JP4968355B2 - Method and apparatus for noise suppression - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for noise suppression capable of obtaining an emphasis voice which is excellent in subjective voice quality without generating noise in an output signal, and achieving high emphasis voice quality by using a suppression coefficient suitable for all background noise. <P>SOLUTION: The device includes: a coefficient calculation section for a silence part which calculates a coefficient for the silence part on the basis of an emphasis voice power spectrum and an estimation noise power spectrum; a coefficient storage section for storing a coefficient for a sonant part; and a post-suppression coefficient calculation section for calculating a post-suppression coefficient on the basis of the obtained coefficient for the silence part and that for the sonant part. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、所望の音声信号に重畳されている雑音を抑圧するための雑音抑圧の方法及び装置に関する。   The present invention relates to a noise suppression method and apparatus for suppressing noise superimposed on a desired audio signal.

ノイズ・サプレッサは、所望の音声信号に重畳されている雑音(ノイズ)を抑圧する技術であり、周波数領域に変換した入力信号を用いて雑音成分のパワースペクトルを推定し、この推定パワースペクトルを入力信号から差し引くことにより、所望の音声信号に混在する雑音を抑圧するように動作する。雑音成分のパワースペクトルを継続的に推定することにより、非定常な雑音の抑圧にも適用することができる。ノイズ・サプレッサとしては、例えば、特許文献1に記載されている方式がある。図36に、特許文献1に記載されたノイズ・サプレッサの構成を示す。   The noise suppressor is a technology that suppresses noise (noise) superimposed on the desired audio signal. The power spectrum of the noise component is estimated using the input signal converted to the frequency domain, and this estimated power spectrum is input. By subtracting from the signal, it operates to suppress noise mixed in the desired audio signal. By continuously estimating the power spectrum of the noise component, it can also be applied to non-stationary noise suppression. As a noise suppressor, for example, there is a method described in Patent Document 1. FIG. 36 shows the configuration of the noise suppressor described in Patent Document 1.

入力端子11には、劣化音声信号(所望音声信号と雑音の混在する信号)が、サンプル値系列として供給される。劣化音声信号サンプルは、フレーム分割部1に供給され、K/2サンプル毎のフレームに分割される。ここに、Kは偶数とする。フレームに分割された劣化音声信号サンプルは、窓がけ処理部2に供給され、窓関数w(t)との乗算が行なわれる。第nフレームの入力信号y(t) (t=0,1, ..., K/2−1)に対するw(t)で窓がけされた信号y(t)バーは、次式で与えられる。

Figure 0004968355
The input terminal 11 is supplied with a degraded voice signal (a signal in which a desired voice signal and noise are mixed) as a sample value series. The deteriorated speech signal samples are supplied to the frame dividing unit 1 and divided into frames for every K / 2 samples. Here, K is an even number. The degraded speech signal samples divided into frames are supplied to the windowing processing unit 2 and multiplied by the window function w (t). The signal y n (t) bar windowed with w (t) for the input signal y n (t) (t = 0, 1,..., K / 2-1) of the nth frame is given by Given.

Figure 0004968355

また、連続する2フレームの一部を重ね合わせ(オーバラップ)して窓がけすることも広く行なわれている。オーバラップ長としてフレーム長の50%を仮定すれば、t=0,1, ..., K/2−1に対して、

Figure 0004968355
In addition, it is also widely performed to overlap a part of two consecutive frames. Assuming 50% of the frame length as the overlap length, t = 0, 1,. . . , For K / 2-1,

Figure 0004968355

で得られるy(t)バー(t=0,1, ... ,K−1)が、窓がけ処理部2の出力となる。実数信号に対しては、左右対称窓関数が用いられる。また、窓関数は、抑圧係数を1に設定したときの入力信号と出力信号が計算誤差を除いて一致するように設計される。これは、w(t)+w(t+K/2)=1となることを意味する。 Y n (t) bars (t = 0, 1,..., K−1) obtained in the above are output from the windowing processing unit 2. For real signals, a symmetric window function is used. The window function is designed so that the input signal and the output signal when the suppression coefficient is set to 1 match except for calculation errors. This means that w (t) + w (t + K / 2) = 1.

以後、連続する2フレームの50%をオーバラップして窓がけする場合を例として説明を続ける。w(t)としては、例えば次式に示すハニング窓を用いることができる。

Figure 0004968355
Hereinafter, the description will be continued by taking as an example a case in which 50% of two consecutive frames overlap each other. As w (t), for example, a Hanning window represented by the following equation can be used.

Figure 0004968355

窓がけされた出力y(t)バーは、フーリエ変換部3に供給され、劣化音声スペクトルY(k)に変換される。劣化音声スペクトルY(k)は位相と振幅に分離され、劣化音声位相スペクトルarg Y(k)は逆フーリエ変換部9に、劣化音声振幅スペクトル|Y(k)|は、多重乗算部13と多重乗算部16に供給される。 The windowed output y n (t) bar is supplied to the Fourier transform unit 3 and converted into a degraded speech spectrum Y n (k). The degraded speech spectrum Y n (k) is separated into phase and amplitude, the degraded speech phase spectrum arg Y n (k) is sent to the inverse Fourier transform unit 9, and the degraded speech amplitude spectrum | Y n (k) | 13 and the multiple multiplier 16.

多重乗算部13は、供給された劣化音声振幅スペクトル|Y(k)|を用いて劣化音声パワースペクトルを計算し、推定雑音計算部5、周波数別SNR(信号対雑音比)計算部6及び重みつき劣化音声計算部14に伝達する。重みつき劣化音声計算部14は、多重乗算部13から供給された劣化音声パワースペクトルを用いて重みつき劣化音声パワースペクトルを計算し、推定雑音計算部5に伝達する。推定雑音計算部5は、劣化音声パワースペクトル、重みつき劣化音声パワースペクトル、及びカウンタ4から供給されるカウント値を用いて雑音のパワースペクトルを推定し、推定雑音パワースペクトルとして周波数別SNR計算部6に伝達する。周波数別SNR計算部6は、入力された劣化音声パワースペクトルと推定雑音パワースペクトルを用いて周波数別にSNRを計算し、後天的SNRとして推定先天的SNR計算部7と雑音抑圧係数生成部8に供給する。 The multiplex multiplier 13 calculates a deteriorated speech power spectrum using the supplied degraded speech amplitude spectrum | Y n (k) |, an estimated noise calculator 5, a frequency-specific SNR (signal-to-noise ratio) calculator 6, and This is transmitted to the weighted deteriorated speech calculation unit 14. The weighted deteriorated sound calculation unit 14 calculates a weighted deteriorated sound power spectrum using the deteriorated sound power spectrum supplied from the multiple multiplier 13 and transmits the weighted deteriorated sound power spectrum to the estimated noise calculation unit 5. The estimated noise calculation unit 5 estimates the noise power spectrum using the deteriorated voice power spectrum, the weighted deteriorated voice power spectrum, and the count value supplied from the counter 4, and the SNR calculation unit 6 for each frequency as the estimated noise power spectrum. To communicate. The frequency-specific SNR calculation unit 6 calculates the SNR for each frequency using the input degraded speech power spectrum and the estimated noise power spectrum, and supplies the SNR to the estimated innate SNR calculation unit 7 and the noise suppression coefficient generation unit 8 as an acquired SNR. To do.

推定先天的SNR計算部7は、入力された後天的SNR、及び抑圧係数補正部15から供給された補正抑圧係数を用いて先天的SNRを推定し、推定先天的SNRとして、雑音抑圧係数生成部8に伝達する。雑音抑圧係数生成部8は、入力として供給された後天的SNR、推定先天的SNR及び音声非存在確率記憶部21から供給される音声非存在確率を用いて雑音抑圧係数を生成し、抑圧係数として抑圧係数補正部15に伝達する。抑圧係数補正部15は、入力された推定先天的SNRと抑圧係数を用いて抑圧係数を補正し、補正抑圧係数G(k)バーとして多重乗算部16に供給する。多重乗算部16は、フーリエ変換部3から供給された劣化音声振幅スペクトル|Y(k)|を、抑圧係数補正部15から供給された補正抑圧係数G(k)バーで重み付けすることによって強調音声振幅スペクトル|X(k)|バーを求め、逆フーリエ変換部9に伝達する。|X(k)|バーは、式(4)で与えられる。

Figure 0004968355
The estimated innate SNR calculation unit 7 estimates the innate SNR using the acquired acquired SNR and the corrected suppression coefficient supplied from the suppression coefficient correction unit 15, and a noise suppression coefficient generation unit as the estimated innate SNR 8 is transmitted. The noise suppression coefficient generation unit 8 generates a noise suppression coefficient using the acquired SNR supplied as input, the estimated innate SNR, and the speech non-existence probability supplied from the speech non-existence probability storage unit 21, and serves as a suppression coefficient. This is transmitted to the suppression coefficient correction unit 15. The suppression coefficient correction unit 15 corrects the suppression coefficient using the input estimated innate SNR and the suppression coefficient, and supplies the correction coefficient to the multiple multiplication unit 16 as a corrected suppression coefficient G n (k) bar. The multiplex multiplier 16 weights the deteriorated speech amplitude spectrum | Y n (k) | supplied from the Fourier transform unit 3 with the corrected suppression coefficient G n (k) bar supplied from the suppression coefficient correction unit 15. The emphasized speech amplitude spectrum | X n (k) | bar is obtained and transmitted to the inverse Fourier transform unit 9. | X n (k) | bar is given by equation (4).

Figure 0004968355

逆フーリエ変換部9は、多重乗算部16から供給された強調音声振幅スペクトル|X(k)|バーとフーリエ変換部3から供給された劣化音声位相スペクトルarg Y(k)を乗算して、強調音声X(k)バーを求める。すなわち、

Figure 0004968355
The inverse Fourier transform unit 9 multiplies the enhanced speech amplitude spectrum | X n (k) | bar supplied from the multiple multiplication unit 16 and the degraded speech phase spectrum arg Y n (k) supplied from the Fourier transform unit 3. Then, the emphasized speech X n (k) bar is obtained. That is,

Figure 0004968355

を実行する。 Execute.

得られた強調音声X(k)バーに逆フーリエ変換を施し、1フレームがKサンプルから構成される時間領域サンプル値系列x(t)バー(t=0,1, ... ,K−1)として、フレーム合成部10に伝達する。フレーム合成部10は、x(t)バーの隣接する2フレームからK/2サンプルずつを取り出して重ね合わせ、

Figure 0004968355
The obtained emphasized speech X n (k) bar is subjected to inverse Fourier transform, and a time-domain sample value series x n (t) bar (t = 0, 1,. -1) is transmitted to the frame synthesis unit 10. The frame synthesis unit 10 takes out K / 2 samples from two adjacent frames of the x n (t) bar and superimposes them,

Figure 0004968355

によって、強調音声x(t)ハットを得る。得られた強調音声x(t)ハット(t=0,1, ..., K−1)が、フレーム合成部10の出力として、出力端子12に伝達される。 To obtain the emphasized speech x n (t) hat. The obtained enhanced speech x n (t) hat (t = 0, 1,..., K−1) is transmitted to the output terminal 12 as an output of the frame synthesis unit 10.

図37は、図36に含まれる多重乗算部13の構成を示すブロック図である。多重乗算部13は、乗算器1301〜1301K−1、分離部1302、1303、多重化部1304を有する。多重化された状態で図36のフーリエ変換部3から供給された劣化音声振幅スペクトルは、分離部1302及び1303において周波数別のKサンプルに分離され、それぞれ乗算器1301〜1301K−1に供給される。乗算器1301〜1301K−1は、それぞれ入力された信号を2乗し、多重化部1304に伝達する。多重化部1304は、入力された信号を多重化し、劣化音声パワースペクトルとして出力する。 FIG. 37 is a block diagram showing a configuration of the multiple multiplier 13 included in FIG. The multiple multiplier 13 includes multipliers 1301 0 to 1301 K−1 , demultiplexers 1302 and 1303, and a multiplexer 1304. The degraded speech amplitude spectrum supplied from the Fourier transform unit 3 in FIG. 36 in the multiplexed state is separated into K samples for each frequency in the separation units 1302 and 1303 and supplied to the multipliers 1301 0 to 1301 K−1 , respectively. Is done. Multipliers 1301 0 to 1301 K−1 square the input signals, respectively, and transmit them to multiplexing section 1304. The multiplexing unit 1304 multiplexes the input signal and outputs it as a degraded voice power spectrum.

図38は重みつき劣化音声計算部14の構成を示すブロック図である。重みつき劣化音声計算部14は、推定雑音記憶部1401、周波数別SNR計算部1402、多重非線形処理部1405、及び多重乗算部1404を有する。推定雑音記憶部1401は、図36の推定雑音計算部5から供給される推定雑音パワースペクトルを記憶し、1フレーム前に記憶された推定雑音パワースペクトルを周波数別SNR計算部1402へ出力する。周波数別SNR計算部1402は、推定雑音記憶部1401から供給される推定雑音パワースペクトルと図36の多重乗算部13から供給される劣化音声パワースペクトルを用いてSNRを各周波数毎に求め、多重非線形処理部1405に出力する。多重非線形処理部1405は、周波数別SNR計算部1402から供給されるSNRを用いて重み係数ベクトルを計算し、重み係数ベクトルを多重乗算部1404に出力する。   FIG. 38 is a block diagram showing the configuration of the weighted deteriorated speech calculation unit 14. The weighted degraded speech calculation unit 14 includes an estimated noise storage unit 1401, a frequency-specific SNR calculation unit 1402, a multiple nonlinear processing unit 1405, and a multiple multiplication unit 1404. The estimated noise storage unit 1401 stores the estimated noise power spectrum supplied from the estimated noise calculation unit 5 of FIG. 36, and outputs the estimated noise power spectrum stored one frame before to the SNR calculation unit 1402 for each frequency. The frequency-specific SNR calculation unit 1402 obtains an SNR for each frequency using the estimated noise power spectrum supplied from the estimated noise storage unit 1401 and the degraded speech power spectrum supplied from the multiplex multiplier 13 in FIG. The data is output to the processing unit 1405. The multiple nonlinear processing unit 1405 calculates a weight coefficient vector using the SNR supplied from the frequency-specific SNR calculation section 1402, and outputs the weight coefficient vector to the multiple multiplication section 1404.

多重乗算部1404は、図36の多重乗算部13から供給される劣化音声パワースペクトルと、多重非線形処理部1405から供給される重み係数ベクトルの積を周波数毎に計算し、重みつき劣化音声パワースペクトルを図36の推定雑音記憶部5に出力する。多重乗算部1404の構成は、既に図37を用いて説明した多重乗算部13に等しいので、詳細な説明は省略する。   The multiplex multiplier 1404 calculates the product of the degraded speech power spectrum supplied from the multiplex multiplier 13 in FIG. 36 and the weight coefficient vector supplied from the multiplex nonlinear processor 1405 for each frequency, and weighted degraded speech power spectrum. Is output to the estimated noise storage unit 5 of FIG. The configuration of the multiple multiplier 1404 is the same as that of the multiple multiplier 13 already described with reference to FIG.

図39は、図38に含まれる周波数別SNR計算部1402の構成を示すブロック図である。周波数別SNR計算部1402は、除算部1421〜1421K−1、分離部1422、1423、多重化部1424を有する。図36の多重乗算部13から供給される劣化音声パワースペクトルは、分離部1422に伝達される。図38の推定雑音記憶部1401から供給される推定雑音パワースペクトルは、分離部1423に伝達される。劣化音声パワースペクトルは分離部1422において、推定雑音パワースペクトルは分離部1423において、それぞれ周波数成分に対応したKサンプルに分離され、それぞれ除算部1421〜1421K−1に供給される。除算部1421〜1421K−1では、式(7)に従って、供給された劣化音声パワースペクトルを推定雑音パワースペクトルで除算して周波数別SNRγ(k)ハットを求め、多重化部1424に伝達する。

Figure 0004968355
FIG. 39 is a block diagram showing the configuration of the frequency-specific SNR calculator 1402 included in FIG. The frequency-specific SNR calculation unit 1402 includes division units 1421 0 to 1421 K−1 , separation units 1422 and 1423, and a multiplexing unit 1424. The degraded sound power spectrum supplied from the multiple multiplier 13 in FIG. 36 is transmitted to the separator 1422. The estimated noise power spectrum supplied from the estimated noise storage unit 1401 in FIG. 38 is transmitted to the separation unit 1423. The degraded voice power spectrum is separated into K samples corresponding to the frequency components in the separation unit 1422 and the estimated noise power spectrum is separated in the separation unit 1423, and supplied to the division units 1421 0 to 1421 K−1 . The division units 1421 0 to 1421 K−1 divide the supplied degraded speech power spectrum by the estimated noise power spectrum according to the equation (7) to obtain the frequency-specific SNRγ n (k) hat, and transmit it to the multiplexing unit 1424. To do.

Figure 0004968355

ここに、λn−1(k)は1フレーム前に記憶された推定雑音パワースペクトルである。多重化部1424は、伝達されたK個の周波数別SNRを多重化して、図38の多重非線形処理部1405へ伝達する。 Here, λ n-1 (k) is an estimated noise power spectrum stored one frame before. The multiplexing unit 1424 multiplexes the transmitted K frequency-specific SNRs, and transmits the multiplexed SNRs to the multiple nonlinear processing unit 1405 in FIG.

次に、図40を参照しながら、図38の多重非線形処理部1405の構成と動作について詳しく説明する。図40は、重みつき劣化音声計算部14に含まれる多重非線形処理部1405の構成を示すブロック図である。多重非線形処理部1405は、分離部1495、非線形処理部1485〜1485K−1、及び多重化部1475を有する。分離部1495は、図38の周波数別SNR計算部1402から供給されるSNRを周波数別のSNRに分離し、非線形処理部1485〜1485K−1に出力する。非線形処理部1485〜1485K−1は、それぞれ入力値に応じた実数値を出力する非線形関数を有する。 Next, the configuration and operation of the multiple nonlinear processing unit 1405 of FIG. 38 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 40 is a block diagram illustrating a configuration of the multiple nonlinear processing unit 1405 included in the weighted deteriorated speech calculation unit 14. The multiple nonlinear processing unit 1405 includes a separation unit 1495, nonlinear processing units 1485 0 to 1485 K−1 , and a multiplexing unit 1475. The separation unit 1495 separates the SNR supplied from the frequency-specific SNR calculation unit 1402 in FIG. 38 into frequency-specific SNRs, and outputs them to the nonlinear processing units 1485 0 to 1485 K−1 . Each of the nonlinear processing units 1485 0 to 1485 K−1 has a nonlinear function that outputs a real value corresponding to the input value.

図41に、非線形関数の例を示す。fを入力値としたとき、図41に示される非線形関数の出力値fは、

Figure 0004968355
FIG. 41 shows an example of a nonlinear function. When f 1 is an input value, the output value f 2 of the nonlinear function shown in FIG.

Figure 0004968355

で与えられる。但し、aとbは任意の実数である。 Given in. However, a and b are arbitrary real numbers.

非線形処理部1485〜1485K−1は、分離部1495から供給される周波数別SNRを、非線形関数によって処理して重み係数を求め、多重化部1475に出力する。すなわち、非線形処理部1485〜1485K−1はSNRに応じた1から0までの重み係数を出力する。SNRが小さい時は1を、大きい時は0を出力する。多重化部1475は、非線形処理部1485〜1485K−1から出力された重み係数を多重化し、重み係数ベクトルとして多重乗算部1404に出力する。 The non-linear processing units 1485 0 to 1485 K−1 process the frequency-specific SNR supplied from the demultiplexing unit 1495 by a non-linear function to obtain a weighting coefficient, and output it to the multiplexing unit 1475. That is, the non-linear processing units 1485 0 to 1485 K−1 output weighting coefficients from 1 to 0 according to the SNR. 1 is output when the SNR is small, and 0 is output when the SNR is large. The multiplexing unit 1475 multiplexes the weighting factors output from the non-linear processing units 1485 0 to 1485 K−1, and outputs the result to the multiplexing multiplication unit 1404 as a weighting factor vector.

図38の多重乗算部1404で劣化音声パワースペクトルと乗算される重み係数は、SNRに応じた値になっており、SNRが大きい程、すなわち劣化音声に含まれる音声成分が大きい程、重み係数の値は小さくなる。推定雑音の更新には一般に劣化音声パワースペクトルが用いられるが、推定雑音の更新に用いる劣化音声パワースペクトルに対して、SNRに応じた重みづけを行うことで、劣化音声パワースペクトルに含まれる音声成分の影響を小さくすることができ、より精度の高い雑音推定を行うことができる。なお、重み係数の計算に非線形関数を用いた例を示したが、非線形関数以外にも線形関数や高次多項式など、他の形で表されるSNRの関数を用いる事も可能である。   The weighting coefficient multiplied by the degraded speech power spectrum in the multiple multiplier 1404 in FIG. 38 has a value corresponding to the SNR. The greater the SNR, that is, the greater the speech component included in the degraded speech, The value becomes smaller. In general, a degraded speech power spectrum is used to update the estimated noise. However, a speech component included in the degraded speech power spectrum can be obtained by weighting the degraded speech power spectrum used to update the estimated noise according to the SNR. Can be reduced, and more accurate noise estimation can be performed. In addition, although the example which used the nonlinear function for the calculation of a weighting coefficient was shown, it is also possible to use the function of SNR represented with other forms, such as a linear function and a high-order polynomial, besides a nonlinear function.

図42は、図36に含まれる推定雑音計算部5の構成を示すブロック図である。雑音推定計算部5は、分離部501、502、多重化部503、及び周波数別推定雑音計算部504〜504K−1を有する。分離部501は、図36の重みつき劣化音声計算部14から供給される重みつき劣化音声パワースペクトルを周波数別の重みつき劣化音声パワースペクトルに分離し、周波数別推定雑音計算部504〜504K−1にそれぞれ供給する。分離部502は、図36の多重乗算部13から供給される劣化音声パワースペクトルを周波数別の劣化音声パワースペクトルに分離し、周波数別推定雑音計算部504〜504K−1にそれぞれ出力する。周波数別推定雑音計算部504〜504K−1は、分離部501から供給される周波数別重みつき劣化音声パワースペクトル、分離部502から供給される周波数別劣化音声パワースペクトル、及び図36のカウンタ4から供給されるカウント値から周波数別推定雑音パワースペクトルを計算し、多重化部503へ出力する。多重化部503は、周波数別推定雑音計算部504〜504K−1から供給される周波数別推定雑音パワースペクトルを多重化し、推定雑音パワースペクトルを図36の周波数別SNR計算部6と重みつき劣化音声計算部14へ出力する。周波数別推定雑音計算部504〜504K−1の構成と動作の詳細な説明は、図43を参照しながら行う。 FIG. 42 is a block diagram showing a configuration of estimated noise calculation unit 5 included in FIG. The noise estimation calculation unit 5 includes separation units 501 and 502, a multiplexing unit 503, and frequency-specific estimation noise calculation units 504 0 to 504 K−1 . The separation unit 501 separates the weighted deteriorated sound power spectrum supplied from the weighted deteriorated sound calculation unit 14 of FIG. 36 into the weighted deteriorated sound power spectrum for each frequency, and the frequency-specific estimated noise calculation units 504 0 to 504 K. To -1 . Separation section 502 separates the degraded speech power spectrum supplied from multiplex multiplication section 13 in FIG. 36 into degraded speech power spectra for each frequency and outputs them to frequency-specific estimated noise calculation sections 504 0 to 504 K−1 . 36. The frequency-specific estimated noise calculation units 504 0 to 504 K−1 are the frequency - dependent weighted degraded speech power spectrum supplied from the separation unit 501, the frequency-based degraded speech power spectrum supplied from the separation unit 502, and the counter of FIG. 4 calculates an estimated noise power spectrum for each frequency from the count value supplied from 4, and outputs it to the multiplexing unit 503. The multiplexing unit 503 multiplexes the frequency-specific estimated noise power spectrum supplied from the frequency-specific estimated noise calculation units 504 0 to 504 K−1, and weights the estimated noise power spectrum with the frequency-specific SNR calculation unit 6 of FIG. Output to the deteriorated speech calculator 14. Detailed configuration and operation of the frequency-specific estimated noise calculators 504 0 to 504 K−1 will be described with reference to FIG.

図43は、図42に含まれる周波数別推定雑音計算部504〜504K−1の構成を示すブロック図である。周波数別推定雑音計算部504〜504K−1は、更新判定部520、レジスタ長記憶部5041、推定雑音記憶部5042、スイッチ5044、シフトレジスタ5045、加算器5046、最小値選択部5047、除算部5048、カウンタ5049を有する。スイッチ5044には、図42の分離部501から、周波数別重みつき劣化音声パワースペクトルが供給されている。スイッチ5044が回路を閉じたときに、周波数別重みつき劣化音声パワースペクトルは、シフトレジスタ5045に伝達される。シフトレジスタ5045は、更新判定部520から供給される制御信号に応じて、内部レジスタの記憶値を隣接レジスタにシフトする。シフトレジスタ長は、後述するレジスタ長記憶部5041に記憶されている値に等しい。シフトレジスタ5045の全レジスタ出力は、加算器5046に供給される。加算器5046は、供給された全レジスタ出力を加算して、加算結果を除算部5048に伝達する。 FIG. 43 is a block diagram showing a configuration of frequency-specific estimated noise calculation units 504 0 to 504 K−1 included in FIG. The frequency-specific estimated noise calculation units 504 0 to 504 K−1 include an update determination unit 520, a register length storage unit 5041, an estimated noise storage unit 5042, a switch 5044, a shift register 5045, an adder 5046, a minimum value selection unit 5047, and a division. Part 5048 and counter 5049. The switch 5044 is supplied with the frequency-dependent weighted degraded sound power spectrum from the separation unit 501 in FIG. When the switch 5044 closes the circuit, the frequency-specific weighted degraded sound power spectrum is transmitted to the shift register 5045. The shift register 5045 shifts the stored value of the internal register to the adjacent register in accordance with the control signal supplied from the update determination unit 520. The shift register length is equal to a value stored in a register length storage unit 5041 described later. All register outputs of the shift register 5045 are supplied to the adder 5046. The adder 5046 adds all the supplied register outputs and transmits the addition result to the division unit 5048.

一方、更新判定部520には、カウント値、周波数別劣化音声パワースペクトル及び周波数別推定雑音パワースペクトルが供給されている。更新判定部520は、カウント値が予め設定された値に到達するまでは常に“1”を、到達した後は入力された劣化音声信号が雑音であると判定されたときに“1”を、それ以外のときに“0”を出力し、カウンタ5049、スイッチ5044、及びシフトレジスタ5045に伝達する。スイッチ5044は、更新判定部から供給された信号が“1”のときに回路を閉じ、“0”のときに開く。カウンタ5049は、更新判定部から供給された信号が“1”のときにカウント値を増加し、“0”のときには変更しない。シフトレジスタ5045は、更新判定部から供給された信号が“1”のときにスイッチ5044から供給される信号サンプルを1サンプル取り込むと同時に、内部レジスタの記憶値を隣接レジスタにシフトする。最小値選択部5047には、カウンタ5049の出力とレジスタ長記憶部5041の出力が供給されている。   On the other hand, the update determination unit 520 is supplied with a count value, a frequency-specific degraded speech power spectrum, and a frequency-specific estimated noise power spectrum. The update determination unit 520 always sets “1” until the count value reaches a preset value, and after reaching the count value, sets “1” when the input deteriorated speech signal is determined to be noise. At other times, “0” is output and transmitted to the counter 5049, the switch 5044, and the shift register 5045. The switch 5044 closes the circuit when the signal supplied from the update determination unit is “1” and opens when the signal is “0”. The counter 5049 increases the count value when the signal supplied from the update determination unit is “1”, and does not change when the signal is “0”. The shift register 5045 captures one sample of the signal sample supplied from the switch 5044 when the signal supplied from the update determination unit is “1”, and simultaneously shifts the stored value of the internal register to the adjacent register. The minimum value selection unit 5047 is supplied with the output of the counter 5049 and the output of the register length storage unit 5041.

最小値選択部5047は、供給されたカウント値とレジスタ長のうち、小さい方を選択して、除算部5048に伝達する。除算部5048は、加算器5046から供給された周波数別劣化音声パワースペクトルの加算値をカウント値又はレジスタ長の小さい方の値で除算し、商を周波数別推定雑音パワースペクトルλ(k)として出力する。B(k)(n=0,1, ..., N−1)をシフトレジスタ5045に保存されている劣化音声パワースペクトルのサンプル値とすると、λ(k)は、

Figure 0004968355
The minimum value selection unit 5047 selects the smaller one of the supplied count value and register length and transmits it to the division unit 5048. The division unit 5048 divides the addition value of the degraded speech power spectrum for each frequency supplied from the adder 5046 by the smaller value of the count value or the register length, and sets the quotient as the estimated noise power spectrum for each frequency λ n (k). Output. Assuming that B n (k) (n = 0, 1,..., N−1) is a sample value of the degraded speech power spectrum stored in the shift register 5045, λ n (k) is

Figure 0004968355

で与えられる。 Given in.

ただし、Nはカウント値とレジスタ長のうち、小さい方の値である。カウント値はゼロから始まって単調に増加するので、最初はカウント値で除算が行なわれ、後にはレジスタ長で除算が行なわれる。レジスタ長で除算が行なわれることは、シフトレジスタに格納された値の平均値を求めることになる。最初は、シフトレジスタ5045に十分多くの値が記憶されていないために、実際に値が記憶されているレジスタの数で除算する。実際に値が記憶されているレジスタの数は、カウント値がレジスタ長より小さいときはカウント値に等しく、カウント値がレジスタ長より大きくなると、レジスタ長と等しくなる。   However, N is the smaller value of the count value and the register length. Since the count value starts monotonically and increases monotonically, division is first performed by the count value, and thereafter division is performed by the register length. When division is performed by the register length, an average value of values stored in the shift register is obtained. At first, since not enough values are stored in the shift register 5045, the value is divided by the number of registers in which values are actually stored. The number of registers in which values are actually stored is equal to the count value when the count value is smaller than the register length, and equal to the register length when the count value is larger than the register length.

図44は、図43に含まれる更新判定部520の構成を示すブロック図である。更新判定部520は、論理和計算部5201、比較部5203、5205、閾値記憶部5204、5206、閾値計算部5207を有する。図36のカウンタ4から供給されるカウント値は、比較部5203に伝達される。閾値記憶部5204の出力である閾値も、比較部5203に伝達される。比較部5203は、供給されたカウント値と閾値を比較し、カウント値が閾値より小さいときに“1”を、カウント値が閾値より大きいときに“0”を、論理和計算部5201に伝達する。   FIG. 44 is a block diagram showing the configuration of the update determination unit 520 included in FIG. The update determination unit 520 includes a logical sum calculation unit 5201, comparison units 5203 and 5205, threshold storage units 5204 and 5206, and a threshold calculation unit 5207. The count value supplied from the counter 4 in FIG. 36 is transmitted to the comparison unit 5203. The threshold value that is the output of the threshold value storage unit 5204 is also transmitted to the comparison unit 5203. The comparison unit 5203 compares the supplied count value with a threshold value, and transmits “1” to the logical sum calculation unit 5201 when the count value is smaller than the threshold value and “0” when the count value is larger than the threshold value. .

一方、閾値計算部5207は、図43の推定雑音記憶部5042から供給される周波数別推定雑音パワースペクトルに応じた値を計算し、閾値として閾値記憶部5206に出力する。最も簡単な閾値の計算方法は、周波数別推定雑音パワースペクトルの定数倍である。その他に、高次多項式や非線形関数を用いて閾値を計算することも可能である。閾値記憶部5206は、閾値計算部5207から出力された閾値を記憶し、1フレーム前に記憶された閾値を比較部5205へ出力する。比較部5205は、閾値記憶部5206から供給される閾値と図42の分離部502から供給される周波数別劣化音声パワースペクトルを比較し、周波数別劣化音声パワースペクトルが閾値よりも小さければ“1”を、大きければ“0”を論理和計算部5201に出力する。   On the other hand, the threshold value calculation unit 5207 calculates a value corresponding to the frequency-specific estimated noise power spectrum supplied from the estimated noise storage unit 5042 of FIG. 43 and outputs the value as a threshold value to the threshold value storage unit 5206. The simplest threshold calculation method is a constant multiple of the estimated noise power spectrum for each frequency. In addition, it is possible to calculate the threshold value using a high-order polynomial or a nonlinear function. The threshold storage unit 5206 stores the threshold output from the threshold calculation unit 5207 and outputs the threshold stored one frame before to the comparison unit 5205. The comparison unit 5205 compares the threshold supplied from the threshold storage unit 5206 with the frequency-specific degraded audio power spectrum supplied from the separation unit 502 shown in FIG. 42, and “1” if the frequency-specific degraded audio power spectrum is smaller than the threshold. Is larger, “0” is output to the logical sum calculation unit 5201.

すなわち、推定雑音パワースペクトルの大きさをもとに、劣化音声信号が雑音であるか否かを判別している。論理和計算部5201は、比較部5203の出力値と比較部5205の出力値との論理和を計算し、計算結果を図43のスイッチ5044、シフトレジスタ5045及びカウンタ5049に出力する。このように、初期状態や無音区間だけでなく、有音区間でも劣化音声パワーが小さい場合には、更新判定部520は“1”を出力する。すなわち、推定雑音の更新が行われる。閾値の計算は各周波数毎に行われるため、各周波数毎に推定雑音の更新を行うことができる。   That is, it is determined whether or not the degraded speech signal is noise based on the magnitude of the estimated noise power spectrum. The logical sum calculation unit 5201 calculates a logical sum of the output value of the comparison unit 5203 and the output value of the comparison unit 5205, and outputs the calculation result to the switch 5044, the shift register 5045, and the counter 5049 in FIG. As described above, the update determination unit 520 outputs “1” when the deteriorated voice power is small not only in the initial state and the silent period but also in the voiced period. That is, the estimated noise is updated. Since the threshold is calculated for each frequency, the estimated noise can be updated for each frequency.

図45は、図36に含まれる推定先天的SNR計算部7の構成を示すブロック図である。推定先天的SNR計算部7は、多重値域限定処理部701、後天的SNR記憶部702、抑圧係数記憶部703、多重乗算部704、705、重み記憶部706、多重重みつき加算部707、加算器708を有する。図36の周波数別SNR計算部6から供給される後天的SNRγ(k)(k=0,1, ..., K−1)は、後天的SNR記憶部702と加算器708に伝達される。後天的SNR記憶部702は、第nフレームにおける後天的SNRγ(k)を記憶すると共に、第n−1フレームにおける後天的SNRγn−1(k)を多重乗算部705に伝達する。 FIG. 45 is a block diagram showing the configuration of the estimated innate SNR calculation unit 7 included in FIG. The estimated innate SNR calculation unit 7 includes a multi-range limitation processing unit 701, an acquired SNR storage unit 702, a suppression coefficient storage unit 703, multiple multiplication units 704 and 705, a weight storage unit 706, a multiple weighted addition unit 707, an adder 708. The acquired SNRγ n (k) (k = 0, 1,..., K−1) supplied from the frequency-specific SNR calculation unit 6 in FIG. 36 is transmitted to the acquired SNR storage unit 702 and the adder 708. The The acquired SNR storage unit 702 stores the acquired SNRγ n (k) in the nth frame and transmits the acquired SNRγ n−1 (k) in the ( n−1 ) th frame to the multiple multiplier 705.

図36の抑圧係数補正部15から供給される補正抑圧係数G(k)バー(k=0,1, ..., K−1)は、抑圧係数記憶部703に伝達される。抑圧係数記憶部703は、第nフレームにおける補正抑圧係数G(k)バーを記憶すると共に、第n−1フレームにおける補正抑圧係数Gn−1(k)バーを多重乗算部704に伝達する。多重乗算部704は、供給されたG(k)バーを2乗してG n−1(k)バーを求め、多重乗算部705に伝達する。多重乗算部705は、G n−1(k)バーとγn−1(k)をk=0,1, ... ,K−1に対して乗算してG n−1(k)バーγn−1(k)を求め、結果を多重重み付き加算部707に過去の推定SNR922として伝達する。多重乗算部704及び705の構成は、既に図37を用いて説明した多重乗算部13に等しいので、詳細な説明は省略する。 The corrected suppression coefficient G n (k) bar (k = 0, 1,..., K−1) supplied from the suppression coefficient correction unit 15 in FIG. 36 is transmitted to the suppression coefficient storage unit 703. The suppression coefficient storage unit 703 stores the corrected suppression coefficient G n (k) bar in the nth frame and transmits the corrected suppression coefficient G n−1 (k) bar in the ( n−1 ) th frame to the multiple multiplication unit 704. . Multiplex multiplier 704 squares the supplied G n (k) bar to obtain G 2 n−1 (k) bar, and transmits it to multiple multiplier 705. Multiplex multiplier 705 converts G 2 n−1 (k) bar and γ n−1 (k) to k = 0, 1,. . . , K−1 is multiplied to obtain G 2 n−1 (k) bar γ n−1 (k), and the result is transmitted to the multi-weighted addition unit 707 as the past estimated SNR 922. The configuration of the multiple multipliers 704 and 705 is the same as that of the multiple multiplier 13 already described with reference to FIG.

加算器708の他方の端子には−1が供給されており、加算結果γ(k)−1が多重値域限定処理部701に伝達される。多重値域限定処理部701は、加算器708から供給された加算結果γ(k)−1に値域限定演算子P[・]による演算を施し、結果であるP[γ(k)−1]を多重重みつき加算部707に瞬時推定SNR921として伝達する。ただし、P[x]は式(10)で定められる。

Figure 0004968355
The other terminal of the adder 708 is supplied with −1, and the addition result γ n (k) −1 is transmitted to the multi-value range limiting processing unit 701. The multi-range limitation processing unit 701 performs an operation using the range limitation operator P [•] on the addition result γ n (k) −1 supplied from the adder 708, and the result P [γ n (k) −1. ] As the instantaneous estimated SNR 921. However, P [x] is defined by Formula (10).

Figure 0004968355

多重重みつき加算部707には、また、重み記憶部706から重み923が供給されている。多重重みつき加算部707は、これらの供給された瞬時推定SNR921、過去の推定SNR922、重み923を用いて推定先天的SNR924を求める。重み923をαとし、ξ(k)ハットを推定先天的SNRとすると、ξ(k)ハットは、式(11)によって計算される。

Figure 0004968355
A weight 923 is also supplied from the weight storage unit 706 to the multiple weighted addition unit 707. The multiple weighted addition unit 707 obtains an estimated innate SNR 924 using the supplied instantaneous estimated SNR 921, past estimated SNR 922, and weight 923. If the weight 923 is α and ξ n (k) hat is the estimated innate SNR, ξ n (k) hat is calculated by the equation (11).

Figure 0004968355

ここに、G −1(k)γ−1(k)バー=1とする。 Here, G 2 −1 (k) γ −1 (k) bar = 1.

図46は、図45に含まれる多重値域限定処理部701の構成を示すブロック図である。多重値域限定処理部701は、定数記憶部7011、最大値選択部7012〜7012K−1、分離部7013、多重化部7014を有する。分離部7013には、図45の加算器708から、γ(k)−1が供給される。分離部7013は、供給されたγ(k)−1をK個の周波数別成分に分離し、最大値選択部7012〜7012K−1に供給する。最大値選択部7012〜7012K−1の他方の入力には、定数記憶部7011からゼロが供給されている。最大値選択部7012〜7012K−1は、γ(k)−1をゼロと比較し、大きい方の値を多重化部7014へ伝達する。この最大値選択演算は、式(10)を実行することに相当する。多重化部7014は、これらの値を多重化して出力する。 FIG. 46 is a block diagram showing the configuration of the multi-range limitation processing unit 701 included in FIG. The multi-value range limitation processing unit 701 includes a constant storage unit 7011, maximum value selection units 7012 0 to 7012 K−1 , a separation unit 7013, and a multiplexing unit 7014. Γ n (k) −1 is supplied to the separation unit 7013 from the adder 708 in FIG. The separation unit 7013 separates the supplied γ n (k) −1 into K frequency-specific components, and supplies them to the maximum value selection units 7012 0 to 7012 K−1 . Zeros are supplied from the constant storage unit 7011 to the other inputs of the maximum value selection units 7012 0 to 7012 K−1 . Maximum value selection sections 7012 0 to 7012 K−1 compare γ n (k) −1 with zero and transmit the larger value to multiplexing section 7014. This maximum value selection calculation corresponds to executing Expression (10). The multiplexing unit 7014 multiplexes these values and outputs them.

図47は、図45に含まれる多重重みつき加算部707の構成を示すブロック図である。多重重みつき加算部707は、重みつき加算部7071〜7071K−1、分離部7072、7074、多重化部7075を有する。分離部7072には、図45の多重値域限定処理部701から、P[γ(k)−1]が瞬時推定SNR921として供給される。分離部7072は、P[γ(k)−1]をK個の周波数別成分に分離し、周波数別瞬時推定SNR921〜921K−1として、重みつき加算部7071〜7071K−1に伝達する。分離部7074には、図45の多重乗算部705から、G n−1(k)バーγn−1(k)が過去の定SNR922として供給される。 FIG. 47 is a block diagram showing the configuration of the multiple weighted addition unit 707 included in FIG. The multiple weighted addition unit 707 includes weighted addition units 7071 0 to 7071 K−1 , separation units 7072 and 7074, and a multiplexing unit 7075. The separation unit 7072 is supplied with P [γ n (k) −1] as the instantaneous estimated SNR 921 from the multi-value range limitation processing unit 701 in FIG. Separation unit 7072, P a [γ n (k) -1] is separated into K frequency-components, as frequency-instantaneous estimation SNR921 0 ~921 K-1, weighted adder 7071 0 ~7071 K-1 To communicate. The separation unit 7074 is supplied with G 2 n−1 (k) bar γ n−1 (k) as the past constant SNR 922 from the multiple multiplication unit 705 in FIG.

分離部7074は、G n−1(k)バーγn−1(k)をK個の周波数別成分に分離し、過去の周波数別推定SNR922〜922K−1として、重みつき加算部7071〜7071K−1に伝達する。一方、重みつき加算部7071〜7071K−1には、重み923も供給される。重みつき加算部7071〜7071K−1は、式(11)によって表される重みつき加算を実行し、周波数別推定先天的SNR924〜924K−1を多重化部7075に伝達する。多重化部7075は、周波数別推定先天的SNR924〜924K−1を多重化し、推定先天的SNR924として出力する。重みつき加算部7071〜7071K−1の動作と構成については、次に図48を参照しながら説明する。 The separation unit 7074 separates G 2 n-1 (k) bar γ n-1 (k) into K frequency-specific components, and sets the weighted addition unit as past frequency-specific estimated SNRs 922 0 to 922 K−1. 7071 0 to 7071 K−1 . On the other hand, weights 923 are also supplied to the weighted addition units 7071 0 to 7071 K−1 . The weighted addition units 7071 0 to 7071 K−1 perform weighted addition represented by Expression (11), and transmit the frequency-specific estimated innate SNRs 924 0 to 924 K−1 to the multiplexing unit 7075. Multiplexing section 7075 multiplexes frequency-specific estimated innate SNRs 924 0 to 924 K−1 and outputs them as estimated innate SNR 924. The operation and configuration of the weighted addition units 7071 0 to 7071 K−1 will be described next with reference to FIG.

図48は、図47に含まれる重みつき加算部7071の構成を示すブロック図である。重みつき加算部7071は、乗算器7091、7093、定数乗算器7095、加算器7092、7094を有する。図47の分離部7072から周波数別瞬時推定SNR921が、図47の分離部7074から過去の周波数別SNR922が、図45の重み記憶部706から重み923が、それぞれ入力として供給される。値αを有する重み923は、定数乗算器7095と乗算器7093に伝達される。定数乗算器7095は入力信号を−1倍して得られた−αを、加算器7094に伝達する。加算器7094のもう一方の入力としては1が供給されており、加算器7094の出力は両者の和である1−αとなる。1−αは乗算器7091に供給されて、もう一方の入力である周波数別瞬時推定SNR P[γ(k)−1]と乗算され、積である(1−α)P[γ(k)−1]が加算器7092に伝達される。一方、乗算器7093では、重み923として供給されたαと過去の推定SNR922が乗算され、積であるαG n−1(k)バーγn−1(k)が加算器7092に伝達される。加算器7092は、(1−α)P[γ(k)−1]とαG n−1(k)バーγn−1(k)の和を、周波数別推定先天的SNR924として出力する。 FIG. 48 is a block diagram showing a configuration of the weighted addition unit 7071 included in FIG. The weighted addition unit 7071 includes multipliers 7091 and 7093, a constant multiplier 7095, and adders 7092 and 7094. 47, the instantaneous frequency-specific estimated SNR 921 is supplied from the separation unit 7072, the past frequency SNR 922 is supplied from the separation unit 7074, and the weight 923 is supplied from the weight storage unit 706 of FIG. The weight 923 having the value α is transmitted to the constant multiplier 7095 and the multiplier 7093. The constant multiplier 7095 transmits −α obtained by multiplying the input signal by −1 to the adder 7094. 1 is supplied as the other input of the adder 7094, and the output of the adder 7094 is 1-α which is the sum of both. 1-α is supplied to a multiplier 7091 and is multiplied by the other frequency-specific instantaneous estimated SNR P [γ n (k) −1], which is the product, (1-α) P [γ n ( k) −1] is transmitted to the adder 7092. On the other hand, the multiplier 7093 multiplies α supplied as the weight 923 by the past estimated SNR 922 and transmits the product αG 2 n−1 (k) bar γ n−1 (k) to the adder 7092. . Adder 7092 outputs the sum of (1-α) P [γ n (k) -1] and αG 2 n-1 (k) bar γ n-1 (k) as frequency-specific estimated innate SNR 924. .

図49は、図36に含まれる雑音抑圧係数生成部8を示すブロック図である。雑音抑圧係数生成部8は、MMSE STSAゲイン関数値計算部811、一般化尤度比計算部812、及び抑圧係数計算部814を有する。以下、特許文献1に記載されている計算式をもとに、抑圧係数の計算方法を説明する。   FIG. 49 is a block diagram showing the noise suppression coefficient generation unit 8 included in FIG. The noise suppression coefficient generation unit 8 includes an MMSE STSA gain function value calculation unit 811, a generalized likelihood ratio calculation unit 812, and a suppression coefficient calculation unit 814. Hereinafter, based on the calculation formula described in Patent Document 1, a calculation method of the suppression coefficient will be described.

フレーム番号をn、周波数番号をkとし、γ(k)を図36の周波数別SNR計算部6から供給される周波数別後天的SNR、ξ(k)ハットを図36の推定先天的SNR計算部7から供給される周波数別推定先天的SNR、qを図36の音声非存在確率記憶部21から供給される音声非存在確率とする。また、η(k)=ξ(k)ハット/(1−q)、v(k)=(η(k)γ(k))/(1+η(k))とする。MMSE STSAゲイン関数値計算部811は、図36の周波数別SNR計算部6から供給される後天的SNR γ(k)、図36の推定先天的SNR計算部7から供給される推定先天的SNR ξ(k)ハット及び図36の音声非存在確率記憶部21から供給される音声非存在確率qをもとに、各周波数毎にMMSE STSAゲイン関数値を計算し、抑圧係数計算部814に出力する。各周波数毎のMMSE STSAゲイン関数値G(k)は、

Figure 0004968355
The frame number is n, the frequency number is k, γ n (k) is the acquired frequency-specific SNR supplied from the frequency-specific SNR calculator 6 in FIG. 36, and ξ n (k) is the estimated innate SNR in FIG. The frequency-specific estimated innate SNR, q supplied from the calculation unit 7 is defined as the speech non-existence probability supplied from the speech non-existence probability storage unit 21 of FIG. Further, η n (k) = ξ n (k) hat / (1-q), v n (k) = (η n (k) γ n (k)) / (1 + η n (k)). The MMSE STSA gain function value calculator 811 obtains the acquired SNR γ n (k) supplied from the frequency-specific SNR calculator 6 in FIG. 36 and the estimated innate SNR supplied from the estimated innate SNR calculator 7 in FIG. An MMSE STSA gain function value is calculated for each frequency based on ξ n (k) hat and the speech absence probability q supplied from the speech absence probability storage unit 21 in FIG. Output. The MMSE STSA gain function value G n (k) for each frequency is

Figure 0004968355

で与えられる。 Given in.

ここに、I(z)は0次変形ベッセル関数、I(z)は1次変形ベッセル関数である。変形ベッセル関数については、非特許文献1に記載されている。 Here, I 0 (z) is a zero-order modified Bessel function, and I 1 (z) is a first-order modified Bessel function. Non-Patent Document 1 describes the modified Bessel function.

一般化尤度比計算部812は、図36の周波数別SNR計算部6から供給される後天的SNR γ(k)、図36の推定先天的SNR計算部7から供給される推定先天的SNR ξ(k)ハット及び図36の音声非存在確率記憶部21から供給される音声非存在確率qをもとに、周波数毎に一般化尤度比を計算し、抑圧係数計算部814に出力する。周波数毎の一般化尤度比Λ(k)は、

Figure 0004968355
The generalized likelihood ratio calculator 812 obtains the acquired SNR γ n (k) supplied from the frequency-specific SNR calculator 6 in FIG. 36 and the estimated innate SNR supplied from the estimated innate SNR calculator 7 in FIG. Based on ξ n (k) hat and the speech non-existence probability q supplied from the speech non-existence probability storage unit 21 of FIG. 36, a generalized likelihood ratio is calculated for each frequency and output to the suppression coefficient calculation unit 814. To do. The generalized likelihood ratio Λ n (k) for each frequency is

Figure 0004968355

で与えられる。 Given in.

抑圧係数計算部814は、MMSE STSAゲイン関数値計算部811から供給されるMMSE STSAゲイン関数値G(k)と一般化尤度比計算部812から供給される一般化尤度比Λ(k)から周波数毎に抑圧係数を計算し、図36の抑圧係数補正部15へ出力する。周波数毎の抑圧係数G(k)バーは、

Figure 0004968355
The suppression coefficient calculation unit 814 receives the MMSE STSA gain function value G n (k) supplied from the MMSE STSA gain function value calculation unit 811 and the generalized likelihood ratio Λ n (supplied from the generalized likelihood ratio calculation unit 812. The suppression coefficient is calculated for each frequency from k) and output to the suppression coefficient correction unit 15 in FIG. The suppression coefficient G n (k) bar for each frequency is

Figure 0004968355

で与えられる。周波数別にSNRを計算する代わりに、複数の周波数から構成される帯域に共通なSNRを求めて、これを用いることも可能である。 Given in. Instead of calculating the SNR for each frequency, it is also possible to obtain and use an SNR common to a band composed of a plurality of frequencies.

図50は、図36に含まれる抑圧係数補正部15を示すブロック図である。抑圧係数補正部15は、周波数別抑圧係数補正部1501〜1501K−1、分離部1502、1503及び多重化部1504を有する。 50 is a block diagram showing the suppression coefficient correction unit 15 included in FIG. The suppression coefficient correction unit 15 includes frequency-specific suppression coefficient correction units 1501 0 to 1501 K−1 , separation units 1502 and 1503, and a multiplexing unit 1504.

分離部1502は、図36の推定先天的SNR計算部7から供給される推定先天的SNRを周波数別成分に分離し、それぞれ周波数別抑圧係数補正部1501〜1501K−1に出力する。分離部1503は、図36の抑圧係数生成部8から供給される抑圧係数を周波数別成分に分離し、それぞれ周波数別抑圧係数補正部1501〜1501K−1に出力する。周波数別抑圧係数補正部1501〜1501K−1は、分離部1502から供給される周波数別推定先天的SNRと、分離部1503から供給される周波数別抑圧係数から、周波数別補正抑圧係数を計算し、多重化部1504へ出力する。多重化部1504は、周波数別抑圧係数補正部1501〜1501K−1から供給される周波数別補正抑圧係数を多重化し、補正抑圧係数として図36の多重乗算部1と推定先天的SNR計算部7へ出力する。 Separation section 1502 separates the estimated innate SNR supplied from estimated innate SNR calculation section 7 in FIG. 36 into frequency-specific components, and outputs them to frequency-specific suppression coefficient correction sections 1501 0 to 1501 K−1 . Separation section 1503 separates the suppression coefficient supplied from suppression coefficient generation section 8 of FIG. 36 into frequency-specific components, and outputs them to frequency-specific suppression coefficient correction sections 1501 0 to 1501 K−1 . Frequency-specific suppression coefficient correction units 1501 0 to 1501 K−1 calculate frequency-specific correction suppression coefficients from frequency-specific estimated innate SNRs supplied from separation unit 1502 and frequency-specific suppression coefficients supplied from separation unit 1503. And output to the multiplexing unit 1504. The multiplexing unit 1504 multiplexes the frequency-specific correction suppression coefficients supplied from the frequency-specific suppression coefficient correction units 1501 0 to 1501 K−1, and uses the multiple multiplication unit 1 of FIG. 36 and the estimated innate SNR calculation unit as the correction suppression coefficients. 7 is output.

次に図51を参照しながら、周波数別抑圧係数補正部1501〜1501K−1の構成と動作について詳細に説明する。 Next, the configuration and operation of the frequency-specific suppression coefficient correction units 1501 0 to 1501 K−1 will be described in detail with reference to FIG.

図51は、抑圧係数補正部15に含まれる周波数別抑圧係数補正部1501〜1501K−1の構成を示すブロック図である。周波数別抑圧係数補正部1501は、最大値選択部1591、抑圧係数下限値記憶部1592、閾値記憶部1593、比較部1594、スイッチ1595、修正値記憶部1596及び乗算器1597を有する。 FIG. 51 is a block diagram showing the configuration of frequency-specific suppression coefficient correction units 1501 0 to 1501 K−1 included in the suppression coefficient correction unit 15. The frequency-specific suppression coefficient correction unit 1501 includes a maximum value selection unit 1591, a suppression coefficient lower limit value storage unit 1592, a threshold storage unit 1593, a comparison unit 1594, a switch 1595, a correction value storage unit 1596, and a multiplier 1597.

比較部1594は、閾値記憶部1593から供給される閾値と、図50の分離部1502から供給される周波数別推定先天的SNRを比較し、周波数別推定先天的SNRが閾値よりも大きければ“0”を、小さければ“1”をスイッチ1595に供給する。スイッチ1595は、図50の分離部1503から供給される周波数別抑圧係数を、比較部1594の出力値が“1”のときに乗算器1597に出力し、“0”のときに最大値選択部1591に出力する。すなわち、周波数別推定先天的SNRが閾値よりも小さいときに、抑圧係数の補正が行われる。乗算器1597は、スイッチ1595の出力値と修正値記憶部1596の出力値との積を計算し、最大値選択部1591に出力する。   The comparison unit 1594 compares the threshold supplied from the threshold storage unit 1593 with the frequency-specific estimated innate SNR supplied from the separation unit 1502 in FIG. 50. If the frequency-specific estimated innate SNR is larger than the threshold, “0” is output. "Is supplied to the switch 1595 if it is smaller. The switch 1595 outputs the frequency-specific suppression coefficient supplied from the separation unit 1503 in FIG. 50 to the multiplier 1597 when the output value of the comparison unit 1594 is “1”, and the maximum value selection unit when the output value is “0”. It outputs to 1591. That is, when the frequency-specific estimated innate SNR is smaller than the threshold value, the suppression coefficient is corrected. Multiplier 1597 calculates the product of the output value of switch 1595 and the output value of correction value storage unit 1596 and outputs the product to maximum value selection unit 1591.

一方、抑圧係数下限値記憶部1592は、記憶している抑圧係数の下限値を、最大値選択部1591に供給する。最大値選択部1591は、図50の分離部1503から供給される周波数別抑圧係数、又は乗算器1597で計算された積と、抑圧係数下限値記憶部1592から供給される抑圧係数下限値とを比較し、大きい方の値を図50の多重化部1504に出力する。すなわち、抑圧係数は抑圧係数下限値記憶部1592が記憶する下限値よりも必ず大きい値になる。   On the other hand, the suppression coefficient lower limit value storage unit 1592 supplies the stored lower limit value of the suppression coefficient to the maximum value selection unit 1591. The maximum value selection unit 1591 calculates the frequency-specific suppression coefficient supplied from the separation unit 1503 in FIG. 50 or the product calculated by the multiplier 1597 and the suppression coefficient lower limit value supplied from the suppression coefficient lower limit value storage unit 1592. The larger value is compared and output to multiplexing section 1504 in FIG. In other words, the suppression coefficient is necessarily larger than the lower limit value stored in the suppression coefficient lower limit value storage unit 1592.

特開2002−20417号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-20417

1985年、数学辞典、岩波書店、374.Gページ1985, Mathematical Dictionary, Iwanami Shoten, 374. G page 1979 年12 月、プロシーディングス・オブ・ザ・アイ・イー・イー・イー、第67 巻、第12 号(PROCEEDINGS OF THE IEEE, VOL.67,NO.12, PP.1586−1604, DEC, 1979)、1586 〜1604 ページDecember 1979, Proceedings of the IEE, Vol. 67, No. 12 (PROCEEDINGS OF THE IEEE, VOL.67, NO.12, PP.1586-1604, DEC, 1979 ), Pages 1586-1604 1979 年4 月、アイ・イー・イー・イー・トランザクションズ・オン・アクースティクス・スピーチ・アンド・シグナル・プロセシング、第27巻、第2号(IEEETRANSACTIONS ON ACOUSTICS, SPEECH, AND SIGNAL PROCESSING,VOL.27, NO.2,PP.113−120, APR, 1979)、113〜120 ページApril 1979, IEE Transactions on Axetics Speech and Signal Processing, Vol. 27, No. 2 (IEEETRANSACTIONS ON ACOUSTICS, SPEECH, AND SIGNAL PROCESSING, VOL. 27 , No. 2, PP. 113-120, APR, 1979), pages 113-120.

これまで説明した関連技術の方法では、音声区間と雑音区間を区別せずに、常に同一の計算方法で求めた抑圧係数を用いて雑音抑圧を行っていた。このため、音声区間で音声歪みが発生し、雑音区間での抑圧が不十分になるという問題があった。   In the related art methods described so far, noise suppression is always performed using a suppression coefficient obtained by the same calculation method without distinguishing between a speech section and a noise section. For this reason, there is a problem that voice distortion occurs in the voice section, and suppression in the noise section becomes insufficient.

本発明の目的は、音声区間と雑音区間を区別し、それぞれに適した計算方法で求めた抑圧係数を用いて雑音抑圧を行うことによって、音声区間での音声歪みを低減し、雑音区間において十分な抑圧を達成することのできる雑音抑圧の方法及び装置を提供することである。   It is an object of the present invention to reduce speech distortion in a speech section by distinguishing between a speech section and a noise section and performing noise suppression using a suppression coefficient obtained by a calculation method suitable for each, and sufficient in the noise section. It is an object of the present invention to provide a noise suppression method and apparatus capable of achieving various suppressions.

本発明の雑音抑圧の方法及び装置では、無音部用係数と有音部係数に基づき、雑音抑圧
後に更に抑圧を行う後抑圧を用いることを特徴とする。
The noise suppression method and apparatus according to the present invention is characterized by using post-suppression that performs further suppression after noise suppression based on the silence part coefficient and the sound part coefficient.

より具体的には、強調音声パワースペクトルと推定雑音パワースペクトルに基づいて無
音部用係数を計算する無音部用係数計算部と、有音部用係数を記憶する有音部用係数記憶
部と、得られた無音部用係数と有音部用係数をもとに後抑圧係数を計算するための後抑圧
係数計算部を備えていることを特徴とする。
More specifically, a silent part coefficient calculating unit that calculates a silent part coefficient based on the emphasized speech power spectrum and the estimated noise power spectrum, a voiced part coefficient storage part that stores a voiced part coefficient, A post-suppression coefficient calculator for calculating a post-suppression coefficient based on the obtained silent part coefficient and sound part coefficient is provided.

本発明では、強調音声パワースペクトルと推定雑音パワースペクトルに基づいて計算された無音部用係数と、有音部用係数を用いて抑圧係数を補正するので、音声区間では有音部用係数に基づき抑圧を弱め、雑音区間では強調音声パワースペクトルと推定雑音パワースペクトルに応じた無音部用係数に基づき抑圧を強めるように後抑圧を行うことが可能となり、音声区間では歪みが少なく雑音区間では残留雑音が少ない強調音声を得ることができる。   In the present invention, since the suppression coefficient is corrected using the coefficient for the silent part calculated based on the emphasized voice power spectrum and the estimated noise power spectrum and the coefficient for the voice part, the voice section is based on the coefficient for the voice part. It is possible to weaken the suppression and perform post-suppression in the noise interval to increase the suppression based on the coefficients for the silenced voice power spectrum and the estimated noise power spectrum in the noise interval. It is possible to obtain emphasized speech with less.

本発明の第1の実施の形態を示すブロック図。The block diagram which shows the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に含まれる強調音声スペクトル補正部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the emphasis audio | voice spectrum correction | amendment part contained in the 1st Embodiment of this invention. 図2に含まれる音声存在確率計算部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the audio | voice existence probability calculation part contained in FIG. 図3に含まれる平滑化部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the smoothing part contained in FIG. 図2に含まれる後抑圧係数計算部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the post-suppression coefficient calculation part contained in FIG. 図5に含まれる周波数別後抑圧係数計算部の構成を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a frequency-specific post-frequency suppression coefficient calculation unit included in FIG. 5. 図6に含まれる無音部用係数計算部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the coefficient calculation part for silence parts contained in FIG. 図7に含まれる係数計算部における非線形関数の一例を示す図。The figure which shows an example of the nonlinear function in the coefficient calculation part contained in FIG. 本発明の第2の実施の形態を示すブロック図。The block diagram which shows the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に含まれる強調音声スペクトル補正部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the emphasis audio | voice spectrum correction | amendment part contained in the 2nd Embodiment of this invention. 図10に含まれる後抑圧係数計算部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the post-suppression coefficient calculation part contained in FIG. 図11に含まれる周波数別後抑圧係数計算部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the post-frequency suppression coefficient calculation part contained in FIG. 本発明の第3の実施の形態を示すブロック図。The block diagram which shows the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に含まれる強調音声スペクトル補正部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the emphasis audio | voice spectrum correction | amendment part contained in the 3rd Embodiment of this invention. 図14に含まれる後抑圧係数計算部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the post-suppression coefficient calculation part contained in FIG. 図15に含まれる周波数別後抑圧係数計算部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the post-frequency suppression coefficient calculation part contained in FIG. 本発明の第4の実施の形態を示すブロック図。The block diagram which shows the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に含まれる強調音声スペクトル補正部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the emphasis audio | voice spectrum correction | amendment part contained in the 4th Embodiment of this invention. 図18に含まれる後抑圧係数計算部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the post-suppression coefficient calculation part contained in FIG. 図19に含まれる周波数別後抑圧係数計算部の構成を示すブロック図。FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration of a frequency-specific post-frequency suppression coefficient calculation unit included in FIG. 19. 本発明の第5の実施の形態を示すブロック図。The block diagram which shows the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に含まれる推定先天的SNR計算部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the presumed innate SNR calculation part contained in the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に含まれる抑圧係数補正部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the suppression coefficient correction | amendment part contained in the 5th Embodiment of this invention. 図23に含まれる周波数別抑圧係数補正部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the suppression coefficient correction | amendment part classified by frequency contained in FIG. 本発明の第6の実施の形態を示すブロック図。The block diagram which shows the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態に含まれる推定先天的SNR計算部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the presumed innate SNR calculation part contained in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態に含まれる抑圧係数補正部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the suppression coefficient correction | amendment part contained in the 6th Embodiment of this invention. 図27に含まれる周波数別推定抑圧係数補正部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the estimation suppression coefficient correction part classified by frequency contained in FIG. 本発明の第7の実施の形態を示すブロック図。The block diagram which shows the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に含まれる強調音声振幅スペクトル補正部を示すブロック図。The block diagram which shows the emphasis audio | voice amplitude spectrum correction | amendment part contained in the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態を示すブロック図。The block diagram which shows the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態に含まれる強調音声振幅スペクトル補正部を示すブロック図。The block diagram which shows the emphasis audio | voice amplitude spectrum correction | amendment part contained in the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態に含まれる音声存在確率計算部を示すブロック図。The block diagram which shows the speech presence probability calculation part contained in the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第9の実施の形態を示すブロック図。The block diagram which shows the 9th Embodiment of this invention. 本発明の第9の実施の形態に含まれる音声存在確率計算部を示すブロック図。The block diagram which shows the audio | voice presence probability calculation part contained in the 9th Embodiment of this invention. 関連技術例の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of a related art example. 関連技術例の構成に含まれる多重乗算部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the multiple multiplication part contained in the structure of a related art example. 関連技術例の構成に含まれる重み付き劣化音声計算部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the weighted degradation audio | voice calculation part contained in the structure of a related art example. 図38に含まれる周波数別SNR計算部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the SNR calculation part classified by frequency contained in FIG. 図38に含まれる多重非線形処理部の構成を示すブロック図。FIG. 39 is a block diagram illustrating a configuration of a multiple nonlinear processing unit included in FIG. 38. 非線形処理部における非線形関数の一例を示す図。The figure which shows an example of the nonlinear function in a nonlinear processing part. 関連技術例の構成に含まれる推定雑音計算部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the estimation noise calculation part contained in the structure of a related art example. 図42に含まれる周波数別推定雑音計算部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the estimation noise calculation part classified by frequency contained in FIG. 図43に含まれる更新判定部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the update determination part contained in FIG. 関連技術例の構成に含まれる推定先天的SNR計算部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the presumed innate SNR calculation part contained in the structure of a related art example. 図45に含まれる多重値域限定処理部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the multiple value range limitation process part contained in FIG. 図45に含まれる多重重みつき加算部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the addition part with multiple weight contained in FIG. 図47に含まれる重みつき加算部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the weighted addition part contained in FIG. 関連技術例の構成に含まれる雑音抑圧係数生成部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the noise suppression coefficient production | generation part contained in the structure of a related art example. 関連技術例の構成に含まれる抑圧係数補正部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the suppression coefficient correction | amendment part contained in the structure of a related art example. 図50に含まれる周波数別抑圧係数補正部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the suppression coefficient correction part classified by frequency contained in FIG.

図1は本発明の実施の形態を示すブロック図である。図1と関連技術例である図36とは、強調音声振幅スペクトル補正部18を除いて同一である。以下、これらの相違点を中心に詳細な動作を説明する。   FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 1 and FIG. 36 which is a related art example are the same except for the emphasized speech amplitude spectrum correction unit 18. Hereinafter, detailed operations will be described focusing on these differences.

強調音声振幅スペクトル補正部18には、フーリエ変換部3から劣化音声振幅スペクトル、推定雑音計算部5から推定雑音パワースペクトル、多重乗算部16から強調音声振幅スペクトル、そして抑圧係数補正部15から補正抑圧係数がそれぞれ供給されている。強調音声振幅スペクトル補正部18は、これらの劣化音声振幅スペクトル、推定雑音パワースペクトル、強調音声振幅スペクトル、補正抑圧係数を用いて強調音声振幅スペクトルを補正し、逆フーリエ変換部9へ伝達する。強調音声振幅スペクトル補正部18の構成と動作の詳細な説明は、図2を参照しながら行う。   The enhanced speech amplitude spectrum correction unit 18 includes a degraded speech amplitude spectrum from the Fourier transform unit 3, an estimated noise power spectrum from the estimated noise calculation unit 5, an enhanced speech amplitude spectrum from the multiple multiplication unit 16, and a corrected suppression from the suppression coefficient correction unit 15. Each coefficient is supplied. The enhanced speech amplitude spectrum correction unit 18 corrects the enhanced speech amplitude spectrum using the deteriorated speech amplitude spectrum, the estimated noise power spectrum, the enhanced speech amplitude spectrum, and the correction suppression coefficient, and transmits the corrected speech amplitude spectrum to the inverse Fourier transform unit 9. A detailed description of the configuration and operation of the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 18 will be given with reference to FIG.

図2は強調音声振幅スペクトル補正部18の構成を示すブロック図である。強調音声振幅スペクトル補正部18は、多重乗算部170、173、音声存在確率計算部171、後抑圧係数計算部182を有する。多重乗算部170は、図1の多重乗算部16から供給される強調音声振幅スペクトルを用いて、強調音声パワースペクトルを計算し、音声存在確率計算部171へ伝達する。音声存在確率計算部171は、多重乗算部170及び図1の推定雑音計算部5から供給される強調音声パワースペクトル及び推定雑音パワースペクトルを用いて、音声存在確率を計算し、後抑圧係数計算部182に伝達する。音声存在確率計算部に供給されている強調音声パワースペクトルと推定雑音パワースペクトルは、共に劣化音声振幅スペクトルから計算されている。従って、音声存在確率は、本質的には劣化音声パワースペクトルを基に計算されていると言える。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 18. The enhanced speech amplitude spectrum correction unit 18 includes multiple multiplication units 170 and 173, a speech presence probability calculation unit 171, and a post-suppression coefficient calculation unit 182. Multiplexer 170 calculates an emphasized speech power spectrum using the enhanced speech amplitude spectrum supplied from multiplex multiplier 16 in FIG. 1, and transmits it to speech presence probability calculator 171. The speech presence probability calculation unit 171 calculates a speech presence probability using the enhanced speech power spectrum and the estimated noise power spectrum supplied from the multiple multiplication unit 170 and the estimated noise calculation unit 5 in FIG. 1, and a post-suppression coefficient calculation unit. 182. Both the enhanced speech power spectrum and the estimated noise power spectrum supplied to the speech presence probability calculation unit are calculated from the degraded speech amplitude spectrum. Therefore, it can be said that the speech existence probability is essentially calculated based on the degraded speech power spectrum.

後抑圧係数計算部182は、音声存在確率計算部171から供給された音声存在確率と、図1の抑圧係数補正部15から供給された補正抑圧係数と、図1の推定雑音計算部5から供給された推定雑音と、図1の抑圧係数補正部15から供給された補正抑圧係数を用いて、後抑圧係数を計算し、多重乗算部173に伝達する。多重乗算部173は、図1のフーリエ変換部から供給された劣化音声振幅スペクトルを、後抑圧係数計算部172から供給された後抑圧係数で重みづけすることによって補正強調音声振幅スペクトルを求め、図1の逆フーリエ変換部9に伝達する。多重乗算部170、173の構成は、図37を用いて説明した多重乗算部13に等しいので、詳細な説明は省略する。   The post-suppression coefficient calculator 182 supplies the speech presence probability supplied from the speech presence probability calculator 171, the corrected suppression coefficient supplied from the suppression coefficient corrector 15 in FIG. 1, and the estimated noise calculator 5 in FIG. 1. The post-suppression coefficient is calculated using the estimated noise and the correction suppression coefficient supplied from the suppression coefficient correction unit 15 in FIG. 1 and transmitted to the multiple multiplication unit 173. The multiplex multiplication unit 173 obtains a corrected enhanced speech amplitude spectrum by weighting the degraded speech amplitude spectrum supplied from the Fourier transform unit of FIG. 1 with the post-suppression coefficient supplied from the post-suppression coefficient calculation unit 172. 1 to the inverse Fourier transform unit 9. The configuration of the multiple multipliers 170 and 173 is the same as that of the multiple multiplier 13 described with reference to FIG.

音声存在確率計算部171及び後抑圧係数計算部182の構成と動作の詳細な説明は、図3及び図5を参照しながら行う。   Detailed configuration and operation of the speech existence probability calculation unit 171 and the post-suppression coefficient calculation unit 182 will be described with reference to FIGS.

図3は音声存在確率計算部171の構成を示すブロック図である。音声存在確率計算部171は、分離部1700、1708、平均値計算部1701、1709、対数計算部1702、1710、乗算部1703、1711、平滑化係数記憶部1704、1706、平滑化部1705、1707、関数値計算部1712、1713、平均指標計算部1714、瞬時指標計算部1715、加算部1716を有する。   FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the speech existence probability calculation unit 171. The speech existence probability calculation unit 171 includes separation units 1700 and 1708, average value calculation units 1701 and 1709, logarithmic calculation units 1702 and 1710, multiplication units 1703 and 1711, smoothing coefficient storage units 1704 and 1706, and smoothing units 1705 and 1707. , Function value calculation units 1712 and 1713, average index calculation unit 1714, instantaneous index calculation unit 1715, and addition unit 1716.

分離部1700は、図2の多重乗算部170から供給される強調音声パワースペクトルを周波数別強調音声パワースペクトルに分離し、平均値計算部1701へ出力する。平均値計算部1701は、強調音声パワースペクトル|X(k)|バーのk=0からK−1に対する総和をKで除算し、計算結果を対数計算部1702へ伝達する。対数計算部1702は、平均値計算部1701から入力された平均値の対数を計算し、乗算器1703へ伝達する。乗算器1703は、供給された対数値を定数倍して、強調音声パワーPEを求め、平滑化部1705、1707へ供給する。すなわち、第nフレームの強調音声パワーPEは、

Figure 0004968355
Separating section 1700 separates the emphasized speech power spectrum supplied from multiplex multiplication section 170 in FIG. Average value calculation section 1701 divides the sum of emphasized speech power spectrum | X n (k) | 2 bars from k = 0 to K−1 by K, and transmits the calculation result to logarithmic calculation section 1702. The logarithm calculation unit 1702 calculates the logarithm of the average value input from the average value calculation unit 1701 and transmits the logarithm to the multiplier 1703. The multiplier 1703 multiplies the supplied logarithm value by a constant to obtain the emphasized speech power PE n and supplies it to the smoothing units 1705 and 1707. That is, the emphasized speech power PE n of the nth frame is

Figure 0004968355

で与えられる。 Given in.

一方、分離部1708は、図1の雑音推定計算部5から供給された推定雑音パワースペクトルを周波数別推定雑音パワースペクトルに分離し、平均値計算部1709へ出力する。平均値計算部1709は、周波数別推定雑音パワースペクトルλ(k)のk=0からK−1に対する総和をKで除算し、計算結果を対数計算部1710へ伝達する。対数計算部1710は、平均値計算部1709から供給された平均値の対数を計算し、乗算器1711へ伝達する。乗算器1711は、供給された対数値を定数倍して、推定雑音パワーPNを求め、関数値計算部1712、1713へ供給する。すなわち、第nフレームの推定雑音パワーPNは、

Figure 0004968355
On the other hand, the separation unit 1708 separates the estimated noise power spectrum supplied from the noise estimation calculation unit 5 of FIG. 1 into frequency-specific estimated noise power spectra, and outputs them to the average value calculation unit 1709. Average value calculation section 1709 divides the total sum of frequency-specific estimated noise power spectrum λ n (k) from k = 0 to K−1 by K, and transmits the calculation result to logarithmic calculation section 1710. The logarithm calculation unit 1710 calculates the logarithm of the average value supplied from the average value calculation unit 1709 and transmits the logarithm to the multiplier 1711. The multiplier 1711 multiplies the supplied logarithmic value by a constant to obtain an estimated noise power PN n and supplies it to the function value calculation units 1712 and 1713. That is, the estimated noise power PN n of the nth frame is

Figure 0004968355

で与えられる。 Given in.

入力信号に音声がどの程度含まれているかを表す指標は、推定雑音パワーPNと強調音声パワーPEの相対関係をもとに計算される。強調音声パワーPEが推定雑音パワーPNよりも大きければ、指標は音声の存在確率が高いことを示す。一般的に、推定雑音パワーPNと強調音声パワーPEは非定常信号であるため、音声区間において推定雑音パワーPNが強調音声パワーPEよりも大きくなる場合が発生する。逆に、雑音区間でも推定雑音パワーPNが強調音声パワーPEよりも大きくなることがある。従って、それぞれのパワーを補正せずに指標計算に用いると、誤った音声存在確率が得られる可能性がある。このため、音声存在確率計算の精度を向上するには、推定雑音パワーPNと強調音声パワーPEを適切に補正することが望ましい。また、複数の補正方法を導入し、複数の指標をもとに音声存在確率を計算すれば、精度は更に向上する。 Index indicating it contains what extent audio input signal is calculated based on the relative relationship between the enhanced speech power PE n and the estimated noise power PN n. If the emphasized speech power PE n is larger than the estimated noise power PN n , the index indicates that the presence probability of speech is high. In general, the estimated noise power PN n and the emphasized speech power PE n are non-stationary signals, and therefore the estimated noise power PN n may be larger than the enhanced speech power PE n in the speech interval. On the contrary, the estimated noise power PN n may be larger than the emphasized speech power PE n even in the noise interval. Therefore, if the respective powers are used for index calculation without correction, there is a possibility that an erroneous speech existence probability is obtained. For this reason, in order to improve the accuracy of the speech existence probability calculation, it is desirable to appropriately correct the estimated noise power PN n and the emphasized speech power PE n . Moreover, if a plurality of correction methods are introduced and the speech existence probability is calculated based on a plurality of indices, the accuracy is further improved.

本実施例では、強調音声パワーPEは平滑化部1715と1716において平滑化処理を用いて、推定雑音パワーPNは関数値計算部1712と1713において適切な関数を用いて、指標計算に適した値に補正される。指標としては、分析区間長がそれぞれ異なる瞬時指標と平均指標の二種類が計算される。 In this embodiment, the enhanced speech power PE n is suitable for index calculation using smoothing processing in the smoothing units 1715 and 1716, and the estimated noise power PN n is appropriate for function calculation in the function value calculation units 1712 and 1713. The value is corrected. Two types of indicators are calculated: an instantaneous indicator and an average indicator with different analysis section lengths.

平滑化部1705は、平滑化係数記憶部1704から供給された平滑化係数を用いて、乗算器1703から供給された強調音声パワーPEを時間方向に平滑化し、第一の平滑強調音声パワーを瞬時指標計算部1715へ供給する。平滑化部1707も同様に、平滑化係数記憶部1706から供給された平滑化係数を用いて、乗算器1703から供給された強調音声パワーPEを時間方向に平滑化し、第二の平滑強調音声パワーを平均指標計算部1714へ供給する。基本的に、平滑化係数記憶部1704に記憶されている係数の方が、平滑化係数記憶部1706の係数よりも小さくなるように設定される。これは、平滑化係数の値が小さい程、平滑化部の時間方向平滑化効果が小さくなり、瞬時指標の計算に適しているためである。 The smoothing unit 1705 uses the smoothing coefficient supplied from the smoothing coefficient storage unit 1704 to smooth the emphasized speech power PE n supplied from the multiplier 1703 in the time direction, and obtains the first smoothed enhanced speech power. It supplies to the instantaneous index calculation part 1715. Similarly, the smoothing unit 1707 uses the smoothing coefficient supplied from the smoothing coefficient storage unit 1706 to smooth the emphasized speech power PE n supplied from the multiplier 1703 in the time direction, and the second smoothed emphasized speech. The power is supplied to the average index calculation unit 1714. Basically, the coefficient stored in the smoothing coefficient storage unit 1704 is set to be smaller than the coefficient in the smoothing coefficient storage unit 1706. This is because the smaller the value of the smoothing coefficient, the smaller the smoothing effect in the time direction of the smoothing unit, which is suitable for the calculation of the instantaneous index.

関数値計算部1713は、乗算器1711から供給された推定雑音パワーPNから第一の関数値を計算し、瞬時指標計算部1715へ供給する。関数値計算部1712も同様に、乗算器1711から供給された推定雑音パワーPNから第二の関数値を計算し、平均指標計算部1714へ供給する。関数値の計算には、ダイナミックレンジの圧縮や拡大を行うために線形又は非線形関数や、分散を低減するために平滑化が用いられる。ダイナミックレンジの圧縮や拡大、分散の低減により、推定雑音パワーPNの非定常性に起因する指標計算の精度劣化を低減できる。また、演算量を低減するために、関数値計算を省略し、推定雑音パワーPNをそのまま指標計算に利用することも可能である。関数値計算部1712と1713では、例えば次のような関数が利用される。

Figure 0004968355
The function value calculation unit 1713 calculates the first function value from the estimated noise power PN n supplied from the multiplier 1711 and supplies the first function value to the instantaneous index calculation unit 1715. Similarly, the function value calculating unit 1712, a second function value calculated from the estimated noise power PN n supplied from the multiplier 1711, and supplies the average index calculation unit 1714. In calculating the function value, a linear or non-linear function is used to compress or expand the dynamic range, and smoothing is used to reduce dispersion. Dynamic range compression or expansion of, the reduction of the dispersion can be reduced degradation of accuracy index calculation due to unsteadiness of the estimated noise power PN n. Further, in order to reduce the calculation amount, omitting the function value calculations, it is also possible to use the estimated noise power PN n as they index calculation. In the function value calculation units 1712 and 1713, for example, the following functions are used.

Figure 0004968355

但し、PNハットは関数値、afcとbfcは実数である。 However, PN n hat is a function value, and a fc and b fc are real numbers.

瞬時指標計算部1715は、平滑化部1705から供給された第一の平滑強調音声パワーと、関数値計算部1713から供給された第一の関数値を用いて、瞬時指標を計算し、加算部1716へ供給する。平均指標計算部1714は、平滑化部1707から供給された第二の平滑強調音声パワーと、関数値計算部1712から供給された第二の関数値を用いて、平均指標を計算し、加算部1716へ供給する。指標の計算には、強調音声パワーPEと推定雑音パワーPNの比を計算し、その比に応じて数値を大きくする方法が利用される。具体例としては、次のような計算方法が挙げられる。

Figure 0004968355
The instantaneous index calculation unit 1715 calculates an instantaneous index using the first smoothing emphasized speech power supplied from the smoothing unit 1705 and the first function value supplied from the function value calculation unit 1713, and the addition unit 1716. The average index calculation unit 1714 calculates an average index using the second smoothing enhancement speech power supplied from the smoothing unit 1707 and the second function value supplied from the function value calculation unit 1712, and adds the addition unit. 1716. For the calculation of the index, a method is used in which the ratio between the emphasized speech power PE n and the estimated noise power PN n is calculated and the numerical value is increased according to the ratio. Specific examples include the following calculation methods.

Figure 0004968355

但し、IDXは指標、PEバーは平滑強調音声パワー、PNハットは関数値である。また、θidx、aidxとbidxは実数で、aidxはbidx以上の値を有する。 However, IDX n is an index, PE n bar is a smooth emphasis voice power, and PN n hat is a function value. Θ idx , a idx and b idx are real numbers, and a idx has a value equal to or greater than b idx .

比を計算するときに分母に定数を加えると、分母の値が定数よりも小さくならないので、比を計算する際に発散を防止できる。この他にも、強調音声パワーPEと推定雑音パワーPNの差や、差を強調音声パワーPEで正規化した値を用いて計算することもできるが、詳細は省略する。 If a constant is added to the denominator when calculating the ratio, the value of the denominator does not become smaller than the constant, so that divergence can be prevented when calculating the ratio. In addition to this, the difference between the enhanced speech power PE n and the estimated noise power PN n and a value obtained by normalizing the difference with the enhanced speech power PE n can be calculated, but details are omitted.

加算部1716は、平均指標計算部1714及び瞬時指標計算部1715から供給された平均指標及び瞬時指標の和を計算し、音声存在確率として図2の後抑圧係数計算部172へ伝達する。音声存在確率の計算には、加算以外にも、重みつき加算や乗算を用いることが可能である。音声存在確率の精度を改善するために、分析区間が異なる3種類以上の指標を計算しても良い。また、1種類の指標だけを利用し、計算を簡略化することも可能である。   The addition unit 1716 calculates the sum of the average index and the instantaneous index supplied from the average index calculation unit 1714 and the instantaneous index calculation unit 1715, and transmits the sum to the post-suppression coefficient calculation unit 172 of FIG. In addition to the addition, weighted addition or multiplication can be used for calculating the speech existence probability. In order to improve the accuracy of the speech existence probability, three or more types of indices having different analysis intervals may be calculated. It is also possible to simplify the calculation using only one type of index.

平滑化部1705の構成と動作の詳細な説明は、図4を用いて行う。   A detailed description of the configuration and operation of the smoothing unit 1705 will be given with reference to FIG.

図4は、図3の平滑化部1705の構成を示すブロック図である。平滑化部1705は、定数乗算器1741、乗算器1743、1744、加算器1742、1745、遅延器1746を有する。図3の乗算器1703から強調音声パワーPEが、図3の平滑化係数記憶部1704から平滑化係数が、それぞれ入力として供給される。値δを有する平滑化係数は、定数乗算器1741と乗算器1744に伝達される。定数乗算器1741は、入力信号を−1倍して−δとし、これを加算器1742に伝達する。加算器1742のもう一方の入力としては1が供給されており、加算器1742の出力は両者の和である1−δとなる。1−δは乗算器1743に供給されて、もう一方の入力である強調音声パワーPEと乗算され、積である(1−δ)PEが加算器1745に伝達される。 FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the smoothing unit 1705 of FIG. The smoothing unit 1705 includes a constant multiplier 1741, multipliers 1743 and 1744, adders 1742 and 1745, and a delay unit 1746. The emphasized speech power PE n is supplied from the multiplier 1703 in FIG. 3 and the smoothing coefficient is supplied from the smoothing coefficient storage unit 1704 in FIG. The smoothing coefficient having the value δ is transmitted to the constant multiplier 1741 and the multiplier 1744. The constant multiplier 1741 multiplies the input signal by −1 to obtain −δ, and transmits this to the adder 1742. 1 is supplied as the other input of the adder 1742, and the output of the adder 1742 is 1−δ which is the sum of both. 1-δ is supplied to a multiplier 1743 and multiplied by the emphasized speech power PE n which is the other input, and (1-δ) PE n which is a product is transmitted to the adder 1745.

一方、乗算器1744では、平滑化係数として供給されたδと遅延器1746から供給された1フレーム前の平滑化強調音声パワーPEn−1バーが乗算され、積であるδPEn−1バーが加算器1745に伝達される。加算器1745は、(1−δ)PEとδPEn−1バーの和を遅延器1746と図3の瞬時指標計算部1715に、平滑化強調音声パワーPEバーとして、出力する。以上の計算は、式(19)によって表すことができる。

Figure 0004968355
On the other hand, the multiplier 1744 multiplies δ supplied as a smoothing coefficient by the smoothing-enhanced speech power PE n−1 bar one frame before supplied from the delay unit 1746, and a product δPE n−1 bar is obtained. It is transmitted to the adder 1745. The adder 1745, to (1-δ) instantaneous index calculator 1715 PE n and .DELTA.Pe n-1 bar sum of the delay device 1746 and FIG. 3, as the smoothing enhanced speech power PE n bars, and outputs. The above calculation can be expressed by equation (19).

Figure 0004968355

平滑化部1707の構成は、平滑化部1705と同じである。但し、平滑化部1707は、平滑化係数記憶部1706から供給される平滑化係数を用いて、平滑化強調音声パワーを計算する。また、平滑化部1705と1707では、式(19)の他に、移動平均を利用することも可能である。   The configuration of the smoothing unit 1707 is the same as that of the smoothing unit 1705. However, the smoothing unit 1707 uses the smoothing coefficient supplied from the smoothing coefficient storage unit 1706 to calculate the smoothed enhanced speech power. Further, the smoothing units 1705 and 1707 can use a moving average in addition to the equation (19).

図5は、図2の後抑圧係数計算部182の構成を示すブロック図である。後抑圧係数計算部182は、分離部1722、周波数別後抑圧係数計算部1821〜1821K−1、多重化部1723を有する。分離部1722は、図1の抑圧係数補正部5から供給された補正抑圧係数を周波数別補正抑圧係数に分離し、周波数別後抑圧係数計算部1821〜1821K−1に伝達する。周波数別後抑圧係数計算部1821〜1821K−1は、図2の音声存在確率計算部171、図1の多重乗算部16及び推定雑音計算部5からそれぞれ供給される音声存在確率、強調音声振幅スペクトル、推定雑音パワースペクトル、及び分離部1722から供給される周波数別補正抑圧係数を用いて、周波数別後抑圧係数を計算し、多重化部1723に伝達する。 FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the post-suppression coefficient calculator 182 in FIG. The post-suppression coefficient calculator 182 includes a separator 1722, post-frequency post-suppression coefficients calculators 1821 0 to 1821 K−1 , and a multiplexer 1723. The separation unit 1722 separates the corrected suppression coefficient supplied from the suppression coefficient correction unit 5 of FIG. 1 into frequency-specific correction suppression coefficients and transmits the frequency-specific post-frequency suppression coefficient calculation units 1821 0 to 1821 K−1 . The post-frequency suppression coefficient calculation units 1821 0 to 1821 K−1 are the speech existence probability and the emphasized speech respectively supplied from the speech existence probability calculation unit 171 in FIG. 2, the multiple multiplication unit 16 in FIG. 1, and the estimated noise calculation unit 5. The frequency-specific post-frequency suppression coefficient is calculated using the amplitude spectrum, the estimated noise power spectrum, and the frequency-specific correction suppression coefficient supplied from the separation unit 1722 and transmitted to the multiplexing unit 1723.

周波数別後抑圧係数計算部1821〜1821K−1の構成と動作の詳細な説明は、図6を参照しながら行う。 A detailed description of the configuration and operation of the frequency-specific post-frequency suppression coefficient calculation units 1821 0 to 1821 K−1 will be given with reference to FIG.

図6は、図5の周波数別後抑圧係数計算部1821〜1821K−1の構成を示すブロック図である。周波数別後抑圧係数計算部1821は、有音部用係数記憶部1831、無音部用係数計算部1832、係数計算部1833、乗算器1834を有する。周波数別後抑圧係数計算部1821は、音声存在確率に応じて、周波数別後抑圧係数を計算する。音声存在確率が低ければ、無音部用係数の寄与率が高い係数を用いて、周波数別後抑圧係数の値を小さくする。このため、雑音区間での残留雑音を更に低減できる。逆に、音声存在確率が高い場合には、有音部用係数の寄与率が高い係数を用いて、周波数別後抑圧係数が周波数別補正抑圧係数と同等の値になるように補正する。また、周波数別後抑圧係数が周波数別補正抑圧係数よりも少し大きくなるように補正しても良い。以上から、音声存在確率が高い場合には、音声の過剰抑圧を防止できる。本実施例では、係数は各周波数毎に計算しているが、全帯域で共通の係数を求め、その係数を周波数別補正抑圧係数に適用すれば、係数の計算に必要な演算量を低減できる。 FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the frequency-specific post-frequency suppression coefficient calculation units 1821 0 to 1821 K−1 in FIG. 5. The post-frequency suppression coefficient calculation unit 1821 includes a sound part coefficient storage unit 1831, a silence part coefficient calculation unit 1832, a coefficient calculation unit 1833, and a multiplier 1834. The frequency-specific post-frequency suppression coefficient calculation unit 1821 calculates the frequency-specific post-frequency suppression coefficient according to the speech existence probability. If the speech existence probability is low, the value of the post-frequency suppression coefficient is reduced using a coefficient with a high contribution ratio of the silence part coefficient. For this reason, the residual noise in the noise section can be further reduced. On the other hand, when the speech existence probability is high, correction is performed so that the post-frequency suppression coefficient becomes equal to the frequency-specific correction suppression coefficient using a coefficient with a high contribution ratio of the sound part coefficient. Further, correction may be performed so that the post-frequency suppression coefficient is slightly larger than the frequency-specific correction suppression coefficient. From the above, when the voice existence probability is high, excessive suppression of voice can be prevented. In this embodiment, the coefficient is calculated for each frequency. However, if a common coefficient is obtained in all bands and the coefficient is applied to the correction suppression coefficient for each frequency, the amount of calculation required for calculating the coefficient can be reduced. .

係数計算部1833は、有音部用係数記憶部1831と無音部用係数計算部1832からそれぞれ出力される有音部用係数と無音部用係数、及び図2の音声存在確率計算部171から供給される音声存在確率をもとに、係数を計算する。   The coefficient calculation unit 1833 supplies the sound part coefficient and the soundless part coefficient output from the sound part coefficient storage part 1831 and the soundless part coefficient calculation part 1832 and the sound existence probability calculation part 171 in FIG. The coefficient is calculated based on the voice presence probability.

音声存在確率をp、有音部用係数をFV、無音部用係数をFUとした場合に、係数計算部1833から出力される係数Fは、式(20)で与えられる。

Figure 0004968355
When the speech existence probability is p, the sound part coefficient is FV, and the silence part coefficient is FU, the coefficient F output from the coefficient calculation unit 1833 is given by Expression (20).

Figure 0004968355

係数の計算では、音声存在確率が大きければ、係数計算部1833の出力値に対する有音部用係数の寄与率を大きくする。式(20)の計算方法では、音声存在確率をそのまま寄与率として利用している。   In the coefficient calculation, if the speech existence probability is large, the contribution ratio of the sound part coefficient to the output value of the coefficient calculation unit 1833 is increased. In the calculation method of Expression (20), the speech existence probability is directly used as a contribution rate.

また、式(21)に示すように、適当な関数FSFC、GSFCを用いて有音部用と無音部用の係数を補正してから、音声存在確率を寄与率として利用することも可能である。

Figure 0004968355
Further, as shown in the equation (21), the sound existence probability can be used as the contribution rate after correcting the coefficients for the sounded part and the silent part using appropriate functions F SFC and G SFC. It is.

Figure 0004968355

この他にも、音声存在確率が予め定められた値以上の場合は、有音部用係数を係数計算部1833から出力することもできる。そして、乗算器1834は、図5の分離部1722から供給される周波数別補正抑圧係数と、係数計算部1833から供給される係数の積を計算し、周波数別後抑圧係数として図5の多重化部1723に伝達する。 In addition to this, when the voice existence probability is equal to or higher than a predetermined value, the coefficient for sound part can be output from the coefficient calculation unit 1833. Then, the multiplier 1834 calculates the product of the frequency-specific correction suppression coefficient supplied from the separation unit 1722 in FIG. 5 and the coefficient supplied from the coefficient calculation unit 1833, and uses the frequency-dependent post-frequency suppression coefficient in FIG. Transmitted to the unit 1723.

無音部用係数計算部1832は、図2の音声存在確率計算部171、図1の多重乗算部16及び推定雑音計算部1からそれぞれ供給される音声存在確率、強調音声振幅スペクトル、推定雑音パワースペクトルを用いて、無音部用係数を求め、係数計算部1833へ供給する。雑音区間の残留雑音を低減するため、有音部用係数よりも小さな値を出力するように無音部用係数計算部1832を設計する。   The silent part coefficient calculation unit 1832 includes the speech existence probability, the enhanced speech amplitude spectrum, and the estimated noise power spectrum respectively supplied from the speech existence probability calculation unit 171 in FIG. 2, the multiple multiplication unit 16 in FIG. 1, and the estimated noise calculation unit 1. Is used to obtain the coefficient for silent part and supply it to the coefficient calculation part 1833. In order to reduce residual noise in the noise section, the silent part coefficient calculation unit 1832 is designed so as to output a value smaller than the sound part coefficient.

無音部用係数計算部1832の構成と動作の詳細な説明は、図7を用いて行う。   A detailed description of the configuration and operation of the silent part coefficient calculation unit 1832 will be given with reference to FIG.

図7は、図6の無音部用係数計算部1832の構成を示すブロック図である。無音部用係数計算部1832は、分離部1850、1855、平均値計算部1851、1856、音声パワー混合部1852、平滑化部1853、平滑化係数記憶部1854、平滑信号記憶部1858、除算部1857、1862、対数計算部1859、定数乗算部1860、係数計算部1861、指数計算部1863を有する。   FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the silent part coefficient calculation unit 1832 of FIG. The silent part coefficient calculation unit 1832 includes separation units 1850 and 1855, average value calculation units 1851 and 1856, audio power mixing unit 1852, smoothing unit 1853, smoothing coefficient storage unit 1854, smooth signal storage unit 1858, and division unit 1857. 1862, a logarithm calculation unit 1859, a constant multiplication unit 1860, a coefficient calculation unit 1861, and an exponent calculation unit 1863.

分離部1850は、図1の多重乗算部16から供給される強調音声パワースペクトルを周波数別強調音声パワースペクトルに分離し、平均値計算部1851へ伝達する。平均値計算部1851は、周波数別強調音声パワースペクトル|X(k)|バーのk=0からK−1に対する総和をKで除算し、強調音声パワーとして音声パワー混合部1852へ伝達する。音声パワー混合部1852は、平均値計算部1851から供給される強調音声パワーと、平滑信号記憶部1858から供給される1フレーム前の平滑強調音声パワーを、図2の音声存在確率計算部171から供給される音声存在確率に応じて混合し、混合した信号を平滑化部1853へ伝達する。混合の際、音声存在確率が高ければ、平均電力計算部1851から供給される強調音声平均パワーの比率を高くし、低ければ、平滑信号記憶部1858から供給される平滑強調音声パワーの比率を高くする。 Separating section 1850 separates the emphasized speech power spectrum supplied from multiplex multiplication section 16 in FIG. The average value calculation unit 1851 divides the sum of the frequency-specific enhanced speech power spectrum | X n (k) | 2 bars from k = 0 to K−1 by K, and transmits the sum to the speech power mixing unit 1852 as the enhanced speech power. . The speech power mixing unit 1852 uses the enhanced speech power supplied from the average value calculation unit 1851 and the smoothed enhanced speech power one frame before supplied from the smoothed signal storage unit 1858 from the speech existence probability calculation unit 171 in FIG. Mixing is performed according to the supplied speech existence probability, and the mixed signal is transmitted to the smoothing unit 1853. At the time of mixing, if the speech existence probability is high, the ratio of the emphasized speech average power supplied from the average power calculator 1851 is increased, and if it is low, the ratio of the smoothed emphasized speech power supplied from the smooth signal storage unit 1858 is increased. To do.

平滑化部1853は、平滑化係数記憶部1854から供給される平滑化係数に応じて、音声パワー混合部1852から供給された混合信号を平滑化し、平滑強調音声パワーとして平滑信号記憶部1858と除算部1857に伝達する。音声パワー混合部の機能から明らかなように、音声存在確率が低い区間では、平滑化部1853は、1フレーム前の平滑強調音声パワーが多く含まれた信号を用いて、平滑強調音声パワーを計算する。従って、平滑強調音声パワーは殆ど更新されない。このため、平滑部1853からは、雑音区間においても、音声区間で計算された強調音声パワーが常に出力される。一方、音声存在確率が高い区間では、平滑化部1853は、強調音声平均パワーが多く含まれた信号を用いて、平滑強調音声パワーを計算する。   The smoothing unit 1853 smoothes the mixed signal supplied from the audio power mixing unit 1852 in accordance with the smoothing coefficient supplied from the smoothing coefficient storage unit 1854, and divides the smoothed signal from the smoothed signal storage unit 1858 as the smoothed enhanced audio power. Part 1857. As is clear from the function of the speech power mixing unit, in a section where the speech existence probability is low, the smoothing unit 1853 calculates the smoothed speech power using a signal containing a large amount of the smoothed speech power one frame before. To do. Therefore, the smooth enhancement speech power is hardly updated. For this reason, the smoothing unit 1853 always outputs the enhanced speech power calculated in the speech interval even in the noise interval. On the other hand, in a section where the speech existence probability is high, the smoothing unit 1853 calculates smooth enhanced speech power using a signal that includes a large amount of enhanced speech average power.

音声パワー混合部1852で利用されている音声存在確率は、図2の音声存在確率計算部171から供給されており、強調音声パワースペクトルと推定雑音パワースペクトルを基に計算されている。無音部用係数計算部1832にも、強調音声パワースペクトルと推定雑音パワースペクトルが入力されているので、音声パワー混合部1852で利用する音声存在確率を無音部用係数計算部1832の内部でも計算することが可能である。   The voice presence probability used in the voice power mixing unit 1852 is supplied from the voice presence probability calculation unit 171 in FIG. 2, and is calculated based on the enhanced voice power spectrum and the estimated noise power spectrum. Since the emphasized speech power spectrum and the estimated noise power spectrum are also input to the silence part coefficient calculation unit 1832, the speech existence probability used in the speech power mixing unit 1852 is also calculated inside the silence part coefficient calculation unit 1832. It is possible.

また、図2の音声存在確率計算部171の場合と同様に、強調音声パワースペクトルと推定雑音パワースペクトルは、劣化音声振幅スペクトルをもとに計算されているので、音声パワー混合部1852で利用されている音声存在確率は、本質的には劣化音声振幅スペクトルから求められているといえる。   Further, as in the case of the speech existence probability calculation unit 171 in FIG. 2, the enhanced speech power spectrum and the estimated noise power spectrum are calculated based on the degraded speech amplitude spectrum, and thus are used in the speech power mixing unit 1852. It can be said that the existing speech existence probability is essentially obtained from the degraded speech amplitude spectrum.

一方、分離部1855は、図1の推定雑音計算部5から供給された推定雑音パワースペクトルを周波数別推定雑音パワースペクトルに分離し、平均値計算部1856へ出力する。平均値計算部1856は、周波数別推定雑音パワースペクトルλ(k)のk=0からK−1に対する総和をKで除算し、計算結果を推定雑音平均パワーとして除算部1857へ伝達する。除算部1857は、平滑化部1853から供給される強調音声平均パワーを、平均値計算部1856から供給される推定雑音平均パワーで除算し、除算結果を対数計算部1859へ伝達する。対数計算部1859は、除算部1857から供給された除算結果の対数を計算し、対数値を定数乗算部1860へ伝達する。 On the other hand, the separation unit 1855 separates the estimated noise power spectrum supplied from the estimated noise calculation unit 5 of FIG. 1 into the estimated noise power spectrum for each frequency, and outputs it to the average value calculation unit 1856. Average value calculating section 1856 divides the sum of k = 1 to K−1 of estimated frequency noise power spectrum λ n (k) by frequency by K, and transmits the calculation result to dividing section 1857 as estimated noise average power. The division unit 1857 divides the emphasized speech average power supplied from the smoothing unit 1853 by the estimated noise average power supplied from the average value calculation unit 1856 and transmits the division result to the logarithmic calculation unit 1859. The logarithm calculation unit 1859 calculates the logarithm of the division result supplied from the division unit 1857 and transmits the logarithmic value to the constant multiplication unit 1860.

この定数乗算部1860は、対数計算部1859から供給された対数値を定数倍して、演算結果を係数計算部1861に伝達する。係数計算部1861は、定数乗算部1860の出力から係数を求め、除算部1862へ伝達する。除算部1862のもう一方の入力としては10が供給されているので、除算部1862は、係数計算部1861から供給された係数を10で除算し、除算結果を指数計算部1863へ伝達する。指数部計算部1863は、除算部1862の出力の指数を計算し、演算結果を無音部用係数として図6の係数計算部1833へ伝達する。   The constant multiplier 1860 multiplies the logarithmic value supplied from the logarithm calculator 1859 by a constant, and transmits the calculation result to the coefficient calculator 1861. The coefficient calculation unit 1861 obtains a coefficient from the output of the constant multiplication unit 1860 and transmits it to the division unit 1862. Since 10 is supplied as the other input of the division unit 1862, the division unit 1862 divides the coefficient supplied from the coefficient calculation unit 1861 by 10 and transmits the division result to the exponent calculation unit 1863. The exponent part calculation unit 1863 calculates the exponent of the output of the division unit 1862 and transmits the calculation result to the coefficient calculation unit 1833 in FIG. 6 as a silence part coefficient.

除算部1857の演算結果は、強調音声平均パワーと推定雑音パワーの比、すなわちSNRに相当する。従って、係数計算部1861は、SNRをもとに無音部の抑圧度を計算していることになる。SNRを計算する目的は、音声存在確率計算部171で求めた音声存在確率の信頼度を、係数の計算に反映することである。SNRが高い場合、すなわち音声存在確率の信頼度が高い場合には、音声を誤って抑圧する可能性が小さいので、係数を小さくし、抑圧度を増加させる。一方、音声存在確率の信頼度が低い場合には、音声を誤って抑圧することを防ぐため、係数を大きくし、抑圧度を減少させる。SNRから係数を求めることが重要なので、計算を簡略化するために、対数計算部1859と指数計算部1863のどちらか一方、もしくは両方を省略することが可能である。   The calculation result of the division unit 1857 corresponds to the ratio between the emphasized speech average power and the estimated noise power, that is, the SNR. Accordingly, the coefficient calculation unit 1861 calculates the suppression degree of the silent part based on the SNR. The purpose of calculating the SNR is to reflect the reliability of the speech existence probability obtained by the speech existence probability calculation unit 171 in the calculation of the coefficient. When the SNR is high, that is, when the reliability of the voice existence probability is high, since the possibility of erroneously suppressing the voice is small, the coefficient is reduced and the degree of suppression is increased. On the other hand, when the reliability of the voice existence probability is low, the coefficient is increased to reduce the degree of suppression in order to prevent the voice from being erroneously suppressed. Since it is important to obtain the coefficient from the SNR, either one or both of the logarithmic calculator 1859 and the exponent calculator 1863 can be omitted to simplify the calculation.

また、予め適切に設定した定数を推定雑音平均パワーに加算してから除算を行えば、除算結果の発散を防ぐことができる。除算ではなく、除算の近似演算を利用しても、発散を防止できる。   Further, if division is performed after adding a constant set appropriately in advance to the estimated noise average power, divergence of the division result can be prevented. Divergence can also be prevented by using an approximate operation of division instead of division.

本実施例では、強調音声平均パワーと推定雑音パワーを計算する際に、全帯域のパワースペクトルの平均値を用いたが、適当な帯域幅を持ったサブバンド毎に計算したパワースペクトルの平均値を用いる方法も有効である。各帯域毎に平均値を計算するので、全帯域の平均値を用いた場合よりも、各帯域で正確なSNRを計算することが可能になる。   In this embodiment, when calculating the emphasized speech average power and the estimated noise power, the average value of the power spectrum of the entire band is used. However, the average value of the power spectrum calculated for each subband having an appropriate bandwidth. The method using is also effective. Since the average value is calculated for each band, it is possible to calculate an accurate SNR in each band, compared to the case where the average value of all bands is used.

図8に、図7の係数計算部1861で係数を計算する際に用いる非線形関数の例を示す。fcmを入力値としたとき、図8に示される非線形関数の出力値gcmは、式(22)で与えられる。

Figure 0004968355
FIG. 8 shows an example of a nonlinear function used when the coefficient calculation unit 1861 in FIG. 7 calculates the coefficient. When f cm is an input value, the output value g cm of the nonlinear function shown in FIG. 8 is given by Expression (22).

Figure 0004968355

但し、acm,bcm,ccm,dcmは正の実数である。 However, a cm , b cm , c cm , and d cm are positive real numbers.

cmが大きくなればgcmが小さくなることが、式(22)の非線形関数に求められる条件である。式(22)の他にも、この条件を満たすような線形関数や高次多項式、重みつき加算を含む任意の関数を用いることができる。 The condition required for the nonlinear function of Equation (22) is that g cm decreases as f cm increases. In addition to Expression (22), a linear function that satisfies this condition, a high-order polynomial, and an arbitrary function including weighted addition can be used.

図9は本発明の第2の実施の形態を示すブロック図である。図9と第1の実施例である図1とは、強調音声振幅スペクトル補正部28を除いて同一である。強調音声振幅スペクトル補正部28の構成と動作の詳細な説明は、図10を参照しながら行う。   FIG. 9 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. FIG. 9 and FIG. 1 as the first embodiment are the same except for the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 28. A detailed description of the configuration and operation of the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 28 will be given with reference to FIG.

図10は強調音声振幅スペクトル補正部28の構成を示すブロック図である。図2に示した強調音声振幅スペクトル補正部18とは、後抑圧係数計算部182が後抑圧係数計算部282に置換されていることを除いて同一である。後抑圧係数計算部282の構成と動作の詳細な説明は、図11を参照しながら行う。   FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 28. The emphasized speech amplitude spectrum correction unit 18 shown in FIG. 2 is the same except that the post-suppression coefficient calculator 182 is replaced with a post-suppression coefficient calculator 282. Detailed configuration and operation of the post-suppression coefficient calculator 282 will be described with reference to FIG.

図11は後抑圧係数計算部282の構成を示すブロック図である。図5に示した後抑圧係数計算部182とは、周波数別後抑圧係数計算部1821〜1821K−1が周波数別後抑圧係数計算部2821〜2821K−1に置換されていることを除いて同一である。周波数別後抑圧係数計算部2821〜2821K−1の構成と動作の詳細な説明は、図12を参照しながら行う。 FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the post-suppression coefficient calculator 282. The suppression coefficient calculation unit 182 then illustrated in Figure 5, that after the suppression coefficient calculation unit 1821 0 ~1821 K-1 each frequency is replaced after each frequency suppression coefficient calculation unit 2821 0 ~2821 K-1 Except for the same. A detailed description of the configuration and operation of the frequency-specific post-frequency suppression coefficient calculation units 2821 0 to 2821 K−1 will be given with reference to FIG.

図12は、図11の周波数別後抑圧係数計算部2821〜2821K−1の構成を示すブロック図である。図6に示した周波数別後抑圧係数計算部1821とは、有音部用係数記憶部1831が有音部用係数計算部2831に置換されていることを除いて同一である。無音部用係数だけでなく、有音部用係数も計算するので、図6の周波数別後抑圧係数計算部よりも有音部で高音質を達成できる。 FIG. 12 is a block diagram illustrating the configuration of the frequency-specific post-frequency suppression coefficient calculation units 2821 0 to 2821 K−1 of FIG. 11. The post-frequency suppression coefficient calculation unit 1821 shown in FIG. 6 is the same except that the sound part coefficient storage unit 1831 is replaced with a sound part coefficient calculation unit 2831. Since not only the silence part coefficient but also the sound part coefficient is calculated, higher sound quality can be achieved in the sound part than the frequency-specific post-frequency suppression coefficient calculation part of FIG.

有音部用係数計算部2831は、図9の多重乗算部16及び推定雑音計算部5からそれぞれ供給される強調音声パワースペクトルと推定雑音パワースペクトルを用いて、有音部用係数を求め、係数計算部1833へ供給する。推定雑音パワーが強調音声パワーよりも大きい場合、又は両パワーの大きさが同等の場合には、有音部用係数計算部2831は、推定雑音と強調音声のパワー比に応じて、1.0以上の値を出力する。これは、補正抑圧係数が適切な値よりも小さくなっている可能性があるので、音声区間で過剰抑圧となることを防ぐために行う。一方、推定雑音が強調音声よりも小さい場合には、音声区間で過剰抑圧が発生する可能性は低い。そこで、推定雑音と強調音声のパワー比とは無関係に、1.0以上の適切な定数値を出力する。   The sound part coefficient calculation unit 2831 obtains a sound part coefficient by using the emphasized speech power spectrum and the estimated noise power spectrum respectively supplied from the multiple multiplication unit 16 and the estimated noise calculation unit 5 of FIG. The data is supplied to the calculation unit 1833. When the estimated noise power is greater than the emphasized speech power, or when both powers are equal in magnitude, the sound part coefficient calculation unit 2831 generates 1.0 according to the power ratio between the estimated noise and the enhanced speech. The above values are output. This is performed in order to prevent over-suppression in the speech section because the correction suppression coefficient may be smaller than an appropriate value. On the other hand, when the estimated noise is smaller than the emphasized speech, the possibility of excessive suppression occurring in the speech section is low. Therefore, an appropriate constant value of 1.0 or more is output regardless of the estimated noise and the power ratio of the emphasized speech.

図13は本発明の第3の実施の形態を示すブロック図である。図13と第1の実施例である図1とは、強調音声振幅スペクトル補正部17を除いて同一である。後述するように、強調音声振幅スペクトル補正部17と18の違いは、後抑圧係数の計算を行う際に、強調音声振幅スペクトル補正部17が推定雑音パワースペクトルと強調音声パワースペクトルを利用しないところである。強調音声振幅スペクトル補正部17の構成と動作の詳細な説明は、図14を参照しながら行う。   FIG. 13 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. FIG. 13 and FIG. 1 as the first embodiment are the same except for the emphasized speech amplitude spectrum correction unit 17. As will be described later, the difference between the enhanced speech amplitude spectrum correction units 17 and 18 is that the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 17 does not use the estimated noise power spectrum and the enhanced speech power spectrum when calculating the post-suppression coefficient. . A detailed description of the configuration and operation of the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 17 will be given with reference to FIG.

図14は強調音声振幅スペクトル補正部17の構成を示すブロック図である。図2に示した強調音声振幅スペクトル補正部18とは、後抑圧係数計算部182が後抑圧係数計算部172に置換されていることを除いて同一である。以下、この相違点を中心に詳細な動作を説明する。   FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 17. The enhanced speech amplitude spectrum correction unit 18 shown in FIG. 2 is the same as that except that the post-suppression coefficient calculator 182 is replaced with the post-suppression coefficient calculator 172. Hereinafter, detailed operations will be described focusing on this difference.

後抑圧係数計算部172は、音声存在確率計算部171から供給された音声存在確率と、図13の抑圧係数補正部15から供給された補正抑圧係数を用いて、後抑圧係数を計算し、多重乗算部173に伝達する。後抑圧係数計算部172の構成と動作の詳細な説明は、図15を用いて行う。   The post-suppression coefficient calculator 172 calculates a post-suppression coefficient using the speech presence probability supplied from the speech presence probability calculator 171 and the corrected suppression coefficient supplied from the suppression coefficient corrector 15 in FIG. This is transmitted to the multiplier 173. Detailed configuration and operation of the post-suppression coefficient calculator 172 will be described with reference to FIG.

図15は後抑圧係数計算部172の構成を示すブロック図である。図5に示した後抑圧係数計算部182とは、周波数別後抑圧係数計算部1821〜1821K−1が周波数別後抑圧係数計算部1721〜1721K−1に置換されていることを除いて同一である。以下、この相違点を中心に詳細な動作を説明する。 FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of the post-suppression coefficient calculation unit 172. The suppression coefficient calculation unit 182 then illustrated in Figure 5, that after the suppression coefficient calculation unit 1821 0 ~1821 K-1 each frequency is replaced after each frequency suppression coefficient calculation unit 1721 0 ~1721 K-1 Except for the same. Hereinafter, detailed operations will be described focusing on this difference.

周波数別後抑圧係数計算部1721〜1721K−1は、分離部1722から供給される周波数別補正抑圧係数と、図14の音声存在確率計算部171から供給される音声存在確率を用いて、周波数別後抑圧係数を計算し、多重化部1723に伝達する。周波数別後抑圧係数計算部1721〜1721K−1の構成と動作の詳細な説明は、図16を用いて行う。 The frequency-specific post-frequency suppression coefficient calculation units 1721 0 to 1721 K−1 use the frequency-specific corrected suppression coefficient supplied from the separation unit 1722 and the audio presence probability supplied from the audio existence probability calculation unit 171 in FIG. The frequency-specific post-suppression coefficient is calculated and transmitted to the multiplexing unit 1723. A detailed description of the configuration and operation of the frequency-specific post-frequency suppression coefficient calculation units 1721 0 to 1721 K−1 will be given with reference to FIG.

図16は、図15の周波数別後抑圧係数計算部1721〜1721K−1の構成を示すブロック図である。周波数別後抑圧係数計算部1721は、有音部用下限値記憶部1691、無音部用下限値記憶部1692、下限値計算部1693、最大値選択部1694を有する。下限値計算部1693は、有音部用下限値記憶部1691から供給される有音部用下限値と、無音部用下限値記憶部1692から供給される無音部用下限値をもとに、図14の音声存在確率計算部171から供給される音声存在確率に応じた下限値を計算し、最大値選択部1694へ伝達する。音声歪みを防止するため、有音部用下限値には、無音部用下限値よりも大きな値が設定される。下限値の計算では、音声存在確率が大きければ、下限値計算部1693の出力値に対する有音部用下限値の寄与率を大きくする。寄与率の設定には、式(20)や式(21)に示される方法を同様に用いることが可能である。 FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of the frequency-specific post-frequency suppression coefficient calculation units 1721 0 to 1721 K−1 in FIG. 15. The post-frequency suppression coefficient calculation unit 1721 includes a lower limit value storage unit 1691 for a sound part, a lower limit value storage unit 1692 for a silence part, a lower limit value calculation unit 1693, and a maximum value selection unit 1694. The lower limit calculation unit 1693 is based on the lower limit value for the sound part supplied from the lower limit value storage unit 1691 for the sound part and the lower limit value for the silent part supplied from the lower limit value storage part 1692 for the silence part. A lower limit value corresponding to the voice presence probability supplied from the voice presence probability calculation unit 171 in FIG. 14 is calculated and transmitted to the maximum value selection unit 1694. In order to prevent sound distortion, a value larger than the lower limit value for the silent part is set as the lower limit value for the sound part. In the calculation of the lower limit value, if the speech existence probability is large, the contribution ratio of the lower limit value for the sound part to the output value of the lower limit value calculation unit 1693 is increased. For setting the contribution rate, it is possible to similarly use the methods shown in the equations (20) and (21).

最大値選択部1694は、図15の分離部1722から供給される周波数別補正抑圧係数と、下限値計算部1693から供給される下限値とを比較し、大きい方の値を図15の多重化部1723へ伝達する。値が同じ場合まで考慮すると、後抑圧係数は下限値計算部 1693 が供給する下限値以上の値になる。従って、抑圧係数は音声存在確率に応じて設定された下限値以上の値になる。音声存在確率が高ければ、下限値は大きくなるので、音声区間において過剰抑圧がもたらす音声歪みを防止できる。一方、音声存在確率が低ければ、下限値は小さくなるので、雑音区間において十分な抑圧度を得ることができる。   The maximum value selection unit 1694 compares the frequency-specific correction suppression coefficient supplied from the separation unit 1722 in FIG. 15 with the lower limit value supplied from the lower limit value calculation unit 1693, and multiplexes the larger value in FIG. Part 1723. Considering the case where the values are the same, the post-suppression coefficient becomes a value equal to or higher than the lower limit value supplied by the lower limit value calculation unit 1693. Therefore, the suppression coefficient becomes a value equal to or higher than the lower limit value set according to the voice presence probability. If the speech existence probability is high, the lower limit value becomes large, so that speech distortion caused by excessive suppression in the speech section can be prevented. On the other hand, if the speech existence probability is low, the lower limit value becomes small, so that a sufficient degree of suppression can be obtained in the noise interval.

図17は本発明の第4の実施の形態を示すブロック図である。図17と第一の実施例である図1とは、強調音声振幅スペクトル補正部29を除いて同一である。強調音声振幅スペクトル補正部29の構成と動作の詳細な説明は、図18を参照しながら行う。   FIG. 17 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention. FIG. 17 and FIG. 1 as the first embodiment are the same except for the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 29. A detailed description of the configuration and operation of the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 29 will be given with reference to FIG.

図18は強調音声振幅スペクトル補正部29の構成を示すブロック図である。図2に示した強調音声振幅スペクトル補正部18とは、後抑圧係数計算部182が後抑圧係数計算部292に置換されていることを除いて同一である。後抑圧係数計算部292の構成と動作の詳細な説明は、図19を参照しながら行う。   FIG. 18 is a block diagram showing the configuration of the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 29. The enhanced speech amplitude spectrum correction unit 18 shown in FIG. 2 is the same except that the post-suppression coefficient calculator 182 is replaced with a post-suppression coefficient calculator 292. A detailed description of the configuration and operation of the post-suppression coefficient calculator 292 will be given with reference to FIG.

図19は後抑圧係数計算部292の構成を示すブロック図である。図5に示した後抑圧係数計算部182とは、周波数別後抑圧係数計算部1821〜1821K−1が周波数別後抑圧係数計算部2921〜2921K−1に置換されていることを除いて同一である。周波数別後抑圧係数計算部2921〜2921K−1の構成と動作の詳細な説明は、図20を参照しながら行う。 FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of the post-suppression coefficient calculator 292. The suppression coefficient calculation unit 182 then illustrated in Figure 5, that after the suppression coefficient calculation unit 1821 0 ~1821 K-1 each frequency is replaced after each frequency suppression coefficient calculation unit 2921 0 ~2921 K-1 Except for the same. Detailed configuration and operation of the frequency-specific post-frequency suppression coefficient calculation units 2921 0 to 2921 K−1 will be described with reference to FIG.

図20は、図19の周波数別後抑圧係数計算部2921〜2921K−1の構成を示すブロック図である。図16に示した周波数別後抑圧係数計算部1721とは、有音部用下限値記憶部1691が有音部用下限値計算部2691に置換されていること、無音部用下限値記憶部1692が無音部用下限値計算部2692を除いて同一である。強調音声パワースペクトルと推定雑音パワースペクトルを基に、有音部用及び無音部用下限値を計算するので、図16の周波数別後抑圧係数計算部よりも、無音部で残留雑音を、有音部で音声歪みを低減できる。 FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration of frequency-specific post-frequency suppression coefficient calculation units 2921 0 to 2921 K−1 in FIG. The frequency-specific post-frequency suppression coefficient calculation unit 1721 shown in FIG. 16 is that the sound part lower limit value storage unit 1691 is replaced with the sound part lower limit value calculation unit 2691, and the soundless part lower limit value storage unit 1692. Are the same except for the silent part lower limit calculator 2692. Since the lower limit value for the voiced part and the silent part is calculated based on the emphasized voice power spectrum and the estimated noise power spectrum, the residual noise in the silent part is Audio distortion can be reduced at the part.

有音部用下限値計算部2691と無音部用下限値計算部2692は、図17の多重乗算部16及び推定雑音計算部1からそれぞれ供給される強調音声パワースペクトルと推定雑音パワースペクトルを用いて、有音部用下限値と無音部用下限値をそれぞれ求め、下限値計算部1693へ供給する。有音部用下限値計算部2691と無音部用下限値計算部2692は、推定雑音と強調音声のパワー比に応じて、それぞれの下限値を計算し、下限値計算部1693へ伝達する。基本的には、推定雑音パワーが強調音声パワーよりも大きくなる、すなわちSNRが低くなれば、音声歪みを防止する目的で有音部用下限値を大きくする。   The voiced lower limit value calculation unit 2691 and the silent part lower limit value calculation unit 2692 use the emphasized speech power spectrum and the estimated noise power spectrum respectively supplied from the multiple multiplication unit 16 and the estimated noise calculation unit 1 in FIG. Then, the lower limit value for the sound part and the lower limit value for the silent part are respectively obtained and supplied to the lower limit value calculation unit 1693. The lower limit value calculation unit for sounded part 2691 and the lower limit value calculation unit for silent part 2692 calculate the respective lower limit values according to the power ratio of the estimated noise and the emphasized speech, and transmit them to the lower limit value calculation unit 1693. Basically, if the estimated noise power is larger than the emphasized voice power, that is, the SNR is lowered, the lower limit value for the sound part is increased for the purpose of preventing voice distortion.

無音部での残留雑音量を小さく、有音部での過剰抑圧を防止するために、無音部用下限値を有音部用下限値以下の値にする。但し、SNRが低い場合には、有音部用下限値と無音部用下限値の差が大きくならないように制御する。下限値の差が大きすぎると、有音部と無音部の残留雑音量の差が大きくなり、結果的に音声区間で音声ひずみが発生しているように知覚されてしまう。逆に、SNRが高ければ、有音部の残留雑音は、音声成分にマスクされて知覚されにくくなる。従って、SNRが低いときのように、有音部と無音部の残留雑音量の差は、音声区間での音声ひずみ要因に殆どならない。   In order to reduce the amount of residual noise in the silent part and prevent excessive suppression in the voiced part, the lower limit value for the silent part is set to a value equal to or lower than the lower limit value for the voiced part. However, when the SNR is low, control is performed so that the difference between the lower limit value for the sounded part and the lower limit value for the silent part is not increased. If the difference between the lower limit values is too large, the difference in the amount of residual noise between the sound part and the soundless part becomes large, and as a result, it is perceived that sound distortion occurs in the sound section. On the other hand, if the SNR is high, the residual noise in the sound part is masked by the sound component and becomes difficult to perceive. Therefore, as in the case where the SNR is low, the difference in the amount of residual noise between the voiced part and the silent part hardly causes a voice distortion factor in the voice section.

そこで、SNRが高い場合には、無音部用下限値と有音部用下限値の差を大きくして、無音部での残留雑音を十分に低減する。以上より、無音部用下限値は、有音部用下限値に依存した値に設定される。従って、基本的には、有音部下限値の場合と同様に、SNRが低くなれば、無音部用下限値も大きくする。推定雑音パワースペクトルと強調音声パワースペクトルの大きさを比較する場合は、それぞれの平均値や、図11の無音部用係数計算で用いられている除算部1857の出力信号を用いることが好ましい。   Therefore, when the SNR is high, the difference between the lower limit value for the silent part and the lower limit value for the voiced part is increased to sufficiently reduce the residual noise in the silent part. From the above, the silent part lower limit value is set to a value depending on the voiced part lower limit value. Therefore, basically, as in the case of the lower limit value of the sound part, the lower limit value for the silent part is increased as the SNR decreases. When comparing the magnitudes of the estimated noise power spectrum and the emphasized speech power spectrum, it is preferable to use the respective average values or the output signal of the division unit 1857 used in the silence part coefficient calculation of FIG.

図21は本発明の第5の実施の形態を示すブロック図である。図21と関連技術例のブロック図である図36とは、推定先天的SNR計算部7及び抑圧係数補正部15が、推定先天的SNR計算部71及び抑圧係数補正部19にそれぞれ置換されていることを除いて同一である。以下、これらの相違点を中心に詳細な動作を説明する。   FIG. 21 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention. FIG. 21 and FIG. 36 which is a block diagram of the related art example, the estimated innate SNR calculation unit 7 and the suppression coefficient correction unit 15 are replaced with the estimated innate SNR calculation unit 71 and the suppression coefficient correction unit 19, respectively. It is the same except that. Hereinafter, detailed operations will be described focusing on these differences.

推定先天的SNR計算部71には、多重乗算部13から劣化音声パワースペクトル、推定雑音計算部5から推定雑音パワースペクトル、周波数別SNR計算部6から後天的SNR、抑圧係数補正部19から補正抑圧係数が供給される。推定先天的SNR計算部71は、劣化音声パワースペクトル、推定雑音パワースペクトル、後天的SNR及び補正抑圧係数を用いて、推定先天的SNRと音声存在確率を求める。そして、音声存在確率を抑圧係数補正部19に、推定先天的SNRを雑音抑圧係数生成部8と抑圧係数補正部19に伝達する。抑圧係数補正部19は、推定先天的SNR計算部71から供給される推定先天的SNRと音声存在確率を用いて、雑音抑圧係数生成部8から供給される抑圧係数を補正し、補正抑圧係数として多重乗算部16と推定先天的SNR計算部71へ伝達する。   The estimated innate SNR calculator 71 includes a degraded speech power spectrum from the multiple multiplier 13, an estimated noise power spectrum from the estimated noise calculator 5, an acquired SNR from the frequency-specific SNR calculator 6, and correction suppression from the suppression coefficient corrector 19. A coefficient is supplied. The estimated innate SNR calculation unit 71 obtains the estimated innate SNR and the voice presence probability using the degraded voice power spectrum, the estimated noise power spectrum, the acquired SNR, and the correction suppression coefficient. Then, the speech existence probability is transmitted to the suppression coefficient correction unit 19, and the estimated innate SNR is transmitted to the noise suppression coefficient generation unit 8 and the suppression coefficient correction unit 19. The suppression coefficient correction unit 19 corrects the suppression coefficient supplied from the noise suppression coefficient generation unit 8 using the estimated innate SNR and the speech existence probability supplied from the estimated innate SNR calculation unit 71, and serves as a corrected suppression coefficient. This is transmitted to the multiple multiplier 16 and the estimated innate SNR calculator 71.

抑圧係数補正部19及び推定先天的SNR計算部71の構成と動作の詳細な説明は、図22及び図23を参照しながら行う。   A detailed description of the configuration and operation of the suppression coefficient correction unit 19 and the estimated innate SNR calculation unit 71 will be given with reference to FIGS.

図22は推定先天的SNR計算部71の構成を示すブロック図である。図22と関連技術例のブロック図である図45との相違点は、推定先天的SNR計算部71が遅延器711、712、多重乗算部713、音声存在確率計算部714を有していることである。以下、これらの相違点を中心に詳細な動作を説明する。   FIG. 22 is a block diagram showing the configuration of the estimated innate SNR calculation unit 71. The difference between FIG. 22 and FIG. 45 which is a block diagram of the related art example is that the estimated innate SNR calculation unit 71 includes delay units 711 and 712, multiple multiplication unit 713, and speech existence probability calculation unit 714. It is. Hereinafter, detailed operations will be described focusing on these differences.

遅延器712は、図21の推定雑音計算部5から供給される第nフレームの推定雑音パワースペクトルλ(k)を保存すると同時に、保存してあった第n−1フレームの推定雑音パワースペクトルλn−1(k)を音声存在確率計算部714に供給する。遅延器711は、図21の多重乗算部13から供給される第nフレームの劣化音声パワースペクトル|Y(k)|を保存すると同時に、保存してあった第n−1フレームの劣化音声パワースペクトル|Yn−1(k)|を多重乗算部713に供給する。多重乗算部713は、多重乗算部704から供給されるG n−1(k)バーと遅延器711から供給される|Yn−1(k)|をk=0,1, ..., K−1に対して乗算して、G n−1(k)バー|Yn−1(k)|を求め、演算結果を推定強調音声パワースペクトルとして音声存在確率計算部714へ伝達する。多重乗算部713の出力信号は、第n−1フレームの強調音声パワースペクトルに一致するが、これを第nフレームの強調音声パワースペクトルの推定信号として扱うために、推定強調音声パワースペクトルという名称を用いている。 The delay unit 712 stores the estimated noise power spectrum λ n (k) of the nth frame supplied from the estimated noise calculation unit 5 of FIG. 21 and at the same time stores the estimated noise power spectrum of the n−1th frame. λ n−1 (k) is supplied to the speech existence probability calculation unit 714. The delay unit 711 stores the degraded speech power spectrum | Y n (k) | 2 of the nth frame supplied from the multiplex multiplier 13 of FIG. The power spectrum | Y n−1 (k) | 2 is supplied to the multiple multiplier 713. The multiple multiplier 713 converts G 2 n−1 (k) bar supplied from the multiple multiplier 704 and | Y n−1 (k) | 2 supplied from the delay unit 711 into k = 0, 1,. . . , K−1 to obtain G 2 n−1 (k) bar | Y n−1 (k) | 2 , and the calculation result is transmitted to the speech existence probability calculation unit 714 as the estimated enhanced speech power spectrum. To do. The output signal of the multiplex multiplier 713 matches the emphasized speech power spectrum of the (n-1) th frame. In order to treat this as an estimated signal of the enhanced speech power spectrum of the nth frame, the name "estimated enhanced speech power spectrum" is used. Used.

多重乗算部704から供給される抑圧係数は、一フレーム前に得られたものなので、抑圧係数と劣化音声パワースペクトルのフレーム番号を合わせて強調音声パワースペクトルを計算するために、遅延器711が導入されている。更に、音声存在確率の計算に用いる強調音声パワースペクトルと推定雑音パワースペクトルのフレーム番号を合わせるために、遅延器712が導入されている。しかし、数フレームの相違が音声存在確率の計算に与える影響は小さいことから、遅延器711と712のどちらか一方、もしくは両方を省略することが可能である。   Since the suppression coefficient supplied from the multiplex multiplier 704 was obtained one frame before, a delay unit 711 was introduced to calculate the enhanced speech power spectrum by combining the suppression coefficient and the frame number of the degraded speech power spectrum. Has been. Further, a delay unit 712 is introduced to match the frame numbers of the emphasized speech power spectrum and the estimated noise power spectrum used for calculating the speech presence probability. However, since the influence of the difference of several frames on the calculation of the speech existence probability is small, it is possible to omit one or both of the delay units 711 and 712.

音声存在確率計算部714は、多重乗算部713から供給される推定強調音声パワースペクトルと、遅延器712から供給される推定雑音パワースペクトルを用いて音声存在確率を計算し、図21の抑圧係数補正部19へ伝達する。多重乗算部713の構成は、既に図37を用いて説明した多重乗算部21に等しいので、詳細な説明は省略する。また、音声存在確率計算部714の構成は、図3を用いて説明した音声存在確率計算部171に等しいので、詳細な説明は省略する。   The speech existence probability calculation unit 714 calculates the speech presence probability using the estimated emphasized speech power spectrum supplied from the multiple multiplier 713 and the estimated noise power spectrum supplied from the delay unit 712, and corrects the suppression coefficient in FIG. To the unit 19. Since the configuration of the multiple multiplier 713 is the same as that of the multiple multiplier 21 already described with reference to FIG. The configuration of the speech presence probability calculation unit 714 is the same as the speech presence probability calculation unit 171 described with reference to FIG.

図23は、図21の抑圧係数補正部19の構成を示すブロック図である。図50に示した抑圧係数補正部15とは、周波数別抑圧係数補正部1501〜1501K−1が周波数別抑圧係数補正部1901〜1901K−1に置換されていることを除いて同一である。以下、これらの相違点を中心に詳細な動作を説明する。 FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of the suppression coefficient correction unit 19 of FIG. The suppression coefficient correction unit 15 shown in FIG. 50, the same except that the frequency-suppression coefficient correction unit 1501 0 ~1501 K-1 has been replaced with frequency-suppression coefficient correction unit 1901 0 ~1901 K-1 It is. Hereinafter, detailed operations will be described focusing on these differences.

周波数別抑圧係数補正部1901〜1901K−1は、分離部1502から供給される周波数別推定先天的SNRと、図21の推定先天的SNR計算部71から供給される音声存在確率を用いて、分離部1503から供給される周波数別抑圧係数を補正し、周波数別補正抑圧係数として多重化部1504へ伝達する。周波数別抑圧係数補正部1901〜1901K−1の構成と動作の詳細な説明は、図24を用いて行う。 The frequency-specific suppression coefficient correction units 1901 0 to 1901 K−1 use the frequency-specific estimated innate SNR supplied from the separating unit 1502 and the speech existence probability supplied from the estimated innate SNR calculation unit 71 in FIG. Then, the frequency-specific suppression coefficient supplied from the separation unit 1503 is corrected and transmitted to the multiplexing unit 1504 as the frequency-specific correction suppression coefficient. A detailed description of the configuration and operation of the frequency-specific suppression coefficient correction units 1901 0 to 1901 K−1 will be given with reference to FIG.

図24は、図23の周波数別抑圧係数補正部1901〜1901K−1の構成を示すブロック図である。図24では、図51の周波数別抑圧係数補正部1501における最大値選択部1591及び抑圧係数下限値記憶部1592の代わりに、有音部用下限値記憶部1921、無音部用下限値記憶部1922、下限値計算部1923、及び最大値選択部1924が具備されている。以下、これらの相違点を中心に詳細な動作を説明する。 FIG. 24 is a block diagram illustrating the configuration of the frequency-specific suppression coefficient correction units 1901 0 to 1901 K−1 in FIG. In FIG. 24, instead of the maximum value selection unit 1591 and the suppression coefficient lower limit value storage unit 1592 in the frequency-specific suppression coefficient correction unit 1501 of FIG. 51, a voiced part lower limit value storage unit 1921 and a silent part lower limit value storage unit 1922 are used. , A lower limit calculator 1923 and a maximum value selector 1924 are provided. Hereinafter, detailed operations will be described focusing on these differences.

下限値計算部1923は、有音部用下限値記憶部1921から供給される有音部用下限値と、無音部用下限値記憶部1922から供給される無音部用下限値をもとに、図21の推定先天的SNR計算部71から供給される音声存在確率に応じた下限値を計算し、最大値選択部1924へ伝達する。最大値選択部1924は、スイッチ1595又は乗算器1597の出力値と、下限値計算部1923から供給される下限値とを比較し、大きい方の値を補正抑圧係数として図23の多重化部1504へ伝達する。値が同じ場合まで考慮すると、補正抑圧係数は下限値計算部1923が供給する下限値より以上の値になる。従って、抑圧係数が音声存在確率に応じて設定された下限値以上の値になるので、音声区間において過剰抑圧がもたらす音声歪みを防止できる。下限値計算部1923の構成は、図6を用いて既に説明した下限値計算部1693に等しいので、詳細な説明は省略する。   The lower limit value calculation unit 1923 is based on the lower limit value for a sound part supplied from the lower limit value storage part 1921 for a sound part and the lower limit value for a soundless part supplied from the lower limit value storage part 1922 for a silence part. A lower limit value corresponding to the speech existence probability supplied from the estimated innate SNR calculation unit 71 in FIG. 21 is calculated and transmitted to the maximum value selection unit 1924. Maximum value selection section 1924 compares the output value of switch 1595 or multiplier 1597 with the lower limit value supplied from lower limit calculation section 1923, and uses the larger value as the correction suppression coefficient, and multiplexing section 1504 in FIG. To communicate. Considering the case where the values are the same, the corrected suppression coefficient is a value greater than the lower limit value supplied by the lower limit value calculation unit 1923. Therefore, since the suppression coefficient becomes a value equal to or higher than the lower limit value set according to the voice presence probability, voice distortion caused by excessive suppression in the voice section can be prevented. Since the configuration of the lower limit calculation unit 1923 is equal to the lower limit calculation unit 1693 already described with reference to FIG. 6, detailed description thereof is omitted.

図25は本発明の第6の実施の形態を示すブロック図である。図25と関連技術例のブロック図である図36とは、推定先天的SNR計算部7及び抑圧係数補正部15が推定先天的SNR計算部72及び抑圧係数補正部20にそれぞれ置換されていることを除いて同一である。以下、これらの相違点を中心に詳細な動作を説明する。   FIG. 25 is a block diagram showing a sixth embodiment of the present invention. FIG. 25 and FIG. 36, which is a block diagram of the related art example, show that the estimated innate SNR calculation unit 7 and the suppression coefficient correction unit 15 are replaced with the estimated innate SNR calculation unit 72 and the suppression coefficient correction unit 20, respectively. Is the same except for. Hereinafter, detailed operations will be described focusing on these differences.

推定先天的SNR計算部72には、多重乗算部13から劣化音声パワースペクトル、推定雑音計算部5から推定雑音パワースペクトル、周波数別SNR計算部6から後天的SNR、抑圧係数補正部20から補正抑圧係数が供給される。推定先天的SNR計算部72は、劣化音声パワースペクトル、推定雑音パワースペクトル、後天的SNR及び補正抑圧係数を用いて、推定先天的SNR、音声存在確率及び推定強調音声パワースペクトルを求める。そして、抑圧係数補正部20に推定先天的SNR、音声存在確率及び推定強調音声パワースペクトルを、雑音抑圧係数生成部8に推定先天的SNRをそれぞれ伝達する。抑圧係数補正部20は、推定先天的SNR計算部72から供給される推定先天的SNR、音声存在確率及び推定強調音声パワースペクトルを用いて、雑音抑圧係数生成部8から供給される抑圧係数を補正し、補正抑圧係数として多重乗算部16と推定先天的SNR計算部72へ伝達する。推定先天的SNR計算部72及び抑圧係数補整正部20の構成と動作の詳細な説明は、図26及び図27を参照しながら行う。   The estimated innate SNR calculation unit 72 includes a degenerate speech power spectrum from the multiple multiplication unit 13, an estimated noise power spectrum from the estimation noise calculation unit 5, an acquired SNR from the frequency-specific SNR calculation unit 6, and correction suppression from the suppression coefficient correction unit 20. A coefficient is supplied. The estimated innate SNR calculator 72 obtains an estimated innate SNR, an audio presence probability, and an estimated enhanced audio power spectrum using the degraded audio power spectrum, the estimated noise power spectrum, the acquired SNR, and the correction suppression coefficient. Then, the estimated innate SNR, the speech existence probability, and the estimated enhanced speech power spectrum are transmitted to the suppression coefficient correction unit 20, and the estimated innate SNR is transmitted to the noise suppression coefficient generation unit 8, respectively. The suppression coefficient correction unit 20 corrects the suppression coefficient supplied from the noise suppression coefficient generation unit 8 using the estimated innate SNR, the speech existence probability, and the estimated enhanced speech power spectrum supplied from the estimated innate SNR calculation unit 72. The corrected suppression coefficient is transmitted to the multiple multiplier 16 and the estimated innate SNR calculator 72. A detailed description of the configuration and operation of the estimated innate SNR calculator 72 and the suppression coefficient correction corrector 20 will be given with reference to FIGS.

図26は推定先天的SNR計算部72の構成を示すブロック図である。図22の推定先天的SNR計算部71とは、多重乗算部713が多重乗算部715に置換されていることを除いて同一である。多重乗算部713は音声存在確率計算部714だけに推定強調音声パワースペクトルを供給していたが、多重乗算部715は図25の抑圧係数補正部20にも供給する。多重乗算部715の構成は、図22を用いて既に説明した多重乗算部713に等しいので、詳細な説明は省略する。   FIG. 26 is a block diagram showing a configuration of the estimated innate SNR calculation unit 72. The estimated innate SNR calculation unit 71 of FIG. 22 is the same except that the multiple multiplier 713 is replaced with a multiple multiplier 715. The multiple multiplier 713 supplies the estimated enhanced speech power spectrum only to the speech presence probability calculator 714, but the multiple multiplier 715 also supplies the suppression coefficient corrector 20 of FIG. The configuration of the multiple multiplier 715 is the same as the multiple multiplier 713 already described with reference to FIG.

図27は抑圧係数補正部20の構成を示すブロック図である。図50の抑圧係数補正部15とは、周波数別抑圧係数補正部1501〜1501K−1が周波数別抑圧係数補正部2001〜2001K−1に置換されていることを除いて同一である。以下、これらの相違点を中心に詳細な動作を説明する。 FIG. 27 is a block diagram illustrating a configuration of the suppression coefficient correction unit 20. The suppression coefficient correction unit 15 of FIG. 50, are identical except that the frequency-suppression coefficient correction unit 1501 0 ~1501 K-1 has been replaced with frequency-suppression coefficient correction unit 2001 0 ~2001 K-1 . Hereinafter, detailed operations will be described focusing on these differences.

周波数別抑圧係数補正部2001〜2001K−1には、分離部1502から周波数別推定先天的SNR、図25の推定雑音計算部5から推定雑音パワースペクトル、図25の推定先天的SNR計算部72から音声存在確率と推定強調音声パワースペクトルがそれぞれ供給されている。周波数別推定先天的SNR、推定雑音パワースペクトル、推定強調音声パワースペクトル及び音声存在確率を用いて、分離部1503から供給される周波数別抑圧係数を補正し、周波数別補正抑圧係数として多重化部1504へ伝達する。周波数別抑圧係数補正部2001〜2001K−1の構成と動作の詳細な説明は、図28を用いて行う。 The frequency-specific suppression coefficient correction units 2001 0 to 2001 K−1 include a frequency-specific estimated innate SNR from the separation unit 1502, an estimated noise power spectrum from the estimated noise calculation unit 5 in FIG. 25, and an estimated innate SNR calculation unit in FIG. 25. The speech existence probability and the estimated enhanced speech power spectrum are supplied from 72. The frequency-specific suppression coefficient supplied from the separation unit 1503 is corrected using the frequency-specific estimated innate SNR, the estimated noise power spectrum, the estimated emphasized voice power spectrum, and the voice presence probability, and is multiplexed as a frequency-specific corrected suppression coefficient. To communicate. A detailed description of the configuration and operation of the frequency-specific suppression coefficient correction units 2001 0 to 2001 K−1 will be given with reference to FIG.

図28は、図27の周波数別抑圧係数補正部2001〜2001K−1の構成を示すブロック図である。図28では、図51の周波数別抑圧係数補正部1501における最大値選択部1591及び抑圧係数下限値記憶部1592の代わりに、有音部用補正係数記憶部2011、無音部用補正係数記憶部2012、補正係数計算部2013、及び乗算器2014が具備されている。以下、これらの相違点を中心に詳細な動作を説明する。 FIG. 28 is a block diagram illustrating a configuration of the frequency-specific suppression coefficient correction units 2001 0 to 2001 K−1 in FIG. 28, instead of the maximum value selection unit 1591 and the suppression coefficient lower limit value storage unit 1592 in the frequency-specific suppression coefficient correction unit 1501 of FIG. 51, a sound part correction coefficient storage unit 2011 and a silent part correction coefficient storage unit 2012 are used. , A correction coefficient calculation unit 2013, and a multiplier 2014 are provided. Hereinafter, detailed operations will be described focusing on these differences.

無音部用補正係数計算部2012は、図25の推定先天的SNR計算部72から供給される音声存在確率と推定強調音声パワースペクトル、及び図25の推定雑音計算部5から供給される推定雑音パワースペクトルを用いて無音部用補正係数を計算し、補正係数計算部2013へ供給する。補正係数計算部2013は、有音部用補正係数記憶部2011から供給される有音部用補正係数と、無音部用補正係数計算部2012から供給される無音部用補正係数をもとに、図25の推定先天的SNR計算部72から供給される音声存在確率に応じた補正係数を計算し、乗算器2014へ伝達する。乗算器2014は、補正係数計算部2013から供給される補正係数と、スイッチ1595又は乗算器1597の出力値との積を計算し、補正抑圧係数として図27の多重化部1504へ伝達する。音声存在確率に応じて計算された補正係数により抑圧係数が補正されるので、雑音区間において残留雑音を更に抑圧できる。無音部用補正係数計算部2012の構成は、既に図7を用いて説明した無音部用補正係数計算部1832に等しいので、詳細な説明は省略する。また、補正係数計算部2013の構成は、図6を用いて既に説明した補正係数計算部1833に等しいので、詳細な説明は省略する。   The silent part correction coefficient calculation unit 2012 includes the speech existence probability and the estimated enhanced speech power spectrum supplied from the estimated innate SNR calculation unit 72 in FIG. 25, and the estimated noise power supplied from the estimated noise calculation unit 5 in FIG. The silent part correction coefficient is calculated using the spectrum and supplied to the correction coefficient calculation part 2013. The correction coefficient calculation unit 2013 is based on the sound part correction coefficient supplied from the sound part correction coefficient storage unit 2011 and the soundless part correction coefficient supplied from the sound part correction coefficient calculation unit 2012. A correction coefficient corresponding to the speech existence probability supplied from the estimated innate SNR calculation unit 72 in FIG. 25 is calculated and transmitted to the multiplier 2014. The multiplier 2014 calculates the product of the correction coefficient supplied from the correction coefficient calculation unit 2013 and the output value of the switch 1595 or the multiplier 1597, and transmits the product as a correction suppression coefficient to the multiplexing unit 1504 in FIG. Since the suppression coefficient is corrected by the correction coefficient calculated according to the speech existence probability, the residual noise can be further suppressed in the noise section. The configuration of the silent part correction coefficient calculation unit 2012 is the same as the silent part correction coefficient calculation unit 1832 already described with reference to FIG. The configuration of the correction coefficient calculation unit 2013 is the same as that of the correction coefficient calculation unit 1833 already described with reference to FIG.

図29は本発明の第7の実施の形態を示すブロック図である。図29と第3の実施例である図13との相違点は、音声非存在確率記憶部21の代わりに遅延器23と加算器24が具備されていること、及び強調音声振幅スペクトル補正部17が強調音声振幅スペクトル補正部22に置換されていることである。以下、これらの相違点を中心に詳細な動作を説明する。   FIG. 29 is a block diagram showing a seventh embodiment of the present invention. The difference between FIG. 29 and FIG. 13 which is the third embodiment is that a delay unit 23 and an adder 24 are provided in place of the speech non-existence probability storage unit 21, and the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 17. Is replaced by the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 22. Hereinafter, detailed operations will be described focusing on these differences.

強調音声振幅スペクトル補正部22から出力された音声存在確率は、遅延器23に保存される。遅延器23は、一フレーム前の音声存在確率を加算器24へ伝達する。雑音抑圧係数が生成された後に、音声存在確率が計算されるため、雑音抑圧係数の生成に必要となる音声存在確率の計算には、一フレーム前の音声存在確率を利用する。加算器24は、1から音声存在確率を差し引いた値を計算し、計算結果を音声非存在確率として、雑音抑圧係数生成部へ伝達する。図13の第3の実施例では常に同じ音声非存在確率を用いて雑音抑圧係数の生成を行っていたが、本実施例では強調音声振幅スペクトル補正部で計算した音声存在確率を基に音声非存在確率を計算している。このため、関連技術よりも各入力信号に適した音声非存在確率を、雑音抑圧係数の生成に用いることが可能である。強調音声振幅スペクトル補正部22の構成と動作の詳細な説明は、図30を参照しながら行う。   The speech existence probability output from the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 22 is stored in the delay unit 23. The delay unit 23 transmits the voice presence probability of the previous frame to the adder 24. Since the speech existence probability is calculated after the noise suppression coefficient is generated, the speech presence probability of one frame before is used to calculate the speech presence probability necessary for generating the noise suppression coefficient. The adder 24 calculates a value obtained by subtracting the voice presence probability from 1, and transmits the calculation result as a voice non-existence probability to the noise suppression coefficient generation unit. In the third embodiment of FIG. 13, the noise suppression coefficient is always generated using the same speech non-existence probability, but in this embodiment, the speech non-existence is calculated based on the speech existence probability calculated by the enhanced speech amplitude spectrum correction unit. Existence probability is calculated. For this reason, it is possible to use a speech non-existence probability that is more suitable for each input signal than the related art for generating a noise suppression coefficient. A detailed description of the configuration and operation of the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 22 will be given with reference to FIG.

図30は、図29の強調音声振幅スペクトル補正部22の構成を示すブロック図である。図14の強調音声振幅スペクトル補正部17とは、音声存在確率計算部171が音声存在確率計算部221に置換されていることを除いて同一である。図14の音声存在確率計算部171は、音声存在確率を後抑圧係数172のみに伝達しているが、図30の音声存在確率計算部221は、更に図29の遅延器23にも伝達している。   FIG. 30 is a block diagram illustrating a configuration of the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 22 of FIG. 14 is the same as the emphasized speech amplitude spectrum correction unit 17 except that the speech presence probability calculation unit 171 is replaced with a speech presence probability calculation unit 221. The speech existence probability calculation unit 171 in FIG. 14 transmits the speech existence probability only to the post-suppression coefficient 172, but the speech existence probability calculation unit 221 in FIG. 30 further transmits the speech existence probability to the delay unit 23 in FIG. Yes.

図31は、本発明の第8の実施の形態を示すブロック図である。図31と第7の実施例である図29との相違点は、遅延器23の代わりに音声存在確率計算部26が具備されていること、及び強調音声振幅スペクトル補正部22が強調音声振幅スペクトル補正部25に置換されていることである。音声存在確率計算部26は、推定先天的SNR計算部7から出力された推定先天的SNRを用いて、音声存在確率を計算し、加算器24と強調音声振幅スペクトル補正部25へ伝達する。第7の実施例である図29とは異なり、雑音抑圧係数を生成する前に音声存在確率を計算するため、雑音抑圧係数生成部8は、一フレーム前に計算した音声存在確率を基に導出された音声非存在確率を用いる必要が無い。このため、本実施例の雑音抑圧係数生成部8は、第7の実施例の場合よりも正確な音声非存在確率を用いることが可能である。強調音声振幅スペクトル補正部25と音声存在確率計算部26の構成と動作の詳細な説明は、図32及び図33を参照しながら行う。   FIG. 31 is a block diagram showing an eighth embodiment of the present invention. The difference between FIG. 31 and FIG. 29 which is the seventh embodiment is that a speech existence probability calculation unit 26 is provided in place of the delay unit 23, and the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 22 is enhanced speech spectrum. That is, the correction unit 25 is replaced. The speech existence probability calculation unit 26 calculates the speech presence probability using the estimated innate SNR output from the estimated innate SNR calculation unit 7 and transmits the calculated speech existence probability to the adder 24 and the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 25. Unlike FIG. 29 which is the seventh embodiment, the noise suppression coefficient generation unit 8 derives based on the voice existence probability calculated one frame before in order to calculate the voice existence probability before generating the noise suppression coefficient. There is no need to use the determined speech non-existence probability. For this reason, the noise suppression coefficient generation unit 8 of the present embodiment can use a more accurate speech non-existence probability than the case of the seventh embodiment. A detailed description of the configuration and operation of the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 25 and the speech presence probability calculation unit 26 will be given with reference to FIGS. 32 and 33.

図32は、図31の強調音声振幅スペクトル補正部25の構成を示すブロック図である。図30の強調音声振幅スペクトル補正部22とは、音声存在確率計算部221と多重乗算部170が削除されていること、及び後抑圧係数計算部172が後抑圧係数252に置換されていることを除いて同一である。後抑圧係数計算部は、図31の音声存在確率計算部26から出力された音声存在確率を基に、図31の抑圧係数補正部15から出力された補正抑圧係数から後抑圧係数を計算し、多重乗算部173へ伝達する。音声非存在確率を強調音声振幅スペクトル補正部の外部で計算している点が、図30の後抑圧係数計算部172と図32の後抑圧係数計算部252との相違点である。   FIG. 32 is a block diagram showing a configuration of the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 25 of FIG. The emphasized speech amplitude spectrum correction unit 22 in FIG. 30 indicates that the speech existence probability calculation unit 221 and the multiple multiplication unit 170 are deleted, and that the post-suppression coefficient calculation unit 172 is replaced with the post-suppression coefficient 252. Except for the same. The post-suppression coefficient calculation unit calculates a post-suppression coefficient from the corrected suppression coefficient output from the suppression coefficient correction unit 15 in FIG. 31 based on the speech existence probability output from the speech existence probability calculation unit 26 in FIG. This is transmitted to the multiple multiplier 173. The difference between the post-suppression coefficient calculator 172 of FIG. 30 and the post-suppression coefficient calculator 252 of FIG. 32 is that the speech non-existence probability is calculated outside the emphasized speech amplitude spectrum correction unit.

図33は、図31の音声存在確率計算部26の構成を示すブロック図である。図3の音声存在確率計算部171とは、分離部1708、平均値計算部1709、対数計算部1710、乗算器1711、関数値計算部1712、1713が削除されていること、平均指標計算部が1714から2614に、瞬時指標計算部が1715から2615に置換されていること、及び分離部1700への入力が強調音声パワースペクトルから推定先天的SNRに置換されていることを除いて同一である。図3の音声存在確率計算部171と図33の音声存在確率計算部26の共通点は、音声と雑音の比に応じて指標を計算している点である。音声存在確率計算部171は、強調音声パワーと推定雑音パワーの双方を、指標計算に適した値に補正するが、音声存在確率計算部26は推定先天的SNRを補正する。このため、音声存在確率計算部26の方が少ない演算量で実現できる。以下、これらの相違点を中心に詳細な動作を説明する。   FIG. 33 is a block diagram showing the configuration of the speech existence probability calculation unit 26 of FIG. The speech existence probability calculation unit 171 in FIG. 3 is different from the speech existence probability calculation unit 171 in that the separation unit 1708, the average value calculation unit 1709, the logarithm calculation unit 1710, the multiplier 1711, and the function value calculation units 1712 and 1713 are deleted. 1714 to 2614 are the same except that the instantaneous index calculation unit is replaced from 1715 to 2615 and the input to the separation unit 1700 is replaced from the enhanced speech power spectrum to the estimated innate SNR. The common point of the speech existence probability calculation unit 171 in FIG. 3 and the speech existence probability calculation unit 26 in FIG. 33 is that an index is calculated according to the ratio of speech to noise. The voice presence probability calculator 171 corrects both the emphasized voice power and the estimated noise power to values suitable for index calculation, while the voice presence probability calculator 26 corrects the estimated innate SNR. For this reason, the voice presence probability calculation unit 26 can be realized with a smaller amount of calculation. Hereinafter, detailed operations will be described focusing on these differences.

分離部1700は、図31の推定先天的SNR計算部7から供給される推定先天的SNRを周波数別推定先天的SNRに分離し、平均値計算部1701へ出力する。平均値計算部1701は、周波数別推定先天的SNRξ(k)ハットのk=0からK−1に対する総和をKで除算し、計算結果を対数計算部1702へ伝達する。対数計算部1702は、平均値計算部1701から入力された平均値の対数を計算し、乗算器1703へ伝達する。乗算器1703は、供給された対数値を定数倍して、フルバンド推定先天的SNRΞ(n)を求め、平滑部1705、1707へ供給する。すなわち、第nフレームのフルバンド推定先天的SNRΞ(n)は、次式で与えられる。

Figure 0004968355
Separation section 1700 separates the estimated innate SNR supplied from estimated innate SNR calculation section 7 in FIG. 31 into the frequency-specific estimated innate SNR, and outputs the result to average value calculation section 1701. The average value calculation unit 1701 divides the sum of the estimated innate SNR ξ n (k) by frequency from k = 0 to K−1 by K, and transmits the calculation result to the logarithmic calculation unit 1702. The logarithm calculation unit 1702 calculates the logarithm of the average value input from the average value calculation unit 1701 and transmits the logarithm to the multiplier 1703. The multiplier 1703 multiplies the supplied logarithmic value by a constant to obtain a full-band estimated innate SNR Ξ (n) and supplies it to the smoothing units 1705 and 1707. That is, the full band estimation innate SNR Ξ (n) of the nth frame is given by the following equation.

Figure 0004968355

平滑化部1705は、平滑化係数記憶部1704から供給された平滑化係数を用いて、乗算器1703から供給されたフルバンド推定先天的SNRΞ(n)を時間方向に平滑化し、第一の平滑先天的SNRとして瞬時指標計算部2615へ供給する。平滑化部1707も同様に、平滑化係数記憶部1706から供給された平滑化係数を用いて、乗算器1703から供給されたフルバンド推定先天的SNRΞ(n)を時間方向に平滑化し、第二の平滑先天的SNRとして平均指標計算部2614へ供給する。図3の音声存在確率計算部171を説明したときに述べたとおり、平滑化係数記憶部1704に記憶されている係数の方が、平滑化係数記憶部1706の係数よりも小さくなるように設定される。   The smoothing unit 1705 smoothes the full-band estimated innate SNR Ξ (n) supplied from the multiplier 1703 in the time direction using the smoothing coefficient supplied from the smoothing coefficient storage unit 1704, and performs the first smoothing. This is supplied to the instantaneous index calculation unit 2615 as an innate SNR. Similarly, the smoothing unit 1707 uses the smoothing coefficient supplied from the smoothing coefficient storage unit 1706 to smooth the full-band estimated innate SNR Ξ (n) supplied from the multiplier 1703 in the time direction. Is supplied to the average index calculation unit 2614 as a smooth innate SNR. As described when explaining the speech existence probability calculation unit 171 in FIG. 3, the coefficient stored in the smoothing coefficient storage unit 1704 is set to be smaller than the coefficient in the smoothing coefficient storage unit 1706. The

瞬時指標計算部2615は、平滑化部1705から供給された第一の平滑先天的SNRを用いて、瞬時指標を計算し、加算部1716へ供給する。平均指標計算部2614は、平滑化部1707から供給された第二の平滑先天的SNRを用いて、平均指標を計算し、加算部1716へ供給する。指標の計算には、平滑先天的SNRに応じて数値を大きくする方法が利用される。具体例としては、次のような計算方法が挙げられる。

Figure 0004968355
The instantaneous index calculation unit 2615 calculates an instantaneous index using the first smoothed innate SNR supplied from the smoothing unit 1705 and supplies the calculated instantaneous index to the adding unit 1716. The average index calculation unit 2614 calculates the average index using the second smoothed innate SNR supplied from the smoothing unit 1707 and supplies the average index to the addition unit 1716. For calculating the index, a method of increasing the numerical value according to the smooth innate SNR is used. Specific examples include the following calculation methods.

Figure 0004968355

但し、IDX2は指標、Ξ(n)バーは平滑先天的SNRである。また、θidx2、aidx2とbidx2は実数で、aidx2はbidx2以上の値を有する。 Where IDX2 n is an index and Ξ (n) bar is a smooth innate SNR. Also, θ idx2 , a idx2 and b idx2 are real numbers, and a idx2 has a value equal to or greater than b idx2 .

図34は、本発明の第9の実施の形態を示すブロック図である。図34と第8の実施例である図31との相違点は、音声存在確率計算部26が音声存在確率計算部27に置換されていることである。音声存在確率計算部27は、周波数別SNR計算部6から出力された後天的SNRと推定先天的SNR計算部7から出力された推定先天的SNRを用いて、音声存在確率を計算し、加算器24と強調音声振幅スペクトル補正部25へ伝達する。音声存在確率計算部27の構成と動作の詳細な説明は、図35を参照しながら行う。   FIG. 34 is a block diagram showing a ninth embodiment of the present invention. The difference between FIG. 34 and FIG. 31 of the eighth embodiment is that the voice presence probability calculation unit 26 is replaced with a voice presence probability calculation unit 27. The speech existence probability calculation unit 27 calculates a speech presence probability using the acquired SNR output from the frequency-specific SNR calculation unit 6 and the estimated innate SNR output from the estimated innate SNR calculation unit 7, and an adder 24 and the enhanced speech amplitude spectrum correction unit 25. A detailed description of the configuration and operation of the speech existence probability calculation unit 27 will be given with reference to FIG.

図35は、図34の音声存在確率計算部27の構成を示すブロック図である。図31の音声存在確率計算部26とは、分離部1700が2700に、平均値計算部1701が2701に置換されていること、更に、分離部2703と平均値計算部2704、及びSNR混合部2705が具備されていることを除いて同一である。図31の音声存在確率計算部26との主な相違点は、対数計算部1702へ入力されるSNRの推定精度が改善されている点である。以下、これらの相違点を中心に詳細な動作を説明する。   FIG. 35 is a block diagram showing a configuration of the speech existence probability calculation unit 27 of FIG. 31 is different from the speech existence probability calculation unit 26 in that the separation unit 1700 is replaced with 2700, the average value calculation unit 1701 is replaced with 2701, and the separation unit 2703, the average value calculation unit 2704, and the SNR mixing unit 2705. Is the same except that is provided. The main difference from the speech existence probability calculation unit 26 in FIG. 31 is that the estimation accuracy of the SNR input to the logarithmic calculation unit 1702 is improved. Hereinafter, detailed operations will be described focusing on these differences.

分離部2700は、図34の推定先天的SNR計算部7から供給される推定先天的SNRを周波数別推定先天的SNRに分離し、平均値計算部2701へ出力する。平均値計算部2701は、周波数別推定先天的SNRξ(k)ハットのk=0からK−1に対する総和をKで除算し、計算結果を平均先天的SNRξバーとしてSNR混合部2705へ伝達する。すなわち、第nフレームの平均先天的SNRξバーは、次式で与えられる。

Figure 0004968355
The separation unit 2700 separates the estimated innate SNR supplied from the estimated innate SNR calculation unit 7 in FIG. 34 into the frequency-specific estimated innate SNR, and outputs it to the average value calculation unit 2701. The average value calculation unit 2701 divides the sum of the estimated innate SNR ξ n (k) by frequency from k = 0 to K−1 by K, and transmits the calculation result to the SNR mixing unit 2705 as an average innate SNR ξ n bar. To do. That is, the average innate SNR ξ n bar of the nth frame is given by

Figure 0004968355

一方、分離部2703は、図34の周波数別SNR計算部6から供給される後天的SNRを周波数別後天的SNRに分離し、平均値計算部2704へ出力する。平均値計算部2704は、周波数別後天的SNRγ(k)のk=0からK−1に対する総和をKで除算し、計算結果を平均後天的SNRγバーとしてSNR混合部2705へ伝達する。すなわち、第nフレームの平均後天的SNRγバーは、

Figure 0004968355
On the other hand, the separation unit 2703 separates the acquired SNR supplied from the frequency-specific SNR calculation unit 6 of FIG. 34 into the frequency-specific acquired SNR, and outputs it to the average value calculation unit 2704. Average value calculation section 2704 divides the sum of frequency-specific acquired SNRγ n (k) from k = 0 to K−1 by K, and transmits the calculation result as average acquired SNRγ n bar to SNR mixing section 2705. That is, the average acquired SNRγ n bar of the nth frame is

Figure 0004968355

で与えられる。 Given in.

SNR混合部は、平均値計算部2701から供給される平均先天的SNRξバーと、平均値計算部2703から供給される平均後天的SNRγバーを用いて、混合SNRΞmix(n)を計算し、対数計算部1702へ伝達する。混合SNRΞmix(n)の計算には、平均先天的SNRξバーに応じて数値を大きくする方法が利用される。具体例としては、次のような計算方法が挙げられる。

Figure 0004968355
SNR mixing unit uses the average and congenital SNRkushi n bars supplied from the average value calculating unit 2701, the average acquired SNRganma n bars supplied from the average value calculating unit 2703, a mixed SNRΞ mix (n) calculated To the logarithm calculation unit 1702. In calculating the mixed SNR Ξ mix (n), a method of increasing the numerical value according to the average innate SNRξ n bar is used. Specific examples include the following calculation methods.

Figure 0004968355

但し、Fmixは平均先天的SNRξバーの関数である。 Where F mix is a function of the average innate SNRξ n bar.

mixは、0から1までの実数を出力し、ξバーが大きければ、大きな値を出力する。すなわち、SNRが高い場合には、平均先天的SNRξバーよりも推定精度が高い平均後天的SNRγバーを優先的に用いて混合SNRΞmix(n)を計算する。このため、先天的SNRと後天的SNRの両方を用いて求めた混合SNRΞmix(n)の推定精度は、先天的SNRだけを用いて求めたフルバンド推定先天的SNRΞ(n)よりも高くなる。推定精度が高いSNRを用いて音声存在確率を計算することが可能になるため、図34の音声存在確率計算部27は、図31の音声存在確率計算部26よりも高い精度を達成できる。 F mix outputs a real number from 0 to 1, and outputs a large value if ξ n bar is large. That is, when the SNR is high, calculates the average congenital SNRkushi n estimation accuracy than bar higher average acquired SNRganma n bar preferentially used mixed SNRΞ mix (n). Therefore, the estimation accuracy of the mixed SNRS mix (n) obtained using both the innate SNR and the acquired SNR is higher than the full-band estimation innate SNRS (n) obtained using only the innate SNR. . Since it is possible to calculate the speech existence probability using the SNR with high estimation accuracy, the speech presence probability calculation unit 27 in FIG. 34 can achieve higher accuracy than the speech presence probability calculation unit 26 in FIG.

これまで説明した全ての実施の形態では、雑音抑圧の方式として、最小平均2乗誤差短時間スペクトル振幅法を仮定してきたが、その他の方法にも適用することができる。このような方法の例として、 非特許文献2に開示されているウィーナーフィルタ法や、非特許文献3に開示されているスペクトル減算法などがあるが、これらの詳細な構成例については説明を省略する。   In all the embodiments described so far, the minimum mean square error short-time spectrum amplitude method has been assumed as a noise suppression method, but it can also be applied to other methods. Examples of such methods include the Wiener filter method disclosed in Non-Patent Document 2 and the spectral subtraction method disclosed in Non-Patent Document 3, but the detailed description of these configuration examples is omitted. To do.

1 フレーム分割部
2 窓がけ処理部
3 フーリエ変換部
4,5049 カウンタ
5 推定雑音計算部
6,1402 周波数別SNR計算部
7,71,72 推定先天的SNR計算部
8 雑音抑圧係数生成部
9 逆フーリエ変換部
10 フレーム合成部
11 入力端子
12 出力端子
14 重みつき劣化音声計算部
15 抑圧係数補正部
172,182,252,282,292 後抑圧係数計算部
13,16,170,173,704,705,713,715,1404 多重乗算部
17,18,22,25,28,29 強調音声振幅スペクトル補正部
21 音声非存在確率記憶部
171,221,26,27,714 音声存在確率計算部
1742,1745,708,5046,1716,7092,7094,24 加算器
711,712,1746,23 遅延器
1593,5204,5206 閾値記憶部
1594,5203,5205 比較部
1702,1710,1859 対数計算部
1704,1706,1854 平滑化係数記憶部
1705,1707,1853 平滑化部
1712,1713 関数値計算部
1714,2614 平均指標計算部
1715,2615 瞬時指標計算部
2705 SNR混合部
1852 音声パワー混合部
1858 平滑信号記憶部
1863 指数計算部
7071〜7071K−1 重みつき加算部
706 重み記憶部
503,1304,1424,1475,1504,1723,7014,7075 多重化部
504〜504K−1 周波数別推定雑音計算部
520 更新判定部
5207 閾値計算部
1595,5044 スイッチ
1857,1862,1421〜1421K−1,5048 除算部
501,502,1302,1303,1422,1423,1495,1502,1503,1700,1708,1722,1850,1855,7013,7072,7074,2700,2703 分離部
1701,1709,1851,1856,2701,2704 平均値計算部
701 多重値域限定処理部
702 後天的SNR記憶部
703 抑圧係数記憶部
707 多重重みつき加算部
1401,5042 推定雑音記憶部
921 瞬時推定SNR
921〜921K−1 周波数別瞬時推定SNR
922 過去の推定SNR
922〜922K−1 過去の周波数別推定SNR
924 推定先天的SNR
924〜924K−1 周波数別推定先天的SNR
1405 多重非線形処理部
1485〜1485K−1,5042 非線形処理部
1501〜1501K−1,1901〜1901K−1,2001〜2001K−1 周波数別抑圧係数補正部
1721〜1721K−1,1821〜1821K−1,2821〜2821K−1,2921〜2921K−1 周波数別後抑圧係数計算部
1591,1694,1924,7012〜7012K−1 最大値選択部
1592 抑圧係数下限値記憶部
1596 修正値記憶部
1691,1921 有音部用下限値記憶部
1692,1922 無音部用下限値記憶部
2691 有音部下限値計算部
2692 無音部用下限値計算部
1693,1923 下限値計算部
1831 有音部用係数記憶部
2831 有音部用係数計算部
1832 無音部用係数計算部
1833,1861 係数計算部
2011 有音部用補正係数記憶部
2012 無音部用補正係数記憶部
2013 補正係数計算部
1301〜1301K−1,1597,1703,1711,1743,1744,1834,2014,7091,7093 乗算器
1741,1860,7095 定数乗算器
5045 シフトレジスタ
5047 最小値選択部
5201 論理和計算部
5041 レジスタ長記憶部
7011 定数記憶部
811 MMSE STSAゲイン関数値計算部
812 一般化尤度比計算部
814 抑圧係数計算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Frame division part 2 Windowing process part 3 Fourier transform part 4,5049 Counter 5 Estimated noise calculation part 6,1402 Frequency-specific SNR calculation part 7,71,72 Estimated innate SNR calculation part 8 Noise suppression coefficient generation part 9 Inverse Fourier Conversion unit 10 Frame synthesis unit 11 Input terminal 12 Output terminal 14 Weighted degraded speech calculation unit 15 Suppression coefficient correction unit 172, 182, 252, 282, 292 Post suppression coefficient calculation unit 13, 16, 170, 173, 704, 705 713, 715, 1404 Multiplexing units 17, 18, 22, 25, 28, 29 Enhanced speech amplitude spectrum correction unit 21 Speech non-existence probability storage units 171, 221, 26, 27, 714 Speech presence probability calculation units 1742, 1745, 708, 5046, 1716, 7092, 7094, 24 Adders 711, 712, 1746, 23 Extender 1593, 5204, 5206 Threshold storage unit 1594, 5203, 5205 Comparison unit 1702, 1710, 1859 Logarithm calculation unit 1704, 1706, 1854 Smoothing coefficient storage unit 1705, 1707, 1853 Smoothing unit 1712, 1713 Function value calculation unit 1714, 2614 Average index calculation unit 1715, 2615 Instantaneous index calculation unit 2705 SNR mixing unit 1852 Audio power mixing unit 1858 Smooth signal storage unit 1863 Exponential calculation unit 7071 0 to 7071 K-1 Weighted addition unit 706 Weight storage units 503, 1304 , 1424,1475,1504,1723,7014,7075 multiplexer 504 0 ~504 K-1 frequency domain estimated noise calculator 520 update determination unit 5207 threshold calculating unit 1595,5044 switches 1857,1862,1421 0 421 K-1, 5048 divider 501,502,1302,1303,1422,1423,1495,1502,1503,1700,1708,1722,1850,1855,7013,7072,7074,2700,2703 separation unit 1701,1709 , 1851, 1856, 2701, 2704 Average value calculation unit 701 Multiple range restriction processing unit 702 Acquired SNR storage unit 703 Suppression coefficient storage unit 707 Multiple weighted addition units 1401, 5042 Estimated noise storage unit 921 Instantaneous estimation SNR
921 0 to 921 K-1 instantaneous estimated SNR by frequency
922 Past estimated SNR
922 0 to 922 K-1 Estimated SNR by frequency in the past
924 Estimated innate SNR
924 0 to 924 K-1 Estimated Innate SNR by Frequency
1405 Multiple nonlinear processing units 1485 0 to 1485 K−1 , 5042 Nonlinear processing units 1501 0 to 1501 K−1 , 1901 0 to 1901 K−1 , 2001 0 to 2001 K−1 Frequency-specific suppression coefficient correcting units 1721 0 to 1721 K-1 , 1821 0 to 1821 K-1 , 2821 0 to 2821 K-1 , 2921 0 to 2921 K-1 frequency-specific post-suppression coefficient calculator 1591, 1694, 1924, 7012 0 to 7012 K-1 maximum value selection Unit 1592 suppression coefficient lower limit value storage unit 1596 modified value storage unit 1691, 1921 voiced part lower limit value storage unit 1692, 1922 silent part lower limit value storage part 2691 voiced part lower limit value calculation part 2692 silent part lower limit value calculation part 1693, 1923 Lower limit calculation unit 1831 Coefficient storage unit for sound part 2831 Coefficient calculation for sound part 1832 silence coefficient calculating unit 1833,1861 coefficient calculation unit 2011 talkspurt correction coefficient storage unit 2012 silence correction coefficient storage unit 2013 the correction coefficient calculation unit 1301 0 ~1301 K-1, 1597,1703,1711,1743 , 1744, 1834, 2014, 7091, 7093 multipliers 1741, 1860, 7095 constant multiplier 5045 shift register 5047 minimum value selection unit 5201 logical sum calculation unit 5041 register length storage unit 7011 constant storage unit 811 MMSE STSA gain function value calculation unit 812 Generalized likelihood ratio calculator 814 Suppression coefficient calculator

Claims (4)

入力信号を周波数領域信号に変換し、
前記周波数領域信号に基づいて抑圧係数を定め、
前記周波数領域信号に基づいて音声と雑音の相対関係を求め、
前記相対関係に基づいて寄与率を定め、
前記寄与率と、予め定められた、第一仮最小抑圧係数および第二仮最小抑圧係数に基づいて最小抑圧係数を求め、
前記抑圧係数と前記最小抑圧係数とを比較し、
値が大きい方を補正抑圧係数とし、
前記補正抑圧係数を前記周波数領域信号に重みづけすることによって雑音を抑圧する雑音抑圧の方法であって、
前記最小抑圧係数は、
前記寄与率を重みとする、
前記第一仮最小抑圧係数と前記第二仮最小抑圧係数の重み付き和で定まることを特徴とする雑音抑圧の方法。
Convert the input signal to a frequency domain signal,
Determine a suppression coefficient based on the frequency domain signal,
Obtaining the relative relationship between speech and noise based on the frequency domain signal,
A contribution rate is determined based on the relative relationship ,
Obtaining a minimum suppression coefficient based on the contribution rate and a predetermined first temporary minimum suppression coefficient and a second temporary minimum suppression coefficient ;
Comparing the suppression coefficient with the minimum suppression coefficient;
The one with the larger value is the correction suppression coefficient,
A noise suppression method for suppressing noise by weighting the corrected suppression coefficient to the frequency domain signal ,
The minimum suppression coefficient is
Using the contribution rate as a weight,
A noise suppression method characterized by being determined by a weighted sum of the first temporary minimum suppression coefficient and the second temporary minimum suppression coefficient .
前記第一仮最小抑圧係数および前記第二仮最小抑圧係数は、前記周波数領域信号に基づいて求められることを特徴とする請求項記載の雑音抑圧の方法。 The first temporary minimum suppression coefficient and the second temporary minimum suppression coefficient, the method of noise suppression according to claim 1, characterized in that it is determined based on the frequency-domain signal. 入力信号を周波数領域信号に変換する変換部と、
前記周波数領域信号に基づいて抑圧係数を定める抑圧係数計算部と、
前記周波数領域信号に基づいて音声と雑音の相対関係を求める相対関係計算部と、
前記相対関係に基づいて寄与率を定め、前記寄与率と、予め定められた、第一仮最小抑圧係数および第二仮最小抑圧係数に基づいて最小抑圧係数を求める最小抑圧係数計算部と、
前記抑圧係数と前記最小抑圧係数とを比較し、値が大きい方を補正抑圧係数とする補正抑圧係数計算部と、
前記補正抑圧係数を前記周波数領域信号に重みづけする重みづけ演算部と、
を含む雑音抑圧の装置であって、
前記最小抑圧係数は、
前記寄与率を重みとする、
前記第一仮最小抑圧係数と前記第二仮最小抑圧係数の重み付き和で定まることを特徴とする雑音抑圧の装置。
A converter for converting an input signal into a frequency domain signal;
A suppression coefficient calculator that determines a suppression coefficient based on the frequency domain signal;
A relative relationship calculation unit for obtaining a relative relationship between speech and noise based on the frequency domain signal;
Determining a contribution rate based on the relative relationship, a minimum suppression coefficient calculation unit for obtaining a minimum suppression coefficient based on the contribution rate and a predetermined first temporary minimum suppression coefficient and a second temporary minimum suppression coefficient ;
A correction suppression coefficient calculation unit that compares the suppression coefficient with the minimum suppression coefficient and sets a larger value as a correction suppression coefficient;
A weighting operation unit for weighting the corrected suppression coefficient to the frequency domain signal;
Including a noise suppression device comprising :
The minimum suppression coefficient is
Using the contribution rate as a weight,
An apparatus for noise suppression, which is determined by a weighted sum of the first temporary minimum suppression coefficient and the second temporary minimum suppression coefficient .
前記第一仮最小抑圧係数および前記第二仮最小抑圧係数は、前記周波数領域信号に基づいて求められることを特徴とする請求項記載の雑音抑圧の装置。 The apparatus for noise suppression according to claim 3, wherein the first temporary minimum suppression coefficient and the second temporary minimum suppression coefficient are obtained based on the frequency domain signal.
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