JP2979714B2

JP2979714B2 - 音声信号処理装置

Info

Publication number: JP2979714B2
Application number: JP3120745A
Authority: JP
Inventors: 丈二加根; 明野原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-05-28
Filing date: 1991-05-27
Publication date: 1999-11-15
Anticipated expiration: 2014-11-15
Also published as: JPH04227338A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音声処理等に用いるこ
とができる信号処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図25は、従来の信号処理装置のブロック
図である。１は雑音が混入された信号が入力され、信号
または雑音を検出するフィルタ制御部、２はバンドパス
フィルタを多数有するＢＰＦ群、３は加算器である。即
ち、フィルタ制御部１はＢＰＦ群２のフィルタ係数を入
力信号の雑音または信号に応じて制御するものであり、
ＢＰＦ群２は帯域通過フィルタ群であって、入力信号を
適当な帯域に分け、フィルタ制御部１の制御信号によっ
て、その通過帯域特性を決めるように構成されている。
上記のように構成された従来の信号処理装置の動作を以
下に説明する。

【０００３】音声に雑音が重畳された入力信号はフィル
タ制御部１に供給される。フィルタ制御部１はその供給
信号から雑音成分を、ＢＰＦ群２の各帯域に対応して求
め、ＢＰＦ群２で雑音成分を通過させないようなフィル
タ係数をＢＰＦ群２に供給する。

【０００４】ＢＰＦ群２は、入力信号を適当な帯域に分
け、各帯域毎にフィルタ制御部１より入力される前記フ
ィルタ係数によって入力信号を適宜通過させ、加算器３
に供給する。加算器３ではＢＰＦ群２で適当な帯域に分
割した信号をミックスし、出力を得る。

【０００５】この様にすることによって、入力信号はＢ
ＰＦ群２により、雑音が含まれている帯域の通過レベル
が落とされる。その結果、雑音成分が減衰された信号が
得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな雑音減衰方法では、雑音除去がなお十分でないとい
う課題が残る。

【０００７】本発明はこの様な従来の音声信号処理装置
の課題を解決するもので、雑音を効果的に抑えることの
出来る音声信号処理装置を提供することを目的とするも
のである。

【０００８】また従来の雑音抑圧方法では、単に時間的
に雑音部分と音声部分とを区別し、それぞれ全体を減衰
させたり、増幅させたりしているだけである。これで
は、それぞれの部分においてのＳ／Ｎ比は特に向上して
いないことになる。したがって本発明はこのような従来
の雑音抑圧方法の課題を考慮し、Ｓ／Ｎ比が良くなる音
声信号処理装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、第１態様として、雑音を含む混合信号を入力
し、その帯域分割する帯域分割手段と、その帯域分割手
段によって、帯域分割された各チャンネル毎の信号に付
いて、音声帯域部分を検出する音声帯域検出手段と、そ
の音声帯域検出手段によって検出された音声帯域情報に
基づいて、帯域分割された雑音混じりの信号について、
音声信号帯域を雑音信号帯域に対して相対的に強調する
音声帯域選択強調手段と、その音声帯域選択強調手段に
よって強調された信号に付いて、帯域合成する帯域合成
手段とを備えたことを特徴とする音声信号処理装置であ
る。

【００１０】また、第２態様として本発明は、雑音を含
む混合信号を入力し、その帯域分割する帯域分割手段
と、その帯域分割手段によって、帯域分割された信号に
付いて、音声部分を判別する音声判別手段と、その判別
された音声部分情報を利用して音声部分の雑音を予測す
る雑音予測手段と、その予測された雑音値を、前記帯域
分割された信号から差し引くキャンセル手段と、前記帯
域分割された各チャンネル毎の信号に付いて音声帯域部
分を検出する音声帯域検出手段と、その音声帯域検出手
段によって検出された音声帯域情報に基づいて、前記キ
ャンセル手段により雑音がキャンセルされた信号につい
て、音声信号帯域を雑音信号帯域に対して相対的に強調
する音声帯域選択強調手段と、その音声帯域選択強調手
段によって強調された信号に付いて、帯域合成する帯域
合成手段とを備えたことを特徴とする音声信号処理装置
である。

【００１１】さらに、第３態様として本発明は、入力さ
れた、雑音を含む音声信号の周波数帯域を分割する帯域
分割手段と、その帯域分割手段の帯域分割出力が入力さ
れ、その雑音成分を予測する雑音予測手段と、前記雑音
を含む入力信号のピッチ周波数を検出するピッチ周波数
検出手段と、そのピッチ周波数検出手段のピッチ周波数
出力に応じてキャンセル係数を設定するキャンセル係数
設定手段と、前記雑音予測手段の雑音予測出力、前記帯
域分割手段の帯域分割出力、及び前記キャンセル係数設
定手段によって設定されたキャンセル係数信号が入力さ
れ、その帯域分割出力から、そのキャンセル率を考慮し
た雑音成分をキャンセルするキャンセル手段と、前記ピ
ッチ周波数検出手段により検出されたピッチ周波数を利
用して前記入力信号の音声帯域部分を検出する音声帯域
検出手段と、その音声帯域検出手段によって検出された
音声帯域を強調させる制御信号を出力する帯域選択強調
制御手段と、その帯域選択強調制御手段の制御信号にし
たがって、前記キャンセル手段により雑音がキャンセル
された信号について、音声信号帯域を雑音信号帯域に対
して相対的に強調する音声帯域選択強調手段と、その音
声帯域選択強調手段によって強調された信号に付いて、
帯域合成する帯域合成手段とを備えたことを特徴とする
音声信号処理装置である。

【００１２】さらにまた、第４態様の本発明は、入力さ
れた雑音を含む音声信号の周波数帯域を分割する帯域分
割手段と、その帯域分割手段の帯域分割出力が入力さ
れ、その雑音成分を予測する雑音予測手段と、前記雑音
を含む入力信号のピッチ周波数を検出するピッチ周波数
検出手段と、そのピッチ周波数検出手段のピッチ周波数
出力に応じてキャンセル係数を設定するキャンセル係数
設定手段と、前記雑音予測手段の雑音予測出力、前記帯
域分割手段の帯域分割出力、及び前記キャンセル係数設
定手段によって設定されたキャンセル係数信号が入力さ
れ、その帯域分割出力から、そのキャンセル率を考慮し
た雑音成分をキャンセルするキャンセル手段と、前記ピ
ッチ周波数検出手段により検出されたピッチ周波数を利
用して前記入力信号の音声帯域部分を検出する音声帯域
を検出する音声帯域検出手段と、その音声帯域検出手段
によって検出された音声帯域情報に基づいて、雑音帯域
を算出する雑音帯域算出手段と、その雑音帯域算出手段
によって算出された雑音帯域を減衰させる制御信号を出
力する帯域選択減衰制御手段と、前記キャンセル手段に
よって、雑音がキャンセルされた信号を入力し、前記帯
域選択減衰制御手段の制御信号に従い、雑音帯域を選択
し、それのみ減衰する雑音帯域選択減衰手段と、その雑
音帯域選択減衰手段によって減衰された信号に付いて、
帯域合成する帯域合成手段とを備えたことを特徴とする
音声信号処理装置である。

【００１３】

【作用】以上のような構成よりなる第１の態様の本発明
の装置では、帯域分割手段によって、雑音を含む混合信
号を入力し、その帯域分割し、音声帯域検出手段によっ
て、帯域分割された各チャンネル毎の信号に付いて、音
声帯域部分を検出し、音声帯域選択強調手段が、その音
声帯域検出手段によって検出された音声帯域情報に基づ
いて、帯域分割された雑音混じりの信号について、音声
信号帯域を雑音信号帯域に対して相対的に強調し、帯域
合成手段が、その音声帯域選択強調手段によって強調さ
れた信号に付いて、帯域合成する。この相対的に音声信
号帯域を強調するとは、音声信号帯域の信号レベルを大
きくすること、あるいは雑音信号帯域の信号レベルを小
さくすることを意味する。

【００１４】また、第２態様の本発明の装置では、帯域
分割手段によって、雑音を含む混合信号を入力し、その
帯域分割し、音声判別手段がその帯域分割手段によっ
て、帯域分割された信号に付いて、音声部分を判別し、
雑音予測手段がその判別された音声部分情報を利用して
音声部分の雑音を予測し、キャンセル手段がその予測さ
れた雑音値を、前記帯域分割された信号から差し引き、
他方、音声帯域検出手段が前記帯域分割された各チャン
ネル毎の信号に付いて音声帯域部分を検出し、音声帯域
検出手段によって、帯域分割された各チャンネル毎の信
号に付いて、音声帯域部分を検出し、音声帯域選択強調
手段がその音声帯域検出手段によって検出された音声帯
域情報に基づいて、前記キャンセル手段により雑音がキ
ャンセルされた信号について、音声信号帯域を雑音信号
帯域に対して相対的に強調し、帯域合成手段がその音声
帯域選択強調手段によって強調された信号に付いて、帯
域合成する。

【００１５】また、第３態様の本発明の装置では、帯域
分割手段が、入力された、雑音を含む音声信号の周波数
帯域を分割し、雑音予測手段が、その帯域分割出力を入
力して、その雑音成分を予測し、ピッチ周波数検出手段
で、前記雑音を含む入力信号のピッチ周波数を検出し、
キャンセル係数設定手段によって、そのピッチ周波数出
力に応じてキャンセル係数を設定し、キャンセル手段に
よって、前記雑音予測出力、前記帯域分割出力、及び前
記キャンセル係数信号を入力し、その帯域分割出力か
ら、そのキャンセル率を考慮した雑音成分をキャンセル
し、音声帯域検出手段により、前記ピッチ周波数を利用
して前記入力信号の音声帯域部分を検出し、帯域選択強
調制御手段によって、その音声帯域を強調させる制御信
号を出力し、音声帯域選択強調手段が、その制御信号に
したがって、前記雑音がキャンセルされた信号につい
て、音声信号帯域を雑音信号帯域に対して相対的に強調
し、帯域合成手段によって、その強調された信号に付い
て、帯域合成する。

【００１６】また、第４態様の本発明の装置では、帯域
分割手段が、入力された、雑音を含む音声信号の周波数
帯域を分割し、雑音予測手段が、その帯域分割出力を入
力して、その雑音成分を予測し、ピッチ周波数検出手段
で、前記雑音を含む入力信号のピッチ周波数を検出し、
キャンセル係数設定手段によって、そのピッチ周波数出
力に応じてキャンセル係数を設定し、キャンセル手段に
よって、前記雑音予測出力、前記帯域分割出力、及び前
記キャンセル係数信号を入力し、その帯域分割出力か
ら、そのキャンセル率を考慮した雑音成分をキャンセル
し、音声帯域検出手段により、前記ピッチ周波数を利用
して前記入力信号の音声帯域部分を検出し、雑音帯域算
出手段によって、その音声帯域部分から雑音帯域を算出
し、帯域選択強調制御手段によって、その雑音帯域を減
衰させる制御信号を出力し、雑音帯域選択減衰手段が、
その制御信号に従って、前記雑音がキャンセルされた信
号について、雑音信号帯域を音声信号帯域に対して相対
的に減衰し、帯域合成手段によって、その信号に付い
て、帯域合成する。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１８】図１は、本発明の音声信号処理装置の第一
実施例のブロック図である。図１において、帯域分割手
段11は、音声と雑音が混合した信号を入力し、Ａ／Ｄ変
換した後、フーリエ変換する手段である。

【００１９】音声帯域検出手段12は、その帯域分割手段
11でフーリエ変換され出力された、雑音を含む混合信号
を入力し、その混合信号中の音声信号部分の帯域を検出
する手段である。例えば、後述するケプストラム(CEPST
RUM)分析を用いて信号が存在する部分の帯域を検出する
手段である。音声帯域と雑音帯域との、周波数を基準と
する関係は、図２１に示すような状態に通常なってい
る。ここに、Ｓは音声信号帯域であり、Ｎは雑音帯域で
ある。この音声の帯域Ｓが検出されるのである。

【００２０】帯域選択強調制御手段13は、音声帯域検出
手段12によって検出された音声帯域情報に基づいて、音
声帯域を強調させる制御信号を出力する手段である。

【００２１】音声帯域選択強調手段14は、前記帯域分割
手段11によって帯域分割された雑音混じりの信号を入力
し、前記帯域選択強調制御手段13の制御信号に従い、音
声帯域を選択し、それのみ強調する手段である。

【００２２】帯域合成手段15は、音声帯域選択強調手段
４によって強調された信号に付いて、帯域合成する手段
である。

【００２３】次に本第１実施例の動作を説明する。雑音
混じりの音声信号について、帯域分割手段11が帯域分割
を行う。その帯域分割された信号は、音声帯域検出手段
12によって、音声帯域が検出される。帯域選択強調制御
手段13は、その音声帯域情報に基づいて、制御信号を発
生する。音声帯域選択強調手段14は、帯域分割された音
声混じりの信号に付いて、帯域選択強調制御手段13から
の制御信号に従い音声帯域の音声レベルを強調する。帯
域合成手段15は、この音声レベルの強調された雑音混じ
りの音声信号に付いて帯域合成して出力する。

【００２４】図２は、図１に示す第１実施例の音声帯域
検出手段12を更に具体化した内容を示すブロック図であ
る。すなわち、音声帯域検出手段12は、ケプストラム分
析手段21と、ピーク検出手段22と、音声帯域検出手段23
とを備えたものである。ケプストラム分析手段21は、帯
域分割手段11によって、フーリエ変換された信号に付い
て、ケプストラム分析を行う手段である。ケプストラム
とは、波形の短時間振幅スペクトルの対数の逆フーリエ
変換であって、図20に示すようなものである。図20(A)
は、短時間スペクトルであって、同図(B)は、そのケプ
ストラムである。ピーク検出手段22は、そのケプストラ
ム分析手段21において求められたケプストラムのピーク
（ピッチ）を検出して信号と雑音を判別する手段であ
る。そのピークが存在するところが音声信号部分と判別
されるのである。そのピークの検出は、例えば、所定の
大きさの閾値を予め決めておき、それとの比較を行うこ
とによって、検出できる。更に、音声帯域検出回路23
は、そのピーク検出手段22によって、検出されたピーク
のあるケフレンシー値を図20(B)から求める手段であ
る。これによって、音声帯域が検出される。その他の手
段は図１の実施例と同じであるので、その説明は省略す
る。

【００２５】図３は、図１の実施例の音声帯域検出手段
12を更に具体化した別の実施例を示すブロック図であ
る。すなわち、本実施例の音声帯域検出手段12は、ケプ
ストラム分析手段21、ピーク検出手段22、音声帯域検出
回路23の他に、ホルマント分析手段24が備えられてい
る。このホルマント分析手段24は、ケプストラム分析手
段21によって得られたケプストラム分析結果におけるホ
ルマントを分析する手段である（図20(B)参照）。音声
帯域検出回路23は、前記ピーク検出手段22で検出された
ピーク情報及びホルマント分析手段24で分析されたホル
マント情報の双方を利用して音声帯域を検出する。本実
施例では、ピーク情報の他にホルマント情報を利用して
音声帯域を検出するので、より精密な音声帯域の検出が
可能となる。その他の各手段は、図２の実施例と同じな
ので省略する。

【００２６】図４は、本発明の一実施例を示すブロック
図であり、雑音帯域を算出し、その雑音帯域の雑音レベ
ルを減衰させる装置である。

【００２７】本実施例における帯域分割手段11、ケプス
トラム分析手段21、ピーク検出手段22、音声帯域検出回
路23は図２の実施例のものと同じであるので、その説明
は省略する。

【００２８】音声帯域検出回路23の出力は、雑音帯域算
出手段６へ入力される。雑音帯域算出手段16は、その検
出された音声帯域情報に基づいて、雑音帯域を算出する
ための手段であって、例えば音声帯域を除く帯域を雑音
帯域と判別する手段である。帯域選択減衰制御手段17
は、雑音帯域算出手段16で算出された雑音帯域情報に基
づき、減衰制御信号を出力する手段である。雑音帯域選
択減衰手段18は、その帯域選択減衰制御手段17からの制
御信号に従い、帯域分割手段11から送られてくる帯域分
割された信号中の雑音帯域の信号レベルを減衰させる手
段である。これによって、相対的に音声帯域の信号が強
調されることになる。帯域合成手段15は、この雑音帯域
の信号レベルが減衰させられた信号を帯域合成する。本
実施例では、雑音帯域に付いて信号レベルを減衰するの
で、相対的に音声帯域を強調することになり、Ｓ／Ｎ比
が向上する。

【００２９】図５は、図４の実施例にホルマント分析手
段を追加したものである。この実施例でも、ホルマント
分析によって、より精密に音声帯域が検出されるので、
雑音帯域算出手段16によって、より精密な雑音帯域の検
出がなされる。

【００３０】図16は、図２の実施例と、図４の実施例を
組み合わせたものである。すなわち、帯域分割手段11、
ケプストラム分析手段21、ピーク検出手段22、音声帯域
検出回路23は、共通に設けられている。この音声帯域検
出回路23の出力は、帯域選択強調制御手段３及び雑音帯
域算出手段16へそれぞれ入力される。そして、帯域選択
強調制御手段13の出力は音声帯域選択強調手段14へ入力
される。そして、音声帯域選択強調手段14は、帯域分割
された信号に付いて音声帯域のみの信号レベルを増幅す
る。他方、雑音帯域算出手段16で算出された雑音帯域
は、帯域選択減衰制御手段17へ入力され、制御信号がそ
こから出力される。雑音帯域選択減衰手段18は、前記音
声帯域選択強調手段14の出力について、その雑音帯域の
みの信号レベルを減衰させ、その後音声帯域の信号レベ
ルを強調させる。なお、この音声帯域選択強調手段４
と、雑音帯域選択減衰手段18は、その信号処理が逆、す
なわち、さきに雑音帯域の信号レベルを減衰させ、その
後音声帯域の信号レベルを増幅してもかまわない。この
音声帯域選択強調手段14と雑音帯域選択減衰手段18は、
強調・減衰手段19を構成する。本実施例では、音声帯域
の音声レベルが増幅されると同時に、雑音帯域の雑音レ
ベルが減衰させられるので、より一層のＳ／Ｎ比の向上
が可能となる。

【００３１】図７は、図６の実施例にホルマント分析手
段24を追加した実施例であり、その内容は、前述したも
のであり、その他の各手段は、図６と同じなので説明を
省略する。ホルマント分析手段の追加によって、より精
密な音声帯域の検出が可能になる。

【００３２】以上説明した実施例において、音声帯域検
出手段、音声帯域選択強調手段等の手段は、コンピュー
タを用いてソフトウエア的に実現できるが、それぞれの
機能を有する専用のハード回路を利用することも可能で
ある。

【００３３】以上説明したところから明らかなように、
本発明の上記実施例では、雑音混じりの音声信号につい
て、帯域分割を行い、その帯域分割された信号に付い
て、音声帯域の音声レベルを雑音帯域の信号レベルに対
して、相対的に強調するので、Ｓ／Ｎ比が格段に向上す
るという効果を奏する。図８は、本発明の音声信号処理
装置の他の一実施例のブロック図である。

【００３４】同図において、帯域分割手段11は、音声と
雑音が混合した信号を入力し、Ａ／Ｄ変換した後、フー
リエ変換する手段である。

【００３５】音声帯域検出手段12は、その帯域分割手段
11でフーリエ変換され出力された、雑音を含む混合信号
を入力し、その混合信号中の音声信号部分の帯域を検出
する手段である。例えば、後述するケプストラム(CEPST
RUM)分析を行う音声分析手段21と、そのケプストラム分
析結果を利用して、音声帯域を検出する音声帯域検出回
路23とを有する。この音声帯域と、雑音帯域との、周波
数を基準とする、関係は、図21に示すような状態に通常
なっている。ここに、Ｓは音声信号帯域であり、Ｎは雑
音帯域である。この音声の帯域Ｓが検出されるのであ
る。

【００３６】帯域選択強調制御手段13は、音声帯域検出
手段23によって検出された音声帯域情報に基づいて、音
声帯域を強調させる制御信号を出力する手段である。

【００３７】音声判別手段31は、帯域分割された雑音混
じりの音声信号について、音声部分を判別するための手
段であって、例えば、ケプストラム分析を行う前記音声
分析手段21と、そのケプストラム分析結果を用いて音声
信号を判別する音声判別回路32とを有する。

【００３８】雑音予測手段33は、前記帯域分割手段11の
出力に付いて、音声判別手段31によって、判別された音
声部分から、雑音部分をとらえ、その雑音のみの部分の
雑音データに基づいて、音声部分の雑音を予測する手段
である。この雑音予測手段33は、ｍチャンネルに分割さ
れた音声／雑音入力に基づき、雑音成分を各チャンネル
毎に予測する手段である。例えば、図22に示すように、
ｘ軸に周波数、ｙ軸に音声レベル、ｚ軸に時間をとると
ともに、周波数ｆ1のところのデータｐ1,ｐ2,・・・,ｐiを
とり、その先のｐjを予測する。例えば、雑音部分ｐ1〜
ｐiの平均をとりｐjとする。あるいは更に、音声信号部
分が続くときｐjに減衰係数を掛けるなどである。

【００３９】キャンセル手段34は、帯域分割手段11及び
雑音予測手段33よりｍチャンネルの信号が供給され、チ
ャンネル毎に雑音を引算するなどしてキャンセルする手
段である。そのキャンセレーションの方法は、図23に示
すように、周波数を基準にしたキャンセレーションで、
雑音混入音声信号(A)をフーリエ変換し(C)、それから予
測雑音のスペクトル(D)を引き(E)、それを逆フーリエ変
換して、雑音の無い音声信号を得る(F)ものである。

【００４０】音声帯域選択強調手段14は、前記キャンセ
ル手段34によって雑音がある程度除去された雑音混じり
の音声信号を入力し、前記帯域選択強調制御手段13の制
御信号に従い、音声帯域を選択し、それを強調する手段
である。

【００４１】帯域合成手段15は、音声帯域選択強調手段
14によって強調された信号に付いて、帯域合成する手段
である。例えば、逆フーリエ変換である。

【００４２】次に、本実施例の動作を説明する。雑音混
じりの音声信号について、帯域分割手段11が帯域分割を
行う。その帯域分割された信号は、音声帯域検出手段12
によって、音声帯域が検出される。帯域選択強調制御手
段13は、その音声帯域情報に基づいて、制御信号を発生
する。

【００４３】他方、音声判別手段31は、帯域分割された
雑音混じりの音声信号について、音声信号部の雑音を予
測する。キャンセル手段34は、その予測された雑音値
を、帯域分割された雑音混じりの音声信号から除去す
る。そして、音声帯域選択強調手段14は、この雑音があ
る程度除去された信号に付いて、前記帯域選択強調制御
手段13からの制御信号に基づいて、音声帯域の音声レベ
ルを相対的に強調する。

【００４４】帯域合成手段15は、この音声レベルの強調
された雑音混じりの音声信号に付いて帯域合成して出力
する。

【００４５】図９は、図８に示す実施例の音声分析手段
21を更に具体化した内容を示すブロック図である。すな
わち、音声分析手段21は、ケプストラム分析手段21と、
ピーク検出手段22とを備えたものである。ケプストラム
分析手段21は、帯域分割手段11によって、フーリエ変換
された信号に付いて、ケプストラム分析を行う手段であ
る。ケプストラムとは、波形の短時間振幅スペクトルの
対数の逆フーリエ変換であって、図20に示すようなもの
である。図12(A)は、短時間スペクトルであって、同図
(B)は、そのケプストラムである。ピーク検出手段22
は、そのケプストラム分析手段21において求められたケ
プストラムのピーク（ピッチ）を検出して音声信号と雑
音信号を判別する手段である。そのピークが存在すると
ころが音声信号部分と判別されるのである。そのピーク
の検出は、例えば、所定の大きさの閾値を予め決めてお
き、それとの比較を行うことによって、検出できる。更
に、音声帯域検出回路23は、そのピーク検出手段22によ
って、検出されたピークのあるケフレンシー値を図20
(B)から求める手段である。これによって、音声帯域が
検出される。また、音声判別回路32は、ピーク検出手段
22によって検出されたピークから音声信号部分を判別す
る。その他の手段は図８の実施例と同じであるので、そ
の説明は省略する。

【００４６】図10は、図９の実施例に、更に、ホルマン
ト分析手段24が備えられている。このホルマント分析手
段24は、ケプストラム分析手段21によって得られたケプ
ストラム分析結果におけるホルマントを分析する手段で
ある（図20(B)参照）。音声帯域検出回路23は、前記ピ
ーク検出手段22で検出されたピーク情報及びホルマント
分析手段24で分析されたホルマント情報の双方を利用し
て音声帯域を検出する。本実施例では、ピーク情報の他
にホルマント情報を利用して音声帯域を検出するので、
より精密な音声帯域の検出が可能となる。その他の各手
段は、第図の実施例と同じなので省略する。

【００４７】図11は、本発明の一実施例を示すブロック
図であり、雑音帯域を算出し、その雑音帯域の雑音レベ
ルを減衰させる装置である。

【００４８】本実施例における帯域分割手段11、ケプス
トラム分析手段21、ピーク検出手段22、音声帯域検出回
路23は図９の実施例のものと同じであるので、その説明
は省略する。

【００４９】音声帯域検出回路23の出力は、雑音帯域算
出手段16へ入力される。雑音帯域算出手段16は、その検
出された音声帯域情報に基づいて、雑音帯域を算出する
ための手段であって、例えば音声帯域を除く帯域を雑音
帯域と判別する手段である。帯域選択減衰制御手段17
は、雑音帯域算出手段16で算出された雑音帯域情報に基
づき、減衰制御信号を出力する手段である。雑音帯域選
択減衰手段18は、その帯域選択減衰制御手段17からの制
御信号に従い、キャンセル手段34から送られてくる信号
中の雑音帯域の信号レベルを減衰させる手段である。こ
れによって、相対的に音声帯域の信号が強調されること
になる。帯域合成手段15は、この雑音帯域の信号レベル
が減衰させられた信号を帯域合成する。本実施例では、
雑音帯域に付いて信号レベルを減衰するので、相対的に
音声帯域を強調することになり、Ｓ／Ｎ比が向上する。

【００５０】図12は、図11の実施例にホルマント分析手
段24を追加したものである。この実施例でも、ホルマン
ト分析によって、より精密に音声帯域が検出されるの
で、雑音帯域算出手段16によって、より精密な雑音帯域
の検出がなされる。

【００５１】図13は、図９の実施例と、図11の実施例を
組み合わせたものである。すなわち、帯域分割手段11、
ケプストラム分析手段21、ピーク検出手段22、音声判別
回路32、音声帯域検出回路23は、共通に設けられてい
る。この音声帯域検出回路23の出力は、帯域選択強調制
御手段13及び雑音帯域算出手段16へそれぞれ入力され
る。そして、帯域選択強調制御手段13の出力は音声帯域
選択強調手段14へ入力される。そして、音声帯域選択強
調手段14は、キャンセル手段34から出力される信号に付
いて音声帯域のみの信号レベルを増幅する。他方、雑音
帯域算出手段16で算出された雑音帯域は、帯域選択限界
制御手段17へ入力され、制御信号がそこから出力され
る。雑音帯域選択減衰手段18は、前記音声帯域選択強調
手段14の出力について、その雑音帯域のみの信号レベル
を減衰させる。なお、この音声帯域選択強調手段14と、
雑音帯域選択減衰手段18は、その信号処理が逆、すなわ
ち、さきに雑音帯域の信号レベルを減衰させ、その後音
声帯域の信号レベルを増幅てもかまわない。この音声帯
域選択強調手段14と雑音帯域選択減衰手段18は、強調・
減衰手段35を構成する。本実施例では、音声帯域の音声
レベルが増幅されると同時に、雑音帯域の雑音レベルが
減衰させられるので、より一層のＳ／Ｎ比の向上が可能
となる。

【００５２】図14は、図９に示す実施例の帯域選択強調
制御手段13の働きに所定の制約をかけて、Ｓ／Ｎ比の改
善を妥当なものにする実施例である。

【００５３】すなわち、雑音パワー算出手段37は、雑音
予測手段33の出力に基づき、雑音の大きさを算出する手
段である。音声信号パワー算出手段36は、音声帯域選択
強調手段14によって、強調された音声信号の大きさを算
出する手段である。Ｓ／Ｎ算出手段38は、その音声信号
パワー算出手段36でによって算出された音声信号と、前
記雑音パワー算出手段37によって算出された雑音パワー
を入力し、Ｓ／Ｎ比を算出する手段である。そして、帯
域選択強調制御手段13は、そのＳ／Ｎ比算出手段38によ
って、算出されたＳ／Ｎ比を入力し、そのＳ／Ｎ比が所
定の目標Ｓ／Ｎ値になるような制御信号を、前記音声帯
域選択強調手段14へ出力する。この目標Ｓ／Ｎ値は、例
えば１／５である。この目標とするＳ／Ｎ値は、音声信
号を雑音に比して大きく強調し過ぎるのを防止する意味
を持つ。

【００５４】図15は、図11に示す実施例の帯域選択減衰
制御手段17の働きに所定の制約をかけて、Ｓ／Ｎ比の改
善を妥当なものにする実施例である。

【００５５】すなわち、前述のように、雑音パワー算出
手段37は、雑音予測手段33の出力に基づき、雑音の大き
さを算出する手段である。音声信号パワー算出手段36
は、雑音帯域選択減衰手段18によって、雑音が減衰され
ることによって、相対的に強調された音声信号の大きさ
を算出する手段である。Ｓ／Ｎ算出手段38は、その音声
信号パワー算出手段36によって算出された音声信号と、
前記雑音パワー算出手段37によって算出された雑音パワ
ーを入力し、Ｓ／Ｎ比を算出する手段である。そして、
帯域選択減衰制御手段17は、そのＳ／Ｎ比算出手段38に
よって、算出されたＳ／Ｎ比を入力し、そのＳ／Ｎ比が
所定の目標Ｓ／Ｎ値になるような制御信号を、前記音声
帯域選択強調手段14へ出力する。

【００５６】以上説明した実施例において、音声帯域検
出手段、音声帯域選択強調手段等の手段は、コンピュー
タを用いてソフトウエア的に実現できるが、それぞれの
機能を有する専用のハード回路を利用することも可能で
ある。

【００５７】以上の実施例で説明したところから明らか
なように、本発明は、雑音混じりの音声信号について、
帯域分割を行い、その帯域分割された信号に付いて予測
された雑音をキャンセルし、その雑音がある程度キャン
セルされた信号に付いて、音声帯域の音声レベルを雑音
帯域の信号レベルに対して、相対的に強調するので、Ｓ
／Ｎ比が格段に向上するという効果を奏する。

【００５８】図16は、本発明の今１つの一実施例におけ
る音声信号処理装置のブロック図である。図16におい
て、11は、信号を周波数分析する周波数分析手段の一例
としての、雑音が混入した音声信号を周波数帯域毎に分
割する帯域分割手段、33はその帯域分割手段11の出力を
入力し、雑音成分を予測する雑音予測手段、41は後述す
るようにして雑音を除去するキャンセル手段、15は、信
号を合成する信号合成手段の一例としての、音声を合成
する帯域合成手段である。

【００５９】詳しく説明すると、帯域分割手段11は雑音
を含む音声／雑音入力が供給され、ｍチャンネルの周波
数帯域に帯域分割を行い、雑音予測手段33及びキャンセ
ル手段41に供給する手段である。雑音予測手段33は、ｍ
チャンネルに分割された音声／雑音入力に基づき、雑音
成分を各チャンネル毎に予測し、キャンセル手段41へ供
給する手段である。例えば、その雑音予測は、図22に示
すようなものである。すなわち、ｘ軸に周波数、ｙ軸に
音声レベル、ｚ軸に時間をとるとともに、周波数ｆ1の
ところのデータｐ1,ｐ2,・・・,ｐiをとり、その先のｐjを
予測する。例えば、雑音部分ｐ1〜ｐiの平均をとりｐj
とする。あるいは更に、音声信号部分が続くときはｐj
に減衰係数を掛けるなどである。また、キャンセル手段
41は、帯域分割手段11及び雑音予測手段33よりｍチャン
ネルの信号が供給され、キャンセル係数入力に応じてチ
ャンネル毎に雑音を引算するなどしてキャンセルするも
のである。即ち、予測された雑音成分にキャンセル係数
を掛けてキャンセルする。一般に、キャンセルの方法の
一例として、時間軸でのキャンセレーションは、図23に
示すように、雑音混入音声信号(A)から予測された雑音
波形(B)を引算するものである。それによって信号のみ
が取り出される(F)。

【００６０】本実施例では、図23に示すように、周波数
を基準にしたキャンセレーションが行われ、雑音混入音
声信号(A)をフーリエ変換し、(C)、それから予測雑音の
スペクトル(D)を引き(E)、それを逆フーリエ変換して、
雑音の無い音声信号を得る(F)。ピッチ周波数検出手
段42は、入力された音声／雑音入力の音声のピッチ周波
数を検出し、キャンセル係数設定手段43に供給する手段
である。ここで音声のピッチ周波数は、第１表のような
種々の方法により求められ、音声の有無、特徴を表して
いる。

【００６１】尚、ピッチ周波数検出手段42の代わりに他
の音声部を検出する手段を設けてもよい。

【００６２】キャンセル係数設定手段43は、ピッチ周波
数検出手段42より供給されるピッチ周波数に基づいてｍ
個のキャンセル係数を設定し、キャンセル手段41へ供給
するように構成されている。

【００６３】音声帯域検出手段23は、前記ピッチ周波数
検出手段42によって検出されたピッチ周波数を利用し
て、音声信号部分の帯域を検出する手段である。例え
ば、ケプストラム分析結果を利用して、音声帯域を検出
する。この音声帯域と、雑音帯域との、周波数を基準と
する、関係は、図21に示すような状態に通常なってい
る。ここに、Ｓは音声信号帯域であり、Ｎは雑音帯域で
ある。この音声の帯域Ｓが検出されるのである。

【００６４】帯域選択強調制御手段13は、音声帯域検出
手段23によって検出された音声帯域情報に基づいて、音
声帯域を強調させる制御信号を出力する手段である。音
声帯域選択強調手段14は、前記キャンセル手段41によっ
て雑音がある程度除去された雑音混じりの音声信号を入
力し、前記帯域選択強調制御手段13の制御信号に従い、
音声帯域を選択し、それを強調する手段である。

【００６５】帯域合成手段15は、音声帯域選択強調手段
14によって強調された信号に付いて、帯域合成する手段
である。例えば、逆フーリエ変換器である。

【００６６】以上のように構成した本発明の実施例にお
ける信号処理装置について、以下、その動作を説明す
る。

【００６７】雑音を含む音声／雑音入力は帯域分割手段
11でｍチャンネルの信号に帯域分割され、雑音予測手段
33で各チャンネル毎にその雑音成分が予測される。帯域
分割手段11でｍチャンネルに帯域分割された信号は、キ
ャンセル手段41で各チャンネル毎に雑音予測手段33から
供給される雑音成分を除去される。この時の雑音除去率
は、キャンセル係数入力によって各チャンネル毎に明瞭
度を良くするように適切に設定される。例えば、音声信
号のあるところでは雑音が存在してもキャンセル係数を
小さくして雑音をあまり除去しないようにすることによ
って明瞭度を良くする。更に詳しく述べれば、このとき
雑音除去率は、キャンセル係数設定手段43より供給され
るキャンセル係数によって各チャンネル毎に設定され
る。即ち、予測された雑音成分をａi、雑音混入信号を
ｂi、キャンセル係数をαiとすると、キャンセル手段41
の出力ｃiは(ｂi−αi×ａi)となる。他方、そのキャン
セル係数は、ピッチ周波数検出手段42からの情報に基づ
いて決定される。即ち、音声／雑音入力を、ピッチ周波
数検出手段42は入力し、音声のピッチ周波数を検出す
る。そして、キャンセル係数設定手段43は、図24に示す
ようなキャンセル係数を設定する。即ち、図24(A)は、
各帯域におけるキャンセル係数を示すものである。ここ
に、ｆ₀−ｆ₃は音声／雑音入力の全帯域を示しており、
このｆ₀−ｆ₃をｍチャンネルに分割して、キャンセル係
数を設定する。ｆ₁−ｆ₂は特に音声が含まれる帯域を示
し、ピッチ周波数を利用して求められる。この様に音声
帯域では、キャンセル係数を小さくし（０に近づけ
る）、雑音の除去をできるだけしないようにする。それ
によって明瞭度が良くなる。人間の聴覚は多少雑音があ
っても音声を聞き取れるからである。そしてｆ₀−ｆ₁、
ｆ₂−ｆ₃の非音声帯域では、キャンセル係数を１として
十分雑音を除去するようにしている。図24(B)のキャン
セル係数は、音声が全くなく、雑音としか考えられない
ことが確実にわかっているときに用いるキャンセル係数
で、１として雑音を十分除去するようにしている。例え
ば、ピーク周波数からみて、母音が全く出てこないこと
が続いた場合、音声信号とは判断できないので雑音と判
断する等がこの場合にあたる。図24(A)、(B)のキャンセ
ル係数を適宜切り換え得るようにすることが望ましい。

【００６８】他方、ピッチ周波数検出手段42によって検
出されたピッチ周波数情報に基づき、音声帯域検出手段
23は、音声帯域を検出する。帯域選択強調制御手段13
は、その音声帯域情報に基づいて、制御信号を発生す
る。そして、音声帯域選択強調手段14は、キャンセル手
段41によって雑音がある程度除去された信号に付いて、
前記帯域選択強調制御手段13からの制御信号に基づい
て、音声帯域の音声レベルを相対的に強調する。

【００６９】帯域合成手段15は、この音声レベルの強調
された雑音混じりの音声信号に付いて帯域合成して出力
する。

【００７０】図17は、本発明の他の一実施例を示すブロ
ック図であり、図16の実施例とは、雑音帯域を算出し、
その雑音帯域の雑音レベルを減衰させる点が異なる。

【００７１】すなわち、本実施例における帯域分割手段
11、雑音予測手段33、キャンセル手段41、ピッチ周波数
検出手段42、キャンセル係数設定手段43、音声帯域検出
手段23は、図16の実施例のものと同じであるので、その
説明は省略する。

【００７２】音声帯域検出手段23の出力は、雑音帯域算
出手段16へ入力される。雑音帯域算出手段16は、その検
出された音声帯域情報に基づいて、雑音帯域を算出する
ための手段であって、例えば音声帯域を除く帯域を雑音
帯域と判別する手段である。帯域選択減衰制御手段17
は、雑音帯域算出手段16で算出された雑音帯域情報に基
づき、減衰制御信号を出力する手段である。雑音帯域選
択減衰手段18は、その帯域選択減衰制御手段17からの制
御信号に従い、キャンセル手段41から送られてくる信号
中の雑音帯域の信号レベルを減衰させる手段である。こ
れによって、相対的に音声帯域の信号が強調されること
になる。

【００７３】本実施例では、雑音帯域に付いて信号レベ
ルを減衰するので、相対的に音声帯域を強調することに
なり、Ｓ／Ｎ比が向上する。

【００７４】図18は、図16に示す実施例の帯域選択強調
制御手段13の働きに所定の制約をかけて、Ｓ／Ｎ比の改
善を妥当なものにする実施例である。

【００７５】すなわち、雑音パワー算出手段37は、雑音
予測手段33の出力に基づき、雑音の大きさを算出する手
段である。音声信号パワー算出手段36は、音声帯域選択
強調手段14によって、強調された音声信号の大きさを算
出する手段である。Ｓ／Ｎ算出手段38は、その音声信号
パワー算出手段36によって算出された音声信号と、前記
雑音パワー算出手段37によって算出された雑音パワーを
入力し、Ｓ／Ｎ比を算出する手段である。そして、帯域
選択強調制御手段13は、そのＳ／Ｎ比算出手段38によっ
て、算出されたＳ／Ｎ比を入力し、そのＳ／Ｎ比が所定
の目標Ｓ／Ｎ値になるような制御信号を、前記音声帯域
選択強調手段14へ出力する。この目標Ｓ／Ｎ値は、例え
ば１／５である。この目標とするＳ／Ｎ値は、音声信号
を雑音に比して大きく強調し過ぎるのを防止する意味を
持つ。

【００７６】図19は、図17に示す実施例の帯域選択減衰
制御手段17の働きに所定の制約をかけて、Ｓ／Ｎ比の改
善を妥当なものにする実施例である。

【００７７】すなわち、前述のように、雑音信号パワー
算出手段37は、雑音予測手段33の出力に基づき、雑音の
大きさを算出する手段である。音声信号パワー算出手段
36は、雑音帯域選択減衰手段18によって、雑音が減衰さ
れることによって、相対的に強調された音声信号の大き
さを算出する手段である。

【００７８】Ｓ／Ｎ算出手段38は、その音声信号パワー
算出手段36によって算出された音声信号と、前記雑音パ
ワー算出手段37によって算出された雑音パワーを入力
し、Ｓ／Ｎ比を算出する手段である。そして、帯域選択
減衰制御手段17は、そのＳ／Ｎ比算出手段38によって、
算出されたＳ／Ｎ比を入力し、そのＳ／Ｎ比が所定の目
標Ｓ／Ｎ値になるような制御信号を、前記音声帯域選択
強調手段18へ出力する。

【００７９】以上説明した実施例において、音声帯域検
出手段、音声帯域選択強調手段等の手段は、コンピュー
タを用いてソフトウエア的に実現できるが、それぞれの
機能を有する専用のハード回路を利用することも可能で
ある。

【００８０】以上の実施例で説明としたところから明ら
かなように、本発明にかかる音声信号処理装置は、雑音
成分を予測して、雑音をキャンセルする際、キャンセル
係数を利用し、更に、音声帯域の音声レベルを強調し、
あるいは雑音帯域の雑音レベルを減衰するので、より一
層雑音が抑圧された音声信号を得ることが出来る。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、雑
音を含む音声信号の帯域分割周波数成分のうち、音声が
含まれる帯域を音声検出手段によって検出し、その音声
信号が含まれる帯域を強調すると共に、この音声検出手
段を含む雑音抑圧システムを設けることで、雑音を含む
音声信号のＳＮＲを向上させることが出来る。

【００８２】なお、本発明の音声信号処理装置を音声認
識装置に前置することで音声認識率が向上することは言
うまでもない。

【００８３】また、様々な通信システムに応用して通信
の品質を向上させることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる音声信号処理装置の一実施例
を示すブロック図

【図２】実施例の更に具体的な内容を示すブロック図

【図３】本発明の他の実施例を示すブロック図

【図４】本発明の他の実施例を示すブロック図

【図５】本発明の他の実施例を示すブロック図

【図６】本発明の他の実施例を示すブロック図

【図７】本発明の他の実施例を示すブロック図

【図８】本発明にかかる音声信号処理装置の一実施例
を示すブロック図

【図９】実施例の更に具体的な内容を示すブロック図

【図10】本発明の他の実施例を示すブロック図

【図11】本発明の他の実施例を示すブロック図

【図12】本発明の他の実施例を示すブロック図

【図13】本発明の他の実施例を示すブロック図

【図14】本発明の他の実施例を示すブロック図

【図15】本発明の他の実施例を示すブロック図

【図16】本発明にかかる音声信号処理装置の一実施例
を示すブロック図

【図17】本発明にかかる音声信号処理装置の他の一実
施例を示すブロック図

【図18】本発明にかかる音声信号処理装置の今１つの
一実施例を示すブロック図

【図19】他の本発明にかかる音声信号処理装置の一実
施例を示すブロック図

【図20】本発明の一実施例におけるケプストラム分析
を説明するためのグラフ

【図21】本発明における音声帯域と雑音帯域を説明す
るためのグラフ

【図22】本発明における雑音予測をする方法を説明す
るためのグラフ

【図23】本発明におけるキャンセル方法を説明するた
めのグラフ

【図24】本発明におけるキャンセル係数を説明するた
めのグラフ

【図25】従来の音声信号処理装置を示すブロック図

【符号の説明】

１１帯域分割手段１２音声帯域検出手段１３帯域選択強調制御手段１４音声帯域選択強調手段１５帯域合成手段１６雑音帯域算出手段１７帯域選択減衰制御手段１８雑音帯域選択減衰手段１９強調・減衰手段２１ケプストラム分析手段２２ピーク検出手段２３音声帯域検出回路２４ホルマント分析手段３２音声判別回路３３音声予測手段３４キャンセル手段３６音声信号パワー算出手段３７雑音パワー算出手段３８Ｓ／Ｎ算出手段４２ピッチ周波数検出手段４３キャンセル係数設定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０４Ｂ 1/10 Ｈ０４Ｂ 1/10 Ｌ (56)参考文献特開昭62−17800（ＪＰ，Ａ) 特開平３−212698（ＪＰ，Ａ) 特開平３−212697（ＪＰ，Ａ) 特開平３−212700（ＪＰ，Ａ) 特公昭59−13760（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許4630305（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G10L 3/02 301 G10L 7/04 G10L 9/16 H04B 1/10 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】雑音を含む混合信号を入力しその帯域分割
をする帯域分割手段と、前記帯域分割手段によって帯域
分割された各チャンネル毎の信号に付いて音声帯域部分
を検出する音声帯域検出手段と、前記音声帯域検出手段
によって検出された音声帯域情報に基づいて、帯域分割
された雑音混じりの信号について、音声信号帯域を雑音
信号帯域に対して相対的に強調する音声帯域選択強調手
段と、前記音声帯域選択強調手段によって強調された信
号に付いて帯域合成する帯域合成手段とを備え、前記音声帯域検出手段は、帯域分割された信号を入力し
ケプストラム分析を行うケプストラム分析手段と、前記
ケプストラム分析結果に基づきピークを検出するピーク
検出手段と、前記ピーク検出手段によって検出されたピ
ークを利用して音声帯域を検出する音声帯域検出回路と
を有していることを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項２】雑音を含む混合信号を入力しその帯域分割
をする帯域分割手段と、前記帯域分割手段によって帯域
分割された各チャンネル毎の信号に付いて音声帯域部分
を検出する音声帯域検出手段と、前記音声帯域検出手段
によって検出された音声帯域情報に基づいて、音声帯域
を強調させる制御信号を出力する帯域選択強調制御手段
と、前記帯域分割手段によって帯域分割された雑音混じ
りの信号を入力し、前記帯域選択強調制御手段の制御信
号に従い音声帯域を選択し、選択された帯域信号のみ強
調する音声帯域選択強調手段と、前記音声帯域選択強調
手段によって強調された信号に付いて帯域合成する帯域
合成手段とを備え、前記音声帯域検出手段は、帯域分割された信号を入力し
ケプストラム分析を行うケプストラム分析手段と、前記
ケプストラム分析結果に基づきピークを検出するピーク
検出手段と、前記ケプストラム分析結果に基づきホルマ
ント分析を行うホルマント分析手段と、前記ホルマント
分析手段によって分析されたホルマント情報及び前記ピ
ーク検出手段によって検出されたピークを利用して音声
帯域を検出する音声帯域検出回路とを有していることを
特徴とする音声信号処理装置。
【請求項３】雑音を含む混合信号を入力しその帯域分割
する帯域分割手段と、前記帯域分割手段によって帯域分
割された各チャンネル毎の信号に付いて音声帯域部分を
検出する音声帯域検出手段と、前記音声帯域検出手段に
よって検出された音声帯域情報に基づいて雑音帯域を算
出する雑音帯域算出手段と、前記雑音帯域算出手段によ
って算出された雑音帯域を減衰させる制御信号を出力す
る帯域選択減衰制御手段と、前記帯域分割手段によって
帯域分割された雑音混じりの信号を入力し、前記帯域選
択減衰制御手段の制御信号に従い雑音帯域を選択し、選
択された帯域信号のみ減衰する雑音帯域選択減衰手段
と、前記雑音帯域選択減衰手段によって減衰された信号
に付いて帯域合成する帯域合成手段とを備え、前記音声帯域検出手段は、帯域分割された信号を入力し
ケプストラム分析を行うケプストラム分析手段と、前記
ケプストラム分析結果に基づきピークを検出するピーク
検出手段と、前記ケプストラム分析結果に基づきホルマ
ント分析を行うホルマント分析手段と、前記ホルマント
分析手段によって分析されたホルマント情報及び前記ピ
ーク検出手段によって検出されたピークを利用して音声
帯域を検出する音声帯域検出回路とを有していることを
特徴とする音声信号処理装置。
【請求項４】雑音を含む混合信号を入力しその帯域分割
する帯域分割手段と、前記帯域分割手段によって帯域分
割された信号に付いて音声部分を判別する音声判別手段
と、前記判別された音声部分情報を利用して音声部分の
雑音を予測する雑音予測手段と、前記予測された雑音値
を前記帯域分割された信号から差し引くキャンセル手段
と、前記帯域分割された各チャンネル毎の信号に付いて
音声帯域部分を検出する音声帯域検出手段と、前記音声
帯域検出手段によって検出された音声帯域情報に基づい
て、前記キャンセル手段により雑音がキャンセルされた
信号について、音声信号帯域を雑音信号帯域に対して相
対的に強調する音声帯域選択強調手段と、前記音声帯域
選択強調手段によって強調された信号に付いて帯域合成
する帯域合成手段とを備えたことを特徴とする音声信号
処理装置。
【請求項５】雑音を含む混合信号を入力しその帯域分割
する帯域分割手段と、前記帯域分割手段によって帯域分
割された各チャンネル毎の信号に付いてケプストラム分
析を行うケプストラム分析手段と、前記ケプストラム分
析結果に基づきピークを検出するピーク検出手段と、前
記ピーク検出手段で検出されたピークを利用して音声部
分を判別する音声判別回路と、前記判別された音声部分
情報を利用して音声部分の雑音を予測する雑音予測手段
と、前記予測された雑音値を前記帯域分割された信号か
ら差し引くキャンセル手段と、前記ピーク検出手段によ
って検出されたピークを利用して音声帯域を検出する音
声帯域検出回路と、前記音声帯域検出回路によって検出
された音声帯域情報に基づいて、音声帯域を強調させる
制御信号を出力する帯域選択強調制御手段と、前記キャ
ンセル手段によって雑音除去された信号を入力し、前記
帯域選択強調制御手段の制御信号に従い音声帯域を選択
し、選択された帯域信号のみ強調する音声帯域選択強調
手段と、前記音声帯域選択強調手段によって強調された
信号に付いて帯域合成する帯域合成手段とを備えたこと
を特徴とする音声信号処理装置。
【請求項６】ケプストラム分析手段によるケプストラム
に付いてホルマント分析を行うホルマント分析手段を更
に備え、前記音声判別回路は、そのホルマント分析結果
をも利用して音声部分の判別を行うことを特徴とする請
求項５記載の音声信号処理装置。
【請求項７】雑音を含む混合信号を入力しその帯域分割
する帯域分割手段と、前記帯域分割手段によって帯域分
割された各チャンネル毎の信号に付いてケプストラム分
析を行うケプストラム分析手段と、前記ケプストラム分
析結果に基づきピークを検出するピーク検出手段と、前
記ピーク検出手段で検出されたピークを利用して音声部
分を判別する音声判別回路と、前記判別された音声部分
情報を利用して音声部分の雑音を予測する雑音予測手段
と、前記予測された雑音値を前記帯域分割された信号か
ら差し引くキャンセル手段と、前記ピーク検出手段によ
って検出されたピークを利用して音声帯域を検出する音
声帯域検出回路と、前記音声帯域検出回路によって検出
された音声帯域情報に基づいて雑音帯域を算出する雑音
帯域算出手段と、前記雑音帯域算出手段によって算出さ
れた雑音帯域を減衰させる制御信号を出力する帯域選択
減衰制御手段と、前記キャンセル手段によって雑音がキ
ャンセルされた信号を入力し、前記帯域選択減衰制御手
段の制御信号に従い雑音帯域を選択し、選択された帯域
信号のみ減衰する雑音帯域選択減衰手段と、前記雑音帯
域選択減衰手段によって減衰された信号に付いて帯域合
成する帯域合成手段とを備えたことを特徴とする音声信
号処理装置。
【請求項８】ケプストラム分析手段によるケプストラム
に付いてホルマント分析を行うホルマント分析手段を更
に備え、前記音声判別回路は、そのホルマント分析結果
をも利用して音声部分の判別を行うことを特徴とする請
求項７記載の音声信号処理装置。
【請求項９】雑音を含む混合信号を入力しその帯域分割
する帯域分割手段と、前記帯域分割手段によって帯域分
割された各チャンネル毎の信号に付いてケプストラム分
析を行うケプストラム分析手段と、前記ケプストラム分
析結果に基づきピークを検出するピーク検出手段と、前
記ピーク検出手段で検出されたピークを利用して音声部
分を判別する音声判別回路と、前記判別された音声部分
情報を利用して音声部分の雑音を予測する雑音予測手段
と、前記予測された雑音値を前記帯域分割された信号か
ら差し引くキャンセル手段と、前記ピーク検出手段によ
って検出されたピークを利用して音声帯域を検出する音
声帯域検出回路と、前記音声帯域検出回路によって検出
された音声帯域情報に基づいて、音声帯域を強調させる
制御信号を出力する帯域選択強調制御手段と、前記音声
帯域検出回路によって検出された音声帯域情報に基づい
て雑音帯域を算出する雑音帯域算出手段と、前記雑音帯
域算出手段によって算出された雑音帯域を減衰させる制
御信号を出力する帯域選択減衰制御手段と、前記キャン
セル手段によって雑音がキャンセルされた信号につい
て、前記帯域選択強調制御手段の制御信号に従い音声帯
域を選択し、選択された帯域信号のみ強調し、また、前
記帯域選択減衰制御手段の制御信号に従い雑音帯域を選
択し、選択された帯域信号のみ減衰する強調・減衰手段
と、前記強調・減衰手段によって強調・減衰された信号
に付いて帯域合成する帯域合成手段とを備えたことを特
徴とする音声信号処理装置。
【請求項１０】雑音を含む混合信号を入力しその帯域分
割する帯域分割手段と、前記帯域分割手段によって帯域
分割された各チャンネル毎の信号に付いてケプストラム
分析を行うケプストラム分析手段と、前記ケプストラム
分析結果に基づきピークを検出するピーク検出手段と、
前記ピーク検出手段で検出されたピークを利用して音声
部分を判別する音声判別回路と、前記判別された音声部
分情報を利用して音声部分の雑音を予測する雑音予測手
段と、前記予測された雑音値を前記帯域分割された信号
から差し引くキャンセル手段と、前記ピーク検出手段に
よって検出されたピークを利用して音声帯域を検出する
音声帯域検出回路と、前記音声帯域検出回路によって検
出された音声帯域情報に基づいて音声帯域を強調させる
制御信号を出力する帯域選択強調制御手段と、前記キャ
ンセル手段によって雑音除去された信号を入力し、前記
帯域選択強調制御手段の制御信号に従い音声帯域を選択
し、選択された帯域信号のみ強調する音声帯域選択強調
手段と、前記音声帯域選択強調手段によって強調された
信号に付いて帯域合成する帯域合成手段とを備え、更
に、前記雑音予測手段により予測された雑音を入力し、
雑音の大きさを算出する雑音パワー算出手段と、前記音
声帯域選択強調手段によって強調された音声信号の大き
さを算出する音声信号パワー算出手段と、前記音声信号
パワー算出手段によって算出された音声信号と、前記雑
音パワー算出手段によって算出された雑音パワーを入力
し、Ｓ／Ｎ比を算出するＳ／Ｎ比算出手段とを備え、前
記帯域選択強調制御手段は、前記Ｓ／Ｎ比算出手段によ
って算出されたＳ／Ｎ比を入力し、前記Ｓ／Ｎ比が所定
の目標Ｓ／Ｎ値になるような制御信号を前記音声帯域選
択強調手段へ出力することを特徴とする音声信号処理装
置。
【請求項１１】雑音を含む混合信号を入力しその帯域分
割する帯域分割手段と、前記帯域分割手段によって帯域
分割された各チャンネル毎の信号に付いてケプストラム
分析を行うケプストラム分析手段と、前記ケプストラム
分析結果に基づきピークを検出するピーク検出手段と、
前記ピーク検出手段で検出されたピークを利用して音声
部分を判別する音声判別回路と、前記判別された音声部
分情報を利用して音声部分の雑音を予測する雑音予測手
段と、前記予測された雑音値を前記帯域分割された信号
から差し引くキャンセル手段と、前記ピーク検出手段に
よって検出されたピークを利用して音声帯域を検出する
音声帯域検出回路と、前記音声帯域検出回路によって検
出された音声帯域情報に基づいて雑音帯域を算出する雑
音帯域算出手段と、前記雑音帯域算出手段によって算出
された雑音帯域を減衰させる制御信号を出力する帯域選
択減衰制御手段と、前記キャンセル手段によって雑音が
キャンセルされた信号を入力し、前記帯域選択減衰制御
手段の制御信号に従い雑音帯域を選択し、選択された帯
域信号のみ減衰する雑音帯域選択減衰手段と、前記雑音
帯域選択減衰手段によって減衰された信号に付いて帯域
合成する帯域合成手段とを備え、更に、前記雑音予測手
段により予測された雑音を入力し雑音の大きさを算出す
る雑音パワー算出手段と、前記雑音帯域選択減衰手段に
よって、相対的に強調された音声信号の大きさを算出す
る音声信号パワー算出手段と、前記音声信号パワー算出
手段によって算出された音声信号と、前記雑音パワー算
出手段によって算出された雑音パワーを入力し、Ｓ／Ｎ
比を算出するＳ／Ｎ比算出手段とを備え、前記帯域選択
制御手段は、前記Ｓ／Ｎ比算出手段によって算出された
Ｓ／Ｎ比を入力し、前記Ｓ／Ｎ比が所定の目標Ｓ／Ｎ値
になるような制御信号を前記雑音帯域選択減衰手段へ出
力することを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項１２】入力された、雑音を含む音声信号の周波
数帯域を分割する帯域分割手段と、前記帯域分割手段の
帯域分割出力が入力され前記雑音成分を予測する雑音予
測手段と、前記雑音を含む入力信号のピッチ周波数を検
出するピッチ周波数検出手段と、前記ピッチ周波数検出
手段のピッチ周波数出力に応じてキャンセル係数を設定
するキャンセル係数設定手段と、前記雑音予測手段の雑
音予測出力、前記帯域分割手段の帯域分割出力、及び前
記キャンセル係数設定手段によって設定されたキャンセ
ル係数信号が入力され、前記帯域分割出力からそのキャ
ンセル率を考慮した雑音成分をキャンセルするキャンセ
ル手段と、前記ピッチ周波数検出手段により検出された
ピッチ周波数を利用して前記入力信号の音声帯域部分を
検出する音声帯域検出手段と、前記音声帯域検出手段に
よって検出された音声帯域を強調させる制御信号を出力
する帯域分割選択強調制御手段と、前記帯域選択強調制
御手段の制御信号にしたがって、前記キャンセル手段に
より雑音がキャンセルされた信号について、音声信号帯
域を雑音信号帯域に対して相対的に強調する音声帯域選
択強調手段と、前記音声帯域選択強調手段によって強調
された信号について帯域合成する帯域合成手段とを備え
たことを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項１３】入力された、雑音を含む音声信号の周波
数帯域を分割する帯域分割手段と、前記帯域分割手段の
帯域分割出力が入力されその雑音成分を予測する雑音予
測手段と、前記雑音を含む入力信号のピッチ周波数を検
出するピッチ周波数検出手段と、前記ピッチ周波数検出
手段のピッチ周波数出力に応じてキャンセル係数を設定
するキャンセル係数設定手段と、前記雑音予測手段の雑
音予測出力、前記帯域分割手段の帯域分割出力、及び前
記キャンセル係数設定手段によって設定されたキャンセ
ル係数信号が入力され、前記帯域分割出力からそのキャ
ンセル率を考慮した雑音成分をキャンセルするキャンセ
ル手段と、前記ピッチ周波数検出手段により検出された
ピッチ周波数を利用して前記入力信号の音声帯域部分を
検出する音声帯域を検出する音声帯域検出手段と、前記
音声帯域検出手段によって検出された音声帯域情報に基
づいて雑音帯域を算出する雑音帯域算出手段と、前記雑
音帯域算出手段によって算出された雑音帯域を減衰させ
る制御信号を出力する帯域選択減衰制御手段と、前記キ
ャンセル手段によって雑音がキャンセルされた信号を入
力し、前記帯域選択減衰制御手段の制御信号に従い雑音
帯域を選択し、選択された帯域信号のみ減衰する雑音帯
域選択減衰手段と、前記雑音帯域選択減衰手段によって
減衰された信号について帯域合成する帯域合成手段とを
備えたことを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項１４】入力された、雑音を含む音声信号の周波
数帯域を分割する帯域分割手段と、前記帯域分割手段の
帯域分割出力が入力されその雑音成分を予測する雑音予
測手段と、前記雑音を含む入力信号のピッチ周波数を検
出するピッチ周波数検出手段と、前記ピッチ周波数検出
手段のピッチ周波数出力に応じてキャンセル係数を設定
するキャンセル係数設定手段と、前記雑音予測手段の雑
音予測出力、前記帯域分割手段の帯域分割出力、及び前
記キャンセル係数設定手段によって設定されたキャンセ
ル係数信号が入力され、前記帯域分割出力からそのキャ
ンセル率を考慮した雑音成分をキャンセルするキャンセ
ル手段と、前記ピッチ周波数検出手段により検出された
ピッチ周波数を利用して前記入力信号の音声帯域部分を
検出する音声帯域検出手段と、前記音声帯域検出手段に
よって検出された音声帯域を強調させる制御信号を出力
する帯域選択強調制御手段と、前記帯域選択強調制御手
段の制御信号にしたがって、前記キャンセル手段により
雑音がキャンセルされた信号について、音声信号帯域を
雑音信号帯域に対して相対的に強調する音声帯域選択強
調手段と、前記音声帯域選択強調手段によって強調され
た信号について帯域合成する帯域合成手段と、更に、前
記雑音予測手段により予測された雑音を入力し雑音の大
きさを算出する雑音パワー算出手段と、前記音声帯域選
択強調手段によって強調された音声信号の大きさを算出
する音声信号パワー算出手段と、前記音声信号パワー算
出手段によって算出された音声信号と、前記雑音パワー
算出手段によって算出された雑音パワーを入力し、Ｓ／
Ｎ比を算出するＳ／Ｎ比算出手段とを備え、前記帯域選
択強調制御手段は、前記Ｓ／Ｎ比算出手段によって算出
されたＳ／Ｎ比を入力し、前記Ｓ／Ｎ比が所定の目標Ｓ
／Ｎ値になるような制御信号を前記音声帯域選択強調手
段へ出力することを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項１５】入力された、雑音を含む音声信号の周波
数帯域を分割する帯域分割手段と、前記帯域分割手段の
帯域分割出力が入力されその雑音成分を予測する雑音予
測手段と、前記雑音を含む入力信号のピッチ周波数を検
出するピッチ周波数検出手段と、前記ピッチ周波数検出
手段のピッチ周波数出力に応じてキャンセル係数を設定
するキャンセル係数設定手段と、前記雑音予測手段の雑
音予測出力、前記帯域分割手段の帯域分割出力、及び前
記キャンセル係数設定手段によって設定されたキャンセ
ル係数信号が入力され、前記帯域分割出力からそのキャ
ンセル率を考慮した雑音成分をキャンセルするキャンセ
ル手段と、前記ピッチ周波数検出手段により検出された
ピッチ周波数を利用して前記入力信号の音声帯域部分を
検出する音声帯域を検出する音声帯域検出手段と、前記
音声帯域検出手段によって検出された音声帯域情報に基
づいて雑音帯域を算出する雑音帯域算出手段と、前記雑
音帯域算出手段によって算出れた雑音帯域を減衰させる
制御信号を出力する帯域選択減衰制御手段と、前記キャ
ンセル手段によって雑音がキャンセルされた信号を入力
し、前記帯域選択減衰制御手段の制御信号に従い雑音帯
域を選択し、選択された帯域信号のみ減衰する雑音帯域
分割選択減衰手段と、前記雑音帯域選択減衰手段によっ
て減衰された信号について帯域合成する帯域合成手段と
を備え、更に、前記雑音予測手段により予測された雑音
を入力し雑音の大きさを算出する雑音パワー算出手段
と、前記雑音帯域選択減衰手段によって、相対的に強調
された音声信号の大きさを算出する音声信号パワー算出
手段と、前記音声信号パワー算出手段によって算出され
た雑音パワーを入力しＳ／Ｎ比を算出するＳ／Ｎ比算出
手段とを備え、前記帯域選択減衰制御手段は、前記Ｓ／
Ｎ比算出手段によって算出されたＳ／Ｎ比を入力し、前
記Ｓ／Ｎ比が所定の目標Ｓ／Ｎ値になるような制御信号
を前記雑音帯域選択減衰手段へ出力することを特徴とす
る音声信号処理装置。