜３１を知ることができ、場合によっては入力部１０〜３０が完全に故障する前に予防保守が可能になる。
また、上述した実施形態において、入力部１０，２０，３０の数は限定されるものではない。
さらに、上述した実施形態では、一つの入力部１０〜３０が有するマイクロフォン１１〜３１の数は限定されるものではない。つまり、上述した実施形態では、各入力部１０〜３０が一つのマイクロフォン１１〜３１をそなえて構成された例、つまり、入力される音声信号がモノラル音声である場合を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、各入力部１０〜３０が複数のマイクロフォン１１〜３１をそなえ、入力音声がステレオ音声（マルチチャネルの音声）であってもよい。
【００５４】
また、上述した実施形態では、出力制御部４２ａ，４２ｂが複数の入力部１０〜３０もしくは入力部１０，２０からの入力音声信号をミキシングして出力音声信号を生成する場合を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、出力制御部４２ａ，４２ｂは、複数の入力音声信号のうちの一の入力音声信号を出力音声信号として出力するように構成してもよく、この場合、ノイズ検出部４１ａ，４１ｂによってノイズが検出されると、出力制御部４２ａ，４２ｂは、そのノイズを検出された入力音声信号以外の入力音声信号を出力音声信号として外部に出力する。これにより、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
なお、上述した実施形態では、ノイズ検出部４１ａ，４１ｂおよび出力制御部４２ａ，４２ｂをＤＳＰ４０ａ，４０ｂによって実現する例をあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらノイズ検出部４１ａ，４１ｂおよび出力制御部４２ａ，４２ｂをゲートアレイ等のハードウェアで実現してもよい。
また、ノイズ検出部４１ａ，４１ｂおよび出力制御部４２ａ，４２ｂはＤＳＰ４０ａ，４０ｂではなく、パソコン（パーソナルコンピュータ）の例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）によって実現してもよい。
【００５６】
つまり、昨今の処理能力が高いパソコンを使用すれば、専用のＤＳＰ４０ａ，４０ｂを使用せずとも、所定のアプリケーションプログラム（後述する音声信号処理プログラム）をＣＰＵによって実行することによって、ノイズ検出部４１ａ，４１ｂおよび出力制御部４２ａ，４２ｂはＤＳＰ４０ａ，４０ｂを実現することができる。
なお、上述したノイズ検出部４１ａ，４１ｂ，出力制御部４２ａ，４２ｂ，および異常検出部４４ａとしての機能は、コンピュータ（ＣＰＵ，情報処理装置，各種端末を含む）が所定のアプリケーションプログラム（音声信号処理プログラム）を実行することによって実現されてもよい。
【００５７】
そのプログラムは、例えばフレキシブルディスク，ＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷなど），ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ＋ＲＷなど）等のコンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。この場合、コンピュータはその記録媒体から音声信号処理プログラムを読み取って内部記憶装置または外部記憶装置に転送し格納して用いる。また、そのプログラムを、例えば磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の記憶装置（記録媒体）に記録しておき、その記憶装置から通信回線を介してコンピュータに提供するようにしてもよい。
【００５８】
ここで、コンピュータとは、ハードウェアとＯＳ（オペレーティングシステム）とを含む概念であり、ＯＳの制御の下で動作するハードウェアを意味している。また、ＯＳが不要でアプリケーションプログラム単独でハードウェアを動作させるような場合には、そのハードウェア自体がコンピュータに相当する。ハードウェアは、少なくとも、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み取るための手段とをそなえている。
【００５９】
上記音声信号処理プログラムとしてのアプリケーションプログラムは、上述のようなコンピュータに、ノイズ検出部４１ａ，４１ｂ，出力制御部４２ａ，４２ｂ，および異常検出部４４ａとしての機能を実現させるプログラムコードを含んでいる。また、その機能の一部は、アプリケーションプログラムではなくＯＳによって実現されてもよい。
なお、本実施形態としての記録媒体としては、上述したフレキシブルディスク，ＣＤ，ＤＶＤ，磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスクのほか、ＩＣカード，ＲＯＭカートリッジ，磁気テープ，パンチカード，コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ），外部記憶装置等や、バーコードなどの符号が印刷された印刷物等の、コンピュータ読取可能な種々の媒体を利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施形態としての音声信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態としての音声信号処理装置の携帯電話への適用例を説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施形態としての音声信号処理装置の入力部のマイクロフォンをヘッドセットに搭載した例を説明するための図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態としての音声信号処理装置の３つの入力部から入力された音声信号の音声波形をそれぞれ示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態としての音声信号処理装置の出力制御部から出力される音声信号の音声波形を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態としての音声信号処理方法の動作手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態としての音声信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、本発明の第２実施形態としての音声信号処理装置の複数の入力部から入力された音声信号の音声波形をそれぞれ示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態としての音声信号処理装置の出力制御部によって生成される調整信号を説明するための図である。
【図１０】本発明の変形例としての音声信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ａ〜１ｃ  音声信号処理装置
２  携帯電話
３  操作ボタン
４  表示部
５  ヘッドセット
６  ヘッドフォン部
１０，２０，３０  入力部
１１，２１，３１  マイクロフォン
１２，２２，３２  マイクアンプ
１３，２３，３３  ＡＤＣ
４０ａ〜４０ｃ  ＤＳＰ
４１ａ，４１ｂ  ノイズ検出部
４２ａ，４２ｂ  出力制御部
４３ａ  保持部
４４ａ  異常検出部
４５  警告手段
５０  ＤＡＣ
Ｓ１  入力ステップ
Ｓ３，Ｓ５  出力制御ステップ
Ｓ４  ノイズ検出ステップ
【図１】
2008301236.tif 000003
【図２】
2008301236.tif 000004
【図３】
2008301236.tif 000005
【図４】
2008301236.tif 000006
【図５】
2008301236.tif 000007
【図６】
2008301236.tif 000008
【図７】
2008301236.tif 000009
【図８】
2008301236.tif 000010
【図９】
2008301236.tif 000011
【図１０】
2008301236.tif 000012