博 士 （ 情 報 科 学 ） デル ク ロア マ ーク

学位論文題名Speech dereverberation based onmulti―channellinearpr
ediction（多 チャネル 線形予測 を用いる音声残響除去）

学位論文内容の要旨

話 者か ら離 れた位置にある マイクロホンで収音した音声 は，室内残響の影響を受け て歪んだ信
号 にな る． この様な残響歪 みは，音声の特性や明瞭性を 劣化させ，自動音声認識や 電話会議な
ど ，音 声処 理を用いるサー ビスの妨げになる，残響歪み を収音音声から取り除く方 法のーっに
ブ ライ ンド 残響除去方法が ある．本論文では，多チャネ ル線形予測を用いる新しい 残響除去方法LIME (Linearーpredictive Multi− input Equalization)につい て述べる，線形予測を用いるだ けで は， 従来技術と同様 に，残響歪みだけでなく音声 特性まで等化してしまう， いわゆる，白 色化 問題 を生じる，LIMEの特徴は，音声特性を複数マ イクロホンの出力信号に共 通な特性とし て抽 出し ，抽出した特性 を一旦白色化された音声に付 与する事で，残響歪みの低 減された原音声を回復 する点にある．
前 書き と用 語 説明 （第 1章 ）に 続き ，第 2章 では 上記 音 声特 性の計算原理を 述べる，音声特性は ，多 チャ ネ ル線 形予 測を 元に 得 られる射影行 列の特性多項式に一致する事 を示す．第3章では ，室 の残 響時間が 長くぬると射影行列のサイズ も大きくなり，特性多項式 の計算精度が劣化
す る問 題を 取り上げ ，計算方法の簡略化を検討す る，残響時間O．3秒程度の 室を用いたシミュ
レ ーシ ョン 実 験で は， 2つ のマ イク ロホンを用い る方法で，20dB以上の残響 低減効果を得た．
第 4章 では ，よ り長 い残 響 時間 に対 処するため， （3，4以上の）多数マイク ロホンを用いる方
法 を検 討す る．少数 のマイクロホンを使う場合， 各マイクロホンと音源との 間の信号伝達特性の 類似 性は 高くなり （すべての伝達関数に共通な 非最小位相零点を生じ）， 音声特性の推定精度 は劣 化す る．この 問題は，多数のマイクロホン を利用し，伝達特性のばら っきを大きくする
事 によ って 回避・軽 減出来る．残響時間O：5秒程 度の室を用いたシミュレー ション実験では，4つ 以 上の マイ クロ ホン を 用い る事 で， 20dB以 上の 残響 低減 効果を得た．第 5章では，残響と雑 音源 のあ る環境へ LIMEを適用する．単純に適用 すると，雑音を低減する事 は出来るが，音声特性の推定 値に雑音特性が重畳し，周波数特性を持つ有色雑音の影響を取り除く事は出来なレ、，音 声の 含ま れなぃ雑 音区間を検出し，雑音特性を 求め，上記の雑音特性の重 畳された特性から差 し引 く事 に より 音声 特性 を求 め る処 理を 追加 した ． 残響 時間 O． 2秒 ，SN比0dBの 室を用いた シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 実 験 で は ， 20dBの 残 響 低 減 効 果 と ， 18dBの 雑 音 抑 圧 効 果 を 得 た ．
本論文で述 べたLIMEは，（従来法では 回避する事が難しかった）音声の白色化歪みを起こすことな く， 雑音 源の存在 する場合にも，遠隔収音され た音声に含まれる残響歪み を高精度に取り除く方法であ る．残響や雑音のため適用 が難しかった環境（分野）へ，自動音声認識などの利用範囲を拡大す る礎を成す計算原理と期待 される．

‑ 1491―

学 位論文審査の要旨
主査
副査
副査
副査
副査

助教授

三好正人

教授

荒木健治

教授

長谷川美紀教授

山本教授

宮永強喜一

学位論文題名Speech dereverberation based onmultiーchannellinearprediction（ 多 チ ャ ネ ル 線 形 予 測 を 用 い る 音 声残 響 除 去）

話者か ら離れ た位置 にある マイク ロホンで 収音し た音声 は，室内残響の影響を受けて歪んだ信号に なる． この様 な残響歪 みは， 音声の 特徴や 明瞭陸 を劣化させ，自動音声認識や電話会議など， 音声処 理を用 いるサー ビスの 妨げに なる事 が知ら れている，残響歪みを収音音声から取り除く 方法の ーっに ブライン ド残響 除去方 法があ る．本 論文は，多チャネル線形予灘を用いる
新しい 残響除 去方法 LIMEくLInealr‑predictiveMultiーinputEqualization)について述べている．線 形予測 を用い るだけで は，従 来技術 と同様 に，残 響歪みだけでなく音声特性まで等化してしま う，い わゆる ，白色化 問題を 生じる． L
IMEの特徴は，音声特性を複数マイクロホンの出力信号 に共通 な特性 として抽 出し， 抽出し た特性 を一旦 白色化された音声に付与する事で，残響歪み の低減 された 原音声を 回復す る点に ある，
前 書 き と用 語 説 明 （第 1章 ）に続 き，第 2章では 上記音 声特性 の計算 原理を述 べてい る．音
声特性 は，多チ ャネル 線形予 測を元 に得ら れる射 影行列 の特性 多項式に 一致する事が示されている ，第3章 では， 室の残 響時間 が長く なると射 影行列 のサイ ズも大 きくな り，特 性多項 式の計算精 度が劣化 する問 題を取 り上げ ，計算 方法の 簡略化 を検討 している ，残響時間O．3秒程度の室 を用い たシミ ュレー ション 実験では ，2つの マイク ロホン を用い る方法 で，20dB以 上の残響低 減効果 を得て いる． 第4章で は，よ り長い残 響時間 に対処 するた め，（ 3，4以上 の）多 数マイク ロホンを 用いる 方法を 検討し ている ー少数 のマイ クロホ ンを使う 場合，各マイクロホンと音源 との間の 信号伝 達特性 の類似 性は高 くなり （すべ ての伝 達関数に 共通な零点を生じ），音声特 性の推定 精度は 劣化す る．こ の問題 は，多 数のマ イクロ ホンを利 用し，伝達特性のばらっきを 大きくす る事に よって 回避・ 軽減さ れてい る．残 響時間 0．5秒程度の室を用いたシミュ
レー ション 実験で は，4つ 以上の マイク ロホンを 用いる 事で， 20dB以上 の残響低 減効果 が得られてい る．．第 5章では ，残響 と雑音 源のあ る環境へLIMEを適用している．単純に適用すると，雑音を 低減する 事は出 来るが ，音声 特性の 推定値 に雑音 特性が 重畳し， 周波数特性を持つ有色雑音の 影響を取 り除く 事は出 来ない ．この 点に鑑 み，音 声の含 まれない 雑音区間を検出し，雑音特性 を求め， 上記の 雑音特 性の重 畳され た特性 から差 し引く 事により 音声特性を求める処理を追 加 し て いる ． 残 響 時間 O， 2秒， SN比OdBの 室 を 用いた シミュ レーシ ョン実 験では ，20dB― 1492ー

の 残響低 減効果 と，18dBの 雑音抑 圧効果 を得て いる．
本 論文で 述べたLIMEは，（従来法では回避する事が難しかった）音声の白色化歪みを起こすこの 残響低 減効果 と，18dBの 雑音抑 圧効果 を得て いる，
本 論文で 述べたLIMEは，（従来法では回避する事が難しかった）音声の白色化歪みを起こすこと なく， 雑音源 の存在 する場 合にも， 遠隔収 音され た音声 に含まれる残響歪みを高精度に取り除 く方法 である．残響や雑音のため適用が難しかった環境（分野）へ，自動音声認識などの利用
範 囲を拡 大する 礎を成 す計算 原理と期 待され る．
こ れを要するに，著者は音声信号処理における残響除去手法に関する新知見を得たものであり，そ の効果 は音質 改善に とどまら ず，自 動音声 認識の 認識率改善をはじめとして多岐にわたるもの である ．よっ て著者 は北海道 大学博 士（情 報科学 ）の学位を授与される資格あるものと認める．

― 1493―