JP2002258899A - 雑音抑圧方法および雑音抑圧装置 - Google Patents

雑音抑圧方法および雑音抑圧装置

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JP2002258899A
JP2002258899A JP2001058134A JP2001058134A JP2002258899A JP 2002258899 A JP2002258899 A JP 2002258899A JP 2001058134 A JP2001058134 A JP 2001058134A JP 2001058134 A JP2001058134 A JP 2001058134A JP 2002258899 A JP2002258899 A JP 2002258899A
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frequency
representative pattern
stationary
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JP2001058134A
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English (en)
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Seiji Sasaki
誠司 佐々木
Teruo Fumoto
照夫 麓
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YRP KOKINO IDOTAI TSUSHIN KENK
YRP Advanced Mobile Communication Systems Research Laboratories Co Ltd
Original Assignee
YRP KOKINO IDOTAI TSUSHIN KENK
YRP Advanced Mobile Communication Systems Research Laboratories Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 定常的な雑音のみでなく、非定常的な雑音も
抑圧可能とする。 【解決手段】 ＦＦＴ部１１で、入力信号ａ１をフレー
ム毎に時間領域から周波数領域に変換する。サイレン音
抑圧情報設定部１２は、変換されたスペクトルからサイ
レン音の有無を検出してサイレン音有無フラグを出力し
ていると共に、サイレン音の基本周波数を抽出して出力
する。サイレン音抑圧部１３では、サイレン音有無フラ
グが“有”を示している場合、スペクトルＧ0（ｋ）か
ら基本周波数Ｆ1’およびその第ｒ高調波成分を抑圧す
ることにより、非定常的な雑音を抑圧する。非定常的な
雑音が抑圧されたサイレン音抑圧部１３の出力は、ＩＦ
ＦＴ部１４において時間領域に戻されて出力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、音声信号に重畳し
た雑音を抑圧するための雑音抑圧方法および雑音抑圧装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】音声符号化の前処理として使用される代
表的な雑音抑圧方式としては、スペクトルサブストラク
ション法（例えば、STEVEN F. BOLL氏による論文"SUPPR
ESSIONOF ACOUSTIC NOISE IN SPEECH USING SPECTRAL S
UBTRACTION"、IEEE TRANSACTIONS ON ACOUSTICS, SPEEC
H, AND SIGNAL PROCESSING, VOL.ASSP-27, NO.2, APRIL
1979 参照）がある。これは、音声の無い雑音区間で雑
音のスペクトルを推定し、周波数領域で入力スペクトル
から雑音スペクトルを差し引く方式である。米国のＣＤ
ＭＡ（Code Division Multiple Access）方式の携帯電
話（TIA/EIA/IS-95）における標準音声符号化方式であ
るＥＶＲＣ（Enhanced Variable Rate Codec）（TIA/EI
A/IS-127）では、前処理として、スペクトルサブストラ
クション法を用いることにより、入力信号に重畳されて
いる雑音の低減を図っている。一方、日本のＰＤＣ（Pe
rsonal Digital Cellular）ハーフレート方式の標準（R
CR(ARIB) STD-27F, “デジタル方式自動車電話システ
ム”参照）では、カルマンフィルタを用いた雑音抑圧方
式がオプションとして採用されている。この雑音抑圧方
式では、時間領域において雑音抑圧処理を行っている。
上記した従来の雑音抑圧方式を音声符号化の前処理とし
て使用した場合、音声符号化後の再生音声の自然性およ
び了解性・明瞭性は、雑音抑圧処理を行わない場合に比
べ改善されることが報告されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の雑音抑
圧方式は、白色雑音、自動車走行音、空調機器等の定常
的な雑音に対しては抑圧可能であるが、時間と共に周波
数特性やエネルギが変動する雑音である非定常的な雑音
に関しては抑圧することが出来ない。一方、業務用移動
通信では、騒音環境下において通話の明瞭性および了解
性の確保が必要とされる。すなわち、消防、警察で使用
される移動通信の場合は、サイレン音の混入により低ビ
ットレートでの音声符号化後の再生音声の品質が著しく
影響を受けるため、音声符号化の前処理として雑音抑圧
が必須であるといえる。しかし、サイレン音、特に、消
防車、パトカーのサイレン音（ウーウー音）は非定常な
雑音であるため、従来のスペクトルサブストラクション
法等を用いても抑圧することが出来ないという問題点が
あった。この場合、非定常的な雑音のみをセカンドマイ
クで受音し、この受音した雑音信号を差し引くことによ
り、重畳されている非定常的な雑音の低減を図ることが
考えられる。しかし、この方法ではセカンドマイク等の
ハードウェアが必要になると共に、非定常的な雑音のみ
を受音できる位置にセカンドマイクを取り付けなければ
ならず、特に携帯移動局においてはその取付設定が困難
になるという問題点があった。
【０００４】そこで、本発明は、自動車走行音等の定常
的な雑音のみでなく、消防車、パトカー等のサイレン音
（ウーウー音）、救急車のサイレン（ピーポー音）等
を、セカンドマイク等のハードウェアの追加を必要とせ
ずに、抑圧することができる雑音抑圧方法および雑音抑
圧装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の雑音抑圧方法は、周波数領域変換手段にお
いて、音声信号に雑音が重畳されている入力信号を、予
め定められた時間長のフレーム毎に時間領域から周波数
領域に変換し、雑音抑圧情報設定手段において、周波数
領域に変換された入力信号から抑圧対象とする雑音の有
無を検出すると共に、該雑音の基本周波数を抽出し、該
雑音抑圧情報設定手段において抑圧対象とする雑音が有
りと判定された場合、抑圧手段において、周波数領域に
変換された入力信号から、抽出された前記基本周波数成
分及びその高調波成分を抑圧し、時間領域変換手段にお
いて、前記抑圧手段により抑圧された結果を時間領域に
変換するようにしている。この雑音抑圧方法によれば、
例えばサイレン音のように、周期性を持った非定常的な
雑音を抑圧することが可能となる。
【０００６】また、上記本発明の雑音抑圧方法におい
て、定常雑音抑圧手段において、音声信号に雑音が重畳
されている前記入力信号から定常的な性質を持つ雑音が
抑圧された後に、前記周波数領域変換手段において周波
数領域に変換されるようにしてもよい。さらに、上記本
発明の雑音抑圧方法において、前記抑圧手段により抑圧
された結果を時間領域に変換した信号から、定常雑音抑
圧手段において、定常的な性質を持つ雑音が抑圧される
ようにしてもよい。このようにすると、周期性を持った
非定常的な雑音に加え、定常的な雑音も抑圧することが
可能となる。
【０００７】さらにまた、上記本発明の雑音抑圧方法に
おいて、前記抑圧手段と前記時間領域変換手段との間に
おいて、入力信号の無い雑音区間で定常的な性質を持つ
雑音の定常雑音スペクトルを推定し、前記抑圧手段から
出力された信号から前記定常雑音スペクトルを差し引く
ことにより、定常的な性質を持つ雑音を抑圧するように
してもよい。これにより、構成の一部を兼用して周波数
領域で効率良く雑音を抑圧することが出来るようにな
る。
【０００８】さらにまた、上記本発明の雑音抑圧方法に
おいて、前記雑音抑圧情報設定手段においては、前記周
波数領域変換手段により周波数領域に変換された入力信
号に対し、予め設定された抑圧対象の雑音における基本
周波数の変動周期に対応する時間間隔でスペクトル振幅
の長期平均値を算出し、該算出されたスペクトル振幅の
長期平均値を用いて、予め設定された範囲の候補周波数
のうち、それ自身及びその高調波のスペクトル振幅の総
和が最大となる周波数を、基本周波数として抽出し、パ
ターンメモリ手段に、抑圧対象とされる雑音の基本周波
数の代表的な変動軌跡の少なくとも１周期分の代表パタ
ーンを予め記憶しておき、前記パターンメモリ手段から
読み出した代表パターンと、前記基本周波数の系列との
自乗平均誤差を、該代表パターンを巡回シフトしながら
算出し、算出された自乗平均誤差の最小値が予め設定さ
れた閾値より小さければ、雑音有りと判定すると共に、
そうでなければ雑音無しと判定し、さらに、自乗平均誤
差が最小となる代表パターンのシフト位置情報を出力
し、該出力された代表パターンのシフト位置情報に基づ
いて、前記代表パターンを用いて前記基本周波数を補正
するようにしてもよい。
【０００９】さらにまた、上記本発明の雑音抑圧方法に
おいて、前記雑音抑圧情報設定手段においては、パター
ンメモリ手段に、雑音の基本周波数の代表的な変動軌跡
の少なくとも１周期分からなる代表パターンを、数種類
の雑音について予め記憶しておき、該パターンメモリ手
段から数種類の代表パターンを切り替えて読み出すと共
に、読み出された各代表パターンに対応する基本周波数
の変動周期情報、及び候補周波数の範囲情報を出力し、
前記周波数領域変換手段により周波数領域に変換された
入力信号に対し、前記出力された基本周波数の変動周期
情報に対応する時間間隔で、スペクトル振幅の長期平均
値を算出し、該算出されたスペクトル振幅の長期平均値
を用いて、前記出力された前記範囲情報に基づく候補周
波数のうち、それ自身及びその高調波のスペクトル振幅
の総和が最大となる周波数を、基本周波数として抽出
し、前記パターンメモリ手段から読み出した代表パター
ンと前記基本周波数の系列との自乗平均誤差を、該代表
パターンを巡回シフトしながら計算し、その最小値が予
め設定された閾値より小さければ、雑音有りと判定する
と共に、そうでなければ雑音無しと判定し、さらに、自
乗平均誤差が最小となる代表パターンのシフト位置情報
を出力し、該代表パターンのシフト位置情報に基づい
て、前記代表パターンを用いて前記基本周波数を補正す
るようにしてもよい。このようにすると、複数種類の周
期性を持った非定常的な雑音の抑圧が可能となる。
【００１０】さらにまた、上記本発明の雑音抑圧方法に
おいて、あるフレームで、前記パターンメモリ手段から
読み出した代表パターンと前記基本周波数の系列との自
乗平均誤差の最小値が予め設定された閾値より小さくな
った場合、後続のフレームでは、該自乗平均誤差の最小
値が該閾値以上になるまで、同一の代表パターンのみを
使用し続けるように、代表パターンの切り替えを制御す
るようにしている。このようにすると、演算量を節約す
ることができる。
【００１１】次に、上記目的を達成することのできる本
発明にかかる雑音抑圧装置は、上記した本発明の雑音抑
圧方法をハードウェアとして具現化したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の雑音抑圧方法を具現化し
た本発明の雑音抑圧装置における第１の実施の形態の構
成を図１に示す。但し、以下の説明では、抑圧対象とす
る非定常的な雑音として、消防車のサイレン音（ウーウ
ー音）に限定して説明する。他の周期性を持つ非定常的
な雑音についても、いくつかの設定値を変更するのみで
同様の構成により抑圧可能である。図１に示す本発明の
雑音抑圧装置において、ＦＦＴ（Fast Fourier Transfo
rm）部１１では、音声信号に雑音が重畳されている入力
信号ａ１を予め定められた時間長のフレーム毎（例え
ば、１０ｍｓ毎）に時間領域から周波数領域に変換し、
周波数領域に変換された結果であるスペクトルＧ
0（ｋ）が出力される（ｂ１）。ただし、ｋ＝０，１，
２・・・，（Ｋ／２）−１であり、スペクトルＧ
0（ｋ）は複素数とされており、Ｋ（例えば、５１２）
はＦＦＴポイント数である。
【００１３】また、サイレン音抑圧情報設定部１２で
は、ＦＦＴ部１１において周波数領域に変換されたスペ
クトルＧ0（ｋ）（ｂ１）が入力され、このスペクトル
Ｇ0（ｋ）からサイレン音の有無が検出されてサイレン
音有無フラグｄ１を出力していると共に、サイレン音の
基本周波数が抽出され、抽出された基本周波数Ｆ1’
（ｃ１）が出力されている。サイレン音抑圧部１３で
は、サイレン音抑圧情報設定部１２から出力されたサイ
レン音有無フラグｄ１、及び基本周波数Ｆ1’（ｃ１）
が入力され、サイレン音有無フラグｄ１が“有”を示し
ている場合、入力されているスペクトルＧ0（ｋ）（ｂ
１）から、例えば次に示す（１）式のように、基本周波
数Ｆ1’（ｃ１）およびその第ｒ高調波成分を抑圧して
いる。
【数１】 この（１）式において、Ｋ（例えば５１２）はＦＦＴポ
イント数であり、ｆsは標本化周波数、int（ｘ）はｘに
最も近い整数である。なお、（１）式における第２式お
よび第３式は、基本周波数Ｆ1’およびその第ｒ高調波
成分に隣接するスペクトルを振幅を１／２として抑圧し
ており、音声信号のスペクトルにほぼ影響を与えること
なく雑音を抑制するようにしている。その後、次に示す
（２）式の通り、振幅は偶関数に、位相は奇関数となる
ように折り返し、その結果であるスペクトルＧ（ｋ）
（ｅ１）を出力する。これにより、スペクトルＧ（ｋ）
はサイレン音のスペクトル成分が抑圧されている音声信
号のスペクトルとなる。
【数２】 この（２）式において、＊は複素共役を示す。
【００１４】サイレン音抑圧部１３から出力されたサイ
レン音のスペクトル成分が抑圧されたスペクトルＧ
（ｋ）は、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transfor
m）部１４に供給され、ここでスペクトルＧ（ｋ）（ｅ
１）が時間領域に変換され、雑音抑圧された音声信号ｆ
１が出力される。このように、本発明の雑音抑圧方法お
よび雑音抑圧装置においては、サイレン音等の非定常雑
音がある場合に、非定常雑音の基本周波数Ｆ1’を検出
し、検出された基本周波数Ｆ1’とその高調波成分を、
入力信号から周波数領域において差し引くことにより非
定常雑音を抑圧するようにしている。これにより、音声
信号等に混入されている非定常雑音を抑圧することが可
能となる。
【００１５】次に、サイレン音抑圧情報設定部１２の詳
細な構成を図２に示す。図２に示すサイレン音抑圧情報
設定部１２において、長期平均スペクトル振幅更新部３
１では、ＦＦＴ部１１において入力信号を周波数領域に
変換した結果であるスペクトルＧ0（ｋ）（ａ３）が入
力され、次に示す（３）式により、長期平均スペクトル
振幅｜Ｎm modM（ｋ）｜の更新が行われ、更新された長
期平均スペクトル振幅ｂ３が出力される。この長期平均
スペクトル振幅更新部３１における長期平均スペクトル
振幅更新処理は、後述するサイレン音基本周波数の抽出
が正確に実行できるようにするため、スペクトル中のサ
イレン音成分を強調する処理である。
【数３】 この（３）式において、ｋ＝０，１，２・・・，（Ｋ／
２）−１であり、Ｇmaxは現フレームおけるスペクトル
の内の最大の振幅を有するスペクトルにおけるスペクト
ル振幅であり、各スペクトル振幅｜Ｇ（ｋ）｜がスペク
トル振幅Ｇmaxにより正規化されている。また、Ｋ（例
えば５１２）はＦＦＴポイント数、ｍはフレーム番号、
Ｍはサイレン音吹鳴周期（基本周波数の変動周期に対
応）であり、例えば消防車のウーウー音の場合は、Ｍ＝
６００フレーム＝６ｓｅｃと設定される。係数αはｍ＜
６００の時「０」、その他は「０．５」に設定される。
これは、フレーム番号ｍが「６００」に達していない際
には、１周期を超えていないので平均化する必要がない
からである。
【００１６】サイレン音基本周波数抽出部３２では、長
期平均スペクトル振幅更新部３１から出力される更新後
の長期平均スペクトル振幅｜Ｎm modM（ｋ）｜（ｂ３）
を用いて、次に示す（４）式の演算を行う。（４）式に
おいては、予め設定された範囲の候補周波数（ウーウー
音の場合は、例えばｆ＝１８７．５〜１０００Ｈｚ）の
うち、それ自身及びその第ｒ高調波のスペクトル振幅の
総和Ａfが最大となる周波数ｆを、基本周波数Ｆ1（ｃ
３）として抽出して出力する。
【数４】 この（４）式において、ｆsは標本化周波数、int（ｘ）
はｘに最も近い整数、Ｌは加算される高調波スペクトル
振幅の数である。
【００１７】そして、サイレン音基本周波数代表パター
ンメモリ３４は、サイレン音の基本周波数の代表的な変
動軌跡の１周期分（または、数周期分）を記憶しておく
ためのメモリであり、記憶された代表パターンｄ３はサ
イレン音基本周波数代表パターンメモリ３４から読み出
されて、サイレン音検出部３３および補正部３５に供給
されている。サイレン音基本周波数代表パターンメモリ
３４に記憶されているサイレン音（消防車のウーウー
音）の基本周波数の代表パターン（１周期＝６秒）の一
例を図３に示す。図３に示す１周期が６秒とされている
サイレン音の代表パターンでは、基本周波数が時間の経
過に従って降下する休止期間が２秒間とされ、基本周波
数が時間の経過に従って一定値に達するまで上昇する発
音期間が４秒間とされている。
【００１８】サイレン音基本周波数代表パターンメモリ
３４から読み出されたサイレン音の代表パターンが供給
されるサイレン音検出部３３では、その代表パターンｄ
３を巡回シフトしながら、サイレン音基本周波数抽出部
３２において抽出された基本周波数Ｆ1の系列との自乗
平均誤差が計算される。そして、算出された自乗平均誤
差が予め設定された閾値より小さければ、雑音有りと判
定され、算出された自乗平均誤差が予め設定された閾値
を超えていれば雑音無しと判定する。この判定結果はサ
イレン音有無フラグｅ３として出力されると共に、自乗
平均誤差が最小になる代表パターンのシフト位置を示す
位置情報ｇ３が出力される。
【００１９】また、サイレン音基本周波数代表パターン
メモリ３４から読み出されたサイレン音の代表パターン
ｄ３が供給される補正部３５では、入力された位置情報
ｇ３に応じて時間軸上の位置合わせをした代表パターン
ｄ３における周波数と、抽出された基本周波数Ｆ1との
周波数差を検出する。そして、検出された周波数差が所
定の閾値より大きい場合には、代表パターンの周波数で
基本周波数Ｆ1を置き換え、このように補正した補正後
の基本周波数Ｆ1’（ｆ３）が出力されている。
【００２０】次に、サイレン音抑圧情報設定部１２の他
の詳細な構成を図４に示す。図４に示す構成のサイレン
音抑圧情報設定部１２においては、数種類のサイレン音
の抑圧を可能とすることができる。このため、図２に示
すサイレン音抑圧情報設定部１２の構成に比して、複数
個のサイレン音基本周波数代表パターンメモリ８４，８
５，・・・を備えていると共に、複数のサイレン音基本
周波数代表パターンメモリ８４，８５，・・・を切り替
える切替制御部８６を追加している。他の構成は、図２
に示す構成と同様とされているので、以下の説明では追
加された構成について主に説明する。
【００２１】サイレン音基本周波数代表パターンメモリ
８４，８５，・・・は、数種類のサイレン音の基本周波
数の代表パターンのそれぞれが予め記憶されている。こ
のメモリ数を増やすほど、多種類のサイレン音を抑圧す
ることが可能となる。切替制御部８６は、複数種類の代
表パターンｄ８，ｅ８，・・・のいずれかに切り替え
て、切り替えた代表パターンをサイレン音検出部８３お
よび補正部８７に出力している。さらに、切替制御部８
６から出力される代表パターンに対応する基本周波数の
変動周期情報ｉ８を長期平均スペクトル振幅更新部８１
に出力すると共に、候補周波数の範囲情報ｊ８をサイレ
ン音基本周波数抽出部８２に出力している。
【００２２】長期平均スペクトル振幅更新部８１は、切
替制御部８６から与えられる基本周波数の変動周期情報
ｉ８を上記（３）式におけるサイレン音吹鳴周期Ｍの値
として用いて、上述したように長期平均スペクトル振幅
の更新処理を行っている。また、サイレン音基本周波数
抽出部８２は、切替制御部８６から与えられる候補周波
数の範囲情報ｊ８を上記（４）式における候補周波数ｆ
の範囲として用いて、上述したように基本周波数の抽出
処理を行っている。さらに、サイレン音検出部８３及び
補正部８７は、切替制御部８６から出力された代表パタ
ーンｆ８を用いて、上述したようにサイレン音の有無を
判定してサイレン音有無フラグｇ８を出力すると共に、
自乗平均誤差が最小になる代表パターンのシフト位置を
示す位置情報ｋ８を出力している。
【００２３】この場合、サイレン音検出部８３におい
て、基本周波数Ｆ1の系列のパターンが、複数の代表パ
ターンメモリ出力のうちのどれか１つと一致した場合、
サイレン音有無フラグｇ８を“有”にセットすることに
より、複数のサイレン音に対応可能となる。さらに、切
替制御部８６は、あるフレームで、どれか１つの代表パ
ターンと抽出された基本周波数Ｆ1の系列のパターンと
の自乗平均誤差の最小値が、予め設定された閾値より小
さくなった場合、後続のフレームでは、自乗平均誤差の
最小値が該閾値以上になるまで、同一の代表パターンの
みを使用し続けるように制御することができる。このよ
うにすると、演算量を節約することが可能となる。な
お、複数のサイレン音基本周波数代表パターンを１つの
メモリに記憶するようにしてもよい。
【００２４】次に、本発明の雑音抑圧方法を具現化した
本発明の雑音抑圧装置における第２の実施の形態の構成
を図５に示す。但し、以下の説明では、抑圧対象とする
非定常的な雑音として、消防車のサイレン音（ウーウー
音）に限定して説明する。他の周期性を持つ非定常的な
雑音についても、いくつかの設定値を変更するのみで同
様の構成により抑圧可能である。図５に示す第２の雑音
抑圧装置において、サイレン音抑圧器２１は、図１に示
す雑音抑圧装置と同様の構成とされており、上述したよ
うに音声信号に雑音が重畳されている入力信号ａ２を予
め定められた時間長のフレーム毎（例えば、１０ｍｓ
毎）にサイレン音が抑圧され、サイレン音が抑圧されて
いる信号ｂ２を出力している。この信号ｂ２において
は、非定常的な雑音であるサイレン音は抑圧されている
が、他の定常的な雑音は抑圧されずに残っている。そこ
で、定常的な性質を持つ雑音を抑圧することのできる雑
音抑圧器２２を、サイレン音抑圧器２１に後続させて、
信号ｂ２中の自動車走行音等の定常的な雑音を抑圧して
いる。これにより雑音抑圧器２２からは、周期性を有す
る非定常的な雑音および定常的な雑音が抑圧されている
音声信号ｃ２が出力されるようになる。
【００２５】図５に示す雑音抑圧装置では、周期性を持
った非定常的な雑音に加え、定常的な雑音を抑圧するこ
とが可能であり、この場合、サイレン音抑圧器２１を雑
音抑圧器２２の後段に置くようにしても同様の作用を奏
することができる。なお、雑音抑圧器２２は、スペクト
ルサブストラクション（ＳＳ）法やカルマンフィルタを
用いた方式の雑音抑圧器とすることができる。一例とし
て、サブストラクション法とした雑音抑圧器２２の構成
例を図６に示す。図６に示す雑音抑圧器２２において、
ＦＦＴ部９２では、音声信号に雑音が重畳されている入
力信号ｂ９を予め定められた時間長のフレーム毎（１０
ｍｓ毎）に時間領域から周波数領域に変換し、周波数領
域に変換された結果であるスペクトルＧ1（ｋ）が出力
されている（ｃ９）。ただし、ｋ＝０，１，２・・・，
（Ｋ／２）−１であり、スペクトルＧ1（ｋ）は複素数
とされており、Ｋ（例えば、１２８）はＦＦＴポイント
数である。
【００２６】スペクトルＧ1（ｋ）は、１６個の不均一
な周波数帯域（チャネルと呼ぶ）に分割され、チャネル
ゲイン計算部１０１により計算された各チャネルのゲイ
ン｛γch｝（ｌ９）が、乗算器１０２により各チャネル
のスペクトルに乗算される。ここで、｛ｘ｝はｘがチャ
ネル数（＝１６ch）分の次元を持つベクトルであること
を示す。また、乗算は、正負の周波数スペクトルについ
て実行される。乗算器１０２から出力されるスペクトル
Ｈ（ｋ）（ｍ９）は、ＩＦＦＴ部１０３により時間領域
に変換され、定常的な雑音が抑圧された音声信号ｎ９が
出力される。チャネルゲイン｛γch｝（ｌ９）は、次の
ようにして計算されている。
【００２７】チャネルエネルギ推定部９３は、フレーム
毎に各チャネルのエネルギを更新して、更新されたチャ
ネルエネルギ｛Ｅch（ｍ）｝（ｄ９）を出力する。ここ
で、ｍはフレーム番号を示す。チャネルＳＮＲ推定部９
４は、チャネルエネルギ｛Ｅch（ｍ）｝（ｄ９）と背景
雑音推定部９８からの出力である背景雑音推定値｛Ｅｎ
（ｍ）｝（ｊ９）を用いて、チャネルＳＮＲ推定値｛σ
ｑ｝（ｅ９）を計算する。また、ボイスメトリック計算
部９６は、チャネルＳＮＲ推定値｛σｑ｝（ｅ９）よ
り、現フレームに音声が存在する確率を示すパラメータ
であるボイスメトリックＶ（ｍ）（ｇ９）を計算する。
さらに、スペクトル偏差推定部９５は、入力されたチャ
ネルエネルギ｛Ｅch（ｍ）｝（ｄ９）の長期平均値を計
算し、計算された長期平均値とチャネルエネルギ｛Ｅch
（ｍ）｝との偏差ΔE（ｍ）及び全チャネルのエネルギ
の総和Ｅtot（ｍ）（ｆ９）を計算して出力する。
【００２８】さらにまた、雑音更新決定部９７は、ボイ
スメトリックＶ（ｍ）（ｇ９）と、偏差ΔE（ｍ）及び
全チャネルのエネルギの総和Ｅtot（ｍ）（ｆ９）の値
に基づいて、背景雑音推定部９８において背景雑音推定
値｛Ｅｎ（ｍ）｝（ｊ９）を更新するかしないかを決定
する。ここでは、現フレームが雑音のみのフレームであ
る確率が高い場合に、更新と決定される。更新と決定さ
れた場合、update#flagｈ９により、背景雑音推定部９
８にチャネルエネルギ｛Ｅch（ｍ）｝（ｄ９）が入力さ
れるようにスイッチ９９が切り替えられ、背景雑音推定
部９８は、背景雑音推定値｛Ｅｎ（ｍ）｝（ｊ９）を更
新する。チャネルＳＮＲ修正部１００では、ボイスメト
リックＶ（ｍ）（ｇ９）に基づき、チャネルＳＮＲ推定
値｛σｑ｝（ｅ９）を修正し、修正後のチャネルＳＮＲ
推定値｛σ”ｑ｝（ｋ９）を出力している。
【００２９】チャネルゲイン計算部１０１は、背景雑音
推定値｛Ｅｎ（ｍ）｝（ｊ９）と固定の雑音フロア値
（＝１）を用いて最小ゲインを計算する。最小ゲイン
は、−１３〜０ｄＢの範囲の値をとる。その後、修正後
のチャネルＳＮＲ推定値｛σ”ｑ｝（ｋ９）の関数とし
て、チャネルゲイン｛γch｝（ｌ９）を計算し出力す
る。この計算では、修正後のチャネルＳＮＲ推定値
｛σ”ｑ｝（ｋ９）に応じた値を、上記の最小ゲイン
〔ｄＢ〕に加算した後（ここでの最大値は０ｄＢ）、そ
の結果を対数領域〔ｄＢ〕から線形領域に変換したもの
をチャネルゲイン｛γch｝（ｌ９）として出力する。こ
のようにしてチャネルゲイン計算部１０１により計算さ
れた各チャネルのゲイン｛γch｝（ｌ９）が、乗算器１
０２によりスペクトルＧ1（ｋ）における各チャネルの
スペクトルに乗算されている。これにより、定常的な性
質を有する雑音が抑制されるようになる。
【００３０】次に、本発明の雑音抑圧方法を具現化した
本発明の雑音抑圧装置における第３の実施の形態の構成
を図７に示す。但し、以下の説明では、抑圧対象とする
非定常的な雑音として、消防車のサイレン音（ウーウー
音）に限定して説明する。他の周期性を持つ非定常的な
雑音についても、いくつかの設定値を変更するのみで同
様の構成により抑圧可能である。図７に示す第３の雑音
抑圧装置において、ＦＦＴ部５１では、音声信号に雑音
が重畳された入力信号ａ５を予め定められた時間長のフ
レーム毎（例えば、１０ｍｓ毎）に時間領域から周波数
領域に変換し、周波数領域に変換された結果であるスペ
クトルＧ0（ｋ）が出力される（ｂ５）。ただし、ｋ＝
０，１，２・・・，（Ｋ／２）−１であり、スペクトル
Ｇ0（ｋ）は複素数とされており、Ｋ（例えば、５１
２）はＦＦＴポイント数である。
【００３１】サイレン音抑圧情報設定部５２では、入力
されたスペクトルＧ0（ｋ）からサイレン音の有無が検
出されてサイレン音有無フラグｄ５を出力していると共
に、サイレン音の基本周波数が抽出され、抽出された基
本周波数Ｆ1’（ｃ５）が出力されている。ＳＳ法によ
る雑音抑圧器５３では、音声信号に雑音が重畳されてい
る入力信号ａ５から定常的な性質を持つ雑音を周波数領
域において抑圧している。さらに、サイレン音抑圧情報
設定部５２から雑音“有り”を示すサイレン音有無フラ
グｄ５が供給されている場合、サイレン音抑圧情報設定
部５２から供給されている基本周波数Ｆ1’（ｃ５）に
基づいて、上記した（１）式に示すように、入力信号ａ
５から基本周波数Ｆ1’およびその第ｒ高調波成分を周
波数領域において抑圧するようにしている。これによ
り、ＳＳ法による雑音抑圧器５３から定常的な雑音およ
び非定常的な雑音が抑圧された音声信号ｅ５が出力され
るようになる。なお、サイレン音抑圧情報設定部５２
は、前述した図２あるいは図４に示す構成とすることが
できる。
【００３２】図７に示す第３の雑音抑圧装置では、雑音
の抑圧を周波数領域で実行するＳＳ法の雑音抑圧器５３
において、サイレン音の抑圧も行うことにより、構成の
規模を小さくすることができる。さらに、効率良く雑音
を抑圧することができるようになる。そこで、図７に示
す本発明にかかる第３の雑音抑圧装置におけるＳＳ法に
よる雑音抑圧器５３の詳細な構成を図８に示す。図８に
示すＳＳ法による雑音抑圧器５３は、図６に示すサブス
トラクション法とした雑音抑圧器２２に、サイレン音抑
圧部６２が追加されている構成とされている。他の構成
は、図６に示す構成と同様とされているので、以下の説
明では追加された構成について主に説明する。
【００３３】図８に示すＳＳ法による雑音抑圧器５３に
おいて、ＦＦＴ部６１では、音声信号に雑音が重畳され
ている入力信号ａ６を予め定められた時間長のフレーム
毎（１０ｍｓ毎）に時間領域から周波数領域に変換し、
周波数領域に変換された結果であるスペクトルＧ
0（ｋ）が出力される（ｂ６）。ただし、ｋ＝０，１，
２・・・，（Ｋ／２）−１であり、スペクトルＧ
0（ｋ）は複素数とされており、Ｋ（例えば、１２８）
はＦＦＴポイント数である。サイレン音抑圧部６２に
は、サイレン音抑圧情報設定部５２からサイレン音有無
フラグｄ５、及び基本周波数Ｆ 1’（ｃ５）が入力され
ており、このサイレン音有無フラグｄ５が雑音“有”を
示している場合、スペクトルＧ0（ｋ）（ｂ６）から、
上記した（１）式に示すように、基本周波数Ｆ1’（ｃ
５）およびその第ｒ高調波成分が抑圧される（但し、Ｋ
＝１２８として実行する）。その後、上記（２）式に示
すように、振幅は偶関数に、位相は奇関数となるように
折り返され、その結果であるスペクトルＧ（ｋ）（ｃ
６）が出力される。
【００３４】スペクトルＧ（ｋ）（ｃ６）は、１６個の
不均一な周波数帯域（チャネルと呼ぶ）に分割され、チ
ャネルゲイン計算部７１により計算された各チャネルの
ゲイン｛γch｝（ｌ６）が、乗算器７２により各チャネ
ルのスペクトルに乗算される。ここで、｛ｘ｝はｘがチ
ャネル数（＝１６ch）分の次元を持つベクトルであるこ
とを示す。また、乗算は、正負の周波数スペクトルにつ
いて実行される。乗算器７２から出力されるサイレン音
等の非定常的な雑音に加えて定常的な雑音が抑圧された
スペクトルＨ（ｋ）（ｍ６）は、ＩＦＦＴ部７３により
時間領域に変換され、非定常的な雑音に加えて定常的な
雑音が抑圧された音声信号Ｓ’（ｎ）（ｎ６）が出力さ
れる。チャネルゲイン｛γch｝（ｌ６）は、図６におい
て説明したようにして計算される。図７に示す本発明の
第３の雑音抑圧装置においては、図７に示すＦＦＴ部５
１と図８に示すＦＦＴ部６１は、ＦＦＴポイント数が同
じである場合、または、これらのＦＦＴポイント数を一
致させる処理（図７のＦＦＴ部５１の出力の間引き等）
を施す場合には共用化することができる。このようにす
ることにより、雑音抑圧装置の構成をより小さな規模と
することができると共に、効率良く雑音を抑圧すること
ができるようになる。
【００３５】次に、以上説明した本発明にかかる雑音抑
圧法補および雑音抑圧装置の作用を説明するために、背
景雑音が重畳した音声を雑音抑圧後に音声符号化処理し
た再生音声に対する明瞭度評価の結果を図９に示す。こ
の場合の雑音抑圧装置は、図７に示す第３の雑音抑圧装
置において、サイレン音抑圧情報設定部５２を図２に示
す構成としている。また、音声符号化器としては、本出
願人による特願平１１−２２３８０４号で提案されてい
る符号化速度1.6kbit/sの方式を用いている。背景雑音
としてサイレン音（ウーウー音、siren）と、それに加
えてトラック走行音（car）を同パワーで加えた雑音を
用い、音声データとしては音節の順番が異なる４文書
（男女各２名、１文書は日本語１００音節で構成）を用
いている。また、比較用として雑音抑圧（Noise Cance
l：ＮＣ）無し（1.6kbps Codec （NC無し））及び従来
のスペクトルサブストラクション法のみを使用した場合
（1.6kbps Codec （SS法））、並びに、原音、2.4kbps
の標準方式であるＭＥＬＰ（L.M. Supplee et al.,"MEL
P: The New Federal Standard at 2400 bps," Proc. IC
ASSP97, pp.1591-1594, 1997.）のＮＣ無しでの再生音
声（FS MELP(NC無））についても評価している。
【００３６】図８に示す一般人の被験者７名による単音
明瞭度評価結果において、横軸は、入力音声の信号対雑
音比（ＳＮＲ）を示しており、cleanは雑音無し（ＳＮ
Ｒ＝∞）を示している。図８を参照すると、本発明にか
かる雑音抑制装置を使用することにより、明瞭度評価が
大幅に改善されていることを確認することができる。な
お、通話の了解性の良さを測定するには、主として明瞭
度が用いられている。この明瞭度は、送話者が一連の無
意味な音節（例えば、レパ、ロピャ、ピャキョ）を送話
した時、受話者がその何パーセントを正しく受聴できた
かを示すもので、送話音節に対する受聴音節の正聴率を
とったものを音節明瞭度（syllable articulation）と
いい、音節を単音（子音と母音）に分解して単音につい
ての正聴率をとったものを単音明瞭度（sound articula
tion）という。図９の縦軸は、この単音明瞭度とされて
いる。
【００３７】以上説明した本発明にかかる雑音抑圧装置
は、該雑音抑制装置を構成している各ブロックの処理
を、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）により行うよ
うにしてもよい。また、本発明にかかる雑音抑圧方法
を、上述したように雑音を抑制することのできる雑音抑
制装置を構成している各ブロックの処理を実行するプロ
グラムにより構成するようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、セカンド
マイク等のハードウェアの追加を必要とすることなく自
動車走行音等の定常的な雑音のみでなく、消防車、パト
カー等のサイレン音（ウーウー音）等の周期性を持つ非
定常的な雑音を、信号処理技術のみにより抑圧すること
が可能な雑音抑圧方法および装置を実現することができ
る。また、定常的な雑音を抑圧対象とする従来の雑音抑
圧方法および装置に本発明にかかる雑音抑圧方法および
装置を組み込んでも、アルゴリズム遅延の増加はない。
そして、本発明を低ビットレート音声コーデックの前段
に入れることにより、再生音声の了解性・明瞭性を改善
することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の雑音抑圧方法を具現化した本発明の雑
音抑圧装置における第１の実施の形態の構成を示す図で
ある。
【図２】本発明にかかる第１の雑音抑圧装置におけるサ
イレン音抑圧情報設定部の詳細な構成を示す図である。
【図３】本発明にかかる第１の雑音抑圧装置におけるサ
イレン音基本周波数代表パターンメモリに記憶されてい
るサイレン音の基本周波数の代表パターンの一例を示す
図である。
【図４】本発明にかかる第１の雑音抑圧装置におけるサ
イレン音抑圧情報設定部の他の詳細な構成を示す図であ
る。
【図５】本発明の雑音抑圧方法を具現化した本発明の雑
音抑圧装置における第２の実施の形態の構成を示す図で
ある。
【図６】本発明にかかる第２の雑音抑圧装置におけるス
ペクトルサブストラクション法とした雑音抑圧器の構成
例を示す図である。
【図７】本発明の雑音抑圧方法を具現化した本発明の雑
音抑圧装置における第３の実施の形態の構成を示す図で
ある。
【図８】本発明にかかる第３の雑音抑圧装置におけるＳ
Ｓ法による雑音抑圧器の詳細な構成を示す図である。
【図９】背景雑音が重畳した音声を雑音抑圧後に音声符
号化処理した再生音声に対する明瞭度評価の結果を本発
明と従来とで対比して示す図である。
【符号の説明】
１１ ＦＦＴ部、１２ サイレン音抑圧情報設定部、１
３ サイレン音抑圧部、１４ ＩＦＦＴ部、２１ サイ
レン音抑圧器、２２ 雑音抑圧器、３１ 長期平均スペ
クトル振幅更新部、３２ サイレン音基本周波数抽出
部、３３ サイレン音検出部、３４ サイレン音基本周
波数代表パターンメモリ、３５ 補正部、５１ ＦＦＴ
部、５２ サイレン音抑圧情報設定部、５３ ＳＳ法に
よる雑音抑圧器、６１ ＦＦＴ部、６２ サイレン音抑
圧部、６３ チャネルエネルギ推定部、６４ チャネル
ＳＮＲ推定部、６５ スペクトル偏差推定部、６６ ボ
イスメトリック計算部、６７ 雑音更新決定部、６８
背景雑音推定部、６９ スイッチ、７０ チャネルＳＮ
Ｒ修正部、７１ チャネルゲイン計算部、７２ 乗算
器、７３ ＩＦＦＴ部、８１ 長期平均スペクトル振幅
更新部、８２ サイレン音基本周波数抽出部、８３ サ
イレン音検出部、８４，８５ サイレン音基本周波数代
表パターンメモリ、８６ 切替制御部、８７ 補正部、
９２ ＦＦＴ部、９３ チャネルエネルギ推定部、９４
チャネルＳＮＲ推定部、９５ スペクトル偏差推定
部、９６ ボイスメトリック計算部、９７ 雑音更新決
定部、９８ 背景雑音推定部、９９ スイッチ、１００
チャネルＳＮＲ修正部、１０１ チャネルゲイン計算
部、１０２ 乗算器、１０３ ＩＦＦＴ部
【手続補正書】
【提出日】平成１３年８月１３日（２００１．８．１
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】また、サイレン音抑圧情報設定部１２で
は、ＦＦＴ部１１において周波数領域に変換されたスペ
クトルＧ0（ｋ）（ｂ１）が入力され、このスペクトル
Ｇ0（ｋ）からサイレン音の有無が検出されてサイレン
音有無フラグｄ１を出力していると共に、サイレン音の
基本周波数が抽出され、抽出された基本周波数Ｆ1’
（ｃ１）が出力されている。サイレン音抑圧部１３で
は、サイレン音抑圧情報設定部１２から出力されたサイ
レン音有無フラグｄ１、及び基本周波数Ｆ1’（ｃ１）
が入力され、サイレン音有無フラグｄ１が“有”を示し
ている場合、入力されているスペクトルＧ0（ｋ）（ｂ
１）から、例えば次に示す（１）式のように、基本周波
数Ｆ1’（ｃ１）およびその第ｒ高調波成分を抑圧して
いる。
【数１】 この（１）式において、Ｋ（例えば５１２）はＦＦＴポ
イント数であり、ｆsは標本化周波数、int（ｘ）はｘに
最も近い整数である。なお、（１）式における第２式お
よび第３式は、基本周波数Ｆ1’およびその第ｒ高調波
成分に隣接するスペクトルを振幅を１／２として抑圧し
ており、音声信号のスペクトルにほぼ影響を与えること
なく雑音を抑制するようにしている。その後、次に示す
（２）式の通り、振幅は偶関数に、位相は奇関数となる
ように折り返し、その結果であるスペクトルＧ（ｋ）
（ｅ１）を出力する。これにより、スペクトルＧ（ｋ）
はサイレン音のスペクトル成分が抑圧されている音声信
号のスペクトルとなる。
【数２】 この（２）式において、＊は複素共役を示す。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】次に、サイレン音抑圧情報設定部１２の詳
細な構成を図２に示す。図２に示すサイレン音抑圧情報
設定部１２において、長期平均スペクトル振幅更新部３
１では、ＦＦＴ部１１において入力信号を周波数領域に
変換した結果であるスペクトルＧ0（ｋ）（ａ３）が入
力され、次に示す（３）式により、長期平均スペクトル
振幅｜Ｎm modM（ｋ）｜の更新が行われ、更新された長
期平均スペクトル振幅ｂ３が出力される。この長期平均
スペクトル振幅更新部３１における長期平均スペクトル
振幅更新処理は、後述するサイレン音基本周波数の抽出
が正確に実行できるようにするため、スペクトル中のサ
イレン音成分を強調する処理である。
【数３】 この（３）式において、ｋ＝０，１，２・・・，（Ｋ／
２）−１であり、Ｇmaxは現フレームおけるスペクトル
の内の最大の振幅を有するスペクトルにおけるスペクト
ル振幅であり、各スペクトル振幅｜Ｇ0（ｋ）｜がスペ
クトル振幅Ｇmaxにより正規化されている。また、Ｋ
（例えば５１２）はＦＦＴポイント数、ｍはフレーム番
号、Ｍはサイレン音吹鳴周期（基本周波数の変動周期に
対応）であり、例えば消防車のウーウー音の場合は、Ｍ
＝６００フレーム＝６ｓｅｃと設定される。係数αはｍ
＜６００の時「０」、その他は「０．５」に設定され
る。これは、フレーム番号ｍが「６００」に達していな
い際には、１周期を超えていないので平均化する必要が
ないからである。
フロントページの続き (72)発明者 麓 照夫 神奈川県横須賀市光の丘３番２号 株式会 社ワイ・アール・ピー高機能移動体通信研 究所内 Ｆターム(参考） 5K052 AA01 BB02 BB08 DD04 DD30 EE12 EE24 FF32 FF33

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 周波数領域変換手段において、音声信号
    に雑音が重畳されている入力信号を、予め定められた時
    間長のフレーム毎に時間領域から周波数領域に変換し、 雑音抑圧情報設定手段において、周波数領域に変換され
    た入力信号から抑圧対象とする雑音の有無を検出すると
    共に、該雑音の基本周波数を抽出し、 該雑音抑圧情報設定手段において抑圧対象とする雑音が
    有りと判定された場合、抑圧手段において、周波数領域
    に変換された入力信号から、抽出された前記基本周波数
    成分及びその高調波成分を抑圧し、 時間領域変換手段において、前記抑圧手段により抑圧さ
    れた結果を時間領域に変換するようにしたことを特徴と
    する雑音抑圧方法。
  2. 【請求項２】 定常雑音抑圧手段において、音声信号に
    雑音が重畳されている前記入力信号から定常的な性質を
    持つ雑音が抑圧された後に、前記周波数領域変換手段に
    おいて周波数領域に変換されるようにしたことを特徴と
    する請求項１に記載の雑音抑圧方法。
  3. 【請求項３】 前記抑圧手段により抑圧された結果を時
    間領域に変換した信号から、定常雑音抑圧手段におい
    て、定常的な性質を持つ雑音が抑圧されることを特徴と
    する請求項１に記載の雑音抑圧方法。
  4. 【請求項４】 前記抑圧手段と前記時間領域変換手段と
    の間において、入力信号の無い雑音区間で定常的な性質
    を持つ雑音の定常雑音スペクトルを推定し、前記抑圧手
    段から出力された信号から前記定常雑音スペクトルを差
    し引くことにより、定常的な性質を持つ雑音を抑圧する
    ようにしたことを特徴とする請求項１に記載の雑音抑圧
    方法。
  5. 【請求項５】 前記雑音抑圧情報設定手段においては、 前記周波数領域変換手段により周波数領域に変換された
    入力信号に対し、予め設定された抑圧対象の雑音におけ
    る基本周波数の変動周期に対応する時間間隔でスペクト
    ル振幅の長期平均値を算出し、 該算出されたスペクトル振幅の長期平均値を用いて、予
    め設定された範囲の候補周波数のうち、それ自身及びそ
    の高調波のスペクトル振幅の総和が最大となる周波数
    を、基本周波数として抽出し、 パターンメモリ手段に、抑圧対象とされる雑音の基本周
    波数の代表的な変動軌跡の少なくとも１周期分の代表パ
    ターンを予め記憶しておき、 前記パターンメモリ手段から読み出した代表パターン
    と、前記基本周波数の系列との自乗平均誤差を、該代表
    パターンを巡回シフトしながら算出し、算出された自乗
    平均誤差の最小値が予め設定された閾値より小さけれ
    ば、雑音有りと判定すると共に、そうでなければ雑音無
    しと判定し、さらに、自乗平均誤差が最小となる代表パ
    ターンのシフト位置情報を出力し、 該出力された代表パターンのシフト位置情報に基づい
    て、前記代表パターンを用いて前記基本周波数を補正す
    るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の雑音抑
    圧方法。
  6. 【請求項６】 前記雑音抑圧情報設定手段においては、 パターンメモリ手段に、雑音の基本周波数の代表的な変
    動軌跡の少なくとも１周期分からなる代表パターンを、
    数種類の雑音について予め記憶しておき、 該パターンメモリ手段から数種類の代表パターンを切り
    替えて読み出すと共に、読み出された各代表パターンに
    対応する基本周波数の変動周期情報、及び候補周波数の
    範囲情報を出力し、 前記周波数領域変換手段により周波数領域に変換された
    入力信号に対し、前記出力された基本周波数の変動周期
    情報に対応する時間間隔で、スペクトル振幅の長期平均
    値を算出し、 該算出されたスペクトル振幅の長期平均値を用いて、前
    記出力された前記範囲情報に基づく候補周波数のうち、
    それ自身及びその高調波のスペクトル振幅の総和が最大
    となる周波数を、基本周波数として抽出し、 前記パターンメモリ手段から読み出した代表パターンと
    前記基本周波数の系列との自乗平均誤差を、該代表パタ
    ーンを巡回シフトしながら計算し、その最小値が予め設
    定された閾値より小さければ、雑音有りと判定すると共
    に、そうでなければ雑音無しと判定し、さらに、自乗平
    均誤差が最小となる代表パターンのシフト位置情報を出
    力し、 該代表パターンのシフト位置情報に基づいて、前記代表
    パターンを用いて前記基本周波数を補正するようにした
    ことを特徴とする請求項１に記載の雑音抑圧方法。
  7. 【請求項７】 あるフレームで、前記パターンメモリ手
    段から読み出した代表パターンと前記基本周波数の系列
    との自乗平均誤差の最小値が予め設定された閾値より小
    さくなった場合、後続のフレームでは、該自乗平均誤差
    の最小値が該閾値以上になるまで、同一の代表パターン
    のみを使用し続けるように、代表パターンの切り替えを
    制御するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の
    雑音抑圧方法。
  8. 【請求項８】 音声信号に雑音が重畳されている入力信
    号を、予め定められた時間長のフレーム毎に時間領域か
    ら周波数領域に変換する周波数領域変換手段と、 抑圧対象とする雑音の有無を検出すると共に、該雑音の
    基本周波数を抽出する雑音抑圧情報設定手段と、 該雑音抑圧情報設定手段において抑圧対象とする雑音が
    有りと判定された場合、前記周波数領域変換手段により
    周波数領域に変換された入力信号から、前記雑音抑圧情
    報設定手段により抽出された基本周波数成分及びその高
    調波成分を抑圧する抑圧手段と、 該抑圧手段により抑圧された結果を時間領域に変換する
    時間領域変換手段と、を備えることを特徴とする雑音抑
    圧装置。
  9. 【請求項９】 定常的な性質を持つ雑音を抑圧する定常
    雑音抑圧手段が、前記周波数領域変換手段に前置して設
    けられていることを特徴とする請求項８に記載の雑音抑
    圧装置。
  10. 【請求項１０】 定常的な性質を持つ雑音を抑圧する定
    常雑音抑圧手段が、前記時間領域変換手段に後置して設
    けられていることを特徴とする請求項８に記載の雑音抑
    圧装置。
  11. 【請求項１１】 前記抑圧手段と時間領域変換手段との
    間に、入力信号の無い雑音区間で定常的な性質を持つ雑
    音の定常雑音スペクトルを推定し、前記抑圧手段から出
    力された信号から前記定常雑音スペクトルを差し引くこ
    とにより、定常的な性質を持つ雑音を抑圧するようにし
    た定常雑音抑圧手段が挿入されていることを特徴とする
    請求項８に記載の雑音抑圧装置。
  12. 【請求項１２】 前記雑音抑圧情報設定手段が、 前記周波数領域変換手段により周波数領域に変換された
    入力信号に対し、予め設定された抑圧対象の雑音におけ
    る基本周波数の変動周期に対応する時間間隔でスペクト
    ル振幅の長期平均値を算出する演算手段と、 該演算手段により算出されたスペクトル振幅の長期平均
    値を用いて、予め設定された範囲の候補周波数のうち、
    それ自身及びその高調波のスペクトル振幅の総和が最大
    となる周波数を、基本周波数として抽出する基本周波数
    抽出手段と、 抑圧対象とされる雑音の基本周波数の代表的な変動軌跡
    の少なくとも１周期分の代表パターンを予め記憶してお
    くためのパターンメモリ手段と、 該パターンメモリ手段から読み出した代表パターンと、
    前記基本周波数抽出手段において抽出された基本周波数
    の系列との自乗平均誤差を、該代表パターンを巡回シフ
    トしながら算出し、算出された自乗平均誤差の最小値が
    予め設定された閾値より小さければ、雑音有りと判定す
    ると共に、そうでなければ雑音無しと判定し、自乗平均
    誤差が最小となる代表パターンのシフト位置情報を出力
    する雑音検出手段と、 該雑音検出手段が出力する代表パターンのシフト位置情
    報に基づいて、前記代表パターンを用いて前記基本周波
    数抽出手段により抽出された基本周波数を補正する補正
    手段と、 から構成されていることを特徴とする請求項８に記載の
    雑音抑圧装置。
  13. 【請求項１３】 前記雑音抑圧情報設定手段が、 雑音の基本周波数の代表的な変動軌跡の少なくとも１周
    期分からなる代表パターンを、数種類の雑音について予
    め記憶しておくためのパターンメモリ手段と、 該パターンメモリ手段から数種類の代表パターンを切り
    替えて読み出すと共に、読み出された各代表パターンに
    対応する基本周波数の変動周期情報、及び候補周波数の
    範囲情報を出力する切替制御手段と、 前記周波数領域変換手段により周波数領域に変換された
    入力信号に対し、前記切替制御手段から出力される基本
    周波数の変動周期情報に対応する時間間隔でスペクトル
    振幅の長期平均値を算出する演算手段と、 該演算手段により算出されたスペクトル振幅の長期平均
    値を用いて、前記切替制御手段から出力される前記範囲
    情報に基づく候補周波数のうち、それ自身及びその高調
    波のスペクトル振幅の総和が最大となる周波数を、基本
    周波数として抽出する基本周波数抽出手段と、 前記切替制御手段から出力される代表パターンと前記基
    本周波数抽出手段において抽出された基本周波数の系列
    との自乗平均誤差を、該代表パターンを巡回シフトしな
    がら計算し、その最小値が予め設定された閾値より小さ
    ければ、雑音有りと判定すると共に、そうでなければ雑
    音無しと判定し、自乗平均誤差が最小となる代表パター
    ンのシフト位置情報を出力する雑音検出手段と、 該雑音検出手段が出力する代表パターンのシフト位置情
    報に基づいて、前記代表パターンを用いて前記基本周波
    数抽出手段により抽出された基本周波数を補正する補正
    手段と、 からされていることを特徴とする請求項８に記載の雑音
    抑圧装置。
  14. 【請求項１４】 あるフレームで、前記切替制御手段か
    ら出力される代表パターンと前記基本周波数抽出手段に
    より抽出された基本周波数系列との自乗平均誤差の最小
    値が予め設定された閾値より小さくなった場合、後続の
    フレームでは、該自乗平均誤差の最小値が該閾値以上に
    なるまで、同一の代表パターンのみを使用し続けるよう
    に、前記切替制御手段が代表パターンの切り替えを制御
    するようにしたことを特徴とする請求項１３に記載の雑
    音抑圧装置。
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