JP6668995B2 - 雑音抑圧装置、雑音抑圧方法及び雑音抑圧用コンピュータプログラム - Google Patents
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Description
この雑音抑圧装置は、音声信号をフレームごとに分割する。各フレームは、連続する二つのフレームが部分的に重なるように設定される。そしてこの雑音抑圧装置は、各フレームの周波数スペクトルの振幅成分から、雑音成分に相当する振幅成分を減じることで雑音成分を抑圧する。その際、この雑音抑圧装置は、連続する二つのフレーム間で、周波数ごとに雑音抑圧後の振幅成分を比較する。そしてこの雑音抑圧装置は、振幅成分の差が大きい周波数については、その差が小さくなるように、一方のフレーム(例えば、時間的に後の方のフレーム)の振幅成分を補正する。
雑音推定部13は、更新した雑音モデルをバッファ18に記憶するとともに、各周波数の雑音成分を雑音抑圧部14へ出力する。
周波数時間変換部19は、フレームごとの補正された音声信号を合成部20へ出力する。
窓処理部11は、音声信号を、連続するフレームが1/2フレーム長ずつ重なるようにフレームごとに分割し、各フレームに対してハニング窓関数を乗じる(ステップS101)。時間周波数変換部12は、各フレームについて時間領域から周波数領域へ変換することで周波数スペクトルを算出する(ステップS102)。
その後、雑音抑圧装置4は、雑音抑圧処理を終了する。
アナログ/デジタル変換器3−1は、第1の音声信号を雑音抑圧装置41へ出力する。同様に、アナログ/デジタル変換器3−2は、第2の音声信号を雑音抑圧装置41へ出力する。
なお、遅延量dは、雑音源となる同乗者の口からマイクロホン2-1までの距離と同乗者の口からマイクロホン2−2までの距離の差から生じる値に設定される。そしてXt(f)は、現フレームについての差分周波数スペクトルである。また、|Xt(f)|は、現フレームについての差分周波数スペクトルの振幅スペクトルであり、周波数fごとの振幅成分を含む。さらに、P(Xt(f))は、現フレームについての差分周波数スペクトルの位相スペクトルであり、周波数fごとの位相成分を含む。そしてRe(Xt(f))及びIm(Xt(f))は、それぞれ、現フレームについての差分周波数スペクトルの実数成分及び虚数成分である。
比較部15は、フレームごとに、そのフレームと直前のフレームとの間で算出した周波数ごとの比r(f)をゲイン算出部16へ出力する。
周波数時間変換部19は、フレームごとの補正された差分音声信号を合成部20へ出力する。
窓処理部11は、第1及び第2の音声信号のそれぞれを、連続するフレームが1/2フレーム長ずつ重なるようにフレームごとに分割し、各フレームに対してハニング窓関数を乗じる(ステップS201)。時間周波数変換部12は、第1及び第2の音声信号のそれぞれについて、各フレームについて時間領域から周波数領域へ変換することで第1及び第2の周波数スペクトルを算出する(ステップS202)。
その後、雑音抑圧装置41は、雑音抑圧処理を終了する。
2、2−1、2−2 マイクロホン
3、3−1、3−2 アナログ/デジタル変換器
4、41 雑音抑圧装置
5 通信インターフェース部
11 窓処理部
12 時間周波数変換部
13 雑音推定部
14 雑音抑圧部
15 比較部
16 ゲイン算出部
17 補正部
18 バッファ
19 周波数時間変換部
20 合成部
21 同期減算部
100 コンピュータ
101 ユーザインターフェース部
102 オーディオインターフェース部
103 通信インターフェース部
104 記憶部
105 記憶媒体アクセス装置
106 プロセッサ
107 記憶媒体
Claims (9)
- 第1の音声入力部により得られた第1の音声信号を所定の時間長を持つフレームごとに分割し、連続する二つの前記フレームは互いに部分的に重なる分割部と、
前記フレームごとに前記第1の音声信号を周波数領域へ変換することにより前記第1の音声信号についての第1の周波数スペクトルを算出する時間周波数変換部と、
前記フレームのそれぞれについて、周波数ごとに前記第1の周波数スペクトルの振幅成分から雑音成分を除去して雑音抑圧振幅成分を算出する雑音抑圧部と、
連続する二つの前記フレームの組のそれぞれについて、前記第1の周波数スペクトルの周波数ごとの振幅成分同士、または、前記雑音抑圧振幅成分同士を比較することで、周波数ごとの比較値を算出する比較部と、
連続する二つの前記フレームの組のそれぞれについて、周波数ごとに、当該周波数の前記比較値に応じたゲインを算出するゲイン算出部と、
連続する二つの前記フレームの組のそれぞれについて、当該組の一方のフレームについての周波数ごとの前記雑音抑圧振幅成分に、対応する前記ゲインを乗じて周波数ごとの補正振幅成分を算出する補正部と、
前記フレームごとに、周波数ごとの前記第1の周波数スペクトルの位相成分と前記補正振幅成分とから補正周波数スペクトルを算出し、前記補正周波数スペクトルを時間領域へ変換することにより補正された音声信号を算出する周波数時間変換部と、
を有する雑音抑圧装置。 - 前記比較部は、連続する二つの前記フレームの組のそれぞれについて、周波数ごとに、当該組のうちの前のフレームについての前記振幅成分に対する当該組のうちの後のフレームについての前記振幅成分の比、あるいは、当該組のうちの前のフレームについての前記雑音抑圧振幅成分に対する当該組のうちの後のフレームについての前記雑音抑圧振幅成分の比を前記比較値として算出し、
前記ゲイン算出部は、連続する二つの前記フレームの組のそれぞれについて、前記比較値が所定の閾値未満となる周波数について、当該組のうちの前のフレームについての前記雑音抑圧振幅成分と当該組のうちの後のフレームについての前記雑音抑圧振幅成分の差が小さくなるように前記ゲインを算出する、請求項1に記載の雑音抑圧装置。 - 前記フレームごとに、前記音声信号に含まれる、周波数ごとの雑音成分を推定する雑音推定部と、
前記雑音抑圧部は、周波数ごとに、前記振幅成分から当該周波数の前記雑音成分を減じることで前記雑音抑圧振幅成分を算出する、請求項1または2に記載の雑音抑圧装置。 - 前記比較部は、連続する二つの前記フレームの組のそれぞれについて、前記第1の周波数スペクトルの周波数ごとの振幅成分同士を比較することで周波数ごとの前記比較値を算出する、請求項3に記載の雑音抑圧装置。
- 前記分割部は、前記第1の音声入力部と異なる位置に設けられた第2の音声入力部により得られた第2の音声信号を前記フレームごとに分割し、
前記時間周波数変換部は、前記フレームごとに前記第2の音声信号を周波数領域へ変換することにより前記第2の音声信号の第2の周波数スペクトルを算出し、
前記雑音抑圧部は、前記フレームごとに、前記第1の周波数スペクトルから所定の遅延量だけ遅延させた前記第2の周波数スペクトルを減じることで周波数ごとの前記雑音抑圧振幅成分を算出する、請求項1または2に記載の雑音抑圧装置。 - 前記比較部は、連続する二つの前記フレームの組のそれぞれについて、前記第1の周波数スペクトルの周波数ごとの振幅成分同士を比較することで周波数ごとの前記比較値を算出する、請求項5に記載の雑音抑圧装置。
- 前記比較部は、連続する二つの前記フレームの組のそれぞれについて、周波数ごとの前記雑音抑圧振幅成分同士の比を前記比較値として算出し、かつ、周波数ごとの前記周波数スペクトルの周波数ごとの前記振幅成分同士の第2の比較値を算出し、
前記ゲイン算出部は、連続する二つの前記フレームの組のそれぞれについて、前記第2の比較値に対する前記比較値の比が所定の閾値未満となる周波数における前記ゲインを1よりも大きい値に設定する、請求項3または5に記載の雑音抑圧装置。 - 第1の音声入力部により得られた第1の音声信号を所定の時間長を持つフレームごとに分割し、連続する二つの前記フレームは互いに部分的に重なり、
前記フレームごとに前記第1の音声信号を周波数領域へ変換することにより前記第1の音声信号についての第1の周波数スペクトルを算出し、
前記フレームのそれぞれについて、周波数ごとに前記第1の周波数スペクトルの振幅成分から雑音成分を除去して雑音抑圧振幅成分を算出し、
連続する二つの前記フレームの組のそれぞれについて、前記第1の周波数スペクトルの周波数ごとの振幅成分同士、または、前記雑音抑圧振幅成分同士を比較することで、周波数ごとの比較値を算出し、
連続する二つの前記フレームの組のそれぞれについて、周波数ごとに、当該周波数の前記比較値に応じたゲインを算出し、
連続する二つの前記フレームの組のそれぞれについて、当該組の一方のフレームについての周波数ごとの前記雑音抑圧振幅成分に、対応する前記ゲインを乗じて周波数ごとの補正振幅成分を算出し、
前記フレームごとに、周波数ごとの前記第1の周波数スペクトルの位相成分と前記補正振幅成分とから補正周波数スペクトルを算出し、前記補正周波数スペクトルを時間領域へ変換することにより補正された音声信号を算出する、
ことを含む雑音抑圧方法。 - 第1の音声入力部により得られた第1の音声信号を所定の時間長を持つフレームごとに分割し、連続する二つの前記フレームは互いに部分的に重なり、
前記フレームごとに前記第1の音声信号を周波数領域へ変換することにより前記第1の音声信号についての第1の周波数スペクトルを算出し、
前記フレームのそれぞれについて、周波数ごとに前記第1の周波数スペクトルの振幅成分から雑音成分を除去して雑音抑圧振幅成分を算出し、
連続する二つの前記フレームの組のそれぞれについて、前記第1の周波数スペクトルの周波数ごとの振幅成分同士、または、前記雑音抑圧振幅成分同士を比較することで、周波数ごとの比較値を算出し、
連続する二つの前記フレームの組のそれぞれについて、周波数ごとに、当該周波数の前記比較値に応じたゲインを算出し、
連続する二つの前記フレームの組のそれぞれについて、当該組の一方のフレームについての周波数ごとの前記雑音抑圧振幅成分に、対応する前記ゲインを乗じて周波数ごとの補正振幅成分を算出し、
前記フレームごとに、周波数ごとの前記第1の周波数スペクトルの位相成分と前記補正振幅成分とから補正周波数スペクトルを算出し、前記補正周波数スペクトルを時間領域へ変換することにより補正された音声信号を算出する、
ことをコンピュータに実行させるための雑音抑圧用コンピュータプログラム。
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