JP2018031820A - Signal processor, signal processing method, and signal processing program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately estimate a second signal if the magnitude of the second signal has suddenly increased, in a mixed signal of a first signal and the second signal.SOLUTION: A signal processor 800 includes: an estimation unit 803 for estimating a second signal of a mixed signal, by using the mixed signal of a first signal and the second signal and providing the second signal as an estimated second signal; and a determination unit 802 for determining whether the estimated second signal is too small, by using the mixed signal and the estimated second signal, the estimation unit 803 initializing the estimation processing on the basis of the result of determination by the determination unit 802.SELECTED DRAWING: Figure 14

Description

本願発明は、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号を推定する信号処理技術に関する。   The present invention relates to a signal processing technique for estimating a second signal in a mixed signal including a first signal and a second signal.

携帯電話など様々な音声端末においては、第一信号(例えば音声などの注目すべき所望信号)と第二信号(例えば雑音(ノイズ)などの非所望信号)とを含む混在信号から、第二信号を推定する第二信号推定技術が使われている。第二信号推定技術は、混在信号と推定第二信号の関係に基づいて、混在信号に第一信号が含まれているか否かを判定する音声検出技術に利用されている。また、第二信号を抑圧することによって、第一信号を強調した出力信号を生成する雑音抑圧技術に利用されている。   In various audio terminals such as mobile phones, a second signal is generated from a mixed signal including a first signal (for example, a notable desired signal such as voice) and a second signal (for example, an undesired signal such as noise). A second signal estimation technique is used to estimate. The second signal estimation technique is used for a voice detection technique for determining whether or not the mixed signal contains the first signal based on the relationship between the mixed signal and the estimated second signal. Further, it is used in a noise suppression technique for generating an output signal in which the first signal is emphasized by suppressing the second signal.

このような技術に関連する技術として、特許文献1には、第二信号の音量を推定し、推定第二信号の音量に対応した閾値と、混在信号の音量を比較することにより音声の検出を行なう技術が開示されている。   As a technique related to such a technique, in Patent Document 1, the volume of the second signal is estimated, and the threshold corresponding to the volume of the estimated second signal is compared with the volume of the mixed signal to detect the voice. Techniques for performing are disclosed.

また、特許文献2には、第一信号と第二信号とが混在した混在信号(入力信号)を処理することによって第二信号を抑圧する信号処理装置が開示されている。この装置は、当該混在信号に含まれる背景音信号を推定する。そしてこの装置は、第二信号を、背景音より小さくならないように、第二信号の抑圧を抑制する。   Patent Document 2 discloses a signal processing device that suppresses the second signal by processing a mixed signal (input signal) in which the first signal and the second signal are mixed. This apparatus estimates a background sound signal included in the mixed signal. And this apparatus suppresses suppression of a 2nd signal so that a 2nd signal may not become smaller than a background sound.

また、特許文献3には、第一信号と第二信号とが混在した混在信号を処理することによって第二信号を抑圧する信号処理装置が開示されている。この装置は、当該混在信号に含まれる第一信号の重要度を、その第一信号を構成する複数の周波数成分ごとに分析する。そしてこの装置は、その分析の結果、重要度の低い周波数成分に比べて、重要度の高い周波数成分に対する第二信号の抑圧を抑制する。   Patent Document 3 discloses a signal processing device that suppresses the second signal by processing a mixed signal in which the first signal and the second signal are mixed. This apparatus analyzes the importance of the first signal included in the mixed signal for each of a plurality of frequency components constituting the first signal. As a result of the analysis, this apparatus suppresses the suppression of the second signal with respect to the frequency component with high importance as compared with the frequency component with low importance.

また、非特許文献1には、第一信号と第二信号とが混在した混在信号が供給されはじめた初期の平均値を第二信号の推定値として抑圧係数を求め、混在信号に含まれる第二信号を抑圧する方法が開示されている。   Further, in Non-Patent Document 1, a suppression coefficient is obtained by using an initial average value when a mixed signal in which a first signal and a second signal are mixed is supplied as an estimated value of the second signal, and is included in the mixed signal. A method for suppressing two signals is disclosed.

また、非特許文献2には、第二信号の推定値と、混在信号とから求めた抑圧係数を混在信号に乗算することにより第二信号を抑圧し、第一信号を強調する方法が開示されている。この方法では、その際、第一信号と第二信号との推定パワー比に応じた重みづけを混在信号に施すことによって、第二信号を継続的に推定する。   Non-Patent Document 2 discloses a method of enhancing the first signal by suppressing the second signal by multiplying the mixed signal by the suppression coefficient obtained from the estimated value of the second signal and the mixed signal. ing. In this method, the second signal is continuously estimated by weighting the mixed signal according to the estimated power ratio between the first signal and the second signal.

特開2013-005418号公報JP 2013-005418 国際公開第2012-070670号International Publication No.2012-070670 国際公開第2012-070668号International Publication No.2012-070668

Y. Ephraim and D. Malah, "Speech enhancement using a minimum mean-square error short-time spectral amplitude estimator," IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-32, no. 6, pp. 1109-1121, Dec. 1984.Y. Ephraim and D. Malah, "Speech enhancement using a minimum mean-square error short-time spectral amplitude estimator," IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-32, no. 6, pp. 1109 -1121, Dec. 1984. M. Kato, A. Sugiyama, and M. Serizawa, "Noise suppression with high speech quality based on weighted noise estimation and MMSE STSA," IEICE Trans. Fundamentals (Japanese Edition), vol.J87-A, no.7, pp.851-860, July 2004.M. Kato, A. Sugiyama, and M. Serizawa, "Noise suppression with high speech quality based on weighted noise estimation and MMSE STSA," IEICE Trans. Fundamentals (Japanese Edition), vol.J87-A, no.7, pp .851-860, July 2004. S. Boll, "Suppression of acoustic noise in speech using spectral subtraction," IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-27, no. 2, pp. 113-120, Apr. 1979.S. Boll, "Suppression of acoustic noise in speech using spectral subtraction," IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-27, no. 2, pp. 113-120, Apr. 1979. R. Martin, "Spectral subtraction based on minimum statistics," Proc. of EUSPICO-94, pp.1182-1185, Sept. 1994R. Martin, "Spectral subtraction based on minimum statistics," Proc. Of EUSPICO-94, pp.1182-1185, Sept. 1994 R. McAulay and M. Malpass, "Speech enhancement using a soft-decision noise suppression filter," IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-28, no. 2, pp. 137-145, Apr. 1980.R. McAulay and M. Malpass, "Speech enhancement using a soft-decision noise suppression filter," IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-28, no. 2, pp. 137-145, Apr. 1980. N. Virag, "Single channel speech enhancement based on masking properties of the human auditory system," IEEE Trans. Speech and Audio Signal Processing, vol. 7, no. 2, pp. 126-137, March 1999.N. Virag, "Single channel speech enhancement based on masking properties of the human auditory system," IEEE Trans.Speech and Audio Signal Processing, vol. 7, no. 2, pp. 126-137, March 1999. Y. Ephraim and D. Malah, "Speech enhancement using a minimum mean-square error log-spectral amplitude estimator," IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-33, no. 2, pp. 443-445, Dec. 1985.Y. Ephraim and D. Malah, "Speech enhancement using a minimum mean-square error log-spectral amplitude estimator," IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-33, no. 2, pp. 443- 445, Dec. 1985. M. Kato and A. Sugiyama, "A Wind-Noise Suppressor Based on Wind-Onset Detection and Spectral Gain Modification," Proc. of IWAENC 2014, pp.145 - 149, Sept. 2014M. Kato and A. Sugiyama, "A Wind-Noise Suppressor Based on Wind-Onset Detection and Spectral Gain Modification," Proc. Of IWAENC 2014, pp.145-149, Sept. 2014

しかしながら、上記文献に記載の技術では、雑音成分である第二信号が突然大きくなることを想定していない。このため、混在信号に含まれる第二信号が突然大きくなった場合、第二信号を正確に推定することができない。その結果、第一信号が混在信号に含まれているか否かを正しく判定できない。また、第二信号の抑圧を十分に行うことができず、出力信号の品質が低下する。本願発明の主たる目的は、この問題を解決する信号処理装置等を提供することである。   However, the technique described in the above document does not assume that the second signal, which is a noise component, suddenly increases. For this reason, when the second signal included in the mixed signal suddenly increases, the second signal cannot be accurately estimated. As a result, it cannot be correctly determined whether or not the first signal is included in the mixed signal. Further, the second signal cannot be sufficiently suppressed, and the quality of the output signal is lowered. The main object of the present invention is to provide a signal processing apparatus or the like that solves this problem.

本願発明の一態様に係る信号処理装置は、第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、前記混在信号に混在する第二信号を推定し、推定第二信号として提供する推定手段と、前記混在信号と前記推定第二信号とを用いて、前記推定第二信号が過小であるか否かを判定する第一の判定手段と、を備え、前記推定手段は、前記第一の判定手段での判定の結果に基づいて、推定処理を初期化することを特徴とする。   The signal processing apparatus according to an aspect of the present invention uses a mixed signal in which a first signal and a second signal are mixed, estimates a second signal mixed in the mixed signal, and provides an estimated second signal Means and first determination means for determining whether or not the estimated second signal is excessive using the mixed signal and the estimated second signal, wherein the estimating means includes the first The estimation process is initialized based on the determination result of the determination means.

上記目的を達成する他の見地において、本願発明の一態様に係る信号処理方法は、情報処理装置によって、第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、前記混在信号に混在する第二信号を推定し、推定第二信号として提供し、前記混在信号と前記推定第二信号を用いて、前記推定第二信号が過小であるか否かを判定し、その判定の結果に基づいて、推定処理を初期化する。   In another aspect of achieving the above object, a signal processing method according to an aspect of the present invention uses a mixed signal in which a first signal and a second signal are mixed by an information processing device to be mixed in the mixed signal. A second signal is estimated and provided as an estimated second signal. Using the mixed signal and the estimated second signal, it is determined whether or not the estimated second signal is too small. Based on the result of the determination To initialize the estimation process.

また、上記目的を達成する更なる見地において、本願発明の一態様に係る信号処理プログラムは、第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、前記混在信号に混在する第二信号を推定し、推定第二信号として提供する推定処理と、前記混在信号と前記推定第二信号を用いて、前記推定第二信号が過小であるか否かを判定する判定処理と、をコンピュータに実行させ、前記推定処理は、前記判定処理での判定の結果に基づいて、前記第二信号を推定する処理を初期化することを特徴とする。   In a further aspect of achieving the above object, a signal processing program according to an aspect of the present invention uses a mixed signal in which a first signal and a second signal are mixed, and a second signal mixed in the mixed signal. And a determination process for determining whether or not the estimated second signal is too small using the mixed signal and the estimated second signal. The estimation process is executed, and the process of estimating the second signal is initialized based on a result of the determination in the determination process.

更に、本願発明は、係る信号処理プログラム(コンピュータプログラム)が格納された、コンピュータ読み取り可能な、不揮発性の記録媒体によっても実現可能である。   Furthermore, the present invention can also be realized by a computer-readable non-volatile recording medium in which such a signal processing program (computer program) is stored.

本願発明は、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定できる。   The present invention can accurately estimate the second signal even in the mixed signal including the first signal and the second signal even when the magnitude of the second signal suddenly increases.

本願発明の第1乃至第6の実施形態に係る信号処理装置100の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus 100 which concerns on the 1st thru | or 6th embodiment of this invention. 本願発明の第1の実施形態に係る変換部101の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conversion part 101 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本願発明の第1の実施形態に係る逆変換部106の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the inverse transformation part 106 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本願発明の第1の実施形態に係る判定部102の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the determination part 102 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本願発明の第1の実施形態に係る抑圧部105の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the suppression part 105 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本願発明の第1の実施形態に係る信号処理装置100の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the signal processing apparatus 100 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本願発明の第2の実施形態に係る判定部202の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the determination part 202 which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本願発明の第3の実施形態に係る判定部302の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the determination part 302 which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本願発明の第4の実施形態に係る判定部402の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the determination part 402 which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本願発明の第5の実施形態に係る判定部502の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the determination part 502 which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本願発明の第6の実施形態に係る判定部602の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the determination part 602 which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本願発明の第7の実施形態に係る信号処理装置700の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus 700 which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本願発明の第7の実施形態に係る第二判定部707の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the 2nd determination part 707 which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本願発明の第8の実施形態に係る信号処理装置800の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus 800 which concerns on the 8th Embodiment of this invention. 本願発明の各実施形態に係る信号処理装置を実行可能な情報処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the information processing apparatus which can execute the signal processing apparatus which concerns on each embodiment of this invention.

以下、本願発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<第1の実施形態>
図1は、本願発明の第1の実施の形態に係る信号処理装置100の構成を概念的に示すブロック図である。尚、後述する第2乃至第6の実施形態に係る信号処理装置においては、「判定部」の構成が異なるだけなので、説明の便宜上、これらの実施形態においても、図1を改めて参照することとする。信号処理装置100は、第一信号(注目すべき所望の音声信号)と第二信号(雑音(ノイズ))とを含む混在信号(入力信号)から、第二信号を抑圧することによって第一信号を強調した出力信号を生成する装置である。本実施形態に係る信号処理装置100は、例えば、デジタルカメラ、ノートパソコン、携帯電話等の装置の一部として機能する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram conceptually showing the structure of the signal processing apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. In the signal processing apparatus according to the second to sixth embodiments described later, only the configuration of the “determination unit” is different. Therefore, for convenience of explanation, reference is made to FIG. 1 again in these embodiments. To do. The signal processing apparatus 100 suppresses the second signal from the mixed signal (input signal) including the first signal (the desired audio signal to be noticed) and the second signal (noise). Is an apparatus that generates an output signal that emphasizes. The signal processing device 100 according to the present embodiment functions as a part of a device such as a digital camera, a notebook computer, or a mobile phone.

本実施形態に係る信号処理装置100は、変換部101、判定部102、推定部103、初期化部104、抑圧部105、及び、逆変換部106を備えている。以下、これらの各構成について詳細に説明する。   The signal processing apparatus 100 according to the present embodiment includes a conversion unit 101, a determination unit 102, an estimation unit 103, an initialization unit 104, a suppression unit 105, and an inverse conversion unit 106. Hereinafter, each of these components will be described in detail.

(変換部101)
図2は、本実施形態に係る変換部101の構成を概念的に示すブロック図である。図2に示す通り、変換部101は、フレーム分割部1011、窓関数乗算部1012、及び、フーリエ変換部1013を含む。
(Conversion unit 101)
FIG. 2 is a block diagram conceptually showing the configuration of the conversion unit 101 according to this embodiment. As illustrated in FIG. 2, the conversion unit 101 includes a frame division unit 1011, a window function multiplication unit 1012, and a Fourier transform unit 1013.

フレーム分割部1011には、混在信号が、サンプル値系列として入力される。フレーム分割部1011は、混在信号サンプル(サンプル値系列)を、K/2サンプル(Kは2以上の任意の偶数、「/」は除算を表す(以下同様))ごとに分割することによって複数のフレームを構成(生成)する。フレーム分割部1011は、フレームに分割された混在信号サンプルを、窓関数乗算部1012に入力する。   The mixed signal is input to the frame dividing unit 1011 as a sample value series. The frame dividing unit 1011 divides the mixed signal samples (sample value series) into K / 2 samples (K is an arbitrary even number of 2 or more, “/” represents division (the same applies hereinafter)), and thereby divides a plurality of samples. Construct (generate) a frame. The frame division unit 1011 inputs the mixed signal samples divided into frames to the window function multiplication unit 1012.

窓関数乗算部1012は、フレーム分割部1011から入力された混在信号サンプルと、窓関数(window function)であるw(t)(tは時間を示す変数)との乗算を行う。第nフレーム(nは任意の自然数)の混在信号x(t,n)(t=0, 1, …, K-1)に対してw(t)と乗算された(窓がけ(windowing)された)信号x-(t,n)(「-」はxの上部に記載されていることとする)は、数1が示す数式により表される。 The window function multiplication unit 1012 multiplies the mixed signal sample input from the frame division unit 1011 by w (t) (t is a variable indicating time) that is a window function. The mixed signal x (t, n) (t = 0, 1, ..., K-1) of the nth frame (n is an arbitrary natural number) is multiplied by w (t) (windowed). The signal x (t, n) (“ ” is assumed to be described at the top of x) is expressed by a mathematical expression represented by Equation (1).

Figure 2018031820
Figure 2018031820

窓関数乗算部1012は、連続する2つのフレームの一部を重ね合わせた(オーバラップした)状態で窓がけしてもよい。例えば、重ね合わせる長さが、フレーム長の50%とする場合、窓関数乗算部1012は、t=0, 1, …, K/2-1に対して、数2が示す信号x-(t,n)を出力する。 The window function multiplication unit 1012 may open the window in a state where a part of two consecutive frames is overlapped (overlapped). For example, when the overlap length is 50% of the frame length, the window function multiplication unit 1012 performs the signal x (t indicated by Equation 2 for t = 0, 1,..., K / 2-1. , n) is output.

Figure 2018031820
Figure 2018031820

窓関数乗算部1012は、実数信号に対しては、左右対称窓関数を使用する。また、窓関数は、変換部101からの出力が逆変換部106に直接入力された場合に、混在信号と出力信号とが計算誤差を除いて一致するように設計される。このことは、「w2(t)+w2(t+K/2)=1」となることを意味する。 The window function multiplier 1012 uses a symmetric window function for a real signal. Further, the window function is designed so that the mixed signal and the output signal match except for calculation errors when the output from the conversion unit 101 is directly input to the inverse conversion unit 106. This means that “w 2 (t) + w 2 (t + K / 2) = 1”.

以後、連続する2フレームについて、フレーム長の50%を重ね合わせた状態で窓がけする場合を例として説明する。窓関数w(t)(t=0, 1, …, K-1)としては、例えば、数3が示すハニング窓を用いることができる。   Hereinafter, a case where two consecutive frames are opened with 50% of the frame length overlapped will be described as an example. As the window function w (t) (t = 0, 1,..., K−1), for example, a Hanning window represented by Equation 3 can be used.

Figure 2018031820
Figure 2018031820

窓関数としては、このほかにも、ハミング窓、三角窓など、様々な関数が知られており、これらの関数を採用してもよい。窓関数乗算部1012は、フレーム分割部1011から入力された混在信号サンプルと、窓関数とを乗算した結果を、フーリエ変換部1013に入力する。   In addition to these, various functions such as a Hamming window and a triangular window are known, and these functions may be adopted. The window function multiplication unit 1012 inputs the result obtained by multiplying the mixed signal sample input from the frame division unit 1011 by the window function to the Fourier transform unit 1013.

フーリエ変換部1013は、窓関数乗算部1012から入力された信号に対してフーリエ変換を施すことによって、当該信号を複数の異なる周波数成分に分割する。すなわち、フーリエ変換部1013は、当該信号を、混在信号スペクトルX(k,n)に変換する。フーリエ変換部1013は、混在信号スペクトルX(k,n)を、位相成分である混在信号位相スペクトルargX(k,n)と、振幅成分である混在信号振幅スペクトル|X(k,n)|とに分離する。フーリエ変換部1013は、混在信号位相スペクトルargX(k,n)を逆変換部106へ入力し、混在信号振幅スペクトル|X(k,n)|を、判定部102、推定部103、及び、抑圧部105へ入力する。フーリエ変換部1013は、振幅スペクトル|X(k,n)|の代わりに、その2乗に相当するパワースペクトル|X(k,n)|を利用してもよい。 The Fourier transform unit 1013 divides the signal into a plurality of different frequency components by performing Fourier transform on the signal input from the window function multiplication unit 1012. That is, the Fourier transform unit 1013 transforms the signal into a mixed signal spectrum X (k, n). The Fourier transform unit 1013 converts the mixed signal spectrum X (k, n) into a mixed signal phase spectrum argX (k, n) which is a phase component and a mixed signal amplitude spectrum | X (k, n) | which is an amplitude component. To separate. The Fourier transform unit 1013 inputs the mixed signal phase spectrum argX (k, n) to the inverse transform unit 106, converts the mixed signal amplitude spectrum | X (k, n) | into the determination unit 102, the estimation unit 103, and the suppression. Input to the unit 105. The Fourier transform unit 1013 may use a power spectrum | X (k, n) | 2 corresponding to the square of the amplitude spectrum | X (k, n) |.

(逆変換部106)
図3は、本実施形態に係る逆変換部106の構成を概念的に示すブロック図である。図3に示す通り、逆変換部106は、逆フーリエ変換部1061、窓関数乗算部1062、及び、フレーム合成部1063を含む。
(Inverse conversion unit 106)
FIG. 3 is a block diagram conceptually showing the configuration of the inverse transform unit 106 according to this embodiment. As shown in FIG. 3, the inverse transform unit 106 includes an inverse Fourier transform unit 1061, a window function multiplication unit 1062, and a frame synthesis unit 1063.

逆フーリエ変換部1061は、抑圧部105から入力された出力信号振幅スペクトル|Y(k,n)|と、変換部101から入力された混在信号位相スペクトルargX(k,n)とを用いて、数4が示す通り、出力信号スペクトルY(k,n)を求める。数4におけるjは、虚数を表す符号である。また、本願において、「||」は絶対値を表すこととする。   The inverse Fourier transform unit 1061 uses the output signal amplitude spectrum | Y (k, n) | input from the suppression unit 105 and the mixed signal phase spectrum argX (k, n) input from the conversion unit 101, As Equation 4 shows, an output signal spectrum Y (k, n) is obtained. J in Equation 4 is a code representing an imaginary number. In the present application, “||” represents an absolute value.

Figure 2018031820
Figure 2018031820

逆フーリエ変換部1061は、求めた出力信号スペクトルY(k,n)に対して逆フーリエ変換を行うことによって、1フレームがK個のサンプルを含む時間領域のサンプル値系列y(t,n)(t=0, 1, …, K-1)を生成し、生成したサンプル値系列y(t,n)を、窓関数乗算部1062へ入力する。   The inverse Fourier transform unit 1061 performs inverse Fourier transform on the obtained output signal spectrum Y (k, n) to thereby obtain a time-domain sample value sequence y (t, n) in which one frame includes K samples. (t = 0, 1,..., K−1) is generated, and the generated sample value series y (t, n) is input to the window function multiplier 1062.

窓関数乗算部1062は、逆フーリエ変換部1061から入力されたサンプル値系列y(t,n)と、窓関数w(t)との乗算を行う。窓関数乗算部1062は、フレーム合成部1063に対して、数5が示す信号y-(t,n)(「-」はyの上部に記載されていることとする)を入力する。 The window function multiplication unit 1062 performs multiplication of the sample value series y (t, n) input from the inverse Fourier transform unit 1061 and the window function w (t). The window function multiplier 1062 inputs the signal y (t, n) represented by Equation 5 (“ ” is described above y) to the frame synthesizer 1063.

Figure 2018031820
Figure 2018031820

フレーム合成部1063は、窓関数乗算部1062から出力された隣接する2つのフレームを、K/2サンプルずつ取り出して重ね合わせ、数6に示す通り、t=0, 1, …, K/2-1における出力信号y(t,n)(「」はyの上部に記載されていることとする)を得る。フレーム合成部1063は、得られた出力信号y(t,n)を外部へ出力する。 The frame synthesis unit 1063 extracts and superimposes two adjacent frames output from the window function multiplication unit 1062 by K / 2 samples, and as shown in Equation 6, t = 0, 1,..., K / 2− The output signal y ^ (t, n) at 1 (" ^ " is assumed to be described above y) is obtained. The frame synthesizing unit 1063 outputs the obtained output signal y ^ (t, n) to the outside.

Figure 2018031820
Figure 2018031820

尚、変換部101及び逆変換部106が行う変換処理は、フーリエ変換(逆フーリエ変換)に限定されない。変換部101及び逆変換部106は、フーリエ変換に代えて、例えば、アダマール変換、ハール変換、ウェーブレット変換等、他の変換処理を行ってもよい。信号処理装置100は、ハール変換を用いることによって、乗算が不要となるので、必要な計算資源の量を削減することができる。また、信号処理装置100は、ウェーブレット変換を用いることによって、周波数によって時間解像度が異なるようにできるので、第二信号の抑圧効率を向上することができる。   Note that the conversion process performed by the conversion unit 101 and the inverse conversion unit 106 is not limited to Fourier transform (inverse Fourier transform). The transform unit 101 and the inverse transform unit 106 may perform other transform processes such as Hadamard transform, Haar transform, and wavelet transform instead of the Fourier transform. Since the signal processing apparatus 100 does not require multiplication by using the Haar transform, the amount of necessary calculation resources can be reduced. Further, since the signal processing apparatus 100 can use the wavelet transform so that the time resolution varies depending on the frequency, the suppression efficiency of the second signal can be improved.

また、図1に示す信号処理装置100は、変換部101と逆変換部106とを備えるが、信号処理装置100は、変換部101及び逆変換部106を備えない場合もある。その場合は、判定部102、推定部103、及び、抑圧部105に対して、外部から混在信号が直接入力される。そして、抑圧部105は、出力信号を直接外部に出力する。この場合、信号処理装置100は、必要な計算資源の量を削減することができる。   In addition, the signal processing device 100 illustrated in FIG. 1 includes the conversion unit 101 and the inverse conversion unit 106, but the signal processing device 100 may not include the conversion unit 101 and the inverse conversion unit 106. In this case, a mixed signal is directly input from the outside to the determination unit 102, the estimation unit 103, and the suppression unit 105. And the suppression part 105 outputs an output signal directly outside. In this case, the signal processing apparatus 100 can reduce the amount of necessary calculation resources.

(推定部103)
図1に示す推定部103は、変換部101から入力された混在信号振幅スペクトルと、初期化部104から入力された初期化を指示する情報に基づいて、混在信号に含まれる第二信号のパワースペクトルを推定する。推定部103によって推定された第二信号のパワースペクトルを、以降、「推定第二信号パワースペクトル」と称する。推定部103は、一般的に、現在までに入力された混在信号の状態を示す情報に基づいて、第二信号パワースペクトルを推定する。推定部103による第二信号パワースペクトルを推定する方法としては、例えば、非特許文献1乃至4に記載の方法など、様々な推定方法が利用できる。非特許文献1乃至4に記載の方法では、混在信号振幅スペクトルを2乗することにより得られる混在信号パワースペクトルを用いて、第二信号パワースペクトルを推定する。
(Estimator 103)
1 is based on the mixed signal amplitude spectrum input from the conversion unit 101 and the information indicating the initialization input from the initialization unit 104, the power of the second signal included in the mixed signal. Estimate the spectrum. The power spectrum of the second signal estimated by the estimation unit 103 is hereinafter referred to as “estimated second signal power spectrum”. In general, the estimation unit 103 estimates the second signal power spectrum based on information indicating the state of the mixed signal input up to now. As a method of estimating the second signal power spectrum by the estimation unit 103, for example, various estimation methods such as the methods described in Non-Patent Documents 1 to 4 can be used. In the methods described in Non-Patent Documents 1 to 4, the second signal power spectrum is estimated using the mixed signal power spectrum obtained by squaring the mixed signal amplitude spectrum.

ところで、非特許文献1には、推定第二信号パワースペクトルを、混在信号振幅スペクトルが入力され始めた(推定処理が開始された)ときの混在信号パワースペクトルを平均化した値とする方法が示されている。この場合、推定処理が開始された直後には、第一信号(目的音)が含まれないという条件を満たす必要がある。   By the way, Non-Patent Document 1 shows a method in which the estimated second signal power spectrum is set to an average value of the mixed signal power spectrum when the mixed signal amplitude spectrum starts to be input (estimation processing is started). Has been. In this case, it is necessary to satisfy the condition that the first signal (target sound) is not included immediately after the estimation process is started.

また、非特許文献3には、推定第二信号パワースペクトルを、第一信号が存在していないフレームの混在信号パワースペクトルの平均値とする方法が示されている。この方法では第一信号の存在を検出する必要がある。第一信号が存在する区間(第一信号区間)は、例えば出力信号のパワー(大きさ)により検知される。   Non-Patent Document 3 discloses a method in which the estimated second signal power spectrum is an average value of mixed signal power spectra of frames in which no first signal exists. In this method, it is necessary to detect the presence of the first signal. The section where the first signal exists (first signal section) is detected by the power (magnitude) of the output signal, for example.

信号処理装置100が理想的に動作する場合、出力信号は第一信号と一致する。また、第一信号や第二信号のレベル(大きさ)は、通常、隣接フレーム間において大きく変化しない。これらのことから、推定部103は、1フレーム分過去の出力信号レベルに基づき、第一信号区間であるか否かの判定を行う。推定部103は、1フレーム分過去の出力信号の大きさが閾値以上の場合、現在のフレームを第一信号区間と判定する。第二信号パワースペクトルは、第一信号区間と判定されなかったフレームにおける混在信号パワースペクトルを平均化することによって推定することができる。   When the signal processing apparatus 100 operates ideally, the output signal matches the first signal. In addition, the levels (magnitudes) of the first signal and the second signal usually do not change greatly between adjacent frames. From these things, the estimation part 103 determines whether it is a 1st signal area based on the past output signal level for 1 frame. The estimation unit 103 determines that the current frame is the first signal section when the magnitude of the output signal in the past for one frame is equal to or greater than the threshold. The second signal power spectrum can be estimated by averaging the mixed signal power spectrum in a frame that is not determined to be the first signal interval.

また、非特許文献4には、推定第二信号パワースペクトルを、混在信号パワースペクトルの最小値(最小統計量)から求める方法が示されている。この方法では、推定部103は、一定時間内における混在信号パワースペクトルの最小値を保持し、その最小値に基づいて、第二信号パワースペクトルを推定する。混在信号パワースペクトルの最小値は、一般的に第二信号のスペクトル形状と類似するので、第二信号パワースペクトルの推定値として用いることができる。しかしながらこの場合、その最小値は、本来の第二信号の大きさより小さくなる。したがって、推定部103は、その最小値を適切に増幅させた値を、推定第二信号パワースペクトルとする。   Non-Patent Document 4 discloses a method for obtaining an estimated second signal power spectrum from the minimum value (minimum statistic) of the mixed signal power spectrum. In this method, the estimation unit 103 holds the minimum value of the mixed signal power spectrum within a fixed time, and estimates the second signal power spectrum based on the minimum value. Since the minimum value of the mixed signal power spectrum is generally similar to the spectrum shape of the second signal, it can be used as an estimated value of the second signal power spectrum. However, in this case, the minimum value is smaller than the original magnitude of the second signal. Therefore, the estimation unit 103 sets a value obtained by appropriately amplifying the minimum value as an estimated second signal power spectrum.

これらの非特許文献に記載された方法の他、推定部103は、メジアンフィルタを用いて、推定第二信号パワースペクトルを求めてもよい。また、推定部103は、非特許文献2に記載されている通り、第二信号がゆっくり変動するという性質を利用することによって、推定第二信号パワースペクトルを求めてもよい。変動する第二信号に追従するこの方法では、先ず「第一信号」対「第二信号」の大きさの比の推定値を得るために、推定部103は、混在信号パワースペクトルを、1フレーム分過去の推定第二信号パワースペクトルにより除算する。推定部103は、次に、得られた商が大きいほど小さな値をとる関数を用いることによって重みを計算し、混在信号パワースペクトルに重み付けする。そして、推定部103は、過去に同様の方法によって重み付けされた混在信号パワースペクトルを複数用いて平均化し、その平均値を推定第二信号パワースペクトルとする。この場合、第一信号成分が多く含まれた混在信号パワースペクトルに対しては小さな重みづけがなされるので、推定部103は、第一信号の影響をほとんど受けることなく、第二信号パワースペクトルの推定を継続的に行うことができる。   In addition to the methods described in these non-patent documents, the estimation unit 103 may obtain an estimated second signal power spectrum using a median filter. Further, as described in Non-Patent Document 2, the estimation unit 103 may obtain the estimated second signal power spectrum by utilizing the property that the second signal varies slowly. In this method of following a fluctuating second signal, first, in order to obtain an estimated value of the ratio of the magnitude of the “first signal” to the “second signal”, the estimation unit 103 uses the mixed signal power spectrum as one frame. Divide by the estimated second signal power spectrum in minutes past. Next, the estimation unit 103 calculates a weight by using a function that takes a smaller value as the obtained quotient is larger, and weights the mixed signal power spectrum. And the estimation part 103 averages using the mixed signal power spectrum weighted by the same method in the past using several, and makes the average value an estimated 2nd signal power spectrum. In this case, since a small weight is given to the mixed signal power spectrum containing a large amount of the first signal component, the estimation unit 103 is hardly affected by the first signal, and the second signal power spectrum is not affected. Estimation can be performed continuously.

推定部103は、また、変換部101において得られる周波数成分を複数統合したのち、第二信号の推定を行うこともできる。この場合、統合後の周波数成分の数は、統合前の周波数成分の数よりも少なくなる。より具体的には、推定部103は、周波数成分の統合によって得られる統合周波数成分に対して、共通の推定第二信号を求め、その共通の推定第二信号を、同じ統合周波数成分に属する個々の周波数成分に対して共通に用いればよい。このように、推定部103は、複数の周波数成分を統合してから第二信号を推定した場合、適用する周波数成分の数が少なくなるので、推定処理に要する演算量を削減することができる。   The estimation unit 103 can also estimate the second signal after integrating a plurality of frequency components obtained in the conversion unit 101. In this case, the number of frequency components after integration is smaller than the number of frequency components before integration. More specifically, the estimation unit 103 obtains a common estimated second signal for the integrated frequency components obtained by integrating the frequency components, and each of the common estimated second signals belongs to the same integrated frequency component. It may be used in common for the frequency components. Thus, when the second signal is estimated after integrating a plurality of frequency components, the estimation unit 103 can reduce the amount of calculation required for the estimation process because the number of frequency components to be applied is reduced.

(判定部102)
図4は、本実施形態に係る判定部102の構成を概念的に示すブロック図である。図4に示す通り、判定部102は、判定実行部1021を含む。
(Determination unit 102)
FIG. 4 is a block diagram conceptually showing the configuration of the determination unit 102 according to this embodiment. As illustrated in FIG. 4, the determination unit 102 includes a determination execution unit 1021.

判定実行部1021は、変換部101から入力された混在信号振幅スペクトルと、推定部103から入力された過去の推定第二信号パワースペクトルとを用いて、推定第二信号パワースペクトルが基準を満たすか否か(過小か否か)を判定する。この判定結果は、推定部103が推定第二信号パワースペクトルを求める際に使用される。従って、この判定結果を求めるために用いられる推定第二信号パワースペクトルは、過去に推定された結果が利用される。本実施形態では、一例として、過去の推定第二信号パワースペクトルとして代表的な値である、1フレーム分過去の推定第二信号パワースペクトル|N(k,n-1)|2を用いて判定する場合について説明する。 The determination execution unit 1021 uses the mixed signal amplitude spectrum input from the conversion unit 101 and the past estimated second signal power spectrum input from the estimation unit 103 to determine whether the estimated second signal power spectrum satisfies the standard. It is determined whether or not (too small or not). This determination result is used when the estimation unit 103 obtains the estimated second signal power spectrum. Therefore, the estimated second signal power spectrum used for obtaining the determination result uses a result estimated in the past. In the present embodiment, as an example, determination is made using a past estimated second signal power spectrum | N (k, n-1) | 2 that is a typical value as a past estimated second signal power spectrum. The case where it does is demonstrated.

判定実行部1021は、1フレーム分過去の推定第二信号パワースペクトル|N(k,n-1)|2と、混在信号振幅スペクトルを2乗した混在信号パワースペクトル|X(k,n)|2を変数とする線形写像関数により算出した閾値とを比較する。本実施形態では、混在信号パワースペクトル|X(k,n)|2を、代表的な線形写像関数である定数倍(すなわちα1(k,n)倍)することによって当該閾値を算出する場合について説明する。α1(k,n)は0以上の実数である。判定実行部1021は、1フレーム分過去の推定第二信号パワースペクトル|N(k,n-1)|2がα1(k,n)|X(k,n)|2よりも小さい場合、推定第二信号パワースペクトルは基準を満たさない(過小推定である)と判定する。 The determination execution unit 1021 outputs the estimated second signal power spectrum | N (k, n-1) | 2 of the past for one frame and the mixed signal power spectrum | X (k, n) | The threshold value calculated by the linear mapping function with 2 as a variable is compared. In this embodiment, the threshold value is calculated by multiplying the mixed signal power spectrum | X (k, n) | 2 by a constant multiple (that is, α1 (k, n) times) which is a typical linear mapping function. explain. α1 (k, n) is a real number of 0 or more. Determination execution unit 1021, one frame previous estimated second signal power spectrum | N (k, n-1 ) | 2 is α1 (k, n) | X (k, n) | is smaller than 2, the estimated It is determined that the second signal power spectrum does not satisfy the criterion (underestimation).

1フレーム分過去の推定第二信号パワースペクトル|N(k,n-1)|2との比較に用いる閾値の計算方法は、混在信号パワースペクトル|X(k,n)|2の線形写像関数を用いた方法に限定されない。例えば、α1(k,n)|X(k,n)|2+C(k,n)のような一次関数を採用することも可能である。その場合、α1(k,n)とC(k,n)の値を小さくすれば、基準を満たさないと判定される可能性が高くなるので、推定第二信号の大きさが基準を満たさない(過小推定である)状態にあることを見逃しにくくなる。その他にも、高次の多項式関数や非線形関数などを、上述した閾値の計算に用いることも可能である。 One frame past estimated second signal power spectrum | N (k, n-1 ) | calculation method of the threshold value used for comparison with the 2 mixed signal power spectrum | X (k, n) | 2 of the linear mapping function It is not limited to the method using. For example, a linear function such as α1 (k, n) | X (k, n) | 2 + C (k, n) may be employed. In that case, if the values of α1 (k, n) and C (k, n) are reduced, the possibility that it is determined that the criterion is not satisfied increases, so the size of the estimated second signal does not satisfy the criterion. It is difficult to overlook that it is in an underestimated state. In addition, a higher-order polynomial function, nonlinear function, or the like can be used for the above-described threshold calculation.

判定実行部1021が用いる過去の推定第二信号パワースペクトルは、1フレーム分過去の推定第二信号パワースペクトル|N(k,n-1)|2に限定されない。例えば、判定実行部1021は、過去の推定第二信号パワースペクトルとして、過去数フレーム分の平均値を用いることも可能である。判定実行部1021は、このように平均化することによって、推定第二信号パワースペクトルの時間変動を抑えられるので、判定精度を向上できる。混在信号パワースペクトル|X(k,n)|2についても同様であり、判定実行部1021は、過去数フレーム分の平均値を用いることによって、混在信号パワースペクトルの時間変動を抑えられるので、判定精度を向上できる。平均値を求める方法としては、上述した移動平均のほか、一次リーク積分も有効な方法である。また、判定実行部1021は、平均では無く、過去数フレーム分から最小値を選択する方法を用いることも可能である。 The past estimated second signal power spectrum used by the determination execution unit 1021 is not limited to the past estimated second signal power spectrum | N (k, n-1) | 2 for one frame. For example, the determination execution unit 1021 can use an average value for several past frames as the past estimated second signal power spectrum. Since the determination execution unit 1021 can suppress temporal variation of the estimated second signal power spectrum by averaging in this way, the determination accuracy can be improved. The same applies to the mixed signal power spectrum | X (k, n) | 2 , and the determination execution unit 1021 can suppress the time variation of the mixed signal power spectrum by using the average value for the past several frames. Accuracy can be improved. As a method for obtaining the average value, in addition to the above-described moving average, the primary leak integration is also an effective method. Further, the determination execution unit 1021 can use a method of selecting the minimum value from the past several frames instead of the average.

判定実行部1021は、判定精度を改善するために、上述した推定第二信号パワースペクトルと混在信号パワースペクトルとの関係を確認することに加えて、それぞれの値もふまえて判定することも有効である。判定実行部1021は、例えば、1フレーム分過去の推定第二信号パワースペクトル|N(k,n-1)|2が所定の閾値よりも小さい場合、基準を満たさないと判定する。これにより、判定実行部1021は、推定第二信号パワースペクトルと混在信号パワースペクトルの両方の値が、偶然にも小さいことによって、相対的な関係だけでは基準を満たさないと判定できない場合にも、正しく判定することができる。 In addition to confirming the relationship between the estimated second signal power spectrum and the mixed signal power spectrum described above, the determination execution unit 1021 can also make a determination based on each value in order to improve the determination accuracy. is there. For example, when the estimated second signal power spectrum | N (k, n−1) | 2 of one frame past is smaller than a predetermined threshold, the determination execution unit 1021 determines that the criterion is not satisfied. Thereby, even when the determination execution unit 1021 cannot determine that the values of both the estimated second signal power spectrum and the mixed signal power spectrum are small by chance, the relative relationship alone does not satisfy the criterion. It can be judged correctly.

(初期化部104)
図1に示す初期化部104は、判定部102によって推定第二信号パワースペクトルの大きさが基準を満たさないと判定された場合に、推定部103における混在信号の状態を示す情報を、推定部103が推定処理を開始した直後の状態に戻す(変更する)処理(以降、「初期化処理」と称する)を行う。例えば、推定部103が上述した非特許文献4に記載された方法により推定処理を行う場合、初期化部104は、初期化処理として、上述した最小値を予め設定された値に変更する。また、推定部103が上述した非特許文献2に記載された方法により推定処理を行う場合、初期化部104は、初期化処理として、推定部103が、過去の推定値を用いた更新を行わずに、入力された混在信号振幅スペクトルを2乗した値である混在信号パワースペクトル|X(k,n)|2を推定値とするように制御する。
(Initialization unit 104)
The initialization unit 104 shown in FIG. 1 receives information indicating the state of the mixed signal in the estimation unit 103 when the determination unit 102 determines that the size of the estimated second signal power spectrum does not satisfy the standard. 103 performs processing (hereinafter referred to as “initialization processing”) to return (change) the state immediately after the start of the estimation processing. For example, when the estimation unit 103 performs the estimation process by the method described in Non-Patent Document 4 described above, the initialization unit 104 changes the minimum value described above to a preset value as the initialization process. Further, when the estimation unit 103 performs the estimation process by the method described in Non-Patent Document 2 described above, the initialization unit 104 performs the update using the past estimated value as the initialization process. Instead, control is performed so that the mixed signal power spectrum | X (k, n) | 2 , which is a value obtained by squaring the input mixed signal amplitude spectrum, is used as the estimated value.

この初期化処理の方法としては、初期化が行われる直前の推定値を考慮した方法も有効である。例えば、初期化部104は、初期化処理として、初期化用に予め設定された値の代わりに、初期化用の設定値と初期化が行われる直前の推定値を混合した値に変更する。この場合、初期化部104は、初期化直後に推定値が急変することを回避できるので、第二信号を抑圧する度合いが急変することに伴い発生する音質低下を回避することができる。また、推定部103が、初期化される前の推定値を複数フレーム分記憶しておき、初期化部104は、初期化処理として、推定部103が、記憶したフレームの平均値や最小値などの統計量を初期値に用いるように制御してもよい。初期化部104は、これにより、信号処理装置100の出力信号の品質が急変することを回避できる。尚、初期化部104は、推定部103に内包されてもよい。   As a method for this initialization process, a method that considers an estimated value immediately before the initialization is effective is also effective. For example, as an initialization process, the initialization unit 104 changes the set value for initialization and the estimated value just before the initialization to a mixed value instead of the value set in advance for initialization. In this case, the initialization unit 104 can avoid a sudden change in the estimated value immediately after the initialization, so that it is possible to avoid a deterioration in sound quality caused by a sudden change in the degree of suppression of the second signal. In addition, the estimation unit 103 stores the estimated values before initialization for a plurality of frames, and the initialization unit 104 performs initialization processing such as an average value or minimum value of the frames stored by the estimation unit 103. The statistic may be used as an initial value. Thereby, the initialization unit 104 can avoid a sudden change in the quality of the output signal of the signal processing apparatus 100. Note that the initialization unit 104 may be included in the estimation unit 103.

(抑圧部105)
図5は、本実施形態に係る抑圧部105の構成を概念的に示すブロック図である。図5に示す通り、抑圧部105は、ゲイン計算部1051、及び、乗算部1052を含む。
(Suppression unit 105)
FIG. 5 is a block diagram conceptually showing the configuration of the suppression unit 105 according to this embodiment. As illustrated in FIG. 5, the suppression unit 105 includes a gain calculation unit 1051 and a multiplication unit 1052.

ゲイン計算部1051は、既存の技術を用いて、第二信号を抑圧する際に使用する値であるゲインG(k,n)を求めることができる。ゲイン計算部1051は、例えば非特許文献5に記載されている通り、第一信号との平均2乗誤差を最小にする最適推定値をゲインとして求めてもよい。この場合、ゲイン計算部1051は、ゲインG(k,n)を、数7に示す通り算出する。   The gain calculation unit 1051 can obtain a gain G (k, n), which is a value used when suppressing the second signal, using an existing technique. For example, as described in Non-Patent Document 5, the gain calculation unit 1051 may obtain an optimum estimated value that minimizes the mean square error with the first signal as a gain. In this case, the gain calculation unit 1051 calculates the gain G (k, n) as shown in Equation 7.

Figure 2018031820
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ゲイン計算部1051は、また、非特許文献6に記載された方法を用いて、ゲインG(k,n)を求めても良い。この場合、ゲイン計算部1051は、ゲインG(k,n)を、数8に示す通り算出する。数8において、α0、β0、γ1、γ2は、いずれも実数であり、α0とβ0は、それぞれα0>1、0<β0<1を満たすこととする。   The gain calculator 1051 may also obtain the gain G (k, n) using the method described in Non-Patent Document 6. In this case, the gain calculation unit 1051 calculates the gain G (k, n) as shown in Equation 8. In Equation 8, α0, β0, γ1, and γ2 are all real numbers, and α0 and β0 satisfy α0> 1 and 0 <β0 <1, respectively.

Figure 2018031820
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ゲイン計算部1051は、あるいは、非特許文献1や非特許文献7に記載された方法を用いて、ゲインG(k,n)を計算してもよい。   Alternatively, the gain calculation unit 1051 may calculate the gain G (k, n) using the method described in Non-Patent Document 1 or Non-Patent Document 7.

図5に示す乗算部1052は、ゲイン計算部1051によって求めたゲインG(k,n)を、混在信号振幅スペクトル|X(k,n)|と乗算したG(k,n)|X(k,n)|を、出力信号振幅スペクトルとして求める。乗算部1052は、求めた出力信号振幅スペクトルを逆変換部106へ入力する。   The multiplier 1052 shown in FIG. 5 multiplies the gain G (k, n) obtained by the gain calculator 1051 by the mixed signal amplitude spectrum | X (k, n) | G (k, n) | X (k , n) | is obtained as an output signal amplitude spectrum. Multiplier 1052 inputs the obtained output signal amplitude spectrum to inverse converter 106.

次に図6のフローチャートを参照して、本実施形態に係る信号処理装置100の動作(処理)について詳細に説明する。   Next, the operation (processing) of the signal processing apparatus 100 according to the present embodiment will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

変換部101は、第一信号と第二信号とを含む混在信号から、混在信号の振幅スペクトル及び位相スペクトルを生成する(ステップS101)。推定部103は、変換部101により生成された混在信号の振幅スペクトルから第二信号を推定し、その推定結果として、推定第二信号を生成する(ステップS102)。判定部102は、混在信号の振幅スペクトルと推定第二信号とに基づき、推定第二信号の大きさが基準を満たすか否か(過小推定か否か)を判定する(ステップS103)。   The conversion unit 101 generates an amplitude spectrum and a phase spectrum of the mixed signal from the mixed signal including the first signal and the second signal (step S101). The estimation unit 103 estimates the second signal from the amplitude spectrum of the mixed signal generated by the conversion unit 101, and generates an estimated second signal as the estimation result (step S102). Based on the amplitude spectrum of the mixed signal and the estimated second signal, the determining unit 102 determines whether or not the magnitude of the estimated second signal satisfies the criterion (whether it is underestimated) (step S103).

推定第二信号の大きさが基準を満たす場合(ステップS104でYes)、抑圧部105は、推定第二信号を使用して第二信号を抑圧することにより、出力信号の振幅スペクトルを生成する(ステップS106)。推定第二信号の大きさが基準を満たさない場合(ステップS104でNo)、初期化部104は、推定部103における現在までに入力された混在信号の状態を示す情報を、第二信号を推定する処理を開始するときの状態あるいはその状態に関連する状態に変更する初期化処理を行い(ステップS105)、処理はステップS106へ進む。   When the magnitude of the estimated second signal satisfies the criterion (Yes in step S104), the suppression unit 105 generates the amplitude spectrum of the output signal by suppressing the second signal using the estimated second signal ( Step S106). If the size of the estimated second signal does not satisfy the standard (No in step S104), the initialization unit 104 estimates the second signal based on information indicating the state of the mixed signal input to date in the estimation unit 103. An initialization process for changing to a state when starting the process to be performed or a state related to the state is performed (step S105), and the process proceeds to step S106.

逆変換部106は、抑圧部105により生成された出力信号の振幅スペクトルと、変換部101により生成された混在信号の位相スペクトルとを使用して出力信号を生成して、生成した出力信号を外部に出力し(ステップS107)、処理はステップS101へ戻る。   The inverse conversion unit 106 generates an output signal using the amplitude spectrum of the output signal generated by the suppression unit 105 and the phase spectrum of the mixed signal generated by the conversion unit 101, and outputs the generated output signal to the outside (Step S107), and the process returns to step S101.

本実施形態に係る信号処理装置100は、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定できる。その理由は、信号処理装置100は、推定第二信号の大きさが基準を満たすか否かを判定し、基準を満たさない場合は、第二信号の推定に使用する混在信号の状態を示す情報を、推定処理を開始するときの状態あるいはその状態に関連する状態に変更する初期化処理を行うからである。   In the mixed signal including the first signal and the second signal, the signal processing apparatus 100 according to the present embodiment accurately estimates the second signal even when the magnitude of the second signal suddenly increases. it can. The reason is that the signal processing apparatus 100 determines whether or not the size of the estimated second signal satisfies the criterion. If the criterion does not satisfy the criterion, the signal processing apparatus 100 indicates the state of the mixed signal used for estimating the second signal. This is because the initialization process is performed to change the state to the state at the time of starting the estimation process or a state related to the state.

以下に、本実施形態に係る信号処理装置100によって実現される効果について、詳細に説明する。   Below, the effect implement | achieved by the signal processing apparatus 100 which concerns on this embodiment is demonstrated in detail.

携帯電話など様々な音声端末において使用されている第二信号推定技術は、一般的に、例えば雑音などの非所望信号である第二信号の大きさが突然大きくなることを想定していない。このため、混在信号に含まれる第二信号の大きさが突然大きくなった場合、第二信号の推定を正確に行うことができず、出力信号の品質が低下するという問題がある。   The second signal estimation technique used in various voice terminals such as cellular phones generally does not assume that the magnitude of the second signal, which is an undesired signal such as noise, suddenly increases. For this reason, when the magnitude | size of the 2nd signal contained in a mixed signal suddenly becomes large, there exists a problem that a 2nd signal cannot be estimated correctly but the quality of an output signal falls.

このような問題に対して、本実施形態に係る信号処理装置100では、推定部103は、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号における、第二信号を現在までに入力された混在信号の状態を示す情報に基づいて推定し、推定結果として、推定第二信号を生成する。判定部102は、混在信号及び推定第二信号に基づいて、推定第二信号の大きさが、基準を満たすか否か(過小か否か)を判定する。初期化部104は、判定部102によって、推定第二信号の大きさが基準を満たさないと判定された場合に、当該混在信号の状態を示す情報を、第二信号を推定する処理を開始するときの状態あるいはその状態に関連する状態に変更する初期化処理を行う。抑圧部105は、混在信号に含まれる第二信号を、推定第二信号を使用して抑圧することによって出力信号を生成する。   For such a problem, in the signal processing device 100 according to the present embodiment, the estimation unit 103 is a mixed signal in which the second signal is input so far in the mixed signal including the first signal and the second signal. Estimation is performed based on information indicating the signal state, and an estimated second signal is generated as an estimation result. Based on the mixed signal and the estimated second signal, the determining unit 102 determines whether or not the magnitude of the estimated second signal satisfies a criterion (whether it is too small). When the determination unit 102 determines that the size of the estimated second signal does not satisfy the standard, the initialization unit 104 starts processing for estimating the second signal with information indicating the state of the mixed signal. An initialization process is performed to change the current state or a state related to that state. The suppression unit 105 generates an output signal by suppressing the second signal included in the mixed signal using the estimated second signal.

すなわち、本実施形態に係る信号処理装置100は、大きさが突然大きくなった第二信号に追随できるように、第二信号を推定する際に使用する混在信号の状態を示す情報を、第二信号を推定する処理を開始するときの状態あるいはその状態に関連する状態に戻す(変更する)。これにより、本実施形態に係る信号処理装置100は、混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定することによって、雑音抑圧処理後の出力信号の品質を向上することができる。   That is, the signal processing apparatus 100 according to the present embodiment uses the second information indicating the state of the mixed signal used when estimating the second signal so that the second signal whose size suddenly increases can be followed. It returns (changes) to the state at the time of starting the process of estimating the signal or the state related to the state. Thereby, the signal processing apparatus 100 according to the present embodiment accurately estimates the second signal after the noise suppression processing even if the size of the second signal suddenly increases in the mixed signal. The output signal quality can be improved.

<第2の実施形態>
次に、本願発明の第2の実施形態に係る信号処理装置100Aについて説明する。本実施形態に係る信号処理装置100Aは、図1に示す通り、変換部101、判定部202、推定部103、初期化部104、抑圧部105、及び、逆変換部106を備えている。本実施形態に係る信号処理装置100Aは、判定部202を除く構成については第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, a signal processing device 100A according to a second embodiment of the present invention will be described. As illustrated in FIG. 1, the signal processing device 100A according to the present embodiment includes a conversion unit 101, a determination unit 202, an estimation unit 103, an initialization unit 104, a suppression unit 105, and an inverse conversion unit 106. The signal processing apparatus 100A according to the present embodiment has the same configuration as the first embodiment except for the determination unit 202, and thus the description thereof is omitted.

図7は、本実施形態に係る判定部202の構成を概念的に示すブロック図である。図7に示す通り、判定部102は、判定実行部2021と、相対関係計算部2022と、を含む。   FIG. 7 is a block diagram conceptually showing the configuration of the determination unit 202 according to this embodiment. As illustrated in FIG. 7, the determination unit 102 includes a determination execution unit 2021 and a relative relationship calculation unit 2022.

本実施形態に係る判定部202は、第1実施形態に係る判定部102と同様に、推定部103によって過去に推定された推定第二信号パワースペクトルを、判定処理を行う際に用いる。したがって、本実施形態においても、第1実施形態に係る判定部102につて説明したときと同様に、判定部202が、1フレーム分過去の推定第二信号パワースペクトル|N(k,n-1)|2を用いて判定する場合について説明する。 Similar to the determination unit 102 according to the first embodiment, the determination unit 202 according to the present embodiment uses the estimated second signal power spectrum estimated in the past by the estimation unit 103 when performing the determination process. Therefore, in the present embodiment as well, when the determination unit 102 according to the first embodiment is described, the determination unit 202 determines that the estimated second signal power spectrum | N (k, n−1) of one frame in the past. ) | A case where determination is performed using 2 will be described.

相対関係計算部2022は、変換部101から入力された混在信号振幅スペクトルの2乗に相当する混在信号パワースペクトル|X(k,n)|2と、推定部103から入力された推定第二信号パワースペクトル|N(k,n-1)|2との相対関係を示す値を算出する。ここで相対関係とは、単純な大小関係のほか、両者の差分あるいは比のことである。例えば、相対関係を大小関係により示す場合、相対関係計算部2022は、相対関係D(k,n)を、数9に示す通り算出する。 The relative relationship calculation unit 2022 includes the mixed signal power spectrum | X (k, n) | 2 corresponding to the square of the mixed signal amplitude spectrum input from the conversion unit 101 and the estimated second signal input from the estimation unit 103. A value indicating a relative relationship with the power spectrum | N (k, n-1) | 2 is calculated. Here, the relative relationship is not only a simple magnitude relationship but also a difference or ratio between the two. For example, when the relative relationship is represented by a magnitude relationship, the relative relationship calculation unit 2022 calculates the relative relationship D (k, n) as shown in Equation 9.

Figure 2018031820
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数9において、a及びbは実数である。また、相対関係を差分により示す場合、相対関係計算部2022は、相対関係D(k,n)を、数10に示す通り算出する。   In Equation 9, a and b are real numbers. When the relative relationship is indicated by a difference, the relative relationship calculation unit 2022 calculates the relative relationship D (k, n) as shown in Equation 10.

Figure 2018031820
Figure 2018031820

相対関係計算部2022は、また、相対関係D(k,n)を、数11に示す通り、対数の差分として算出してもよい。この場合、相対関係計算部2022により算出される値は、混在信号パワースペクトルと推定第二信号パワースペクトルとの比に相当する。   The relative relationship calculation unit 2022 may also calculate the relative relationship D (k, n) as a logarithmic difference as shown in Equation 11. In this case, the value calculated by the relative relationship calculation unit 2022 corresponds to the ratio between the mixed signal power spectrum and the estimated second signal power spectrum.

Figure 2018031820
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相対関係計算部2022は、混在信号パワースペクトルの瞬時的な急変に伴う誤判定を回避するために、混在信号パワースペクトル及び推定第二信号パワースペクトルを平滑化したのちに、相対関係を算出してもよい。この平滑化の方法の代表例としては、例えば、移動平均と一次リーク積分とが挙げられる。相対関係計算部2022は、平滑化の方法として、時間方向の移動平均を採用した場合、平滑化した混在信号パワースペクトル|X(k,n)|2 barを、数12に示す通り算出する。数12において、M1は1以上の整数である。 The relative relationship calculation unit 2022 calculates a relative relationship after smoothing the mixed signal power spectrum and the estimated second signal power spectrum in order to avoid erroneous determination due to an instantaneous sudden change in the mixed signal power spectrum. Also good. Typical examples of the smoothing method include moving average and first-order leak integration. When the moving average in the time direction is adopted as the smoothing method, the relative relationship calculation unit 2022 calculates the smoothed mixed signal power spectrum | X (k, n) | 2 bar as shown in Equation 12. In Formula 12, M1 is an integer of 1 or more.

Figure 2018031820
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相対関係計算部2022は、平滑化の方法として、一次リーク積分を採用した場合、平滑化した混在信号パワースペクトル|X(k,n)|2 barを、数13に示す通り算出する。数13において、α1は0<α1<1を満足する実数である。 The relative relationship calculating section 2022, as a method of smoothing, in the case of adopting the primary leaky integration, smoothed mixed signal power spectrum | X (k, n) | a 2 bar, to as calculated shown in Formula 13. In Equation 13, α1 is a real number satisfying 0 <α1 <1.

Figure 2018031820
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相対関係計算部2022は、また、ローパスフィルタ、あるいはメジアンフィルタ、あるいはεフィルタを用いて、混在信号パワースペクトル及び推定第二信号パワースペクトルを平滑化してもよい。相対関係計算部2022は、また、平滑化したのちに相対関係を算出するのではなく、相対関係を算出したのちに平滑化してもよい。この場合、相対関係計算部2022は、平滑化の回数を削減できるので、計算量を削減することができる。   The relative relationship calculation unit 2022 may also smooth the mixed signal power spectrum and the estimated second signal power spectrum using a low-pass filter, a median filter, or an ε filter. The relative relationship calculation unit 2022 may calculate the relative relationship instead of calculating the relative relationship after smoothing, and may perform the smoothing after calculating the relative relationship. In this case, the relative relationship calculation unit 2022 can reduce the number of times of smoothing, thereby reducing the amount of calculation.

判定実行部2021は、相対関係計算部2022により算出された相対関係を示す値を用いて、推定第二信号が基準を満たすか否かを判定する。判定実行部2021は、例えば、第1の実施形態に係る判定部102と同様に、推定第二信号パワースペクトルが混在信号パワースペクトルよりも小さい場合に、推定第二信号が基準を満たさないと判定する。したがって、例えば、相対関係計算部2022により算出される相対関係が、数9に示す通り単なる大小関係により示される場合、判定実行部2021は、相対関係を示す値が「a」となるときに、推定第二信号パワースペクトルが基準を満たさないと判定する。判定実行部2021は、相対関係が数10あるいは数11に示す通りである場合、相対関係D(k,n)が予め定められた閾値を上回っているときに、推定第二信号パワースペクトルが基準を満たさないと判定する。   The determination execution unit 2021 determines whether or not the estimated second signal satisfies the criterion using a value indicating the relative relationship calculated by the relative relationship calculation unit 2022. For example, as in the determination unit 102 according to the first embodiment, the determination execution unit 2021 determines that the estimated second signal does not satisfy the criterion when the estimated second signal power spectrum is smaller than the mixed signal power spectrum. To do. Therefore, for example, when the relative relationship calculated by the relative relationship calculation unit 2022 is indicated by a simple magnitude relationship as shown in Equation 9, the determination execution unit 2021 determines that the value indicating the relative relationship is “a”. It is determined that the estimated second signal power spectrum does not satisfy the criterion. The determination execution unit 2021 determines that the estimated second signal power spectrum is a reference when the relative relationship D (k, n) exceeds a predetermined threshold when the relative relationship is as shown in Equation 10 or Equation 11. Is determined not to be satisfied.

本実施形態に係る信号処理装置100Aは、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定することができる。その理由は、第1の実施形態について説明した通りである。   In the mixed signal including the first signal and the second signal, the signal processing apparatus 100A according to the present embodiment accurately estimates the second signal even when the magnitude of the second signal suddenly increases. can do. The reason is as described for the first embodiment.

また、本実施形態に係る判定部202は、混在信号パワースペクトルと推定第二信号パワースペクトルとの相対関係を用いて判定する。すなわち、本実施形態に係る判定部202は、推定第二信号パワースペクトルの状態を参照するので、混在信号パワースペクトルのみをベースに判定を行う第1の実施形態よりも、判定精度を改善する。これにより、本実施形態に係る信号処理装置100Aは、出力信号の品質をさらに向上することができる。   Further, the determination unit 202 according to the present embodiment performs determination using the relative relationship between the mixed signal power spectrum and the estimated second signal power spectrum. That is, since the determination unit 202 according to the present embodiment refers to the state of the estimated second signal power spectrum, the determination accuracy is improved as compared with the first embodiment that performs determination based only on the mixed signal power spectrum. Thereby, the signal processing apparatus 100A according to the present embodiment can further improve the quality of the output signal.

<第3の実施形態>
次に、本願発明の第3の実施形態に係る信号処理装置100Bについて説明する。本実施形態に係る信号処理装置100Bは、図1に示す通り、変換部101、判定部302、推定部103、初期化部104、抑圧部105、及び、逆変換部106を備えている。本実施形態に係る信号処理装置100Bは、判定部302を除く構成については第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, a signal processing device 100B according to a third embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the signal processing device 100B according to the present embodiment includes a conversion unit 101, a determination unit 302, an estimation unit 103, an initialization unit 104, a suppression unit 105, and an inverse conversion unit 106. The signal processing apparatus 100B according to the present embodiment is the same as the first embodiment with respect to the configuration excluding the determination unit 302, and thus the description thereof is omitted.

図8は、本実施形態に係る判定部302の構成を概念的に示すブロック図である。図8に示す通り、判定部302は、判定実行部3021と、相対関係計算部2022と、存在確率計算部3023と、を含む。相対関係計算部2022の動作については、第2の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。   FIG. 8 is a block diagram conceptually showing the structure of the determination unit 302 according to this embodiment. As illustrated in FIG. 8, the determination unit 302 includes a determination execution unit 3021, a relative relationship calculation unit 2022, and an existence probability calculation unit 3023. Since the operation of the relative relationship calculation unit 2022 is the same as that of the second embodiment, the description thereof is omitted.

存在確率計算部3023は、変換部101から入力された混在信号振幅スペクトルの2乗に相当する混在信号パワースペクトルを用いて、第一信号の存在確率(第一信号存在確率:第一の確率)を算出する。第一信号と第二信号とを含む混在信号において、第一信号が存在する確率を示す代表的な例として、混在信号パワースペクトルの分散を強調信号存在確率とする方法について説明する。   The existence probability calculation unit 3023 uses the mixed signal power spectrum corresponding to the square of the mixed signal amplitude spectrum input from the conversion unit 101, and the presence probability of the first signal (first signal existence probability: first probability). Is calculated. As a representative example showing the probability that the first signal exists in the mixed signal including the first signal and the second signal, a method of setting the variance of the mixed signal power spectrum as the emphasized signal existence probability will be described.

混在信号パワースペクトル|X(k,n)|2の期待値をE[|X(k,n)|2]とすると、存在確率計算部3023は、分散の定義に従い、第一信号存在確率p(k,n)を、数14に示す通り算出する。 Assuming that the expected value of the mixed signal power spectrum | X (k, n) | 2 is E [| X (k, n) | 2 ], the existence probability calculation unit 3023 follows the definition of variance and the first signal existence probability p (k, n) is calculated as shown in Equation 14.

Figure 2018031820
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期待値は平均値により近似できる。したがって本実施形態に係る存在確率計算部3023は、第2の実施形態に係る判定部202が行う平滑化において用いられた、移動平均あるいは一次リーク積分により平均値を算出する。存在確率計算部3023は、例えば、移動平均を用いる場合は、期待値E[|X(k,n)|2]を、数15に示す通り算出する。数15において、M2は1以上の整数である。 Expected values can be approximated by average values. Therefore, the existence probability calculation unit 3023 according to the present embodiment calculates an average value by a moving average or a primary leak integration used in the smoothing performed by the determination unit 202 according to the second embodiment. For example, when the moving average is used, the existence probability calculation unit 3023 calculates the expected value E [| X (k, n) | 2 ] as shown in Equation 15. In Formula 15, M2 is an integer of 1 or more.

Figure 2018031820
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存在確率計算部3023は、また、一次リーク積分を用いる場合は、期待値E[|X(k,n)|2]を、数16に示す通り算出する。数16において、α2は0<α2<1を満足する実数である。 The existence probability calculation unit 3023 also calculates the expected value E [| X (k, n) | 2 ] as shown in Equation 16 when using the primary leak integral. In Equation 16, α2 is a real number satisfying 0 <α2 <1.

Figure 2018031820
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存在確率計算部3023は、上述した分散の代わりに、分散の平方根である標準偏差を用いて第一信号存在確率を算出してもよい。   The existence probability calculation unit 3023 may calculate the first signal existence probability using a standard deviation that is the square root of the variance instead of the variance described above.

存在確率計算部3023は、あるいは、第一信号存在確率として、非特許文献8に記載されている「Speech Presence Likelihood」を用いることもできる。存在確率計算部3023は、この場合、1フレーム分の混在信号パワースペクトルに基づいて、第一信号存在確率を算出する。存在確率計算部3023は、これにより、算出に複数フレームのパワースペクトルが必要な分散を用いる方法と比べて、短時間で第一信号存在確率を求めることができる。   Alternatively, the presence probability calculation unit 3023 can use “Speech Presence Likelihood” described in Non-Patent Document 8 as the first signal presence probability. In this case, the existence probability calculation unit 3023 calculates the first signal existence probability based on the mixed signal power spectrum for one frame. Thus, the existence probability calculation unit 3023 can obtain the first signal existence probability in a short time compared to a method using dispersion that requires a power spectrum of a plurality of frames for calculation.

判定実行部3021は、相対関係計算部2022により算出された相対関係を示す値と、存在確率計算部3023により算出された第一信号存在確率とを用いて、推定第二信号パワースペクトルが基準を満たすか否かを判定する。本実施形態に係る判定実行部3021は、第一信号存在確率も使用して判定を行うという構成において、第2の実施形態に係る判定実行部2021と異なる。判定実行部3021は、相対関係D(k,n)が閾値Th_Dよりも大きく、かつ、第一信号存在確率p(k,n)が閾値Th_pよりも小さい場合に、推定第二信号パワースペクトルが基準を満たさない(過小推定である)と判定する。   The determination execution unit 3021 uses the value indicating the relative relationship calculated by the relative relationship calculation unit 2022 and the first signal existence probability calculated by the existence probability calculation unit 3023 as a reference for the estimated second signal power spectrum. It is determined whether or not it is satisfied. The determination execution unit 3021 according to the present embodiment is different from the determination execution unit 2021 according to the second embodiment in the configuration in which determination is also performed using the first signal existence probability. When the relative relationship D (k, n) is larger than the threshold Th_D and the first signal existence probability p (k, n) is smaller than the threshold Th_p, the determination execution unit 3021 has an estimated second signal power spectrum. It is determined that the standard is not satisfied (underestimation).

また、判定実行部3021は、相対関係D(k,n)と第一信号存在確率p(k,n)とを変数とする線型写像関数を使用して算出した値を、閾値と比較することにより判定してもよい。その一例として、判定実行部3021が、代表的な線形写像関数である重み付き和を使用する場合について説明する。この場合、相対関係D(k,n)に対する重みをβ1(k,n)、第一信号存在確率p(k,n)に対する重みをβ2(k,n)とした場合、判定実行部3021は、「β1(k,n)D(k,n)−β2(k,n)p(k,n)」が示す値が閾値よりも大きければ、推定第二信号パワースペクトルが基準を満たさない(過小推定である)と判定する。尚、β1(k,n)及びβ2(k,n)は、正の実数である。「β1(k,n)D(k,n)−β2(k,n)p(k,n)」が示す値は、D(k,n)が大きいほど、かつp(k,n)が小さいほど、大きくなる。   Further, the determination execution unit 3021 compares the value calculated using the linear mapping function having the relative relationship D (k, n) and the first signal existence probability p (k, n) as variables with a threshold value. You may determine by. As an example, a case where the determination execution unit 3021 uses a weighted sum that is a typical linear mapping function will be described. In this case, when the weight for the relative relationship D (k, n) is β1 (k, n) and the weight for the first signal existence probability p (k, n) is β2 (k, n), the determination execution unit 3021 , If the value indicated by “β1 (k, n) D (k, n) −β2 (k, n) p (k, n)” is larger than the threshold, the estimated second signal power spectrum does not satisfy the standard ( It is underestimated). Note that β1 (k, n) and β2 (k, n) are positive real numbers. The value indicated by “β1 (k, n) D (k, n) −β2 (k, n) p (k, n)” is larger as D (k, n) is larger and p (k, n) is larger. The smaller, the larger.

判定実行部3021は、相対関係を示す値及び第一信号存在確率の両方を変数とする関数を使用して算出した値に基づいて判定するので、相対関係を示す値及び第一信号存在確率に関して、別々に判定した結果を統合して判定する場合と比べて、過小推定を見逃しにくくなる。判定実行部3021は、また、高次の多項式関数や非線形関数など、他の形により表される関数を、上述した重み付き和の代わりに用いてもよい。   Since the determination execution unit 3021 makes a determination based on a value calculated using a function having both the value indicating the relative relationship and the first signal existence probability as a variable, the value indicating the relative relationship and the first signal existence probability Compared to the case where the separately determined results are integrated and determined, it is difficult to overlook underestimation. The determination execution unit 3021 may use a function represented by another form such as a higher-order polynomial function or a nonlinear function instead of the above-described weighted sum.

本実施形態に係る信号処理装置100Bは、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定することができる。その理由は、第1の実施形態について説明した通りである。   In the mixed signal including the first signal and the second signal, the signal processing device 100B according to the present embodiment accurately estimates the second signal even when the magnitude of the second signal suddenly increases. can do. The reason is as described for the first embodiment.

また、本実施形態に係る判定部302は、混在信号パワースペクトルと推定第二信号パワースペクトルの相対関係だけでなく、第一信号存在確率も併せて用いることにより判定する。判定実行部3021が第一信号存在確率を参照することにより、推定第二信号パワースペクトルと混在信号パワースペクトルとの関係が明確になる。例えば、第一信号存在確率が高ければ第一信号のパワー(大きさ)は大きいので、判定部302は、推定第二信号パワースペクトルが混在信号パワースペクトルよりも小さい場合に、それが過小推定では無いと判定する。従って、本実施形態に係る判定部302は、第一信号が大きい場合も含めて、推定第二信号パワースペクトルが混在信号パワースペクトルよりも小さければ過小推定と判定する第2の実施形態に係る判定部202よりも、より正確な判定を行うことができる。これにより、本実施形態に係る信号処理装置100Bは、出力信号の品質をさらに向上することができる。   Further, the determination unit 302 according to the present embodiment performs determination by using not only the relative relationship between the mixed signal power spectrum and the estimated second signal power spectrum but also the first signal existence probability. The determination execution unit 3021 refers to the first signal existence probability to clarify the relationship between the estimated second signal power spectrum and the mixed signal power spectrum. For example, if the first signal existence probability is high, the power (magnitude) of the first signal is large. Therefore, when the estimated second signal power spectrum is smaller than the mixed signal power spectrum, the determination unit 302 is underestimated. Judge that there is no. Accordingly, the determination unit 302 according to the present embodiment determines that the estimated second signal power spectrum is underestimated if the estimated second signal power spectrum is smaller than the mixed signal power spectrum, even when the first signal is large. More accurate determination can be performed than the unit 202. Thereby, the signal processing device 100B according to the present embodiment can further improve the quality of the output signal.

<第4の実施形態>
次に、本願発明の第4の実施形態に係る信号処理装置100Cについて説明する。本実施形態に係る信号処理装置100Cは、図1に示す通り、変換部101、判定部402、推定部103、初期化部104、抑圧部105、及び、逆変換部106を備えている。本実施形態に係る信号処理装置100Cは、判定部402を除く構成については第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
<Fourth Embodiment>
Next, a signal processing device 100C according to a fourth embodiment of the present invention will be described. As illustrated in FIG. 1, the signal processing device 100C according to the present embodiment includes a conversion unit 101, a determination unit 402, an estimation unit 103, an initialization unit 104, a suppression unit 105, and an inverse conversion unit 106. The signal processing apparatus 100C according to the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except for the determination unit 402, and thus the description thereof is omitted.

図9は、本実施形態に係る判定部402の構成を概念的に示すブロック図である。図9に示す通り、判定部402は、判定実行部3021と、相対関係計算部2022と、存在確率計算部4023と、を含む。相対関係計算部2022の動作については、第2の実施形態と同様であり、判定実行部3021の動作については、第3の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。   FIG. 9 is a block diagram conceptually showing the configuration of the determination unit 402 according to this embodiment. As illustrated in FIG. 9, the determination unit 402 includes a determination execution unit 3021, a relative relationship calculation unit 2022, and an existence probability calculation unit 4023. Since the operation of the relative relationship calculation unit 2022 is the same as that of the second embodiment, and the operation of the determination execution unit 3021 is the same as that of the third embodiment, the description thereof is omitted.

存在確率計算部4023は、相対関係計算部2022から入力された相対関係を示す値を用いて、第一信号存在確率(第二の確率)を算出する。存在確率計算部4023は、混在信号パワースペクトルでは無く、相対関係を示す値を用いて、第一信号存在確率を算出するという構成において、第3の実施形態に係る存在確率計算部3023と異なる。存在確率計算部4023は、算出に用いる情報については、第3の実施形態に係る存在確率計算部3023と異なるが、計算式などの算出方法については、存在確率計算部3023と同様な方法を用いることが可能である。存在確率計算部4023は、第一信号存在確率p(k,n)を、数17に示す通り算出する。数17において、E[D(k,n)]は、相対関係D(k,n)の期待値である。   The existence probability calculation unit 4023 calculates the first signal existence probability (second probability) using the value indicating the relative relationship input from the relative relationship calculation unit 2022. The existence probability calculation unit 4023 is different from the existence probability calculation unit 3023 according to the third embodiment in a configuration in which the first signal existence probability is calculated using a value indicating a relative relationship instead of the mixed signal power spectrum. The existence probability calculation unit 4023 is different from the existence probability calculation unit 3023 according to the third embodiment in terms of information used for calculation, but the calculation method such as a calculation formula uses the same method as the existence probability calculation unit 3023. It is possible. The existence probability calculation unit 4023 calculates the first signal existence probability p (k, n) as shown in Equation 17. In Equation 17, E [D (k, n)] is an expected value of the relative relationship D (k, n).

Figure 2018031820
Figure 2018031820

期待値E[D(k,n)]は、第3実施形態と同様に、移動平均あるいは一次リーク積分により近似される。存在確率計算部4023は、例えば移動平均を用いて期待値E[D(k,n)]を近似する場合、期待値E[D(k,n)]を数18に示す通り算出する。数18において、M3は1以上の整数である。   The expected value E [D (k, n)] is approximated by moving average or first-order leak integration as in the third embodiment. For example, when the expected value E [D (k, n)] is approximated using a moving average, the existence probability calculating unit 4023 calculates the expected value E [D (k, n)] as shown in Equation 18. In Equation 18, M3 is an integer of 1 or more.

Figure 2018031820
Figure 2018031820

存在確率計算部4023は、例えば一次リーク積分を用いて期待値E[D(k,n)]を近似する場合、期待値E[D(k,n)]を数19に示す通り算出する。数19において、α3は0<α3<1を満足する実数である。   The existence probability calculation unit 4023 calculates the expected value E [D (k, n)] as shown in Equation 19 when approximating the expected value E [D (k, n)] using, for example, primary leak integration. In Equation 19, α3 is a real number satisfying 0 <α3 <1.

Figure 2018031820
Figure 2018031820

存在確率計算部4023は、上述した分散の代わりに、分散の平方根である標準偏差を用いて第一信号存在確率を算出してもよい。   The existence probability calculation unit 4023 may calculate the first signal existence probability using a standard deviation that is a square root of the variance instead of the variance described above.

本実施形態に係る判定実行部3021は、相対関係計算部2022により算出された相対関係を示す値と、存在確率計算部4023により算出された第一信号存在確率とを用いて、推定第二信号パワースペクトルが基準を満たすか否かを判定する。   The determination execution unit 3021 according to the present embodiment uses the value indicating the relative relationship calculated by the relative relationship calculation unit 2022 and the first signal existence probability calculated by the existence probability calculation unit 4023 to estimate the second signal Determine whether the power spectrum meets the criteria.

本実施形態に係る信号処理装置100Cは、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号が突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定することができる。その理由は、第1の実施形態について説明した通りである。   In the mixed signal including the first signal and the second signal, the signal processing device 100C according to the present embodiment can accurately estimate the second signal even when the second signal suddenly increases. it can. The reason is as described for the first embodiment.

また、本実施形態に係る判定部402は、混在信号パワースペクトルと推定第二信号パワースペクトルとの相対関係を用いて第一信号存在確率を算出する。本実施形態に係る判定部402は、混在信号パワースペクトルだけなく、推定第二信号パワースペクトルも用いて第一信号存在確率を算出するので、混在信号パワースペクトルにより第一信号存在確率を算出する第3の実施形態に係る判定部302よりも、さらに正確に第一信号存在確率を算出できる。例えば、判定部402は、混在信号パワースペクトルが大きくなったときに、推定第二信号パワースペクトルを参照することにより、第一信号と第二信号のどちらが大きくなったのかを判定できる。従って、本実施形態に係る判定部402は、より正確な判定を行うことができる。これにより、本実施形態にかかる信号処理装置100Cは、出力信号の品質をさらに向上することができる。   In addition, the determination unit 402 according to the present embodiment calculates the first signal existence probability using the relative relationship between the mixed signal power spectrum and the estimated second signal power spectrum. Since the determination unit 402 according to the present embodiment calculates the first signal existence probability using not only the mixed signal power spectrum but also the estimated second signal power spectrum, the first signal existence probability is calculated based on the mixed signal power spectrum. The first signal existence probability can be calculated more accurately than the determination unit 302 according to the third embodiment. For example, the determination unit 402 can determine which of the first signal and the second signal has increased by referring to the estimated second signal power spectrum when the mixed signal power spectrum has increased. Therefore, the determination unit 402 according to the present embodiment can perform more accurate determination. Thereby, the signal processing device 100C according to the present embodiment can further improve the quality of the output signal.

<第5の実施形態>
次に、本願発明の第5の実施形態に係る信号処理装置100Dについて説明する。本実施形態に係る信号処理装置100Dは、図1に示す通り、変換部101、判定部502、推定部103、初期化部104、抑圧部105、及び、逆変換部106を備えている。本実施形態に係る信号処理装置100Dは、判定部502を除く構成については第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
<Fifth Embodiment>
Next, a signal processing device 100D according to a fifth embodiment of the present invention will be described. As illustrated in FIG. 1, the signal processing device 100D according to the present embodiment includes a conversion unit 101, a determination unit 502, an estimation unit 103, an initialization unit 104, a suppression unit 105, and an inverse conversion unit 106. The signal processing apparatus 100D according to the present embodiment is the same as the first embodiment with respect to the configuration excluding the determination unit 502, and thus the description thereof is omitted.

図10は、本実施形態に係る判定部502の構成を概念的に示すブロック図である。図10に示す通り、判定部502は、判定実行部3021と、相対関係計算部2022と、存在確率計算部5023及び5024と、を含む。相対関係計算部2022の動作については、第2の実施形態と同様であり、判定実行部3021の動作については、第3の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。   FIG. 10 is a block diagram conceptually showing the structure of the determination unit 502 according to this embodiment. As illustrated in FIG. 10, the determination unit 502 includes a determination execution unit 3021, a relative relationship calculation unit 2022, and existence probability calculation units 5023 and 5024. Since the operation of the relative relationship calculation unit 2022 is the same as that of the second embodiment, and the operation of the determination execution unit 3021 is the same as that of the third embodiment, the description thereof is omitted.

本実施形態にかかる存在確率計算部5024は、変換部101から入力された混在信号振幅スペクトルを2乗した値である混在信号パワースペクトルを用いて、第1の第一信号存在確率(第一の確率)を算出する。存在確率計算部5024は、第1の第一信号存在確率の算出において、第3の実施形態に係る存在確率計算部3024と同様の方法を用いる。存在確率計算部5024は、第1の第一信号存在確率p1(k,n)を、数20に示す通り算出する。   The existence probability calculation unit 5024 according to the present embodiment uses the mixed signal power spectrum, which is a value obtained by squaring the mixed signal amplitude spectrum input from the conversion unit 101, to generate a first first signal existence probability (first Probability). The existence probability calculation unit 5024 uses the same method as the existence probability calculation unit 3024 according to the third embodiment in calculating the first first signal existence probability. The existence probability calculation unit 5024 calculates the first first signal existence probability p1 (k, n) as shown in Equation 20.

Figure 2018031820
Figure 2018031820

数20において、混在信号パワースペクトルの期待値E[|X(k,n)|2]は、第3の実施形態と同様に、移動平均あるいは一次リーク積分により近似される。 In Equation 20, the expected value E [| X (k, n) | 2 ] of the mixed signal power spectrum is approximated by moving average or first-order leak integration, as in the third embodiment.

存在確率計算部5023は、相対関係計算部2022から入力された相対関係を示す値と、存在確率計算部5024から入力された第1の第一信号存在確率とを用いて、第2の第一信号存在確率(第三の確率)を算出する。本実施形態に係る存在確率計算部5023は、相対関係を示す値に加えて、第1の第一信号存在確率を用いるという構成において、第4の実施形態に係る存在確率計算部4023と異なる。   The existence probability calculation unit 5023 uses the value indicating the relative relationship input from the relative relationship calculation unit 2022 and the first first signal existence probability input from the existence probability calculation unit 5024 to generate the second first The signal existence probability (third probability) is calculated. The existence probability calculation unit 5023 according to the present embodiment is different from the existence probability calculation unit 4023 according to the fourth embodiment in the configuration in which the first first signal existence probability is used in addition to the value indicating the relative relationship.

本実施形態でも、第2及び第3の実施形態と同様に、混在信号パワースペクトルの分散を強調信号存在確率とする場合について説明する。存在確率計算部5023は、第2の第一信号存在確率p2(k,n)を、数21に示す通り算出する。   In the present embodiment as well, as in the second and third embodiments, the case where the variance of the mixed signal power spectrum is set as the emphasized signal existence probability will be described. The existence probability calculation unit 5023 calculates the second first signal existence probability p2 (k, n) as shown in Equation 21.

Figure 2018031820
Figure 2018031820

数21において、期待値は平均値により近似される。存在確率計算部5023は、第1の第一信号存在確率p1(k,n)を用いて、移動平均あるいは一次リーク積分により、平均値を算出する。存在確率計算部5023は、例えば移動平均を用いる場合、期待値E[D(k,n)]を、数22に示す通り算出する。数22において、M4は0以上の整数である。   In Equation 21, the expected value is approximated by an average value. The existence probability calculation unit 5023 uses the first first signal existence probability p1 (k, n) to calculate an average value by moving average or first-order leak integration. For example, when using a moving average, the existence probability calculation unit 5023 calculates an expected value E [D (k, n)] as shown in Equation 22. In Formula 22, M4 is an integer of 0 or more.

Figure 2018031820
Figure 2018031820

存在確率計算部5023は、例えば一次リーク積分を用いる場合、期待値E[D(k,n)]を、数23に示す通り算出する。数23において、α4は0<α4<1を満足する実数である。   The existence probability calculation unit 5023 calculates the expected value E [D (k, n)] as shown in Expression 23 when using, for example, a primary leak integral. In Equation 23, α4 is a real number satisfying 0 <α4 <1.

Figure 2018031820
Figure 2018031820

本実施形態に係る判定実行部3021は、相対関係計算部2022により算出された相対関係を示す値と、存在確率計算部5023により算出された第2の第一信号存在確率とを用いて、推定第二信号パワースペクトルが基準を満たすか否かを判定する。   The determination execution unit 3021 according to the present embodiment estimates using the value indicating the relative relationship calculated by the relative relationship calculation unit 2022 and the second first signal presence probability calculated by the presence probability calculation unit 5023. It is determined whether or not the second signal power spectrum satisfies the criterion.

本実施形態に係る信号処理装置100Dは、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定することができる。その理由は、第1の実施形態について説明した通りである。   In the mixed signal including the first signal and the second signal, the signal processing device 100D according to the present embodiment accurately estimates the second signal even when the magnitude of the second signal suddenly increases. can do. The reason is as described for the first embodiment.

また、本実施形態に係る判定部502は、相対関係を示す値を、第1の第一信号存在確率p1(k,n)によって重みづけすることにより、第一信号が含まれている確率が低いときの相対関係を、期待値算出において優先して用いる。これにより、本実施形態に係る判定部502は、第一信号区間において、第一信号成分の影響を受けて相対関係の期待値が大きくなり、第一信号区間の直後において、分散、すなわち、第一信号存在確率が誤って高くなる問題を回避できる。   In addition, the determination unit 502 according to the present embodiment weights the value indicating the relative relationship with the first first signal existence probability p1 (k, n), so that the probability that the first signal is included is determined. The low relative relationship is used preferentially in the expected value calculation. Thus, the determination unit 502 according to the present embodiment increases the expected value of the relative relationship under the influence of the first signal component in the first signal interval, and immediately after the first signal interval, the variance, that is, the first It is possible to avoid the problem that the probability of existence of one signal is erroneously increased.

すなわち、本実施形態に係る判定部502は、過小推定の判定に用いる第2の第一信号存在確率を算出する際に、相対関係を示す値に加えて、第1の第一信号存在確率も利用することにより、第一信号存在確率の精度を改善することを実現する。したがって、本実施形態に係る判定部502は、第一信号区間の直後に、第一信号存在確率をより正確に求めることができる。これにより、本実施形態に係る信号処理装置100Dは、出力信号の品質をさらに向上することができる。   That is, when calculating the second first signal existence probability used for underestimation determination, the determination unit 502 according to the present embodiment also calculates the first first signal existence probability in addition to the value indicating the relative relationship. By using this, it is possible to improve the accuracy of the first signal existence probability. Therefore, the determination unit 502 according to the present embodiment can determine the first signal existence probability more accurately immediately after the first signal interval. Thereby, the signal processing device 100D according to the present embodiment can further improve the quality of the output signal.

<第6の実施形態>
次に、本願発明の第6の実施形態に係る信号処理装置100Eについて説明する。本実施形態に係る信号処理装置100Eは、図1に示す通り、変換部101、判定部602、推定部103、初期化部104、抑圧部105、及び、逆変換部106を備えている。本実施形態に係る信号処理装置100Eは、判定部602を除く構成については第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
<Sixth Embodiment>
Next, a signal processing device 100E according to a sixth embodiment of the present invention will be described. As illustrated in FIG. 1, the signal processing device 100E according to the present embodiment includes a conversion unit 101, a determination unit 602, an estimation unit 103, an initialization unit 104, a suppression unit 105, and an inverse conversion unit 106. Since the signal processing apparatus 100E according to the present embodiment is the same as the first embodiment except for the determination unit 602, the description thereof is omitted.

図11は、本実施形態に係る判定部602の構成を概念的に示すブロック図である。図11に示す通り、判定部602は、判定実行部3021と、相対関係計算部2022と、存在確率計算部6023及び6024と、抑圧部6025とを含む。相対関係計算部2022の動作については、第2の実施形態と同様であり、判定実行部3021の動作については、第3の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。   FIG. 11 is a block diagram conceptually showing the structure of the determination unit 602 according to this embodiment. As illustrated in FIG. 11, the determination unit 602 includes a determination execution unit 3021, a relative relationship calculation unit 2022, existence probability calculation units 6023 and 6024, and a suppression unit 6025. Since the operation of the relative relationship calculation unit 2022 is the same as that of the second embodiment, and the operation of the determination execution unit 3021 is the same as that of the third embodiment, the description thereof is omitted.

本実施形態に係る抑圧部6025は、変換部101から入力された混在信号振幅スペクトルと、推定部103から入力された推定第二信号パワースペクトルとを用いて、混在信号振幅スペクトルに含まれる第二信号成分を抑圧する。抑圧部6025は、抑圧した結果である出力信号振幅スペクトルを、存在確率計算部6024へ入力する。抑圧部6025は、抑圧部105と同様に、混在信号振幅スペクトルと推定第二信号パワースペクトルとを入力とすることから、抑圧部105と同様な方法を用いて、第二信号成分を抑圧することができる。従って、本実施形態に係る信号処理装置100Eは、抑圧部105から出力された信号を、存在確率計算部6024に入力する構成であってもよい。この場合、本実施形態に係る信号処理装置100Eが行う抑圧処理が減るので、信号処理装置100Eが行う計算量を削減できる。   The suppression unit 6025 according to the present embodiment uses the mixed signal amplitude spectrum input from the conversion unit 101 and the estimated second signal power spectrum input from the estimation unit 103, and includes the second signal included in the mixed signal amplitude spectrum. Suppresses signal components. The suppression unit 6025 inputs the output signal amplitude spectrum as a result of the suppression to the existence probability calculation unit 6024. Since the suppression unit 6025 receives the mixed signal amplitude spectrum and the estimated second signal power spectrum as in the case of the suppression unit 105, the suppression unit 6025 suppresses the second signal component using the same method as the suppression unit 105. Can do. Therefore, the signal processing apparatus 100E according to the present embodiment may be configured to input the signal output from the suppression unit 105 to the existence probability calculation unit 6024. In this case, since the suppression processing performed by the signal processing device 100E according to the present embodiment is reduced, the amount of calculation performed by the signal processing device 100E can be reduced.

本実施形態に係る存在確率計算部6024は、抑圧部6025から入力された出力信号振幅スペクトルを2乗した値である出力信号パワースペクトルを用いて、第1の第一信号存在確率(第四の確率)を計算する。本実施形態に係る存在確率計算部6024は、第5の実施形態に係る存在確率計算部5024と比較して、入力される信号は異なるものの、存在確率の算出方法については、同様の方法を用いることができる。   The existence probability calculation unit 6024 according to the present embodiment uses the output signal power spectrum, which is a value obtained by squaring the output signal amplitude spectrum input from the suppression unit 6025, to generate a first first signal existence probability (fourth Probability). The existence probability calculation unit 6024 according to the present embodiment uses the same method as the existence probability calculation method, although the input signal is different compared to the existence probability calculation unit 5024 according to the fifth embodiment. be able to.

本実施形態に係る存在確率計算部6023は、相対関係計算部2022から入力された相対関係を示す値と、存在確率計算部6024から入力された第1の第一信号存在確率とを用いて、第2の第一信号存在確率(第五の確率)を算出する。本実施形態に係る存在確率計算部6023は、第5の実施形態に係る存在確率計算部5023と比較して、入力される信号は異なるものの、存在確率の算出方法については、同様の方法を用いることができる。   The existence probability calculation unit 6023 according to the present embodiment uses the value indicating the relative relationship input from the relative relationship calculation unit 2022 and the first first signal existence probability input from the existence probability calculation unit 6024, A second first signal existence probability (fifth probability) is calculated. The existence probability calculation unit 6023 according to the present embodiment uses the same method as the existence probability calculation method, although the input signal is different compared to the existence probability calculation unit 5023 according to the fifth embodiment. be able to.

本実施形態に係る判定実行部3021は、相対関係計算部2022により算出された相対関係を示す値と、存在確率計算部6023により算出された第2の第一信号存在確率とを用いて、推定第二信号パワースペクトルが基準を満たすか否かを判定する。   The determination execution unit 3021 according to the present embodiment estimates using the value indicating the relative relationship calculated by the relative relationship calculation unit 2022 and the second first signal presence probability calculated by the existence probability calculation unit 6023. It is determined whether or not the second signal power spectrum satisfies the criterion.

本実施形態に係る信号処理装置100Eは、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定することができる。その理由は、第1の実施形態について説明した通りである。   In the mixed signal including the first signal and the second signal, the signal processing device 100E according to the present embodiment accurately estimates the second signal even when the magnitude of the second signal suddenly increases. can do. The reason is as described for the first embodiment.

また、本実施形態に係る判定部602は、存在確率計算部6024において、混在信号パワースペクトルよりも、第二信号の成分が少ない出力信号パワースペクトルを用いて、第一信号存在確率を算出する。したがって、判定部602は、第二信号による影響を小さくすることにより、第一信号存在確率をより正確に算出し、正確な判定を行うことができる。これにより、本実施形態に係る信号処理装置100Eは、出力信号の品質をさらに向上することができる。   In addition, the determination unit 602 according to the present embodiment calculates the first signal existence probability using the output signal power spectrum in which the component of the second signal is smaller than the mixed signal power spectrum in the existence probability calculation unit 6024. Therefore, the determination unit 602 can more accurately calculate the first signal existence probability by reducing the influence of the second signal, and perform an accurate determination. Thereby, the signal processing device 100E according to the present embodiment can further improve the quality of the output signal.

<第7の実施形態>
図12は、本願発明の第7の実施形態に係る信号処理装置700の構成を概念的に示すブロック図である。信号処理装置700は、第一信号(注目すべき所望の音声信号)と第二信号(雑音(ノイズ))とを含む混在信号から、第二信号を推定することによって、第一信号が存在するか否かを判定する装置である。
<Seventh Embodiment>
FIG. 12 is a block diagram conceptually showing the structure of a signal processing device 700 according to the seventh embodiment of the present invention. The signal processing device 700 estimates the second signal from the mixed signal including the first signal (the desired audio signal to be noticed) and the second signal (noise), so that the first signal exists. It is an apparatus for determining whether or not.

本実施形態に係る信号処理装置700は、変換部101、判定部102、推定部103、初期化部104、及び、第二判定部707を備えている。本実施形態に係る信号処理装置700は、第二判定部707を除く構成については第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。   The signal processing apparatus 700 according to the present embodiment includes a conversion unit 101, a determination unit 102, an estimation unit 103, an initialization unit 104, and a second determination unit 707. Since the signal processing apparatus 700 according to the present embodiment is the same as the first embodiment except for the configuration of the second determination unit 707, the description thereof is omitted.

図13は、本実施形態に係る第二判定部707の構成を概念的に示すブロック図である。第二判定部707は、相対関係計算部7071と、判定実行部7072と、を含む。   FIG. 13 is a block diagram conceptually showing the configuration of the second determination unit 707 according to this embodiment. The second determination unit 707 includes a relative relationship calculation unit 7071 and a determination execution unit 7072.

相対関係計算部7071は、変換部101から入力された混在信号振幅スペクトルの2乗に相当する混在信号パワースペクトル|X(k,n)|2と、推定部103から入力された推定第二信号パワースペクトル|N(k,n)|2との相対関係を示す値を算出する。ここで相対関係とは、単純な大小関係のほか、両者の差分あるいは比のことである。例えば、相対関係を大小関係により示す場合、相対関係計算部7071は、相対関係D2(n)を、数24に示す通り算出する。 The relative relationship calculation unit 7071 includes the mixed signal power spectrum | X (k, n) | 2 corresponding to the square of the mixed signal amplitude spectrum input from the conversion unit 101 and the estimated second signal input from the estimation unit 103. A value indicating a relative relationship with the power spectrum | N (k, n) | 2 is calculated. Here, the relative relationship is not only a simple magnitude relationship but also a difference or ratio between the two. For example, when the relative relationship is represented by a magnitude relationship, the relative relationship calculation unit 7071 calculates the relative relationship D2 (n) as shown in Equation 24.

Figure 2018031820
Figure 2018031820

数24において、a2及びb2は実数である。また、相対関係を差分により示す場合、相対関係計算部7071は、相対関係D2(n)を、数25に示す通り算出する。   In Equation 24, a2 and b2 are real numbers. When the relative relationship is indicated by a difference, the relative relationship calculation unit 7071 calculates the relative relationship D2 (n) as shown in Equation 25.

Figure 2018031820
Figure 2018031820

相対関係計算部7071は、また、相対関係D2(n)を、数26に示す通り、対数の差分として算出してもよい。この場合、相対関係計算部7071により算出される値は、混在信号パワースペクトルと推定第二信号パワースペクトルとの比に相当する。   The relative relationship calculation unit 7071 may also calculate the relative relationship D2 (n) as a logarithmic difference as shown in Equation 26. In this case, the value calculated by the relative relationship calculation unit 7071 corresponds to the ratio between the mixed signal power spectrum and the estimated second signal power spectrum.

Figure 2018031820
Figure 2018031820

判定実行部7072は、相対関係計算部7071により算出された相対関係を示す値を用いて、第一信号が存在するか否かを判定し、その判定結果を出力する。判定実行部7072は、例えば、混在信号パワースペクトルが推定第二信号パワースペクトルよりも大きい場合に、第一信号が存在すると判定する。したがって、例えば、相対関係計算部7071により算出される相対関係が、数24に示す通り大小関係により示される場合、判定実行部7072は、相対関係を示す値が「a2」となるときに、第一信号が存在すると判定する。判定実行部7072は、相対関係が数25あるいは数26に示す通りである場合、相対関係D(k,n)が予め定められた閾値を上回っているときに、第一信号が存在すると判定する。   The determination execution unit 7072 determines whether or not the first signal exists, using the value indicating the relative relationship calculated by the relative relationship calculation unit 7071, and outputs the determination result. For example, the determination execution unit 7072 determines that the first signal exists when the mixed signal power spectrum is larger than the estimated second signal power spectrum. Therefore, for example, when the relative relationship calculated by the relative relationship calculation unit 7071 is indicated by the magnitude relationship as shown in Expression 24, the determination execution unit 7072 determines that the value indicating the relative relationship is “a2”. It is determined that one signal exists. The determination execution unit 7072 determines that the first signal is present when the relative relationship D (k, n) exceeds a predetermined threshold when the relative relationship is as shown in Equation 25 or Equation 26. .

本実施形態に係る信号処理装置700は、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定することができる。その理由は、第1の実施形態について説明した通りである。そして、本実施形態に係る信号処理装置700は、第二判定部707を備えることによって、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第一信号が存在するか否かを正確に判定できる。   In the mixed signal including the first signal and the second signal, the signal processing device 700 according to the present embodiment accurately estimates the second signal even when the magnitude of the second signal suddenly increases. can do. The reason is as described for the first embodiment. And the signal processing apparatus 700 which concerns on this embodiment is provided with the 2nd determination part 707, Even if it is a case where the magnitude | size of a 2nd signal becomes large suddenly, it is determined whether a 1st signal exists. Accurate judgment can be made.

以下に、本実施形態に係る信号処理装置700によって実現される効果について、詳細に説明する。   Below, the effect implement | achieved by the signal processing apparatus 700 which concerns on this embodiment is demonstrated in detail.

携帯電話など様々な音声端末において使用されている音声検出技術は、一般的に、雑音成分である第二信号の大きさが突然大きくなることを想定していない。このため、混在信号に含まれる第二信号の大きさが突然大きくなった場合、第二信号を正しく推定できず、判定結果を誤るという問題がある。その結果、音声符号化のビットレートが誤って高くなる、あるいは、音声認識結果が誤るといった問題が発生する。   In general, the voice detection technology used in various voice terminals such as mobile phones does not assume that the magnitude of the second signal, which is a noise component, suddenly increases. For this reason, when the magnitude | size of the 2nd signal contained in a mixed signal becomes large suddenly, there exists a problem that a 2nd signal cannot be estimated correctly but a determination result is mistaken. As a result, there arises a problem that the bit rate of the voice encoding is erroneously increased or the voice recognition result is wrong.

このような問題に対して、本実施形態に係る信号処理装置700では、推定部103は、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号における、第二信号を現在までに入力された混在信号の状態を示す情報に基づいて推定し、推定結果として、推定第二信号を生成する。判定部102は、混在信号及び推定第二信号に基づいて、推定第二信号の大きさが、基準を満たすか否か(過小か否か)を判定する。初期化部104は、判定部102によって、推定第二信号の大きさが基準を満たさないと判定された場合に、当該混在信号の状態を示す情報を、第二信号を推定する処理を開始するときの状態あるいはその状態に関連する状態に変更する初期化処理を行う。そして、第二判定部707は、推定第二信号を用いて、混在信号に第一信号が含まれるか否かを判定する。   For such a problem, in the signal processing device 700 according to the present embodiment, the estimation unit 103 is a mixed signal in which the first signal and the second signal are included and the second signal is input up to now. Estimation is performed based on information indicating the signal state, and an estimated second signal is generated as an estimation result. Based on the mixed signal and the estimated second signal, the determining unit 102 determines whether or not the magnitude of the estimated second signal satisfies a criterion (whether it is too small). When the determination unit 102 determines that the size of the estimated second signal does not satisfy the standard, the initialization unit 104 starts processing for estimating the second signal with information indicating the state of the mixed signal. An initialization process is performed to change the current state or a state related to that state. Then, the second determination unit 707 determines whether or not the mixed signal includes the first signal using the estimated second signal.

すなわち、本実施形態に係る信号処理装置700は、大きさが突然大きくなった第二信号に追随できるように、第二信号を推定する際に使用する混在信号の状態を示す情報を、第二信号を推定する処理を開始するときの状態あるいはその状態に関連する状態に戻す(変更する)。これにより、本実施形態に係る信号処理装置700は、混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第一信号が含まれているか否かを正確に判定することができる。   That is, the signal processing apparatus 700 according to the present embodiment uses the second information indicating the state of the mixed signal used when estimating the second signal so that the second signal whose magnitude has suddenly increased can be followed. It returns (changes) to the state at the time of starting the process of estimating the signal or the state related to the state. Thereby, the signal processing apparatus 700 according to the present embodiment accurately determines whether or not the first signal is included even in the case where the size of the second signal suddenly increases in the mixed signal. be able to.

<第8の実施形態>
図14は、本願発明の第8の実施形態に係る信号処理装置800の構成を概念的に示すブロック図である。
<Eighth Embodiment>
FIG. 14 is a block diagram conceptually showing the structure of a signal processing device 800 according to the eighth embodiment of the present invention.

本実施形態に係る信号処理装置800は、判定部802、及び、推定部803を備えている。   The signal processing apparatus 800 according to the present embodiment includes a determination unit 802 and an estimation unit 803.

推定部803は、第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、その混在信号に混在する第二信号を推定し(推定処理)、推定第二信号として提供する。   The estimation unit 803 estimates the second signal mixed in the mixed signal using the mixed signal in which the first signal and the second signal are mixed (estimation processing), and provides the second signal as the estimated second signal.

判定部802は、混在信号と前記推定第二信号とを用いて、推定第二信号が過小であるか否かを判定する。   The determination unit 802 determines whether the estimated second signal is excessively small using the mixed signal and the estimated second signal.

そして、推定部803は、判定部802での判定の結果に基づいて、推定処理を初期化する。   Then, the estimation unit 803 initializes the estimation process based on the determination result in the determination unit 802.

本実施形態に係る信号処理装置800は、第一信号と第二信号とが含まれる混在信号において、第二信号の大きさが突然大きくなった場合であっても、第二信号を正確に推定することができる。その理由は、信号処理装置800は、推定第二信号が過小であるか否かを判定し、その判定の結果に基づいて、推定処理を初期化するからである。   In the mixed signal including the first signal and the second signal, the signal processing device 800 according to the present embodiment accurately estimates the second signal even when the magnitude of the second signal suddenly increases. can do. The reason is that the signal processing apparatus 800 determines whether or not the estimated second signal is too small, and initializes the estimation process based on the determination result.

<ハードウェア構成例>
上述した各実施形態において図1乃至図5、及び、図7乃至図14に示した信号処理装置における各部は、専用のHW(HardWare)(電子回路)によって実現することができる。また、図1乃至図5、及び、図7乃至図14において、少なくとも、下記構成は、ソフトウェアプログラムの機能(処理)単位(ソフトウェアモジュール)と捉えることができる。
・判定部102、202、302、402、502、602、及び、802、
・推定部103及び803、
・初期化部104、
・第二判定部707
・抑圧部105。
<Hardware configuration example>
In each of the above-described embodiments, each unit in the signal processing device illustrated in FIGS. 1 to 5 and 7 to 14 can be realized by a dedicated HW (HardWare) (electronic circuit). 1 to 5 and 7 to 14, at least the following configuration can be regarded as a function (processing) unit (software module) of the software program.
Determination units 102, 202, 302, 402, 502, 602, and 802,
Estimators 103 and 803,
-Initialization unit 104,
Second determination unit 707
-Suppression unit 105.

但し、これらの図面に示した各部の区分けは、説明の便宜上の構成であり、実装に際しては、様々な構成が想定され得る。この場合のハードウェア環境の一例を、図15を参照して説明する。   However, the division of each part shown in these drawings is a configuration for convenience of explanation, and various configurations can be assumed for mounting. An example of the hardware environment in this case will be described with reference to FIG.

図15は、本願発明の各実施形態に係る信号処理装置を実行可能な情報処理装置900(コンピュータ)の構成を例示的に説明する図である。即ち、図15は、図1乃至図5、及び、図7乃至図14に示した信号処理装置を実現可能なコンピュータ(情報処理装置)の構成であって、上述した実施形態における各機能を実現可能なハードウェア環境を表す。   FIG. 15 is a diagram illustratively explaining the configuration of an information processing apparatus 900 (computer) that can execute the signal processing apparatus according to each embodiment of the present invention. That is, FIG. 15 shows a configuration of a computer (information processing apparatus) that can realize the signal processing apparatus shown in FIGS. 1 to 5 and FIGS. 7 to 14, and realizes each function in the above-described embodiment. Represents a possible hardware environment.

図15に示した情報処理装置900は、構成要素として下記を備えている。
・CPU(Central_Processing_Unit)901、
・ROM(Read_Only_Memory)902、
・RAM(Random_Access_Memory)903、
・ハードディスク(記憶装置)904、
・外部装置との通信インタフェース905、
・バス906(通信線)、
・CD−ROM(Compact_Disc_Read_Only_Memory)等の記録媒体907に格納されたデータを読み書き可能なリーダライタ908、
・入出力インタフェース909。
The information processing apparatus 900 illustrated in FIG. 15 includes the following as constituent elements.
CPU (Central_Processing_Unit) 901,
ROM (Read_Only_Memory) 902,
RAM (Random_Access_Memory) 903,
-Hard disk (storage device) 904,
A communication interface 905 with an external device,
・ Bus 906 (communication line),
A reader / writer 908 capable of reading and writing data stored in a recording medium 907 such as a CD-ROM (Compact_Disc_Read_Only_Memory)
An input / output interface 909;

即ち、上記構成要素を備える情報処理装置900は、これらの構成がバス906を介して接続された一般的なコンピュータである。情報処理装置900は、CPU901を複数備える場合もあれば、マルチコアにより構成されたCPU901を備える場合もある。   In other words, the information processing apparatus 900 including the above-described components is a general computer in which these configurations are connected via the bus 906. The information processing apparatus 900 may include a plurality of CPUs 901 or may include a CPU 901 configured by a multi-core.

そして、上述した実施形態を例に説明した本願発明は、図15に示した情報処理装置900に対して、次の機能を実現可能なコンピュータプログラムを供給する。その機能とは、その実施形態の説明において参照したブロック構成図(図1乃至図5、及び、図7乃至図14)における上述した構成、或いはフローチャート(図6)の機能である。本願発明は、その後、そのコンピュータプログラムを、当該ハードウェアのCPU901に読み出して解釈し実行することによって達成される。また、当該装置内に供給されたコンピュータプログラムは、読み書き可能な揮発性のメモリ(RAM903)、または、ROM902やハードディスク904等の不揮発性の記憶デバイスに格納すれば良い。入出力インタフェース909は,A(Analog)/D(Digital)変換機能やD/A変換機能を備えてもよい。   The present invention described by taking the above embodiment as an example supplies a computer program capable of realizing the following functions to the information processing apparatus 900 shown in FIG. The function is the above-described configuration in the block configuration diagrams (FIGS. 1 to 5 and FIGS. 7 to 14) referred to in the description of the embodiment, or the function of the flowchart (FIG. 6). The present invention is then achieved by reading the computer program to the CPU 901 of the hardware, interpreting it and executing it. The computer program supplied to the apparatus may be stored in a readable / writable volatile memory (RAM 903) or a nonvolatile storage device such as the ROM 902 or the hard disk 904. The input / output interface 909 may have an A (Analog) / D (Digital) conversion function and a D / A conversion function.

また、前記の場合において、当該ハードウェア内へのコンピュータプログラムの供給方法は、現在では一般的な手順を採用することができる。その手順としては、例えば、CD−ROM等の各種記録媒体907を介して当該装置内にインストールする方法や、インターネット等の通信回線を介して外部よりダウンロードする方法等がある。そして、このような場合において、本願発明は、係るコンピュータプログラムを構成するコード或いは、そのコードが格納された記録媒体907によって構成されると捉えることができる。   In the above case, a general procedure can be adopted as a method for supplying the computer program into the hardware. The procedure includes, for example, a method of installing in the apparatus via various recording media 907 such as a CD-ROM, a method of downloading from the outside via a communication line such as the Internet, and the like. In such a case, it can be understood that the present invention is configured by a code constituting the computer program or a recording medium 907 in which the code is stored.

以上、上述した実施形態を模範的な例として本願発明を説明した。しかしながら、本願発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本願発明は、本願発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。   The present invention has been described above using the above-described embodiment as an exemplary example. However, the present invention is not limited to the embodiment described above. That is, the present invention can apply various modes that can be understood by those skilled in the art within the scope of the present invention.

尚、上述した各実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうる。しかしながら、上述した各実施形態により例示的に説明した本発明は、以下には限られない。すなわち、
(付記1)
第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、前記混在信号に混在する第二信号を推定し、推定第二信号として提供する推定手段と、
前記混在信号と前記推定第二信号とを用いて、前記推定第二信号が過小であるか否かを判定する第一の判定手段と、
を備え、
前記推定手段は、前記第一の判定手段での判定の結果に基づいて、推定処理を初期化する
ことを特徴とする信号処理装置。
(付記2)
前記第一の判定手段は、前記第一信号と前記第二信号との相対関係を求めることによって、前記推定第二信号が過小か否かを判定する、
付記1に記載の信号処理装置。
(付記3)
前記第一の判定手段は、
前記混在信号に基づいて、前記混在信号に前記第一信号が存在する第一の確率を算出し、
前記第一の確率に基づいて、前記推定第二信号が過小か否かを判定する、
付記2に記載の信号処理装置。
(付記4)
前記第一の判定手段は、
前記相対関係に基づいて、前記混在信号に前記第一信号が存在する第二の確率を算出し、
前記第二の確率に基づいて、前記推定第二信号が過小か否かを判定する、
付記2に記載の信号処理装置。
(付記5)
前記第一の判定手段は、
前記相対関係と、前記第一の確率とに基づいて、前記混在信号に前記第一信号が存在する第三の確率を算出し、
前記第三の確率に基づいて、前記推定第二信号が過小か否かを判定する、
付記3に記載の信号処理装置。
(付記6)
前記第一の判定手段は、
前記混在信号と前記推定第二信号とを使用して、前記混在信号に含まれる前記第二信号を抑圧することによって抑圧信号を生成し、
前記抑圧信号に基づいて、前記混在信号に前記第一信号が存在する第四の確率を算出し、
算出した前記第四の確率と前記相対関係とに基づいて、前記混在信号に前記第一信号が存在する第五の確率を算出し、
前記第五の確率に基づいて、前記推定第二信号が過小か否かを判定する、
付記2に記載の信号処理装置。
(付記7)
前記推定第二信号を使用して、前記混在信号に含まれる前記第二信号を抑圧する抑圧手段を更に備える、
付記1乃至6のいずれか一項に記載の信号処理装置。
(付記8)
前記推定第二信号を使用して、前記混在信号に前記第一信号が含まれているか否かを判定する第二の判定手段を更に備える、
付記1乃至6のいずれか一項に記載の信号処理装置。
(付記9)
情報処理装置によって、
第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、前記混在信号に混在する第二信号を推定し、推定第二信号として提供し、
前記混在信号と前記推定第二信号を用いて、前記推定第二信号が過小であるか否かを判定し、
その判定の結果に基づいて、推定処理を初期化する
信号処理方法。
(付記10)
第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、前記混在信号に混在する第二信号を推定し、推定第二信号として提供する推定処理と、
前記混在信号と前記推定第二信号を用いて、前記推定第二信号が過小であるか否かを判定する判定処理と、
をコンピュータに実行させ、
前記推定処理は、前記第一の判定手段での判定の結果に基づいて、推定処理を初期化する
ことを特徴とする信号処理プログラム。
(付記11)
第一信号と第二信号とが含まれる混在信号における前記第二信号を、現在までに入力された前記混在信号の状態を示す情報に基づいて推定し、推定結果を表す推定第二信号を生成する推定手段と、
前記混在信号及び前記推定第二信号に基づいて、前記推定第二信号の大きさが基準を満たすか否かを判定する第一の判定手段と、
前記推定第二信号の大きさが前記基準を満たさないと前記第一の判定手段によって判定された場合に、前記混在信号の状態を示す情報を、前記推定手段が前記第二信号を推定する処理を開始するときの状態あるいはその状態に関連する状態に変更する初期化処理を行う初期化手段と、
を備える信号処理装置。
(付記12)
前記第一の判定手段は、前記第一信号の大きさと前記第二信号の大きさとの相対関係を示す値を求めることによって、前記推定第二信号の大きさが前記基準を満たすか否かを判定する、
付記11に記載の信号処理装置。
(付記13)
前記第一の判定手段は、
前記混在信号に基づいて、前記混在信号に前記第一信号が存在する第一の確率を算出し、
前記第一の確率が閾値以下である場合に、前記推定第二信号の大きさが前記基準を満たすか否かを判定する、
付記12に記載の信号処理装置。
(付記14)
前記第一の判定手段は、
前記相対関係を示す値に基づいて、前記混在信号に前記第一信号が存在する第二の確率を算出し、
前記第二の確率が閾値以下である場合に、前記推定第二信号の大きさが前記基準を満たすか否かを判定する、
付記12に記載の信号処理装置。
(付記15)
前記第一の判定手段は、
前記相対関係を示す値と、前記第一の確率とに基づいて、前記混在信号に前記第一信号が存在する第三の確率を算出し、
前記第三の確率が閾値以下である場合に、前記推定第二信号の大きさが前記基準を満たすか否かを判定する、
付記13に記載の信号処理装置。
(付記16)
前記第一の判定手段は、
前記混在信号と前記推定第二信号とを使用して、前記混在信号に含まれる前記第二信号を抑圧することによって抑圧結果信号を生成し、
生成した前記抑圧結果信号に基づいて、前記混在信号に前記第一信号が存在する第四の確率を算出し、
算出した前記第四の確率と前記相対関係を示す値とに基づいて、前記混在信号に前記第一信号が存在する第五の確率を算出し、
前記第五の確率が閾値以下である場合に、前記推定第二信号の大きさが前記基準を満たすか否かを判定する、
付記12に記載の信号処理装置。
(付記17)
前記推定第二信号を使用して、前記混在信号に含まれる前記第二信号を抑圧する抑圧手段を更に備える、
付記11乃至16のいずれか一項に記載の信号処理装置。
(付記18)
前記推定第二信号を使用して、前記混在信号に前記第一信号が含まれているか否かを判定する第二の判定手段を更に備える、
を特徴とする付記11乃至16のいずれか一項に記載の信号処理装置。
(付記19)
前記判定手段は、現在までの所定の期間において生成された前記推定第二信号の大きさの平均値あるいは最小値が、現在の前記混在信号の大きさを示す値を所定の写像関数に入力することによって求めた値以上であるか否かを判定する、
付記11乃至18のいずれか一項に記載の信号処理装置。
(付記20)
前記初期化手段は、初期化用の設定値と、初期化を行うまでの所定の期間において前記推定手段により生成された前記推定第二信号の状態を示す値との少なくともいずれかに基づいて、前記混在信号の状態を示す情報を初期化する、
付記11乃至19のいずれか一項に記載の信号処理装置。
(付記21)
情報処理装置によって、
第一信号と第二信号とが含まれる混在信号における前記第二信号を、現在までに入力された前記混在信号の状態を示す情報に基づいて推定し、推定結果を表す推定第二信号を生成し、
前記混在信号及び前記推定第二信号に基づいて、前記推定第二信号の大きさが基準を満たすか否かを判定し、
前記推定第二信号の大きさが前記基準を満たさないと判定した場合に、前記混在信号の状態を示す情報を、前記第二信号を推定する処理を開始するときの状態あるいはその状態に関連する状態に変更する初期化処理を行う、
信号処理方法。
(付記22)
第一信号と第二信号とが含まれる混在信号における前記第二信号を、現在までに入力された前記混在信号の状態を示す情報に基づいて推定し、推定結果を表す推定第二信号を生成する推定処理と、
前記混在信号及び前記推定第二信号に基づいて、前記推定第二信号の大きさが基準を満たすか否かを判定する判定処理と、
前記推定第二信号の大きさが前記基準を満たさないと前記判定処理によって判定された場合に、前記混在信号の状態を示す情報を、前記推定処理が前記第二信号を推定する処理を開始するときの状態あるいはその状態に関連する状態に変更する初期化処理と、
をコンピュータに実行させるための信号処理プログラム。
In addition, a part or all of each embodiment mentioned above can be described also as the following additional remarks. However, the present invention described by way of example with the above-described embodiments is not limited to the following. That is,
(Appendix 1)
Using a mixed signal in which the first signal and the second signal are mixed, estimating a second signal mixed in the mixed signal, and providing an estimated second signal;
First determination means for determining whether or not the estimated second signal is too small using the mixed signal and the estimated second signal;
With
The signal processing apparatus characterized in that the estimation means initializes estimation processing based on a result of determination by the first determination means.
(Appendix 2)
The first determination means determines whether the estimated second signal is too small by obtaining a relative relationship between the first signal and the second signal.
The signal processing apparatus according to appendix 1.
(Appendix 3)
The first determination means includes
Based on the mixed signal, calculate a first probability that the first signal exists in the mixed signal;
Determining whether the estimated second signal is too low based on the first probability;
The signal processing device according to attachment 2.
(Appendix 4)
The first determination means includes
Based on the relative relationship, calculate a second probability that the first signal exists in the mixed signal,
Based on the second probability, it is determined whether the estimated second signal is too small;
The signal processing device according to attachment 2.
(Appendix 5)
The first determination means includes
Based on the relative relationship and the first probability, calculate a third probability that the first signal exists in the mixed signal;
Based on the third probability, it is determined whether the estimated second signal is too small,
The signal processing device according to attachment 3.
(Appendix 6)
The first determination means includes
Using the mixed signal and the estimated second signal, generating a suppression signal by suppressing the second signal included in the mixed signal,
Based on the suppression signal, calculate a fourth probability that the first signal exists in the mixed signal,
Based on the calculated fourth probability and the relative relationship, a fifth probability that the first signal exists in the mixed signal is calculated,
Determining whether the estimated second signal is too low based on the fifth probability;
The signal processing device according to attachment 2.
(Appendix 7)
Further comprising suppression means for suppressing the second signal included in the mixed signal using the estimated second signal;
The signal processing device according to any one of appendices 1 to 6.
(Appendix 8)
Using the estimated second signal, further comprising second determination means for determining whether or not the first signal is included in the mixed signal;
The signal processing device according to any one of appendices 1 to 6.
(Appendix 9)
Depending on the information processing device,
Using the mixed signal in which the first signal and the second signal are mixed, the second signal mixed in the mixed signal is estimated and provided as the estimated second signal,
Using the mixed signal and the estimated second signal, determine whether the estimated second signal is too small,
A signal processing method for initializing an estimation process based on a result of the determination.
(Appendix 10)
Using a mixed signal in which the first signal and the second signal are mixed, estimating a second signal mixed in the mixed signal, and providing an estimated second signal;
A determination process for determining whether or not the estimated second signal is too small using the mixed signal and the estimated second signal;
To the computer,
The signal processing program characterized in that the estimation process initializes the estimation process based on a result of determination by the first determination unit.
(Appendix 11)
The second signal in the mixed signal including the first signal and the second signal is estimated based on the information indicating the state of the mixed signal that has been input so far, and an estimated second signal that represents the estimation result is generated. An estimation means to
First determination means for determining whether the magnitude of the estimated second signal satisfies a criterion based on the mixed signal and the estimated second signal;
When the first determination unit determines that the size of the estimated second signal does not satisfy the criterion, the estimation unit estimates the second signal with information indicating the state of the mixed signal Initialization means for performing initialization processing to change to a state at the time of starting or a state related to the state;
A signal processing apparatus comprising:
(Appendix 12)
The first determination means obtains a value indicating a relative relationship between the magnitude of the first signal and the magnitude of the second signal, thereby determining whether the magnitude of the estimated second signal satisfies the criterion. judge,
The signal processing apparatus according to appendix 11.
(Appendix 13)
The first determination means includes
Based on the mixed signal, calculate a first probability that the first signal exists in the mixed signal;
Determining whether the magnitude of the estimated second signal satisfies the criterion when the first probability is less than or equal to a threshold;
The signal processing device according to attachment 12.
(Appendix 14)
The first determination means includes
Based on the value indicating the relative relationship, a second probability that the first signal exists in the mixed signal is calculated,
If the second probability is less than or equal to a threshold, determine whether the magnitude of the estimated second signal satisfies the criterion;
The signal processing device according to attachment 12.
(Appendix 15)
The first determination means includes
Based on the value indicating the relative relationship and the first probability, a third probability that the first signal exists in the mixed signal is calculated;
If the third probability is less than or equal to a threshold, determine whether the magnitude of the estimated second signal satisfies the criterion;
The signal processing device according to attachment 13.
(Appendix 16)
The first determination means includes
Using the mixed signal and the estimated second signal to generate a suppression result signal by suppressing the second signal included in the mixed signal,
Based on the generated suppression result signal, calculate a fourth probability that the first signal exists in the mixed signal,
Based on the calculated fourth probability and the value indicating the relative relationship, a fifth probability that the first signal exists in the mixed signal is calculated,
If the fifth probability is less than or equal to a threshold, determine whether the magnitude of the estimated second signal satisfies the criterion;
The signal processing device according to attachment 12.
(Appendix 17)
Further comprising suppression means for suppressing the second signal included in the mixed signal using the estimated second signal;
The signal processing device according to any one of appendices 11 to 16.
(Appendix 18)
Using the estimated second signal, further comprising second determination means for determining whether or not the first signal is included in the mixed signal;
The signal processing device according to any one of appendices 11 to 16, characterized by:
(Appendix 19)
The determination means inputs, to a predetermined mapping function, a value indicating an average value or a minimum value of the estimated second signal generated in a predetermined period until now, indicating the current mixed signal size. It is determined whether or not the value obtained by
The signal processing device according to any one of appendices 11 to 18.
(Appendix 20)
The initialization unit is based on at least one of a setting value for initialization and a value indicating a state of the estimated second signal generated by the estimation unit in a predetermined period until initialization is performed. Initializing information indicating the state of the mixed signal;
The signal processing device according to any one of appendices 11 to 19.
(Appendix 21)
Depending on the information processing device,
The second signal in the mixed signal including the first signal and the second signal is estimated based on the information indicating the state of the mixed signal that has been input so far, and an estimated second signal that represents the estimation result is generated. And
Based on the mixed signal and the estimated second signal, determine whether the magnitude of the estimated second signal satisfies a criterion,
When it is determined that the size of the estimated second signal does not satisfy the criterion, the information indicating the state of the mixed signal is related to the state when the process of estimating the second signal is started or the state. Perform initialization processing to change to the state,
Signal processing method.
(Appendix 22)
The second signal in the mixed signal including the first signal and the second signal is estimated based on the information indicating the state of the mixed signal that has been input so far, and an estimated second signal that represents the estimation result is generated. An estimation process to
Based on the mixed signal and the estimated second signal, a determination process for determining whether the magnitude of the estimated second signal satisfies a criterion;
When the determination process determines that the size of the estimated second signal does not satisfy the criterion, the estimation process starts the process of estimating the second signal using information indicating the state of the mixed signal An initialization process to change to a state of time or a state related to that state,
Signal processing program for causing a computer to execute.

100 信号処理装置
101 変換部
1011 フレーム分割部
1012 窓関数乗算部
1013 フーリエ変換部
102 判定部
1021 判定実行部
103 推定部
104 初期化部
105 抑圧部
1051 ゲイン計算部
1052 乗算部
106 逆変換部
1061 逆フーリエ変換部
1062 窓関数乗算部
1063 フレーム合成部
202 判定部
2021 判定実行部
2022 相対関係計算部
302 判定部
3021 判定実行部
3023 存在確率計算部
402 判定部
4023 存在確率計算部
502 判定部
5023 存在確率計算部
5024 存在確率計算部
602 判定部
6023 存在確率計算部
6024 存在確率計算部
6025 抑圧部
700 信号処理装置
707 第二判定部
800 信号処理装置
802 判定部
803 推定部
900 情報処理装置
901 CPU
902 ROM
903 RAM
904 ハードディスク(記憶装置)
905 通信インタフェース
906 バス
907 記録媒体
908 リーダライタ
909 入出力インタフェース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Signal processing apparatus 101 Conversion part 1011 Frame division part 1012 Window function multiplication part 1013 Fourier transform part 102 Determination part 1021 Determination execution part 103 Estimation part 104 Initialization part 105 Suppression part 1051 Gain calculation part 1052 Multiplication part 106 Inverse conversion part 1061 Inverse Fourier transform unit 1062 Window function multiplication unit 1063 Frame composition unit 202 Judgment unit 2021 Judgment execution unit 2022 Relative relation calculation unit 302 Judgment unit 3021 Judgment execution unit 3023 Presence probability calculation unit 402 Judgment unit 4023 Presence probability calculation unit 502 Judgment unit 5023 Presence probability Calculation unit 5024 Existence probability calculation unit 602 Determination unit 6023 Existence probability calculation unit 6024 Existence probability calculation unit 6025 Suppression unit 700 Signal processing device 707 Second determination unit 800 Signal processing device 802 Determination unit 803 Estimation unit 9 0 information processing device 901 CPU
902 ROM
903 RAM
904 Hard disk (storage device)
905 Communication interface 906 Bus 907 Recording medium 908 Reader / writer 909 Input / output interface

Claims (10)

第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、前記混在信号に混在する第二信号を推定し、推定第二信号として提供する推定手段と、
前記混在信号と前記推定第二信号とを用いて、前記推定第二信号が過小であるか否かを判定する第一の判定手段と、
を備え、
前記推定手段は、前記第一の判定手段での判定の結果に基づいて、推定処理を初期化する
ことを特徴とする信号処理装置。
Using a mixed signal in which the first signal and the second signal are mixed, estimating a second signal mixed in the mixed signal, and providing an estimated second signal;
First determination means for determining whether or not the estimated second signal is too small using the mixed signal and the estimated second signal;
With
The signal processing apparatus characterized in that the estimation means initializes estimation processing based on a result of determination by the first determination means.
前記第一の判定手段は、前記第一信号と前記第二信号との相対関係を求めることによって、前記推定第二信号が過小か否かを判定する、
請求項1に記載の信号処理装置。
The first determination means determines whether the estimated second signal is too small by obtaining a relative relationship between the first signal and the second signal.
The signal processing apparatus according to claim 1.
前記第一の判定手段は、
前記混在信号に基づいて、前記混在信号に前記第一信号が存在する第一の確率を算出し、
前記第一の確率に基づいて、前記推定第二信号が過小か否かを判定する、
請求項2に記載の信号処理装置。
The first determination means includes
Based on the mixed signal, calculate a first probability that the first signal exists in the mixed signal;
Determining whether the estimated second signal is too low based on the first probability;
The signal processing apparatus according to claim 2.
前記第一の判定手段は、
前記相対関係に基づいて、前記混在信号に前記第一信号が存在する第二の確率を算出し、
前記第二の確率に基づいて、前記推定第二信号が過小か否かを判定する、
請求項2に記載の信号処理装置。
The first determination means includes
Based on the relative relationship, calculate a second probability that the first signal exists in the mixed signal,
Based on the second probability, it is determined whether the estimated second signal is too small;
The signal processing apparatus according to claim 2.
前記第一の判定手段は、
前記相対関係と、前記第一の確率とに基づいて、前記混在信号に前記第一信号が存在する第三の確率を算出し、
前記第三の確率に基づいて、前記推定第二信号が過小か否かを判定する、
請求項3に記載の信号処理装置。
The first determination means includes
Based on the relative relationship and the first probability, calculate a third probability that the first signal exists in the mixed signal;
Based on the third probability, it is determined whether the estimated second signal is too small,
The signal processing apparatus according to claim 3.
前記第一の判定手段は、
前記混在信号と前記推定第二信号とを使用して、前記混在信号に含まれる前記第二信号を抑圧することによって抑圧信号を生成し、
前記抑圧信号に基づいて、前記混在信号に前記第一信号が存在する第四の確率を算出し、
算出した前記第四の確率と前記相対関係とに基づいて、前記混在信号に前記第一信号が存在する第五の確率を算出し、
前記第五の確率に基づいて、前記推定第二信号が過小か否かを判定する、
請求項2に記載の信号処理装置。
The first determination means includes
Using the mixed signal and the estimated second signal, generating a suppression signal by suppressing the second signal included in the mixed signal,
Based on the suppression signal, calculate a fourth probability that the first signal exists in the mixed signal,
Based on the calculated fourth probability and the relative relationship, a fifth probability that the first signal exists in the mixed signal is calculated,
Determining whether the estimated second signal is too low based on the fifth probability;
The signal processing apparatus according to claim 2.
前記推定第二信号を使用して、前記混在信号に含まれる前記第二信号を抑圧する抑圧手段を更に備える、
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の信号処理装置。
Further comprising suppression means for suppressing the second signal included in the mixed signal using the estimated second signal;
The signal processing apparatus according to claim 1.
前記推定第二信号を使用して、前記混在信号に前記第一信号が含まれているか否かを判定する第二の判定手段を更に備える、
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の信号処理装置。
Using the estimated second signal, further comprising second determination means for determining whether or not the first signal is included in the mixed signal;
The signal processing apparatus according to claim 1.
情報処理装置によって、
第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、前記混在信号に混在する第二信号を推定し、推定第二信号として提供し、
前記混在信号と前記推定第二信号を用いて、前記推定第二信号が過小であるか否かを判定し、
その判定の結果に基づいて、推定処理を初期化する
信号処理方法。
Depending on the information processing device,
Using the mixed signal in which the first signal and the second signal are mixed, the second signal mixed in the mixed signal is estimated and provided as the estimated second signal,
Using the mixed signal and the estimated second signal, determine whether the estimated second signal is too small,
A signal processing method for initializing an estimation process based on a result of the determination.
第一信号と第二信号とが混在した混在信号を用いて、前記混在信号に混在する第二信号を推定し、推定第二信号として提供する推定処理と、
前記混在信号と前記推定第二信号を用いて、前記推定第二信号が過小であるか否かを判定する判定処理と、
をコンピュータに実行させ、
前記推定処理は、前記判定処理での判定の結果に基づいて、前記第二信号を推定する処理を初期化する
ことを特徴とする信号処理プログラム。
Using a mixed signal in which the first signal and the second signal are mixed, estimating a second signal mixed in the mixed signal, and providing an estimated second signal;
A determination process for determining whether or not the estimated second signal is too small using the mixed signal and the estimated second signal;
To the computer,
The estimation process initializes a process of estimating the second signal based on a result of the determination in the determination process.
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