(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる位置で取得された複数の入力オーディオ信号を、それぞれ周波数領域情報に変換することによって、複数の周波数領域情報を生成する周波数領域変換部と、
前記複数の周波数領域情報のうち、少なくとも一組の周波数領域情報の時間周波数成分の相対値を算出する相対値算出部と、
事前に記憶部に記憶されている相対値閾値に基づいて特定される範囲に、前記相対値が含まれるか否かに基づいて、前記入力オーディオ信号が所定の位置から発せられるオーディオ信号成分を含むか否かを判定する信号判定部と、
前記所定の位置から発せられるオーディオ信号成分を含む入力オーディオ信号から生成される前記相対値のヒストグラムを生成し、出現頻度を示す度数が予め設定された度数以上となる前記相対値の分布範囲に含まれる前記相対値の最大値及び最小値を前記相対値閾値として算出する相対値閾値算出部と、
を備えるオーディオ信号処理装置。
【請求項２】
前記相対値閾値算出部は、前記分布範囲が複数生成された場合、前記度数の最大値を含む前記分布範囲に含まれる前記相対値の最大値及び最小値を前記相対値閾値とする請求項１に記載のオーディオ信号処理装置。
【請求項３】
前記相対値閾値算出部は、前記入力オーディオ信号の振幅値またはエネルギを算出し、前記振幅値またはエネルギを用いて前記相対値のヒストグラムを生成する請求項２に記載のオーディオ信号処理装置。
【請求項４】
前記相対値算出部は、時間周波数成分の振幅成分の比を示す振幅相対値と、時間周波数成分の位相成分の差を示す位相相対値との少なくとも一方を前記相対値として算出する請求項１〜３のいずれか１項に記載のオーディオ信号処理装置。
【請求項５】
異なる位置で取得された複数の入力オーディオ信号を、それぞれ周波数領域情報に変換することによって、複数の周波数領域情報を生成し、
前記複数の周波数領域情報のうち、少なくとも一組の周波数領域情報の時間周波数成分の相対値を算出し、
事前に記憶部に記憶されている相対値閾値に基づいて特定される範囲に、前記相対値が含まれるか否かに基づいて、前記入力オーディオ信号が所定の位置から発せられるオーディオ信号成分を含むか否かを判定し、
前記所定の位置から発せられるオーディオ信号成分を含む入力オーディオ信号から生成される前記相対値のヒストグラムを生成し、出現頻度を示す度数が予め設定された度数以上となる前記相対値の分布範囲に含まれる前記相対値の最大値及び最小値を前記相対値閾値として算出する
オーディオ信号処理方法。
【請求項６】
時間周波数成分の振幅成分の比を示す振幅相対値と、時間周波数成分の位相成分の差を示す位相相対値との少なくとも一方を前記相対値として算出する請求項５に記載のオーディオ信号処理方法。
【請求項７】
コンピュータに、
異なる位置で取得された複数の入力オーディオ信号を、それぞれ周波数領域情報に変換することによって、複数の周波数領域情報を生成する周波数領域変換処理と、
前記複数の周波数領域情報のうち、少なくとも一組の周波数領域情報の時間周波数成分の相対値を算出する相対値算出処理と、
事前に記憶部に記憶されている相対値閾値に基づいて特定される範囲に、前記相対値が含まれるか否かに基づいて、前記入力オーディオ信号が所定の位置から発せられるオーディオ信号成分を含むか否かを判定する信号判定処理と、
前記所定の位置から発せられるオーディオ信号成分を含む入力オーディオ信号から生成される前記相対値のヒストグラムを生成し、出現頻度を示す度数が予め設定された度数以上となる前記相対値の分布範囲に含まれる前記相対値の最大値及び最小値を前記相対値閾値として算出する相対値閾値算出処理と、
を実行させるオーディオ信号処理プログラム。
【請求項８】
前記相対値算出処理において、時間周波数成分の振幅成分の比を示す振幅相対値と、時間周波数成分の位相成分の差を示す位相相対値との少なくとも一方を前記相対値として算出する処理を実行させる請求項７に記載のオーディオ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、音声信号の状態を判定する、オーディオ信号処理装置、オーディオ信号処理方法、及びオーディオ信号処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、走行中の自動車内においては運転者が電話機を操作して通話等を行うことが規制されており、近距離無線通信等を用いたハンズフリー通話システムが導入されている。
【０００３】
ハンズフリー通話システムにおいては、通話中に話者（ｎｅａｒ ｅｎｄ）の発した音声が、通話相手側（ｆａｒ ｅｎｄ）のスピーカから伝播してマイクロフォンに入力され、電話回線やネットワーク等を経由して話者自身にも聞こえてしまう、いわゆるエコー音声信号が通話の妨げとなる。
【０００４】
このようなエコー音声信号を抑圧するため、種々のエコーキャンセル、エコーサプレッサ技術が提案されている。ところが、ｆａｒ ｅｎｄとｎｅａｒ ｅｎｄとの双方で発話がなされている状態、いわゆるダブルトークの状態で音声信号を抑圧すると、不要なｆａｒ ｅｎｄのエコー音声信号だけでなく、必要なｎｅａｒｅｎｄの音声信号も抑圧されてしまう。従って、ダブルトークか否かの判定が必要となる。
【０００５】
ここで、ｆａｒ ｅｎｄの音声信号については、通話相手の音声信号の有無を判定すればよいため、公知の音声判定技術を用いることができる。一方、ｎｅａｒ ｅｎｄの音声信号については、単に音声信号の有無だけでなく、その音声が、話者の音声信号なのか、エコー音声信号なのかを判定する必要がある。従って、公知の音声判定技術では、ｎｅａｒ ｅｎｄの音声信号に話者の音声信号が含まれるか否かの判定は困難であった。
【０００６】
特許文献１には、音声出力信号と音声入力信号との音量比に基づいてｎｅａｒ ｅｎｄの音声の状態を判定する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−５３５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
走行中の自動車内においては、様々なノイズがあるため、音声出力信号と音声入力信号との音量比に基づいてｎｅａｒ ｅｎｄの音声の状態を正確に判定できない場合がある。
【０００９】
本発明は、音量に依存せずにｎｅａｒ ｅｎｄの音声信号の状態を判定することができる、オーディオ信号処理装置、オーディオ信号処理方法、及びオーディオ信号処理プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、異なる位置で取得された複数の入力オーディオ信号を、それぞれ周波数領域情報に変換することによって、複数の周波数領域情報を生成する周波数領域変換部と、前記複数の周波数領域情報のうち、少なくとも一組の周波数領域情報の時間周波数成分の相対値を算出する相対値算出部と、事前に記憶部に記憶されている相対値閾値に基づいて特定される範囲に、前記相対値が含まれるか否かに基づいて、前記入力オーディオ信号が所定の位置から発せられるオーディオ信号成分を含むか否かを判定する信号判定部と、前記所定の位置から発せられるオーディオ信号成分を含む入力オーディオ信号から生成される前記相対値のヒストグラムを生成し、出現頻度を示す度数が予め設定された度数以上となる前記相対値の分布範囲に含まれる前記相対値の最大値及び最小値を前記相対値閾値として算出する相対値閾値算出部とを備えるオーディオ信号処理装置を提供する。
【００１１】
本発明は、異なる位置で取得された複数の入力オーディオ信号を、それぞれ周波数領域情報に変換することによって、複数の周波数領域情報を生成し、前記複数の周波数領域情報のうち、少なくとも一組の周波数領域情報の時間周波数成分の相対値を算出し、事前に記憶部に記憶されている相対値閾値に基づいて特定される範囲に、前記相対値が含まれるか否かに基づいて、前記入力オーディオ信号が所定の位置から発せられるオーディオ信号成分を含むか否かを判定し、前記所定の位置から発せられるオーディオ信号成分を含む入力オーディオ信号から生成される前記相対値のヒストグラムを生成し、出現頻度を示す度数が予め設定された度数以上となる前記相対値の分布範囲に含まれる前記相対値の最大値及び最小値を前記相対値閾値として算出するオーディオ信号処理方法を提供する。
【００１２】
本発明は、コンピュータに、異なる位置で取得された複数の入力オーディオ信号を、それぞれ周波数領域情報に変換することによって、複数の周波数領域情報を生成する周波数領域変換処理と、前記複数の周波数領域情報のうち、少なくとも一組の周波数領域情報の時間周波数成分の相対値を算出する相対値算出処理と、事前に記憶部に記憶されている相対値閾値に基づいて特定される範囲に、前記相対値が含まれるか否かに基づいて、前記入力オーディオ信号が所定の位置から発せられるオーディオ信号成分を含むか否かを判定する信号判定処理と、前記所定の位置から発せられるオーディオ信号成分を含む入力オーディオ信号から生成される前記相対値のヒストグラムを生成し、出現頻度を示す度数が予め設定された度数以上となる前記相対値の分布範囲に含まれる前記相対値の最大値及び最小値を前記相対値閾値として算出する相対値閾値算出処理とを実行させるオーディオ信号処理プログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のオーディオ信号処理装置、オーディオ信号処理方法、及びオーディオ信号処理プログラムによれば、音量に依存せずにｎｅａｒ ｅｎｄの音声信号の状態を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１のオーディオ信号処理装置を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１のオーディオ信号処理装置における初期設定処理のフローチャートである。
【図３】実施の形態１の相対値閾値によって特定される範囲を示すグラフの第１の例を示す図である。
【図４】実施の形態１の相対値閾値によって特定される範囲を示すグラフの第２の例を示す図である。
【図５】実施の形態１の相対値閾値によって特定される範囲を示すグラフの第３の例を示す図である。
【図６】実施の形態１のオーディオ信号処理装置における信号判定処理のフローチャートである。
【図７】実施の形態２の無指向性マイクを用いた場合の振幅比ヒストグラムの一例を示す図である。
【図８】実施の形態２の無指向性マイクを用いた場合の位相差ヒストグラムの一例を示す図である。
【図９】実施の形態２の前方指向性マイクを用いた場合の振幅比ヒストグラムの一例を示す図である。
【図１０】実施の形態２の前方指向性マイクを用いた場合の位相差ヒストグラムの一例を示す図である。
【図１１】実施の形態２のヒストグラムの一例と、相対値閾値の範囲との関係を示す図である。
【図１２】実施の形態２のヒストグラムの一例の一部を拡大表示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施の形態１＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。図１に実施の形態１のオーディオ信号処理装置１のブロック図を示す。オーディオ信号処理装置１は、異なる位置に設置された２以上の音声取得部（例えば、マイクロフォン等のセンサ）から音声取得部毎に入力オーディオ信号を取得する。
【００１６】
図１に示すように、オーディオ信号処理装置１は、信号入力部１０、周波数領域変換部１１、相対値算出部１２、相対値閾値算出部１３、記憶部１４、信号判定部１５を有する。
【００１７】
信号入力部１０、記憶部１４はハードウェアにより構成される。周波数領域変換部１１、相対値算出部１２、相対値閾値算出部１３、信号判定部１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の演算部により実行されるオーディオ処理プログラムにより実現される。この場合、オーディオ信号処理プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納され、コンピュータに供給される。また、プログラムにより実現される各構成要素はハードウェアによって構成されてもよい。
【００１８】
信号入力部１０は、図示しない複数の音声取得部から複数の入力オーディオ信号Ａｉｎ（１）〜Ａｉｎ（ｎ）を取得する。そして、信号入力部１０は、入力された複数の入力オーディオ信号Ａｉｎ（１）〜Ａｉｎ（ｎ）をデジタル信号に変換する。なお、入力オーディオ信号が既にデジタル値の場合、デジタル信号に変換するための構成は必要ない。以下、２つの音声取得部を用いて取得した、第１の入力オーディオ信号Ａｉｎ（１）と第２の入力オーディオ信号Ａｉｎ（２）との２つの入力オーディオ信号を処理する例について説明する。
【００１９】
オーディオ信号処理装置１を自動車の車内で用いる場合、マイクロフォンは、ステアリングホイール、サンバイザ、マップランプ、ダッシュボード内など、話者（主に運転者）の前方位置に設置することが望ましい。また、２つのマイクロフォンは、振幅比、位相差の情報を正確に算出するため、数センチメートル未満の間隔で設置することが望ましい。
【００２０】
周波数領域変換部１１は、信号入力部１０で取得された２つの入力オーディオ信号Ａｉｎ（１）とＡｉｎ（２）を入力オーディオ信号毎に周波数領域情報に変換し、２つの周波数領域情報を生成する。ここで、周波数領域変換部１１は、所定のフレーム長の窓関数により入力オーディオ信号を分割し、分割したフレーム毎にＦＦＴ等の処理を施して周波数領域情報を生成する。
【００２１】
ここで、τをフレーム番号、ｆを周波数、ｎを入力オーディオ信号の番号として、周波数領域情報をＸｎ（ｆ，τ）と記載する。周波数領域変換部１１は、第１の入力オーディオ信号Ａｉｎ（１）に対応して周波数領域情報Ｘ１（ｆ，τ）を生成し、第２の入力オーディオ信号Ａｉｎ（２）に対応して周波数領域情報Ｘ２（ｆ，τ）を生成する。そして、周波数領域変換部１１は、生成した周波数領域情報を相対値算出部１２へ供給する。
【００２２】
相対値算出部１２は、周波数領域変換部１１が生成した周波数領域情報毎に、一の周波数領域情報に含まれる時間周波数成分と、他の周波数領域情報に含まれる時間周波数成分との相対値を算出し、２つの周波数領域情報に対応した２つの相対値を算出する。
【００２３】
具体的には、相対値算出部１２は、振幅相対値と、位相相対値との少なくとも一方を相対値として算出する。振幅相対値は、一の周波数領域情報に含まれる時間周波数成分の振幅成分と他の周波数領域情報に含まれる時間周波数成分の振幅成分との比を示す。位相相対値は、一の周波数領域情報に含まれる時間周波数成分の位相成分と他の周波数領域情報に含まれる時間周波数成分の位相成分との差を示す。
【００２４】
ここで、相対値算出部１２における相対値の算出方法の一例について説明する。相対値算出部１２は、例えば、周波数領域情報Ｘ１（ｆ，τ）と周波数領域情報Ｘ２（ｆ，τ）との振幅相対値α（ｆ，τ）を式（１）に基づき算出する。また、相対値算出部１２は、周波数領域情報Ｘ１（ｆ，τ）と周波数領域情報Ｘ２（ｆ，τ）との位相相対値δ（ｆ，τ）を式（２）に基づき算出する。式（２）のImは複素数の虚部を示し、ωは角周波数を示す。
【００２５】
【数１】
0006657965.tif 000002
【００２６】
【数２】
0006657965.tif 000003
【００２７】
相対値算出部１２は、初期設定処理においては、相対値を相対値閾値算出部１３に供給する。また、相対値算出部１２は、信号判定処理においては相対値を信号判定部１５に供給する。初期設定処理、及び信号判定処理については後述する。
【００２８】
音声取得部が３以上ある場合、相対値算出部１２は、各音声取得部から取得される全ての入力オーディオ信号の組（ｎ個の入力オーディオ信号から２つの入力オーディオ信号を選択する組み合わせの数）において相対値を算出してもよいし、一部の入力オーディオ信号の組（例えば一組のみ）において相対値を算出してもよい。
【００２９】
相対値閾値算出部１３は、相対値算出部１２が算出する相対値に基づいて、相対値閾値を算出する。
【００３０】
相対値閾値算出部１３は、相対値算出部１２から供給された相対値を記憶部１４に記憶させる。そして、相対値閾値算出部１３は、記憶させた２つの相対値を用いて二次元ヒストグラムを生成する。
【００３１】
相対値閾値算出部１３は、二次元ヒストグラムを用いて相対値閾値を算出する。相対値閾値算出部１３は、相対値閾値を記憶部１４に記憶させる。相対値閾値については、後述する。
【００３２】
信号判定部１５は、相対値算出部１２から供給される相対値と、記憶部１４に記憶されている相対値閾値とに基づき、入力信号が所定の信号を含むか否かを判定する。
【００３３】
すなわち、信号判定部１５は、入力信号に所定の位置（例えば自動車内ならば運転者）から発せられたオーディオ信号成分（以下、所定オーディオ信号成分とする）を含むか否かを判定する処理を行う。
【００３４】
オーディオ信号を、異なる位置に設置した複数の音声取得部で取得すると、複数の入力オーディオ信号の間で振幅または位相の差異が所定の範囲に偏って生じる。これは、オーディオ信号を発する信号源と、複数の音声取得部との位置関係に基づいて、一定の振幅の減衰、及び位相のずれが生じるからである。
【００３５】
そこで、信号判定部１５は、２つの入力オーディオ信号の振幅または位相に生じた差異に基づき、入力信号が所定オーディオ信号成分を含むか否かを判定する。
【００３６】
具体的には、相対値閾値算出部１３は、２つの入力オーディオ信号間の振幅比または位相差が偏って存在する範囲を特定する値を相対値閾値として記憶部１４に記憶させる。
【００３７】
信号判定部１５は、相対値算出部１２から供給された相対値が、相対値閾値によって特定される範囲内にあるか否かを判定する。信号判定部１５は、相対値が範囲内にあるか否かの判定結果に基づき、入力信号が所定オーディオ信号成分を含むか否かを判定する。
【００３８】
信号判定処理において、信号判定部１５は、記憶部１４に記憶した相対値閾値を用いて所定オーディオ信号成分を有するか否かを判定する。この相対値閾値は、装置の設置前に（例えば装置の出荷段階等において）予め記憶部１４に記憶しておくことが可能である。しかし、信号判定部１５が精度よく判定できるようにするためには、オーディオ信号処理装置１が設置された環境において、相対値閾値算出部１３が相対値閾値を算出することが好ましい。
【００３９】
次に、図２を用いて、オーディオ信号処理装置１の初期設定処理を説明する。以下に説明する処理は、オーディオ信号処理方法やオーディオ信号処理プログラムで実行される手順についても同様である。
【００４０】
この初期設定処理では、所定オーディオ信号成分以外のオーディオ信号成分（他の話者の音声信号やノイズ信号等）が少ない状態で初期設定用オーディオ信号を発生させることが好ましい。相対値閾値算出部１３が生成する二次元ヒストグラムのピークをより明瞭にするためである。
【００４１】
また、初期設定用オーディオ信号は、所定オーディオ信号成分が発せられる位置に置いた音声出力手段から発生させることが好ましい。所定オーディオ信号成分の振幅相対値及び位相相対値を再現し、正確な相対値閾値を生成するためである。
【００４２】
初期設定用オーディオ信号は、上述のように、図示しない音声出力手段が発生させる所定のオーディオ信号でもよいし、運転席に座った運転者等の声でもよい。また、音声出力手段から初期設定用オーディオ信号が発せられたことに応じて図２のフローチャートに基づく処理を開始するようにしてもよい。
【００４３】
信号入力部１０は、ステップＳ１０にて、入力オーディオ信号の有無を判定する。入力オーディオ信号がある場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、信号入力部１０は、処理をステップＳ１１へ移行させる。
【００４４】
すなわち、オーディオ信号処理装置１は、初期設定処理においては、入力オーディオ信号が継続して入力される期間において、ステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理を繰り返し実行する。
【００４５】
なお、周波数領域変換部１１が、周波数領域情報を用いて、入力オーディオ信号の有無を判定してもよい。この場合、入力オーディオ信号の有無の判定は、ステップＳ１２の後、ステップＳ１３の前に実施する。
【００４６】
周波数領域変換部１１は、ステップＳ１１にて、入力オーディオ信号をフレーム分割する。また、周波数領域変換部１１は、ステップＳ１２にて入力オーディオ信号を時間領域の情報から周波数領域の情報へ変換する。
【００４７】
相対値算出部１２は、ステップＳ１３にて、複数の入力オーディオ信号を用いて相対値を算出する。そして、相対値算出部１２は、ステップＳ１４にて算出した相対値を、記憶部１４に記憶させる。
【００４８】
ステップＳ１０に戻り、信号入力部１０が、入力オーディオ信号の入力がない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、信号入力部１０は、処理をステップＳ１５へ移行させる。
【００４９】
相対値閾値算出部１３は、ステップＳ１５にて、記憶部１４に記憶された相対値から二次元ヒストグラムを生成する。
【００５０】
ここで、二次元ヒストグラムと相対値閾値との関係について詳細に説明する。図３〜図５に、相対値閾値によって定まる範囲を示すグラフの第１の例〜第３の例を示す。
【００５１】
図３〜図５に示す各グラフは、横軸を振幅相対値α、縦軸を位相相対値δとし、ｚ方向の軸を相対値の出現頻度を示す度数を示す二次元ヒストグラムを示すグラフである。すなわち、二次元ヒストグラムの各座標は、αとδの相対値の組に対応する度数として、（振幅相対値α，位相相対値δ，度数ｚ）と表される。度数が高い座標は、その座標に対応する入力オーディオ信号の頻度が高いことを示す。各グラフのハッチング部分は、所定の度数以上の相対値が存在する範囲を示す。各グラフの二等辺三角形は、所定の度数以上の相対値の一部を模式的に表している。各グラフの詳細については、後述する。
【００５２】
なお、度数に代えて、座標に対応する入力オーディオ信号の時間周波数成分の振幅値またはエネルギ値の和（以下、度数等とする）を用いてもよい。振幅値、またはエネルギ値が大きい時間周波数成分は、所定オーディオ信号成分に由来する時間周波数成分である確率が高いためである。和に限らず、振幅値またはエネルギ値の平均値や中央値等の統計値を用いてもよい。
【００５３】
図２に戻り、相対値閾値算出部１３は、ステップＳ１６にて、度数が所定値以上となる相対値の組が存在する範囲を検出する。相対値閾値算出部１３は、この範囲を所定オーディオ信号成分が存在する範囲として特定する相対値閾値を算出する。
【００５４】
ここで、相対値閾値算出部１３が相対値閾値を算出する処理について詳細に説明する。以下の説明では、所定値以上の度数を示すピークを有意なピークと称する。この所定値としては、各座標の度数の平均値や中央値などの統計値を用いてもよい。また、この所定値としては、統計値と最大度数値との間に位置する値、統計値と標準偏差等のばらつきを示す値との和、または最大度数値に所定の係数を乗じた値等を用いてもよい。
【００５５】
図３に示す第１の例では、二次元ヒストグラム上に有意なピークが存在する範囲の振幅相対値の上限値を振幅比上限値ｍａｘαとし、下限値を振幅比下限値ｍｉｎαとして範囲を特定する。また、二次元ヒストグラム上に有意なピークが存在する範囲の位相相対値の上限値を位相差上限値ｍａｘδ、下限値を位相差下限値ｍｉｎδとして範囲を特定する。
【００５６】
図３に示す第１の例では、相対値閾値算出部１３は、振幅比上限値ｍａｘα、振幅比下限値ｍｉｎα、位相差上限値ｍａｘδ、位相差下限値ｍｉｎδの４つの値から定まる矩形領域を所定オーディオ信号成分が存在する範囲として特定する。この場合、相対値閾値算出部１３は、相対値閾値として、振幅比上限値ｍａｘα、振幅比下限値ｍｉｎα、位相差上限値ｍａｘδ、位相差下限値ｍｉｎδの４つの値を記憶部１４に記憶させる。
【００５７】
図４に示す第２の例では、相対値閾値算出部１３は、二次元ヒストグラム上に有意なピークが存在する相対値の一部または全部を含む所定の形状（例えば、楕円又は円）の領域を所定オーディオ信号成分が存在する範囲として特定する。この場合、相対値閾値算出部１３は、相対値閾値として、所定の形状を特定する情報（例えば、円の中心及び半径、楕円の中心、短径及び長径、等）を記憶部１４に記憶させる。
【００５８】
図５に示す第３の例では、相対値閾値算出部１３は、二次元ヒストグラム上に有意なピークが存在する相対値の一部または全部を含む任意の形状（例えば、有意なピークの座標を直線または曲線で結んだ形状）の領域を、所定オーディオ信号成分が存在する範囲として特定する。この場合、相対値閾値算出部１３は、相対値閾値として、任意の形状の外周に位置する有意なピークの座標の一部または全部を記憶部１４に記憶させる。
【００５９】
このように、相対値閾値算出部１３は、有意なピークが検出された相対値の全て、または一部を含むように、矩形、楕円等の所定形状、または任意の形状によって領域を特定する。相対値閾値算出部１３は、事前に決めた形状を用いてもよいし、有意なピークの分布に最も類似する形状を選択して用いてもよい。
【００６０】
次に、図６を用いて、実施の形態１のオーディオ信号処理装置１の信号判定処理を説明する。
【００６１】
周波数領域変換部１１は、ステップＳ２０にて、入力オーディオ信号をフレーム分割する。また、周波数領域変換部１１は、ステップＳ２１にて、入力オーディオ信号を時間領域の情報から周波数領域の情報へ変換する。
【００６２】
相対値算出部１２は、ステップＳ２２にて、複数の入力オーディオ信号を用いて相対値を算出する。
【００６３】
信号判定部１５は、ステップＳ２３にて、記憶部１４に記憶されている相対値閾値を参照し、入力オーディオ信号が所定オーディオ信号成分を含むか否かを判定する。
【００６４】
信号判定部１５は、相対値閾値によって特定されるヒストグラムの領域内の度数等が所定値を超えているか否かによって、入力オーディオ信号が所定オーディオ信号成分を含むか否かを判定することが望ましい。また、相対値閾値によって特定されるヒストグラムの領域の内外における度数等を比較することで当該信号判定処理を実施してもよい。
【００６５】
実施の形態１のオーディオ信号処理装置１は、事前に記憶した相対値閾値と、連続して入力される入力オーディオ信号から算出される相対値とに基づき、入力オーディオ信号が所定オーディオ信号成分を含むか否かを判定する。
【００６６】
このように、実施の形態１のオーディオ信号処理装置１は、複数の入力オーディオ信号から算出される相対値に基づいて、入力オーディオ信号が所定オーディオ信号成分に由来する信号を含むか否かを判定する。実施の形態１のオーディオ信号処理装置１は、相対値を用いることにより、入力オーディオ信号の音量に依存することなく、当該判定ができる。よって、実施の形態１のオーディオ信号処理装置１は、入力オーディオ信号の音量に依存せず、ｎｅａｒ ｅｎｄの音声信号の状態を判定することができる。
【００６７】
実施の形態１のオーディオ信号処理装置１は、公知の音声判定技術を用いてｆａｒ ｅｎｄの音声信号の有無を判定し、ダブルトークか否かを判定することができる。
【００６８】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、所定オーディオ信号成分の信号源と、音声取得部と、の位置関係を複数定め、記憶部１４に複数の位置関係毎に複数の相対値閾値を記憶させてもよい。この場合、オーディオ信号処理装置１の利用状況に応じて、複数の相対値閾値から、利用する相対値閾値を選択して用いることができる。
【００６９】
＜実施の形態２＞
実施の形態１のオーディオ信号処理装置は、信号入力部１０として、フラットな指向特性を持つ、いわゆる無指向性マイクロフォンを採用するのが望ましい。しかし装置の構成上、一定の指向特性を持つマイクロフォンや、低コストのマイクロフォンを採用せざるを得ない場合もある。
【００７０】
前者の場合、一定の方向から到来する信号成分について、二つのマイクロフォンにおける正確な相対値を、構造上算出できない場合がある。後者の場合、入力感度等のハードウェア性能に個体差が生じ、正確な相対値を算出できない場合がある。
【００７１】
こうした場合、複数のマイクロフォンから算出した振幅比と位相差の二次元ヒストグラムの分布は、無指向性マイクロフォンの場合と比較して乱雑になる。その結果、適切な振幅比、及び位相差の範囲を定め、相対値閾値を算出することが困難となる。
【００７２】
そこで実施の形態２では、位相差と振幅比の二次元ヒストグラムではなく、位相差と振幅比、それぞれ別箇の一次元ヒストグラムを生成し、振幅比、及び位相差の分布範囲を求める。
【００７３】
実施の形態１と実施の形態２との差異は、初期設定処理における相対値閾値算出部１３の処理のみである。従って、実施の形態２では当該処理の詳細のみについて記載し、その他のブロックについての処理は記載を省略する。
【００７４】
相対値閾値算出部１３は、相対値算出部１２が算出した振幅比、位相差、それぞれについて、ヒストグラムを生成する。ヒストグラムは、横軸を振幅比又は位相差とし、縦軸を度数等とすることが望ましい。また、ヒストグラムは、度数等を算出するための階級幅の設定によって、度数等の変動が大きくなる場合がある。階級幅を一定程度広くしてヒストグラムを生成する、またはヒストグラム生成後に平滑化処理を実施することが望ましい。
【００７５】
ここで、無指向性マイクロフォンと前方指向性マイクロフォンとのヒストグラムの差異について説明する。前方指向性マイクロフォンは、指向性を有するマイクロフォンの一例である。図７及び図８に、無指向性マイクロフォンを用いた場合のヒストグラムの一例を示す。いずれも点線が実際の度数等の値、実線が度数等の値を移動平均により平滑化した値である。ヒストグラムの生成に用いたデータは、２つのマイクロフォンの正面に話者が位置した場合のデータである。
【００７６】
図７に、横軸を振幅比、縦軸を振幅値の和としたヒストグラムの一例を示す。原点（α＝１とする）の近傍にヒストグラムのピークが表れている。すなわち、２つのマイクロフォンから音源である話者が等距離に位置することを示している。
【００７７】
図８に、横軸を位相差、縦軸を振幅値の和としたヒストグラムの一例を示す。原点（δ＝０とする）の近傍にヒストグラムのピークが表れている。すなわち、音源である話者が、２つのマイクロフォンから等距離に位置することを示している。
【００７８】
無指向性マイクロフォンを用いて、その正面に話者が位置する場合、図７及び図８に示すように、いずれのヒストグラムも原点の近傍に急峻なピークを示す。この場合、二次元ヒストグラムでは、概ね円錐状の急峻なピークを示す。このように、無指向性マイクロフォンの場合は、分布範囲を取得するのは容易である。
【００７９】
図９及び図１０に、前方指向性を有するマイクロフォンを用いた場合のヒストグラムの一例を示す。図７及び図８と同様、いずれも点線が実際の度数等の値、実線が度数等の値を移動平均により平滑化した値である。ヒストグラム生成に用いたデータは、２つのマイクロフォンの斜め前方に話者が位置していた場合のデータである。すなわち２つのマイクロフォンから音源である話者までの各距離は異なる。
【００８０】
図９に、横軸を振幅比、縦軸を振幅値の和としたヒストグラムの一例を示す。原点（α＝１）から離れてピークが位置しており、音源である話者とマイクロフォンの位置関係と一致する。また、無指向性マイクロフォンの分布と比較すると、分布範囲が広く、振幅値の幅も広いことがわかる。２つの分布を比較すると、指向性を有するマイクロフォンの分布の方が乱雑な分布である。
【００８１】
図１０に、横軸を位相差、縦軸を振幅値の和としたヒストグラムの一例を示す。原点（δ＝０）から離れてピークが位置しており、音源である話者とマイクロフォンの位置関係と一致する。また、無指向性マイクロフォンの分布と比較すると、複数の小さいピークが存在していることがわかる。
【００８２】
この場合、無指向性マイクロフォンと異なり、二次元ヒストグラムは円錐状の分布にはならず、山状に連なって分布したり、小さいピークが点在する分布になったりと、測定の状況によって多岐にわたる乱雑な分布となる。こうした乱雑な分布では、ある相対値が、相対値閾値の範囲内か否かを判定するための条件が多くなるため、処理時間の増大につながる。
【００８３】
相対値閾値算出部１３は、ヒストグラム生成後、振幅比、位相差毎に、相対値の分布範囲から相対値閾値を算出する。具体的には、相対値の出現頻度を示す度数等が所定値以上となる相対値の分布範囲に含まれる、相対値の最大値及び最小値を相対値閾値とする。すなわち、図１１に示すように、度数等が所定値以上となる相対値の分布範囲である、両矢印の範囲の最大値（上限値）及び最小値（下限値）を相対値閾値とする。
【００８４】
車室内の場合、サイドウィンドウ等に反射して遅延した信号成分により、度数等が最大値を示すピークから離れた位置にもピークが生成され、度数等が所定値以上となる範囲が複数生じる場合もある。遅延した信号成分により生じる範囲は除外する必要があるため、相対値閾値を求める範囲は、度数等が最大値を示すピークの位置を含む範囲とすることが望ましい。
【００８５】
ここで、度数等の所定値を算出する方法について説明する。相対値閾値の上限及び下限は、図１２に示す拡大図の点線円部分のように、急峻にピークへ向かって増加するポイントと概ね一致する。これは、所定オーディオ信号成分に由来する時間周波数成分が現れるため、振幅値が急激に大きくなるためである。
【００８６】
ところが、ヒストグラムの左右両端のｘ軸へ漸近する部分は、図１２に拡大表示するように変動が大きいため、単純にヒストグラムの増加量だけでは当該ポイントを算出できない場合がある。よって、当該ポイントを検出する方法としては、ヒストグラムの平滑化微分を実施し、微分値の極値を求める方法が挙げられる。
【００８７】
また、ヒストグラムから平均値等の統計値を算出して当該所定値とする方法も挙げられる。しかし、単にヒストグラムの全区間から平均値等の統計値を算出すると、ヒストグラムの左右両端のｘ軸へ漸近する部分とピーク周辺部分との値の乖離が大きいことから、望ましい所定値より大きい値が算出されてしまう。すなわち、相対値閾値の範囲が狭く算出されてしまう。
【００８８】
そこで、まず最大値を示すピークの度数等の値に基づいて、一度暫定的な所定値（例えば最大値に０．１を乗算した値など）を算出し、その値以上の区間を除外する。次に、残った区間から平均値等の統計値を算出することで当該所定値とする方法が挙げられる。このように、段階的に所定値を算出することで、当該所定値による区間は、図１２のｘ軸漸近部分より常に大きい区間であり、かつ、点線円部分のように急峻な増加ポイントを精度よく捉えることができる。
【００８９】
相対値閾値算出部１３は、上述した処理により相対値閾値を算出後、相対値閾値を記憶部１４に記憶させ、初期設定処理を完了する。その後の信号判定処理は実施の形態１と同様である。
【００９０】
以上の処理により、無指向性マイクロフォン以外のマイクロフォンを用いても、処理時間が膨大にならず、かつ、一定の判定精度を維持できる相対値閾値を算出できる。
【符号の説明】
【００９１】
１    オーディオ信号処理装置
１０  信号入力部
１１  周波数領域変換部
１２  相対値算出部
１３  相対値閾値算出部
１４  記憶部
１５  信号判定部
【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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