JP2014137414A - 雑音抑圧装置、方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】位相差利用範囲算出部12が、マイク間距離d、及びサンプリング周波数Fsに基づいて、入力音声信号間の位相差が位相回転を生じない周波数帯域を位相差利用範囲として算出する。振幅条件算出部14が、マイク間距離d及び目的音声の音源位置(θ、ds)に基づいて、入力音声信号間の振幅比を利用して雑音を判定するための振幅条件を算出する。位相差由来抑圧係数算出部26が、位相差利用範囲において位相差に基づく位相差由来抑圧係数αを算出する。振幅比由来抑圧係数算出部28が、振幅比と振幅条件とに基づく振幅比由来抑圧係数βを算出する。抑圧係数算出部30が、αとβとから抑圧係数γを算出し、抑圧信号生成部32が、抑圧係数γを入力音声信号の振幅値に乗算して抑圧信号を生成する。
【選択図】図1
Description
図1に、第1実施形態に係る雑音抑圧装置10を示す。雑音抑圧装置10には、複数のマイクロフォンを所定間隔で配置したマイクアレイ11が接続されている。マイクアレイ11には、少なくとも2つのマイクロフォンが含まれる。ここでは、マイクロフォン11a及びマイクロフォン11bの2つのマイクロフォンが含まれる場合を例に説明する。
d≦c/Fsの場合 Fmax=Fs/2 ・・・(1)
d>c/Fsの場合 Fmax=c/(d*2) ・・・(2)
位相差利用範囲算出部12は、算出したFmax以下の周波数帯域を位相差利用範囲として設定する。
R={ds/(ds+d×cosθ)}(0≦θ≦180) ・・・(3)
そこで、抑圧せずに残したい目的音声の音源がθmin以上、θmax以下に存在する場合には、振幅比Rが(4)式及び(5)式で表されるRmin以上、Rmaxの以下の値になる。
Rmin=ds/(ds+d×cosθmin) ・・・(4)
Rmax=ds/(ds+d×cosθmax) ・・・(5)
振幅条件算出部14は、算出したRmin及びRmaxで表される範囲Rmin〜Rmaxに入力音声信号1と入力音声信号2との振幅比Rが含まれる場合には、その入力音声信号が目的音声であると判定する振幅条件を設定する。
Rf=IN2f/IN1f ・・・(6)
f>Fmaxの場合 αf=1.0
f≦Fmax、かつ位相差が斜線の範囲内の場合 αf=1.0
f≦Fmax、かつ位相差が斜線の範囲外の場合 αf=αmin
Rmin≦Rf≦Rmaxの場合 βf=1.0
Rf<Rmin,Rf>Rmaxの場合 βf=βmin
Rmin≦Rf≦Rmaxの場合 βf=1.0
Rmin−0.1≦Rf≦Rminの場合
βf=10(1.0−βmin)Rf−10Rmin(1.0−βmin)+1.0
Rmax≦Af≦Rmax+0.1の場合
βf=−10(1.0−βmin)Rf+10Rmax(1.0−βmin)+1.0
Rf<Rmin−0.1,Rf>Rmax+0.1の場合 βf=βmin
γf=αf×βf
また、上記の例に限らず、αとβとの平均や重み付和などで抑圧係数γを算出してもよい。
αf<βfの場合 γf=αf
αf>βfの場合 γf=βf
f>Fmaxの場合 Rmin=0.7 Rmax=1.4
f≦Fmaxの場合 Rmin=0.6 Rmax=1.5
これにより、位相差を利用した抑圧が行われる位相差利用範囲における過剰な抑圧を防ぐことができる。
図12に、第2実施形態に係る雑音抑圧装置210を示す。なお、第2実施形態に係る雑音抑圧装置210において、第1実施形態に係る雑音抑圧装置10と同一の部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
入力音声信号レベル/定常雑音レベル<1.1の場合 ε=εmin
入力音声信号レベル/定常雑音レベル≧1.1の場合 ε=1.0
なお、εminは0<εmin<1の値であり、例えば、抑圧量を−3dBにしたい場合には、εminは約0.7、抑圧量を−6dBにしたい場合にはεminは0.5となる。また、位相差由来抑圧係数αや振幅比由来抑圧係数βと同様に、入力音声信号レベル/定常雑音レベルが抑圧範囲外の場合に、抑圧範囲から外れるにしたがって、定常雑音由来抑圧係数εを1.0からεminに徐々に変化するように算出してもよい。
ε≠1.0の場合 γ=ε
ε=1.0の場合 γ=α×β または γ=α、βの最小値
ε<εthrの場合 γ=ε
ε≧εthrの場合 γ=α×β または γ=α、βの最小値
入力音声信号レベル≦定常雑音レベル γ=ε
入力音声信号レベル>定常雑音レベル γ=α、β、εの最小値
マイクアレイに含まれる複数のマイクロフォン間のマイク間距離、及びサンプリング周波数に基づいて、前記複数のマイクロフォンの各々から入力された目的音声及び雑音を含む入力音声信号間の周波数毎の位相差が位相回転を生じない周波数帯域を位相差利用範囲として算出する位相差利用範囲算出部と、前記入力音声信号間の周波数毎の振幅比または振幅差に基づいて、前記入力音声信号が前記目的音声か前記雑音かを判定するための振幅条件を、前記マイク間距離、及び前記目的音声の音源の位置に基づいて算出する振幅条件算出部と、前記位相差利用範囲算出部で算出された位相差利用範囲において、位相差に基づく位相差由来抑圧係数を周波数毎に算出する位相差由来抑圧係数算出部と、前記振幅比または振幅差と、前記振幅条件算出部で算出された振幅条件とに基づく振幅比由来抑圧係数を周波数毎に算出する振幅比由来抑圧係数算出部と、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧する抑圧部と、を含む雑音抑圧装置。
前記抑圧部は、前記位相差利用範囲内において、前記振幅比由来抑圧係数より前記位相差由来抑圧係数を優先的に用いた前記抑圧係数を定める付記1記載の雑音抑圧装置。
前記抑圧部は、前記位相差利用範囲外では、前記振幅比由来抑圧係数を前記抑圧係数として定める付記1または付記2記載の雑音抑圧装置。
前記抑圧部は、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とを乗算した値、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数との平均、または前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数との重み付和を前記抑圧係数として定める付記1記載の雑音抑圧装置。
前記抑圧部は、前記位相差由来抑圧係数及び前記振幅比由来抑圧係数のうち、抑圧の度合いが大きい方を前記抑圧係数として定める付記1記載の雑音抑圧装置。
前記入力音声信号に基づいて推定した定常雑音のレベルと、前記入力音声信号のレベルとに基づいて、定常雑音由来抑圧係数を算出する定常雑音由来抑圧係数算出部を含み、前記抑圧部は、前記定常雑音由来抑圧係数と前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧する付記1〜付記3のいずれかに記載の雑音抑圧装置。
前記抑圧部は、前記定常雑音由来抑圧係数が示す抑圧の度合いが予め定めた大きさより小さい場合は、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで前記抑圧係数を定め、前記定常雑音由来抑圧係数が示す抑圧の度合いが前記予め定めた大きさより大きい場合は、前記定常雑音由来抑圧係数を前記抑圧係数として定める付記6記載の雑音抑圧装置。
前記抑圧部は、前記入力音声信号のレベルが前記定常雑音のレベルよりも大きい場合は、前記定常雑音由来抑圧係数、前記位相差由来抑圧係数、及び前記振幅比由来抑圧係数のうち、抑圧の度合いが最も大きい係数を前記抑圧係数として定める付記6記載の雑音抑圧装置。
マイクアレイに含まれる複数のマイクロフォン間のマイク間距離、及びサンプリング周波数に基づいて、前記複数のマイクロフォンの各々から入力された目的音声及び雑音を含む入力音声信号間の周波数毎の位相差が位相回転を生じない周波数帯域を位相差利用範囲として算出し、前記入力音声信号間の周波数毎の振幅比または振幅差に基づいて、前記入力音声信号が前記目的音声か前記雑音かを判定するための振幅条件を、前記マイク間距離、及び前記目的音声の音源の位置に基づいて算出し、算出された位相差利用範囲において、位相差に基づく位相差由来抑圧係数を周波数毎に算出し、前記振幅比または振幅差と、算出された振幅条件とに基づく振幅比由来抑圧係数を周波数毎に算出し、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧することを含む雑音抑圧方法。
前記位相差利用範囲内において、前記振幅比由来抑圧係数より前記位相差由来抑圧係数を優先的に用いた前記抑圧係数を定める付記9記載の雑音抑圧方法。
前記位相差利用範囲外において、前記振幅比由来抑圧係数を前記抑圧係数として定める付記1または付記2記載の雑音抑圧方法。
前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とを乗算した値、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数との平均、または前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数との重み付和を前記抑圧係数として定める付記9記載の雑音抑圧方法。
前記位相差由来抑圧係数及び前記振幅比由来抑圧係数のうち、抑圧の度合いが大きい方を前記抑圧係数として定める付記9記載の雑音抑圧方法。
前記入力音声信号に基づいて推定した定常雑音のレベルと、前記入力音声信号のレベルとに基づいて、定常雑音由来抑圧係数を算出し、前記定常雑音由来抑圧係数と前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧することを含む付記9〜付記13のいずれかに記載の雑音抑圧方法。
前記定常雑音由来抑圧係数が示す抑圧の度合いが予め定めた大きさより小さい場合は、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで前記抑圧係数を定め、前記定常雑音由来抑圧係数が示す抑圧の度合いが前記予め定めた大きさより大きい場合は、前記定常雑音由来抑圧係数を前記抑圧係数として定める付記11記載の雑音抑圧方法。
前記入力音声信号のレベルが前記定常雑音のレベルよりも大きい場合は、前記定常雑音由来抑圧係数、前記位相差由来抑圧係数、及び前記振幅比由来抑圧係数のうち、抑圧の度合いが最も大きい係数を抑圧係数として用いて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧する付記15記載の雑音抑圧方法。
コンピュータに、マイクアレイに含まれる複数のマイクロフォン間のマイク間距離、及びサンプリング周波数に基づいて、前記複数のマイクロフォンの各々から入力された目的音声及び雑音を含む入力音声信号間の周波数毎の位相差が位相回転を生じない周波数帯域を位相差利用範囲として算出し、前記入力音声信号間の周波数毎の振幅比または振幅差に基づいて、前記入力音声信号が前記目的音声か前記雑音かを判定するための振幅条件を、前記マイク間距離、及び前記目的音声の音源の位置に基づいて算出し、算出された位相差利用範囲において、位相差に基づく位相差由来抑圧係数を周波数毎に算出し、前記振幅比または振幅差と、算出された振幅条件とに基づく振幅比由来抑圧係数を周波数毎に算出し、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧することを含む処理を実行させるための雑音抑圧プログラム。
前記位相差利用範囲内において、前記振幅比由来抑圧係数より前記位相差由来抑圧係数を優先的に用いた前記抑圧係数を定める付記17記載の雑音抑圧プログラム。
前記位相差利用範囲外において、前記振幅比由来抑圧係数を前記抑圧係数として定める付記17または付記18記載の雑音抑圧プログラム。
前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とを乗算した値、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数との平均、または前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数との重み付和を前記抑圧係数として定める付記17記載の雑音抑圧プログラム。
前記位相差由来抑圧係数及び前記振幅比由来抑圧係数のうち、抑圧の度合いが大きい方を前記抑圧係数として定める付記17記載の雑音抑圧プログラム。
前記入力音声信号に基づいて推定した定常雑音のレベルと、前記入力音声信号のレベルとに基づいて、定常雑音由来抑圧係数を算出し、前記定常雑音由来抑圧係数と前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧することを含む付記17〜付記21のいずれかに記載の雑音抑圧プログラム。
前記定常雑音由来抑圧係数が示す抑圧の度合いが予め定めた大きさより小さい場合は、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで前記抑圧係数を定め、前記定常雑音由来抑圧係数が示す抑圧の度合いが前記予め定めた大きさより大きい場合は、前記定常雑音由来抑圧係数を前記抑圧係数として定める付記22記載の雑音抑圧プログラム。
前記入力音声信号のレベルが前記定常雑音のレベルよりも大きい場合は、前記定常雑音由来抑圧係数、前記位相差由来抑圧係数、及び前記振幅比由来抑圧係数のうち、抑圧の度合いが最も大きい係数を前記抑圧係数として定める付記22記載の雑音抑圧プログラム。
前記位相差利用範囲に含まれる周波数では、前記位相差由来抑圧係数を優先的に用いて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧する付記15〜付記20のいずれかに記載の雑音抑圧方法。
11 マイクアレイ
11a マイクロフォン
11b マイクロフォン
12 位相差利用範囲算出部
14 振幅条件算出部
22 位相差算出部
24 振幅比算出部
26、226 位相差由来抑圧係数算出部
28、228 振幅比由来抑圧係数算出部
30、230 抑圧係数算出部
32 抑圧信号生成部
36 定常雑音推定部
38 定常雑音由来抑圧係数算出部
40、240 コンピュータ
Claims (10)
- マイクアレイに含まれる複数のマイクロフォン間のマイク間距離、及びサンプリング周波数に基づいて、前記複数のマイクロフォンの各々から入力された目的音声及び雑音を含む入力音声信号間の周波数毎の位相差が位相回転を生じない周波数帯域を位相差利用範囲として算出する位相差利用範囲算出部と、
前記入力音声信号間の周波数毎の振幅比または振幅差に基づいて、前記入力音声信号が前記目的音声か前記雑音かを判定するための振幅条件を、前記マイク間距離、及び前記目的音声の音源の位置に基づいて算出する振幅条件算出部と、
前記位相差利用範囲算出部で算出された位相差利用範囲において、位相差に基づく位相差由来抑圧係数を周波数毎に算出する位相差由来抑圧係数算出部と、
前記振幅比または振幅差と、前記振幅条件算出部で算出された振幅条件とに基づく振幅比由来抑圧係数を周波数毎に算出する振幅比由来抑圧係数算出部と、
前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧する抑圧部と、
を含む雑音抑圧装置。 - 前記抑圧部は、前記位相差利用範囲内において、前記振幅比由来抑圧係数より前記位相差由来抑圧係数を優先的に用いた前記抑圧係数を定める請求項1記載の雑音抑圧装置。
- 前記抑圧部は、前記位相差利用範囲外において、前記振幅比由来抑圧係数を前記抑圧係数として定める請求項1または請求項2記載の雑音抑圧装置。
- 前記抑圧部は、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とを乗算した値、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数との平均値、または前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数との重み付和を前記抑圧係数として定める請求項1記載の雑音抑圧装置。
- 前記抑圧部は、前記位相差由来抑圧係数及び前記振幅比由来抑圧係数のうち、抑圧の度合いが大きい方を前記抑圧係数として定める請求項1記載の雑音抑圧装置。
- 前記入力音声信号に基づいて推定した定常雑音のレベルと、前記入力音声信号のレベルとに基づいて、定常雑音由来抑圧係数を算出する定常雑音由来抑圧係数算出部を含み、
前記抑圧部は、前記定常雑音由来抑圧係数と前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧する
請求項1〜請求項5のいずれか1項記載の雑音抑圧装置。 - 前記抑圧部は、前記定常雑音由来抑圧係数が示す抑圧の度合いが予め定めた大きさより小さい場合は、前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで前記抑圧係数を定め、前記定常雑音由来抑圧係数が示す抑圧の度合いが前記予め定めた大きさより大きい場合は、前記定常雑音由来抑圧係数を前記抑圧係数として定める請求項6記載の雑音抑圧装置。
- 前記抑圧部は、前記入力音声信号のレベルが前記定常雑音のレベルよりも大きい場合は、前記定常雑音由来抑圧係数、前記位相差由来抑圧係数、及び前記振幅比由来抑圧係数のうち、抑圧の度合いが最も大きい係数を前記抑圧係数として定める請求項6記載の雑音抑圧装置。
- マイクアレイに含まれる複数のマイクロフォン間のマイク間距離、及びサンプリング周波数に基づいて、前記複数のマイクロフォンの各々から入力された目的音声及び雑音を含む入力音声信号間の周波数毎の位相差が位相回転を生じない周波数帯域を位相差利用範囲として算出し、
前記入力音声信号間の周波数毎の振幅比または振幅差に基づいて、前記入力音声信号が前記目的音声か前記雑音かを判定するための振幅条件を、前記マイク間距離、及び前記目的音声の音源の位置に基づいて算出し、
算出された位相差利用範囲において、位相差に基づく位相差由来抑圧係数を周波数毎に算出し、
前記振幅比または振幅差と、算出された振幅条件とに基づく振幅比由来抑圧係数を周波数毎に算出し、
前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧すること
を含む雑音抑圧方法。 - コンピュータに、
マイクアレイに含まれる複数のマイクロフォン間のマイク間距離、及びサンプリング周波数に基づいて、前記複数のマイクロフォンの各々から入力された目的音声及び雑音を含む入力音声信号間の周波数毎の位相差が位相回転を生じない周波数帯域を位相差利用範囲として算出し、
前記入力音声信号間の周波数毎の振幅比または振幅差に基づいて、前記入力音声信号が前記目的音声か前記雑音かを判定するための振幅条件を、前記マイク間距離、及び前記目的音声の音源の位置に基づいて算出し、
算出された位相差利用範囲において、位相差に基づく位相差由来抑圧係数を周波数毎に算出し、
前記振幅比または振幅差と、算出された振幅条件とに基づく振幅比由来抑圧係数を周波数毎に算出し、
前記位相差由来抑圧係数と前記振幅比由来抑圧係数とで定めた抑圧係数に基づいて、前記入力音声信号に含まれる雑音を抑圧すること
を含む処理を実行させるための雑音抑圧プログラム。
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