JP3454206B2 - 雑音抑圧装置及び雑音抑圧方法 - Google Patents

雑音抑圧装置及び雑音抑圧方法

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JP3454206B2
JP3454206B2 JP31912699A JP31912699A JP3454206B2 JP 3454206 B2 JP3454206 B2 JP 3454206B2 JP 31912699 A JP31912699 A JP 31912699A JP 31912699 A JP31912699 A JP 31912699A JP 3454206 B2 JP3454206 B2 JP 3454206B2
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    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00—Processing of the speech or voice signal to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
    • G10L21/0208—Noise filtering

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は，種々の雑音環境
下で用いられる音声通信システムや音声認識システム等
において，目的信号以外の雑音を抑圧する，雑音抑圧装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】音声信号に重畳した雑音などの目的外信
号を抑圧する雑音抑圧装置として，例えば特開平8-2210
93号が開示されている。これは，文献1 (Steven F。 Bo
ll, “Suppressionof Acoustic noise in speech using
spectral subtraction”，IEEETrans。 ASSP, Vol。AS
SP-27, No。2, April 1979)に示す振幅スペクトルに着
目した，いわゆるスペクトルサブトラクション(Spectra
l Subtraction : SS)法を基本とするものである。
【０００３】図１３を用いて特開平8-221093号に開示さ
れている従来の雑音抑圧装置の構成を説明する。図１３
において，１０１はフレーム化処理部，１０２は窓かけ
処理部，１０３は高速フーリエ変換処理部。１０４はバ
ンド分割部，１０５は雑音推定部，１０６はNR値計算
部，１０７はHn値計算部，１０８はフィルタ処理部，１
０９はバンド変換部，１１０はスペクトラム修正部，１
１１は逆高速フーリエ変換部，１１２はオーバラップ加
算部，１１３は音声信号入力端子，１１４は音声信号出
力端子，１１５は，１１４は演算手段，１１５は出力信
号端である。また，雑音推定部１０５の内部構成とし
て，１２１はRMS計算部，１２２は相対エネルギ計算
部，１２３は最大RMS計算部，１２４は推定雑音レベル
計算部，１２５は最大SNR計算部，１２６は雑音スペク
トル推定部である。
【０００４】以下従来の雑音抑圧装置の動作原理につい
て説明する。
【０００５】音声信号入力端子１１３には，音声と雑音
成分とを含む入力音声信号y[t]が入力される。この入力
信号y[t]は，例えばサンプリング周波数がFSのデジタル
信号であり，フレーム化処理部１０１へ送られて，フレ
ーム長がFLサンプル毎のフレームに分割され，以下各フ
レーム毎に処理が行われる。
【０００６】窓かけ処理部１０２では，高速フーリエ変
換処理部１０２での計算に先立って，フレーム化処理部
１０１より送られる各フレーム化信号yframe[j,k]に対
して窓かけ処理が行われる。ただし，jはサンプル番
号，kはフレーム番号である。
【０００７】高速フーリエ変換処理部１０３では，例え
ば256点の高速フーリエ変換が施され，得られた周波数
スペクトル振幅値は，バンド分割部１０４で例えば18バ
ンドに分割される。このバンド分割された入力信号スペ
クトルY[w,k]は，スペクトル修正部１１０，雑音推定部
１０５内の雑音スペクトル推定部１２６およびHn値計算
部１０７に送られる。wはバンド番号である。
【０００８】次に，雑音推定部１０５においては，フレ
ーム化信号yframe[j,k]から雑音と音声とに区別され，
雑音と推定されるフレームが検出されると共に，推定雑
音レベル値と，最大SN比がNR計算部１０６に送られる。
【０００９】RMS計算部１２１では，フレーム毎の各信
号成分の２乗平均値の平方根(RMS :Root Mean Square)
の計算が行われ，RMS値RMS[k]として出力される。
【００１０】相対エネルギ計算部１２２では，前フレー
ムからの減衰エネルギに関連する第kフレームの相対エ
ネルギを計算し，出力される。
【００１１】最大RMS計算部１２３では，後述する推定
雑音レベル値と信号レベルと推定雑音レベルとの比の最
大値，いわゆる最大SN比とを見積もるのに必要な最大RM
S値が求められ，最大RMS値MaxRMS[k]として出力され
る。
【００１２】推定雑音レベル計算部１２４では，バック
グラウンドノイズまたは背景雑音レベルを評価するのに
好適な最小のRMS値が，現フレームから過去フレームの5
個の局所極小値(ローカルミニマム値)の内の最小値から
選択され，推定雑音レベル値MinRMS[k]として出力され
る。
【００１３】最大SN比計算部１２５では，最大RMS値Max
RMS[k]および推定雑音レベル値MinRMS[k]を用いて，最
大SN比MaxSNR[k]を算出する。
【００１４】雑音スペクトル推定部１２６では，RMS値R
MS[k]，相対エネルギ，推定雑音レベルMinRMS[k]，最大
RMS値MaxRMS[k]を用いて，背景雑音スペクトルの時間平
均推定値N[w,k]を算出し，出力する。
【００１５】NR値計算部１０６では，急激にフィルタ応
答が変化することを回避するために用いる値NR[w,k]を
算出する。
【００１６】Hn値計算部１０７では，バンド分割された
入力信号スペクトルY[w,k]と，雑音スペクトルの時間平
均推定値N[w,k]と，NR値計算部１０６が出力するNR[w,
k]を用いて，入力信号から雑音信号を除去するためのフ
ィルタHn[w,k]を生成する。ここで生成されるフィルタH
n[w,k]は，雑音成分が音声成分よりも大きくなると抑圧
が強まり，逆に音声成分が雑音成分よりも大きくなると
抑圧が弱まる応答を示す。
【００１７】フィルタ処理部１０８では，フィルタHn
[w,k]値を周波数軸方向および時間軸方向に平滑化を行
う。周波数軸方向への平滑化は，メジアンフィルタ処理
を行い，時間軸方向への平滑化については，AR平滑化処
理を音声区間または雑音区間のみ行い，過渡的信号につ
いては行わない。
【００１８】バンド変換部１０９では，フィルタ処理部
１０８からのバンド分割されたフィルタ値を逆高速フー
リエ変換処理部の入力に適合するように補間処理が行わ
れる。スペクトラム修正部１１０は，高速フーリエ変換
処理部１０３の出力信号に上記補間されたフィルタ値を
乗じてスペクトラム修正，即ち雑音成分を低減する処理
を行い，雑音低減信号を出力する。
【００１９】逆高速フーリエ変換処理部１１１では，ス
ペクトラム処理部１１０で得られた雑音低減信号を用い
て，逆高速フーリエ変換処理を行い，得られたIFFT信号
を出力する。オーバラップ加算部１１２では，各フレー
ム毎のIFFT信号のフレーム境界部分についての重ね合わ
せが行われ，得られた出力音声信号が音声信号出力端子
１１４から出力される。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した雑音抑圧
装置は，推定雑音信号と入力音声信号の比(推定SN比)と
雑音信号レベルに従い，入力スペクトルから雑音スペク
トルを除去するためのフィルタ特性をフレーム内の音声
信号と雑音信号の分布量に応じて制御し，そのフィルタ
特性を用いてスペクトル抑圧処理を行うものであり，目
的信号の歪みを最小限に抑え，かつ大きな雑音抑圧量を
確保できるすぐれたものであるが，次のような問題があ
る。
【００２１】推定雑音信号レベルと推定SN比に依存した
制御を行っているので，推定雑音信号レベルの推定が間
違った場合には適切な雑音抑圧が出来ず，過度の抑圧が
行われてしまうという問題点があった。
【００２２】また，推定雑音信号を用いた抑圧量制御
は，推定雑音信号が過去の雑音と判定されたフレームの
平均スペクトルから生成されるために，例えば語頭など
急に入力音声信号レベルが変化するような部分にはフィ
ルタ制御にタイムラグが生じるため，過度の抑圧が行わ
れてしまい，その結果，語頭の隠滅感など異音が発生す
る問題点があった。
【００２３】この発明は，かかる課題を解決するために
なされたもので，聴感上好ましい雑音抑圧が可能かつ高
雑音下でも品質劣化の少ない雑音抑圧装置を提供するこ
とを目的としている。
【００２４】
【課題を解決するための手段】この発明に係る雑音抑圧
装置は、目的信号に不要な雑音信号が混入した入力信号
から，雑音信号を除去して目的信号を出力する雑音抑圧
装置において，入力信号をフレーム毎に周波数分析して
振幅スペクトルと位相スペクトルに変換する時間／周波
数変換手段と，入力信号フレームの雑音らしさを判定す
る雑音らしさ分析手段と，前記雑音らしさ分析手段が出
力する判定結果に基づいて、そのフレームの入力振幅ス
ペクトルを用いて雑音振幅スペクトルを算出する雑音振
幅スペクトル算出手段と，前記入力振幅スペクトルと前
記雑音振幅スペクトルと第１の所定係数を用いて雑音振
幅スペクトル補正ゲインを算出すると共に，同じく前記
入力振幅スペクトルと前記雑音振幅スペクトルと第２の
所定係数を用いて雑音除去スペクトル補正ゲインを算出
するスペクトル補正ゲイン算出手段と，前記入力振幅ス
ペクトルから，前記雑音振幅スペクトルに前記補正ゲイ
ン算出手段が出力する雑音振幅スペクトル補正ゲインを
乗じて減算し，第1の雑音除去スペクトルを出力するス
ペクトル減算手段と，前記第1の雑音除去スペクトル
に，前記補正ゲイン算出手段が出力する雑音除去スペク
トル補正ゲインを乗じて，第2の雑音除去スペクトルを
出力するスペクトル振幅抑圧手段と，前記第2の雑音除
去スペクトルを時間軸信号に変換する周波数／時間変換
手段とを備える。
【００２５】また、この発明に係る雑音抑圧装置は、前
記スペクトル補正ゲイン算出手段が入力振幅スペクトル
および雑音振幅スペクトルを用いて、雑音振幅スペクト
ルおよび雑音除去スペクトルの補正ゲインを制限するス
ペクトル補正ゲイン制限値を算出するスペクトル補正ゲ
イン制限値算出手段と，入力振幅スペクトルおよび雑音
振幅スペクトルおよびスペクトル補正ゲイン制限値を用
いて雑音振幅スペクトルの各振幅値に周波数成分毎の補
正を行うための雑音振幅スペクトル補正ゲイン，および
雑音除去スペクトルの各振幅値に周波数成分毎の補正を
行うための雑音除去スペクトル補正ゲインを算出する補
正ゲイン算出手段とを備える。
【００２６】また、この発明に係る雑音抑圧装置は、前
記時間／周波数変換手段からの入力振幅スペクトルを複
数の周波数帯域に分割し，各周波数帯域毎の平均スペク
トルを算出すると共に、雑音振幅スペクトル算出手段か
らの雑音振幅スペクトルを複数の周波数帯域に分割し，
各周波数帯域毎の平均スペクトルを算出するスペクトル
帯域分割手段を備え、スペクトル補正ゲイン制限値算出
手段および補正ゲイン算出手段は，入力振幅スペクトル
および雑音振幅スペクトルの代りに，スペクトル帯域分
割手段が出力する入力振幅スペクトルおよび雑音振幅ス
ペクトルの各周波数帯域毎の平均スペクトルを用いてス
ペクトル振幅制限値，雑音振幅スペクトル補正ゲイン，
雑音除去スペクトル補正ゲインを算出する。
【００２７】また、この発明に係る雑音抑圧装置は、前
記スペクトル補正ゲイン算出手段が、入力信号の状態に
応じて入力振幅スペクトルおよび雑音振幅スペクトルの
平滑係数を算出するスペクトル平滑係数算出手段と，前
記スペクトルの平滑係数を用いて入力振幅スペクトルお
よび雑音振幅スペクトルを時間／周波数方向に平滑し，
平滑化入力振幅スペクトルおよび平滑化雑音振幅スペク
トルを出力するスペクトル平滑手段と，雑音振幅スペク
トルの各振幅値に周波数成分毎の補正を行うための雑音
振幅スペクトル補正ゲイン，および雑音除去スペクトル
の各振幅値に周波数成分毎の補正を行うための雑音除去
スペクトル補正ゲインを，前記平滑化入力振幅スペクト
ルおよび平滑化雑音振幅スペクトルを用いて算出する補
正ゲイン算出手段とを備える。
【００２８】また、この発明に係る雑音抑圧装置は、前
記時間／周波数変換手段からの入力振幅スペクトルを複
数の周波数帯域に分割し，各周波数帯域毎の平均スペク
トルを算出すると共に、雑音振幅スペクトル算出手段か
らの雑音振幅スペクトルを複数の周波数帯域に分割し，
各周波数帯域毎の平均スペクトルを算出するスペクトル
帯域分割手段を備え、スペクトル平滑係数算出手段は，
スペクトル帯域分割手段からの各周波数帯域毎の入力振
幅平均スペクトルと各周波数帯域毎の雑音振幅平均スペ
クトルを用いて，入力振幅スペクトルおよび雑音振幅ス
ペクトルの平滑係数を算出し、スペクトル平滑手段は，
スペクトル帯域分割手段からの各周波数帯域毎の入力振
幅平均スペクトルと各周波数帯域毎の雑音振幅平均スペ
クトルを用いて，平滑化入力振幅スペクトルおよび平滑
化雑音振幅スペクトルを算出する。
【００２９】また、この発明に係る雑音抑圧装置は、入
力信号の状態に応じて入力振幅スペクトルおよび雑音振
幅スペクトルの平滑係数を算出するスペクトル平滑係数
算出手段と，前記スペクトルの平滑係数を用いて入力振
幅スペクトルおよび雑音振幅スペクトルを時間／周波数
方向に平滑し，平滑化入力振幅スペクトルおよび平滑化
雑音振幅スペクトルを出力するスペクトル平滑手段とを
備え，前記補正ゲイン算出手段が，入力振幅スペクトル
と雑音振幅スペクトルの代わりに，平滑化入力振幅スペ
クトルおよび平滑化雑音振幅スペクトルおよびスペクト
ル補正ゲイン制限値を用いて，雑音振幅スペクトル補正
ゲインおよび雑音除去スペクトル補正ゲインを算出す
る。
【００３０】また、この発明に係る雑音抑圧装置は、前
記時間／周波数変換手段からの入力振幅スペクトルを複
数の周波数帯域に分割し，各周波数帯域毎の平均スペク
トルを算出すると共に、雑音振幅スペクトル算出手段か
らの雑音振幅スペクトルを複数の周波数帯域に分割し，
各周波数帯域毎の平均スペクトルを算出するスペクトル
帯域分割手段を備え、前記スペクトル平滑係数算出手段
とスペクトル平滑手段とスペクトル補正ゲイン制限値算
出手段および補正ゲイン算出手段は，入力振幅スペクト
ルおよび雑音振幅スペクトルの代りに，前記スペクトル
帯域分割手段からの出力を用いる。
【００３１】また、この発明に係る雑音抑圧装置は、前
記スペクトル平滑係数算出手段が、雑音らしさ分析手段
が出力する判定結果に応じて入力振幅スペクトルおよび
雑音振幅スペクトルの平滑係数を算出する。
【００３２】
【発明の実施の形態】実施の形態１ ここでこの発明の雑音抑圧装置の実施の形態１を図面に
従って説明する。
【００３３】図１はこの発明の雑音抑圧装置の実施の形
態１の構成を示すブロック図である。１は入力信号端
子，２は時間／周波数変換手段，３は雑音らしさ分析手
段，４は雑音振幅スペクトル算出手段，５はスペクトル
補正ゲイン制限値算出手段，６は補正ゲイン算出手段，
７はスペクトル減算手段，８はスペクトル抑圧手段，９
は周波数／時間変換手段，１０は出力信号端子である。
なお、この実施の形態１では、スペクトル補正ゲイン制
限値算出手段５および補正ゲイン算出手段６でスペクト
ル補正ゲイン算出手段を構成している。以下，図１に従
ってこの発明の雑音抑圧装置の動作原理を説明する。
【００３４】所定のサンプリング周波数(例えば8kHz)で
サンプリングされ，所定のフレーム単位(例えば20ms)に
分割された入力信号s[t]が入力信号端子１より入力され
る。この入力信号s[t]は背景雑音だけの場合もあれば背
景雑音が混入した音声信号の場合もある。
【００３５】時間／周波数変換手段２は，例えば256点F
FT ( Fast Fourier Transform : 高速フーリエ変換)を
用いて，入力信号s[t]を振幅スペクトルS[f]と位相スペ
クトルP[f]に変換する。なおFFTは公知の手法であるの
で説明は省略する。
【００３６】雑音らしさ分析手段３は，線形予測分析手
段１４，ローパスフィルタ１１，逆フィルタ１２，自己
相関分析手段１３，更新速度係数決定手段１５から構成
される。まず，ローパスフィルタ１１で入力信号のフィ
ルタ処理を行いローパスフィルタ信号を得る。このフィ
ルタのカットオフ周波数は例えば2kHzとする。ローパス
フィルタ処理を行うことで高域雑音の影響を取り除くこ
とができ安定した分析が行える。
【００３７】次に線形予測分析手段１４でローパスフィ
ルタ信号の線形予測分析を行い，線形予測係数(例えば1
0次のαパラメータ)を得る。逆フィルタ１２は線形予測
係数を用いてローパスフィルタ信号を逆フィルタ処理し
てローパス線形予測残差信号(以下，ローパス残差信号
と略す)を出力する。続いて自己相関分析手段１３で，
ローパス残差信号の自己相関分析を行い，正のピーク値
を求めこれをRACmaxとする。
【００３８】更新速度係数決定手段１５は，例えば前出
のRACmaxと，現フレームのローパス残差信号のパワーRp
ow，入力信号端子１よりの現フレームの全帯域パワーFp
owを用いて，雑音らしさレベルNlevelを算出し，それを
元に雑音振幅スペクトル更新速度係数rを算出する。
【００３９】雑音らしさレベルNlevelは，RACmaxと，Rp
ow，Fpowを用いて，以下のルールによって決定される。
ただし，RACth，Rpowth，Fpowthはそれぞれ自己相関最
大値の閾値，ローパス残差パワーの閾値，フレーム全帯
域パワーの閾値で，おのおの所定の定数である。
【００４０】 start: Nlevel = 0 ;;; 雑音らしさレベル値をゼロクリア if ( RACmax > RACth ) Nlevel = Nlevel + 2 if ( Rpow > Rpowth ) Nlevel = Nlevel + 1 if ( Fpow > Fpowth ) Nlevel = Nlevel + 1 output Nlevel ;;; 雑音らしさレベル値を出力 end:
【００４１】雑音振幅スペクトル更新速度係数rは，各
々の雑音らしさレベルNlevelに対応して，例えば表１に
示すように与えられる。なお，rが大きい程，保持して
いる過去の雑音スペクトルの平均である雑音振幅スペク
トルN[f]に，現フレームの入力振幅スペクトル成分が大
きく反映されることとなる。
【００４２】
【表１】
【００４３】雑音振幅スペクトル算出手段４は，雑音ら
しさ分析手段３が出力する雑音振幅スペクトル更新係数
rと時間／周波数変換手段２の出力する入力振幅スペク
トルS[f]から，式（１）のように雑音振幅スペクトルN
[f]の更新を行う。Nold[f]は更新前の雑音振幅スペクト
ル，Nnew[f]は更新後の雑音振幅スペクトルである。以
降，雑音振幅スペクトルN[f]は更新後の雑音振幅スペク
トルNnew[f]のことを指すこととする。
【００４４】 Nnew[f] = (1 - r)・Nold[f] + r・S[f] ・・・ 式１
【００４５】なお、雑音振幅スペクトルN[f]の初期値
は、雑音振幅スペクトル更新係数rを1.0として式（１）
で求める。
【００４６】スペクトル補正ゲイン制限値算出手段５
は，時間／周波数変換手段２の出力する入力振幅スペク
トルS[f]および雑音振幅スペクトル算出手段４の出力す
る雑音振幅スペクトルN[f]を用いて，雑音振幅スペクト
ル補正ゲインの制限値Lα，および雑音除去スペクトル
補正ゲインの制限値Lβを算出する。
【００４７】まず，入力振幅スペクトルS[f]のパワーPs
(デシベル値)を式（２）より求める。 Ps(dB) = 10 log10 (Σ(S[f]・S[f]) ) ・・・ 式２
【００４８】次に式（３）より雑音振幅スペクトルN[f]
のパワーPn(デシベル値)を求める。なお，PnはPnMIN <=
Pn <= 0の範囲に制限する。PnMINは雑音信号パワーの
最小値(デシベル値)を表す所定の定数である。MAX(a,b)
は２つの引数a,bのうち大きい方を選択する関数であ
る。
【００４９】 Pn(dB) = MAX( -10 log10 (Σ(N[f]・N[f]), PnMIN ) ・・・ 式３
【００５０】続いて，現フレーム全周波数帯域の入力信
号と雑音信号のSN比snrallを，前出のPsおよびPnを用い
て式（４）より求める。 snrall(dB) = Ps + Pn ・・・ 式４
【００５１】続いて，式（４）で求めた全帯域SN比snr
allを用いて，式（５）に従って雑音振幅スペクトル補
正ゲイン制限値Lαを決定し，出力する。式（５）中の
αMAXは雑音振幅スペクトル補正ゲインの最大値(dB)，
αMINは雑音振幅スペクトル補正ゲインの最小値(dB)で
あり，それぞれ所定の定数である。また，SNRl，SNRhは
全帯域SN比に関する閾値であり，共に所定の定数であ
る。なお，Lαは，後述するスペクトル減算手段７にお
ける，入力振幅スペクトルから雑音振幅スペクトルを減
算する引去り率の最大値リミッタである。図７にsnrall
に対する式（５）のL αの変化の概形を示す。
【００５２】
【００５３】続いて式（６）を用い，入力信号パワーPs
と閾値Psthとの差dPsを算出する。なお，Psthは入力信
号パワー閾値であり所定の定数である。 dPs(dB) = Ps - Psth ・・・ 式６
【００５４】入力信号パワーと閾値との差dPsを求めた
後，式（７）を用いて，雑音除去スペクトル補正ゲイン
β[f]の制限値Lβを決定し出力する。なお，Lβは，後
述のスペクトル抑圧手段における，振幅抑圧量の最大値
リミッタである。図８にPsに対する式（７）のLβの変
化の概形を示す。
【００５５】
【００５６】補正ゲイン算出手段６は，雑音振幅スペク
トルN[f]に周波数成分毎の補正を行うための雑音スペク
トル補正ゲインα[f]，および，後述の第1の雑音除去ス
ペクトルSs[t]に周波数成分毎の補正を行うための雑音
除去スペクトル補正ゲインα[f]を，入力振幅スペクト
ルS[f]および雑音振幅スペクトルN[f]および雑音振幅ス
ペクトル補正ゲイン制限値Lαおよび，雑音除去スペク
トル補正ゲイン制限値Lβを用いて算出する。
【００５７】まず，入力振幅スペクトルと雑音振幅スペ
クトルの各周波数成分毎のSN比snrs p[f]を式（８）に従
い求める。fnはナイキスト周波数である。
【００５８】
【００５９】雑音振幅スペクトル補正ゲインα[f]を，
式（９）に従い,式（８）で求めた周波数毎のSN比snrsp
[f]と，雑音パワーの最小値PnMINと，雑音振幅スペクト
ル補正ゲインの制限値Lαと，聴覚重みWα[f]とを用い
て算出する。式（９）中の雑音パワーの最小値PnMINは
所定の定数である。また，MIN(a,b)は２つの引数a,bの
うち小さい方の値を返す関数である。
【００６０】 gainα = MIN ( snrsp[f]・Wα[f] + Pn, 0 ) α[f] = Lα ・ { ( PnMIN + gainα ) / PnMIN } ・・・ 式９
【００６１】式（９）を用いることにより，snrsp[f]が
大きくなる即ち周波数毎のSN比が高くなるにつれて，ga
inαが大きくなり，その結果雑音振幅スペクトル補正ゲ
インα[f]が大きくなるので，後述するスペクトル減算
手段７において，SN比が高いスペクトル成分は，入力信
号スペクトルから雑音スペクトルを引き去る率が大きく
なり，SN比が低いスペクトル成分は引き去る率が小さく
なる。図９にsnrsp[f]に対するα[f]の変化の概形を示
す。
【００６２】なお，聴覚重みWα[f]は周波数fをパラメ
ータとした所定の重み係数であり，周波数が高くなる
程，その値が大きくなるものである。この重み付けを行
うことで高周波数領域においてα[f]の値が小さくなる
ために高周波数領域での過度の抑圧を防ぎ，異音発生を
防ぐ。図１１にWα[f]の概形を示す。
【００６３】続いて，式（１０）に従い，第2の雑音除
去スペクトルSr[f]の各振幅値を補正するための雑音除
去スペクトル補正ゲインβ[f]を，入力振幅スペクトルS
[f]，雑音振幅スペクトルN[f]，聴覚重みWβ[f]および
雑音除去スペクトル補正ゲイン制限値Lβを用いて算出
する。
【００６４】
【００６５】式（１０）を用いることにより，snrsp[f]
が大きくなる即ちSN比が高くなるにつれて，gainβが小
さくなり，その結果雑音除去スペクトル補正ゲインβ
[f]が大きくなるので，後述するスペクトル抑圧手段８
において，SN比が高いスペクトル成分は，出力する雑音
除去スペクトル振幅が大きくなり，SN比が低いスペクト
ル成分は出力振幅が小さくなる。図１０にsnrsp[f]に対
するβ[f]の変化の概形を示す。
【００６６】なお，聴覚重みWβ[f]は前出の聴覚重みW
α[f]と同様に，周波数fをパラメータとした所定の重み
係数であり，周波数が高くなる程その値が大きくなるも
のである。この重み付けを行うことで高周波数領域にお
いてβ[f]の値が大きくなるために高周波数領域での過
度の抑圧を防ぎ，異音発生を防ぐ。図１２にWβ[f]の概
形を示す。
【００６７】スペクトル減算手段７は，式（１１）のよ
うに入力振幅スペクトルS[f]から，雑音振幅スペクトル
N[f]に補正ゲイン算出手段６が出力する雑音振幅スペク
トル補正ゲインα[f]を乗じて減算し，第1の雑音除去ス
ペクトルSs[f]を出力する。また，第1の雑音除去スペク
トルSs[f]が負になった場合には，０または所定の低レ
ベル雑音n[f]を挿入する埋め戻し処理を行う。補正ゲイ
ンα[f]を雑音スペクトルに乗じることにより，SN比が
低い場合は雑音スペクトル成分の引去りを抑え，SN比が
高い場合には強く雑音スペクトル成分を引去ることによ
り，低SN時の過度のスペクトル引去りを抑えることがで
きる。
【００６８】
【００６９】スペクトル抑圧手段８は式（１２）を用い
て，前記第1の雑音除去スペクトルS s[f]に，補正ゲイン
算出手段６が出力する雑音除去スペクトル補正ゲインβ
[f]を乗じて，第2の雑音除去スペクトルSr[f]を出力す
る。補正ゲインβ[f]を第1の雑音除去スペクトルに乗じ
ることによって，上述のスペクトル減算手段７における
スペクトル引去り残りの残留雑音および，スペクトル減
算の結果生じる人工的雑音(楽音的雑音:musical noise)
を抑圧する効果があり，また，低SN時には振幅抑圧を弱
め，高SN時には振幅抑圧を強めることができるので，低
SN時における過度の振幅抑圧を防止することができる。
【００７０】Sr[f] = β[f]・Ss[f] ・・・ 式１２
【００７１】周波数／時間変換手段９は，時間／周波数
変換手段２の逆の手順をとり，例えば逆FFTを行って第2
の雑音除去スペクトルSr[f]と位相スペクトルP[f]とを
用いて時間信号sr[t]に変換し，前フレームの境界部分
の信号と重ね合わせを行い，雑音抑圧信号を出力信号端
子１０より出力する。
【００７２】雑音振幅スペクトル補正ゲインα[f]を雑
音スペクトルに乗じることにより，SN比が低い場合は雑
音スペクトル成分の引去りを抑え，SN比が高い場合には
強く雑音スペクトル成分を引去ることにより，低SN時の
過度のスペクトル引去りを抑えることができ，また，雑
音除去スペクトル補正ゲインβ[f]を第1の雑音除去スペ
クトルに乗じることによって，スペクトル減算における
スペクトル引去り残りの残留雑音および，スペクトル減
算の結果生じる人工的雑音(楽音的雑音:musical noise)
を抑圧する効果がある。
【００７３】また，低SN時には振幅抑圧を弱め，高SN時
には振幅抑圧を強めることができるので，低SN時におけ
る過度の振幅抑圧を防止することができると共に，更
に，語頭など急に入力音声信号レベルが変化するような
部分においても，雑音信号レベルだけでなく入力信号レ
ベルに応じたスペクトル減算およびスペクトル振幅抑圧
処理を行っているので，過度のスペクトル減算および抑
圧処理による語頭の隠滅感やスペクトル変形感などの発
生を防止でき，雑音区間での雑音抑圧量を大きく保った
まま，音声区間における過度のスペクトル抑圧を防止
し，良好な雑音抑圧ができる。
【００７４】実施の形態２ 次に、この発明の雑音抑圧装置の実施の形態２を図面に
従って説明する。
【００７５】図２は実施の形態２の構成を示すブロック
図である。図１と比較した構成は，スペクトル補正ゲイ
ン制限値算出手段５を取り除き、新たにスペクトル平滑
係数算出手段２１およびスペクトル平滑手段２２を設け
たことである。その他の構成については実施の形態１と
同等であるので説明は省略する。以下，図２に従って実
施の形態２の動作原理を説明する。
【００７６】スペクトル平滑係数算出手段２１は，例え
ば，雑音らしさ判定手段３が出力する入力信号の雑音ら
しさ判定結果のレベルに応じて，スペクトルの時間軸方
向の平滑に用いるスペクトル時間方向平滑係数γt，ス
ペクトルの周波数軸方向の平滑にもちいるスペクトル周
波数方向平滑係数γfを算出する。
【００７７】雑音らしさに対応して平滑係数を算出する
方法として，例えば，表２に示すような雑音らしさレベ
ルと対応する平滑係数をテーブルを用いて参照すること
が可能である。こうすることで，雑音性が大きい場合，
即ち雑音区間では平滑を強めるような平滑係数γt,γf
を選択し，雑音性が小さい，即ち音声部分では平滑を弱
めるような平滑係数γt,γfを選択し出力することが可
能となる。
【００７８】表２
【００７９】スペクトル平滑手段２２は，式（１３），
式（１４）に従い，時間方向平滑係数γt，周波数方向
平滑係数γfを用いて入力振幅スペクトルS[f]および雑
音振幅スペクトルN[f]を時間方向および周波数方向に平
滑し，平滑化入力振幅スペクトルSsm[f]および平滑化雑
音振幅スペクトルNsm[f]を算出する。
【００８０】まず，式（１３）を用いて入力振幅スペク
トルS[f]および雑音振幅スペクトルN[f]の時間方向の平
滑化を行い，時間方向平滑化入力振幅スペクトルS
t[f]，時間方向平滑化雑音振幅スペクトルNt[f]を算出
する。式（１３）中のSpre[f]，Np re[f]はそれぞれ前フ
レームの入力振幅スペクトル，雑音振幅スペクトルであ
る。fnはナイキスト周波数である。
【００８１】 St[f] = γt・S[f] + (1 - γt)・Spre[f], f=0,...,fn Nt[f] = γt・N[f] + (1 - γt)・Npre[f], f=0,...,fn ・・・ 式１３
【００８２】続いて，式（１４）を用いて式（１３）で
得られた時間方向平滑化入力振幅スペクトルSt[f]，時
間方向平滑化雑音振幅スペクトルNt[f]の周波数方向の
平滑化を行い，スペクトル平滑手段の出力結果である平
滑化入力振幅スペクトルSsm[f]，平滑化雑音振幅スペク
トルNsm[f]を算出する。
【００８３】 Ssm[f] = γf・St[f] + (1 - γf)・St[f-1], f=1,...,fn Nsm[f] = γf・Nt[f] + (1 - γf)・Nt[f-1], f=1,...,fn ・・・ 式１４
【００８４】補正ゲイン算出手段６は，入力振幅スペク
トルS[f]および雑音振幅スペクトルN[f]の代りに，平滑
化入力振幅スペクトルSsm[f]および平滑化雑音振幅スペ
クトルNsm[f]を用いて，雑音振幅スペクトル補正ゲイン
α[f]および雑音除去スペクトル補正ゲインβ[f]を算出
する。
【００８５】まず，式（１５）を用いて，平滑化入力振
幅スペクトルSsm[f]と平滑化雑音振幅スペクトルNsm[f]
を用いて，各周波数成分毎の平滑化SN比snrsp-sm[f]を
求める。
【００８６】
【００８７】次に，平滑化SN比snrsp-sm[f]を用いて，
式（１６）および式（１７）から，平滑化雑音振幅スペ
クトル補正ゲインαsm[f]および，平滑化雑音除去スペ
クトル補正ゲインβsm[f]を算出する。
【００８８】 gainα = MIN (snrsp-sm[f]・Wα[f] + Pn, 0 ) αsm[f] = αMAX・{ ( PnMIN + gainα ) / PnMIN } ・・・ 式１６
【００８９】 gainβ = MIN ( snrsp-sm[f] ・ Wβ[f] + Pn( = βMIN), 0 ) ・・・ 式１７
【００９０】平滑化SN比snrsm[f]を用いて補正ゲインを
求めることにより，雑音信号に対する入力音声のレベル
比即ちSN比が小さい雑音区間では，スペクトル補正ゲイ
ンの変動を大きく抑制し，音声区間のようにSN比が高い
区間では，補正ゲインの変動をあまり抑制しない動作と
なる。
【００９１】なお，式（１６）と式（１７）において，
前述の実施の形態１における式（９）および式（１０）
と異なる部分は，雑音振幅スペクトル補正ゲイン制限値
Lα，および雑音除去スペクトル補正ゲイン制限値Lβを
用いない点である。また，式中のαMAXは雑音振幅スペ
クトル補正ゲイン最大値，βMINは雑音除去スペクトル
補正ゲイン最小値であり(βMIN = Pn)，それぞれ所定の
定数である。
【００９２】雑音らしさレベルに対応したスペクトル平
滑係数の制御を行うことで，雑音性が大きい場合には平
滑を強くし，雑音性が小さい即ち音声部分では平滑を弱
めるような平滑係数を選択し，雑音性が大きい即ち雑音
区間では平滑を強めるような平滑係数を選択することが
できるので，更にスペクトル補正ゲインの適切な制御が
行うことができ，良好な雑音抑圧を行うことができる。
【００９３】上記雑音除去スペクトルの不連続感緩和効
果は，高雑音レベル時などスペクトル補正ゲインの精度
が低くなる低SN時において特に高くなる。
【００９４】実施の形態３ 実施の形態１の別の形態として，実施の形態１の構成に
実施の形態２で説明したスペクトル平滑化処理を導入す
ることも可能である。図３はこの実施の形態３の構成を
示すブロック図である。
【００９５】スペクトル補正ゲイン制限値算出手段５
は，実施の形態２で説明した手順により、スペクトル平
滑手段２２が算出した平滑化入力振幅スペクトルSsm[f]
および平滑化雑音振幅スペクトルNsm[f]を用いて，実施
の形態１と同様な手順で、雑音振幅スペクトル補正ゲイ
ンの制限値Lα，および雑音除去スペクトル補正ゲイン
の制限値Lβを算出する。
【００９６】補正ゲイン算出手段６は，スペクトル平滑
手段２２からの平滑化入力振幅スペクトルSsm[f]および
平滑化雑音振幅スペクトルNsm[f]並びにスペクトル補正
ゲイン制限値算出手段５からの雑音振幅スペクトル補正
ゲイン制限値Lα，および雑音除去スペクトル補正ゲイ
ン制限値Lβを用い，前述の実施の形態１と同様に式
（９）および式（１０）により，雑音振幅スペクトル補
正ゲインα[f]および雑音除去スペクトル補正ゲインβ
[f]を算出する。
【００９７】他の構成については実施の形態１および実
施の形態２で説明したものと同等であるので説明は省略
する。
【００９８】この実施の形態の構成をとることで，実施
の形態１の効果に加え，実施の形態２の相乗効果によ
り，更に適切な雑音抑圧を行うことが可能である。
【００９９】実施の形態４ 入力音声の状態に応じてスペクトル平滑係数を算出する
方法として，例えば，現フレームのSN比を用いても構わ
ない。図４はこの実施の形態４の構成を示すブロック図
である。
【０１００】スペクトル平滑係数算出手段２１では，ま
ず式（１８）を用いて現フレームの入力信号のSN比SNR
frを求める。
【０１０１】
【０１０２】次に，式（１９）より，フレームのSN比SN
Rfrを用いて，スペクトルの時間方向の平滑に用いるス
ペクトル時間方向平滑係数の仮の係数γt'，スペクトル
の周波数方向の平滑に用いるスペクトル周波数方向平滑
係数の仮の係数γf'を求める。
【０１０３】
【０１０４】続いて，式（２０）より，仮の平滑係数γ
t'，γf'を前フレームの平滑係数γ(old)t，γ(old)fを
用いてAR平滑を行い，スペクトル時間方向平滑係数γt
およびスペクトル周波数方向平滑係数γfを出力する。
【０１０５】 γt = 0.8・γt' + 0.2・γ(old)t γf = 0.8・γf' + 0.2・γ(old)f ・・・ 式２０
【０１０６】この実施の形態のように，入力信号のSN比
に応じたスペクトル平滑係数を用いて入力振幅スペクト
ルおよび雑音振幅スペクトルを平滑化し，それらを用い
て算出したスペクトル補正ゲインを用いて雑音抑圧処理
を行うことで，入力信号のSN比に応じてスペクトル補正
ゲインの変動を制御することができ，例えば，雑音区間
などの低SN時において，雑音除去スペクトルの時間方向
および周波数方向の不連続感を緩和することできるの
で，出力音声の異音発生を抑えることができ，安定した
雑音抑圧を行うことができる。
【０１０７】実施の形態５ 発明の実施の形態１の別の形態として，入力振幅スペク
トルをその周波数成分毎ではなく，複数の帯域に分割
し，帯域毎の平均スペクトルを用いて，雑音振幅スペク
トル補正ゲインおよび雑音除去スペクトル補正ゲインを
算出し，それらを用いて各々スペクトル補正を行うこと
も可能である。
【０１０８】この実施の形態５ではスペクトル補正ゲイ
ン制限値算出手段５の前段に，前記時間／周波数変換手
段からの入力振幅スペクトルを複数の周波数帯域に分割
し，各周波数帯域毎の平均スペクトルを算出すると共
に、雑音振幅スペクトル算出手段からの雑音振幅スペク
トルを複数の周波数帯域に分割し，各周波数帯域毎の平
均スペクトルを算出するスペクトル帯域分割手段を備え
る。
【０１０９】スペクトル帯域分割手段は，入力振幅スペ
クトルを，例えば16の帯域に分割し，式（２１）に示す
ようにそれぞれの帯域（チャネルchと呼ぶ）について入
力信号の平均スペクトルSave[ch]および，雑音信号の平
均スペクトルNave[ch]を求める。nchはチャネルch中の
スペクトル成分数である。
【０１１０】
【０１１１】ついで、スペクトル補正ゲイン制限値算出
手段５は，式（２１）で求めたチャネル別の平均スペク
トルSave[ch]，Nave[ch]を用いて，式（２２）より入力
信号パワーPsaveおよび雑音信号パワーPnaveを求め，全
帯域SN比snrall-aveを求める。PnMINは最低雑音パワー
であり所定の定数である。
【０１１２】
【０１１３】つづいて，上述の発明の実施の形態１にお
けるPs，Pnの代わりに，上記得られた入力信号パワーPs
ave，雑音信号パワーPnaveを用いて，雑音振幅スペクト
ル補正ゲイン制限値Lα，雑音除去スペクトル補正ゲイ
ン制限値Lβを算出する。
【０１１４】補正ゲイン算出手段６では，各チャネル毎
のSN比snrsp[ch]を式（２３）より求め，それを用いて
各チャネル毎に雑音振幅スペクトル補正ゲインα[ch]，
雑音除去スペクトル補正ゲインβ[ch]を算出する。Nch
はチャネル総数である。
【０１１５】
【０１１６】スペクトル減算手段７，スペクトル抑圧手
段８では，各々入力された補正ゲインから，スペクトル
各成分に対応する値を展開し，スペクトル減算およびス
ペクトル振幅抑圧を行う。
【０１１７】本実施の形態の構成をとることで，発明の
実施の形態１が持つ効果に加えて，スペクトル補正ゲイ
ンの算出を行うための演算量や，スペクトル補正ゲイン
を格納するメモリ量を削減できる効果がある。
【０１１８】実施の形態６ 実施の形態４の別の形態として，入力振幅スペクトルを
その周波数成分毎ではなく，複数の帯域に分割し，帯域
毎の平均スペクトルを用いて，スペクトル平滑係数を算
出することも可能である。図５はこの実施の形態６の構
成図である。
【０１１９】図５において，２３は前記時間／周波数変
換手段からの入力振幅スペクトルを複数の周波数帯域に
分割し，各周波数帯域毎の平均スペクトルを算出すると
共に、雑音振幅スペクトル算出手段からの雑音振幅スペ
クトルを複数の周波数帯域に分割し，各周波数帯域毎の
平均スペクトルを算出するスペクトル帯域分割手段であ
る。
【０１２０】スペクトル帯域分割手段２３は，上述の式
（２１）と同様にして，入力振幅スペクトルを例えば16
の帯域に分割し，それぞれの帯域（チャネルchと呼ぶ）
について入力信号の平均スペクトルSave[ch]および，雑
音信号の平均スペクトルNave[ch]を求める。
【０１２１】つづいて，スペクトル平滑係数算出手段２
１が，入力信号の平均スペクトルSa ve[ch]，雑音信号の
平均スペクトルNave[ch]から，式（２４）を用いて現フ
レームの入力信号のSN比SNRfr-aveを求める。
【０１２２】
【０１２３】次に，上述の発明の実施の形態２における
式（１４）および式（１５）を用いて，上述のフレーム
のSN比SNRfrの代わりに，平均スペクトルを用いて算出
したフレームのSN比SNRfr-aveを用いて，スペクトル時
間方向平滑係数γtおよびスペクトル周波数方向平滑係
数γfを出力する。
【０１２４】スペクトル平滑手段２２は，式（２５），
式（２６）に従い，上記平均スペクトルから得られた時
間方向平滑係数γt，周波数方向平滑係数γfを用いて入
力信号の平均スペクトルSave[ch]および雑音信号の平均
スペクトルNave[ch]を時間方向および周波数方向に平滑
し，平滑化入力平均スペクトルSsm-ave[ch]および平滑
化雑音平均スペクトルNsm-ave[ch]を算出する。
【０１２５】まず，式（２５）を用いて，入力信号の平
均スペクトルSave[ch]および雑音信号の平均スペクトル
Nave[ch]の時間方向の平滑化を行い，時間方向平滑化入
力信号の平均スペクトルSt-ave[ch]，時間方向平滑化雑
音信号の平均スペクトルNt-a ve[ch]を算出する。式（２
５）中のSpre-ave[ch]，Npre-ave[ch]はそれぞれ前フレ
ームの入力信号平均スペクトル，雑音信号平均スペクト
ルである。Nchは最大チャネル数である。
【０１２６】 St-ave[ch]=γt・Save[ch]＋(1-γt)・Spre-ave[ch]， ch=0,...,Nch Nt-ave[ch]=γt・Nave[ch]＋(1-γt)・Npre-ave[ch]， ch=0,...,Nch ・・・ 式２５
【０１２７】続いて，式（２６）を用いて，式（２５）
で得られた時間方向平滑化入力信号の平均スペクトルS
t-ave[ch]，時間方向平滑化雑音信号の平均スペクトルN
t-ave[ch]の周波数方向の平滑化を行い，スペクトル平
滑手段の出力結果である平滑化入力振幅スペクトルS
sm-ave[ch]，平滑化雑音振幅スペクトルNsm-ave[ch]を
算出する。
【０１２８】 Ssm-ave[ch]=γf・St-ave[ch]＋(1-γf)・St-ave[ch-1]， ch=0,...,Nch Nsm-ave[ch]=γf・Nt-ave[ch]＋(1-γf)・Nt-ave[ch-1]， ch=0,...,Nch ・・・ 式２６
【０１２９】補正ゲイン算出手段６は，平滑化入力振幅
スペクトルSsm[f]および平滑化雑音振幅スペクトルN
sm[f]の代わりに，平滑化入力信号の平均スペクトルS
sm-ave[ch]および平滑化雑音振幅スペクトルNsm-ave[c
h]を用いて，チャネル毎の雑音振幅スペクトル補正ゲイ
ンα[ch]および雑音除去スペクトル補正ゲインβ[ch]を
算出する。
【０１３０】まず，式（２７）を用いて，平滑化入力信
号の平均スペクトルSsm-ave[ch]と平滑化雑音振幅スペ
クトルNsm-ave[ch]を用いて，各チャネル毎の平滑化SN
比snr sm-ave[f]を求める。
【０１３１】
【０１３２】次に，平滑化SN比snrch-sm[ch]を用いて，
式（２８）および式（２９）から，平滑化雑音振幅スペ
クトル補正ゲインαsm[ch]および，平滑化雑音除去スペ
クトル補正ゲインβsm[ch]を算出する。
【０１３３】 gainα=MIN(snrch-sm[ch]・Ｗα[ch]＋Ｐn， 0) αsm[ch]=αMAX・｛(ＰnMIN＋gainα)／ＰnMIN｝ ・・・ 式２８
【０１３４】
【０１３５】以上，得られた平滑化雑音振幅スペクトル
補正ゲインαsm[ch]および，平滑化雑音除去スペクトル
補正ゲインβsm[ch]を用いて，スペクトル減算およびス
ペクトル抑圧処理を行う。
【０１３６】この実施の形態の構成をとることで，発明
の実施の形態２が持つ効果に加えて，スペクトル平滑係
数の算出およびスペクトル平滑を行うための演算量や，
スペクトル平滑係数を格納するメモリ量を削減できる効
果がある。
【０１３７】実施の形態７ 実施の形態３の別の形態として，上記実施の形態５およ
び実施の形態６の構成を組み合わせた構成も可能であ
る。図６は，この実施の形態７の構成図である。
【０１３８】スペクトル帯域分割手段２３は実施の形態
６と同様に入力振幅スペクトルを複数の周波数帯域に分
割し，各周波数帯域毎の平均スペクトルを算出すると共
に、雑音振幅スペクトル算出手段からの雑音振幅スペク
トルを複数の周波数帯域に分割し，各周波数帯域毎の平
均スペクトルを算出する
【０１３９】スペクトル平滑手段２２は，スペクトル平
滑係数算出手段２１から得られた時間方向平滑係数
γt，周波数方向平滑係数γfを用いて入力信号の各周波
数帯域毎の平均スペクトルSave[ch]および雑音信号の各
周波数帯域毎の平均スペクトルNa ve[ch]を時間方向およ
び周波数方向に平滑し，平滑化入力平均スペクトルS
sm-av e[ch]および平滑化雑音平均スペクトルNsm-ave[c
h]を算出する。
【０１４０】ついで、スペクトル補正ゲイン制限値算出
手段５は，平滑化入力平均スペクトルSsm-ave[ch]およ
び平滑化雑音平均スペクトルNsm-ave[ch]を用いて，式
（２２）より入力信号パワーPsaveおよび雑音信号パワ
ーPnaveを求め，全帯域SN比snra ll-aveを求める。PnMIN
は最低雑音パワーであり所定の定数である。
【０１４１】つづいて，上述の発明の実施の形態１にお
けるPs，Pnの代わりに，上記得られた入力信号パワーPs
ave，雑音信号パワーPnaveを用いて，雑音振幅スペクト
ル補正ゲイン制限値Lα，雑音除去スペクトル補正ゲイ
ン制限値Lβを算出する。
【０１４２】補正ゲイン算出手段６では，各チャネル毎
のSN比snrsp[ch]を式（２３）より求め，それを用いて
各チャネル毎に雑音振幅スペクトル補正ゲインα[ch]，
雑音除去スペクトル補正ゲインβ[ch]を算出する。Nch
はチャネル総数である。
【０１４３】他の構成については実施の形態５および実
施の形態６で説明したものと同等であるので説明は省略
する。
【０１４４】この実施の形態の構成をとることで，実施
の形態３が持つ効果に加えて，スペクトル補正ゲイン，
スペクトル平滑係数を算出およびスペクトル平滑を行う
ための演算量や，スペクトル補正ゲイン，スペクトル平
滑係数を格納するメモリ量を削減できる効果がある。
【０１４５】
【発明の効果】
【０１４６】以上述べたようにこの発明の雑音抑圧装置
によれば、入力信号フレームの雑音らしさの判定結果に
基づいて、そのフレームの入力振幅スペクトルを用いて
算出された雑音振幅スペクトルと，入力振幅スペクトル
と夫々の所定係数を用いて雑音振幅スペクトル補正ゲイ
ンおよび雑音除去スペクトル補正ゲインを算出し，前記
入力振幅スペクトルから，前記雑音振幅スペクトルに前
記補正ゲイン算出手段が出力する雑音振幅スペクトル補
正ゲインを乗じて減算して出力された第1の雑音除去ス
ペクトルに，前記補正ゲイン算出手段が出力する雑音除
去スペクトル補正ゲインを乗じて，第2の雑音除去スペ
クトルを出力し，前記第2の雑音除去スペクトルを時間
軸信号に変換しているので，語頭など急に入力音声信号
レベルが変化するような部分においても，雑音信号レベ
ルだけでなく入力信号レベルに応じたスペクトル減算お
よびスペクトル振幅抑圧処理を行っているので，過度の
スペクトル減算および抑圧処理による語頭の隠滅感やス
ペクトル変形感などの発生を防止でき，雑音区間での雑
音抑圧量を大きく保ったまま，音声区間における過度の
スペクトル抑圧を防止し，良好な雑音抑圧ができる。
【０１４７】また，雑音除去スペクトル補正ゲインを第
1の雑音除去スペクトルに乗じることによって，スペク
トル減算におけるスペクトル引去り残りの残留雑音およ
び，スペクトル減算の結果生じる人工的雑音(楽音的雑
音:musical noise)を抑圧する効果がある。
【０１４８】また，この発明の雑音抑圧装置によれば、
入力信号の状態に応じた入力振幅スペクトルおよび雑音
振幅スペクトルの平滑係数を用いて，入力振幅スペクト
ルおよび雑音振幅スペクトルを時間／周波数方向に平滑
し，平滑化入力振幅スペクトルおよび平滑化雑音振幅ス
ペクトルを算出して，この平滑化入力振幅スペクトルお
よび平滑化雑音振幅スペクトルを用い雑音振幅スペクト
ル補正ゲインおよび雑音除去スペクトル補正ゲインを算
出して，雑音らしさレベルに対応したスペクトル平滑係
数の制御を行うことで，雑音性が大きい場合には平滑を
強くし，雑音性が小さい即ち音声部分では平滑を弱める
ような平滑係数を選択し，雑音性が大きい即ち雑音区間
では平滑を強めるような平滑係数を選択することができ
るので，更にスペクトル補正ゲインの適切な制御が行う
ことができ，良好な雑音抑圧を行うことができる。
【０１４９】また，この発明の雑音抑圧装置によれば、
入力振幅スペクトルを複数の周波数帯域に分割し，各周
波数帯域毎の平均スペクトルを算出すると共に、雑音振
幅スペクトルを複数の周波数帯域に分割し，各周波数帯
域毎の平均スペクトルを算出するスペクトル帯域分割手
段を備え、スペクトルの平滑係数および平滑化スペクト
ルの算出に各周波数帯域毎の平均スペクトルを用いるこ
とにより，過度のスペクトル減算および抑圧処理による
語頭の隠滅感やスペクトル変形感などの発生を防止で
き，雑音区間での雑音抑圧量を大きく保ったまま，音声
区間における過度のスペクトル抑圧を防止し，良好な雑
音抑圧ができる。また，雑音らしさレベルに対応したス
ペクトル平滑係数の制御を行うことで，雑音性が大きい
場合には平滑を強くし，雑音性が小さい即ち音声部分で
は平滑を弱めるような平滑係数を選択し，雑音性が大き
い即ち雑音区間では平滑を強めるような平滑係数を選択
することができるので，更にスペクトル補正ゲインの適
切な制御が行うことができ，良好な雑音抑圧を行うこと
ができる。
【０１５０】また，この発明の雑音抑圧装置によれば、
入力信号の状態に応じたスペクトル平滑係数を用いて入
力振幅スペクトルおよび雑音振幅スペクトルを平滑化
し，それらを用いて算出したスペクトル補正ゲインを用
いて雑音抑圧処理を行うことで，入力信号の状態に応じ
てスペクトル補正ゲインの変動を制御することができ，
例えば，雑音区間などの低SN時において，雑音除去スペ
クトルの時間方向および周波数方向の不連続感を緩和す
ることできるので，出力音声の異音発生を抑えることが
でき，安定した雑音抑圧を行うことができる。
【０１５１】また，この発明の雑音抑圧装置によれば、
入力信号の状態に応じて入力振幅スペクトルおよび雑音
振幅スペクトルの平滑係数を用いて入力振幅スペクトル
および雑音振幅スペクトルを時間／周波数方向に平滑
し，平滑化入力振幅スペクトルおよび平滑化雑音振幅ス
ペクトルを算出し，この平滑化入力振幅スペクトルおよ
び平滑化雑音振幅スペクトルおよびスペクトル補正ゲイ
ン制限値を用いて，雑音振幅スペクトル補正ゲインおよ
び雑音除去スペクトル補正ゲインを算出しているので，
過度のスペクトル減算および抑圧処理による語頭の隠滅
感やスペクトル変形感などの発生を防止でき，雑音区間
での雑音抑圧量を大きく保ったまま，音声区間における
過度のスペクトル抑圧を防止し，良好な雑音抑圧ができ
る，効果に加えて，スペクトル補正ゲインの算出を行う
ための演算量や，スペクトル補正ゲインを格納するメモ
リ量を削減できる効果がある。
【０１５２】また，この発明の雑音抑圧装置によれば、
入力振幅スペクトルを複数の周波数帯域に分割し，各周
波数帯域毎の平均スペクトルを算出すると共に、雑音振
幅スペクトルを複数の周波数帯域に分割し，各周波数帯
域毎の平均スペクトルを用いて，入力振幅スペクトルお
よび雑音振幅スペクトルの平滑係数を算出し、この各周
波数帯域毎の入力振幅平均スペクトルと各周波数帯域毎
の雑音振幅平均スペクトルを用いて，平滑化入力振幅ス
ペクトルおよび平滑化雑音振幅スペクトルを算出してい
るので，雑音らしさレベルに対応したスペクトル平滑係
数の制御が行われ，雑音性が大きい場合には平滑を強く
し，雑音性が小さい即ち音声部分では平滑を弱めるよう
な平滑係数を選択し，雑音性が大きい即ち雑音区間では
平滑を強めるような平滑係数を選択することができるの
で，更にスペクトル補正ゲインの適切な制御が行うこと
ができ，良好な雑音抑圧を行うことができる。更に加え
て，スペクトル平滑係数の算出およびスペクトル平滑を
行うための演算量や，スペクトル平滑係数を格納するメ
モリ量を削減できる効果がある。
【０１５３】また，この発明の雑音抑圧装置によれば、
前記スペクトル平滑係数算出手段とスペクトル平滑手段
とスペクトル補正ゲイン制限値算出手段および補正ゲイ
ン算出手段は，入力振幅スペクトルおよび雑音振幅スペ
クトルの代りに，入力振幅スペクトルを複数の周波数帯
域に分割し，各周波数帯域毎の平均スペクトルと、雑音
振幅スペクトルを複数の周波数帯域に分割し，各周波数
帯域毎の平均スペクトルを用いることをにより、過度の
スペクトル減算および抑圧処理による語頭の隠滅感やス
ペクトル変形感などの発生を防止でき，雑音区間での雑
音抑圧量を大きく保ったまま，音声区間における過度の
スペクトル抑圧を防止し，良好な雑音抑圧ができる。ま
た，雑音らしさレベルに対応したスペクトル平滑係数の
制御を行うことで，雑音性が大きい場合には平滑を強く
し，雑音性が小さい即ち音声部分では平滑を弱めるよう
な平滑係数を選択し，雑音性が大きい即ち雑音区間では
平滑を強めるような平滑係数を選択することができるの
で，更にスペクトル補正ゲインの適切な制御が行うこと
ができ，良好な雑音抑圧を行うことができる。更に加え
て，スペクトル補正ゲイン，スペクトル平滑係数を算出
およびスペクトル平滑を行うための演算量や，スペクト
ル補正ゲイン，スペクトル平滑係数を格納するメモリ量
を削減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の構成を示すブロッ
ク図である。
【図２】 この発明の実施の形態２の構成を示すブロッ
ク図である。
【図３】 この発明の実施の形態３の構成を示すブロッ
ク図である。
【図４】 この発明の実施の形態４の構成を示すブロッ
ク図である。
【図５】 この発明の実施の形態６の構成を示すブロッ
ク図である。
【図６】 この発明の実施の形態７の構成を示すブロッ
ク図である。
【図７】 全周波数帯域のSN比に対する雑音振幅スペク
トル補正ゲイン制限値の変化図である。
【図８】 入力信号パワーに対する雑音除去スペクトル
補正ゲイン制限値の変化図である。
【図９】 雑音振幅スペクトル補正ゲインの変化図であ
る。
【図１０】 雑音除去スペクトル補正ゲインの変化図で
ある。
【図１１】 雑音振幅スペクトル補正ゲインに関する聴
覚重みWαの概形図である。
【図１２】 雑音除去スペクトル補正ゲインに関する聴
覚重みWβの概形図である。
【図１３】 従来の雑音抑圧装置の構成を示すブロック
図である。
【符号の説明】
１ 入力信号端子、２ 時間／周波数変換手段、３ 雑音
らしさ判定手段、４ 雑音振幅スペクトル更新および保
持手段、５ スペクトル補正ゲイン制限値算出手段、６
補正ゲイン算出手段、７ スペクトル減算手段、８ スペ
クトル抑圧手段、９ 周波数／時間変換手段、１０ 出力
信号端子、１１ ローパスフィルタ、１２逆フィルタ、
１３ 自己相関分析手段、１４ 線形予測分析手段、１５
更新速度係数決定手段、２１ スペクトル平滑係数算出
手段、２２ スペクトル平滑手段、２３ スペクトル帯
域分割手段、１０１ フレーム化処理部。１０２ 窓かけ
処理部、１０３ 高速フーリエ変換処理部、１０４ バン
ド処理部、１０５ 雑音推定部、１０６ NR値計算部、１
０７Hn値計算部、１０８ フィルタ処理部、１０９ バン
ド変換部、１１０ スペクトラム修正部、１１１ 逆高速
フーリエ変換部、１１２ オーバラップ加算部、１１３
音声信号入力端子、１１４ 音声信号出力端子 、１２１
RMS計算部、１２２相対エネルギ計算部、１２３ 最大R
MS計算部、１２４ 推定雑音レベル計算部、１２５ 最大
SNR計算部、１２６ 雑音スペクトル推定部。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−306695（ＪＰ，Ａ) 特開2000−347688（ＪＰ，Ａ) 特開2000−47697（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−212196（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−161694（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−97288（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−221093（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−221094（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−221092（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−506427（ＪＰ，Ａ) 古田訓，高橋真哉，周波数重み付けス ペクトルサブトラクション法による雑音 抑圧，2000年電子情報通信学会総合大 会，日本，2000年 ３月28日，Ｖｏｌｕ ｍｅ １，Ｐａｇｅ 183 Ｓｔｅｆａｎ Ｇｕｓｔａｆｓｓｏ ｎ，Ｐｅｔｅｒ Ｊａｘ ａｎｄ Ｐｅ ｔｅｒ Ｖａｒｙ，Ａ ｎｏｖｅｌ ｐ ｓｙｃｈｏａｃｏｕｓｔｉｃａｌｌｙ ｍｏｔｉｖａｔｅｄ ａｕｄｉｏ ｅｎ ｈａｎｃｅｍｅｎｔ ａｌｇｏｒｉｔｈ ｍｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇ ｂａｃｋｇｒ ｏｕｎｄ ｎｏｉｓｅ ｃｈａｒａｃｔ ｅ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｉ ＣＡＳＳＰ−98，米国，1998年 ５月12 日，Ｖｏｌｕｍｅ １，Ｐａｇｅｓ 397−400 Ｉｔｏｈ Ｋｅｎｚｏ ａｎｄ Ｍｉ ｚｕｓｈｉｍａ Ｍａｓａｈｉｄｅ，Ｅ ｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｎｏｉｓｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏ ｎ ｓｐｅｅｃｈ／ｎｏｎ−ｓｐｅｅｃ ｈ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆ ｏｒｈｅａｒｉｎｇ ａｉｄｓ，Ｐｒｏ ｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＩＣＡＳＳＰ −97，米国，1997年 ４月21日，Ｖｏｌ ｕｍｅ １，Ｐａｇｅｓ 419−422 高橋，吉田，古田，丸橋，松岡，Ｗ− ＣＤＭＡ携帯機の音声・音響処理技術, 三菱電機技報，日本，2003年 ２月25 日，Ｖｏｌ．77，Ｎｏ．２，Ｐａｇｅｓ 28（138）−31（141) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10L 21/02

Claims (26)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 目的信号に不要な雑音信号が混入した入
    力信号から、雑音信号を除去して目的信号を出力する雑
    音抑圧装置において、 前記入力信号の雑音らしさに基づいて、前記入力信号の
    雑音振幅スペクトルを算出する手段と、 前記入力信号の入力振幅スペクトルを複数の周波数帯域
    に分割し、各周波数帯域毎の平均スペクトルを算出する
    と共に、前記雑音振幅スペクトルを複数の周波数帯域に
    分割し、各周波数帯域毎の平均スペクトルを算出するス
    ペクトル帯域分割手段と、 前記入力振幅スペクトルおよび雑音振幅スペクトルの各
    周波数帯域毎の平均スペクトルを用いて、スペクトルの
    補正ゲインを制限するスペクトル補正ゲイン制限値を算
    出するスペクトル補正ゲイン制限値算出手段と、 前記入力振幅スペクトルおよび雑音振幅スペクトルの各
    周波数帯域毎の平均スペクトルおよびスペクトル補正ゲ
    イン制限値を用いて、スペクトルの各振幅値に周波数成
    分毎の補正を行うための雑音振幅スペクトル補正ゲイン
    および雑音除去スペクトル補正ゲインを算出する補正ゲ
    イン算出手段と、 前記入力信号の入力振幅スペクトルに対し、前記雑音振
    幅スペクトル補正ゲインを用いたスペクトル減算を行う
    と共に、前記雑音除去スペクトル補正ゲインを用いたス
    ペクトル抑圧を行うことにより、前記入力信号から前記
    雑音信号を除去する手段とを備えたことを特徴とする雑
    音抑圧装置。
  2. 【請求項２】 目的信号に不要な雑音信号が混入した入
    力信号から、雑音信号を除去して目的信号を出力する雑
    音抑圧装置において、 前記入力信号の雑音らしさに基づいて、前記入力信号の
    雑音振幅スペクトルを算出する手段と、 前記入力振幅スペクトルおよび雑音振幅スペクトルを平
    滑し、平滑化入力振幅スペクトルおよび平滑化雑音振幅
    スペクトルを出力するスペクトル平滑手段と、 前記平滑化入力振幅スペクトルおよび平滑化雑音振幅ス
    ペクトルを用いて、スペクトルの各振幅値に周波数成分
    毎の補正を行うための雑音振幅スペクトル補正ゲインお
    よび雑音除去スペクトル補正ゲインを算出する補正ゲイ
    ン算出手段と、 前記入力信号の入力振幅スペクトルに対し、前記雑音振
    幅スペクトル補正ゲインを用いたスペクトル減算を行う
    と共に、前記雑音除去スペクトル補正ゲインを用いたス
    ペクトル抑圧を行うことにより、前記入力信号から前記
    雑音信号を除去する手段とを備えたことを特徴とする雑
    音抑圧装置。
  3. 【請求項３】 前記入力信号の入力振幅スペクトルを複
    数の周波数帯域に分割し、各周波数帯域毎の平均スペク
    トルを算出すると共に、前記雑音振幅スペクトルを複数
    の周波数帯域に分割し、各周波数帯域毎の平均スペクト
    ルを算出するスペクトル帯域分割手段を備え、 スペクトル平滑手段は、スペクトル帯域分割手段からの
    各周波数帯域毎の入力振幅平均スペクトルと各周波数帯
    域毎の雑音振幅平均スペクトルを用いて、平滑化入力振
    幅スペクトルおよび平滑化雑音振幅スペクトルを算出す
    ることを特徴とする請求項２に記載の雑音抑圧装置。
  4. 【請求項４】 目的信号に不要な雑音信号が混入した入
    力信号から、雑音信号を除去して目的信号を出力する雑
    音抑圧装置において、 前記入力信号の雑音らしさに基づいて、前記入力信号の
    雑音振幅スペクトルを算出する手段と、 前記入力振幅スペクトルおよび雑音振幅スペクトルを平
    滑し、平滑化入力振幅スペクトルおよび平滑化雑音振幅
    スペクトルを出力するスペクトル平滑手段と、 前記入力振幅スペクトルおよび雑音振幅スペクトルを用
    いて、スペクトルの補正ゲインを制限するスペクトル補
    正ゲイン制限値を算出するスペクトル補正ゲイン制限値
    算出手段と、 前記平滑化入力振幅スペクトル、平滑化雑音振幅スペク
    トルおよびスペクトル補正ゲイン制限値を用いて、スペ
    クトルの各振幅値に周波数成分毎の補正を行うための雑
    音振幅スペクトル補正ゲインおよび雑音除去スペクトル
    補正ゲインを算出する補正ゲイン算出手段と、 前記入力信号の入力振幅スペクトルに対し、前記雑音振
    幅スペクトル補正ゲインを用いたスペクトル減算を行う
    と共に、前記雑音除去スペクトル補正ゲインを用いたス
    ペクトル抑圧を行うことにより、前記入力信号から前記
    雑音信号を除去する手段とを備えたことを特徴とする雑
    音抑圧装置。
  5. 【請求項５】 前記入力信号の入力振幅スペクトルを複
    数の周波数帯域に分割し、各周波数帯域毎の平均スペク
    トルを算出すると共に、前記雑音振幅スペクトルを複数
    の周波数帯域に分割し、各周波数帯域毎の平均スペクト
    ルを算出するスペクトル帯域分割手段を備え、 スペクトル平滑手段とスペクトル補正ゲイン制限値算出
    手段および補正ゲイン算出手段は、入力振幅スペクトル
    および雑音振幅スペクトルの代りに、前記スペクトル帯
    域分割手段からの出力を用いることを特徴とする請求項
    ４に記載の雑音抑圧装置。
  6. 【請求項６】 目的信号に不要な雑音信号が混入した入
    力信号から、雑音信号を除去して目的信号を出力する雑
    音抑圧装置において、 前記入力信号の雑音らしさに基づいて、前記入力信号の
    雑音振幅スペクトルを算出する手段と、 前記入力信号の入力振幅スペクトルと前記雑音振幅スペ
    クトルとを用いて算出され、スペクトル補正ゲイン制限
    値を用いて制限された、周波数が高くなるにつれて小さ
    くなる雑音振幅スペクトル補正ゲインを算出すると共
    に、前記入力振幅スペクトルと前記雑音振幅スペクトル
    とを用いて雑音除去スペクトル補正ゲインを算出する手
    段と、 前記入力信号の入力振幅スペクトルに対し、前記雑音振
    幅スペクトル補正ゲインを用いたスペクトル減算を行う
    と共に、前記雑音除去スペクトル補正ゲインを用いたス
    ペクトル抑圧を行うことにより、前記入力信号から前記
    雑音信号を除去する手段とを備えたことを特徴とする雑
    音抑圧装置。
  7. 【請求項７】 目的信号に不要な雑音信号が混入した入
    力信号から、雑音信号を除去して目的信号を出力する雑
    音抑圧装置において、 前記入力信号の雑音らしさに基づいて、前記入力信号の
    雑音振幅スペクトルを算出する手段と、 前記入力信号の入力振幅スペクトルと前記雑音振幅スペ
    クトルとを用いて雑音振幅スペクトル補正ゲインを算出
    すると共に、前記入力振幅スペクトルと前記雑音振幅ス
    ペクトルとを用いて算出され、スペクトル補正ゲイン制
    限値を用いて制限された、周波数が高くなるにつれて大
    きくなる雑音除去スペクトル補正ゲイン を算出する手段
    と、 前記入力信号の入力振幅スペクトルに対し、前記雑音振
    幅スペクトル補正ゲインを用いたスペクトル減算を行う
    と共に、前記雑音除去スペクトル補正ゲインを用いたス
    ペクトル抑圧を行うことにより、前記入力信号から前記
    雑音信号を除去する手段とを備えたことを特徴とする雑
    音抑圧装置。
  8. 【請求項８】 目的信号に不要な雑音信号が混入した入
    力信号から、雑音信号を除去して目的信号を出力する雑
    音抑圧装置において、 前記入力信号の雑音らしさに基づいて、前記入力信号の
    雑音振幅スペクトルを算出する手段と、 前記入力信号の入力振幅スペクトルと前記雑音振幅スペ
    クトルとを用いて算出され、前記入力信号の全周波数帯
    域のＳＮ比で制御されるスペクトル補正ゲイン制限値を
    用いて制限された雑音振幅スペクトル補正ゲインを算出
    すると共に、前記入力振幅スペクトルと前記雑音振幅ス
    ペクトルとを用いて雑音除去スペクトル補正ゲインを算
    出する手段と、 前記入力信号の入力振幅スペクトルに対し、前記雑音振
    幅スペクトル補正ゲインを用いたスペクトル減算を行う
    と共に、前記雑音除去スペクトル補正ゲインを用いたス
    ペクトル抑圧を行うことにより、前記入力信号から前記
    雑音信号を除去する手段とを備えたことを特徴とする雑
    音抑圧装置。
  9. 【請求項９】 目的信号に不要な雑音信号が混入した入
    力信号から、雑音信号を除去して目的信号を出力する雑
    音抑圧装置において、 前記入力信号の雑音らしさに基づいて、前記入力信号の
    雑音振幅スペクトルを算出する手段と、 前記入力信号の入力振幅スペクトルと前記雑音振幅スペ
    クトルとを用いて雑音振幅スペクトル補正ゲインを算出
    すると共に、前記入力振幅スペクトルと前記雑音振幅ス
    ペクトルとを用いて算出され、前記入力信号の全周波数
    帯域のＳＮ比で制御されるスペクトル補正ゲイン制限値
    を用いて制限された雑音除去スペクトル補正ゲインを算
    出する手段と、 前記入力信号の入力振幅スペクトルに対し、前記雑音振
    幅スペクトル補正ゲインを用いたスペクトル減算を行う
    と共に、前記雑音除去スペクトル補正ゲインを 用いたス
    ペクトル抑圧を行うことにより、前記入力信号から前記
    雑音信号を除去する手段とを備えたことを特徴とする雑
    音抑圧装置。
  10. 【請求項１０】 前記雑音振幅スペクトル補正ゲインお
    よび前記雑音除去スペクトル補正ゲインは、スペクトル
    の各振幅値に周波数成分毎の補正を行うことを特徴とす
    る請求項６乃至請求項９の何れかに記載の雑音抑圧装
    置。
  11. 【請求項１１】 前記入力振幅スペクトルを複数の周波
    数帯域に分割し、各周波数帯域毎の平均スペクトルを算
    出すると共に、前記雑音振幅スペクトルを複数の周波数
    帯域に分割し、各周波数帯域毎の平均スペクトルを算出
    するスペクトル帯域分割手段を備え、 前記スペクトル帯域分割手段が出力する入力振幅スペク
    トルおよび雑音振幅スペクトルの各周波数帯域毎の平均
    スペクトルを用いて前記スペクトル補正ゲイン制限値を
    算出することを特徴とする請求項６乃至請求項９の何れ
    かに記載の雑音抑圧装置。
  12. 【請求項１２】 前記入力振幅スペクトルを複数の周波
    数帯域に分割し、各周波数帯域毎の平均スペクトルを算
    出すると共に、前記雑音振幅スペクトルを複数の周波数
    帯域に分割し、各周波数帯域毎の平均スペクトルを算出
    するスペクトル帯域分割手段を備え、 前記スペクトル帯域分割手段が出力する入力振幅スペク
    トルおよび雑音振幅スペクトルの各周波数帯域毎の平均
    スペクトルを用いて前記雑音振幅スペクトル補正ゲイン
    を算出することを特徴とする請求項６乃至請求項９の何
    れかに記載の雑音抑圧装置。
  13. 【請求項１３】 前記入力振幅スペクトルを複数の周波
    数帯域に分割し、各周波数帯域毎の平均スペクトルを算
    出すると共に、前記雑音振幅スペクトルを複数の周波数
    帯域に分割し、各周波数帯域毎の平均スペクトルを算出
    するスペクトル帯域分割手段を備え、 前記スペクトル帯域分割手段が出力する入力振幅スペク
    トルおよび雑音振幅スペクトルの各周波数帯域毎の平均
    スペクトルを用いて前記雑音除去スペクトル補正ゲイン
    を算出することを特徴とする請求項６乃至請求項９の何
    れかに記載の雑音抑圧装置。
  14. 【請求項１４】 前記入力振幅スペクトルおよび雑音振
    幅スペクトルを平滑し、平滑化入力振幅スペクトルおよ
    び平滑化雑音振幅スペクトルを出力するスペクトル平滑
    手段とを備え、 前記平滑化入力振幅スペクトルおよび平滑化雑音振幅ス
    ペクトルを用いて、前記スペクトル補正ゲイン制限値算
    出することを特徴とする請求項６乃至請求項９の何れか
    に記載の雑音抑圧装置。
  15. 【請求項１５】 前記入力振幅スペクトルおよび雑音振
    幅スペクトルを平滑し、平滑化入力振幅スペクトルおよ
    び平滑化雑音振幅スペクトルを出力するスペクトル平滑
    手段とを備え、 前記平滑化入力振幅スペクトルおよび平滑化雑音振幅ス
    ペクトルを用いて、前記雑音振幅スペクトル補正ゲイン
    を算出することを特徴とする請求項６乃至請求項９の何
    れかに記載の雑音抑圧装置。
  16. 【請求項１６】 前記入力振幅スペクトルおよび雑音振
    幅スペクトルを平滑し、平滑化入力振幅スペクトルおよ
    び平滑化雑音振幅スペクトルを出力するスペクトル平滑
    手段とを備え、 前記平滑化入力振幅スペクトルおよび平滑化雑音振幅ス
    ペクトルを用いて、前記雑音除去スペクトル補正ゲイン
    を算出することを特徴とする請求項６乃至請求項９の何
    れかに記載の雑音抑圧装置。
  17. 【請求項１７】 前記入力振幅スペクトルを複数の周波
    数帯域に分割し、各周波数帯域毎の平均スペクトルを算
    出すると共に、前記雑音振幅スペクトルを複数の周波数
    帯域に分割し、各周波数帯域毎の平均スペクトルを算出
    するスペクトル帯域分割手段を備え、 前記スペクトル平滑手段は、前記スペクトル帯域分割手
    段からの各周波数帯域毎の入力振幅平均スペクトルと各
    周波数帯域毎の雑音振幅平均スペクトルを用いて、平滑
    化入力振幅スペクトルおよび平滑化雑音振幅スペクトル
    を算出することを特徴とする請求項１４乃至請求項１６
    の何れかに記載の雑音抑圧装置。
  18. 【請求項１８】 前記入力信号の状態に応じて、前記入
    力信号の入力振幅スペクトルおよび雑音振幅スペクトル
    の平滑係数を算出するスペクトル平滑係数算出手段を備
    え、 前記スペクトル平滑手段は、前記スペクトルの平滑係数
    を用いて入力振幅スペクトルおよび雑音振幅スペクトル
    を平滑し、平滑化入力振幅スペクトルおよび平滑化雑音
    振幅スペクトルを出力することを特徴とする請求項２、
    請求項４、請求項１４、請求項１５又は請求項１６の何
    れかに記載の雑音抑圧装置。
  19. 【請求項１９】 前記入力信号の雑音振幅スペクトルを
    算出する手段は、入力信号をフレーム毎に周波数分析し
    て振幅スペクトルと位相スペクトルに変換する時間／周
    波数変換手段と、入力信号フレームの雑音らしさを判定
    する雑音らしさ分析手段と、前記雑音らしさ分析手段が
    出力する判定結果に基づいて、そのフレームの入力振幅
    スペクトルを用いて雑音振幅スペクトルを算出する雑音
    振幅スペクトル算出手段とを備え、 前記入力信号から前記雑音信号を除去する手段は、 前記入力信号の入力振幅スペクトルから、前記雑音振幅
    スペクトルに前記雑音振幅スペクトル補正ゲインを乗じ
    て減算し、第１の雑音除去スペクトルを出力するスペク
    トル減算手段と、前記第１の雑音除去スペクトルに、前
    記雑音除去スペクトル補正ゲインを乗じて、第２の雑音
    除去スペクトルを出力するスペクトル振幅抑圧手段と、
    前記第２の雑音除去スペクトルを時間軸信号に変換する
    周波数／時間変換手段とを備えることを特徴とする請求
    項１乃至請求項１８の何れか記載の雑音抑圧装置。
  20. 【請求項２０】 目的信号に不要な雑音信号が混入した
    入力信号から、雑音信号を除去して目的信号を出力する
    雑音抑圧方法において、 前記入力信号の雑音らしさに基づいて、前記入力信号の
    雑音振幅スペクトルを算出するステップと、 前記入力信号の入力振幅スペクトルを複数の周波数帯域
    に分割し、各周波数帯域毎の平均スペクトルを算出する
    と共に、前記雑音振幅スペクトルを複数の周波数帯域に
    分割し、各周波数帯域毎の平均スペクトルを算出するス
    ペクトル帯域分割ステップと、 前記入力振幅スペクトルおよび雑音振幅スペクトルの各
    周波数帯域毎の平均スペクトルを用いて、スペクトルの
    補正ゲインを制限するスペクトル補正ゲイン制限値を算
    出するスペクトル補正ゲイン制限値算出ステップと、 前記入力振幅スペクトルおよび雑音振幅スペクトルの各
    周波数帯域毎の平均スペクトルおよびスペクトル補正ゲ
    イン制限値を用いて、スペクトルの各振幅値に周波数成
    分毎の補正を行うための雑音振幅スペクトル補正ゲイン
    および雑音除去スペクトル補正ゲインを算出する補正ゲ
    イン算出ステップと、 前記入力信号の入力振幅スペクトルに対し、前記雑音振
    幅スペクトル補正ゲインを用いたスペクトル減算を行う
    と共に、前記雑音除去スペクトル補正ゲインを用いたス
    ペクトル抑圧を行うことにより、前記入力信号から前記
    雑音信号を除去するステップとを備えたことを特徴とす
    る雑音抑圧方法。
  21. 【請求項２１】 目的信号に不要な雑音信号が混入した
    入力信号から、雑音信号を除去して目的信号を出力する
    雑音抑圧方法において、 前記入力信号の雑音らしさに基づいて、前記入力信号の
    雑音振幅スペクトルを算出するステップと、 前記入力振幅スペクトルおよび雑音振幅スペクトルを平
    滑し、平滑化入力振幅スペクトルおよび平滑化雑音振幅
    スペクトルを出力するスペクトル平滑ステップと、 前記平滑化入力振幅スペクトルおよび平滑化雑音振幅ス
    ペクトルを用いて、スペクトルの各振幅値に周波数成分
    毎の補正を行うための雑音振幅スペクトル補正ゲインお
    よび雑音除去スペクトル補正ゲインを算出する補正ゲイ
    ン算出ステップと、 前記入力信号の入力振幅スペクトルに対し、前記雑音振
    幅スペクトル補正ゲインを用いたスペクトル減算を行う
    と共に、前記雑音除去スペクトル補正ゲインを用いたス
    ペクトル抑圧を行うことにより、前記入力信号から前記
    雑音信号を除去するステップとを備えたことを特徴とす
    る雑音抑圧方法。
  22. 【請求項２２】 目的信号に不要な雑音信号が混入した
    入力信号から、雑音信号を除去して目的信号を出力する
    雑音抑圧方法において、 前記入力信号の雑音らしさに基づいて、前記入力信号の
    雑音振幅スペクトルを算出するステップと、 前記入力振幅スペクトルおよび雑音振幅スペクトルを平
    滑し、平滑化入力振幅スペクトルおよび平滑化雑音振幅
    スペクトルを出力するスペクトル平滑ステップ と、 前記入力振幅スペクトルおよび雑音振幅スペクトルを用
    いて、スペクトルの補正ゲインを制限するスペクトル補
    正ゲイン制限値を算出するスペクトル補正ゲイン制限値
    算出ステップと、 前記平滑化入力振幅スペクトル、平滑化雑音振幅スペク
    トルおよびスペクトル補正ゲイン制限値を用いて、スペ
    クトルの各振幅値に周波数成分毎の補正を行うための雑
    音振幅スペクトル補正ゲインおよび雑音除去スペクトル
    補正ゲインを算出する補正ゲイン算出ステップと、 前記入力信号の入力振幅スペクトルに対し、前記雑音振
    幅スペクトル補正ゲインを用いたスペクトル減算を行う
    と共に、前記雑音除去スペクトル補正ゲインを用いたス
    ペクトル抑圧を行うことにより、前記入力信号から前記
    雑音信号を除去するステップとを備えたことを特徴とす
    る雑音抑圧方法。
  23. 【請求項２３】 目的信号に不要な雑音信号が混入した
    入力信号から、雑音信号を除去して目的信号を出力する
    雑音抑圧方法において、 前記入力信号の雑音らしさに基づいて、前記入力信号の
    雑音振幅スペクトルを算出するステップと、 前記入力信号の入力振幅スペクトルと前記雑音振幅スペ
    クトルとを用いて算出され、周波数が高くなるにつれて
    小さくなるスペクトル補正ゲイン制限値を用いて制限さ
    れた雑音振幅スペクトル補正ゲインを算出すると共に、
    前記入力振幅スペクトルと前記雑音振幅スペクトルとを
    用いて雑音除去スペクトル補正ゲインを算出するステッ
    プと、 前記入力信号の入力振幅スペクトルに対し、前記雑音振
    幅スペクトル補正ゲインを用いたスペクトル減算を行う
    と共に、前記雑音除去スペクトル補正ゲインを用いたス
    ペクトル抑圧を行うことにより、前記入力信号から前記
    雑音信号を除去するステップとを備えたことを特徴とす
    る雑音抑圧方法。
  24. 【請求項２４】 目的信号に不要な雑音信号が混入した
    入力信号から、雑音信号を除去して目的信号を出力する
    雑音抑圧方法において、 前記入力信号の雑音らしさに基づいて、前記入力信号の
    雑音振幅スペクトルを算出するステップと、 前記入力信号の入力振幅スペクトルと前記雑音振幅スペ
    クトルとを用いて雑音振幅スペクトル補正ゲインを算出
    すると共に、前記入力振幅スペクトルと前記雑音振幅ス
    ペクトルとを用いて算出され、周波数が高くなるにつれ
    て大きくなるスペクトル補正ゲイン制限値を用いて制限
    された雑音除去スペクトル補正ゲインを算出するステッ
    プと、 前記入力信号の入力振幅スペクトルに対し、前記雑音振
    幅スペクトル補正ゲインを用いたスペクトル減算を行う
    と共に、前記雑音除去スペクトル補正ゲインを用いたス
    ペクトル抑圧を行うことにより、前記入力信号から前記
    雑音信号を除去するステップとを備えたことを特徴とす
    る雑音抑圧方法。
  25. 【請求項２５】 目的信号に不要な雑音信号が混入した
    入力信号から、雑音信号を除去して目的信号を出力する
    雑音抑圧方法において、 前記入力信号の雑音らしさに基づいて、前記入力信号の
    雑音振幅スペクトルを算出するステップと、 前記入力信号の入力振幅スペクトルと前記雑音振幅スペ
    クトルとを用いて算出され、前記入力信号の全周波数帯
    域のＳＮ比で制御されるスペクトル補正ゲイン制限値を
    用いて制限された雑音振幅スペクトル補正ゲインを算出
    すると共に、前記入力振幅スペクトルと前記雑音振幅ス
    ペクトルとを用いて雑音除去スペクトル補正ゲインを算
    出するステップと、 前記入力信号の入力振幅スペクトルに対し、前記雑音振
    幅スペクトル補正ゲインを用いたスペクトル減算を行う
    と共に、前記雑音除去スペクトル補正ゲインを用いたス
    ペクトル抑圧を行うことにより、前記入力信号から前記
    雑音信号を除去するステップとを備えたことを特徴とす
    る雑音抑圧方法。
  26. 【請求項２６】 目的信号に不要な雑音信号が混入した
    入力信号から、雑音信号を除去して目的信号を出力する
    雑音抑圧方法において、 前記入力信号の雑音らしさに基づいて、前記入力信号の
    雑音振幅スペクトルを算出するステップと、 前記入力信号の入力振幅スペクトルと前記雑音振幅スペ
    クトルとを用いて雑音振幅スペクトル補正ゲインを算出
    すると共に、前記入力振幅スペクトルと前記雑音振幅ス
    ペクトルとを用いて算出され、前記入力信号の全周波数
    帯域のＳＮ比で 制御されるスペクトル補正ゲイン制限値
    を用いて制限された雑音除去スペクトル補正ゲインを算
    出するステップと、 前記入力信号の入力振幅スペクトルに対し、前記雑音振
    幅スペクトル補正ゲインを用いたスペクトル減算を行う
    と共に、前記雑音除去スペクトル補正ゲインを用いたス
    ペクトル抑圧を行うことにより、前記入力信号から前記
    雑音信号を除去するステップとを備えたことを特徴とす
    る雑音抑圧方法。
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