以下、この発明をより詳細に説明するため� ��、この発明を実施するための最良の形態に� ��いて、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
 図1は本実施の形態による雑音抑圧装置100の 全体構成を示したものである。
 図1に示す雑音抑圧装置100は、時間・周波数 変換部2、雑音抑圧部3、信号加工部4、周波数 ・時間変換部5で構成されている。雑音抑圧� �3は、雑音スペクトル抑圧部7と、音声・雑音 判定部9および雑音スペクトル更新部10からな る雑音スペクトル推定部8とで構成されてい� �。信号加工部4は、信号加算部11と、振幅平� �部12と、加工成分算出部14および位相擾乱部1 5からなる信号変形部13とで構成されている。

 以下、図1に基づいて雑音抑圧装置100の動作 原理について説明する。
 まず、所定のサンプリング周波数(例えば、 8kHz)でサンプリングされ、所定のフレーム周� ��(例えば、20msec)にフレーム分割された入力� �号1が、雑音抑圧装置100内の時間・周波数変� ��部2と、後述説明する雑音スペクトル推定部 8内部の音声・雑音判定部9に入力される。

 時間・周波数変換部2は、上記のフレーム 周期に分割された入力信号1に対して、窓掛� �処理を行い、窓掛け後の信号に対して、例� �ば256ポイントのFFT(Fast Fourier Transform:高速フ ーリエ変換)を用いて、周波数毎のスペクト� �成分である入力信号スペクトル16に変換する 。時間・周波数変換部2はこの入力信号スペ� �トル16を雑音抑圧部3内部の雑音スペクトル� �圧部7と雑音スペクトル推定部8、信号加工部 4内部の振幅平滑部12へそれぞれ出力する。窓 掛け処理には、例えばハニング窓、台形窓な ど公知の手法を用いることができる。また、 FFTは周知の手法であるので説明は省略する。

 雑音抑圧部3では、雑音スペクトル抑圧部 7が、時間・周波数変換部2より入力された入� ��信号スペクトル16に対して、後述説明する� �音スペクトル推定部8より入力された推定雑� ��スペクトル17を用いて雑音抑圧処理し、得� �れた結果を雑音抑圧スペクトル18として、信 号加工部4内部の信号加算部11と加工成分算出 部14に出力する。

 ここで、雑音スペクトル抑圧部7における 雑音抑圧処理の手法としては、例えば非特許 文献1に記載されているようなスペクトル減� �に基づくもの、および入力信号スペクトル16 と推定雑音スペクトル17の周波数毎の信号対� ��音比(SN比)に基づいて、スペクトル成分毎に 減衰量を与えるスペクトル振幅抑圧などの公 知の方法の他、スペクトル減算とスペクトル 振幅抑圧を組み合わせた手法(例えば、特許� �3454190号「雑音抑圧装置および方法」に記載� ��方法)などを用いることが可能である。

 信号加工部4は、雑音抑圧後の入力信号ス ペクトルである雑音抑圧スペクトル18と推定� ��音スペクトル17の様態に応じ、聴感的に好� �しいように雑音抑圧スペクトル18中の劣化成 分の加工処理を行う。具体的には、雑音スペ クトル抑圧部7が出力する雑音抑圧スペクト� �18と、雑音スペクトル推定部8が出力する推� �雑音スペクトル17とを用いて、信号変形部13� ��加工スペクトル19を生成し、信号加算部11が 雑音スペクトル18に加工スペクトル19を加算� �て加算スペクトル20とする。そして、振幅平 滑部12が加算スペクトル20を時間方向および� �波数方向に平滑化し、聴感的に好ましいよ� �に平滑化加工された平滑化雑音抑圧スペク� �ル21として周波数・時間変換部5に出力する� �信号加工部4の処理については後ほど詳述す� ��。

 周波数・時間変換部5は、信号加工部4か� �入力された平滑化雑音抑圧スペクトル21に対 して逆FFT処理を行うことで時間領域信号に戻 し、前後フレームとの滑らかな接続のための 窓掛け処理を行いつつ連接を行い、得られた 信号を出力信号6として出力する。

 雑音スペクトル推定部8は、入力信号1中� �平均的な雑音スペクトルの推定を行う。ま� �、音声・雑音判定部9が、入力信号1と、時間 ・周波数変換部2が出力する入力信号スペク� �ル16と、過去のフレームから推定した推定雑 音スペクトル17とを用いて音声らしさ信号VAD� ��算出を行う。音声らしさ信号VADは、現フレ� ��ムの入力信号1が、音声あるいは雑音である かどうかの度合いを表すものであり、例えば 、音声の可能性が高い場合には大きな評価値 を取り、音声の可能性が低い場合には小さな 評価値を取る信号である。

 音声・雑音判定部9は音声らしさ信号VADの算 出方法として、例えば、入力信号1の自己相� �分析の最大値、および入力信号1のパワーと� ��定雑音スペクトル17のパワーの比から算出� �きるフレームSN比を、それぞれ単独あるいは 組み合わせて用いることが可能である。ここ で、入力信号1の自己相関分析結果の最大値AC F _max は式(1)、フレームSN比SNR _fr については式(2)でそれぞれ算出できる。

 ここで、x(t)は時間tにおけるフレーム分� �された入力信号1、Nは自己相関分析区間長、 S(k)は入力信号スペクトル16の第k番目の成分� �N(k)は推定雑音スペクトル17の第k番目の成分� ��MはFFTポイント数である。

 上記式(1)で求められた自己相関分析の最大� ��ACF _max と、式(2)で求められたフレームSN比SNR _fr から、音声らしさ信号VADは例えば次式(3)によ って算出できる。
  VAD=w _ACF ・ACF _max +w _SNR ・SNR _fr ・SNR _norm    (3)

 ここで、SNR _norm はSNR _fr の値を0~1の範囲内に正規化するための所定の 値、w _ACF およびw _SNR は重み付けのための所定の値であり、それぞ れ騒音の種類または騒音のパワーに応じて、 音声らしさ信号VADが好適に判定できるように 予め調整すればよい。なおACF _max は、上記式(1)の性質から、0~1の範囲の値を取 る。音声・雑音判定部9は、以上示した処理� �よって算出した、雑音スペクトル推定のた� �の音声らしさ信号VADを雑音スペクトル更新� �10へ出力する。

 また、上記式(3)において、w _ACF あるいはw _SNR の値のどちらかを0に設定することにより、0� ��外に設定した方のパラメータ単独で音声ら� ��さ信号VADを算出することも可能である。具� ��的には、w _SNR を0にした場合には、自己相関分析の最大値AC F _max のみで音声らしさ信号VADを求めることとなる 。

 また一方、音声らしさ信号VADの算出にお� ��て、上記式(3)に示した指標・値以外の分析� ��ラメータを追加することも可能である。例� ��ば、音声・雑音判定部9が入力信号スペクト ル16と推定雑音スペクトル17とを用いて、周� �数毎のスペクトル成分のSN比を算出し、その 周波数毎のスペクトル成分のSN比の総和を取� ��た値(総和が大きいほど、音声の可能性が高 い)、または周波数毎のスペクトル成分のSN比 の分散(分散が大きいほど、音声の調波構造� �現れていることとなり、音声の可能性が高� �)を利用するなど、様々な改良、変更を加え� ��ことが可能である。

 雑音スペクトル更新部10は、音声・雑音判� �部9の出力である音声らしさ信号VADを参照し� ��現フレームの入力信号1の様態が雑音の可能 性が高い場合、現フレームの入力信号スペク トル16を用いて、内部メモリ等に格納してあ� ��過去のフレームから推定された推定雑音ス� ��クトル17の更新を行う。雑音スペクトル更� �部10は、例えば次式(4)に従って入力信号スペ クトル16を推定雑音スペクトル17に反映する� �とで更新を行う。

 ここで、nはフレーム番号、N(n-1,k)は更新前� ��推定雑音スペクトル17、S _noise (n,k)は雑音の可能性が高いと判断された現フ� ��ームの入力信号スペクトル16、Nチルダ(n,k)(� ��子出願の関係上、~記号の付いたアルファベ ット文字をアルファベットチルダと表記する )は更新後の推定雑音スペクトル17である。ま た、α(k)は0~1の値を取る所定の更新速度係数� ��あり、比較的0に近い値を設定すると良い。 また、α(k)は高域になるに従って係数値をや� ��大きくした方が良い場合があり、雑音の種� ��などに応じて調整することも可能である。

 以上、雑音スペクトル更新部10は式(4)の� �辺を計算し、左辺のNチルダ(n,k)を新しい推� �雑音スペクトル17とすることで更新を行う。 雑音スペクトル更新部10は得られた推定雑音� ��ペクトル17を、前述の雑音スペクトル抑圧� �7、音声・雑音判定部9、加工成分算出部14お� ��び振幅平滑部12にそれぞれ出力する。ここ� �、音声・雑音判定部9に出力された推定雑音� ��ペクトル17は、次フレームの音声らしさ評� �において適用されることとなる。

 なお、この推定雑音スペクトル17の更新� �法については、更に推定精度や推定追従性� �向上させるために、例えば、音声らしさ信� �VADの値に応じて複数の更新速度係数を適用� �たり、フレーム間での入力信号パワーや推� �雑音パワーの変動性を参照し、これらの変� �が大きい場合には更新速度を速めるような� �新速度係数を適用したり、ある一定時間に� �いて、最もパワーが小さい、あるいは音声� �しさ信号VADが最も小さいフレームの入力信� �スペクトル16で推定雑音スペクトル17を置き� ��える(リセットする)など、様々な変形、改� �が可能である。また、音声らしさ信号VADの� �が十分大きい場合、すなわち、現フレーム� �入力信号1が確率的に音声の可能性が高い場� ��には、雑音スペクトル更新部10は推定雑音� �ペクトル17の更新を行わなくても良い。

 続いて、信号加工部4について説明する。
 信号変形部13は、雑音スペクトル抑圧部7が� ��力する雑音抑圧スペクトル18と、雑音スペ� �トル推定部8が出力する推定雑音スペクトル1 7とを用いて、加工スペクトル19を生成する。 まず、加工成分算出部14は、推定雑音スペク� ��ル17の周波数成分毎に、その振幅値に所定� �を乗算した値(後述する変形推定雑音スペク� ��ル)を得て、その得られた値と同じ振幅値を 持つように雑音抑圧スペクトル18を変形し、� ��形雑音抑圧スペクトル18aとして位相擾乱部1 5へ出力する。なお、推定雑音スペクトル17に 乗算する所定値としては、例えば雑音抑圧処 理における最大抑圧量近傍の値が好適である 。例えば、最大抑圧量が-12dBであれば、所定� ��は0.25~0.2程度で設定すればよく、雑音の種� �、雑音抑圧方法、劣化の度合い、または使� �者の好みに合わせて予め調整すれば良い。� �た、複数の値をメモリ等に保持しておき、� �工成分算出部14が雑音の種類および雑音パワ ーなどに応じて好適な値に切り替えることな ども可能である。

 位相擾乱部15は、平滑化の一種としての� �相擾乱を行う。位相擾乱部15は加工成分算出 部14で算出された変形雑音抑圧スペクトル18a� ��対し、周波数毎にその位相成分に擾乱を与� ��、擾乱後のスペクトルを加工スペクトル19� �して信号加算部11に出力する。各位相成分に 擾乱を与える方法としては、乱数を用いて所 定範囲の位相角を生成し、それを元々の位相 角に加算すれば良い。位相角生成の範囲の制 限を設けない場合には、位相擾乱部15は、各� ��相成分を乱数で生成した値に置換すれば良� ��。

 なお、位相角生成範囲の制限について、� ��えば騒音パワーが非常に大きく雑音抑圧ス� ��クトル18の劣化が大きい場合には範囲の制� �を設けないこととする、あるいは騒音パワ� �の大きさまたは周波数毎のスペクトルのSN比 に応じて例えば騒音パワーまたはSN比が低く� ��る場合には範囲を大きくするなど、位相擾� ��部15は位相角生成範囲を適応的に制御する� �とが可能である。また、位相擾乱部15は、擾 乱の範囲の制限を、高域になるに従って擾乱 の範囲を大きくしたり、低域は位相擾乱を止 めたりするなど、周波数軸方向に重み付けし ても良い。

 信号加算部11は、加工スペクトル19を雑音 抑圧スペクトル18に加算して雑音抑圧スペク� ��ル18に含まれる劣化成分を抑圧し、得られ� �加算スペクトル20を振幅平滑部12へ出力する� ��

 図2は、信号変形部13と信号加算部11におけ� �一連の処理内容を示す動作説明図であり、� �る周波数の振幅スペクトルと位相スペクト� �をベクトル化して表現したものである。
 図2(a)は雑音抑圧スペクトル18と推定雑音ス� ��クトル17との関係の一例を図示したもので� �り、雑音抑圧スペクトル18のベクトル101、推 定雑音スペクトル17のベクトル102、推定雑音� ��ペクトル17の振幅に所定値を乗算したスカ� �値103、スカラ値103と同じ振幅値となるよう� �ベクトル101を変形した、変形雑音抑圧スペ� �トル18aのベクトル104により表現される。
 また、図2(b)は雑音抑圧スペクトル18、加工� ��ペクトル19および加算スペクトル20の関係の 一例を図示したものであり、雑音抑圧スペク トル18のベクトル101、変形雑音抑圧スペクト� ��18aのベクトル104、変形雑音抑圧スペクトル1 8aを位相擾乱して得た加工スペクトル19のベ� �トル105、加算スペクトル20のベクトル106によ り表現される。またθはベクトル104を位相擾� ��するための位相角である。位相擾乱の範囲( 加工スペクトル19の存在範囲)Aを点線円で示� �。

 また、図3は、より具体的な例を挙げて信 号変形部13と信号加算部11の一連の処理を説� �するグラフであり、典型的な場合のスペク� �ルを示す。図3において、縦軸は振幅スペク� ��ルのパワー、横軸は周波数である。点線は� ��定雑音スペクトル17、および推定雑音スペ� �トル17に1より小さい所定の正値を乗算して� �形した変形推定雑音スペクトル17aを表し、� �線は雑音抑圧スペクトル18および平滑化雑音 抑圧スペクトル21を表す。また、一点鎖線の� ��域Bは、雑音抑圧スペクトル18の振幅値に対� ��て変形推定雑音スペクトル17aの振幅値が近� ��場合の一例を図示したものであり、領域Cは 、雑音抑圧スペクトル18の振幅値に対して変� ��推定雑音スペクトル17aの振幅値が小さい場� ��の一例を図示したものである。なお、図3の 変形推定雑音スペクトル17aは、図2の推定雑� �スペクトル17の振幅に所定値を乗算したスカ ラ値103に相当する。

 図4は、図3の領域B,Cに対する信号変形部13 と信号加算部11の一連の処理内容を示す動作� ��明図であり、図4(a)に図3の領域Bの周波数の� ��幅スペクトルと位相スペクトルをベクトル� ��して表現し、図4(b)に図3の領域Cの周波数の� ��幅スペクトルと位相スペクトルをベクトル� ��して表現している。なお図4において図2と� �一の構成要素に関しては同一符号を付与し� �いる。

 図4(a)のように、雑音抑圧スペクトル18の� ��幅値(ベクトル101に相当する)に対して変形� �定雑音スペクトル17aの振幅値(スカラ値103に� ��当する)が近い場合には、推定雑音スペクト ル17に乗算する所定値が最大抑圧量近傍に設� ��されているので、雑音抑圧スペクトル18の� �ペクトル成分は最大抑圧量に近い抑圧量で� �音抑圧されていると見なすことができる。� �言すれば、このスペクトル成分は雑音であ� �ことを表している。またこの場合は、図3の� ��域Bに示すように、雑音抑圧スペクトル18に� ��雑音抑圧処理において抑圧し切れなかった� ��音が残留する可能性が高くなり(とりわけ、 高域に成る程、即ち周波数が高くなる程)、� �音抑圧スペクトル18中の劣化成分である残留 雑音Dは、加工スペクトル19により大きな信号 加工を受けることとなる。

 一方、図4(b)のように、雑音抑圧スペクト ル18の振幅値に対して、変形推定雑音スペク� ��ル17aの振幅値が小さい場合には、雑音抑圧� ��ペクトル18のスペクトル成分は音声である� �能性が高いが、図3の領域Cに示すように、雑 音抑圧スペクトル18が優勢的であるために、� ��工スペクトル19による信号加工を受けても� �響は小さく、聴感的な影響はほとんど無い� �

 再び雑音抑圧装置100の動作原理に説明を戻� ��。図1に示す振幅平滑部12は、信号加算部11� �ら入力された加算スペクトル20に対して、周 波数毎のスペクトルの振幅成分の平滑化処理 を行い、平滑化後のスペクトルを平滑化雑音 抑圧スペクトル21として、周波数・時間変換� ��5に出力する。ここで、平滑化処理には周波 数軸方向、時間軸方向(フレーム間平滑)のい� ��れか、あるいは両方を組み合わせて用いる� ��とが可能である。本実施の形態における好� ��な例として、振幅平滑部12は、例えば次式(5 )および(6)に示すような周波数軸および時間� �両方の平滑化処理を行うことができる。
  X(n,0)=S _ADD (n,0)
  X(n,k)=(1-β(k))・S _ADD (n,k-1)
          +β(k)・S _ADD (n,k)
 ただし、k=1,...,M                  � � (5)
  Y(n,k)=(1-γ(k))・Y(n-1,k)+γ(k)・X(n,k)
 ただし、k=0,...,M                  � � (6)

 ここで、上記式(5)は周波数軸方向の平滑化� ��理、式(6)は時間軸方向の平滑化を示し、nは フレーム番号、kはスペクトル成分番号、S _ADD (n,k)は加算スペクトル20、X(n,k)は周波数軸方� �の平滑化後の加算スペクトル、Y(n,k)は周波� �軸・時間軸両方の平滑化後の加算スペクト� �、すなわち、平滑化雑音抑圧スペクトル21で ある。また、β(k)およびγ(k)は、それぞれ周� �数軸方向、時間軸方向の平滑化係数であり� �0~1の値を持つ所定値である。平滑化係数β(k) およびγ(k)は、フレーム長や解消したい劣化� ��の程度によって最適値は異なるが、本実施� ��形態の構成においては、それぞれ0.95程度、 0.2~0.4程度の値が好適である。また、雑音の� �類によっては、平滑化係数の周波数方向の� �み付けを行った方がよく、例えば、低域に� �ワーが偏在する自動車走行騒音などでは、� �域部の平滑化を強めるような調整をすれば� �いし、風切り音やタービンノイズなど「キ� �ン」というような中~高域に局在する雑音に� ��しては、その帯域の周波数方向の平滑化を� ��め、逆にその帯域の時間軸方向の平滑化は� ��めるような調整も可能であり、騒音種類に� ��化して平滑化の効果を高めることができる� ��

 更に、振幅平滑部12は上記の振幅平滑化� �理において、入力信号スペクトル16と推定雑 音スペクトル17に応じて、例えば、平滑化処� ��方法を変更または制御したり、平滑化係数� ��変更したりすることが可能である。本実施� ��形態では、振幅平滑部12が入力信号スペク� �ル16と推定雑音スペクトル17の周波数毎のSN� �(入力信号スペクトル16をS、推定雑音スペク� ��ル17をNとしたスペクトルSN比)を用いて、例� ��ば、スペクトルSN比が0.75dB未満の場合には� �周波数軸方向と時間軸方向両方の平滑化を� �い、スペクトルSN比が0.75dB以上、1.5dB未満の� ��合には、時間軸方向だけの平滑化を行い、� ��ペクトルSN比が1.5dB以上の場合は平滑化処理 を止める、とした場合に出力音声6の品質が� �かった。また、振幅平滑部12は、入力信号ス ペクトル16の代わりに、雑音抑圧スペクトル1 8を用いてもよい。雑音抑圧スペクトル18と推 定雑音スペクトル17の比は、図3の説明にて前 述しているように残留雑音の良い指標となり 得るので、振幅平滑部12が平滑化処理をより� ��率的に動作させることができ、更なる主観� ��質改善を奏効することができる。

 また、振幅平滑部12は、平滑化処理後の� �ペクトル成分に対し、音声信号に影響が無� �程度(例えば、1dBの振幅)で、例えば、Hothス� �クトル特性を持ったノイズ、ブラウンノイ� �、あるいは白色ノイズに入力信号中の雑音� �ペクトルの周波数特性(傾斜など)を付与した 雑音などの擬似雑音を重畳しても良い。

 この実施の形態1によれば、雑音抑圧装置100 は、入力信号1を周波数成分である入力信号� �ペクトル16に変換する時間・周波数変換部2� �、入力信号1から推定雑音スペクトル17を推� �する雑音スペクトル推定部8と、推定雑音ス� ��クトル17に基づいて入力信号スペクトル16の 雑音抑圧を行い、雑音抑圧スペクトル18を生� ��する雑音スペクトル抑圧部7と、雑音抑圧ス ペクトル18と推定雑音スペクトル17に基づく� �に応じて雑音抑圧スペクトル18を変形すると 共に平滑化(位相擾乱)した加工スペクトル19� �生成する信号変形部13と、雑音抑圧スペクト ル18に加工スペクトル19を加算して、雑音抑� �スペクトル18に含まれる劣化成分を抑圧する 信号加算部11とを備えるように構成した。
 そのため、雑音抑圧処理等によって劣化し� ��雑音抑圧スペクトル18に対して信号加工部4� ��所定の加工処理を行うにあたり、雑音抑圧� ��ペクトル18の周波数成分の値と、推定雑音� �ペクトル17の周波数成分の値に基づいて、雑 音抑圧スペクトル18に含まれる劣化成分を主� ��的に気にならないようにした平滑化成分で� ��る加工スペクトル19を求めて、雑音抑圧ス� �クトル18の周波数成分に加算し、劣化成分を 抑圧することができる。この結果、従来の方 法では必要であった音声・雑音区間判定が要 らなくなり、この結果、区間判定誤りによる エコー感や雑音感の発生無しに主観品質を改 善できる効果がある。

 また、信号加工部4が周波数領域にてスペ クトル成分毎に、きめ細やかな加工成分の生 成および加工処理を行うようにした。そのた め、例えば、低域に雑音パワーが集中するよ うな自動車走行騒音が混入した音声信号でも 、低域の騒音の劣化感を主観的に改善しつつ 、高域の音声成分は加工しないような劣化成 分の加工処理が行えるので、更に主観品質を 改善できる効果がある。

 また、信号加工部4が、入力信号である雑 音抑圧スペクトル18と、推定雑音スペクトル1 7の両者に基づいてスペクトル成分毎に加工� �分を生成するようにした。そのため、各ス� �クトル成分に応じた加工制御が可能となり� �例えば、ある帯域に局所的に劣化成分が生� �ている信号などに対しても、主観品質を改� �できる効果がある。

 また、信号加工部4の加工処理として、振 幅スペクトル成分の平滑化と、位相スペクト ル成分の擾乱を行うようにした。そのため、 劣化成分が持つ人工的な振幅成分および位相 成分に対して、それら成分の不安定な挙動を 良好に抑圧したり、擾乱を与えたりすること ができ、更に主観品質を改善できる効果があ る。

 なお、上記実施の形態1では、雑音抑圧ス ペクトル18に対して実施する処理を、位相擾� ��部15と振幅平滑部12の両者で行う構成とした が、例えば、雑音抑圧装置100が位相擾乱部15� ��みを備えて位相擾乱処理のみ実施するなど� ��どちらか一方の処理だけ実施する構成でも� ��わない。

 また、上記実施の形態1では、推定雑音ス ペクトル17の推定に、音声・雑音判定部9、雑 音スペクトル更新部10を使用したが、雑音ス� ��クトルを得る手段としては、この構成に限� ��たものではなく、例えば、雑音スペクトル� ��更新速度を非常にゆっくりとすることで音� ��・雑音判定部9を省略したり、推定雑音スペ クトル17の推定を入力信号1から行わずに、雑 音のみが入力される雑音推定用の入力信号か ら別途分析・推定したりする方法を取っても 良い。

実施の形態2.
 図5は、本実施の形態による雑音抑圧装置100 の全体構成を示したものであり、上記実施の 形態1の雑音抑圧装置100に信号減算部22を追加 した構成である。以下の実施の形態の説明に おいて、先立って説明した実施の形態1(図1)� �構成要素と同一または相当するものには同� �の符号を付し、説明を省略する。

 加工成分算出部14は、推定雑音スペクト� �17の周波数成分毎に、その振幅値に所定値を 乗算した値(変形推定雑音スペクトル)を求め� ��その値と同じ振幅値を持つように、雑音抑� ��スペクトル18を周波数成分毎に変形して変� �雑音抑圧スペクトル18aとして位相擾乱部15へ 出力するとともに、信号減算部22へも出力す� ��、なお、推定雑音スペクトル17に乗算する� �定値としては、実施の形態1と同様に、雑音� ��種類、雑音抑圧方法、劣化音の程度、また� ��使用者の好みに合わせて予め調整すればよ� ��。

 信号減算部22は、雑音スペクトル抑圧部7� ��出力する雑音抑圧スペクトル18から変形雑� �抑圧スペクトル18aを減算する減算処理を行� �、得られたスペクトル成分を信号加算部11へ 出力する。

 図6は、信号変形部13と信号減算部22と信号� �算部11における一連の処理内容を示す動作説 明図であり、ある周波数の振幅スペクトルと 位相スペクトルをベクトル化して表現したも のである。図6において図2と同一または相当� ��部分については同一の符号を付し説明を省� ��する。
 図6(a)は、図2(a)と同様に、雑音抑圧スペク� �ル18と推定雑音スペクトル17との関係の一例� ��図示したものであり、雑音抑圧スペクトル1 8のベクトル101、推定雑音スペクトル17のベク トル102、推定雑音スペクトル17の振幅に所定� ��を乗算したスカラ値103、変形雑音抑圧スペ� ��トル18aのベクトル104、雑音抑圧スペクトル1 8から変形雑音抑圧スペクトル18aを減算した� �ペクトルの成分ベクトル107により表現され� �。
 また、図6(b)は、図2(b)と同様に、雑音抑圧� �ペクトルと、図6(a)にて得られた加工スペク� ��ル、および加算スペクトルとの関係の一例� ��図示したものであり、雑音抑圧スペクトル1 8のベクトル101、変形雑音抑圧スペクトル18a� �ベクトル104、加工スペクトル19のベクトル105 、雑音抑圧スペクトル18から変形雑音抑圧ス� ��クトル18aを減算したスペクトルの成分ベク� ��ル107、加算スペクトル20のベクトル108によ� �表現される。

 図6において、図2と異なる点は、加工ス� �クトル19のベクトル105を雑音抑圧スペクトル 18のベクトル101に加算処理する前に、変形雑� ��抑圧スペクトル18aのベクトル104を減算する� ��である。このことから、信号加算部11にお� �て劣化成分抑圧のために加工スペクトル19を 加算する処理を行っても雑音抑圧スペクトル 18の振幅が増加しないという利点がある。

 振幅平滑部12は、上記実施の形態1と同様� ��、加算スペクトル20に対して振幅平滑化処� �を行う。振幅平滑部12はまた、平滑化処理後 のスペクトル成分に対し、音声信号に影響が 無い程度(例えば、1dBの振幅)で、例えば、Hoth スペクトル特性を持ったノイズ、ブラウンノ イズ、あるいは白色ノイズに入力信号中の雑 音スペクトルの周波数特性(傾斜など)を付与� ��た雑音などの擬似雑音を重畳しても良い。

 この実施の形態2によれば、雑音抑圧装置100 において、雑音抑圧スペクトル18と推定雑音� ��ペクトル17に基づく比に応じて雑音抑圧ス� �クトル18を変形した変形雑音抑圧スペクトル 18aを生成すると共に、変形雑音抑圧スペクト ル18aを平滑化(位相擾乱)した加工スペクトル1 9を生成する信号変形部13と、雑音抑圧スペク トル18から変形雑音抑圧スペクトル18aを減算� ��る信号減算部22と、信号減算部22により変形 雑音抑圧スペクトル18aが減算された雑音抑圧 スペクトル18に加工スペクトル19を加算して� �雑音抑圧スペクトル18に含まれる劣化成分を 抑圧する信号加算部11を備えるように構成し� ��。
 信号加工部4が雑音抑圧スペクトル18に対し� ��変形雑音抑圧スペクトル18aを減算すると共� ��加工スペクトル19を加算するようにしたの� �、上記実施の形態1にて述べた効果に加えて� ��出力信号6の雑音感の増加を抑制しつつ、更 に主観品質を改善できる効果がある。

 なお、上記実施の形態2では、図5に示す� �うに、信号減算部22の減算処理を行った後、 信号加算部11の加算処理を行っているが、こ� ��順番を逆、即ち、雑音抑圧スペクトル18に� �工スペクトル19を加算してから、変形雑音抑 圧スペクトル18aを減算しても同じ効果が得ら れるのは言うまでもない。

 また、上記実施の形態2では、雑音抑圧装 置100が振幅平滑部12を備える構成としたが、� ��幅平滑部12を備えず振幅平滑化処理を省略� �る構成であっても構わない。

 また、上記実施の形態2では、推定雑音ス ペクトル17の推定に、音声・雑音判定部9、雑 音スペクトル更新部10を使用したが、上記実� ��の形態1と同様に雑音スペクトルを得る手段 はこの構成に限ったものではなく、例えば、 雑音スペクトルの更新速度を非常にゆっくり とすることで音声・雑音判定部9を省略した� �、推定雑音スペクトル17の推定を入力信号1� �ら行わずに、雑音のみが入力される雑音推� �用の入力信号から別途分析・推定したりす� �方法を取っても良い。

実施の形態3.
 上記実施の形態1および2では、信号変形部13 内部の加工成分算出部14の処理において、推� ��雑音スペクトル17の周波数毎に乗算する所� �値として、雑音抑圧処理における最大抑圧� �近傍の値を用いる構成であった。本実施の� �態では、推定雑音スペクトル17の周波数毎に 乗算する所定値に、例えば低周波数では大き い値、高周波数では小さい値というような、 周波数軸方向の重み付けを行う構成とする。 本実施の形態の雑音抑圧装置の構成は、図1� �示す上記実施の形態1または図5に示す実施の 形態2の雑音抑圧装置100の構成と図面上では� �様であり、加工成分算出部14の処理のみが異 なる。

 なお、加工成分算出部14は、周波数重み� �けに用いる重み付け係数を、例えば、1つ以� ��複数のテーブル(プログラムにて記載する場 合には定数配列となる)から、雑音の種類ま� �は使用者の好みに合わせて選択しても良い� �、雑音パワーまたは推定雑音スペクトル17の 低域成分パワーと高域成分パワーとの比から 算出できるスペクトル傾斜量等を入力として 、重み付け係数を生成出力する関数を予め定 義しておき、フレーム毎にその関数から生成 して逐次適用しても良い。

 この実施の形態3によれば、加工成分算出 部14が、推定雑音スペクトル17の周波数毎に� �算するための所定値に周波数方向の重み付� �を行うようにした。そのため、上記実施の� �態1および2にて述べた効果に加えて、周波数 方向に劣化の度合いが異なるような信号に対 しても、主観品質を改善できる効果がある。

実施の形態4.
 上記実施の形態1では、雑音抑圧処理を周波 数領域(またはスペクトル領域と言う)にて実� ��していたが、必ずしもこの構成である必要� ��無く、時間領域に実施しても構わない。図7 は、本実施の形態による雑音抑圧装置100の全 体構成を示したものであり、上記実施の形態 1の雑音スペクトル抑圧部7に代えて雑音抑圧� ��ィルタ部23と時間・周波数変換部24とを備え る構成である。以下の実施の形態の説明にお いて、先立って説明した実施の形態1(図1)の� �成要素と同一または相当するものには同一� �符号を付し、説明を省略する。

 図7に示す雑音抑圧フィルタ部23は、入力� ��号1を入力して時間領域での雑音抑圧処理を 行う。具体的には、雑音抑圧フィルタ部23は� ��入力信号1に対して例えばカルマンフィルタ などの時間軸処理に対応する雑音抑圧処理を 行い、雑音抑圧信号として時間・周波数変換 部24へ出力する。

 時間・周波数変換部24は雑音抑圧フィル� �部23が出力する雑音抑圧信号を周波数領域の 信号に変換する。具体的には、時間・周波数 変換部24は、雑音抑圧信号のFFTを行い、得ら� ��たスペクトル成分を雑音抑圧スペクトル18� �して、信号加算部11と加工成分算出部14に出� ��する。なお、時間・周波数変換部24のFFTポ� �ント数と、既に説明した時間・周波数変換� �2のFFTポイント数は同一であることが望まし� ��、時間・周波数変換部24が雑音抑圧スペク� �ル18を出力する際に、時間・周波数変換部2� �FFTポイント数が同一になるようにすれば良� �。すなわち時間・周波数変換部24は、時間・ 周波数変換部2のFFTポイント数と比較して自� �のFFTポイント数の方が大きい場合には例え� �スペクトル成分を間引きあるいは平均化し� �出力し、小さい場合には例えばスペクトル� �分を補間して出力すれば良い。ただし、時� �・周波数変換部2,24のFFTポイント数は必ずし� ��同じである必要は無い。

 この実施の形態4によれば、雑音抑圧処理 の手法として周波数領域、時間領域を問わず 、処理対象の信号の主観品質を改善できる効 果がある。

 なお、上記実施の形態4の構成は、上記実 施の形態2および3に対しても容易に適応可能� ��あり、その構成の場合にも、雑音抑圧処理� ��手法として周波数領域、時間領域を問わず� ��処理対象の信号の主観品質を改善できる効� ��がある。

実施の形態5.
 実施の形態1の雑音抑圧装置100を変形して、 本実施の形態に示す音声復号化装置200を構成 してもよい。図8は、本実施の形態による音� �復号化装置200の全体構成を示すものである� �音声復号化装置200は、入力信号に代えて符� �データ25が入力されるものとし、符号データ 25を復号化処理する音声復号部26を新たに備� �る。図8において図1と同一または相当の部分 については同一の符号を付す。

 まず、符号データ25が、例えば不図示の� �線もしくは無線通信路、またはメモリなど� �記憶手段などを介して音声復号化装置200内� �音声復号部26に入力される。なお、符号デー タ25は、別途、不図示の音声符号化部が音声� ��響信号を符号化した結果である。

 音声復号部26は、符号データ25に対して前 記音声符号化部の符号化処理に対応する所定 の復号化処理を行い、復号信号27を時間・周� ��数変換部2および音声・雑音判定部9に出力� �る。

 時間・周波数変換部2は、入力信号1の代� �りに復号信号27に対して、上記実施の形態1� �同様にフレーム分割および窓掛け処理を行� �、窓掛け後の信号に対して例えばFFTを行う� �そして、時間・周波数変換部2は、周波数毎� ��スペクトル成分である復号信号スペクトル2 8を信号加工部4および雑音スペクトル推定部8 へ出力する。

 雑音スペクトル推定部8では、まず、音声 ・雑音判定部9が、入力された復号信号27と復 号信号スペクトル28とを用いて、現フレーム� ��音声らしさ信号を算出する。続いて、雑音� ��ペクトル更新部10が、復号信号スペクトル28 中の平均的な雑音スペクトルを推定し、推定 雑音スペクトル17として出力する。なお、こ� ��雑音スペクトル推定部8内の構成と各処理に ついては、上記実施の形態1と同様なものを� �いることが可能である。

 信号加工部4内の信号変形部13は、復号信� ��スペクトル28と、雑音スペクトル推定部8が� ��力する推定雑音スペクトル17とを用いて、� �工スペクトル19を生成する。まず、加工成分 算出部14では、推定雑音スペクトル17の周波� �成分毎に、その振幅値に所定値を乗算した� �を得て、その得られた値と同じ振幅値を持� �ように、復号信号スペクトル28を周波数成分 毎に変形し、変形復号信号スペクトル28aとし て位相擾乱部15へ出力する。なお、実施の形� ��1とは異なり本実施の形態では雑音抑圧処理 は行わないので、推定雑音スペクトル17に乗� ��する所定値は、最大抑圧量近傍の値ではな� ��、例えば、1もしくは1よりやや小さい値に� �定したもの、または音声符号化方法、復号� �号27の劣化度合いもしくは使用者の好みに合 わせて予め調整したものを用いれば良い。ま た、複数の値をメモリ等に保持しておき、加 工成分算出部14が音声符号化方法の種類など� ��応じて好適な値に切り替えることも可能で� ��る。

 位相擾乱部15は、加工成分算出部14で算出 された変形復号信号スペクトル28aに対し、周 波数毎にその位相成分に擾乱を与え、擾乱後 のスペクトルを加工スペクトル19として信号� ��算部11に出力する。各位相成分に擾乱を与� �る方法および位相擾乱範囲の制御方法は、� �施の形態1と同様なものを用いることが可能� ��ある。

 信号加算部11は、復号信号スペクトル28に 加工スペクトル19を加算し、得られた加算ス� ��クトル20を振幅平滑部12へ出力する。

 振幅平滑部12は、信号加算部11から入力さ れた加算スペクトル20に対して、周波数毎の� ��ペクトルの振幅成分の平滑化処理を行い、� ��滑化後のスペクトルを平滑化復号信号スペ� ��トル29として、周波数・時間変換部5に出力� ��る。なお、この振幅平滑部12の構成、処理� �よび平滑化制御方法などについては、実施� �形態1と同様のものを用いることができ、各� ��ラメータ等については、例えば、音声符号� ��方法または復号信号27の劣化度合いに合わ� �て予め調整すれば良い。

 また、振幅平滑部12は、平滑化処理後の� �ペクトル成分に対し、音声信号に影響が無� �程度(例えば、1dBの振幅)で、例えば、Hothス� �クトル特性を持ったノイズ、ブラウンノイ� �、あるいは白色ノイズに入力信号中の雑音� �ペクトルの周波数特性(傾斜など)を付与した 雑音など、人工的に生成した擬似雑音を重畳 しても良い。

 周波数・時間変換部5は、信号加工部4か� �入力された平滑化復号信号スペクトル29に対 して、逆FFT処理を行うことで時間領域信号に 戻し、前後フレームとの滑らかな接続のため の窓掛け処理を行いつつ連接を行い、得られ た信号を出力信号6として出力する。

 この実施の形態5によれば、音声復号化装置 200は、所定の符号データ25を復号化して復号� ��号27を生成する音声復号部26と、復号信号27� ��周波数成分である復号信号スペクトル28に� �換する時間・周波数変換部2と、復号信号27� �ら推定雑音スペクトル17を推定する雑音スペ クトル推定部8と、復号信号スペクトル28と推 定雑音スペクトル17に基づく比に応じて復号� ��号スペクトル28を変形すると共に平滑化(位� ��擾乱)した加工スペクトル19を生成する信号� ��形部13と、復号信号スペクトル28に加工スペ クトル19を加算して、復号信号スペクトル28� �含まれる劣化成分を抑圧する信号加算部11と を備えるように構成した。
 そのため、音声符号化処理によって劣化し� ��復号信号スペクトル28に対して信号加工部4� ��所定の加工処理を行うにあたり、復号信号� ��ペクトル28の周波数成分の値と、推定雑音� �ペクトル17の周波数成分の値に基づいて、復 号信号スペクトル28に含まれる劣化成分を主� ��的に気にならないようにした平滑化成分で� ��る加工スペクトル19を求めて、復号信号ス� �クトル28の周波数成分に加算し、劣化成分を 抑圧することができる。この結果、従来の方 法では必要であった音声・雑音区間判定が要 らなくなり、この結果、区間判定誤りによる エコー感や雑音感の発生無しに主観品質を改 善できる効果がある。

 また、信号加工部4が周波数領域にてスペ クトル成分毎に、きめ細やかな加工成分の生 成および加工処理を行うようにした。そのた め、例えば、低域に雑音パワーが集中するよ うな自動車走行騒音が混入した音声信号でも 、低域の騒音の劣化感を主観的に改善しつつ 、高域の音声成分は加工しないような劣化成 分の抑圧処理が行えるので、更に主観品質を 改善できる効果がある。

 また、信号加工部4が、入力信号である復 号信号スペクトル28と、推定雑音スペクトル1 7の両者に基づいてスペクトル成分毎に加工� �分を生成するようにした。そのため、各ス� �クトル成分に応じた加工制御が可能となり� �例えば、ある帯域に局所的に劣化成分が生� �ている信号などに対しても、主観品質を改� �できる効果がある。

 また、信号加工部4の加工処理として、振 幅スペクトル成分の平滑化と、位相スペクト ル成分の擾乱を行うようにした。そのため、 劣化成分が持つ人工的な振幅成分および位相 成分に対して、それら成分の不安定な挙動を 良好に抑圧したり、擾乱を与えたりすること ができ、更に主観品質を改善できる効果があ る。

 なお、上記実施の形態5では、復号信号ス ペクトル28に対して実施する処理を、位相擾� ��部15と振幅平滑部12の両者で行う構成とした が、例えば、音声復号化装置200が位相擾乱部 15のみを備えて位相擾乱処理のみ実施するな� ��、どちらか一方の処理だけ実施する構成で� ��構わない。

 また、上記実施の形態5では、推定雑音ス ペクトル17の推定に、音声・雑音判定部9、雑 音スペクトル更新部10を使用したが、上記実� ��の形態1と同様に雑音スペクトルを得る手段 はこの構成に限ったものではなく、例えば、 雑音スペクトルの更新速度を非常にゆっくり とすることで音声・雑音判定部9を省略した� �、推定雑音スペクトル17の推定を復号信号27� ��ら行わずに、雑音のみが入力される雑音推� ��用の入力信号から別途分析・推定したりす� ��方法を取っても良い。

実施の形態6.
 上記実施の形態5と同様に、上記実施の形態 2の雑音抑圧装置100を変形して、本実施の形� �に示すような音声復号化装置200を構成して� �よい。図9は、本実施の形態による音声復号� ��装置200の全体構成を示すものである。図9に おいて図5または図8と同一または相当の部分� ��ついては同一の符号を付し説明を省略する� ��

 加工成分算出部14は、推定雑音スペクト� �17の周波数成分毎に、その振幅値に所定値を 乗算した値を得て、その得られた値と同じ振 幅値を持つように、復号信号スペクトル28を� ��波数成分毎に変形し、変形復号信号スペク� ��ル28aとして位相擾乱部15へ出力するととも� �、信号減算部22へも出力する。なお、推定雑 音スペクトル17に乗算する所定値は、上記実� ��の形態5と同様に、例えば、1もしくは1より� ��や小さい値に設定したもの、または音声符� ��化方法、復号信号27の劣化度合いもしくは� �用者の好みに合わせて予め調整したものを� �いれば良い。また、複数の値をメモリ等に� �持しておき、加工成分算出部14が音声符号化 方法の種類などに応じて好適な値に切り替え ることも可能である。

 信号減算部22は、時間・周波数変換部2が� ��力する復号信号スペクトル28から、変形復� �信号スペクトル28aを減算する減算処理を行� �、得られたスペクトル成分を信号加算部11へ 出力する。

 振幅平滑部12は、上記実施の形態5と同様� ��、加算スペクトル20に対して振幅平滑化処� �を行う。振幅平滑部12はまた、平滑化処理後 のスペクトル成分に対し、音声信号に影響が 無い程度(例えば、1dBの振幅)で、例えば、Hoth スペクトル特性を持ったノイズ、ブラウンノ イズ、あるいは白色ノイズに入力信号中の雑 音スペクトルの周波数特性(傾斜など)を付与� ��た雑音など、人工的に生成した擬似雑音を� ��畳しても良い。

 この実施の形態6によれば、音声復号化装置 200は、復号信号スペクトル28と推定雑音スペ� ��トル17に基づく比に応じて復号信号スペク� �ル28を変形した変形復号信号スペクトル28aを 生成すると共に、変形復号信号スペクトル28a を平滑化(位相擾乱)した加工スペクトル19を� �成する信号変形部13と、復号信号スペクトル 28から変形復号信号スペクトル28aを減算する� ��号減算部22と、信号減算部22により変形復号 信号スペクトル28aが減算された復号信号スペ クトル28に加工スペクトル19を加算して、復� �信号スペクトル28に含まれる劣化成分を抑圧 する信号加算部11とを備えるように構成した� ��
 信号加工部4が復号信号スペクトル28に対し� ��変形復号信号スペクトル28aを減算すると共� ��加工スペクトル19を加算するようにしたの� �、上記実施の形態5にて述べた効果に加えて� ��出力信号6の雑音感の増加を抑制しつつ、更 に主観品質を改善できる効果がある。

 なお、上記実施の形態6では、図9に示す� �うに、信号減算部22の減算処理を行った後、 信号加算部11の加算処理を行っているが、こ� ��順番を逆、即ち、復号信号スペクトル28に� �工スペクトル19を加算してから、変形復号信 号スペクトル28aを減算しても同じ効果が得ら れるのは言うまでもない。

 また、上記実施の形態6では、音声復号化 装置200が振幅平滑部12を備える構成としたが� ��振幅平滑部12を備えず振幅平滑化処理を省� �する構成であっても構わない。

 また、上記実施の形態6では、推定雑音ス ペクトル17の推定に、音声・雑音判定部9、雑 音スペクトル更新部10を使用したが、上記実� ��の形態1と同様に雑音スペクトルを得る手段 はこの構成に限ったものではなく、例えば、 雑音スペクトルの更新速度を非常にゆっくり とすることで音声・雑音判定部9を省略した� �、推定雑音スペクトル17の推定を復号信号27� ��ら行わずに、雑音のみが入力される雑音推� ��用の入力信号から別途分析・推定したりす� ��方法を取っても良い。

実施の形態7.
 上記実施の形態5および6では、信号変形部13 内部の加工成分算出部14の処理において、推� ��雑音スペクトル17の周波数毎に乗算する所� �値として、周波数軸方向に一定の値を用い� �構成であった。本実施の形態では、推定雑� �スペクトル17の周波数毎に乗算する所定値に 、例えば低周波数では大きな値、高周波数で は小さい値というような、周波数軸方向の重 み付けを行う構成とする。本実施の形態の音 声復号化装置200の構成は、図8に示す実施の� �態5または図9に示す実施の形態6の音声復号� �装置200の構成と図面上では同様であり、加� �成分算出部14の処理のみが異なる。

 なお、加工成分算出部14は、周波数重み� �けに用いる重み付け係数を、例えば、1つ以� ��複数のテーブル(プログラムにて記載する場 合には定数配列となる)から、音声符号化方� �の種類または使用者の好みに合わせて選択� �ても良いし、雑音パワーまたは推定雑音ス� �クトル17の低域成分パワーと高域成分パワー との比から算出できるスペクトル傾斜量等を 入力として、重み付け係数を生成出力する関 数を予め定義しておき、フレーム毎に重み付 け係数を生成して逐次適用しても良い。

 この実施の形態7によれば、加工成分算出 部14が、推定雑音スペクトル17の周波数毎に� �算するための所定値に周波数方向の重み付� �を行うようにした。そのため、上記実施の� �態5および6にて述べた効果に加えて、周波数 方向に劣化の度合いが異なるような信号に対 しても、主観品質を改善できる効果がある。

実施の形態8.
 上記実施の形態1では、信号加工部4が推定� �音スペクトル17と雑音抑圧スペクトル18に基� ��く比に応じて加工スペクトル19を生成する� �成であったが、本実施の形態では推定雑音� �ペクトル17と雑音抑圧スペクトル18に基づく� ��に応じて雑音抑圧スペクトル18の位相擾乱� �幅を制御する構成とする。

 図10は、本実施の形態による雑音抑圧装� �100の全体構成を示すものである。図10に示す 雑音抑圧装置100の信号加工部4は、図1に示す� ��記実施の形態1の信号加工部4とは異なり、� �相擾乱部30、位相制御部31および振幅平滑部1 2から構成されている。なお、図10において図 1と同一または相当の部分については同一の� �号を付し説明を省略する。

 位相制御部31は、雑音抑圧スペクトル18と 推定雑音スペクトル17が入力されると、例え� ��、雑音抑圧スペクトル18と推定雑音スペク� �ル17との周波数毎のSN比(雑音抑圧スペクトル 18をS、推定雑音スペクトル17をNとしたスペク トルSN比)を算出する。続いて位相制御部31は� ��算出したスペクトルSN比に応じて位相擾乱� �幅を制御するための位相制御信号32を算出し 、位相擾乱部30に出力する。

 位相擾乱の範囲の制御方法としては、例� ��ば、スペクトルSN比が小さい場合には位相� �乱の範囲が大きくなるように、逆にスペク� �ルSN比が大きい場合にはその範囲が小さくな るように制御する方法がある。位相擾乱の範 囲を指示する位相制御信号32の設定方法とし� ��は、例えば、スペクトルSN比に対応する所� �値をテーブル等に複数記憶させておき、位� �制御部31が、算出したスペクトルSN比に最も� ��いテーブル上のスペクトルSN比に対応する� �定値を位相制御信号32として出力する方法が ある。または、スペクトルSN比を入力とし位� ��制御信号32を出力する所定の関数を予め定� �しておき、位相制御部31がその関数を用いて 位相制御信号32を算出しても良い。いずれの� ��法を用いる場合でも、雑音の種類、雑音抑� ��方法、劣化の度合いまたは使用者の好みに� ��わせて予め調整すれば良い。

 また、位相擾乱の範囲の制御において、� ��相制御部31は例えば、高域になるに従って� �乱の範囲を大きくし、低域は位相擾乱を止� �るなど、周波数軸方向に重み付けしても良� �。位相制御部31は、周波数重み付けに用いる 重み付け係数を、例えば、1つ以上複数のテ� �ブル(プログラムにて記載する場合には定数� ��列となる)から、雑音抑圧方法の種類または 使用者の好みに合わせて選択しても良いし、 雑音パワーまたは推定雑音スペクトル17の低� ��成分パワーと高域成分パワーとの比から算� ��できるスペクトル傾斜量等を入力として、� ��み付け係数を生成出力する関数を予め定義� ��ておき、フレーム毎に重み付け係数を生成� ��て逐次適用しても良い。

 なお、上記位相擾乱の範囲の制御要因と� ��て、説明を簡単にするためにスペクトルSN� �を例示して用いているが、この構成に限る� �要は無く、例えば、雑音抑圧スペクトル18の 全帯域パワーと推定雑音スペクトル17の全帯� ��パワーの比、および推定雑音スペクトル17� �低域成分パワーと高域成分パワーとの比か� �算出できるスペクトル傾斜量等を制御要因� �して組み合わせて用いても良い。これら制� �要因を追加することで、位相制御部31は更に 精度良く位相擾乱の範囲を制御することが可 能となり、更に主観品質を改善できる。

 位相擾乱部30は、位相制御部31が出力する 位相擾乱の幅を制御するための位相制御信号 32に従って雑音抑圧スペクトル18の位相擾乱� �行い、位相擾乱スペクトル33として出力する 。なお、位相擾乱部30の代わりに、図1に示す 上記実施の形態1に記載の位相擾乱部15の構成 を用いても同様の効果を奏する。

 振幅平滑部12は、位相擾乱部30から入力さ れた位相擾乱スペクトル33に対して、周波数� ��のスペクトルの振幅成分の平滑化処理を行� ��、平滑化後のスペクトルを平滑化雑音抑圧� ��ペクトル21として、周波数・時間変換部5に� ��力する。なお、この振幅平滑部12の構成、� �理および平滑化制御方法などについては、� �施の形態1と同様のものを用いることができ� ��各パラメータ等については、例えば、雑音� ��圧方法の種類または信号の劣化度合いに合� ��せて予め調整すれば良い。

 また、振幅平滑部12は、平滑化処理後の� �ペクトル成分に対し、音声信号に影響が無� �程度(例えば、1dBの振幅)で、例えば、Hothス� �クトル特性を持ったノイズ、ブラウンノイ� �、あるいは白色ノイズに入力信号中の雑音� �ペクトルの周波数特性(傾斜など)を付与した 雑音など、人工的に生成した擬似雑音を重畳 しても良い。

 この実施の形態8によれば、雑音抑圧装置 100は、雑音抑圧処理等によって劣化した雑音 抑圧スペクトル18に対して信号加工部4が所定 の加工処理を行うにあたり、入力信号である 雑音抑圧スペクトル18の周波数成分の値と、� ��定雑音スペクトル17の周波数成分の値に基� �いて、雑音抑圧スペクトル18に含まれる劣化 成分を主観的に気にならないように位相擾乱 するようにした。そのため、従来の方法では 必要であった音声・雑音区間判定が要らなく なり、この結果、区間判定誤りによるエコー 感や雑音感の発生無しに主観品質を改善でき る効果がある。

 また、信号加工部4が周波数領域にてスペ クトル成分毎に、きめ細やかな加工処理を行 うようにした。そのため、例えば、低域に雑 音パワーが集中するような自動車走行騒音が 混入した音声信号でも、低域の騒音の劣化感 を主観的に改善しつつ、高域の音声成分は加 工しないような劣化成分の加工処理が行える ので、更に主観品質を改善できる効果がある 。

 また、信号加工部4が、入力信号である雑 音抑圧スペクトル18と、推定雑音スペクトル1 7の両者に基づいてスペクトル成分毎に加工� �理を行うようにした。そのため、各スペク� �ル成分に応じた加工制御が可能となり、例� �ば、ある帯域に局所的に劣化成分が生じて� �る信号などに対しても、主観品質を改善で� �る効果がある。

 また、信号加工部4の加工処理として、振 幅スペクトル成分の平滑化と、位相スペクト ル成分の擾乱を行うようにした。そのため、 劣化成分が持つ人工的な振幅成分および位相 成分に対して、それら成分の不安定な挙動を 良好に抑圧したり、擾乱を与えたりすること ができ、更に主観品質を改善できる効果があ る。

 なお、上記実施の形態8では、雑音抑圧装 置100が振幅平滑部12を備える構成としたが、� ��幅平滑部12を備えず振幅平滑化処理を省略� �る構成であっても構わない。

 また、上記実施の形態8では、推定雑音ス ペクトル17の推定に、音声・雑音判定部9、雑 音スペクトル更新部10を使用したが、上記実� ��の形態1と同様に雑音スペクトルを得る手段 はこの構成に限ったものではなく、例えば、 雑音スペクトルの更新速度を非常にゆっくり とすることで音声・雑音判定部9を省略した� �、推定雑音スペクトル17の推定を入力信号1� �ら行わずに、雑音のみが入力される雑音推� �用の入力信号から別途分析・推定したりす� �方法を取っても良い。

 また、上記実施の形態8では、雑音抑圧処理 を周波数領域にて実施していたが、必ずしも この構成である必要は無く、上記実施の形態 8と上記実施の形態4の構成を組み合わせるこ� ��で、時間領域の雑音抑圧処理についても実� ��可能である。具体的には、実施の形態4の信 号加工部4を、実施の形態8の信号加工部4に置 き換える。
 この構成の場合には、雑音抑圧処理の手法� ��して周波数領域および時間領域を問わず、� ��の主観品質を改善できる効果がある。

実施の形態9.
 上記実施の形態8と同様に、上記実施の形態 5の音声復号化装置200を変形して、信号加工� �4が復号信号スペクトル28と推定雑音スペク� �ル17に基づく比に応じて加工スペクトル19を� ��成する代わりに、復号信号スペクトル28と� �定雑音スペクトル17に基づく比に応じて復号 信号スペクトル28の位相擾乱の幅を制御して� ��よい。

 図11は、本実施の形態による音声復号化� �置200の全体構成を示すものである。図11に示 す音声復号化装置200の信号加工部4は、図8に� ��す上記実施の形態5の信号加工部4とは異な� �、位相擾乱部30、位相制御部31および振幅平� ��部12から構成されている。図11において図5� �たは図8と同一または相当の部分については� ��一の符号を付し説明を省略する。

 位相制御部31は、復号信号スペクトル28と 推定雑音スペクトル17が入力されると、例え� ��、復号信号スペクトル28と推定雑音スペク� �ル17との周波数毎のSN比(復号信号スペクトル 28をS、推定雑音スペクトル17をNとしたスペク トルSN比)を算出する。続いて位相制御部31は� ��算出したスペクトルSN比に応じて位相擾乱� �幅を制御するための位相制御信号32を算出し 、位相擾乱部30に出力する。

 位相擾乱の範囲の制御方法としては、例� ��ば、スペクトルSN比が小さい場合には位相� �乱の範囲が大きくなるように、逆にスペク� �ルSN比が大きい場合にはその範囲が小さくな るように制御する方法がある。位相擾乱の範 囲を指示する位相制御信号32の設定方法、擾� ��の範囲の制御、および制御要因としては、� ��施の形態8での処理と同様な手法を用いるこ とが可能であり、音声符号化方法の種類、劣 化の度合いまたは使用者の好みに合わせて予 め調整すれば良い。

 位相擾乱部30は、位相制御部31が出力する 位相制御信号32に従って復号信号スペクトル2 8の位相擾乱を行い、位相擾乱スペクトル33と して出力する。なお、位相擾乱部30の代わり� ��、図1に示す上記実施の形態1に記載の位相� �乱部15の構成を用いても同様の効果を奏する 。

 振幅平滑部12は、位相擾乱部30から入力さ れた位相擾乱スペクトル33に対して、周波数� ��のスペクトルの振幅成分の平滑化処理を行� ��、平滑化後のスペクトルを平滑化復号信号� ��ペクトル29として、周波数・時間変換部5に� ��力する。なお、この振幅平滑部12の構成、� �理および平滑化制御方法などについては、� �記実施の形態5と同様のものを用いることが� ��き、各パラメータ等については、例えば、� ��声符号化方法の種類または信号の劣化度合� ��に合わせて予め調整すれば良い。

 また、振幅平滑部12は、平滑化処理後の� �ペクトル成分に対し、音声信号に影響が無� �程度(例えば、1dBの振幅)で、例えば、Hothス� �クトル特性を持ったノイズ、ブラウンノイ� �、あるいは白色ノイズに入力信号中の雑音� �ペクトルの周波数特性(傾斜など)を付与した 雑音など、人工的に生成した擬似雑音を重畳 しても良い。

 この実施の形態9によれば、音声復号化装 置200は、音声符号化処理によって劣化した復 号信号スペクトル28に対して信号加工部4が所 定の加工処理を行うにあたり、入力信号であ る復号信号スペクトル28の周波数成分の値と� ��推定雑音スペクトル17の周波数成分の値に� �づいて、復号信号スペクトル28に含まれる劣 化成分を主観的に気にならないように位相擾 乱するようにした。そのため、従来の方法で は必要であった音声・雑音区間判定が要らな くなり、この結果、区間判定誤りによるエコ ー感や雑音感の発生無しに主観品質を改善で きる効果がある。

 また、信号加工部4が周波数領域にてスペ クトル成分毎に、きめ細やかな加工処理を行 うようにした。そのため、例えば、低域に雑 音パワーが集中するような自動車走行騒音が 混入した音声信号でも、低域の騒音の劣化感 を主観的に改善しつつ、高域の音声成分は加 工しないような劣化成分の加工処理が行える ので、更に主観品質を改善できる効果がある 。

 また、信号加工部4が、入力信号である復 号信号スペクトル28と、推定雑音スペクトル1 7の両者に基づいてスペクトル成分毎に加工� �理を行うようにした。そのため、各スペク� �ル成分に応じた加工制御が可能となり、例� �ば、ある帯域に局所的に劣化成分が生じて� �る信号などに対しても、主観品質を改善で� �る効果がある。

 また、信号加工部4の加工処理として、振 幅スペクトル成分の平滑化と、位相スペクト ル成分の擾乱を行うようにした。そのため、 劣化成分が持つ人工的な振幅成分および位相 成分に対して、それら成分の不安定な挙動を 良好に抑圧したり、擾乱を与えたりすること ができ、更に主観品質を改善できる効果があ る。

 なお、上記実施の形態9では、音声復号化 装置200が振幅平滑部12を備える構成としたが� ��振幅平滑部12を備えず振幅平滑化処理を省� �する構成であっても構わない。

 また、上記実施の形態9では、推定雑音ス ペクトル17の推定に、音声・雑音判定部9、雑 音スペクトル更新部10を使用したが、上記実� ��の形態1と同様に雑音スペクトルを得る手段 はこの構成に限ったものではなく、例えば、 雑音スペクトルの更新速度を非常にゆっくり とすることで音声・雑音判定部9を省略した� �、推定雑音スペクトル17の推定を復号信号27� ��ら行わずに、雑音のみが入力される雑音推� ��用の入力信号から別途分析・推定したりす� ��方法を取っても良い。

実施の形態10.
 上記実施の形態5~7および9では、信号加工部 4は復号信号スペクトル28を加工対象にして加 工処理を実施する構成としたが、図12に示す� ��うに、雑音スペクトル抑圧部7が復号信号27� ��雑音抑圧処理を行った後で信号加工部4が信 号加工を行う構成であっても良い。図12は本� ��施の形態による音声復号化装置200の全体構� ��を示したものである。図12では、雑音抑圧� �理を行うために雑音スペクトル抑圧部7を備� ��る構成を示すが、雑音スペクトル抑圧部7に 代えて雑音抑圧フィルタ部23および時間・周� ��数変換部24(図7)を備える構成にしてもよい� �なお、図12において図1~11と同一または相当� �部分については同一の符号を付し説明を省� �する。

 本実施の形態の雑音抑圧処理としては、� ��記実施の形態1にて述べたような雑音スペク トル抑圧部7による周波数領域での雑音抑圧� �法、または上記実施の形態4にて述べたよう� ��雑音抑圧フィルタ部23による時間領域での� �音抑圧方法を用いることができる。このと� �、復号信号スペクトル28には、音声符号化処 理に伴う劣化に加えて、雑音抑圧処理に伴う 劣化が新たに加わるが、劣化度合いに応じて 、信号加工部4内の不図示の信号変形部13、振 幅平滑部12、位相制御部31の制御方法および� �種パラメータを適宜調整すれば良い。

 さらに、音声復号部26の後段に接続する� �理として、雑音抑圧処理を例示して説明し� �が、例えば、フォルマント強調や聴覚マス� �ング処理などのポストフィルタ処理、振幅� �イナミックレンジ圧縮処理など、他の信号� �工処理に置き換えることも可能である。

 この実施の形態10によれば、音声符号化� �理起因以外の劣化成分を含む信号に対して� �、主観的に好ましい信号に加工することが� �き、主観品質を改善できる効果がある。

実施の形態11.
 上記実施の形態1~10では、時間・周波数変換 部2がFFTによってスペクトル成分を算出し、� �波数・時間変換部5が加工処理の実施された� ��ペクトル成分を逆FFT処理によって時間領域� ��信号に戻す構成としているが、FFTの代わり� ��バンドパスフィルタ群の各出力に対して、� ��工処理を実施し、帯域別信号の加算によっ� ��出力信号を得る構成も可能であるし、ウェ� ��ブレット(Wavelet)変換等の変換関数を用いる� ��とも可能である。

 この実施の形態11によれば、フーリエ変� �を使用しない構成でも、実施の形態1~10にて� ��べたのと同様の効果が得られる。

 なお、上記実施の形態1~11において、位相 擾乱部15の構成の代わりに位相擾乱部30(およ� ��位相制御部31)の構成を用いてもよく、また� ��位相擾乱部30(および位相制御部31)の構成の� ��わりに位相擾乱部15の構成を用いてもよい� �