(57)【要約】【課題】  過不足なく妨害音声を抑圧できるようなフロアリング処理を実行できる音声処理装置を提供する。【解決手段】  本発明の音声処理装置は、複数のマイクから変換された周波数領域入力信号を取得し、前記マイクごとの周波数領域入力信号の差に基づいて、正面に死角を有する正面抑圧信号を生成する正面抑圧信号生成部と、コヒーレンス、及びコヒーレンスフィルター係数を計算するコヒーレンス計算部と、前記正面抑圧信号と、前記コヒーレンスとの特徴量を算出する特徴量算出部と、フロアリング閾値を算出するフロアリング閾値算出部と、前記コヒーレンスフィルター係数に対し、算出されたフロアリング閾値を適用して、フロアリング処理を行った上で、妨害音声を抑圧して、抑圧後信号を取得するフィルター処理部とを有することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマイクから得られた入力信号を時間領域から周波数領域に変換された周波数領域入力信号を取得し、取得した前記マイクごとの周波数領域入力信号の差に基づいて、正面に死角を有する正面抑圧信号を生成する正面抑圧信号生成部と、
前記複数のマイクから得られた入力信号からコヒーレンス、及びコヒーレンスフィルター係数を計算するコヒーレンス計算部と、
前記正面抑圧信号と、前記コヒーレンスとの関係性を表す特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記特徴量を用いて、フロアリング閾値を算出するフロアリング閾値算出部と、
前記コヒーレンスフィルター係数に対し、前記フロアリング閾値算出部を用いて算出されたフロアリング閾値を適用して、フロアリング処理を行った上で、前記入力信号に含まれる妨害音声を抑圧して、抑圧後信号を取得するフィルター処理部と
を有することを特徴とする音声処理装置。
【請求項２】
前記フィルター処理部は、フロアリング処理を行ったコヒーレンスフィルター係数を、前記入力信号に乗算することで、前記抑圧後信号を取得することを特徴とする請求項１に記載の音声処理装置。
【請求項３】
前記特徴量は、前記正面抑圧信号と前記コヒーレンスの相関係数であり、
前記フロアリング閾値算出部は、予め定めた所定値と、前記特徴量とを用いて、所定の演算処理により、前記フロアリング閾値を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の音声処理装置。
【請求項４】
前記所定値は、正の定数であり、前記演算処理は、加算処理であることを特徴とする請求項３に記載の音声処理装置。
【請求項５】
コンピュータを、
複数のマイクから得られた入力信号を時間領域から周波数領域に変換された周波数領域入力信号を取得し、取得した前記マイクごとの周波数領域入力信号の差に基づいて、正面に死角を有する正面抑圧信号を生成する正面抑圧信号生成部と、
前記複数のマイクから得られた入力信号からコヒーレンス、及びコヒーレンスフィルター係数を計算するコヒーレンス計算部と、
前記正面抑圧信号と、前記コヒーレンスとの関係性を表す特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記特徴量を用いて、フロアリング閾値を算出するフロアリング閾値算出部と、
前記コヒーレンスフィルター係数に対し、前記フロアリング閾値算出部を用いて算出されたフロアリング閾値を適用して、フロアリング処理を行った上で、前記入力信号に含まれる妨害音声を抑圧して、抑圧後信号を取得するフィルター処理部と
して機能させることを特徴とする音声処理プログラム。
【請求項６】
複数のマイクから得られた入力信号から妨害音声を抑圧する音声処理方法において、
正面抑圧信号生成部、コヒーレンス計算部、特徴量算出部、フロアリング閾値算出部、及びフィルター処理部を備え、
前記正面抑圧信号生成部は、複数のマイクから得られた入力信号を時間領域から周波数領域に変換された周波数領域入力信号を取得し、取得した前記マイクごとの周波数領域入力信号の差に基づいて、正面に死角を有する正面抑圧信号を生成し、
前記コヒーレンス計算部は、前記複数のマイクから得られた入力信号からコヒーレンス、及びコヒーレンスフィルター係数を計算し、
前記特徴量算出部は、前記正面抑圧信号と、前記コヒーレンスとの関係性を表す特徴量を算出し、
フロアリング閾値算出部は、前記特徴量を用いて、フロアリング閾値を算出し、
前記フィルター処理部は、前記コヒーレンスフィルター係数に対し、前記フロアリング閾値算出部を用いて算出されたフロアリング閾値を適用して、フロアリング処理を行った上で、前記入力信号に含まれる妨害音声を抑圧して、抑圧後信号を取得する
ことを特徴とする音声処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音声処理装置、プログラム及び方法に関し、例えば、電話やテレビ会議などにおける音声処理や、音声認識処理に際して、目的音以外の非目的音（例えば、妨害音声）の抑制処理に適用し得る。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンやカーナビゲーションなどの音声通話機能や音声認識機能などの様々な音声処理機能に対応する装置（以下、これらの装置を総称して「音声処理装置」と呼ぶものとする）が普及している。しかし、これらの音声処理装置が普及したことで、混雑した街中や走行中の車内など、以前よりも過酷な雑音環境下で音声処理装置が用いられるようになってきている。そのため、雑音環境下でも通話音質や音声認識性能を維持できるような、音声処理装置の需要が高まっている。
【０００３】
従来の音声処理装置において、目的音を抽出して取得する際には、目的音以外の非目的音を抑制する処理が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２６９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、通常非目的音に含まれる成分としては、例えば、背景雑音（例えば、街中での雑踏や、自動車の走行雑音など）と、妨害音声（例えば、当該音声処理装置の使用者以外の人の話し声）に大別できる。従来、背景雑音は周波数特性やパワーが定常であることを前提に、様々な有効な抑圧方法が提案されている。一方で、妨害音声は信号パワーや周波数特性が非定常であるうえに、目的音声（音声処理機能使用者の声）と同様に人間の声である。したがって、従来の音声処理装置において、妨害音声を検出しようとする場合、背景雑音のように目的音声との挙動の差異に基づいて存在の有無を判定することが困難である。このため、従来の音声処理装置で、妨害音声を抑制しようとすると、妨害音声の有無によらず、過度に抑圧処理を施して音質の歪が顕著になったり、抑圧不足で妨害音声の残留成分によって通話音質や音声認識性能が所定の水準に達しない、といった問題が生じる。
【０００６】
ここで、従来の音声処理装置は、上記の問題（過度な抑圧処理等）に鑑みて、「入力信号に基づいて算出した抑圧係数を所定の閾値と比較し、抑圧係数が閾値より小さい場合には、その抑圧係数を用いずに閾値を抑圧係数にする」というフロアリング処理を用いることがある（特許文献１参照）。
【０００７】
ただし、フロアリング処理用の閾値（以下、フロアリング閾値と呼ぶ）は大き過ぎると抑圧性能が不足し、小さ過ぎると目的音声の歪みが増す（つまり、音質に影響を及ぼす）。
【０００８】
そのため、音質に影響を及ぼすことなく、過不足なく妨害音声を抑圧できるようなフロアリング処理を実行できる音声処理装置、プログラム及び方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の本発明の音声処理装置は、（１）複数のマイクから得られた入力信号を時間領域から周波数領域に変換された周波数領域入力信号を取得し、取得した前記マイクごとの周波数領域入力信号の差に基づいて、正面に死角を有する正面抑圧信号を生成する正面抑圧信号生成部と、（２）前記複数のマイクから得られた入力信号からコヒーレンス、及びコヒーレンスフィルター係数を計算するコヒーレンス計算部と、（３）前記正面抑圧信号と、前記コヒーレンスとの関係性を表す特徴量を算出する特徴量算出部と、（４）前記特徴量を用いて、フロアリング閾値を算出するフロアリング閾値算出部と、（５）前記コヒーレンスフィルター係数に対し、前記フロアリング閾値算出部を用いて算出されたフロアリング閾値を適用して、フロアリング処理を行った上で、前記入力信号に含まれる妨害音声を抑圧して、抑圧後信号を取得するフィルター処理部とを有することを特徴とする。
【００１０】
第２の本発明の音声処理プログラムは、コンピュータを、（１）複数のマイクから得られた入力信号を時間領域から周波数領域に変換された周波数領域入力信号を取得し、取得した前記マイクごとの周波数領域入力信号の差に基づいて、正面に死角を有する正面抑圧信号を生成する正面抑圧信号生成部と、（２）前記複数のマイクから得られた入力信号からコヒーレンス、及びコヒーレンスフィルター係数を計算するコヒーレンス計算部と、（３）前記正面抑圧信号と、前記コヒーレンスとの関係性を表す特徴量を算出する特徴量算出部と、（４）前記特徴量を用いて、フロアリング閾値を算出するフロアリング閾値算出部と、（５）前記コヒーレンスフィルター係数に対し、前記フロアリング閾値算出部を用いて算出されたフロアリング閾値を適用して、フロアリング処理を行った上で、前記入力信号に含まれる妨害音声を抑圧して、抑圧後信号を取得するフィルター処理部として機能させることを特徴とする。
【００１１】
第３の本発明は、複数のマイクから得られた入力信号から妨害音声を抑圧する音声処理方法において、正面抑圧信号生成部、コヒーレンス計算部、特徴量算出部、フロアリング閾値算出部、及びフィルター処理部を備え、（１）前記正面抑圧信号生成部は、複数のマイクから得られた入力信号を時間領域から周波数領域に変換された周波数領域入力信号を取得し、取得した前記マイクごとの周波数領域入力信号の差に基づいて、正面に死角を有する正面抑圧信号を生成し、（２）前記コヒーレンス計算部は、前記複数のマイクから得られた入力信号からコヒーレンス、及びコヒーレンスフィルター係数を計算し、（３）前記特徴量算出部は、前記正面抑圧信号と、前記コヒーレンスとの関係性を表す特徴量を算出し、（４）フロアリング閾値算出部は、前記特徴量を用いて、フロアリング閾値を算出し、（５）前記フィルター処理部は、前記コヒーレンスフィルター係数に対し、前記フロアリング閾値算出部を用いて算出されたフロアリング閾値を適用して、フロアリング処理を行った上で、前記入力信号に含まれる妨害音声を抑圧して、抑圧後信号を取得することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、音質に影響を及ぼすことなく、過不足なく妨害音声を抑圧できるようなフロアリング処理を実行できる音声処理装置、プログラム及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る音声処理装置の機能的構成について示したブロック図である。
【図２】実施形態に係るマイクの配置例について示した説明図である。
【図３】実施形態に係る音声処理装置で適用される指向性信号の特性について示した図（その１）である。
【図４】実施形態に係る音声処理装置で適用される指向性信号の特性について示した図（その２）である。
【図５】実施形態に係る音声処理装置の動作の例について示したフローチャート（その１）である。
【図６】実施形態に係る音声処理装置の動作の例について示したフローチャート（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による音声処理装置、プログラム及び方法の一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００１５】
（Ａ−１）実施形態の構成
図１は、この実施形態の音声処理装置１の全体構成を示すブロック図である。
【００１６】
音声処理装置１は、一対のマイクｍ＿１、ｍ＿２のそれぞれから、図示しないＡＤ変換器を介して入力信号ｓ１（ｎ）、ｓ２（ｎ）を取得する。なお、ｎはサンプルの入力順を表すインデックスであり、正の整数で表現される。本文中では、ｎが小さいほど古い入力サンプルであり、大きいほど新しい入力サンプルであるものとする。
【００１７】
音声処理装置１は、マイクｍ＿１、ｍ＿２で捕捉される入力信号に含まれる非目的音（例えば、妨害音声）を抑圧する処理を行うものである。音声処理装置１が出力する音声信号の出力形式については限定されないものであり、任意の形式のディジタル音声データとして出力するようにしてもよいし、アナログ音声信号として出力するようにしてもよい。この実施形態では、音声処理装置１は、例えば、ＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ−ｃｏｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）形式等のディジタル音声データをフレーム単位で出力するものとして説明する。音声処理装置１は、例えば、テレビ会議システムや携帯電話端末などの通信装置や音声認識機能で用いられる音声信号の前処理（例えば、妨害音声の抑制処理等）に利用される。
【００１８】
図２は、マイクｍ＿１、ｍ＿２の配置の例について示した説明図である。
【００１９】
図２に示すように、この実施形態では、マイクｍ＿１、ｍ＿２は、２つのマイクｍ＿１、ｍ＿２を含む面が目的音の到来する方向（目的音の音源の方向）に対して垂直となるように配置されているものとする。また、以下では、図２に示すように、２つのマイクｍ＿１、ｍ＿２の間の位置から見て、目的音の到来方向を前方向又は正面方向と呼ぶものとする。また、以下では、図２に示すように、右方向、左方向、後方向と呼ぶ場合は、２つのマイクｍ＿１、ｍ＿２の間の位置から目的音の到来方向を見た場合の各方向を示すものとして説明する。なお、この実施形態では、目的音がマイクｍ＿１、ｍ＿２の正面方向から到来し、妨害音声を含む非目的音が左右方向（横方向）から到来するものとして説明する。
【００２０】
音声処理装置１は、ＦＦＴ部１０、正面抑圧信号生成部２０、コヒーレンス計算部３０、相関計算部４０、コヒーレンスフィルター処理部５０、及びＩＦＦＴ部６０を有している。
【００２１】
音声処理装置１は、プロセッサやメモリ等を有するコンピュータにプログラム（実施形態に係る音声処理プログラムを含むプログラム）をインストールして実現するようにしてもよいが、この場合でも、音声処理装置１は機能的には図１を用いて示すことができる。なお、音声処理装置１については一部又は全部をハードウェア的に実現するようにしてもよい。
【００２２】
ＦＦＴ部１０は、マイクｍ１及びマイクｍ２から入力信号系列ｓ１及びｓ２を受け取り、その入力信号ｓ１及びｓ２に高速フーリエ変換（あるいは離散フーリエ変換）を行うものである。これにより、入力信号ｓ１及びｓ２が周波数領域で表現されることになる。なお、ＦＦＴ部１０は、高速フーリエ変換を実施するにあたり、入力信号ｓ１（ｎ）及びｓ２（ｎ）から所定のＮ個（Ｎは任意の整数）のサンプルから成る、分析フレームＦＲＡＭＥ１（Ｋ）及びＦＲＡＭＥ２（Ｋ）を構成するものとする。入力信号ｓ１からＦＲＡＭＥ１を構成する例を以下の（１）式に示す。なお、以下の（１）式において、Ｋはフレームの順番を表すインデックスであり、正の整数で表現される。以下では、Ｋの値が小さいほど古い分析フレームであり、Ｋの値が大きいほど新しい分析フレームであるものとする。また、以降の動作説明において、特に但し書きが無い限りは、分析対象となる最新の分析フレームを表すインデックスはＫであるとする。
ＦＲＡＭＥ１（１）＝｛ｓ１（１）、ｓ１（２）・・、ｓ１（i）、・・ｓ１（ｎ）｝
ＦＲＡＭＥ１（Ｋ）＝｛ｓ１（Ｎ×Ｋ＋１）、ｓ１（Ｎ×Ｋ＋２）・・、ｓ１（Ｎ×Ｋ＋ｉ）、・・ｓ１（Ｎ×Ｋ＋Ｎ）｝  …（１）
【００２３】
ＦＦＴ部１０は、分析フレームごとに高速フーリエ変換処理を施すことで、入力信号ｓ１から構成した分析フレームＦＲＡＭＥ１（Ｋ）にフーリエ変換して得た周波数領域信号Ｘ１（ｆ，Ｋ）と、入力信号ｓ２から構成した分析フレームＦＲＡＭＥ２（Ｋ）をフーリエ変換して得た周波数領域信号Ｘ２（ｆ，Ｋ）とを取得する。なおｆは周波数を表すインデックスである。また（ｆ，Ｋ）は単一の値ではなく、以下の（２）式のように、複数の周波数ｆ１〜ｆｍのｍ個（ｍは任意の整数）の成分（スペクトル成分）から構成されるものであるものとする。
【００２４】
ＦＦＴ部１０は、周波数領域信号Ｘ１（ｆ，Ｋ）、Ｘ２（ｆ，Ｋ）を、正面抑圧信号生成部２０及びコヒーレンス計算部３０に供給する。
【００２５】
なお、Ｘ１（ｆ，Ｋ）は複素数であり、実部と虚部で構成される。これは、Ｘ２（ｆ，Ｋ）及び、後述する正面抑圧信号生成部２０で説明する「Ｎ（ｆ，Ｋ）」についても同様である。
Ｘ１（ｆ，Ｋ）＝｛Ｘ１（ｆ１，Ｋ）、Ｘ１（ｆ２，Ｋ）、・・Ｘ１（ｆｉ，Ｋ）・・、Ｘ１（ｆｍ，Ｋ）｝  …（２）
【００２６】
次に、正面抑圧信号生成部２０について説明する。
【００２７】
正面抑圧信号生成部２０は、ＦＦＴ部１０から供給された信号について、周波数成分ごとに正面方向の信号成分を抑圧する処理を行う。言い換えると、正面抑圧信号生成部２０は、正面方向の成分を抑圧する指向性フィルターとして機能する。
【００２８】
例えば、正面抑圧信号生成部２０は、図３に示すように、正面方向に死角を有する８の字型の双指向性のフィルターを用いて、ＦＦＴ部１０から供給された信号から正面方向の成分を抑圧する指向性フィルターを形成する。
【００２９】
具体的には、正面抑圧信号生成部２０は、ＦＦＴ部１０から供給された信号「Ｘ１（ｆ，Ｋ）」、「Ｘ２（ｆ，Ｋ）」に基づいて以下の（３）式のような計算を行って、周波数成分ごとの正面抑圧信号Ｎ（ｆ，Ｋ）を生成する。以下の（３）式の計算は、上述の図３のような、正面方向に死角を有する８の字型の双指向性のフィルターを形成する処理に相当する。
Ｎ（ｆ，Ｋ）＝Ｘ１（ｆ，Ｋ）−Ｘ２（ｆ，Ｋ）  …（３）
【００３０】
そして、正面抑圧信号生成部２０は、以下の（４）式を用いて、全周波数にわたってＮ（ｆ，Ｋ）を平均した、平均正面抑圧信号ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ）を算出する。
【数１】
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【００３１】
次に、コヒーレンス計算部３０の処理について説明する。
【００３２】
コヒーレンス計算部３０は、周波数領域信号Ｘ１（ｆ，Ｋ）、Ｘ２（ｆ，Ｋ）について、左方向（第１の方向）に強い指向性（例えば、図４（ａ）に示すような単一指向性）のフィルターで処理された信号（以下、「指向性信号Ｂ１（ｆ）」と呼ぶ）と、右方向（第２の方向）に強い指向性（例えば、図４（ｂ）に示すような単一指向性）のフィルターで処理された信号（以下、「指向性信号Ｂ２（ｆ）」と呼ぶ）とに基づくコヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）、及びコヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）を取得する。
【００３３】
ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）は、インデックスが任意のインデックス値Ｋのフレーム（分析フレームＦＲＡＭＥ１（Ｋ）及びＦＲＡＭＥ２（Ｋ））を構成する任意の周波数ｆ（周波数ｆ１〜ｆｍのいずれかの周波数）の成分におけるコヒーレンス（すなわち、指向性信号Ｂ１（ｆ）と、指向性信号Ｂ２（ｆ）とのコヒーレンス）を表しているものとする。
【００３４】
なお、ＣＯＨ（Ｋ）、及びｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）を求める際に、指向性信号Ｂ１（ｆ）及び指向性信号Ｂ２（ｆ）に係る指向性の方向は正面方向以外の任意の方向（ただし、Ｂ１（ｆ）とＢ２（ｆ）とで異なる方向とする必要がある）とするようにしてもよい。
【００３５】
コヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）を算出する具体的な算出処理（例えば、計算式）については限定されないものであるが、例えば、特開２０１３−１８２０４４号公報（以下、「参考文献１」と呼ぶ）と同様の処理（例えば、参考文献１に記載された（３）式〜（７）式の計算処理）を適用することができるため、詳細については省略する。また、コヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）についても、例えば、参考文献１に記載された（３）式〜（６）式の計算処理を適用することができるため、詳細については省略する。
【００３６】
以上のように、コヒーレンス計算部３０は、算出したコヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）を相関計算部４０に、コヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）をコヒーレンスフィルター処理部５０に供給する。
【００３７】
相関計算部４０は、正面以外に指向性を有する正面抑圧信号Ｎ（ｆ，Ｋ）（平均正面抑圧信号ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ））と、コヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）を用いて、非目的音の有無を判定できる相関係数ｃｏｒ（Ｋ）を算出する。
【００３８】
ここでは、目的音がマイクｍ＿１、ｍ＿２の正面方向から到来し、妨害音声を含む非目的音が左右方向（横方向）から到来するものとして説明する。例えば、マイクｍ＿１、ｍ＿２を電話端末（例えば、携帯電話端末等）の受話器のマイク部分に適用した場合には、目的音としての話者（ユーザ）の音声はマイクｍ＿１、ｍ＿２の正面方向から到来し、当該電話端末の話者以外の音声は、左右方向（横方向）から到来することになる。
【００３９】
したがって、例えば、「妨害音声が存在せず」かつ「目的音が存在する」場合は、正面抑圧信号Ｎ（ｆ，Ｋ）の平均正面抑圧信号ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ）は、目的音成分の大きさに比例した値となる。図２に示すように、平均正面抑圧信号ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ）（正面抑圧信号Ｎ（ｆ，Ｋ））生成時の指向性特性には、「妨害音声が存在せず」かつ「目的音が存在する」場合でも、正面方向から到来する信号成分も含まれることになるためである。ただし、図２に示すように、平均正面抑圧信号ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ）（正面抑圧信号Ｎ（ｆ，Ｋ））生成時の指向性特性には、正面方向から到来する信号成分も含まれるが、横方向のゲインと比較すると非常に小さい。また、「妨害音声が存在せず」かつ「目的音が存在する」場合の正面抑圧信号Ｎ（ｆ，Ｋ）のゲインは、妨害音声が存在する場合よりも小さくなる。
【００４０】
また、コヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）は、簡単に述べれば、第１の方向（右方向）から到来する信号と第２の方向（左方向）から到来する信号の相関（特徴量）と言える。従って、コヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）が小さい場合とは、２つの指向性信号Ｂ１（ｆ）、Ｂ２（ｆ）の相関が小さい場合であり、反対にコヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）が大きい場合とは相関が大きい場合と言い換えることができる。そして、相関が小さい場合は、目的音の到来方向が右又は左のどちらかに大きく偏った場合か、偏りがなくても雑音のような明確な規則性の少ない信号の場合である。また、例えば、マイクｍ＿１、ｍ＿２を電話端末（例えば、携帯電話端末等）の受話器のマイク部分に適用した場合には、話者の音声（目的音声）は正面から到来し、妨害音声は正面以外から到来する傾向が強い。以上のようにコヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）は、入力信号の到来方向と深い関係を持つ特徴量となる。したがって、「妨害音声が存在せず」かつ「目的音が存在する」場合には、コヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）の値は大きくなる傾向となり、「妨害音声が存在する」場合には、コヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）の値は小さくなる傾向となる。
【００４１】
以上の各値の挙動を妨害音声の有無に着目して整理すると以下のような条件で、妨害音声の有無を判断することができる。以下では、「妨害音声が存在せず」かつ「目的音が存在する」という条件（以下、「第１の条件」と呼ぶ）と、「妨害音声が存在する」という条件（以下、「第２の条件」と呼ぶ）に場合分けして、妨害音声の有無の判定方法について説明する。
【００４２】
第１の条件の場合（「妨害音声が存在せず」かつ「目的音が存在する」場合）には、コヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）が比較的大きな値となり、平均正面抑圧信号ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ）は、目的音成分の大きさに比例した値となる。
【００４３】
一方、第２の条件の場合（「妨害音声が存在する」場合）には、コヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）の値は小さい値となり、平均正面抑圧信号ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ）は大きな値となる傾向にある。
【００４４】
したがって、平均正面抑圧信号ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ）とコヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）の相関係数ｃｏｒ（Ｋ）を導入すると、相関係数ｃｏｒ（Ｋ）と妨害音声の有無との関係は以下のような関係となる。
【００４５】
妨害音声が存在しない場合は、相関係数ｃｏｒ（Ｋ）は正の値（相関性が高いことを示す所定値以上の値）となる傾向となる。一方、妨害音声が存在する場合には、相関係数ｃｏｒ（Ｋ）は負の値（相関性が低いことを示す所定値未満の値）となる傾向となる。
【００４６】
すなわち、平均正面抑圧信号ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ）とコヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）との相関係数ｃｏｒ（Ｋ）を導入することにより、例えば、相関係数ｃｏｒ（Ｋ）の正負判断というシンプルな処理で、妨害音声の有無を判定することができる。
【００４７】
そこで、この実施形態の相関計算部４０は、まず、妨害音声の有無を判定するための相関係数ｃｏｒ（Ｋ）を求めるものとする。
【００４８】
相関計算部４０が、相関係数ｃｏｒ（Ｋ）を求める際の算出方法については限定されないものであるが、例えば、参考文献２（平岡  和幸、堀  玄著、「プログラミングのための確率統計」、オーム社、２００９／１０／２０発行）に記載された計算方法を適用することができる。相関計算部４０は、例えば、以下の（５）式を用いて、相関係数ｃｏｒ（Ｋ）を求めるようにしてもよい。
【００４９】
なお、以下の（５）式において、Ｃｏｖ［ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ），ＣＯＨ（Ｋ）］は、平均正面抑圧信号ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ）とコヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）の共分散を示している。また、以下の（５）式において、σＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ）は、平均正面抑圧信号ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ）の標準偏差を示している。さらに、以下の（５）式において、σＣＯＨ（Ｋ）は、コヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）の標準偏差を示している。以下の（５）式にて相関係数ｃｏｒ（Ｋ）を求める場合には、ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ）及びＣＯＨ（Ｋ）についてそれぞれ直近に処理した所定数i個のフレームの結果を用いて、標準偏差や共分散を求めるようにしてもよい。具体的には、以下の（５）式にて相関係数ｃｏｒ（Ｋ）を求める過程において、例えば、直近に処理したｉ個のフレーム（Ｋ−ｉ番目のフレーム、Ｋ−（ｉ−１）番目のフレーム、…、Ｋ−１番目のフレーム、Ｋ番目のフレームの）のそれぞれに係るＣＯＨ及びＡＶＥ＿Ｎを用いて、標準偏差（σＮ（ｆ，Ｋ）、及びσＣＯＨ（Ｋ））や共分散（Ｃｏｖ［ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ），ＣＯＨ（Ｋ）］）を求めるようにしてもよい。言い換えると、相関計算部４０は、相関係数ｃｏｒ（Ｋ）を求める過程において、直近に求めたｉ個のＡＶＥ＿Ｎ及びＣＯＨをサンプルとして用いて、以下の（５）式における標準偏差や共分散を求めるようにしてもよい。
【数２】
2017067990.tif 000004
【００５０】
次に、コヒーレンスフィルター処理部５０の処理について説明する。
【００５１】
図１に示すように、この実施形態のコヒーレンスフィルター処理部５０は、Ｘ１（ｆ，Ｋ）に対して妨害音声の成分を抑圧した音声信号を生成するものとして説明する。したがって、この実施形態では、妨害音声抑圧信号Ｏ（ｆ，Ｋ）は、Ｘ１（ｆ，Ｋ）に対して、妨害音声抑圧処理（フィルター処理）を行った信号となる。
【００５２】
なお、コヒーレンスフィルター処理部５０は、Ｘ１（ｆ，Ｋ）及びＸ２（ｆ，Ｋ）の両方について妨害音声の成分を抑圧する処理を行うようにしてもよい。また、コヒーレンスフィルター処理部５０は、Ｘ１（ｆ，Ｋ）とＸ２（ｆ，Ｋ）とを合成した信号（例えば、複数の信号の平均値）を取得して、取得した信号について妨害音声の成分を抑圧する処理を行うようにしてもよい。コヒーレンスフィルター処理部５０が雑音抑圧する具体的処理内容については後述する。
【００５３】
以上のように、コヒーレンスフィルター処理部５０は、各フレームの各周波数（周波数ｆ１〜ｆｍ）について、妨害音声抑圧信号Ｏ（ｆ，Ｋ）を求めて、ＩＦＦＴ部６０に供給する。
【００５４】
次に、ＩＦＦＴ部６０の処理について説明する。
【００５５】
ＩＦＦＴ部６０は、供給されたＯ（ｆ，Ｋ）を周波数領域から時間領域の信号に変換して、妨害音声抑圧信号ｏ（ｎ）を生成する処理を行う。ＩＦＦＴ部６０は、ＦＦＴ部１０で行った変換処理に対する逆変換処理を行う。この実施形態では、ＦＦＴ部１０はＦＦＴ（高速フーリエ変換）を行っているため、ＩＦＦＴ部６０は、ＩＦＦＴ（逆フーリエ変換）を行う。
【００５６】
次に、コヒーレンスフィルター処理部５０が行う妨害音声抑圧処理の詳細について説明する。
【００５７】
この実施形態のコヒーレンスフィルター処理部５０は、先述の相関係数ｃｏｒ（ｆ，Ｋ）に基づき、コヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）にフロアリング処理を行う。そして、コヒーレンスフィルター処理部５０は、フロアリング処理を施したコヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）を、入力信号Ｘ１（ｆ，Ｋ）に乗算することにより、妨害音声抑圧信号Ｏ（ｆ，Ｋ）を得る。
【００５８】
ところで、フロアリング処理で用いるフロアリング閾値Θ（Ｋ）は、妨害音声の影響が小さいほど大きい値で、妨害音声の影響が大きいほど小さい値であることが、妨害音抑圧の過不足を減らす観点からは望ましい。上述の通り、妨害音声の有無によって正負が変動する相関係数ｃｏｒ（ｆ，Ｋ）を、予め設定されているフロアリング閾値Θ（Ｋ）に加算することで、コヒーレンスフィルター処理部５０は、この制御を実現できる。相関計算部４０は、例えば、以下の（６）式を用いて、フロアリング閾値Θ（Ｋ）を求めるようにしてもよい。なお、以下の（６）式において、Ψ（Ｋ）は、予め定められた定数である。
Θ（Ｋ）＝Ψ（Ｋ）＋ｃｏｒ（Ｋ）    …（６）
【００５９】
コヒーレンスフィルター処理部５０は、生成したフロアリング閾値Θ（Ｋ）を用いて、コヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）にフロアリング処理を施す（詳細については、動作の項で述べる）。
【００６０】
そして、コヒーレンスフィルター処理部５０は、フロアリング処理が施されたコヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）を用いて、入力信号（この実施形態ではＸ１（ｆ，Ｋ））の妨害音声（妨害音成分）を抑圧して、妨害音声抑圧信号Ｏ（ｆ，Ｋ）を生成する。この実施形態の例では、コヒーレンスフィルター処理部５０は、以下の（７）式のように、周波数成分ごとに、入力信号Ｘ１（ｆ，Ｋ）にコヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）を乗じることで、妨害音声抑圧信号Ｏ（ｆ，Ｋ）を求めることができる。
妨害音声抑圧信号Ｏ（ｆ，Ｋ）＝  入力信号Ｘ１（ｆ，Ｋ）×コヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ））  …（７）
【００６１】
（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有するこの実施形態の音声処理装置１の動作を説明する。
【００６２】
まず、音声処理装置１の全体の動作について図１を用いて説明する。
【００６３】
マイクｍ＿１、ｍ＿２のそれぞれから図示しないＡＤ変換器を介して、１フレーム分（１つの処理単位分）の入力信号ｓ１（ｎ）及びｓ２（ｎ）がＦＦＴ部１０に供給されたものとする。そして、ＦＦＴ部１０は、１フレーム分の入力信号ｓ１（ｎ）及びｓ２（ｎ）に基づく分析フレームＦＲＡＭＥ１（Ｋ）、ＦＲＡＭＥ２（Ｋ）についてフーリエ変換し、周波数領域で示される信号Ｘ１（ｆ，Ｋ）、Ｘ２（ｆ，Ｋ）を取得する。そして、ＦＦＴ部１０で生成された信号Ｘ１（ｆ，Ｋ）、Ｘ２（ｆ，Ｋ）が、正面抑圧信号生成部２０及びコヒーレンス計算部３０に供給される。また、ＦＦＴ部１０で生成された信号Ｘ１（ｆ，Ｋ）がコヒーレンスフィルター処理部５０に供給される。
【００６４】
正面抑圧信号生成部２０は、供給されたＸ１（ｆ，Ｋ）、Ｘ２（ｆ，Ｋ）に基づいて、正面抑圧信号Ｎ（ｆ，Ｋ）を算出する。そして、正面抑圧信号生成部２０は、正面抑圧信号Ｎ（ｆ，Ｋ）に基づいて平均正面抑圧信号ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ）を算出し、相関計算部４０に供給する。
【００６５】
一方、コヒーレンス計算部３０は、供給されたＸ１（ｆ，Ｋ）、Ｘ２（ｆ，Ｋ）に基づいて、コヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）、及びコヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）を生成する。そして、コヒーレンス計算部３０は、生成したコヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）を相関計算部４０に、コヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）をコヒーレンスフィルター処理部５０に供給する。
【００６６】
相関計算部４０は、平均正面抑圧信号ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ）及びコヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）に基づいて、相関係数ｃｏｒ（Ｋ）を算出し、コヒーレンスフィルター処理部５０に供給する。
【００６７】
コヒーレンスフィルター処理部５０は、供給された相関係数ｃｏｒ（Ｋ）からフロアリング閾値Θ（Ｋ）を算出する。コヒーレンスフィルター処理部５０は、算出したフロアリング閾値Θ（Ｋ）を用いて、供給されたコヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）にフロアリング処理を施す。そして、コヒーレンスフィルター処理部５０は、フロアリング処理が施されたコヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）を用いて、入力信号Ｘ１（ｆ，Ｋ）の妨害音声（妨害音声成分）を抑圧して、妨害音声抑圧信号Ｏ（ｆ，Ｋ）を生成しＩＦＦＴ部６０に供給する。
【００６８】
ＩＦＦＴ部６０は、供給された妨害音声抑圧信号Ｏ（ｆ，Ｋ）に逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）の処理を行って時間領域の妨害音声抑圧信号ｏ（ｎ）に変換して出力する。
【００６９】
次に、コヒーレンスフィルター処理部５０の動作詳細について図５、図６のフローチャートを用いて説明する。
【００７０】
図５は、コヒーレンスフィルター処理部５０の処理について示したフローチャートである。図６は、図５のフローチャートの一部の処理（フロアリング処理）について示したフローチャートである。コヒーレンスフィルター処理部５０は、相関係数ｃｏｒ（Ｋ）、コヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）、及び入力信号Ｘ１（ｆ，Ｋ）が供給されるごとに、図５、図６のフローチャートの処理を行い、妨害音声抑圧信号Ｏ（ｆ，Ｋ）を出力するものとする。
【００７１】
まず、コヒーレンスフィルター処理部５０に、相関係数ｃｏｒ（Ｋ）、コヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）、及び入力信号Ｘ１（ｆ，Ｋ）が供給されたものとする（Ｓ１０１）。
【００７２】
次に、コヒーレンスフィルター処理部５０は、相関係数ｃｏｒ（Ｋ）に基づいてフロアリング閾値Θ（Ｋ）を算出する（Ｓ１０２）。具体的には、コヒーレンスフィルター処理部５０は、上記の（６）式を用いてフロアリング閾値Θ（Ｋ）を求めることができる。
【００７３】
次に、コヒーレンスフィルター処理部５０は、算出したフロアリング閾値Θ（Ｋ）を用いて、コヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）に対してフロアリング処理を行う（Ｓ１０３）。
【００７４】
次に、コヒーレンスフィルター処理部５０は、フロアリング処理が施されたコヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）を用いて、入力信号Ｘ１（ｆ，Ｋ）の妨害音成分を抑圧する処理（フィルター処理）を行って、妨害音声抑圧信号Ｏ（ｆ，Ｋ）を生成する（Ｓ１０４）。具体的には、コヒーレンスフィルター処理部５０は、は、上記の（７）式のように、周波数成分ごとに、入力信号Ｘ１（ｆ，Ｋ）にフロアリング処理が施されたコヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）を乗じる（乗算する）ことで、妨害音声抑圧信号Ｏ（ｆ，Ｋ）を求める。
【００７５】
次に、コヒーレンスフィルター処理部５０は、求めた妨害音声抑圧信号Ｏ（ｆ，Ｋ）を出力（ＩＦＦＴ部６０に送信）する（Ｓ１０５）。
【００７６】
次に、コヒーレンスフィルター処理部５０が上述のステップＳ１０３で行うフロアリング処理の具体例について図６のフローチャートを用いて説明する。
【００７７】
コヒーレンスフィルター処理部５０は、フロアリング処理を開始すると、コヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）、及びフロアリング閾値Θ（Ｋ）の値を確認し（Ｓ２０１）、両値の大小を比較する。
【００７８】
コヒーレンスフィルター処理部５０は、コヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）がフロアリング閾値Θ（Ｋ）より小さい場合には、コヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）の値をフロアリング閾値Θ（Ｋ）とする処理を行う（Ｓ２０２）。
【００７９】
一方、コヒーレンスフィルター処理部５０は、コヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）がフロアリング閾値Θ（Ｋ）以上の場合には、コヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）の値はそのまま（特に何も処理しない）とする（Ｓ２０３）。
【００８０】
（Ａ−３）実施形態の効果
こ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。
【００８１】
この実施形態の音声処理装置１では、妨害音声が存在する場合には平均正面抑圧信号ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ）と、コヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）との相関係数ｃｏｒ（Ｋ）が負で、妨害音声が存在しない場合には正となる特徴的な挙動に基づいてコヒーレンスフィルター係数ｃｏｅｆ（ｆ，Ｋ）にフロアリング処理を施すことで、妨害音声抑圧の精度を高めることができる。これにより、この実施形態の音声処理装置１では、入力信号に対して、音質に影響を及ぼすことなく、過不足なく妨害音声を抑圧できる。すなわち、音声処理装置１の音声処理（例えば、テレビ会議システムや携帯電話などの通信装置や音声認識機能の前処理）では、性能向上（例えば、妨害音声等の非目的音の抑制性能の向上）が期待できる。
【００８２】
（Ｂ）他の実施形態
本発明は、上記の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。
【００８３】
（Ｂ−１）上記の実施形態の音声処理装置１は、相関係数ｃｏｒ（Ｋ）を加算することによりフロアリング閾値Θ（Ｋ）を求めていたが（例えば、(６)式）、これに限らず、妨害音声の寄与の大小に応じて所望のフロアリング特性が得られるのなら任意の演算を施しても良い。
【００８４】
（Ｂ−２）上記の実施形態の音声処理装置１は、フレーム単位でフロアリング閾値Θ（Ｋ）を求めていたが、これに限らず、例えば、周波数ビン毎にフロアリング閾値Θ（Ｋ）を求めても良い。この場合には、音声処理装置１は、フロアリング閾値Θ（Ｋ）の基となる相関係数ｃｏｒ（Ｋ）についても周波数ビン毎に算出すれば良い。
【００８５】
（Ｂ−３）上記の実施形態の音声処理装置１は、２つのマイクから供給される入力信号に基づいた処理を行う例について説明したが、音声処理装置１では３つ以上のマイクから供給される入力信号に基づいて判定処理を行うようにしてもよい。例えば、音声処理装置１において、３つ以上のマイクから供給される入力信号に基づき、正面方向に死角を有する正面抑圧信号Ｎ（ｆ，Ｋ）や、正面以外の所定の方向に指向性を有する指向性信号Ｂ１（ｆ）、Ｂ２（ｆ）を取得して上記の実施形態と同様の処理を行うようにしてもよい。すなわち、音声処理装置１において、正面抑圧信号Ｎ（ｆ，Ｋ）や、指向性信号Ｂ１（ｆ）、Ｂ２（ｆ）を取得するためのマイクの構成等は限定されないものである。
【００８６】
（Ｂ−４）上記の実施形態のコヒーレンスフィルター処理部５０では、平均正面抑圧信号ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ）とコヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）との関係性を表す特徴量として、平均正面抑圧信号ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ）とコヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）との相関係数ｃｏｒ（Ｋ）を適用しているが、他の種類の値を特徴量として適用するようにしてもよい。例えば、コヒーレンスフィルター処理部５０では、平均正面抑圧信号ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ）とコヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）との関係性を表す特徴量として、平均正面抑圧信号ＡＶＥ＿Ｎ（Ｋ）とコヒーレンスＣＯＨ（Ｋ）との共分散を適用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１…音声処理装置、１０…ＦＦＴ部、２０…正面抑圧信号生成部、３０…コヒーレンス計算部、４０…相関計算部、５０…コヒーレンスフィルター処理部、６０…ＩＦＦＴ部、ｍ＿１、ｍ＿２…マイク。
【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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