JP2001267973A - 騒音抑制装置および騒音抑制方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、スペクトル・サブストラクション
方法を用いた騒音抑制装置において、各周波数バンド信
号毎に不連続にならない騒音係数を算出し、音質の劣化
の少ない騒音抑制装置を提供すること 【解決手段】 騒音抑制装置20において各周波数バンド
信号毎に騒音係数を算出する騒音抑制処理部23は、入力
信号の平均振幅値と平均推定騒音振幅値を算出し比較す
ることによって、各周波数バンド信号毎の騒音振幅値を
設定するようになっており、各周波数バンド信号毎に算
出された振幅値とこの騒音振幅値に基づいて騒音係数を
算出するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、騒音振幅値が重畳
された音声信号の騒音振幅値を抑制する騒音抑制装置に
関し、特に、スペクトル・サブストラクション方法を用
いて騒音振幅値が重畳された音声信号の騒音振幅値を抑
制する騒音抑制装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、騒音抑制方法の一つに、文献”Ｓ
ｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｎｏ
ｉｓｅ ｉｎ Ｓｐｅｅｃｈ Ｕｓｉｎｇ Ｓｐｅｃｔ
ｒａｌＳｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ”（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎ
ｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，Ｓｐｅ
ｅｃｈ，ａｎｄ Ｓｉｎｇａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ，ｖｏｌ．ＡＳＳＰ−２７，Ｎｏ．２，Ａｐｒｉｌ
１９７９）で示されるスペクトル・サブストラクション
というものが知られている。

【０００３】このスペクトル・サブストラクション方法
は、まず、騒音信号が重畳された音声信号を周波数解析
する。次に、任意の周波数帯域幅毎に分割された複数の
周波数バンド毎に、暗騒音のパワースペクトル密度の推
定値を利用して、各分割信号毎の信号対騒音比の生成を
行い、次に、この各分割信号毎の信号対騒音比に基づ
き、各分割信号毎の利得率を算出する。最後に、この利
得率により各分割信号毎の利得を修正した後に、各分割
信号を再合成することにより騒音信号が抑制された音声
信号を取得するようになっている。

【０００４】例えば、図12に示すこのスペクトラル・サ
ブストラクション方法を用いた騒音抑制装置１は、音声
信号に騒音信号が重畳された入力信号のフーリエ周波数
解析を行い、任意の周波数帯域幅毎に周波数解析された
入力信号を分割した複数の周波数バンド信号を生成する
信号生成部２と、各周波数バンド信号毎の振幅値を算出
する振幅算出部３と、各周波数バンド信号毎の騒音振幅
値を推定する騒音推定部４と、周波数バンド信号毎に、
算出された振幅値および騒音振幅値に基づいて、騒音係
数を算出する騒音係数設定部５とを備えている。

【０００５】また、この騒音抑制装置１は、この各周波
数バンド信号毎に算出された騒音係数を、各周波数バン
ド信号に乗算する乗算部６と、乗算部６によって乗算さ
れた各周波数バンド信号に逆フーリエ周波数変換を施
し、合成する合成部７を備えている。

【０００６】一方、騒音係数設定部５において算出され
る騒音係数は、以下のように求めるようになっている。
ここで、音声信号ｓ_(n)、騒音信号ｄ_(n)とすると、音声
信号に騒音信号が重畳された信号ｙ_(n)は、

【式１】ｙ_(n) ＝ ｓ_(n) ＋ ｄ_(n) になる。また、この（式１）のフーリエ変換は、

【式２】Ｙ_(ω) ＝ Ｓ_(ω) ＋ Ｄ_(ω) となる。

【０００７】いま、騒音信号レベルが定常であり、音声
信号の推定信号ｓ’_(n)のフーリエ変換Ｓ’_(ω)が成り
立つと仮定すると

【式３】 Ｓ’_(ω)＝｜Ｓ’_(ω)｜ｅｘｐ｛ｊ＜Ｙ_(ω)｝ ＝｛｜Ｙ_(ω)｜−Ｅ［｜Ｄ_(ω)｜］｝ｅｘｐ｛ｊ＜Ｙ
_(ω)｝ になる。

【０００８】ここで、Ｅ［｜Ｄ_(ω)｜］は、音声信号の
成分を有しない複数の周波数バンド信号の振幅値の平均
であり、また、＜Ｙ_(ω)は、音声信号に騒音信号が重畳
みされた信号Ｙ_(ω)の位相成分を表す。この上記式３を
変形すると、

【式４】Ｓ’_(ω)＝Ｈ_(ω)Ｙ_(ω) となる。ただし、

【式５】Ｈ_(ω)＝｛｜Ｙ_(ω)｜−Ｅ［｜Ｄ_(ω)｜］｝／
｜Ｙ_(ω)｜ または、

【式６】Ｈ_(ω)＝ ｛（｜Ｙ_(ω)｜²−Ｅ［｜Ｄ
_(ω)｜²］）／｜Ｙ_(ω)｜²｝^1/2 である。この上記（式５）または（式６）のＨ（ω）
が、騒音抑制用の係数（以下、騒音係数という）とな
る。

【０００９】したがって、騒音推定部４において、音声
信号を有しない時間区間における各周波数バンド毎の振
幅値の平均を推定騒音振幅値として、各周波数バンド信
号毎の振幅値とともに、上記（式５）または（式６）に
代入することにより、騒音係数を算出することができる
ようになっている

【００１０】このように、騒音抑制装置１は、入力信号
の振幅値と、音声信号成分を有しない時間区間において
の平均振幅値を算出し、推定した騒音信号の振幅値を用
いて、騒音抑制のための係数を算出し、その係数を入力
信号に乗算することで騒音信号を抑制するようになって
いる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような騒音抑制装置であっては、音声信号と騒音信号の
比（以下、Ｓ／Ｎ比という）が小さいときに、または、
複数の周波数バンド信号それぞれに、音声信号の成分が
含まれていない場合、騒音信号レベルの変動を音声信号
と判別してしまうときに、入力信号の各周波数バンド信
号毎の振幅値および推定した騒音信号の振幅値との関係
により、各周波数バンド信号毎に算出した係数の値がマ
イナス、零およびプラスの値が交互に出現することがあ
る。この結果、その値を各周波数バンド信号に乗算して
再合成された音声信号が不連続になる。また、騒音信号
が急激に変化したとき、騒音係数も急激に変化するの
で、この騒音係数を用いて再合成された入力信号の音質
が劣化するという問題があった。

【００１２】また、騒音信号が変動したとしても、常に
一定に騒音係数を算出するようになっていたので、騒音
信号の変動を音声信号の入力として検知し、この騒音係
数を用いて再合成された入力信号の音質が劣化するとい
う問題があった。

【００１３】本発明は、このような問題を解決するため
に、各周波数バンド信号毎に算出された騒音係数の値
を、音声が含まれていない区間においては変動しないよ
うに算出することによって、再合成された音声信号の不
連続部分をなくし、Ｓ／Ｎ比が小さいとき、または、音
声信号が含まれていないときであっても、音質の劣化が
少ない、優れた騒音抑制装置を提供することを目的とす
るものである。

【００１４】また、本発明は、騒音係数を算出すると
き、騒音信号の変動に対応して、騒音係数を算出するよ
うになっており、騒音信号が変動したとしても音質の劣
化が少ない、優れた騒音抑制装置を提供することを目的
とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達するため
に、本発明の請求項１記載の騒音抑制装置は、音声信号
に騒音信号が重畳された入力信号を周波数解析し、任意
の周波数帯域幅毎に前記周波数解析された入力信号を複
数に分割することにより複数の周波数バンド信号を生成
する周波数バンド信号生成手段と、前記各周波数バンド
信号毎に振幅値またはエネルギを算出する振幅算出手段
と、前記各周波数バンド信号毎の前記振幅値またはエネ
ルギに基づき、前記各周波数バンド信号毎に騒音振幅値
または騒音エネルギを推定する騒音推定手段と、前記入
力信号の平均振幅値または平均エネルギを算出する平均
振幅算出手段と、前記平均振幅値または平均エネルギに
基づき、前記入力信号の平均騒音振幅値または平均騒音
エネルギを推定する平均騒音推定部と、前記平均振幅値
と平均騒音振幅値または前記平均エネルギと平均騒音エ
ネルギとを比較することにより、前記入力信号に前記音
声信号が含まれていないと判断されたとき、前記各周波
数バンド信号毎の前記振幅値またはエネルギを前記各周
波数バンド信号毎の前記騒音振幅値または騒音エネルギ
に設定する騒音設定手段と、前記各周波数バンド信号毎
の前記振幅値および騒音振幅値または前記エネルギおよ
び騒音エネルギに基づき、前記各周波数バンド信号毎に
騒音信号を抑制するための騒音係数を算出する騒音係数
算出手段と、前記各周波数バンド信号毎の前記騒音係数
を前記各周波数バンド信号に乗算する乗算手段と、前記
各周波数バンド信号毎に騒音係数が乗算された複数の周
波数バンド信号を周波数逆変換して合成する周波数バン
ド合成手段とを備えた構成を有している。

【００１６】この構成により、請求項１記載の発明は、
入力信号に音声信号が含まれていないとき、各周波数バ
ンド信号毎の振幅値またはエネルギを各周波数バンド信
号毎の騒音振幅値または騒音エネルギに設定することが
できるので、（式５）または（式６）の計算を行い、各
周波数バンド信号毎の騒音係数を算出したとしても、変
動しない騒音係数を算出することができる。したがっ
て、各周波数バンド信号毎に、この各算出された騒音係
数を乗算することができるので、不連続部分を有するこ
となく入力信号を再結合することができ、音質劣化の少
ない騒音信号が抑制された音声信号を得ることができ
る。

【００１７】また、本発明の請求項２記載の騒音抑制装
置は、請求項１記載の発明において、前記騒音設定手段
が前記平均騒音振幅値または平均騒音エネルギおよび前
記平均振幅値または平均エネルギに基づいて、前記入力
信号に音声信号の有無を判定する判定係数を算出する判
定係数算出手段と、前記平均騒音振幅値または平均騒音
エネルギに前記判定係数を乗算した判定値と、前記平均
振幅値または平均エネルギとの比較演算することによっ
て、前記判定値が前記平均振幅値または平均エネルギよ
り大きいとき、前記各周波数バンド信号毎の前記振幅値
またはエネルギを前記各周波数バンド信号毎の前記騒音
振幅値または騒音エネルギに設定する騒音振幅値設定手
段とを有した構成をしている。

【００１８】この構成により、請求項２記載の発明は、
算出された判定係数に基づいて、入力信号に含まれる音
声信号の有無を判断することができるとともに、入力信
号に音声信号が含まれていないとき、各周波数バンド信
号毎の振幅値またはエネルギを各周波数バンド信号毎の
騒音振幅値または騒音エネルギに設定することができる
ので、（式５）または（式６）の計算を行い、各周波数
バンド信号毎の騒音係数を算出したとしても、変動しな
い騒音係数を算出することができる。したがって、各周
波数バンド信号毎に、この各算出された騒音係数を乗算
することができるので、不連続部分を有することなく入
力信号を再結合することができ、音質劣化の少ない騒音
信号が抑制された音声信号を得ることができる。

【００１９】また、本発明の請求項３記載の騒音抑制装
置は、請求項２記載の発明において、前記判定係数算出
手段が前記平均騒音振幅値または平均騒音エネルギに音
声信号の有無を検出するとともに前記入力信号に重畳さ
れている騒音信号の変動を検出しないように設定された
第１定数を乗算した騒音振幅乗算値と、前記平均振幅値
または平均エネルギとの比較結果に基づいて、前記平均
振幅値または平均エネルギが前記騒音振幅乗算値より大
きいとき、前記判定係数を前記第１定数より小さい第２
定数に設定し、前記平均振幅値または平均エネルギが前
記騒音振幅乗算値より小さいとき、予め設定された基準
判定係数に前記基準判定係数を増加させる更新量を乗算
した判定係数更新値を判定係数に設定するとともに、前
記判定係数更新値がしきい値より大きいとき、前記各周
波数バンド信号毎の設定された判定係数を前記しきい値
に変更し、前記判定係数が設定される毎に、前記判定係
数を前記基準判定係数に変更するようにした構成を有し
ている。

【００２０】この構成により、請求項３記載の発明は、
入力信号に音声信号が入力されると、平均振幅値または
平均エネルギが大きな値を示すので、音声入力の入力時
を検出することができるとともに、音声信号が検出され
た後、比較的小さな音声信号を騒音信号と認識しないよ
うに判定係数を算出することでき、また、判定係数が大
きくなりすぎるのを防ぐこともできるので、入力信号に
含まれる音声信号の状況に応じて判定係数を算出するこ
とができる。したがって、騒音振幅値または騒音エネル
ギの設定が明確にできるとともに、正確に騒音係数を設
定することができる。

【００２１】また、本発明の請求項４記載の騒音抑制装
置は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、
前記騒音推定手段が前記各周波数バンド信号毎の前記振
幅値またはエネルギと、予め設定された前記各周波数バ
ンド信号毎の騒音振幅基準値とを比較したとき、前記各
周波数バンド信号毎の前記振幅値またはエネルギが前記
各周波数バンド信号毎の前記騒音振幅基準値より小さい
とき、前記各周波数バンド信号毎の前記振幅値またはエ
ネルギを前記各周波数バンド信号毎の前記騒音振幅値ま
たは騒音エネルギに設定し、前記各周波数バンド信号毎
の前記振幅値またはエネルギが前記各周波数バンド信号
毎の前記騒音振幅基準値より大きいとき、前記各周波数
バンド信号毎の騒音振幅基準値に前記騒音振幅基準値を
増加させる更新量を乗算した値を前記各周波数バンド信
号毎の前記騒音振幅値または騒音エネルギに設定し、前
記更新量が前記騒音信号の変動を検出するとともに、前
記音声信号が入力されたときに前記騒音信号と認識しな
い値に設定し、前記騒音振幅値または騒音エネルギが設
定される毎に、前記騒音振幅値を前記騒音振幅基準値に
変更するようにした構成を有している。

【００２２】この構成により、請求項４記載の発明は、
騒音信号レベルが減少したと判断したとき、入力信号の
振幅値またはエネルギを騒音振幅値または騒音エネルギ
に設定でき、この設定された騒音振幅値または騒音エネ
ルギを比較基準である騒音振幅基準値として設定するこ
とができるとともに、騒音信号レベルが増加したとき、
音声信号が入力されたと判断しないように騒音振幅値ま
たは騒音エネルギを設定できるので、騒音信号レベルが
変動する非定常な騒音信号を推定することができ、か
つ、音声信号に反応することなく騒音信号を推定するこ
とができる。

【００２３】また、本発明の請求項５記載の騒音抑制装
置は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明において、
前記平均騒音推定手段が前記平均振幅値または平均エネ
ルギと、予め設定された平均推定騒音振幅基準値とを比
較したとき、前記平均振幅値または平均エネルギが前記
平均推定騒音振幅基準値より小さいとき、前記平均振幅
値または平均エネルギを平均推定騒音振幅値に設定し、
前記平均振幅値または平均エネルギが前記平均騒音振幅
基準値より大きいとき、前記平均騒音振幅値または平均
騒音エネルギに前記騒音振幅基準値を増加させる更新量
を乗算した値を平均推定騒音振幅値に設定し、前記更新
量が前記騒音信号の変動を検出するとともに、前記音声
信号が入力されたときに前記騒音と認識しない値に設定
するとともに、前記平均推定騒音振幅値が設定される毎
に、前記平均推定騒音振幅値を前記平均騒音振幅基準値
に変更するようにした構成を有している。

【００２４】この構成により、請求項５記載の発明は、
騒音信号レベルが減少したと判断したとき、入力信号の
平均振幅値または平均エネルギを平均騒音振幅値または
平均騒音エネルギに設定でき、この設定された平均騒音
振幅値または平均騒音エネルギを比較基準である平均騒
音振幅基準値としてい設定することができるとともに、
騒音信号レベルが増加したとき、音声信号が入力された
と判断しないように騒音振幅値または騒音エネルギを設
定できるので、騒音信号レベルが変動する非定常な騒音
信号を推定することができ、かつ、音声信号に反応する
ことなく騒音信号を推定することができる。

【００２５】また、本発明の請求項６記載の騒音抑制装
置は、請求項１乃至５の何れかに記載の発明において、
前記騒音係数算出手段により算出された前記各周波数バ
ンド信号毎の前記騒音係数と、予め設定された前記各周
波数バンド信号毎の基準騒音係数に前記基準騒音係数を
減少させる更新量を乗算した騒音係数乗算値とを比較し
たとき、前記各周波数バンド信号毎の前記騒音係数が前
記各周波数バンド信号毎の前記騒音係数乗算値より大き
いとき、前記各周波数バンド信号毎の前記騒音係数を前
記各周波数バンド信号毎の更新騒音係数に設定し、前記
各周波数バンド信号毎の前記騒音係数が前記各周波数バ
ンド信号毎の前記騒音係数乗算値より小さいとき、前記
各周波数バンド信号毎の前記騒音係数乗算値を前記各周
波数バンド信号毎の前記更新騒音係数に設定する更新騒
音係数算出手段を設け、前記更新騒音係数算出手段によ
り前記更新騒音係数が設定される毎に、設定された前記
更新騒音係数を前記基準更新騒音係数に変更するととも
に、前記乗算手段が前記更新騒音係数算出手段により算
出された更新騒音係数を前記各周波数バンド信号に乗算
するようにした構成を有している。

【００２６】この構成により、請求項６記載の発明は、
騒音信号が急激に変化したとしても、騒音係数が急激に
変化することを防ぐことができるとともに、各周波数バ
ンド信号毎に、この騒音係数を各周波数バンド信号に乗
算することができるので、不連続部分を有することなく
波形がなめらかな入力信号を再結合することができる。
したがって、音声信号と騒音信号の状態変動を緩やかに
することができ、音質劣化の少ない騒音信号が抑制され
た音声信号を得ることができる。

【００２７】また、本発明の請求項７記載の騒音抑制装
置は、請求項６記載の発明において、 前記更新騒音係
数算出手段により算出された各周波数バンド信号毎の更
新騒音係数がしきい値より大きいとき、前記しきい値を
各周波数バンド信号毎の更新騒音係数にするようにし、
前記乗算手段によって、前記各周波数バンド信号毎の更
新騒音係数を前記各周波数バンド信号に乗算するように
した構成を有している。

【００２８】この構成により、請求項７記載の発明は、
騒音信号が急激に変化したとしても、更新騒音係数が急
激に変化することを防ぐことができるとともに、各周波
数バンド信号毎に、この騒音係数を各周波数バンド信号
に乗算することができるので、不連続部分を有すること
なく波形がなめらかな入力信号を再結合することができ
る。したがって、音声信号と騒音信号の状態変動を緩や
かにすることができ、音質劣化の少ない騒音信号が抑制
された音声信号を得ることができる。

【００２９】また、本発明の請求項８記載の騒音抑制装
置は、音声信号に騒音信号が重畳された入力信号を周波
数解析し、任意の周波数帯域幅毎に前記周波数解析され
た入力信号を複数に分割することにより、複数の周波数
バンド信号を生成する周波数バンド信号生成手段と、前
記各周波数バンド信号毎に振幅値またはエネルギを算出
する振幅算出手段と、前記各周波数バンド信号毎の振幅
値またはエネルギに基づき、前記各周波数バンド信号毎
に騒音振幅値または騒音エネルギを推定する騒音推定手
段と、前記入力信号の平均振幅値または平均エネルギを
算出する平均振幅算出手段と、前記平均振幅値または平
均エネルギに基づき、前記入力信号の平均騒音振幅値ま
たは平均騒音エネルギを推定する平均騒音推定部と、前
記平均振幅値および前記平均騒音振幅値または前記平均
エネルギおよび平均騒音エネルギにより前記音声信号と
前記騒音信号の信号比を算出し、前記信号比に基づい
て、騒音係数を算出するときのパラメータを制御させる
パラメータ制御手段と、前記各周波数バンド信号毎の振
幅値またはエネルギ、騒音振幅値または騒音エネルギお
よび前記パラメータ制御手段により制御されたパラメー
タに基づき、前記各周波数バンド信号毎に騒音信号を抑
制するための騒音係数を算出する騒音係数算出手段と、
前記各周波数バンド信号毎の前記騒音係数を前記各周波
数バンド信号に乗算する乗算手段と、前記各周波数バン
ド信号毎に騒音係数が乗算された複数の周波数バンド信
号の周波数逆変換を行い、合成する周波数バンド合成手
段とを備えた構成を有している。

【００３０】この構成により、請求項８記載の発明は、
音声信号と騒音信号との比（以下、Ｓ／Ｎ比という）に
より騒音係数を算出するためのパラメータを変更するこ
とができるので、Ｓ／Ｎ比が小さいとき、騒音信号の減
算量を多くする騒音係数を設定し、Ｓ／Ｎ比が大きいと
き、騒音信号の減算量を少なくする騒音係数の設定をす
ることができ、この設定に基づき、適切な騒音係数を算
出することができる。したがって、各周波数バンド信号
毎に、この各算出された騒音係数を乗算することができ
るので、不連続部分を有することなく入力信号を再結合
することができ、音質劣化の少ない騒音信号が抑制され
た音声信号を得ることができる。

【００３１】また、本発明の請求項９記載の騒音抑制装
置は、請求項８記載の発明において、前記パラメータ制
御手段が平均振幅値または平均エネルギに基づき、前記
入力信号の最大値を設定する最大値設定手段を有し、前
記最大値設定手段によって設定された前記最大値および
前記平均騒音振幅値または平均騒音エネルギに基づき、
前記パラメータを制御するようにした構成を有してい
る。

【００３２】この構成により、請求項９記載の発明は、
騒音信号の急激な変化またはＳ／Ｎ比が悪いときであっ
ても、入力信号の最大振幅値または最大エネルギを基準
に、騒音係数の設定ができるので、入力信号に含まれる
音声信号と騒音信号の状態変動を緩やかにすることがで
きるとともに、この状態によって、パラメータを変更す
ることができ、最適な騒音係数を算出することができ
る。

【００３３】また、本発明の請求項10記載の騒音抑制装
置は、請求項９記載の発明において、前記最大値設定手
段が前記平均振幅値または平均エネルギと予め設定され
た基準最大値とを比較した場合、前記最大値比較部によ
って前記平均振幅値または平均エネルギが前記基準最大
値より大きいとき、前記平均振幅値または平均エネルギ
を前記最大値に設定し、前記平均振幅値または平均エネ
ルギが前記基準最大値より小さいとき、前記基準最大値
を前記最大値に設定し、前記最大値が設定される毎に、
前記設定された最大値を前記基準最大値に変更するよう
にした構成を有している。

【００３４】この構成により、請求項10記載の発明は、
騒音信号レベルが急激な変化したとしても、設定される
最大値が急激に変化することを防ぐことができるので、
各周波数バンド信号毎に、適切なパラメータを使用する
ことができ、騒音係数の設定ができる。したがって、不
連続部分を有することなく波形がなめらかな入力信号を
再結合することができるので、音声信号と騒音信号の状
態変動を緩やかにすることができ、音質劣化の少ない騒
音信号が抑制された音声信号を得ることができる。

【００３５】また、本発明の請求項11記載の騒音抑制装
置は、請求項８乃至10の何れかに記載の発明において、
前記各周波数バンド信号毎の振幅値またはエネルギと、
前記各周波数バンド信号毎の騒音振幅値または騒音エネ
ルギに前記パラメータに基づき定められた定数を乗算し
た値を減算した減算値との比に基づいて、前記各周波数
バンド信号毎の前記騒音係数を算出するようにした構成
を有している。

【００３６】この構成により、請求項11記載の発明は、
騒音信号レベルが急激な変化したとしても、設定される
最大値が急激に変化することを防ぐことができるので、
各周波数バンド信号毎に、適切なパラメータを使用する
ことができ、騒音係数の設定ができる。したがって、不
連続部分を有することなく波形がなめらかな入力信号を
再結合することができるので、音声信号と騒音信号の状
態変動を緩やかにすることができ、音質劣化の少ない騒
音信号が抑制された音声信号を得ることができる。

【００３７】また、本発明の請求項12記載の騒音抑制装
置は、請求項８乃至11の何れかに記載の発明において、
前記騒音係数算出手段により算出された前記各周波数バ
ンド信号毎の騒音係数と、予め設定された前記各周波数
バンド信号毎の基準騒音係数に、基準騒音係数を減少さ
せる更新量を乗算した騒音係数乗算値との比較結果に基
づいて、前記各周波数バンド信号毎の前記騒音係数が、
前記各周波数バンド信号毎の騒音係数乗算値より大きい
とき、前記各周波数バンド信号毎の前記騒音係数を前記
各周波数バンド信号毎の更新騒音係数に設定し、前記各
周波数バンド信号毎の前記騒音係数が前記各周波数バン
ド信号毎の前記騒音係数乗算値より小さいとき、前記各
周波数バンド信号毎の前記騒音係数乗算値を、前記各周
波数バンド信号毎の前記更新騒音係数に設定し、前記更
新騒音係数が設定される毎に、設定された前記更新騒音
係数を前記基準更新騒音係数に変更するとともに、前記
乗算手段が前記更新騒音係数算出手段により算出された
更新騒音係数を前記各周波数バンド信号に乗算するよう
にした構成を有している。

【００３８】この構成により、請求項12記載の発明は、
騒音信号レベルが急激な変化したとしても、設定される
騒音係数が急激に変化することを防ぐことができ、更新
騒音係数を設定できるので、各周波数バンド信号毎に、
この算出された更新騒音係数を乗算することができる。
したがって、不連続部分を有することなく波形がなめら
かな入力信号を再結合することができるので、音声信号
と騒音信号の状態変動を緩やかにすることができ、音質
劣化の少ない騒音信号が抑制された音声信号を得ること
ができる。

【００３９】また、本発明の請求項13記載の騒音抑制装
置は、請求項12記載の発明において、前記各周波数バン
ド信号毎の前記更新騒音係数がしきい値より大きいと
き、しきい値を各周波数バンド信号毎の更新騒音係数に
設定し、この更新騒音係数に基づいて、前記乗算手段が
前記各周波数バンド信号毎の更新騒音係数を前記各周波
数バンド信号に乗算ようにした成を有している。

【００４０】この構成により、請求項13記載の発明は、
騒音信号が急激に変化したとしても、更新騒音係数が急
激に変化することを防ぐことができるとともに、各周波
数バンド信号毎に、この騒音係数を各周波数バンド信号
に乗算することができるので、不連続部分を有すること
なく波形がなめらかな入力信号を再結合することができ
る。したがって、音声信号と騒音信号の状態変動を緩や
かにすることができ、音質劣化の少ない騒音信号が抑制
された音声信号を得ることができる。

【００４１】また、本発明の請求項14記載の騒音抑制装
置は、請求項12または13記載の発明において、

【００４２】前記各周波数バンド信号毎の更新騒音係数
と、少なくとも過去に算出された１個以上の前記各周波
数バンド信号毎の更新騒音係数とに基づき、前記更新騒
音係数の平滑化を行う更新騒音係数平滑部を有した構成
をしている。

【００４３】この構成により、請求項14記載の発明は、
騒音信号が急激に変化したとしても、更新騒音係数が急
激に変化することを防ぐことができるとともに、各周波
数バンド信号毎に、この騒音係数を各周波数バンド信号
に乗算することができるので、不連続部分を有すること
なく波形がなめらかな入力信号を再結合することができ
る。したがって、音声信号と騒音信号の状態変動を緩や
かにすることができ、音質劣化の少ない騒音信号が抑制
された音声信号を得ることができる。

【００４４】また、本発明の請求項15記載の騒音抑制装
置は、請求項12乃至14の何れかに記載の発明において、

【００４５】前記各周波数毎の更新騒音係数に任意の周
波数帯域の更新騒音係数を通過させるフィルタ処理を行
うようにしたこと構成を有している。

【００４６】この構成により、請求項15記載の発明は、
必要としない周波数領域に存在する更新騒音係数を整理
することができるので、必要としない周波数領域に存在
する騒音信号の影響を少なくすることができ、音質劣化
の少ない騒音信号が抑制された音声信号を得ることがで
きる。

【００４７】また、本発明の請求項16記載の騒音抑制装
置は、音声信号に騒音信号が重畳された入力信号を周波
数解析し、任意の周波数帯域幅毎に前記周波数解析され
た入力信号を複数に分割することにより、複数の周波数
バンド信号を生成する周波数バンド信号生成手段と、前
記各周波数バンド信号毎に振幅値またはエネルギを算出
する振幅算出手段と、前記各周波数バンド信号毎の前記
振幅値またはエネルギに基づき、前記各周波数バンド信
号毎に騒音振幅値または騒音エネルギを推定する騒音推
定手段と、前記各周波数バンド信号毎の前記振幅値およ
び前記騒音振幅値または前記エネルギおよび騒音エネル
ギに基づき、前記各周波数バンド信号毎に前記騒音信号
を抑制するための騒音係数を算出する騒音係数算出手段
と、前記騒音係数がしきい値より大きいとき、前記しき
い値を前記各周波数バンド信号毎の前記騒音係数に設定
するしきい値設定手段と、前記しきい値設定手段によっ
て算出された前記各周波数バンド信号毎の前記騒音係数
を前記各周波数バンド信号に乗算する乗算手段と、前記
各周波数バンド信号毎に前記騒音係数が乗算された複数
の周波数バンド信号を周波数逆変換して合成する周波数
バンド合成手段とを備え、前記各周波数バンド信号毎の
前記騒音振幅値またはエネルギに基づき、前記しきい値
設定手段の前記各周波数バンド信号毎のしきい値を変更
するしきい値変更手段を設けた構成を有している。

【００４８】この構成により、請求項16記載の発明は、
騒音係数を設定するとき使用されるしきい値の変更をす
ることができるので、騒音信号の変動に対応した騒音係
数を算出することができるとともに、各周波数バンド信
号毎の騒音係数が零になることを防ぐことができる。し
たがって、各周波数バンド信号毎に、この各算出された
騒音係数を乗算することができるので、不連続部分を有
することなくなめらかな入力信号を再結合することがで
き、音質劣化の少ない騒音信号が抑制された音声信号を
得ることができる。

【００４９】また、本発明の請求項17記載の騒音抑制装
置は、請求項16記載の発明において、前記しきい値変更
手段が前記周波数バンド合成手段によって合成された合
成信号に含まれる騒音振幅値または騒音エネルギが常に
一定になるよう前記しきい値設定手段のしきい値を変更
するようにした構成を有している。

【００５０】この構成により、請求項17記載の発明は、
各周波数バンド信号毎に再合成された入力信号に含まれ
る騒音信号が一定になるように、または、常に再合成さ
れた入力信号に含まれる騒音信号が一定になるように、
しきい値を設定することができるので、騒音信号の変動
があったとしても、不連続部分を有することなくなめら
かな入力信号を再結合することができ、音質劣化の少な
い騒音信号が抑制された音声信号を得ることができる。

【００５１】また、本発明の請求項18記載の騒音抑制方
法は、音声信号に騒音信号が重畳された入力信号を周波
数解析し、任意の周波数帯域幅毎に前期周波数解析され
た入力信号を複数に分割することにより複数の周波数バ
ンド信号を生成する周波数バンド信号生成行程と、前記
周波数信号生成行程によって生成された複数の前記周波
数バンド毎に振幅値またはエネルギを算出する振幅算出
行程と、前記振幅算出行程によって算出された前記各周
波数バンド信号毎の振幅値またはエネルギに基づき、前
記各周波数バンド信号毎に騒音振幅値または騒音エネル
ギを推定する騒音推定行程と、前記入力信号の平均振幅
値または平均エネルギを算出する平均振幅算出行程と、
前記平均振幅算出行程によって算出された前記平均振幅
値または平均エネルギに基づき、前記入力信号の平均騒
音振幅値またはエ平均騒音ネルギを推定する平均騒音推
定行程と、前記平均振幅算出行程および前記平均騒音算
出行程によって算出された前記平均振幅値と前記平均騒
音振幅値または前記平均エネルギと平均騒音エネルギと
を比較することにより、前記入力信号に前記音声信号が
含まれていないと判断されたとき、前記各周波数バンド
信号毎の前記振幅値またはエネルギを前記各周波数バン
ド信号毎の前記騒音振幅値または騒音エネルギに設定す
る騒音設定行程と、前記振幅算出行程および前記騒音設
定行程によって、算出された前記各周波数バンド信号毎
の振幅値および騒音振幅値または前記エネルおよび騒音
エネルギに基づき、前記各周波数バンド信号毎に前記騒
音信号を抑制するための騒音係数を算出する騒音係数算
出行程とを含み、前記各周波数バンド信号毎の前記騒音
係数を前記各周波数バンド信号に乗算し、次いで、前記
各周波数バンド信号毎に前記騒音係数が乗算された複数
の周波数バンド信号の周波数逆変換を行い、各周波数バ
ンド信号を合成するようにした構成を有している。

【００５２】この構成により、請求項18記載の発明は、
入力信号に音声信号が含まれていないとき、各周波数バ
ンド信号毎の振幅値またはエネルギを各周波数バンド信
号毎の騒音振幅値または騒音エネルギに設定することが
できるので、（式５）または（式６）の計算を行い、各
周波数バンド信号毎の騒音係数を算出したとしても、変
動しない騒音係数を算出することができる。したがっ
て、各周波数バンド信号毎に、この各算出された騒音係
数を乗算することができるので、不連続部分を有するこ
となく入力信号を再結合することができ、音質劣化の少
ない騒音信号が抑制された音声信号を得ることができ
る。

【００５３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を用いて説明する。

【００５４】[第１実施形態]図１〜８は、本発明に係る
騒音抑制装置の第１実施形態を示す図であり、この騒音
抑制装置は、ミキサ、エコーキャンセラ装置、音声符号
化装置などの音声信号を入力する音響装置の入力部、マ
イクロホンなどの集音装置、または、携帯電話、また
は、パーソナルコンピュータなどマイクロホンを有する
通信端末装置および情報端末装置の入力部に適用され
る。

【００５５】まず、構成を説明する。

【００５６】図１に示す騒音抑制装置20は、音声信号に
騒音信号が重畳された入力信号をフーリエ解析すること
によって、スペクトル包絡を生成し、任意の周波数帯域
幅によりこのスペクトル包絡を分割する信号生成部21を
備え、この分割された任意の周波数帯域幅を有するスペ
クトル毎に（以下、周波数バンド信号という）騒音抑制
処理を行ようになっている。

【００５７】また、この騒音抑制装置20は、信号生成部
21において分割された周波数バンド信号毎に騒音抑制処
理を行う騒音抑制処理部22と、騒音抑制処理が行われた
各周波数バンド信号に逆フーリエ変換を施し、各周波数
バンド信号の波形合成を行う合成処理部23を備えてお
り、信号生成部21および合成処理部23は、それぞれ、本
発明の周波数バンド信号生成手段および周波数バンド信
号合成手段を構成している。

【００５８】騒音抑制処理部23は、信号生成部21におい
て分割された各周波数バンド信号毎に騒音係数を算出
し、この騒音係数を各周波数バンド信号に乗算すること
によって騒音信号を抑制するようになっている。

【００５９】この騒音抑制処理部23は、各周波数バンド
信号毎の振幅値を算出する振幅算出部24と、この振幅値
に含まれていると推定される騒音信号成分の振幅値（以
下、推定騒音振幅値という）を各周波数バンド信号毎に
推定する騒音推定部25と、各周波数バンド信号毎の複数
の振幅値に基づき平均振幅値を算出する平均振幅算出部
26と、この平均振幅値に含まれていると推定される騒音
信号成分の振幅値（以下、平均推定騒音振幅値）を推定
する平均騒音推定部27と、これら平均振幅値と平均推定
騒音振幅値とを比較し、この比較結果に基づき、入力さ
れた各周波数バンド信号毎の振幅値と推定騒音振幅値と
のどちらかを振幅値に含まれる騒音信号成分の振幅値
（以下、騒音振幅値という）に設定する騒音設定部28
と、振幅値および騒音振幅値に基づき、前記各周波数バ
ンド信号毎に騒音信号を抑制するための騒音係数を算出
する騒音係数設定部29と、この騒音係数を各周波数バン
ド信号に乗算する乗算部30とを備えている。

【００６０】振幅算出部24は、各周波数バンド信号毎の
周波数スペクトルから振幅値を算出するようになってお
り、算出した各周波数バンド信号毎の振幅値を騒音推定
部25、平均振幅算出部26および騒音設定部28送出するよ
うになっている。例えば、この振幅算出部24は、各周波
数バンド信号内において、最大の周波数スペクトルを振
幅値に設定、または、任意の周波数スペクトルの振幅値
を複数個用意し、この平均を取ることによって各周波数
バンド信号毎に振幅値を設定するようになっている。

【００６１】騒音推定部25は、入力された各周波数バン
ド信号毎の振幅値と、図示しない内部に格納されている
各周波数バンド信号毎に設定された推定騒音振幅値（以
下、推定騒音振幅基準値という）とに基づいて、各周波
数バンド信号毎の推定騒音振幅値を算出するようになっ
ている。

【００６２】この騒音推定部25は、各周波数バンド信号
毎に、入力した振幅値と格納されている推定騒音振幅基
準値とを比較し、振幅値が推定騒音振幅基準値より小さ
いとき、入力された振幅値を各周波数バンド信号毎の推
定騒音振幅値に設定し、入力された振幅値がこの推定騒
音振幅基準値より大きいとき、この推定騒音振幅基準値
に、更新量Ｌｒを乗算した値（以下、推定騒音更新値と
いう）を各周波数バンド信号毎の推定騒音振幅値に設定
するようになっている。

【００６３】また、騒音推定部25は、この設定された推
定騒音振幅値を騒音設定部28に出力するとともに、推定
騒音振幅基準値として内部に格納し、推定騒音振幅基準
値を書き換えるようになっている。したがって、騒音推
定部25は、過去の推定騒音振幅値と入力された振幅値を
比較することにより、騒音振幅値の推定を行うようにな
っている。

【００６４】ここで、図２を用いて騒音推定部25の推定
原理について説明する。

【００６５】入力した振幅値と格納されている推定騒音
振幅基準値とを比較した比較結果において、振幅値が推
定騒音振幅基準値より小さいとき、騒音信号レベルが減
少したと、または、音声入力が終了したと判断すること
できるので、入力された振幅値を騒音振幅値と認識し、
入力された振幅値を各周波数バンド信号毎の推定騒音振
幅値とするようになっている。

【００６６】一方、入力された振幅値がこの推定騒音振
幅基準値より大きいとき、騒音信号レベルの変動か音声
信号が入力されたのかを判断する必要が生ずるが、この
とき、この推定騒音振幅基準値に、推定騒音更新値を各
周波数バンド信号毎の推定騒音振幅値に設定することに
よって、騒音信号レベルの変動を追従するとともに、音
声信号が入力されているとしても設定された推定騒音振
幅値によって、算出される騒音係数に影響しないように
なっている。

【００６７】すなわち、更新量Ｌｒによって推定騒音更
新値が推定騒音振幅基準値より、多少大きくなるように
設定することにより、振幅値が増加変動したとき、この
増加変動した振幅値が推定騒音更新値より小さければ、
騒音信号レベルの変動として仮定できるので、この推定
騒音更新値を推定騒音振幅値に設定するようになってい
る。また、音声信号が入力されたとき、振幅値は、音声
信号が入力されていないときより大きな値を示すので、
この推定騒音更新値を推定騒音振幅値に設定するように
なっていても、騒音係数に影響しないようになってい
る。

【００６８】例えば、推定騒音更新値が１秒間に推定騒
音振幅基準値の３ｄＢから１０ｄＢ程度に増加するよう
に更新量Ｌｒを設定すると、入力された振幅値が１秒間
に３ｄＢから１０ｄＢ程度の範囲内に増加したとき、騒
音推定部25は、推定騒音振幅値として、この推定騒音更
新値を設定することができるようになっている。

【００６９】また、この騒音推定部25の動作は、図２に
示すように、まず、各周波数バンド信号毎に、入力した
振幅値と格納されている推定騒音振幅基準値とを比較し
（ステップＳ１）、次に、この比較結果に基づき、振幅
値が推定騒音振幅基準値より小さいとき、入力された振
幅値を各周波数バンド信号毎の推定騒音振幅値とし（ス
テップＳ２）、入力された振幅値がこの推定騒音振幅基
準値より大きいとき、推定騒音更新値を各周波数バンド
信号毎の推定騒音振幅値とし（ステップＳ３）、最後
に、設定された各周波数バンド信号毎の推定騒音振幅値
を騒音設定部28に出力するとともに、この設定された推
定騒音振幅値を図示しない内部に格納し、推定騒音振幅
基準値を書き換え（ステップＳ４）、動作を終了させ
る。このような動作によって、推定騒音振幅値を設定す
るようになっている。

【００７０】このように推定騒音振幅値を設定すること
によって、騒音信号レベルが変動したとしてもこの騒音
信号を追従するように、推定騒音振幅値を設定すること
ができるので、騒音信号レベルが変動する非定常な騒音
信号レベルも推定することができるようになっている。

【００７１】平均振幅算出部26は、振幅算出部24におい
て、算出された各周波数バンド信号毎の振幅値に基づい
て、平均振幅値を算出するようになっている。例えば、
全ての周波数バンド信号の振幅値を足し合わせ、周波数
バンド信号の数で除算することにより求めるようになっ
ている。また、この算出された平均振幅値は、平均騒音
推定部27および騒音設定部28に出力するようになってい
る。

【００７２】平均騒音推定部27は、入力された平均振幅
値と、図示しない内部に格納されている平均推定騒音振
幅値（以下、平均推定騒音振幅基準値という）とに基づ
いて、平均推定騒音振幅値を算出するようになってい
る。

【００７３】この平均騒音推定部27は、入力した平均振
幅値と格納されている平均推定騒音振幅基準値とを比較
し、平均振幅値が平均推定騒音振幅基準値より小さいと
き、入力された平均振幅値を平均推定騒音振幅値に設定
し、入力された平均振幅値がこの平均推定騒音振幅基準
値より大きいとき、平均推定騒音振幅基準値に、更新量
Ｌｓを乗算した値（以下、平均推定騒音更新値という）
を推定騒音振幅値に設定するようになっている。

【００７４】また、平均騒音推定部27はこの設定された
平均推定騒音振幅値を騒音設定部28に出力するととも
に、平均推定騒音振幅基準値として内部に格納し、推定
騒音振幅基準値を書き換えるようになっている。したが
って、平均騒音推定部27は、過去の平均推定騒音振幅値
と入力された平均振幅値を比較することにより、平均騒
音振幅値の推定を行うようになっている。

【００７５】また、平均騒音推定部27において平均騒音
振幅値を推定する推定原理は、騒音推定部25と同様な方
法を用いるようになっている。

【００７６】したがって、入力した平均振幅値と格納さ
れている平均推定騒音振幅基準値との比較した場合、平
均振幅値が平均推定騒音振幅基準値より小さいとき、騒
音信号レベルが減少したと、または、音声入力が終了し
たと判断することできるので、入力された平均振幅値を
平均騒音振幅値と認識し、入力された平均振幅値を平均
推定騒音振幅値とするようになっており、入力された平
均振幅値がこの平均推定騒音振幅基準値より大きいと
き、騒音信号レベルの変動を認識するように、平均推定
騒音振幅基準値に平均推定騒音更新値を推定騒音振幅値
に設定するようになっている。

【００７７】また、この平均騒音推定部27の動作は、図
３に示すように、まず、入力した平均振幅値と格納され
ている平均推定騒音振幅基準値とを比較し（ステップＳ
10）、次に、この比較結果に基づき、平均振幅値が平均
推定騒音振幅基準値より小さいとき、入力された平均振
幅値を平均推定騒音振幅値とし（ステップＳ11）、入力
された平均振幅値がこの平均推定騒音振幅基準値より大
きいとき、平均推定騒音更新値を平均推定騒音振幅値と
し（ステップＳ12）、最後に、設定された平均推定騒音
振幅値を騒音設定部28に出力するとともに、この設定さ
れた平均推定騒音振幅値を図示しない内部に格納し、平
均推定騒音振幅基準値を書き換え（ステップＳ13）、動
作を終了させる。

【００７８】このように平均推定騒音振幅値を設定する
ことによって、騒音信号が変動したとしてもこの騒音信
号を追従するように、平均推定騒音振幅値を設定するこ
とができるので、平均騒音振幅値に基づいても、騒音信
号レベルが変動する非定常な騒音信号も推定することが
できるようになっている。

【００７９】騒音設定部28は、平均振幅算出部26によっ
て算出された平均騒音振幅値および平均騒音推定部27に
よって算出された平均推定騒音振幅値に基づいて、音声
信号が含まれているか否かを判定する判定係数を算出す
る判定係数算出部31と、平均騒音振幅値にこの判定係数
を乗算した判定値と、平均振幅値とを比較することによ
って、騒音振幅値を設定する騒音振幅値設定部32とを有
している。

【００８０】判定係数算出部31は、入力された平均振幅
値と、平均騒音振幅値に定数αを乗算した平均騒音振幅
乗算値とを比較することによって、平均振幅値が平均騒
音振幅乗算値より大きいとき、判定係数を定数βに設定
し、また、平均振幅値が平均騒音振幅乗算値より小さい
とき、係数数算出部31の図示しない内部に格納された基
準判定係数に、この基準判定係数を増加させる更新量Ｌ
ｔを乗算した判定係数更新値を判定係数に設定するよう
になっている。

【００８１】また、この判定係数算出部31は、この平均
振幅値が騒音振幅乗算値より小さい場合、設定された判
定係数更新値が任意のしきい値γより大きくなったとき
は、判定係数をしきい値γに設定するようになってい
る。

【００８２】また、判定係数算出部31は、設定された判
定係数を騒音振幅値設定部32に出力するとともに、基準
判定係数として、図示しない内部に格納し、基準判定係
数を書き換えるようになっている。

【００８３】ここで、図４を用いて判定係数算出部31の
判定係数を算出する原理を説明する。

【００８４】判定係数算出部31は、まず、入力された平
均振幅値と、平均騒音振幅乗算値とを比較することによ
って、音声信号が入力されたか否かを検出するようにな
っている。

【００８５】音声が入力されはじめたとき、すなわち、
入力信号が騒音信号のみの信号から音声信号を含む信号
に移行したとき、信号生成部21に入力された入力信号
は、突発的に大きな信号になる。したがって、平均推定
騒音振幅値と平均振幅値との関係には、大きな差が生じ
ることになる。定数αを乗算せずに比較することも可能
であるが、騒音信号レベルの変動に追従するためによ
り、定数αを平均騒音振幅値に乗算し、振幅値と比較す
ることによって、音声信号が入力されたか否かを判断す
るようになっている。例えば、定数αは、２．０〜３．
０程度とすることによって、音声信号の入力を判断する
ようになっている。

【００８６】また、音声信号が入力されたと判断された
とき、すなわち、平均振幅値が平均騒音振幅乗算値より
大きいとき、判定係数に設定された定数βは、音声信号
入力時の定数であり、定数βを定数αより小さくするこ
とによって、音声信号入力直後の値が騒音信号であると
判定されないようになっている。例えば、この定数βを
１．０程度に設定するようになっている

【００８７】また、音声信号が入力された後、または、
音声信号の未入力のとき、すなわち、平均振幅値が平均
騒音振幅乗算値より小さいとき、設定された判定係数算
乗算値は、基準判定係数より、少しだけ増加するように
なっている。例えば、更新量Ｌｔを０．０１ｄＢ〜１ｄ
Ｂ程度に設定し、設定された判定係数を徐々に大きくす
るようになっている。したがって、音声信号が入力され
た後、比較的小さい音声信号を騒音信号と判定しないよ
うになっている。

【００８８】また、しきい値γは、判定係数が大きくな
ってしまうと、音声信号の入力を検出できなくなため判
定係数が大きくなりすぎないように防ぐようになってい
る。例えば、このしきい値γは、定数βよりを大きな
値、１．５〜３．０程度に設定するようになっている。

【００８９】また、判定係数算出部32の動作は、図４に
示すように、まず、平均振幅値と、平均騒音振幅乗算値
とを比較し（ステップＳ20）、次に、この比較結果に基
づき、平均振幅値が平均騒音振幅乗算値より大きいと
き、判定係数を定数βに設定し（ステップＳ21）、この
定数を出力するとともに、内部に格納して（ステップＳ
22）動作を終了させる。

【００９０】また、平均振幅値が平均騒音振幅乗算値よ
り小さいとき、判定係数更新値を判定係数に設定し（ス
テップＳ23）、次に、この設定された判定係数よりしき
い値γと比較する（ステップＳ24）。

【００９１】次に、この比較結果に基づき、判定係数が
しきい値γより小さいときは、この定数を出力するとと
もに、内部に格納して（ステップＳ22）動作を終了さ
せ、この判定係数がしきい値γより大きいときは、判定
係数をγに設定し（ステップＳ25）、この定数を出力す
るとともに、内部に格納して（ステップＳ22）動作を終
了させる。

【００９２】このように判定係数を設定し、騒音振幅値
設定部32にこの判定係数を出力するようになっている。

【００９３】騒音振幅値設定部32は、入力された平均振
幅値と、平均推定騒音振幅値とに基づいて、音声信号の
入力が検出されたとき、騒音推定部25において算出され
た各周波数バンド信号毎の推定騒音振幅値をそのまま騒
音振幅値に設定し、音声信号の入力が検出されないと
き、各周波数バンド信号毎の振幅値を騒音振幅値に設定
するようになっている。

【００９４】ここで、図５を用いて騒音振幅値設定部32
の音声信号が入力されているか否かの検出方法を説明す
る。

【００９５】まず、平均振幅値と、平均騒音推定振幅値
に判定係数算出部31において算出された判定係数を乗算
した音声信号判定値とを比較する（ステップＳ30）。

【００９６】次に、平均振幅値より音声信号判定値が大
きいとき、入力された各周波数バンド信号毎の振幅値を
騒音振幅値に設定し、この騒音振幅値を騒音係数設定部
29に出力し（ステップＳ31）動作を終了する。

【００９７】また、平均振幅値より音声信号判定値が小
さいとき、騒音推定部25によって算出された各周波数バ
ンド信号毎の推定騒音振幅値を騒音振幅値に設定し、す
なわち、推定騒音振幅値をそのまま出力し（ステップＳ
32）動作を終了する。

【００９８】このように、音声信号が入力されていない
とき、この騒音振幅値設定部32に入力された各周波数バ
ンド信号毎の振幅値は、常に、騒音振幅値と判断される
ので、この振幅値を騒音振幅値に設定することができる
ようになっている。また、騒音振幅値設定部32におい
て、騒音振幅値設定に、平均振幅値および平均推定騒音
振幅値を用いるのは、音声信号、または、騒音信号レベ
ルの急激な変化を平均化することによって、音声信号、
または、騒音信号レベルの状態変動を緩やかにするため
である。

【００９９】騒音係数設定部29は、各周波数バンド信号
毎に、騒音係数を算出する騒音係数算出部33と、騒音係
数算出部33によって算出された各周波数バンド信号毎の
騒音係数を急激に変化させないように、各周波数バンド
信号毎の騒音係数を更新させる騒音係数更新部34と、騒
音係数更新部34によって算出された各周波数バンド信号
毎の更新騒音係数をしきい値と比較し、零にならないよ
うにするしきい値処理部35とを備えている。

【０１００】騒音係数算出部33は、各周波数信号毎に、
振幅算出部24によって算出された振幅値と、騒音振幅値
設定部32によって算出された各周波数バンド信号毎の騒
音振幅値に基づいて、各周波数バンド信号毎の騒音係数
を算出するようになっている。騒音係数の算出方法とし
ては、上述したように（式５）または（式６）を用いて
行うようになっており、算出した各周波数バンド信号毎
の騒音係数を騒音係数更新部34に出力するようになって
いる。

【０１０１】騒音係数更新部34は、周波数バンド信号毎
に、入力された騒音係数と、図示しない内部に格納され
ている各周波数バンド信号毎に設定された騒音係数基準
値とに基づいて、各周波数バンド信号毎の騒音係数（以
下、更新騒音係数という）を算出するようになってい
る。

【０１０２】この騒音係数更新部34は、各周波数バンド
信号毎に、入力された騒音係数と、格納されている騒音
係数基準値に更新量Ｌｕを乗算した騒音係数乗算値とを
比較し、騒音係数が騒音係数乗算値より小さいとき、こ
の騒音係数乗算値を各周波数バンド信号毎の更新騒音係
数に設定し、入力された騒音係数がこの騒音係数乗算値
より大きいとき、各周波数バンド信号毎の騒音係数を各
周波数バンド信号毎の更新騒音係数に設定するようにな
っている。

【０１０３】この騒音係数更新部34は、この設定された
各周波数バンド信号毎の更新騒音係数をしきい値処理部
35に出力するとともに、各周波数バンド信号毎に騒音係
数基準値として内部に格納し、各周波数バンド信号毎の
騒音係数基準値を書き換えるようになっている。したが
って、騒音係数更新部34は、過去の騒音係数と入力され
た騒音係数を比較することにより、各周波数バンド信号
毎の騒音係数の更新を行うようになっている。

【０１０４】騒音係数更新部34において、使用される更
新量Ｌｕは、１以下の値に設定するようになっており、
例えば、騒音係数乗算値が騒音係数より−１ｄＢ〜−６
ｄＢになるように設定することにより、各周波数バンド
信号毎の騒音係数が少しずつ変化するようになってい
る。したがって、騒音信号レベルが急激に変化したとし
ても騒音係数の急激な変化を防ぐことができるようにな
っている。

【０１０５】また、この騒音係数更新部34の動作は、図
６に示すように、まず、各周波数バンド信号毎の騒音係
数と、各周波数バンド信号毎の騒音係数乗算値とを比較
し（ステップＳ40）、騒音係数が騒音係数乗算値より大
きいとき、この騒音係数乗算値を各周波数バンド信号毎
の更新騒音係数に設定し（ステップＳ41）、次に、この
設定した更新騒音係数をしきい値処理部35に出力し（ス
テップＳ42）、動作を終了させる。

【０１０６】また、各周波数バンド信号毎の騒音係数が
各周波数バンド信号毎の騒音係数乗算値より小さいと
き、この騒音係数を各周波数バンド信号毎の更新騒音係
数に設定し（ステップＳ43）、次に、この設定した各周
波数バンド信号毎の更新騒音係数をしきい値処理部35に
出力し（ステップＳ42）、動作を終了させる。

【０１０７】このように、騒音係数更新部34は、各周波
数バンド信号毎の更新騒音係数を設定し、しきい値処理
部35に出力するようになっている。

【０１０８】しきい値処理部35は、各周波数バンド信号
毎に、騒音係数更新部34から入力された更新騒音係数を
定数δと比較するようになっている。各周波数バンド信
号毎の更新騒音係数が定数δより大きいとき、各周波数
バンド信号毎の更新騒音係数をそのまま、乗算部30に出
力するようになっており、各周波数バンド信号毎の更新
騒音係数が定数δより小さいとき、定数δを乗算部30に
出力するようになっている。したがって、各周波数バン
ド信号毎の更新騒音係数が零になっても定数δを乗算部
に出力できるようになっているので、各周波数バンド信
号毎の騒音係数が零にならないようになっている。

【０１０９】また、このしきい値処理部35の動作は、図
７に示すように、まず、定数δと入力された各周波数バ
ンド信号毎の更新騒音係数を比較し（ステップＳ50）、
各周波数バンド信号毎の更新騒音係数が定数δより大き
いとき、各周波数バンド信号毎の更新騒音係数に設定し
（ステップＳ51）、この設定された更新係数を乗算部30
に出力して（ステップＳ52）動作を終了させる。また、
各周波数バンド信号毎の更新騒音係数が定数δより小さ
いとき、この定数δを乗算部30に出力し（ステップＳ5
2）、動作を終了させる。

【０１１０】乗算部30は、各周波数バンド信号毎にしき
い値処理部35によって算出された更新騒音係数、また
は、定数δを、各々の周波数バンド信号に乗算すること
によって、騒音信号が抑制された周波数バンド信号を生
成できるようになっており、この騒音信号が抑制された
各周波数バンド信号を合成処理部23に出力するようにな
っている。

【０１１１】次に、図８を用いて本実施形態の動作原理
を説明する。

【０１１２】まず、信号生成部21に入力された入力信号
を周波数解析し、任意の周波数帯域幅毎に前期周波数解
析された入力信号を複数に分割することにより複数の周
波数バンド信号を生成する（周波数バンド信号生成行
程）（ステップＳ100）。

【０１１３】次に、振幅算出部24において、周波数信号
生成行程によって生成された周波数バンド信号毎に振幅
値を算出する（振幅算出行程）（ステップＳ101）。次
に、騒音推定部25において、記振幅算出行程によって算
出された各周波数バンド信号毎の振幅値に基づき、各周
波数バンド信号毎の騒音振幅値を推定する（騒音推定行
程）（ステップ102）。

【０１１４】次に、平均振幅値算出部26において、振幅
算出行程によって算出された各周波数バンド信号毎の複
数の振幅値にから平均振幅値を算出する（平均振幅算出
行程）（ステップＳ103）。

【０１１５】次に、騒音推定部27において、平均振幅算
出行程によって算出された前記平均振幅値に基づき、入
力信号の平均騒音振幅値を推定する（平均騒音推定行
程）（ステップＳ104）。

【０１１６】判定係数算出部31において、平均振幅算出
行程および平均騒音算出行程によって算出された平均振
幅値と平均騒音振幅値とを比較し、上述したように判定
係数を算出し、騒音振幅値設定部32に出力する（ステッ
プＳ105）。

【０１１７】次に、騒音振幅値設定部32において、判定
係数算出部31において算出された判定係数と、平均振幅
値および平均推定騒音振幅値を比較することによって、
入力信号に音声信号が含まれているか、否かを判断する
（ステップＳ106）。

【０１１８】入力信号に音声信号が含まれていないと判
断されたとき、上述のように、各周波数バンド信号毎の
振幅値を各周波数バンド信号毎の騒音振幅値に設定し、
騒音係数算出部に出力する（ステップＳ107）。

【０１１９】また、入力信号に音声が含まれていると判
断されたとき、各周波数バンド信号毎の推定騒音振幅値
をそのまま各周波数バンド信号毎の騒音振幅値に設定
し、騒音係数算出部に出力する（ステップＳ108）。

【０１２０】次に、騒音係数算出部33において、記振幅
算出行程によって算出された各周波数バンド信号毎の振
幅値と、騒音振幅値設定部32において設定された各周波
数バンド信号毎の騒音振幅値によって、上述のように、
各周波数バンド信号毎に騒音係数を推定する（ステップ
Ｓ109）。

【０１２１】次に、この各周波数バンド信号毎の騒音係
数を騒音係数更新部34において、各周波数バンド信号毎
に更新騒音係数を算出し（ステップＳ110）、次に、し
きい値処理部35において、しきい値判断を行う（ステッ
プＳ111）。

【０１２２】次に、しきい値処理された各周波数バンド
信号毎の更新騒音係数を各周波数バンド信号毎に乗算し
（ステップＳ112）、最後に、この乗算された複数の周
波数バンド信号をフーリエ逆変換を施して波形合成を行
う（ステップＳ113）。

【０１２３】このように本実施形態では、入力された信
号の周波数解析をすることによって、複数の周波数バン
ド信号を生成し、各周波数バンド信号毎に、振幅値およ
び推定騒音振幅値を算出し、平均振幅値判定および平均
推定騒音振幅値に基づいて、騒音振幅値を設定すること
ができるとともに、各周波数バンド信号毎の騒音係数を
算出することができるので、各周波数バンド信号毎に、
適切に騒音係数を算出することができる。したがって、
騒音信号抑制をすることによって急激な変化が生ずるこ
となく、また、不連続部分を有することなく入力信号を
再結合することができるので、音質劣化の少ない入力信
号を得ることができる。

【０１２４】また、本実施形態では、判定係数算出部31
において、入力信号に音声信号が入力されると、平均振
幅値が大きな値を示すので、音声入力の入力時を検出す
ることができ、音声信号が入力した後においても、小さ
い音声信号に反応できる。また、判定係数算出部31にお
いて、しきい値γにより出力する判定係数を制御するこ
とができるので、判定係数が大きくなりすぎるのを防ぐ
こともできる、したがって、入力信号に含まれる音声信
号の状況に応じて判定係数を算出することができる。

【０１２５】また、本実施形態では、判定係数算出部31
において、算出された判定係数に基づいて、入力信号に
含まれる音声信号の有無を判断することができるととも
に、入力信号に音声信号が含まれていないとき、騒音振
幅値設定部32において、各周波数バンド信号毎の振幅値
を各周波数バンド信号毎の騒音振幅値に設定することが
できるので、騒音係数を正確に算出することができる。

【０１２６】また、本実施形態では、騒音信号レベルが
減少したと判断したとき、各周波数バンド信号毎の振幅
値を騒音振幅値に設定でき、設定される騒音振幅値の比
較基準である騒音振幅値を再設定することができるとと
もに、騒音信号レベルが増加したとき、音声信号が入力
されたと判断しないように騒音振幅値を設定できるの
で、騒音信号レベルが変動する非定常な騒音信号を推定
することができ、かつ、音声信号に反応することなく騒
音信号を推定することができる。

【０１２７】また、本実施形態では、騒音信号レベルが
減少したと判断したとき、入力信号の平均振幅値を平均
騒音振幅値に設定でき、設定される平均騒音振幅値の比
較基準である平均騒音振幅値を再設定することができる
とともに、騒音信号レベルが増加したとき、音声信号が
入力されたと判断しないように騒音振幅値を設定できる
ので、騒音信号レベルが変動する非定常な騒音信号を推
定することができ、かつ、音声信号に反応することなく
騒音信号を推定することができる。

【０１２８】また、本実施形態では、算出された各周波
数バンド信号毎の騒音係数を直接乗算部30に入力しない
で、騒音係数更新部34およびしきい値処理部35におい
て、騒音係数を徐々に減少させることができ、騒音信号
レベルが急激に変化したとしても、騒音係数を急激に変
化することを防ぐことができ、かつ、各周波数バンド信
号毎の騒音係数を零にするのを防ぐことができるので、
不連続部分および急激な変化を有することなく、入力信
号を再結合することができる。

【０１２９】なお、本実施形態において、算出された各
周波数バンド信号毎の騒音係数に基づき、騒音係数更新
部34において更新騒音係数およびしきい値処理部35にお
いて、各周波数バンド信号毎の騒音係数を、更新係数処
理およびしきい値処理を行うことにより、騒音信号レベ
ルが急激に変化に対応するようになっているが、各周波
数バンド信号毎の騒音係数を騒音係数更新部34またはし
きい値処理部35のどちらか一方だけ処理を施すようにし
てもよい。また、騒音係数算出部33において算出された
各周波数バンド信号毎の騒音係数をそのまま、乗算部30
に入力するようにしてもよい。

【０１３０】[第２実施形態]図９、図10は、本発明に係
る騒音抑制装置の第２実施形態を示す図であり、この騒
音抑制装置は、ミキサ、エコーキャンセラ装置、音声符
号化装置などの音声信号を入力する音響装置の入力部、
マイクロホンなどの集音装置、または、携帯電話、また
は、パーソナルコンピュータなどマイクロホンを有する
通信端末装置および情報端末装置の入力部に適用され
る。

【０１３１】なお、本実施形態では、第１実施形態の騒
音抑制装置において、判定係数算出部および騒音振幅値
設定部の代わりに、入力信号の平均振幅値の最大値を用
いて、各周波数バンド信号毎の騒音係数を算出するとき
使用するパラメータを変更するようにした点、並びに、
騒音係数設定部において、騒音係数算出部、騒音係数更
新部およびしきい値処理部の他に、平滑化処理および低
域通過フィルタ（以下、ＬＰＦという）処理部を設けた
点に特徴がある。この他の構成は、第１実施形態と同様
であるため、同一部材には同一番号を付して説明を省略
する。

【０１３２】図９に示すように騒音抑制処理部40は、振
幅算出部24と、騒音推定部25と、平均振幅算出部26と、
平均騒音推定部27と、平均振幅値および平均推定騒音振
幅値より、騒音係数を算出するときのパラメータを設定
するパラメータ設定部41と、各周波数バンド信号毎の騒
音係数を算出し、この騒音係数の後処理を行う騒音係数
設定部42とを備えている。

【０１３３】パラメータ設定部41は、平均振幅算出部26
において算出された平均振幅値に基づいて、信号生成部
21に入力された入力信号の最大振幅値を算出する最大値
設定部43と、この最大値設定部43において設定された最
大値と、平均騒音推定部27において算出された平均推定
騒音振幅値とに基づいて、騒音係数設定部42の騒音係数
算出部33のパラメータを変更するパラメータ変更信号を
発生する信号発生部44とを有している。

【０１３４】最大値設定部43は、入力された平均振幅値
と、図示しない内部に格納されている最大振幅基準値と
に基づいて、最大振幅値（以下、単に最大値という）を
算出するようになっている。

【０１３５】この最大値設定部43は、入力した平均振幅
値と格納されている最大振幅基準値とを比較し、平均振
幅値が最大振幅基準値以上のとき、入力された平均振幅
値を最大値に設定し、入力された平均振幅値が最大振幅
基準値より小さいとき、この最大振幅基準値に、更新量
Ｌｖを乗算した値（以下、最大振幅更新値という）を最
大値に設定するようになっている。

【０１３６】また、最大値設定部43は、この設定された
最大値を信号発発生部44に出力するとともに、最大振幅
基準値として内部に格納し、最大振幅基準値を書き換え
るようになっている。したがって、最大値設定部43は、
過去の最大値と入力された振幅値を比較することによ
り、最大値を算出するようになっている。

【０１３７】ここで、図10を用いて最大値設定部43の推
定原理について説明する。

【０１３８】入力した振幅値と格納されている最大振幅
基準値とを比較した比較結果において、振幅値が最大振
幅基準値以上のとき、最大値が更新されたと判断するこ
とができるので、入力された振幅値を最大値と認識し、
入力された振幅値を最大値とするようになっている。

【０１３９】一方、最大値は、全ての周波数バンド信号
においての最大値、すなわち、入力信号の時間的な振幅
最大値を表しているので、入力された振幅値がこの最大
振幅基準値より小さいとき、急激に最大値を変化させる
こなく、最大値が少しずつ小さくなるように、最大振幅
基準値に、更新量Ｌｖを乗算した最大振幅更新値を最大
振幅値に設定することによって、常に変動する入力信号
に対して最大値を変動させるようになっている。例え
ば、最大振幅更新値を最大振幅基準値の−０．１ｄＢ〜
１ｄＢ程度減少した値に設定するようになっている。

【０１４０】また、この最大値設定部43の動作は、図10
に示すように、まず、入力した平均振幅値と格納されて
いる最大振幅基準値とを比較し（ステップＳ60）、次
に、この比較結果に基づき、平均振幅値が最大振幅値以
上のとき、入力された振幅値を最大値とし（ステップＳ
61）、入力された平均振幅値が最大振幅基準値より大き
いとき、最大振幅音更新値を最大値とし（ステップＳ6
2）、最後に、設定された最大値を信号発生部44に出力
するとともに、この設定された最大値を図示しない内部
に格納し、最大振幅基準値を書き換え（ステップＳ6
3）、動作を終了させる。

【０１４１】信号発生部44は、入力された最大値と、平
均推定騒音振幅値によって、入力信号のＳ／Ｎ比を算出
し、このＳ／Ｎ比の値に基づいて、騒音係数算出部33に
おいて騒音係数を算出する際に使用するパラメータを変
更する変更信号を出力するようになっている。

【０１４２】例えば、信号発生部44において、以下の式
の演算することにより、適合するパラメータ変更信号を
騒音係数算出部33に出力するようになっている。

【式７】 Ｓ＝０ ： Ｅ_max ＜ （α×Ｅｄ） Ｓ＝１ ： （α×Ｅｄ）≦ Ｅ_max ＜ （β×Ｅｄ） Ｓ＝２ ： （β×Ｅｄ）≦ Ｅ_max ただし、Ｓはパラメータ変更信号、Ｅｍａｘは最大値、
Ｅｄは平均推定騒音振幅値およびαとβは定数である。

【０１４３】騒音係数算出部33は、各周波数バンド信号
毎に算出された振幅値および推定騒音振幅値を入力する
ようになっており、この振幅値および推定騒音振幅に基
づいて、騒音係数を算出するようになっている。

【０１４４】この騒音係数算出部33は、第１実施形態と
同様に、振幅値および推定騒音振幅値を（式５）または
（式６）に代入して騒音係数を算出するようになってい
るが、本実施形態では、（式５）または（式６）の右辺
第２項に、パラメータ設定部41において設定されたパラ
メータ信号に基づいて設定されたパラメータを乗算する
ことによって、騒音係数を算出するようになっている。

【０１４５】すなわち、（式７）において、Ｓ＝０のと
きは、Ｓ／Ｎ比が悪いと判断することができるので、
（式５）または（式６）の計算を行うときに、算出され
る騒音係数を大きくするようにパラメータを設定し、Ｓ
＝２のときは、Ｓ／Ｎ比が良いと判断することができる
ので、（式５）または（式６）の計算を行うときに、算
出される騒音係数を大きくするようにパラメータを設定
し、Ｓ＝１のときは、騒音係数を算出された通りに算出
するようにパラメータを設定するようになっており、Ｓ
／Ｎ比が悪いときに騒音係数をあまり大きくしてしまう
と、騒音信号の減算量が大きくなり、音声信号のひずみ
が大きくなるという問題が生じるためである。

【０１４６】平滑化処理部45には、しきい値処理部35に
よって出力された各周波数バンド信号毎の更新騒音係数
が入力され、図示しない内部に格納された以前に入力さ
れた各周波数バンド信号毎の更新騒音係数とともに、以
下の（式８）で示される計算を行うことによって、時間
軸上の平滑化を行うようになっている。

【０１４７】

【式８】 Ｈ_d ＝ α×Ｈ_n ＋ （１−α）×Ｈ_n-1 ここで、Ｈ_dは平滑化処理された各周波数バンド信号毎
の更新騒音係数（以下、平滑化騒音係数という）、Ｈは
各周波数バンド信号毎の更新騒音係数、ｎは時間および
αは平滑化係数である。この平滑化係数αは、平滑化処
理部45の外部より設定されるようになっている。

【０１４８】また、平滑化処理部45は、入力された各周
波数バンド信号毎の更新騒音係数を内部に格納するとと
もに、ＬＰＦ処理部46に算出された平滑化騒音係数を出
力するようになっている。

【０１４９】ＬＰＦ処理部46は、入力された各周波数バ
ンド信号毎の平滑化騒音係数にＬＰＦのフィルタ処理を
行い、任意の周波数以上の平滑化係数をカットするよう
になっている。例えば、声帯音源を音声信号とすると、
基本周波数は、男声では７０Ｈｚ〜２００Ｈｚ、女声お
よび子供の声では１５０Ｈｚ〜３５０Ｈｚ程度であり、
高域ほど音声信号は小さくなっていく。したがって、こ
の基本周波数以上の周波数バンド信号の平滑化騒音係数
を徐々に小さくすることによって、入力信号に含まれる
騒音信号成分を抑制することができるようになってい
る。また、このＬＰＦフィルタ処理を行うとき、基準周
波数が、平滑化処理部45と同様に、ＬＰＦ処理部46の外
部より設定できるようになっている。

【０１５０】このように本実施形態では、入力された信
号を周波数解析をすることによって、複数の周波数バン
ド信号を生成し、各周波数バンド信号毎に、振幅値およ
び推定騒音振幅値を算出し、平均振幅値判定および平均
推定騒音振幅値に基づいて、騒音係数を算出する際に使
用するパラメータを設定することができるとともに、こ
のパラメータを用いて、Ｓ／Ｎ比を算出することによ
り、Ｓ／Ｎ比に対応した各周波数バンド信号毎の騒音係
数を算出することができるので、音声信号の歪みが大き
くなることのないよう各周波数バンド信号毎に、騒音係
数を算出することができる。したがって、騒音信号抑制
をすることによって急激な変化が生ずることなく、ま
た、不連続部分を有することなく入力信号を再結合する
ことができるので、音質劣化の少ない入力信号を得るこ
とができる。

【０１５１】また、本実施形態では、平均振幅値に基づ
いて、最大値を設定することができ、平均振幅値が減少
したととしても、すぐに最大値を減少せずに、徐々に減
少させることができるので、信号発生部44において正確
なＳ／Ｎ比を算出することができる。

【０１５２】また、本実施形態では、第１実施形態で行
う騒音係数の算出後の処理において、平滑化処理および
ＬＰＦをするようになっているので、第１実施形態より
さらに、各周波数バンド信号毎の騒音係数を徐々に減少
させることができ、騒音信号レベルが急激に変化したと
しても、騒音係数を急激に変化することを防ぐことがで
き、かつ、各周波数バンド信号毎の騒音係数を零にする
のを防ぐことができるので、不連続部分および急激な変
化を有することなく、入力信号を再結合することができ
る。

【０１５３】また、本実施形態では、算出された各周波
数バンド信号毎の騒音係数を直接乗算部30に入力しない
で、騒音係数更新部34、しきい値処理部35、平滑化処理
部45およびＬＰＦ処理部46において、各周波数バンド信
号毎の騒音係数を徐々に減少させることができ、騒音信
号レベルが急激に変化したとしても、騒音係数を急激に
変化することを防ぐことができ、かつ、各周波数バンド
信号毎の騒音係数を零にするのを防ぐことができるの
で、不連続部分および急激な変化を有することなく、入
力信号を再結合することができる。

【０１５４】なお、本実施形態において、算出された各
周波数バンド信号毎の騒音係数に基づき、騒音係数更新
部34において更新騒音係数、すなわち、しきい値処理部
35、平滑化処理部45およびＬＰＦ処理部46において、騒
音係数を、更新係数処理、しきい値処理、平滑化処理、
ＬＰＦフィルタ処理を行って、騒音信号レベルが急激に
変化に対応するようになっているが、各周波数バンド信
号毎の騒音係数を騒音係数更新部34、しきい値処理部3
5、平滑化処理部45またはＬＰＦ処理部46のどちらか一
方だけ処理を施すようにしてもよいし、この４つの処理
をどのように組み合わせてもよい。また、騒音係数算出
部33において算出された各周波数バンド信号毎の騒音係
数をそのまま、乗算部30に入力するようにしてもよい。

【０１５５】また、平滑化処理部45およびＬＰＦ処理部
46において、定数αおよび基準周波数を外部より設定す
るようになっているが、この他に、騒音係数更新部33お
よびしきい値処理部34において使用される更新量Ｌｖお
よびしきい値も同様に外部より設定するようにしてもよ
い。

【０１５６】[第３実施形態]図11は、本発明に係る騒音
抑制装置の第３実施形態を示す図であり、この騒音抑制
装置は、ミキサ、エコーキャンセラ装置、音声符号化装
置などの音声信号を入力する音響装置の入力部、マイク
ロホンなどの集音装置、または、携帯電話、または、パ
ーソナルコンピュータなどマイクロホンを有する通信端
末装置および情報端末装置の入力部に適用される。

【０１５７】なお、本実施形態では、第１実施形態にお
ける各周波数バンド信号毎の騒音係数算出後の更新騒音
係数の処理において、各周波数バンド信号毎の推定騒音
振幅値により基づき、しきい値を設定し、このしきい値
を用いてしきい値処理をするようにした点、および、第
１実施形態の平均振幅値および平均推定騒音振幅値を設
定せずに各周波数バンド信号毎の騒音係数を算出してい
る点に特徴がある。また、この他の構成は、第１実施形
態と同様であるため、同一部材には同一番号を付して説
明を省略する。

【０１５８】図11に示すように、騒音抑制装処理部50
は、振幅算出部24と、騒音推定部25と、騒音係数算出部
33と、騒音係数算出部33によって算出された各周波数バ
ンド信号毎の騒音係数をしきい値処理を行うしきい値処
理部51と、しきい値処理部51のしきい値を各周波数バン
ド信号毎の推定騒音振幅値に基づいて算出するしきい値
算出部52とを備えている。

【０１５９】騒音係数算出部33には、各周波数バンド信
号毎に、算出された振幅値と推定騒音振幅値が入力され
るようになっており、第１実施形態と同様に、この各周
波数バンド信号毎の振幅値と騒音振幅値に基づいて、各
周波数バンド信号毎に騒音係数を算出するようになって
いる。また、この騒音係数算出部33は、この各周波数バ
ンド信号毎に算出された騒音係数をしきい値処理部51に
出力するようになっている。

【０１６０】しきい値処理部51は、しきい値Ｔを用いて
しきい値処理を行い、このしきい値をしきい値算出部52
によって変更されるようになっている他は、第１実施形
態と同様である。

【０１６１】しきい値変更部52は、各周波数バンド信号
毎の推定騒音振幅値に基づいて、しきい値処理部51のし
きい値の変更を制御するようになっている。

【０１６２】このしきい値変更部52では、合成された入
力信号における残留騒音振幅値が一定、すなわち、この
入力信号中に含まれる騒音振幅値が各周波数バンド信号
毎に一定、または、各周波数バンド信号毎に時間的に一
定になるようにしきい値処理部51の各周波数バンド信号
毎のしきい値を設定するようになっている。例えば、下
記式９のようにしきい値を算出するようになっている。

【式９】Ｔ ＝ α × Ｅ_d ただし、Ｔは各周波数バンド信号毎のしきい値、Ｅ_dは
各周波数バンド信号毎の推定騒音振幅値およびαは定数
である。また、合成された入力信号中に含まれる各周波
数バンド信号毎の騒音振幅値が各周波数バンド信号毎に
時間的に一定になるようにするときは、このＥ_dを各周
波数バンド信号毎に時間平均を取った推定騒音振幅値に
する。

【０１６３】このように本実施形態では、入力された信
号を周波数解析をすることによって、複数の周波数バン
ド信号を生成し、各周波数バンド信号毎に、振幅値およ
び推定騒音振幅値を算出することによって各周波数バン
ド信号毎の騒音係数を算出することができ、この算出さ
れた騒音係数を、合成された入力信号における残留騒音
振幅値が一定になるようにしきい値処理部51において、
各周波数バンド信号毎のしきい値を設定することができ
るので、不快な騒音変動がなく、聴感上自然な入力信号
を得ることができる。

【０１６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の騒音抑制
装置によれば、入力信号に含まれる騒音振幅値を周波数
毎に、抑制することができるとともに、騒音信号を抑制
するために算出された騒音係数の不連続部分を算出する
ことなく、音質劣化の少ない信号をえることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る騒音抑制装置の第１実施形態を示
すシステム系統図である。

【図２】第１実施形態の騒音推定部の動作を示すフロー
チャートである。

【図３】第１実施形態の平均騒音推定部の動作を示すフ
ローチャートである。

【図４】第１実施形態の判定係数算出部の動作を示すフ
ローチャートである。

【図５】第１実施形態の騒音振幅値設定部の動作を示す
フローチャートである。

【図６】第１実施形態の騒音係数更新部の動作を示すフ
ローチャートである。

【図７】第１実施形態のしきい値処理部の動作を示すフ
ローチャートである。

【図８】第１実施形態の動作を示すフローチャートであ
る。

【図９】本発明に係る騒音抑制装置の第２実施形態を示
すシステム系統図である。

【図10】第２実施形態の最大値設定部の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図11】本発明に係る騒音抑制装置の第３実施形態を示
すシステム系統図である。

【図12】従来の騒音抑制装置のシステム系統図である。

【符号の説明】

20 騒音抑制装置 21 信号生成部（周波数バンド信号生成手段） 23 合成処理部（周波数バンド信号合成手段） 24 振幅算出部（振幅算出手段） 25 騒音推定部（騒音推定手段） 26 平均振幅算出部（平均振幅算出手段） 27 平均騒音推定部（平均騒音推定手段） 28 騒音設定部（騒音設定手段） 30 乗算部（乗算手段） 31 判定係数算出部（判定係数算出手段） 32 騒音振幅値設定部（騒音振幅値設定手段） 33 騒音係数算出部（騒音係数算出手段） 34 騒音係数更新部（騒音係数更新手段） 41 パラメータ変更部（パラメータ制御手段） 43 最大値設定部（最大値設定手段） 45 平滑処理部 52 しきい値処理部（しきい値設定手段） 53 しきい値算出部（しきい値設定部） S100 周波数バンド信号生成行程 S101 振幅算出行程 S102 騒音推定行程 S103 平均振幅算出行程 S104 平均騒音推定行程 S107、S108 騒音設定行程 S109 騒音係数算出行程

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音声信号に騒音信号が重畳された入力信
   号を周波数解析し、任意の周波数帯域幅毎に前記周波数
   解析された入力信号を複数に分割することにより複数の
   周波数バンド信号を生成する周波数バンド信号生成手段
   と、前記各周波数バンド信号毎に振幅値またはエネルギ
   を算出する振幅算出手段と、前記各周波数バンド信号毎
   の前記振幅値またはエネルギに基づき、前記各周波数バ
   ンド信号毎に騒音振幅値または騒音エネルギを推定する
   騒音推定手段と、前記入力信号の平均振幅値または平均
   エネルギを算出する平均振幅算出手段と、前記平均振幅
   値または平均エネルギに基づき、前記入力信号の平均騒
   音振幅値または平均騒音エネルギを推定する平均騒音推
   定部と、前記平均振幅値と平均騒音振幅値または前記平
   均エネルギと平均騒音エネルギとを比較することによ
   り、前記入力信号に前記音声信号が含まれていないと判
   断されたとき、前記各周波数バンド信号毎の前記振幅値
   またはエネルギを前記各周波数バンド信号毎の前記騒音
   振幅値または騒音エネルギに設定する騒音設定手段と、
   前記各周波数バンド信号毎の前記振幅値および騒音振幅
   値または前記エネルギおよび騒音エネルギに基づき、前
   記各周波数バンド信号毎に騒音信号を抑制するための騒
   音係数を算出する騒音係数算出手段と、前記各周波数バ
   ンド信号毎の前記騒音係数を前記各周波数バンド信号に
   乗算する乗算手段と、前記各周波数バンド信号毎に騒音
   係数が乗算された複数の周波数バンド信号を周波数逆変
   換して合成する周波数バンド合成手段とを備えたことを
   特徴とする騒音抑制装置。
2. 【請求項２】 前記騒音設定手段が前記平均騒音振幅値
   または平均騒音エネルギおよび前記平均振幅値または平
   均エネルギに基づいて、前記入力信号に音声信号の有無
   を判定する判定係数を算出する判定係数算出手段と、前
   記平均騒音振幅値または平均騒音エネルギに前記判定係
   数を乗算した判定値と、前記平均振幅値または平均エネ
   ルギとを比較演算することによって、前記判定値が前記
   平均振幅値または平均エネルギより大きいとき、前記各
   周波数バンド信号毎の前記振幅値またはエネルギを前記
   各周波数バンド信号毎の前記騒音振幅値または騒音エネ
   ルギに設定する騒音振幅値設定手段とを有することを特
   徴とする請求項１記載の騒音抑制装置。
3. 【請求項３】 前記判定係数算出手段が前記平均騒音振
   幅値または平均騒音エネルギに音声信号の有無を検出す
   るとともに前記入力信号に重畳されている騒音信号の変
   動を検出しないように設定された第１定数を乗算した騒
   音振幅乗算値と、前記平均振幅値または平均エネルギと
   の比較結果に基づいて、前記平均振幅値または平均エネ
   ルギが前記騒音振幅乗算値より大きいとき、前記判定係
   数を前記第１定数より小さい第２定数に設定し、前記平
   均振幅値または平均エネルギが前記騒音振幅乗算値より
   小さいとき、予め設定された基準判定係数に前記基準判
   定係数を増加させる更新量を乗算した判定係数更新値を
   判定係数に設定するとともに、前記判定係数更新値がし
   きい値より大きいとき、前記各周波数バンド信号毎の設
   定された判定係数を前記しきい値に変更し、前記判定係
   数が設定される毎に、前記判定係数を前記基準判定係数
   に変更するようにしたことを特徴とする請求項２記載の
   騒音抑制装置。
4. 【請求項４】 前記騒音推定手段が前記各周波数バンド
   信号毎の前記振幅値またはエネルギと、予め設定された
   前記各周波数バンド信号毎の騒音振幅基準値とを比較し
   たとき、前記各周波数バンド信号毎の前記振幅値または
   エネルギが前記各周波数バンド信号毎の前記騒音振幅基
   準値より小さいとき、前記各周波数バンド信号毎の前記
   振幅値またはエネルギを前記各周波数バンド信号毎の前
   記騒音振幅値または騒音エネルギに設定し、前記各周波
   数バンド信号毎の前記振幅値またはエネルギが前記各周
   波数バンド信号毎の前記騒音振幅基準値より大きいと
   き、前記各周波数バンド信号毎の騒音振幅基準値に前記
   騒音振幅基準値を増加させる更新量を乗算した値を前記
   各周波数バンド信号毎の前記騒音振幅値または騒音エネ
   ルギに設定し、前記更新量が前記騒音信号の変動を検出
   するとともに、前記音声信号が入力されたときに前記騒
   音信号と認識しない値に設定し、前記騒音振幅値または
   騒音エネルギが設定される毎に、前記騒音振幅値を前記
   騒音振幅基準値に変更するようにしたことを特徴とする
   請求項１乃至３の何れかに記載の騒音抑制装置。
5. 【請求項５】 前記平均騒音推定手段が前記平均振幅値
   または平均エネルギと、予め設定された平均推定騒音振
   幅基準値とを比較したとき、前記平均振幅値または平均
   エネルギが前記平均推定騒音振幅基準値より小さいと
   き、前記平均振幅値または平均エネルギを平均推定騒音
   振幅値に設定し、前記平均振幅値または平均エネルギが
   前記平均騒音振幅基準値より大きいとき、前記平均騒音
   振幅値または平均騒音エネルギに前記騒音振幅基準値を
   増加させる更新量を乗算した値を平均推定騒音振幅値に
   設定し、前記更新量が前記騒音信号の変動を検出すると
   ともに、前記音声信号が入力されたときに前記騒音と認
   識しない値に設定するとともに、前記平均推定騒音振幅
   値が設定される毎に、前記平均推定騒音振幅値を前記平
   均騒音振幅基準値に変更するようにしたことを特徴とす
   る請求項１乃至４の何れかに記載の騒音抑制装置。
6. 【請求項６】 前記騒音係数算出手段により算出された
   前記各周波数バンド信号毎の前記騒音係数と、予め設定
   された前記各周波数バンド信号毎の基準騒音係数に前記
   基準騒音係数を減少させる更新量を乗算した騒音係数乗
   算値とを比較したとき、前記各周波数バンド信号毎の前
   記騒音係数が前記各周波数バンド信号毎の前記騒音係数
   乗算値より大きいとき、前記各周波数バンド信号毎の前
   記騒音係数を前記各周波数バンド信号毎の更新騒音係数
   に設定し、前記各周波数バンド信号毎の前記騒音係数が
   前記各周波数バンド信号毎の前記騒音係数乗算値より小
   さいとき、前記各周波数バンド信号毎の前記騒音係数乗
   算値を前記各周波数バンド信号毎の前記更新騒音係数に
   設定する更新騒音係数算出手段を設け、前記更新騒音係
   数算出手段により前記更新騒音係数が設定される毎に、
   設定された前記更新騒音係数を前記基準更新騒音係数に
   変更するとともに、前記乗算手段が前記更新騒音係数算
   出手段により算出された更新騒音係数を前記各周波数バ
   ンド信号に乗算するようにしたことを特徴とする請求項
   １乃至５の何れかに記載の騒音抑制装置。
7. 【請求項７】 前記更新騒音係数算出手段により算出さ
   れた各周波数バンド信号毎の更新騒音係数がしきい値よ
   り大きいとき、前記しきい値を各周波数バンド信号毎の
   更新騒音係数にするようにし、前記乗算手段によって、
   前記各周波数バンド信号毎の更新騒音係数を前記各周波
   数バンド信号に乗算ようにしたことを特徴とする請求項
   ６記載の騒音抑制装置。
8. 【請求項８】 音声信号に騒音信号が重畳された入力信
   号を周波数解析し、任意の周波数帯域幅毎に前記周波数
   解析された入力信号を複数に分割することにより、複数
   の周波数バンド信号を生成する周波数バンド信号生成手
   段と、前記各周波数バンド信号毎に振幅値またはエネル
   ギを算出する振幅算出手段と、前記各周波数バンド信号
   毎の振幅値またはエネルギに基づき、前記各周波数バン
   ド信号毎に騒音振幅値または騒音エネルギを推定する騒
   音推定手段と、前記入力信号の平均振幅値または平均エ
   ネルギを算出する平均振幅算出手段と、前記平均振幅値
   または平均エネルギに基づき、前記入力信号の平均騒音
   振幅値または平均騒音エネルギを推定する平均騒音推定
   部と、前記平均振幅値および前記平均騒音振幅値または
   前記平均エネルギおよび平均騒音エネルギにより前記音
   声信号と前記騒音信号の信号比を算出し、前記信号比に
   基づいて、騒音係数を算出するときのパラメータを制御
   させるパラメータ制御手段と、前記各周波数バンド信号
   毎の振幅値またはエネルギ、騒音振幅値または騒音エネ
   ルギおよび前記パラメータ制御手段により制御されたパ
   ラメータに基づき、前記各周波数バンド信号毎に騒音信
   号を抑制するための騒音係数を算出する騒音係数算出手
   段と、前記各周波数バンド信号毎の前記騒音係数を前記
   各周波数バンド信号に乗算する乗算手段と、前記各周波
   数バンド信号毎に騒音係数が乗算された複数の周波数バ
   ンド信号の周波数逆変換を行い、合成する周波数バンド
   合成手段とを備えたことを特徴とする騒音抑制装置。
9. 【請求項９】 前記パラメータ制御手段が平均振幅値ま
   たは平均エネルギに基づき、前記入力信号の最大値を設
   定する最大値設定手段を有し、前記最大値設定手段によ
   って設定された前記最大値および前記平均騒音振幅値ま
   たは平均騒音エネルギに基づき、前記パラメータを制御
   するようにしたことを特徴する請求項８記載の騒音抑制
   装置。
10. 【請求項10】 前記最大値設定手段が前記平均振幅値ま
    たは平均エネルギと予め設定された基準最大値とを比較
    した場合、前記最大値比較部によって前記平均振幅値ま
    たは平均エネルギが前記基準最大値より大きいとき、前
    記平均振幅値または平均エネルギを前記最大値に設定
    し、前記平均振幅値または平均エネルギが前記基準最大
    値より小さいとき、前記基準最大値を前記最大値に設定
    し、前記最大値が設定される毎に、前記設定された最大
    値を前記基準最大値に変更するようにしたことを特徴と
    する請求項９記載の騒音抑制装置。
11. 【請求項11】 前記各周波数バンド信号毎の振幅値また
    はエネルギと、前記各周波数バンド信号毎の騒音振幅値
    または騒音エネルギに前記パラメータに基づき定められ
    た定数を乗算した値を減算した減算値との比に基づい
    て、前記各周波数バンド信号毎の前記騒音係数を算出す
    るようにしたことを特徴とする請求項８乃至10の何れか
    に記載の騒音抑制装置。
12. 【請求項12】 前記騒音係数算出手段により算出された
    前記各周波数バンド信号毎の騒音係数と、予め設定され
    た前記各周波数バンド信号毎の基準騒音係数に、基準騒
    音係数を減少させる更新量を乗算した騒音係数乗算値と
    の比較結果に基づいて、前記各周波数バンド信号毎の前
    記騒音係数が、前記各周波数バンド信号毎の騒音係数乗
    算値より大きいとき、前記各周波数バンド信号毎の前記
    騒音係数を前記各周波数バンド信号毎の更新騒音係数に
    設定し、前記各周波数バンド信号毎の前記騒音係数が前
    記各周波数バンド信号毎の前記騒音係数乗算値より小さ
    いとき、前記各周波数バンド信号毎の前記騒音係数乗算
    値を、前記各周波数バンド信号毎の前記更新騒音係数に
    設定し、前記更新騒音係数が設定される毎に、設定され
    た前記更新騒音係数を前記基準更新騒音係数に変更する
    とともに、前記乗算手段が前記更新騒音係数算出手段に
    より算出された更新騒音係数を前記各周波数バンド信号
    に乗算するようにしたことを特徴とする請求項８乃至12
    の何れかに記載の騒音抑制装置。
13. 【請求項13】 前記各周波数バンド信号毎の前記更新騒
    音係数がしきい値より大きいとき、しきい値を各周波数
    バンド信号毎の更新騒音係数に設定し、この更新騒音係
    数に基づいて、前記乗算手段が前記各周波数バンド信号
    毎の更新騒音係数を前記各周波数バンド信号に乗算する
    ようにしたことを特徴とする請求項12記載の騒音抑制装
    置。
14. 【請求項14】 前記各周波数バンド信号毎の更新騒音係
    数と、少なくとも過去に算出された１個以上の前記各周
    波数バンド信号毎の更新騒音係数とに基づき、前記更新
    騒音係数の平滑化を行う更新騒音係数平滑部を有するこ
    とを特徴とする請求項12または13記載の騒音抑制装置。
15. 【請求項15】 前記各周波数毎の更新騒音係数に任意の
    周波数帯域の更新騒音係数を通過させるフィルタ処理を
    行うようにしたことを特徴とする請求項12乃至14の何れ
    かに記載の騒音抑制装置。
16. 【請求項16】 音声信号に騒音信号が重畳された入力信
    号を周波数解析し、任意の周波数帯域幅毎に前記周波数
    解析された入力信号を複数に分割することにより、複数
    の周波数バンド信号を生成する周波数バンド信号生成手
    段と、前記各周波数バンド信号毎に振幅値またはエネル
    ギを算出する振幅算出手段と、前記各周波数バンド信号
    毎の前記振幅値またはエネルギに基づき、前記各周波数
    バンド信号毎に騒音振幅値または騒音エネルギを推定す
    る騒音推定手段と、前記各周波数バンド信号毎の前記振
    幅値および前記騒音振幅値または前記エネルギおよび騒
    音エネルギに基づき、前記各周波数バンド信号毎に前記
    騒音信号を抑制するための騒音係数を算出する騒音係数
    算出手段と、前記騒音係数がしきい値より大きいとき、
    前記しきい値を前記各周波数バンド信号毎の前記騒音係
    数に設定するしきい値設定手段と、前記しきい値設定手
    段によって算出された前記各周波数バンド信号毎の前記
    騒音係数を前記各周波数バンド信号に乗算する乗算手段
    と、前記各周波数バンド信号毎に前記騒音係数が乗算さ
    れた複数の周波数バンド信号を周波数逆変換して合成す
    る周波数バンド合成手段とを備え、前記各周波数バンド
    信号毎の前記騒音振幅値またはエネルギに基づき、前記
    しきい値設定手段の前記各周波数バンド信号毎のしきい
    値を変更するしきい値変更手段を設けたことを特徴とす
    る騒音抑制装置。
17. 【請求項17】 前記しきい値変更手段が前記周波数バン
    ド合成手段によって合成された合成信号に含まれる騒音
    振幅値または騒音エネルギが常に一定になるよう前記し
    きい値設定手段のしきい値を変更するようにしたことを
    特徴とする騒音抑制装置。
18. 【請求項18】 音声信号に騒音信号が重畳された入力信
    号を周波数解析し、任意の周波数帯域幅毎に前期周波数
    解析された入力信号を複数に分割することにより複数の
    周波数バンド信号を生成する周波数バンド信号生成行程
    と、前記周波数信号生成行程によって生成された複数の
    前記周波数バンド毎に振幅値またはエネルギを算出する
    振幅算出行程と、前記振幅算出行程によって算出された
    前記各周波数バンド信号毎の振幅値またはエネルギに基
    づき、前記各周波数バンド信号毎に騒音振幅値または騒
    音エネルギを推定する騒音推定行程と、前記入力信号の
    平均振幅値または平均エネルギを算出する平均振幅算出
    行程と、前記平均振幅算出行程によって算出された前記
    平均振幅値または平均エネルギに基づき、前記入力信号
    の平均騒音振幅値またはエ平均騒音ネルギを推定する平
    均騒音推定行程と、前記平均振幅算出行程および前記平
    均騒音算出行程によって算出された前記平均振幅値と前
    記平均騒音振幅値または前記平均エネルギと平均騒音エ
    ネルギとを比較することにより、前記入力信号に前記音
    声信号が含まれていないと判断されたとき、前記各周波
    数バンド信号毎の前記振幅値またはエネルギを前記各周
    波数バンド信号毎の前記騒音振幅値または騒音エネルギ
    に設定する騒音設定行程と、前記振幅算出行程および前
    記騒音設定行程によって、算出された前記各周波数バン
    ド信号毎の振幅値および騒音振幅値または前記エネルお
    よび騒音エネルギに基づき、前記各周波数バンド信号毎
    に前記騒音信号を抑制するための騒音係数を算出する騒
    音係数算出行程とを含み、前記各周波数バンド信号毎の
    前記騒音係数を前記各周波数バンド信号に乗算し、次い
    で、前記各周波数バンド信号毎に前記騒音係数が乗算さ
    れた複数の周波数バンド信号の周波数逆変換を行い、各
    周波数バンド信号を合成するようにしたことを特徴とす
    る騒音抑制方法。