(57)【要約】【課題】本発明の目的は、機能が不十分な雑音抑圧処理によって生成された信号に含まれる雑音やCNGによる雑音を抑圧する機能を有した信号処理の方法、装置、及びプログラムを提供することである。【解決手段】伝送路を介して受信し、または蓄積媒体から読み出された信号を第１の可聴信号に変換し、該第１の可聴信号に含まれる所望信号以外の雑音を予め定められた音質調整情報を用いて抑圧する信号処理の方法において、第１の可聴信号に含まれる所望信号以外の雑音を抑圧して強調信号を生成する際に、音質を調整するための音質調整情報を受け、該音質調整情報を用いて強調信号の音質を調整することを特徴とする。【選択図】図１
2008216720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路を介して受信し、または蓄積媒体から読み出された信号を第１の可聴信号に変換し、該第１の可聴信号に含まれる所望信号以外の雑音を予め定められた音質調整情報を用いて抑圧する信号処理の方法であって、
前記第１の可聴信号に含まれる所望信号以外の雑音を抑圧して強調信号を生成する際に、
音質を調整するための音質調整情報を受け、
該音質調整情報を用いて前記強調信号の音質を調整する
ことを特徴とする信号処理の方法。
【請求項２】
前記音質調整情報を電気信号として受けることを特徴とする請求項１に記載の信号処理の方法。
【請求項３】
前記音質調整情報を利用者の操作によって生成し、該利用者の操作を電気信号に変換してから利用することを特徴とする請求項１に記載の信号処理の方法。
【請求項４】
前記音質調整情報を音声として受け、該音声を認識して電気信号に変換してから利用することを特徴とする請求項１に記載の信号処理の方法。
【請求項５】
第２の可聴信号を送信信号に変換し、該送信信号を伝送路を介して送信し、または蓄積媒体へ書き込むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の信号処理の方法。
【請求項６】
前記強調信号の生成は、
入力信号を周波数領域信号に変換し、
該周波数領域信号の帯域を統合して統合周波数領域信号を求め、
該統合周波数領域信号を用いて推定雑音を求め、
該推定雑音と前記統合周波数領域信号を用いて抑圧係数を定め、
該抑圧係数で前記周波数領域信号を重みづけすることによって、
雑音を抑圧することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の信号処理の方法。
【請求項７】
前記推定雑音と前記統合周波数領域信号と前記抑圧係数を用いて補正抑圧係数を求め、
該補正抑圧係数で前記周波数領域信号を重みづけすることによって、雑音を抑圧する
ことを特徴とする請求項６に記載の信号処理の方法。
【請求項８】
入力信号を周波数領域信号に変換し、
該周波数領域信号を用いて推定雑音を求め、
該推定雑音と前記周波数領域信号を用いて抑圧係数を定め、
音声らしい区間では歪が少なくなるように、
非音声らしい区間では残留雑音が少なくなるように、
前記抑圧係数を補正して補正抑圧係数を求め、
該補正抑圧係数で前記周波数領域信号を重みづけすることによって、雑音を抑圧する
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の信号処理の方法。
【請求項９】
前記音声らしい区間の平均パワーと前記非音声らしい区間の平均パワーの比を求め、
該比の値が大きいときに前記非音声らしい区間の残留雑音が小さくなるように、前記補正抑圧係数を求める
ことを特徴とする請求項８に記載の信号処理の方法。
【請求項１０】
伝送路を介して受信し、または蓄積媒体から読み出された信号を第１の可聴信号に変換する受信部と、
該第１の可聴信号に含まれる所望信号以外の雑音を予め定められた音質調整情報を用いて抑圧する雑音抑圧部と
を備え、
前記前記雑音抑圧部は、前記第１の可聴信号に含まれる所望信号以外の雑音を抑圧して強調信号を生成する際に、音質を調整するための音質調整情報を受け、該音質調整情報を用いて前記強調信号の音質を調整する
ことを特徴とする信号処理の装置。
【請求項１１】
前記雑音抑圧部は、前記音質調整情報を電気信号として受けることを特徴とする請求項１０に記載の信号処理の装置。
【請求項１２】
利用者の操作を電気信号に変換する操作部を具備し、
前記雑音抑圧部は、前記電気信号によって表される前記音質調整情報を用いて前記強調信号の音質を調整する
ことを特徴とする請求項１０に記載の信号処理の装置。
【請求項１３】
利用者の音声命令を認識して対応する電気信号に変換する音声認識部を具備し、
前記雑音抑圧部は、前記電気信号によって表される前記音質調整情報を用いて前記強調信号の音質を調整する
ことを特徴とする請求項１０に記載の信号処理の装置。
【請求項１４】
第２の可聴信号を送信信号に変換する送信部を具備し、
前記送信信号を、伝送路を介して送信し、または蓄積媒体へ書き込む
ことを特徴とする請求項１０から請求項１３のいずれかに記載の信号処理の装置。
【請求項１５】
前記雑音抑圧部は、
入力信号を周波数領域信号に変換する変換部と、
該周波数領域信号を用いて推定雑音を求める雑音推定部と、
該推定雑音と前記周波数領域信号を用いて抑圧係数を定める雑音抑圧係数生成部と、
前記推定雑音と前記周波数領域信号と前記抑圧係数を用いて、補正抑圧係数を求める抑圧係数補正部と、
該補正抑圧係数で前記周波数領域信号を重みづけする乗算器と
を具備し、
前記抑圧係数補正部は、
音声らしい区間では歪が少なくなるように、
非音声らしい区間では残留雑音が少なくなるように、
前記抑圧係数を補正する
ことを特徴とする請求項１０から請求項１４のいずれかに記載の信号処理の装置。
【請求項１６】
前記抑圧係数補正部は、
前記音声らしい区間の平均パワーと前記非音声らしい区間の平均パワーの比を求め、該比の値が大きいときに前記非音声らしい区間の残留雑音が小さくなるように、前記抑圧係数を補正する
ことを特徴とする請求項１５に記載の信号処理の装置。
【請求項１７】
コンピュータに、
伝送路を介して受信し、または蓄積媒体から読み出された信号を第１の可聴信号に変換する処理と、
前記第１の可聴信号に含まれる所望信号以外の雑音を抑圧して強調信号を生成する際に、音質を調整するための音質調整情報を受け、該音質調整情報を用いて前記強調信号の音質を調整する処理と
を実行させるための信号処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の音声信号に重畳されている雑音を抑圧する機能を実現する信号処理の方法、装置及びプログラム、特にスピーカなどの再生デバイスに近い位置における抑圧を実行する信号処理の方法、装置、及びそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ノイズサプレッサ（雑音抑圧システム）は、所望の音声信号に重畳されている雑音(ノイズ)を抑圧するシステムであり、一般的に、周波数領域に変換した入力信号を用いて雑音成分のパワースペクトルを推定し、この推定パワースペクトルを入力信号から差し引くことにより、所望の音声信号に混在する雑音を抑圧するように動作する。雑音成分のパワースペクトルを継続的に推定することにより、非定常な雑音の抑圧にも適用することができる。ノイズサプレッサとしては、例えば、特許文献１に記載されている方式がある。
【０００３】
さらに、演算量を削減した実現として、非特許文献１に記載されている方式がある。
【０００４】
これらいずれの方式も、基本的な動作は等しい。すなわち、入力信号を線形変換で周波数領域に変換し、振幅成分を取り出して周波数成分毎に抑圧係数を計算する。その抑圧係数と各周波数成分における振幅の積と各周波数成分の位相を組み合わせて逆変換して雑音抑圧された出力を得る。このとき、抑圧係数はゼロと１の間の値であり、ゼロなら完全抑圧で出力はゼロ、1なら抑圧なしで入力がそのまま出力される。
【０００５】
ノイズサプレッサの最も一般的な応用として、携帯電話による通信を図29に示す。送信端末7000は、雑音抑圧部710、符号化部720、送信部730から構成される。雑音抑圧部710には入力端子700から入力信号が供給される。一般的な携帯電話では、入力端子700にはマイクロフォンによって捕捉した信号(マイクロフォン信号)が供給される。マイクロフォン信号は、音声そのものと背景雑音から構成され、雑音抑圧部710は、背景雑音だけを抑圧し、音声はできる限りそのままに保ち、雑音抑圧音声として符号化部720へ伝達する。符号化部720は、雑音抑圧部710から供給された雑音抑圧音声を、CELPなどの符号化方式に基づいて、符号化する。符号化された情報は送信部730に伝達され、変調・増幅などされた後、伝送路800へ供給される。すなわち、送信端末7000は、ノイズサプレッサを適用した後で音声符号化などの処理を行い、信号を伝送路に送出する。
【０００６】
受信端末9000は、受信部930と復号部920から構成される。受信部930は、伝送路800から受けた信号を復調し、ディジタル化した後に、復号部920に伝達する。復号部920は、受信部930から受けた信号を復号し、可聴信号を出力端子900に伝達する。出力端子900で得られる信号はスピーカに供給され、音響信号として再生される。
【０００７】
1入力の雑音抑圧では、残留雑音と出力歪が一般的にトレードオフの関係にあり、小さな残留雑音と小さな出力歪を両立することはできない。また、利用者によって、最も心地よい残留雑音と出力歪の組合せは異なり、複数の利用者が満足する音質を予め設定することは不可能である。このため、過剰な抑圧による出力歪の増加を避け、ある程度の残留雑音を許容した雑音抑圧を行う場合がある。また、音声の存在しない信号区間に対する符号化効率を高くするために、送信端末7000の符号化部720は背景雑音レベルだけを少ない情報量で符号化する不連続伝送(DTX)機能を有することがある。この場合は、受信端末9000の復号部920が、伝送された背景雑音レベルに応じた雑音(快適雑音)を発生する機能 (CNG)を有している。
【特許文献１】特開２００２−２０４１７５号公報
【非特許文献１】2006年5月、プロシーディングス・オブ・アイ・シー・エイ・エス・エス・ピー、(PROCEEDINGS OF ICASSP, VOL.I, PP.473-476, MAY, 2006)、473 〜476 ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図29を用いて説明した従来の構成では、雑音抑圧部710が利用者から時空間的に離れた位置に存在するため、利用者が操作することができなかった。このため、図29に開示された構成で雑音抑圧710による残留雑音が多い場合や雑音抑圧部710の機能を無効に設定している場合は、受信端末9000の利用者は、背景雑音の多い、低品質の音声を聞くことになるという問題があった。さらに、利用者によっては、復号部920によるCNGのレベルが高すぎて、CNGによる雑音を不快に感じるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は上記課題に鑑みて発明されたものであって、その目的は、機能が不十分な雑音抑圧処理によって生成された信号に含まれる雑音を抑圧する機能並びにCNGによる雑音を抑圧する機能を有した信号処理の方法、装置、及びプログラムを提供することである。
【００１０】
また、本発明の別の目的は、利用者が自分自身の好みに応じた音質に調整する機能を有した信号処理の方法、装置、及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成する本発明は、伝送路を介して受信し、または蓄積媒体から読み出された信号を第１の可聴信号に変換し、該第１の可聴信号に含まれる所望信号以外の雑音を予め定められた音質調整情報を用いて抑圧する信号処理の方法であって、前記第１の可聴信号に含まれる所望信号以外の雑音を抑圧して強調信号を生成する際に、音質を調整するための音質調整情報を受け、該音質調整情報を用いて前記強調信号の音質を調整することを特徴とする信号処理の方法である。
【００１２】
また、上記目的を達成する本発明は、伝送路を介して受信し、または蓄積媒体から読み出された信号を第１の可聴信号に変換する受信部と、該第１の可聴信号に含まれる所望信号以外の雑音を予め定められた音質調整情報を用いて抑圧する雑音抑圧部とを備え、前記前記雑音抑圧部は、前記第１の可聴信号に含まれる所望信号以外の雑音を抑圧して強調信号を生成する際に、音質を調整するための音質調整情報を受け、該音質調整情報を用いて前記強調信号の音質を調整することを特徴とする信号処理の装置である。
【００１３】
また、上記目的を達成する本発明は、コンピュータに、伝送路を介して受信し、または蓄積媒体から読み出された信号を第１の可聴信号に変換する処理と、前記第１の可聴信号に含まれる所望信号以外の雑音を抑圧して強調信号を生成する際に、音質を調整するための音質調整情報を受け、該音質調整情報を用いて前記強調信号の音質を調整する処理とを実行させるための信号処理プログラムである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、受信され、又は再生された信号が可聴信号として再生される直前に、雑音を抑圧する。このため、機能が不十分な送信側の雑音抑圧処理によって生成された信号に含まれる雑音やCNGによる雑音を、利用者の好みに合わせて抑圧することができる。
【００１５】
また、音質を調整するための情報を入力することができるので、利用者が好みに応じた音質に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図1は、本発明の最良の実施の形態を示すブロック図である。図1と従来例である図29とは、受信端末9001を除いて同一である。以下、これらの相違点を中心に詳細な動作を説明する。
【００１７】
図１では、図29の復号部920の後処理として、雑音抑圧部940を備えている。雑音抑圧部940は、復号部920から復号信号を受けて、残留雑音及び復号部920内のCNGで付加された雑音を抑圧する。雑音抑圧された信号は、出力端子900に供給される。
【００１８】
図２に雑音抑圧部710及び940の構成を示す。これらの雑音抑圧部は同一構成とすることが可能なので、これ以降の説明は、雑音抑圧部940を対象として行う。雑音抑圧部940に復号部920から供給された復号信号は、図２の入力端子１に劣化音声信号(所望音声信号と雑音の混在する信号)のサンプル値系列として供給される。
【００１９】
劣化音声信号サンプルは、変換部２においてフーリエ変換などの変換を施して複数の周波数成分に分割され、振幅値を用いて求めたパワースペクトルを多重化して、雑音推定部300、雑音抑圧係数生成部600及び乗算器５へ供給される。位相は、逆フーリエ変換部３に伝達される。雑音推定部300は、劣化音声パワースペクトルを用いて、その中に含まれる雑音のパワースペクトルを複数の周波数成分それぞれに対して推定し雑音抑圧係数生成部600に伝達する。雑音推定の方式の一例としては、過去の信号対雑音比で劣化音声を重み付けて雑音成分とする方式があり、その詳細は特許文献１に記載されている。推定された雑音パワースペクトルの数は、周波数成分の数と等しい。雑音抑圧係数生成部600は、供給された劣化音声パワースペクトルと推定雑音パワースペクトルを用いて、劣化音声に乗算することによって雑音が抑圧された強調音声を求めるための抑圧係数を生成し、これを出力する。抑圧係数は周波数成分毎に求めるので、抑圧係数生成部600の出力は、周波数成分の数と等しい抑圧係数である。雑音抑圧係数生成の一例としては、強調音声の平均二乗パワーを最小化する最小平均二乗短時間スペクトル振幅法が広く用いられており、その詳細は特許文献１に記載されている。周波数別に生成された抑圧係数は、乗算器５に供給される。乗算器５は、変換部２から供給された劣化音声と雑音抑圧係数生成部600から供給された抑圧係数を、各周波数で乗算し、その積を強調音声のパワースペクトルとして逆変換部３に伝達する。逆変換部３は、乗算器５から供給された強調音声パワースペクトルと変換部２から供給された劣化音声の位相を合わせて逆変換を行い、強調音声信号サンプルとして、出力端子４に供給する。これまでの処理ではパワースペクトルを用いた例を説明したが、代わりにその平方根に相当する振幅値を用いることができることは、広く知られている。
【００２０】
図３は、変換部２の構成を示すブロック図である。変換部２はフレーム分割部21、窓がけ処理部22、及びフーリエ変換部23から構成されている。劣化音声信号サンプルは、フレーム分割部21に供給され、K/2サンプル毎のフレームに分割される。ここに、Kは偶数とする。フレームに分割された劣化音声信号サンプルは、窓がけ処理部22に供給され、窓関数w(t)との乗算が行なわれる。第nフレームの入力信号yn(t) (t=0, 1, ..., K/2-1) に対するw(t)で窓がけされた信号yn(t)バーは、次式で与えられる。
【００２１】
【数１】
2008216720.tif 000003
また、連続する2フレームの一部を重ね合わせ(オーバラップ)して窓がけすることも広く行なわれている。オーバラップ長としてフレーム長の50%を仮定すれば、t=0, 1, ..., K/2-1 に対して、
【００２２】
【数２】
2008216720.tif 000004
で得られるyn(t)バー(t=0, 1, ..., K-1)が、窓がけ処理部22の出力となる。実数信号に対しては、左右対称窓関数が用いられる。また、窓関数は、抑圧係数を1に設定したときの入力信号と出力信号が計算誤差を除いて一致するように設計される。これは、w(t)+w(t+K/2)=1となることを意味する。
【００２３】
以後、連続する2フレームの50%をオーバラップして窓がけする場合を例として説明を続ける。w(t)としては、例えば次式に示すハニング窓を用いることができる。
【００２４】
【数３】
2008216720.tif 000005
このほかにも、ハミング窓、ケイザー窓、ブラックマン窓など、様々な窓関数が知られている。窓がけされた出力yn(t)バーはフーリエ変換部23に供給され、劣化音声スペクトルYn(k)に変換される。劣化音声スペクトルYn(k)は位相と振幅に分離され、劣化音声位相スペクトル arg Yn(k)は逆変換部３に、劣化音声パワースペクトル|Yn(k)|2は、乗算器５、雑音推定部300、及び雑音抑圧係数生成部600に供給される。
【００２５】
図４は、逆変換部３の構成を示すブロック図である。逆変換部３は逆フーリエ変換部33、窓がけ処理部32、及びフレーム合成部31から構成されている。逆フーリエ変換部33は、乗算器５から供給された強調音声パワースペクトル|Xn(k)|2バーを用いて求めた強調音声振幅スペクトル|Xn(k)|バーをと変換部２から供給された劣化音声位相スペクトルarg Yn(k)を乗算して、強調音声Xn(k)バーを求める。すなわち、
【００２６】
【数４】
2008216720.tif 000006
を実行する。
【００２７】
得られた強調音声Xn(k)バーに逆フーリエ変換を施し、1フレームがKサンプルから構成される時間領域サンプル値系列xn(t)バー (t=0, 1, ..., K-1)として、窓がけ処理部32に供給し、窓関数w(t)との乗算を行う。第nフレームの入力信号xn(t) (t=0, 1, ..., K/2-1) に対するw(t)で窓がけされた信号xn(t)バーは、次式で与えられる。
【００２８】
【数５】
2008216720.tif 000007
また、連続する2フレームの一部を重ね合わせ(オーバラップ)して窓がけすることも広く行なわれている。オーバラップ長としてフレーム長の50%を仮定すれば、t=0, 1, ..., K/2-1 に対して、
【００２９】
【数６】
2008216720.tif 000008
で得られるyn(t)バー(t=0, 1, ..., K-1)が、窓がけ処理部32の出力となり、フレーム合成部31に伝達される。フレーム合成部31は、xn(t)バーの隣接する2フレームからK/2サンプルずつを取り出して重ね合わせ、
【００３０】
【数７】
2008216720.tif 000009
によって、 強調音声xn(t)ハットを得る。 得られた強調音声xn(t)ハット (t=0, 1, ..., K-1)が、フレーム合成部31の出力として、出力端子４に伝達される。図３と図４において、変換部と逆変換部で適用する変換をフーリエ変換として説明したが、フーリエ変換に代えて、コサイン変換、アダマール変換、ハール変換、ウェーブレット変換など、他の変換も用いることができることは広く知られている。
【００３１】
図５は、図２の雑音推定部300の構成を示すブロック図である。雑音推定部300は、推定雑音計算部310、重み付き劣化音声計算部320、及びカウンタ330から構成される。雑音推定部300に供給された劣化音声パワースペクトルは、推定雑音計算部310、及び重み付き劣化音声計算部320に伝達される。重み付き劣化音声計算部320は、供給された劣化音声パワースペクトルと推定雑音パワースペクトルを用いて重み付き劣化音声パワースペクトルを計算し、推定雑音計算部310に伝達する。推定雑音計算部310は、劣化音声パワースペクトル、重み付き劣化音声パワースペクトル、及びカウンタ330から供給されるカウント値を用いて雑音のパワースペクトルを推定し、推定雑音パワースペクトルとして出力すると同時に、重み付き劣化音声計算部320に帰還する。
【００３２】
図６は、図５に含まれる推定雑音計算部310の構成を示すブロック図である。更新判定部400、レジスタ長記憶部410、推定雑音記憶部420、スイッチ430、シフトレジスタ440、加算器450、最小値選択部460、除算部470、カウンタ480を有する。スイッチ430には、重み付き劣化音声パワースペクトルが供給されている。スイッチ430が回路を閉じたときに、重み付き劣化音声パワースペクトルは、シフトレジスタ440に伝達される。シフトレジスタ440は、更新判定部400から供給される制御信号に応じて、内部レジスタの記憶値を隣接レジスタにシフトする。シフトレジスタ長は、後述するレジスタ長記憶部410に記憶されている値に等しい。シフトレジスタ440の全レジスタ出力は、加算器450に供給される。加算器450は、供給された全レジスタ出力を加算して、加算結果を除算部470に伝達する。
【００３３】
一方、更新判定部400には、カウント値、周波数別劣化音声パワースペクトル及び周波数別推定雑音パワースペクトルが供給されている。更新判定部400は、カウント値が予め設定された値に到達するまでは常に``1''を、到達した後は入力された劣化音声信号が雑音であると判定されたときに``1''を、それ以外のときに``0''を出力し、カウンタ480、スイッチ430、及びシフトレジスタ440に伝達する。スイッチ430は、更新判定部から供給された信号が``1''のときに回路を閉じ、``0''のときに開く。カウンタ480は、更新判定部から供給された信号が``1''のときにカウント値を増加し、``0''のときには変更しない。シフトレジスタ440は、更新判定部から供給された信号が``1''のときにスイッチ430から供給される信号サンプルを1サンプル取り込むと同時に、内部レジスタの記憶値を隣接レジスタにシフトする。最小値選択部460には、カウンタ480の出力とレジスタ長記憶部410の出力が供給されている。
【００３４】
最小値選択部460は、供給されたカウント値とレジスタ長のうち、小さい方を選択して、除算部470に伝達する。除算部470は、加算器450から供給された劣化音声パワースペクトルの加算値をカウント値又はレジスタ長の小さい方の値で除算し、商を周波数別推定雑音パワースペクトルλn(k)として出力する。Bn(k)(n=0, 1, ..., N-1)をシフトレジスタ440に保存されている劣化音声パワースペクトルのサンプル値とすると、λn(k)は、
【００３５】
【数８】
2008216720.tif 000010
で与えられる。ただし、Nはカウント値とレジスタ長のうち、小さい方の値である。カウント値はゼロから始まって単調に増加するので、最初はカウント値で除算が行なわれ、後にはレジスタ長で除算が行なわれる。レジスタ長で除算が行なわれることは、シフトレジスタに格納された値の平均値を求めることになる。最初は、シフトレジスタ440に十分多くの値が記憶されていないために、実際に値が記憶されているレジスタの数で除算する。実際に値が記憶されているレジスタの数は、カウント値がレジスタ長より小さいときはカウント値に等しく、カウント値がレジスタ長より大きくなると、レジスタ長と等しくなる。
【００３６】
図７は、図６に含まれる更新判定部400の構成を示すブロック図である。更新判定部400は、論理和計算部4001、比較部4004、4002、閾値記憶部4005、4003、閾値計算部4006を有する。図５のカウンタ330から供給されるカウント値は、比較部4002に伝達される。閾値記憶部4003の出力である閾値も、比較部4002に伝達される。比較部4002は、供給されたカウント値と閾値を比較し、カウント値が閾値より小さいときに``1''を、カウント値が閾値より大きいときに``0''を、論理和計算部4001に伝達する。一方、閾値計算部 4006 は、図６の推定雑音記憶部 420 から供給される推定雑音パワースペクトルに応じた値を計算し、閾値として閾値記憶部4005 に出力する。最も簡単な閾値の計算方法は、推定雑音パワースペクトルの定数倍である。その他に、高次多項式や非線形関数を用いて閾値を計算することも可能である。閾値記憶部 4005 は、閾値計算部 4006 から出力された閾値を記憶し、1フレーム前に記憶された閾値を比較部 4004 へ出力する。比較部 4004 は、閾値記憶部 4005 から供給される閾値と図２の変換部２から供給される劣化音声パワースペクトルを比較し、劣化音声パワースペクトルが閾値よりも小さければ``1''を、大きければ``0''を論理和計算部 4001に出力する。すなわち、推定雑音パワースペクトルの大きさをもとに、劣化音声信号が雑音であるか否かを判別している。論理和計算部 4001 は、比較部 4202 の出力値と比較部 4204 の出力値との論理和を計算し、計算結果を図６のスイッチ430、シフトレジスタ440及びカウンタ480に出力する。このように、初期状態や無音区間だけでなく、有音区間でも劣化音声パワーが小さい場合には、更新判定部 400 は``1''を出力する。すなわち、推定雑音の更新が行われる。閾値の計算は各周波数で行われるため、各周波数で推定雑音の更新を行うことができる。
【００３７】
図８は、重み付き劣化音声計算部320の構成を示すブロック図である。重み付き劣化音声計算部320は、推定雑音記憶部3201、周波数別SNR計算部3202、非線形処理部3204、及び乗算器3203を有する。推定雑音記憶部3201は、図５の推定雑音計算部310から供給される推定雑音パワースペクトルを記憶し、1フレーム前に記憶された推定雑音パワースペクトルを周波数別SNR計算部3202へ出力する。周波数別SNR計算部3202は、推定雑音記憶部3201から供給される推定雑音パワースペクトルと図２の変換部２から供給される劣化音声パワースペクトルを用いてSNRを周波数帯域毎に求め、非線形処理部3204に出力する。具体的には、次式に従って、供給された劣化音声パワースペクトルを推定雑音パワースペクトルで除算して周波数別SNRγn(k)ハットを求める。
【００３８】
【数９】
2008216720.tif 000011
ここに、λn-1(k)は1フレーム前に記憶された推定雑音パワースペクトルである。
【００３９】
非線形処理部3204は、周波数別SNR計算部 3202 から供給されるSNRを用いて重み係数ベクトルを計算し、重み係数ベクトルを乗算器3203に出力する。乗算器3203は、図２の変換部２から供給される劣化音声パワースペクトルと、非線形処理部3204から供給される重み係数ベクトルの積を周波数帯域毎に計算し、重み付き劣化音声パワースペクトルを図５の推定雑音計算部 310 に出力する。
【００４０】
非線形処理部3204は、多重化された入力値それぞれに応じた実数値を出力する、非線形関数を有する。図９に、非線形関数の例を示す。f1 を入力値としたとき、図９に示される非線形関数の出力値 f2は、
【００４１】
【数１０】
2008216720.tif 000012
で与えられる。但し、a と b は任意の実数である。
【００４２】
非線形処理部3204は、周波数別SNR計算部3202から供給される周波数帯域別SNRを、非線形関数によって処理して重み係数を求め、乗算器3203に伝達する。すなわち、非線形処理部3204は SNR に応じた1 から 0 までの重み係数を出力する。SNRが小さい時は 1 を、大きい時は 0 を出力する。
【００４３】
図８の乗算器3203で劣化音声パワースペクトルと乗算される重み係数は、 SNR に応じた値になっており、SNR が大きい程、すなわち劣化音声に含まれる音声成分が大きい程、重み係数の値は小さくなる。推定雑音の更新には一般に劣化音声パワースペクトルが用いられるが、推定雑音の更新に用いる劣化音声パワースペクトルに対して、SNR に応じた重みづけを行うことで、劣化音声パワースペクトルに含まれる音声成分の影響を小さくすることができ、より精度の高い雑音推定を行うことができる。なお、重み係数の計算に非線形関数を用いた例を示したが、非線形関数以外にも線形関数や高次多項式など、他の形で表されるSNRの関数を用いる事も可能である。
【００４４】
図10は、図２に含まれる雑音抑圧係数生成部600の構成を示すブロック図である。雑音抑圧係数生成部600は、後天的SNR計算部610、推定先天的SNR計算部620、雑音抑圧係数計算部630、音声非存在確率記憶部640、抑圧係数補正部650を有する。後天的SNR計算部610は、入力された劣化音声パワースペクトルと推定雑音パワースペクトルを用いて周波数別に後天的SNRを計算し、推定先天的SNR計算部620と雑音抑圧係数計算部630に供給する。推定先天的SNR計算部620は、入力された後天的SNR、及び抑圧係数補正部650から供給された補正抑圧係数を用いて先天的SNRを推定し、推定先天的SNRとして、雑音抑圧係数計算部630に伝達する。雑音抑圧係数計算部630は、入力として供給された後天的SNR、推定先天的SNR及び音声非存在確率記憶部640から供給される音声非存在確率を用いて雑音抑圧係数を生成し、抑圧係数補正部650に伝達する。抑圧係数補正部650は、入力された推定先天的SNRと雑音抑圧係数を用いて雑音抑圧係数を補正し、補正抑圧係数Gn(k)バーとして出力する。
【００４５】
図11は、図10に含まれる推定先天的SNR計算部620の構成を示すブロック図である。推定先天的SNR計算部620は、値域限定処理部6201、後天的SNR記憶部6202、抑圧係数記憶部6203、乗算器6204、6205、重み記憶部6206、重み付き加算部6207、加算器6208を有する。図10の後天的SNR計算部610から供給される後天的SNRγn(k) (k=0, 1, ..., M-1)は、後天的SNR記憶部6202と加算器6208に伝達される。後天的SNR記憶部6205は、第nフレームにおける後天的SNRγn(k)を記憶すると共に、第n-1フレームにおける後天的SNRγn-1(k)を乗算器6205に伝達する。図10の抑圧係数補正部650から供給される補正抑圧係数Gn(k)バー (k=0, 1, ..., M-1)は、抑圧係数記憶部6203に伝達される。抑圧係数記憶部6203は、第nフレームにおける補正抑圧係数Gn(k)バーを記憶すると共に、第n-1フレームにおける補正抑圧係数Gn-1(k)バーを乗算器6204に伝達する。乗算器6204は、供給されたGn(k)バーを2乗してG2n-1(k)バーを求め、乗算器6205に伝達する。乗算器6205は、G2n-1(k)バーとγn-1(k)をk=0, 1, ..., M-1に対して乗算してG2n-1(k)バーγn-1 (k)を求め、結果を重み付き加算部6207に過去の推定SNR 922として伝達する。
【００４６】
加算器6208の他方の端子には−１が供給されており、加算結果γn(k)-1が値域限定処理部6201に伝達される。値域限定処理部6201は、加算器6208から供給された加算結果γn(k)-1に値域限定演算子P[・]による演算を施し、結果であるP[γn(k)-1]を重み付き加算部6207に瞬時推定SNR 921として伝達する。ただし、P[x]は次式で定められる。
【００４７】
【数１１】
2008216720.tif 000013
重み付き加算部6207には、また、重み記憶部6206から重み923が供給されている。重み付き加算部6207は、これらの供給された瞬時推定SNR 921、過去の推定SNR 922、重み923を用いて推定先天的SNR 924を求める。重み923をαとし、ξn(k)ハットを推定先天的SNR とすると、ξn(k)ハットは、次式によって計算される。
【００４８】
【数１２】
2008216720.tif 000014
ここに、G2-1(k)γ-1(k)バー=1とする。
【００４９】
図12は、図11に含まれる重み付き加算部6207の構成を示すブロック図である。重み付き加算部6207は、乗算器6901、6903、定数乗算器6905、加算器6902、6904を有する。図11の値域限定処理部6201から周波数帯域別瞬時推定SNR 921が、図11の乗算器6205から過去の周波数帯域別SNR 922が、図11の重み記憶部6206から重み923が、それぞれ入力として供給される。値αを有する重み923は、定数乗算器6905と乗算器6903に伝達される。定数乗算器6905は入力信号を−１倍して得られた−αを、加算器6904に伝達する。加算器6904のもう一方の入力としては１が供給されており、加算器6904の出力は両者の和である１−αとなる。１−αは乗算器6901に供給されて、もう一方の入力である周波数帯域別瞬時推定SNR P[γn(k)−１] と乗算され、積である(１−α)P[γn(k)−１]が加算器6902に伝達される。一方、乗算器6903では、重み923として供給されたαと過去の推定SNR 922が乗算され、積であるαG2n-1(k)バーγn-1(k)が加算器6902に伝達される。加算器6902は、(１−α)P[γn(k)−１]とαG2n-1(k)バーγn-1(k)の和を、周波数帯域別推定先天的SNR 904として、出力する。
【００５０】
図13は、図10に含まれる雑音抑圧係数生成部630を示すブロック図である。雑音抑圧係数生成部630 は、MMSE STSA ゲイン関数値計算部 6301、一般化尤度比計算部 6302、及び抑圧係数計算部 6303 を有する。以下、非特許文献２（非特許文献２：  1984 年12月、アイ・イー・イー・イー・トランザクションズ・オン・アクースティクス・スピーチ・アンド・シグナル・プロセシング、第32巻、第6号(IEEE TRANSACTIONS ON ACOUSTICS, SPEECH, AND SIGNAL PROCESSING,VOL.32, NO.6, PP.1109-1121, DEC, 1984)、1109〜1121ページ）に記載されている計算式をもとに、抑圧係数の計算方法を説明する。
【００５１】
フレーム番号をn、周波数番号をkとし、γn(k) を図10の後天的SNR 計算部610から供給される周波数別後天的SNR、ξn(k) ハットを図10の推定先天的SNR計算部620から供給される周波数別推定先天的SNR、q を図10の音声非存在確率記憶部640から供給される音声非存在確率とする。
【００５２】
また、ηn(k) = ξn(k)ハット/ (1-q)、  vn(k) = (ηn(k)γn(k))/(1+ηn(k))  とする。
【００５３】
MMSE STSA ゲイン関数値計算部 6301 は、図10の後天的SNR計算部610 から供給される後天的SNR γn(k)、図10の推定先天的SNR計算部620から供給される推定先天的SNR ξn(k) ハット及び図10の音声非存在確率記憶部640から供給される音声非存在確率 qをもとに、周波数帯域毎にMMSE STSAゲイン関数値を計算し、抑圧係数計算部 6303 に出力する。周波数帯域毎のMMSE STSAゲイン関数値 Gn(k) は、
【００５４】
【数１３】
2008216720.tif 000015
で与えられる。ここに、I0(z) は0次変形ベッセル関数、I1(z) は1次変形ベッセル関数 である。変形ベッセル関数については、非特許文献３（非特許文献３：  1985年、数学辞典、岩波書店、374.Gページ）に記載されている。
【００５５】
一般化尤度比計算部 6302 は、図10の後天的SNR計算部610から供給される後天的SNR γn(k)、図10の推定先天的SNR計算部620から供給される推定先天的SNR ξn(k) ハット及び図10の音声非存在確率記憶部 640から供給される音声非存在確率qをもとに、周波数帯域毎に一般化尤度比を計算し、抑圧係数計算部 6303 に伝達する。周波数帯域毎の一般化尤度比Λn(k) は、
【００５６】
【数１４】
2008216720.tif 000016
で与えられる。
【００５７】
抑圧係数計算部 6303 は、MMSE STSA ゲイン関数値計算部 6301 から供給される MMSE STSA ゲイン関数値Gn(k)と一般化尤度比計算部 6302 から供給される一般化尤度比Λn(k)から周波数帯域毎に抑圧係数を計算し、図10の抑圧係数補正部650へ出力する。周波数帯域毎の抑圧係数Gn(k)バーは、
【００５８】
【数１５】
2008216720.tif 000017
で与えられる。周波数帯域別にSNRを計算する代わりに、複数の周波数帯域から構成される広い帯域に共通なSNRを求めて、これを用いることも可能である。
【００５９】
図14は、図10に含まれる抑圧係数補正部650を示すブロック図である。抑圧係数補正部650は、最大値選択部 6501、抑圧係数下限値記憶部 6502、閾値記憶部 6503、比較部 6504、スイッチ6505、修正値記憶部 6506 及び乗算器 6507 を有する。比較部6504は、閾値記憶部 6503 から供給される閾値と、図10の推定先天的SNR計算部620から供給される推定先天的 SNR を比較し、推定先天的SNRが閾値よりも大きければ``0''を、小さければ``1''をスイッチ 6505 に供給する。スイッチ 6505 は、図10の雑音抑圧係数計算部630から供給される抑圧係数を、比較部 6504 の出力値が``1''のときに乗算器 6507 に出力し、``0''のときに最大値選択部6501に出力する。すなわち、推定先天的SNRが閾値よりも小さいときに、抑圧係数の補正が行われる。乗算器 6507 は、スイッチ 6505 の出力値と修正値記憶部 6506 の出力値との積を計算し、最大値選択部6501に伝達する。
【００６０】
一方、抑圧係数下限値記憶部 6502 は、記憶している抑圧係数の下限値を、最大値選択部 6501 に供給する。最大値選択部 6501 は、図10の雑音抑圧係数計算部630から供給される抑圧係数、又は乗算器 6507 で計算された積と、抑圧係数下限値記憶部 6502 から供給される抑圧係数下限値とを比較し、大きい方の値を出力する。すなわち、抑圧係数は抑圧係数下限値記憶部 6502 が記憶する下限値よりも必ず大きい値になる。
【００６１】
なお、これまでの実施の形態では、特許文献１に従って、各周波数成分に対して独立に、抑圧係数を計算し、それを用いて雑音抑圧を行う例について説明してきた。しかし、演算量を削減するために、非特許文献１に開示されているように、複数の周波数成分に対して共通の抑圧係数を計算し、それを用いて雑音抑圧を行うこともできる。その場合は、図２の変換部２と雑音推定部300及び雑音抑圧係数生成部600の間に帯域統合部を具備する構成となる。
【００６２】
さらに、非特許文献１にあるように、図２の変換部２の前にオフセット消去部を、変換部２の直後に振幅補正部と位相補正部を具備することにより、周波数領域で高域通過フィルタを形成することもでき、演算量を削減することができる。また、複数の周波数成分に対して共通の抑圧係数を計算する際に、特定の周波数帯域に対応した雑音推定値を補正することもできる。
【００６３】
図15に、雑音抑圧係数生成部600の第２の実施例を示す。図10に示した第１の実施例と比較すると、第２の実施例の雑音抑圧係数生成部600は、抑圧係数補正部650に代えて、抑圧係数補正部651、乗算器660、音声存在確率計算部670、仮出力SNR計算部680を有する。音声存在確率計算部670と仮出力SNR計算部680には、入力として与えられた推定雑音パワースペクトルが供給される。乗算器660には、入力として与えられた劣化音声パワースペクトルと雑音抑圧係数計算部630で求められた抑圧係数が供給される。乗算器660はこれらの積を仮出力信号として求め、仮出力SNR計算部680と音声存在確率計算部670へ伝達する。音声存在確率計算部670は、推定雑音パワースペクトルと仮出力信号を用いて、音声存在確率Vnを求める。音声存在確率の一例として、仮出力信号と推定雑音の比を用いることができる。この比が大きいときには音声存在確率が高く、小さいときには音声存在確率が低い。求めた音声存在確率Vnは、仮出力SNR計算部680と抑圧係数補正部651に供給する。
【００６４】
仮出力SNR計算部680は、推定雑音パワースペクトルと仮出力信号を用いて仮出力SNRを求め、抑圧係数補正部651へ伝達する。仮出力SNRの一例として、仮出力の長時間平均と推定雑音パワースペクトルによる長時間出力SNRを用いることができる。仮出力の長時間平均は、音声存在確率計算部670から供給された音声存在確率Vnの大きさに応じて更新する。求めた仮出力SNRξnL(k)は、抑圧係数補正部651に供給する。抑圧係数補正部651は、雑音抑圧係数計算部630から受けた抑圧係数Gn(k)バーを、音声存在確率計算部670から受けた音声存在確率Vnと、仮出力SNR計算部680から受けた仮出力SNRξnL(k)を用いて補正し、補正抑圧係数Gn(k)ハットとして出力すると同時に、推定先天的SNR計算部620に帰還する。
【００６５】
図16に、抑圧係数補正部651の実施例を示す。抑圧係数補正部651は、抑圧係数下限値計算部6512と最大値選択部6511を含む。抑圧係数下限値計算部6512には、仮出力SNRξnL(k)と音声存在確率Vnが供給されている。抑圧係数下限値計算部6512は、次式に基づいて、関数A(ξnL(k))と音声区間に対応した抑圧係数最小値fsを用いて、抑圧係数の下限値A(Vn, ξnL(k))を計算し、最大値選択部6511に伝達する。
【００６６】
【数１６】
2008216720.tif 000018
関数A(ξnL(k))は基本的に、大きなSNRに対して小さな値をとるような形状を有する。A(ξnL(k))が仮出力SNRξnL(k)に対応してこのような形状をとる関数であることは、仮出力SNRが高いほど、非音声区間に対応する抑圧係数の下限値が小さくなることを意味する。これは、残留雑音が小さくなることに対応し、音声区間と非音声区間の音質不連続性を低減する効果がある。なお、関数A(ξnL(k))は全ての周波数成分に対して異なっていてもよいし、複数の周波数成分に対して共有されていてもよい。また、時間と共にその形状が変化することも可能である。
【００６７】
最大値計算部6511は、雑音抑圧係数計算部630から受けた抑圧係数Gn(k)バーと抑圧係数下限値計算部6512を比較して、大きいほうの値を補正抑圧係数Gn(k)ハットとして出力する。この処理は、次式で表すことができる。
【００６８】
【数１７】
2008216720.tif 000019
すなわち、完全に音声区間と思われる場合はfsが、完全に非音声区間と思われる場合は仮出力SNRξnL(k)に応じて単調減少関数で定められる値が、抑圧係数最小値となる。両者の中間と思われる状況では、これらの値が適切に混合される。A(ξnL(k))の単調減少性によって、低SNR時の大きな抑圧係数最小値が保証され、消し残し雑音の多い直前の音声区間からの連続性が保たれる。高SNRでは、抑圧係数最小値が小さくなり、残留雑音が小さくなるように制御される。これは、音声区間の残留雑音が無視できる程度に小さいので、非音声区間の残留雑音が小さいときも、連続性が保たれるためである。また、fsをA(ξnL(k))よりも大きく設定することによって、音声区間あるいはその可能性が高い場合に雑音抑圧が軽度になり、音声に生じる歪を低減することができる。これは、符号化・復号によって生じる歪の混入した音声において雑音推定精度が十分に高くできない場合に、特に有効である。
【００６９】
図17は、本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。図17と最良の実施の形態を表す図１とは、受信端末9002において、雑音抑圧部940が雑音抑圧部941に置換されている点を除いて同一である。雑音抑圧部941には、雑音抑圧部940と異なり、入力端子901から入力信号が供給されている。入力端子901に供給される信号は雑音抑圧部941の抑圧程度を制御する情報を含み、雑音抑圧部941に伝達される。このように抑圧程度を制御する情報としては、抑圧係数やその下限値がある。
【００７０】
図18に、雑音抑圧部941の構成例を示す。雑音抑圧部940の構成例を示す図２と異なる点は、雑音抑圧係数生成部600が雑音抑圧係数生成部601に置換されており、入力端子41を介して抑圧係数下限値が供給されていることである。雑音抑圧係数生成部601は、入力端子41を介して供給された抑圧係数下限値を用いて生成した抑圧係数を、乗算器５に供給する。
【００７１】
図19に、雑音抑圧係数生成部601の構成例を示す。雑音抑圧係数生成部600の第１の構成例を示す図10と異なる点は、抑圧係数補正部650が抑圧係数補正部652に置換されており、抑圧係数補正部652に抑圧係数下限値が供給されていることである。抑圧係数補正部652は、推定先天的SNR、雑音抑圧係数、及び抑圧係数下限値を用いて雑音抑圧係数を補正し、補正抑圧係数として出力する。
【００７２】
図20に、抑圧係数補正部652の構成例を示す。抑圧係数補正部650の構成例を示す図14と異なる点は、抑圧係数下限値記憶部6502と最大値選択部6501が最大値選択部6521に置換されており、最大値選択部6521に抑圧係数下限値が供給されていることである。すなわち、最大値選択部6521は抑圧係数下限値記憶部6502に記憶された抑圧係数下限値の代わりに供給された抑圧係数下限値を用いて、抑圧係数下限値と計算された抑圧係数から最大値の選択を行う。
【００７３】
図21に、雑音抑圧係数生成部601の第２の構成例を示す。雑音抑圧係数生成部600の第２の構成例を示す図15と異なる点は、抑圧係数補正部651が抑圧係数補正部653に置換されており、抑圧係数補正部653に抑圧係数下限値が供給されていることである。抑圧係数補正部653は、推定先天的SNR、雑音抑圧係数、及び抑圧係数下限値を用いて雑音抑圧係数を補正し、補正抑圧係数として出力する。
【００７４】
図22に、抑圧係数補正部653の構成例を示す。抑圧係数補正部651の構成例を示す図16と異なる点は、抑圧係数下限値計算部6512が抑圧係数下限値計算部6532に置換されており、抑圧係数下限値計算部6532に抑圧係数下限値が供給されていることである。すなわち、抑圧係数下限値計算部6532は、供給された抑圧係数下限値も用いて、抑圧係数下限値を計算する。具体的な計算方法の一つは、仮出力SNRと音声存在確率に基づいて計算される抑圧係数下限値より、供給される下限値を優先することである。利用者の嗜好に合わせて、適切な音質に調整することができる。また、計算される下限値よりも供給される下限値が大きいときだけ後者を優先することもできる。この場合は、出力信号における歪を、供給された下限値に対応した値にとどめることができる。同様な考え方を適用すれば、音声区間と非音声区間に対応した一組の下限値や高SNRと低SNRに対応した一組の下限値、さらには抑圧係数そのものを外部から供給することもできる。もちろん、この拡張は、図20の構成例にも適用することができる。
【００７５】
図23は、本発明の第３の実施の形態を示すブロック図である。図23と第２の実施の形態を表す図17とは、受信端末9002が、雑音抑圧部941に入力情報を供給するための操作部902を具備する点において異なる。雑音抑圧部941には、操作部902から、雑音抑圧部941の抑圧程度を制御する情報を含む信号が伝達される。このように抑圧程度を制御する情報としては、抑圧係数やその下限値がある。
【００７６】
図24に、操作部902の構成例を示す。操作部902は、少なくともスクリーンを含み、そこにスライダー9021が表示されている。スライダー9021を、マウス、キーボード、又はタッチスクリーンの操作などで左右に動作させることによって、操作部902から雑音抑圧部941に供給される信号の値を調整することができる。なお、スライダーの動作方向は左右に限定されず、上下でも斜めでも、任意の方向でよい。スライダー9021の操作によって決定された値は、本発明の第２の実施の形態で説明したように、利用される。
【００７７】
図25に、操作部902の第２の構成例を示す。第１の構成例との違いは、スライダー9021に代えて、左向きボタン9022と右向きボタン9023を具備していることである。左向きボタン9022と右向きボタン9023を、マウス、キーボード、又はタッチスクリーンの操作などで動作させることによって、操作部902から雑音抑圧部941に供給される信号の値を調整することができる。なお、ボタンの方向は左右に限定されず、上下でも斜めでも、任意の方向でよい。ボタンの操作によって決定された値は、本発明の第２の実施の形態で説明したように、利用される。
【００７８】
図26は、本発明の第４の実施の形態を示すブロック図である。図26と第３の実施の形態を表す図23とは、受信端末9002が、操作部902に代えて音声認識部903を具備する点において異なる。雑音抑圧部941には、音声認識部903から、雑音抑圧部941の抑圧程度を制御する情報を含む信号が伝達される。この情報は、音声認識部に具備されたマイクロフォンに向かって話しかけられた命令語を、音声認識部903が認識することによって得られる。これ以降の動作は、第３の実施の形態に等しいので、説明を省略する。
【００７９】
図27は、本発明の第５の実施の形態を示すブロック図である。最良の実施の形態を表す図１とは異なり、図27では送受信を行うことができる送受信端末8000として構成されている。送信部730から出力される送信信号は、伝送路800を経て、通信相手の受信部に接続される。同様に、通信相手の送信部は、通信路800を経て受信部930に接続される。これら以外の構成要素の動作については、最良の実施の形態において説明した通りである。このように、受信端末と送信端末を分離して具備する代わりに、送受信端末として具備する構成が、第２から第４の実施の形態についても可能であることは、容易に理解できる。また、操作部902又は音声認識部903が、受信端末9002の外部にあるように構成することも可能である。
【００８０】
以上、本発明の実施の形態について、図を参照して説明してきた。これらの全てにおいて、受信端末9001、9002において雑音抑圧を行うので、送信端末7000における雑音抑圧部710が存在しない構成も可能である。また、伝送路800の代わりに、蓄積媒体を具備した形態も可能である。この場合には、受信部930を含まない構成とするのが普通である。
【００８１】
図28は、本発明の第６の実施の形態に基づく信号処理装置のブロック図である。本発明の第６の実施形態は、プログラム制御により動作するコンピュータ（中央処理装置；プロセッサ；データ処理装置）1000と、入力端子799、998、及び出力端子798、999とから構成されている。コンピュータ1000は、受信部930、復号部920、雑音抑圧部940を含む。雑音抑圧部940に代えて雑音抑圧部941を含んでもよいし、復号部920または受信部930を含まない構成も可能である。  入力端子998に供給された受信信号は、コンピュータ1000内の受信部930で復調され、さらに復号部920で所望信号と雑音からなる劣化音声が回復される。劣化音声は、雑音抑圧部940において処理され、所望信号が強調される。コンピュータ1000は、さらに符号化部720と送信部730を含んでも良い。その際は、送信部730の出力信号が出力端子798を介して、伝送路800に送出される。また、符号化部720で符号化する前に、雑音抑圧部710で背景雑音を抑圧し、所望信号を強調する構成とすることもできる。
【００８２】
これまで説明した全ての実施の形態では、雑音抑圧の方式として、最小平均2乗誤差短時間スペクトル振幅法を仮定してきたが、その他の方法にも適用することができる。このような方法の例として、非特許文献４（非特許文献４：  1979 年12 月、プロシーディングス・オブ・ザ・アイ・イー・イー・イー、第67 巻、第12 号 (PROCEEDINGS OF THE IEEE, VOL.67, NO.12, PP.1586-1604, DEC, 1979)、1586 〜1604 ページ）に開示されているウィーナーフィルタ法や、非特許文献５（非特許文献５：  1979年4 月、アイ・イー・イー・イー・トランザクションズ・オン・アクースティクス・スピーチ・アンド・シグナル・プロセシング、第27巻、第2号(IEEE TRANSACTIONS ON ACOUSTICS, SPEECH, AND SIGNAL PROCESSING, VOL.27, NO.2, PP.113-120, APR, 1979)、113〜120 ページ）に開示されているスペクトル減算法などがあるが、これらの詳細な構成例については説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の最良の実施の形態を示すブロック図。
【図２】本発明の最良の実施の形態に含まれる雑音抑圧部の構成を示すブロック図。
【図３】図２に含まれる変換部の構成を示すブロック図。
【図４】図２に含まれる逆変換部の構成を示すブロック図。
【図５】図２に含まれる雑音推定部の構成を示すブロック図。
【図６】図５に含まれる推定雑音計算部の構成を示すブロック図。
【図７】図６に含まれる更新判定部の構成を示すブロック図。
【図８】図５に含まれる重み付き劣化音声計算部の構成を示すブロック図。
【図９】図８に含まれる非線形処理部における非線形関数の一例を示す図。
【図１０】図２に含まれる雑音抑圧係数生成部の構成を示すブロック図。
【図１１】図10に含まれる推定先天的SNR計算部の構成を示すブロック図。
【図１２】図11に含まれる重み付き加算部の構成を示すブロック図。
【図１３】図10に含まれる雑音抑圧係数計算部の構成を示すブロック図。
【図１４】図10に含まれる抑圧係数補正部の構成を示すブロック図。
【図１５】図２に含まれる抑圧係数生成部の第２の構成を示すブロック図。。
【図１６】図15に含まれる抑圧係数補正部の構成を示すブロック図。
【図１７】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図。
【図１８】図17に含まれる雑音抑圧部の構成を示すブロック図。
【図１９】図18に含まれる雑音抑圧係数生成部の構成を示すブロック図。
【図２０】図19に含まれる抑圧係数補正部の構成を示すブロック図。
【図２１】図18に含まれる抑圧係数生成部の第２の構成を示すブロック図。。
【図２２】図21に含まれる抑圧係数補正部の構成を示すブロック図。
【図２３】本発明の第３の実施の形態を示すブロック図。
【図２４】図23に含まれる操作部の構成を示すブロック図。
【図２５】図23に含まれる操作部の第２の構成を示すブロック図。
【図２６】本発明の第４の実施の形態を示すブロック図。
【図２７】本発明の第５の実施の形態を示すブロック図。
【図２８】本発明の第６の実施の形態を示すブロック図。
【図２９】携帯電話を用いた通信システムにおける雑音抑圧の適用例を示すブロック図。
【符号の説明】
【００８４】
１, 41, 700, 799, 901, 998  入力端子
２  変換部
３  逆変換部
４, 798, 900, 999  出力端子
５, 660, 3203, 6204, 6205, 6901, 6903, 6507  乗算器
21  フレーム分割部
22, 32   窓がけ処理部
23  フーリエ変換部
31  フレーム合成部
33  逆フーリエ変換部
300  雑音推定部
310  推定雑音計算部
320  重み付き劣化音声計算部
330, 480  カウンタ
400  更新判定部
410  レジスタ長記憶部
420, 3201  推定雑音記憶部
430, 6505  スイッチ
440  シフトレジスタ
450, 6208, 6902, 6904    加算器
460  最小値選択部
470  除算部
600, 601  雑音抑圧係数生成部
610  後天的SNR計算部
620  推定先天的SNR計算部 
630  雑音抑圧係数計算部
640  音声非存在確率記憶部 
650, 651, 652, 653  抑圧係数補正部
670  音声存在確率計算部
680  仮出力SNR計算部
710, 940, 941  雑音抑圧部
720  符号化部
730  送信部
800  伝送路
902  操作部
903  音声認識部
920  復号部
921  瞬時推定SNR
922  過去の推定SNR
923  重み
924  推定先天的SNR
930  受信部
1000  コンピュータ
3202  周波数別SNR計算部 
3204  非線形処理部
4001  論理和計算部
4002, 4004, 6504  比較部
4003, 4005, 6503  閾値記憶部 
4006  閾値計算部
6201  値域限定処理部
6202  後天的SNR記憶部
6203  抑圧係数記憶部
6206  重み記憶部
6207  重み付き加算部
6301  MMSE STSA ゲイン関数値計算部
6302  一般化尤度比計算部
6303  抑圧係数計算部
6501  最大値選択部
6502  抑圧係数下限値記憶部
6506  修正値記憶部
6511, 6521  最大値選択部
6512, 6532  抑圧係数下限値計算部
6905  定数乗算器
7000  送信端末
8000  送受信端末
9000, 9002  受信端末
9021  スライダー
9022  左向きボタン
9023  右向きボタン
【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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【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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