(57)【要約】  【課題】  従来の装置よりも安定した雑音レベルの推定値を出力することができる雑音レベル推定装置を提供すること。  【解決手段】  雑音レベル推定装置１０は、入力信号に含まれる雑音成分のレベルを表す雑音レベルを所定のフレーム毎に計算する雑音レベル計算手段１１と、雑音レベル計算手段１１によって計算された雑音レベルの妥当性を判定する雑音レベル判定手段としての妥当性判定手段１２と、雑音レベルのデータ及び妥当性判定手段１２の判定結果のデータを格納するデータ格納手段としての計算結果格納メモリ１３と、計算結果格納メモリ１３に格納された雑音レベルのデータ及び妥当性判定手段１２の判定結果のデータに基づいて各フレームにおける雑音レベルの推定値を決定する雑音レベル決定手段１４とを備える。【選択図】  図１
2005208152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に含まれる雑音成分のレベルを表す雑音レベルを所定の時間区間毎に計算する雑音レベル計算手段と、前記雑音レベルが予め定められたレベル範囲内にあるか否かを判定する雑音レベル判定手段と、前記雑音レベル及び前記雑音レベル判定手段の判定結果に基づいて前記所定の時間区間における前記雑音レベルの推定値を決定する雑音レベル決定手段とを備えたことを特徴とする雑音レベル推定装置。
【請求項２】
前記雑音レベル決定手段は、前記レベル範囲内にある前記雑音レベルに基づいて前記雑音レベルの推定値を決定することを特徴とする請求項１に記載の雑音レベル推定装置。
【請求項３】
前記雑音レベル決定手段は、予め定められた複数の時間区間における前記雑音レベルのデータに所定の重み係数をそれぞれ乗じて加算した値を前記複数の時間区間全体における雑音レベルの推定値とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の雑音レベル推定装置。
【請求項４】
前記入力信号に含まれる音声成分を検出する音声検出手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の雑音レベル推定装置。
【請求項５】
雑音の種類を判定する雑音種類判定手段を備え、
前記雑音レベル決定手段は、前記雑音の種類に基づいて前記雑音レベルの推定値を決定することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の雑音レベル推定装置。
【請求項６】
前記雑音レベル決定手段は、前記時間区間毎に前記雑音レベルの推定値を決定して出力することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の雑音レベル推定装置。
【請求項７】
前記雑音レベル決定手段は、予め定められた複数の時間区間全体における平均的な雑音レベルの推定値を決定して出力することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の雑音レベル推定装置。
【請求項８】
前記入力信号に含まれる音声成分のレベルを表す音声レベルを計算する音声レベル計算手段を備え、
前記雑音レベル決定手段は、前記音声レベルと前記雑音レベルとの比を表す音声雑音レベル比の推定値及び前記雑音レベルの推定値の少なくとも一方を決定することを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかに記載の雑音レベル推定装置。
【請求項９】
前記雑音レベル計算手段及び前記音声レベル計算手段の少なくとも一方は、前記入力信号の振幅値、パワー及び周波数スペクトルのうちの少なくとも一つを利用することを特徴とする請求項８に記載の雑音レベル推定装置。
【請求項１０】
前記雑音レベル計算手段及び前記音声レベル計算手段の少なくとも一方は、前記入力信号の自己相関係数及びスプライン曲線の少なくとも一方を利用することを特徴とする請求項８に記載の雑音レベル推定装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の雑音レベル推定装置と、所定の音響処理を前記入力信号に施す音響処理手段とを備えたことを特徴とする音響処理装置。
【請求項１２】
請求項８から請求項１０までのいずれかに記載の雑音レベル推定装置と、前記雑音レベル、前記音声レベル及び前記音声雑音レベル比のうちの少なくとも一つに基づいて所定の音響処理を前記入力信号に施す音響処理手段とを備えたことを特徴とする音響処理装置。
【請求項１３】
前記音響処理は、前記雑音成分の抑圧処理であることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の音響処理装置。
【請求項１４】
音響信号を音に変換して空間に出力するスピーカを備え、
前記音響処理手段は、前記雑音レベルの推定値に応じて前記スピーカから出力される前記音のレベルを変化させることを特徴とする請求項１１から請求項１３までのいずれかに記載の音響処理装置。
【請求項１５】
空間の音を収音して音響信号に変換するマイクロホンを備え、
前記音響処理手段は、前記雑音レベルの推定値に応じて前記マイクロホンから出力される前記音響信号のレベルを変化させることを特徴とする請求項１１から請求項１４までのいずれかに記載の音響処理装置。
【請求項１６】
前記雑音レベル推定装置の出力信号に基づいて移動体の速度を推定する速度推定手段を備えたことを特徴とする請求項１１から請求項１５までのいずれかに記載の音響処理装置。
【請求項１７】
前記雑音レベル推定装置の出力信号に基づいて予め定められた区域内における人及び物の少なくとも一方の混雑量を推定する混雑量推定手段を備えたことを特徴とする請求項１１から請求項１５までのいずれかに記載の音響処理装置。
【請求項１８】
画像を表示する画像表示手段と、前記雑音レベル推定装置の出力信号に基づいて前記画像表示手段に表示される前記画像の動きを制御する画像動作制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１１から請求項１５までのいずれかに記載の音響処理装置。
【請求項１９】
請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の雑音レベル推定装置と、音声を認識する音声認識手段と、前記雑音レベル推定装置の出力信号に基づいて予め定められた音声認識アルゴリズムを選択する音声認識アルゴリズム選択手段とを備えたことを特徴とする音声認識装置。
【請求項２０】
請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の雑音レベル推定装置と、音声を認識する音声認識手段と、前記雑音レベル推定装置の出力信号に基づいて予め定められた音響モデルを選択する音響モデル選択手段とを備えたことを特徴とする音声認識装置。
【請求項２１】
入力信号に含まれる雑音成分のレベルを表す雑音レベルを所定の時間区間毎に計算し、前記雑音レベルと前記雑音レベルが予め定められたレベル範囲内にあるか否かを判定した判定結果とに基づいて前記所定の時間区間における前記雑音レベルの推定値を決定することを特徴とする雑音レベル推定方法。
【請求項２２】
入力信号に含まれる雑音成分のレベルを表す雑音レベルを所定の時間区間毎に計算するステップと、前記雑音レベルと前記雑音レベルが予め定められたレベル範囲内にあるか否かを判定した判定結果とに基づいて前記所定の時間区間における前記雑音レベルの推定値を決定するステップとを含むことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力信号に含まれる雑音成分のレベルを推定する雑音レベル推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の雑音レベル推定装置は、入力信号を時間区間毎に周波数分析して入力音声スペクトルに変換する音響分析手段と、入力音声スペクトルのパワーと推定雑音スペクトルのパワーとの比情報を求めるパワー比計算手段と、比情報に応じて推定雑音スペクトルの推定更新の時定数を出力する比情報時定数変換手段と、時定数、入力音声スペクトル及び過去の推定雑音スペクトルに基づいて新たな推定雑音スペクトルを形成する雑音スペクトル形成手段とを備え、入力信号のスペクトルを利用することにより時間区間毎の雑音レベルを推定することができるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−９７２８８号公報（第３−５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来の雑音レベル推定装置は、ある時間区間内において、想定外の雑音レベルを有する雑音又は想定外の種類の雑音等が混入した場合や、装置内の何らかの障害により推定雑音レベルが異常になる場合は、該当する時間区間の推定雑音レベルが想定外の誤差を含んでしまうので、時間区間毎に大きく変動する推定雑音レベルのデータを出力することとなる。
【０００４】
したがって、従来の雑音レベル推定装置は、雑音レベルに基づいて所定の処理を施す装置、例えば音声認識装置に対し、時間区間毎に安定した雑音レベルの推定値を出力することができないので、音声認識処理の精度を低下させるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、従来の装置よりも安定した雑音レベルの推定値を出力することができる雑音レベル推定装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の雑音レベル推定装置は、入力信号に含まれる雑音成分のレベルを表す雑音レベルを所定の時間区間毎に計算する雑音レベル計算手段と、前記雑音レベルが予め定められたレベル範囲内にあるか否かを判定する雑音レベル判定手段と、前記雑音レベル及び前記判定結果に基づいて前記所定の時間区間における雑音レベルの推定値を決定する雑音レベル決定手段とを備えたことを特徴とする構成を有している。
【０００７】
この構成により、本発明の雑音レベル推定装置は、雑音レベル決定手段が、雑音レベル及び判定結果に基づいて所定の時間区間における雑音レベルの推定値を決定するので、想定外の誤差を含む雑音レベルのデータを排除することができ、従来の装置よりも安定した雑音レベルの推定値を出力することができる。
【０００８】
また、本発明の雑音レベル推定装置は、前記雑音レベル決定手段が、前記レベル範囲内にある前記雑音レベルに基づいて前記雑音レベルの推定値を決定することを特徴とする構成を有している。
【０００９】
この構成により、本発明の雑音レベル推定装置は、雑音レベル決定手段が、想定外の誤差を含まない雑音レベルのみに基づいて雑音レベルの推定値を決定することができるので、従来の装置よりも安定した雑音レベルの推定値を出力することができる。
【００１０】
さらに、本発明の雑音レベル推定装置は、前記雑音レベル決定手段が、予め定められた複数の時間区間における前記雑音レベルのデータに所定の重み係数をそれぞれ乗じて加算した値を前記複数の時間区間全体における雑音レベルの推定値とすることを特徴とする構成を有している。
【００１１】
この構成により、本発明の雑音レベル推定装置は、想定外の誤差を含む雑音レベルが存在する時間区間があったとしても、その時間区間の前後の時間区間の数値に重み係数をそれぞれ乗じて加算することで、複数の時間区間全体における雑音レベルを推定することができる。
【００１２】
さらに、本発明の雑音レベル推定装置は、前記入力信号に含まれる音声成分を検出する音声検出手段を備えたことを特徴とする構成を有している。
【００１３】
この構成により、本発明の雑音レベル推定装置は、入力信号に音声成分が含まれていない時間区間において雑音レベルを推定することができるので、入力信号に音声成分が含まれる時間区間における雑音レベルの推定よりも高い精度で雑音レベルを推定することができる。
【００１４】
さらに、本発明の雑音レベル推定装置は、雑音の種類を判定する雑音種類判定手段を備え、前記雑音レベル決定手段は、前記雑音の種類に基づいて前記雑音レベルの推定値を決定することを特徴とする構成を有している。
【００１５】
この構成により、本発明の雑音レベル推定装置は、雑音の種類のデータを利用して雑音レベルを推定することができるので、雑音レベルの推定値の精度を向上させることができる。
【００１６】
さらに、本発明の雑音レベル推定装置は、前記雑音レベル決定手段が、前記時間区間毎に前記雑音レベルの推定値を決定して出力することを特徴とする構成を有している。
【００１７】
この構成により、本発明の雑音レベル推定装置は、時間区間長の単位での雑音レベルの時間変化のデータを出力することができる。
【００１８】
さらに、本発明の雑音レベル推定装置は、前記雑音レベル決定手段が、予め定められた複数の時間区間全体における平均的な雑音レベルの推定値を決定して出力することを特徴とする構成を有している。
【００１９】
この構成により、本発明の雑音レベル推定装置は、ある特定の時間範囲における平均的な雑音レベルの推定値を出力したり、音声区間を指定することによって利用者が発声した音声に重畳している平均的な雑音レベルの推定値を出力したりすることができる。
【００２０】
さらに、本発明の雑音レベル推定装置は、前記入力信号に含まれる音声成分のレベルを表す音声レベルを計算する音声レベル計算手段を備え、前記雑音レベル決定手段は、前記音声レベルと前記雑音レベルとの比を表す音声雑音レベル比の推定値を決定することを特徴とする構成を有している。
【００２１】
この構成により、本発明の雑音レベル推定装置は、想定外の誤差を含む音声雑音レベル比のデータを排除することができ、従来の装置よりも安定した音声雑音レベル比の推定値を出力することができる。
【００２２】
さらに、本発明の雑音レベル推定装置は、前記雑音レベル計算手段及び前記音声レベル計算手段の少なくとも一方が、前記入力信号の振幅値、パワー及び周波数スペクトルのうちの少なくとも一つを利用することを特徴とする構成を有している。
【００２３】
この構成により、本発明の雑音レベル推定装置は、雑音レベルに応じて振幅値、パワー及び周波数スペクトルのうちの少なくとも一つを利用することができるので、雑音レベル及び音声雑音レベル比の推定精度を向上させることができる。
【００２４】
さらに、本発明の雑音レベル推定装置は、前記雑音レベル計算手段及び前記音声レベル計算手段の少なくとも一方が、前記入力信号の自己相関係数及びスプライン曲線の少なくとも一方を利用することを特徴とする構成を有している。
【００２５】
この構成により、本発明の雑音レベル推定装置は、雑音レベル計算手段及び音声レベル計算手段の少なくとも一方が、入力信号の自己相関係数及びスプライン曲線の少なくとも一方を利用するので、雑音レベル及び音声雑音レベル比の推定精度を向上させることができる。
【００２６】
本発明の音響処理装置は、雑音レベル推定装置と、所定の音響処理を前記入力信号に施す音響処理手段とを備えたことを特徴とする構成を有している。
【００２７】
この構成により、本発明の音響処理装置は、音響処理手段が、従来の装置よりも安定した雑音レベルの推定値に基づいて入力信号に所定の音響処理を施すことができるので、入力信号の雑音レベルに最適な雑音抑圧処理等を施すことができる。
【００２８】
また、本発明の音響処理装置は、雑音レベル推定装置と、前記雑音レベル、前記音声レベル及び前記音声雑音レベル比のうちの少なくとも一つに基づいて所定の音響処理を前記入力信号に施す音響処理手段を備えたことを特徴とする構成を有している。
【００２９】
この構成により、本発明の音響処理装置は、音響処理手段が、従来の装置よりも安定した雑音レベル、音声レベル及び音声雑音レベル比のうちの少なくとも一つの値に基づいて入力信号に所定の音響処理を施すことができるので、入力信号の雑音レベル、音声レベル又は音声雑音レベル比に最適な雑音抑圧処理等を施すことができる。
【００３０】
さらに、本発明の音響処理装置は、前記音響処理が、前記雑音成分の抑圧処理であることを特徴とする構成を有している。
【００３１】
この構成により、本発明の音響処理装置は、想定外の誤差を含む雑音レベル又は音声雑音レベル比のデータが存在する時間区間があったとしても、想定外の誤差を含む雑音レベル又は音声雑音レベル比のデータを排除して雑音成分の抑圧処理を入力信号に施すことができる。
【００３２】
さらに、本発明の音響処理装置は、音響信号を音に変換して空間に出力するスピーカを備え、前記音響処理手段は、前記雑音レベルの推定値に応じて前記スピーカから出力される前記音のレベルを変化させることを特徴とする構成を有している。
【００３３】
この構成により、本発明の音響処理装置は、雑音レベルの推定値に応じてスピーカから出力される音のレベルを変化させるので、利用者が聞き取りやすいレベルの音をスピーカから出力することができる。
【００３４】
さらに、本発明の音響処理装置は、空間の音を収音して音響信号に変換するマイクロホンを備え、前記音響処理手段は、前記雑音レベルの推定値に応じて前記マイクロホンから出力される前記音響信号のレベルを変化させることを特徴とする構成を有している。
【００３５】
この構成により、本発明の音響処理装置は、雑音レベルの推定値に応じてマイクロホンから出力される音響信号のレベルを変化させるので、この音響信号を遠隔地にあるスピーカから出力するような場合や、各種の音響信号処理を行う場合に有効なレベルに設定することができる。
【００３６】
さらに、本発明の音響処理装置は、前記雑音レベル推定装置の出力信号に基づいて移動体の速度を推定する速度推定手段を備えたことを特徴とする構成を有している。
【００３７】
この構成により、本発明の音響処理装置は、従来の装置よりも安定して雑音レベルの推定値を出力する雑音レベル推定装置の出力信号に基づき、速度推定手段が、移動体の速度を推定するので、移動体に一般に設けられている速度計測部からの信号を取得することなく、雑音レベルから移動体の速度を推定することができるので、速度計測部からの信号を取得する信号線の配線工数やメンテナンス工数を削減することができる。
【００３８】
さらに、本発明の音響処理装置は、前記雑音レベル推定装置の出力信号に基づいて予め定められた区域内における人及び物の少なくとも一方の混雑量を推定する混雑量推定手段を備えたことを特徴とする構成を有している。
【００３９】
この構成により、本発明の音響処理装置は、従来の装置よりも安定して雑音レベルの推定値を出力する雑音レベル推定装置の出力信号に基づき、店舗や展示会場、映画館、駐車場等における人や車両等の混雑具合を推定するので、従来の装置よりも高精度で人や車両等の混雑具合を推定することができる。
【００４０】
さらに、本発明の音響処理装置は、画像を表示する画像表示手段と、前記雑音レベル推定装置の出力信号に基づいて前記画像表示手段に表示される前記画像の動きを制御する画像動作制御手段とを備えたことを特徴とする構成を有している。
【００４１】
この構成により、本発明の音響処理装置は、従来の装置よりも安定して雑音レベルの推定値を出力する雑音レベル推定装置の出力信号に基づき、画像動作制御手段が、入力された音声レベルに応じてキャラクタ等の動作を制御するので、表現力豊かなキャラクタの動作を実現することができる。
【００４２】
本発明の音声認識装置は、雑音レベル推定装置と、音声を認識する音声認識手段と、前記雑音レベル推定装置の出力信号に基づいて予め定められた音声認識アルゴリズムを選択する音声認識アルゴリズム選択手段とを備えたことを特徴とする構成を有している。
【００４３】
この構成により、本発明の音声認識装置は、従来の装置よりも安定して雑音レベルの推定値を出力する雑音レベル推定装置の出力信号に基づき、入力信号に適合した音声認識アルゴリズムを選択することができるので、従来の装置よりも音声認識性能を向上させることができる。
【００４４】
また、本発明の音声認識装置は、雑音レベル推定装置と、音声を認識する音声認識手段と、前記雑音レベル推定装置の出力信号に基づいて予め定められた音響モデルを選択する音響モデル選択手段とを備えたことを特徴とする構成を有している。
【００４５】
この構成により、本発明の音声認識装置は、従来の装置よりも安定して雑音レベルの推定値を出力する雑音レベル推定装置の出力信号に基づき、入力信号に適合した音響モデルを選択することができるので、従来の装置よりも音声認識性能を向上させることができる。
【００４６】
本発明の雑音レベル推定方法は、入力信号に含まれる雑音成分のレベルを表す雑音レベルを所定の時間区間毎に計算し、前記雑音レベルと前記雑音レベルが予め定められたレベル範囲内にあるか否かを判定した判定結果とに基づいて前記所定の時間区間における雑音レベルの推定値を決定することを特徴とする方法である。
【００４７】
この方法により、想定外の誤差を含む雑音レベルのデータを排除することができ、従来の方法よりも安定した雑音レベルの推定値を出力することができる。
【００４８】
本発明のプログラムは、入力信号に含まれる雑音成分のレベルを表す雑音レベルを所定の時間区間毎に計算するステップと、前記雑音レベルと前記雑音レベルが予め定められたレベル範囲内にあるか否かを判定した判定結果とに基づいて前記所定の時間区間における雑音レベルの推定値を決定するステップとを含むことを特徴とするプログラムである。
【００４９】
このプログラムにより、従来の雑音レベルを推定するプログラムよりも安定して雑音レベルの推定値を出力する処理をコンピュータに実行させることができる。
【発明の効果】
【００５０】
本発明は、従来の装置よりも安定した雑音レベルの推定値を出力することができるという効果を有する雑音レベル推定装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００５２】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態の雑音レベル推定装置の構成について説明する。
【００５３】
図１に示すように、本実施の形態の雑音レベル推定装置１０は、入力信号に含まれる雑音成分のレベルを表す雑音レベルを所定の時間区間（以下、フレームという。）毎に計算する雑音レベル計算手段１１と、雑音レベル計算手段１１によって計算された雑音レベルの妥当性を判定する雑音レベル判定手段としての妥当性判定手段１２と、雑音レベルのデータ及び妥当性判定手段１２の判定結果のデータを格納する計算結果格納メモリ１３と、計算結果格納メモリ１３に格納された雑音レベルのデータ及び妥当性判定手段１２の判定結果のデータに基づいて各フレームにおける雑音レベルの推定値を決定する雑音レベル決定手段１４とを備えている。
【００５４】
雑音レベル計算手段１１、妥当性判定手段１２及び雑音レベル決定手段１４は、例えばマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されている。また、計算結果格納メモリ１３は、例えば不揮発性メモリによって構成されている。
【００５５】
次に、本実施の形態の雑音レベル推定装置１０の動作について説明する。
【００５６】
まず、雑音レベル計算手段１１の動作について説明する。なお、雑音レベル計算手段１１は、例えば特許第３３１０２２５号公報に記載された自己相関関数を利用する方法で雑音レベルを計算するものとする。
【００５７】
音声成分を含む入力信号の自己相関関数Ｒ（ｊ）の波形は図２に示されるような波形となる。図２において、入力信号の自己相関関数Ｒ（ｊ）を計算すると、入力信号に含まれるランダム雑音成分はＲ（０）付近に集中する。また、音声信号のような周期信号の自己相関関数を観測した場合、音声の基本周期Ｔの遅延時間位置における自己相関関数の値Ｒ（Ｔ）は、ランダム雑音成分が重畳していないときの音声信号のＲ（０）の値（以下、Ｒｓ（０）という。）に近い数値をとる。この性質を利用して、音声のパワーをＲｓ（０）の代わりにＲ（Ｔ）で近似し、雑音のパワーをＲ（０）−Ｒ（Ｔ）で近似するのが、自己相関関数を利用した雑音レベルの計算方法であり、図３に処理ステップを示す。
【００５８】
図３において、まず、入力信号から所定のフレームの信号が切り出される（ステップＳ１１）。次いで、自己相関関数Ｒ（ｊ）が計算される（ステップＳ１２）。さらに、ピーク値Ｒ（Ｔ）が選択され（ステップＳ１３）、雑音レベルＬＮが算出される（ステップＳ１４）。そして、算出された雑音レベルＬＮのデータが妥当性判定手段１２及び計算結果格納メモリ１３に出力される（ステップＳ１５）。なお、前述のＲ（Ｔ）は、例えば音声に対するピッチ抽出法と同様に、Ｒ（ｊ）のｊ＞０における最大ピーク位置を求めることによって決定してもよい。
【００５９】
なお、雑音レベル計算手段１１は、雑音レベルの計算値の精度をさらに向上させるため、以下に記載の方法で雑音レベルを計算してもよい。
【００６０】
入力信号に含まれる音声成分は完全な周期性を有していないため、前述のステップＳ１３において選択されたＲ（Ｔ）の値をそのまま使って雑音レベルを計算すると誤差が大きくなることがある。そこで、図４に示すように、Ｒ（ｊ）のｊ＞０における最大値をＲｍａｘとし、そのＲｍａｘに定数αを掛け算した値を閾値として設定し、この閾値α・Ｒｍａｘを越えるピークで最小のｊをとるものをＲ（Ｔ）と置くことで、雑音レベルの計算値の精度を向上させることができる。この方法によってＲ（Ｔ）を探すことにより、時間とともに音声の平均パワーが変化する場合においても、より正確にＲｓ（０）≒Ｒ（Ｔ）と近似することができる。
【００６１】
また、音声パワーであるＲｓ（０）を検出する場合には、Ｒ（０）付近のＲ（ｊ）の値を使って、ｊ＝０におけるＲ（ｊ）の値を予測することも考えられる。前述のように、ランダム雑音成分の自己相関関数はＲ（０）付近に集中するため、計算されたＲ（０）の値を観測すると、図５に示すようにパルス状のピークが付加しているように見える。雑音がない状態のＲ（０）の値（すなわちＲｓ（０）の値）であれば、ｊ＜０の部分も含めてみると完全な周期信号として観測できる特徴を持つため、このＲｓ（０）の値を例えばスプライン曲線で予測する。例えば、図５において黒丸印で示すようにＲ（−２）、Ｒ（−１）、Ｒ（１）、Ｒ（２）の値からスプライン曲線を使って、Ｒｓ（０）の値を計算すればよい。
【００６２】
ここで、前述した雑音レベルの計算値の精度を向上させる方法による各処理について図６を用いて説明する。
【００６３】
図６において、まず、入力信号から所定のフレームの信号が切り出される（ステップＳ２１）。次いで、自己相関関数Ｒ（ｊ）が計算される（ステップＳ２２）。さらに、Ｒ（０）を除いたＲ（ｊ）の値からスプライン曲線でＲｓ（０）が求められ（ステップＳ２３）、雑音レベルＬＮが算出される（ステップＳ２４）。そして、算出された雑音レベルＬＮのデータが妥当性判定手段１２及び計算結果格納メモリ１３に出力される（ステップＳ２５）。
【００６４】
図６に示された雑音レベルの計算値の精度を向上させる方法を利用することによって、より効果的な雑音レベルの計算を行うことができる。なお、Ｒ（０）を計算する際にスプライン曲線を利用する方法について示したが、線形予測分析や他の近似式を利用してＲｓ（０）の値を計算してもよい。
【００６５】
なお、雑音レベル計算手段１１は、自己相関関数を利用する方法以外の方法、例えば、入力信号の時間領域の波形から求めた平均振幅値やパワーに基づく方法、入力信号を周波数スペクトル信号に変換してそのレベルを観測する方法などによって、雑音レベルを計算してもよい。
【００６６】
次に、妥当性判定手段１２の動作について３つの例を挙げて説明する。
【００６７】
妥当性判定手段１２の第１の動作例は、現フレームよりも以前に雑音レベル計算手段１１から出力された雑音レベルの計算値（以下、計算雑音レベルという。）の平均値を算出し、この平均値に基づいて現フレームの計算雑音レベルが妥当であるか否かを判定するものである。
【００６８】
具体的には、妥当性判定手段１２によって、例えば１０フレーム前までの計算雑音レベルの平均値と現フレームの計算雑音レベルとが比較され、両者の差の絶対値が例えば１０ｄＢ未満の場合は現フレームの計算雑音レベルは妥当と判断され、両者の差の絶対値が１０ｄＢ以上の場合は現フレームの計算雑音レベルは妥当でないと判断される。
【００６９】
例えば図７に示すように、フレーム番号１２においては、フレーム番号１１までの計算雑音レベルの平均値３１．９ｄＢとフレーム番号１２の計算雑音レベル５０ｄＢとの差は１８．１ｄＢであり、両者の差の絶対値は１０ｄＢ以上である。したがって、妥当性判定手段１２によって、フレーム番号１２の計算雑音レベル５０ｄＢは妥当でないと判断される。また、フレーム番号１３においては、両者の差は−１．４ｄＢで絶対値は１０ｄＢ未満であるので、妥当性判定手段１２によって、フレーム番号１３の計算雑音レベル３２ｄＢは妥当と判断される。
【００７０】
妥当性判定手段１２の第２の動作例は、現フレームよりも以前に妥当と判定された直近の計算雑音レベルに基づいて現フレームの計算雑音レベルが妥当であるか否かを判定するものである。
【００７１】
具体的には、妥当性判定手段１２によって、現フレームよりも以前に妥当と判定された直近の計算雑音レベルと現フレームの計算雑音レベルとが比較され、両者の差の絶対値が例えば１０ｄＢ未満の場合は現フレームの計算雑音レベルは妥当と判断され、両者の差の絶対値が１０ｄＢ以上の場合は現フレームの計算雑音レベルは妥当でないと判断される。
【００７２】
例えば図８に示すように、フレーム番号１３においては、現フレームよりも以前に妥当と判定された直近のフレームであるフレーム番号１１の計算雑音レベル３１ｄＢとフレーム番号１３の計算雑音レベル３２ｄＢとの差は１．０ｄＢであり、両者の差の絶対値は１０ｄＢ未満である。したがって、妥当性判定手段１２によって、フレーム番号１３の計算雑音レベル３２ｄＢは妥当と判断される。また、フレーム番号１５においては、両者の差は−４３．０ｄＢでの絶対値は１０ｄＢ以上であるので、妥当性判定手段１２によって、フレーム番号１５の計算雑音レベル−１０ｄＢは妥当でないと判断される。   
【００７３】
妥当性判定手段１２の第３の動作例は、判定結果を所定の関数によって数値で表現するものである。例えば図９に示すように、フレーム毎の計算雑音レベルを所定の関数によって妥当性らしさを表す数値に変換する。
【００７４】
次に、計算結果格納メモリ１３の動作について説明する。
【００７５】
図１０に示すように、計算結果格納メモリ１３は、雑音レベル計算手段１１によって計算された計算雑音レベルのデータと妥当性判定手段１２によって判定された判定結果のデータとを対応付けてフレーム毎に格納する。
【００７６】
なお、計算結果格納メモリ１３は、前述した図９に示すような計算雑音レベルのデータと妥当性らしさを示す数値とを対応付けてフレーム毎に格納することもできる。
【００７７】
次に、雑音レベル決定手段１４の動作について４つの例を挙げて説明する。
【００７８】
雑音レベル決定手段１４の第１の動作例は、妥当性判定手段１２によって妥当と判定された計算雑音レベルをそのまま出力し、妥当性判定手段１２によって妥当と判定されなかった計算雑音レベルは別の値に変更して出力するものである。
【００７９】
例えば、図１０に示されたフレーム番号１１の計算雑音レベル３１ｄＢは妥当と判定されているので、雑音レベル決定手段１４は、フレーム番号１１の雑音レベルの推定値（以下、推定雑音レベルという。）は３１ｄＢと決定して出力する。また、フレーム番号１２の計算雑音レベル５０ｄＢは妥当でないと判定されているので、雑音レベル決定手段１４は、妥当と判定された直近のフレーム番号１１の３１ｄＢをフレーム番号１２の推定雑音レベルとして決定して出力する。
【００８０】
なお、計算雑音レベルが妥当でないと判定されている場合、雑音レベル決定手段１４が予め定められた値、例えばゼロを出力して計算雑音レベルが妥当でないフレームを示すようにし、雑音レベル推定装置１０に接続された装置において、雑音レベル決定手段１４から予め定められた値が出力された場合は、計算雑音レベルが妥当でないフレームの雑音レベルを補正するようにしてもよい。
【００８１】
雑音レベル決定手段１４の第２の動作例は、予め定められた複数のフレーム全体において妥当と判定された計算雑音レベルの平均値を複数のフレーム全体の推定雑音レベルとして出力するものである。
【００８２】
図１１において、雑音レベル決定手段１４がフレーム番号１１から１４までのフレーム全体の推定雑音レベルを出力する場合を例に挙げる。雑音レベル決定手段１４は、妥当と判定されたフレーム番号１１、１３及び１４の計算雑音レベルの平均値３２．０ｄＢを推定雑音レベルとして出力する。
【００８３】
雑音レベル決定手段１４の第３の動作例は、予め定められた複数のフレーム全体において計算雑音レベルに重み係数を乗算した値を複数のフレーム全体の推定雑音レベルとして出力するものである。
【００８４】
図１２に示すように、雑音レベル決定手段１４がフレーム番号１２から１４までの全体の推定雑音レベルを出力する場合を例に挙げる。図１２において、雑音レベル決定手段１４は、フレーム番号１２から１４までにそれぞれ予め設定された重み係数０．２、０．６及び０．２を妥当性判定手段１２の判定結果に基づき、妥当でないと判定されたフレーム番号１２の重み係数を０．０に変更し、妥当と判定されたフレーム番号１３及び１４の重み係数をそれぞれ０．７５及び０．２５に変更してそれぞれ計算雑音レベルを乗算して加算し、推定雑音レベル３２．２５ｄＢをフレーム番号１２から１４までの推定雑音レベルとして出力する。
【００８５】
雑音レベル決定手段１４の第４の動作例は、予め定められた複数のフレームにおいて計算雑音レベルに重み係数を乗算した値を加算して出力するものである。
【００８６】
図１３において、雑音レベル決定手段１４がフレーム番号１１から１５までのフレーム全体の推定雑音レベルを出力する場合を例に挙げる。雑音レベル決定手段１４は、各フレームの計算雑音レベルに重み係数を乗算した値を加算し、フレーム番号１１から１５までのフレーム全体の推定雑音レベルを出力する。
【００８７】
ここで、重み係数は、各妥当性判定結果の数値をフレーム番号１１から１５までにおける妥当性判定結果の数値の総和で割り算した値としている。例えば、フレーム番号１１における重み係数は、妥当性判定結果の数値０．９０をフレーム番号１１から１５までの妥当性判定結果の数値の総和３．０５で割算して０．３０となる。この重み係数０．３０を計算雑音レベル３１ｄＢに掛け算すると９．３ｄＢが得られる。フレーム番号１２〜１５についても同様に算出し、算出した値をそれぞれ加算するとフレーム番号１１から１５までのフレーム全体の推定雑音レベル３２．５ｄＢが得られる。
【００８８】
なお、雑音レベル決定手段１４の動作は、図１４（ａ）に示すようにフレーム毎に推定雑音レベルのデータを出力してもよく、また、図１４（ｂ）に示すように予め定められた複数のフレーム全体における推定雑音レベルのデータを１回だけ出力するようにしてもよい。
【００８９】
また、本実施の形態の雑音レベル推定装置１０は、例えばコンピュータで構成される。この構成の場合、コンピュータは、雑音レベル推定装置１０として動作するよう作成されたプログラムを記憶媒体から読み出したり、ネットワークを介して受信したりして実行することにより、従来の装置よりも安定した推定雑音レベルを出力することができる。
【００９０】
なお、前述の説明では自己相関係数を利用する方法で雑音レベルを計算する例を示したが、他の雑音レベル推定方法やＳＮ比推定方法を用いて実現してもよい。
【００９１】
以上のように、本実施の形態の雑音レベル推定装置１０によれば、雑音レベル決定手段１４は、計算雑音レベル及び妥当性判定手段１２の判定結果に基づいて推定雑音レベルを決定する構成としたので、想定外の誤差を含む雑音レベルのデータを排除することができ、従来の装置よりも安定した雑音レベルの推定値を出力することができる。
【００９２】
（第２の実施の形態）
まず、本発明の第２の実施の形態の雑音レベル推定装置の構成について説明する。
【００９３】
図１５に示すように、本実施の形態の雑音レベル推定装置２０は、本発明の第１の実施の形態の雑音レベル推定装置１０（図１参照）に音声検出手段２１を備えた構成と同様である。したがって、雑音レベル推定装置１０と同様な構成については、同一の符号を付して、その構成の説明を省略する。
【００９４】
音声検出手段２１は、例えばマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成され、入力信号に含まれる音声成分を検出するようになっている。
【００９５】
次に、本実施の形態の雑音レベル推定装置２０の動作について説明する。なお、雑音レベル推定装置１０と同様な動作については、その説明を省略する。
【００９６】
まず、音声検出手段２１によって、入力信号が分析され、入力信号に音声成分が含まれているか否かがフレーム毎に判定される。さらに、音声検出手段２１によって、判定結果のデータが計算結果格納メモリ１３に出力され、計算結果格納メモリ１３によって、判定結果のデータが格納される。ここで、判定結果のデータは、入力信号に音声成分が含まれているか否かを表すデータ、又は、音声成分が存在する確からしさを表したデータである。
【００９７】
したがって、雑音レベル決定手段１４は、所定のフレームにおける推定雑音レベルを決定する際に、そのフレーム内に音声成分があるか否かの情報を利用することができ、例えば、音声成分が存在するフレーム又は音声成分が存在しないフレームにおける推定雑音レベルを決定することができる。
【００９８】
以上のように、本実施の形態の雑音レベル推定装置２０によれば、雑音レベル決定手段１４は、入力信号に音声成分が含まれているか否かの情報を利用する構成としたので、入力信号に音声成分が含まれていない時間区間において雑音レベルを推定することができ、入力信号に音声成分が含まれる時間区間における雑音レベルの推定よりも高い精度で雑音レベルを推定することができる。
【００９９】
（第３の実施の形態）
まず、本発明の第３の実施の形態の雑音レベル推定装置の構成について説明する。
【０１００】
図１６に示すように、本実施の形態の雑音レベル推定装置３０は、本発明の第１の実施の形態の雑音レベル推定装置１０に雑音種類判定手段３１を備えた構成と同様である。したがって、雑音レベル推定装置１０と同様な構成については、同一の符号を付して、その構成の説明を省略する。
【０１０１】
雑音種類判定手段３１は、例えばマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成され、予め用意された雑音の周波数スペクトルとの類似度を計算する方法や雑音レベルの時間変化を観測することによって、入力信号に含まれる雑音成分の種類を判定するようになっている。ここで、雑音成分の種類とは、所望の音声信号及び音響信号の背景雑音成分の種類をいう。
【０１０２】
次に、本実施の形態の雑音レベル推定装置３０の動作について説明する。なお、雑音レベル推定装置１０と同様な動作については、その説明を省略する。
【０１０３】
まず、雑音種類判定手段３１によって、入力信号が分析され、入力信号に含まれている雑音成分がどのような種類のものかが判定される。例えば、所望の音声信号の背景に存在する定常的な機械の動作音、多数の人の話し声、突発的な騒音等の種類が判定される。
【０１０４】
さらに、雑音種類判定手段３１によって、判定結果のデータが計算結果格納メモリ１３に出力され、計算結果格納メモリ１３によって、判定結果のデータが格納される。
【０１０５】
したがって、雑音レベル決定手段１４は、所定のフレームにおける推定雑音レベルを決定する際に、そのフレーム内に存在する雑音成分の種類の情報を利用することができる。
【０１０６】
具体的には、雑音レベル決定手段１４は、複数のフレームの推定雑音レベルの平均値を算出する際に、突発的な騒音の信号成分、例えば車両のドアを閉める音の信号成分があるフレームの計算雑音レベルを除外し、車両のドアを閉める音に影響されることなく推定雑音レベルを決定することができる。
【０１０７】
以上のように、本実施の形態の雑音レベル推定装置３０によれば、雑音レベル決定手段１４は、入力信号に含まれている雑音成分の種類の情報を利用する構成としたので、従来の装置よりも高精度で雑音レベルの推定値を出力することができる。
【０１０８】
（第４の実施の形態）
まず、本発明の第４の実施の形態の雑音レベル推定装置の構成について説明する。なお、雑音レベル推定装置１０と同様な構成については、同一の符号を付して、その構成の説明を省略する。
【０１０９】
図１７に示すように、本実施の形態の雑音レベル推定装置４０は、入力信号に含まれる音声成分のレベルを表す音声レベルを所定のフレーム毎に計算する音声レベル計算手段４１と、雑音レベル、音声レベル及び妥当性判定手段１２の判定結果の各データを格納する計算結果格納メモリ１３と、計算結果格納メモリ１３に格納された雑音レベル、音声レベル及び判定結果の各データに基づいて各フレームにおける音声レベルのデータと雑音レベルのデータとの比の推定値（以下、推定音声雑音レベル比という。）を決定する雑音レベル決定手段としてのＳＮ比決定手段４２とを備えている。
【０１１０】
音声レベル計算手段４１及びＳＮ比決定手段４２は、例えばマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されている。
【０１１１】
次に、本実施の形態の雑音レベル推定装置４０の動作について説明する。なお、雑音レベル推定装置１０と同様な動作については、詳細な説明を省略する。
【０１１２】
まず、音声レベル計算手段４１によって、入力信号のレベルが計算され、この計算値から雑音レベル計算手段１１によって計算された雑音レベルを引き算することにより音声レベルが取得される。なお、音声レベル計算手段４１は、計算結果格納メモリ１３を介し、雑音レベル計算手段１１によって計算された雑音レベルのデータを取得する。
【０１１３】
さらに、音声レベル計算手段４１によって、音声レベルのデータが妥当性判定手段１２及び計算結果格納メモリ１３に出力される。
【０１１４】
次いで、妥当性判定手段１２によって、雑音レベル計算手段１１により計算された雑音レベル及び音声レベル計算手段４１により計算された音声レベルの妥当性が判定される。なお、音声レベルの妥当性の判定については、本発明の第１の実施の形態で説明した計算雑音レベルの妥当性の判定と同様に行われる。
【０１１５】
引き続き、計算結果格納メモリ１３によって、計算雑音レベル、音声レベル及び妥当性判定結果の各データが格納される。
【０１１６】
そして、ＳＮ比決定手段４２によって、雑音レベル、音声レベル及び妥当性判定結果の各データに基づいて推定音声雑音レベル比が決定され出力される。具体的には、あるフレームにおいて、例えば、雑音レベルが妥当でないと判定され、音声レベルが妥当と判定された場合は、雑音レベルの過去のデータのうち妥当と判定された直近のデータがＳＮ比決定手段４２によって計算結果格納メモリ１３から読み出され、推定音声雑音レベル比が決定される。
【０１１７】
以上のように、本実施の形態の雑音レベル推定装置４０によれば、ＳＮ比決定手段４２は、雑音レベル、音声レベル及び妥当性判定結果の各データに基づいて推定音声雑音レベル比を出力する構成としたので、従来の装置よりも安定したＳＮ比の推定値を出力することができる。
【０１１８】
（第５の実施の形態）
まず、本発明の第５の実施の形態の音響処理装置の構成について説明する。
【０１１９】
図１８に示すように、本実施の形態の音響処理装置５０は、本発明の第１の実施の形態の雑音レベル推定装置１０と、入力信号に所定の音響処理を施す音響処理手段５１とを備えている。
【０１２０】
音響処理手段５１は、例えばマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成され、入力信号の雑音抑圧処理や音声分析処理等を行うようになっている。
【０１２１】
次に、本実施の形態の音響処理装置５０の動作について説明する。なお、雑音レベル推定装置１０の動作については、詳細な説明を省略する。
【０１２２】
まず、雑音レベル推定装置１０によって、入力信号の推定雑音レベルのデータがフレーム毎に音響処理手段５１に出力される。
【０１２３】
次いで、音響処理手段５１によって、推定雑音レベルのデータに基づいて入力信号が音響処理される。具体的には、音響処理装置５０が入力信号の雑音抑圧処理を実行する場合は、音響処理手段５１が推定雑音レベルのデータに雑音抑圧処理の手法、例えばスペクトルサブトラクション法を適用することにより、音響処理装置５０は、入力信号に含まれる雑音成分のレベルに応じて最適な雑音抑圧量を設定し、雑音成分が抑圧された音響信号を出力することができる。
【０１２４】
以上のように、本実施の形態の音響処理装置５０によれば、雑音レベル推定装置１０によって推定された安定した推定雑音レベルのデータに基づいて入力信号を音響処理する構成としたので、従来の装置よりも高精度で雑音抑圧処理等を行うことができる。
【０１２５】
（第６の実施の形態）
まず、本発明の第６の実施の形態の音響処理装置としての携帯端末装置の構成について説明する。
【０１２６】
図１９に示すように、本実施の形態の携帯端末装置６０は、本発明の第１の実施の形態の雑音レベル推定装置１０と、空間の音を収音して音響信号を出力するマイクロホン６１と、音響信号を音に変換して空間に出力するスピーカ６２と、音響信号の振幅を増幅する音響処理手段６３とを備えている。
【０１２７】
音響処理手段６３は、例えばマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成され、携帯端末装置６０が受信した通話相手の音声信号を含む音響信号を増幅する振幅増幅手段６３ａと、携帯端末装置６０の利用者の音声信号を含む音響信号を増幅する振幅増幅手段６３ｂとを有している。
【０１２８】
次に、本実施の形態の携帯端末装置６０の動作について説明する。なお、雑音レベル推定装置１０の動作については、詳細な説明を省略する。
【０１２９】
まず、マイクロホン６１によって、利用者の音声が音声信号に変換され、雑音レベル推定装置１０及び音響処理手段６３に出力される。次いで、雑音レベル推定装置１０によって、マイクロホン６１から出力された音響信号の推定雑音レベルのデータがフレーム毎に音響処理手段６３に出力される。
【０１３０】
次いで、音響処理手段６３によって、推定雑音レベルのデータに基づいてマイクロホン６１から出力された音響信号及びスピーカ６２に出力する音響信号の振幅が増幅される。具体的には、例えば携帯端末装置６０の周辺の雑音が多い場合は雑音レベル推定装置１０の推定雑音レベルが上昇するので、推定雑音レベルに応じて、振幅増幅手段６３ａはスピーカ６２に出力する音響信号の増幅度を上げ、振幅増幅手段６３ｂはマイクロホン６１からの音響信号の増幅度を上げるよう動作する。
【０１３１】
以上のように、本実施の形態の携帯端末装置６０によれば、雑音レベル推定装置１０によって推定された安定した推定雑音レベルのデータに基づいてマイクロホン６１から出力される音響信号のレベル及びスピーカ６２に入力される音響信号のレベルを変化させることができるので、周辺の雑音の影響を受けにくい通話を実現することができる。
【０１３２】
（第７の実施の形態）
まず、本発明の第７の実施の形態の音響処理装置の構成について説明する。
【０１３３】
図２０に示すように、本実施の形態の音響処理装置７０は、本発明の第４の実施の形態の雑音レベル推定装置４０と、入力信号に所定の音響処理を施す音響処理手段５１とを備えている。
【０１３４】
なお、雑音レベル推定装置４０及び音響処理手段５１の構成については、それぞれ本発明の第４の実施の形態及び本発明の第５の実施の形態において説明したので、ここでの説明は省略する。
【０１３５】
次に、本実施の形態の音響処理装置７０の動作について説明する。なお、雑音レベル推定装置４０の動作については、詳細な説明を省略する。
【０１３６】
まず、雑音レベル推定装置４０によって、推定音声雑音レベル比のデータがフレーム毎に音響処理手段５１に出力される。
【０１３７】
次いで、音響処理手段５１によって、推定音声雑音レベル比のデータに基づいて入力信号が音響処理される。具体的には、音響処理装置７０が入力信号の雑音抑圧処理を実行する場合は、推定音声雑音レベル比のデータを雑音抑圧処理の手法、例えばスペクトルサブトラクション法に適用することにより、音響処理装置７０は、入力信号に含まれる雑音成分のレベルに応じて最適な雑音抑圧量を設定し、雑音成分が抑圧された音響信号を出力することができる。
【０１３８】
以上のように、本実施の形態の音響処理装置７０によれば、雑音レベル推定装置４０によって推定された安定した推定音声雑音レベル比のデータに基づいて入力信号を音響処理する構成としたので、従来の装置よりも高精度で雑音抑圧処理等を行うことができる。
【０１３９】
（第８の実施の形態）
まず、本発明の第８の実施の形態の音声認識装置の構成について説明する。
【０１４０】
図２１に示すように、本実施の形態の音声認識装置８０は、本発明の第４の実施の形態の雑音レベル推定装置４０と、雑音レベル推定装置４０の出力信号に基づいて予め定められた音声認識アルゴリズムを選択する音声認識アルゴリズム選択手段８１と、音声を認識する音声認識手段８２とを備えている。
【０１４１】
なお、雑音レベル推定装置４０の構成については、本発明の第４の実施の形態において説明したので、ここでの説明は省略する。
【０１４２】
次に、本実施の形態の音声認識装置８０の動作について説明する。なお、雑音レベル推定装置４０の動作については、詳細な説明を省略する。
【０１４３】
まず、雑音レベル推定装置４０によって、推定音声雑音レベル比のデータがフレーム毎に音声認識アルゴリズム選択手段８１に出力される。
【０１４４】
次いで、音声認識アルゴリズム選択手段８１によって、予め定められた音声認識アルゴリズムの中から推定音声雑音レベル比のデータに最適な音声認識アルゴリズムが選択され、その情報が音声認識手段８２に出力される。
【０１４５】
そして、音声認識手段８２によって、音声認識アルゴリズム選択手段８１で選択された音声認識アルゴリズムにより入力信号に対する音声認識処理が行われる。
【０１４６】
以上のように、本実施の形態の音声認識装置８０によれば、雑音レベル推定装置４０によって推定された安定した推定音声雑音レベル比のデータに基づいて選択された最適な音声認識アルゴリズムにより入力信号の音声認識処理を行う構成としたので、従来の装置よりも高精度で音声認識処理を行うことができる。
【０１４７】
（第９の実施の形態）
まず、本発明の第９の実施の形態の音声認識装置の構成について説明する。
【０１４８】
図２２に示すように、本実施の形態の音声認識装置９０は、本発明の第４の実施の形態の雑音レベル推定装置４０と、予め定められた音響モデルのデータを格納する音響モデル格納手段９１と、雑音レベル推定装置４０の出力信号に基づいて音響モデルを選択する音響モデル選択手段９２と、音声を認識する音声認識手段９３とを備えている。
【０１４９】
なお、雑音レベル推定装置４０の構成については、本発明の第４の実施の形態において説明したので、ここでの説明は省略する。
【０１５０】
音響モデル格納手段９１は、例えば不揮発性メモリで構成され、ＳＮ比や騒音の種類など複数の条件に対応した音響モデルのデータを複数格納するようになっている。
【０１５１】
音響モデル選択手段９２及び音声認識手段９３は、例えばマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されている。
【０１５２】
次に、本実施の形態の音声認識装置９０の動作について説明する。なお、雑音レベル推定装置４０の動作については、詳細な説明を省略する。
【０１５３】
まず、雑音レベル推定装置４０によって、入力信号の推定音声雑音レベル比のデータがフレーム毎に音響モデル選択手段９２に出力される。
【０１５４】
次いで、音響モデル選択手段９２によって、音響モデル格納手段９１に格納された音響モデルの中から推定音声雑音レベル比のデータに最適な音響モデルが選択され、その情報が音声認識手段９３に出力される。
【０１５５】
そして、音声認識手段９３によって、音響モデル選択手段９２で選択された音響モデルにより入力信号に対する音声認識処理が行われる。
【０１５６】
以上のように、本実施の形態の音声認識装置９０によれば、雑音レベル推定装置４０によって推定された安定した推定音声雑音レベル比のデータに基づいて選択された最適な音響モデルにより入力信号の音声認識処理を行う構成としたので、従来の装置よりも高精度で音声認識処理を行うことができる。
【０１５７】
（第１０の実施の形態）
まず、本発明の第１０の実施の形態の音響処理装置の構成について説明する。
【０１５８】
図２３に示すように、本実施の形態の音響処理装置１００は、本発明の第１の実施の形態の雑音レベル推定装置１０と、空間の音を収音して音響信号を出力するマイクロホン１０１と、車両の速度を推定する速度推定手段１０２と、音楽を出力する車載装置の音楽出力レベルを調整する音楽出力レベル調整手段１０３と、音声認識機能を有する車載装置のマイクロホンの音声入力レベルを調整する音声入力レベル調整手段１０４とを備えている。
【０１５９】
なお、音楽を出力する車載装置としては、車載オーディオ装置や車載ラジオ等があり、音声認識機能を有する車載装置としては、例えば音声入力型ナビゲーション装置がある。図２３においては、車載オーディオ装置、車載ラジオ、音声入力型ナビゲーション装置及び音声入力型ナビゲーション装置のマイクロホンの図示を省略している。
【０１６０】
また、雑音レベル推定装置１０の構成については、本発明の第１の実施の形態において説明したので、ここでの説明は省略する。
【０１６１】
速度推定手段１０２、音楽出力レベル調整手段１０３及び音声入力レベル調整手段１０４は、例えばマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されている。
【０１６２】
速度推定手段１０２は、雑音レベル推定装置１０から出力される推定雑音レベルに基づいて車両の走行速度を推定し、この推定データを例えばナビゲーション装置のような車両の走行速度データを利用する装置に出力するようになっている。例えば、速度推定手段１０２は、マイクロホン１０１が収音した車両のタイヤの走行音のレベルによって車両の走行速度を推定するようになっている。
【０１６３】
音楽出力レベル調整手段１０３は、雑音レベル推定装置１０から出力される推定雑音レベルに基づいて、例えば車載オーディオ装置の音楽出力レベルを調整するようになっている。
【０１６４】
音声入力レベル調整手段１０４は、雑音レベル推定装置１０から出力される推定雑音レベルに基づいて、例えば音声入力型ナビゲーション装置のマイクロホンの音声入力レベルを調整するようになっている。
【０１６５】
次に、本実施の形態の音響処理装置１００の動作について説明する。なお、雑音レベル推定装置１０の動作については、詳細な説明を省略する。
【０１６６】
まず、マイクロホン１０１によって、車両の運転者が発した音声、車内外の騒音等が捕捉され、音響信号に変換されて雑音レベル推定装置１０に出力される。
【０１６７】
次いで、雑音レベル推定装置１０によって、マイクロホン１０１から出力された音響信号の推定雑音レベルのデータがフレーム毎に速度推定手段１０２、音楽出力レベル調整手段１０３及び音声入力レベル調整手段１０４に出力される。
【０１６８】
続いて、速度推定手段１０２によって、雑音レベル推定装置１０から出力される推定雑音レベルに基づいて車両の走行速度が推定される。ここで推定された走行速度のデータは、例えばナビゲーション装置に出力され、ナビゲーション装置は、走行速度のデータに基づき、現在地から目的地までの走行時間を推定したり、運転者が安全な速度を保てるようガイダンス音声等を出力したりする。
【０１６９】
次いで、音楽出力レベル調整手段１０３によって、雑音レベル推定装置１０から出力される推定雑音レベルに基づき、車載オーディオ装置や車載ラジオ等から出力される音楽出力レベルが調整される。具体的には、車両が騒音の大きな環境下を走行するときは、音楽出力レベル調整手段１０３によって、車両の運転者や同乗者が音楽を聞き易くなるよう音楽出力レベルが上げられる。
【０１７０】
さらに、音声入力レベル調整手段１０４によって、雑音レベル推定装置１０から出力される推定雑音レベルに基づき、例えば音声入力型ナビゲーション装置のマイクロホンの音声入力レベルが調整される。具体的には、車両が騒音の大きな環境下を走行するときは、音楽出力レベル調整手段１０３によって、音声入力型ナビゲーション装置の音声認識部が高い精度で音声認識するよう音声入力型ナビゲーション装置のマイクロホンの音声入力レベルが上げられる。
【０１７１】
以上のように、本実施の形態の音響処理装置１００によれば、雑音レベル推定装置１０によって推定された安定した推定雑音レベルのデータに基づき、車両の走行速度の推定や音楽出力レベル及び音声入力レベルの調整を行う構成としたので、従来の装置よりも快適で安全な走行を車両の運転者や同乗者に提供することができる。
【０１７２】
（第１１の実施の形態）
まず、本発明の第１１の実施の形態の音響処理装置の構成について説明する。
【０１７３】
図２４に示すように、本実施の形態の音響処理装置１１０は、本発明の第１の実施の形態の雑音レベル推定装置１０と、空間の音を収音して音響信号を出力するマイクロホン１１１と、雑音の種類を判定する雑音種類判定手段３１と、雑音レベル推定装置１０から出力される推定雑音レベルに基づいて予め定められた区域内における人及び物の少なくとも一方の混雑量を推定する混雑量推定手段１１２とを備えている。
【０１７４】
なお、雑音レベル推定装置１０及び雑音種類判定手段３１の構成については、それぞれ本発明の第１の実施の形態及び本発明の第３の実施の形態において説明したので、ここでの説明は省略する。
【０１７５】
混雑量推定手段１１２は、例えばマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成され、雑音レベル推定装置１０から出力される推定雑音レベルに基づき、例えば、展示会会場、映画館、ホールなどの入場者数を把握したり、駐車場や道路における車両の混雑量を推定したりするようになっている。
【０１７６】
次に、本実施の形態の音響処理装置１１０の動作について、展覧会会場の入場者数を把握する例を挙げて説明する。なお、雑音レベル推定装置１０の動作については、詳細な説明を省略する。
【０１７７】
まず、展覧会会場の入り口に設置されたマイクロホン１１１によって、展覧会会場に入場する入場者の音声や足音等の音が収音され、音響信号に変換されて雑音レベル推定装置１０及び雑音種類判定手段３１に出力される。
【０１７８】
次いで、雑音レベル推定装置１０によって、マイクロホン１１１から出力された音響信号の推定雑音レベルのデータがフレーム毎に混雑量推定手段１１２に出力される。
【０１７９】
また、雑音種類判定手段３１によって、マイクロホン１１１から出力された音響信号に含まれる雑音成分が、例えば予め用意された雑音の周波数スペクトルとの類似度を計算する方法により解析され、音響信号に含まれる雑音成分の種類が判定される。
【０１８０】
そして、混雑量推定手段１１２によって、推定雑音レベルのデータ及び雑音の種類の情報に基づき、展覧会会場に入場する入場者数が推定される。
【０１８１】
以上のように、本実施の形態の音響処理装置１１０によれば、雑音レベル推定装置１０によって推定された安定した推定雑音レベルのデータ及び雑音種類判定手段３１によって推定された雑音の種類のデータに基づいて入場者数を推定する構成としたので、従来の装置よりも高精度で入場者数を推定することができる。
【０１８２】
（第１２の実施の形態）
まず、本発明の第１２の実施の形態の音響処理装置の構成について説明する。
【０１８３】
図２５に示すように、本実施の形態の音響処理装置１２０は、空間の音を収音して音響信号を出力するマイクロホン１２１と、雑音レベルを推定する雑音レベル推定装置１２２と、キャラクタの動作を制御する画像動作制御手段としてのキャラクタ動作制御手段１２４と、画像を表示する画像表示手段１２５とを備えている。
【０１８４】
なお、雑音レベル推定装置１２２は、本発明の第４の実施の形態の雑音レベル推定装置４０におけるＳＮ比決定手段４２に代えて雑音レベル決定手段１２３を備えた構成であるので、雑音レベル推定装置４０と同様の構成については、同一の符号を付し、構成の説明は省略する。
【０１８５】
雑音レベル決定手段１２３及びキャラクタ動作制御手段１２４は、例えばマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成され、画像表示手段１２５は、例えば液晶ディスプレイで構成されている。
【０１８６】
雑音レベル決定手段１２３は、推定雑音レベルを決定する雑音レベル決定部１２３ａと、推定音声雑音レベル比を決定するＳＮ比決定部１２３ｂと、推定音声レベルを決定する音声レベル決定部１２３ｃとを備えている。
【０１８７】
キャラクタ動作制御手段１２４は、雑音レベル決定手段１２３から出力される推定雑音レベル、推定音声雑音レベル比及び推定音声レベルのデータに基づいて画像表示手段１２５に表示されるキャラクタの動作を制御するようになっている。
【０１８８】
次に、本実施の形態の音響処理装置１２０の動作について説明する。なお、前述した雑音レベル推定装置４０と同様の構成の動作についての詳細な説明は省略する。
【０１８９】
まず、マイクロホン１２１によって、利用者の音声が収音され、音響信号に変換されて雑音レベル計算手段１１及び音声レベル計算手段４１に出力される。
【０１９０】
次いで、妥当性判定手段１２によって、雑音レベル計算手段１１によって計算された雑音レベル及び音声レベル計算手段４１によって計算された音声レベルのデータの妥当性が判定される。
【０１９１】
引き続き、計算結果格納メモリ１３によって、雑音レベル、音声レベル及び妥当性判定結果の各データが格納される。
【０１９２】
さらに、計算結果格納メモリ１３に格納された雑音レベル、音声レベル及び妥当性判定結果の各データに基づき、雑音レベル決定部１２３ａ、ＳＮ比決定部１２３ｂ及び音声レベル決定部１２３ｃによって、それぞれ、推定雑音レベル、推定音声雑音レベル比及び推定音声レベルが決定される。
【０１９３】
ここで、雑音レベル決定部１２３ａは、第１の実施の形態において説明した雑音レベル決定手段１４と同様な動作を行って推定雑音レベルを決定する。また、ＳＮ比決定部１２３ｂ及び音声レベル決定部１２３ｃは、雑音レベル決定部１２３ａと同様に、それぞれ推定音声雑音レベル比及び推定音声レベルを決定する。
【０１９４】
続いて、キャラクタ動作制御手段１２４によって、推定雑音レベル、推定音声雑音レベル比及び推定音声レベルの各データに基づいて画像表示手段１２５に表示されるキャラクタの動作が制御される。
【０１９５】
例えば、キャラクタ動作制御手段１２４は、推定音声雑音レベル比が予め設定された閾値よりも低い場合は、キャラクタに「聞き取りづらい」というような表現をさせたり、推定音声レベルが予め設定された閾値よりも高い場合は、キャラクタに「うるさい」という表情をさせたりする。
【０１９６】
そして、画像表示手段１２５によって、図２６に示すように、マイクロホン１２１に入力された音声に応じて動作するキャラクタが表示される。
【０１９７】
以上のように、本実施の形態の音響処理装置１２０によれば、雑音レベル推定装置１２２によって推定された安定した推定雑音レベル、推定音声雑音レベル比及び推定音声レベルのデータに基づいてキャラクタの動作を制御する構成としたので、ディスプレイに表示されるキャラクタのような擬似生命体との対話システムを容易に構築することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１９８】
以上のように、本発明にかかる雑音レベル推定装置は、従来の装置よりも安定した雑音レベルの推定値を出力することができるという効果を有し、雑音レベルを推定する装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】本発明の第１の実施の形態の雑音レベル推定装置のブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態の雑音レベル計算手段が利用する自己相関関数Ｒ（ｊ）の波形例を示す図
【図３】本発明の第１の実施の形態の雑音レベル計算手段の第１の動作例を示すフロー図
【図４】本発明の第１の実施の形態の雑音レベル計算手段が利用する自己相関関数の値Ｒ（Ｔ）の算出例を示す図
【図５】本発明の第１の実施の形態の雑音レベル計算手段が利用するスプライン曲線によるＲｓ（０）の値の計算例を示す図
【図６】本発明の第１の実施の形態の雑音レベル計算手段の第２の動作例を示すフロー図
【図７】本発明の第１の実施の形態の妥当性判定手段の第１の判定例を示す図
【図８】本発明の第１の実施の形態の妥当性判定手段の第２の判定例を示す図
【図９】本発明の第１の実施の形態の妥当性判定手段の第３の判定例を示す図
【図１０】本発明の第１の実施の形態の計算結果格納メモリに格納されたデータ例を示す図
【図１１】本発明の第１の実施の形態の雑音レベル決定手段の第２の雑音推定結果例を示す図
【図１２】本発明の第１の実施の形態の雑音レベル決定手段の第３の雑音推定結果例を示す図
【図１３】本発明の第１の実施の形態の雑音レベル決定手段の第４の雑音推定結果例を示す図
【図１４】本発明の第１の実施の形態の雑音レベル決定手段が出力するデータの説明図  （ａ）推定雑音レベルのデータをフレーム毎に出力する例を示す図  （ｂ）推定雑音レベルのデータを特定された複数のフレームで出力する例を示す図
【図１５】本発明の第２の実施の形態の雑音レベル推定装置のブロック図
【図１６】本発明の第３の実施の形態の雑音レベル推定装置のブロック図
【図１７】本発明の第４の実施の形態の雑音レベル推定装置のブロック図
【図１８】本発明の第５の実施の形態の音響処理装置のブロック図
【図１９】本発明の第６の実施の形態の携帯端末装置のブロック図
【図２０】本発明の第７の実施の形態の音響処理装置のブロック図
【図２１】本発明の第８の実施の形態の音声認識装置のブロック図
【図２２】本発明の第９の実施の形態の音声認識装置のブロック図
【図２３】本発明の第１０の実施の形態の音響処理装置のブロック図
【図２４】本発明の第１１の実施の形態の音響処理装置のブロック図
【図２５】本発明の第１２の実施の形態の音響処理装置のブロック図
【図２６】本発明の第１２の実施の形態の音響処理装置の動作例を示す図
【符号の説明】
【０２００】
１０、２０、３０、４０、１２２  雑音レベル推定装置
１１  雑音レベル計算手段
１２  妥当性判定手段（雑音レベル判定手段）
１３  計算結果格納メモリ
１４、１２３  雑音レベル決定手段
２１  音声検出手段
３１  雑音種類判定手段
４１  音声レベル計算手段
４２  ＳＮ比決定手段（雑音レベル決定手段）
５０、７０、１００、１１０、１２０  音響処理装置
５１、６３  音響処理手段
６０  携帯端末装置
６１、１０１、１１１、１２１  マイクロホン
６２  スピーカ
６３ａ、６３ｂ  振幅増幅手段
８０、９０  音声認識装置
８１  音声認識アルゴリズム選択手段
８２、９３  音声認識手段
９１  音響モデル格納手段
９２  音響モデル選択手段
１０２  速度推定手段
１０３  音楽出力レベル調整手段
１０４  音声入力レベル調整手段
１１２  混雑量推定手段
１２３ａ  雑音レベル決定部
１２３ｂ  ＳＮ比決定部
１２３ｃ  音声レベル決定部
１２４  キャラクタ動作制御手段（画像動作制御手段）
１２５  画像表示手段
【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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