特許 6511897 雑音低減装置、雑音低減方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6511897

(24)【登録日】2019年4月19日

(45)【発行日】2019年5月15日

(54)【発明の名称】雑音低減装置、雑音低減方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G10L 21/0224 20130101AFI20190425BHJP

   H04R 3/00 20060101ALI20190425BHJP

   H04R 1/02 20060101ALI20190425BHJP

   G10L 21/0208 20130101ALI20190425BHJP

【ＦＩ】

   G10L21/0224

   H04R3/00 320

   H04R1/02 107

   G10L21/0208 100A

【請求項の数】11

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-60438(P2015-60438)

(22)【出願日】2015年3月24日

(65)【公開番号】特開2016-180833(P2016-180833A)

(43)【公開日】2016年10月13日

【審査請求日】2017年3月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】小田 敬介

【審査官】 安田 勇太

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−３３０５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０１８１１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３１４６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６８８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２３０６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３４９２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６８８５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６８３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０７１３７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１０Ｌ ２１／０２ −２１／０３８８

Ｇ１０Ｌ １５／２０

Ｈ０４Ｒ １／０２

Ｈ０４Ｒ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主に音声を収音し第１の信号として出力する第１のマイクロフォンと、
主に音声以外を収音し第２の信号として出力する第２のマイクロフォンと、
前記第１の信号及び前記第２の信号から持続性および周期性がある突発音を検出する突発音検出部と、
前記第１の信号及び前記第２の信号から検出された前記突発音に基づいて、前記第１の信号から検出した前記突発音を複数の参照信号として記憶する突発音情報記憶部と、
前記突発音情報記憶部に記憶された複数の参照信号に基づいて、前記第１の信号から前記突発音を除去する加算器と、を備える
雑音低減装置。

【請求項2】

突発音情報記憶部は、前記第１の信号及び前記第２の信号から検出された前記突発音の時間軸上の位置に基づいて、前記第１の信号から検出された前記突発音を複数の参照信号として記憶する
請求項１に記載の雑音低減装置。

【請求項3】

突発音情報記憶部は、前記第１の信号及び前記第２の信号から検出された前記突発音の時間軸上の位置が一致するか否かに基づいて、前記第１の信号から検出された前記突発音を複数の参照信号として記憶する
請求項１または２に記載の雑音低減装置。

【請求項4】

所定の前記参照信号と、前記第１の信号に含まれる前記突発音と、の位相差を算出する位相差調整部を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の雑音低減装置。

【請求項5】

前記位相差に基づいて前記参照信号の位相を調整し、前記第１の信号に加算すべき加算信号を生成する加算信号作成部を備えることを特徴とする請求項４に記載の雑音低減装置。

【請求項6】

前記加算器は、前記第１の信号と前記加算信号とを加算して前記第１の信号から前記突発音を除去することを特徴とする請求項５に記載の雑音低減装置。

【請求項7】

前記第１の信号と、複数の前記参照信号それぞれとの相関値の算出結果に基づいて、１つの前記参照信号を前記位相差調整部に出力する相関値算出部を備える
請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の雑音低減装置。

【請求項8】

前記突発音情報記憶部は、前記突発音情報記憶部に記憶されている参照信号と、前記第１の信号及び前記第２の信号から検出された前記突発音との相関を判定し、相関がないと判定した場合には、前記記憶されている前記参照信号を、前記検出された前記突発音で更新する
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の雑音低減装置。

【請求項9】

前記第２のマイクロフォンは、前記第１の信号の影響が少ない離れた位置に配置されている
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の雑音低減装置。

【請求項10】

主に音声を収音し第１の信号として出力するステップと、
主に音声以外を収音し第２の信号として出力するステップと、
前記第１の信号及び前記第２の信号から持続性および周期性がある突発音を検出するステップと、
前記第１の信号及び前記第２の信号から検出された前記突発音に基づいて、前記第１の信号から検出した前記突発音を複数の参照信号として記憶する突発音情報記憶ステップと、
前記突発音情報記憶ステップにおいて記憶された複数の参照信号に基づいて、前記第１の信号から前記突発音を除去するステップと、を有する雑音低減方法。

【請求項11】

主に音声を収音し第１の信号として出力するステップと、
主に音声以外を収音し第２の信号として出力するステップと、
前記第１の信号及び前記第２の信号から持続性および周期性がある突発音を検出するステップと、
前記第１の信号及び前記第２の信号から検出された前記突発音に基づいて、前記第１の信号から検出した前記突発音を複数の参照信号として記憶する突発音情報記憶ステップと、
前記突発音情報記憶ステップにおいて記憶された複数の参照信号に基づいて、前記第１の信号から前記突発音を除去するステップと、をコンピュータに実行させる雑音低減プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、雑音低減装置に関する。より具体的には、音声信号に突発音が周期的に含まれる環境において、音声信号を残しつつ、突発音を低減する雑音低減装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、携帯電話や無線機等をはじめとする移動体通信機器等を使用して音声通信を行う際、本来の目的音である音声に、周りの環境から生ずる周辺雑音が混入し、受話側で音声が聞き取り難くなってしまうという問題があった。そこで、音声の明りょう性を確保するための手法として、雑音低減処理が広く利用されている。雑音低減処理の代表的手法としては、適応フィルタを用いた適応雑音低減処理がある。適応フィルタは、雑音を低減するためのフィルタの特性を、環境変化に合わせて逐次変化させる、すなわち環境に対する適応性を有するという特徴を持つ。つまり、場所や時間によって変化する雑音成分だけをカットするように、フィルタを動作させながら、その場所や時間に応じてフィルタ係数を逐次変化させることで、環境に適応させて、周辺雑音を低減している。

【0003】

周辺雑音には様々な種類が存在する。例えば、消防士が火災現場で活動する時に担ぐ酸素ボンベには、タンク内容量が所定値以下となった場合、バイブレーション音により装着者へ警告を発する機能がある。また、工事現場では、地盤圧縮機の動作音が発生する。このようなバイブレーション音や動作音は、いずれも持続性、周期性のある突発音である。かかる突発音が発生している状態で無線機等を使用すると、突発音が音声と共に無線機等に入り込んでしまい、受話側では音声が非常に聞き取り難くなってしまう。

【0004】

このような持続的、周期的な突発音を低減するために上述の適応雑音低減処理を用いようとすると、適応信号処理回路（適応フィルタ回路）を常時動作させる必要が生じ、当該回路のタップ数が多くなり、回路規模が大きくなってしまう。

【0005】

この点、特許文献１は、カメラ一体型ＶＴＲのレンズ可動部から発生する雑音、ヘッドが磁気テープに対して接したり離れたりする時の雑音、銀塩フィルムカメラ機能を持ったカメラ一体型ＶＴＲでの光学シャッターの音、回転型記憶媒体に記録する際に発生するヘッドシーク時などの突発音を減少させる手法を開示している。具体的には、当該手法は、突発音の発生区間のみ信号を遮断し、遮断区間の欠落した情報を前後少なくとも一方の音声信号に基づいて補間するものである。

【0006】

特許文献２記載の手法は、突発性雑音の含まれた信号の包絡線を算出し、突発性雑音の信号成分を抽出して、突発性雑音の含まれた信号から突発性雑音の信号成分のみを低減するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００２−２５１８２３号公報

【特許文献2】特開２０１１−２０５５９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１記載の手法においては、遮断区間に含まれる信号が主に突発音のみであれば望ましい効果が得られるものの、突発音が音声区間に重畳している場合は、音声を適切に補間することができず、受話側に違和感をもたらしてしまう。

【0009】

また、特許文献２の手法は、突発音特有の信号成分（音声成分が含まれない４ｋＨｚ以上の周波数成分）を低減するものであるが、上述したバイブレーション音等の持続的、周期的な突発音は、通常様々な周波数に成分が分散されており、音声の周波数成分と重複してしまう。そのため、当該手法では突発音の検出が困難であり、また突発音を低減すると音声も低減してしまう恐れがある。

【0010】

移動体通信機器等による音声コミュニケーションでは、受話側で音声が聞き取りやすいことが重要である。しかし、上述のような従来の突発音低減及び補間手法では、違和感のある音声が生成されてしまうという問題があった。

【0011】

本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、突発音を低減しつつ、聞き取りやすい音声を生成する雑音低減装置、雑音低減方法及びプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

そこで、本発明は、主に音声を収音し第１の信号として出力する第１のマイクロフォンと、主に音声以外を収音し第２の信号として出力する第２のマイクロフォンと、前記第１の信号及び前記第２の信号から突発音を検出する突発音検出部と、前記突発音を一又は複数の参照信号として記憶する突発音情報記憶部と、前記突発音情報記憶部に記憶された参照信号に基づいて、前記第１の信号から前記突発音を除去する加算器と、を備える雑音低減装置を提供する。

【0013】

さらに、本発明は、主に音声を収音し第１の信号として出力するステップと、主に音声以外を収音し第２の信号として出力するステップと、前記第１の信号及び前記第２の信号から突発音を検出するステップと、前記突発音を一又は複数の参照信号として記憶する突発音情報記憶ステップと、前記突発音情報記憶ステップに記憶された参照信号に基づいて、前記第１の信号から前記突発音を除去するステップと、を有する雑音低減方法を提供する。

【0014】

さらに、本発明は、上記雑音低減方法をコンピュータに実行させるプログラムを提供する。

【発明の効果】

【0015】

突発音を低減しつつ、聞き取りやすい音声を生成する雑音低減装置、雑音低減方法及びプログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施の形態にかかる雑音低減装置１０００の構成を示す図である。

【図2】信号入力マイクロフォン１００及び信号入力マイクロフォン２００の配置例を示す図である。

【図3】雑音低減装置１０００の動作を示す図である。

【図4】突発音検出処理の一例を示す図である。

【図5】現在の突発音と参照信号との関係を示す図である。

【図6】参照信号の位相調整処理の一例を示す図である。

【図7】参照信号の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を説明する。かかる実施形態に示す具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0018】

まず、実施の形態１にかかる雑音低減装置１０００の構成について、図１を用いて説明する。なお、本実施の形態では、低減の対象となる雑音として、持続性及び周期性のある突発音を想定する（図４参照）。突発音の例としては、酸素ボンベのタンク内容量が所定値以下となった場合に装着者への警告のために作動するバイブレーション音等がある。

【0019】

雑音低減装置１０００は、主に音声を収音する信号入力マイクロフォン１００、主に突発音を収音する信号入力マイクロフォン２００、突発音検出部３００、突発音更新部４００、突発音情報記憶部５００、相関値算出部６００、位相差調整部７００、加算信号作成部８００、及び加算器９００を含む。

【0020】

雑音低減装置１０００は、例えば携帯電話や無線機等の移動体通信機器である。雑音低減装置１０００は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置、入出力装置及び通信装置等を含み、ＣＰＵが記憶装置からプログラムを読み出して実行することにより、後述の様々な構成要素を論理的に実現する。

【0021】

信号入力マイクロフォン１００は、主に音声を収音するマイクロフォンである。信号入力マイクロフォン１００は、入力された信号Ｓ１を突発音検出部３００に出力する。

【0022】

信号入力マイクロフォン２００は、主に突発音を収音するマイクロフォンである。信号入力マイクロフォン２００は、入力された信号Ｓ２を突発音検出部３００に出力する。

【0023】

ここで、２つのマイクロフォンの配置に関して図２を用いて説明する。図２左図は雑音低減装置１０００としての無線機を正面から見た図である。図２右図は当該無線機を上面から見た図である。無線機の表面には、音声を収音するための信号入力マイクロフォン１００を配置し、信号入力マイクロフォン１００の反対位置である無線機の裏面に、音声以外の音を収音するための信号入力マイクロフォン２００を配置する。かかる構成により、信号入力マイクロフォン２００から入力される信号について、音声の影響を抑制することができる。なお、本発明は図２の構成に限定されるものでなく、信号入力マイクロフォン２００から出力される信号への音声の影響が低減できれば、信号入力マイクロフォン１００及び信号入力マイクロフォン２００はいかなる位置に配置されても良い。

【0024】

突発音検出部３００は、信号Ｓ１及びＳ２から、検出対象である周期性を伴った突発音を検出し、当該突発音の有無情報と、当該突発音の位置情報と、を突発音更新部４００に出力する。また、突発音検出部３００は、信号Ｓ２から検出した突発音の位置情報を、相関値算出部６００にも出力する。

【0025】

突発音更新部４００は、突発音検出部３００から入力された信号Ｓ１及びＳ２の突発音の有無情報と、突発音の位置情報とから参照信号の検出を試行し、参照信号を記憶すべきか否かを判定する。参照信号とは、信号Ｓ１及びＳ２から検出される突発音であって、信号Ｓ１に含まれる突発音を低減する為に用いられる信号をいう。突発音更新部４００は、参照信号を記憶すべきか否かの判定結果を基に、参照信号を突発音情報記憶部５００に送信する。

【0026】

突発音情報記憶部５００は、突発音更新部４００から参照信号を受信する。突発音情報記憶部５００は、参照信号を新たに記憶、または既に記憶している参照信号を更新する。参照信号として記憶する突発音は複数個記憶し、記憶数が所定数を上回る場合には、古い参照信号から順に破棄して新たな参照信号を記憶することが好ましい。参照信号を記憶しない場合は、既に記憶している参照信号をそのまま保持する。突発音情報記憶部５００は、記憶している参照信号を、相関値算出部６００、位相差調整部７００、加算信号作成部８００に出力する。

【0027】

相関値算出部６００は、突発音検出部３００から入力された突発音の位置情報に基づいて、突発音情報記憶部５００から入力された参照信号と、信号Ｓ１から検出された突発音と、の相関値を求める。相関値は、突発音情報記憶部５００に記憶されている参照信号それぞれについて、すなわち参照信号の数だけ求め、最も相関が高い参照信号とその相関値とを位相差調整部７００に出力する。

【0028】

位相差調整部７００は、相関値算出部６００から入力された最も相関が高い参照信号、及び相関値に基づいて、信号Ｓ１の突発音と、最も相関が高い参照信号と、の位相差を算出し、加算信号作成部８００に出力する。

【0029】

加算信号作成部８００は、位相差調整部７００から入力された位相差情報を基に、突発音情報記憶部５００から入力された参照信号と、信号Ｓ１の突発音と、の位相を合わせる処理を行い、信号Ｓ１から突発音を除去する為の加算信号を作成して、加算器９００に出力する。

【0030】

加算器９００は、加算信号作成部８００から入力された加算信号を信号Ｓ１の突発音に足し合わせることで突発音を除去する。加算器９００は、加算器を通じ、信号Ｓ１から突発音を除去した信号を出力する。

【0031】

上記構成により、雑音低減装置１０００は、入力信号から周期性のある突発音を検出、除去する。これにより、音声信号の劣化を防ぎつつ突発音による聞き取り難さを改善することが可能となる。

【0032】

次に、図３のフローチャートを用いて、雑音低減装置１０００の動作について説明する。

【0033】

Ｓｔ１：
信号入力マイクロフォン１００及び信号入力マイクロフォン２００が、信号Ｓ１及び信号Ｓ２を収音し、突発音検出部３００に出力する。

【0034】

Ｓｔ２：
突発音検出部３００は、信号入力マイクロフォン１００及び信号入力マイクロフォン２００から信号Ｓ１及びＳ２をそれぞれ受信する。突発音検出部３００は、信号Ｓ１及びＳ２それぞれを対象として、周期性を伴った突発音の検出を行う。周期性を伴った突発音の検出手法は任意の公知の手法を採用し得るが、例えば特開２０１５−０１８１１３に記載の手法が好ましい。この手法を採用した場合、突発音検出部３００は、入力された信号Ｓ１又は信号Ｓ２を所定時間幅のフレームに区切り、フレーム毎に突発音の検出および検出された突発音の周期性を判定することにより周期性を伴った突発音を検出する。突発音検出部３００は、突発音を、信号Ｓ１又は信号Ｓ２の波形信号のピークにおける継続時間およびピークの変化量を用いて検出する。突発音検出部３００は、突発音の周期性を、概形モデル化した突発音の波形における自己相関値および波形の時間幅の等間隔性により判定する。突発音検出部３００は、周期性を伴った突発音の検出結果として、突発音の有無情報と、突発音の位置情報とを突発音更新部４００に出力する。

【0035】

Ｓｔ３：
Ｓｔ２において信号Ｓ２に周期性を伴った突発音が検出された場合は、Ｓｔ４に進む。信号Ｓ２に周期性を伴った突発音が検出されなかった場合は、信号Ｓ１から突発音を除去する必要性がなく、参照信号として記憶すべき情報もないため、Ｓｔ１２に進む。この判定は、例えば突発音更新部４００が実施できる。

【0036】

ここで、図４を用いて、信号Ｓ２にかかる突発音の検出結果を用いて上記判定を実施する意義について説明する。図４に、信号Ｓ１の振幅と突発音検出位置の対応関係、及び信号Ｓ２の振幅と突発音検出位置の対応関係を示す。信号Ｓ１では、突発音よりも音声信号のほうが強い音声区間が存在するため、突発音の位置が明確に検出できず、検出位置がずれている個所や、検出できていない箇所が見受けられる。これは、信号Ｓ１に対して特開２０１５−０１８１１３記載の突発音の検出手法を適用しても、音声が重なる区間では振幅値継続時間の判定における突発音の条件に当てはまらない場合や、適切な相関が取得できない場合があり、正確に突発音の位置を特定できないためである。これに対し、信号Ｓ２では、音声区間においても音声信号が突発音よりも弱いため、突発音を明確に認識でき、突発音の位置を正確に検出できる。よって、信号Ｓ２にかかる突発音の検出結果を用いることで、音声信号が入力されている場合でも正確な判定が可能となるのである。

【0037】

Ｓｔ４：
突発音更新部４００が、突発音情報記憶部５００に参照信号が既に記憶されているかどうかを判定する。記憶されている場合はＳｔ５に進む。記憶されていない場合は、信号Ｓ１から突発音を除去する処理を実施することができないので、Ｓｔ９に進む。

【0038】

この判定の意義について説明する。本実施の形態にかかる雑音低減装置１０００は、Ｓｔ２で検出した突発音を参照信号として記憶しておき、この参照信号を利用して、将来発生する突発音を除去する処理を行う。換言すれば、過去に検出した突発音を参照信号として記憶されている場合に、その参照信号を利用して、現在の信号Ｓ１に含まれている突発音を除去する処理を行う（図５）。そのため、参照信号の存在の有無に応じて、信号Ｓ１から突発音を除去する処理の実行可否を判断している。なお、参照信号となる突発音を記憶する処理については後述する。

【0039】

Ｓｔ５：
相関値算出部６００が、Ｓｔ２において信号Ｓ１から検出された突発音と、突発音情報記憶部５００に既に記憶されている参照信号と、の相関値を式１により求める。

ここで、Ａ：相関値、ｙ：解析対象フレーム信号、ｘ：記憶している参照信号、ｔ：解析区間（参照信号のサンプル数）、ｍ：シフト量（位相差成分）である。

【0040】

相関値算出部６００は、突発音情報記憶部５００が記憶している参照信号が複数個ある場合は、参照信号の個数分の相関値を算出し、最も相関の良い（値の大きい）相関値と、その参照信号と、を位相差調整部７００に出力する。なお、突発音情報記憶部５００に含まれる参照信号の数は限定されず、任意に決定し得る。

【0041】

ここで、参照信号を複数個記憶する意義について説明する。無線機などの移動体通信機器で音声通信を行う場合、音声帯域や処理量削減の点から、サンプリングレートをなるべく抑制することが一般的である。更に、無線機に入力される突発音も、突発音を発生させるマスクの劣化や無線機使用者の手ブレなどの影響で、常に一定であるとは限らない。そのため、参照信号となる過去の１つの突発音と、現在の入力信号に含まれる突発音との間には位相のずれが生じる可能性が大きい。そこで、本実施の形態では参照信号を複数保持し、複数の参照信号のうち、解析対象の突発音との間で最も相関の高い参照信号を１つ選択することとした。これにより、低サンプリングレートの場合や突発音が一定でない場合でも両者の位相ずれが生じにくく、突発音を安定して除去することができる。

【0042】

Ｓｔ６：
位相差調整部７００は、現在の突発音、すなわち信号Ｓ１に含まれる突発音と、Ｓｔ５で出力された参照信号と、の位相差を算出する。

【0043】

この処理の意義について説明する。本実施の形態にかかる雑音低減装置１０００は、現在の突発音、すなわち信号Ｓ１に含まれる突発音に対して、突発音情報記憶部５００が記憶している参照信号の逆位相信号を加算することで、信号Ｓ１に含まれる突発音を除去する。よって、信号Ｓ１に含まれる突発音と、参照信号と、の位相合わせが不十分な場合、信号Ｓ１に含まれる突発音と、参照信号の逆位相信号と、を加算すると振幅が増加し、雑音レベルの増加や新たな雑音の付加等の事象が発生する可能性がある。かかる事象を防ぐため、それぞれの信号の相互相関値を利用して最も相関の高い位置を把握し、位相合わせを実施する。

【0044】

図６に、現在の突発音（信号Ｓ１に含まれる突発音）と、突発音情報記憶部５００が記憶している参照信号と、相関値の関係性を示す。現在の突発音に対して、相関値算出開始位置から相関値算出終了位置まで、記憶している突発音の参照信号をシフトさせながら相関値を求めた結果が相関値算出結果である。相関値算出開始位置は現在の突発音検出位置の数サンプル前からで良いがこれに限らない。相関値算出終了位置に関しても突発音検出位置の数サンプル後ろまでで良いがこれに限らない。

【0045】

相関値算出結果によれば、解析対象フレーム（信号Ｓ１）の突発音と、参照信号と、が重なる時に相関値のピークが立っていることがわかる。このピークにおける位置が最も相関が高く、位相が合致する位置である。位相差調整部７００は、ｔｉｍｅ＝０における位置からピークにおける位置までの距離（サンプル数）を算出し、これを位相差を示す位相差情報として加算信号作成部８００に出力する。後述の処理において、加算信号作成部８００が参照信号を上記位相差分シフトした後に符号反転し、信号Ｓ１の突発音に加算することで、信号Ｓ１の突発音成分を抑えることができる。

【0046】

Ｓｔ７：
加算信号作成部８００は、信号Ｓ１の突発音を除去するための加算信号を作成する。加算信号作成部８００は、位相差調整部７００からから入力された位相差情報に基づいて、参照信号を位相差分シフトさせる。これにより、信号Ｓ１の突発音と、参照信号と、の位相が合致する（図６）。

【0047】

具体的には、加算信号作成部８００は、式２を用いることにより、参照信号の位相を反転させて加算信号を作成できる。
Ｂ［ｉ］ ＝ −（ｘ［ｉ］） （ｉ ＝ ０ 〜 ｔ） ・・・（２）
ここで、Ｂ：加算信号、ｘ：参照信号、ｉ：サンプル数、ｔ：参照信号サンプル数である。

【0048】

Ｓｔ８：
加算器９００が、加算信号作成部８００から入力された加算信号と、信号Ｓ１の突発音とを加算する。これにより、信号Ｓ１から突発音が除去される。

【0049】

なお、本実施の形態では、参照信号の位相を反転した信号を加算することで信号Ｓ１の突発音を除去する例を示した、本発明はこれに限定されるものでない。例えば、状況に応じて突発音の除去量を調整するように、参照信号又は加算信号に重み付けを行っても良い。あるいは、参照信号の位相の反転を行わずに、解析対象フレームの突発音から参照信号を減算することで突発音を除去しても良い。これにより、位相反転処理にかかる計算量を削減することが可能である。

【0050】

Ｓｔ９：
突発音更新部４００は、Ｓｔ２において信号Ｓ１及びＳ２から検出した突発音を、参照信号として突発音情報記憶部５００に記憶するか否を判定する。

【0051】

この判定処理の意義について説明する。雑音低減装置１０００は、予め記憶した参照信号を用いて、信号Ｓ１に含まれる突発音を除去することで、音声を明瞭化する。もし参照信号に音声が混入していると、信号Ｓ１から音声も一緒に除去したり、除去後の信号にエコー感が残ったりすることで、聞き難い音声が生成されてしまうことがある。したがって、参照信号には音声が混入していないことが望ましい。

【0052】

Ｓｔ３において説明したように、信号Ｓ１を用いて突発音の検出を行うと、音声区間については正確に突発音を検出することができない。しかし、音声区間でない区間では正確に突発音の検出を行うことできる。また、信号Ｓ２を用いて突発音の検出を行うと、音声区間の影響を受けにくく全区間で正確に突発音を検出することができる（図４）。したがって、信号Ｓ２で検出した突発音の位置と、信号Ｓ１で検出した突発音の位置と、が一致していた場合は、高い信憑性で突発音であると判断できる。本実施の形態では、突発音更新部４００が、信号Ｓ１と信号Ｓ２とで突発音の位置が一致した否かを判断し、一致した場合、つまり突発音であると判断した場合に、突発音更新部４００は、信号Ｓ１の突発音を、参照信号として突発音情報記憶部５００に記憶させる。これにより、突発音情報記憶部５００は正確な突発音を参照信号として記憶することができる。

【0053】

また、本実施の形態では、突発音更新部４００は参照信号を突発音情報記憶部５００に対して随時更新させていく。これは、現在の信号Ｓ１に含まれる突発音、すなわち除去したい突発音に対し、比較的古い突発音を参照信号として使用すると、周囲の環境変化により両者の相関性が十分に確保されない懸念があるためである。例えば、現在の突発音と参照信号との位相ずれを補正してもなお、生成された加算信号が効果的に現在の突発音を抑制できない場合が生じうる。よって、突発音更新部４００は、参照信号を随時更新させることで、突発音情報記憶部５００はより新しい参照信号を確保する。

【0054】

Ｓｔ１０：
Ｓｔ９において参照信号を記憶すると判定された場合、Ｓｔ１１に進む。参照信号を記憶しないと判定された場合は、参照信号の記憶を行わずＳｔ１２に進む。この分岐制御は、突発音更新部４００が実施できる。

【0055】

Ｓｔ１１：
参照信号を記憶する場合、突発音更新部４００は、信号Ｓ１から検出された突発音を、突発音情報記憶部５００に記憶させる。突発音情報記憶部５００は、所定数の参照信号を記憶できる。突発音更新部４００は、突発音情報記憶部５００が既に所定数の参照信号を記憶している場合には、最も古い参照信号を破棄し、信号Ｓ１から検出された最新の参照信号を新たに記憶させる。例えば、突発音情報記憶部５００が２個分の参照信号を記憶でき、既に２個の参照信号を記憶している場合、突発音更新部４００は、記憶されている参照信号のうち古いほうを、信号Ｓ１から抽出した最新の参照信号で上書きするなお、突発音情報記憶部５００が所定数以下の参照信号しか記憶していない場合には、信号Ｓ１から検出された最新の参照信号を単に追加する。

【0056】

ここで、図７を用いて、突発音情報記憶部５００に参照信号として記憶させる突発音について説明する。図７は、突発音を含む信号Ｓ１を示す。参照信号は突発音のみを除去することを目的としてする信号であるので、ここでは信号Ｓ１のうち突発音にあたるリファレンス記憶区間のみを参照信号として抽出、記憶する。突発音は、通常の信号レベルから突発的に振幅が増加し、時間と共に減衰していき、リファレンス記憶区間を過ぎて通常の信号レベルに戻るという特徴がある。よって、突発音更新部４００は、まず信号Ｓ１から突発音のピーク（最大値）を検出し、そのピークにおける位置を基準として、所定区間分（通常は数サンプル）前方、及び所定区間分だけ後方にわたるサンプルを、リファレンス記憶区間として抽出し、参照信号として突発音情報記憶部５００に記憶させれば良い。

【0057】

また、変形例として、突発音情報記憶部５００は、突発音情報記憶部５００に記憶させた参照信号と、上記により突発音更新部４００が判断した突発音との相関を判定する。相関の判定は、突発音情報記憶部５００に記憶させた参照信号と突発音更新部４００が判断した突発音との相関値を算出し、所定の閾値以上であるか否かにより、相関があるか否かを判定する。相関がないと判定した場合に、突発音情報記憶部５００は、突発音更新部４００が判断した突発音を参照信号として、突発音情報記憶部５００に既に記憶されている参照信号を更新するようにしてもよい。このようにすることで、突発音を除去するために適切な参照信号を記憶させることができる。

【0058】

Ｓｔ１２：
Ｓｔ３において突発音が存在すると判定された場合、加算器９００は、突発音が除去された信号Ｓ１を出力する。一方、Ｓｔ３において突発音が存在しないと判定された場合は、加算器９００は、突発音検出部３００に入力された信号Ｓ１をそのまま出力する。なお、信号Ｓ１の突発音の除去は上述した通りであるが、突発音情報記憶部５００に、所定数の参照信号が記憶されている場合、最新の参照信号を用いて、加算信号を作成すればよい。

【0059】

本実施の形態によれば、雑音低減装置１０００は、入力信号Ｓ１及びＳ２に含まれる持続的また周期的な突発音の有無を判断し、参照信号を記憶し、記憶した参照信号を用いて、入力信号から突発音のみを除去する。これにより、従来の雑音低減処理によって生じる音声信号の劣化を最小限に抑えることができ、通話品質の向上が期待できる。さらに、適応フィルタなどで雑音を低減する方法よりも処理量が少なく、負荷を低減させることができる。

【0060】

特に、本実施の形態によれば、雑音低減装置１０００は、音声が混入されていない過去の突発音を参照信号として記憶するので、入力信号において音声と突発音とが重なっている場合でも、突発音のみを効果的に低減することができる。よって、移動体通信機器を用いた音声情報伝達において、音声の明瞭性を向上させることができる。

【0061】

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では、突発音除去処理Ｓｔ８の後に、参照信号の記憶にかかる処理Ｓｔ９乃至Ｓｔ１１を実施し、その後信号出力処理Ｓｔ１２を行う例を示した。しかしながら、これらの処理の順序は、本発明の趣旨を損なわない限りにおいて任意に入れ替えて構わない。例えば、参照信号の記憶にかかる処理Ｓｔ９乃至Ｓｔ１１と、信号出力処理Ｓｔ１２とは、逆の順序で行っても良く、あるいは並行処理しても良い。

【0062】

また、上述の実施の形態では、本発明を主にハードウェアの構成として説明したが、これに限定されるものではなく、任意の処理を、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

【符号の説明】

【0063】

１０００ 雑音低減装置
１００ 信号入力マイクロフォン
２００ 信号入力マイクロフォン
３００ 突発音検出部
４００ 突発音更新部
５００ 突発音情報記憶部
６００ 相関値算出部
７００ 位相差調整部
８００ 加算信号作成部
９００ 加算器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】