JP2003099093A - 雑音抑圧方法及びその装置、雑音抑圧プログラム並びにそのプログラム記録媒体 - Google Patents
雑音抑圧方法及びその装置、雑音抑圧プログラム並びにそのプログラム記録媒体Info
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- JP2003099093A JP2003099093A JP2001291277A JP2001291277A JP2003099093A JP 2003099093 A JP2003099093 A JP 2003099093A JP 2001291277 A JP2001291277 A JP 2001291277A JP 2001291277 A JP2001291277 A JP 2001291277A JP 2003099093 A JP2003099093 A JP 2003099093A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 独立成分分析（ＩＣＡ）を適用する周波数領
域ブラインド音源分離法により分離した出力信号ｙ1 ，
…，ｙN を更に処理して、その残響成分に基づく雑音を
抑圧する。 【解決手段】 ｙi(ω，ｔ)と他の各ｙj(ω，ｔ−τ)と
相互相関を最大とする各遅延τijを求め（ｉ＝１，…，
Ｎ）ｊ≠ｉを除く（ｊ＝１，…，Ｎ）（Ｓ２）、各ｙ
i(ω，ｔ)に遅延τijをそれぞれ与え（Ｓ３）、これら
遅延された信号とｙj(ｔ−τij)とｙi(ｔ)との相関と、
それぞれの総和の比との積により、ｙi(ｔ)に含まれる
雑音成分の係数αij（ω）を求め（Ｓ４）、各ｙj(ω，
ｔ−τij)に対応するαijを乗算して加算し、ｙi(ｔ，
ω)に対する雑音ｙ＾i (c)(ω，ｔ)を求め（Ｓ５）、こ
のｙ＾i (c)(ω，ｔ)をｙi(ω，ｔ)から差し引いて雑音
抑圧したｙi(ｔ)を得る（Ｓ６）。
域ブラインド音源分離法により分離した出力信号ｙ1 ，
…，ｙN を更に処理して、その残響成分に基づく雑音を
抑圧する。 【解決手段】 ｙi(ω，ｔ)と他の各ｙj(ω，ｔ−τ)と
相互相関を最大とする各遅延τijを求め（ｉ＝１，…，
Ｎ）ｊ≠ｉを除く（ｊ＝１，…，Ｎ）（Ｓ２）、各ｙ
i(ω，ｔ)に遅延τijをそれぞれ与え（Ｓ３）、これら
遅延された信号とｙj(ｔ−τij)とｙi(ｔ)との相関と、
それぞれの総和の比との積により、ｙi(ｔ)に含まれる
雑音成分の係数αij（ω）を求め（Ｓ４）、各ｙj(ω，
ｔ−τij)に対応するαijを乗算して加算し、ｙi(ｔ，
ω)に対する雑音ｙ＾i (c)(ω，ｔ)を求め（Ｓ５）、こ
のｙ＾i (c)(ω，ｔ)をｙi(ω，ｔ)から差し引いて雑音
抑圧したｙi(ｔ)を得る（Ｓ６）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数の音源信号
が混在した混合音を分離した分離信号に残留する雑音を
抑圧する方法、その方法に用いる雑音抑圧装置、その方
法をコンピュータにより実行するためのプログラムおよ
びそのプログラムを記録した記録媒体に関する。
が混在した混合音を分離した分離信号に残留する雑音を
抑圧する方法、その方法に用いる雑音抑圧装置、その方
法をコンピュータにより実行するためのプログラムおよ
びそのプログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】複数の音源信号が混在した混合音から、
元の音源信号を推定して分離する音源分離技術として、
音源の独立性を仮定し、出力信号を互いに独立にするこ
とで元の音源を推定する独立成分分析（Independent Co
mponent Analysis,ICA）による方法が知られている。Ｉ
ＣＡについては、例えば文献J.Herault and C.Jutten,
“An Information-Maximization Approach to Blind Se
paration and Blind Deconvolution”,Neural Computat
ion 7,1129-1159（1995）に記載されている。空間にお
いて畳み込みの影響を受けながら混合された信号を分離
するためには、信号をフーリエ変換によって周波数領域
の信号に変換し、周波数領域の信号に対してＩＣＡを適
用する、周波数領域ブラインド音源分離（Blind Source
Separation：BSS）という技術が用いられる。周波数領
域ＢＳＳについては、例えば文献S.Araki et. al.,“Fu
ndamental limitation of frequency domain blind sou
rce separation for convolutive mixture of speec
h”，Proc.ICASSP2001，MULT-P2.1に記載されている。
元の音源信号を推定して分離する音源分離技術として、
音源の独立性を仮定し、出力信号を互いに独立にするこ
とで元の音源を推定する独立成分分析（Independent Co
mponent Analysis,ICA）による方法が知られている。Ｉ
ＣＡについては、例えば文献J.Herault and C.Jutten,
“An Information-Maximization Approach to Blind Se
paration and Blind Deconvolution”,Neural Computat
ion 7,1129-1159（1995）に記載されている。空間にお
いて畳み込みの影響を受けながら混合された信号を分離
するためには、信号をフーリエ変換によって周波数領域
の信号に変換し、周波数領域の信号に対してＩＣＡを適
用する、周波数領域ブラインド音源分離（Blind Source
Separation：BSS）という技術が用いられる。周波数領
域ＢＳＳについては、例えば文献S.Araki et. al.,“Fu
ndamental limitation of frequency domain blind sou
rce separation for convolutive mixture of speec
h”，Proc.ICASSP2001，MULT-P2.1に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】周波数領域ＢＳＳは、
妨害音の直接音部分はほぼ完全に除去できるが、残響を
伴なう環境においては性能が著しく低下する。これは残
響の影響によって分離信号中に雑音が残留しているため
である。この発明の目的は、残響を伴なう環境において
混合された音源信号から、元の音源信号を分離する音源
分離手段によって得られた出力信号に基づいて、出力信
号に残留する雑音を推定し、推定した雑音に基づいて、
分離信号に含まれる雑音を抑圧する方法、その装置、雑
音抑圧プログラム及びその記録媒体を提供することにあ
る。
妨害音の直接音部分はほぼ完全に除去できるが、残響を
伴なう環境においては性能が著しく低下する。これは残
響の影響によって分離信号中に雑音が残留しているため
である。この発明の目的は、残響を伴なう環境において
混合された音源信号から、元の音源信号を分離する音源
分離手段によって得られた出力信号に基づいて、出力信
号に残留する雑音を推定し、推定した雑音に基づいて、
分離信号に含まれる雑音を抑圧する方法、その装置、雑
音抑圧プログラム及びその記録媒体を提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明の雑音抑圧方法
では、音源分離過程の後段で行う処理として、音源分離
過程によって出力された第１の出力信号を用い、第１の
出力信号自身に含まれる残留雑音を推定し、第１の出力
信号から推定雑音を引き去ることによって、第１の出力
信号に含まれる雑音を抑圧する。その残留雑音の推定は
以下のようにして行う。上記第１の出力信号の相互相関
を最大にするような遅延を遅延推定過程によって求め、
その遅延に基づいて第１の出力信号を遅延させて第２の
出力信号を求め、係数推定過程により、第１の出力信号
と第２の出力信号を用いて第１の出力信号中に含まれる
雑音成分の係数を推定し、上記係数を第２の出力信号に
乗じることにより、第１の出力信号に含まれる上記残留
雑音を雑音推定過程で推定する。
では、音源分離過程の後段で行う処理として、音源分離
過程によって出力された第１の出力信号を用い、第１の
出力信号自身に含まれる残留雑音を推定し、第１の出力
信号から推定雑音を引き去ることによって、第１の出力
信号に含まれる雑音を抑圧する。その残留雑音の推定は
以下のようにして行う。上記第１の出力信号の相互相関
を最大にするような遅延を遅延推定過程によって求め、
その遅延に基づいて第１の出力信号を遅延させて第２の
出力信号を求め、係数推定過程により、第１の出力信号
と第２の出力信号を用いて第１の出力信号中に含まれる
雑音成分の係数を推定し、上記係数を第２の出力信号に
乗じることにより、第１の出力信号に含まれる上記残留
雑音を雑音推定過程で推定する。
【０００５】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を実施例に
より図面に基づいて説明する。図１は、この発明による
雑音抑圧装置におけるＮ個の第１の信号ｙi （１＜ｉ＜
Ｎ）のうちのｙ1 に関する雑音抑圧部分の構成を示して
いる。残りのｙi （２＜ｉ＜Ｎ）についても同様の構成
で雑音を抑圧する。時間領域において遅れや畳み込みの
影響を受けながらの、複数の音源信号の混合は、周波数
領域での瞬時混合に変換できる。このためこの実施例に
おける雑音抑圧方法では、信号を周波数領域の信号とし
て扱う。時間領域信号から周波数領域信号へは、例えば
離散フーリエ変換（ＤＦＴ）によって変換し、周波数領
域信号から時間領域信号へは、離散フーリエ逆変換（Ｉ
ＤＦＴ）によって互いに変換する。
より図面に基づいて説明する。図１は、この発明による
雑音抑圧装置におけるＮ個の第１の信号ｙi （１＜ｉ＜
Ｎ）のうちのｙ1 に関する雑音抑圧部分の構成を示して
いる。残りのｙi （２＜ｉ＜Ｎ）についても同様の構成
で雑音を抑圧する。時間領域において遅れや畳み込みの
影響を受けながらの、複数の音源信号の混合は、周波数
領域での瞬時混合に変換できる。このためこの実施例に
おける雑音抑圧方法では、信号を周波数領域の信号とし
て扱う。時間領域信号から周波数領域信号へは、例えば
離散フーリエ変換（ＤＦＴ）によって変換し、周波数領
域信号から時間領域信号へは、離散フーリエ逆変換（Ｉ
ＤＦＴ）によって互いに変換する。
【０００６】まず、この実施例に使用する信号の名前お
よび関係について説明する。 音源信号をＳ（ω，ｔ）＝［ｓ1 ，ｓ2 ，…，ｓN ］T ， 混合信号をＸ（ω，ｔ）＝［ｘ1 ，ｘ2 ，…，ｘM ］T ， 分離信号をＹ（ω，ｔ）＝［ｙ1 ，ｙ2 ，…，ｙN ］T ， 混合行列をＨ（ω），分離行列をＷ（ω） とすると、 Ｘ（ω，ｔ）＝Ｈ（ω）ｓ（ω，ｔ） （１） Ｙ（ω，ｔ）＝Ｗ（ω）ｘ（ω，ｔ）＝Ｗ（ω）Ｈ（ω）ｓ（ω，ｔ） （２ ） という関係がある。［ ］T は転置行列を示す。
よび関係について説明する。 音源信号をＳ（ω，ｔ）＝［ｓ1 ，ｓ2 ，…，ｓN ］T ， 混合信号をＸ（ω，ｔ）＝［ｘ1 ，ｘ2 ，…，ｘM ］T ， 分離信号をＹ（ω，ｔ）＝［ｙ1 ，ｙ2 ，…，ｙN ］T ， 混合行列をＨ（ω），分離行列をＷ（ω） とすると、 Ｘ（ω，ｔ）＝Ｈ（ω）ｓ（ω，ｔ） （１） Ｙ（ω，ｔ）＝Ｗ（ω）ｘ（ω，ｔ）＝Ｗ（ω）Ｈ（ω）ｓ（ω，ｔ） （２ ） という関係がある。［ ］T は転置行列を示す。
【０００７】ここで、Ｇ＝ＷＨとすると、
ｙi ＝Σj=1 Nｇijｓj （３）
と書くことができる。ｙi を、目的信号ｓi に起因する
出力であるストレート成分ｙi (s)と、妨害音ｓj （ｊ≠
ｉ）に起因するクロス成分ｙi (c)に分けて考えると、 ｙi ＝ｙi (s)＋ｙi (c) （４） ｙi (s)＝ｇiiｓi （５）
出力であるストレート成分ｙi (s)と、妨害音ｓj （ｊ≠
ｉ）に起因するクロス成分ｙi (c)に分けて考えると、 ｙi ＝ｙi (s)＋ｙi (c) （４） ｙi (s)＝ｇiiｓi （５）
【０００８】
【数１】
となる。この発明の実施例ではｙi (s)を抽出することを
目標とする。すなわち、除去されるべき残留雑音はクロ
ス成分ｙi (c)とする。ところでストレート成分は音源信
号の直接音および残響、クロス成分は音源信号の残響に
起因しており、両者のスペクトルには関連がある。２入
力２出力のＩＣＡによる分離信号の狭帯域信号のパワー
スペクトルの例を図３に示す。これはｆ＝３２０Ｈｚの
ｙ1 (s)とｙ2 (c)の各パワーの経時変化である。この例を
見ると、ストレート成分ｙ1 (s)がある遅延と係数をかけ
られてクロス成分ｙ2 (c)として漏洩して現われていると
いうことができる。そこで、これを複数信号の場合に拡
張し、各周波数ビンおよびチャンネルの組合せごとの遅
延τij（ω）および係数αij（ω）をパラメータとした
モデル化を行う。係数は本来はフィルタであるが、推定
を簡単にするためにスカラ値とする。この考えに基づ
き、以下のようにτij（ω）および係数αij（ω）を求
めてモデル化されたｙi (c)を求める。
目標とする。すなわち、除去されるべき残留雑音はクロ
ス成分ｙi (c)とする。ところでストレート成分は音源信
号の直接音および残響、クロス成分は音源信号の残響に
起因しており、両者のスペクトルには関連がある。２入
力２出力のＩＣＡによる分離信号の狭帯域信号のパワー
スペクトルの例を図３に示す。これはｆ＝３２０Ｈｚの
ｙ1 (s)とｙ2 (c)の各パワーの経時変化である。この例を
見ると、ストレート成分ｙ1 (s)がある遅延と係数をかけ
られてクロス成分ｙ2 (c)として漏洩して現われていると
いうことができる。そこで、これを複数信号の場合に拡
張し、各周波数ビンおよびチャンネルの組合せごとの遅
延τij（ω）および係数αij（ω）をパラメータとした
モデル化を行う。係数は本来はフィルタであるが、推定
を簡単にするためにスカラ値とする。この考えに基づ
き、以下のようにτij（ω）および係数αij（ω）を求
めてモデル化されたｙi (c)を求める。
【０００９】次に、図１及び図２を参照してこの実施例
の装置の各部の動作と、この装置の処理の手順を説明す
る。図１はｉ＝１の場合のみを示している。 （１）音源分離過程（図２、Ｓ１） Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の音源からの信号ｓ1 ，
ｓ2 ，…，ｓN は空間で遅れや畳み込みの影響を受けて
Ｍ個（Ｍ＞Ｎ）の混合信号ｘ1 ，ｘ2 ，…，ｘM として
音源分離装置１１に入力される。音源分離装置１１では
ＩＣＡを用いた周波数領域ＢＳＳにより、混合信号ｘ
i(１＜ｉ＜Ｍ）から音源信号ｓ1 ，ｓ2 ，…，ｓN と対
応するＮ個の第１の出力信号ｙi(ω，ｔ）（１＜ｉ＜
Ｎ）に分離される。 （２）遅延推定過程（図２、Ｓ２） これからの処理がこの発明の実施例である。
の装置の各部の動作と、この装置の処理の手順を説明す
る。図１はｉ＝１の場合のみを示している。 （１）音源分離過程（図２、Ｓ１） Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の音源からの信号ｓ1 ，
ｓ2 ，…，ｓN は空間で遅れや畳み込みの影響を受けて
Ｍ個（Ｍ＞Ｎ）の混合信号ｘ1 ，ｘ2 ，…，ｘM として
音源分離装置１１に入力される。音源分離装置１１では
ＩＣＡを用いた周波数領域ＢＳＳにより、混合信号ｘ
i(１＜ｉ＜Ｍ）から音源信号ｓ1 ，ｓ2 ，…，ｓN と対
応するＮ個の第１の出力信号ｙi(ω，ｔ）（１＜ｉ＜
Ｎ）に分離される。 （２）遅延推定過程（図２、Ｓ２） これからの処理がこの発明の実施例である。
【００１０】第１の出力信号ｙi(ω，ｔ）の各周波数帯
域ωに関して、｜ｙi (c)（ｔ）｜と｜ｙj (s)（ｔ−
τij）｜と（ｊ≠ｉ）との相関が大きくなるような遅延
を求め、これをτij（ω）とする。ここで、ｙ
i (c)（ｔ）とｙj (s)（ｔ）は未知であるから、それぞれ
ｙi(ｔ）とｙj(ｔ）で置き換えた以下の式を遅延推定手
段１２によって演算してτij（ω）を求める。これは、
音源信号として互いに独立な音声を想定した場合、狭帯
域信号｜ｙi ( s)｜と｜ｙj (s)｜が同時刻に値を持つこと
は少なく、ほとんどの時刻において｜ｙi(ｔ）｜｜ｙ
j(ｔ−τ）｜（τ＞０）で｜ｙi (c)（ｔ）｜｜ｙ
j (s)（ｔ−τ）｜を近似できるであろうという仮定によ
る置き換えである。
域ωに関して、｜ｙi (c)（ｔ）｜と｜ｙj (s)（ｔ−
τij）｜と（ｊ≠ｉ）との相関が大きくなるような遅延
を求め、これをτij（ω）とする。ここで、ｙ
i (c)（ｔ）とｙj (s)（ｔ）は未知であるから、それぞれ
ｙi(ｔ）とｙj(ｔ）で置き換えた以下の式を遅延推定手
段１２によって演算してτij（ω）を求める。これは、
音源信号として互いに独立な音声を想定した場合、狭帯
域信号｜ｙi ( s)｜と｜ｙj (s)｜が同時刻に値を持つこと
は少なく、ほとんどの時刻において｜ｙi(ｔ）｜｜ｙ
j(ｔ−τ）｜（τ＞０）で｜ｙi (c)（ｔ）｜｜ｙ
j (s)（ｔ−τ）｜を近似できるであろうという仮定によ
る置き換えである。
【００１１】
τij（ω）＝argmaxΣ｜ｙi(ω，ｔ）｜｜ｙj(ω，ｔ−τ）｜ （７）
ここでΣは、系が時不変であるとみなせる適当な期間、
かつ｜ｙi(ｔ）｜＜｜ｙj(ｔ−τ）｜が成り立っている
時刻での総和とする。また、τmax は予想される残響時
間の最大値から決まる定数である。argmaxは０＜τ＜τ
max でΣの値が最大となるτを求めることを示す。つま
り各ｙi(ω，ｔ）ごとに他の各ｙj(ω，ｔ）との相関が
それぞれ最大となる各ｙi(ω，ｔ）に対する遅延τ
ij（ω）を求める。 （３）遅延過程（図２、Ｓ３） 上記遅延推定手段１２によって求めた各遅延τij（ω）
の分だけ対応する第１の出力信号ｙj(ω，ｔ）を遅延手
段１３でそれぞれ遅延させ、第２の出力信号ｙ j(ω，ｔ
−τij（ω））を得る。 （４）係数推定過程（図２、Ｓ４） 雑音推定のための係数αij（ω）を、｜ｙi (c)(ｔ）｜
b と｜ｙj (s)(ｔ−τij）｜b の相関の正規化値と｜ｙi
(c)(ｔ）｜及び｜ｙj (s)(ｔ−τij）｜の各総和の比と
の積として求める。ｂ＝１の場合は振幅スペクトル、ｂ
＝２の場合はパワースペクトルによる処理になる。
かつ｜ｙi(ｔ）｜＜｜ｙj(ｔ−τ）｜が成り立っている
時刻での総和とする。また、τmax は予想される残響時
間の最大値から決まる定数である。argmaxは０＜τ＜τ
max でΣの値が最大となるτを求めることを示す。つま
り各ｙi(ω，ｔ）ごとに他の各ｙj(ω，ｔ）との相関が
それぞれ最大となる各ｙi(ω，ｔ）に対する遅延τ
ij（ω）を求める。 （３）遅延過程（図２、Ｓ３） 上記遅延推定手段１２によって求めた各遅延τij（ω）
の分だけ対応する第１の出力信号ｙj(ω，ｔ）を遅延手
段１３でそれぞれ遅延させ、第２の出力信号ｙ j(ω，ｔ
−τij（ω））を得る。 （４）係数推定過程（図２、Ｓ４） 雑音推定のための係数αij（ω）を、｜ｙi (c)(ｔ）｜
b と｜ｙj (s)(ｔ−τij）｜b の相関の正規化値と｜ｙi
(c)(ｔ）｜及び｜ｙj (s)(ｔ−τij）｜の各総和の比と
の積として求める。ｂ＝１の場合は振幅スペクトル、ｂ
＝２の場合はパワースペクトルによる処理になる。
【００１２】ここでもやはりｙi (c)(ｔ）とｙj (s)(ｔ）
は未知であるから、それぞれｙi(ｔ）とｙj(ｔ）で置き
換え、係数推定手段１４で以下の式を演算してα
ij（ω）を求める。
は未知であるから、それぞれｙi(ｔ）とｙj(ｔ）で置き
換え、係数推定手段１４で以下の式を演算してα
ij（ω）を求める。
【００１３】
【数２】
【００１４】ここで、Σは、｜ｙi(ω，ｔ）｜が｜ｙ
j(ω，ｔ−τij（ω））｜より小さい時刻の集合 Ｔij（ω）＝｛ｔ｜｜ｙi(ω，ｔ）｜＜｜ｙj(ω，ｔ−τij（ω））｜｝ （ ９） 中の総てのｔ∈Ｔij（ω）に関する総和である。これ
は、ｙi とｙj のどちらがストレート成分の近似でどち
らがクロス成分の近似とするかをスペクトルの大きさで
判断していることに相当する。 （５）雑音推定過程（図２、Ｓ５） 先に述べたようにストレート成分は音源信号の直接音お
よび残響、クロス成分は音源信号の残響に起因してお
り、両者のスペクトルには関連があり、ストレート成分
がある遅延と係数をかけられてクロス成分に漏洩してい
るという見方ができる。そこで、これを複数信号の場合
に拡張し、各周波数ビンおよびチャンネルの組合せごと
の遅延τij（ω）および係数αij（ω）をパラメータと
したモデル化を行う。また、ｙi (s)は未知であるため、
ｙiをｙi (s)の近似値として用い、雑音推定手段１５で
次式を計算して雑音のスペクトル｜ｙi＾(c)(ω，ｔ）
｜を求める。
j(ω，ｔ−τij（ω））｜より小さい時刻の集合 Ｔij（ω）＝｛ｔ｜｜ｙi(ω，ｔ）｜＜｜ｙj(ω，ｔ−τij（ω））｜｝ （ ９） 中の総てのｔ∈Ｔij（ω）に関する総和である。これ
は、ｙi とｙj のどちらがストレート成分の近似でどち
らがクロス成分の近似とするかをスペクトルの大きさで
判断していることに相当する。 （５）雑音推定過程（図２、Ｓ５） 先に述べたようにストレート成分は音源信号の直接音お
よび残響、クロス成分は音源信号の残響に起因してお
り、両者のスペクトルには関連があり、ストレート成分
がある遅延と係数をかけられてクロス成分に漏洩してい
るという見方ができる。そこで、これを複数信号の場合
に拡張し、各周波数ビンおよびチャンネルの組合せごと
の遅延τij（ω）および係数αij（ω）をパラメータと
したモデル化を行う。また、ｙi (s)は未知であるため、
ｙiをｙi (s)の近似値として用い、雑音推定手段１５で
次式を計算して雑音のスペクトル｜ｙi＾(c)(ω，ｔ）
｜を求める。
【００１５】
【数３】
【００１６】ｂ＝１の場合は振幅スペクトル、ｂ＝２の
場合はパワースペクトルによる処理になる。 （６）雑音減算過程（図２、Ｓ６） 雑音推定手段１５によって推定した雑音を第１の出力信
号ｙi(ω，ｔ）から減算器１６で次式の演算により引き
去ることにより第３の出力信号ｙi＾(s)を求める。
場合はパワースペクトルによる処理になる。 （６）雑音減算過程（図２、Ｓ６） 雑音推定手段１５によって推定した雑音を第１の出力信
号ｙi(ω，ｔ）から減算器１６で次式の演算により引き
去ることにより第３の出力信号ｙi＾(s)を求める。
【００１７】
【数４】
【００１８】ｂ＝１の場合は振幅スペクトル、ｂ＝２の
場合はパワースペクトルによる処理になる。ｙi(ω，
ｔ）／｜ｙi(ω，ｔ）｜の乗算は位相成分を与えるもの
である。以上の過程により、第１の出力信号中の雑音が
抑圧された第３の出力信号を得ることができる。図１に
示した雑音抑圧装置を、コンピュータによりプログラム
を実行させて機能させることもできる。つまり図２に示
したステップＳ２以下の処理をコンピュータに行わせる
雑音抑圧プログラムをコンピュータに、ＣＤ−ＲＯＭ、
可撓性磁気ディスクその他の記録媒体又は通信回線を介
してインストロールして、そのプログラムを実行させれ
ばよい。
場合はパワースペクトルによる処理になる。ｙi(ω，
ｔ）／｜ｙi(ω，ｔ）｜の乗算は位相成分を与えるもの
である。以上の過程により、第１の出力信号中の雑音が
抑圧された第３の出力信号を得ることができる。図１に
示した雑音抑圧装置を、コンピュータによりプログラム
を実行させて機能させることもできる。つまり図２に示
したステップＳ２以下の処理をコンピュータに行わせる
雑音抑圧プログラムをコンピュータに、ＣＤ−ＲＯＭ、
可撓性磁気ディスクその他の記録媒体又は通信回線を介
してインストロールして、そのプログラムを実行させれ
ばよい。
【００１９】
【発明の効果】この発明の効果を、Ｎ＝２の場合につい
て実験によって評価した結果を示す。話者４名（男声
２、女声２）、２通りの文の音声を用い、計２４通りの
組み合わせについて音源分離過程により得た第１の出力
信号の分離性能と、この発明によって雑音抑圧された第
３の出力信号の分離性能とを比較した。ストレート成分
ｙi (s)をリファレンス信号として、 出力ＳＮＲi ≡１０log（｜ｙi (s)｜2 ／｜ｙ＾i (s)−ｙi (s)｜2 ）（ｄＢ ） （12） から雑音抑圧比（Noise Reduction Rate）ＮＲＲi ≡出
力ＳＮＲi −入力ＳＮＲ i を求め、ＮＲＲ1 とＮＲＲ2
の平均値ＮＲＲを評価尺度として用いる。
て実験によって評価した結果を示す。話者４名（男声
２、女声２）、２通りの文の音声を用い、計２４通りの
組み合わせについて音源分離過程により得た第１の出力
信号の分離性能と、この発明によって雑音抑圧された第
３の出力信号の分離性能とを比較した。ストレート成分
ｙi (s)をリファレンス信号として、 出力ＳＮＲi ≡１０log（｜ｙi (s)｜2 ／｜ｙ＾i (s)−ｙi (s)｜2 ）（ｄＢ ） （12） から雑音抑圧比（Noise Reduction Rate）ＮＲＲi ≡出
力ＳＮＲi −入力ＳＮＲ i を求め、ＮＲＲ1 とＮＲＲ2
の平均値ＮＲＲを評価尺度として用いる。
【００２０】実験結果を図４に示す。横軸は第１の出力
信号のＮＲＲ、縦軸はこの発明による第３の出力信号の
ＮＲＲであり、音声の組合せごとに点をプロットしてい
る。すべての組合せにおいてこの発明で処理した第３の
出力信号の方が性能が向上しており、ＮＲＲ改善量は残
響時間１５０ｍｓの場合に１．３〜６．３ｄＢ（平均
３．９ｄＢ）、残響時間３００ｍｓの場合に１．７〜
４．４ｄＢ（平均３．１ｄＢ）であり、第１の信号に含
まれる雑音が抑圧されていることが確認できた。以上説
明したように、この発明によれば、音源分離過程によっ
て出力された出力信号中に含まれる残留雑音を抑圧する
ことができる。
信号のＮＲＲ、縦軸はこの発明による第３の出力信号の
ＮＲＲであり、音声の組合せごとに点をプロットしてい
る。すべての組合せにおいてこの発明で処理した第３の
出力信号の方が性能が向上しており、ＮＲＲ改善量は残
響時間１５０ｍｓの場合に１．３〜６．３ｄＢ（平均
３．９ｄＢ）、残響時間３００ｍｓの場合に１．７〜
４．４ｄＢ（平均３．１ｄＢ）であり、第１の信号に含
まれる雑音が抑圧されていることが確認できた。以上説
明したように、この発明によれば、音源分離過程によっ
て出力された出力信号中に含まれる残留雑音を抑圧する
ことができる。
【図１】この発明の実施例の機能構成を示す図。
【図２】この発明の実施例の処理手順を示す流れ図。
【図３】第１の出力信号の狭帯域信号のストレートおよ
びクロス成分の例を示す図。
びクロス成分の例を示す図。
【図４】この発明の効果を説明するための実験結果を示
す図。
す図。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 澤田 宏
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
(72)発明者 牧野 昭二
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
Ｆターム(参考） 5D015 DD02 EE05
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｎ（Ｎ≧２）個の音源信号が混在するＭ
（Ｍ≧Ｎ）個の混合音を第１の入力信号とし、第１の入
力信号からＮ個の音源信号を推定して、第１の出力信号
を出力する音源分離過程の後段で行う処理として、第１
の出力信号に含まれる雑音を抑圧する雑音抑圧方法であ
って、 上記第１の出力信号の他の各第１の出力信号との相互相
関を最大にするような遅延を求める遅延推定過程と、 上記遅延推定過程によって求めた遅延に基づいて対応す
る第１の出力信号を遅延させて第２の出力信号を出力す
る遅延過程と、 第１の出力信号と第２の出力信号を用いて第１の出力信
号中に含まれる雑音成分の係数を推定する係数推定過程
と、 上記係数を第２の出力信号に乗じて雑音を推定する雑音
推定過程と、 推定した雑音を第１の出力信号から引き去ることにより
第３の出力信号を得る雑音減算過程とを有することを特
徴とする雑音抑圧方法。 - 【請求項２】 Ｎ（Ｎ≧２）個の音源信号が混在するＭ
（Ｍ≧Ｎ）個の混合音を第１の入力信号とし、第１の入
力信号からＮ個の音源信号を推定して、第１の出力信号
を出力する音源分離装置よりの第１の出力信号に含まれ
る雑音を抑圧する雑音抑圧装置であって、 上記各第１の出力信号の他の各第１の出力信号との相互
相関を最大にするような遅延を求める遅延推定手段と、 上記遅延推定手段によって求めた遅延に基づいて対応す
る第１の出力信号を遅延させて第２の出力信号を出力す
る遅延手段と、 第１の出力信号と第２の出力信号を用いて第１の出力信
号中に含まれる雑音成分の係数を推定する係数推定手段
と、 上記係数を第２の出力信号に乗じて雑音を推定する雑音
推定手段と、 推定した雑音を第１の出力信号から引き去ることにより
第３の出力信号を得る雑音減算手段とを備えることを特
徴とする雑音抑圧装置。 - 【請求項３】 Ｎ（Ｎ≧２）個の音源信号が混在するＭ
（Ｍ≧Ｎ）個の混合音を第１の入力信号とし、第１の入
力信号からＮ個の音源信号を推定して、第１の出力信号
を出力する音源分離過程の後段で行う処理として、 上記各第１の出力信号の他の各第１の出力信号との相互
相関を最大にするような遅延を求める処理と、 求めた遅延に基づいて対応する第１の出力信号を遅延さ
せて第２の出力信号を出力する処理と、 第１の出力信号と第２の出力信号を用いて第１の出力信
号中に含まれる雑音成分の係数を推定する処理と、 上記係数を対応する第２の出力信号に乗じて雑音を推定
する処理と、 その推定した雑音を第１の出力信号から引き去ることに
より雑音抑圧された第３の出力信号を得る処理と、をコ
ンピュータに実行させるための雑音抑圧プログラム。 - 【請求項４】 請求項３記載の雑音抑圧プログラムを記
録したコンピュータにより読み出し可能な記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001291277A JP3831220B2 (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | 雑音抑圧方法及びその装置、雑音抑圧プログラム並びにそのプログラム記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001291277A JP3831220B2 (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | 雑音抑圧方法及びその装置、雑音抑圧プログラム並びにそのプログラム記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003099093A true JP2003099093A (ja) | 2003-04-04 |
| JP3831220B2 JP3831220B2 (ja) | 2006-10-11 |
Family
ID=19113450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001291277A Expired - Fee Related JP3831220B2 (ja) | 2001-09-25 | 2001-09-25 | 雑音抑圧方法及びその装置、雑音抑圧プログラム並びにそのプログラム記録媒体 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3831220B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004079388A1 (ja) * | 2003-03-04 | 2004-09-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 位置情報推定装置、その方法、及びプログラム |
| JP2005308771A (ja) * | 2004-04-16 | 2005-11-04 | Nec Corp | 雑音除去方法、雑音除去装置とシステム及び雑音除去用プログラム |
| JP2009540378A (ja) * | 2006-06-14 | 2009-11-19 | シーメンス アウディオローギッシェ テヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 信号分離器、マイクロフォン信号に基づいて出力信号を決定するための方法、及び、コンピュータプログラム |
| US8208648B2 (en) * | 2007-03-09 | 2012-06-26 | Pioneer Corporation | Sound field reproducing device and sound field reproducing method |
-
2001
- 2001-09-25 JP JP2001291277A patent/JP3831220B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US7039546B2 (en) | 2003-03-04 | 2006-05-02 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Position information estimation device, method thereof, and program |
| JP2005308771A (ja) * | 2004-04-16 | 2005-11-04 | Nec Corp | 雑音除去方法、雑音除去装置とシステム及び雑音除去用プログラム |
| JP4543731B2 (ja) * | 2004-04-16 | 2010-09-15 | 日本電気株式会社 | 雑音除去方法、雑音除去装置とシステム及び雑音除去用プログラム |
| JP2009540378A (ja) * | 2006-06-14 | 2009-11-19 | シーメンス アウディオローギッシェ テヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 信号分離器、マイクロフォン信号に基づいて出力信号を決定するための方法、及び、コンピュータプログラム |
| US8208648B2 (en) * | 2007-03-09 | 2012-06-26 | Pioneer Corporation | Sound field reproducing device and sound field reproducing method |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3831220B2 (ja) | 2006-10-11 |
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