(57)【要約】【課題】利用者の音声の到来方向や雑音の種類によらずマイクで収音した音声信号に含まれる雑音を除去する。【解決手段】雑音除去装置は、信号抽出部と、グループ化部と、到来方向特定部と、信号除去部と、を備える。信号抽出部は、複数のマイクから入力された複数の音声信号を用いて到来方向毎の音声信号を抽出する。グループ化部は、抽出した音声信号同士の類似度に基づいて音声信号に含まれる音の音源毎に到来方向をグループ化する。到来方向特定部は、到来方向のグループ毎に音源毎の音の連続到来方向の範囲を算出し、連続到来方向の範囲が所定の範囲よりも狭い音源の音の到来方向を目的音の到来方向に特定する。信号除去部は、信号抽出部で抽出した到来方向毎の音声信号のうち、目的音の到来方向以外の到来方向の音声信号を除去する。【選択図】図１
2017097101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマイクから入力された複数の音声信号を用いて到来方向毎の音声信号を抽出する信号抽出部と、
抽出した前記音声信号同士の類似度に基づいて前記音声信号に含まれる音の音源毎に到来方向をグループ化するグループ化部と、
前記到来方向のグループ毎に前記音源の音の連続到来方向の範囲を算出し、前記連続到来方向の範囲が所定の範囲よりも狭い前記音源の音の到来方向を目的音の到来方向に特定する到来方向特定部と、
前記信号抽出部で抽出した前記到来方向毎の音声信号のうち、前記目的音の到来方向以外の到来方向の音声信号を除去する信号除去部と、
を備えることを特徴とする雑音除去装置。
【請求項２】
前記到来方向特定部は、前記連続到来方向の範囲が所定の範囲よりも狭い前記音源の音の到来方向うち、前記連続到来方向の範囲が最も狭い前記音源の音の到来方向を前記目的音の到来方向に特定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の雑音除去装置。
【請求項３】
前記到来方向特定部は、第１のグループの音の到来方向の両側となる到来方向に第２のグループの音の到来方向がある場合、前記第２のグループに含まれる前記到来方向における両端の到来方向の差分を前記連続到来方向の範囲とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の雑音除去装置。
【請求項４】
前記信号除去部は、前記目的音の到来方向を含む第１のグループの音の到来方向の両側となる到来方向に第２のグループの音の到来方向がある場合、前記第１のグループに含まれる前記到来方向の音声信号から
前記第２のグループに含まれる前記到来方向の音声信号を減算する、
ことを特徴とする請求項１に記載の雑音除去装置。
【請求項５】
前記信号抽出部は、第１のマイクから第２のマイクまでの距離と、前記到来方向とを用いて算出される前記第１のマイクから入力された第１の音声信号と前記第２のマイクから入力された第２の音声信号との経路差に基づいて、前記第１の音声信号及び前記第２の音声信号のいずれか一方を補正し、補正した一方の音声信号と、補正していない他方の音声信号とを用いて前記到来方向の音声信号を抽出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の雑音除去装置。
【請求項６】
前記複数のマイクは、所定の設置面に収音面が略同一となる向きで設置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の雑音除去装置。
【請求項７】
複数のマイクから入力された複数の音声信号を用いて到来方向毎の音声信号を抽出し、
抽出した前記音声信号同士の類似度に基づいて前記音声信号に含まれる音の音源毎に到来方向をグループ化し、
前記到来方向のグループ毎に前記音源の音の連続到来方向の範囲を算出して前記連続到来方向の範囲が所定の範囲よりも狭い前記音源の音の到来方向を目的音の到来方向に特定し、
抽出した前記到来方向毎の音声信号のうち、前記目的音の到来方向以外の到来方向の音声信号を除去する、
処理をコンピュータに実行させるための雑音除去プログラム。
【請求項８】
コンピュータが、
複数のマイクから入力された複数の音声信号を用いて到来方向毎の音声信号を抽出し、
抽出した前記音声信号同士の類似度に基づいて前記音声信号に含まれる音の音源毎に到来方向をグループ化し、
前記到来方向のグループ毎に前記音源の音の連続到来方向の範囲を算出して前記連続到来方向の範囲が所定の範囲よりも狭い前記音源の音の到来方向を目的音の到来方向に特定し、
抽出した前記到来方向毎の音声信号のうち、前記目的音の到来方向以外の到来方向の音声信号を除去する、
処理を実行することを特徴とする雑音除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雑音除去装置、雑音除去プログラム、及び雑音除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通話や音声認識を行う装置では、利用者等の所望の音源からの音声を聞き取りやすくするため、或いは雑音による誤認識を低減するために、マイクで収音した音声信号に含まれる雑音を抑圧又は除去している。音声信号に含まれる雑音を抑圧又は除去する技術として、複数のマイクで収音した複数の音声信号を用いて特定方向とは異なる方向から到来する音声を抑圧又は除去することにより、特定方向から到来する音声を強調する技術が知られている。例えば、携帯電話端末においては、通話時に利用者側に向ける面（正面側）とその裏面側（背面側）のそれぞれにマイクを配置し、正面側のマイクで収音した音声信号から背面側のマイクで収音した音声信号成分を除去又は抑圧している。
【０００３】
また、雑音を抑圧する技術として、複数のマイクで収音した音声信号を周波数領域の信号に変換して周波数領域の信号間の位相差に基づいて特定方向を推定し、特定方向とは異なる方向からの音を減衰させる技術が知られている。更に、周波数帯域毎に位相差が所定の範囲内に含まれている率を求め、その率が低い周波数帯域については音声信号を減衰させない位相差の範囲を所定の範囲よりも拡張することで、特定方向からの音声信号の減衰を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１３５４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電話会議システム等では音声入力装置のマイクと利用者との位置関係が一意ではなく、マイク設置面の正面方向とは異なる方向に利用者が存在する場合がある。この場合、利用者の音声の到来方向はマイク設置面の正面方向とは異なる方向であり、かつ、到来方向が随時変化することもある。このように利用者が発した音声の到来方向が一意ではない場合、上記の携帯電話端末のような方法で雑音を除去又は抑圧することは難しい。
【０００６】
また、周波数帯域毎に音声信号を減衰させない位相差の範囲を設定している場合、雑音に利用者とは異なる人の音声が含まれていると当該人の音声を減衰させることが難しい。
【０００７】
１つの側面において、本発明は、利用者の音声の到来方向や雑音の種類によらずマイクで収音した音声信号に含まれる雑音を除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの態様の雑音除去装置は、信号抽出部と、グループ化部と、到来方向特定部と、信号除去部と、を備える。信号抽出部は、複数のマイクから入力された複数の音声信号を用いて到来方向毎の音声信号を抽出する。グループ化部は、抽出した音声信号同士の類似度に基づいて音声信号に含まれる音の音源毎に到来方向をグループ化する。到来方向特定部は、到来方向のグループ毎に音源毎の音の連続到来方向の範囲を算出し、連続到来方向の範囲が所定の範囲よりも狭い音源の音の到来方向を目的音の到来方向に特定する。信号除去部は、信号抽出部で抽出した到来方向毎の音声信号のうち、目的音の到来方向以外の到来方向の音声信号を除去する。
【発明の効果】
【０００９】
上述の態様によれば、利用者の音声の到来方向や雑音の種類によらずマイクで収音した音声信号に含まれる雑音を除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る雑音除去装置の機能的構成を示す図である。
【図２Ａ】第１の実施形態に係る雑音除去処理を説明するフローチャート（その１）である。
【図２Ｂ】第１の実施形態に係る雑音除去処理を説明するフローチャート（その２）である。
【図３Ａ】位相信号配列作成処理の内容を説明するフローチャート（その１）である。
【図３Ｂ】位相信号配列作成処理の内容を説明するフローチャート（その２）である。
【図４】マイクの配置とマイクが収音する音の種類とを説明する図である。
【図５】位相方向の定義、並びにマイクから音源までの距離と音源の広がりとの関係を説明する図である。
【図６】位相と経路差との関係を示す図である。
【図７】位相信号の抽出方法を説明する図である。
【図８】配列Ｇの構成を示す図である。
【図９Ａ】音源番号付与処理の内容を説明するフローチャート（その１）である。
【図９Ｂ】音源番号付与処理の内容を説明するフローチャート（その２）である。
【図１０】音源の分布の例を示す図である。
【図１１Ａ】音源番号を付与する過程を説明する図（その１）である。
【図１１Ｂ】音源番号を付与する過程を説明する図（その２）である。
【図１１Ｃ】音源番号を付与する過程を説明する図（その３）である。
【図１２】連続到来方向数が最小となる音源の位相方向の位相信号から雑音成分を除去する方法を説明する図である。
【図１３Ａ】第２の実施形態に係る雑音除去処理を説明するフローチャート（その１）である。
【図１３Ｂ】第２の実施形態に係る雑音除去処理を説明するフローチャート（その２）である。
【図１４】コンピュータのハードウェア構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る雑音除去装置の機能的構成を示す図である。
【００１２】
図１に示すように、雑音除去装置１は、２個のマイク１０１，１０２と、信号受信部１０３と、位相信号配列作成部１０４と、音源番号付与部１０５と、到来方向特定部１０６と、雑音信号除去部１０７と、信号送信部１０８と、記憶部１０９と、を備える。
【００１３】
２個のマイク１０１，１０２は、それぞれ、雑音除去装置１の周囲を伝播する音を収音し、音声信号として出力する。以下の説明において２個のマイク１０１，１０２を区別する場合、２個のマイク１０１，１０２は、第１のマイク１０１、第２のマイク１０２という。
【００１４】
信号受信部１０３は、第１のマイク１０１及び第２のマイク１０２が出力する音声信号を受信する。
【００１５】
位相信号配列作成部１０４は、受信した音声信号を用いて予め設定した位相方向から到来した音声信号（位相信号）を抽出し、抽出した位相信号を配列Ｇに収納する。位相信号配列作成部１０４は、信号補正部１０４ａと、位相信号抽出部１０４ｂとを含む。信号補正部１０４ａは、第１のマイク１０１又は第２のマイク１０２が出力した音声信号について、位相方向毎に位相方向に応じた経路差に基づいて時間軸方向に音声信号を補正する。位相信号抽出部１０４ｂは、位相方向毎に、一方のマイクから出力された音声信号と、他方のマイクから出力され信号補正部１０４により補正された音声信号とを比較して、位相信号を抽出する。位相信号抽出部１０４ｂは、抽出した位相信号を配列Ｇの所定の要素Ｇ［Ｒ］に収納する。
【００１６】
音源番号付与部１０５は、音源からの音を含む位相信号に対し、含まれる音の音源を識別する音源番号を付与する。言い換えると、音源番号付与部１０５は、音声を含む位相信号同士の相関（類似度）に基づいて位相信号をグループ化し、１グループ内の位相信号に同一の音源番号を付与する。音源番号付与部１０５は、信号強度判定部１０５ａと、信号連続性判定部１０５ｂと、音源番号フラグ設定部１０５ｃと、を含む。信号強度判定部１０５ａは、位相信号の強度が強度閾値以上であるか否かを判定する。信号連続性判定部１０５ｂは、位相信号の類似性に基づいて、ある位相方向の位相信号の音源と同一の音源からの音を含む位相信号の位相方向での連続性を判定する。音源番号フラグ設定部１０５ｃは、信号強度が所定の強度閾値以上である位相信号に対し、音源毎に異なる音源番号を付与するフラグを立てる。
【００１７】
到来方向特定部１０６は、位相信号に付与した音源番号に基づいて同一音源からの音を含む位相信号が到来する位相方向の数（連続到来方向数）を算出し、連続到来方向数が最も小さい音源番号を特定する。到来方向特定部１０６は、特定した音源番号が付与された位相信号を、送信対象の音（目的音）を含む位相信号に特定する。
【００１８】
雑音信号除去部１０７は、到来方向特定部１０６において送信対象の音を含む位相信号に特定した位相信号に含まれる雑音成分の除去、特定した位相信号の位相方向以外の位相方向の位相信号の無音信号化を行う。
【００１９】
信号送信部１０８は、雑音信号除去部１０７において雑音を除去した音声信号を他の装置、或いは雑音除去装置１内の図示しない他の信号処理部に送信する。
【００２０】
記憶部１０９は、位相信号配列作成部１０４、音源番号付与部１０５、及び到来方向特定部１０６がそれぞれの処理を行う際に参照する情報を記憶させる。記憶部１０９に記憶させる情報は、位相分解能ｒ、マイク間距離ｄ、強度閾値、及び相関閾値を含む。
【００２１】
図２Ａは、第１の実施形態に係る雑音除去処理を説明するフローチャート（その１）である。図２Ｂは、第１の実施形態に係る雑音除去処理を説明するフローチャート（その２）である。
【００２２】
雑音除去装置１は、図２Ａに示すように、まず、各マイク１０１，１０２から音声信号を受信する（ステップＳ１）。ステップＳ１の処理は、信号受信部１０３が行う。信号受信部１０３は、受信した音声信号を位相信号配列作成部１０４に入力する。
【００２３】
次に、雑音除去装置１は、位相信号の配列を作成する位相信号配列作成処理（ステップＳ２）を行う。ステップＳ２の処理は、位相信号配列作成部１０４の信号補正部１０４ａ及び位相信号抽出部１０４ｂが行う。信号補正部１０４ａは、所定の間隔で設定した位相方向毎に、入力された２個の音声信号のうち一方の音声信号を当該２個の音声信号に生じる経路差の分だけ時間軸方向に並進移動させる補正を行う。位相信号抽出部１０４ｂは、位相０度を含む位相方向毎に、２個の音声信号を比較し、位相方向から到来した音声信号（位相信号）を抽出する。位相信号抽出部１０４ｂは、抽出した各位相信号を配列Ｇの所定の要素Ｇ［Ｒ］に収納する。位相信号配列作成部１０４は、作成した位相信号の配列Ｇを音源番号付与部１０５に入力する。
【００２４】
次に、雑音除去装置１は、各位相信号のうち音源からの音を含む位相信号に音源番号を付与する音源番号付与処理（ステップＳ３）を行う。ステップＳ３の処理は、音源番号付与部１０５の信号強度判定部１０５ａ、信号連続性判定部１０５ｂ、及び音源番号フラグ設定部１０５ｃが行う。信号強度判定部１０５ａは、配列Ｇの各位相信号に対し所定の順序で信号強度が強度閾値以上であるか否を判定する。信号強度判定部１０５ａは、信号強度が強度閾値以上である位相信号が現れると、当該位相信号には音源からの音が含まれていると判断し、音源番号フラグ設定部１０５ｃと協働して信号強度が閾値以上の位相信号に音源番号を付与するフラグを立てる。信号連続性判定部１０５ｂは、音源番号を付与した位相信号に含まれる音と同一音源の音を含む位相信号の連続性を判定する。信号連続性判定部１０５ｂは、音源番号を付与した位相信号を基準位相信号として基準位相信号と他の位相信号との相関を算出し、相関が相関閾値以上であるか否かを判定する。相関が閾値以上である他の位相信号が現れると、信号連続性判定部１０５ｂは、当該他の位相信号に音源番号が付与されていない場合に限り、音源番号フラグ設定部１０５ｃと協働して当該他の位相信号に基準位相信号と同一の音源番号を付与するフラグを立てる。音源番号付与部１０５は、音源番号が付与された配列Ｇを到来方向特定部１０６に入力する。
【００２５】
次に、雑音除去装置１は、付与した音源番号に基づいて、連続到来方向数が最小となる音源の位相方向を特定する（ステップＳ４）。ステップＳ４の処理は、到来方向特定部１０６が行う。到来方向特定部１０６は、まず、各位相信号に付与された音源番号を参照し、音源番号毎に位相信号の数をカウントする。ある１つの音源番号を付与した位相信号の数が１である場合、到来方向特定部１０６は、当該音源番号と対応した音源からの音の連続到来方向数を１とする。一方、同一の音源番号を付与した位相信号の数が複数である場合、到来方向特定部１０６は、位相が最小値の位相方向から位相が最大値の位相方向までの位相方向の総数を、当該音源番号と対応した音源からの音の連続到来方向数とする。到来方向特定部１０６は、例えば、位相分解能に基づいて、位相が最小値の位相方向から位相が最大値の位相方向までの位相方向の総数を算出する。なお、配列Ｇの各要素に格納した位相信号が位相の大きさ順に並んでいる場合、位相方向の総数は、位相が最大値の位相信号を格納した要素の番号と、位相が最小値の位相信号を格納した要素の番号とに基づいて算出してもよい。音源番号毎に連続到来方向数を算出した後、到来方向特定部１０６は、連続到来方向数が最小となる音源番号が付与された位相信号の位相方向を特定する。連続到来方向数が最小となる位相方向を特定すると、到来方向特定部１０６は、配列Ｇ及び特定した位相方向を示す情報を雑音信号除去部１０７に入力する。
【００２６】
次に、雑音除去装置１は、ステップＳ４で特定した位相方向の位相信号に基づいて雑音成分が除去された音声信号を作成する処理（ステップＳ５〜Ｓ８）を行う。ステップＳ５〜Ｓ８の処理は、雑音信号除去部１０７が行う。
【００２７】
雑音信号除去部１０７は、まず、ステップＳ４で特定した位相方向の両隣の位相方向に、特定した位相信号に対する音源番号とは異なる同一の音源番号が付与された位相信号があるか否かを判定する（ステップＳ５）。同一の音源番号が付与された位相信号がある場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、雑音信号除去部１０７は、特定した位相方向の位相信号から隣の位相方向の位相信号を減算する（ステップＳ６）。その後、雑音信号除去部１０７は、特定した位相方向以外の位相方向の位相信号を０（無音信号）に置換する（ステップＳ７）。
【００２８】
一方、同一の音源番号が付与された位相信号がない場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、雑音信号除去部１０７は、ステップＳ６の処理を省略し、特定した位相方向以外の位相方向の位相信号を０（無音信号）に置換する（ステップＳ７）。
【００２９】
雑音信号除去部１０７は、ステップＳ５〜Ｓ７の処理を終えると、図２Ｂに示したように、全位相信号の総和を取り、雑音成分が除去された音声信号を作成する（ステップＳ８）。
【００３０】
次に、雑音除去装置１は、ステップＳ８で作成した音声信号を、外部装置、又は自装置内の他の信号処理部に送信する（ステップＳ９）。ステップＳ９の送信処理は、信号送信部１０８が行う。
【００３１】
次に、雑音除去装置１は、処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０の判定は、雑音除去装置１全体の動作を制御する制御部等が行う。雑音除去装置１（制御部）は、例えば、雑音除去装置１の利用者（オペレータ）による処理の終了を指示する操作を受け付けた場合や、無音状態が一定期間続いた場合に、処理を終了すると判定する（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）。処理を終了しないと判定した場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、雑音除去装置１は、ステップＳ１〜Ｓ９の処理を繰り返す。なお、図２Ａ及び図２Ｂでは省略しているが、ステップＳ３の処理において音源番号付与部１０５が位相信号に対し音源番号を１つも付与しなかった場合、雑音除去装置１は、ステップＳ４からＳ９までの処理を省略しステップＳ１０の判定を行う。
【００３２】
図３Ａは、位相信号配列作成処理の内容を説明するフローチャート（その１）である。図３Ｂは、位相信号配列作成処理の内容を説明するフローチャート（その２）である。
【００３３】
上記の位相差信号配列作成処理（ステップＳ２）は、位相信号配列作成部１０４が行う。位相信号配列作成部１０４は、図３Ａに示すように、まず、第１のマイク１０１からの音声信号Ａ１と、第２のマイク１０２からの音声信号Ａ２との入力を受け付ける（ステップＳ２０１）。
【００３４】
次に、位相信号配列作成部１０４は、音声信号Ａ１及びＡ２を用いて位相０度の位相信号Ｇ（０）を抽出し、抽出した位相信号Ｇ（０）を配列Ｇに収納する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２の処理は、位相信号抽出部１０４ｂが行う。位相信号抽出部１０４ｂは、例えば、フーリエ変換により音声信号Ａ１及びＡ２をそれぞれ周波数毎の信号に分離し、周波数毎に各時刻における振幅についてのＡＮＤ演算を行って位相信号Ｇ（０）を抽出する。なお、本実施形態におけるＡＮＤ演算は、同一時刻における音声信号Ａ１の振幅と音声信号Ａ２の振幅との差が０又は略０となる所定の範囲内である場合にのみ、その時刻の振幅を位相信号の振幅として抽出する演算である。位相信号抽出部１０４ｂは、配列Ｇにおける所定の要素に抽出した位相信号Ｇ（０）を収納する。
【００３５】
次に、位相信号配列作成部１０４は、位相ｘの値を位相解像度ｒに設定する（ステップＳ２０３）。位相解像度ｒは、０＜ｒ≦９０であり、かつ９０／ｒ又は１８０／ｒが整数となる任意の値である。
【００３６】
次に、位相信号配列作成部１０４は、音声信号Ａ１及びＡ２の経路差Ｆ（ｘ，ｄ）に基づいて音声信号Ａ１を補正し音声信号Ｂ１を生成する（ステップＳ２０４）。経路差Ｆ（ｘ，ｄ）は、位相ｘ度の方向から到来する音声信号Ａ１と音声信号Ａ２との経路差を求める関数であり、位相ｘ及びマイク間距離ｄの値により一意に定まる。ステップＳ２０４の処理は、信号補正部１０４ａが行う。信号補正部１０４ａは、例えば、位相ｘ及びマイク間距離ｄに基づいて経路差Ｆ（ｘ，ｄ）を算出した後、音声信号Ａ１を時間軸方向に経路差Ｆ（ｘ，ｄ）に相当する時間分だけ遅延させた音声信号Ｂ１を生成する。なお、マイク間距離ｄ及び位相解像度ｒが既知の一定の値の場合、予め経路差Ｆ（ｘ，ｄ）を算出してテーブル化したデータを記憶部１０９に記憶させておき、記憶部１０９から位相ｘと対応した経路差Ｆ（ｘ，ｄ）を読み出してもよい。
【００３７】
次に、位相信号配列作成部１０４は、ステップＳ２０４で生成した音声信号Ｂ１と第２のマイク１０２からの音声信号Ａ２とを用いて、位相ｘの位相信号Ｇ（ｘ）を抽出し、位相信号Ｇ（ｘ）を配列Ｇに収納する（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０５の処理は、位相信号抽出部１０４ｂが行う。位相信号抽出部１０４ｂは、ステップＳ２０２の処理と同様、フーリエ変換により音声信号Ｂ１及びＡ２をそれぞれ周波数毎の信号に分離し、周波数毎に各時刻における振幅についてのＡＮＤ演算を行って位相信号Ｇ（ｘ）を抽出する。位相信号抽出部１０４ｂは、配列Ｇにおける所定の要素に抽出した位相信号Ｇ（ｘ）を収納する。
【００３８】
次に、位相信号配列作成部１０４は、位相ｘの値が９０以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。ｘ＜９０の場合（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、位相信号配列作成部１０４は、位相ｘの値をｘ＋ｒに更新し（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０４の処理に戻る。以降、位相信号配列作成部１０４は、ｘ≧９０となるまでステップＳ２０４，Ｓ２０５，及びＳ２０７の処理を繰り返す。そして、ステップＳ２０６においてｘ≧９０であると判定すると（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、位相信号配列作成部１０４は、図３Ｂに示すように、次に、位相ｘの値を−ｒに設定する（ステップＳ２０８）。
【００３９】
次に、位相信号配列作成部１０４は、音声信号Ａ１及びＡ２の経路差Ｆ（ｘ，ｄ）に基づいて音声信号Ａ２を補正し音声信号Ｂ２を生成する（ステップＳ２０９）。ステップＳ２０９の処理は、信号補正部１０４ａが行う。信号補正部１０４ａは、ステップＳ２０４の処理と同様、位相ｘ及びマイク間距離ｄに基づいて経路差Ｆ（ｘ，ｄ）を算出した後、音声信号Ａ２を時間軸方向に経路差Ｆ（ｘ，ｄ）に相当する時間分だけ遅延させた音声信号Ｂ２を生成する。
【００４０】
次に、位相信号配列作成部１０４は、第１のマイク１０１からの音声信号Ａ１とステップＳ２０９で生成した音声信号Ｂ２とを用いて、位相ｘの位相信号Ｇ（ｘ）を抽出し、位相信号Ｇ（ｘ）を配列Ｇに収納する（ステップＳ２１０）。ステップＳ２１０の処理は、位相信号抽出部１０４ｂが行う。位相信号抽出部１０４ｂは、ステップＳ２０２の処理と同様、フーリエ変換により音声信号Ａ１及びＢ２をそれぞれ周波数毎の信号に分離し、周波数毎に各時刻における振幅についてのＡＮＤ演算を行って位相信号Ｇ（ｘ）を抽出する。位相信号抽出部１０４ｂは、配列Ｇにおける所定の要素に抽出した位相信号Ｇ（ｘ）を収納する。
【００４１】
次に、位相信号配列作成部１０４は、位相ｘの値が−９０以下であるか否かを判定する（ステップＳ２１１）。ｘ＞−９０の場合（ステップＳ２１１；Ｎｏ）、位相信号配列作成部１０４は、位相ｘの値をｘ−ｒに更新し（ステップＳ２１２）、ステップＳ２０９の処理に戻る。以降、位相信号配列作成部１０４は、ｘ≦−９０となるまでステップＳ２０９，Ｓ２１０，及びＳ２１２の処理を繰り返す。そして、ステップＳ２１１においてｘ≦−９０であると判定すると（ステップＳ２１１；Ｙｅｓ）、位相信号配列作成部１０４は、各位相ｘの位相信号が収納された配列Ｇを出力し（ステップＳ２１３）、位相信号配列作成処理を終了する（リターン）。
【００４２】
図４は、マイクの配置とマイクが収音する音の種類とを説明する図である。
本実施形態の雑音除去装置１は、例えば、音声通話や電話会議等における雑音の除去に用いることができる。雑音除去装置１における第１のマイク１０１及び第２のマイク１０２は、図４に示すように、雑音除去装置１の周囲にいる利用者（オペレータ）２が発した音３０１，３０２の収音に用いられる。第１のマイク１０１及び第２のマイク１０２は、例えば、雑音除去装置１の筐体１８０の内部空間に設置される。この際、第１のマイク１０１及び第２のマイク１０２は、例えば、基板等の同一平面１８５に間隔ｄで略同一方向を向くよう設置される。
【００４３】
雑音除去装置１の周囲にいる利用者２の発した音声の一部（音３０１）は、雑音除去装置１に向けて空気中を伝播し、第１のマイク１０１で収音される。また、利用者２の発した音声の他の一部（音３０２）は、第２のマイク１０２で収音される。
【００４４】
また、雑音除去装置１の利用空間には、利用者２とは異なる人物や物体が発した音（雑音）が伝播していることも多い。雑音は雑音除去装置１の利用空間に存在する様々な物体で反射しながら伝播しており、雑音の一部（雑音３０３）は雑音除去装置１に向かって伝播する。そのため、第１のマイク１０１は、利用者２の音３０１とともに雑音３０３を収音する。同様に、第２のマイク１０２は、利用者２の音３０２とともに雑音３０３を収音する。雑音除去装置１は、第１のマイク１０１及び第２のマイク１０２で収音した音声信号３０１，３０２から雑音３０３を除去し、送信対象の音源（利用者２）からの音声信号を外部装置等に送信する。
【００４５】
図５は、位相方向の定義、並びにマイクから音源までの距離と音の広がりとの関係を説明する図である。
【００４６】
本実施形態における位相は、マイク設置面の法線方向からの角度を表す。例えば、図５に示すように設置面１９０に間隔ｄで２個のマイク１０１，１０２が設置されている場合、設置面１９０における２個のマイク１０１，１０２の中点を原点Ｍとし、原点Ｍを通る設置面１９０の法線方向を位相０度（ｘ＝０）とする。また、位相ｘを表す角度は、位相０度の方向から第２のマイク１０２側（図３における反時計回り方向）を正の方向とする。
【００４７】
雑音除去装置１の利用者２は、雑音除去装置１の近傍で音声を発する。そのため、第１のマイク１０１及び第２のマイク１０２が収音する利用者２の音声は、利用者２（音源４Ａ）からマイク１０１，１０２に向けて伝播した成分が多く、周囲の物体で反射した成分が少ない。したがって、マイク１０１，１０２からの距離Ｌ１が短い音源４Ａ（利用者２）の発した音は位相の広がり範囲φ１が小さい。
【００４８】
これに対し、雑音の音源は、利用者２に比べて雑音除去装置１から離れた位置に存在する。そのため、雑音音源の発した雑音の一部は、様々な場所での反射等を経てマイク１０１，１０２に到達する。この場合、マイク１０１，１０２に到来する雑音の位相方向（到来方向）が約−３０度から約−５０度までの範囲であるとすると、雑音の音源は、図５に示したように、マイク１０１，１０２から距離Ｌ２の位置にある音源４Ｂとして模式的に表すことができる。マイク１０１，１０２からの距離Ｌ２が距離Ｌ１よりも長い音源４Ｂの発した雑音は、位相の広がり範囲φ２が音源４Ａの広がり範囲φ１よりも広くなる。これは、人が音を聞くとき、近くで鳴っている音の到来方向（位相方向）は比較的正確にわかるが、遠くで鳴っている音の到来方向（位相方向）はおおよそにしかわからないのと同様である。本実施形態では、このようなマイク１０１，１０２から音源までの距離と位相の広がり範囲との関係に基づいてマイク１０１，１０２からの音声信号に含まれる雑音成分を除去する。
【００４９】
図６は、位相と経路差との関係を示す図である。図７は、位相信号の抽出方法を説明する図である。
【００５０】
本実施形態の雑音除去装置１における第１のマイク１０１及び第２のマイク１０２は、図６に示すように、所定の設置面１９０に間隔ｄで設置される。ここで、２個のマイク１０１，１０２の中点Ｍを通る設置面１９０の法線方向に第１の音源４Ａがあり、２個のマイク１０１，１０２の中点Ｍから位相ｘの方向に第２の音源４Ｂがあるとする。この場合、音声信号Ａ１及び音声信号Ａ２は、それぞれ、第１の音源４Ａからの音と、第２の音源４Ｂからの音とが含まれる。これを模式的に表すと、図６に示すようになる。すなわち、第１のマイク１０１から入力される音声信号Ａ１には、第１の音源４Ａから第１のマイク１０１に向かう音３１１と、第２の音源４Ｂから第１のマイク１０１に向かう音３２１とが含まれる。また、第２のマイク１０２から入力される音声信号Ａ２には、第１の音源４Ａから第２のマイク１０２に向かう音３１２と、第２の音源４Ｂから第２のマイク１０２に向かう音３２１とが含まれる。
【００５１】
第１の音源４Ａは位相０度の方向にあるので、第１の音源４Ａから第１のマイク１０１までの距離と、第１の音源４Ａから第２のマイク１０２までの距離とは等しくなる。そのため、第１のマイク１０１から入力される音声信号Ａ１における第１の音源４Ａからの音３１１と、第２のマイク１０２から入力される音声信号Ａ２における第１の音源４Ａからの音３１２との経路差は０となる。
【００５２】
一方、第２の音源４Ｂは位相０度から第１のマイク１０１側にｘ度傾いた方向にある。そのため、第２の音源４Ｂから第２のマイク１０２までの距離は、第２の音源４Ｂから第１のマイク１０１までの距離よりも、位相ｘ及びマイク間距離ｄにより定まる経路差Ｆ（ｘ，ｄ）だけ長くなる。第２の音源４Ｂからマイク１０１，１０２までの距離は、マイク間距離ｄと比べて十分に長い。そのため、第２の音源４Ｂから第１のマイク１０１に向かう音３２１の経路と、第２の音源４Ｂから第２のマイク１０２に向かう音３２２の経路とは、位相ｘ度の方向と略平行となる。よって、経路差Ｆ（ｘ，ｄ）は、Ｆ（ｘ，ｄ）＝ｄ・ｓｉｎ（ｘ）で近似される。
【００５３】
したがって、第１のマイク１０１から入力された音声信号Ａ１と第２のマイク１０２から入力された音声信号Ａ２とは、例えば、図７の（ａ）の上段及び中段の波形図のように表すことができる。なお、図７の（ａ）に示した波形図において、実線の波形は第１の音源４Ａからの音３１１，３１２の波形を表しており、点線の波形は第２の音源４Ｂからの音３２１，３２２の波形を表している。すなわち、第１のマイク１０１から入力された音声信号Ａ１は、図７の（ａ）の上段に示した音３１１の波形と音３２１の波形とを重ね合わせた波形で表される。また、第２のマイク１０２から入力された音声信号Ａ２は、図７の（ａ）の中段に示した音３１２の波形と音３２２の波形とを重ね合わせた波形で表される。
【００５４】
位相信号配列作成処理（ステップＳ２）におけるステップＳ２０２の処理では、上記のように、音声信号Ａ１と音声信号Ａ２とを用いて位相０度の位相信号Ｇ（０）を抽出する。すなわち、ステップＳ２０２の処理では、図７の（ａ）に示した音声信号Ａ１及び音声信号Ａ２の振幅についてのＡＮＤ演算を行って位相信号Ｇ（０）を抽出する。音声信号Ａ１における第１の音源４Ａからの音３１１と、音声信号Ａ２における第１の音源４Ａからの音声３１２との経路差は０である。そのため、２つの音声信号Ａ１，Ａ２における第１の音源４Ａからの音３１１，３１２を表す実線の波形には、時間軸方向（ｔ方向）のずれがない。一方、音声信号Ａ１における第２の音源４Ｂからの音３２１と、音声信号Ａ２における第２の音源４Ｂからの音３２２との間には経路差Ｆ（ｘ，ｄ）がある。すなわち、２つの音声信号Ａ１，Ａ２における第２の音源４Ｂからの音３２１，３２２を表す波形には、図７の（ａ）に示したように経路差Ｆ（ｘ，ｄ）に応じた時間分のずれが時間軸方向に生じている。本実施形態におけるＡＮＤ演算は、同一時刻における音声信号Ａ１の振幅と音声信号Ａ２の振幅との差が０又は略０となる所定の範囲内である場合にのみ、その時刻の振幅を位相信号の振幅として抽出する演算である。したがって、音声信号Ａ１及び音声信号Ａ２の振幅についてのＡＮＤ演算により抽出される位相信号Ｇ（０）は、図７の（ａ）の下段に示したように、第１の音源４Ａからの音３１１（３１２）のみの信号となる。
【００５５】
また、位相信号配列作成処理（ステップＳ２）におけるステップＳ２０４の処理では、位相ｘの経路差Ｆ（ｘ，ｄ）を算出した後、音声信号Ａ１を時間軸方向（ｔ方向）に経路差Ｆ（ｘ，ｄ）に相当する時間分だけ遅延させた音声信号Ｂ１を生成する。位相ｘの経路差Ｆ（ｘ，ｄ）は、図６に示したように、第２の音源からの音の経路差である。そのため、音声信号Ｂ１と音声信号Ａ２との関係は、図７の（ｂ）の上段及び中段に示した波形図のような関係になる。すなわち、２つの音声信号Ｂ１，Ａ２における第２の音源４Ｂからの音３２１，３２２を表す点線の波形には、時間軸方向のずれがない。一方、２つの音声信号Ｂ１，Ａ２における第１の音源４Ａからの音声３１１，３１２を表す実線の波形には、経路差Ｆ（ｘ，ｄ）に応じた時間分のずれが時間軸方向に生じる。したがって、音声信号Ｂ１及び音声信号Ａ２の振幅についてのＡＮＤ演算を行って得られる位相信号Ｇ（ｘ）は、図７の（ｂ）の下段に示したように、第２の音源４Ｂからの音３２１（３２２）のみの信号となる。
【００５６】
また、図６に示した例における位相０度及びｘ度とは異なる位相Ｘ度の位相信号Ｇ（Ｘ）を抽出する場合、２つの音声信号Ｂ１，Ａ２は、第１の音源４Ａからの音声３１１，３１２を表す実線の波形及び第２の音源４Ｂからの音３２１，３２２を表す点線の波形のそれぞれに時間軸方向のずれが生じる。そのため、位相Ｘ度の方向に音源がない場合、位相Ｘ度の位相信号Ｇ（Ｘ）は、全ての時刻における振幅が０である無音信号となる。
【００５７】
また、ステップＳ２０９及びＳ２１０の処理においては、音声信号Ａ２を経路差Ｆ（ｘ，ｄ）に応じた時間分だけ時間軸方向に遅延させた音声信号Ｂ２を生成する。そのため、ステップＳ２０９及びＳ２１０の処理では、図７の（ｂ）の例と同様、位相ｘの方向に音源がある場合にのみ、当該音源からの音を含む位相信号Ｇ（ｘ）が抽出される。
【００５８】
図８は、配列Ｇの構成を示す図である。
位相信号配列作成処理（ステップＳ２）では、抽出した位相信号Ｇ（ｘ）を配列Ｇの所定の要素に収納する。位相ｘの範囲を−９０≦ｘ≦９０とし、位相解像度をｒとした場合、１回の位相信号配列作成処理で行う位相信号を抽出する処理の回数は、｛（１８０／ｒ）＋１｝回となる。そのため、配列Ｇには、図８に示すように、｛（１８０／ｒ）＋１｝個の要素Ｇ［Ｒ］（Ｒ＝０，１，２，・・・，１８０／ｒ）を用意する。
【００５９】
また、抽出した位相信号を配列Ｇに収納するときには、図８に示したように、位相ｘの値が要素Ｇ［Ｒ］の番号Ｒの順に小さくなるように収納する。
【００６０】
なお、配列Ｇの各要素Ｇ［Ｒ］に収納する位相信号Ｇ（ｘ）は、それぞれ、位相ｘの方向に音源がある場合にのみ当該音源からの音を含む音声信号となる。そのため、位相ｘ度の方向から音が到来する場合にのみ、位相信号Ｇ（ｘ）は、図７の（ａ）及び（ｂ）に示したような音源からの音を含む音声信号となる。
【００６１】
図９Ａは、音源番号付与処理の内容を説明するフローチャート（その１）である。図９Ｂは、音源番号付与処理の内容を説明するフローチャート（その２）である。
【００６２】
上記の音源番号付与処理（ステップＳ３）は、音源番号付与部１０５が行う。音源番号付与部１０５は、図９Ａに示すように、まず、配列Ｇの入力を受け付ける（ステップＳ３０１）。次に、音源番号付与部１０５は、配列Ｇの要素番号を表す値Ｒを０に設定するとともに、音源番号を表す値Ｎを１に設定する（ステップＳ３０２）。
【００６３】
次に、音源番号付与部１０５は、要素Ｇ［Ｒ］に収納した位相信号Ｇ（ｘ）の信号強度を算出する（ステップＳ３０３）。ステップＳ３０３の処理は、信号強度判定部１０５ａが行う。信号強度判定部１０５ａは、例えば、位相信号Ｇ（ｘ）の振幅を信号強度として算出する。
【００６４】
また、信号強度を算出した後、信号強度判定部１０５ａは、算出した信号強度が強度閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。ステップＳ３０４は、位相信号Ｇ（ｘ）に音声（雑音を含む）が含まれているか否かを判定するために行う。信号強度が強度閾値よりも小さい場合（ステップＳ３０４；Ｎｏ）、信号強度判定部１０５ａは、次に、Ｒ≧１８０／ｒであるか否かを判定する（ステップＳ３０５）。Ｒ≧１８０／ｒの場合（ステップＳ３０５；Ｙｅｓ）、信号強度判定部１０５ａは信号強度の判定を終える。この場合、音源番号付与部１０５は、図９Ｂに示したように、配列Ｇを出力し（ステップＳ３１８）、音源番号付与処理を終了する（リターン）。また、Ｒ＜１８０／ｒの場合（ステップＳ３０５；Ｎｏ）、信号強度判定部１０５ａは、要素番号Ｒの値をＲ＋１に更新し（ステップＳ３０６）、ステップＳ３０３の処理に戻る。以降、信号強度判定部１０５ａは、信号強度が強度閾値よりも大きい位相信号Ｇ（ｘ）が見つかるまで、又はＲ≧１８０／ｒになるまでステップＳ３０３，及びＳ３０５の処理を繰り返す。
【００６５】
一方、ステップＳ３０４において信号強度が強度閾値以上である判定すると（ステップＳ３０４；Ｙｅｓ）、信号強度判定部１０５ａは、要素Ｇ［Ｒ］の位相信号Ｇ（ｘ）に対して既に音源番号が付与されているか否かを判定する（ステップＳ３０７）。まだ音源番号を付与していない場合（ステップＳ３０７；Ｎｏ）、信号強度判定部１０５ａは、要素Ｇ［Ｒ］の位相信号Ｇ（ｘ）に音源番号Ｎを付与する（ステップＳ３０８）。ステップＳ３０８の処理において、信号強度判定部１０５ａは、音源番号フラグ設定部１０５ｃと協働して、要素Ｇ［Ｒ］の位相信号Ｇ（ｘ）に音源番号Ｎを付与するフラグを立てる。ステップＳ３０８の後、音源番号付与部１０５は、図９Ｂに示すように、配列Ｇの要素番号を表す値ＱをＲ＋１に設定する（ステップＳ３０９）。また、要素Ｇ［Ｒ］の位相信号Ｇ（ｘ）に既に音源番号が付与されている場合（ステップＳ３０７；Ｙｅｓ）、音源番号付与部１０５は、ステップＳ３０８の処理を省略し配列Ｇの要素番号を表す値ＱをＲ＋１に設定する（ステップＳ３０９）。
【００６６】
次に、音源番号付与部１０５は、要素Ｇ［Ｒ］の位相信号Ｇ（ｘ）と、要素Ｇ［Ｑ］の位相信号Ｇ（ｘ’）との相関を算出する（ステップＳ３１０）。ステップＳ３１０の処理は、信号連続性判定部１０５ｂが行う。信号連続性判定部１０５ｂは、例えば、２つの音声信号の類似度を算出する際に用いる既知の相互相関関数により、位相信号Ｇ（ｘ）及びＧ（ｘ’）の相関（類似度）を算出する。
【００６７】
位相信号Ｇ（ｘ）及びＧ（ｘ’）の相関を算出すると、信号連続性判定部１０５ｂは、次に、算出した相関が相関閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１１）。相関が相関閾値以上である場合（ステップＳ３１１；Ｙｅｓ）、信号連続性判定部１０５ｂは、要素Ｇ［Ｑ］の位相信号Ｇ（ｘ’）に要素Ｇ［Ｒ］の位相信号Ｇ（ｘ）と同一の音源番号Ｎを付与する（ステップＳ３１２）。ステップＳ３１２の処理において、信号連続性判定部１０５ｂは、音源番号フラグ設定部１０５ｃと協働して、要素Ｇ［Ｑ］の位相信号Ｇ（ｘ’）に音源番号Ｎを付与するフラグを立てる。ステップＳ３１２の後、信号連続性判定部１０５ｂは、値Ｑが１８０／ｒ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１３）。また、算出した相関が相関閾値よりも小さい場合（ステップＳ３１１；Ｎｏ）、信号連続性判定部１０５ｂは、ステップＳ３１２の処理を省略しステップＳ３１３の判定を行う。
【００６８】
Ｑ＜１８０／ｒの場合（ステップＳ３１３；Ｎｏ）、信号連続性判定部１０５ｂは、値ＱをＱ＋１に更新し（ステップＳ３１４）、ステップＳ３１０の処理に戻る。以降、信号連続性判定部１０５ｂは、Ｑ≧１８０／ｒとなるまでステップＳ３１０，Ｓ３１１，Ｓ３１２，及びＳ３１４の処理を繰り返す。そして、ステップＳ３１３においてＱ≧１８０／ｒであると判定すると（ステップＳ３１３；Ｙｅｓ）、信号連続性判定部１０５ｂは、要素Ｇ［Ｒ］の位相信号Ｇ（ｘ）についての連続性の判定を終える。その後、音源番号付与部１０５は、音源番号ＮをＮ＋１に更新し（ステップＳ３１５）、値Ｒが１８０／ｒ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１６）。
【００６９】
Ｒ＜１８０／ｒの場合（ステップＳ３１６；Ｎｏ）、音源番号付与部１０５は、値ＲをＲ＋１に更新し（ステップＳ３１７）、ステップＳ３０３の処理に戻る。以降、音源番号付与部１０５は、ステップＳ３０３からＳ３１７までの処理を繰り返す。そして、ステップＳ３０５又はＳ３１６においてＲ≧１８０／ｒであると判定すると（ステップＳ３０５；Ｙｅｓ又はステップＳ３１６；Ｙｅｓ）、音源番号付与部１０５は、配列Ｇを出力し（ステップＳ３１８）、音源番号付与処理を終了する（リターン）。
【００７０】
この音源番号付与処理の一例について、図１０、図１１Ａ、図１１Ｂ、及び図１１Ｃを参照して説明する。図１０は、音源の分布の例を示す図である。図１１Ａは、音源番号を付与する過程を説明する図（その１）である。図１１Ｂは、音源番号を付与する過程を説明する図（その２）である。図１１Ｃは、音源番号を付与する過程を説明する図（その３）である。
【００７１】
図１０には、位相解像度ｒが３０度であるときの位相ｘ度の方向と音源の位相方向の例とを示している。位相０度は、２個のマイク１０１，１０２の設置面における中点Ｍを通る設置面の法線方向である。位相ｘを表す角度は位相０度から第２のマイク１０２の方向を正の方向とする。すなわち、中点Ｍから第２のマイク１０２の方向を位相９０度とし、中点Ｍから第１のマイク１０１の方向を位相−９０度とする。
【００７２】
また、第１の音源４Ａ（利用者２）は位相３０度の方向にある。第２の音源４Ｂ（雑音の音源）はマイク１０１，１０２から見て第１の音源４Ａよりも遠方にあり、かつ、位相０度から６０度までの範囲に広がっている。
【００７３】
図１０に示したように位相解像度ｒを３０度とした場合、配列Ｇの要素の数は｛（１８０／３０）＋１｝個、すなわち７個となる。よって、位相信号配列作成処理を終えると、図１１Ａの（ａ）に示すように、配列Ｇには、位相信号Ｇ（９０），Ｇ（６０），Ｇ（３０），Ｇ（０），Ｇ（−３０），Ｇ（−６０），及びＧ（−９０）が収納される。このとき、要素番号の小さい要素Ｇ［Ｒ］から順に位相ｘの大きい位相信号を収納しておく。
【００７４】
音源番号付与処理において、音源番号付与部１０５は、まず、要素番号Ｒを０、音源番号を表す値Ｎを１とし、要素Ｇ［０］の位相信号Ｇ（９０）の信号強度が強度閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０２〜Ｓ３０４）。図１０に示した例では、位相９０度の方向に音源はない。そのため、音源番号付与部１０５は、位相信号Ｇ（９０）の信号強度が強度閾値より小さいと判定し、次に、要素番号ＲをＲ＋１（＝１）に更新して要素Ｇ［１］の位相信号Ｇ（６０）の信号強度が強度閾値以上であるか否かを判定する。図１０に示した例では、位相６０度の方向からは第２の音源４Ｂの音３３２のみが到来する。そのため、音源番号付与部１０５は、位相信号Ｇ（６０）の信号強度が強度閾値以上であると判定し、図１１Ａの（ｂ）に示すように、位相信号Ｇ（６０）に音源番号１を付与するフラグを立てる（ステップＳ３０８）。その後、音源番号付与部１０５は、位相信号Ｇ（６０）についての信号連続性の判定を行う。
【００７５】
信号連続性の判定では、要素Ｇ［１］の位相信号Ｇ（６０）を基準とし、まず、要素番号Ｑ（＝Ｒ＋１）の要素Ｇ［２］の位相信号Ｇ（３０）との相関が相関閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１０，Ｓ３１１）。図１０に示した例では、位相３０度の方向からは第１の音源４Ａの音３３１と第２の音源４Ｂの音３３２とが到来する。そのため、位相信号Ｇ（６０）及びＧ（３０）の相関（類似度）は低くなる。したがって、音源番号付与部１０５は、位相信号Ｇ（３０）には音源番号１を付与しない。次に、音源番号付与部１０５は、位相信号Ｇ（６０）と要素Ｇ［３］の位相信号Ｇ（０）との相関が相関閾値以上であるか否かを判定する。図１０に示した例では、位相０度の方向からは第２の音源４Ｂの音３３２のみが到来する。そのため、音源番号付与部１０５は、位相信号Ｇ（６０）及びＧ（０）の相関が相関閾値以上であると判定し、図１１Ａの（ｃ）に示すように、位相信号Ｇ（０）に音源番号１を付与するフラグを立てる。その後、音源番号付与部１０５は、図１１Ａの（ｄ）に示すように、要素Ｇ［６］の位相信号Ｇ（−９０）まで、位相信号Ｇ（６０）との相関が相関閾値以上であるか否かの判定を行う。図１０に示した例では、第２の音源４Ｂの広がり範囲は約０度から約６０度までであるため、位相信号Ｇ（−３０）、Ｇ（−６０）、及びＧ（−９０）のそれぞれと、位相信号Ｇ（６０）との相関は低い。そのため、音源番号付与部１０５は、図１１Ａの（ｄ）に示すように、位相信号Ｇ（−３０）、Ｇ（−６０）、及びＧ（−９０）には音源番号１を付与しない。
【００７６】
位相信号Ｇ（６０）と位相信号Ｇ（３０）〜Ｇ（−９０）のそれぞれとの相関の判定を終えると、音源番号付与部１０５は、要素番号ＲをＲ＋１（＝２）、音源番号ＮをＮ＋１（＝２）とし、図９ＡのステップＳ３０３の処理に戻る。すなわち、音源番号付与部１０５は、次に、図１１Ｂの（ｅ）に示すように、要素Ｇ［２］の位相信号Ｇ（３０）の信号強度が強度閾値以上であるか否かを判定する。位相３０度の方向からは第１の音源４Ａからの音３３１及び第２の音源４Ｂからの音３３２が到来するので、位相信号Ｇ（３０）の信号強度は強度閾値以上となる。そのため、音源番号付与部１０５は、図１１Ｂの（ｅ）に示したように、位相信号Ｇ（３０）に音源番号２を付与するフラグを立てる（ステップＳ３０８）。その後、音源番号付与部１０５は、位相信号Ｇ（３０）と、位相信号Ｇ（０）〜Ｇ（−９０）のそれぞれとの相関の判定を行う。位相信号Ｇ（０）〜Ｇ（−９０）は、いずれも位相信号Ｇ（３０）との相関が低い。そのため、音源番号付与部１０５は、図１１Ｂの（ｆ）に示すように、位相信号Ｇ（０）の音源番号を１のままとし、位相信号Ｇ（−３０）、Ｇ（−６０）、及びＧ（−９０）には音源番号を付与しない。
【００７７】
位相信号Ｇ（３０）と位相信号Ｇ（０）〜Ｇ（−９０）のそれぞれとの相関の判定を終えると、音源番号付与部１０５は、要素番号ＲをＲ＋１（＝３）、音源番号ＮをＮ＋１（＝３）とし、図９ＡのステップＳ３０３の処理に戻る。すなわち、音源番号付与部１０５は、次に、図１１Ｂの（ｇ）に示すように、要素Ｇ［３］の位相信号Ｇ（０）の信号強度が強度閾値以上であるか否かを判定する。位相信号Ｇ（０）の信号強度は強度閾値以上となるが、位相信号Ｇ（３０）には既に音源番号１が付与されている。そのため、音源番号付与部１０５は、位相信号Ｇ（０）に音源番号を付与する処理（ステップＳ３０８）を省略し、次に、位相信号Ｇ（０）と、位相信号Ｇ（−３０）、Ｇ（−６０）、及びＧ（−９０）のそれぞれとの相関が相関閾値以上であるか否かを判定する。図１０に示した例では、位相−３０度、−６０度、及び−９０度の方向に音源がないので、位相信号Ｇ（−３０）、Ｇ（−６０）、及びＧ（−９０）は、いずれも位相信号Ｇ（３０）との相関が低い。そのため、音源番号付与部１０５は、図１１Ｂの（ｈ）に示すように、位相信号Ｇ（−３０）、Ｇ（−６０）、及びＧ（−９０）には音源番号を付与しない。
【００７８】
位相信号Ｇ（０）と位相信号Ｇ（−３０）〜Ｇ（−９０）のそれぞれとの相関の判定を終えると、音源番号付与部１０５は、要素番号ＲをＲ＋１（＝４）、音源番号Ｎをそのまま（Ｎ＝３）とし、図９ＡのステップＳ３０３の処理に戻る。すなわち、音源番号付与部１０５は、次に、図１１Ｃの（ｉ）に示すように、要素Ｇ［４］の位相信号Ｇ（−３０）の信号強度が強度閾値以上であるか否かを判定する。図１０に示した例では、位相−３０度の方向に音源はないので、位相信号Ｇ（−３０）の信号強度は強度閾値よりも小さくなる。そのため、音源番号付与部１０５は、次に、要素番号ＲをＲ＋１（＝５）とし、要素Ｇ［５］の位相信号Ｇ（−６０）の信号強度が強度閾値以上であるか否かを判定する。図１０に示した例では、位相−６０度の方向に音源はないので、位相信号Ｇ（−６０）の信号強度は強度閾値よりも小さくなる。そのため、音源番号付与部１０５は、次に、要素番号ＲをＲ＋１（＝６）とし、要素Ｇ［６］の位相信号Ｇ（−９０）の信号強度が強度閾値以上であるか否かを判定する。図１０に示した例では、位相−９０度の方向に音源はないので、位相信号Ｇ（−９０）の信号強度は強度閾値よりも小さくなる。そのため、要素Ｇ［６］の位相信号Ｇ（−９０）に対するステップＳ３０４の判定はＮｏとなる。また、位相信号Ｇ（−９０）は配列Ｇにおける最後の要素Ｇ［６］に収納されているので、ステップＳ３０５の判定はＹｅｓとなる。よって、音源番号付与部１０５は、図１１Ｃの（ｊ）に示すように、位相信号Ｇ（６０）及びＧ（０）に音源番号１が付与され、位相信号Ｇ（３０）に音源番号２が付与された配列Ｇを出力し（ステップＳ３１８）、音源番号付与処理を終了する。
【００７９】
本実施形態に係る音源番号付与処理では、上記のような手順で位相信号Ｇ（ｘ）に音源番号が付与される。
【００８０】
続けて、連続到来方向数の算出方法を、図１０及び図１１Ｃの（ｊ）を参照して説明する。
【００８１】
雑音除去装置１（マイク１０１，１０２）の周囲における音源の分布が図１０に示したような分布である場合、音源番号付与処理の結果は図１１Ｃの（ｊ）に示した結果になる。すなわち、位相信号Ｇ（６０）及びＧ（０）には音源番号１が付与され、位相信号Ｇ（３０）には音源番号２が付与される。この音源番号付与処理の結果に基づいて、雑音除去装置１の到来方向特定部１０６は、音源番号毎の連続到来方向数を算出する。このとき、ある１つの音源番号を付与した位相信号の数が１であれば、到来方向特定部１０６は、当該音源番号と対応した音源からの音の連続到来方向数を１とする。よって、図１１Ｃの（ｊ）に示した結果に基づいて連続到来方向数を算出する場合、到来方向特定部１０６は、音源番号２と対応する音源からの音の連続到来方向数を１とする。
【００８２】
一方、同一の音源番号を付与した位相信号の数が複数である場合、到来方向特定部１０６は、位相が最小値の位相方向から位相が最大値の位相方向までの位相方向の総数を、当該音源番号と対応した音源からの音の連続到来方向数とする。図１０及び図１１Ｃの（ｊ）に示した例において、音源番号１が付与された位相信号は位相信号Ｇ（６０）及びＧ（０）の２つである。しかしながら、図１０に示した例からもわかるように、位相０度及び６０度の方向から同一音源４Ｂ（音源番号１）の音３３２が到来している場合、その音源４Ｂからの音３２２は、位相０度と６０度との間となる位相方向からも到来している可能性が非常に高い。すなわち、音源番号１の音源４Ｂの音３３２が到来する位相方向（連続到来方向）は、実際には、位相０度から６０度の角度範囲に存在していると考えられる。そのため、到来方向特定部１０６は、音源番号１を付与した位相信号のうち位相が最小値である位相０度の方向から、最大値である位相６０度の方向までの位相方向の総数を音源番号１と対応した音源からの音の連続到来方向数とする。図１０及び図１１Ｃの（ｊ）に示した例では位相解像度ｒが３０度であるため、位相０度から位相６０度までの位相方向の総数は３（０，３０，及び６０）である。よって、図１０及び図１１Ｃの（ｊ）に示した例では、到来方向特定部１０６は、音源番号１と対応した音源からの音の連続到来方向数を３とする。したがって、到来方向特定部１０６は、連続到来方向数が最小となる音源の位相方向を３０度に特定する。
【００８３】
こうして連続到来方向数が最小となる音源の位相方向を特定すると、雑音除去装置１は、次に、雑音成分が除去された音声信号を作成する処理（図１のステップＳ５〜Ｓ８）を行う。ステップＳ５〜Ｓ８の処理は、雑音信号除去部１０７が行う。
【００８４】
雑音信号除去部１０７は、まず、到来方向特定部１０６で特定した位相方向の両隣の位相方向に、特定した位相信号に対する音源番号とは異なる同一の音源番号が付与された位相信号があるか否かを判定する（ステップＳ５）。そして、同一の音源番号が付与された位相信号がある場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、雑音信号除去部１０７は、特定した位相方向の位相信号から隣の位相方向の位相信号を減算する（ステップＳ６）。
【００８５】
ここで再度図１０を参照する。図１０に示した例において、連続到来方向数が最小となる音源（第１の音源４Ａ）の位相方向は３０度である。また、この位相方向（３０度）の両隣の位相方向、言い換えると位相ｘの値が３０度より小さい位相方向と位相ｘの値が３０度より大きい位相方向との両方に音源番号２とは異なる同一の音源番号が付与された位相信号がある。そのため、図１０に示した例に対するステップＳ５の判定はＹｅｓとなる。したがって、雑音信号除去部１０７は、位相信号Ｇ（３０）から位相信号Ｇ（６０）又は位相信号（０）を減算する処理（ステップＳ６）を行う。
【００８６】
図１２は、連続到来方向数が最小となる音源の位相方向の位相信号から雑音成分を除去する方法を説明する図である。
【００８７】
上述のように、図１０に示した例では、位相３０度の方向に第１の音源４Ａ及び第２の音源４Ｂがある。そのため、雑音除去前の位相信号Ｇ（３０）は、図１２の上段に示すように、第１の音源４Ａからの音３３１と、第２の音源４Ｂからの音３３２とを含んでいる。このうち、第２の音源４Ｂからの音３３２の波形は、図１２の中段に示したように、隣の位相信号Ｇ（６０）及びＧ（０）における音３３２の波形と略一致する。これは、図７の（ｂ）に示したように、２個のマイク１０１，１０２から入力された音声信号Ａ１及び音声信号Ａ２の経路差Ｆ（ｘ，ｄ）に基づいて音声信号Ａ１又はＡ２の波形を時間軸方向に遅延させて位相信号Ｇ（ｘ）を抽出しているからである。よって、雑音除去前の位相信号Ｇ（３０）から隣の位相信号Ｇ（６０）又はＧ（０）を減算することで、図１２の下段に示したように、位相信号Ｇ（３０）から雑音成分（音３３２）が除去される。これにより位相信号Ｇ（３０）は、目的音である第１の音源４Ａ（利用者２）からの音３３１が強調された音声信号となる。
【００８８】
また、雑音信号除去部１０７は、連続到来方向数が最小となる音源の位相方向の位相信号から雑音成分を除去した後、当該位相方向とは異なる他の位相方向の位相信号を０（無音信号）に置換する。すなわち、図１０に示した例では、位相信号Ｇ（３０）に含まれる第２の音源４Ｂからの音３３２を除去した後、位相信号Ｇ（９０），Ｇ（６０），Ｇ（０），Ｇ（−３０），Ｇ（−６０），及びＧ（−９０）を無音信号に置換する。よって、その後全ての位相信号の総和を取ることにより、第１の音源４Ａ以外の音源からの雑音成分が除去（抑圧）された音声信号、言い換えると第１の音源４Ａからの音３３１が強調された音声信号が得られる。
【００８９】
以上のように、本実施形態に係る雑音除去処理では、２個のマイク１０１，１０２から入力された音声信号から位相方向（音の到来方向）毎の音声信号（位相信号）を抽出し、位相信号の類似度に基づいて位相信号を音源番号でグループ化する。そして、位相信号のグループに基づいて同一音源からの音を含む位相信号の連続到来方向数を算出して連続到来方向数が最小となるグループを特定し、特定したグループの位相信号のみに含まれる音が強調されるよう各位相信号を補正する。そのため、補正後の各位相信号の総和を取ることで、マイク１０１，１０２から入力された音声信号は、連続到来方向数が最小となる音源番号の位相信号のみに含まれる音が強調された音声信号に補正される。
【００９０】
マイク１０１，１０２に到来する音の到来方向には、マイクからその音の音源までの距離が長くなるにつれて広がる傾向がある。そのため、連続到来方向数が最小となるグループの位相信号のみに含まれる音は、マイク１０１，１０２からの距離が近い音源が発した音とみなすことができる。また、雑音除去装置１（マイク１０１，１０２）から利用者２までの距離は、雑音除去装置１からマイク１０１，１０２に到来する雑音の音源までの距離よりも短い。したがって、連続到来方向数が最小となるグループの位相信号のみに含まれる音は、雑音除去装置１の利用者２が発した音声であるとみなすことができる。よって、本実施形態によれば、雑音に利用者以外の声が含まれる場合でも、マイク１０１，１０２で収音した音声信号から雑音成分を除去して利用者２の音声（目的音）を強調することが可能になる。
【００９１】
また、本実施形態の雑音除去処理によれば、位相方向（音の到来方向）毎に２個のマイク１０１，１０２から入力される音声信号Ａ１及びＡ２の経路差に応じて音声信号Ａ１又はＡ２を補正し、各位相方向からの音声信号（位相信号）を抽出する。更に、本実施形態では、マイク１０１，１０２に到来する音の到来方向の広がり範囲とマイクから音源までの距離との関係を利用し、到来方向の広がり（連続到来方向）の範囲が最小となる音源の位相方向を雑音除去装置１の周囲にいる利用者２の位相方向に特定する。そのため、送信対象である利用者２（音源）の位相方向、すなわちマイク１０１，１０２と利用者２との位置関係によらず、マイク１０１，１０２で収音した音声信号から雑音成分を除去し目的音である利用者２の音声を協調することが可能となる。
【００９２】
なお、本実施形態では２個のマイク１０１，１０２から入力される音声信号Ａ１及びＡ２を用いて雑音除去処理を行っているが、雑音除去処理は、これに限らず、３個以上のマイクから入力される音声信号を用いて行うことも可能である。
【００９３】
また、図２Ａ及び図２Ｂの雑音除去処理、図３Ａ及び図３Ｂの位相信号配列作成処理、並びに図９Ａ及び図９Ｂの音源番号付与処理は、いずれも一例に過ぎず、必要に応じて一部の処理内容を変更してもよい。
【００９４】
また、本実施形態に係る雑音除去処理では、上記の音源番号付与処理のように位相信号に音源番号を付与するフラグを立ててグループ化する代わりに、類似度の高い位相信号の集合によりグループを表すグループ化を行ってもよい。
【００９５】
また、本実施形態に係る雑音除去処理では、音源番号毎に位相方向の数（連続到来方向数）を算出する代わりに、位相の最大値と最小値との差分で表される同一音源の音を含む位相方向の角度範囲、すなわち連続到来方向の範囲を算出してもよい。
【００９６】
更に、本実施形態に係る雑音除去処理では、目的音の到来方向を特定する際に、例えば、連続到来方向数が所定の閾値以下であり、かつ最小となる音源の位相方向を目的音の到来方向としてもよい。これにより、利用者２が音声を発していないときに連続到来方向数が最小となる雑音が強調された音声信号を送信する事態を防ぐことが可能となる。
【００９７】
［第２の実施形態］
本実施形態では、外部装置等への送信対象とする目的音の音源（例えば利用者）が複数である場合の雑音除去処理について説明する。本実施形態の雑音除去処理を行う雑音除去装置１の機能的構成は、図１に示したような構成でよい。なお、本実施形態の雑音除去処理を行う雑音除去装置１では、到来方向特定部１０６において、連続到来方向数が所定の閾値以下である音源番号の位相信号を特定し、当該音源番号以外の音源番号からの音を除去する。以下、本実施形態に係る雑音除去処理について図１３Ａ及び図１３Ｂを参照して説明するが、第１の実施形態に係る雑音除去処理と同じ処理でよいステップについては詳細な説明を省略する。
【００９８】
図１３Ａは、第２の実施形態に係る雑音除去処理を説明するフローチャート（その１）である。図１３Ｂは、第２の実施形態に係る雑音除去処理を説明するフローチャート（その２）である。
【００９９】
本実施形態の雑音除去処理において、雑音除去装置１は、図１３Ａに示すように、まず、各マイク１０１，１０２が出力する音声信号を受信する（ステップＳ１）。ステップＳ１の処理は、信号受信部１０３が行う。次に、雑音除去装置１は、位相信号配列作成処理（ステップＳ２）を行う。ステップＳ２の処理は、位相信号配列作成部１０４が行う。位相信号配列作成部１０４は、例えば、図３Ａ及び図３Ｂに示した手順で位相信号を抽出し配列の所定の要素に収納する。次に、雑音除去装置１は、各位相信号のうち音源からの音を含む位相信号に音源番号を付与する処理（ステップＳ３）を行う。ステップＳ３の処理は、音源番号付与部１０５が行う。音源番号付与部１０５は、例えば、図９Ａ及び図９Ｂに示した手順で音声が含まれる位相信号をグループ化し、１グループ内の位相信号に同一の音源番号を付与するフラグを立てる。
【０１００】
次に、雑音除去装置１は、音源毎の音の連続到来方向数を算出し、連続到来方向数が閾値以下となる音源からの音の到来方向を特定する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１の処理は、到来方向特定部１０６が行う。到来方向特定部１０６は、まず、各位相信号に付与された音源番号フラグを参照し、音源番号毎に位相方向の数をカウントする。ある１つの音源番号を付与した位相信号の数が１である場合、到来方向特定部１０６は、当該音源番号と対応した音源からの音の連続到来方向数を１とする。一方、同一の音源番号を付与した位相信号の数が複数である場合、到来方向特定部１０６は、位相が最小値の位相方向から位相が最大値の位相方向までの位相方向の総数を、当該音源番号と対応した音源からの音の連続到来方向数とする。到来方向特定部１０６は、例えば、位相分解能に基づいて、位相が最小値の位相方向から位相が最大値の位相方向までの位相方向の総数を算出する。音源番号毎に連続到来方向数を算出した後、到来方向特定部１０６は、連続到来方向数が閾値以下となる音源番号が付与された位相信号の位相方向を特定する。ここで、連続到来方向数の閾値は任意であるが、閾値を大きな値にすると雑音を除去することが難しくなる可能性がある。そのため、位相解像度ｒの値にもよるが、連続到来方向数の閾値は、例えば、角度にして１０度〜１５度程度の範囲となる値にする。
【０１０１】
次に、雑音除去装置１は、ステップＳ２１で特定した位相方向から選択した１つの位相信号について、当該位相方向の両隣の位相方向に同一の音源番号が付与された位相信号があるか否かを判定する（ステップＳ５）。ステップ５の判定は、雑音信号除去部１０７が行う。同一の音源番号が付与された位相信号がある場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、雑音信号除去部１０７は、特定した位相信号から隣の位相方向の位相信号を減算する（ステップＳ６）。同一の音源番号が付与された位相信号がない場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、雑音信号除去部１０７は、ステップＳ６の処理を省略する。
【０１０２】
次に、雑音除去装置１は、ステップＳ２１で特定した位相方向のなかにステップＳ５の判定を行っていない位相方向（未判定の位相方向）があるか否かを判定する（ステップＳ２２）。特定した位相方向が１つである場合又は特定した位相方向の全てに対して判定を行った場合（ステップＳ２２；Ｎｏ）、雑音除去装置１は、図１３Ｂに示した、特定した位相方向以外の位相方向の位相信号を０（無音信号）に置換する処理（ステップＳ７）を行う。
【０１０３】
一方、未判定の位相方向がある場合（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、雑音除去装置１は、未判定の位相方向を１つ選択し（ステップＳ２３）、ステップＳ５の判定に戻る。以降、特定した位相方向の位相信号の全てに対しステップＳ５の判定と、判定結果に応じたＳ６の処理とを行うまで、雑音除去装置１は、ステップＳ５、Ｓ６、及びＳ２３の処理を繰り返す。そして、特定した位相方向の位相信号の全てに対しステップＳ５の判定と、判定結果に応じたステップＳ６の処理とを行うと、雑音除去装置１は、特定した位相方向以外の位相方向の位相信号を０（無音信号）に置換する処理（ステップＳ７）を行う。
【０１０４】
ステップＳ７の処理を終えると、雑音除去装置１は、全ての位相信号の総和を取り、送信用の音声信号を作成する（ステップＳ８）。次に、雑音除去装置１は、ステップＳ８で生成した音声信号を、外部装置、又は自装置内の他の信号処理部に送信する（ステップＳ９）。
【０１０５】
その後、雑音除去装置１は、処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ１０）。雑音除去装置１は、例えば、雑音除去装置１の利用者（オペレータ）による処理の終了を指示する操作を受け付けた場合や、無音状態が一定期間続いた場合に、処理を終了すると判定する（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）。処理を終了しないと判定した場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、雑音除去装置１は、ステップＳ１〜Ｓ９の処理を繰り返す。なお、図１３Ａ及び図１３Ｂでは省略しているが、ステップＳ３の処理において音源番号付与部１０５が位相信号に対し音源番号を１つも付与しなかった場合、雑音除去装置１は、ステップＳ４からＳ９までの処理を省略しステップＳ１０の判定を行う。
【０１０６】
電話会議システム等の複数の利用者による同時会話や同時通話が可能なシステムにおいては、例えば、１個の雑音除去装置１（マイク１０１，１０２）の周囲にいる複数の利用者が同時に発話することがある。そのような場合には、複数の利用者の音声を含む音声信号を外部装置に送信することが望まれる。雑音除去装置１の周囲に複数の利用者がいる場合も、マイク１０１，１０２から各利用者までの距離は、マイク１０１，１０２から雑音の音源までの距離よりも近い。そのため、第１の実施形態で説明したように、雑音除去装置１の周囲にいる利用者（音源）からマイク１０１，１０２に到来する音の到来方向の広がり範囲は、ある雑音音源から到来する雑音の到来方向の広がり範囲よりも狭い。本実施形態の雑音除去処理では、上記のように、連続到来方向数が閾値以下となる音源番号が付与された位相信号のグループが複数存在する場合、各グループの位相信号が強調されるよう、グループに含まれない位相信号を無音信号等に置換する補正を行う。そのため、雑音除去装置１の周囲に複数の利用者がいる状況下でも、利用者の音声が欠落する（除去される）事態を抑制することが可能となる。
【０１０７】
なお、図１３Ａ及び図１３Ｂの雑音除去処理は、一例に過ぎず、必要に応じて一部の処理の内容を変更してもよい。例えば、本実施形態では連続到来方向数が閾値以下となる音源番号が付与された位相信号を送信対象の音（目的音）が含まれる位相信号に特定しているが、これに限らず、別の方法で送信対象の音が含まれる位相信号を特定してもよい。具体的には、連続到来方向数の大きさ順で音源番号をソートして連続到来方向の小さい音源番号から順に所定数の音源番号を抽出し、抽出した音源番号が付与された位相信号を送信対象の音が含まれる位相信号に特定してもよい。
【０１０８】
また、音源番号付与処理（ステップＳ３）では、位相信号に音源番号を付与するフラグを立ててグループ化する代わりに、類似度の高い位相信号の集合によりグループを表すグループ化を行ってもよい。
【０１０９】
更に、目的音の到来方向を特定する処理（ステップＳ２１）では、例えば、連続到来方向数が所定の閾値以下である音源の位相方向のうち、連続到来方向数が最も狭い音源の位相方向から順に所定数の位相方向を目的音の到来方向に特定してもよい。この場合、例えば、雑音除去装置１を同時に利用する利用者の数を所定数とすることにより、利用者が音声を発していないときに連続到来方向数が閾値以下となる雑音が強調された音声信号を送信する事態を抑制することが可能となる。また、本実施形態の雑音除去処理においても、連続到来方向数を算出する代わりに、位相の最大値と最小値との差分で与えられる連続到来方向の範囲を算出してもよい。
【０１１０】
第１及び第２の実施形態に係る雑音除去装置１は、例えば、コンピュータと、当該コンピュータに実行させるプログラムとを用いて実現することが可能である。以下、コンピュータとプログラムとを用いて実現される雑音除去装置１について、図１４を参照して説明する。
【０１１１】
図１４は、コンピュータのハードウェア構成を示す図である。図１４に示すように、雑音除去装置１として動作させるコンピュータ９は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）９０１と、主記憶装置９０２と、補助記憶装置９０３と、入力装置９０４と、表示装置９０５と、を備える。また、コンピュータ９は、音声信号処理装置９０６と、通信装置９０７と、記憶媒体駆動装置９０８と、を更に備える。コンピュータ９におけるこれらの要素９０１〜９０８は、バス９１０により相互に接続されており、要素間でのデータの受け渡しが可能になっている。
【０１１２】
ＣＰＵ ９０１は、オペレーティングシステムを含む各種のプログラムを実行することによりコンピュータ９の全体の動作を制御する演算処理装置である。
【０１１３】
主記憶装置９０２は、図示しないRead Only Memory（ＲＯＭ）及びRandom Access Memory（ＲＡＭ）を含む。ＲＯＭには、例えばコンピュータ９の起動時にＣＰＵ ９０１が読み出す所定の基本制御プログラム等が予め記録されている。また、ＲＡＭ は、ＣＰＵ ９０１が各種のプログラムを実行する際に、必要に応じて作業用記憶領域として使用する。主記憶装置９０２のＲＡＭは、例えば、位相分解能ｒ、マイク間距離ｄ、強度閾値、及び相関閾値や、配列Ｇの記憶に利用可能である。
【０１１４】
補助記憶装置９０３は、Hard Disk Drive（ＨＤＤ）やSolid State Drive（ＳＳＤ）等の主記憶装置９０２に比べて容量の大きい記憶装置である。補助記憶装置９０３には、ＣＰＵ ９０１によって実行される各種のプログラムや各種のデータ等を記憶させることができる。補助記憶装置９０３は、例えば、図２Ａ及び図２Ｂの雑音除去処理を含む音声通話プログラム、図１３Ａ及び図１３Ｂの雑音除去処理を含む音声通話プログラム等の記憶に利用可能である。また、補助記憶装置９０３は、例えば、位相分解能ｒ、マイク間距離ｄ、強度閾値、及び相関閾値や、配列Ｇ等の記憶に利用可能である。更に、位相方向毎の経路差Ｆ（ｘ，ｄ）をテーブル化したデータを予め用意しておく場合、当該データの記憶に補助記憶装置９０３を利用可能である。
【０１１５】
入力装置９０４は、例えばキーボード装置やマウス装置であり、コンピュータ９のオペレータにより操作されると、その操作内容と対応付けられている入力情報をＣＰＵ ９０１に送信する。また、タブレット型コンピュータ等であれば、表示装置９０５の表示面に重ねて配置されたタッチパネル装置を入力装置９０４として利用可能である。
【０１１６】
表示装置９０５は、例えば液晶ディスプレイである。表示装置９０５は、ＣＰＵ ９０１等から送信される表示データに従って各種のテキスト、画像等を表示する。
【０１１７】
音声信号処理装置９０６は、ＣＰＵ ９０１からの制御信号等に従って、マイク１０１，１０２から受信した音声信号を用いた雑音除去処理の一部、或いは全ての処理を行う。また、音声信号処理装置９０６は、例えば、通信装置９０７で受信した音声信号を再生してスピーカ１０に出力する処理を行う。
【０１１８】
通信装置９０７は、インターネット等の通信ネットワーク或いは電話網を介して他のコンピュータ等の外部装置と通話を含む各種の通信を行う。
【０１１９】
記憶媒体駆動装置９０８は、図示しない可搬型記憶媒体に記録されているプログラムやデータの読み出し、補助記憶装置９０３に記憶されたデータ等の可搬型記憶媒体への書き込みを行う。可搬型記憶媒体としては、例えば、Universal Serial Bus（ＵＳＢ）規格のコネクタが備えられているフラッシュメモリが利用可能である。また、可搬型記憶媒体としては、Compact Disk（ＣＤ）、Digital Versatile Disc（ＤＶＤ）、Blu-ray Disc（Blu-rayは登録商標）等の光ディスクも利用可能である。
【０１２０】
このコンピュータ９は、ＣＰＵ ９０１が補助記憶装置９０３等から上述した雑音除去処理を含むプログラムを読み出し、音声信号処理装置９０６、主記憶装置９０２、補助記憶装９０３等と協働してマイク１０１，１０２が出力した音声信号から雑音を除去する。
【０１２１】
なお、雑音除去装置１として用いるコンピュータ９は、図１４に示した全ての構成要素を含む必要はなく、用途や条件に応じて一部の構成要素を省略することも可能である。
【０１２２】
また、コンピュータ９は、種々のプログラムを実行することにより複数の機能を実現する汎用型のものに限らず、雑音除去装置１として動作させるための処理に特化した専用の情報処理装置でもよい。
【０１２３】
以上記載した各実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
複数のマイクから入力された複数の音声信号を用いて到来方向毎の音声信号を抽出する信号抽出部と、
抽出した前記音声信号同士の類似度に基づいて前記音声信号に含まれる音の音源毎に到来方向をグループ化するグループ化部と、
前記到来方向のグループ毎に前記音源の音の連続到来方向の範囲を算出し、前記連続到来方向の範囲が所定の範囲よりも狭い前記音源の音の到来方向を目的音の到来方向に特定する到来方向特定部と、
前記信号抽出部で抽出した前記到来方向毎の音声信号のうち、前記目的音の到来方向以外の到来方向の音声信号を除去する信号除去部と、
を備えることを特徴とする雑音除去装置。
（付記２）
前記到来方向特定部は、前記連続到来方向の範囲が所定の範囲よりも狭い前記音源の音の到来方向うち、前記連続到来方向の範囲が最も狭い前記音源の音の到来方向を前記目的音の到来方向に特定する、
ことを特徴とする付記１に記載の雑音除去装置。
（付記３）
前記到来方向特定部は、前記連続到来方向の範囲が所定の範囲よりも狭い前記音源の音の到来方向うち、前記連続到来方向の範囲が最も狭い前記音源の音の到来方向から順に所定数の到来方向を前記目的音の到来方向に特定する、
ことを特徴とする付記１に記載の雑音除去装置。
（付記４）
前記到来方向特定部は、第１のグループの音の到来方向の両側となる到来方向に第２のグループの音の到来方向がある場合、前記第２のグループに含まれる前記到来方向における両端の到来方向の差分を前記連続到来方向の範囲とする、
ことを特徴とする付記１に記載の雑音除去装置。
（付記５）
前記信号除去部は、前記目的音の到来方向を含む第１のグループの音の到来方向の両側となる到来方向に第２のグループの音の到来方向がある場合、前記第１のグループに含まれる前記到来方向の音声信号から前記第２のグループに含まれる前記到来方向の音声信号を減算する、
ことを特徴とする付記１に記載の雑音除去装置。
（付記６）
前記信号抽出部は、第１のマイクから第２のマイクまでの距離と、前記到来方向とを用いて算出される前記第１のマイクから入力された第１の音声信号と前記第２のマイクから入力された第２の音声信号との経路差に基づいて、前記第１の音声信号及び前記第２の音声信号のいずれか一方を補正し、補正した一方の音声信号と、補正していない他方の音声信号とを用いて前記到来方向の音声信号を抽出する、
ことを特徴とする付記１に記載の雑音除去装置。
（付記７）
前記複数のマイクは、所定の設置面に収音面が略同一となる向きで設置されている、
ことを特徴とする付記１に記載の雑音除去装置。
（付記８）
複数のマイクから入力された複数の音声信号を用いて到来方向毎の音声信号を抽出し、
抽出した前記音声信号同士の類似度に基づいて前記音声信号に含まれる音の音源毎に到来方向をグループ化し、
前記到来方向のグループ毎に前記音源の音の連続到来方向の範囲を算出して前記連続到来方向の範囲が所定の範囲よりも狭い前記音源の音の到来方向を目的音の到来方向に特定し、
抽出した前記到来方向毎の音声信号のうち、前記目的音の到来方向以外の到来方向の音声信号を除去する、
処理をコンピュータに実行させるための雑音除去プログラム。
（付記９）
前記目的音の到来方向を特定する処理では、前記コンピュータに、前記連続到来方向の範囲が所定の範囲よりも狭い前記音源の音の到来方向うち、前記連続到来方向の範囲が最も狭い前記音源の音の到来方向を前記目的音の到来方向に特定する処理、
を実行させることを特徴とする付記８に記載の雑音除去プログラム。
（付記１０）
前記目的音の到来方向を特定する処理では、前記コンピュータに、前記連続到来方向の範囲が所定の範囲よりも狭い前記音源の音の到来方向うち、前記連続到来方向の範囲が最も狭い前記音源の音の到来方向から順に所定数の到来方向を前記目的音の到来方向に特定する処理、
を実行させることを特徴とする付記８に記載の雑音除去プログラム。
（付記１１）
前記目的音の到来方向を特定する処理では、前記コンピュータに、第１のグループの音の到来方向の両側となる到来方向に第２のグループの音の到来方向がある場合、前記第２のグループに含まれる前記到来方向における両端の到来方向の差分を前記連続到来方向の範囲として、前記目的音の到来方向を特定する処理、
を実行させることを特徴とする付記８に記載の雑音除去プログラム。
（付記１２）
前記音声信号を除去する処理では、前記コンピュータに、前記目的音の到来方向を含む第１のグループの音の到来方向の両側となる到来方向に第２のグループの音の到来方向がある場合、前記第１のグループに含まれる前記到来方向の音声信号から前記第２のグループに含まれる前記到来方向の音声信号を減算する処理、
を実行させることを特徴とする付記８に記載の雑音除去プログラム。
（付記１３）
前記音声信号を抽出する処理では、前記コンピュータに、第１のマイクから第２のマイクまでの距離と、前記到来方向とを用いて算出される前記第１のマイクから入力された第１の音声信号と前記第２のマイクから入力された第２の音声信号との経路差に基づいて、前記第１の音声信号及び第２の音声信号のいずれか一方を補正する処理、及び補正した一方の音声信号と、補正していない他方の音声信号とを用いて前記到来方向の音声信号を抽出する処理、
を実行させることを特徴とする付記８に記載の雑音除去プログラム。
（付記１４）
コンピュータが、
複数のマイクから入力された複数の音声信号を用いて到来方向毎の音声信号を抽出し、
抽出した前記音声信号同士の類似度に基づいて前記音声信号に含まれる音の音源毎に到来方向をグループ化し、
前記到来方向のグループ毎に前記音源の音の連続到来方向の範囲を算出して前記連続到来方向の範囲が所定の範囲よりも狭い前記音源の音の到来方向を目的音の到来方向に特定し、
抽出した前記到来方向毎の音声信号のうち、前記目的音の到来方向以外の到来方向の音声信号を除去する、
処理を実行することを特徴とする雑音除去方法。
【符号の説明】
【０１２４】
１  雑音除去装置
２  利用者
４Ａ，４Ｂ  音源
９  コンピュータ
１０  スピーカ
１０１，１０２  マイク
１０３  信号受信部
１０４  位相信号配列作成部
１０４ａ  信号補正部
１０４ｂ  位相信号抽出部
１０５  音源番号付与部
１０５ａ  信号強度判定部
１０５ｂ  信号連続性判定部
１０５ｃ  音源番号フラグ設定部
１０６  到来方向特定部
１０７  雑音信号除去部
１０８  信号送信部
１０９  記憶部
９０１  ＣＰＵ
９０２  主記憶装置
９０３  補助記憶装置
９０４  入力装置
９０５  表示装置
９０６  音声信号処理装置
９０７  通信装置
９０８  記憶媒体駆動装置
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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