特許 7398895 ノイズ低減装置

(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】

(24)【登録日】2023-12-07

(45)【発行日】2023-12-15

(54)【発明の名称】ノイズ低減装置

(51)【国際特許分類】

   G10L 21/0232 20130101AFI20231208BHJP

【ＦＩ】

G10L21/0232

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019141153

(22)【出願日】2019-07-31

(65)【公開番号】P2021026027

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2022-03-31

(73)【特許権者】

【識別番号】000237592

【氏名又は名称】株式会社デンソーテン

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 真琴

【審査官】中村 天真

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－２６１９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０８１１５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ１０Ｌ １５／００－２１／１８

Ｈ０３Ｆ ３／１８１－３／１８７

Ｈ０３Ｇ ５／００－５／２８

Ｈ０４Ｓ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

音声信号を含む入力信号のうち所定の増幅帯域の入力信号を増幅することにより調整信号を生成するイコライザと、
前記イコライザにより生成された調整信号に含まれるノイズ信号を推定するノイズ推定部と、
前記ノイズ推定部により推定されたノイズ信号のうち、所定の閾値よりも周波数の高い帯域におけるノイズ信号を減衰させることにより調整ノイズ信号を生成するノイズレベル調整部と、
前記ノイズレベル調整部により生成された調整ノイズ信号を用いて、前記生成された調整信号に含まれるノイズ信号を低減するノイズ低減部と、を備えるノイズ低減装置。

【請求項2】

前記イコライザは、前記所定の閾値よりも周波数の低い帯域における前記入力信号を増幅して前記調整信号を生成する請求項１に記載のノイズ低減装置。

【請求項3】

前記ノイズレベル調整部は、前記ノイズ信号を複数の帯域に分割し、分割されたそれぞれの帯域のノイズ信号のレベルを調整し、レベルが調整された複数の帯域のノイズ信号を多重化して前記調整ノイズ信号を生成する、請求項１に記載のノイズ低減装置。

【請求項4】

音声信号を含む入力信号のうち所定の増幅帯域の入力信号を増幅することにより調整信号を生成するイコライザと、
前記イコライザにより生成された調整信号に含まれるノイズ信号を推定するノイズ推定部と、
前記ノイズ推定部により推定されたノイズ信号のうち、所定の閾値よりも周波数の高い帯域におけるノイズ信号を減衰させることにより調整ノイズ信号を生成するノイズレベル調整部と、
前記ノイズレベル調整部により生成された調整ノイズ信号を用いて、前記生成された調整信号に含まれるノイズ信号を低減するノイズ低減部と、を備えるハンズフリー装置。

【請求項5】

前記ノイズ低減部によりノイズが低減された前記調整信号を、送話信号としてスマートフォンに出力する、請求項４に記載のハンズフリー装置。

【請求項6】

音声信号を含む入力信号のうち所定の増幅帯域の入力信号を増幅することにより調整信号を生成するイコライザと、
前記イコライザにより生成された調整信号に含まれるノイズ信号を推定するノイズ推定部と、
前記ノイズ推定部により推定されたノイズ信号のうち、所定の閾値よりも周波数の高い帯域におけるノイズ信号を減衰させることにより調整ノイズ信号を生成するノイズレベル調整部と、
前記ノイズレベル調整部により生成された調整ノイズ信号を用いて、前記生成された調整信号に含まれるノイズ信号を低減するノイズ低減部と、を備える音声認識装置。

【請求項7】

請求項６に記載の音声認識装置を音声入力インタフェースとして備えるナビゲーション装置。

【請求項8】

音声信号を含む入力信号のうち所定の増幅帯域の入力信号を増幅することにより調整信号を生成するステップと、
前記生成された調整信号に含まれるノイズ信号を推定するステップと、
前記推定されたノイズ信号のうち、所定の閾値よりも周波数の高い帯域におけるノイズ信号を減衰させることにより調整ノイズ信号を生成するステップと、
前記生成された調整ノイズ信号を用いて、前記生成された調整信号に含まれるノイズ信号を低減するステップと、を備えるノイズ低減方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、音声信号に含まれるノイズ信号を低減するノイズ低減装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ノイズ低減装置は、車両に設置されたハンズフリー装置に搭載され、マイクから出力される音声信号に含まれるノイズ信号を低減する。ノイズ信号は、例えば、車両の走行音、車室に設置されたオーディオ装置からの音声等に起因する。

【0003】

特許文献１は、電話装置に搭載されるノイズキャンセラを開示している。特許文献１に係るノイズキャンセラにおいて、平坦化用イコライザは、適応フィルタの前段に配置され、入力される音声信号を平坦化する。適応フィルタは、平坦化された音声信号に含まれるノイズ信号を低減する。補償用イコライザは、適応フィルタから出力される音声信号の周波数特性を、イコライザに入力される音声信号の周波数特性に戻すように、適応フィルタから出力される音声信号のうち所定帯域の信号を強調する。

【0004】

具体的には、補償用イコライザは、適応フィルタから出力される音声信号のうち、低域の音声信号を強調する。補償用イコライザは、音声信号の周波数が低くなるにつれて、音声信号の増幅率を高くする。

【0005】

この結果、補償用イコライザから出力される音声信号に残留したノイズ信号のうち、低域のノイズ信号が強調される。低域の音声信号が人間の音声の帯域と重複する場合、特許文献１に係るノイズキャンセラから出力される音声信号の質が低下するという問題が発生する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００３－２１８７４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記問題点に鑑み、本発明は、信号の品質劣化を防ぐことができるノイズ低減装置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】

【0008】

上記課題を解決するため、第１の発明は、ノイズ低減装置であって、イコライザと、ノイズ推定部と、ノイズレベル調整部と、ノイズ低減部とを備える。イコライザは、音声信号を含む入力信号のうち所定の増幅帯域の入力信号を増幅することにより調整信号を生成する。ノイズ推定部は、イコライザにより生成された調整信号に含まれるノイズ信号を推定する。ノイズレベル調整部は、ノイズ推定部により推定されたノイズ信号のうち、所定の閾値よりも周波数の高い帯域におけるノイズ信号を減衰させることにより調整ノイズ信号を生成する。ノイズ低減部は、ノイズレベル調整部により生成された調整ノイズ信号を用いて、生成された調整信号に含まれるノイズ信号を低減する。

【0009】

第１の発明は、入力信号のうち増幅帯域を増幅することにより生成された調整信号からノイズ信号を推定し、推定したノイズ信号のうち所定の調整帯域のノイズ信号のレベルを調整することにより調整ノイズ信号を生成する。第１の発明は、生成された調整ノイズ信号を用いて、調整信号に含まれるノイズを低減する。これにより、ノイズが低減された調整信号を増幅しなくてもよいため、入力信号の劣化を防ぐことができる。また、第１の発明は、所定の調整帯域のノイズ信号のレベルを調整することにより、入力信号に含まれるノイズ信号の抑圧量を調整することができる。

【0011】

さらに第１の発明によれば、ノイズレベル調整部は、所定の閾値よりも高い調整帯域において、ノイズ信号を減衰させる。これにより、入力信号に含まれる音声信号が、調整帯域において歪むことを防ぐことができるため、音声信号の品質劣化を防ぐことができる。

【0012】

第２の発明は、ノイズ低減方法であって、（ａ）ステップと、（ｂ）ステップと、（ｃ）ステップとを備える。（ａ）ステップは、音声信号を含む入力信号のうち所定の増幅帯域の入力信号を増幅することにより調整信号を生成する。（ｂ）ステップは、生成された調整信号に含まれるノイズ信号を推定する。（ｃ）ステップは、推定されたノイズ信号を用いて、生成された調整信号に含まれるノイズ信号を低減する。

【0013】

第３の発明は、第１の発明に用いられる。

【発明の効果】

【0014】

本発明は、音声信号の品質を向上することができるノイズ低減装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の形態に係る車載ハンズフリーシステムの構成を示す機能ブロック図である。

【図2】図１に示すハンズフリー装置の構成を示す機能ブロック図である。

【図3】図２に示すノイズ低減装置の構成を示す機能ブロック図である。

【図4】図３に示すノイズレベル調整部の構成を示す機能ブロック図である。

【図5】図３に示すノイズ低減装置の動作を示すフローチャートである。

【図6】図３に示すイコライザによる送話信号の周波数特性の変化の一例を示すグラフである。

【図7】図４に示す個別調整部に設定される重み付け係数の一例を示す図である。

【図8】ＣＰＵバス構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照し、本発明の一実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0017】

［１．構成］
［１．１．車載ハンズフリーシステム１００の構成］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車載ハンズフリーシステム１００の構成を示す機能ブロック図である。

【0018】

図１を参照して、車載ハンズフリーシステム１００は、自動車等の車両に搭載される。車載ハンズフリーシステム１００は、ハンズフリー装置１と、スピーカ２と、マイクロフォン３とを備える。

【0019】

スピーカ２は、受話信号４１をハンズフリー装置１から受け、その受けた受話信号４１を音声に変換して、車室内へ出力する。

【0020】

マイクロフォン３は、車室内の音声を入力して送話信号５１を生成し、その生成した送話信号５１をハンズフリー装置１に出力する。

【0021】

ハンズフリー装置１は、スマートフォン９から受話信号４１を受信し、その受信した受話信号４１をスピーカ２に出力する。ハンズフリー装置１は、マイクロフォン３から送話信号５１を受け、その受けた送話信号５１に含まれるエコー及びノイズを低減する。エコー及びノイズが低減された送話信号５１を送話信号５４としてスマートフォン９に出力する。

【0022】

ハンズフリー装置１は、後述するノイズ低減装置を含む。以下、ノイズ低減装置を中心に説明し、ノイズ低減装置以外の構成の説明については一部省略する。

【0023】

［１．２．ハンズフリー装置１の構成］
図２は、図１に示すハンズフリー装置１の構成を示す機能ブロック図である。図２を参照して、ハンズフリー装置１は、ＡＤ（Analog-to-Digital）変換装置１１と、エコーキャンセラ１２と、ノイズ低減装置１３と、通信部１４とを備える。図２に示す送話信号５１～５４の各々は、音声信号と、ノイズ信号とを含む。音声信号は、車両の搭乗者の音声に対応する。ノイズ信号は、走行ノイズや、車室ノイズ、環境ノイズ等に起因する。

【0024】

ＡＤ変換装置１１は、マイクロフォン３から受けた送話信号５１をＡＤ変換することにより、送話信号５２を生成する。送話信号５２は、ディジタル形式の信号である。ＡＤ変換装置１１は、生成した送話信号５２をエコーキャンセラ１２に出力する。

【0025】

エコーキャンセラ１２は、送話信号５２をＡＤ変換装置１１から受け、受話信号４１を通信部１４から受ける。エコーキャンセラ１２は、受けた送話信号５２に含まれるエコーを、通信部１４から受けた受話信号４１を用いて低減する。エコーキャンセラ１２は、エコーが低減された送話信号５２を送話信号５３としてノイズ低減装置１３に出力する。また、エコーキャンセラ１２は、通信部１４から受けた受話信号４１をスピーカ２に出力する。

【0026】

ノイズ低減装置１３は、送話信号５３をエコーキャンセラ１２から受け、その受けた送話信号５３に含まれるノイズを低減する。ノイズ低減装置１３は、ノイズが低減された送話信号５３を、送話信号５４として通信部１４に出力する。

【0027】

通信部１４は、運転者が所持するスマートフォン９と、近距離無線通信又は有線通信を用いて通信する。近距離無線通信は、例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）や、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等である。有線通信は、例えば、ＵＳＢ（登録商標）通信等である。通信部１４は、受話信号４１をスマートフォン９から受信し、その受信した受話信号４１をエコーキャンセラ１２に出力する。通信部１４は、送話信号５４をノイズ低減装置１３から受け、その受けた送話信号５４をスマートフォン９に送信する。

【0028】

［１．３．ノイズ低減装置１３の構成］
図３は、図２に示すノイズ低減装置１３の構成を示す機能ブロック図である。図３を参照して、ノイズ低減装置１３は、イコライザ３１と、フーリエ変換部３２と、ノイズ推定部３３と、ノイズレベル調整部３４と、ノイズ低減部３５と、逆フーリエ変換部３６とを備える。

【0029】

イコライザ３１は、送話信号５３をエコーキャンセラ１２から受ける。イコライザ３１は、その受けた送話信号５３のうち所定の増幅帯域の信号を増幅することにより、調整送話信号６１を生成する。調整送話信号６１は、イコライザ３１により増幅された所定帯域の送話信号５４だけでなく、増幅帯域以外の帯域の送話信号５３を含む。増幅帯域以外の帯域の送話信号５３は、イコライザ３１により増幅されない。イコライザ３１は、生成した調整送話信号６１をフーリエ変換部３２に出力する。

【0030】

本実施の形態では、所定帯域は、１ｋＨｚ以下である。所定帯域は、イコライザ３１に予め設定されている。

【0031】

フーリエ変換部３２は、調整送話信号６１をフーリエ変換部３２から受け、その受けた調整送話信号６１をフーリエ変換する。フーリエ変換により、調整送話信号６１が、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換される。フーリエ変換部３２は、フーリエ変換された調整送話信号６１を、変換送話信号６２としてノイズ推定部３３及びノイズ低減部３５に出力する。

【0032】

ノイズ推定部３３は、変換送話信号６２をフーリエ変換部３２から受け、その受けた変換送話信号６２に基づいて、調整送話信号６１に含まれるノイズを推定する。ノイズ推定部３３は、ノイズ推定結果である推定ノイズ信号６１Ａをノイズレベル調整部３４に出力する。推定ノイズ信号６１Ａは、周波数領域の信号である。

【0033】

ノイズレベル調整部３４は、推定ノイズ信号６１Ａをノイズ推定部３３から受ける。ノイズレベル調整部３４は、その受けた推定ノイズ信号６１Ａのうち、所定の調整帯域の信号のレベルを調整することにより、調整ノイズ信号６１Ｂを生成する。ノイズレベル調整部３４は、生成した調整ノイズ信号６１Ｂを、ノイズ低減部３５に出力する。

【0034】

ノイズ低減部３５は、変換送話信号６２をフーリエ変換部３２から受け、調整ノイズ信号６１Ｂをノイズレベル調整部３４から受ける。ノイズ低減部３５は、その受けた調整ノイズ信号６１Ｂを用いて、変換送話信号６２に含まれるノイズを低減する。ノイズ低減部３５は、ノイズが低減された変換送話信号６２をノイズ低減送話信号６３として逆フーリエ変換部３６に出力する。

【0035】

逆フーリエ変換部３６は、ノイズ低減送話信号６３をノイズ低減部３５から受け、その受けたノイズ低減送話信号６３を逆フーリエ変換する。ノイズ低減送話信号６３は、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換される。逆フーリエ変換部３６は、逆フーリエ変換されたノイズ低減送話信号６３を、送話信号５４として通信部１４に出力する。

【0036】

［１．４．ノイズレベル調整部３４の構成］
図４は、図３を参照してノイズレベル調整部３４の構成を示す機能ブロック図である。図４を参照して、ノイズレベル調整部３４は、分割部３４１と、個別調整部３４２－１～３４２－ｎと、多重化部３４３とを含む。ｎは、２以上の自然数である。

【0037】

分割部３４１は、推定ノイズ信号６１Ａをノイズ推定部３３から受け、その受けた推定ノイズ信号６１Ａを複数の帯域に分割する。推定ノイズ信号６１Ａは、ｎ個の帯域に分割される。推定ノイズ信号６１Ａの分割により、分割ノイズ信号７２－１，７２－２，・・・，７２－ｎが生成される。分割部３４１は、生成された分割ノイズ信号７２－１～７２－ｎを個別調整部３４２－１～３４２－ｎに出力する。

【0038】

個別調整部３４２－ｋは、分割ノイズ信号７２－ｋを分割部３４１から受ける。個別調整部３４２は、その受けた分割ノイズ信号７２－ｋのレベルを調整する。ｋは１以上ｎ以下の自然数である。個別調整部３４２－ｋは、レベルが調整された分割ノイズ信号７３－ｋを多重化部３４３に出力する。

【0039】

多重化部３４３は、レベルが調整された分割ノイズ信号７３－１～７３－ｎを個別調整部３４２－１～３４２－ｎから受ける。多重化部３４３は、その受けた分割ノイズ信号７３－１～７３－ｎを多重化することにより調整ノイズ信号６１Ｂを生成する。

【0040】

［２．ノイズ低減装置１３の動作］
図５は、図３に示すノイズ低減装置１３の動作を示すフローチャートである。ハンズフリー装置１の通信部１４が、スマートフォン９と通信を開始した場合、ノイズ低減装置１３は、図５に示す処理を開始する。

【0041】

以下の説明において、送話信号に含まれるノイズ信号のうち、１ｋＨｚ以下のノイズ信号を「低域ノイズ信号」と記載する。送話信号に含まれるノイズ信号のうち、１ｋＨｚよりも高いノイズ信号を「高域ノイズ信号」と記載する。送話信号に含まれる音声信号のうち、１ｋＨｚ以下の音声信号を「低域音声信号」と記載する。送話信号に含まれる音声信号のうち、１ｋＨｚよりも高い音声信号を「高域音声信号」と記載する。送話信号は、送話信号５３～５４、調整送話信号６１、変換送話信号６２を含む。

【0042】

図５を参照して、イコライザ３１は、エコーキャンセラ１２から受けた送話信号５３の低域を増幅する（ステップＳ１１）。本実施の形態において、低域は、１ｋＨｚ以下域である。１ｋＨｚよりも高い高域の送話信号５３は、増幅されない。イコライザ３１は、時間領域の信号である送話信号５３に、予め設定された伝達関数を適用することにより、調整送話信号６１を生成する。調整送話信号６１は、送話信号５３と同様に、時間領域の信号である。イコライザ３１は、生成した調整送話信号６１をフーリエ変換部３２に出力する。

【0043】

具体的には、イコライザ３１は、送話信号５３の周波数特性が所定の規格を満たすように、送話信号５３の低域を増幅する。本実施の形態では、所定の規格は、ＩＴＵ－Ｔ（International Telecommunication Union-Telecommunication sector） Ｐ．１１００又はＩＴＵ－Ｔ Ｐ．１１１０である。ＩＴＵ－Ｔ Ｐ．１１００及びＩＴＵ－Ｔ Ｐ．１１１０は、車載ハンズフリー装置の規格の１つである。

【0044】

図６は、図３に示すイコライザ３１による送話信号５３の周波数特性の変化の一例を示すグラフである。図６を参照して、横軸は周波数であり、縦軸は、信号のレベルである。曲線５３Ｐは、送話信号５３のスペクトルである。曲線５３Ｑは、送話信号５３に含まれるノイズ信号のスペクトルである。曲線６１Ｐは、調整送話信号６１のスペクトルである。曲線６１Ｑは、調整送話信号６１に含まれるノイズ信号のスペクトルである。

【0045】

曲線５３Ｐが示すように、送話信号５３のレベルが、１ｋＨｚ以下において急激に低下している。マイクロフォン３が、１ｋＨｚ以下における感度が低下するコンデンサマイクであるためである。なお、送話信号５１及び５２のスペクトルは、曲線５３Ｐと同様の形状である。

【0046】

曲線５３Ｐを曲線６１Ｐと比較すると、調整送話信号６１のレベルは、１ｋＨｚ以下の低域において、送話信号５３のレベルよりも大きい。送話信号５３の低域が増幅されるためである。低域における増幅率は、周波数が低くなるにつれて大きくなる。例えば、増幅率は、４００Ｈｚにおいて５ｄＢであり、２００Ｈｚにおいて１０ｄＢ以上である。

【0047】

曲線５３Ｑを曲線６１Ｑと比較すると、調整送話信号６１における低域ノイズ信号のレベルは、送話信号５３における低域ノイズ信号のレベルよりも大きい。イコライザ３１が、送話信号５３に含まれる音声信号だけでなく、送話信号５３に含まれる低域ノイズ信号を増幅するためである。

【0048】

調整送話信号６１のレベルは、１ｋＨｚより高い高域において、送話信号５３のレベルとほぼ同じである。イコライザ３１は、１ｋＨｚより高い帯域において、送話信号５３を増幅しないためである。

【0049】

図５を再び参照して、フーリエ変換部３２は、イコライザ３１により生成された調整送話信号６１をフーリエ変換する（ステップＳ１２）。調整送話信号６１が、時間領域の信号から、周波数領域の信号に変換されることにより、変換送話信号６２が生成される。フーリエ変換部３２は、生成された変換送話信号６２を、ノイズ推定部３３及びノイズ低減部３５の各々に出力する。

【0050】

ノイズ推定部３３は、フーリエ変換部３２から受けた変換送話信号６２に基づいて、調整送話信号６１に含まれるノイズを推定する（ステップＳ１３）。例えば、スペクトルサブトラクト法が、ノイズ推定に用いられる。ステップＳ１３の結果、ノイズ推定部３３は、推定ノイズ信号６１Ａを生成する。推定ノイズ信号６１Ａは、周波数領域の信号である。推定ノイズ信号６１Ａは、送話信号５３における低域ノイズ信号の増幅の影響を受けている。つまり、推定ノイズ信号６１Ａは、調整送話信号６１に含まれるノイズ信号のスペクトルを示す曲線６１Ｑに相当する。

【0051】

ノイズ推定部３３は、ステップＳ１３で生成した推定ノイズ信号６１Ａをノイズレベル調整部３４に出力する。ノイズレベル調整部３４は、ノイズ推定部３３から受けた推定ノイズ信号６１Ａのレベルを調整する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４の結果、調整ノイズ信号６１Ｂが、推定ノイズ信号６１Ａから生成される。

【0052】

具体的には、ノイズレベル調整部３４において、分割部３４１が、推定ノイズ信号６１Ａを２００（Ｈｚ）ごとの帯域に分割することにより、分割ノイズ信号７２－１～７２－ｎを生成する。本実施の形態において、分割部３４１は、コムフィルタである。分割部３４１は、生成した分割ノイズ信号７２－１～７２－ｎを個別調整部３４２－１～３４２－ｎに出力する。個別調整部３４２－１～３４２－ｎは、個別調整部３４２－１～３４２－ｎの各々に設定された重み付け係数に基づいて、分割ノイズ信号７２－１～７２－ｎのレベルを調整する。

【0053】

図７は、個別調整部３４２－１～３４２－ｎに設定される重み付け係数の一例を示す図である。図７を参照して、重み付け係数は、周波数帯域ｆ０～ｆ９の各々に対して設定される。周波数帯域ｆ０～ｆ９の各々の帯域幅は、２００Ｈｚである。図７において、２（ｋＨｚ）以上における重み付け係数の表示を省略している。

【0054】

図７に示すように、１（ｋＨｚ）以下の低域に対応する周波数帯域ｆ０～ｆ４に設定される重み付け係数は１である。１（ｋＨｚ）よりも高い高域に対応する周波数帯域ｆ５～ｆ９に設定される重み付け係数は、１よりも小さく、周波数が高くなるにつれて低下する。周波数帯域ｆ９よりも上の帯域において、重み付け係数は０である。個別調整部３４２－ｋに設定された重み付け係数が１よりも小さい場合、個別調整部３４２－ｋは、入力された分割ノイズ信号７２－ｋを減衰させる。ノイズレベル調整部３４は、周波数が高くなるにつれて、推定ノイズ信号６１Ａのレベルが小さくなるように、推定ノイズ信号６１Ａを調整する。

【0055】

つまり、図７は、調整送話信号６１に含まれるノイズのうち１．８（ｋＨｚ）よりも高い周波数帯域のノイズがノイズ低減装置１３において低減されないことを示している。これにより、ノイズ低減装置１３は、送話信号５３に含まれる音声信号の品質が劣化することを防ぐことができる。この理由については後述する。

【0056】

多重化部３４３は、レベルが調整された分割ノイズ信号７３－１～７３－ｎを個別調整部３４２－１～３４２－ｎから受け、その受けた分割ノイズ信号７３－１～７３－ｎを多重化する。これにより、調整ノイズ信号６１Ｂが生成される。

【0057】

図５を再び参照して、ノイズ低減部３５は、ノイズレベル調整部３４から受けた調整ノイズ信号６１Ｂを用いて、フーリエ変換部３２から受けた変換送話信号６２に含まれるノイズ信号を低減する（ステップＳ１５）。具体的には、ノイズ低減部３５は、調整ノイズ信号６１Ｂが変換送話信号６２と逆相となるように、調整ノイズ信号６１Ｂの位相を調整する。ノイズ低減部３５は、位相が調整された調整ノイズ信号６１Ｂを変換送話信号６２に加算することにより、変換送話信号６２に含まれるノイズ信号を低減する。これにより、ノイズ低減送話信号６３が生成される。

【0058】

逆フーリエ変換部３６は、ノイズ低減部３５から受けたノイズ低減送話信号６３を逆フーリエ変換する（ステップＳ１６）。逆フーリエ変換されたノイズ低減送話信号６３は、調整送話信号６１と同様に、時間領域の信号である。逆フーリエ変換部３６は、逆フーリエ変換されたノイズ低減送話信号６３を、送話信号５４として通信部１４に出力する。

【0059】

以上説明したように、ノイズ低減装置１３は、送話信号５３における低域信号を増幅することにより調整送話信号６１を生成し、生成した調整送話信号６１に含まれるノイズの推定結果である推定ノイズ信号６１Ａを生成する。ノイズ低減装置１３は、推定ノイズ信号６１Ａを用いて、調整送話信号６１に含まれるノイズを低減する。これにより、ノイズ低減装置１３は、従来のノイズ低減装置よりも、送話信号５３に含まれる低域ノイズ信号のレベルを抑圧することができる。以下、詳しく説明する。

【0060】

ここで、イコライザ３１がフーリエ変換部３２の前段ではなく、逆フーリエ変換部３６の後段に配置された従来のノイズ低減装置を想定する。

【0061】

従来のノイズ低減装置は、逆フーリエ変換部３６から出力される送話信号５４の周波数特性が上述の所定の規格を満たすように、送話信号５４の低域を増幅する。送話音号５４が、図６における曲線６１Ｐで示す周波数特性を有する場合、イコライザは、送話信号５４のうち１ｋＨｚ以下の低域を５ｄＢ以上の大きな増幅率で増幅しなければならない。低域ノイズ信号の一部が送話信号５４に残留しているため、残留している低域ノイズ信号がイコライザにより増幅される。この結果、低域が増幅された後の送話信号５４のＳ／Ｎ比は、低域が増幅される前の送話信号のＳ／Ｎ比よりも低下する。

【0062】

これに対して、ノイズ低減装置１３において、イコライザ３１は、調整送話信号６１が上述の所定の規格を満たすように、送話信号５３の低域を増幅する。このとき、送話信号５３に含まれる低域ノイズ信号が増幅される。ノイズ推定部３３は、イコライザ３１により増幅された低域ノイズ信号を推定する。ノイズ低減部３５が、推定されたノイズ信号を用いて、変換送話信号に含まれる低域ノイズ信号を低減する。

【0063】

イコライザ３１が既に送話信号５３の低域を増幅しているため、ノイズ低減装置１３は、送話信号５４の周波数特性が所定の規格を満たすように、送話信号５４の低域を増幅しなくてもよい。つまり、送話信号５４における低域のＳ／Ｎ比は、ノイズ低減部３５から出力されるノイズ低減送話信号６３における低域のＳ／Ｎ比と同じである。従って、ノイズ低減装置１３は、従来のノイズ低減装置よりも、送話信号５４における低域のＳ／Ｎ比を改善することができる。

【0064】

また、ノイズ低減装置１３において、ノイズレベル調整部３４が、推定ノイズ信号６１Ａのレベルを帯域に応じて重み付けする。具体的には、１ｋＨｚよりも高い高域のノイズ信号６１Ａのレベルが、周波数が高くなるにつれて低減量が多くなるように調整される。

【0065】

マイクロフォン３に入力されるノイズは、周波数が高くなるにつれて低くなる傾向にある。このため、ノイズ低減装置１３は、１ｋＨｚ以上の高域において、ノイズ信号６１Ａのレベルを低減することにより、１ｋＨｚ以上の高域の音声信号がノイズ信号の低減により歪むことを防ぐ。従って、ノイズ低減装置１３は、音声品質の劣化を防ぐことができる。

【0066】

｛変形例｝
上記実施の形態では、ノイズ低減装置１３を備えるハンズフリー装置１を説明したが、ノイズ低減装置１３は、ハンズフリー装置１以外の装置に搭載されてもよい。例えば、音声認識装置が、ノイズ低減装置１３を備えてもよい。この場合、ノイズ低減装置１３は、マイクロフォン３から入力された送話信号をＡＤ変換し、ＡＤ変換された送話信号に含まれるノイズをキャンセルすればよい。音声認識装置が、車両に搭載されたナビゲーション装置を操作するための音声入力インタフェースとして用いられる場合、ノイズ低減装置１３は、音声の認識精度を向上させることができる。あるいは、ＩＣＣ（In Car Communication）装置その他のオーディオ装置が、ノイズ低減装置１３を搭載してもよい。つまり、ノイズ低減装置１３が搭載される機器は、特に限定されない。

【0067】

また、ノイズ低減装置１３をアクティブノイズキャンセラ（Active Noise Canceller）として用いてもよい。この場合、ノイズ低減部３４は、調整ノイズ信号６１Ｂを音声として出力するスピーカとを含む。ノイズ低減部３４は、調整ノイズ信号６１Ｂが変換送話信号６２と逆相なるように調整ノイズ信号６１Ｂの位相を調整し、位相が調整された調整ノイズ信号６１Ｂをスピーカから音声として車室へ出力する。この場合であっても、ノイズ低減装置１３は、車室内のノイズを低減することが可能である。

【0068】

また、上記実施の形態では、ノイズ低減装置１３が、マイクロフォン３により生成された送話信号に含まれるノイズをキャンセルする例を説明したが、これに限定されない。
例えば、ラジオの受信装置がラジオ放送の受信信号の周波数特性を調整する場合に、ノイズ低減装置１３を用いることができる。ノイズ低減装置１３は、ラジオ放送の受信信号の周波数特性を調整し、調整された受信信号に含まれるノイズを低減する。つまり、ノイズ低減装置１３は、様々な電気信号に含まれるノイズをキャンセルするために用いることができる。
上記実施の形態において、ノイズ低減装置１３が、ノイズレベル調整部３４を備える例を説明したが、これに限られない。ノイズ低減装置１３は、ノイズレベル調整部３４を備えなくてもよい。この場合であって、ノイズ低減装置１３は、送話信号５３に含まれる低域ノイズ信号を抑圧することができる。

【0069】

上記実施の形態において、イコライザ３１が、送話信号５３の周波数特性をＩＴＵ－Ｔ Ｐ．１１００の規格を満たすように、送話信号５３の低域を増幅する例を説明したが、これに限られない。イコライザ３１は、送話信号５３のうち１ｋＨｚ以下の低域を増幅する例を説明したが、これに限られない。イコライザ３１は、送話信号５３のうち予め設定された増幅帯域を増幅すればよい。

【0070】

上記実施の形態において、ノイズ推定部３３が、スペクトルサブトラクト法を用いてノイズを推定する例を説明したが、これに限られない。ノイズ推定部３３が用いるノイズ推定方法は、特に限定されない。

【0071】

上記実施の形態において、ノイズ低減装置１３は、逆フーリエ変換部３６の後段に、イコライザ３１と別のイコライザを設けてもよい。

【0072】

また、上記実施の形態で説明したノイズ低減装置１３において、各機能ブロックは、ＬＳＩなどの半導体装置により個別に１チップ化されても良いし、一部又は全部を含むように１チップ化されても良い。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

【0073】

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。

【0074】

また、上記各実施の形態の各機能ブロックの処理の一部または全部は、プログラムにより実現されるものであってもよい。そして、上記各実施の形態の各機能ブロックの処理の一部または全部は、コンピュータにおいて、中央演算装置（ＣＰＵ）により行われる。また、それぞれの処理を行うためのプログラムは、ハードディスク、ＲＯＭなどの記憶装置に格納されており、ＲＯＭにおいて、あるいはＲＡＭに読み出されて実行される。

【0075】

また、上記実施の形態の各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア（ＯＳ（オペレーティングシステム）、ミドルウェア、あるいは、所定のライブラリとともに実現される場合を含む。）により実現してもよい。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアの混在処理により実現しても良い。

【0076】

例えば、上記実施の形態（変形例を含む）の各機能ブロックを、ソフトウェアにより実現する場合、図８に示したハードウェア構成（例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力部、出力部等をバスＢｕｓにより接続したハードウェア構成）を用いて、各機能部をソフトウェア処理により実現するようにしてもよい。

【0077】

また、上記実施の形態における処理方法の実行順序は、必ずしも、上記実施の形態の記載に制限されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、実行順序を入れ替えることができるものである。

【0078】

前述した方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明の範囲に含まれる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、大容量ＤＶＤ、次世代ＤＶＤ、半導体メモリを挙げることができる。

【0079】

上記コンピュータプログラムは、上記記録媒体に記録されたものに限られず、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク等を経由して伝送されるものであってもよい。

【0080】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

【符号の説明】

【0081】

１ ハンズフリー装置
１１ ＡＤ変換装置
１２ エコーキャンセラ
１３ ノイズ低減装置
１４ 通信部
３１ イコライザ
３２ フーリエ変換部
３３ ノイズ推定部
３４ ノイズレベル調整部
３５ ノイズ低減部
３６ 逆フーリエ変換部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】