JPH0595596A - 雑音低減装置 - Google Patents
雑音低減装置Info
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- JPH0595596A JPH0595596A JP27857491A JP27857491A JPH0595596A JP H0595596 A JPH0595596 A JP H0595596A JP 27857491 A JP27857491 A JP 27857491A JP 27857491 A JP27857491 A JP 27857491A JP H0595596 A JPH0595596 A JP H0595596A
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- Japan
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- time difference
- microphones
- voice
- noise
- signal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は例えば自動車電話機や音声認識装置
などに用いられて入力音声信号の雑音を低減しＳ／Ｎ比
を改善して音声の認識率を上げる雑音低減装置に関する
ものであり、複数のマイクロホンを用いて各マイクロホ
ンで受信した音声信号を合成することで雑音を抑えつつ
音声信号を強調して取り出すという構想に基づきＳ／Ｎ
比を向上させる雑音低減装置を新たに提供することを目
的とする。 【構成】 話者の周囲に配置されて話者の音声を受信す
る複数のマイクロホンと、この複数のマイクロホンによ
りそれぞれ受信された各音声信号間の時間差を検出する
時間差検出手段と、この時間差検出手段で検出した時間
差に基づいて複数のマイクロホンによりそれぞれ受信さ
れた各音声信号のうちの位相の進んでいるものを遅延さ
せて位相を合わせる遅延手段と、この遅延手段による位
相調整後の各音声信号を加算する加算手段とを備えたも
のである。
などに用いられて入力音声信号の雑音を低減しＳ／Ｎ比
を改善して音声の認識率を上げる雑音低減装置に関する
ものであり、複数のマイクロホンを用いて各マイクロホ
ンで受信した音声信号を合成することで雑音を抑えつつ
音声信号を強調して取り出すという構想に基づきＳ／Ｎ
比を向上させる雑音低減装置を新たに提供することを目
的とする。 【構成】 話者の周囲に配置されて話者の音声を受信す
る複数のマイクロホンと、この複数のマイクロホンによ
りそれぞれ受信された各音声信号間の時間差を検出する
時間差検出手段と、この時間差検出手段で検出した時間
差に基づいて複数のマイクロホンによりそれぞれ受信さ
れた各音声信号のうちの位相の進んでいるものを遅延さ
せて位相を合わせる遅延手段と、この遅延手段による位
相調整後の各音声信号を加算する加算手段とを備えたも
のである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えば自動車電話機や音
声認識装置などに用いられて入力音声信号の雑音を低減
しＳ／Ｎ比を改善して音声の認識率を上げる雑音低減装
置に関するものである。
声認識装置などに用いられて入力音声信号の雑音を低減
しＳ／Ｎ比を改善して音声の認識率を上げる雑音低減装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車電話機などにおいて入力音声信号
の雑音を低減する装置としては、例えば特開昭６３−１
９０４６２号公報に開示されているようなものが知られ
ている。このものは車両のインストルメントパネル内ま
たはステアリングホイールなどの車両操作部内に送話用
マイクロホンを埋設すると共に、マイクロホンからの音
声信号の低周波数帯域を他の周波数帯域より高い増幅率
で増幅するイコライザアンプを設け、このイコライザア
ンプを負帰還をかけたオペアンプと抵抗器とコンデンサ
とで構成し、コンデンサによって音声信号の高音部を排
除して相対的に低音部の増幅率を高めることによって、
送話中に低音域が小さくならないようにして電話の相手
側への明瞭な通話を可能とし、送話用マイクロホンの設
置位置がフロントピラーなどに制限されないようにする
ものである。
の雑音を低減する装置としては、例えば特開昭６３−１
９０４６２号公報に開示されているようなものが知られ
ている。このものは車両のインストルメントパネル内ま
たはステアリングホイールなどの車両操作部内に送話用
マイクロホンを埋設すると共に、マイクロホンからの音
声信号の低周波数帯域を他の周波数帯域より高い増幅率
で増幅するイコライザアンプを設け、このイコライザア
ンプを負帰還をかけたオペアンプと抵抗器とコンデンサ
とで構成し、コンデンサによって音声信号の高音部を排
除して相対的に低音部の増幅率を高めることによって、
送話中に低音域が小さくならないようにして電話の相手
側への明瞭な通話を可能とし、送話用マイクロホンの設
置位置がフロントピラーなどに制限されないようにする
ものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したような雑音低
減装置は通常、音声を入力する手段として送話用マイク
ロホンを１個だけ使用している。
減装置は通常、音声を入力する手段として送話用マイク
ロホンを１個だけ使用している。
【０００４】そこで本発明は、複数のマイクロホンを用
いて各マイクロホンで受信した音声信号を合成すること
で雑音を抑えつつ音声信号を強調して取り出すという構
想に基づきＳ／Ｎ比を向上させる雑音低減装置を新たに
提供することを目的とする。
いて各マイクロホンで受信した音声信号を合成すること
で雑音を抑えつつ音声信号を強調して取り出すという構
想に基づきＳ／Ｎ比を向上させる雑音低減装置を新たに
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る雑音低減装
置は、話者の周囲に配置されて話者の音声を受信する複
数のマイクロホンと、この複数のマイクロホンによりそ
れぞれ受信された各音声信号間の時間差を検出する時間
差検出手段と、この時間差検出手段で検出した時間差に
基づいて複数のマイクロホンによりそれぞれ受信された
各音声信号のうちの位相の進んでいるものを遅延させて
位相を合わせる遅延手段と、この遅延手段による位相調
整後の各音声信号を加算する加算手段とを備えたもので
ある。上記の時間差検出手段は、複数のマイクロホンに
よりそれぞれ受信された各音声信号の相互相関度を演算
し、その相互相関度に基づいて各音声信号の時間差を検
出するように構成することができる。
置は、話者の周囲に配置されて話者の音声を受信する複
数のマイクロホンと、この複数のマイクロホンによりそ
れぞれ受信された各音声信号間の時間差を検出する時間
差検出手段と、この時間差検出手段で検出した時間差に
基づいて複数のマイクロホンによりそれぞれ受信された
各音声信号のうちの位相の進んでいるものを遅延させて
位相を合わせる遅延手段と、この遅延手段による位相調
整後の各音声信号を加算する加算手段とを備えたもので
ある。上記の時間差検出手段は、複数のマイクロホンに
よりそれぞれ受信された各音声信号の相互相関度を演算
し、その相互相関度に基づいて各音声信号の時間差を検
出するように構成することができる。
【０００６】
【作用】各マイクロホンで受信された話者の音声信号そ
れぞれの間の時間差を時間差検出手段で検出し、各音声
信号の時間差が無くなるように遅延手段で調整する。こ
のようにして時間と位相を揃えた各マイクロホンの音声
信号を加算手段で加算すると、その音量レベルが複数倍
に増大する。一方、不規則性の騒音は加算したとしても
そのレベルは増大しないので、相対的にＳ／Ｎ比が改善
されることになる。
れぞれの間の時間差を時間差検出手段で検出し、各音声
信号の時間差が無くなるように遅延手段で調整する。こ
のようにして時間と位相を揃えた各マイクロホンの音声
信号を加算手段で加算すると、その音量レベルが複数倍
に増大する。一方、不規則性の騒音は加算したとしても
そのレベルは増大しないので、相対的にＳ／Ｎ比が改善
されることになる。
【０００７】時間差を検出する方法としては、各マイク
ロホンにそれぞれ受信された音声信号の相互相関度を求
めると、不規則性の騒音は相関度が低く、一方、音声信
号は相関度が高くなることから、各マイクロホンの音声
信号を抽出してその時間差を求めるようにすればよい。
ロホンにそれぞれ受信された音声信号の相互相関度を求
めると、不規則性の騒音は相関度が低く、一方、音声信
号は相関度が高くなることから、各マイクロホンの音声
信号を抽出してその時間差を求めるようにすればよい。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図２には本発明の一実施例としての雑音低減装置
の構成が示される。この実施例装置は自動車電話機に本
発明を適用した場合のものであり、自動車電話機１に入
力させる運転者の音声を２個のマイクロホン３ａ、３ｂ
で受けるように構成している。これらのマイクロホンと
しては、図２に示されるように、運転者４の前面インス
トルメントパネル右端にマイクロホン３ａが、また運転
座席の左肩付近にマイクロホン３ｂがそれぞれ設置され
ており、運転者４とマイクロホン３ａ間の音声伝搬時間
はｔa 、運転者４とマイクロホン３ｂ間の音声伝搬時間
はｔb とする。
する。図２には本発明の一実施例としての雑音低減装置
の構成が示される。この実施例装置は自動車電話機に本
発明を適用した場合のものであり、自動車電話機１に入
力させる運転者の音声を２個のマイクロホン３ａ、３ｂ
で受けるように構成している。これらのマイクロホンと
しては、図２に示されるように、運転者４の前面インス
トルメントパネル右端にマイクロホン３ａが、また運転
座席の左肩付近にマイクロホン３ｂがそれぞれ設置され
ており、運転者４とマイクロホン３ａ間の音声伝搬時間
はｔa 、運転者４とマイクロホン３ｂ間の音声伝搬時間
はｔb とする。
【０００９】マイクロホン３ａで受信された受信信号は
Ａ／Ｄ変換器６ａでアナログ／ディジタル変換された後
にｎ分割されて帯域フィルタ群７ａ1 〜７ａn に入力さ
れる。同様にマイクロホン３ｂで受信された受信信号は
Ａ／Ｄ変換器６ｂでアナログ／ディジタル変換された後
にｎ分割されて帯域フィルタ群７ｂ1 〜７ｂn に入力さ
れる。帯域フィルタ群７ａ1 〜７ａn 、７ｂ1 〜７ｂn
はそれぞれ音声帯域をｎ分割する帯域通過形フィルタで
ある。各帯域フィルタ群７ａ1 〜７ａn 、７ｂ1 〜７ｂ
n の出力信号は各帯域別に設けられた相関器９1 〜９n
にそれぞれ入力される。これらの相関器９1 〜９n は各
マイクロホン３ａ、３ｂからの各帯域の信号の相互相関
度を演算し、その演算結果である相関度１１1 〜１１n
をＣＰＵ１２に入力する。
Ａ／Ｄ変換器６ａでアナログ／ディジタル変換された後
にｎ分割されて帯域フィルタ群７ａ1 〜７ａn に入力さ
れる。同様にマイクロホン３ｂで受信された受信信号は
Ａ／Ｄ変換器６ｂでアナログ／ディジタル変換された後
にｎ分割されて帯域フィルタ群７ｂ1 〜７ｂn に入力さ
れる。帯域フィルタ群７ａ1 〜７ａn 、７ｂ1 〜７ｂn
はそれぞれ音声帯域をｎ分割する帯域通過形フィルタで
ある。各帯域フィルタ群７ａ1 〜７ａn 、７ｂ1 〜７ｂ
n の出力信号は各帯域別に設けられた相関器９1 〜９n
にそれぞれ入力される。これらの相関器９1 〜９n は各
マイクロホン３ａ、３ｂからの各帯域の信号の相互相関
度を演算し、その演算結果である相関度１１1 〜１１n
をＣＰＵ１２に入力する。
【００１０】１３はＡ／Ｄ変換器６ｂでＡ／Ｄ変換され
たマイクロホン３ｂからの集音信号５b を遅延する遅延
器であり、その遅延量はＣＰＵ１２によって制御され
る。１４は遅延器１３で遅延されたマイクロホン３ｂ側
の集音信号５b とＡ／Ｄ変換器６ａからのマイクロホン
３ａ側の集音信号５a とを加算する加算器である。また
１５は加算器１４からの出力信号をＤ／Ａ変換するＤ／
Ａ変換器である。１は自動車電話機であるが、本発明を
自動車電話機ではなく音声認識装置に適用する場合には
音声認識装置となる。
たマイクロホン３ｂからの集音信号５b を遅延する遅延
器であり、その遅延量はＣＰＵ１２によって制御され
る。１４は遅延器１３で遅延されたマイクロホン３ｂ側
の集音信号５b とＡ／Ｄ変換器６ａからのマイクロホン
３ａ側の集音信号５a とを加算する加算器である。また
１５は加算器１４からの出力信号をＤ／Ａ変換するＤ／
Ａ変換器である。１は自動車電話機であるが、本発明を
自動車電話機ではなく音声認識装置に適用する場合には
音声認識装置となる。
【００１１】この実施例装置の動作が以下に説明され
る。運転者４の送話音声はマイクロホン３ａ、３ｂにそ
れぞれ入力され、Ａ／Ｄ変換器６ａ、６ｂでそれぞれＡ
／Ｄ変換される。Ａ／Ｄ変換後の集音信号５ａ、５ｂは
それぞれ帯域フィルタ群７ａ1 〜７ａn 、７ｂ1 〜７ｂ
n に入力されて音声帯域がｎ分割され、それらｎ分割さ
れた音声帯域のマイクロホン３ａ、３ｂの集音信号がそ
れぞれ相関器９1 〜９n に入力される。 相関器９1 〜
９n ではそれらへの各帯域別の二つの入力信号について
時間ｔを関数とする相関度１１1 〜１１n を演算する。
例えば図４に示されるような入力信号（ノイズと運転者
４の音声信号）がマイクロホン３ａ、３ｂに入力された
とすると、それらの相互相関度を求めると、ノイズに関
する相関度は小さい値となり、一方、音声信号の相関度
は大きい値となる。
る。運転者４の送話音声はマイクロホン３ａ、３ｂにそ
れぞれ入力され、Ａ／Ｄ変換器６ａ、６ｂでそれぞれＡ
／Ｄ変換される。Ａ／Ｄ変換後の集音信号５ａ、５ｂは
それぞれ帯域フィルタ群７ａ1 〜７ａn 、７ｂ1 〜７ｂ
n に入力されて音声帯域がｎ分割され、それらｎ分割さ
れた音声帯域のマイクロホン３ａ、３ｂの集音信号がそ
れぞれ相関器９1 〜９n に入力される。 相関器９1 〜
９n ではそれらへの各帯域別の二つの入力信号について
時間ｔを関数とする相関度１１1 〜１１n を演算する。
例えば図４に示されるような入力信号（ノイズと運転者
４の音声信号）がマイクロホン３ａ、３ｂに入力された
とすると、それらの相互相関度を求めると、ノイズに関
する相関度は小さい値となり、一方、音声信号の相関度
は大きい値となる。
【００１２】ＣＰＵ１２では相関器９1 〜９n から得た
相関度１１1 〜１１n の情報に基づき、マイクロホン３
ａ、３ｂへの２系統の時系列入力信号のうちからその間
で最も相関度の大きい信号を抽出し、その信号間の時間
差Δｔを求める。すなわち運転者４の音声がマイクロホ
ン３ａ、３ｂに入力されると、両系統間ではその音声信
号の相関度が最も高いはずであり、その音声信号間の時
間差Δｔは図２から分かるように（ｔa −ｔb ）であ
る。このように相関度と時間差Δｔの関係を求めると図
３に示されるように、音声信号は時間差（ｔa −ｔb ）
の位置に相関度が高く現れ、一方、不規則性の騒音は相
関度が低い。
相関度１１1 〜１１n の情報に基づき、マイクロホン３
ａ、３ｂへの２系統の時系列入力信号のうちからその間
で最も相関度の大きい信号を抽出し、その信号間の時間
差Δｔを求める。すなわち運転者４の音声がマイクロホ
ン３ａ、３ｂに入力されると、両系統間ではその音声信
号の相関度が最も高いはずであり、その音声信号間の時
間差Δｔは図２から分かるように（ｔa −ｔb ）であ
る。このように相関度と時間差Δｔの関係を求めると図
３に示されるように、音声信号は時間差（ｔa −ｔb ）
の位置に相関度が高く現れ、一方、不規則性の騒音は相
関度が低い。
【００１３】なお図２に示されるような突発的な規則性
の騒音も図３において時間差（ｔ1 −ｔ2 ）の位置に相
関度が高く現れることになるが、運転者４の音声につい
ては運転者４の体格や座席などの標準的なサイズから時
間差（ｔa −ｔb ）はおおよその標準的な値を予測する
ことができるから、これから大きく離れている時間差
（ｔ1 −ｔ2 ）の信号は音声信号ではなく突発的な騒音
であると推測することができ、よって時間差( ｔa −ｔ
b ) 付近を中心とするフィルタをかけることで音声信号
と規則性騒音とを区別して音声信号のみを抽出すること
ができる。
の騒音も図３において時間差（ｔ1 −ｔ2 ）の位置に相
関度が高く現れることになるが、運転者４の音声につい
ては運転者４の体格や座席などの標準的なサイズから時
間差（ｔa −ｔb ）はおおよその標準的な値を予測する
ことができるから、これから大きく離れている時間差
（ｔ1 −ｔ2 ）の信号は音声信号ではなく突発的な騒音
であると推測することができ、よって時間差( ｔa −ｔ
b ) 付近を中心とするフィルタをかけることで音声信号
と規則性騒音とを区別して音声信号のみを抽出すること
ができる。
【００１４】ＣＰＵ１２は音声信号の時間差Δｔ＝（ｔ
a −ｔb ）を求めたら、遅延器１３によってマイクロホ
ン３ｂに入力された音声信号５ｂを（ｔa −ｔb ）だけ
遅延させる。これによりマイクロホン３ａから入力され
た音声信号５ａとマイクロホン３ｂから入力され遅延器
１３で遅延された音声信号５ｂ’とは位相が一致するこ
とになり、この両信号が加算器１３で同位相で重ね合わ
されることになる。
a −ｔb ）を求めたら、遅延器１３によってマイクロホ
ン３ｂに入力された音声信号５ｂを（ｔa −ｔb ）だけ
遅延させる。これによりマイクロホン３ａから入力され
た音声信号５ａとマイクロホン３ｂから入力され遅延器
１３で遅延された音声信号５ｂ’とは位相が一致するこ
とになり、この両信号が加算器１３で同位相で重ね合わ
されることになる。
【００１５】このように話者の音声信号は時間・位相が
合わせられて加算された結果、その音量レベルが２倍と
なる。一方、不規則性の騒音（雑音）はランダム信号で
あるので、これらを加算してもそのレベルは大きくなら
ず、従って加算後の信号は相対的に音声信号のＳ／Ｎ比
が改善される。例えばマイクロホン３ａ、３ｂが無指向
性で騒音の波長が（ｔa −ｔb ）より短い場合には最大
６dB程度改善される。
合わせられて加算された結果、その音量レベルが２倍と
なる。一方、不規則性の騒音（雑音）はランダム信号で
あるので、これらを加算してもそのレベルは大きくなら
ず、従って加算後の信号は相対的に音声信号のＳ／Ｎ比
が改善される。例えばマイクロホン３ａ、３ｂが無指向
性で騒音の波長が（ｔa −ｔb ）より短い場合には最大
６dB程度改善される。
【００１６】以上においては話者が運転者４である場合
を例にして説明したが、話者が運転者４から例えば助手
席の同乗者に変わった場合にも同様に動作するものであ
り、その同乗者の音声に追従して音声信号を強調するよ
う合成を行い、Ｓ／Ｎ比を改善する。
を例にして説明したが、話者が運転者４から例えば助手
席の同乗者に変わった場合にも同様に動作するものであ
り、その同乗者の音声に追従して音声信号を強調するよ
う合成を行い、Ｓ／Ｎ比を改善する。
【００１７】なお、上述の実施例は音声信号を帯域フィ
ルタ群７ａ1 〜７ａn 、７ｂ1 〜７ｂn でｎ個の帯域に
分割して相関を求めたが、このような帯域分割を行わな
いでマイクロホン３ａ、３ｂの各系統の信号間の相関を
求めるものであってもよい。すなわち帯域フィルタ群７
ａ1 〜７ａn 、７ｂ1 〜７ｂn を音声帯域を帯域通過さ
せるそれぞれ一つの帯域フィルタ７ａ、７ｂで置き換え
てもよい。
ルタ群７ａ1 〜７ａn 、７ｂ1 〜７ｂn でｎ個の帯域に
分割して相関を求めたが、このような帯域分割を行わな
いでマイクロホン３ａ、３ｂの各系統の信号間の相関を
求めるものであってもよい。すなわち帯域フィルタ群７
ａ1 〜７ａn 、７ｂ1 〜７ｂn を音声帯域を帯域通過さ
せるそれぞれ一つの帯域フィルタ７ａ、７ｂで置き換え
てもよい。
【００１８】本発明の実施にあたっては種々の変形形態
が可能である。例えば上述の実施例では音声入力信号と
してのマイクロホンを２個設けた場合について述べた
が、本発明はこれに限られるものではなく、マイクロホ
ンの数を更に増やせば、本発明のＳ／Ｎ比の改善効果は
一層向上する。
が可能である。例えば上述の実施例では音声入力信号と
してのマイクロホンを２個設けた場合について述べた
が、本発明はこれに限られるものではなく、マイクロホ
ンの数を更に増やせば、本発明のＳ／Ｎ比の改善効果は
一層向上する。
【００１９】図５にはマイクロホンを３個設けた場合の
実施例が示される。図において、音源としては運転者４
１、後部座席の同乗者４２、左右のオーディオスピーカ
４３Ｌ、４３Ｒ、車外騒音４４を想定する。３個のマイ
クロホン３ａ、３ｂ、３ｃは運転者４１の周辺の３箇所
に配置される。
実施例が示される。図において、音源としては運転者４
１、後部座席の同乗者４２、左右のオーディオスピーカ
４３Ｌ、４３Ｒ、車外騒音４４を想定する。３個のマイ
クロホン３ａ、３ｂ、３ｃは運転者４１の周辺の３箇所
に配置される。
【００２０】ここでは説明を簡単にするために，各音源
から同時にインパルス音が発生したものとして動作を説
明する。この時に、音波が各マイクロホン３ａ、３ｂ、
３ｃに到達するまでの時間を図６に示す。図示のよう
に、各マイクロホンと各音源間の距離によって到達する
音源信号はそれぞれ時間差を持つことになる。
から同時にインパルス音が発生したものとして動作を説
明する。この時に、音波が各マイクロホン３ａ、３ｂ、
３ｃに到達するまでの時間を図６に示す。図示のよう
に、各マイクロホンと各音源間の距離によって到達する
音源信号はそれぞれ時間差を持つことになる。
【００２１】次にこの各マイクロホン３ａ、３ｂ、３ｃ
に入力された音源信号間の相関度を相互相関器で求め
る。この場合、図７に示されるように、マイクロホン３
ａと３ｂ、３ｃと３ｂ、３ａと３ｃをそれぞれ組として
相関度１１を計算し、それに基づいて各音源信号の時間
差Δｔを求める。このうちから運転者４１の音声信号を
抽出して３つのマイクロホンに入力された音声信号を位
相を合わせて加算し、音声信号を強調して雑音を低減さ
せる。
に入力された音源信号間の相関度を相互相関器で求め
る。この場合、図７に示されるように、マイクロホン３
ａと３ｂ、３ｃと３ｂ、３ａと３ｃをそれぞれ組として
相関度１１を計算し、それに基づいて各音源信号の時間
差Δｔを求める。このうちから運転者４１の音声信号を
抽出して３つのマイクロホンに入力された音声信号を位
相を合わせて加算し、音声信号を強調して雑音を低減さ
せる。
【００２２】ここで、各音源４１、４２、４３Ｌ、４３
Ｒ、４４のうちから運転者４１の音声を抽出するための
４つの手法（１）〜（４）を以下に説明する。 （１） 通常、運転者４１が送話をする時の運転者４１
の口の位置は運転者４１が異状な動きをしない限り、あ
る予測できる範囲内にある。例えば図５における斜線領
域２２あたりに運転者４１の口があると考えることがで
きる。この範囲領域２２から前述のマイクロホンの組、
すなわちマイクロホン３ａと３ｂ、３ｃと３ｂ、３ａと
３ｃのそれぞれの組について、運転者４１の音声信号の
時間差がとりうる範囲を予測することができる。
Ｒ、４４のうちから運転者４１の音声を抽出するための
４つの手法（１）〜（４）を以下に説明する。 （１） 通常、運転者４１が送話をする時の運転者４１
の口の位置は運転者４１が異状な動きをしない限り、あ
る予測できる範囲内にある。例えば図５における斜線領
域２２あたりに運転者４１の口があると考えることがで
きる。この範囲領域２２から前述のマイクロホンの組、
すなわちマイクロホン３ａと３ｂ、３ｃと３ｂ、３ａと
３ｃのそれぞれの組について、運転者４１の音声信号の
時間差がとりうる範囲を予測することができる。
【００２３】図７にはこの時間差を限定する範囲が斜線
部２０により示される。この斜線部２０の時間差に相応
する車室内の限定空間範囲は図５においてそれぞれ双曲
線２１ab、２１cb、２１ac で囲まれる範囲になる。こ
の限定空間範囲のアンド条件を満たす範囲が前述の斜線
領域２２であり、このアンド条件を満たす音源は常にこ
の斜線領域22の中にあることになり、この音源は運転者
４１である。
部２０により示される。この斜線部２０の時間差に相応
する車室内の限定空間範囲は図５においてそれぞれ双曲
線２１ab、２１cb、２１ac で囲まれる範囲になる。こ
の限定空間範囲のアンド条件を満たす範囲が前述の斜線
領域２２であり、このアンド条件を満たす音源は常にこ
の斜線領域22の中にあることになり、この音源は運転者
４１である。
【００２４】したがって図７に示されるように各マイク
ロホン３ａと３ｂ、３ｃと３ｂ、３ａと３ｃの３組につ
いて各音源４１、４２、４３Ｌ、４３Ｒ、４４の時間差
Δｔを求め、これらをそれぞれ斜線部２０ab、２０cb、
２０acによって時間差の範囲を限定してその中にある音
源だけを抽出し、更にこの抽出された音源のうち３組に
共通している音源を抽出すれば (すなわちアンド条件を
とれば) 、それは図５における斜線領域２２内にある運
転者４1 の音声信号であることになる。
ロホン３ａと３ｂ、３ｃと３ｂ、３ａと３ｃの３組につ
いて各音源４１、４２、４３Ｌ、４３Ｒ、４４の時間差
Δｔを求め、これらをそれぞれ斜線部２０ab、２０cb、
２０acによって時間差の範囲を限定してその中にある音
源だけを抽出し、更にこの抽出された音源のうち３組に
共通している音源を抽出すれば (すなわちアンド条件を
とれば) 、それは図５における斜線領域２２内にある運
転者４1 の音声信号であることになる。
【００２５】（２） 次に例えば後部座席の同乗者４２
が斜線領域２２の境界近辺に近寄って話をした場合に本
発明の雑音低減装置がこの同乗者４２の音声に誤って追
従しないように同乗者４２と運転者４１とを区別し、運
転者４１の音声の抽出確度を上げる手法について述べ
る。この場合、図８に示されるように、各マイクロホン
３ａと３ｂ、３ｃと３ｂ、３ａと３ｃの組について、運
転者４１が最も多くとる姿勢位置 (図８では横軸の時間
差として表される) で重み付けが大きくなりそれから外
れるに従ってゼロに近づくような重み付け係数２３ab、
２３cb、２３acを用意して、各マイクロホン３ａと３
ｂ、３ｃと３ｂ、３ａと３ｃの組について求めた各音源
の相関度にこの重み付け係数をそれぞれかけて重み付け
をする。このようにすると、運転者４１の音声は相関度
が大きくなり、一方、斜線領域２２の境界付近にいるよ
うな同乗者の音声の相関度は小さくなるので、運転者４
１の音声を抽出する確度が上がる。
が斜線領域２２の境界近辺に近寄って話をした場合に本
発明の雑音低減装置がこの同乗者４２の音声に誤って追
従しないように同乗者４２と運転者４１とを区別し、運
転者４１の音声の抽出確度を上げる手法について述べ
る。この場合、図８に示されるように、各マイクロホン
３ａと３ｂ、３ｃと３ｂ、３ａと３ｃの組について、運
転者４１が最も多くとる姿勢位置 (図８では横軸の時間
差として表される) で重み付けが大きくなりそれから外
れるに従ってゼロに近づくような重み付け係数２３ab、
２３cb、２３acを用意して、各マイクロホン３ａと３
ｂ、３ｃと３ｂ、３ａと３ｃの組について求めた各音源
の相関度にこの重み付け係数をそれぞれかけて重み付け
をする。このようにすると、運転者４１の音声は相関度
が大きくなり、一方、斜線領域２２の境界付近にいるよ
うな同乗者の音声の相関度は小さくなるので、運転者４
１の音声を抽出する確度が上がる。
【００２６】（３）次に、時間差Δｔの時間変動ｄΔｔ
／ｄｔを用いて人間の音声とその他の騒音とを区別し、
本装置が騒音等に追従しないようする手法について述べ
る。図７における運転者４１の音声の時間差Δｔの時間
変動ｄΔｔ／ｄｔは、人間が動き得る速さＶ以下であ
る。したがってこの時間変動ｄΔｔ／ｄｔに時定数１／
Ｖの積分フィルタ２４をかけ、人間の音声の時間変動ｄ
Δｔ／ｄｔだけを抽出し、それに追従するようにする。
／ｄｔを用いて人間の音声とその他の騒音とを区別し、
本装置が騒音等に追従しないようする手法について述べ
る。図７における運転者４１の音声の時間差Δｔの時間
変動ｄΔｔ／ｄｔは、人間が動き得る速さＶ以下であ
る。したがってこの時間変動ｄΔｔ／ｄｔに時定数１／
Ｖの積分フィルタ２４をかけ、人間の音声の時間変動ｄ
Δｔ／ｄｔだけを抽出し、それに追従するようにする。
【００２７】図９にはこの時間変動による抽出の様子が
示される。図中、縦軸は相関度×重み付け係数、横軸は
時間差Δｔ、奥行方向の軸は時間ｔである。いま各時刻
ｔ〜ｔにおいて運転者４１の音声が４１、４１
、4 １、4 １のように抽出されていたものとす
る。ここで時刻ｔにおいて突発的な騒音４４が生じ
た時、本来次に抽出すべき音声４１と抽出してはなら
ない騒音4 ４とを区別するためには、音声４１を基
準としてみた音声４１と騒音４４の時間変動ｄΔｔ
／ｄｔをそれぞれ求める。この場合、騒音４４の時間
変動は人間が動き得る速さＶを超えているので、図９に
示されるようにこれを時間変動１／Ｖ以上を減衰させる
積分フィルタ２４にかける。これにより突発的に現れた
騒音４４の相関度を減衰させることでそれを人間の音
声以外の騒音と見なして無視し、抽出しないようにす
る。 （４） 次に人間の音声と音楽や走行音などの騒音とを
区別する手法について述べる。人間の発声は図１０に示
されるように、通常、１０秒前後で息切れのために途絶
える。一方、スピーカからの音楽や走行音などの騒音は
それ以上にわたり継続しうる。そこで、例えば３０秒以
上続いた信号は音楽信号や走行音などの騒音と見なして
次の重みの信号抽出に移るようにする。
示される。図中、縦軸は相関度×重み付け係数、横軸は
時間差Δｔ、奥行方向の軸は時間ｔである。いま各時刻
ｔ〜ｔにおいて運転者４１の音声が４１、４１
、4 １、4 １のように抽出されていたものとす
る。ここで時刻ｔにおいて突発的な騒音４４が生じ
た時、本来次に抽出すべき音声４１と抽出してはなら
ない騒音4 ４とを区別するためには、音声４１を基
準としてみた音声４１と騒音４４の時間変動ｄΔｔ
／ｄｔをそれぞれ求める。この場合、騒音４４の時間
変動は人間が動き得る速さＶを超えているので、図９に
示されるようにこれを時間変動１／Ｖ以上を減衰させる
積分フィルタ２４にかける。これにより突発的に現れた
騒音４４の相関度を減衰させることでそれを人間の音
声以外の騒音と見なして無視し、抽出しないようにす
る。 （４） 次に人間の音声と音楽や走行音などの騒音とを
区別する手法について述べる。人間の発声は図１０に示
されるように、通常、１０秒前後で息切れのために途絶
える。一方、スピーカからの音楽や走行音などの騒音は
それ以上にわたり継続しうる。そこで、例えば３０秒以
上続いた信号は音楽信号や走行音などの騒音と見なして
次の重みの信号抽出に移るようにする。
【００２８】図１１にはこの抽出の様子が示される。図
示のように、二つの音源４１，４３について高い相関度
が得られ、最初は太い実線で示すようにそのうちの一方
に追従していたものとする。ところが、１０秒前後たっ
たところで、いままで追従してなかった側の音源４１が
途絶えたのに対して、現に追従している側の音源４３は
途絶えることなく継続している。これにより現に追従し
ている音源は音楽の音とか走行音と推測することがで
き、一方、いままで追従していなかった側の音源４１が
どうやら人間の音声であると考えることができる。そこ
で、追従する音源をこの音源が途絶えた時点以降でその
途絶えた側の音源４１に切り替える。
示のように、二つの音源４１，４３について高い相関度
が得られ、最初は太い実線で示すようにそのうちの一方
に追従していたものとする。ところが、１０秒前後たっ
たところで、いままで追従してなかった側の音源４１が
途絶えたのに対して、現に追従している側の音源４３は
途絶えることなく継続している。これにより現に追従し
ている音源は音楽の音とか走行音と推測することがで
き、一方、いままで追従していなかった側の音源４１が
どうやら人間の音声であると考えることができる。そこ
で、追従する音源をこの音源が途絶えた時点以降でその
途絶えた側の音源４１に切り替える。
【００２９】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、入力音声信号のＳ／Ｎ比を改善することができ、本
発明の雑音低減装置を自動車電話機や音声認識装置に適
用することで音声の認識率を向上できる。
ば、入力音声信号のＳ／Ｎ比を改善することができ、本
発明の雑音低減装置を自動車電話機や音声認識装置に適
用することで音声の認識率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例としての雑音低減装置を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】実施例装置におけるマイクロホンの配置位置を
説明する図である。
説明する図である。
【図３】実施例装置における音声信号の相関度の時間差
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図４】マイクロホン入力信号と相関度との関係を説明
する図である。
する図である。
【図５】本発明の他の実施例のマイクロホンの配置位置
を説明する図である。
を説明する図である。
【図６】他の実施例装置における各マイクロホンへの音
源信号の入力遅延を説明する図である。
源信号の入力遅延を説明する図である。
【図７】他の実施例装置における各マイクロホンの対に
ついて各音源信号の相関度を示す図である。
ついて各音源信号の相関度を示す図である。
【図８】他の実施例装置における相関度についての重み
付け係数による運転者の音声信号の抽出方法を説明する
図である。
付け係数による運転者の音声信号の抽出方法を説明する
図である。
【図９】時間変化速度による音声信号の抽出方法を説明
するための図である。
するための図である。
【図１０】人間の発声の特徴を説明する図である。
【図１１】人間の発声の特徴を利用した音声信号の抽出
方法を説明するための図である。
方法を説明するための図である。
１ 自動車電話機または音声認識装置 ３ａ、３ｂ、３ｃ マイクロホン ４、４１ 運転者 ６ａ、６ｂ Ａ／Ｄ変換器 ７ａ1 〜７ａn 、７ｂ1 〜７ｂn 帯域フィルタ ９1 〜９n 相関器 １２ ＣＰＵ １３ 遅延器 １４ 加算器 １５ Ｄ／Ａ変換器
Claims (2)
- 【請求項１】 話者の周囲に配置されて話者の音声を受
信する複数のマイクロホンと、 該複数のマイクロホンによりそれぞれ受信された各音声
信号間の時間差を検出する時間差検出手段と、 該該時間差検出手段で検出した時間差に基づいて該複数
のマイクロホンによりそれぞれ受信された各音声信号の
うちの位相の進んでいるものを遅延させて位相を合わせ
る遅延手段と、 該遅延手段による位相調整後の各音声信号を加算する加
算手段とを備えた雑音低減装置。 - 【請求項２】 前記時間差検出手段は、前記複数のマイ
クロホンによりそれぞれ受信された各音声信号の相互相
関度を演算し、その相互相関度に基づいて各音声信号の
時間差を検出するように構成されたものである請求項１
記載の雑音低減装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27857491A JPH0595596A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 雑音低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27857491A JPH0595596A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 雑音低減装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0595596A true JPH0595596A (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=17599168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27857491A Pending JPH0595596A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 雑音低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0595596A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5835607A (en) * | 1993-09-07 | 1998-11-10 | U.S. Philips Corporation | Mobile radiotelephone with handsfree device |
| KR20030073407A (ko) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | 주식회사 보스텍 | 입술 구동 장치 |
| WO2010109708A1 (ja) * | 2009-03-25 | 2010-09-30 | 株式会社東芝 | 受音信号処理装置、方法およびプログラム |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP27857491A patent/JPH0595596A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5835607A (en) * | 1993-09-07 | 1998-11-10 | U.S. Philips Corporation | Mobile radiotelephone with handsfree device |
| KR20030073407A (ko) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | 주식회사 보스텍 | 입술 구동 장치 |
| WO2010109708A1 (ja) * | 2009-03-25 | 2010-09-30 | 株式会社東芝 | 受音信号処理装置、方法およびプログラム |
| JP2010232717A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-14 | Toshiba Corp | 受音信号処理装置、方法およびプログラム |
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