(57)【要約】【課題】本発明の目的は、十分なエコーやハウリングの抑圧を確保しながら、背景雑音の変化による耳障りな音を除去することである。  【解決手段】本発明の背景雑音補間装置は、雑音レベル推定部、複素平面領域判定部、雑音信号生成部、損失補償係数算出部、乗算部、加算部を備える。複素平面領域判定部は、周波数帯ごとに、周波数領域音声信号がどのような領域にあるかを判断する。雑音信号生成部は、周波数帯ごとに、複素平面領域判定部の判定結果が雑音レベル領域の場合は、原則、周波数領域音声信号を周波数領域雑音信号とし、複素平面領域判定部の判定結果が雑音レベル領域でない場合は、原則、周波数領域音声信号の実部の方の抑圧率を高くしながら、雑音レベル領域に属するように実部と虚部とを抑圧して周波数領域雑音信号を生成する。背景雑音補間装置は、この周波数領域雑音信号を用いて背景雑音を補間した信号を生成する。【選択図】図７
2008287046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数領域に変換された音声信号（以下、「周波数領域音声信号」という。）、あらかじめ定めた周波数帯ごとに損失が与えられた前記周波数領域音声信号（以下、「周波数領域損失付与信号」という。）、および前記損失の前記周波数帯ごとの損失量から、前記周波数領域損失付与信号に対して背景雑音を補間した信号を生成する背景雑音補間装置であって、
前記周波数帯ごとに、前記周波数領域音声信号に含まれる雑音レベルを推定する雑音レベル推定部と、
前記周波数帯ごとに、周波数領域音声信号が、あらかじめ定めた複素平面上の複数の領域のどの領域に属するかを、周波数領域音声信号の実部と虚部から判断する複素平面領域判定部と、
前記複素平面領域判定部の判定結果に基づいて、前記周波数帯ごとに、周波数領域の雑音信号（以下、「周波数領域雑音信号」という。）を生成する雑音信号生成部と、
前記周波数帯ごとに、前記損失量を補償するための損失補償係数を算出する損失補償係数算出部と、
前記周波数帯ごとに、前記周波数領域雑音信号に前記損失補償係数を乗算し、補間信号を生成する乗算部と、
前記周波数帯ごとに、前記周波数領域損失付与信号に前記補間信号を加算した信号を生成する加算部と
を備え、
前記複素平面上の複数の領域の１つは、前記雑音レベルに基づいて雑音と判断される範囲に該当する雑音レベル領域であり、
前記雑音信号生成部は、
前記複素平面領域判定部の判定結果が雑音レベル領域の場合は、周波数領域音声信号または周波数領域音声信号を補正した信号を、周波数領域雑音信号とし、
前記複素平面領域判定部の判定結果が雑音レベル領域でない場合は、周波数領域音声信号の実部の方の抑圧率を高くしながら、雑音レベル領域に属するように実部と虚部とを抑圧して周波数領域雑音信号を生成する
ことを特徴とする背景雑音補間装置。
【請求項２】
周波数領域に変換された音声信号（以下、「周波数領域音声信号」という。）、あらかじめ定めた周波数帯ごとに損失が与えられた前記周波数領域音声信号（以下、「周波数領域損失付与信号」という。）、および前記損失の前記周波数帯ごとの損失量から、前記周波数領域損失付与信号に対して背景雑音を補間した信号を生成する背景雑音補間装置であって、
前記周波数帯ごとに、前記周波数領域音声信号に含まれる雑音レベルを推定する雑音レベル推定部と、
前記周波数帯ごとに、周波数領域音声信号が、あらかじめ定めた複素平面上の複数の領域のどの領域に属するかを、周波数領域音声信号の実部と虚部から判断する複素平面領域判定部と、
前記複素平面領域判定部の判定結果に基づいて、前記周波数帯ごとに、周波数領域の雑音信号（以下、「周波数領域雑音信号」という。）を生成する雑音信号生成部と、
前記周波数帯ごとに、前記損失量を補償するための損失補償係数を算出する損失補償係数算出部と、
前記周波数帯ごとに、前記周波数領域雑音信号に前記損失補償係数を乗算し、補間信号を生成する乗算部と、
前記周波数帯ごとに、前記周波数領域損失付与信号に前記補間信号を加算した信号を生成する加算部と
を備え、
前記複素平面上の複数の領域の１つは、前記雑音レベルに基づいて雑音と判断される範囲に該当する雑音レベル領域であり、
前記雑音信号生成部は、
前記複素平面領域判定部の判定結果が雑音レベル領域の場合は、周波数領域音声信号または周波数領域音声信号を補正した信号を、周波数領域雑音信号とし、
前記複素平面領域判定部の判定結果が雑音レベル領域でない場合であって虚部の絶対値は大きいが実部の絶対値は小さい範囲に該当するときには、周波数領域音声信号の実部と虚部の両方を前記雑音レベルの大きさに比べ十分小さい値として周波数領域雑音信号を生成し、
前記複素平面領域判定部の判定結果がその他の場合は、周波数領域音声信号の実部の方の抑圧率を高くしながら、雑音レベル領域に属するように実部と虚部とを抑圧して周波数領域雑音信号を生成する
ことを特徴とする背景雑音補間装置。
【請求項３】
請求項２記載の背景雑音補間装置であって、
前記複素平面上の複数の領域は、前記雑音レベルに基づいて雑音と判断される範囲に該当する雑音レベル領域と、実部も虚部も絶対値が大きい範囲に該当する第２領域と、実部の絶対値は大きいが虚部の絶対値は小さい範囲に該当する第３領域と、虚部の絶対値は大きいが実部の絶対値は小さい範囲に該当する第４領域であり、
前記雑音信号生成部は、
前記複素平面領域判定部の判定結果が雑音レベル領域の場合は、周波数領域音声信号または周波数領域音声信号を補正した信号を、周波数領域雑音信号とし、
前記複素平面領域判定部の判定結果が第２領域の場合は、周波数領域音声信号の実部を前記雑音レベルの大きさに比べ十分小さい値とし、周波数領域音声信号の虚部を雑音レベル領域に属するように抑圧して周波数領域雑音信号を生成し、
前記複素平面領域判定部の判定結果が第３領域の場合は、周波数領域音声信号の虚部をそのままの値または補正した値とし、周波数領域音声信号の実部を雑音レベル領域に属するように抑圧して周波数領域雑音信号を生成し、
前記複素平面領域判定部の判定結果が第４領域の場合は、周波数領域音声信号の実部と虚部の両方を前記雑音レベルの大きさに比べ十分小さい値として周波数領域雑音信号を生成する
ことを特徴とする背景雑音補間装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の背景雑音補間装置であって、
音声信号を周波数領域音声信号に周波数変換する音声信号周波数変換部と、
損失が与えられた前記音声信号を周波数領域損失付与信号に周波数変換する損失付与信号周波数変換部と、
前記周波数領域損失付与信号に対して背景雑音を補間した信号を、周波数逆変換する周波数逆変換部も
備える背景雑音補間装置。
【請求項５】
周波数領域に変換された音声信号（以下、「周波数領域音声信号」という。）、あらかじめ定めた周波数帯ごとに損失が与えられた前記周波数領域音声信号（以下、「周波数領域損失付与信号」という。）、および前記損失の前記周波数帯ごとの損失量から、前記周波数領域損失付与信号に対して背景雑音を補間した信号を生成する背景雑音補間方法であって、
前記周波数帯ごとに、前記周波数領域音声信号に含まれる雑音レベルを推定する雑音レベル推定ステップと、
前記周波数帯ごとに、周波数領域音声信号が、あらかじめ定めた複素平面上の複数の領域のどの領域に属するかを、周波数領域音声信号の実部と虚部から判断する複素平面領域判定ステップと、
前記複素平面領域判定部の判定結果に基づいて、前記周波数帯ごとに、周波数領域の雑音信号（以下、「周波数領域雑音信号」という。）を生成する雑音信号生成ステップと、
前記周波数帯ごとに、前記損失量を補償するための損失補償係数を算出する損失補償係数算出ステップと、
前記周波数帯ごとに、前記周波数領域雑音信号に前記損失補償係数を乗算し、補間信号を生成する乗算ステップと、
前記周波数帯ごとに、前記周波数領域損失付与信号に前記補間信号を加算した信号を生成する加算ステップと
を有し、
前記複素平面上の複数の領域の１つは、前記雑音レベルに基づいて雑音と判断される範囲に該当する雑音レベル領域であり、
前記雑音信号生成ステップは、
前記複素平面領域判定ステップの判定結果が雑音レベル領域の場合は、周波数領域音声信号または周波数領域音声信号を補正した信号を、周波数領域雑音信号とし、
前記複素平面領域判定ステップの判定結果が雑音レベル領域でない場合は、周波数領域音声信号の実部の方の抑圧率を高くしながら、雑音レベル領域に属するように実部と虚部とを抑圧して周波数領域雑音信号を生成する
ことを特徴とする背景雑音補間方法。
【請求項６】
周波数領域に変換された音声信号（以下、「周波数領域音声信号」という。）、あらかじめ定めた周波数帯ごとに損失が与えられた前記周波数領域音声信号（以下、「周波数領域損失付与信号」という。）、および前記損失の前記周波数帯ごとの損失量から、前記周波数領域損失付与信号に対して背景雑音を補間した信号を生成する背景雑音補間方法であって、
前記周波数帯ごとに、前記周波数領域音声信号に含まれる雑音レベルを推定する雑音レベル推定ステップと、
前記周波数帯ごとに、周波数領域音声信号が、あらかじめ定めた複素平面上の複数の領域のどの領域に属するかを、周波数領域音声信号の実部と虚部から判断する複素平面領域判定ステップと、
前記複素平面領域判定部の判定結果に基づいて、前記周波数帯ごとに、周波数領域の雑音信号（以下、「周波数領域雑音信号」という。）を生成する雑音信号生成ステップと、
前記周波数帯ごとに、前記損失量を補償するための損失補償係数を算出する損失補償係数算出ステップと、
前記周波数帯ごとに、前記周波数領域雑音信号に前記損失補償係数を乗算し、補間信号を生成する乗算ステップと、
前記周波数帯ごとに、前記周波数領域損失付与信号に前記補間信号を加算した信号を生成する加算ステップと
を有し、
前記複素平面上の複数の領域の１つは、前記雑音レベルに基づいて雑音と判断される範囲に該当する雑音レベル領域であり、
前記雑音信号生成ステップは、
前記複素平面領域判定ステップの判定結果が雑音レベル領域の場合は、周波数領域音声信号または周波数領域音声信号を補正した信号を、周波数領域雑音信号とし、
前記複素平面領域判定ステップの判定結果が雑音レベル領域でない場合であって虚部の絶対値は大きいが実部の絶対値は小さい範囲に該当するときには、周波数領域音声信号の実部と虚部の両方を前記雑音レベルの大きさに比べ十分小さい値として周波数領域雑音信号を生成し、
前記複素平面領域判定ステップの判定結果がその他の場合は、周波数領域音声信号の実部の方の抑圧率を高くしながら、雑音レベル領域に属するように実部と虚部とを抑圧して周波数領域雑音信号を生成する
ことを特徴とする背景雑音補間方法。
【請求項７】
請求項６記載の背景雑音補間方法であって、
前記複素平面上の複数の領域は、前記雑音レベルに基づいて雑音と判断される範囲に該当する雑音レベル領域と、実部も虚部も絶対値が大きい範囲に該当する第２領域と、実部の絶対値は大きいが虚部の絶対値は小さい範囲に該当する第３領域と、虚部の絶対値は大きいが実部の絶対値は小さい範囲に該当する第４領域であり、
前記雑音信号生成ステップは、
前記複素平面領域判定ステップの判定結果が雑音レベル領域の場合は、周波数領域音声信号または周波数領域音声信号を補正した信号を、周波数領域雑音信号とし、
前記複素平面領域判定ステップの判定結果が第２領域の場合は、周波数領域音声信号の実部を前記雑音レベルの大きさに比べ十分小さい値とし、周波数領域音声信号の虚部を雑音レベル領域に属するように抑圧して周波数領域雑音信号を生成し、
前記複素平面領域判定ステップの判定結果が第３領域の場合は、周波数領域音声信号の虚部をそのままの値または補正した値とし、周波数領域音声信号の実部を雑音レベル領域に属するように抑圧して周波数領域雑音信号を生成し、
前記複素平面領域判定ステップの判定結果が第４領域の場合は、周波数領域音声信号の実部と虚部の両方を前記雑音レベルの大きさに比べ十分小さい値として周波数領域雑音信号を生成する
ことを特徴とする背景雑音補間方法。
【請求項８】
請求項５から７のいずれかに記載の背景雑音補間方法であって、
音声信号を周波数領域音声信号に周波数変換する音声信号周波数変換ステップと、
損失が与えられた前記音声信号を周波数領域損失付与信号に周波数変換する損失付与信号周波数変換ステップと、
前記周波数領域損失付与信号に対して背景雑音を補間した信号を、周波数逆変換する周波数逆変換ステップも
有する背景雑音補間方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声スイッチやエコー抑圧器によって損失が与えられた音声信号に、背景雑音を補間するための背景雑音補間装置、背景雑音補間方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信端末で拡声通話を行う場合に、スピーカとマイクロホンとの間の音響的結合によって発生する音響エコーやハウリングを防止するため、音声信号に損失を与える技術が良く用いられる。具体的には音声スイッチやエコー抑圧器が用いられている。
【０００３】
音声スイッチやエコー抑圧器は、送受信すべき音声が無いときやエコーが存在するときに音声信号に損失を与え、そうでないときには損失を与えないように損失量を調整する。したがって、音声信号に含まれる背景雑音にも損失が与えられる時と与えられない時が存在することとなる。そして、この背景雑音の変化は、通話者にとって耳障りな音となってしまう。この対策のため、音声スイッチやエコー抑圧器の挿入損失量を周波数帯ごとに制御する方法がある（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−９４４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の方法では、エコーやハウリングの抑圧と背景雑音の変化の低減とのトレードオフの関係を、周波数帯ごとに最適化することで耳障りな感覚を低減させようとしていた。しかし、耳障りな感覚を十分に低減しようとすれば、エコーやハウリングの抑圧性能には限界があった。
【０００５】
本発明は、十分なエコーやハウリングの抑圧を確保しながら、背景雑音の変化による耳障りな音を除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の背景雑音補間装置は、周波数領域に変換された音声信号（以下、「周波数領域音声信号」という。）、あらかじめ定めた周波数帯ごとに損失が与えられた前記周波数領域音声信号（以下、「周波数領域損失付与信号」という。）、および前記損失の前記周波数帯ごとの損失量から、前記周波数領域損失付与信号に対して背景雑音を補間した信号を生成する機能を有する。具体的には、雑音レベル推定部、複素平面領域判定部、雑音信号生成部、損失補償係数算出部、乗算部、加算部を備える。雑音レベル推定部は、周波数帯ごとに、周波数領域音声信号に含まれる雑音レベルを推定する。複素平面領域判定部は、周波数帯ごとに、周波数領域音声信号が、あらかじめ定めた複素平面上の複数の領域のどの領域に属するかを、周波数領域音声信号の実部と虚部から判断する。ただし、複素平面上の複数の領域の１つは、雑音レベルに基づいて雑音と判断される範囲に該当する雑音レベル領域である。雑音信号生成部は、複素平面領域判定部の判定結果に基づいて、周波数帯ごとに、周波数領域の雑音信号（以下、「周波数領域雑音信号」という。）を生成する。例えば、複素平面領域判定部の判定結果が雑音レベル領域の場合は、周波数領域音声信号または周波数領域音声信号を補正した信号を周波数領域雑音信号とし、複素平面領域判定部の判定結果が雑音レベル領域でない場合は、原則、周波数領域音声信号の実部の方の抑圧率を高くしながら、雑音レベル領域に属するように実部と虚部とを抑圧して周波数領域雑音信号を生成すればよい。損失補償係数算出部は、周波数帯ごとに、損失量を補償するための損失補償係数を算出する。乗算部は、周波数帯ごとに、周波数領域雑音信号に損失補償係数を乗算し、補間信号を生成する。加算部は、周波数帯ごとに、周波数領域損失付与信号に補間信号を加算した信号を生成する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の背景雑音補間装置によれば、十分なエコーやハウリングの抑圧を確保した信号に対して、背景雑音の不連続な変化をなくすための補間処理を行っている。しかも、補間処理では、雑音信号と補間信号との結合部や補間信号同士の結合部が不連続とならないように、周波数領域音声信号が複素平面領域でどのような領域に属しているかを考慮して補間信号を生成している。したがって、十分なエコーやハウリングの抑圧を確保しながら、背景雑音の変化による耳障りな音を除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明の原理と実施形態を説明する。なお、同じ機能を有する構成部や同じ処理を行うステップには同じ番号を付し、重複説明を省略する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の背景雑音補間装置をどのように用いるかを示した図である。図１（Ａ）は、受信した音声信号をスピーカで音に変換する前に音声スイッチが挿入されている場合の構成を示している。図１(Ｂ）は、マイクで音を音声信号に変換してから送信するまでの間に音声スイッチなどが挿入されている場合の構成を示している。図１の構成では、音声スイッチ９２０、エコー抑圧器９７０、音声スイッチ９８０の入出力が、周波数領域の信号である。このように各構成部の入出力が周波数領域の信号の場合、周波数変換器９１０、９６０、９６５を最初に配置し、周波数逆変換器９３０、９９０を最後に配置すればよい。また、１つの通信端末に、図１（Ａ）と図１（Ｂ）の両方の構成を備えさせてもよい。
【０００９】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）のどちらの場合も、背景雑音補間装置１００は、音声信号に損失を付与する構成部（音声スイッチ９２０、エコー抑圧器９７０、音声スイッチ９８０）の後段に配置される。また、背景雑音補間装置１００への入力は、周波数領域の音声信号（周波数領域音声信号）、周波数領域の損失が付与された音声信号（周波数領域損失付与信号)、音声信号に損失を付与した構成部が与えた周波数帯ごとの損失量である。図１（Ｂ）のようにエコー抑圧器９７０と音声スイッチ９８０の両方が損失を与える場合は、乗算器９７５などを用いて損失量の積を与える。そして、背景雑音補間装置１００の出力は、周波数領域の背景雑音が補間された音声信号（周波数領域補間後音声信号）である。
【００１０】
原理
本発明の背景雑音補間装置は、周波数領域音声信号から補間に用いる周波数領域雑音信号を生成する。以下では、まず、どのような周波数領域雑音信号を用いて補間すれば耳障りな音を効果的に低減できるかと、どのように周波数領域雑音信号を生成すればよいかを示す。
【００１１】
図２は、周波数領域音声信号を時間領域に変換したときの波形のイメージを示している。図２（Ａ）は周波数領域音声信号の実部を時間領域に変換したときの波形のイメージを、図２（Ｂ）は周波数領域音声信号の虚部を時間領域に変換したときの波形のイメージを示している。実部は余弦関数に基づき合成されるので、図２（Ａ）に示すように、時間フレームの両端で、零で無い値を取る。一方、虚部は正弦関数に基づき合成されるので、図２（Ｂ）に示すように、時間フレームの両端で零となる。時間フレームの結合部分で波形が不連続になると異音が生じやすく、聴覚上の品質低下につながる。したがって、雑音以外の音が含まれている音声信号から雑音信号を生成する場合に、虚部よりも実部の抑圧率を高くする。このように周波数領域音声信号を抑圧して周波数領域の雑音信号（周波数領域雑音信号）を生成すれば、時間フレームの結合部に不連続が生じにくくなる。したがって、耳障りな音を効果的に低減できる。
【００１２】
図３は、周波数領域の信号が雑音と判断する領域を示している。図３（Ａ）は雑音レベル領域を矩形とした例であり、図３（Ｂ）は雑音レベル領域を円形とした例である。背景雑音のレベル（雑音レベル）は使用環境により異なる。また、周波数帯によっても異なる。したがって、周波数帯ごとに、周波数領域音声信号のレベル変動の特徴から推定する。例えば、周波数領域音声信号の時間的変化の極小値を求める。そして、必要に応じてこの値を補正し、雑音レベル領域を決める。なお、補正とは、推定方法に依存した誤差などを考慮して雑音レベルと判断する領域を調整することである。例えば、推定値の１．５倍を雑音レベルとするなどの補正方法がある。
【００１３】
図４はどのように周波数領域音声信号から周波数領域雑音信号を生成するかを示した図である。図４（Ａ）のように、周波数領域音声信号が雑音レベル領域にある場合、その周波数領域音声信号をそのまま周波数領域雑音信号として用いる。なお、例えば、周波数領域音声信号の虚部と実部を０．９倍した値を周波数領域雑音信号とするような補正をしてもよい。また、図４（Ｂ）のように周波数領域音声信号が雑音レベル領域の外にある場合、実部の抑圧率を虚部の抑圧率よりも大きくしながら、雑音レベル領域に入るように抑圧（写像）する。そして、抑圧後の信号を、周波数領域雑音信号とする。抑圧の方法は、設計者が適宜決定すればよく、抑圧（写像）する関数を用いるなど、何らかの抑圧方法を決めればよい。ただし、前述のように、実部の抑圧率を虚部の抑圧率よりも大きくすることを原則とする。
【００１４】
図５は、抑圧の方法の例を示す図である。図５（Ａ）は、雑音レベル領域（図中では（１）で示されている領域）の外を３つの領域に分割した図である。（２）は、実部も虚部も絶対値が大きい範囲に該当する第２領域を示している。（３）は、実部の絶対値は大きいが虚部の絶対値は小さい範囲に該当する第３領域を示している。（４）は、虚部の絶対値は大きいが実部の絶対値は小さい範囲に該当する第４領域を示している。周波数領域音声信号が、雑音レベル領域に属するときには、前述のようにその周波数領域音声信号を周波数領域雑音信号とする。周波数領域音声信号が、第２領域に属するときには、抑圧（写像）する関数を用いるなどを用いて、実部の抑圧率を虚部の抑圧率よりも大きくしながら雑音レベル領域に属する周波数領域雑音信号を生成する。周波数領域音声信号が、第３領域に属するときには、虚部は周波数領域音声信号の虚部またはこれを補正した値とし、実部を雑音レベル領域に入るところまで抑圧することで、周波数領域雑音信号を生成する。なお、ここでの補正とは、例えば虚部の値を０．９倍するような処理（虚部の値を調整するような処理）である。第４領域に属するときには、虚部に背景雑音以外の情報が多く含まれていると考えられるので、虚部も実部も積極的には用いない。そこで、虚部も実部も十分小さい値の周波数領域雑音信号を生成する。なお、この場合は、虚部も実部も十分小さい値になってしまう（該当する周波数帯の背景雑音がほとんど無くなってしまう）ので、必ずしも上記の原則のように実部の抑圧率を虚部の抑圧率よりも大きくしなくてもよい。図６は、雑音レベル領域、第２領域、第３領域、第４領域の別の分け方を示している。このように、領域の分け方にはいろいろな方法が考えられる。
【００１５】
機能構成と処理フロー
図７に、第１実施形態の背景雑音補間装置の機能構成例を示す。図８は、雑音信号生成部１３０の内部構成例である。また、図９は、第１実施形態の背景雑音補間装置の処理フローの例を示す図である。背景雑音補間装置１００は、雑音レベル推定部１１０、複素平面領域判定部１２０、雑音信号生成部１３０、損失補償係数算出部１４０、乗算部１５０、加算部１６０を備える。雑音信号生成部１３０は、雑音レベル領域処理手段１３１、雑音レベル領域外処理手段１３５を有している。なお、図１で示したように、背景雑音補間装置１００には、周波数領域音声信号（周波数領域に変換された音声信号）、周波数領域損失付与信号（あらかじめ定めた周波数帯ごとに損失が与えられた前記周波数領域音声信号）、および前記損失の前記周波数帯ごとの損失量が入力される。
【００１６】
雑音レベル推定部１１０は、周波数帯ごとに、周波数領域音声信号に含まれる雑音レベルを推定する（Ｓ１１０）。雑音レベルを推定する方法には、例えば、原理の説明で示した方法がある。
【００１７】
複素平面領域判定部１２０は、周波数帯ごとに、周波数領域音声信号が、あらかじめ定めた複素平面上の複数の領域のどの領域に属するかを、周波数領域音声信号の実部と虚部から判断する（Ｓ１２０）。ただし、複素平面上の複数の領域の１つは、雑音レベルに基づいて雑音と判断される範囲に該当する雑音レベル領域である。
【００１８】
雑音信号生成部は１３０、複素平面領域判定部１２０の判定結果に基づいて、周波数帯ごとに、周波数領域雑音信号（周波数領域の雑音信号）を生成する（Ｓ１３０）。例えば、判定結果が雑音レベル領域かを確認する（Ｓ１３０１）。複素平面領域判定部の判定結果が雑音レベル領域の場合は、雑音レベル領域処理手段１３１が、周波数領域音声信号を周波数領域雑音信号とする（Ｓ１３１）。なお、周波数領域音声信号の虚部と実部の両方を０．９倍するような補正をして周波数領域雑音信号としてもよい。複素平面領域判定部の判定結果が雑音レベル領域でない場合は、原則として雑音レベル領域外処理手段１３５が、周波数領域音声信号の実部の方の抑圧率を高くしながら、雑音レベル領域に属するように実部と虚部とを抑圧して周波数領域雑音信号を生成する（Ｓ１３５）。
【００１９】
損失補償係数算出部１４０は、周波数帯ごとに、損失量を補償するための損失補償係数を算出する（Ｓ１４０）。例えば、各周波数帯ωに対しての損失量がα（ω）（ただし、０≦α（ω）≦１）として与えられるならば、１−α（ω）を各周波数帯の損失補償係数として算出する。
【００２０】
乗算部１５０は、周波数帯ごとに、周波数領域雑音信号に損失補償係数を乗算し、補間信号を生成する（Ｓ１５０）。加算部１６０は、周波数帯ごとに、周波数領域損失付与信号に補間信号を加算した周波数領域補間後音声信号を生成し、出力する（Ｓ１６０）。
【００２１】
第１実施形態の背景雑音補間装置１００によれば、十分なエコーやハウリングの抑圧を確保した信号に対して、背景雑音の不連続な変化をなくすための補間処理を行っている。しかも、補間処理では、雑音信号と補間信号との結合部や補間信号同士の結合部が不連続とならないように、周波数領域音声信号が複素平面領域でどのような領域に属しているかを考慮して補間信号を生成している。したがって、十分なエコーやハウリングの抑圧を確保しながら、背景雑音の変化による耳障りな音を除去することができる。
［変形例］
本変形例では、図５に示したように雑音レベル領域外を３つの領域に分割した場合を説明する。この場合は、図８に示すように、雑音レベル領域外処理手段１３５には、第２領域処理手段１３２、第３領域処理手段１３３、第４領域処理手段１３４が備えられている。また、処理フローでも、図９に示すように、第２領域の処理（Ｓ１３２）、第３領域の処理（Ｓ１３３）、第４領域の処理（Ｓ１３４）が雑音レベル領域外の処理（Ｓ１３５）の中に含まれている。
【００２２】
そして、周波数領域音声信号が、実部も虚部も絶対値が雑音レベルよりも大きい範囲に該当する第２領域に属すると判断された場合には、第２領域処理手段１３２が、実部の抑圧率を虚部の抑圧率よりも大きくしながら雑音レベル領域に属する周波数領域雑音信号を生成する（Ｓ１３２）。周波数領域音声信号が、実部の絶対値は雑音レベルよりも大きいが虚部の絶対値は小さい範囲に該当する第３領域に属すると判断された場合には、第３領域処理手段１３３が、虚部は周波数領域音声信号の虚部またはこれを補正した値とし、実部を雑音レベル領域に入るところまで抑圧することで、周波数領域雑音信号を生成する（Ｓ１３３）。なお、ここでの補正とは、例えば虚部の値を０．９倍するような処理（虚部の値を調整するような処理）である。周波数領域音声信号が、虚部の絶対値は雑音レベルよりも大きいが実部の絶対値は小さい範囲に該当する第４領域に属すると判断された場合には、第４領域処理手段１３４が、虚部も実部も十分小さい値の周波数領域雑音信号を生成する（Ｓ１３４）。なお、ステップＳ１３２とＳ１３３は、必ず実部の抑圧率を虚部の抑圧率よりも大きくしながら雑音レベル領域に属する周波数領域雑音信号を生成している。しかし、ステップＳ１３４は、虚部も実部も絶対値を小さくしてしまうので、必ずしも実部の抑圧率を虚部の抑圧率よりも大きくしながら雑音レベル領域に属する周波数領域雑音信号を生成しなくてもよい。
【００２３】
その他の構成と処理は第１実施形態と同じである。したがって、同様の効果が得られる。
［第２実施形態］
第１実施形態では、音声スイッチやエコー抑圧器の入出力が、周波数領域の信号の場合を示した。しかし、音声スイッチやエコー抑圧器の入出力が、時間領域の信号の場合もあり得る。図１０は、このような場合に本発明の背景雑音補間装置を用いる方法を示している。図１０（Ａ）は、受信した音声信号をスピーカで音に変換する前に音声スイッチが挿入されている場合の構成を示している。図１０(Ｂ）は、マイクで音を音声信号に変換してから送信するまでの間に音声スイッチなどが挿入されている場合の構成を示している。なお、１つの通信端末に、図１０（Ａ）と図１０（Ｂ）の両方の構成を備えさせてもよい。
【００２４】
図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）のどちらの場合も、背景雑音補間装置２００は、音声信号に損失を付与する構成部（音声スイッチ８２０、エコー抑圧器８７０、音声スイッチ８８０）の後段に配置される。また、背景雑音補間装置２００への入力は、時間領域の音声信号（音声信号）、時間領域の損失が付与された音声信号（損失付与信号)、音声信号に損失を付与した構成部が与えた周波数帯ごとの損失量である。そして、背景雑音補間装置２００の出力は、時間領域の背景雑音が補間された音声信号（補間後音声信号）である。
【００２５】
図１１は、第２実施形態の背景雑音補間装置の機能構成例を示している。また、図１２に第２実施形態の背景雑音補間装置の処理フローを示す。背景雑音補間装置２００は、第１実施形態で示した背景雑音補間装置１００と、損失付与信号周波数変換部２１０と、音声信号周波数変換部２２０と、周波数逆変換部２３０を備えている。
【００２６】
損失付与信号周波数変換部２１０が、損失が与えられた音声信号を周波数領域損失付与信号に周波数変換する（Ｓ２１０）。音声信号周波数変換部２２０が、音声信号を周波数領域音声信号に周波数変換する（Ｓ２２０）。ステップＳ２１０とＳ２２０によって、背景雑音補間装置１００への入力信号は、第１実施形態の場合と同じ（周波数領域音声信号、周波数領域損失付与信号、損失量）になる。背景雑音補間装置１００は、第１実施形態で示した方法で、周波数領域補間後音声信号を出力する（Ｓ１００）。周波数逆変換部２３０が、周波数領域補間後音声信号を周波数逆変換し、補間後音声信号を出力する（Ｓ２３０）。
【００２７】
第２実施形態の背景雑音補間装置によっても、第１実施形態と同じように、十分なエコーやハウリングの抑圧を確保しながら、背景雑音の変化による耳障りな音を除去することができる。
【００２８】
図１３に、コンピュータの機能構成例を示す。なお、本発明の背景雑音補間装置は、コンピュータの記録部２０２０に、各構成部の処理を実行させるプログラムを読み込ませ、処理部２０１０、入力部２０３０、出力部２０４０などに動作させることで実施できる。また、コンピュータに読み込ませる方法としては、プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録しておき、記録媒体からコンピュータに読み込ませる方法、サーバ等に記録されたプログラムを、電気通信回線等を通じてコンピュータに読み込ませる方法などがある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態の背景雑音補間装置をどのように用いるかを示した図。
【図２】周波数領域音声信号を時間領域に変換したときの波形のイメージを示した図。
【図３】周波数領域の信号を雑音レベルと判断する領域を示す図。
【図４】どのように周波数領域音声信号から周波数領域雑音信号を生成するかを示した図。
【図５】抑圧の方法の例を示す図。
【図６】雑音レベル領域、第２領域、第３領域、第４領域の別の分け方を示す図。
【図７】第１実施形態の背景雑音補間装置の機能構成例を示す図。
【図８】雑音信号生成部１３０の内部構成例を示す図。
【図９】第１実施形態の背景雑音補間装置の処理フローの例を示す図。
【図１０】第２実施形態の背景雑音補間装置をどのように用いるかを示した図。
【図１１】第２実施形態の背景雑音補間装置の機能構成例を示す図。
【図１２】第２実施形態の背景雑音補間装置の処理フローを示す図。
【図１３】コンピュータの機能構成例を示す図。
【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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