JPH09160594A - 雑音除去装置 - Google Patents
雑音除去装置Info
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- JPH09160594A JPH09160594A JP7317937A JP31793795A JPH09160594A JP H09160594 A JPH09160594 A JP H09160594A JP 7317937 A JP7317937 A JP 7317937A JP 31793795 A JP31793795 A JP 31793795A JP H09160594 A JPH09160594 A JP H09160594A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 雑音除去装置における雑音除去係数αは雑音
の特徴を考慮することなしに予備的な実験により決定さ
れた定数や各時刻における音声パワーに応じた値が用い
られており、十分な雑音除去性能を得ることは難しいと
いう問題点があった。 【解決手段】 雑音であると判定された雑音区間に基づ
いて作成された雑音のパタンを、音声として判定された
音声区間のパタンから減じることにより雑音を除去する
雑音除去装置において、上記雑音区間における雑音成分
のばらつきに基づいて定められた雑音除去係数αを上記
雑音のパタンに乗じ、このパタンを音声として判定され
た音声区間のパタンから減じることを特徴とする。
の特徴を考慮することなしに予備的な実験により決定さ
れた定数や各時刻における音声パワーに応じた値が用い
られており、十分な雑音除去性能を得ることは難しいと
いう問題点があった。 【解決手段】 雑音であると判定された雑音区間に基づ
いて作成された雑音のパタンを、音声として判定された
音声区間のパタンから減じることにより雑音を除去する
雑音除去装置において、上記雑音区間における雑音成分
のばらつきに基づいて定められた雑音除去係数αを上記
雑音のパタンに乗じ、このパタンを音声として判定され
た音声区間のパタンから減じることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、雑音環境において
発声された音声から雑音成分を除去することにより、音
声認識性能を向上させる雑音除去装置に関する。
発声された音声から雑音成分を除去することにより、音
声認識性能を向上させる雑音除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】音声認識技術を用いたシステム等の実用
化のためには、家庭内や商店等といった雑音環境におけ
る音声認識性能の向上を目指さなければならない。
化のためには、家庭内や商店等といった雑音環境におけ
る音声認識性能の向上を目指さなければならない。
【０００３】従来、このような雑音環境における認識性
能の向上のために、雑音が重畳した音声から雑音成分を
除去するスペクトルサブトラクション法が用いられてい
た。
能の向上のために、雑音が重畳した音声から雑音成分を
除去するスペクトルサブトラクション法が用いられてい
た。
【０００４】図６を用いて、以下に本スペクトルサブト
ラクション法の基本的な考え方を説明する。
ラクション法の基本的な考え方を説明する。
【０００５】尚、図６は、（ａ）雑音が重畳した音声波
形に対してバンドパスフィルタ分析を行った結果、
（ｂ）推定した雑音スペクトルおよび、（ｃ）雑音を除
去した音声スペクトルとの関係を表したものである。
形に対してバンドパスフィルタ分析を行った結果、
（ｂ）推定した雑音スペクトルおよび、（ｃ）雑音を除
去した音声スペクトルとの関係を表したものである。
【０００６】スペクトルサブトラクション法とは、雑音
の重畳した音声スペクトルから雑音スペクトルを差し引
くことにより、雑音が重畳する前の音声スペクトルを推
定するものである。
の重畳した音声スペクトルから雑音スペクトルを差し引
くことにより、雑音が重畳する前の音声スペクトルを推
定するものである。
【０００７】例えば、雑音の無い真の音声のスペクトル
ｓ（ｆ）に雑音ｎ（ｆ）が重畳した場合を考える。この
場合、観測できるスペクトルは音声に雑音が重畳したス
ペクトルＸ（ｆ）のみである。ｆは周波数を表し、ここ
ではバンドパスフィルタのチャネル番号に対応する。ま
た、Ｘ（ｆ）＝ｓ（ｆ）＋ｎ（ｆ）である（（１．１）
式、および図６（ａ）参照）。
ｓ（ｆ）に雑音ｎ（ｆ）が重畳した場合を考える。この
場合、観測できるスペクトルは音声に雑音が重畳したス
ペクトルＸ（ｆ）のみである。ｆは周波数を表し、ここ
ではバンドパスフィルタのチャネル番号に対応する。ま
た、Ｘ（ｆ）＝ｓ（ｆ）＋ｎ（ｆ）である（（１．１）
式、および図６（ａ）参照）。
【０００８】
【数１】
【０００９】今、雑音スペクトルｎ（ｆ）が既知の場
合、Ｘ（ｆ）からｎ（ｆ）を差し引くことにより真の音
声のスペクトルｓ（ｆ）を求めることができる（（１．
２）式参照）。
合、Ｘ（ｆ）からｎ（ｆ）を差し引くことにより真の音
声のスペクトルｓ（ｆ）を求めることができる（（１．
２）式参照）。
【００１０】しかし、ほとんどの場合、重畳している雑
音スペクトルｎ（ｆ）を知ることは不可能であるため、
差し引く雑音スペクトルとしてｎ（ｆ）のかわりに雑音
スペクトルの推定値Ｎ（ｆ）を雑音が重畳した音声スペ
クトルＸ（ｆ）から差し引くことにより、真の音声のス
ペクトルｓ（ｆ）を推定スペクトルＳ（ｆ）として求め
ることになる（（１．３）式、および図６（ｂ）（ｃ）
参照）。
音スペクトルｎ（ｆ）を知ることは不可能であるため、
差し引く雑音スペクトルとしてｎ（ｆ）のかわりに雑音
スペクトルの推定値Ｎ（ｆ）を雑音が重畳した音声スペ
クトルＸ（ｆ）から差し引くことにより、真の音声のス
ペクトルｓ（ｆ）を推定スペクトルＳ（ｆ）として求め
ることになる（（１．３）式、および図６（ｂ）（ｃ）
参照）。
【００１１】従って、推定雑音スペクトルＮ（ｆ）が真
の雑音スペクトルｎ（ｆ）に近いほど、真の音声のスペ
クトルｓ（ｆ）に近い推定スペクトルＳ（ｆ）を得るこ
とができる。
の雑音スペクトルｎ（ｆ）に近いほど、真の音声のスペ
クトルｓ（ｆ）に近い推定スペクトルＳ（ｆ）を得るこ
とができる。
【００１２】ところで、図７は従来の雑音除去装置の概
略構成図である。
略構成図である。
【００１３】図８は従来の雑音除去装置における音声区
間と雑音パタン作成区間等の関係を時間軸上で図示した
ものである。また図８は図６（ａ）の周波数軸を１次元
で表現した模擬図である。
間と雑音パタン作成区間等の関係を時間軸上で図示した
ものである。また図８は図６（ａ）の周波数軸を１次元
で表現した模擬図である。
【００１４】以下に、図７および図８を用いてスペクト
ルサブトラクション法を用いた従来の音声認識装置の概
要を説明する。
ルサブトラクション法を用いた従来の音声認識装置の概
要を説明する。
【００１５】図７において、１は雑音の重畳した音声を
分析する音声分析部、２は音声分析部１の分析結果Ｘi
（ｆ）より得られるパワーやスペクトルの変化量等を用
いて、音声の開始時刻Ｔsと終了時刻Ｔeを検出し音声区
間を判定する音声区間判定部である。ここで、ｉは時刻
を表す。
分析する音声分析部、２は音声分析部１の分析結果Ｘi
（ｆ）より得られるパワーやスペクトルの変化量等を用
いて、音声の開始時刻Ｔsと終了時刻Ｔeを検出し音声区
間を判定する音声区間判定部である。ここで、ｉは時刻
を表す。
【００１６】３は音声区間判定部２において音声区間で
あると判定された区間の開始時刻Ｔ s以前の分析結果、
つまり音声区間より前にある雑音区間の分析結果より推
定雑音パタンＮ（ｆ）を作成する雑音パタン作成部であ
る。
あると判定された区間の開始時刻Ｔ s以前の分析結果、
つまり音声区間より前にある雑音区間の分析結果より推
定雑音パタンＮ（ｆ）を作成する雑音パタン作成部であ
る。
【００１７】基本的には、雑音区間（時刻ｉ＝１からＴ
s-1まで）の分析結果Ｘi の平均を雑音パタンＮ（ｆ）
として用いれば良い。然し乍ら、雑音の特性が時間的に
緩やかに変化する場合等を考えた場合、過去の雑音パタ
ンＮi-1（ｆ）よりも音声の開始時刻Ｔsと時間的に近い
スペクトルＸi（ｆ）を重視した方が良い場合がある。
s-1まで）の分析結果Ｘi の平均を雑音パタンＮ（ｆ）
として用いれば良い。然し乍ら、雑音の特性が時間的に
緩やかに変化する場合等を考えた場合、過去の雑音パタ
ンＮi-1（ｆ）よりも音声の開始時刻Ｔsと時間的に近い
スペクトルＸi（ｆ）を重視した方が良い場合がある。
【００１８】よって、雑音パタンＮ（ｆ）の作成には、
数２
数２
【００１９】
【数２】
【００２０】に示されるよう重み係数βおよびγを用い
て過去の雑音パタンＮi-1（ｆ）と現在（時刻ｉ）のス
ペクトルＸi（ｆ）の信頼度を制御する方法をとる場合
がある。
て過去の雑音パタンＮi-1（ｆ）と現在（時刻ｉ）のス
ペクトルＸi（ｆ）の信頼度を制御する方法をとる場合
がある。
【００２１】例えば、数２においてはγの値を大きくす
るほど、現在（時刻ｉ）のスペクトルＸi（ｆ）に重み
（信頼性）をおいた雑音パタンＮi（ｆ）の更新が行わ
れる。
るほど、現在（時刻ｉ）のスペクトルＸi（ｆ）に重み
（信頼性）をおいた雑音パタンＮi（ｆ）の更新が行わ
れる。
【００２２】１０は音声区間判定部２で音声区間である
と判定された区間（時刻ＴsからＴeの部分）の分析結果
Ｘi（ｆ）から雑音パタンＮ（ｆ）を数３に従い差し引
くことにより雑音を除去する雑音除去部である。
と判定された区間（時刻ＴsからＴeの部分）の分析結果
Ｘi（ｆ）から雑音パタンＮ（ｆ）を数３に従い差し引
くことにより雑音を除去する雑音除去部である。
【００２３】
【数３】
【００２４】また、雑音が定常でない場合、推定した雑
音パタンＮ（ｆ）の推定精度が低くなり、Ｎ（ｆ）をそ
のままＸi（ｆ）から差し引くと、音声成分まで減じて
しまい、歪みが大きくなってしまう場合がある。
音パタンＮ（ｆ）の推定精度が低くなり、Ｎ（ｆ）をそ
のままＸi（ｆ）から差し引くと、音声成分まで減じて
しまい、歪みが大きくなってしまう場合がある。
【００２５】このような場合、数４
【００２６】
【数４】
【００２７】に示すように、推定した雑音パタンＮ
（ｆ）に除去係数α（α≦１）を乗じることにより、除
去量を減らす方法をとる場合がある。
（ｆ）に除去係数α（α≦１）を乗じることにより、除
去量を減らす方法をとる場合がある。
【００２８】除去係数αの値は様々な雑音や音声を用い
て、音声認識率や雑音除去により生じる音声の歪みが最
小となるように予め代表値を設定しておくか、音声区間
であると判定された区間中の各時刻における音声パワー
に応じて決定する方法も提案されている。
て、音声認識率や雑音除去により生じる音声の歪みが最
小となるように予め代表値を設定しておくか、音声区間
であると判定された区間中の各時刻における音声パワー
に応じて決定する方法も提案されている。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、上述の如
く、雑音除去係数αは雑音の特徴を考慮することなしに
予備的な実験により決定された定数や各時刻における音
声パワーに基づいた値が用いられており、十分な雑音除
去性能を得ることは難しいという問題点がある。
く、雑音除去係数αは雑音の特徴を考慮することなしに
予備的な実験により決定された定数や各時刻における音
声パワーに基づいた値が用いられており、十分な雑音除
去性能を得ることは難しいという問題点がある。
【００３０】更に、ある一種類の雑音の特性を考えた場
合においても、かかる雑音には定常的な周波数の領域と
非定常的な周波数の領域とがあるが、上述の如く、雑音
除去係数αにはスペクトルのどの周波数領域に対しても
同一値が用いられており、高精度の雑音除去が行えない
という問題点がある。
合においても、かかる雑音には定常的な周波数の領域と
非定常的な周波数の領域とがあるが、上述の如く、雑音
除去係数αにはスペクトルのどの周波数領域に対しても
同一値が用いられており、高精度の雑音除去が行えない
という問題点がある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上述の
問題点に鑑み為されたもので、雑音であると判定された
雑音区間に基づいて作成された雑音のパタンを、音声と
して判定された音声区間のパタンから減じることにより
雑音を除去する雑音除去装置において、上記雑音区間に
おける雑音成分のばらつきに基づいて定められた雑音除
去係数αを上記雑音のパタンに乗じ、このパタンを音声
として判定された音声区間のパタンから減じることを特
徴とする。
問題点に鑑み為されたもので、雑音であると判定された
雑音区間に基づいて作成された雑音のパタンを、音声と
して判定された音声区間のパタンから減じることにより
雑音を除去する雑音除去装置において、上記雑音区間に
おける雑音成分のばらつきに基づいて定められた雑音除
去係数αを上記雑音のパタンに乗じ、このパタンを音声
として判定された音声区間のパタンから減じることを特
徴とする。
【００３２】本発明は、上記雑音区間を該雑音区間内の
或る時刻ｔで分割し、かかる時刻ｔで求められている雑
音パタンを用いて雑音区間に属する時刻ｔ＋１から時刻
ｔ＋Ｎの雑音パタンの雑音成分のばらつきを求め、該ば
らつきに基づいて、上記雑音除去係数αを決定すること
を特徴とする。
或る時刻ｔで分割し、かかる時刻ｔで求められている雑
音パタンを用いて雑音区間に属する時刻ｔ＋１から時刻
ｔ＋Ｎの雑音パタンの雑音成分のばらつきを求め、該ば
らつきに基づいて、上記雑音除去係数αを決定すること
を特徴とする。
【００３３】本発明は、雑音であると判定された雑音区
間に基づいて作成された雑音のパタンを、音声として判
定された音声区間のパタンから減じることにより雑音を
除去する雑音除去装置において、上記雑音区間における
各周波数帯域毎の雑音成分値のばらつきに基づいて、各
周波数帯域毎に雑音パタンを減じる割り合いである雑音
除去係数α（ｆ）を求めることを特徴とする。
間に基づいて作成された雑音のパタンを、音声として判
定された音声区間のパタンから減じることにより雑音を
除去する雑音除去装置において、上記雑音区間における
各周波数帯域毎の雑音成分値のばらつきに基づいて、各
周波数帯域毎に雑音パタンを減じる割り合いである雑音
除去係数α（ｆ）を求めることを特徴とする。
【００３４】本発明は、上記雑音区間を該雑音区間内の
或る時刻ｔで分割し、かかる時刻ｔで求められている雑
音パタンを用いて雑音区間に属する時刻ｔ＋１から時刻
ｔ＋Ｎの雑音パタンの各周波数帯域毎の雑音成分のばら
つきを求め、該ばらつきに基づいて各周波数帯域毎に上
記雑音パタンを減じる割り合いである雑音除去係数α
（ｆ）を求めることを特徴とする。
或る時刻ｔで分割し、かかる時刻ｔで求められている雑
音パタンを用いて雑音区間に属する時刻ｔ＋１から時刻
ｔ＋Ｎの雑音パタンの各周波数帯域毎の雑音成分のばら
つきを求め、該ばらつきに基づいて各周波数帯域毎に上
記雑音パタンを減じる割り合いである雑音除去係数α
（ｆ）を求めることを特徴とする。
【００３５】本発明は、雑音であると判定された雑音区
間に基づいて作成された雑音のパタンを、音声として判
定された音声区間のパタンから減じることにより雑音を
除去する雑音除去装置において、上記雑音区間における
各周波数帯域毎の雑音成分の値に基づいて、各周波数帯
域毎に上記雑音パタンを減じる割り合いである雑音除去
係数α（ｆ）を求め、かかる雑音除去係数α（ｆ）を上
記雑音のパタンに乗じたものを、音声として判定された
音声区間のパタンから減じることを特徴とする。
間に基づいて作成された雑音のパタンを、音声として判
定された音声区間のパタンから減じることにより雑音を
除去する雑音除去装置において、上記雑音区間における
各周波数帯域毎の雑音成分の値に基づいて、各周波数帯
域毎に上記雑音パタンを減じる割り合いである雑音除去
係数α（ｆ）を求め、かかる雑音除去係数α（ｆ）を上
記雑音のパタンに乗じたものを、音声として判定された
音声区間のパタンから減じることを特徴とする。
【００３６】また、上記ばらつきは、上記雑音区間に属
する時刻ｉ−１における雑音パタンと、上記雑音区間に
属する時刻ｉにおける入力パタンとの差から求められる
ことを特徴とする。
する時刻ｉ−１における雑音パタンと、上記雑音区間に
属する時刻ｉにおける入力パタンとの差から求められる
ことを特徴とする。
【００３７】更に、上記ばらつきは、上記雑音区間に属
する時刻ｉ−１における雑音パタンと、上記雑音区間に
属する時刻ｉにおける入力パタンとの差の２乗を、時刻
ｉ−１における雑音パタンの２乗の値で正規化したもの
から求められることを特徴とする。
する時刻ｉ−１における雑音パタンと、上記雑音区間に
属する時刻ｉにおける入力パタンとの差の２乗を、時刻
ｉ−１における雑音パタンの２乗の値で正規化したもの
から求められることを特徴とする。
【００３８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係わる雑音除去
装置の構成図である。
装置の構成図である。
【００３９】以下に、図１を用いて本発明の第一の実施
の形態における雑音除去装置の動作を説明する。
の形態における雑音除去装置の動作を説明する。
【００４０】図１の構成図では、従来の雑音除去装置と
同一構成については同一番号を付している。
同一構成については同一番号を付している。
【００４１】本発明の第一の実施の形態における雑音除
去装置の構成は、従来のそれと三つの点で異なってい
る。
去装置の構成は、従来のそれと三つの点で異なってい
る。
【００４２】第一の点は、音声分析部１および雑音パタ
ン作成部３に接続してばらつき計算部４を設けたことで
あり、第二の点は、ばらつき計算部４に接続して除去係
数制御パラメータ計算部５を設けたことである。
ン作成部３に接続してばらつき計算部４を設けたことで
あり、第二の点は、ばらつき計算部４に接続して除去係
数制御パラメータ計算部５を設けたことである。
【００４３】更に、第三の点は、除去係数制御パラメー
タ計算部５および雑音除去部７に接続して除去係数計算
部６を設けたことである。
タ計算部５および雑音除去部７に接続して除去係数計算
部６を設けたことである。
【００４４】音声分析部１は入力された信号を分析す
る。かかる信号には雑音のみの部分と雑音が重畳した音
声部分とが存在する。
る。かかる信号には雑音のみの部分と雑音が重畳した音
声部分とが存在する。
【００４５】音声区間判定部２は音声分析部１で分析し
た分析結果から音声の存在する音声区間（時刻ｉ＝Ｔs
〜Ｔe）を検出する。
た分析結果から音声の存在する音声区間（時刻ｉ＝Ｔs
〜Ｔe）を検出する。
【００４６】また、図２に示す如く、雑音パタン作成部
３は音声区間ではないと判定された区間を雑音パタン作
成区間とし、雑音パタン作成区間内において数２に示す
漸化式により雑音パタンＮ（ｆ）を求める。
３は音声区間ではないと判定された区間を雑音パタン作
成区間とし、雑音パタン作成区間内において数２に示す
漸化式により雑音パタンＮ（ｆ）を求める。
【００４７】ばらつき計算部４は雑音パタン作成区間内
の時刻ｉ−１における雑音パタンＮ i-1（ｆ）と現在時
刻ｉの分析結果Ｘiとの２乗誤差Θに基づくばらつきΨi
（ｆ）を数５または数６の漸化式により求める。
の時刻ｉ−１における雑音パタンＮ i-1（ｆ）と現在時
刻ｉの分析結果Ｘiとの２乗誤差Θに基づくばらつきΨi
（ｆ）を数５または数６の漸化式により求める。
【００４８】
【数５】
【００４９】
【数６】
【００５０】雑音除去係数制御パラメータ計算部５は、
ばらつき計算部４で計算された時刻Ｔs-1におけるばら
つきΨTs-1（ｆ）の時間および各周波数帯域毎の平均と
して雑音除去係数αを制御するための除去係数制御パラ
メータＤを数７により計算する。
ばらつき計算部４で計算された時刻Ｔs-1におけるばら
つきΨTs-1（ｆ）の時間および各周波数帯域毎の平均と
して雑音除去係数αを制御するための除去係数制御パラ
メータＤを数７により計算する。
【００５１】
【数７】
【００５２】除去係数計算部６は、除去係数制御パラメ
ータ計算部５において計算された除去係数制御パラメー
タＤの値に基づき雑音除去係数αを求める。
ータ計算部５において計算された除去係数制御パラメー
タＤの値に基づき雑音除去係数αを求める。
【００５３】雑音除去部７では、求められた雑音除去係
数αを用いて数４に従い雑音を除去する。
数αを用いて数４に従い雑音を除去する。
【００５４】以下に、本発明の第二の実施の形態を説明
する。
する。
【００５５】第二の実施の形態は、第一の実施の形態に
おける雑音除去係数αに代わり、雑音スペクトルの各周
波数帯域毎の雑音成分値のばらつきを独立に考慮した各
周波数成分毎の雑音除去係数α（ｆ）に基づき、雑音除
去を行うものである。
おける雑音除去係数αに代わり、雑音スペクトルの各周
波数帯域毎の雑音成分値のばらつきを独立に考慮した各
周波数成分毎の雑音除去係数α（ｆ）に基づき、雑音除
去を行うものである。
【００５６】また、本発明の第二の実施の形態では、第
一の実施の形態における除去係数制御パラメータ計算部
５、除去係数計算部６および、雑音除去部７の機能が異
なるだけであるため、第二の実施の形態における雑音除
去装置の構成は、第一の実施の形態におけるそれと同一
構成をとる。
一の実施の形態における除去係数制御パラメータ計算部
５、除去係数計算部６および、雑音除去部７の機能が異
なるだけであるため、第二の実施の形態における雑音除
去装置の構成は、第一の実施の形態におけるそれと同一
構成をとる。
【００５７】従って、除去係数制御パラメータ計算部
５、除去係数計算部６および、雑音除去部７の機能のみ
を以下に説明する。 （Ａ）除去係数制御パラメータ計算部５ 本計算部５は、ばらつき計算部４において数５または数
６に従い計算された時刻Ｔs-1におけるばらつきΨts-1
（ｆ）の時間平均として、各周波数帯域毎の除去係数制
御パラメータＤ（ｆ）を数８により計算する。
５、除去係数計算部６および、雑音除去部７の機能のみ
を以下に説明する。 （Ａ）除去係数制御パラメータ計算部５ 本計算部５は、ばらつき計算部４において数５または数
６に従い計算された時刻Ｔs-1におけるばらつきΨts-1
（ｆ）の時間平均として、各周波数帯域毎の除去係数制
御パラメータＤ（ｆ）を数８により計算する。
【００５８】
【数８】
【００５９】（Ｂ）除去係数計算部６ 本計算部６は、除去係数制御パラメータ計算部５におい
て計算された除去係数制御パラメータＤ（ｆ）値に基づ
き各周波数帯域毎の雑音除去係数α（ｆ）を求める。 （Ｃ）雑音除去部７ 雑音除去部７は、求められた雑音除去係数α（ｆ）を用
いて数９に従い雑音を除去する。
て計算された除去係数制御パラメータＤ（ｆ）値に基づ
き各周波数帯域毎の雑音除去係数α（ｆ）を求める。 （Ｃ）雑音除去部７ 雑音除去部７は、求められた雑音除去係数α（ｆ）を用
いて数９に従い雑音を除去する。
【００６０】
【数９】
【００６１】以下に、本発明の第三の実施の形態を説明
する。
する。
【００６２】本発明の第三の実施の形態では、第一の実
施の形態におけるばらつき計算部４および除去係数制御
パラメータ計算部５の機能が異なるだけであるため、第
三の実施の形態における雑音除去装置の構成は、第一の
実施の形態におけるそれと同一構成をとる。
施の形態におけるばらつき計算部４および除去係数制御
パラメータ計算部５の機能が異なるだけであるため、第
三の実施の形態における雑音除去装置の構成は、第一の
実施の形態におけるそれと同一構成をとる。
【００６３】従って、ばらつき計算部４および除去係数
制御パラメータ計算部５の機能のみを以下に説明する。 （Ａ）ばらつき計算部４ 本計算部４は、第一の実施の形態で示した数５、数６に
代わり、数１０または数１１を用いてばらつきΨ
i（ｆ）を計算する。
制御パラメータ計算部５の機能のみを以下に説明する。 （Ａ）ばらつき計算部４ 本計算部４は、第一の実施の形態で示した数５、数６に
代わり、数１０または数１１を用いてばらつきΨ
i（ｆ）を計算する。
【００６４】
【数１０】
【００６５】
【数１１】
【００６６】数１０および数１１は、ばらつきΨ
i（ｆ）を更新する時に重み係数ａおよびｂを用いて過
去のばらつきΨi-1（ｆ）と現在（時刻ｉ）の２乗誤差
Θとの信頼度を制御するものである。
i（ｆ）を更新する時に重み係数ａおよびｂを用いて過
去のばらつきΨi-1（ｆ）と現在（時刻ｉ）の２乗誤差
Θとの信頼度を制御するものである。
【００６７】例えば、ｂの値を大きくするほど、現在
（時刻ｉ）の２乗誤差Θに重み（信頼性）をおいたばら
つきΨi（ｆ）が計算される。 （Ｂ）除去係数制御パラメータ計算部５ 本計算部５は、ばらつき計算部４で計算された時刻Ｔ
s-1におけるばらつきΨT s-1（ｆ）の各周波数帯域毎の
平均として除去係数制御パラメータＤを数１２により計
算する。
（時刻ｉ）の２乗誤差Θに重み（信頼性）をおいたばら
つきΨi（ｆ）が計算される。 （Ｂ）除去係数制御パラメータ計算部５ 本計算部５は、ばらつき計算部４で計算された時刻Ｔ
s-1におけるばらつきΨT s-1（ｆ）の各周波数帯域毎の
平均として除去係数制御パラメータＤを数１２により計
算する。
【００６８】
【数１２】
【００６９】除去係数計算部６は、除去係数制御パラメ
ータＤの値に基づき雑音除去係数αを求め、雑音除去部
７では、求められた雑音除去係数αを用いて数４に従い
雑音を除去する。
ータＤの値に基づき雑音除去係数αを求め、雑音除去部
７では、求められた雑音除去係数αを用いて数４に従い
雑音を除去する。
【００７０】以下に、本発明の第四の実施の形態を説明
する。
する。
【００７１】第四の実施の形態は、第三の実施の形態に
おける雑音除去係数αに代わり、雑音スペクトルの各周
波数帯域毎の雑音成分値のばらつきを独立に考慮した各
周波数成分毎の雑音除去係数α（ｆ）に基づき、雑音除
去を行うものである。
おける雑音除去係数αに代わり、雑音スペクトルの各周
波数帯域毎の雑音成分値のばらつきを独立に考慮した各
周波数成分毎の雑音除去係数α（ｆ）に基づき、雑音除
去を行うものである。
【００７２】また、本発明の第四の実施の形態では、第
三の実施の形態における除去係数制御パラメータ計算部
５、除去係数計算部６および、雑音除去部７の機能が異
なるだけであるため、第四の実施の形態における雑音除
去装置の構成は、第三の実施の形態におけるそれと同一
構成をとる。
三の実施の形態における除去係数制御パラメータ計算部
５、除去係数計算部６および、雑音除去部７の機能が異
なるだけであるため、第四の実施の形態における雑音除
去装置の構成は、第三の実施の形態におけるそれと同一
構成をとる。
【００７３】従って、除去係数制御パラメータ計算部
５、除去係数計算部６および、雑音除去部７の機能のみ
を以下に説明する。 （Ａ）除去係数制御パラメータ計算部５ 本計算部５は、ばらつき計算部４で数１０または数１１
に基づき計算された時刻Ｔs-1におけるばらつきΨts-1
（ｆ）を除去係数制御パラメータＤ（ｆ）とする（数１
３参照）。
５、除去係数計算部６および、雑音除去部７の機能のみ
を以下に説明する。 （Ａ）除去係数制御パラメータ計算部５ 本計算部５は、ばらつき計算部４で数１０または数１１
に基づき計算された時刻Ｔs-1におけるばらつきΨts-1
（ｆ）を除去係数制御パラメータＤ（ｆ）とする（数１
３参照）。
【００７４】
【数１３】
【００７５】（Ｂ）除去係数計算部６ 本計算部６は、除去係数制御パラメータ計算部５におい
て計算された除去係数制御パラメータＤ（ｆ）値に基づ
き各周波数帯域毎の雑音除去係数α（ｆ）を求める。 （Ｃ）雑音除去部７ 雑音除去部７は、求められた雑音除去係数α（ｆ）を用
いて数９に従い雑音を除去する。
て計算された除去係数制御パラメータＤ（ｆ）値に基づ
き各周波数帯域毎の雑音除去係数α（ｆ）を求める。 （Ｃ）雑音除去部７ 雑音除去部７は、求められた雑音除去係数α（ｆ）を用
いて数９に従い雑音を除去する。
【００７６】以下に、本発明に係わる雑音除去装置にお
ける第五の実施の形態を図３を用いて説明する。
ける第五の実施の形態を図３を用いて説明する。
【００７７】図３の構成図では、従来の雑音除去装置と
同一構成については同一番号を付している。
同一構成については同一番号を付している。
【００７８】本発明の第五の実施の形態における雑音除
去装置の構成が従来のそれと異なる点は、音声分析部
１、雑音パタン作成部３および雑音除去部７に接続して
第二除去係数計算部８を設けたことである。
去装置の構成が従来のそれと異なる点は、音声分析部
１、雑音パタン作成部３および雑音除去部７に接続して
第二除去係数計算部８を設けたことである。
【００７９】第二除去係数計算部８は、音声区間判定部
２において音声区間が図４に示すように時刻ＴsからＴe
であると判定された場合、雑音パタン作成部３において
時刻ｔ（１≦ｔ＜Ｔs）で作成された雑音パタンＮ
t（ｆ）と、時刻ｔ＋１からＴs-1までの区間の雑音スペ
クトルＸi（ｆ）との誤差εを最小化する雑音除去係数
αを計算する。
２において音声区間が図４に示すように時刻ＴsからＴe
であると判定された場合、雑音パタン作成部３において
時刻ｔ（１≦ｔ＜Ｔs）で作成された雑音パタンＮ
t（ｆ）と、時刻ｔ＋１からＴs-1までの区間の雑音スペ
クトルＸi（ｆ）との誤差εを最小化する雑音除去係数
αを計算する。
【００８０】ここで、誤差εの計算には数１４を用い
る。
る。
【００８１】
【数１４】
【００８２】または、各周波数独立に誤差ε（ｆ）を最
小化する雑音除去係数α（ｆ）を数１５に従い計算す
る。
小化する雑音除去係数α（ｆ）を数１５に従い計算す
る。
【００８３】
【数１５】
【００８４】更に、時刻ｔを複数点設け、各時刻ｔに対
して計算される誤差εの平均を最小化する雑音除去係数
αまたは、雑音除去係数α（ｆ）を計算してもよい。
して計算される誤差εの平均を最小化する雑音除去係数
αまたは、雑音除去係数α（ｆ）を計算してもよい。
【００８５】雑音除去部７は、かかる除去係数αまたは
α（ｆ）を用いて数４または数９に従い雑音を除去す
る。
α（ｆ）を用いて数４または数９に従い雑音を除去す
る。
【００８６】以下に本発明の第六の実施の形態の詳細な
説明を行う。
説明を行う。
【００８７】本発明の第六の実施の形態では、第五の実
施の形態における第２除去係数計算部８の機能が異なる
だけであるため、第六の実施の形態における雑音除去装
置の構成は、第五の実施の形態におけるそれと同一構成
をとる。
施の形態における第２除去係数計算部８の機能が異なる
だけであるため、第六の実施の形態における雑音除去装
置の構成は、第五の実施の形態におけるそれと同一構成
をとる。
【００８８】第二除去係数計算部８は、音声区間判定部
２において、音声区間が図４に示すように時刻Ｔsから
Ｔeであると判定された場合、雑音パタン作成部３に於
て時刻ｔ（１≦ｔ＜Ｔs）で作成された雑音パタンＮ
t（ｆ）と、時刻ｔ＋１からＴs-1までの区間の雑音スペ
クトルＸi（ｆ）との誤差εを数１６を用いて計算し、
数１７に従い
２において、音声区間が図４に示すように時刻Ｔsから
Ｔeであると判定された場合、雑音パタン作成部３に於
て時刻ｔ（１≦ｔ＜Ｔs）で作成された雑音パタンＮ
t（ｆ）と、時刻ｔ＋１からＴs-1までの区間の雑音スペ
クトルＸi（ｆ）との誤差εを数１６を用いて計算し、
数１７に従い
【００８９】
【数１６】
【００９０】
【数１７】
【００９１】誤差εがしきい値Ｔｈよりも大きい場合
は、雑音除去係数αを零とし、誤差εがしきい値Ｔｈ以
下の場合は、雑音除去係数αをεに対して単調減少する
関数Ｆ（ε）により設定する。
は、雑音除去係数αを零とし、誤差εがしきい値Ｔｈ以
下の場合は、雑音除去係数αをεに対して単調減少する
関数Ｆ（ε）により設定する。
【００９２】または、関数Ｆ（ε）の代わりに予め定め
た定数を用いてもよい。
た定数を用いてもよい。
【００９３】更に、時刻ｔを複数点設け、各時刻ｔに対
して計算される誤差εの平均を上記の誤差εとしてもよ
い。
して計算される誤差εの平均を上記の誤差εとしてもよ
い。
【００９４】または、数１８
【００９５】
【数１８】
【００９６】により各周波数毎の誤差ε（ｆ）を計算
し、数１９
し、数１９
【００９７】
【数１９】
【００９８】に従い雑音除去係数α（ｆ）をε（ｆ）に
対して単調減少する関数Ｆ（ε（ｆ））により設定す
る。
対して単調減少する関数Ｆ（ε（ｆ））により設定す
る。
【００９９】更に、関数Ｆ（ε（ｆ））の代わりに予め
定めた定数を用いてもよい。
定めた定数を用いてもよい。
【０１００】雑音除去部７は、かかる除去係数αまたは
α（ｆ）を用いて数４または数９に従い雑音を除去す
る。
α（ｆ）を用いて数４または数９に従い雑音を除去す
る。
【０１０１】以下に、本発明の第七の実施の形態を説明
する。
する。
【０１０２】本発明の雑音除去装置の構成が従来のそれ
と異なる点は、雑音パタン作成部３および雑音除去部７
に接続して第三除去係数計算部９を設けたことである。
と異なる点は、雑音パタン作成部３および雑音除去部７
に接続して第三除去係数計算部９を設けたことである。
【０１０３】以下に図５を用いて本発明の代表的な構成
要件である、第三除去係数計算部９の詳細な説明を行
う。
要件である、第三除去係数計算部９の詳細な説明を行
う。
【０１０４】第三除去係数計算部９は、雑音パタン作成
部において作成された雑音パタンＮ（ｆ）における各周
波数帯域毎の雑音成分の値の大きさに基づき、各周波数
帯域毎に雑音除去係数α（ｆ）を求める。つまり、雑音
パタンＮ（ｆ）における各周波数帯域毎の雑音成分の値
が大きい周波数帯域に係わる雑音除去係数α（ｆ）の値
は大きく、各周波数帯域毎の雑音成分の値が小さい周波
数帯域に係わる雑音除去係数α（ｆ）の値は小さくする
ように雑音除去係数α（ｆ）の値を決定する。
部において作成された雑音パタンＮ（ｆ）における各周
波数帯域毎の雑音成分の値の大きさに基づき、各周波数
帯域毎に雑音除去係数α（ｆ）を求める。つまり、雑音
パタンＮ（ｆ）における各周波数帯域毎の雑音成分の値
が大きい周波数帯域に係わる雑音除去係数α（ｆ）の値
は大きく、各周波数帯域毎の雑音成分の値が小さい周波
数帯域に係わる雑音除去係数α（ｆ）の値は小さくする
ように雑音除去係数α（ｆ）の値を決定する。
【０１０５】雑音除去部７は、かかる除去係数α（ｆ）
を用いて数９に従い雑音を除去する。
を用いて数９に従い雑音を除去する。
【０１０６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、音声や音楽等に重畳する雑音の特性を考慮し
た雑音成分の除去が可能となる。また、本発明によれ
ば、音声や音楽等に重畳する雑音の定常的な周波数の領
域と非定常的な周波数の領域のそれぞれに対して雑音除
去係数を決定できるため、高精度の雑音除去が行える。
によれば、音声や音楽等に重畳する雑音の特性を考慮し
た雑音成分の除去が可能となる。また、本発明によれ
ば、音声や音楽等に重畳する雑音の定常的な周波数の領
域と非定常的な周波数の領域のそれぞれに対して雑音除
去係数を決定できるため、高精度の雑音除去が行える。
【図１】本発明に係わる雑音除去装置における第一の実
施の形態から第四の実施の形態の概略構成図である。
施の形態から第四の実施の形態の概略構成図である。
【図２】第一の実施の形態から第四の実施の形態におけ
る音声区間と雑音パタン作成区間の説明図である。
る音声区間と雑音パタン作成区間の説明図である。
【図３】本発明に係わる雑音除去装置における第五の実
施の形態から第六の実施の形態の概略構成図である。
施の形態から第六の実施の形態の概略構成図である。
【図４】第五の実施の形態から第六の実施の形態におけ
る音声区間と雑音パタン作成区間の説明図である。
る音声区間と雑音パタン作成区間の説明図である。
【図５】本発明に係わる雑音除去装置における第七の実
施の形態の概略構成図である。
施の形態の概略構成図である。
【図６】スペクトルサブトラクション法の説明図であ
る。
る。
【図７】従来の雑音除去装置に関する概略構成図であ
る。
る。
【図８】従来の雑音除去装置における音声区間と雑音パ
タン作成区間の説明図である。
タン作成区間の説明図である。
１・・・・・音声分析部 ２・・・・・音声区間判定部 ３・・・・・雑音パタン作成部 ４・・・・・ばらつき計算部 ５・・・・・除去係数制御パラメータ計算部 ６・・・・・除去係数計算部 ７・・・・・雑音除去部 ８・・・・・第二除去係数計算部 ９・・・・・第三除去係数計算部 １０・・・雑音除去部
Claims (7)
- 【請求項１】 雑音であると判定された雑音区間に基づ
いて作成された雑音のパタンを、音声として判定された
音声区間のパタンから減じることにより雑音を除去する
雑音除去装置において、上記雑音区間における雑音成分
のばらつきに基づいて定められた雑音除去係数αを上記
雑音のパタンに乗じ、このパタンを音声として判定され
た音声区間のパタンから減じることを特徴とする雑音除
去装置。 - 【請求項２】 請求項１において、上記雑音区間を該雑
音区間内の或る時刻ｔで分割し、かかる時刻ｔで求めら
れている雑音パタンを用いて雑音区間に属する時刻ｔ＋
１から時刻ｔ＋Ｎの雑音パタンの雑音成分のばらつきを
求め、該ばらつきに基づいて、上記雑音除去係数αを決
定することを特徴とする雑音除去装置。 - 【請求項３】 雑音であると判定された雑音区間に基づ
いて作成された雑音のパタンを、音声として判定された
音声区間のパタンから減じることにより雑音を除去する
雑音除去装置において、上記雑音区間における各周波数
帯域毎の雑音成分値のばらつきに基づいて、各周波数帯
域毎に雑音パタンを減じる割り合いである雑音除去係数
α（ｆ）を求めることを特徴とする雑音除去装置。 - 【請求項４】 請求項３において、上記雑音区間を該雑
音区間内の或る時刻ｔで分割し、かかる時刻ｔで求めら
れている雑音パタンを用いて雑音区間に属する時刻ｔ＋
１から時刻ｔ＋Ｎの雑音パタンの各周波数帯域毎の雑音
成分のばらつきを求め、該ばらつきに基づいて各周波数
帯域毎に上記雑音パタンを減じる割り合いである雑音除
去係数α（ｆ）を求めることを特徴とする雑音除去装
置。 - 【請求項５】 雑音であると判定された雑音区間に基づ
いて作成された雑音のパタンを、音声として判定された
音声区間のパタンから減じることにより雑音を除去する
雑音除去装置において、上記雑音区間における各周波数
帯域毎の雑音成分の値に基づいて、各周波数帯域毎に上
記雑音パタンを減じる割り合いである雑音除去係数α
（ｆ）を求め、かかる雑音除去係数α（ｆ）を上記雑音
のパタンに乗じたものを、音声として判定された音声区
間のパタンから減じることを特徴とする雑音除去装置。 - 【請求項６】 上記ばらつきは、上記雑音区間に属する
時刻ｉ−１における雑音パタンと、上記雑音区間に属す
る時刻ｉにおける入力パタンとの差から求められること
を特徴とする請求項２または、請求項４記載の雑音除去
装置。 - 【請求項７】 上記ばらつきは、上記雑音区間に属する
時刻ｉ−１における雑音パタンと、上記雑音区間に属す
る時刻ｉにおける入力パタンとの差の２乗を、時刻ｉ−
１における雑音パタンの２乗の値で正規化したものから
求められることを特徴とする請求項２または、請求項４
記載の雑音除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7317937A JPH09160594A (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 雑音除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7317937A JPH09160594A (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 雑音除去装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09160594A true JPH09160594A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=18093694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7317937A Pending JPH09160594A (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 雑音除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09160594A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002019318A1 (fr) * | 2000-08-31 | 2002-03-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Unite et procede de suppression du bruit |
| WO2002080148A1 (fr) * | 2001-03-28 | 2002-10-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif eliminateur de bruit |
| WO2006115030A1 (ja) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 無線受信装置及び無線受信方法 |
| US8423360B2 (en) | 2003-05-23 | 2013-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Speech recognition apparatus, method and computer program product |
-
1995
- 1995-12-06 JP JP7317937A patent/JPH09160594A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7054808B2 (en) | 2000-08-31 | 2006-05-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Noise suppressing apparatus and noise suppressing method |
| GB2371193A (en) * | 2000-08-31 | 2002-07-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Noise suppressor and noise suppressing method |
| WO2002019318A1 (fr) * | 2000-08-31 | 2002-03-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Unite et procede de suppression du bruit |
| GB2371193B (en) * | 2000-08-31 | 2005-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Noise suppressor and noise suppressing method |
| US7349841B2 (en) | 2001-03-28 | 2008-03-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Noise suppression device including subband-based signal-to-noise ratio |
| WO2002080148A1 (fr) * | 2001-03-28 | 2002-10-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif eliminateur de bruit |
| US7660714B2 (en) | 2001-03-28 | 2010-02-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Noise suppression device |
| US7788093B2 (en) | 2001-03-28 | 2010-08-31 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Noise suppression device |
| US8412520B2 (en) | 2001-03-28 | 2013-04-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Noise reduction device and noise reduction method |
| US8423360B2 (en) | 2003-05-23 | 2013-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Speech recognition apparatus, method and computer program product |
| WO2006115030A1 (ja) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 無線受信装置及び無線受信方法 |
| KR100901046B1 (ko) * | 2005-04-18 | 2009-06-04 | 파나소닉 주식회사 | 무선 수신 장치 및 무선 수신 방법 |
| US7848459B2 (en) | 2005-04-18 | 2010-12-07 | Panasonic Corporation | Radio receiving apparatus and radio receiving method |
| JP4891231B2 (ja) * | 2005-04-18 | 2012-03-07 | パナソニック株式会社 | 無線受信装置及び無線受信方法 |
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