JPH1138998A - 雑音抑圧装置および雑音抑圧処理プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成や処理により、Ｓ／Ｎ比を改善す
るとともに聴感的な音質を向上することができる雑音抑
圧装置等を提供する。 【解決手段】 入力フレーム信号の音声／非音声を判別
する音声／非音声判別部３２と、上記フレーム信号のス
ペクトル情報を出力するフーリエ変換部３３と、雑音の
スペクトル情報を推定する雑音スペクトル推定部３５
と、推定された雑音のスペクトル情報にサブトラクト係
数を乗算して上記フレーム信号のスペクトル情報から減
算する振幅スペクトル引算部３４と、この振幅スペクト
ル引算部３４の出力中の振幅値が負となる周波数成分の
個数を計数する振幅負値計数部３７と、該計数値が所定
数以下となるまで上記サブトラクト係数の値を段階的に
小さくするサブトラクト係数設定部３８と、上記振幅負
値計数部３７の出力を逆フーリエ変換する逆フーリエ変
換部４０とを備えた雑音抑圧装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトル分析を
行ってフレーム信号に含まれる雑音信号の低減を行う雑
音抑圧装置および雑音抑圧処理プログラムを記録した記
録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、マイクロフォン等から得られ
る音声信号をディジタル信号に変換して例えば半導体メ
モリに記録しておき、再生時において、半導体メモリか
らこの音声信号を読み出してアナログ信号に変換し、ス
ピーカ等から音声として出力するタイプの音声記録再生
装置が提案されている。

【０００３】このようなタイプの音声記録再生装置にお
いては、半導体メモリに記録されるデータ量を節約する
ために、ディジタル化された音声信号に対して高能率な
符号化を施すことによって、発生するデータ量をできる
だけ少なくするように工夫している。特に近年では、デ
ィジタル信号処理技術の発展により種々の音声符号化技
術が開発されており、録音可能時間が飛躍的に長くなる
ようになっている。

【０００４】こうして開発された音声符号化技術の中
で、音声信号を能率良く符号化するために広く用いられ
ている手段として、音声信号を、スペクトル包絡を表す
線形予測パラメータと、線形予測残差信号に対応する音
源パラメータとを用いて符号化する方式がある。このよ
うな線形予測の手段を用いた音声符号化方式は、少ない
伝送容量で比較的高品質な合成音声を得られることか
ら、最近のハードウェア技術の進歩と相まって様々な応
用方式が盛んに研究、開発されており、その中でも例え
ばマルチパルス駆動ＬＰＣ(Linear Predictive Codin
g)、ＣＥＬＰ(Code Excited Linear Predictive Codin
g)等が良い音質が得られる方式として知られている。

【０００５】上述したような線形予測分析を基礎とした
音声符号化技術は、比較的低いビットレートで高品質な
符号化性能を得ることができるという利点を有している
が、一方で、特に背景雑音等が混入すると急激に音質が
劣化してしまうという難点も抱えている。

【０００６】上述したような音声符号化技術を適用する
分野としては、移動体電話や音声録音装置などが考えら
れており、これらは背景雑音が混入する場合を含む様々
な環境下で使用されるものと想定されるために、上記音
質劣化の問題点は、魅力的な製品を実現する上でどうし
ても解決しなければならない必須の課題である。

【０００７】そこで、こうした音声符号化の前処理また
は後処理として、音声信号に重畳された背景雑音を抑圧
する技術は、以前から盛んに研究されて開発が進められ
ているが、その中でもスペクトルサブトラクションとよ
ばれる方法は、比較的簡単な構成でかつ信号対雑音比
（以下、Ｓ／Ｎ比と記す）の改善効果が高いものとして
よく知られており、特に音声認識装置の前処理として多
く使用されている。このようなスペクトルサブトラクシ
ョンを用いた雑音抑圧装置としては、例えば特開平８−
１６０９９４号公報に記載されたものが挙げられる。

【０００８】上記スペクトルサブトラクションは、入力
信号のスペクトルに対して、推定した雑音スペクトルに
所定の係数を乗算した後に減算するものであり、この係
数はサブトラクト係数と呼ばれて１以上の値に設定され
ることが多い。１以上の値に設定すると、背景雑音だけ
でなく音声の成分までも引いてしまう可能性があるにも
かかわらず、このように設定することが多いのは、以下
の理由による。

【０００９】母音区間のように信号のエネルギーが大き
いところでは、多少スペクトルを引き過ぎても音声スペ
クトルの形状にはほとんど影響がない。

【００１０】逆に、子音区間のように信号のエネルギー
が小さいところでは、スペクトルの形状が大きく歪んで
しまうことになるが、信号のエネルギーが小さいところ
では混入した背景雑音の中から音声のスペクトルだけを
取り出すのはもともと困難であるために、スペクトルの
引き過ぎによる影響は実質的にあまり生じない。

【００１１】以上のような理由から、特に音声認識装置
においてはサブトラクト係数を１以上の値に設定するこ
とが多い。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなスペクトルサブトラクション法は、音声認識装
置のような機械上のデータを改善するものであって、実
際の人間の聴感を考慮したものとはなっていないため
に、Ｓ／Ｎ比が改善されても、人間が聴いたときの音質
は必ずしも良くなっていない場合があることが知られて
いる。

【００１３】実際に、上述したようなスペクトルサブト
ラクションによる雑音抑圧処理を、単純に音声記録再生
装置における前処理または後処理として適用すると、Ｓ
／Ｎ比は大きく改善されるにもかかわらず、スペクトル
サブトラクションによって音声のスペクトル形状を必要
以上に崩してしまい、不自然な音として知覚されて、聴
感的にはかえって音質が劣化してしまうことが少なくな
い。

【００１４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、簡単な構成や処理により、Ｓ／Ｎ比を改善すると
ともに聴感的な音質を向上することができる雑音抑圧装
置および雑音抑圧処理プログラムを記録した記録媒体を
提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明による雑音抑圧装置は、フレーム分割
された音声信号を音声フレーム信号と非音声フレーム信
号とに判別する音声判別手段と、上記フレーム信号のス
ペクトル成分を分析してスペクトル情報を出力するスペ
クトル分析手段と、雑音のスペクトル情報を推定する雑
音スペクトル推定手段と、上記雑音スペクトル推定手段
により推定された雑音のスペクトル情報に所定の係数を
乗算し上記フレーム信号のスペクトル情報から減算する
スペクトル減算手段と、上記スペクトル減算手段が出力
するスペクトル情報を分析し上記係数が適切であるかを
評価する評価手段と、上記評価手段の評価結果に基づき
上記係数の値を変更する係数変更手段と、上記評価手段
の評価結果が所定の条件を満足するまで上記スペクトル
減算手段から上記評価手段、上記係数変更手段にわたる
処理を繰り返すように制御する制御手段と、上記スペク
トル減算手段の出力のスペクトル情報を時間領域の信号
に変換する時間領域信号変換手段とを備えたものであ
る。

【００１６】また、第２の発明による雑音抑圧装置は、
上記第１の発明による雑音抑圧装置において、上記評価
手段は、上記スペクトル減算するスペクトル情報の各周
波数成分の内、振幅値が負となる周波数成分の個数を計
数し、この計数値を所定の値と比較することにより評価
を行うものであり、上記係数変更手段は、上記評価手段
が上記計数値は上記所定の値以上であると評価した場合
に、係数の値を小さくするように変更するものである。

【００１７】さらに、第３の発明による雑音抑圧装置
は、上記第１の発明による雑音抑圧装置において、上記
評価手段は、上記スペクトル減算するスペクトル情報の
各周波数成分の内、振幅値が最小の周波数成分を抽出
し、該周波数成分の振幅の値を所定の値と比較すること
により評価を行うものであり、上記係数変更手段は、上
記評価手段が上記振幅の値は上記所定の値以下であると
評価した場合に、係数の値を小さくするように変更する
ものである。

【００１８】そして、第４の発明による雑音抑圧処理プ
ログラムを記録した記録媒体は、コンピュータによって
音声信号に含まれる雑音を抑圧する処理をするための処
理プログラムであって、該処理プログラムはコンピュー
タに、フレーム分割された音声信号を音声フレーム信号
と非音声フレーム信号とに判別させ、上記フレーム信号
のスペクトル成分を分析してスペクトル情報を出力さ
せ、雑音のスペクトル情報を推定させ、上記推定させた
雑音のスペクトル情報に所定の係数を乗算させ、上記乗
算結果を上記フレーム信号のスペクトル情報から減算さ
せ、上記減算結果のスペクトル情報を分析させて上記係
数が適切であるかを評価させ、上記評価の結果が所定の
条件を満足しない場合は、上記評価結果に基づき上記係
数の値を変更させ、上記所定の条件を満足するまで上記
推定させた雑音のスペクトル情報に所定の係数を乗算す
る処理から上記乗算の結果を上記フレーム信号のスペク
トル情報から減算する処理と上記減算の結果のスペクト
ル情報を分析して上記係数が適切であるかを評価する処
理と上記評価結果に基づき上記係数の値を変更する処理
までを繰り返して実行させ、上記評価の結果が所定の条
件を満足した場合は、上記減算の結果のスペクトル情報
を時間領域の信号に変換させる雑音抑圧処理プログラム
を記録したものである。

【００１９】従って、第１の発明による雑音抑圧装置
は、音声判別手段がフレーム分割された音声信号を音声
フレーム信号と非音声フレーム信号とに判別し、スペク
トル分析手段が上記フレーム信号のスペクトル成分を分
析してスペクトル情報を出力し、雑音スペクトル推定手
段が雑音のスペクトル情報を推定し、スペクトル減算手
段が上記雑音スペクトル推定手段により推定された雑音
のスペクトル情報に所定の係数を乗算して上記フレーム
信号のスペクトル情報から減算し、評価手段が上記スペ
クトル減算手段が出力するスペクトル情報を分析して上
記係数が適切であるかを評価し、係数変更手段が上記評
価手段の評価結果に基づき上記係数の値を変更し、制御
手段が上記評価手段の評価結果が所定の条件を満足する
まで上記スペクトル減算手段から上記評価手段、上記係
数変更手段にわたる処理を繰り返すように制御し、時間
領域信号変換手段が上記スペクトル減算手段の出力のス
ペクトル情報を時間領域の信号に変換する。

【００２０】また、第２の発明による雑音抑圧装置は、
上記評価手段が、上記スペクトル減算するスペクトル情
報の各周波数成分の内、振幅値が負となる周波数成分の
個数を計数し、この計数値を所定の値と比較することに
より評価を行い、上記係数変更手段が、上記評価手段が
上記計数値は上記所定の値以上であると評価した場合
に、係数の値を小さくするように変更する。

【００２１】さらに、第３の発明による雑音抑圧装置
は、上記評価手段が、上記スペクトル減算するスペクト
ル情報の各周波数成分の内、振幅値が最小の周波数成分
を抽出し、該周波数成分の振幅の値を所定の値と比較す
ることにより評価を行い、上記係数変更手段が、上記評
価手段が上記振幅の値は上記所定の値以下であると評価
した場合に、係数の値を小さくするように変更する。

【００２２】そして、第４の発明による雑音抑圧処理プ
ログラムを記録した記録媒体は、コンピュータによって
音声信号に含まれる雑音を抑圧する処理をするための処
理プログラムであって、該処理プログラムは、コンピュ
ータに、フレーム分割された音声信号を音声フレーム信
号と非音声フレーム信号とに判別させ、上記フレーム信
号のスペクトル成分を分析してスペクトル情報を出力さ
せ、雑音のスペクトル情報を推定させ、上記推定させた
雑音のスペクトル情報に所定の係数を乗算させ、上記乗
算結果を上記フレーム信号のスペクトル情報から減算さ
せ、上記減算結果のスペクトル情報を分析させて上記係
数が適切であるかを評価させ、上記評価の結果が所定の
条件を満足しない場合は、上記評価結果に基づき上記係
数の値を変更させ、上記所定の条件を満足するまで上記
推定させた雑音のスペクトル情報に所定の係数を乗算す
る処理から上記乗算の結果を上記フレーム信号のスペク
トル情報から減算する処理と上記減算の結果のスペクト
ル情報を分析して上記係数が適切であるかを評価する処
理と上記評価結果に基づき上記係数の値を変更する処理
までを繰り返して実行させ、上記評価の結果が所定の条
件を満足した場合は、上記減算の結果のスペクトル情報
を時間領域の信号に変換させる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１から図７は本発明の第１の実
施形態を示したものであり、図１は音声記録再生装置の
全体構成の一例を示すブロック図、図２は音声記録再生
装置の全体構成の他の例を示すブロック図、図３は記録
媒体に記録された音声データをコンピュータを用いて再
生する構成を示すブロック図である。

【００２４】この実施形態は、音声記録再生装置やコン
ピュータを用いて音声を記録再生する際に、本発明の雑
音抑圧装置や記録媒体に記録された処理プログラムを適
用したものである。

【００２５】まず、図１を参照して音声記録再生装置の
一構成例について説明する。

【００２６】この音声記録再生装置は、図１に示すよう
に、音声を入力して電気信号に変換するマイク１と、こ
のマイク１からの音声信号を適正なレベルに増幅するた
めのマイクアンプ２と、このマイクアンプ２により増幅
された音声信号から不要な高域成分を除去するためのロ
ーパスフィルタ３と、このローパスフィルタ３から出力
されたアナログの音声信号をディジタルデータに変換す
るためのＡ／Ｄ変換器４と、このディジタルデータ化さ
れた音声信号に含まれる雑音信号成分を低減する雑音抑
圧装置である雑音抑圧部５と、この雑音抑圧部５から出
力された音声信号を録音動作時に符号化（圧縮）すると
ともに、再生動作時に符号化データの復号化（伸張）を
行う符号化／復号化部６と、後述するシステム制御部１
３から得られるアドレス情報に基づいて後述する音声メ
モリ８に音声情報を記録／再生する際のコントロールを
行うメモリ制御部７と、例えば半導体メモリ等で構成さ
れている音声メモリ８と、上記符号化／復号化部６から
出力されたディジタルの音声信号をアナログ信号に変換
するためのＤ／Ａ変換器１２と、このＤ／Ａ変換器１２
によりアナログ信号に変換された音声信号から不要な高
域成分を除去するためのローパスフィルタ１１と、この
ローパスフィルタ１１から出力されたアナログの音声信
号を増幅するパワーアンプ１０と、このパワーアンプ１
０により駆動されて音声を発するスピーカ９と、各種の
操作ボタン等により構成されている操作入力部１４と、
上述した符号化／復号化部６，メモリ制御部７，音声メ
モリ８を含むこの音声記録再生装置全体を統括的に制御
するものであり上記操作入力部１４の出力が接続されて
いるシステム制御部１３とを有して構成されている。

【００２７】この図１に示す例では、雑音抑圧部５を、
入力側に、つまり符号化／復号化部６における符号化部
の前段に配置している。上述したように線形予測分析を
基礎とした音声符号化では、背景雑音が混入すると良好
な符号化を行うことができないために、このように前処
理として雑音抑圧処理を行うことによって、より良好な
音質の符号化を行うことを可能としたものである。

【００２８】また、図２に示す音声記録再生装置は、雑
音抑圧部５を、出力側に、つまり符号化／復号化部６に
おける復号化部の後段に配置したものであり、その他の
部分は上記図１に示したものと同様である。上述したよ
うに線形予測分析を基礎とした音声符号化では、符号化
処理おける演算量が膨大となるが、復号化処理における
演算量は符号化処理におけるそれに比べてかなり少ない
ために、このように復号化処理を行った後に雑音抑圧処
理を行うようにすれば、実質的な処理時間に影響がでな
いという利点を有している。

【００２９】図３は、記録媒体に記録された音声データ
をコンピュータを用いて再生する構成を示すブロック図
である。

【００３０】コンピュータ２１の記録媒体ドライブ２１
ｂには、音声データを記録した記録媒体２２や、雑音抑
圧プログラムを記録した記録媒体２３が装着されて、こ
れらの記録媒体２２，２３に記録されたデータを読み取
ることができるようになっている。これら記録媒体２
２，２３としては、例えばフロッピーディスクやＣＤ−
ＲＯＭなどが挙げられる。

【００３１】上記ＣＰＵ２１ａには、処理制御を行う際
の作業領域となる内部メモリ２１ｄが接続されるととも
に、上記記録媒体ドライブ２１ｂにより読み取った上記
雑音抑圧プログラムや音声データを保存しておくための
内蔵ハードディスク２１ｃが接続されている。

【００３２】上述のような音声データは、内蔵ハードデ
ィスク２１ｃ等に格納されている音声の再生処理プログ
ラムにより所定の再生処理が施されるが、その際に上記
雑音抑圧プログラムも内蔵ハードディスク２１ｃから読
み出されて上記内部メモリ２１ｄに展開され実行される
ようになっている。

【００３３】さらに、上記ＣＰＵ２１ａには、このコン
ピュータ２１に取り付けられたキーボード２４が接続さ
れており、使用者が必要に応じて各種の指示入力を行う
ことができるようになっている。

【００３４】そして、このコンピュータ２１には、処理
に係る各種の情報を視覚的に表示するためのディスプレ
イ２５と、上述のような音声の再生処理プログラムによ
り処理された音声を発音するためのスピーカ２６とが接
続されている。

【００３５】このような構成において、音声信号に含ま
れる雑音信号を抑圧する処理をするための処理プログラ
ムを記録した記録媒体としては、上述した記録媒体２３
（フロッピーディスクやＣＤ−ＲＯＭなど）の他に、コ
ンピュータ２１の内蔵ハードディスク２１ｃやＲＡＭ等
の内部メモリ２１ｄも含まれている。

【００３６】次に、図４は、上記雑音抑圧部５の詳細な
構成を示すブロック図である。

【００３７】この雑音抑圧部５は、入力信号を所定の長
さのフレーム単位に分割するフレーム分割部３１と、該
フレーム分割された音声信号が有音（音声）であるか無
音（非音声）であるかをそのエネルギーレベルに基づい
て判別して例えばフラグ等の判別情報を付加する音声判
別手段たる音声／非音声判別部３２と、この音声／非音
声判別部３２の出力をフーリエ変換（ＦＦＴ）すること
によりスペクトル成分を分析してスペクトル情報を出力
するスペクトル分析手段たるフーリエ変換部３３と、こ
のフーリエ変換部３３の出力に含まれる雑音のスペクト
ルを後述するスペクトルメモリ３６を参照して推定する
雑音スペクトル推定手段たる雑音スペクトル推定部３５
と、この雑音スペクトル推定部３５により推定された非
音声フレームに係る雑音スペクトルを例えば過去２フレ
ーム分にわたって記憶しておくスペクトルメモリ３６
と、上記フーリエ変換部３３の出力からこの雑音スペク
トル推定部３５により推定された雑音のスペクトルにサ
ブトラクト係数を乗算したものを減算するスペクトル減
算手段たる振幅スペクトル引算部３４と、この振幅スペ
クトル引算部３４の出力の内の振幅が負となる周波数成
分の個数を計数することにより上記サブトラクト係数が
適切であるかを評価する評価手段であり適切でない場合
には適切となるまで上記振幅スペクトル引算部３４と後
述するサブトラクト係数設定部３８に繰り返して処理を
行わせる制御手段たる振幅負値計数部３７と、この振幅
負値計数部３７の出力に基づきサブトラクト係数を設定
して上記振幅スペクトル引算部３４に出力する係数変更
手段たるサブトラクト係数設定部３８と、上記振幅負値
計数部３７の出力の半波整流を行う半波整流部３９と、
この半波整流部３９の出力を逆フーリエ変換（ＩＦＦ
Ｔ）する時間領域信号変換手段たる逆フーリエ変換部４
０と、この逆フーリエ変換部４０の出力波形を加算して
合成し出力する波形加算合成部４１とを有して構成され
ている。

【００３８】図５は、上述したような雑音抑圧部５の動
作または上記コンピュータ２１において処理プログラム
により行われる制御を示すフローチャートである。

【００３９】動作がスタートすると、フレーム分割部３
１は、入力された信号を所定の長さのフレーム間隔に切
り出す（ステップＳ１）。

【００４０】次に、サブトラクト係数ｓｃを初期化して
２．０に設定しておく（ステップＳ２）。

【００４１】そして、後段でフーリエ分析する際に必要
な周波数分解精度が得られるようにフレーム信号に対し
て窓かけ処理を行う（ステップＳ３）。このときフレー
ムはオーバラップするように処理が行われる。これは、
さらに後段の合成処理で合成して接続したときに、フレ
ーム境界で不連続な波形になるのを防止するためであ
る。

【００４２】この様子を図６に示す。図６は、オーバー
ラップするように窓かけ処理を行う様子を説明するため
の図である。この図に示す例においては、５０％ずつオ
ーバーラップさせた分析窓を選択している。

【００４３】そして、窓関数としては、例えば次の数式
１に示すようなハニング窓を用いる。

【００４４】

【数１】 ｗ（ｎ）＝０．５−cos｛２πｎ／（Ｌ−１）｝ ここに、Ｌは１フレームあたりのサンプル数、ｎはフレ
ーム内におけるサンプルの位置を表しており、すなわ
ち、ｎ＝（０，１，…，Ｌ−１）である。

【００４５】続いて、窓かけ処理されたフレーム信号に
ついて、上記音声／非音声判別部３２により音声／非音
声判別処理を行う（ステップＳ４）。この判別処理の方
法については、従来より各種の提案がなされているが、
例えば本出願人による特願平８−９２７６８号に記載し
た方法を適用することができる。

【００４６】その後、フーリエ変換部３３において、フ
レーム信号に対してフーリエ変換（ＦＦＴ）を行うこと
により、スペクトル成分を分析してスペクトル情報を出
力する（ステップＳ５）。

【００４７】次に、上記ステップＳ４の判別結果に基づ
いて、現フレームが音声区間であるか否かを判定する
（ステップＳ６）。

【００４８】ここで音声区間でない場合には、スペクト
ルメモリ３６から非音声フレームの過去２フレームの振
幅スペクトルを読み出して、これらと現フレームの振幅
スペクトルとから平均振幅スペクトルを計算し、その平
均振幅スペクトルを推定雑音スペクトルとする（ステッ
プＳ７）。

【００４９】このスペクトルメモリ３６は、所定フレー
ム分（この例では２フレーム分）のスペクトルデータの
記憶容量を有し、その初期値としては、処理開始から最
初の非音声フレームにおけるスペクトルデータであって
もよいし、全てを０としてもよい。

【００５０】次に、スペクトルメモリ３６の内容を、図
７に示すような手段により更新する（ステップＳ８）。

【００５１】図７は、スペクトルメモリを更新するとき
の動作を示す図である。

【００５２】このスペクトルメモリは、Ｎサンプルでな
るフレームデータを２フレーム分記憶することができる
ようになっており、非音声区間の内の１フレーム過去の
スペクトルデータの記憶領域を領域Ａ、非音声区間の内
の２フレーム過去のスペクトルデータの記憶領域を領域
Ｂとしている。

【００５３】このような構成において、スペクトルメモ
リを更新する際には、まず、領域Ａに記憶されているス
ペクトルデータを領域Ｂにコピーしてシフトさせ、次
に、現フレームのスペクトルデータを領域Ａにコピーす
ることにより行われる。

【００５４】上記ステップＳ６において現フレームが音
声区間であると判断された場合、または上記ステップＳ
８が終了した場合には、振幅スペクトル引算部３４にお
いて、次の数式２に従って現フレームの振幅スペクトル
から推定雑音スペクトルにサブトラクト係数を掛けたも
のを減算する（ステップＳ９）。

【００５５】

【数２】Ｅ（ｎ）＝Ｓ（ｎ）−ｓｃ・Ｎ（ｎ） ただし、Ｓ（ｎ）は現フレームにおける入力信号の振幅
スペクトル、Ｎ（ｎ）は推定雑音スペクトル、ｓｃは上
記サブトラクト係数を示している。

【００５６】そして、振幅負値計数部３７により振幅が
負値となる周波数成分の個数ｍｎを計数し（ステップＳ
１０）、このｍｎが所定数（例えば８）よりも小さいか
否かを判定する（ステップＳ１１）。

【００５７】ここで、ｍｎが所定数以上である場合に
は、サブトラクト係数設定部３８においてサブトラクト
係数ｓｃの値を０．５小さくした後に（ステップＳ１
２）、上記ステップＳ９に戻って減算を行う。

【００５８】このようなステップＳ９〜Ｓ１２の動作
は、上記振幅負値計数部３７によってｍｎが所定数より
も小さくなったと判断されるまで繰り返して実行され
る。

【００５９】こうして、上記ステップＳ１１において、
ｍｎが所定数よりも小さいと判断されると、半波整流部
３９において半波整流を行い、負値となっている周波成
分を０に置き換える（ステップＳ１３）。

【００６０】その後、逆フーリエ変換部４０において逆
フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を行い（ステップＳ１４）、
さらに、波形加算合成部４１において、上記図６に示し
たような方法で波形を加算して合成し（ステップＳ１
５）終了する。

【００６１】このような第１の実施形態によれば、各フ
レームに適したサブトラクト係数を設定することができ
るために、簡単な構成で、Ｓ／Ｎ比を改善するととも
に、必要以上にスペクトル形状が崩れるのを抑制して、
聴感的な音質の向上を図ることができる。

【００６２】図８，図９は本発明の第２の実施形態を示
したものであり、図８は雑音抑圧部の詳細な構成を示す
ブロック図、図９は雑音抑圧部の動作またはコンピュー
タにおいて処理プログラムにより行われる制御を示すフ
ローチャートである。この第２の実施形態において、上
述の第１の実施形態と同様である部分については同一の
符号を付して説明を省略し、主として異なる点について
のみ説明する。

【００６３】この第２の実施形態の雑音抑圧部や雑音を
抑圧する処理プログラムが適用される、音声記録再生装
置やコンピュータの構成は、上述した第１の実施形態の
図１から図３に示したものとほぼ同様である。

【００６４】次に、図８を参照して本実施形態の雑音抑
圧部について説明する。

【００６５】この雑音抑圧部は、第１の実施形態におけ
る振幅負値計数部３７の代わりに、振幅最小値検出部４
２を設けたものである。

【００６６】すなわち、上記振幅スペクトル引算部３４
の出力は、評価手段であり制御手段たる振幅最小値検出
部４２に入力されて、振幅値が最小の周波数成分が抽出
され、該振幅値と所定の値とが比較されるようになって
いる。

【００６７】この振幅最小値検出部４２の出力はサブト
ラクト係数設定部３８に入力されて、サブトラクト係数
が変更されるようになっている。

【００６８】そして、振幅最小値検出部４２がサブトラ
クト係数が適切であると評価した場合には、その出力は
半波整流部３９に入力されて半波整流される。

【００６９】続いて、図９を参照してこの第２の実施形
態の動作について説明する。

【００７０】上記ステップＳ９において、振幅スペクト
ル引算部３４により、現フレームの振幅スペクトルから
推定雑音スペクトルにサブトラクト係数を掛けたものを
減算した後に、振幅最小値検出部４２において振幅最小
値Ｅmin を検出する（ステップＳ２１）。

【００７１】そして、この振幅最小値Ｅmin が所定数
（例えば−１００）よりも大きいか否かを判定する（ス
テップＳ２２）。

【００７２】この振幅最小値Ｅmin が所定数（例えば−
１００）以下である場合には、上記ステップＳ１２に進
み、一方、所定数より大きい場合には上記ステップＳ１
３に進んで、その後は上記図５に示したものと同様の動
作を行う。

【００７３】このような第２の実施形態によれば、振幅
の最小値を検出することにより、上述の第１の実施形態
と同様の効果を奏することができる。

【００７４】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々の変形や応用が可能であることは勿論であ
る。

【００７５】［付記］以上詳述したような本発明の上記
実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができ
る。

【００７６】（１） コンピュータによって音声信号に
含まれる雑音を抑圧する処理をするための処理プログラ
ムであって、該処理プログラムはコンピュータに、フレ
ーム分割された音声信号を音声フレーム信号と非音声フ
レーム信号とに判別させ、上記フレーム信号のスペクト
ル成分を分析してスペクトル情報を出力させ、雑音のス
ペクトル情報を推定させ、上記推定させた雑音のスペク
トル情報に所定の係数を乗算させ、上記乗算結果を上記
フレーム信号のスペクトル情報から減算させ、上記減算
結果のスペクトル情報を分析させて上記係数が適切であ
るかを評価させ、上記評価の結果が所定の条件を満足し
ない場合は、上記評価結果に基づき上記係数の値を変更
させ、上記所定の条件を満足するまで上記推定させた雑
音のスペクトル情報に所定の係数を乗算する処理から上
記乗算の結果を上記フレーム信号のスペクトル情報から
減算する処理と上記減算の結果のスペクトル情報を分析
して上記係数が適切であるかを評価する処理と上記評価
結果に基づき上記係数の値を変更する処理までを繰り返
して実行させ、上記評価の結果が所定の条件を満足した
場合は、上記減算の結果のスペクトル情報を時間領域の
信号に変換させることを特徴とする雑音抑圧処理プログ
ラムを記録した記録媒体。

【００７７】（２） 上記雑音抑圧処理プログラムはさ
らに、コンピュータに上記減算結果のスペクトル情報を
分析させて上記係数が適切であるかを評価させるときに
おいて、上記減算結果のスペクトル情報の各周波数成分
の内、振幅値が負となる周波数成分の個数を計数させ、
この計数値を所定の値と比較させることにより評価をさ
せ、コンピュータに上記評価結果に基づき上記係数の値
を変更させるときにおいて、上記評価結果が上記計数値
が上記所定の値以下であると評価された場合に係数の値
を小さくさせるように変更させることを特徴とする、付
記（１）に記載の雑音抑圧処理プログラムを記録した記
録媒体。

【００７８】（３） 上記雑音抑圧処理プログラムはさ
らに、コンピュータに上記減算結果のスペクトル情報を
分析させて上記係数が適切であるかを評価させるときに
おいて、上記減算結果のスペクトル情報の各周波数成分
の内、振幅値が最小の周波数成分を抽出させ、該周波数
成分の振幅値を所定の値と比較させることにより評価を
させ、コンピュータに上記評価結果に基づき上記係数の
値を変更させるときにおいて、上記評価結果が上記振幅
の値が上記所定の値以下であると評価された場合に係数
の値を小さくするように変更させることを特徴とする、
付記（１）に記載の雑音抑圧処理プログラムを記録した
記録媒体。

【００７９】付記（１）に記載の雑音抑圧処理プログラ
ムを記録した記録媒体によれば、簡単な処理をコンピュ
ータに行わせることにより、Ｓ／Ｎ比を改善するととも
に聴感的な音質を向上することが可能となる。

【００８０】付記（２）に記載の雑音抑圧処理プログラ
ムを記録した記録媒体によれば、振幅値が負となる周波
数成分の個数に基づいて、付記（１）に記載の発明と同
様の効果を奏することができる。

【００８１】付記（３）に記載の雑音抑圧処理プログラ
ムを記録した記録媒体によれば、振幅値が最小となる周
波数成分の振幅の値に基づいて、付記（１）に記載の発
明と同様の効果を奏することができる。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１による本
発明の雑音抑圧装置によれば、簡単な構成により、Ｓ／
Ｎ比を改善するとともに聴感的な音質を向上することが
できる。

【００８３】また、請求項２による本発明の雑音抑圧装
置によれば、振幅値が負となる周波数成分の個数に基づ
いて、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏すること
ができる。

【００８４】さらに、請求項３による本発明の雑音抑圧
装置によれば、振幅値が最小となる周波数成分の振幅の
値に基づいて、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏
することができる。

【００８５】そして、請求項４による本発明の雑音抑圧
処理プログラムを記録した記録媒体によれば、簡単な処
理をコンピュータに行わせることにより、Ｓ／Ｎ比を改
善するとともに聴感的な音質を向上することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の音声記録再生装置の
全体構成の一例を示すブロック図。

【図２】上記第１の実施形態の音声記録再生装置の全体
構成の他の例を示すブロック図。

【図３】上記第１の実施形態において、記録媒体に記録
された音声データをコンピュータを用いて再生する構成
を示すブロック図。

【図４】上記第１の実施形態の雑音抑圧部の詳細な構成
を示すブロック図。

【図５】上記第１の実施形態の雑音抑圧部の動作または
コンピュータにおいて処理プログラムにより行われる制
御を示すフローチャート。

【図６】上記第１の実施形態において、オーバーラップ
するように窓かけ処理を行う様子を説明するための図。

【図７】上記第１の実施形態において、スペクトルメモ
リを更新するときの動作を示す図。

【図８】本発明の第２の実施形態の雑音抑圧部の詳細な
構成を示すブロック図。

【図９】上記第２の実施形態の雑音抑圧部の動作または
コンピュータにおいて処理プログラムにより行われる制
御を示すフローチャート。

【符号の説明】

５…雑音抑圧部（雑音抑圧装置） ２１…コンピュータ ２１ｃ…内蔵ハードディスク（記録媒体） ２１ｄ…内部メモリ（記録媒体） ２３…記録媒体 ３２…音声／非音声判別部（音声判別手段） ３３…フーリエ変換部（スペクトル分析手段） ３４…振幅スペクトル引算部（スペクトル減算手段） ３５…雑音スペクトル推定部（雑音スペクトル推定手
段） ３７…サブトラクト係数設定部（係数変更手段） ３８…振幅負値計数部（評価手段，制御手段） ４０…逆フーリエ変換部（時間領域信号変換手段） ４２…振幅最小値検出部（評価手段，制御手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレーム分割された音声信号を音声フレ
   ーム信号と非音声フレーム信号とに判別する音声判別手
   段と、 上記フレーム信号のスペクトル成分を分析してスペクト
   ル情報を出力するスペクトル分析手段と、 雑音のスペクトル情報を推定する雑音スペクトル推定手
   段と、 上記雑音スペクトル推定手段により推定された雑音のス
   ペクトル情報に所定の係数を乗算し、上記フレーム信号
   のスペクトル情報から減算するスペクトル減算手段と、 上記スペクトル減算手段が出力するスペクトル情報を分
   析し、上記係数が適切であるかを評価する評価手段と、 上記評価手段の評価結果に基づき上記係数の値を変更す
   る係数変更手段と、 上記評価手段の評価結果が所定の条件を満足するまで、
   上記スペクトル減算手段から上記評価手段、上記係数変
   更手段にわたる処理を繰り返すように制御する制御手段
   と、 上記スペクトル減算手段の出力のスペクトル情報を時間
   領域の信号に変換する時間領域信号変換手段と、 を具備することを特徴とする雑音抑圧装置。
2. 【請求項２】 上記評価手段は、上記スペクトル減算す
   るスペクトル情報の各周波数成分の内、振幅値が負とな
   る周波数成分の個数を計数し、この計数値を所定の値と
   比較することにより評価を行うものであり、 上記係数変更手段は、上記評価手段が上記計数値は上記
   所定の値以上であると評価した場合に、係数の値を小さ
   くするように変更するものである、 ことを特徴とする、請求項１に記載の雑音抑圧装置。
3. 【請求項３】 上記評価手段は、上記スペクトル減算す
   るスペクトル情報の各周波数成分の内、振幅値が最小の
   周波数成分を抽出し、該周波数成分の振幅の値を所定の
   値と比較することにより評価を行うものであり、 上記係数変更手段は、上記評価手段が上記振幅の値は上
   記所定の値以下であると評価した場合に、係数の値を小
   さくするように変更するものである、 ことを特徴とする、請求項１に記載の雑音抑圧装置。
4. 【請求項４】 コンピュータによって音声信号に含まれ
   る雑音を抑圧する処理をするための処理プログラムであ
   って、 該処理プログラムはコンピュータに、フレーム分割され
   た音声信号を音声フレーム信号と非音声フレーム信号と
   に判別させ、 上記フレーム信号のスペクトル成分を分析してスペクト
   ル情報を出力させ、 雑音のスペクトル情報を推定させ、 上記推定させた雑音のスペクトル情報に所定の係数を乗
   算させ、 上記乗算結果を上記フレーム信号のスペクトル情報から
   減算させ、 上記減算結果のスペクトル情報を分析させて上記係数が
   適切であるかを評価させ、 上記評価の結果が所定の条件を満足しない場合は、上記
   評価結果に基づき上記係数の値を変更させ、上記所定の
   条件を満足するまで上記推定させた雑音のスペクトル情
   報に所定の係数を乗算する処理から上記乗算の結果を上
   記フレーム信号のスペクトル情報から減算する処理と上
   記減算の結果のスペクトル情報を分析して上記係数が適
   切であるかを評価する処理と上記評価結果に基づき上記
   係数の値を変更する処理までを繰り返して実行させ、 上記評価の結果が所定の条件を満足した場合は、上記減
   算の結果のスペクトル情報を時間領域の信号に変換させ
   ることを特徴とする雑音抑圧処理プログラムを記録した
   記録媒体。