(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雑音推定装置において、
所定の方式により、入力信号の所定の周波数帯域の入力パワーから雑音成分を推定して、第１の推定雑音パワーを取得する第１の雑音推定手段と、
前記入力パワーと前記第１の推定雑音パワーとに基づいて、前記入力信号が定常か否かを判定する定常区間判定手段と、
前記定常区間判定手段の判定結果に基づいて、前記第１の推定雑音パワーに基づく値、又は、前記入力パワーに基づく値のいずれかを選択する推定雑音選択手段と、
前記推定雑音選択手段により選択された値を、当該雑音推定装置の推定結果として出力する出力手段と
を有することを特徴とする雑音推定装置。
【請求項２】
前記第１の推定雑音パワーに基づいて、事後確率が最大となる雑音パワーを推定して第２の推定雑音パワーを取得する第２の雑音推定手段をさらに備え、
前記推定雑音選択手段は、前記定常区間判定手段の判定結果に基づいて、前記第２の推定雑音パワーに基づく値、又は、前記入力パワーに基づく値とのいずれかを選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の雑音推定装置。
【請求項３】
前記第２の雑音推定手段は、
前記第１の推定雑音パワーを所定の値で正規化して正規化雑音パワーを取得するパワー正規化手段と、
前記正規化雑音パワーに基づいて事後確率が最大となる推定正規化雑音パワーを推定する正規化雑音パワー推定手段と、
前記推定正規化雑音パワーに所定の値を乗じて第２の推定雑音パワーを取得する雑音パワー復元手段と、
前記第２の推定雑音パワーに基づく値を、前記入力信号に含まれる前記所定の周波数帯域の雑音パワーを推定した推定結果として出力する推定結果出力手段とを有する
ことを特徴とする、請求項２に記載の雑音推定装置。
【請求項４】
過去に前記雑音パワー復元手段が取得した複数の第２の推定雑音パワーを平均化した第２の平均雑音パワーを取得する雑音パワー平均手段をさらに有し、
前記パワー正規化手段及び前記雑音パワー復元手段は、前記第２の平均雑音パワーを、前記所定の値として適用する
ことを特徴とする、請求項３に記載の雑音推定装置。
【請求項５】
前記第２の雑音推定手段は、
前記第１の推定雑音パワーと後述する第２の平均雑音パワーとに基づいて事後確率が最大となる推定正規化雑音パワーを推定し、第２の推定雑音パワーを取得する雑音パワー推定手段と、
過去に前記雑音パワー推定手段が取得した複数の第２の推定雑音パワーを平均化した前記第２の平均雑音パワーを取得する第２平滑化手段と、
前記第２の推定雑音パワーに基づく値を、前記入力信号に含まれる前記所定の周波数帯域の雑音パワーを推定した推定結果として出力する推定結果出力手段とを有する
ことを特徴とする、請求項２に記載の雑音推定装置。
【請求項６】
前記第１の雑音推定手段は、雑音の定常性をＭＡＰ推定に基づいてモデリングした確率モデルを利用して、事後確率が最大となる雑音パワーを前記第１の推定雑音パワーとして取得する
ことを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の雑音推定装置。
【請求項７】
過去に前記第１の雑音推定手段が取得した複数の第１の推定雑音パワーを平均化した第１の平均雑音パワーを取得する第１平滑化手段をさらに有し、
前記定常区間判定手段は、前記入力パワーと前記第１の平均雑音パワーとに基づいて定常か否かを判定する
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の雑音推定装置。
【請求項８】
前記第１の雑音推定手段は、当該雑音推定装置の推定結果にも基づいて、前記入力パワーから雑音成分を推定して第１の推定雑音パワーを取得することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の雑音推定装置。
【請求項９】
前記第１の雑音推定手段は、前記第２の推定雑音パワーにも基づいて、前記入力パワーから雑音成分を推定して第１の推定雑音パワーを取得することを特徴とする、請求項２〜５のいずれかに記載の雑音推定装置。
【請求項１０】
雑音推定装置に搭載されたコンピュータを、
所定の方式により、入力信号の所定の周波数帯域の入力パワーから雑音成分を推定して、第１の推定雑音パワーを取得する第１の雑音推定手段と、
前記入力パワーと前記第１の推定雑音パワーとに基づいて、前記入力信号が定常か否かを判定する定常区間判定手段と、
前記定常区間判定手段の判定結果に基づいて、前記第１の推定雑音パワーに基づく値、又は、前記入力パワーに基づく値のいずれかを選択する推定雑音選択手段と、
前記推定雑音選択手段により選択された値を、当該雑音推定装置の推定結果として出力する出力手段と
して機能させることを特徴とする雑音推定プログラム。
【請求項１１】
雑音推定装置が行う雑音推定方法において、
前記雑音推定装置は、第１の雑音推定手段、定常区間判定手段、推定雑音選択手段、及び出力手段を有し、
前記第１の雑音推定手段は、所定の方式により、入力信号の所定の周波数帯域の入力パワーから雑音成分を推定して、第１の推定雑音パワーを取得し、
前記定常区間判定手段は、前記入力パワーと前記第１の推定雑音パワーとに基づいて、前記入力信号が定常か否かを判定し、
前記推定雑音選択手段は、前記定常区間判定手段の判定結果に基づいて、前記第１の推定雑音パワーに基づく値、又は、前記入力パワーに基づく値のいずれかを選択し、
前記出力手段は、前記推定雑音選択手段により選択された値を、当該雑音推定装置の推定結果として出力する
ことを特徴とする雑音推定方法。
【請求項１２】
入力音声に含まれる雑音を抑圧する音声処理装置において、
入力音声が帯域分割されたそれぞれの帯域入力音声に対して、雑音パワーを推定する雑音推定手段と、
それぞれの前記帯域入力音声に対して、前記雑音推定手段が推定した前記雑音パワーを用いて、雑音を抑制する雑音抑制手段とを有し、
それぞれの前記雑音推定手段として、請求項１〜９のいずれかに記載の雑音推定装置を適用したこと
を特徴とする音声処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雑音推定装置、プログラム及び方法、並びに、音声処理装置に関し、例えば、入力信号に含まれる雑音成分の推定結果を用いて、入力信号に重畳された雑音成分を抑圧する装置に適用し得る。
【背景技術】
【０００２】
自然環境において雑音はいたる所に存在するため、一般に実世界で観測される音声は種々の発信元からの雑音を含む。雑音を含んで観測された入力信号から音声だけを強調させるために、様々な雑音抑圧方法が開発されている。これらのうちのほとんどは、抑圧すべき雑音を推定する方法と、雑音を抑圧するフィルタを計算する方法とを有する。従来の入力信号から雑音を抑圧する音声処理装置では、周波数領域で雑音のパワーを推定するものがある。
【０００３】
従来、最も単純な雑音推定方法の例として、入力スペクトルを音声が存在しない区間で平均する方法がある。しかし、このような従来の雑音推定方法は、事前に音声が存在しない区間を推定しなければならない。そのため、音声が存在する区間を推定する音声区間検出（Ｖｏｉｃｅ  Ａｃｔｉｖｉｔｙ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ：ＶＡＤ）という技術も盛んに開発されているが、完全なＶＡＤは未だ達成されていない。雑音推定処理において、音声区間の推定を誤ると、推定雑音が目的音声を含んでしまうため、強調音声や残留雑音を歪ませるという問題が生じる。また、上述のような雑音推定方法では、雑音区間でしか雑音を推定しないため、長い音声区間があると雑音の変化に追従できないという欠点もある。
【０００４】
このような背景から、音声区間でも雑音の推定を継続する雑音推定方法として、従来非特許文献１、非特許文献２、及び特許文献１の記載技術がある。いずれの文献も雑音抑圧方法（音声強調方法とも言う）に関する。
【０００５】
非特許文献１に記載の従来の雑音推定方法は、入力パワーの時間方向のピークが目的音声の存在を表す一方で、谷が平滑化した雑音パワーの推定に使えるという発見に基づいている。具体的には、現在から所定時間（Ｔ秒）過去までの入力パワーの最小値を、第１の雑音パワー推定値とする。しかし、第１の雑音パワー推定値はバイアスを有しており、真の雑音パワーよりも小さくなる性質を持つ。このバイアスは、第１の雑音パワー推定値の期待値から推定され、得られたバイアス推定値を用いて第１の雑音パワー推定値を補正して、第２の雑音パワー推定値（最終的な推定値）を得る。
【０００６】
非特許文献２に記載の従来の雑音推定方法は、目的音声と雑音の複素スベクトルの分布がいずれも平均ゼロの複素正規分布に従うという仮説に基づいて、雑音の複素スペクトルの分散の最尤推定値を雑音パワー推定値とする。この仮説に基づくと、入力信号の複素スペクトルの分布は音声の複素スペクトルの分散と雑音の複素スペクトルの分散の和を分散とする平均ゼロの複素正規分布となる。ここに現在の入力が劣化音声と雑音のどちらであるかに関する隠れ変数を導入して、忘却係数を伴ったオンラインＥＭアルゴリズムを適用することで、雑音の複素スペクトルの最尤推定値を算出することができる。
【０００７】
特許文献１に記載の従来の雑音推定方法は、入力パワーに適切な重み係数を乗じて、得られた加重入力パワーを所定時間（Ｔ秒）分記憶しておき、記憶された加重入力パワーの平均値を雑音パワー推定値とする。適切な重み係数は、現在の入力パワーを直前の雑音パワー推定値で除した事後ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：信号対雑音比）によって算出される。具体的には、事後ＳＮＲが所定の値Ｇ１以下では重み係数を１とし、事後ＳＮＲがＧ１以上では事後ＳＮＲに反比例するように重み係数を設定し、事後ＳＮＲが所定の値Ｇ２以上では重み係数を０とする。また、重み係数が０の場合には、加重入力パワーは記憶しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２０４１７５号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｒ．Ｍａｒｔｉｎ，”Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ，”  ｉｎ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ７ｔｈ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，１９９４，ｐｐ．１１８２−１１８５．
【非特許文献２】Ｍ．Ｓｏｕｄｅｎ，  Ｍ．Ｄｅ１ｃｒｏｉｘ，  Ｋ．Ｋｉｎｓｏｓｈｉｔａ，  Ｔ．Ｙｏｓｈｉｏｋａ，ａｎｄ  Ｔ．Ｎａｋａｔａｎｉ，”Ｎｏｉｓｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ：  Ａ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅ１ｉｈｏｏｄ  Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ，”  ＩＥＥＥ  Ｓｉｇｎａ１  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  Ｖｏｌ．１９，  Ｎｏ．８，２０１２，ｐｐ．４９５−４９８．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の雑音推定方法には以下に述べるような問題点が存在する。
【００１１】
非特許文献１の方法は、雑音が急に大きくなった場合に、後段の雑音抑圧方法によって不快に感じる雑音が残留するという問題を有している。具体的には、雑音が大きくなってから所定時間の問は、雑音パワー推定値は小さいままである。そして、雑音が大きくなってから所定時間後に、雑音パワー推定値は急激に増大する。そのような雑音パワー推定値を用いて雑音抑圧方法を動作させると、雑音が大きくなった瞬間に残留雑音も急に大きくなり、その所定時間後に残留雑音が急に小さくなる。残留雑音の急激な音量の変化は、聴取者に聴感上の不快感を与える。
【００１２】
非特許文献２の方法は、雑音レベルが変化すると雑音パワー推定値が過大になったり過小になったりするという問題を有している。この雑音推定方法で用いられているオンラインＥＭアルゴリズムは、次のような追従の速さと最尤推定の安定性とのトレードオフを有する：忘却係数を大きくすると安定性が増して追従が遅くなり、忘却係数を小さくすると追従が速くなって安定性が下がる。その結果、忘却係数を大きくしても小さくしても雑音パワー推定値は不正確となり、後段の雑音抑圧方法によって得られる強調音声の歪みを増大させたり残留雑音が大きくなったりする。
【００１３】
特許文献１の方法は、雑音パワー推定値が、誤って音声に追従してしまうことや、非定常雑音に追従して不安定になることが比較的少なく、それでいて雑音が変化した場合にも比較的速やかに追従することができる。しかし、重み係数が０とならないような音声区間が続いた後の雑音区間では、雑音区間に切り替わった約Ｔ秒後に雑音パワー推定値が急激に小さくなる現象が生じる。そのような雑音パワー推定値を用いて後段の雑音抑圧方法を動作させると、当該雑音区間で残留雑音が急激に大きくなるため、聴感上不自然な強調音声になってしまう。
【００１４】
以上のように、従来の雑音推定方法は、雑音パワー推定値が不安定になる問題を有する。そのため、入力信号について、雑音パワーを安定的に推定できる雑音推定装置、プログラム及び方法、並びに、音声処理装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１の本発明は、雑音推定装置において、（１）所定の方式により、入力信号の所定の周波数帯域の入力パワーから雑音成分を推定して、第１の推定雑音パワーを取得する第１の雑音推定手段と、（２）前記入力パワーと前記第１の推定雑音パワーとに基づいて、前記入力信号が定常か否かを判定する定常区間判定手段と、（３）前記定常区間判定手段の判定結果に基づいて、前記第１の推定雑音パワーに基づく値、又は、前記入力パワーに基づく値のいずれかを選択する推定雑音選択手段と、（４）前記推定雑音選択手段により選択された値を、当該雑音推定装置の推定結果として出力する出力手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
第２の本発明の雑音推定プログラムは、雑音推定装置に搭載されたコンピュータを、（１）所定の方式により、入力信号の所定の周波数帯域の入力パワーから雑音成分を推定して、第１の推定雑音パワーを取得する第１の雑音推定手段と、（２）前記入力パワーと前記第１の推定雑音パワーとに基づいて、前記入力信号が定常か否かを判定する定常区間判定手段と、（３）前記定常区間判定手段の判定結果に基づいて、前記第１の推定雑音パワーに基づく値、又は、前記入力パワーに基づく値のいずれかを選択する推定雑音選択手段と、（４）前記推定雑音選択手段により選択された値を、当該雑音推定装置の推定結果として出力する出力手段として機能させることを特徴とする。
【００１７】
第３の本発明は、雑音推定装置が行う雑音推定方法において、（１）前記雑音推定装置は、第１の雑音推定手段、定常区間判定手段、推定雑音選択手段、及び出力手段を有し、（２）前記第１の雑音推定手段は、所定の方式により、入力信号の所定の周波数帯域の入力パワーから雑音成分を推定して、第１の推定雑音パワーを取得し、（３）前記定常区間判定手段は、前記入力パワーと前記第１の推定雑音パワーとに基づいて、前記入力信号が定常か否かを判定し、（４）前記推定雑音選択手段は、前記定常区間判定手段の判定結果に基づいて、前記第１の推定雑音パワーに基づく値、又は、前記入力パワーに基づく値のいずれかを選択し、（５）前記出力手段は、前記推定雑音選択手段により選択された値を、当該雑音推定装置の推定結果として出力することを特徴とする。
【００１８】
第４の本発明は、入力音声に含まれる雑音を抑圧する音声処理装置において、（１）入力音声が帯域分割されたそれぞれの帯域入力音声に対して、雑音パワーを推定する雑音推定手段と、（２）それぞれの前記帯域入力音声に対して、前記雑音推定手段が推定した前記雑音パワーを用いて、雑音を抑制する雑音抑制手段とを有し、（３）それぞれの前記雑音推定手段として、第１の本発明の雑音推定装置を適用したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、入力信号について、雑音パワーを安定的に推定できる雑音推定装置、プログラム及び方法、並びに、音声処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態に係る雑音推定装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る音声処理装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係る第１の雑音推定手段の機能的構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係る定常区間判定手段で適用される判定条件の例について示した説明図（表）である。
【図５】第１の実施形態に係る音声処理装置に入力される入力信号の例について示した説明図（グラフ）である。
【図６】第１の実施形態に係る音声処理装置に入力される入力信号に含まれる音声成分と雑音成分の例について示した説明図（グラフ）である。
【図７】第２の実施形態に係る雑音推定装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図８】第２の実施形態に係る第２の雑音推定手段の機能的構成を示すブロック図である。
【図９】第３の実施形態に係る雑音推定装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図１０】第３の実施形態に係る第１の雑音推定手段の機能的構成について示したブロック図である。
【図１１】第４の実施形態に係る雑音推定装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図１２】第５の実施形態に係る雑音推定装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図１３】第５の実施形態に係る第１の雑音推定手段の機能的構成を示すブロック図である。
【図１４】第６の実施形態に係る雑音推定装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図１５】第７の実施形態に係る雑音推定装置の機能的構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による雑音推定装置、プログラム及び方法、並びに、音声処理装置の第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００２２】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
［音声処理装置の全体構成について］
まず、この実施形態の音声処理装置４００の全体構成の概要について図２を用いて説明する。
【００２３】
図２は、この実施形態の音声処理装置４００の全体構成について示したブロック図である。なお、図２において、括弧内の符号は後述する第２〜第７の実施形態で用いられる符号である。
【００２４】
音声処理装置４００は、音声を含む音声信号（時間領域の音声信号）である入力信号ｘ（時間領域の入力信号）について雑音抑圧を行って、抑圧後信号ｙ（時間領域の出力信号）を生成するものである。
【００２５】
この実施形態の音声処理装置４００は、周波数解析手段４０１と、Ｋ個の帯域処理手段４０２−１〜４０２−Ｋと、及び波形復元手段４０３とを有する。
【００２６】
帯域処理手段４０２−１〜４０２−Ｋは、それぞれ異なる周波数帯域の帯域処理を行うものである。帯域処理手段４０２−１〜４０２−Ｋに添えられた１〜Ｋの符号（添え字：番号）は、それぞれ周波数帯域に係る識別子（番号）を示している。
【００２７】
周波数解析手段４０１はフーリエ変換に代表される任意の周波数解析手法、またはフィルタバンクに代表される任意の帯域分割手法によって、入力信号ｘ（入力音声）をＫ個の帯域に分割する。そして、周波数解析手段４０１は、得られたＫ個の帯域入力信号Ｘ１〜ＸＫを帯域処理手段４０２−１〜４０２−Ｋにそれぞれ与える（以下、必要に応じて周波数帯域の番号を表す添え字を省略する）。
【００２８】
帯域処理手段４０２は、Ｋ個の帯域ごとに、共通の処理を行う。帯域処理手段４０２は、パワー算出手段４０４、雑音推定手段１００、及び雑音抑圧手段４０５を有している。
【００２９】
パワー算出手段４０４は、帯域入力信号Ｘのパワー（入力パワー）Ｐｘを算出し、得られた入力パワーＰｘを雑音推定手段１００に与える。
【００３０】
雑音推定手段１００は、帯域ごとに雑音のパワーを推定し、得られた雑音パワーＰｏを雑音抑圧手段４０５に与える。
【００３１】
雑音抑圧手段４０５は、帯域入力信号Ｘと雑音パワーＰｏを用いて、帯域入力信号Ｘ中の音声成分を強調し、得られた帯域抑圧後信号Ｙを波形復元手段４０３に与える。
【００３２】
以下では、帯域処理手段４０２−１〜４０２−Ｋが生成する帯域抑圧後信号を、それぞれＹ１〜ＹＫとも表すものとする。
【００３３】
波形復元手段４０３は、周波数解析手段４０１で用いた周波数解析手法または帯域分割手法に対応する波形復元手法を用いて、帯域抑圧後信号Ｙ１〜ＹＫから時間波形を再構成し、得られた抑圧後信号ｙを出力する。
【００３４】
［雑音推定手段１００の構成概要について］
図１は、雑音推定手段１００の内部構成について示したブロック図である。
【００３５】
雑音推定手段１００は、第１の雑音推定手段１０１と、定常区間判定手段１０２と、推定雑音選択手段１０３とを有している。
【００３６】
雑音推定手段１００は、全てハードウェア（例えば、専用の半導体チップや電気回路）を用いて実現するようにしてもよいし、一部又は全部をソフトウェア的に実現するようにしてもよい。例えば、雑音推定手段１００は、プロセッサ及びメモリを有するプログラムの実行構成（コンピュータ）に実施形態に係る雑音推定プログラムをインストールすることにより実現するようにしてもよい。
【００３７】
以下では、尤度関数と事前確率、および後述されるそれらのパラメータを確率モデルと呼ぶ。雑音推定において、確率モデルは、雑音そのもの又は加工された雑音（例えば、音声信号が重畳された雑音（入力信号のこと）や、雑音パワーで入力パワーを除したもの（事後ＳＮＲのこと）など）を確率変数と見なして設計される。
【００３８】
第１の雑音推定手段１０１は、入力パワーＰｘに基づいて雑音成分を推定し、得られた第１の推定雑音パワーＰｎ１を定常区間判定手段１０２と推定雑音選択手段１０３とに与える。第１の雑音推定手段１０１には、種々の雑音推定方法（例えば非特許文献１、非特許文献２、又は特許文献１に記載の技術）を用いることができるが、音声と雑音が混ざった信号から定常な雑音成分を推定する所定の最大事後確率（ｍａｘｉｍｕｍ  ａ  ｐｒｉｏｒｉ：ＭＡＰ）推定（詳細については後述する）を用いるのが好適である。
【００３９】
定常区間判定手段１０２は、入力パワーＰｘと第１の推定雑音パワーＰｎ１とに基づいて、Ｐｘが定常か否かを判定し、得られた定常区間判定結果Ｄを推定雑音選択手段１０３に与える。定常区間判定手段１０２は、図４の表に示すように、条件１（ＰｘがＰｎ１の所定倍より大きいという条件）又は条件２（過去に条件１を満たしてから所定時間以内であるという条件）のいずれかを満たす場合には非定常（Ｄ＝０）と判定し、条件１及び条件２のいずれも満たさない場合は定常（Ｄ＝１）と判定するものとする。図４の各条件において、「所定倍」は例えば４倍とすることが好適である。また、図４の各条件において、所定時間は、例えば１００ミリ秒とするのが好適である。例えば、背景雑音が定常なら、当該定常区間判定はＶＡＤと同じ処理となるため、パワー情報のみで定常区間の判定処理を実現できる。なお、定常区間判定手段１０２では、種々のＶＡＤを上述の定常区間判定に代えて用いるようにしてもよい。
【００４０】
推定雑音選択手段１０３は、第１の推定雑音パワーＰｎ１の伝達経路を短絡／開放するスイッチ（ＳＷ１）と、入力パワーＰｘの伝達経路を開放／短絡するスイッチ（ＳＷ２）を有し、定常区間判定結果Ｄに基づいてこれらの２つのスイッチを排他的に制御する。推定雑音選択手段１０３は、Ｐｘが非定常（Ｄ＝０）の場合、ＳＷ１を短絡し且つＳＷ２を開放することで、Ｐｎ１を雑音推定手段１００の出力（推定雑音パワーＰｏ）として後段に与える。また、推定雑音選択手段１０３は、ＰＸが定常（Ｄ＝１）なら、ＳＷ１を開放し且つＳＷ２を短絡することで、Ｐｘを雑音推定手段１００の出力（推定雑音パワーＰｏ）として後段に与える。
【００４１】
次に、雑音推定手段１００において行われる雑音推定処理の概要について説明する。
【００４２】
雑音推定において最も注意しなければならない点は、雑音推定値が目的音声を含まないようにすることである。もし雑音推定値が目的音を含むと、後段の音声強調方法によって得られる強調音声が歪んだり小さくなったりしてしまい、音声強調方法の本来の目的である強調音声の明瞭度や単語了解度を向上させるという効果が得られなくなる。
【００４３】
一方、雑音推定方法には、非定常な雑音も推定できる性能を求められることもある。実際、最新の研究では、音声成分に追従せずに非定常な雑音成分を推定しようとする試みも多い。しかし、所定の１つの周波数帯域の情報だけを用いて音声成分と非定常な雑音成分とを判別するのは極めて困難である。図５および図６に、音声信号に非定常なレストラン雑音を重畳した際の、７５０Ｈｚ帯域の入力パワーの時間変化を表すグラフを示した。図５には入力パワー（点線）だけが描画されており、図６には入力パワー（点線）と音声成分のパワー（実線）が重ね書きされている。図５を観察して、０．５秒や４．０秒の成分が音声成分ではない（図６参照）ことを特定するのは、専門家でも難しい。このような困難さから、従来のような定常雑音と非定常雑音を同時に推定する方法は、雑音推定値が音声成分を含んでしまい、安定性が低下する問題があった。
【００４４】
そこで、雑音推定手段１００では、推定対象を定常雑音に限定することによって、より高い安定性を有する雑音推定方法を実現する。このために、ＭＡＰ推定の枠組みを用いる。そして、雑音推定手段１００では、上述の通り、入力パワーが非定常である場合には第１の雑音推定手段１０１による雑音推定手段を用い、入力パワーが定常である場合には雑音推定処理を行わないことによって、雑音パワーを安定的かつ高精度に推定することができる。
【００４５】
［第１の雑音推定手段１０１の構成概要について］
図３は、第１の実施例における第１の雑音推定手段１０１の内部構成を示すブロック図である。
【００４６】
第１の雑音推定手段１０１は、事後ＳＮＲ算出手段２０１と、平滑化手段２０２と、増幅係数算出手段２０３と、増幅手段２０４と、記憶手段２０５と、雑音パワー決定手段２０６とを有する。
【００４７】
まず、第１の雑音推定手段１０１で好適に用いられる処理の概要について説明する。以下では、第１の雑音推定手段１０１による雑音推定方式を、「ＭＡＰ１方式」と呼ぶものとする。
【００４８】
ＭＡＰ１方式は、対数事後ＳＮＲのＭＡＰ推定を行うことで、現在の入力パワーＰｘと過去の雑音パワーＰｎ’から現在の雑音パワーＰｎを推定する。対数事後ＳＮＲｇは（１）式で定義される。ここで、対数事後ＳＮＲの単位がデシベルとなるようにしているが、対数の底はネイピア数や２でも良く、対数値を１０倍しなくても良く、対数値に１０以外の他の任意の定数係数を乗じても良い。また、対数予測事後ＳＮＲ〜ｇは（２）式で定義される。また、平均事後ＳＮＲ￣ｇは（３）式で定義される。ここでＥ｛・｝は期待値演算子である。実際には現在の平均事後ＳＮＲは現在の事後ＳＮＲがわからないと算出できないので、単位処理時間前までの事後ＳＮＲの平均値を用いる。平均事後ＳＮＲは雑音レベルを表す。
【００４９】
【数１】
0006716933.tif 000002
最大化すべき事後確率は「対数予測事後ＳＮＲと平均事後ＳＮＲとが確定している条件下で対数事後ＳＮＲが生じる確率」であるとする。これを（４）式の左辺に示した。これをベイズの定理で展開すると、（４）式の右辺が得られる。
（４）式の変数はｇである。右辺の分母は最大化とは無縁である。また、ｐ（￣ｇ）は、事前に雑音レベルや収録環境が分らなければ規定できないので、一様分布を仮定することで無視する。さらに、ｐ（〜ｇ｜ｇ，￣ｇ）は雑音パワーの変化率に関する尤度関数だが、定常雑音の変化率が雑音レベルによって変化するとは考えづらいため、￣ｇは条件から省く。そして、乗算は扱いづらいので、単調増加関数である対数を取る。以上のようにして（５）式が得られ、これをＭＡＰ推定の評価関数ＪＳＮＲ（ｇ）とする。
【００５０】
【数２】
0006716933.tif 000003
（５）式の右辺第１項のｐ（〜ｇ｜ｇ）は、雑音パワーの変化率に関する尤度関数であり、定常性に関する項である。一方、（５）式の右辺第２項のｐ（ｇ｜￣ｇ）は、対数事後ＳＮＲに関する事前確率であり、雑音レベルに応じた対数事後ＳＮＲの出現確率を表している。仮に、定常性だけを考慮すると、最も定常なのは雑音パワーが変化しないことなので、現在の対数事後ＳＮＲ（現在の雑音パワー）は対数予測事後ＳＮＲ（前回の雑音パワー）と同じであるという解が得られ、雑音パワーが更新されない。また、仮に、対数事後ＳＮＲの出現確率だけを考慮すると、対数事後ＳＮＲは常に０ｄＢとなってしまう（平均事後ＳＮＲが１（＝０ｄＢ）でなくても、普通の収録状態では雑音区聞が音声区間より圧倒的に多いため、対数事後ＳＮＲの最頻値は雑音区間の状態、すなわち０ｄＢとなる）。以上のように、ＭＡＰ推定を使うことで、定常性と出現確率の両方が考慮されるので、適切な解を得ることができる。
【００５１】
尤度関数は、定常性を表すものであり、雑音パワーの変化率の関数である。対数事後ＳＮＲと対数予測事後ＳＮＲとの差は、ちょうど雑音パワーの変化率を表す。定常性を表す尤度関数は、雑音パワーが変化しない（〜ｇ＝ｇ）場合が最頻値となり、雑音パワーの変化率が大きくなるほど小さくなるべきなので、尤度関数として（６）式のような正規分布を考える。分散パラメータσ２は定常性の強さを表しており、その値には、例えば、「４２」が好適に用いられる。
【００５２】
【数３】
0006716933.tif 000004
事前確率は、対数事後ＳＮＲの出現率を表すものである。上述したように、雑音区間の状態であるｇ＝０が最頻値となり、対数事後ＳＮＲが大きくなるほど確率は小さくなること、音声と雑音を含む入力パワーは常に雑音パワーより大きいのでｇ≧０となることから、事前確率として（７）式のような指数分布を考える。速度パラメータλは分布の広がりを表しており、その値は雑音レベルを表す平均事後ＳＮＲ￣ｇに反比例する、又は、負の比例関係になる。λと￣ｇとの関係は、例えば、（８）式が好適に用いられる。
【００５３】
【数４】
0006716933.tif 000005
なお、尤度関数と事前確率は、上述した確率分布に限られるものではない。例えば、尤度関数にラプラス分布や一般化正規分布を用いても良い。また、例えば、事前確率に片側一般化正規分布を用いても良い。
【００５４】
（４）式で表される事後確率を最大化する対数事後ＳＮＲを得るには、（５）式の１階の導関数をゼロとする対数事後ＳＮＲｇ＊を求めればよい。（６）式及び（７）式を（５）式に代入し、微分して整理すると、そのような対数事後ＳＮＲｇ＊は（９）式となる。これを雑音パワーの式に変換すると、（４）式で表される事後確率を最大化する雑音パワーＰｎ＊は（１０）式となる。
【００５５】
【数５】
0006716933.tif 000006
（１０）式から、雑音パワーの推定値Ｐｎ＊（第１の推定雑音パワーＰｎ１）は、平均事後ＳＮＲに対して最適な割合で常に増幅させられるが、入力パワーより大きくなることはないため、集音環境が少しずつ変化する場合や雑音が急激に小さくなった場合には速やかに追従することができる。一方、雑音が急激に大きくなった場合には、環境変化の直後は追従が遅れるが、雑音パワーの推定値を増大させ続けることで次第に環境に適応していくことができる。
【００５６】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第１の実施形態における音声処理装置４００（雑音推定手段１００）の動作（実施形態に係る雑音推定方法）を説明する。
【００５７】
［音声処理装置４００の全体の動作について］
まず、図２を用いて、音声処理装置４００の全体動作について説明する。
【００５８】
周波数解析手段４０１は、入力信号ｘから、Ｋ個の帯域入力信号Ｘ１〜ＸＫを取得し、帯域入力信号Ｘ１〜ＸＫをそれぞれ帯域処理手段４０２−１〜４０２−Ｋに与える。
【００５９】
そして、帯域処理手段４０２−１〜４０２−Ｋは、それぞれ帯域入力信号Ｘ１〜ＸＫについて雑音パワーを推定する。そして、帯域処理手段４０２−１〜４０２−Ｋは、それぞれ雑音パワーの推定結果に基づいて帯域入力信号Ｘ１〜ＸＫに対して雑音抑制処理を行い、帯域抑圧後信号Ｙ１〜ＹＫを生成し、波形復元手段４０３に与える。
【００６０】
そして、波形復元手段４０３は、帯域抑圧後信号Ｙ１〜ＹＫから時間波形を再構成し、得られた抑圧後信号ｙを出力する。
【００６１】
次に、各帯域処理手段４０２内部の動作について説明する。帯域処理手段４０２−１〜４０２−Ｋは、それぞれ処理する周波数成分が異なるだけで、共通の動作を行う。
【００６２】
パワー算出手段４０４は、帯域入力信号Ｘのパワーを算出し、得られた入力パワーＰｘを雑音推定手段１００に与える。
【００６３】
雑音推定手段１００は、帯域ごとに雑音のパワーを推定し、得られた雑音パワーＰｏを雑音抑圧手段４０５に与える。
【００６４】
雑音抑圧手段４０５は、帯域入力信号Ｘと雑音パワーＰｏを用いて、帯域入力信号Ｘ中の音声成分を強調し、得られた帯域抑圧後信号Ｙを波形復元手段４０３に与える。
【００６５】
［実施形態の雑音推定手段１００の動作について］
次に、図１を用いて、この実施形態の雑音推定手段１００内部の動作について説明する。
【００６６】
第１の雑音推定手段１０１は、入力パワーＰｘに基づいて雑音成分を推定し、得られた第１の推定雑音パワーＰｎ１を定常区間判定手段１０２と推定雑音選択手段１０３とに与える。
【００６７】
定常区間判定手段１０２は、入力パワーＰｘと第１の推定雑音パワーＰｎ１とに基づいて、Ｐｘが定常か否かを判定し、得られた定常区間判定結果Ｄを推定雑音選択手段１０３に与える。この実施形態において、定常区間判定手段１０２は、定常区間判定結果Ｄとして、非定常（Ｄ＝０）又は定常（Ｄ＝１）のいずれかを出力する。
【００６８】
推定雑音選択手段１０３は、定常区間判定結果Ｄとして非定常（Ｄ＝０）が供給された場合、ＳＷ１を短絡し且つＳＷ２を開放することで、Ｐｎ１を雑音推定手段１００の出力（推定雑音パワーＰｏ）として後段に与える。また、推定雑音選択手段１０３は、定常区間判定結果Ｄとして定常（Ｄ＝１）が供給された場合、ＳＷ１を開放し且つＳＷ２を短絡することで、Ｐｘを雑音推定手段１００の出力（推定雑音パワーＰｏ）として後段に与える。
【００６９】
［第１の雑音推定手段１０１の動作について］
次に、図３を用いて第１の雑音推定手段１０１の動作について説明する。
【００７０】
なお、この実施例において、確率モデルとは、上述した（５）式における尤度関数と事前確率の関数形と、これら関数のパラメータとを意味するものとする。
【００７１】
尤度関数は、確率密度関数としてとらえた場合には現在の対数事後ＳＮＲが確定した条件の下で対数予測事後ＳＮＲが観測される確率であり、現在の対数事後ＳＮＲを変数とする。該尤度関数には、対数予測事後ＳＮＲが現在の対数事後ＳＮＲと等しい時に最大となり、対数予測事後ＳＮＲが現在の対数事後ＳＮＲから離れるほど０に近づくような任意の確率密度関数を選択することができるが、ここでは、例として、上述した（６）式に示した正規分布を適用する。正規分布は分散パラメータσ２を有しており、例えば、分散パラメータσ２として４２を適用できる。
【００７２】
事前確率は、平均事後ＳＮＲの下で現在の対数事後ＳＮＲが観測される潜在的な確率である。該事前確率には、現在の対数事後ＳＮＲが非負で定義され、現在の対数事後ＳＮＲが０ｄＢのときに最大となり、現在の対数事後ＳＮＲが大きくなるほど０に近づくような任意の確率密度関数を選択することができるが、ここでは、例として、上述した（７）式に示した指数分布を適用する。指数分布は、速度パラメータλを有している。速度パラメータλの算出方法は、平均事後ＳＮＲと反比例の関係になる、又は、負の比例関係になる任意の方法を選択することができるが、一例として、上述した（８）式に従って算出されたものを適用する。
【００７３】
確率モデルは任意のタイミングで変更することが可能である。また、その変更は、分散パラメータσ２の値や（８）式の数値を更新するだけでも良く、速度パラメータλの算出方法を変更しても良く、尤度関数や事前確率の関数形を変更しても良い。
【００７４】
第１の雑音推定手段１０１は、入力パワーＰｘ、及び、後述する増幅係数算出手段２０３で保持されている確率モデルに基づいて、雑音パワーを推定し、得られた第１の推定雑音パワーＰｎ１は定常区間判定手段１０２と推定雑音選択手段１０３に与えられる。
【００７５】
第１の雑音推定手段１０１に与えられた入力パワーＰｘは、事後ＳＮＲ算出手段２０１と雑音パワー決定手段２０６に与えられる。
【００７６】
事後ＳＮＲ算出手段２０１は、入力パワーＰｘを、後述の雑音パワー決定手段２０６から与えられる第１の推定雑音パワーＰｎ１で除し、得られた事後ＳＮＲを平滑化手段２０２に与える。
【００７７】
平滑化手段２０２には、事後ＳＮＲ算出手段２０１から与えられた過去の事後ＳＮＲが少なくとも１つ以上記憶されている。そして、平滑化手段２０２では、記憶されている過去の事後ＳＮＲが適用されて、新たに与えられた事後ＳＮＲが時間平滑化されて、平均事後ＳＮＲ￣ｇが得られる。平滑化手段２０２で得られた平均事後ＳＮＲ￣ｇは増幅係数算出手段２０３に与えられる。
【００７８】
平滑化手段２０２による時間平滑化の方法は限定されるものではなく、任意の方法を適用することができる。時間平滑化の代表的な方法には、移動平均法と時定数フィルタ（リーク積分とも呼ばれる）があるが、ここでは、例として移動平均法を使うこととする。現在の時刻をｔとして、Ｔ個の現在および過去の事後ＳＮＲを使う場合、時刻ｔの事後ＳＮＲをγｔ（ガンマーティー）と表すものとすると、移動平均法による時刻ｔにおける平均事後ＳＮＲ￣ｇｔは、（１１）式で定義される。例えば、Ｔは２０とする。なお、（１１）式の代わりに（１２）式の更新則を使うと、加減算を（Ｔ−３）回だけ減らせて効率を向上させることができる。
【００７９】
【数６】
0006716933.tif 000007
増幅係数算出手段２０３は、保持している確率モデルのパラメータ（第１の実施例の場合、σ２及びλ）と平滑化手段２０２から与えられた平均事後ＳＮＲ￣ｇとに基づいて、雑音増幅係数ａを算出し、得られた雑音増幅係数ａを増幅手段２０４に与える。第１の実施例の場合、雑音増幅係数ａは上述した（８）及び（１０）式によって算出される。
【００８０】
増幅手段２０４は、後述の雑音パワー決定手段２０６から与えられる第１の推定雑音パワーＰｎ１に、増幅係数算出手段２０３から与えられる雑音増幅係数ａを乗じ、得られた暫定推定雑音パワーを記憶手段２０５に与える。暫定推定雑音パワーは、現在の単位処理時間後の雑音パワーの暫定的な推定値である。
【００８１】
記憶手段２０５は、増幅手段２０４から与えられた暫定推定雑音パワーを、単位処理時間（例えば１フレーム時間）だけ遅延させた後に、雑音パワーを決定手段２０６に与える。与えられた暫定推定雑音パワーは、「現在から単位処理時間後」の雑音パワーの暫定的な推定値を意味するので、記憶手段２０５によって単位処理時間だけ遅延させることで、雑音パワー決定手段２０６には「現在」の雑音パワーの暫定的な推定値が供給されるこことなる。
【００８２】
雑音パワー決定手段２０６は、入力パワーＰｘ、及び、記憶手段２０５から与えられた暫定推定雑音パワーを比較し、小さい方を第１の推定雑音パワーＰｎ１として出力する。
【００８３】
ここで、第１の雑音推定手段１０１の動作の時間的推移について補足する。第１の雑音推定手段１０１の処理概要を示す（１）〜（１０）式は、「予測対数事後ＳＮＲ（過去の雑音パワーから対数事後ＳＮＲ（現在の雑音パワー）を推定する」という形で、雑音パワーのＭＡＰ推定式を導出した。これらを式通りに実装しようとすると、平均事後ＳＮＲを算出するために、入力パワーＰｘと第１の推定雑音パワーＰｎ１とをそれぞれ遅延させる（記憶手段を２つ用意する）必要が生じる。しかし、ＰｘとＰｎ１は両方同時に遅延させるため、平均事後ＳＮＲ等を算出してから遅延させても良い。そこで、第１の実施例における第１の雑音推定手段１０１では、（１０）式の増幅処理（ａ・Ｐｎ’）まで行ってから遅延させた。そのため、事後ＳＮＲ算出手段２０１〜増幅手段２０４までは、「現在の雑音パワーから未来（単位処理時間後）の雑音パワーを予測する」という形となっており、記憶手段２０５で増幅手段２０４から得られた雑音パワーの予測値（暫定推定雑音パワー）を単位処理時間遅延させることによって、現在の雑音パワーの暫定的な推定値（ａ・Ｐｎ’）を得ている。
【００８４】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００８５】
第１の実施形態の雑音推定手段１００では、第１の雑音推定手段１０１により推定される「現在」の第１の推定雑音パワーと入力パワーとの比較を行うことで安定な定常区間判定を行い、非定常区間では第１の雑音推定手段１０１で雑音を推定し、定常区間では入力パワーをそのまま推定雑音パワーとすることで、雑音パワーを安定的かつ高精度に推定することができる。
【００８６】
また、第１の実施形態の音声処理装置４００では、安定的かつ高精度に推定された推定雑音パワーＰｏを用いて音声を強調するので、より少ない歪みで音声を強調できる音声強調装置を提供できる。
【００８７】
（Ｂ）第２の実施形態
以下、本発明による雑音推定装置、プログラム及び方法、並びに、音声処理装置の第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００８８】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
第２の実施形態の音声処理装置４００Ａの全体構成についても、上述の図２を用いて示すことができる。以下では、第２の実施形態について第１の実施形態との差異を説明する。
【００８９】
第２の実施形態の音声処理装置４００Ａでは、雑音推定手段１００が雑音推定手段１００Ａに置き換わっている点で第１の実施形態と異なっている。
【００９０】
図７は、第２の実施形態の雑音推定手段１００Ａの内部構成について示したブロック図である。図７では、上述の図１と同一部分又は対応部分には、同一符号又は対応符号を付している。
【００９１】
図７に示すように、第２の実施形態の雑音推定手段１００Ａでは、推定雑音選択手段１０３のＳＷ１側の後段に、第２の雑音推定手段１０４が挿入されている点で第１の実施形態と異なっている。
【００９２】
推定雑音選択手段１０３は、定常区間判定結果Ｄが非定常（Ｄ＝０）の場合、ＳＷ１を短絡し且つＳＷ２を開放することで、Ｐｎ１を第２の雑音推定手段に与えるように動作する。また、推定雑音選択手段１０３は、定常区間判定結果Ｄが定常（Ｄ＝１）なら、第１の実施形態と同様に、ＳＷ１を開放し且つＳＷ２を短絡することで、Ｐｘを雑音推定手段１００の出力として後段に与える。
【００９３】
第２の雑音推定手段１０４は、第１の推定雑音パワーＰｎ１に基づいて雑音成分を推定して第２の推定雑音パワーＰｎ２を算出し、得られたＰｎ２を雑音推定手段１００の出力（Ｐｏ）として後段に与える。第２の雑音推定手段１０４は、雑音のみの信号から定常な雑音成分を推定する所定のＭＡＰ推定（第１の雑音推定手段１０１とは異なる方式のＭＡＰ推定方式であり、詳細については後述する）により、Ｐｎ２を算出する。
【００９４】
第２の実施形態の雑音推定手段１００Ａでは、上述の通り、入力パワーが非定常である場合には第１の雑音推定手段１０１と第２の雑音推定手段１０４という２つの方式の異なる雑音推定手段を用い、入力パワーが定常である場合には雑音推定処理を行わないことによって、雑音パワーを安定的かつ高精度に推定することができる。ＭＡＰ推定を２回行うことで、雑音パワーを安定的かつ高精度に推定することができる理由（根拠）については後述する。
【００９５】
［第２の雑音推定手段１０４の構成概要について］
図８は、第２の雑音推定手段１０４の内部構成について示したブロック図である。
【００９６】
第２の雑音推定手段１０４は、パワー正規化手段３０１と、正規化雑音パワー推定手段３０２と、パワー復元手段３０３と、平滑化手段３０４と、記憶手段３０５とを有する。
【００９７】
次に、第２の雑音推定手段１０４が行う処理の概要について説明する。便宜上、この処理方式をＭＡＰ２方式と呼ぶ。
【００９８】
ＭＡＰ２方式は、雑音パワーの平均値で正規化された雑音パワー（正規化雑音パワー）のＭＡＰ推定を行うことで、現在の雑音パワーＰｎに含まれる定常な雑音成分のパワー（定常雑音パワー）Ｐｎｓを推定する。雑音パワーの平均値を￣Ｐｎと表し、正規化雑音パワーν（ニュー）を（１３）式で定義する。また、定常雑音パワーを正規化した正規化定常雑音パワー〜ν（ニュー・チルダ）を（１４）式で定義する。
【００９９】
【数７】
0006716933.tif 000008
最大化すべき事後確率は「正規化雑音パワーが確定している条件下で正規化定常雑音パワーが生じる確率」であるとする。これを（１５）式の左辺に示した。これをベイズの定理で展開すると、（１５）式の右辺が得られる。
【０１００】
【数８】
0006716933.tif 000009
（１５）式の変数はνである。右辺の分母は最大化とは無縁である。また、乗算は扱いづらいので、単調増加関数である対数を取る。以上のようにして（１６）式が得られ、これをＭＡＰ推定の評価関数Ｊｎｎｐ（ν）とする。
【０１０１】
【数９】
0006716933.tif 000010
（１６）式の右辺第１項のｐ（ν｜〜ν）は、正規化雑音パワーの変化率に関する尤度関数であり、定常性に関する項である。一方、（１６）式の右辺第２項のｐ（〜ν）は、正規化定常雑音パワーの事前確率であり、すなわち出現確率を表している。
【０１０２】
雑音信号が平均ゼロの正規分布に従うと仮定すると、該雑音信号を周波数解析して得られる雑音スペクトルの各要素は複素ガウス分布に従う。すると、該各要素のパワー、すなわち雑音パワーは指数分布に従うことが知られている。従って、正規化定常雑音パワーの事前確率ｐ（〜ν）は、（１７）式の指数分布となる。ここで、指数分布の速度パラメータは確率変数の期待値の逆数と一致することから、速度パラメータを１／〜μとした。すると、〜μ＝Ｅ｛〜ν｝と表すことができる。（１４）式に示した通り、正規化定常雑音パワー〜νは正規化されているので、理論上は〜μ＝１となり、この設定が好適に用いられるが、〜μを１以外の値にしても良い。
【０１０３】
尤度関数は、定常性を表すものであり、雑音パワーの変化率の関数である。そこで、尤度関数はν／〜νの確率密度関数であるとすると、（１８）式となる。
（１５）式で表される事後確率を最大化する対数事後ＳＮＲを得るには、（１６）式の１階の導関数をゼロとする正規化定常雑音パワー〜ν＊を求めればよい。（１７）式及び（１８）式を（１６）式に代入し、微分して整理すると、そのような正規化定常雑音パワー〜ν＊は（１９）式となる。そして、（２０）式のように、正規化定常雑音パワー〜ν＊に平均雑音パワー￣Ｐｎを乗じることで、最適な定常雑音パワーＰｎｓ＊が得られる。
【０１０４】
【数１０】
0006716933.tif 000011
（１９）及び（２０）式から、定常雑音パワーＰｎｓ＊（第２の推定雑音パワーＰｎ２）は０≦Ｐｎｓ＊≦（２・〜μ・￣Ｐｎ）の範囲に収まる。従って、例えば、雑音信号に非定常な成分が含まれており、現在の雑音パワーＰｎが平均雑音パワー￣Ｐｎより著しく大きい場合でも、推定された定常雑音パワーＰｎｓ＊は平均雑音パワー￣Ｐｎの（２・〜μ）倍以下となるので、安定して雑音信号に含まれる定常成分を推定することができる。
【０１０５】
（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第２の実施形態における音声処理装置４００Ａの動作（実施形態に係る雑音推定方法）について、第１の実施形態との差異を説明する。
【０１０６】
以下では、第２の実施形態の動作のうち第１の実施形態との差異部分のみを説明する。
【０１０７】
第２の実施形態の音声処理装置４００Ａ（雑音推定手段１００Ａ）では、第１の実施形態と比較して第２の雑音推定手段１０４が追加されているだけであるため、第２の雑音推定手段１０４に関する動作についてのみ説明する。
【０１０８】
［第２の雑音推定手段１０４の動作について］
次に、図７、図８を用いて第２の雑音推定手段１０４の動作について説明する。
【０１０９】
第２の雑音推定手段１０４は、第１の推定雑音パワーＰｎ１に基づいて、定常な雑音パワーを推定し、得られた第２の推定雑音パワーＰｎ２を第１の実施例の雑音推定手段１００における推定雑音パワーＰｏとして出力する。
【０１１０】
第２の雑音推定手段１０４に与えられた第１の推定雑音パワーＰｎ１は、パワー正規化手段３０１に与えられる。
【０１１１】
パワー正規化手段３０１は、第１の推定雑音パワーＰｎ１を、後述する記憶手段３０５より与えられるー単位処理時間前の平均雑音パワーで除し、得られた正規化雑音パワーを正規化雑音パワー推定手段３０２に与える。
【０１１２】
正規化雑音パワー推定手段３０２は、パワー正規化手段３０１から与えられる正規化雑音パワーに基づいて正規化定常雑音パワーを推定し、パワー復元手段３０３に与える。正規化雑音パワー推定手段３０２は、（１９）式のνに正規化雑音パワーを代入して、νを正規化定常雑音パワーとして算出する。なお、パラメータμは、上述した通り、μ＝１とするのが好適である。
【０１１３】
パワー復元手段３０３は、正規化雑音パワー推定手段３０２から与えられる正規化定常雑音パワーに、後述する記憶手段３０５から与えられる平均雑音パワーを乗じ、得られた第２の推定雑音パワーＰｎ２を、平滑化手段３０４に与えると共に、第２の雑音推定手段１０４の出力（且つ第１の実施例の雑音推定手段１００の出力）として後段に与える。
【０１１４】
平滑化手段３０４には、パワー復元手段３０３から与えられた過去の第２の推定雑音パワーＰｎ２が少なくとも１つ以上記憶されている。そして、平滑化手段３０４では、記憶されている過去の第２の推定雑音パワーＰｎ２が適用されて、新たに与えられた第２の推定雑音パワーＰｎ２が時間平滑化されて、平均雑音パワーが得られる。平滑化手段３０４で得られた平均雑音パワーは記憶手段３０５に与えられる。
【０１１５】
平滑化手段３０４による時間平滑化の方法は限定されるものではなく、第１の雑音推定手段１０１における平滑化手段２０２と同様に、任意の方法を適用することができる。例えば、移動平均法と時定数フィルタ（リーク積分）があるが、ここでは、例としてＴ＝２０の移動平均法を用いるものとする。
【０１１６】
記憶手段３０５は、平滑化手段３０４から与えられた平均雑音パワーを、単位処理時間（例えば１フレーム時間）だけ遅延させた後に、パワー正規化手段３０１とパワー復元手段３０３に与える。
【０１１７】
［雑音パワーを安定的かつ高精度に推定することができる理由（根拠）について］
第１の実施例では、非定常な信号が入力された場合にはＭＡＰ１方式とＭＡＰ２方式とを続けて適用し、定常な信号が入力された場合にはそのまま出力することで、定常雑音のパワーを安定的かつ高精度に推定するが、以下でその理由（根拠）について説明する。
【０１１８】
ＭＡＰ１方式とＭＡＰ２方式には、それぞれ長短がある。まず、ＭＡＰ１方式は、（１０）式のｍｉｎ関数の影響で、推定された雑音パワーがギザギザした時系列になるという問題がある。そのため、ＭＡＰ１方式を単独で使う場合には雑音パワーの推定値Ｐｎ＊を時間平滑化して用いなければならない。一方、ＭＡＰ２方式は、厳密な確率モデルを用いていることから、定常雑音パワーＰｎｓ＊の推定精度が高く、そのまま用いることができる。しかし、入力信号が音声を含む場合、「平均ゼロの正規分布に従う」という仮定を満たさないため、定常雑音パワーＰｎｓ＊の推定精度が低下する。従って、ＭＡＰ２方式の入力には音声が含まれないようにする必要がある。この点において、ＭＡＰ１方式は音声を含む入力信号に対応している。
【０１１９】
以上より、まずＭＡＰ１方式で、定常雑音パワーのラフな推定を行い、その推定結果に基づいてＭＡＰ２方式でさらに推定を行うことで、定常雑音パワーを安定かつ高精度に推定することが可能となる。
【０１２０】
しかし、すべての入力信号に対してＭＡＰ１方式とＭＡＰ２方式とを続けて適用すると、入力信号が定常雑音しか含まない場合に雑音推定が過剰に行われてしまうという問題を生じる。そこで、本発明では、入力信号が定常か否かを判定し、非定常であれば２つの雑音推定を適用し、定常であれば入力パワーをそのまま推定雑音パワーとする。定常か否かの判定のためには雑音パワーの情報が必要である。一単位処理時間前の雑音パワーの情報を用いることもできるが、時間差による推定誤りが生じる。そこで、本発明では、ＭＡＰ１方式の推定雑音パワーを利用することで、時間差のない入力パワーと推定雑音パワーとの比較を行い、定常区間判定の性能を向上させている。
【０１２１】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【０１２２】
第２の実施形態では、非定常区間では第１の雑音推定手段１０１（ＭＡＰ１方式）と第２の雑音推定手段１０４（ＭＡＰ２方式）とで続けて雑音を推定することで、非定常区間において、第１の実施形態（ＭＡＰ１方式のみを用いる場合）よりも定常雑音パワーを安定かつ高精度に推定することができる。
【０１２３】
（Ｃ）第３の実施形態
以下、本発明による雑音推定装置、プログラム及び方法、並びに、音声処理装置の第３の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【０１２４】
（Ｃ−１）第３の実施形態の構成
第３の実施形態の音声処理装置４００Ｂの全体構成についても、上述の図２を用いて示すことができる。以下では、第３の実施形態について第２の実施形態との差異を説明する。
【０１２５】
第３の実施形態の音声処理装置４００Ｂでは、雑音推定手段１００Ａが雑音推定手段１００Ｂに置き換わっている点で第２の実施形態と異なっている。
【０１２６】
図９は、第３の実施形態の雑音推定手段１００Ｂの内部構成について示したブロック図である。図９では、上述の図７と同一部分又は対応部分には、同一符号又は対応符号を付している。
【０１２７】
図９に示すように、第３の実施形態の雑音推定手段１００Ｂでは、第２の雑音推定手段１０４が第２の雑音推定手段１０４Ｂに置き換わっている点で第２の実施形態と異なっている。
【０１２８】
次に、第２の雑音推定手段１０４Ｂの内部構成について説明する。
【０１２９】
図１０は、第２の雑音推定手段１０４Ｂの内部構成について示したブロック図である。図１０では、上述の図８と同一部分及び対応部分に同一符号又は対応符号を付している。
【０１３０】
第２の雑音推定手段１０４Ｂは、雑音パワー推定手段３０２Ｂと、平滑化手段３０４と、記憶手段３０５とを有している。第２の雑音推定手段１０４Ｂにおける雑音パワー推定手段３０２Ｂが行う処理の詳細については後述する。
【０１３１】
（Ｃ−２）第３の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第３の実施形態の音声処理装置４００Ｂの動作（実施形態に係る雑音推定方法）について、第２の実施形態との差異を説明する。
【０１３２】
第３の実施形態では、第２の雑音推定手段１０４Ｂの動作のみが第２の実施形態と異なる。以下では、第２の雑音推定手段１０４Ｂ（特に雑音パワー推定手段３０２Ｂ）に関する動作を中心として説明する。
【０１３３】
第３の実施形態の雑音パワー推定手段３０２Ｂは、理論的には第２の実施形態における第２の雑音推定手段１０４に適用されるＭＡＰ２方式と同値であるが、式変形を行っている。これにより、第２の雑音推定手段１０４Ｂでは、第２の実施形態と比較して、構成するブロック数を削減し、処理量を軽くすることができる。
【０１３４】
次に、雑音パワー推定手段３０２Ｂに適用される式について説明する。
【０１３５】
（１９）式の右辺に（１３）式を代入し、更に（２０）式の右辺に（１９）式を代入すると、（２１）式が得られる。（２１）式によれば、雑音パワーを正規化する必要がなく、定常雑音パワーがたちどころに算出されるので平均雑音パワーを乗じて復元する必要もない。
【０１３６】
【数１１】
0006716933.tif 000012
以下、（２１）式に基づく、第２の実施例の第２の雑音推定手段１０４Ｂの動作を説明する。
【０１３７】
第２の雑音推定手段１０４Ｂに与えられた第１の推定雑音パワーＰｎ１は、雑音パワー推定手段３０２Ｂに与えられる。
【０１３８】
雑音パワー推定手段３０２Ｂは、第１の推定雑音パワーＰｎ１に基づいて定常雑音パワーを推定し、平滑化手段３０４に与える。雑音パワー推定手段３０２Ｂは、（２１）式のＰｎに第１の推定雑音パワーＰｎ１を代入して、Ｐｎｓ＊を定常雑音パワーとして算出する。なお、パラメータμは、上述した通り、μ＝１とするのが好適である。
【０１３９】
第３の実施形態において、平滑化手段３０４及び記憶手段３０５は、第２の実施形態における第２の雑音推定手段１０４と同様の動作を行うため詳しい説明を省略する。
【０１４０】
（Ｃ−３）第３の実施形態の効果
第３の実施形態によれば、第１、第２の実施形態と比較して以下のような効果を奏することができる。
【０１４１】
第３の実施形態の第２の雑音推定手段１０４Ｂでは、雑音パワー推定手段３０２Ｂに適用される式を変更することで、第２の実施形態と比較して、構成するブロック数を削減し、処理量を軽くすることができる。したがって、第３の実施形態では、より少ない処理量で、第２の実施形態と同等に安定的かつ高精度に雑音パワーを推定できる雑音推定方法を提供できる。
【０１４２】
（Ｄ）第４の実施形態
以下、本発明による雑音推定装置、プログラム及び方法、並びに、音声処理装置の第４の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【０１４３】
（Ｄ−１）第４の実施形態の構成
第４の実施形態の音声処理装置４００Ｃの全体構成についても、上述の図２を用いて示すことができる。以下では、第４の実施形態について第２の実施形態との差異を説明する。
【０１４４】
第４の実施形態の音声処理装置４００Ｃでは、雑音推定手段１００が雑音推定手段１００Ｃに置き換わっている点で第２の実施形態と異なっている。
【０１４５】
図１１は、第４の実施形態の音声処理装置４００Ｃを構成する雑音推定手段１００Ｃの内部構成について示したブロック図である。
【０１４６】
図１１に示すように、第４の実施形態の雑音推定手段１００Ｃでは、定常区間判定手段１０２の前段（定常区間判定手段１０２の後段）に、平滑化手段１０５が挿入されている点で第２の実施形態と異なっている。なお、第４の実施形態において、第２の雑音推定手段１０４は、第３の実施形態の第２の雑音推定手段１０４Ｂに置き換えるようにしてもよい。第４の実施形態の平滑化手段１０５の詳細処理については後述する。
【０１４７】
（Ｄ−２）第４の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第４の実施形態の音声処理装置４００Ｃの動作（実施形態に係る雑音推定方法）について、第２の実施形態との差異を説明する。
【０１４８】
第４の実施形態では、第１の雑音推定手段１０１は、得られた第１の推定雑音パワーＰｎ１を平滑化手段１０５に与える点で第２の実施形態と異なっている。
【０１４９】
そして、平滑化手段１０５Ｂには、第１の雑音推定手段１０から与えられた過去の第１の推定雑音パワーＰｎ１が少なくとも１つ以上記憶されているものとする。そして、平滑化手段１０５Ｂでは、記憶されている過去の第１の推定雑音パワーＰｎ１が適用されて、新たに与えられた第１の推定雑音パワーＰｎ１が時間平滑化されて、平均雑音パワーが得られる。平滑化手段１０５Ｂで得られた平均雑音パワーは定常区間判定手段に与えられる。
【０１５０】
平滑化手段１０５Ｂによる時間平滑化の方法は限定されるものではなく、第１の雑音推定手段１０１における平滑化手段２０２と同様に、任意の方法を適用することができる。例えば、移動平均法と時定数フィノレタ（リーク積分）があるが、ここでは、例としてＴ＝２０の移動平均法を使うこととする。
【０１５１】
定常区間判定手段１０２の動作は、定常区間を判定するために入力パワーＰｘと比較する対象が、第１の推定雑音パワーＰｎ１から平均雑音パワーに変わることを除けば、第２の実施形態の定常区間判定手段１０２の動作と同じであるため詳しい説明を省略する。
【０１５２】
（Ｄ−３）第４の実施形態の効果
第４の実施形態によれば、第１〜第３の実施形態と比較して以下のような効果を奏することができる。
【０１５３】
第４の実施形態の雑音推定手段１００Ｃ（定常区間判定手段１０２）では、入力パワーＰｘと比較する雑音パワーの推定値に、平均雑音パワー（平滑化した雑音推定パワー）を用いている。これにより、第４の実施形態の雑音推定手段１００Ｃ（定常区間判定手段１０２）では、第１〜第３の実施形態のように、第１の推定雑音パワーＰｎ１をそのまま用いて定常区間を判定する場合よりも安定した判定結果が得られるようになるので、より安定的に雑音パワーを推定することができる。
【０１５４】
（Ｅ）第５の実施形態
以下、本発明による雑音推定装置、プログラム及び方法、並びに、音声処理装置の第５の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【０１５５】
（Ｅ−１）第５の実施形態の構成
第５の実施形態の音声処理装置４００Ｄの全体構成についても、上述の図２を用いて示すことができる。以下では、第５の実施形態について第２の実施形態との差異を説明する。
【０１５６】
第５の実施形態の音声処理装置４００Ｄでは、雑音推定手段１００Ａが雑音推定手段１００Ｄに置き換わっている点で第２の実施形態と異なっている。
【０１５７】
図１２は、第５の実施形態の雑音推定手段１００Ｄの内部構成について示したブロック図である。図１２では、上述の図７と同一部分又は対応部分には、同一符号又は対応符号を付している。
【０１５８】
図１２に示すように、第５の実施形態では、第１の雑音推定手段１０１が第１の雑音推定手段１０１Ｄに置き換わっている点で第２の実施形態と異なっている。なお、第５の実施形態において、第２の雑音推定手段１０４については、第３の実施形態の第２の雑音推定手段１０４Ｂに置き換えるようにしてもよい。
【０１５９】
図１３は、第５の実施形態の第１の雑音推定手段１０１Ｄの内部構成について示したブロック図である。
【０１６０】
第３の実施形態における第１の雑音推定手段１０１Ｄでは、事後ＳＮＲ算出手段２０１と増幅手段２０４に供給されるデータの一部が、第１の雑音推定手段１０１Ｄの外部から供給される点のみが異なる。具体的には、第５の実施形態では、事後ＳＮＲ算出手段２０１及び増幅手段２０４に、推定雑音パワーＰｏが供給されている点で第２の実施形態と異なっている。
【０１６１】
（Ｅ−２）第５の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第５の実施形態の音声処理装置４００Ｄの動作（実施形態に係る雑音推定方法）について、第２の実施形態との差異を説明する。
【０１６２】
まず、第５の実施形態の音声処理装置４００Ｄを構成する雑音推定手段１００Ｄの動作を、図１２を用いて説明する。
【０１６３】
第５の実施形態の雑音推定手段１００Ｄの動作は、第１の雑音推定手段１０１Ｄに推定雑音パワーＰｏが供給されることを除けば、第２の実施形態の雑音推定手段１００Ａの動作と同じである。
【０１６４】
第１の雑音推定手段１０１Ｄは、入力パワーＰｘと推定雑音パワーＰｏとに基づいて雑音成分を推定し、得られた第１の推定雑音パワーＰｎ１を定常区間判定手段１０２と推定雑音選択手段１０３とに与える。
【０１６５】
次に、第５の実施形態の雑音推定手段１０１Ｄの動作を、図１３を用いて説明する。
【０１６６】
第５の実施形態の第１の雑音推定手段１０１Ｄの動作は、事後ＳＮＲ算出手段２０１及び増幅手段２０４に、雑音パワー決定手段２０６から得られる第１の推定雑音パワーＰｎ１に代えて推定雑音パワーＰｏが与えられることを除けば、第２の実施形態の第１の雑音推定手段１０１の動作と同じである。
【０１６７】
（Ｅ−３）第５の実施形態の効果
第５の実施形態によれば、第１〜第４の実施形態と比較して以下のような効果を奏することができる。
【０１６８】
第５の実施形態の第１の雑音推定手段１０１Ｄでは、次の単位処理時間後の雑音パワーを推定するために用いる現在の雑音パワーとして、より推定精度の高い推定雑音パワーＰｏを用いることで、より高精度に雑音パワーを推定することができる。
【０１６９】
（Ｆ）第６の実施形態
以下、本発明による雑音推定装置、プログラム及び方法、並びに、音声処理装置の第６の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【０１７０】
（Ｆ−１）第６の実施形態の構成
第６の実施形態の音声処理装置４００Ｅの全体構成についても、上述の図２を用いて示すことができる。以下では、第６の実施形態について第５の実施形態との差異を説明する。
【０１７１】
第６の実施形態の音声処理装置４００Ｅでは、雑音推定手段１００Ｄが雑音推定手段１００Ｅに置き換わっている点で第５の実施形態と異なっている。
【０１７２】
図１４は、第６の実施形態の雑音推定手段１００Ｅの内部構成について示したブロック図である。図１４では、上述の図１２と同一部分又は対応部分には、同一符号又は対応符号を付している。
【０１７３】
第６の実施形態の雑音推定手段１００Ｅでは、推定雑音選択手段１０３が推定雑音選択手段１０３Ｅに置き換わっている点で第５の実施形態とは異なっている。
【０１７４】
第６の実施形態の雑音推定手段１００Ｅは、第１の雑音推定手段１０１Ｄと、定常区間判定手段１０２と、第２の雑音推定手段１０４と、推定雑音選択手段１０３Ｅとを有する。なお、第６の実施形態の雑音推定手段１００Ｅにおいて、第２の雑音推定手段１０４を、第３の実施形態の第２の雑音推定手段１０４Ｂに置き換えるようにしてもよい。
【０１７５】
第５の実施形態において、第２の雑音推定手段１０４は推定雑音選択手段１０３の後段に配置されているが、第６の実施形態では、第２の雑音推定手段１０４は推定雑音選択手段１０３Ｅの前段に配置されている。
【０１７６】
第６の実施形態の推定雑音選択手段１０３Ｅでは、第５の実施形態のＳＷ１、ＳＷ２に代えて、ＳＷ３を有している。ＳＷ３は、定常区間判定結果Ｄに応じて、第２の推定雑音パワーＰｎ２伝達経路と、入力パワーＰｘの伝達経路とのいずれかを選択して、推定雑音パワーＰｏを出力する伝達経路と短絡させる。
【０１７７】
（Ｆ−２）第６の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第６の実施形態の音声処理装置４００Ｅの動作（実施形態に係る雑音推定方法）について、第５の実施形態との差異を説明する。
【０１７８】
以下では、第６の実施形態の雑音推定手段１００Ｅの動作について図１４を用いて説明する。
【０１７９】
第１の雑音推定手段１０１Ｃは、入力パワーＰｘと第２の雑音推定手段１０４から得られる第２の推定雑音パワーＰｎ２とに基づいて雑音成分を推定し、得られた第１の推定雑音パワーＰｎ１を定常区間判定手段１０２と第２の雑音推定手段１０４に与える。第１の雑音推定手段１０１Ｄの詳細構成及び動作は、第５の実施形態と同様である。
【０１８０】
定常区間判定手段１０２の動作は、第５の実施形態の動作と同様である。定常区間判定手段１０２は、得られた定常区間判定結果Ｄを推定雑音選択手段１０３Ｅに与える。
【０１８１】
第２の雑音推定手段１０４は、第１の推定雑音パワーＰｎ１に基づいて雑音成分を推定して第２の推定雑音パワーＰｎ２を算出し、得られたＰｎ２を第１の雑音推定手段１０１Ｃ及び推定雑音選択手段１０３Ｅ（ＳＷ３）に与える。
【０１８２】
推定雑音選択手段１０３Ｅは、定常区間判定結果Ｄが非定常（Ｄ＝０）なら、Ｐｎ２側を短絡することで、Ｐｎ２を雑音推定手段１００Ｄの出力として後段に供給し、定常区間判定結果Ｄが定常（Ｄ＝１）なら、Ｐｘ側を短絡することでＰｘを雑音推定手段１００Ｄの出力として後段に出力する。
【０１８３】
第５の実施例において、第１の雑音推定手段１０１Ｄに供給される推定雑音パワーは、定常区間判定結果Ｄが非定常なら第２の推定雑音パワーＰｎ２となり、定常区間判定結果Ｄが定常なら入力パワーＰｘとなる。しかし、Ｐｎ２は２回の定常雑音推定によって得られた結果であり、定常区間でのＰｘよりも更に時間変化が少ない傾向にある。すなわち、第５の実施形態において、第１の雑音推定手段１０１Ｄに与えられる推定雑音パワーの特性が定常区間と非定常区間とで異なる。これに対して、第６の実施形態では、第２の雑音推定手段を定常区間でも動作させ、第１の雑音推定手段１０１Ｄに常に第２の推定雑音パワーＰｎ２を与えることで、第１の雑音推定手段１０１Ｄの動作を安定化させている。
【０１８４】
（Ｆ−３）第６の実施形態の効果
第６の実施形態によれば、第１〜第５の実施形態と比較して以下のような効果を襲奏することができる。
【０１８５】
第６の実施形態の第１の雑音推定手段１０１Ｃでは、第１の雑音推定手段１０１Ｄに、常に第２の雑音推定手段１０４の第２の推定雑音パワーＰｎ２を与えることで、第１の雑音推定手段１０１Ｄ（第１の推定雑音パワーＰｎ１）の推定結果を安定させるので、より安定的に雑音パワーを推定することができる。
【０１８６】
（Ｇ）第７の実施形態
以下、本発明による雑音推定装置、プログラム及び方法、並びに、音声処理装置の第６の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【０１８７】
第７の実施形態の音声処理装置４００Ｆの全体構成についても、上述の図２を用いて示すことができる。以下では、第７の実施形態について第２の実施形態との差異を説明する。
【０１８８】
第７の実施形態の音声処理装置４００Ｆでは、雑音推定手段１００Ａが雑音推定手段１００Ｆに置き換わっている点で第２の実施形態と異なっている。
【０１８９】
図１５は、第７の実施形態の雑音推定手段１００Ｆの内部構成について示したブロック図である。図１５では、上述の図７と同一部分又は対応部分には、同一符号又は対応符号を付している。
【０１９０】
第２及び第３の実施形態では、推定雑音選択手段１０３は第１の雑音推定手段１０１と第２の雑音推定手段１０４との間に挿入されたスイッチＳＷ１と、入力パワーＰｘをそのまま推定雑音パワーＰｏとして出力する経路に挿入されたスイッチＳＷ２とを制御している。
【０１９１】
これに対して、第７の実施形態では、推定雑音選択手段１０３が第６の実施形態と同様の推定雑音選択手段１０３Ｅに置き換わっている点で第２の実施形態と異なっている。
【０１９２】
第７の実施形態において、第２の雑音推定手段１０４は、第１の推定雑音パワーＰｎ１に基づいて雑音成分を推定して第２の推定雑音パワーＰｎ２を算出し、得られたＰｎ２を推定雑音選択手段１０３Ｅ（ＳＷ３）に与える。
【０１９３】
そして、推定雑音選択手段１０３Ｅは、定常区間判定結果Ｄが非定常（Ｄ＝０）なら、Ｐｎ２側を短絡することで、Ｐｎ２を雑音推定手段１００Ｄの出力として後段に供給し、定常区間判定結果Ｄが定常（Ｄ＝１）なら、Ｐｘ側を短絡することでＰｘを雑音推定手段１００Ｄの出力（Ｐｏ）として後段に出力する。したがって、第７の実施形態において、推定雑音パワーＰｏは、定常区間判定結果Ｄが非定常なら第２の推定雑音パワーＰｎ２となり、定常区間判定結果Ｄが定常なら入力パワーＰｘとなる。
【０１９４】
（Ｈ）他の実施形態
本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
【０１９５】
（Ｈ−１）第５及び第６の実施形態では、第１の推定雑音パワーＰｎ１を直接に定常区間判定手段１０２に与えるものとして説明したが、第４の実施形態のように、第１の推定雑音パワーＰｎ１を平滑化手段１０５Ｂによって平滑化した平均雑音パワーを定常区間判定手段１０２に与えるようにしてもよい。
【０１９６】
（Ｈ−２）上記の各実施形態において、第１の雑音推定手段における事後ＳＮＲ算出手段２０１及び増幅手段２０４には、第１の推定雑音パワーＰｎ１や第２の推定雑音パワーＰｎ２、推定雑音パワーＰｏを直接に与える構成について説明したが、時間平滑化したＰｎ１、Ｐｎ２、Ｐｏを与えるようにしてもよい。また、上記の各実施形態において、事後ＳＮＲ算出手段２０１と増幅手段２０４とのいずれかには時間平滑化したＰｎ１，Ｐｎ２、Ｐｏを与え、もう一方には直接にＰｎ１，Ｐｎ２、Ｐｏを与えるようにしても良い。
【０１９７】
（Ｈ−３）上記の各実施形態において、雑音推定手段は、推定雑音パワーＰｏを時間平滑化してから後段に出力（供給）するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１９８】
４００…音声処理装置、４０１…周波数解析手段、４０２−１〜４０２−Ｋ…帯域処理手段、４０３…波形復元手段、４０４…パワー算出手段、４０５…雑音抑圧手段、１００…雑音推定手段、１０１…第１の雑音推定手段、１０２…定常区間判定手段、１０３…推定雑音選択手段、２０１…事後ＳＮＲ算出手段、２０２…平滑化手段、２０３…増幅係数算出手段、２０４…増幅手段、２０５…記憶手段、２０６…雑音パワー決定手段。
【図１】
0006716933.tif 000013
【図２】
0006716933.tif 000014
【図３】
0006716933.tif 000015
【図４】
0006716933.tif 000016
【図５】
0006716933.tif 000017
【図６】
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【図７】
0006716933.tif 000019
【図８】
0006716933.tif 000020
【図９】
0006716933.tif 000021
【図１０】
0006716933.tif 000022
【図１１】
0006716933.tif 000023
【図１２】
0006716933.tif 000024
【図１３】
0006716933.tif 000025
【図１４】
0006716933.tif 000026
【図１５】
0006716933.tif 000027