(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に含まれる第１の雑音を推定するステップと、
前記入力信号から前記第１の雑音を減じるように、第１の雑音減衰信号を求めるステップと、
音声パタン記憶部に予め記憶されている音声パタンと、前記第１の雑音減衰信号が前記音声パタンである確率との重み付け和を用いて、第２の雑音減衰信号を求めるステップと、
前記入力信号から前記第２の雑音減衰信号を減算することにより、前記入力信号に含まれる第２の雑音を推定するステップと、
を含む、ことを特徴とする雑音推定方法。
【請求項２】
入力信号に含まれる第１の雑音を推定するステップと、
前記入力信号から前記第１の雑音を減じるように、第１の雑音減衰信号を求めるステップと、
音声パタン記憶部に予め記憶されている音声パタンと、前記第１の雑音減衰信号が前記音声パタンである確率との重み付け和を用いて、第２の雑音減衰信号を求めるステップと、
前記第１の雑音減衰信号と前記第２の雑音減衰信号との差分を、前記第１の雑音に加算することにより、前記入力信号に含まれる第２の雑音を推定するステップと、
を含む、ことを特徴とする雑音推定方法。
【請求項３】
入力信号に含まれる第１の雑音を推定するステップと、
前記入力信号から前記第１の雑音を減じるように、第１の雑音減衰信号を求めるステップと、
音声パタン記憶部に予め記憶されている音声パタンと、前記第１の雑音減衰信号が前記音声パタンである確率との重み付け和を用いて、第２の雑音減衰信号を求めるステップと、
前記第１の雑音減衰信号と前記第２の雑音減衰信号との比を、前記第１の雑音に乗算することにより、前記入力信号に含まれる第２の雑音を推定するステップと、
を含む、ことを特徴とする雑音推定方法。
【請求項４】
入力信号に含まれる第１の雑音を推定するステップと、
前記入力信号から前記第１の雑音を減じるように、第１の雑音減衰信号を求めるステップと、
音声パタン記憶部に予め記憶されている音声パタンと、前記第１の雑音減衰信号が前記音声パタンである確率との重み付け和を用いて、第２の雑音減衰信号を求めるステップと、
前記第１の雑音と、前記第１の雑音と前記第２の雑音減衰信号の和との比を、前記入力信号に乗算することにより、前記入力信号に含まれる第２の雑音を推定するステップと、
を含むことを特徴とする雑音推定方法。
【請求項５】
入力信号に含まれる第１の雑音を推定するステップと、
前記入力信号から前記第１の雑音を減じるように、第１の雑音減衰信号を求めるステップと、
音声パタン記憶部に予め記憶されている音声パタンと、前記第１の雑音減衰信号が前記音声パタンである確率との重み付け和を用いて、第２の雑音減衰信号を求めるステップと、
前記第１の雑音と前記第１の雑音減衰信号の和と、前記第１の雑音と前記第２の雑音減衰信号の和との比を、前記第１の雑音に乗算することにより、前記入力信号に含まれる第２の雑音を推定するステップと、
を含む、ことを特徴とする雑音推定方法。
【請求項６】
前記第２の雑音を推定するステップが、前記第１の雑音から前記第２の雑音への補正度合いを制御するステップを含む、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の雑音推定方法。
【請求項７】
前記第２の雑音を推定するステップにおいて、前記第１の雑音から前記第２の雑音への補正度合いを制御するステップでは、
予め用意されている音声のパタンと前記第１の雑音減衰信号との距離、
予め用意されている音声のパタンと第２の雑音減衰信号との距離、
のうち１つ以上の距離に応じて、
前記第１の雑音から前記第２の雑音への補正度合いを制御する、ことを特徴とする請求項６記載の雑音推定方法。
【請求項８】
前記第２の雑音を推定するステップで推定された第２の雑音を第１の雑音として、
前記第１の雑音減衰信号を求めるステップ、
前記第２の雑音減衰信号を求めるステップ、
前記第２の雑音を推定するステップ、
の一連のステップを１回以上繰り返す、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の雑音推定方法。
【請求項９】
前記第１の雑音減衰信号を求めるステップ、
前記第２の雑音減衰信号を求めるステップ、
前記第２の雑音を推定するステップ
の一連のステップを１回以上繰り返す際に、
予め用意されている音声のパタンと第１の雑音減衰信号との距離、
予め用意されている音声のパタンと第２の雑音減衰信号との距離、
のうち１つ以上の距離に応じて、繰り返しを制御する、ことを特徴とする請求項８記載の雑音推定方法。
【請求項１０】
前記第１の雑音を推定するステップが、ある時刻の前記第１の雑音を、前記入力信号と、前記時刻と異なる別の時刻で推定した前記第２の雑音とのうち少なくとも１つを用いて推定する、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一に記載の雑音推定方法。
【請求項１１】
予め用意されている雑音のパタンを用いて、前記第２の雑音を補正することにより、前記入力信号に含まれる第３の雑音を推定するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の雑音推定方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれか一に記載の雑音推定方法の各ステップを含み、さらに、該雑音推定方法によって推定された前記第２の雑音を少なくとも用いて、雑音減衰信号を得る、ことを特徴とする雑音減衰方法。
【請求項１３】
入力信号に含まれる第１の雑音を推定する第１の雑音推定部と、
前記入力信号から前記第１の雑音を減じるように、第１の雑音減衰信号を求める第１の雑音減衰部と、
音声パタン記憶部に予め記憶されている音声パタンと、前記第１の雑音減衰信号が前記音声パタンである確率との重み付け和を用いて、第２の雑音減衰信号を求める第２の雑音減衰部と、
前記入力信号から前記第２の雑音減衰信号を減算することにより、前記入力信号に含まれる第２の雑音を推定する第２の雑音推定部と、
を含む、ことを特徴とする雑音推定装置。
【請求項１４】
入力信号に含まれる第１の雑音を推定する第１の雑音推定部と、
前記入力信号から前記第１の雑音を減じるように、第１の雑音減衰信号を求める第１の雑音減衰部と、
音声パタン記憶部に予め記憶されている音声パタンと、前記第１の雑音減衰信号が前記音声パタンである確率との重み付け和を用いて、第２の雑音減衰信号を求める第２の雑音減衰部と、
前記第１の雑音減衰信号と前記第２の雑音減衰信号との差分を、前記第１の雑音に加算することにより、前記入力信号に含まれる第２の雑音を推定する第２の雑音推定部と、
を含む、ことを特徴とする雑音推定装置。
【請求項１５】
入力信号に含まれる第１の雑音を推定する第１の雑音推定部と、
前記入力信号から前記第１の雑音を減じるように、第１の雑音減衰信号を求める第１の雑音減衰部と、
音声パタン記憶部に予め記憶されている音声パタンと、前記第１の雑音減衰信号が前記音声パタンである確率との重み付け和を用いて、第２の雑音減衰信号を求める第２の雑音減衰部と、
前記第１の雑音減衰信号と前記第２の雑音減衰信号との比を、前記第１の雑音に乗算することにより、前記入力信号に含まれる第２の雑音を推定する第２の雑音推定部と、
を含む、ことを特徴とする雑音推定装置。
【請求項１６】
入力信号に含まれる第１の雑音を推定する第１の雑音推定部と、
前記入力信号から前記第１の雑音を減じるように、第１の雑音減衰信号を求める第１の雑音減衰部と、
音声パタン記憶部に予め記憶されている音声パタンと、前記第１の雑音減衰信号が前記音声パタンである確率との重み付け和を用いて、第２の雑音減衰信号を求める第２の雑音減衰部と、
前記第１の雑音と、前記第１の雑音と前記第２の雑音減衰信号の和との比を、前記入力信号に乗算することにより、前記入力信号に含まれる第２の雑音を推定する第２の雑音推定部と、
を含む、ことを特徴とする雑音推定装置。
【請求項１７】
入力信号に含まれる第１の雑音を推定する第１の雑音推定部と、
前記入力信号から前記第１の雑音を減じるように、第１の雑音減衰信号を求める第１の雑音減衰部と、
音声パタン記憶部に予め記憶されている音声パタンと、前記第１の雑音減衰信号が前記音声パタンである確率との重み付け和を用いて、第２の雑音減衰信号を求める第２の雑音減衰部と、
前記第１の雑音と前記第１の雑音減衰信号の和と、前記第１の雑音と前記第２の雑音減衰信号の和との比を、前記第１の雑音に乗算することにより、前記入力信号に含まれる第２の雑音を推定する第２の雑音推定部と、
を含む、ことを特徴とする雑音推定装置。
【請求項１８】
前記第２の雑音推定部が、前記第１の雑音から前記第２の雑音への補正度合いを制御する手段を含むことを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか一に記載の雑音推定装置。
【請求項１９】
前記第１の雑音から前記第２の雑音への補正度合いを制御する手段が、
前記予め用意されている音声のパタンと前記第１の雑音減衰信号との距離、
前記予め用意されている音声のパタンと前記第２の雑音減衰信号との距離、
のうち１つ以上の距離に応じて、前記第１の雑音から前記第２の雑音への補正度合いを制御する、ことを特徴とする請求項１８記載の雑音推定装置。
【請求項２０】
前記第２の雑音推定部で雑音推定した第２の雑音を第１の雑音として、
前記第１の雑音減衰部で第１の雑音減衰信号を求め、
前記第２の雑音減衰部で第２の雑音減衰信号を求め、
前記第２の雑音推定部で第２の雑音を推定する、
上記一連の処理を１回以上繰り返す、ことを特徴とする請求項１３乃至１９のいずれか一に記載の雑音推定装置。
【請求項２１】
前記第１の雑音減衰部で第１の雑音減衰信号を求め、
前記第２の雑音減衰部で第２の雑音減衰信号を求め、
前記第２の雑音推定部で第２の雑音を推定する、
上記一連の処理を１回以上繰り返す際、
前記予め用意されている音声のパタンと前記第１の雑音減衰信号との距離、
前記予め用意されている音声のパタンと前記第２の雑音減衰信号との距離、
のうち１つ以上の距離に応じて繰り返しを制御する、ことを特徴とする請求項２０記載の雑音推定装置。
【請求項２２】
前記第１の雑音推定部が、ある時刻の第１の雑音を、前記入力信号と前記時刻と異なる時刻で推定した第２の雑音とのうち少なくとも１つを用いて推定する、ことを特徴とする請求項１３乃至２１のいずれか一に記載の雑音推定装置。
【請求項２３】
記憶部に予め用意されている雑音のパタンを用いて、前記第２の雑音を補正することにより、前記入力信号に含まれる第３の雑音を推定する第３の雑音推定部をさらに備えている、ことを特徴とする請求項１３記載の雑音推定装置。
【請求項２４】
請求項１３乃至２２のいずれか一に記載の雑音推定装置を備え、該雑音推定装置により推定された前記第２の雑音を少なくとも用いて、雑音減衰信号を得る、ことを特徴とする雑音減衰装置。
【請求項２５】
入力信号に含まれる第１の雑音を推定する第１の雑音推定処理と、
前記入力信号から前記第１の雑音を減じるように、第１の雑音減衰信号を求める第１の雑音減衰処理と、
音声パタン記憶部に予め記憶されている音声パタンと、前記第１の雑音減衰信号が前記音声パタンである確率との重み付け和を用いて、第２の雑音減衰信号を求める第２の雑音減衰処理と、
前記入力信号から前記第２の雑音減衰信号を減算することにより、前記入力信号に含まれる第２の雑音を推定する第２の雑音推定処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項２６】
入力信号に含まれる第１の雑音を推定する第１の雑音推定処理と、
前記入力信号から前記第１の雑音を減じるように、第１の雑音減衰信号を求める第１の雑音減衰処理と、
音声パタン記憶部に予め記憶されている音声パタンと、前記第１の雑音減衰信号が前記音声パタンである確率との重み付け和を用いて、第２の雑音減衰信号を求める第２の雑音減衰処理と、
前記第１の雑音減衰信号と前記第２の雑音減衰信号との差分を、前記第１の雑音に加算することにより、前記入力信号に含まれる第２の雑音を推定する第２の雑音推定処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項２７】
入力信号に含まれる第１の雑音を推定する第１の雑音推定処理と、
前記入力信号から前記第１の雑音を減じるように、第１の雑音減衰信号を求める第１の雑音減衰処理と、
音声パタン記憶部に予め記憶されている音声パタンと、前記第１の雑音減衰信号が前記音声パタンである確率との重み付け和を用いて、第２の雑音減衰信号を求める第２の雑音減衰処理と、
前記第１の雑音減衰信号と前記第２の雑音減衰信号との比を、前記第１の雑音に乗算することにより、前記入力信号に含まれる第２の雑音を推定する第２の雑音推定処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項２８】
入力信号に含まれる第１の雑音を推定する第１の雑音推定処理と、
前記入力信号から前記第１の雑音を減じるように、第１の雑音減衰信号を求める第１の雑音減衰処理と、
音声パタン記憶部に予め記憶されている音声パタンと、前記第１の雑音減衰信号が前記音声パタンである確率との重み付け和を用いて、第２の雑音減衰信号を求める第２の雑音減衰処理と、
前記第１の雑音と、前記第１の雑音と前記第２の雑音減衰信号の和との比を、前記入力信号に乗算することにより、前記入力信号に含まれる第２の雑音を推定する第２の雑音推定処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項２９】
入力信号に含まれる第１の雑音を推定する第１の雑音推定処理と、
前記入力信号から前記第１の雑音を減じるように、第１の雑音減衰信号を求める第１の雑音減衰処理と、
音声パタン記憶部に予め記憶されている音声パタンと、前記第１の雑音減衰信号が前記音声パタンである確率との重み付け和を用いて、第２の雑音減衰信号を求める第２の雑音減衰処理と、
前記第１の雑音と前記第１の雑音減衰信号の和と、前記第１の雑音と前記第２の雑音減衰信号の和との比を、前記第１の雑音に乗算することにより、前記入力信号に含まれる第２の雑音を推定する第２の雑音推定処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項３０】
前記第２の雑音推定処理が、前記第１の雑音から前記第２の雑音への補正度合いを制御する、ことを特徴とする請求項２５乃至２９のいずれか一に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雑音推定技術に関し、特に、雑音混じりの音声信号に含まれる雑音を推定する雑音推定装置と方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の雑音推定装置は、例えば雑音と音声が混在する信号から雑音を推定するために用いられている。例えば特許文献１には、雑音混じり音声から信号中に含まれる雑音を推定できる雑音推定装置が開示されている。図４は、特許文献１に開示されている雑音推定装置の構成を示すブロック図である。以下、構成を概説する。雑音推定装置１４は、推定雑音記憶部１４０１、周波数別ＳＮＲ計算部１４０２、多重乗算部１４０４、多重非線形処理部１４０５を有する。推定雑音記憶部１４０１に記憶された過去の時刻の推定雑音パワースペクトルと現在の時刻の劣化音声パワースペクトル（雑音混じり音声スペクトル）から周波数別ＳＮＲを周波数別ＳＮＲ計算部１４０２で計算し、定義された非線形関数で周波数別ＳＮＲを処理することにより重み係数ベクトルを多重非線形処理部１４０５で計算し、現在の時刻の劣化音声パワースペクトル（雑音混じり音声スペクトル）に多重乗算部１４０４で乗算して重みつき劣化音声パワースペクトル（推定雑音パワースペクトルの基になるパワースペクトル）を求める構成である。
【０００３】
また、非特許文献１には、過去の時刻の推定雑音スペクトルと現在の時刻の劣化音声スペクトル（雑音混じり音声スペクトル）から重みを計算し、重みを過去の時刻の推定雑音スペクトルに乗算することにより逐次的に更新する構成が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、事前に準備した雑音なし音声のパタンに過去の時刻の推定雑音を混入し、雑音混じり音声のパタンを作成し、雑音なし音声のパタン、雑音混じり音声のパタンと、現在の時刻の雑音混じり音声とを用いて雑音を推定する構成が開示されている。
【０００５】
非特許文献２においても、同様に、事前に準備した雑音なし音声のパタン、過去の時刻の推定雑音を混入した雑音混じり音声のパタンと、現在の時刻の雑音混じり音声とを用いて雑音を推定する構成が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２０４１７５号公報（図２）
【特許文献２】特開２００４−２６４８１６号公報（図３）
【非特許文献１】European Telecommunications Standards Institute,“Speech Processing, Transmission and Quality Aspects (STQ); Distributed speech recognition; Extended advanced front-end feature extraction algorithm; Compression algorithms; Back-end speech reconstruction algorithm, ” ETSI ES 202 212 v1.1.1,2003年11月（15頁 式5.10）
【非特許文献２】藤本  雅清, 中村  哲, “Switching  dynamical systemとパーティクルフィルタを用いた非定常雑音の逐次推定, ”情報処理学会研究報告, 2005-SLP-59, pp.7-12, 2005年12月（8頁 図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
なお、上記非特許文献１、２と特許文献１、２の全開示内容はその引用をもって本書に繰込み記載する。以下の分析は、本発明によって与えられたものである。
【０００８】
上記した雑音推定装置は、雑音混じり音声から信号中に含まれる雑音を推定することを意図したものであるが、下記の問題点を有している。
【０００９】
第１の問題点は、音声のパタンを使用しない特許文献１と非特許文献１の手法では、雑音の推定精度が低い、ということである。その理由は、推定雑音スペクトルの更新に用いる重みを、過去の時刻の推定雑音スペクトルと、現在の時刻の劣化音声スペクトル（雑音混じり音声スペクトル）のみから計算しているためである。
【００１０】
現在の時刻の劣化音声スペクトル（雑音混じり音声スペクトル）は、音声スペクトルと雑音スペクトルから構成されており、過去の時刻から現在の時刻への雑音スペクトルの変動を捕らえるためには、現在の時刻の音声スペクトルの情報が必要である。
【００１１】
第２の問題点は、音声のパタンを使用する特許文献２と非特許文献２の手法では、各時刻で雑音スペクトルを推定することが困難である、ということである。その理由は、雑音スペクトルを推定する際に、雑音混じり音声のパタンを使用する、ためである。雑音混じり音声のパタンは、雑音なし音声のパタンに過去の時刻の推定雑音を混入して作成するが、作成には多くの計算コストを要する。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、少ない計算コストで高精度に雑音を推定できる雑音推定方法、雑音推定装置および雑音推定プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成する本発明は、概略を述べれば、以下のようなものである。
【００１４】
本発明の一つのアスペクト（側面）に係る方法は、雑音推定装置が入力信号中の雑音を推定する方法である。この方法は、入力信号に含まれる第１の雑音を推定するステップと、前記入力信号と前記第１の雑音を用いて第１の雑音減衰信号を求めるステップと、予め準備されている音声のパタンと第１の雑音減衰信号を用いて第２の雑音減衰信号を求めるステップと、第２の雑音減衰信号を用いて入力信号に含まれる第２の雑音を推定するステップと、を含む。
【００１５】
本発明に係る方法は、その第１の展開形態において、予め準備されている雑音のパタンを用いて第２の雑音を補正することにより、入力信号に含まれる第３の雑音を推定してもよい。
【００１６】
本発明の一つのアスペクト（側面）に係る装置は、入力信号に含まれる第１の雑音を推定する第１の雑音推定部と、前記入力信号と前記第１の雑音とを用いて第１の雑音減衰信号を求める第１の雑音減衰部と、前記第１の雑音減衰信号と、記憶部に予め用意されている音声のパタンとを用いて第２の雑音減衰信号を求める第２の雑音減衰部と、前記第２の雑音減衰信号を用いて、前記入力信号に含まれる第２の雑音を推定する第２の雑音推定部と、を含む。本発明に係る装置は、他の展開形態において、記憶部に予め用意されている雑音のパタンを用いて、前記第２の雑音を補正することにより、前記入力信号に含まれる第３の雑音を推定する第３の雑音推定部をさらに備えた構成としてもよい。
【００１７】
本発明の一つのアスペクト（側面）に係るコンピュータプログラムは、入力信号に含まれる第１の雑音を推定する第１の雑音推定処理と、前記入力信号と前記第１の雑音とを用いて第１の雑音減衰信号を求める第１の雑音減衰処理と、前記第１の雑音減衰信号と、記憶部に予め用意されている音声のパタンとを用いて第２の雑音減衰信号を求める第２の雑音減衰処理と、前記第２の雑音減衰信号を用いて、前記入力信号に含まれる第２の雑音を推定する第２の雑音推定処理と、をコンピュータに実行させるプログラムよりなる。本発明に係るプログラムは、他の展開形態において、記憶部に予め用意されている雑音のパタンを用いて、推定された前記第２の雑音を補正することにより、入力信号に含まれる第３の雑音を推定する第３の雑音推定処理を前記コンピュータ実行させるプログラムよりなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、入力信号から第１の雑音を減ずるように修正することにより、第１の雑音減衰信号を求め、第１の雑音減衰信号を音声のパタンを用いて補正することにより、第２の雑音減衰信号を求め、第２の雑音減衰信号を用いて第２の雑音を推定することにより、上記した関連技術よりも少ない計算コストで高精度に雑音を推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る雑音推定システムの装置構成を示すブロック図である。
【００２０】
図１を参照すると、本実施の形態の雑音推定システム（雑音推定装置）は、
入力信号を受けて、第１の雑音を推定する第１の雑音推定部１と、
入力信号と第１の雑音を受けて、入力信号に含まれる雑音を減衰させた信号を生成し、第１の雑音減衰信号として出力する第１の雑音減衰部２１と、
第１の雑音減衰信号と、音声パタン記憶部３からの音声パタンとを受けて、入力信号に含まれる雑音を減衰させた信号を生成し、第２の雑音減衰信号として出力する第２の雑音減衰部２２と、
第２の雑音減衰信号を受けて、第２の雑音を求める第２の雑音推定部４と、
を有する。なお、図１には、入力信号は、一本の矢印で示されているが、１つの時系列信号に制限されるものではなく、複数の時系列信号であってもよいことは勿論である。
【００２１】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る雑音推定システムにおける処理手順を示す流れ図である。図１および図３を参照して、本実施の形態の雑音推定システムの詳細について以下に説明する。
【００２２】
雑音混じりの入力信号X(t)を、
X(t) = S(t) +N(t)
とする。ただし、tは時間のインデックス、S(t)は音声、N(t)は雑音である。
【００２３】
第１の雑音推定部１では、入力信号X(t)から、第１の雑音N~1(t)を求める（ステップS1）。
【００２４】
例として、以下のように所定期間(0 <= t < initLen-1)の間は、入力信号がノイズのみから構成されると仮定して、入力信号X(t)を平均化（時間平均）して、第１の雑音とする。
【００２５】
N~1(t) = ave[X(t)]  (0 <= t < initLen-1)                 … (1)
ただし、ave[]は平均演算子である。
【００２６】
あるいは、入力信号X(t)のヒストグラムを作成し、最小値を第１の雑音とする。
【００２７】
あるいは、入力信号X(t)と、他の時刻τの第xの雑音N~x(τ)の両方を用いて、特許文献１や非特許文献１と同様に、第１の雑音N~1(t)を求めたり、他の時刻τで求めた第xの雑音N~x(τ)を、時刻tにおける第１の雑音N~1(t)とすれば、音声区間中に雑音が変動した場合においても、高精度に第１の雑音を求めることができる。
【００２８】
なお、第１の雑音は、上記したいくつかの例と異なる方法を用いて推定してもよい。
【００２９】
第１の雑音推定部１で、第１の雑音N~1(t)を求めた後、第１の雑音減衰部２１で、第１の雑音減衰信号S~1(t)を求める（ステップS2）。例を以下に示す。入力信号から第１の雑音を差し引くことで第１の雑音減衰信号S~1(t)を求める。
【００３０】
S~1(t) = X(t) - N~1(t)      … (2)
【００３１】
つぎに、第２の雑音減衰部２２において、予め音声パタン記憶部３に記憶されている、音声のパタンを用いて第１の雑音減衰信号S~1(t)を補正することにより、第２の雑音減衰信号S~2(t)を求める（ステップS3）。例を以下に示す。
【００３２】
<S~1(t)> = Σ_{k=1}^{K}μs(k)P(k|S~1(t))   … (3)
【００３３】
ただし、
Σ_{k=1}^{K}は、k=1〜Kまでの和を表す演算子、
μs(k)はk番目のパタン、
P(k|S~1(t))は、S~1(t)がk番目のパタンである確率（S~1(t)とk番目のパタンとの距離）を表す。
【００３４】
なお、音声パタンを（多次元）確率分布とした場合には、
μs(k)は、k番目の分布における平均値、
P(k|S~1(t))は、S~1(t)が与えられたときのk番目の分布に対する事後確率を表す。
【００３５】
次に、第１の雑音N~1(t)と補正された第１の雑音減衰信号<S~1(t)>とを用いて、第２の雑音減衰信号S~2(t)を求める。
【００３６】
S~2(t) = <S~1(t)> / ( <S~1(t)> + N~1(t) ) × X(t)  …(4)
【００３７】
もちろん、補正された第１の雑音減衰信号<S~1(t)>を、そのまま第２の雑音減衰信号S~2(t)としてもよい（S~2(t) = <S~1(t)>）。
【００３８】
また、第２の雑音減衰信号S~2(t)を、第１の雑音減衰信号S~1(t)とし、音声パタンを用いた雑音減衰処理を、複数回繰り返してもよい。
【００３９】
なお、ここで示した音声パタンを用いた雑音減衰の手法は、一例であり、当然、他の手法を用いることも可能である。
【００４０】
第２の雑音減衰部２２で第２の雑音減衰信号S~2(t)を求めた後、第２の雑音減衰信号S~2(t)を用いて、第２の雑音推定部４で、第２の雑音N~2(t)を求める（ステップS4）。例として、以下の式(5)〜式(9)にしたがって導出してもよい。
【００４１】
N~2(t) = X(t) - S~2(t)                                            … (5)
N~2(t) = N~1(t) + ( S~1(t) - S~2(t) )                              … (6)
N~2(t) = N~1(t) × ( S~1(t) / S~2(t) )                            … (7)
N~2(t) = ( N~1(t) / ( N~1(t) + S~2(t) ) ) × X(t)                  … (8)
N~2(t) = N~1(t) × ( ( S~1(t) + N~1(t) ) / ( S~2(t) + N~1(t) ))    … (9)
【００４２】
また、第１の雑音から第２の雑音への補正度合いの調整パラメタをα(t)とし、以下の式(10)や式(11)のように、第２の雑音を推定することもできる。
【００４３】
N~2(t) = N~1(t) + α(t)Δ(t)                      … (10)
N~2(t) = N~1(t) + α(t)ave[Δ(t)]                  … (11)
ただし、Δ(t)は、式(5)〜式(9)の場合、以下の式(12)〜(16)である。
【００４４】
Δ(t) = X(t) - S~2(t) - N~1(t)                        … (12)
Δ(t) = S~1(t) - S~2(t)                                … (13)
Δ(t) = N~1(t) × ( ( S~1(t) / S~2(t) ) - 1 )          … (14)
Δ(t) = N~1(t) × ( X(t) / ( N~1(t) + S~2(t) ) - 1 )   … (15)
Δ(t) =  N~1(t) × ( ( S~1(t) + N~1(t) ) / ( S~2(t) + N~1(t) ) - 1)   … (16)
【００４５】
なお、第２の雑音減衰信号S~2(t)を利用した他の方法を用いて、第２の雑音を求めてもよいことは勿論である。
【００４６】
本発明の第１の実施の形態の作用効果について説明する。
【００４７】
本実施の形態では、予め準備した音声パタンを、利用しているため、計算コストが少ない。
【００４８】
また、入力信号と第１の雑音から求めた第１の雑音減衰信号を音声パタンで補正し、第２の雑音減衰信号を求め、その第２の雑音減衰信号を用いて、第２の雑音を求めるため、高精度に雑音を推定できる。
【００４９】
以上、前記第１の実施の形態では、第１の雑音推定部１、第１の雑音減衰部２１、第２の雑音減衰部２２、第２の雑音推定部４について説明したが、例えば、第２の雑音推定部４において第２の雑音を求める際に、
式(3)中の
P(k|S~1(t))という音声パタンからの距離、
P(k|S~2(t))という音声パタンからの距離、
に応じて式(10)、式(11)における、補正度合いα(t)を制御してもよい。
【００５０】
また、第２の雑音推定部４で推定した推定雑音N~2(t)を、第１の雑音N~1(t)とし、
第１の雑音減衰部２１と第２の雑音減衰部２２と第２の雑音推定部４の処理を繰り返してもよい。
【００５１】
また、繰り返す際に、式(3)中の
P(k|S~1(t))という音声パタンからの距離、
P(k|S~2(t))という音声パタンからの距離、
に応じて繰り返しを制御してもよい。
【００５２】
また、予め記憶部に記憶されている音声パタンを、入力信号X、第１の雑音減衰信号S~1、第２の雑音減衰信号S~2を用いて更新することも可能である。なお、図１の第１の雑音推定部１、第１の雑音減衰部２１、第２の雑音減衰部２２、第２の雑音推定部４は、雑音推定システムを構成するコンピュータ（あるいはデジタルシグナルプロセッサ等のプロセッサ）上で実行されるプログラムによりそれぞれの機能・処理を実現してもよい。
【００５３】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る雑音推定システムの構成を示すブロック図である。
【００５４】
図２における雑音推定システムと、図１に示した雑音推定システム（第１の実施の形態）とを比較すると、雑音パタン記憶部５と第３の雑音推定部６が追加されている。その他の構成、動作は、前記第１の実施の形態と同じである。以下では、前記第１の実施の形態との相違点である、雑音パタン記憶部５と第３の雑音推定部６の説明を行う。
【００５５】
第３の雑音推定部６では、雑音パタン記憶部５からの雑音パタンを用いて、第２の雑音N~2(t)を補正する。例として、以下の式(17)と(18)により、推定雑音N~(t)を求めることができる。
【００５６】
<N~2(t)> = Σ_{m=1}^{M}μn(m)P(m|N~2(t))               … (17)
N~3(t) = <N~2(t)> / ( S~2(t) +  <N~2(t)> ) × X(t)      … (18)
【００５７】
ただし、式(10)において
μn(m)は、m番目のパタン、
P(m|N~2(t))は、N~2(t)がパタンmである確率（N~2(t)とm番目のパタンとの距離）を表す。
【００５８】
なお、雑音パタンを（多次元）確率分布とした場合には、
μn(m)は、m番目の分布における平均値、
P(m|N~2(t))はN~2(t)が与えられたときのm番目の分布に対する事後確率を表す。
【００５９】
もちろん、補正された第２の雑音<N~2(t)>をそのまま第３の雑音N~3(t)としてもよい。
【００６０】
なお、ここで示した雑音パタンを用いた雑音推定方法はあくまでも一例であり、当然、他の手法を用いることも可能である。
【００６１】
本発明の第２の実施の形態の作用効果について説明する。
【００６２】
本実施の形態では、前記第１の実施の形態に加えて、第３の雑音推定部６を備え、雑音パタン記憶部５に記憶されている雑音パタンを利用しているため、より高精度に雑音を推定できる。
【００６３】
以上、前記第２の実施の形態では、第３の雑音推定部６について説明したが、例えば、  式(3)中の
P(k|S~1(t))という音声パタンからの距離、
P(k|S~2(t))という音声パタンからの距離、
式(17)の
P(m|N~2(t))という雑音パタンからの距離、
P(m|N~1(t))という雑音パタンからの距離、
P(m|N~3(t))という雑音パタンからの距離、
に応じて、補正度合いα(t)を制御してもよい。
【００６４】
また、第３の雑音推定部６で推定した第３の雑音N~3(t)を、あらたに、第１の雑音N~1(t)とし、第１の雑音減衰部２１と、第２の雑音減衰部２２と、第２の雑音推定部４と、第３の雑音推定部６の処理を繰り返してもよい。
【００６５】
処理を繰り返す際に、
式(3)中の
P(k|S~1(t))という音声パタンからの距離、
P(k|S~2(t))という音声パタンからの距離、
式(17)の
P(m|N~2(t))というパタンからの距離、
P(m|N~1(t))というパタンからの距離、
P(m|N~3(t))というパタンからの距離、
に応じて、繰り返しを制御してもよい。
【００６６】
また、予め記憶部に記憶されている音声パタンを、入力信号X、第１の雑音減衰信号S~1、第２の雑音減衰信号S~2を用いて更新し、雑音パタンを、入力信号X、第１の雑音N~1、第２の雑音N~2、第３の雑音N~3を用いて更新する、ようにしてもよい。
【００６７】
なお、図２の第１の雑音推定部１、第１の雑音減衰部２１、第２の雑音減衰部２２、第２の雑音推定部４、第３の雑音推定部６は、雑音推定システムを構成するコンピュータ（あるいはデジタルシグナルプロセッサ等のプロセッサ）上で実行されるプログラムによりそれぞれの機能・処理を実現してもよい。
【００６８】
以上、前記第１の実施の形態と前記第２の実施の形態は、本発明を雑音推定システムに適用した例を説明したが、本発明を、第２の雑音減衰信号S~2を出力する雑音減衰システムとして用いてもよいことは勿論である。
【００６９】
以上、本発明を上記各実施例に即して説明したが、本発明は、上記実施例の構成にのみ限定されるものでなく、本発明の原理に準ずる範囲内で当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明によれば、雑音混じりの信号から、雑音を推定するといった用途に適用できる。また、雑音混じりの信号から、雑音を減衰させるといった用途にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る雑音推定システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る雑音推定システムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る雑音推定システムにおける処理手順を示す流れ図である。
【図４】関連技術の雑音推定装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７２】
１    第１の雑音推定部
２１  第１の雑音減衰部
２２  第２の雑音減衰部
３    音声パタン記憶部
４    第２の雑音推定部
５    雑音パタン記憶部
６    第３の雑音推定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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