JPH11202894A - 雑音除去装置 - Google Patents
雑音除去装置Info
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- JPH11202894A JPH11202894A JP10008584A JP858498A JPH11202894A JP H11202894 A JPH11202894 A JP H11202894A JP 10008584 A JP10008584 A JP 10008584A JP 858498 A JP858498 A JP 858498A JP H11202894 A JPH11202894 A JP H11202894A
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- noise
- time series
- power spectrum
- power
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 雑音パワースペクトル特徴の対応付けによる
２入力スペクトルサブトラクション雑音除去方式を実現
する。 【解決手段】 同時集音する音声／雑音用マイクロホン
出力音声／雑音信号１００／１０１を分析フレーム単位
に周波数分析し生成する音響分析部３／４による音声／
雑音パワースペクトル時系列１０２／１０３に対し、対
応コードブック作成実行時切替スイッチ５／６経由の対
応コードブック作成／記憶部７／８で雑音区間での当該
音声／雑音パワースペクトル特徴を対応付ける対応コー
ドブック１０４／１０５を作成し格納する。また雑音除
去実行時切替スイッチ６／５経由の雑音パワースペクト
ル時系列１０３に対し雑音パタン選択部９で格納対応コ
ードブック１０４／１０５を参照し推定する雑音パワー
スペクトル時系列１０６を音声パワースペクトル時系列
１０２がスペクトル減算部１０で減算し雑音除去後パワ
ースペクトル時系列１０７として出力する。
２入力スペクトルサブトラクション雑音除去方式を実現
する。 【解決手段】 同時集音する音声／雑音用マイクロホン
出力音声／雑音信号１００／１０１を分析フレーム単位
に周波数分析し生成する音響分析部３／４による音声／
雑音パワースペクトル時系列１０２／１０３に対し、対
応コードブック作成実行時切替スイッチ５／６経由の対
応コードブック作成／記憶部７／８で雑音区間での当該
音声／雑音パワースペクトル特徴を対応付ける対応コー
ドブック１０４／１０５を作成し格納する。また雑音除
去実行時切替スイッチ６／５経由の雑音パワースペクト
ル時系列１０３に対し雑音パタン選択部９で格納対応コ
ードブック１０４／１０５を参照し推定する雑音パワー
スペクトル時系列１０６を音声パワースペクトル時系列
１０２がスペクトル減算部１０で減算し雑音除去後パワ
ースペクトル時系列１０７として出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は雑音環境下の発声
音声を正しく認識できる耐雑音化技術を実現し、音声認
識装置等に適用する雑音除去装置に関する。
音声を正しく認識できる耐雑音化技術を実現し、音声認
識装置等に適用する雑音除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば文献（中臺ほか：２入力による
雑音除去手法を用いた自動車内の音声認識、信学会音声
研資ＳＰ８９−８１、ｐｐ．４１−４８、１９８９）に
示す従来の雑音除去装置は図４のように、音声用マイク
ロホン１は、話者の音声を入力し易いようにたとえば話
者の口元あたりに設置をし、主に音声信号を集音する。
雑音用マイクロホン２は、音声用マイクロホン１による
入力雑音と懸け離れない程度に音声を入力し難い位置に
設置をし、主に雑音信号を集音する。音響分析部３と４
は、音声用と雑音用マイクロホン１と２による出力音声
と雑音信号１００と１０１に対し、一定の時間ごとに切
り出す分析フレーム単位に周波数分析をし、それぞれ音
声と雑音パワースペクトル時系列１０２と１０３を生成
する。スペクトル補正部１７は、音響分析部４による雑
音パワースペクトル時系列１０３に対し、音声用と雑音
用マイクロホン１と２との設置位置の違いによる雑音伝
達経路の違いを補正し、補正後雑音パワースペクトル時
系列１１８を生成する。スペクトル減算部１０ｂは、音
響分析部３による音声パワースペクトル時系列１０２に
対し、スペクトル補正部１７による補正後雑音パワース
ペクトル時系列１２０を分析フレーム単位で減算し雑音
成分を除去し、雑音除去後パワースペクトル時系列１０
７として出力をする。
雑音除去手法を用いた自動車内の音声認識、信学会音声
研資ＳＰ８９−８１、ｐｐ．４１−４８、１９８９）に
示す従来の雑音除去装置は図４のように、音声用マイク
ロホン１は、話者の音声を入力し易いようにたとえば話
者の口元あたりに設置をし、主に音声信号を集音する。
雑音用マイクロホン２は、音声用マイクロホン１による
入力雑音と懸け離れない程度に音声を入力し難い位置に
設置をし、主に雑音信号を集音する。音響分析部３と４
は、音声用と雑音用マイクロホン１と２による出力音声
と雑音信号１００と１０１に対し、一定の時間ごとに切
り出す分析フレーム単位に周波数分析をし、それぞれ音
声と雑音パワースペクトル時系列１０２と１０３を生成
する。スペクトル補正部１７は、音響分析部４による雑
音パワースペクトル時系列１０３に対し、音声用と雑音
用マイクロホン１と２との設置位置の違いによる雑音伝
達経路の違いを補正し、補正後雑音パワースペクトル時
系列１１８を生成する。スペクトル減算部１０ｂは、音
響分析部３による音声パワースペクトル時系列１０２に
対し、スペクトル補正部１７による補正後雑音パワース
ペクトル時系列１２０を分析フレーム単位で減算し雑音
成分を除去し、雑音除去後パワースペクトル時系列１０
７として出力をする。
【０００３】上記従来の雑音除去装置は、できるだけ音
声を集音しない位置に設置をし主に雑音を集音する雑音
用マイクロホン２の出力信号から主に音声を集音する音
声用マイクロホン１に含まれる雑音成分を推定し、雑音
重畳音声から当該推定雑音成分を差し引くことにより、
非定常雑音環境下でも安定した雑音除去をする方式（２
入力スペクトルサブトラクション雑音除去方式）を採
る。
声を集音しない位置に設置をし主に雑音を集音する雑音
用マイクロホン２の出力信号から主に音声を集音する音
声用マイクロホン１に含まれる雑音成分を推定し、雑音
重畳音声から当該推定雑音成分を差し引くことにより、
非定常雑音環境下でも安定した雑音除去をする方式（２
入力スペクトルサブトラクション雑音除去方式）を採
る。
【０００４】上記図４に示す従来の実施形態は、まず音
声用と雑音用マイクロホン１と２による出力音声と雑音
信号１００と１０１を同時に入力する音響分析部３と４
で、一定時間ごとに切り出す分析フレーム単位に周波数
分析をし音声と雑音パワースペクトル時系列１０２Ｆ１
i （ｉ＝１、２、…、Ｉ）と１０３Ｆ２i （ｉは分析フ
レーム番号を表す）として出力する。つぎにスペクトル
補正部１７でｉフレーム目の雑音パワースペクトル周波
数ωにおけるパワーをＦ２i （ω）、周波数αにおける
周波数特性の補正係数をβ（ω）とし、ｉフレーム目の
周波数特性補正後のパワースペクトル周波数ωにおける
パワーＦ２′i （ω）＝β（ω）＊Ｆ２i （ω）によ
り、音声用と雑音用マイクロホン１と２との雑音信号伝
達経路による周波数特性の違いを補正する。ここで、音
響分析部３と４による出力音声と雑音パワースペクトル
時系列１０２Ｆ１i と１０３Ｆ２i の周波数ωにおける
パワー時間平均値をＮ1 （ω）とＮ2 （ω）とし、発声
直前または直後の雑音区間で周波数特性の補正係数β
（ω）＝Ｎ1 （ω）／Ｎ2 （ω）を求める。さらにスペ
クトル減算部１０ｂで雑音を引き去る量を規定する定数
をα、雑音除去後のパワースペクトル周波数ωにおける
パワー最小値を規定する定数をＮ（ω）、引数の最大値
を求める関数をｍａｘ（ ）とし、雑音除去後のｉ番目
フレームのパワースペクトル周波数ωにおけるパワーＦ
i （ω）＝ｍａｘ（Ｎ（ω），Ｆ１i （ω）−α＊Ｆ
２′i （ω））により、スペクトル減算による雑音除去
をし、雑音除去後パワースペクトル時系列１０７として
出力をする。
声用と雑音用マイクロホン１と２による出力音声と雑音
信号１００と１０１を同時に入力する音響分析部３と４
で、一定時間ごとに切り出す分析フレーム単位に周波数
分析をし音声と雑音パワースペクトル時系列１０２Ｆ１
i （ｉ＝１、２、…、Ｉ）と１０３Ｆ２i （ｉは分析フ
レーム番号を表す）として出力する。つぎにスペクトル
補正部１７でｉフレーム目の雑音パワースペクトル周波
数ωにおけるパワーをＦ２i （ω）、周波数αにおける
周波数特性の補正係数をβ（ω）とし、ｉフレーム目の
周波数特性補正後のパワースペクトル周波数ωにおける
パワーＦ２′i （ω）＝β（ω）＊Ｆ２i （ω）によ
り、音声用と雑音用マイクロホン１と２との雑音信号伝
達経路による周波数特性の違いを補正する。ここで、音
響分析部３と４による出力音声と雑音パワースペクトル
時系列１０２Ｆ１i と１０３Ｆ２i の周波数ωにおける
パワー時間平均値をＮ1 （ω）とＮ2 （ω）とし、発声
直前または直後の雑音区間で周波数特性の補正係数β
（ω）＝Ｎ1 （ω）／Ｎ2 （ω）を求める。さらにスペ
クトル減算部１０ｂで雑音を引き去る量を規定する定数
をα、雑音除去後のパワースペクトル周波数ωにおける
パワー最小値を規定する定数をＮ（ω）、引数の最大値
を求める関数をｍａｘ（ ）とし、雑音除去後のｉ番目
フレームのパワースペクトル周波数ωにおけるパワーＦ
i （ω）＝ｍａｘ（Ｎ（ω），Ｆ１i （ω）−α＊Ｆ
２′i （ω））により、スペクトル減算による雑音除去
をし、雑音除去後パワースペクトル時系列１０７として
出力をする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の雑
音除去装置では、２入力スペクトルサブトラクション雑
音除去方式を採るから、雑音のパワーやスペクトル特徴
が変動する非定常雑音環境下では、発声直前の雑音と音
声区間内での雑音のパワーやスペクトル特徴が異なる場
合があり、本来差し引くべき雑音スペクトルとは異なる
雑音スペクトルを差し引くことにより正しく雑音除去が
できない１入力スペクトルサブトラクション雑音除去方
式（発声直前数フレームの雑音区間での雑音パワースペ
クトル平均値を音声区間のパワースペクトルからフレー
ム単位で差し引くことにより雑音成分を除去する方式）
による問題点を解決するが、音声用マイクロホンを近く
に設置する雑音用マイクロホンに話者音声が漏れ込んで
しまい、スペクトルサブトラクション後のＳＮ比が小さ
くならないように離すと、近くに設置するときに比べ、
異なる雑音源位置時たとえば走行自動車内の音声区間で
自車の横を他車が通過する時は各マイクロホンの雑音伝
達経路の違いの影響が大きくなり、補正係数を推定した
雑音区間と音声区間とにおける雑音伝達経路が異なると
マイク間における雑音信号周波数特性の補正が正しくで
きない問題点があった。
音除去装置では、２入力スペクトルサブトラクション雑
音除去方式を採るから、雑音のパワーやスペクトル特徴
が変動する非定常雑音環境下では、発声直前の雑音と音
声区間内での雑音のパワーやスペクトル特徴が異なる場
合があり、本来差し引くべき雑音スペクトルとは異なる
雑音スペクトルを差し引くことにより正しく雑音除去が
できない１入力スペクトルサブトラクション雑音除去方
式（発声直前数フレームの雑音区間での雑音パワースペ
クトル平均値を音声区間のパワースペクトルからフレー
ム単位で差し引くことにより雑音成分を除去する方式）
による問題点を解決するが、音声用マイクロホンを近く
に設置する雑音用マイクロホンに話者音声が漏れ込んで
しまい、スペクトルサブトラクション後のＳＮ比が小さ
くならないように離すと、近くに設置するときに比べ、
異なる雑音源位置時たとえば走行自動車内の音声区間で
自車の横を他車が通過する時は各マイクロホンの雑音伝
達経路の違いの影響が大きくなり、補正係数を推定した
雑音区間と音声区間とにおける雑音伝達経路が異なると
マイク間における雑音信号周波数特性の補正が正しくで
きない問題点があった。
【０００６】この発明が解決しようとする課題は、雑音
除去装置で雑音用マイクロホンを音声用マイクロホンか
ら離して設置をしても各マイクに対する雑音伝達経路変
化の影響を受け難いように、雑音区間で対応コードブッ
クを作成し音声用と雑音用マイクロホンの雑音信号パワ
ースペクトル特徴を対応付けることにより、音声区間で
音声用と雑音用マイクロホンへの雑音伝達経路が変わっ
ても音声重畳雑音を正しく推定し、非定常雑音環境下で
も安定した雑音除去をする方式（雑音パワースペクトル
特徴の対応付けによる２入力スペクトルサブトラクショ
ン雑音除去方式）を提供することにある。
除去装置で雑音用マイクロホンを音声用マイクロホンか
ら離して設置をしても各マイクに対する雑音伝達経路変
化の影響を受け難いように、雑音区間で対応コードブッ
クを作成し音声用と雑音用マイクロホンの雑音信号パワ
ースペクトル特徴を対応付けることにより、音声区間で
音声用と雑音用マイクロホンへの雑音伝達経路が変わっ
ても音声重畳雑音を正しく推定し、非定常雑音環境下で
も安定した雑音除去をする方式（雑音パワースペクトル
特徴の対応付けによる２入力スペクトルサブトラクショ
ン雑音除去方式）を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の雑音除去装置
は、上記課題を解決するためつぎの手段を設け、雑音パ
ワースペクトル特徴の対応付けによる２入力スペクトル
サブトラクション雑音除去方式を採ることを特徴とす
る。
は、上記課題を解決するためつぎの手段を設け、雑音パ
ワースペクトル特徴の対応付けによる２入力スペクトル
サブトラクション雑音除去方式を採ることを特徴とす
る。
【０００８】第１と第２のマイクロホンは、音声と雑音
信号を同時に集音する。
信号を同時に集音する。
【０００９】第１と第２の音響分析部は、第１と第２の
マイクロホンによる出力音声と雑音信号に対し、所定時
間ごとに切り出す分析フレーム単位に周波数分析をし、
第１と第２のパワースペクトル時系列を生成する。
マイクロホンによる出力音声と雑音信号に対し、所定時
間ごとに切り出す分析フレーム単位に周波数分析をし、
第１と第２のパワースペクトル時系列を生成する。
【００１０】スイッチは、第１と第２の音響分析部によ
る第１と第２のパワースペクトル時系列に対し、対応コ
ードブック作成と雑音除去のいずれかの実行時に切り替
える。
る第１と第２のパワースペクトル時系列に対し、対応コ
ードブック作成と雑音除去のいずれかの実行時に切り替
える。
【００１１】対応コードブック作成／記憶部は、対応コ
ードブック作成実行時切替えスイッチ経由の第１と第２
の音響分析部による第１と第２のパワースペクトル時系
列または第１と第２のパワー正規化部による第１と第２
の正規化パワースペクトル時系列に対し、雑音区間にお
ける当該第１と第２のパワースペクトル特徴または正規
化パワースペクトル特徴を対応付ける対応コードブック
を作成し、格納する。または対応コードブック作成部
は、当該第１と同じ時刻の分析フレームにおける当該第
２とのパワースペクトル特徴または正規化パワースペク
トル特徴の対応関係を表示するように、雑音区間におけ
る１個以上の分析フレームの第１と第２のパワースペク
トル時系列または正規化パワースペクトル時系列をそれ
ぞれ平均し１個以上のセントロイドで代表し作成をする
第１と第２の対応雑音パタンコードブックのクラスタを
対応付ける。または雑音区間における１個以上の分析フ
レームの第１のパワースペクトル時系列または正規化パ
ワースペクトル時系列を１〜Ｎ個のクラスにクラスタリ
ングし第１の対応雑音パタンコードブックを作成する第
１のコードブック作成部と、当該作成と同時に当該第１
の対応雑音パタンコードブックの各クラスタ番号に属す
る分析フレーム番号を格納するフレーム番号記憶部と、
当該第１の対応雑音パタンコードブックのｎ（ｎ＝１、
２、…、Ｎ）番目のクラスタに属するすべての分析フレ
ームの第２のパワースペクトル時系列または正規化パワ
ースペクトル時系列を平均し各クラスタのセントロイド
で代表し、第１の対応雑音パタンコードブックのクラス
タとの対応付け操作をすべてのクラスタに対し実行し第
２の対応雑音パタンコードブックを作成する第２のコー
ドブック作成部とを設ける。
ードブック作成実行時切替えスイッチ経由の第１と第２
の音響分析部による第１と第２のパワースペクトル時系
列または第１と第２のパワー正規化部による第１と第２
の正規化パワースペクトル時系列に対し、雑音区間にお
ける当該第１と第２のパワースペクトル特徴または正規
化パワースペクトル特徴を対応付ける対応コードブック
を作成し、格納する。または対応コードブック作成部
は、当該第１と同じ時刻の分析フレームにおける当該第
２とのパワースペクトル特徴または正規化パワースペク
トル特徴の対応関係を表示するように、雑音区間におけ
る１個以上の分析フレームの第１と第２のパワースペク
トル時系列または正規化パワースペクトル時系列をそれ
ぞれ平均し１個以上のセントロイドで代表し作成をする
第１と第２の対応雑音パタンコードブックのクラスタを
対応付ける。または雑音区間における１個以上の分析フ
レームの第１のパワースペクトル時系列または正規化パ
ワースペクトル時系列を１〜Ｎ個のクラスにクラスタリ
ングし第１の対応雑音パタンコードブックを作成する第
１のコードブック作成部と、当該作成と同時に当該第１
の対応雑音パタンコードブックの各クラスタ番号に属す
る分析フレーム番号を格納するフレーム番号記憶部と、
当該第１の対応雑音パタンコードブックのｎ（ｎ＝１、
２、…、Ｎ）番目のクラスタに属するすべての分析フレ
ームの第２のパワースペクトル時系列または正規化パワ
ースペクトル時系列を平均し各クラスタのセントロイド
で代表し、第１の対応雑音パタンコードブックのクラス
タとの対応付け操作をすべてのクラスタに対し実行し第
２の対応雑音パタンコードブックを作成する第２のコー
ドブック作成部とを設ける。
【００１２】雑音パタン選択部は、雑音除去実行時切替
えスイッチ経由の第２の音響分析部による第２のパワー
スペクトル時系列または第３のパワー正規化部による第
２の正規化パワースペクトル時系列に対し、対応コード
ブック記憶部による対応コードブックを参照し、第１の
パワースペクトル時系列または正規化パワースペクトル
時系列の重畳雑音パワースペクトルを分析フレームごと
に推定し、推定雑音パワースペクトル時系列または正規
化推定雑音パワースペクトル時系列を生成する。または
当該第２のパワースペクトル時系列と当該第２の対応雑
音パタンコードブック各クラスタのセントロイド時系列
との距離値を算出し、当該最小距離値になる当該第２の
対応雑音パタンコードブックのクラスタを特定する距離
算出部と、当該推定クラスタに対応する当該第１の対応
雑音パタンコードブックのクラスタのセントロイド時系
列を推定雑音パワースペクトル時系列または正規化推定
雑音パワースペクトル時形列として選択する選択部とを
設ける。
えスイッチ経由の第２の音響分析部による第２のパワー
スペクトル時系列または第３のパワー正規化部による第
２の正規化パワースペクトル時系列に対し、対応コード
ブック記憶部による対応コードブックを参照し、第１の
パワースペクトル時系列または正規化パワースペクトル
時系列の重畳雑音パワースペクトルを分析フレームごと
に推定し、推定雑音パワースペクトル時系列または正規
化推定雑音パワースペクトル時系列を生成する。または
当該第２のパワースペクトル時系列と当該第２の対応雑
音パタンコードブック各クラスタのセントロイド時系列
との距離値を算出し、当該最小距離値になる当該第２の
対応雑音パタンコードブックのクラスタを特定する距離
算出部と、当該推定クラスタに対応する当該第１の対応
雑音パタンコードブックのクラスタのセントロイド時系
列を推定雑音パワースペクトル時系列または正規化推定
雑音パワースペクトル時形列として選択する選択部とを
設ける。
【００１３】スペクトル減算部は、雑音除去実行時切替
えスイッチ経由の第１の音響分析部による第１のパワー
スペクトル時系列に対し、雑音パタン選択部またはパワ
ー乗算部による推定雑音パワースペクトル時系列を分析
フレームごとに減算し、生成する雑音除去後パワースペ
クトル時系列を出力する。
えスイッチ経由の第１の音響分析部による第１のパワー
スペクトル時系列に対し、雑音パタン選択部またはパワ
ー乗算部による推定雑音パワースペクトル時系列を分析
フレームごとに減算し、生成する雑音除去後パワースペ
クトル時系列を出力する。
【００１４】第１と第２および第３のパワー算出／正規
化部は、対応コードブック作成実行時切替えスイッチ経
由の第１と第２の音響分析部による第１と第２のパワー
スペクトル時系列および雑音除去実行時切替えスイッチ
経由の第２の音響分析部による第２のパワースペクトル
時系列に対し、分析フレームごとの第１と第２のパワー
時系列を算出し、分析フレーム単位のパワーで正規化を
する。
化部は、対応コードブック作成実行時切替えスイッチ経
由の第１と第２の音響分析部による第１と第２のパワー
スペクトル時系列および雑音除去実行時切替えスイッチ
経由の第２の音響分析部による第２のパワースペクトル
時系列に対し、分析フレームごとの第１と第２のパワー
時系列を算出し、分析フレーム単位のパワーで正規化を
する。
【００１５】パワー比算出／記憶部は、第１と第２のパ
ワー算出部による第１と第２のパワー時系列に対し、雑
音区間における当該平均パワー比を算出し、格納する。
ワー算出部による第１と第２のパワー時系列に対し、雑
音区間における当該平均パワー比を算出し、格納する。
【００１６】雑音パワー推定部は、第３のパワー算出部
による分析フレームごとの第２のパワー時系列に対し、
パワー比記憶部による平均パワー比を分析フレームごと
に乗算し、推定雑音パワー時系列を生成する。
による分析フレームごとの第２のパワー時系列に対し、
パワー比記憶部による平均パワー比を分析フレームごと
に乗算し、推定雑音パワー時系列を生成する。
【００１７】パワー乗算部は、雑音パタン選択部による
正規化推定雑音パワースペクトル時系列に対し、雑音パ
ワー推定部による推定雑音パワー時系列を分析フレーム
ごとに乗算し、推定雑音パワースペクトル時系列を生成
する。
正規化推定雑音パワースペクトル時系列に対し、雑音パ
ワー推定部による推定雑音パワー時系列を分析フレーム
ごとに乗算し、推定雑音パワースペクトル時系列を生成
する。
【００１８】
【発明の実施の形態】この発明の実施の一形態を示す雑
音除去装置は図１のように、音声用と雑音用マイクロホ
ン１と２および音響分析部３と４は、上記従来例の図４
に対応する。スイッチ（ＳＷ）５と６は、音響分析部３
と４による音声と雑音パワースペクトル時系列１０２と
１０３に対し、対応コードブック作成と雑音除去のいず
れかの実行時に切り替える。対応コードブック作成部／
記憶部７／８は、ＳＷ５と６経由音響分析部３と４によ
る音声と雑音パワースペクトル時系列１０２と１０３に
対し、対応雑音パタンコードブック１０４と１０５を作
成し、記憶する。雑音パタン選択部９は、音響分析部４
による雑音パワースペクトル時系列１０３に対し、対応
コードブック記憶部８による対応雑音パタンコードブッ
ク１０４と１０５を参照し、推定雑音パワースペクトル
時系列１０６として生成をする。スペクトル減算部１０
は、ＳＷ５経由音響分析部３による音声パワースペクト
ル時系列１０２に対し、雑音パタン選択部９による推定
雑音パワースペクトル時系列１０６を分析フレームごと
に減算し雑音成分を除去し、雑音除去後パワースペクト
ル時系列１０７として出力をする。雑音区間で対応コー
ドブックを作成し音声用と雑音用マイクロホン１と２の
雑音パワースペクトル特徴を対応付けることにより、マ
イク間における雑音周波数特性の補正係数に対し雑音伝
達経路の違いで複数持つことと等価になり、音声区間で
音声用と雑音用マイクロホン１と２への雑音伝達経路が
変わっても音声重畳雑音を正しく推定できる。
音除去装置は図１のように、音声用と雑音用マイクロホ
ン１と２および音響分析部３と４は、上記従来例の図４
に対応する。スイッチ（ＳＷ）５と６は、音響分析部３
と４による音声と雑音パワースペクトル時系列１０２と
１０３に対し、対応コードブック作成と雑音除去のいず
れかの実行時に切り替える。対応コードブック作成部／
記憶部７／８は、ＳＷ５と６経由音響分析部３と４によ
る音声と雑音パワースペクトル時系列１０２と１０３に
対し、対応雑音パタンコードブック１０４と１０５を作
成し、記憶する。雑音パタン選択部９は、音響分析部４
による雑音パワースペクトル時系列１０３に対し、対応
コードブック記憶部８による対応雑音パタンコードブッ
ク１０４と１０５を参照し、推定雑音パワースペクトル
時系列１０６として生成をする。スペクトル減算部１０
は、ＳＷ５経由音響分析部３による音声パワースペクト
ル時系列１０２に対し、雑音パタン選択部９による推定
雑音パワースペクトル時系列１０６を分析フレームごと
に減算し雑音成分を除去し、雑音除去後パワースペクト
ル時系列１０７として出力をする。雑音区間で対応コー
ドブックを作成し音声用と雑音用マイクロホン１と２の
雑音パワースペクトル特徴を対応付けることにより、マ
イク間における雑音周波数特性の補正係数に対し雑音伝
達経路の違いで複数持つことと等価になり、音声区間で
音声用と雑音用マイクロホン１と２への雑音伝達経路が
変わっても音声重畳雑音を正しく推定できる。
【００１９】上記実施の形態の雑音除去装置は、雑音区
間で対応コードブックを作成し音声用と雑音用マイクロ
ホン１と２の雑音信号パワースペクトル特徴を対応付け
ることにより、音声区間で音声用と雑音用マイクロホン
１と２への雑音伝達経路が変わっても音声重畳雑音を正
しく推定し、非定常雑音環境下でも安定した雑音除去を
する方式（雑音パワースペクトル特徴の対応付けによる
２入力スペクトルサブトラクション雑音除去方式）を採
る。
間で対応コードブックを作成し音声用と雑音用マイクロ
ホン１と２の雑音信号パワースペクトル特徴を対応付け
ることにより、音声区間で音声用と雑音用マイクロホン
１と２への雑音伝達経路が変わっても音声重畳雑音を正
しく推定し、非定常雑音環境下でも安定した雑音除去を
する方式（雑音パワースペクトル特徴の対応付けによる
２入力スペクトルサブトラクション雑音除去方式）を採
る。
【００２０】上記図１に示す発明の実施形態は、まず音
響分析部３と４で上記従来例の図４と同じに出力をする
音声と雑音パワースペクトル時系列１０２Ｆ１i （ｉ＝
１、２、…、Ｉ）と１０３Ｆ２i に対し、ＳＷ５と６で
対応コードブック作成と雑音除去のいずれかの実行時に
切り替える。つぎに対応コードブック作成実行時に、話
者発声がない十分長い本発明雑音除去装置の使用が想定
される環境下におけるできるだけ多くの雑音種類が含ま
れるような雑音区間において、対応コードブック作成部
７で一方の雑音パワースペクトル時系列１０３Ｆ２i に
対し、たとえばＬＢＧ（Ｌｉｎｄｅ，Ｂｕｚｏ，Ｇｒａ
ｙ）アルゴリズムなどのクラスタリング手法でＮ個のク
ラスタＣｌs ２n （ｎ＝１、２、…、Ｎ。ｎはクラスタ
番号を表す）にクラスタリングをし、対応雑音パタンコ
ードブック１０５を作成するとともに、クラスタＣｌs
２n に属する雑音パワースペクトル時系列１０３のフレ
ーム番号Ｃ（ｊ｜ｊ∈Ｃｌs ２n ）の対を記憶する。他
方の音声パワースペクトル時系列１０２に対し参照をす
る記憶フレーム番号Ｃ（ｊ｜ｊ∈Ｃｌs ２n ）の当該音
声パワースペクトル時系列１０２のパワースペクトル平
均値を求め、これをセントロイドとする操作をすべての
ｎに対し繰返し対応雑音パタンコードブック１０５の各
クラスタＣｌs ２n に１対１対応をしたクラスタＣｌs
１n で構成する対応雑音パターンコードブック１０４を
作成する。また雑音除去実行時に、雑音パタン選択部９
で雑音パワースペクトル時系列１０３Ｆ２i に対し対応
コードブック記憶部８による対応雑音パタンコードブッ
ク１０５の各クラスタＣｌs ２n のセントロイドとのユ
ークリッド距離値を分析フレームごとに求め、当該各分
析フレームごとに出力する当該最小距離値を与えるクラ
スタ番号２００ｎのクラスタＣｌs １n のセントロイド
に対し、対応コードブック記憶部８による対応雑音パタ
ンコードブック１０４から各分析フレームごとに取り出
し、推定雑音パワースペクトル時系列１０６Ｆniとして
出力をする。さらにスペクトル減算部１０で雑音除去後
のｉ番目フレームのパワースペクトル周波数ωにおける
パワーＦsi（ω）＝ｍａｘ（Ｎ（ω），Ｆ１i （ω）−
α＊Ｆni（ω））（Ｆ１i （ω）とＦni（ω）は、音声
パワースペクトル時系列１０２と推定雑音パワースペク
トル時系列１０６のｉ番目フレームのパワースペクトル
周波数ωにおけるパワーをそれぞれ表す）により、分析
フレームごとのスペクトル減算による雑音除去をし、雑
音除去後パワースペクトル時系列Ｆsi１０７（ｉ＝１、
２、…、Ｉ）として出力をする。
響分析部３と４で上記従来例の図４と同じに出力をする
音声と雑音パワースペクトル時系列１０２Ｆ１i （ｉ＝
１、２、…、Ｉ）と１０３Ｆ２i に対し、ＳＷ５と６で
対応コードブック作成と雑音除去のいずれかの実行時に
切り替える。つぎに対応コードブック作成実行時に、話
者発声がない十分長い本発明雑音除去装置の使用が想定
される環境下におけるできるだけ多くの雑音種類が含ま
れるような雑音区間において、対応コードブック作成部
７で一方の雑音パワースペクトル時系列１０３Ｆ２i に
対し、たとえばＬＢＧ（Ｌｉｎｄｅ，Ｂｕｚｏ，Ｇｒａ
ｙ）アルゴリズムなどのクラスタリング手法でＮ個のク
ラスタＣｌs ２n （ｎ＝１、２、…、Ｎ。ｎはクラスタ
番号を表す）にクラスタリングをし、対応雑音パタンコ
ードブック１０５を作成するとともに、クラスタＣｌs
２n に属する雑音パワースペクトル時系列１０３のフレ
ーム番号Ｃ（ｊ｜ｊ∈Ｃｌs ２n ）の対を記憶する。他
方の音声パワースペクトル時系列１０２に対し参照をす
る記憶フレーム番号Ｃ（ｊ｜ｊ∈Ｃｌs ２n ）の当該音
声パワースペクトル時系列１０２のパワースペクトル平
均値を求め、これをセントロイドとする操作をすべての
ｎに対し繰返し対応雑音パタンコードブック１０５の各
クラスタＣｌs ２n に１対１対応をしたクラスタＣｌs
１n で構成する対応雑音パターンコードブック１０４を
作成する。また雑音除去実行時に、雑音パタン選択部９
で雑音パワースペクトル時系列１０３Ｆ２i に対し対応
コードブック記憶部８による対応雑音パタンコードブッ
ク１０５の各クラスタＣｌs ２n のセントロイドとのユ
ークリッド距離値を分析フレームごとに求め、当該各分
析フレームごとに出力する当該最小距離値を与えるクラ
スタ番号２００ｎのクラスタＣｌs １n のセントロイド
に対し、対応コードブック記憶部８による対応雑音パタ
ンコードブック１０４から各分析フレームごとに取り出
し、推定雑音パワースペクトル時系列１０６Ｆniとして
出力をする。さらにスペクトル減算部１０で雑音除去後
のｉ番目フレームのパワースペクトル周波数ωにおける
パワーＦsi（ω）＝ｍａｘ（Ｎ（ω），Ｆ１i （ω）−
α＊Ｆni（ω））（Ｆ１i （ω）とＦni（ω）は、音声
パワースペクトル時系列１０２と推定雑音パワースペク
トル時系列１０６のｉ番目フレームのパワースペクトル
周波数ωにおけるパワーをそれぞれ表す）により、分析
フレームごとのスペクトル減算による雑音除去をし、雑
音除去後パワースペクトル時系列Ｆsi１０７（ｉ＝１、
２、…、Ｉ）として出力をする。
【００２１】対応コードブック作成部７は図２（ａ）の
ように、まず雑音パワースペクトル時系列１０３に対し
コードブック作成部７１でクラスタリングをし対応雑音
パタンコードブック１０５を作成するとともに、フレー
ム番号記憶部７２で記憶をする当該各クラスタに属する
フレーム番号情報を参照し、つぎに音声パワースペクト
ル時系列１０２に対しコードブック作成部７３でクラス
タリングをし対応雑音パタンコードブック１０４を作成
する。さらに当該作成対応雑音パタンコード１０４と１
０５に対し対応コードブック記憶部８に格納をする。
ように、まず雑音パワースペクトル時系列１０３に対し
コードブック作成部７１でクラスタリングをし対応雑音
パタンコードブック１０５を作成するとともに、フレー
ム番号記憶部７２で記憶をする当該各クラスタに属する
フレーム番号情報を参照し、つぎに音声パワースペクト
ル時系列１０２に対しコードブック作成部７３でクラス
タリングをし対応雑音パタンコードブック１０４を作成
する。さらに当該作成対応雑音パタンコード１０４と１
０５に対し対応コードブック記憶部８に格納をする。
【００２２】雑音パタン選択部９は図２（ｂ）のよう
に、まず雑音パワースペクトル時系列１０３に対し距離
値算出部９１で対応コードブック記憶部８による対応雑
音パタンコードブック１０５の各クラスタのセントロイ
ドとの距離値を分析フレームごとに算出し、つぎに当該
最小距離値となるクラスタ番号を用い選択部９２で対応
コードブック記憶部８による対応雑音パタンコードブッ
ク１０４の対応クラスタのセントロイド時系列をフレー
ムごとに選び出し、推定雑音パワースペクトル時系列１
０６として出力をする。
に、まず雑音パワースペクトル時系列１０３に対し距離
値算出部９１で対応コードブック記憶部８による対応雑
音パタンコードブック１０５の各クラスタのセントロイ
ドとの距離値を分析フレームごとに算出し、つぎに当該
最小距離値となるクラスタ番号を用い選択部９２で対応
コードブック記憶部８による対応雑音パタンコードブッ
ク１０４の対応クラスタのセントロイド時系列をフレー
ムごとに選び出し、推定雑音パワースペクトル時系列１
０６として出力をする。
【００２３】なお上記図１に示す発明の実施の形態で図
３のように、パワー算出部１１とパワー正規化部１２と
パワー比算出部１３とパワー比記憶部１４と雑音パワー
推定部１５とパワー乗算部１６とを別途設け、対応コー
ドブック作成部／記憶部７ａ／８ａと雑音パタン選択部
９ａとスペクトル減算部１０ａとして構成してもよい。
正規化パワースペクトルで対応コードブックを作成する
ことにより、対応コードブック作成と雑音除去実行時に
雑音パワーが異なっているときでも雑音スペクトル形状
推定に当該雑音パワーの影響を受け難くなり、精度の良
い雑音スペクトルを推定できる。図３のように、パワー
算出部１１ａと１１ｂおよび１１ｃは、ＳＷ５と６経由
音響分析部３と４による音声と雑音パワースペクトル時
系列１０２と１０３に対し、分析フレームごとの音声と
雑音パワー時系列１０８と１０９および１１０を算出す
る。パワー正規化部１２ａと１２ｂおよび１２ｃは、Ｓ
Ｗ５と６経由音響分析部３と４による音声と雑音パワー
スペクトル時系列１０２と１０３に対し、分析フレーム
単位のパワーで正規化をし正規化音声と雑音パワースペ
クトル時系列１１１と１１２および１１３として生成を
する。パワー比算出部／記憶部１３／１４は、パワー算
出部１１ａと１１ｂによる分析フレームごとの音声と雑
音パワー時系列１０８と１０９に対し、雑音区間におけ
る当該平均パワー比１１４を算出し、格納する。雑音パ
ワー推定部１５は、パワー算出部１１ｃによる分析フレ
ームごとの雑音パワー時系列１１０に対し、パワー比記
憶部１４による平均パワー比１１４を分析フレームごと
に乗算し、推定雑音パワー時系列１１５として生成をす
る。対応コードブック作成部／記憶部７ａ／８ａは、音
響分析部３と４による音声と雑音パワースペクトル時系
列１０２と１０３に代えてパワー正規化部１２ａと１２
ｂによる正規化音声と雑音パワースペクトル時系列１１
１と１１２に対し、対応雑音パタンコードブック１１６
と１１７を作成し、記憶する。雑音パタン選択部９ａ
は、音響分析部４による雑音パワースペクトル時系列１
０３に代えてパワー正規化部１２ｃによる正規化雑音パ
ワースペクトル時系列１１３に対し、対応コードブック
記憶部８ａによる対応雑音パタンコードブック１１６と
１１７を参照し、正規化推定雑音パワースペクトル時系
列１１８として生成をする。パワー乗算部１６は、雑音
パタン選択部９ａによる正規化推定雑音パワースペクト
ル時系列１１８に対し、雑音パワー推定部１５による推
定雑音パワー時系列１１５を分析フレームごとに乗算
し、推定雑音パワースペクトル時系列１１９として生成
をする。スペクトル減算部１０ａは、ＳＷ５経由音響分
析部３による音声パワースペクトル時系列１０２に対
し、雑音パタン選択部９による推定雑音パワースペクト
ル時系列１０６に代えてパワー乗算部１６による推定雑
音パワースペクトル時系列１１９を分析フレームごとに
減算し雑音成分を除去し、雑音除去後パワースペクトル
時系列１０７として出力をする。上記図３に示す発明の
実施形態は、まず対応コードブック作成実行時に、話者
発声がない十分長い本発明雑音除去装置の使用が想定さ
れる環境下におけるできるだけ多くの雑音種類が含まれ
るような雑音区間において、対応コードブック作成部７
ａで正規化音声と雑音パワースペクトル時系列Ｆ１norm
i（ｉ＝１、２、…、Ｉ）１１１とＦ２norm i１１２に
対し、対応雑音パタンコードブック１１６と１１７を作
成し、パワー比算出部／記憶部１３／１４で分析フレー
ムごとの音声と雑音パワー時系列Ｐ１i （ｉ＝１、２、
…、Ｉ）１０８とＰ２i １０９に対し、当該平均パワー
比Ｐｒａｔｅ＝（Σi Ｐ１i ）／（Σi Ｐ２i ）（ｉ＝
１〜Ｉ）を算出し、記憶する。また雑音除去実行時に、
雑音パワー推定部１５でフレームごとの雑音パワー時系
列Ｐ２′i １１０と平均パワー比Ｐｒａｔｅ１１４との
乗算により、音声パワースペクトル時系列Ｆ１i １０２
の重畳雑音パワースペクトルにおける分析フレームごと
のパワーを推定し、推定雑音パワー時系列Ｐni１１５と
して出力をし、雑音パタン選択部９ａで正規化雑音パワ
ースペクトル時系列Ｆ２′norm i１１３に対し音声パワ
ースペクトル時系列Ｆ１i １０２の重畳雑音正規化パワ
ースペクトルを分析フレームごとに推定し、正規化推定
雑音パワースペクトル時系列Ｆn norm i１１８として出
力をし、パワー乗算部１６で正規化推定雑音パワースペ
クトル時系列Ｆn norm i１１８と推定雑音パワー時系列
Ｐni１１５との分析フレームごとの乗算により、推定雑
音パワースペクトル時系列Ｆ′ni１１９として出力をす
る。つぎにスペクトル減算部１０ａで音声パワースペク
トル時系列Ｆ１i １０２から推定雑音パワースペクトル
時系列Ｆ′ni１１９を分析フレームごとに差し引いて雑
音除去をし、雑音除去後パワースペクトル時系列Ｆsiと
して出力をする。
３のように、パワー算出部１１とパワー正規化部１２と
パワー比算出部１３とパワー比記憶部１４と雑音パワー
推定部１５とパワー乗算部１６とを別途設け、対応コー
ドブック作成部／記憶部７ａ／８ａと雑音パタン選択部
９ａとスペクトル減算部１０ａとして構成してもよい。
正規化パワースペクトルで対応コードブックを作成する
ことにより、対応コードブック作成と雑音除去実行時に
雑音パワーが異なっているときでも雑音スペクトル形状
推定に当該雑音パワーの影響を受け難くなり、精度の良
い雑音スペクトルを推定できる。図３のように、パワー
算出部１１ａと１１ｂおよび１１ｃは、ＳＷ５と６経由
音響分析部３と４による音声と雑音パワースペクトル時
系列１０２と１０３に対し、分析フレームごとの音声と
雑音パワー時系列１０８と１０９および１１０を算出す
る。パワー正規化部１２ａと１２ｂおよび１２ｃは、Ｓ
Ｗ５と６経由音響分析部３と４による音声と雑音パワー
スペクトル時系列１０２と１０３に対し、分析フレーム
単位のパワーで正規化をし正規化音声と雑音パワースペ
クトル時系列１１１と１１２および１１３として生成を
する。パワー比算出部／記憶部１３／１４は、パワー算
出部１１ａと１１ｂによる分析フレームごとの音声と雑
音パワー時系列１０８と１０９に対し、雑音区間におけ
る当該平均パワー比１１４を算出し、格納する。雑音パ
ワー推定部１５は、パワー算出部１１ｃによる分析フレ
ームごとの雑音パワー時系列１１０に対し、パワー比記
憶部１４による平均パワー比１１４を分析フレームごと
に乗算し、推定雑音パワー時系列１１５として生成をす
る。対応コードブック作成部／記憶部７ａ／８ａは、音
響分析部３と４による音声と雑音パワースペクトル時系
列１０２と１０３に代えてパワー正規化部１２ａと１２
ｂによる正規化音声と雑音パワースペクトル時系列１１
１と１１２に対し、対応雑音パタンコードブック１１６
と１１７を作成し、記憶する。雑音パタン選択部９ａ
は、音響分析部４による雑音パワースペクトル時系列１
０３に代えてパワー正規化部１２ｃによる正規化雑音パ
ワースペクトル時系列１１３に対し、対応コードブック
記憶部８ａによる対応雑音パタンコードブック１１６と
１１７を参照し、正規化推定雑音パワースペクトル時系
列１１８として生成をする。パワー乗算部１６は、雑音
パタン選択部９ａによる正規化推定雑音パワースペクト
ル時系列１１８に対し、雑音パワー推定部１５による推
定雑音パワー時系列１１５を分析フレームごとに乗算
し、推定雑音パワースペクトル時系列１１９として生成
をする。スペクトル減算部１０ａは、ＳＷ５経由音響分
析部３による音声パワースペクトル時系列１０２に対
し、雑音パタン選択部９による推定雑音パワースペクト
ル時系列１０６に代えてパワー乗算部１６による推定雑
音パワースペクトル時系列１１９を分析フレームごとに
減算し雑音成分を除去し、雑音除去後パワースペクトル
時系列１０７として出力をする。上記図３に示す発明の
実施形態は、まず対応コードブック作成実行時に、話者
発声がない十分長い本発明雑音除去装置の使用が想定さ
れる環境下におけるできるだけ多くの雑音種類が含まれ
るような雑音区間において、対応コードブック作成部７
ａで正規化音声と雑音パワースペクトル時系列Ｆ１norm
i（ｉ＝１、２、…、Ｉ）１１１とＦ２norm i１１２に
対し、対応雑音パタンコードブック１１６と１１７を作
成し、パワー比算出部／記憶部１３／１４で分析フレー
ムごとの音声と雑音パワー時系列Ｐ１i （ｉ＝１、２、
…、Ｉ）１０８とＰ２i １０９に対し、当該平均パワー
比Ｐｒａｔｅ＝（Σi Ｐ１i ）／（Σi Ｐ２i ）（ｉ＝
１〜Ｉ）を算出し、記憶する。また雑音除去実行時に、
雑音パワー推定部１５でフレームごとの雑音パワー時系
列Ｐ２′i １１０と平均パワー比Ｐｒａｔｅ１１４との
乗算により、音声パワースペクトル時系列Ｆ１i １０２
の重畳雑音パワースペクトルにおける分析フレームごと
のパワーを推定し、推定雑音パワー時系列Ｐni１１５と
して出力をし、雑音パタン選択部９ａで正規化雑音パワ
ースペクトル時系列Ｆ２′norm i１１３に対し音声パワ
ースペクトル時系列Ｆ１i １０２の重畳雑音正規化パワ
ースペクトルを分析フレームごとに推定し、正規化推定
雑音パワースペクトル時系列Ｆn norm i１１８として出
力をし、パワー乗算部１６で正規化推定雑音パワースペ
クトル時系列Ｆn norm i１１８と推定雑音パワー時系列
Ｐni１１５との分析フレームごとの乗算により、推定雑
音パワースペクトル時系列Ｆ′ni１１９として出力をす
る。つぎにスペクトル減算部１０ａで音声パワースペク
トル時系列Ｆ１i １０２から推定雑音パワースペクトル
時系列Ｆ′ni１１９を分析フレームごとに差し引いて雑
音除去をし、雑音除去後パワースペクトル時系列Ｆsiと
して出力をする。
【００２４】
【発明の効果】上記のようなこの発明の雑音除去装置で
は、雑音パワースペクトル特徴の対応付けによる２入力
スペクトルサブトラクション雑音除去方式を採るから、
従来の２入力スペクトルサブトラクション雑音除去方式
に比べ、雑音区間で対応コードブックを作成し音声用と
雑音用マイクロホンの雑音パワースペクトル特徴を対応
付けることにより、マイク間における雑音周波数特性の
補正係数に対し雑音伝達経路の違いで複数持つことと等
価になり、音声区間で音声用と雑音用マイクロホンへの
雑音伝達経路が変わっても音声重畳雑音を正しく推定で
きる。また正規化パワースペクトルで対応コードブック
を作成することにより、対応コードブック作成と雑音除
去実行時に雑音パワーが異なっているときでも雑音スペ
クトル形状推定に当該雑音パワーの影響を受け難くな
り、精度の良い雑音スペクトルを推定できる。また音声
認識等における周波数分析では時間分解能を重視するた
めと短時間周波数分析を行なうため、周波数分解能が悪
くなり、従来の２入力スペクトルサブトラクション方式
は、スペクトルサブトラクション後のスペクトルがフレ
ーム間でばらついてしまうが、上記の発明のような２入
力スペクトルサブトラクション方式は、差し引く雑音は
スペクトルの平均値であるため平滑化されており、スペ
クトルサブトラクション後のスペクトルのフレーム間の
ばらつきが小さくなり、安定した雑音除去性能が得られ
る効果がある。
は、雑音パワースペクトル特徴の対応付けによる２入力
スペクトルサブトラクション雑音除去方式を採るから、
従来の２入力スペクトルサブトラクション雑音除去方式
に比べ、雑音区間で対応コードブックを作成し音声用と
雑音用マイクロホンの雑音パワースペクトル特徴を対応
付けることにより、マイク間における雑音周波数特性の
補正係数に対し雑音伝達経路の違いで複数持つことと等
価になり、音声区間で音声用と雑音用マイクロホンへの
雑音伝達経路が変わっても音声重畳雑音を正しく推定で
きる。また正規化パワースペクトルで対応コードブック
を作成することにより、対応コードブック作成と雑音除
去実行時に雑音パワーが異なっているときでも雑音スペ
クトル形状推定に当該雑音パワーの影響を受け難くな
り、精度の良い雑音スペクトルを推定できる。また音声
認識等における周波数分析では時間分解能を重視するた
めと短時間周波数分析を行なうため、周波数分解能が悪
くなり、従来の２入力スペクトルサブトラクション方式
は、スペクトルサブトラクション後のスペクトルがフレ
ーム間でばらついてしまうが、上記の発明のような２入
力スペクトルサブトラクション方式は、差し引く雑音は
スペクトルの平均値であるため平滑化されており、スペ
クトルサブトラクション後のスペクトルのフレーム間の
ばらつきが小さくなり、安定した雑音除去性能が得られ
る効果がある。
【図１】 この発明の実施の一形態を示す雑音除去装置
の機能ブロック図。
の機能ブロック図。
【図２】 図１に示す対応コードブック作成部と雑音パ
タン選択部の動作を説明する構成ブロック図。
タン選択部の動作を説明する構成ブロック図。
【図３】 この発明の実施の他の一形態を示す機能ブロ
ック図。
ック図。
【図４】 従来の技術を示す雑音除去装置の機能ブロッ
ク図。
ク図。
１ 音声用マイクロホン、２ 雑音用マイクロホン、
３、４ 音響分析部、５、６ スイッチ（ＳＷ）、７、
７ａ 対応コードブック作成部、８、８ａ 対応コード
ブック記憶部、９、９ａ 雑音パタン選択部、１０、１
０ａ スペクトル減算部、１１ パワー算出部、１２
パワー正規化部、１３ パワー比算出部、１４ パワー
比記憶部、１５ 雑音パワー推定部、１６ パワー乗算
部、７１コードブック作成部、７２ フレーム番号記憶
部、７３ コードブック作成部、９１ 距離値算出部、
９２ 選択部、１００ マイクロホン出力音声信号、１
０１ マイクロホン出力雑音信号、１０２ 音声パワー
スペクトル時系列、１０３雑音パワースペクトル時系
列、１０４、１０５ 対応雑音パタンコードブック、１
０６ 推定雑音パワースペクトル時系列、１０７ 雑音
除去後パワースペクトル時系列、１０８ 音声パワー時
系列、１０９、１１０ 雑音パワー時系列、１１１ 正
規化音声パワースペクトル時系列、１１２、１１３ 正
規化雑音パワースペクトル時系列、１１４ 平均パワー
比、１１５ 推定雑音パワー時系列、１１６、１１７
対応雑音パタンコードブック、１１８ 正規化推定雑音
パワースペクトル時系列、１１９ 推定雑音パワースペ
クトル時系列。なお図中、同一符号は同一または相当部
分を示す。
３、４ 音響分析部、５、６ スイッチ（ＳＷ）、７、
７ａ 対応コードブック作成部、８、８ａ 対応コード
ブック記憶部、９、９ａ 雑音パタン選択部、１０、１
０ａ スペクトル減算部、１１ パワー算出部、１２
パワー正規化部、１３ パワー比算出部、１４ パワー
比記憶部、１５ 雑音パワー推定部、１６ パワー乗算
部、７１コードブック作成部、７２ フレーム番号記憶
部、７３ コードブック作成部、９１ 距離値算出部、
９２ 選択部、１００ マイクロホン出力音声信号、１
０１ マイクロホン出力雑音信号、１０２ 音声パワー
スペクトル時系列、１０３雑音パワースペクトル時系
列、１０４、１０５ 対応雑音パタンコードブック、１
０６ 推定雑音パワースペクトル時系列、１０７ 雑音
除去後パワースペクトル時系列、１０８ 音声パワー時
系列、１０９、１１０ 雑音パワー時系列、１１１ 正
規化音声パワースペクトル時系列、１１２、１１３ 正
規化雑音パワースペクトル時系列、１１４ 平均パワー
比、１１５ 推定雑音パワー時系列、１１６、１１７
対応雑音パタンコードブック、１１８ 正規化推定雑音
パワースペクトル時系列、１１９ 推定雑音パワースペ
クトル時系列。なお図中、同一符号は同一または相当部
分を示す。
Claims (5)
- 【請求項１】 音声と雑音信号を同時に集音する第１と
第２のマイクロホンと、該第１と第２のマイクロホンに
よる出力音声と雑音信号に対し所定時間ごとに切り出す
分析フレーム単位に周波数分析をし第１と第２のパワー
スペクトル時系列を生成する第１と第２の音響分析部
と、該第１と第２の音響分析部による第１と第２のパワ
ースペクトル時系列に対し対応コードブック作成と雑音
除去のいずれかの実行時に切り替えるスイッチと、該対
応コードブック作成実行時切替えスイッチ経由の前記第
１と第２の音響分析部による第１と第２のパワースペク
トル時系列に対し雑音区間における当該第１と第２のパ
ワースペクトル特徴を対応付ける対応コードブックを作
成し格納する対応コードブック作成／記憶部と、前記雑
音除去実行時切替えスイッチ経由の前記第２の音響分析
部による第２のパワースペクトル時系列に対し該対応コ
ードブック記憶部による対応コードブックを参照し、第
１のパワースペクトル時系列の重畳雑音パワースペクト
ルを分析フレームごとに推定し推定雑音パワースペクト
ル時系列を生成する雑音パタン選択部と、前記雑音除去
実行時切替えスイッチ経由の前記第１の音響分析部によ
る第１のパワースペクトル時系列に対し該雑音パタン選
択部による推定雑音パワースペクトル時系列を分析フレ
ームごとに減算し生成する雑音除去後パワースペクトル
時系列を出力するスペクトル減算部とを備える雑音除去
装置。 - 【請求項２】 対応コードブック作成部で当該第１と同
じ時刻の分析フレームにおける当該第２とのパワースペ
クトル特徴の対応関係を保持するように、雑音区間にお
ける１個以上の分析フレームの第１と第２のパワースペ
クトル時系列をそれぞれ平均し１個以上のセントロイド
で代表し作成をする第１と第２の対応雑音パタンコード
ブックのクラスタを対応付けることを特徴とする請求項
１記載の雑音除去装置。 - 【請求項３】 対応コードブック作成部で雑音区間にお
ける１個以上の分析フレームの第１のパワースペクトル
時系列を１〜Ｎ個のクラスタにクラスタリングし第１の
対応雑音パタンコードブックを作成する第１のコードブ
ック作成部と、当該作成と同時に当該第１の対応雑音パ
タンコードブックの各クラスタ番号に属する分析フレー
ム番号を格納するフレーム番号記憶部と、当該第１の対
応雑音パタンコードブックのｎ（ｎ＝１、２、…、Ｎ）
番目のクラスタに属するすべての分析フレームの第２の
パワースペクトル時系列を平均し各クラスタのセントロ
イドで代表し前記第１の対応雑音パタンコードブックの
クラスタとの対応付け操作をすべてのクラスタに対し実
行し第２の対応雑音パタンコードブックを作成する第２
のコードブック作成部とを設けることを特徴とする請求
項２記載の雑音除去装置。 - 【請求項４】 雑音パタン選択部で当該第２のパワース
ペクトル時系列と当該第２の対応雑音パタンコードブッ
クの各クラスタのセントロイド時系列との距離値を算出
し当該最小距離値になる当該第２の対応雑音パタンコー
ドブックのクラスタを特定する距離値算出部と、当該特
定クラスタに対応する当該第１の対応雑音パタンコード
ブックのクラスタのセントロイド時系列を推定雑音パワ
ースペクトル時系列として選択する選択部とを設けるこ
とを特徴とする請求項２または３記載の雑音除去装置。 - 【請求項５】 請求項１記載の第１と第２のマイクロホ
ン、第１と第２の音響分析部および対応コードブック作
成／雑音除去実行時切替えスイッチと、該対応コードブ
ック作成実行時切替えスイッチ経由の前記第１と第２の
音響分析部による第１と第２のパワースペクトル時系列
に対し分析フレームごとの第１と第２のパワー時系列を
算出し、分析フレーム単位のパワーで正規化をする第１
と第２のパワー算出／正規化部と、該第１と第２のパワ
ー算出部による第１と第２のパワー時系列に対し雑音区
間における当該平均パワー比を算出し格納するパワー比
算出／記憶部と、前記第１と第２のパワー正規化部によ
る第１と第２の正規化パワースペクトル時系列に対し雑
音区間における当該第１と第２の正規化パワースペクト
ル特徴を対応付ける対応コードブックを作成し格納する
対応コードブック作成／記憶部と、前記雑音除去実行時
切替えスイッチ経由の前記第２の音響分析部による第２
のパワースペクトル時系列に対し分析フレームごとの第
２のパワー時系列を算出し、分析フレーム単位のパワー
で正規化をする第３のパワー算出／正規化部と、該第３
のパワー算出部による分析フレームごとの第２のパワー
時系列に対し前記パワー比記憶部による平均パワー比を
分析フレームごとに乗算し推定雑音パワー時系列を生成
する雑音パワー推定部と、前記第３のパワー正規化部に
よる第２の正規化パワースペクトル時系列に対し前記対
応コードブック記憶部による対応コードブックを参照
し、第１の正規化パワースペクトル時系列の重畳雑音パ
ワースペクトルを分析フレームごとに推定し正規化推定
雑音パワースペクトル時系列を生成する雑音パタン選択
部と、該雑音パタン選択部による正規化推定雑音パワー
スペクトル時系列に対し前記雑音パワー推定部による推
定雑音パワー時系列を分析フレームごとに乗算し、推定
雑音パワースペクトル時系列を生成するパワー乗算部
と、前記雑音除去実行時切替えスイッチ経由の前記第１
の音響分析部による第１のパワースペクトル時系列に対
し前記パワー乗算部による推定雑音パワースペクトル時
系列を分析フレームごとに減算し生成する雑音除去後パ
ワースペクトル時系列を出力するスペクトル減算器とを
備える雑音除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10008584A JPH11202894A (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 雑音除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10008584A JPH11202894A (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 雑音除去装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11202894A true JPH11202894A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=11697064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10008584A Pending JPH11202894A (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 雑音除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11202894A (ja) |
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1998
- 1998-01-20 JP JP10008584A patent/JPH11202894A/ja active Pending
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