JP2002140100A

JP2002140100A - 騒音抑圧装置

Info

Publication number: JP2002140100A
Application number: JP2000335779A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Nakamura; 一啓中村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2002-05-17

Abstract

(57)【要約】【課題】入力信号スペクトル成分から騒音信号スペク
トル成分を減算することによって騒音を抑圧させる騒音
抑圧装置において、抑圧処理による音声の歪を低減する
騒音抑圧装置を提供すること。【解決手段】入力信号を複数の周波数バンドの信号に
分割する分割処理部１０１と、各周波数ごとに騒音を抑
圧する係数を乗算する係数乗算部１０２と、時間信号に
変換する合成処理部１０３と、振幅算出部１０４が算出
した入力信号の振幅成分と、騒音推定処理部１０５が推
定した騒音推定値に加え、騒音目標設定部１０７が設定
した騒音目標値を用いて係数乗算部１０２が騒音を抑圧
するために乗算する騒音抑圧係数を算出することによ
り、騒音抑圧処理による残留騒音の量を目標の値し、抑
圧処理による音声の歪を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音声信号に騒音信
号が重畳された信号が入力された場合に、入力信号のス
ペクトル成分から騒音信号のスペクトルを減算すること
によって、騒音信号を抑圧する騒音抑圧装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、騒音抑圧装置としては、例えば文
献“ＳｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＡｃｏｕｓｔｉｃ
ＮｏｉｓｅｉｎＳｐｅｅｃｈＵｓｉｎｇＳｐｅ
ｃｔｒａｌＳｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ”（ＩＥＥＥＴ
ｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＡｃｏｕｓｔｉｃｓ，
Ｓｐｅｃｈ，ａｎｄＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉ
ｎｇ，ｖｏｌ．ＡＳＳＰ−２７、Ｎｏ．２、Ａｐｒｉ
ｌ、１９７９）に示されているようなものがあった。

【０００３】以下、図７を用いて従来の騒音抑圧装置に
ついて説明する。

【０００４】図７は、従来の騒音抑圧装置の構成例を示
している。

【０００５】図７に示すように、騒音抑圧装置は、分割
処理部８０１、係数乗算部８０２、合成処理部８０３、
振幅算出部８０４、騒音推定部８０５および係数算出部
８０６を備えている。

【０００６】分割処理部８０１は、入力の時間信号を周
波数軸上の信号に変換するものである。係数乗算部８０
２は、周波数分割された信号に騒音を抑圧する係数を乗
算するものである。合成処理部８０３は、周波数分割さ
れた信号を時間信号に変換するものである。振幅算出部
８０４は、周波数分割された信号の振幅成分を算出する
ものである。騒音推定部８０５は、入力信号の振幅成分
を用いて騒音の振幅成分を推定するものである。係数算
出部８０６は、騒音抑圧係数を算出するものである。

【０００７】次に、上記従来の騒音抑圧装置例の動作に
ついて説明する。

【０００８】図７において、音声信号に騒音信号が重畳
された入力信号は、分割処理部８０１によって周波数軸
上の信号に変換される。分割処理部８０１の処理方法と
しては、フーリエ変換のような時間−周波数変換処理
や、サブバンド分割処理のような複数のバンドパスフィ
ルタを有するような処理方法が用いられる。分割処理部
８０１によって周波数分割された信号は、係数乗算部８
０２によって係数がかけられる。係数乗算部８０２の係
数は、後に説明するように入力信号に含まれる各周波数
バンドごとの騒音の量に応じて算出されている。例え
ば、音声信号のみが含まれる周波数バンドにおいては係
数を１とし、騒音信号のみが含まれる周波数バンドにお
いては係数は０または十分に小さな値とする。係数乗算
部８０２によって騒音が抑圧された信号は、合成処理部
８０３によって周波数軸上の信号から時間軸上の信号に
変換され、出力される。合成処理部８０３の処理は、分
割処理部８０１の逆変換である。分割処理部８０１によ
って周波数分割された信号はまた、振幅算出部８０４に
入力される。振幅算出部８０４は、入力信号の分割処理
部８０１によって分割された周波数単位ごと、または複
数の分割周波数をまとめた周波数バンドごとの、入力信
号の振幅値を算出する。騒音推定部８０５は、振幅算出
部８０４によって算出された入力信号の振幅成分を用い
て、各周波数単位ごと、または複数の分割周波数をまと
めた周波数バンドごとの騒音の振幅成分を推定する。係
数算出部８０６は、振幅算出部８０４によって算出され
た入力信号の振幅成分と、騒音推定部８０５によって推
定された騒音信号の振幅成分を用いて係数を算出する。

【０００９】次に、係数算出部８０６の係数算出方法を
式を用いて説明する。いま、音声信号をｓ（ｎ）、騒音
信号をｎ（ｎ）とすると、音声信号に騒音信号が重畳さ
れた入力信号ｘ（ｎ）は、下記式（１）で表される。ｘ（ｎ）＝ｓ（ｎ）＋ｎ（ｎ）・・・（１）

【００１０】また、そのフーリエ変換は、Ｘ（ω）＝Ｓ（ω）＋Ｎ（ω）・・・（２）となる。騒音信号が定常で、音声信号と騒音信号は無相
関でありエネルギ加算が成り立ち、音声信号の推定信号
ｓ’（ｎ）のフーリエ変換Ｓ’（ω）が下記式（３）で
表されると仮定する。

【００１１】Ｓ’（ω）＝｜Ｓ’（ω）｜ｅｘｐ｛ｊａｒｇ（Ｘ（ω））｝＝｛｜Ｘ（ω）｜−｜Ｎ（ω）｜｝ｅｘｐ｛ｊａｒｇ（Ｘ（ω））｝・・・（３）

【００１２】また、上記式（３）を変形すると、下記式
（４）のようになる。Ｓ’（ω）＝Ｈ（ω）Ｘ（ω）・・・（４）

【００１３】ただし、Ｈ（ω）＝｛｜Ｘ（ω）｜−｜Ｎ（ω）｜｝／｜Ｘ（ω）｜・・・（５）である。以下、周波数バンド番号を表す添え字のｉを用
いて、式（４）を式（６）のように、式（５）を式
（７）のように表す。

【００１４】Ｓ’ｉ＝ＨｉＸｉ・・・（６）Ｈｉ＝｛｜Ｘｉ｜−｜Ｎｉ｜｝／｜Ｘｉ｜・・・（７）

【００１５】上記式（６）および式（７）は、入力信号
の振幅から騒音信号の振幅を減算した値を入力信号の振
幅で割ったものを係数として、入力信号に乗算すると、
音声信号が復元できることを示している。

【００１６】次に、騒音推定部８０５の動作を、図８を
用いて説明する。

【００１７】図８は、騒音推定方法の一例であり、比較
器７０１、振幅更新器７０２、振幅設定器７０３からな
り、比較器７０１は、推定した騒音振幅と入力信号の振
幅を比較するものであり、振幅更新器７０２は、推定し
た騒音振幅を更新するものであり、振幅設定器７０３
は、騒音振幅値を入力信号の振幅値に置き換えるもので
ある。

【００１８】図８において、ｉを周波数バンド番号を表
す添え字とすると、振幅比較器７０１に入力された入力
信号の振幅値Ｘｉは、以前に推定した騒音振幅値Ｎｉと
比較される。以前に推定した騒音振幅値Ｎｉの方が入力
信号の振幅値Ｘｉよりも大きい場合には、振幅更新器７
０２によって以前に推定した騒音振幅値Ｎｉは更新量Ｌ
ｕｐだけ更新され、新しい騒音推定振幅値となる。ま
た、以前に推定した騒音振幅値Ｎｉの方が入力信号の振
幅値Ｘｉよりも小さい場合には、振幅設定器７０３によ
って新しい騒音推定振幅値は入力信号の振幅値Ｘｉに置
き換えられる。更新量Ｌｕｐは１より大きな値で、例え
ば０．１ｄＢから３ｄＢ程度の更新量となるように設定
される。騒音振幅値Ｎｉの方が入力信号の振幅値Ｘｉよ
りも小さい場合にはＮｉ＝Ｘｉとすることは、音節間の
非音声区間における騒音レベルを検出することになる。
また、騒音振幅値Ｎｉの方が入力信号の振幅値Ｘｉより
も大きい場合にはＮｉ＝Ｎｉ＊Ｌｕｐとすることは、騒
音レベルが上昇しているときに推定騒音振幅値を少しず
つ上昇させるために、変動する騒音も推定することがで
きる。推定騒音振幅値を少しずつ上昇させるのは、音声
区間において音声信号に過度に反応しないようにするた
めである。

【００１９】このように、騒音推定部８０５は、振幅算
出部８０４によって算出された入力信号の振幅値を用い
て、騒音信号の振幅値を推定することができる。

【００２０】以上のように、前記従来の騒音抑圧装置で
は、騒音信号と音声信号が無相関でエネルギ加算が成り
立つと仮定することにより、騒音信号の各周波数バンド
における振幅値を推定し、各周波数バンドにおける入力
信号の振幅値から減算することで、騒音を抑圧してい
た。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の騒音抑圧装置では、騒音信号と音声信号が無
相関でエネルギ加算が成り立つと仮定しているために、
騒音信号と音声信号に相関がある場合には、推定した騒
音信号の振幅値が実際の騒音信号の振幅値よりも大きく
なってしまうことがある。また、入力信号の振幅値から
騒音信号の振幅値を推定しているために、実際の騒音信
号の振幅値よりも大きくなってしまうことがある。その
ために、入力信号の振幅値から減算する量が多くなるの
で、音声信号が歪んでしまうという問題があった。

【００２２】本発明は、このような従来の問題を解決す
るためになされたもので、騒音抑圧量を制御して音声信
号の歪みの少ない優れた騒音抑圧装置を提供するもので
ある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明の騒音抑圧装置
は、音声信号に騒音が重畳された入力の時間信号を周波
数軸上の信号に変換する分割処理部と、前記分割された
周波数信号に前記騒音を抑圧する係数を乗算する係数乗
算部と、前記周波数信号を時間信号に変換する合成処理
部と、前記分割処理部によって分割された各周波数ご
と、または複数の分割周波数をまとめた周波数バンドご
との入力信号の振幅成分を算出する振幅算出部と、前記
振幅算出部によって算出された振幅成分を用いて前記騒
音信号の振幅を推定する騒音推定処理部と、前記係数乗
算部が騒音を抑圧するために乗算する騒音抑圧係数を算
出する係数算出部と、抑圧されずに残る残留騒音の量を
設定する騒音目標値設定部を備え、前記騒音目標値設定
部が、目標とする残留騒音の量となる騒音目標値を設定
し、前記係数算出部が、前記振幅算出部が算出した入力
信号の振幅成分と前記騒音推定処理部が推定した騒音推
定値と前記騒音目標設定部が設定した騒音目標値を用い
て前記騒音抑圧係数を算出することを特徴とした構成を
有している。この構成により、前記騒音目標値設定部に
よって設定された値に残留騒音の量を制御するので、騒
音抑圧処理による残留騒音の量を目標の値とすることが
でき、入力信号の振幅値から減算する騒音の量を最適に
し、音声信号の歪みを防ぐことができることとなる。

【００２４】また、本発明の騒音抑圧装置は、音声信号
に騒音が重畳された入力の時間信号を周波数軸上の信号
に変換する分割処理部と、前記分割された周波数信号に
前記騒音を抑圧する係数を乗算する係数乗算部と、前記
周波数信号を時間信号に変換する合成処理部と、前記分
割処理部によって分割された各周波数ごと、または複数
の分割周波数をまとめた周波数バンドごとの入力信号の
振幅成分を算出する振幅算出部と、前記振幅算出部によ
って算出された振幅成分を用いて前記騒音信号の振幅を
推定する騒音推定処理部と、前記係数乗算部が騒音を抑
圧するために乗算する騒音抑圧係数を算出する係数算出
部と、前記音声信号と抑圧されずに残る残留騒音との目
標のＳ／Ｎを設定するＳ／Ｎ設定部と、前記入力信号の
振幅成分と前記騒音推定値と前記Ｓ／Ｎ値を用いて目標
の残留騒音の量を算出する騒音目標値算出部を備え、前
記騒音目標算出部が、前記振幅算出部が算出した入力信
号の振幅成分と前記騒音推定処理部が推定した騒音推定
値と前記Ｓ／Ｎ設定部が設定したＳ／Ｎ値を用いて目標
の残留騒音の量を算出し、前記係数算出部が、前記振幅
算出部が算出した入力信号の振幅成分と前記騒音推定処
理部が推定した騒音推定値と前記騒音目標算出部が算出
した騒音目標値を用いて前記騒音抑圧係数を算出するこ
とを特徴とした構成を有している。この構成により、前
記Ｓ／Ｎ設定部によって設定されたＳ／Ｎになるように
残留騒音の量を制御するので、騒音抑圧処理による残留
騒音の量を目標の値とすることができ、入力信号の振幅
値から減算する騒音の量を最適にし、音声信号の歪みを
防ぐことができることとなる。

【００２５】さらに、本発明の騒音抑圧装置は、前記騒
音目標値算出部が、周波数バンドｉにおける前記入力信
号の振幅成分をＸｉとし、前記騒音推定値をＮｉとし、
前記Ｓ／Ｎ値をηｉとしたとき、前記残留騒音の目標値
Ｄｉを、Ｄｉ＝（Ｘｉ−Ｎｉ）／ηｉによって算出する
ことを特徴とした構成を有している。この構成により、
騒音抑圧処理による残留騒音の量を、前記入力信号の振
幅成分と前記騒音推定値と前記Ｓ／Ｎ値から計算により
算出した目標の値とすることができ、入力信号の振幅値
から減算する騒音の量を最適にし、音声信号の歪みを防
ぐことができることとなる。

【００２６】また、本発明の騒音抑圧装置は、音声信号
に騒音が重畳された入力の時間信号を周波数軸上の信号
に変換する分割処理部と、前記分割された周波数信号に
前記騒音を抑圧する係数を乗算する係数乗算部と、前記
周波数信号を時間信号に変換する合成処理部と、前記分
割処理部によって分割された各周波数ごと、または複数
の分割周波数をまとめた周波数バンドごとの入力信号の
振幅成分を算出する振幅算出部と、前記振幅算出部によ
って算出された振幅成分を用いて前記騒音信号の振幅を
推定する騒音推定処理部と、前記係数乗算部が騒音を抑
圧するために乗算する騒音抑圧係数を算出する係数算出
部と、全周波数バンドまたは複数の周波数バンドにおけ
る入力信号の振幅の平均値を算出する平均振幅算出部
と、前記平均振幅算出部によって算出された値を用いて
全周波数バンドまたは複数の周波数バンドにおける前記
騒音信号の平均振幅値を推定する平均騒音推定部と、前
記音声信号と抑圧されずに残る残留騒音との目標のＳ／
Ｎを設定するＳ／Ｎ設定部と、各周波数バンドごとの前
記残留騒音の特性を設定する目標騒音特性設定部と、前
記入力信号の平均振幅成分と前記平均騒音推定値と前記
Ｓ／Ｎ値と前記目標騒音特性値を用いて目標の残留騒音
の量を算出する騒音目標値算出部を備え、前記騒音目標
値算出部が、前記平均振幅算出部が算出した入力信号の
平均振幅成分と前記平均騒音推定部が推定した平均騒音
推定値と前記Ｓ／Ｎ設定部が設定したＳ／Ｎ値と前記目
標騒音特性設定部が設定した目標騒音特性値を用いて目
標の残留騒音の量である騒音目標値を算出し、前記係数
算出部が、前記振幅算出部が算出した入力信号の振幅成
分と前記騒音推定処理部が推定した騒音推定値と前記騒
音目標値算出部が算出した騒音目標値を用いて前記騒音
抑圧係数を算出することを特徴とした構成を有してい
る。この構成により、前記Ｓ／Ｎ設定部によって設定さ
れたＳ／Ｎでかつ前記目標騒音特性設定部によって設定
された特性になるように残留騒音の量を制御するので、
騒音抑圧処理による残留騒音の量を目標の値とすること
ができ、入力信号の振幅値から減算する騒音の量を最適
にし、音声信号の歪みを防ぐことができることとなる。

【００２７】さらに、本発明の騒音抑圧装置は、前記騒
音目標値算出部が、前記入力信号の平均振幅成分をＸａ
とし、前記平均騒音推定値をＮａとし、前記Ｓ／Ｎ値を
ηａとし、前記目標騒音特性をＴｉとしたとき、前記残
留騒音の目標値Ｄｉを、Ｄｉ＝Ｔｉ（Ｘａ−Ｎａ）／η
ａによって算出することを特徴とした構成を有してい
る。この構成により、騒音抑圧処理による残留騒音の量
を、前記入力信号の平均振幅成分と前記平均騒音推定値
と前記Ｓ／Ｎ値から計算により算出した目標の値とする
ことができ、入力信号の振幅値から減算する騒音の量を
最適にし、音声信号の歪みを防ぐことができることとな
る。

【００２８】また、本発明の騒音抑圧装置は、音声信号
に騒音が重畳された入力の時間信号を周波数軸上の信号
に変換する分割処理部と、前記分割された周波数信号に
前記騒音を抑圧する係数を乗算する係数乗算部と、前記
周波数信号を時間信号に変換する合成処理部と、前記分
割処理部によって分割された各周波数ごと、または複数
の分割周波数をまとめた周波数バンドごとの入力信号の
振幅成分を算出する振幅算出部と、前記振幅算出部によ
って算出された振幅成分を用いて前記騒音信号の振幅を
推定する騒音推定処理部と、前記係数乗算部が騒音を抑
圧するために乗算する騒音抑圧係数を算出する係数算出
部と、全周波数バンドまたは複数の周波数バンドにおけ
る入力信号の振幅の平均値を算出する平均振幅算出部
と、前記平均振幅算出部によって算出された値を用いて
全周波数バンドまたは複数の周波数バンドにおける前記
騒音信号の平均振幅値を推定する平均騒音推定部と、前
記入力信号の平均振幅値の最大値を算出する最大値算出
部と、前記最大値を一定時間ごと更新する最大値更新部
と、前記音声信号と抑圧されずに残る残留騒音との目標
のＳ／Ｎを設定するＳ／Ｎ設定部と、各周波数バンドご
との前記残留騒音の特性を設定する目標騒音特性設定部
と、前記入力信号の振幅の最大値と前記平均騒音推定値
と前記Ｓ／Ｎ値と前記目標騒音特性値を用いて目標の残
留騒音の量を算出する騒音目標値算出部を備え、前記騒
音目標値算出部が、前記最大値更新部によって更新され
た前記入力信号の振幅の最大値と前記平均騒音推定部が
推定した平均騒音推定値と前記Ｓ／Ｎ設定部が設定した
Ｓ／Ｎ値と前記目標騒音特性設定部が設定した目標騒音
特性値を用いて目標の残留騒音の量である騒音目標値を
算出し、前記係数算出部が、前記振幅算出部が算出した
入力信号の振幅成分と前記騒音推定処理部が推定した騒
音推定値と前記騒音目標値算出部が算出した騒音目標値
を用いて前記騒音抑圧係数を算出することを特徴とした
構成を有している。この構成により、前記Ｓ／Ｎ設定部
によって設定されたＳ／Ｎでかつ前記目標騒音特性設定
部によって設定された特性になるように残留騒音の量を
制御するので、騒音抑圧処理による残留騒音の量を目標
の値とすることができ、入力信号の振幅値から減算する
騒音の量を最適にし、音声信号の歪みを防ぐことができ
ることとなる。

【００２９】さらに、本発明の騒音抑圧装置は、前記騒
音目標値算出部が、前記最大値更新部によって更新され
た入力信号の平均振幅最大値をＸ’ｍａｘとし、前記平
均騒音推定値をＮａとし、前記Ｓ／Ｎ値をηａとし、前
記目標騒音特性をＴｉとしたとき、前記残留騒音の目標
値Ｄｉを、Ｄｉ＝Ｔｉ（Ｘ’ｍａｘ−Ｎａ）／ηａによ
って算出することを特徴とした構成を有している。この
構成により、騒音抑圧処理による残留騒音の量を、前記
入力信号の平均振幅最大値と前記平均騒音推定値と前記
Ｓ／Ｎ値から計算により算出した目標の値とすることが
でき、入力信号の振幅値から減算する騒音の量を最適に
し、音声信号の歪みを防ぐことができることとなる。

【００３０】さらに、本発明の騒音抑圧装置は、前記目
標騒音特性設定部が設定する騒音特性を、目標とする騒
音の時間信号を前記分割処理部と前記振幅算出部と同一
の処理を行った値を、前記平均振幅算出部と同一の処理
を行った値で正規化することを特徴とした構成を有して
いる。この構成により、騒音抑圧処理による残留騒音の
量を目標の値とすることができ、入力信号の振幅値から
減算する騒音の量を最適にし、音声信号の歪みを防ぐこ
とができることとなる。

【００３１】さらに、本発明の騒音抑圧装置は、前記目
標騒音特性設定部が設定する騒音特性が、ピンクノイズ
の特性であることを特徴とした構成を有している。この
構成により、騒音抑圧処理による残留騒音の量を目標の
値とすることができ、入力信号の振幅値から減算する騒
音の量を最適にし、音声信号の歪みを防ぐことができる
こととなる。また、残留騒音の特性をピンクノイズの特
性とするために、聴感上自然な制御ができることとな
る。

【００３２】さらに、本発明の騒音抑圧装置は、前記目
標騒音特性設定部が設定する騒音特性が、音声認識処理
の認識パターンを設定するときに音声に加えた騒音の特
性であることを特徴とした構成を有している。この構成
により、騒音抑圧処理による残留騒音の量を目標の値と
することができ、入力信号の振幅値から減算する騒音の
量を最適にし、音声信号の歪みを防ぐことができること
となる。また、残留騒音の特性を音声認識処理の認識パ
ターンを設定するときに音声に加えた騒音の特性になる
ようにするので、音声認識の前処理として騒音抑圧処理
を行った場合に、音声認識率を向上させることができる
こととなる。

【００３３】さらに、本発明の騒音抑圧装置は、前記係
数算出部が、周波数バンドｉにおける前記入力信号の振
幅成分をＸｉとし、前記騒音推定値をＮｉとし、前記残
留騒音の目標値をＤｉとしたとき、係数Ｈｉを、Ｈｉ＝
（Ｘｉ−Ｎｉ＋Ｄｉ）／Ｘｉによって算出することを特
徴とした構成を有している。この構成により、騒音抑圧
処理による係数を前記入力信号の振幅成分と前記騒音推
定値と前記残留騒音の目標値から計算によって算出する
ので、残留騒音の量を目標の値とすることができ、入力
信号の振幅値から減算する騒音の量を最適にし、音声信
号の歪みを防ぐことができることとなる。

【００３４】また、本発明の騒音抑圧装置は、音声信号
に騒音が重畳された入力の時間信号を周波数軸上の信号
に変換する分割処理部と、前記分割された周波数信号に
前記騒音を抑圧する係数を乗算する係数乗算部と、前記
周波数信号を時間信号に変換する合成処理部と、前記分
割処理部によって分割された各周波数ごと、または複数
の分割周波数をまとめた周波数バンドごとの入力信号の
振幅成分を算出する振幅算出部と、前記振幅算出部によ
って算出された振幅成分を用いて前記騒音信号の振幅を
推定する騒音推定処理部と、前記係数乗算部が騒音を抑
圧するために乗算する騒音抑圧係数を算出する係数算出
部と、全周波数バンドまたは複数の周波数バンドにおけ
る入力信号の振幅の平均値を算出する平均振幅算出部
と、前記平均振幅算出部によって算出された値を用いて
全周波数バンドまたは複数の周波数バンドにおける前記
騒音信号の平均振幅値を推定する平均騒音推定部と、前
記入力信号の平均振幅値と前記平均騒音推定値を比較す
る比較部と、前記比較部の比較結果によって減算係数を
設定する減算係数設定部を備え、前記比較部が、前記平
均振幅算出部が算出した入力信号の平均振幅値と前記平
均騒音推定部が推定した平均騒音推定値を比較し、前記
係数算出部が、前記振幅算出部が算出した入力信号の振
幅成分と前記騒音推定部が推定した騒音推定値と前記減
算係数設定部が設定した減算係数を用いて前記騒音抑圧
係数を算出することを特徴とした構成を有している。こ
の構成により、前記入力信号の平均振幅値と前記平均騒
音推定値の値によって前記入力信号振幅値から前記騒音
推定値を減算する量を変更するので、入力信号に含まれ
る騒音の量に応じて騒音抑圧量を変えることができ、音
声信号の歪みを防ぐことができることとなる。

【００３５】さらに、本発明の騒音抑圧装置は、前記平
均振幅算出部によって算出された前記入力信号の平均振
幅値の最大値を算出する最大値算出部と、前記最大値を
一定時間ごと更新する最大値更新部を備え、前記比較部
が、前記入力信号の平均振幅値の代わりに前記最大値更
新部によって算出された最大値を用いることを特徴とし
た構成を有している。この構成により、前記入力信号の
平均振幅値の代わりに前記最大値更新部によって算出さ
れた最大値を用いるので、入力信号に含まれる騒音の量
に応じた騒音抑圧量を最適にすることができ、音声信号
の歪みを防ぐことができることとなる。

【００３６】また、本発明の騒音抑圧装置は、音声信号
に騒音が重畳された入力の時間信号を周波数軸上の信号
に変換する分割処理部と、前記分割された周波数信号に
前記騒音を抑圧する係数を乗算する係数乗算部と、前記
周波数信号を時間信号に変換する合成処理部と、前記分
割処理部によって分割された各周波数ごと、または複数
の分割周波数をまとめた周波数バンドごとの入力信号の
振幅成分を算出する振幅算出部と、前記振幅算出部によ
って算出された振幅成分を用いて前記騒音信号の振幅を
推定する騒音推定処理部と、前記係数乗算部が騒音を抑
圧するために乗算する騒音抑圧係数を算出する係数算出
部と、全周波数バンドまたは複数の周波数バンドにおけ
る入力信号の振幅の平均値を算出する平均振幅算出部
と、前記平均振幅算出部によって算出された値を用いて
全周波数バンドまたは複数の周波数バンドにおける前記
騒音信号の平均振幅値を推定する平均騒音推定部と、前
記入力信号の平均振幅値と前記平均騒音推定値との比を
算出するＳ／Ｎ算出部と、前記Ｓ／Ｎ算出部によって算
出された値によって減算係数を設定する減算係数算出部
を備え、前記Ｓ／Ｎ算出部が、前記平均振幅算出部が算
出した入力信号の平均振幅値と前記平均騒音推定部が推
定した平均騒音推定値との比を算出し、前記係数算出部
が、前記振幅算出部が算出した入力信号の振幅成分と前
記騒音推定部が推定した騒音推定値と前記減算係数設定
部が設定した減算係数を用いて前記騒音抑圧係数を算出
することを特徴とした構成を有している。この構成によ
り、前記入力信号の平均振幅値と前記平均騒音推定値と
の比によって前記入力信号振幅値から前記騒音推定値を
減算する量を変更するので、入力信号と音声信号との比
に応じて騒音抑圧量を変えることができ、音声信号の歪
みを防ぐことができることとなる。

【００３７】さらに、本発明の騒音抑圧装置は、前記平
均振幅算出部によって算出された前記入力信号の平均振
幅値の最大値を算出する最大値算出部と、前記最大値を
一定時間ごと更新する最大値更新部を備え、前記Ｓ／Ｎ
算出部が、前記入力信号の平均振幅値の代わりに前記最
大値更新部によって更新された最大値を用いることを特
徴とした構成を有している。この構成により、前記入力
信号の平均振幅値の代わりに前記最大値更新部によって
算出された最大値を用いるので、入力信号に含まれる騒
音の量に応じた騒音抑圧量を最適にすることができ、音
声信号の歪みを防ぐことができることとなる。

【００３８】さらに、本発明の騒音抑圧装置は、前記平
均騒音推定部が、振幅比較器と、振幅更新器と、振幅設
定器からなることを特徴とした構成を有している。この
構成により、簡単な処理で入力信号に含まれる騒音の量
を推定でき、また音声信号の歪みを防ぐことができるこ
ととなる。

【００３９】また、本発明の騒音抑圧装置は、前記騒音
推定部が、振幅比較器と、振幅更新器と、振幅設定器か
らなることを特徴とした構成を有している。この構成に
より、簡単な処理で入力信号に含まれる騒音の量を推定
でき、また音声信号の歪みを防ぐことができることとな
る。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。（実施の形態１）

【００４１】図１は、本発明の第１の実施の形態の騒音
抑圧装置の構成を示すブロック図であり、入力の時間信
号を周波数軸上の信号に変換する分割処理部１０１、周
波数分割された信号に騒音を抑圧する係数を乗算する係
数乗算部１０２、周波数分割された信号を時間信号に変
換する合成処理部１０３、周波数分割された信号の振幅
成分を算出する振幅算出部１０４、入力信号の振幅成分
を用いて騒音の振幅成分を推定する騒音推定部１０５、
騒音抑圧係数を算出する係数算出部１０６を備え、さら
に、騒音抑圧処理による残留騒音の目標値を設定する騒
音目標値設定部１０７を備えたものである。

【００４２】次に、第１の実施の形態の動作について説
明する。

【００４３】図１において、分割処理部１０１、係数乗
算部１０２、合成処理部１０３、振幅算出部１０４、騒
音推定部１０５の動作は、前記従来例と同様である。

【００４４】騒音目標値設定部１０７は、目標とする残
留騒音の量を設定し、係数算出部１０６に通知する。係
数算出部１０６は、振幅算出部１０４によって算出され
た入力信号の振幅値と、騒音推定部１０５によって推定
された騒音信号の振幅値と、騒音目標値設定部１０７に
よって設定された残留騒音の量を用いて係数を算出す
る。

【００４５】前記従来の例では、係数の算出式は、式
（７）によって表されたが、係数算出部１０６は、式
（８）に基づいて係数を算出する。Ｈｉ＝｛｜Ｘｉ｜−｜Ｎｉ｜＋｜Ｄｉ｜｝／｜Ｘｉ｜・・・（８）

【００４６】ただし、Ｄｉは、残留騒音信号ｄ（ｎ）の
フーリエ変換である。音声信号の推定信号Ｓ’ｉは式
（６）で表されるので、式（８）を式（６）に代入し、
その振幅成分を表すと式（９）のようになる。

【００４７】｜Ｓ’ｉ｜＝Ｈｉ｜Ｘｉ｜＝｜Ｘｉ｜−｜Ｎｉ｜＋｜Ｄｉ｜・・・（９）

【００４８】式（９）をみてわかるように、推定した音
声信号の振幅成分は、入力信号の振幅成分から騒音の振
幅成分を減算し、残留騒音の振幅成分を加えたものとな
る。

【００４９】以上のように、第１の実施の形態によれ
ば、騒音目標値設定部によって騒音抑圧処理による残留
騒音の目標値を設定し、それに基づいて係数を算出する
ために、入力信号の振幅値から騒音推定振幅値を減算す
る量が大きすぎず、騒音抑圧処理による音声信号の歪み
を防ぐことができるという効果を有する。また、残留騒
音の量を常に一定に制御できるという効果を有する。（実施の形態２）

【００５０】図２は、本発明の第２の実施の形態の騒音
抑圧装置の構成を示すブロック図であり、入力の時間信
号を周波数軸上の信号に変換する分割処理部２０１、周
波数分割された信号に騒音を抑圧する係数を乗算する係
数乗算部２０２、周波数分割された信号を時間信号に変
換する合成処理部２０３、周波数分割された信号の振幅
成分を算出する振幅算出部２０４、入力信号の振幅成分
を用いて騒音の振幅成分を推定する騒音推定部２０５、
騒音抑圧係数を算出する係数算出部２０６を備え、さら
に、騒音抑圧処理による残留騒音の目標値を設定する騒
音目標値設定部２０７、推定した音声信号と残留騒音と
のＳ／Ｎ目標値を設定するＳ／Ｎ設定部２０８を備えた
ものである。

【００５１】次に、第２の実施の形態の動作について説
明する。

【００５２】図２において、分割処理部２０１、係数乗
算部２０２、合成処理部２０３、振幅算出部２０４、騒
音推定部２０５の動作は、前記従来例と同様である。

【００５３】Ｓ／Ｎ設定部２０８は、目標とする音声信
号と残留騒音とのＳ／Ｎを設定し、騒音目標値設定部２
０７に通知する。騒音目標値設定部２０７は、Ｓ／Ｎ設
定部２０８によって設定されたＳ／Ｎの値、振幅算出部
２０４によって算出された入力信号振幅値、および騒音
推定部２０５によって推定された騒音振幅値に基づき、
目標の残留騒音の量を算出する。Ｓ／Ｎ設定部２０８に
よって設定されたＳ／Ｎ値をηｉとすると、Ｓ／Ｎηｉ
は式（１０）で表される。

【００５４】 ηｉ＝｜Ｓ’ｉ｜／｜Ｄｉ｜＝（｜Ｘｉ｜−｜Ｎｉ｜）／｜Ｄｉ｜・・・（１０）

【００５５】ただし、Ｓ’ｉは推定音声信号、Ｄｉは残
留騒音信号、Ｘｉは入力信号、Ｎｉは推定した騒音信号
である。式（１０）を変形すると式（１１）が得られ
る。｜Ｄｉ｜＝（｜Ｘｉ｜−｜Ｎｉ｜）／ηｉ・・・（１１）

【００５６】騒音目標値設定部２０７は、式（１１）に
基づき目標とする残留騒音の量を設定し、係数算出部２
０６に通知する。係数算出部２０６の動作は、前記第１
の実施の形態と同様である。

【００５７】以上のように、第２の実施の形態によれ
ば、Ｓ／Ｎ設定部によって設定されたＳ／Ｎに基づいて
騒音目標値設定部によって騒音抑圧処理による残留騒音
の目標値を設定し、それに基づいて係数を算出するため
に、入力信号の振幅値から騒音推定振幅値を減算する量
が大きすぎず、騒音抑圧処理による音声信号の歪みを防
ぐことができるという効果を有する。また、Ｓ／Ｎによ
って残留騒音の目標値を設定するために、音声のレベル
が変動した場合でも、常に一定のＳ／Ｎのまま残留騒音
を制御できるという効果を有する。（実施の形態３）

【００５８】図３は、本発明の第３の実施の形態の騒音
抑圧装置の構成を示すブロック図であり、入力の時間信
号を周波数軸上の信号に変換する分割処理部３０１、周
波数分割された信号に騒音を抑圧する係数を乗算する係
数乗算部３０２、周波数分割された信号を時間信号に変
換する合成処理部３０３、周波数分割された信号の振幅
成分を算出する振幅算出部３０４、入力信号の振幅成分
を用いて騒音の振幅成分を推定する騒音推定部３０５、
騒音抑圧係数を算出する係数算出部３０６を備え、さら
に、全体または複数の周波数バンド平均の入力信号の振
幅を算出する平均振幅算出部３０７、入力信号の平均振
幅値を用いて全体または複数の周波数バンド平均の騒音
振幅を推定する平均騒音推定部３０８、騒音抑圧処理に
よる残留騒音の目標値を算出する騒音目標値算出部３０
９、推定した音声信号と残留騒音とのＳ／Ｎ目標値を設
定するＳ／Ｎ設定部３１０、振幅算出部３０４によって
算出された振幅成分の各周波数バンドごとの騒音目標特
性を設定する騒音目標特性設定部３１１を備えたもので
ある。

【００５９】次に、第３の実施の形態の動作について説
明する。

【００６０】図３において、分割処理部３０１、係数乗
算部３０２、合成処理部３０３、振幅算出部３０４、騒
音推定部３０５の動作は、前記従来例と同様である。

【００６１】平均振幅算出部３０７は、振幅算出部３０
４で算出された各周波数バンドの振幅値を用いて、全周
波数帯域または複数の周波数バンドでの平均振幅値を算
出する。平均騒音推定部３０８は、平均振幅算出部３０
７によって算出された全周波数帯域または複数の周波数
バンドでの入力信号平均振幅値を用いて、全周波数帯域
または複数の周波数バンドでの平均騒音推定値を算出す
る。平均騒音推定部３０８の動作は、入力信号が異なる
だけで、騒音推定部３０５の動作と同様である。

【００６２】Ｓ／Ｎ設定部３１０は、目標とする音声信
号と残留騒音とのＳ／Ｎを設定し、騒音目標値算出部３
０９に通知する。騒音目標特性設定部３１１は、振幅算
出部３０４、騒音推定部３０５、および係数算出部３０
６で処理する各周波数バンドごとの騒音特性目標値を設
定し、騒音目標値算出部３０９に通知する。

【００６３】騒音目標値算出部３０９は、Ｓ／Ｎ設定部
３１０によって設定されたＳ／Ｎの値、平均振幅算出部
３０７によって算出された平均入力信号振幅値、平均騒
音推定部３０８によって推定された平均騒音振幅値、お
よび騒音目標特性設定部３１１によって設定された騒音
特性に基づき、目標の残留騒音の量を算出する。騒音目
標値算出部３０９は、式（１２）に基づき、残留騒音信
号Ｄｉを算出する。Ｄｉ＝（｜Ｘａ｜−｜Ｎａ｜）／η＊Ｔ_Di ・・・（１２）

【００６４】ただし、Ｄｉは残留騒音信号、Ｘａは平均
入力信号、Ｎａは推定した平均騒音信号、ηは設定Ｓ／
Ｎ、Ｔ_Diは設定した騒音目標特性である。式（１２）を
用いることによって、全周波数帯域または複数の周波数
バンドでのＳ／Ｎを一定に保ったまま、残留騒音の特性
が制御できる。騒音目標算出部３０９によって算出され
た目標とする残留騒音の量は、係数算出部３０６に通知
され、係数算出部３０６は係数を算出する。係数算出部
３０６の動作は、前記第１の実施の形態と同様である。

【００６５】騒音目標特性設定部３１１で設定する騒音
特性は、次のようにして算出する。

【００６６】目標とする特性を持った騒音の時間信号
を、分割処理部３０１と同様の処理で周波数信号に変換
する。変換した周波数信号を振幅算出部３０４と同様の
処理で、各分割周波数ごとまたは複数の分割周波数をま
とめた周波数バンドごとに振幅成分を算出する。算出さ
れた振幅成分から、平均振幅算出部３０７と同様の処理
で、全周波数帯域または複数の周波数バンドにおける平
均振幅を算出する。そして、振幅算出部３０４と同様の
処理で算出した振幅成分を、平均振幅算出部３０７と同
様の処理で算出した平均振幅値で正規化する。この値を
目標の騒音特性とすれば、全周波数帯域または複数の周
波数バンドでのＳ／Ｎを一定に保ったまま、それぞれの
周波数バンドにおける残留騒音の特性を、目標の特性と
することができる。

【００６７】以上のように、第３の実施の形態によれ
ば、Ｓ／Ｎ設定部によって設定されたＳ／Ｎと、騒音目
標特性設定部によって設定された騒音特性に基づいて、
騒音目標値設定部によって騒音抑圧処理による残留騒音
の目標値を設定し、それに基づいて係数を算出するため
に、入力信号の振幅値から騒音推定振幅値を減算する量
が大きすぎず、騒音抑圧処理による音声信号の歪みを防
ぐことができるという効果を有する。また、全周波数帯
域または複数の周波数バンドでのＳ／Ｎをもとにするた
め、全周波数帯域または複数の周波数バンドでのＳ／Ｎ
を一定に保ったまま、それぞれの周波数バンドにおける
残留騒音の特性を、目標の特性とすることができるとい
う効果を有する。（実施の形態４）

【００６８】図４は、本発明の第４の実施の形態の騒音
抑圧装置の構成を示すブロック図であり、入力の時間信
号を周波数軸上の信号に変換する分割処理部４０１、周
波数分割された信号に騒音を抑圧する係数を乗算する係
数乗算部４０２、周波数分割された信号を時間信号に変
換する合成処理部４０３、周波数分割された信号の振幅
成分を算出する振幅算出部４０４、入力信号の振幅成分
を用いて騒音の振幅成分を推定する騒音推定部４０５、
騒音抑圧係数を算出する係数算出部４０６を備え、さら
に、全体または複数の周波数バンド平均の入力信号の振
幅を算出する平均振幅算出部４０７、入力信号の平均振
幅値を用いて全体または複数の周波数バンド平均の騒音
振幅を推定する平均騒音推定部４０８、全体または複数
の周波数バンド平均の入力信号の振幅の最大値を算出す
る最大値算出部４０９、最大値を一定時間ごと更新する
最大値更新部４１０は、騒音抑圧処理による残留騒音の
目標値を算出する騒音目標値算出部４１１、推定した音
声信号と残留騒音とのＳ／Ｎ目標値を設定するＳ／Ｎ設
定部４１２、振幅算出部４０４によって算出された振幅
成分の各周波数バンドごとの騒音目標特性を設定する騒
音目標特性設定部４１３を備えたものである。

【００６９】次に、第４の実施の形態の動作について説
明する。

【００７０】図４において、分割処理部４０１、係数乗
算部４０２、合成処理部４０３、振幅算出部４０４、騒
音推定部４０５、係数算出部４０６、平均振幅算出部４
０７、平均騒音推定部４０８、Ｓ／Ｎ設定部４１２、騒
音目標特性設定部４１３の動作は、前記第３の実施の形
態と同様である。

【００７１】最大値算出部４０９は、平均振幅算出部４
０７で算出された全周波数バンドまたは複数の周波数バ
ンド平均の入力信号の振幅値の最大値を算出する。最大
値更新部４１０は、最大値算出部４０９によって算出さ
れた最大値を、例えば数１００ｍｓ〜数ｓの時間フレー
ム間隔で更新する。更新の方法は、前記時間フレームご
と最大値をクリアする方法でも良いし、前のフレームで
の最大値が現フレームでの最大値よりも大きい場合には
前のフレームの最大値を少しずつ減少させ、小さい場合
には現フレームの最大値とするような更新方法でも良
い。これは、入力信号のレベルが減少した場合に対応で
きるようにするためである。また、突発的に大きなノイ
ズが入力された場合に、その大きな値に最大値が固定さ
れないようにするためである。

【００７２】騒音目標値算出部４１１は、平均騒音推定
部４０８によって推定された平均騒音振幅値、最大値更
新部４１０によって更新された平均振幅の最大値、Ｓ／
Ｎ設定部４１２によって設定されたＳ／Ｎの値、および
騒音目標特性設定部４１３によって設定された騒音特性
に基づき、目標の残留騒音の量を算出する。騒音目標値
算出部４１１は、式（１３）に基づき、残留騒音信号Ｄ
ｉを算出する。Ｄｉ＝（Ｘ’ｍａｘ−｜Ｎａ｜）／η＊Ｔ_Di ・・・（１３）

【００７３】ただし、Ｄｉは残留騒音信号、Ｘ’ｍａｘ
は更新された入力信号の平均振幅の最大値、Ｎａは推定
した平均騒音信号、ηは設定Ｓ／Ｎ、Ｔ_Diは設定した騒
音目標特性である。式（１３）を用いることによって、
入力信号の変動が大きな場合などに、残留騒音の量をあ
まり変動させないようにできる。係数算出部４０６の動
作は、前記第１の実施の形態と同様である。

【００７４】以上のように、第４の実施の形態によれ
ば、Ｓ／Ｎ設定部によって設定されたＳ／Ｎと、騒音目
標特性設定部によって設定された騒音特性に基づいて、
騒音目標値設定部によって騒音抑圧処理による残留騒音
の目標値を設定し、それに基づいて係数を算出するため
に、入力信号の振幅値から騒音推定振幅値を減算する量
が大きすぎず、騒音抑圧処理による音声信号の歪みを防
ぐことができるという効果を有する。また、全周波数帯
域または複数の周波数バンドでの入力信号の平均振幅の
最大値をもとにしたＳ／Ｎによって騒音目標値を算出す
るため、入力信号の変動が大きな場合などに、残留騒音
の量を大きく変動させることがなく、聴感上自然な制御
が可能であるという効果を有する。（実施の形態５）

【００７５】図５は、本発明の第５の実施の形態の騒音
抑圧装置の構成を示すブロック図であり、入力の時間信
号を周波数軸上の信号に変換する分割処理部５０１、周
波数分割された信号に騒音を抑圧する係数を乗算する係
数乗算部５０２、周波数分割された信号を時間信号に変
換する合成処理部５０３、周波数分割された信号の振幅
成分を算出する振幅算出部５０４、入力信号の振幅成分
を用いて騒音の振幅成分を推定する騒音推定部５０５、
騒音抑圧係数を算出する係数算出部５０６を備え、さら
に、全周波数または複数の周波数バンド平均の入力信号
の振幅を算出する平均振幅算出部５０７、入力信号の平
均振幅値を用いて全周波数または複数の周波数バンド平
均の騒音振幅を推定する平均騒音推定部５０８、入力信
号の平均振幅値と平均騒音推定値とを比較する比較部５
０９、比較結果によって減算係数を設定する減算係数設
定部５１０を備えたものである。

【００７６】次に、第５の実施の形態の動作について説
明する。

【００７７】図５において、分割処理部５０１、係数乗
算部５０２、合成処理部５０３、振幅算出部５０４、騒
音推定部５０５、平均振幅算出部５０７、平均騒音推定
部５０８の動作は、前記第３の実施の形態と同様であ
る。

【００７８】比較部５０９は、平均振幅算出部５０７に
よって算出された全周波数バンドまたは複数の周波数バ
ンド平均の入力信号の振幅値と、平均騒音推定部５０８
によって推定された全周波数バンドまたは複数の周波数
バンド平均の騒音信号の振幅値とを比較する。比較部５
０９の動作を、しきい値がａとｂの２つある場合を例に
とって説明する。この場合には、比較部５０９は、入力
信号の平均振幅値Ｘａと平均騒音推定値Ｎａの大小によ
って、次の３つの場合に分類する。

【００７９】（場合１）Ｘａ＞ａ＊Ｎａ、（場合２）ａ
＊Ｎａ≧Ｘａ＞ｂ＊Ｎａ、（場合３）Ｘａ≦ｂ＊Ｎａ。

【００８０】次に、減算係数設定部５１０は、比較部５
０９の比較結果により、減算係数を設定する。上記のし
きい値が２つある場合には、減算係数ｋは、（場合１）
ｋ＝Ａ、（場合２）ｋ＝Ｂ、（場合３）ｋ＝Ｃ、の３種
類が設定される。上記では、しきい値が２つの場合で説
明したが、しきい値が１つまたは３つ以上の場合も同様
にして、比較部５０９および減算係数設定部５１０は動
作する。係数算出部５０６は、振幅算出部５０４によっ
て算出された入力信号の振幅値｜Ｘｉ｜、騒音推定部５
０５によって推定された騒音推定値｜Ｎｉ｜、減算係数
設定部５１０によって設定された減算係数ｋを用いて、
式（１４）に基づいて係数を算出する。Ｈｉ＝｛｜Ｘｉ｜−ｋ｜Ｎｉ｜｝／｜Ｘｉ｜・・・（１４）

【００８１】以上のように、第５の実施の形態によれ
ば、全周波数バンドまたは複数の周波数バンド平均の入
力信号の振幅値と、全周波数バンドまたは複数の周波数
バンド平均の騒音信号の推定振幅値とを比較し、その結
果に応じて、入力信号の振幅値から推定した騒音信号の
振幅値を減算する量を変更するために、とくに騒音信号
が大きい場合に、入力信号の振幅値から騒音推定振幅値
を減算する量が大きすぎず、騒音抑圧処理による音声信
号の歪みを防ぐことができるという効果を有する。（実施の形態６）

【００８２】図６は、本発明の第６の実施の形態の騒音
抑圧装置の構成を示すブロック図であり、入力の時間信
号を周波数軸上の信号に変換する分割処理部６０１、周
波数分割された信号に騒音を抑圧する係数を乗算する係
数乗算部６０２、周波数分割された信号を時間信号に変
換する合成処理部６０３、周波数分割された信号の振幅
成分を算出する振幅算出部６０４、入力信号の振幅成分
を用いて騒音の振幅成分を推定する騒音推定部６０５、
騒音抑圧係数を算出する係数算出部６０６を備え、さら
に、全周波数または複数の周波数バンド平均の入力信号
の振幅を算出する平均振幅算出部６０７、入力信号の平
均振幅値を用いて全周波数または複数の周波数バンド平
均の騒音振幅を推定する平均騒音推定部６０８、入力信
号の平均振幅値と平均騒音推定値とのＳ／Ｎを算出する
Ｓ／Ｎ算出部６０９、Ｓ／Ｎ値を用いて減算係数を算出
する減算係数算出部６１０を備えたものである。

【００８３】次に、第６の実施の形態の動作について説
明する。

【００８４】図６において、分割処理部６０１、係数乗
算部６０２、合成処理部６０３、振幅算出部６０４、騒
音推定部６０５、係数算出部６０６、平均振幅算出部６
０７、平均騒音推定部６０８の動作は、前記第５の実施
の形態と同様である。

【００８５】Ｓ／Ｎ算出部６０９は、平均振幅算出部６
０７によって算出された全周波数バンドまたは複数の周
波数バンド平均の入力信号の振幅値｜Ｘａ｜と、平均騒
音推定部６０８によって推定された全周波数バンドまた
は複数の周波数バンド平均の騒音信号の振幅値｜Ｎａ｜
との比を計算する。Ｓ／Ｎ算出部６０９によって算出さ
れるＳ／Ｎは、｜Ｘａ｜／｜Ｎａ｜となる。減算係数算
出部６１０は、Ｓ／Ｎ算出部６０９によって算出された
Ｓ／Ｎを用いて、減算係数ｋを算出する。減算係数算出
部６１０は、例えば式（１５）に基づいて減算係数を算
出する。ｋ＝α＊｜Ｘａ｜／｜Ｎａ｜＋β ・・・（１５）

【００８６】ただし、αおよびβは定数である。また
は、式（１５）では、Ｓ／Ｎの値によってｋが大きすぎ
たり、小さすぎたりする場合も生じるので、｜Ｘａ｜／
｜Ｎａ｜＞ａの場合には、ｋ＝Ａ、｜Ｘａ｜／｜Ｎａ｜
＜ｂの場合には、ｋ＝Ｂ、のようにＳ／Ｎの値に応じ
て、ｋにしきい値を設けても良い。係数算出部６０６の
動作は、前記第５の実施の形態と同様である。

【００８７】以上のように、第６の実施の形態によれ
ば、全周波数バンドまたは複数の周波数バンド平均の入
力信号の振幅値と、全周波数バンドまたは複数の周波数
バンド平均の騒音信号の推定振幅値とのＳ／Ｎに応じ
て、入力信号の振幅値から推定した騒音信号の振幅値を
減算する量を変更するために、とくに騒音信号が大きい
場合に、入力信号の振幅値から騒音推定振幅値を減算す
る量が大きすぎず、騒音抑圧処理による音声信号の歪み
を防ぐことができるという効果を有する。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は騒音目標
値設定部によって設定された値に残留騒音の量を制御す
ることにより、騒音抑圧処理による残留騒音の量を目標
の値とすることができ、入力信号の振幅値から減算する
騒音の量を最適にし、音声信号の歪みを防ぐことができ
るというすぐれた効果を有する騒音抑圧装置を提供する
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の騒音抑圧装置の構
成を示すブロック図

【図２】本発明の第２の実施の形態の騒音抑圧装置の構
成を示すブロック図

【図３】本発明の第３の実施の形態の騒音抑圧装置の構
成を示すブロック図

【図４】本発明の第４の実施の形態の騒音抑圧装置の構
成を示すブロック図

【図５】本発明の第５の実施の形態の騒音抑圧装置の構
成を示すブロック図

【図６】本発明の第６の実施の形態の騒音抑圧装置の構
成を示すブロック図

【図７】従来の騒音抑圧装置の構成を示すブロック図

【図８】騒音推定部の騒音推定処理を示す図

【符号の説明】

１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１
分割処理部１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２
係数乗算部１０３、２０３、３０３、４０３、５０３、６０３
合成処理部１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０４
振幅算出部１０５、２０５、３０５、４０５、５０５、６０５
騒音推定部１０６、２０６、３０６、４０６、５０６、６０６
係数算出部１０７、２０７騒音目標値設定部２０８、３１０、４１２Ｓ／Ｎ設定部３０７、４０７、５０７、６０７平均振幅算出部３０８、４０８、５０８、６０８平均騒音推定部３０９、４１１騒音目標値算出部３１１、４１３騒音目標特性設定部４０９最大値算出部４１０最大値更新部５０９比較部５１０減算係数設定部６０９Ｓ／Ｎ算出部６１０減算係数算出部７０１比較器７０２振幅更新器７０３振幅設定器８０１分割処理部８０２係数乗算部８０３合成処理部８０４振幅算出部８０５騒音推定部８０６係数算出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音声信号に騒音が重畳された入力の時間
信号を周波数軸上の信号に変換する分割処理部と、前記
分割された周波数信号に前記騒音を抑圧する係数を乗算
する係数乗算部と、前記周波数信号を時間信号に変換す
る合成処理部と、前記分割処理部によって分割された各
周波数ごと、または複数の分割周波数をまとめた周波数
バンドごとの入力信号の振幅成分を算出する振幅算出部
と、前記振幅算出部によって算出された振幅成分を用い
て前記騒音信号の振幅を推定する騒音推定処理部と、前
記係数乗算部が騒音を抑圧するために乗算する騒音抑圧
係数を算出する係数算出部と、抑圧されずに残る残留騒
音の量を設定する騒音目標値設定部を備え、前記騒音目標値設定部が、目標とする残留騒音の量とな
る騒音目標値を設定し、前記係数算出部が、前記振幅算出部が算出した入力信号
の振幅成分と前記騒音推定処理部が推定した騒音推定値
と前記騒音目標設定部が設定した騒音目標値を用いて前
記騒音抑圧係数を算出することを特徴とする騒音抑圧装
置。
【請求項２】音声信号に騒音が重畳された入力の時間
信号を周波数軸上の信号に変換する分割処理部と、前記
分割された周波数信号に前記騒音を抑圧する係数を乗算
する係数乗算部と、前記周波数信号を時間信号に変換す
る合成処理部と、前記分割処理部によって分割された各
周波数ごと、または複数の分割周波数をまとめた周波数
バンドごとの入力信号の振幅成分を算出する振幅算出部
と、前記振幅算出部によって算出された振幅成分を用い
て前記騒音信号の振幅を推定する騒音推定処理部と、前
記係数乗算部が騒音を抑圧するために乗算する騒音抑圧
係数を算出する係数算出部と、前記音声信号と抑圧され
ずに残る残留騒音との目標のＳ／Ｎを設定するＳ／Ｎ設
定部と、前記入力信号の振幅成分と前記騒音推定値と前
記Ｓ／Ｎ値を用いて目標の残留騒音の量を算出する騒音
目標値算出部を備え、前記騒音目標算出部が、前記振幅算出部が算出した入力
信号の振幅成分と前記騒音推定処理部が推定した騒音推
定値と前記Ｓ／Ｎ設定部が設定したＳ／Ｎ値を用いて目
標の残留騒音の量を算出し、前記係数算出部が、前記振幅算出部が算出した入力信号
の振幅成分と前記騒音推定処理部が推定した騒音推定値
と前記騒音目標算出部が算出した騒音目標値を用いて前
記騒音抑圧係数を算出することを特徴とする騒音抑圧装
置。
【請求項３】前記騒音目標値算出部が、周波数バンド
ｉにおける前記入力信号の振幅成分をＸｉとし、前記騒
音推定値をＮｉとし、前記Ｓ／Ｎ値をηｉとしたとき、
前記残留騒音の目標値Ｄｉを、Ｄｉ＝（Ｘｉ−Ｎｉ）／
ηｉによって算出することを特徴とする請求項２に記載
の騒音抑圧装置。
【請求項４】音声信号に騒音が重畳された入力の時間
信号を周波数軸上の信号に変換する分割処理部と、前記
分割された周波数信号に前記騒音を抑圧する係数を乗算
する係数乗算部と、前記周波数信号を時間信号に変換す
る合成処理部と、前記分割処理部によって分割された各
周波数ごと、または複数の分割周波数をまとめた周波数
バンドごとの入力信号の振幅成分を算出する振幅算出部
と、前記振幅算出部によって算出された振幅成分を用い
て前記騒音信号の振幅を推定する騒音推定処理部と、前
記係数乗算部が騒音を抑圧するために乗算する騒音抑圧
係数を算出する係数算出部と、全周波数バンドまたは複
数の周波数バンドにおける入力信号の振幅の平均値を算
出する平均振幅算出部と、前記平均振幅算出部によって
算出された値を用いて全周波数バンドまたは複数の周波
数バンドにおける前記騒音信号の平均振幅値を推定する
平均騒音推定部と、前記音声信号と抑圧されずに残る残
留騒音との目標のＳ／Ｎを設定するＳ／Ｎ設定部と、各
周波数バンドごとの前記残留騒音の特性を設定する目標
騒音特性設定部と、前記入力信号の平均振幅成分と前記
平均騒音推定値と前記Ｓ／Ｎ値と前記目標騒音特性値を
用いて目標の残留騒音の量を算出する騒音目標値算出部
を備え、前記騒音目標値算出部が、前記平均振幅算出部が算出し
た入力信号の平均振幅成分と前記平均騒音推定部が推定
した平均騒音推定値と前記Ｓ／Ｎ設定部が設定したＳ／
Ｎ値と前記目標騒音特性設定部が設定した目標騒音特性
値を用いて目標の残留騒音の量である騒音目標値を算出
し、前記係数算出部が、前記振幅算出部が算出した入力信号
の振幅成分と前記騒音推定処理部が推定した騒音推定値
と前記騒音目標値算出部が算出した騒音目標値を用いて
前記騒音抑圧係数を算出することを特徴とする騒音抑圧
装置。
【請求項５】前記騒音目標値算出部が、前記入力信号
の平均振幅成分をＸａとし、前記平均騒音推定値をＮａ
とし、前記Ｓ／Ｎ値をηａとし、前記目標騒音特性をＴ
ｉとしたとき、前記残留騒音の目標値Ｄｉを、Ｄｉ＝Ｔ
ｉ（Ｘａ−Ｎａ）／ηａによって算出することを特徴と
する請求項４に記載の騒音抑圧装置。
【請求項６】音声信号に騒音が重畳された入力の時間
信号を周波数軸上の信号に変換する分割処理部と、前記
分割された周波数信号に前記騒音を抑圧する係数を乗算
する係数乗算部と、前記周波数信号を時間信号に変換す
る合成処理部と、前記分割処理部によって分割された各
周波数ごと、または複数の分割周波数をまとめた周波数
バンドごとの入力信号の振幅成分を算出する振幅算出部
と、前記振幅算出部によって算出された振幅成分を用い
て前記騒音信号の振幅を推定する騒音推定処理部と、前
記係数乗算部が騒音を抑圧するために乗算する騒音抑圧
係数を算出する係数算出部と、全周波数バンドまたは複
数の周波数バンドにおける入力信号の振幅の平均値を算
出する平均振幅算出部と、前記平均振幅算出部によって
算出された値を用いて全周波数バンドまたは複数の周波
数バンドにおける前記騒音信号の平均振幅値を推定する
平均騒音推定部と、前記入力信号の平均振幅値の最大値
を算出する最大値算出部と、前記最大値を一定時間ごと
更新する最大値更新部と、前記音声信号と抑圧されずに
残る残留騒音との目標のＳ／Ｎを設定するＳ／Ｎ設定部
と、各周波数バンドごとの前記残留騒音の特性を設定す
る目標騒音特性設定部と、前記入力信号の振幅の最大値
と前記平均騒音推定値と前記Ｓ／Ｎ値と前記目標騒音特
性値を用いて目標の残留騒音の量を算出する騒音目標値
算出部を備え、前記騒音目標値算出部が、前記最大値更新部によって更
新された前記入力信号の振幅の最大値と前記平均騒音推
定部が推定した平均騒音推定値と前記Ｓ／Ｎ設定部が設
定したＳ／Ｎ値と前記目標騒音特性設定部が設定した目
標騒音特性値を用いて目標の残留騒音の量である騒音目
標値を算出し、前記係数算出部が、前記振幅算出部が算出した入力信号
の振幅成分と前記騒音推定処理部が推定した騒音推定値
と前記騒音目標値算出部が算出した騒音目標値を用いて
前記騒音抑圧係数を算出することを特徴とする騒音抑圧
装置。
【請求項７】前記騒音目標値算出部が、前記最大値更
新部によって更新された入力信号の平均振幅最大値を
Ｘ’ｍａｘとし、前記平均騒音推定値をＮａとし、前記
Ｓ／Ｎ値をηａとし、前記目標騒音特性をＴｉとしたと
き、前記残留騒音の目標値Ｄｉを、Ｄｉ＝Ｔｉ（Ｘ’ｍ
ａｘ−Ｎａ）／ηａによって算出することを特徴とする
請求項６に記載の騒音抑圧装置。
【請求項８】前記目標騒音特性設定部が設定する騒音
特性を、目標とする騒音の時間信号を前記分割処理部と
前記振幅算出部と同一の処理を行った値を、前記平均振
幅算出部と同一の処理を行った値で正規化することを特
徴とする請求項４、５、６または７に記載の騒音抑圧装
置。
【請求項９】前記目標騒音特性設定部が設定する騒音
特性が、ピンクノイズの特性であることを特徴とする請
求項４、５、６、７または８に記載の騒音抑圧装置。
【請求項１０】前記目標騒音特性設定部が設定する騒
音特性が、音声認識処理の認識パターンを設定するとき
に音声に加えた騒音の特性であることを特徴とする請求
項４、５、６、７または８に記載の騒音抑圧装置。
【請求項１１】前記係数算出部が、周波数バンドｉに
おける前記入力信号の振幅成分をＸｉとし、前記騒音推
定値をＮｉとし、前記残留騒音の目標値をＤｉとしたと
き、係数Ｈｉを、Ｈｉ＝（Ｘｉ−Ｎｉ＋Ｄｉ）／Ｘｉに
よって算出することを特徴とする請求項１、２、３、
４、５、６、７、８、９または１０に記載の騒音抑圧装
置。
【請求項１２】音声信号に騒音が重畳された入力の時
間信号を周波数軸上の信号に変換する分割処理部と、前
記分割された周波数信号に前記騒音を抑圧する係数を乗
算する係数乗算部と、前記周波数信号を時間信号に変換
する合成処理部と、前記分割処理部によって分割された
各周波数ごと、または複数の分割周波数をまとめた周波
数バンドごとの入力信号の振幅成分を算出する振幅算出
部と、前記振幅算出部によって算出された振幅成分を用
いて前記騒音信号の振幅を推定する騒音推定処理部と、
前記係数乗算部が騒音を抑圧するために乗算する騒音抑
圧係数を算出する係数算出部と、全周波数バンドまたは
複数の周波数バンドにおける入力信号の振幅の平均値を
算出する平均振幅算出部と、前記平均振幅算出部によっ
て算出された値を用いて全周波数バンドまたは複数の周
波数バンドにおける前記騒音信号の平均振幅値を推定す
る平均騒音推定部と、前記入力信号の平均振幅値と前記
平均騒音推定値を比較する比較部と、前記比較部の比較
結果によって減算係数を設定する減算係数設定部を備
え、前記比較部が、前記平均振幅算出部が算出した入力信号
の平均振幅値と前記平均騒音推定部が推定した平均騒音
推定値を比較し、前記係数算出部が、前記振幅算出部が算出した入力信号
の振幅成分と前記騒音推定部が推定した騒音推定値と前
記減算係数設定部が設定した減算係数を用いて前記騒音
抑圧係数を算出することを特徴とする騒音抑圧装置。
【請求項１３】前記平均振幅算出部によって算出され
た前記入力信号の平均振幅値の最大値を算出する最大値
算出部と、前記最大値を一定時間ごと更新する最大値更
新部を備え、前記比較部が、前記入力信号の平均振幅値の代わりに前
記最大値更新部によって算出された最大値を用いること
を特徴とする請求項１２に記載の騒音抑圧装置。
【請求項１４】音声信号に騒音が重畳された入力の時
間信号を周波数軸上の信号に変換する分割処理部と、前
記分割された周波数信号に前記騒音を抑圧する係数を乗
算する係数乗算部と、前記周波数信号を時間信号に変換
する合成処理部と、前記分割処理部によって分割された
各周波数ごと、または複数の分割周波数をまとめた周波
数バンドごとの入力信号の振幅成分を算出する振幅算出
部と、前記振幅算出部によって算出された振幅成分を用
いて前記騒音信号の振幅を推定する騒音推定処理部と、
前記係数乗算部が騒音を抑圧するために乗算する騒音抑
圧係数を算出する係数算出部と、全周波数バンドまたは
複数の周波数バンドにおける入力信号の振幅の平均値を
算出する平均振幅算出部と、前記平均振幅算出部によっ
て算出された値を用いて全周波数バンドまたは複数の周
波数バンドにおける前記騒音信号の平均振幅値を推定す
る平均騒音推定部と、前記入力信号の平均振幅値と前記
平均騒音推定値との比を算出するＳ／Ｎ算出部と、前記
Ｓ／Ｎ算出部によって算出された値によって減算係数を
設定する減算係数算出部を備え、前記Ｓ／Ｎ算出部が、前記平均振幅算出部が算出した入
力信号の平均振幅値と前記平均騒音推定部が推定した平
均騒音推定値との比を算出し、前記係数算出部が、前記振幅算出部が算出した入力信号
の振幅成分と前記騒音推定部が推定した騒音推定値と前
記減算係数設定部が設定した減算係数を用いて前記騒音
抑圧係数を算出することを特徴とする騒音抑圧装置。
【請求項１５】前記平均振幅算出部によって算出され
た前記入力信号の平均振幅値の最大値を算出する最大値
算出部と、前記最大値を一定時間ごと更新する最大値更
新部を備え、前記Ｓ／Ｎ算出部が、前記入力信号の平均振幅値の代わ
りに前記最大値更新部によって更新された最大値を用い
ることを特徴とする請求項１４に記載の騒音抑圧装置。
【請求項１６】前記平均騒音推定部が、振幅比較器
と、振幅更新器と、振幅設定器からなることを特徴とす
る請求項４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、
１３、１４または１５に記載の騒音抑圧装置。
【請求項１７】前記騒音推定部が、振幅比較器と、振
幅更新器と、振幅設定器からなることを特徴とする請求
項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、
１２、１３、１４、１５または１６に記載の騒音抑圧装
置。