雑音抑制装置、雑音抑制方法およびプログラム
【課題】 より効果的に雑音を抑制できる雑音抑制装置、雑音抑制方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】 可聴周波数の音声信号を取り込む取り込み手段（２）と、前記音声信号の雑音を抑制する抑制手段と、を備え、前記抑制手段は、前記音声信号のうち所定の周波数以上の周波数範囲の信号である高周波数帯域信号を抽出する第１抽出手段（６）と、前記高周波数帯域信号を所定周波数幅ずつに分割する分割手段（７）と、各分割部分の音量レベルである高域音量レベルを測定する第１測定手段（８）と、前記各分割部分ごとの高域音量レベルを人間の可聴周波特性に基づいて補正する補正手段（９）と、前記補正後の高域音量レベルが閾値を超えているか否かを判定する第１判定手段（１０）と、前記第１判定手段の判定結果に従って前記音声信号に含まれる雑音を抑制するフィルタ（１１）の特性を変化させるフィルタ制御手段（１０）と、を有する。
【解決手段】 可聴周波数の音声信号を取り込む取り込み手段（２）と、前記音声信号の雑音を抑制する抑制手段と、を備え、前記抑制手段は、前記音声信号のうち所定の周波数以上の周波数範囲の信号である高周波数帯域信号を抽出する第１抽出手段（６）と、前記高周波数帯域信号を所定周波数幅ずつに分割する分割手段（７）と、各分割部分の音量レベルである高域音量レベルを測定する第１測定手段（８）と、前記各分割部分ごとの高域音量レベルを人間の可聴周波特性に基づいて補正する補正手段（９）と、前記補正後の高域音量レベルが閾値を超えているか否かを判定する第１判定手段（１０）と、前記第１判定手段の判定結果に従って前記音声信号に含まれる雑音を抑制するフィルタ（１１）の特性を変化させるフィルタ制御手段（１０）と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雑音抑制装置、雑音抑制方法およびプログラムに関し、詳しくは、可聴周波数に含まれる耳障りな音（以下、雑音）をより効果的に抑制できる雑音抑制装置、雑音抑制方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
録音装置などの音を取り扱う電子機器では、雑音をできるだけ少なくすることが求められる。このような雑音を抑制するためには、雑音の周波数やレベルを測定し、その測定結果に基づいて不要な信号成分を抑制することが行われている。たとえば、下記の特許文献１には、アナログ音声信号をＡ／Ｄ変換器でサンプリングし、サンプリングしたデジタル信号の雑音の抑圧を行う仕組みが開示されており、具体的には、デジタルスペクトルフィルタを用いてデジタル信号から雑音を除去している。
ところで、人の声を録音するような場合に、聞きたいのは人の声だけだからといって、人の声の周波数からかけ離れた高い周波数（例えば４ＫＨｚ以上）の音を全てカットしてしまうと、後から再生して聞いたときに音質が悪く感じる。
また、エアコンを付けながらテレビを視聴している場合に、テレビの音量が大きいときはエアコンの雑音が気にならないが、テレビを消したり音量を小さくした瞬間にエアコンの雑音が気になり始めることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１９７０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の技術は、デジタルスペクトルフィルタを用いるため、仕組みが大がかりとなってコストアップを免れないという問題点がある。また、単純に電子機器で音声データを収集するだけでなく、後で人間が再生して聞くことを考えると、必ずしも効果的に雑音を抑制することはできなかった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、より効果的に雑音を抑制できる雑音抑制装置、雑音抑制方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、可聴周波数の音声信号を取り込む取り込み手段と、前記音声信号の雑音を抑制する抑制手段と、を備え、前記抑制手段は、前記音声信号のうち所定の周波数以上の周波数範囲の信号である高周波数帯域信号を抽出する第１抽出手段と、前記高周波数帯域信号を所定周波数幅ずつに分割する分割手段と、各分割部分の音量レベルである高域音量レベルを測定する第１測定手段と、前記各分割部分ごとの高域音量レベルを人間の可聴周波特性に基づいて補正する補正手段と、前記補正後の高域音量レベルが閾値を超えているか否かを判定する第１判定手段と、前記第１判定手段の判定結果に従って前記音声信号に含まれる雑音を抑制するフィルタの特性を変化させるフィルタ制御手段と、を有することを特徴とする雑音抑制装置である。
請求項２記載の発明は、前記フィルタ制御手段は、前記第１判定手段により閾値を超えていると判定された周波数部分に対して選択的に雑音を抑制するようにフィルタの特性を変化させることを特徴とする請求項１に記載の雑音抑制装置である。
請求項３記載の発明は、前記第１抽出手段は、前記音声信号のうち人間の可聴周波特性における高感度域の上限周波数付近から可聴周波数の上限周波数付近までを含む周波数範囲の信号である高周波数帯域信号を抽出することを特徴とする請求項２記載の雑音抑制装置である。
請求項４記載の発明は、前記音声信号のうち可聴周波数の下限周波数付近から人間の可聴周波特性における高感度域の上限周波数付近までを含む周波数範囲の信号である低周波数帯域信号を抽出する第２抽出手段と、前記低周波数帯域信号の音量レベルである低域音量レベルを測定する第２測定手段と、前記低域音量レベルが所定レベル以下であるか否かを判定する第２判定手段と、前記第２判定手段の判定結果が肯定の場合に、前記抑制手段による処理を行う制御手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項３記載の雑音抑制装置である。
請求項５記載の発明は、前記制御手段は、前記第２判定手段の判定結果が肯定の場合に、前記抑制手段によるフィルタの特性を変化させる処理を行わせることを特徴とする請求項４記載の雑音抑制装置である。
請求項６記載の発明は、前記制御手段は、前記第２判定手段の判定結果が肯定の場合に、前記抑制手段による雑音の抑制処理を行わせることを特徴とする請求項４記載の雑音抑制装置である。
請求項７記載の発明は、前記第１判定手段は、前記補正後の高域音量レベルが閾値を超えていると判断された周波数部分の中で、更にその高域音量レベルが上位から所定数の周波数部分を判定することを特徴とする請求項２記載の雑音抑制装置である。
請求項８記載の発明は、前記補正手段は、高域側に行くにつれて前記各分割部分ごとの高域音量レベルを低下させるように補正することを特徴とする請求項１に記載の雑音抑制装置である。
請求項９記載の発明は、可聴周波数の音声信号を取り込む取り込み工程と、前記音声信号のうち所定の周波数以上の周波数範囲の信号である高周波数帯域信号を抽出する第１抽出工程と、前記高周波数帯域信号を所定周波数幅ずつに分割する分割工程と、各分割部分の音量レベルである高域音量レベルを測定する第１測定工程と、前記各分割部分ごとの高域音量レベルを人間の可聴周波特性に基づいて補正する補正工程と、前記補正後の高域音量レベルが閾値を超えているか否かを判定する第１判定工程と、前記第１判定工程の判定結果に従って前記音声信号に含まれる雑音を抑制するフィルタの特性を変化させるフィルタ制御工程と、を含むことを特徴とする雑音抑制方法である。
請求項１０記載の発明は、雑音抑制装置のコンピュータを、可聴周波数の音声信号を取り込む取り込み手段、前記音声信号のうち所定の周波数以上の周波数範囲の信号である高周波数帯域信号を抽出する第１抽出手段、前記高周波数帯域信号を所定周波数幅ずつに分割する分割手段、各分割部分の音量レベルである高域音量レベルを測定する第１測定手段、前記各分割部分ごとの高域音量レベルを人間の可聴周波特性に基づいて補正する補正手段、前記補正後の高域音量レベルが閾値を超えているか否かを判定する第１判定手段、前記第１判定手段の判定結果に従って前記音声信号に含まれる雑音を抑制するフィルタの特性を変化させるフィルタ制御手段、として機能させるためのプログラム。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、より効果的に雑音を抑制できる雑音抑制装置、雑音抑制方法およ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】
【０００８】
【図１】実施形態に係る雑音抑制装置のブロック構成図である。
【図２】周波数帯域の説明図である。
【図３】本実施形態の雑音抑制装置１の動作フローを示す図である。
【図４】補正前／後の高域音量レベルの様子とその補正結果に基づくノッチフィルタ部１１の制御の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、実施形態に係る雑音抑制装置のブロック構成図である。
この図において、雑音抑制装置１は、信号入力部２、低周波数帯域信号抽出部３、低域音量レベル測定部４、雑音測定可能状態判定部５、高周波数帯域信号抽出部６、周波数分割部７、高域音量レベル測定部８、レベル補正部９、フィルタ制御部１０、ノッチフィルタ部１１および信号出力部１２を備える。
【００１０】
雑音抑制装置１の主機能は、コンピュータによってソフトウェア的に実現することができる。これは、信号入力部２や信号出力部１２はコンピュータの入／出力部に相当し、また、低周波数帯域信号抽出部３や低域音量レベル測定部４、雑音測定可能状態判定部５、高周波数帯域信号抽出部６、周波数分割部７、高域音量レベル測定部８、レベル補正部９およびフィルタ制御部１０は演算部に相当し、ノッチフィルタ部１１は演算部の制御対象要素に相当するからである。
【００１１】
信号入力部２は、雑音抑制の対象となる可聴周波数の音声信号を入力する部分であり、この信号入力部２は、たとえば、マイクロフォンなどのように音源から発生している音を電気信号に変換してリアルタイムに取り込むものであってもよいし、あるいは、アナログやデジタルデータ形式のオーディオファイル等のように、事前に作成され、もしくは、リアルタイムに作成された音データを取り込むものであってもよい。
【００１２】
低周波数帯域信号抽出部３は、信号入力部２を介して取り込まれた可聴周波数の音声信号から「低周波数帯域信号」を抽出する。ここで、可聴周波数や低周波数帯域信号は、以下のように示される。
【００１３】
図２は、周波数帯域の説明図である。この図において、最上段の目盛りは人間が認識できる周波数（可聴周波数：およそ２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚの範囲、可聴域ともいう）を表している。一般的に人の声は男性で３００Ｈｚ〜５５０Ｈｚ、女性で４００Ｈｚ〜９００Ｈｚといわれている。可聴周波数は、これらの男声や女声の音域とともに、さらにより高域の音（〜２０ＫＨｚ）までをカバーしているが、とりわけ、高域側に含まれる不要な音（エアコンの風切り音など）は耳障りに感じることが多い。
【００１４】
上記のように、可聴周波数はおよそ２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚであるが、この周波数範囲内の音が人の耳にすべてフラットに聞こえるのではなく、実際には、およそ３ＫＨｚ〜４ＫＨｚ付近で最もよく聞こえ（高感度に聞こえ）、可聴周波数の下限周波数付近と上限周波数付近でなだらかに聞こえなくなるという特性（可聴周波特性という）を持つ。以下、最もよく聞こえる感度域のことを「高感度域」ということにする。なお、高感度域の周波数は、本明細書では３ＫＨｚ〜４ＫＨｚとしているが、これは一例である。文献によっては１ＫＨｚ〜３．５ＫＨｚとされているものもある。いずれにせよ可聴周波特性に個人差があることは間違いないから、この高感度域の周波数についてもその範囲を一つの値に絞り込むことに意味はない。本明細書では３ＫＨｚ〜４ＫＨｚとするが、これは説明の便宜に過ぎず、要は、可聴周波特性における高感度域を意味するものであればよい。
【００１５】
低周波数帯域信号抽出部３は、可聴周波特性における高感度域の上限周波数（４ＫＨｚ）を境にして、それよりも低周波数側の帯域信号（低周波数帯域信号）を抽出する。低周波数帯域信号の下限周波数は２０Ｈｚでもよいが、人の声のうち最も低い周波数を持つ男声の下限周波数（３００Ｈｚ）付近またはそれよりも若干低い周波数としてもよい。以下、この実施形態における低周波数帯域信号は、説明の便宜上、３００Ｈｚ〜４ＫＨｚとする。なお、これらの周波数の値は厳密さを要しない。おおよその値であればよい。要は、人の声の帯域全体を概ね含み、且つ、可聴周波特性における高感度域（３ＫＨｚ〜４Ｋｚ）までを概ね含むものであればよい。
【００１６】
なお、図２における「高周波数帯域信号」は、可聴周波数から低周波数帯域信号を除いた部分である。要するに、可聴周波特性における高感度域（３Ｋｚ〜４Ｋｚ）の上限周波数（４ＫＨｚ）を境にして、それよりも高周波数側の部分のこと（４ＫＨｚ〜２０ＫＨｚ）をいう。この「高周波数帯域信号」については後で説明する。また、図中最下段のスイープ範囲（周波数走査範囲）やその分割幅（２００Ｈｚ幅）についても後で説明する。
【００１７】
再び図１に戻り、低域音量レベル測定部４は、低周波数帯域信号抽出部３によって抽出された低周波数帯域信号の音量レベル（以下、低域音量レベルという）を測定する。低域音量レベルは、低周波数帯域信号の時間積分値に相当し、この積分値は、低周波数帯域信号を時間軸に沿って細かくサンプリングし、全てのサンプリング値を積算することによって得ることができる。
【００１８】
雑音測定可能状態判定部５は、低域音量レベルが所定レベル以下の時に「雑音測定可能状態」にあると判定する。これは、低域音量レベルが所定レベル以下の時は、音が少ない静粛な環境であって、このような静粛環境下では、以下に説明する雑音測定動作を支障なく行うことができるからである。
また、人間が特に注目している音域の音量（低域音量レベル）が高い時には、他の音域の雑音はそれほど気にならないので、低域音量レベルが所定レベル以下の時だけ雑音除去を行う周波数の最適化（再設定処理）を行ったり、低域音量レベルが所定レベル以下の時だけ雑音除去処理を行うのはより効果的である。
【００１９】
高周波数帯域信号抽出部６は、雑音測定可能状態判定部５で「雑音測定可能状態」が判定されたときに、信号入力部２を介して取り込まれた可聴周波数の音声信号から、図２に示す「高周波数帯域信号」、つまり、可聴周波特性における高感度域（３Ｋｚ〜４Ｋｚ）の上限周波数（４ＫＨｚ）を境にして、それよりも高周波数側の部分（４ＫＨｚ〜２０ＫＨｚ）を抽出する。
【００２０】
周波数分割部７は、抽出した「高周波数帯域信号」を所定幅（図２の２００Ｈｚ幅を参照）ずつ細分化し、高域音量レベル測定部８は、それぞれの細分化部分の音量レベル（以下、高域音量レベルという）を測定する。この高域音量レベルについても、先の低域音量レベルと同様の時間積分による手法、つまり、高周波数帯域信号の各細分化部を時間軸に沿って細かくサンプリングし、全てのサンプリング値を積算することによって得ることができる。ここで、周波数分割部７における「高周波数帯域信号」の分割数（細分化数）を便宜的にｎ個としたとき、高域音量レベルの数も同数（ｎ個）になる。すなわち、１〜ｎの細分化部につき、それぞれの高域音量レベル（１〜ｎまでの高域音量レベル）が得られる。
【００２１】
レベル補正部９は、そのようにして得られた１〜ｎまでの高域音量レベルについて、人間の“可聴周波特性”を考慮した補正を行う。可聴周波特性とは、「人間の耳には、可聴周波数（２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚ）の音がすべてフラットに聞こえるのではなく、実際には、〔ｉ〕およそ３ＫＨｚ〜４ＫＨｚ付近で最もよく聞こえ、且つ、〔ｉｉ〕可聴周波数の下限周波数付近でなだらかに聞こえなくなるとともに、〔ｉｉｉ〕可聴周波数の上限周波数付近でもなだらかに聞こえなくなる」という特性のことをいう。レベル補正部９における“考慮”とは、この可聴周波特性における三番目の特性〔ｉｉｉ〕を利用することをいう。この三番目の特性〔ｉｉｉ〕は、上記のとおり、「可聴周波数の上限周波数付近でなだらかに聞こえなくなる」というものであって、この特性は年齢によって多少異なる（老年になるほど聞こえにくくなる）が、年齢を問わず「周波数が高くなるにつれて聞こえにくくなる」という点で共通する。
【００２２】
このような「人間の可聴周波特性を考慮した補正」を行う理由は、以下のとおりである。まず、前記の「高域音量レベル」は可聴周波特性における高感度域の上限周波数（４ＫＨｚ）を超える範囲の音、すなわち、人間の声や、聴覚上、敏感な音を含まない高域の音レベルであるから、しかも、低域音量レベルが所定レベル以下の時のもの（静粛環境時のもの）であるから、これらの高域音量レベルは、もっぱら不要な雑音のレベルを表しているといえる。
【００２３】
したがって、一つの対応策としては、これらの高域音量レベルが所定の閾値を超えているときに無視できない程度の雑音が生じているものとし、それらの高域音量レベル（１〜ｎの高域音量レベル）に対応した周波数を抑制するように、ノッチフィルタ部１１のノッチを制御してもよい。
【００２４】
しかしながら、このような対応策では、無駄なノッチ制御を免れない。人間の可聴周波特性は年齢を問わず「周波数が高くなるにつれて聞こえにくくなる」という傾向があるからである。つまり、仮に、１〜ｎの高域音量レベルのうち、高域側の任意のｘ番目の高域音量レベルが閾値を上回っていたとしても、人間の可聴周波特性により、そのような高域側の雑音は人の耳に知覚されない可能性があるからであり、そのようなｘ番目の高域音量レベルに基づくノッチ制御は無駄だからである。
【００２５】
本実施形態のレベル補正部９は、かかる無駄なノッチ制御を回避して、効率よく雑音を抑制するために設けられている。
【００２６】
フィルタ制御部１０は、人間の可聴周波特性に基づいて補正された高域音量レベルが所定の閾値を超えているか否かを判定し、所定の閾値を超えていた場合に、その高域音量レベルに対応する周波数の信号を抑制するために、ノッチフィルタ部１１の所要のノッチ（閾値を超えた高域音量レベルに対応する周波数のノッチ）をＯＮにする。このノッチは、いわば、周波数可変の信号通過阻止（または通過抑制）要素であり、その設定周波数や通過阻止レベルがレベル補正部９の補正結果によって適応的に制御されるものである。
【００２７】
信号出力部１２は、ノッチフィルタ部１１を通過した信号を任意の回路に出力する。出力信号はアナログであってもよいし、デジタルであってもよい。
【００２８】
本実施形態の雑音抑制装置１の動作は、後で説明する動作フロー（図３参照）からも明らかになるが、まず、入力信号から低周波数帯域信号を抽出してその音量レベル（低域音量レベル）を測定し、その低域音量レベルが所定レベル以下の時に静粛環境の雑音測定可能状態であると判定する。そして、雑音測定可能状態を判定すると、次に、入力信号から高周波数帯域信号を抽出して、その高周波数帯域信号を所定幅（図２では２００Ｈｚ幅）ずつｎ個に細分化して、１〜ｎの細分化部分ごとに音量レベル（１〜ｎの高域音量レベル）を測定する。次いで、それらの１〜ｎの高域音量レベルを人間の可聴周波特性で補正した後、その補正結果に基づいてノッチフィルタ部１１を制御するという流れになる。
【００２９】
図３は、本実施形態の雑音抑制装置１の動作フローを示す図である。この動作フローは、まず、入力信号から低周波数帯域信号を抽出し（ステップＳ１）、次いで、その音量レベル（低域音量レベル）を測定する（ステップＳ２）。そして、その低域音量レベルが所定レベル以下であるか否かを判定し（ステップＳ３）、所定レベル以下の時に静粛環境の雑音測定可能状態にあると判断する。
【００３０】
そして、雑音測定可能状態にある場合には、まず、入力信号から高周波数帯域信号を抽出するとともに、スイープ開始周波数に初期値、つまり、可聴周波特性における高感度域の上限周波数（４ＫＨｚ）をセットする（ステップＳ４）。
【００３１】
次いで、高周波数帯域信号から、スイープ開始周波数（４ＫＨｚ）を起点に高周波側に向かって所定幅（２００ＫＨｚ）を抽出し（ステップＳ５）、その抽出部分の音量レベル（高域音量レベル）を測定する（ステップＳ６）。
【００３２】
次いで、ステップＳ６で測定した高域音量レベルに対して人間の可聴周波特性に基づく補正を行い（ステップＳ７）、スイープ開始周波数を更新（前回のスイープ開始周波数＋２００Ｈｚ）し（ステップＳ８）、高周波数帯域信号の帯域すべてをスイープしたか否かを判定する（ステップＳ９）。
【００３３】
高周波数帯域信号の帯域すべてをスイープしていなければ、再びステップＳ５以降を繰り返し、高周波数帯域信号の帯域すべてをスイープしていれば、ステップＳ７の補正結果に基づいてノッチフィルタ部１１を制御（ステップＳ１０）してフローを終了する。
【００３４】
図４は、補正前／後の高域音量レベルの様子とその補正結果に基づくノッチフィルタ部１１の制御の様子を示す図である。補正前の高域音量レベルの様子は（ａ）に示されている。（ａ）において、閾値を超えた三つのピーク１３〜１５が便宜的に描かれている。これらのピーク１３〜１５は「高域音量レベル」を表しており、閾値を超えていることから、不要な雑音に相当する。
【００３５】
さて、先にも説明したとおり、人間の可聴周波特性は年齢を問わず「周波数が高くなるにつれて聞こえにくくなる」という傾向がある。（ｂ）は、可聴周波特性の模式図であり、周波数が高くなるにつれて感度が低下する特性線１６が描かれている。
【００３６】
（ｃ）は、この特性線１６に基づいて高域音量レベルを補正したものである。つまり、「周波数が高くなるにつれて聞こえにくくなる」という傾向を考慮し、補正前の高域音量レベル（ピーク１３〜１５）を（ｂ）の特性線１６の傾きに沿って高周波側に行くほどレベルが低下するように補正したものである。
【００３７】
この（ｃ）からも理解されるように、補正後の高域音量レベル（ピーク１３〜１５）は、左端の高域音量レベル（ピーク１３）だけが閾値を超え、残り二つの高域音量レベル（ピーク１４、１５）は閾値以下に収まっている。これは、補正前の高域音量レベル（ピーク１３〜１５）を（ｂ）の特性線１６の傾きに沿って高周波側に行くほどレベルが低下するように補正したからである。
【００３８】
したがって、図示の例によれば、ノッチフィルタ部１１の制御は、閾値を上回っている一つの高域音量レベル（ピーク１３）に対応した１カ所だけ（図中のＯＮ部分）に行うことになり、残りの二つ（（ピーク１４、１５）についてはノッチフィルタ部１１の制御を行わない（図中のＯＦＦ部分）。
【００３９】
以上のようにしたから、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）ノッチフィルタ部１１の無駄な制御を回避できる。すなわち、高域音量レベルが閾値を超えたとしても、その結果だけではノッチフィルタ部１１を制御せず、人間の可聴周波特性に基づく補正を行った後で、それでも閾値を超えた場合にのみ、不要な雑音が混じっているものと判断してノッチフィルタ部１１を制御するようにした。これにより、ノッチフィルタ部１１の無駄な制御を回避し、より効果的に雑音を抑制することができた。
【００４０】
（２）従来技術（特許文献１）のようなデジタルスペクトルフィルタを用いる必要がなく、コストを掛けずに簡単な仕組みで所要の雑音抑制を行うことができる。
（３）また、背景技術の説明で述べた、エアコンを付けながらテレビを視聴する場合で考えると、テレビの音量が大きいときはエアコンから発生する高周波雑音をカットせずに高品質のテレビ音声を聞き、テレビの音量が小さいときはエアコンから発生する高周波雑音をカットしてエアコンの雑音を気にならなくするような効果的な雑音抑制を行うことができる。
（４）また、バッテリー駆動を行う電子機器などでは、テレビの音量が大きいときは無駄な雑音抑制処理の実行を中断して電池寿命を延ばすことも可能となる。
【００４１】
なお、上記実施形態においては、ステップＳ２で測定された音量レベルが所定以下である場合にノッチフィルタ部１１の設定周波数の切換制御を行うようにしたが、ステップＳ２で測定された音量レベルが所定以上である場合には、ノッチフィルタ部１１での雑音抑制処理を行わず、音量レベルが所定以下となった場合に、ノッチフィルタ部１１での雑音抑制処理を開始するようにしてもよい。
また、ステップＳ２で測定された音量レベルが高いほど、ステップＳ１０において不要な雑音と判断する閾値を高くするように制御してもよい。
また、上記実施形態においては、「高周波数帯域信号」を分割した１〜ｎの高域音量レベルのうち、閾値を上回っていた部分だけノッチフィルタを設定するようにしたが、閾値とは関係なく、１〜ｎの高域音量レベルのうち上位から所定数の部分だけノッチフィルタを設定するようにしてもよい。
また、閾値を上回っていた部分の中で更に上位から所定数の部分だけノッチフィルタを設定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１ 雑音抑制装置
２ 信号入力部（取り込み手段）
３ 低周波数帯域信号抽出部（第２抽出手段）
４ 低域音量レベル測定部（第２測定手段）
５ 雑音測定可能状態判定部（第２判定手段）
６ 高周波数帯域信号抽出部（第１抽出手段）
７ 周波数分割部（分割手段）
８ 高域音量レベル測定部（第１測定手段）
９ レベル補正部（補正手段）
１０ フィルタ制御部（第１判定手段、フィルタ制御手段）
１１ ノッチフィルタ部（フィルタ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雑音抑制装置、雑音抑制方法およびプログラムに関し、詳しくは、可聴周波数に含まれる耳障りな音（以下、雑音）をより効果的に抑制できる雑音抑制装置、雑音抑制方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
録音装置などの音を取り扱う電子機器では、雑音をできるだけ少なくすることが求められる。このような雑音を抑制するためには、雑音の周波数やレベルを測定し、その測定結果に基づいて不要な信号成分を抑制することが行われている。たとえば、下記の特許文献１には、アナログ音声信号をＡ／Ｄ変換器でサンプリングし、サンプリングしたデジタル信号の雑音の抑圧を行う仕組みが開示されており、具体的には、デジタルスペクトルフィルタを用いてデジタル信号から雑音を除去している。
ところで、人の声を録音するような場合に、聞きたいのは人の声だけだからといって、人の声の周波数からかけ離れた高い周波数（例えば４ＫＨｚ以上）の音を全てカットしてしまうと、後から再生して聞いたときに音質が悪く感じる。
また、エアコンを付けながらテレビを視聴している場合に、テレビの音量が大きいときはエアコンの雑音が気にならないが、テレビを消したり音量を小さくした瞬間にエアコンの雑音が気になり始めることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１９７０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の技術は、デジタルスペクトルフィルタを用いるため、仕組みが大がかりとなってコストアップを免れないという問題点がある。また、単純に電子機器で音声データを収集するだけでなく、後で人間が再生して聞くことを考えると、必ずしも効果的に雑音を抑制することはできなかった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、より効果的に雑音を抑制できる雑音抑制装置、雑音抑制方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、可聴周波数の音声信号を取り込む取り込み手段と、前記音声信号の雑音を抑制する抑制手段と、を備え、前記抑制手段は、前記音声信号のうち所定の周波数以上の周波数範囲の信号である高周波数帯域信号を抽出する第１抽出手段と、前記高周波数帯域信号を所定周波数幅ずつに分割する分割手段と、各分割部分の音量レベルである高域音量レベルを測定する第１測定手段と、前記各分割部分ごとの高域音量レベルを人間の可聴周波特性に基づいて補正する補正手段と、前記補正後の高域音量レベルが閾値を超えているか否かを判定する第１判定手段と、前記第１判定手段の判定結果に従って前記音声信号に含まれる雑音を抑制するフィルタの特性を変化させるフィルタ制御手段と、を有することを特徴とする雑音抑制装置である。
請求項２記載の発明は、前記フィルタ制御手段は、前記第１判定手段により閾値を超えていると判定された周波数部分に対して選択的に雑音を抑制するようにフィルタの特性を変化させることを特徴とする請求項１に記載の雑音抑制装置である。
請求項３記載の発明は、前記第１抽出手段は、前記音声信号のうち人間の可聴周波特性における高感度域の上限周波数付近から可聴周波数の上限周波数付近までを含む周波数範囲の信号である高周波数帯域信号を抽出することを特徴とする請求項２記載の雑音抑制装置である。
請求項４記載の発明は、前記音声信号のうち可聴周波数の下限周波数付近から人間の可聴周波特性における高感度域の上限周波数付近までを含む周波数範囲の信号である低周波数帯域信号を抽出する第２抽出手段と、前記低周波数帯域信号の音量レベルである低域音量レベルを測定する第２測定手段と、前記低域音量レベルが所定レベル以下であるか否かを判定する第２判定手段と、前記第２判定手段の判定結果が肯定の場合に、前記抑制手段による処理を行う制御手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項３記載の雑音抑制装置である。
請求項５記載の発明は、前記制御手段は、前記第２判定手段の判定結果が肯定の場合に、前記抑制手段によるフィルタの特性を変化させる処理を行わせることを特徴とする請求項４記載の雑音抑制装置である。
請求項６記載の発明は、前記制御手段は、前記第２判定手段の判定結果が肯定の場合に、前記抑制手段による雑音の抑制処理を行わせることを特徴とする請求項４記載の雑音抑制装置である。
請求項７記載の発明は、前記第１判定手段は、前記補正後の高域音量レベルが閾値を超えていると判断された周波数部分の中で、更にその高域音量レベルが上位から所定数の周波数部分を判定することを特徴とする請求項２記載の雑音抑制装置である。
請求項８記載の発明は、前記補正手段は、高域側に行くにつれて前記各分割部分ごとの高域音量レベルを低下させるように補正することを特徴とする請求項１に記載の雑音抑制装置である。
請求項９記載の発明は、可聴周波数の音声信号を取り込む取り込み工程と、前記音声信号のうち所定の周波数以上の周波数範囲の信号である高周波数帯域信号を抽出する第１抽出工程と、前記高周波数帯域信号を所定周波数幅ずつに分割する分割工程と、各分割部分の音量レベルである高域音量レベルを測定する第１測定工程と、前記各分割部分ごとの高域音量レベルを人間の可聴周波特性に基づいて補正する補正工程と、前記補正後の高域音量レベルが閾値を超えているか否かを判定する第１判定工程と、前記第１判定工程の判定結果に従って前記音声信号に含まれる雑音を抑制するフィルタの特性を変化させるフィルタ制御工程と、を含むことを特徴とする雑音抑制方法である。
請求項１０記載の発明は、雑音抑制装置のコンピュータを、可聴周波数の音声信号を取り込む取り込み手段、前記音声信号のうち所定の周波数以上の周波数範囲の信号である高周波数帯域信号を抽出する第１抽出手段、前記高周波数帯域信号を所定周波数幅ずつに分割する分割手段、各分割部分の音量レベルである高域音量レベルを測定する第１測定手段、前記各分割部分ごとの高域音量レベルを人間の可聴周波特性に基づいて補正する補正手段、前記補正後の高域音量レベルが閾値を超えているか否かを判定する第１判定手段、前記第１判定手段の判定結果に従って前記音声信号に含まれる雑音を抑制するフィルタの特性を変化させるフィルタ制御手段、として機能させるためのプログラム。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、より効果的に雑音を抑制できる雑音抑制装置、雑音抑制方法およ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】
【０００８】
【図１】実施形態に係る雑音抑制装置のブロック構成図である。
【図２】周波数帯域の説明図である。
【図３】本実施形態の雑音抑制装置１の動作フローを示す図である。
【図４】補正前／後の高域音量レベルの様子とその補正結果に基づくノッチフィルタ部１１の制御の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、実施形態に係る雑音抑制装置のブロック構成図である。
この図において、雑音抑制装置１は、信号入力部２、低周波数帯域信号抽出部３、低域音量レベル測定部４、雑音測定可能状態判定部５、高周波数帯域信号抽出部６、周波数分割部７、高域音量レベル測定部８、レベル補正部９、フィルタ制御部１０、ノッチフィルタ部１１および信号出力部１２を備える。
【００１０】
雑音抑制装置１の主機能は、コンピュータによってソフトウェア的に実現することができる。これは、信号入力部２や信号出力部１２はコンピュータの入／出力部に相当し、また、低周波数帯域信号抽出部３や低域音量レベル測定部４、雑音測定可能状態判定部５、高周波数帯域信号抽出部６、周波数分割部７、高域音量レベル測定部８、レベル補正部９およびフィルタ制御部１０は演算部に相当し、ノッチフィルタ部１１は演算部の制御対象要素に相当するからである。
【００１１】
信号入力部２は、雑音抑制の対象となる可聴周波数の音声信号を入力する部分であり、この信号入力部２は、たとえば、マイクロフォンなどのように音源から発生している音を電気信号に変換してリアルタイムに取り込むものであってもよいし、あるいは、アナログやデジタルデータ形式のオーディオファイル等のように、事前に作成され、もしくは、リアルタイムに作成された音データを取り込むものであってもよい。
【００１２】
低周波数帯域信号抽出部３は、信号入力部２を介して取り込まれた可聴周波数の音声信号から「低周波数帯域信号」を抽出する。ここで、可聴周波数や低周波数帯域信号は、以下のように示される。
【００１３】
図２は、周波数帯域の説明図である。この図において、最上段の目盛りは人間が認識できる周波数（可聴周波数：およそ２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚの範囲、可聴域ともいう）を表している。一般的に人の声は男性で３００Ｈｚ〜５５０Ｈｚ、女性で４００Ｈｚ〜９００Ｈｚといわれている。可聴周波数は、これらの男声や女声の音域とともに、さらにより高域の音（〜２０ＫＨｚ）までをカバーしているが、とりわけ、高域側に含まれる不要な音（エアコンの風切り音など）は耳障りに感じることが多い。
【００１４】
上記のように、可聴周波数はおよそ２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚであるが、この周波数範囲内の音が人の耳にすべてフラットに聞こえるのではなく、実際には、およそ３ＫＨｚ〜４ＫＨｚ付近で最もよく聞こえ（高感度に聞こえ）、可聴周波数の下限周波数付近と上限周波数付近でなだらかに聞こえなくなるという特性（可聴周波特性という）を持つ。以下、最もよく聞こえる感度域のことを「高感度域」ということにする。なお、高感度域の周波数は、本明細書では３ＫＨｚ〜４ＫＨｚとしているが、これは一例である。文献によっては１ＫＨｚ〜３．５ＫＨｚとされているものもある。いずれにせよ可聴周波特性に個人差があることは間違いないから、この高感度域の周波数についてもその範囲を一つの値に絞り込むことに意味はない。本明細書では３ＫＨｚ〜４ＫＨｚとするが、これは説明の便宜に過ぎず、要は、可聴周波特性における高感度域を意味するものであればよい。
【００１５】
低周波数帯域信号抽出部３は、可聴周波特性における高感度域の上限周波数（４ＫＨｚ）を境にして、それよりも低周波数側の帯域信号（低周波数帯域信号）を抽出する。低周波数帯域信号の下限周波数は２０Ｈｚでもよいが、人の声のうち最も低い周波数を持つ男声の下限周波数（３００Ｈｚ）付近またはそれよりも若干低い周波数としてもよい。以下、この実施形態における低周波数帯域信号は、説明の便宜上、３００Ｈｚ〜４ＫＨｚとする。なお、これらの周波数の値は厳密さを要しない。おおよその値であればよい。要は、人の声の帯域全体を概ね含み、且つ、可聴周波特性における高感度域（３ＫＨｚ〜４Ｋｚ）までを概ね含むものであればよい。
【００１６】
なお、図２における「高周波数帯域信号」は、可聴周波数から低周波数帯域信号を除いた部分である。要するに、可聴周波特性における高感度域（３Ｋｚ〜４Ｋｚ）の上限周波数（４ＫＨｚ）を境にして、それよりも高周波数側の部分のこと（４ＫＨｚ〜２０ＫＨｚ）をいう。この「高周波数帯域信号」については後で説明する。また、図中最下段のスイープ範囲（周波数走査範囲）やその分割幅（２００Ｈｚ幅）についても後で説明する。
【００１７】
再び図１に戻り、低域音量レベル測定部４は、低周波数帯域信号抽出部３によって抽出された低周波数帯域信号の音量レベル（以下、低域音量レベルという）を測定する。低域音量レベルは、低周波数帯域信号の時間積分値に相当し、この積分値は、低周波数帯域信号を時間軸に沿って細かくサンプリングし、全てのサンプリング値を積算することによって得ることができる。
【００１８】
雑音測定可能状態判定部５は、低域音量レベルが所定レベル以下の時に「雑音測定可能状態」にあると判定する。これは、低域音量レベルが所定レベル以下の時は、音が少ない静粛な環境であって、このような静粛環境下では、以下に説明する雑音測定動作を支障なく行うことができるからである。
また、人間が特に注目している音域の音量（低域音量レベル）が高い時には、他の音域の雑音はそれほど気にならないので、低域音量レベルが所定レベル以下の時だけ雑音除去を行う周波数の最適化（再設定処理）を行ったり、低域音量レベルが所定レベル以下の時だけ雑音除去処理を行うのはより効果的である。
【００１９】
高周波数帯域信号抽出部６は、雑音測定可能状態判定部５で「雑音測定可能状態」が判定されたときに、信号入力部２を介して取り込まれた可聴周波数の音声信号から、図２に示す「高周波数帯域信号」、つまり、可聴周波特性における高感度域（３Ｋｚ〜４Ｋｚ）の上限周波数（４ＫＨｚ）を境にして、それよりも高周波数側の部分（４ＫＨｚ〜２０ＫＨｚ）を抽出する。
【００２０】
周波数分割部７は、抽出した「高周波数帯域信号」を所定幅（図２の２００Ｈｚ幅を参照）ずつ細分化し、高域音量レベル測定部８は、それぞれの細分化部分の音量レベル（以下、高域音量レベルという）を測定する。この高域音量レベルについても、先の低域音量レベルと同様の時間積分による手法、つまり、高周波数帯域信号の各細分化部を時間軸に沿って細かくサンプリングし、全てのサンプリング値を積算することによって得ることができる。ここで、周波数分割部７における「高周波数帯域信号」の分割数（細分化数）を便宜的にｎ個としたとき、高域音量レベルの数も同数（ｎ個）になる。すなわち、１〜ｎの細分化部につき、それぞれの高域音量レベル（１〜ｎまでの高域音量レベル）が得られる。
【００２１】
レベル補正部９は、そのようにして得られた１〜ｎまでの高域音量レベルについて、人間の“可聴周波特性”を考慮した補正を行う。可聴周波特性とは、「人間の耳には、可聴周波数（２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚ）の音がすべてフラットに聞こえるのではなく、実際には、〔ｉ〕およそ３ＫＨｚ〜４ＫＨｚ付近で最もよく聞こえ、且つ、〔ｉｉ〕可聴周波数の下限周波数付近でなだらかに聞こえなくなるとともに、〔ｉｉｉ〕可聴周波数の上限周波数付近でもなだらかに聞こえなくなる」という特性のことをいう。レベル補正部９における“考慮”とは、この可聴周波特性における三番目の特性〔ｉｉｉ〕を利用することをいう。この三番目の特性〔ｉｉｉ〕は、上記のとおり、「可聴周波数の上限周波数付近でなだらかに聞こえなくなる」というものであって、この特性は年齢によって多少異なる（老年になるほど聞こえにくくなる）が、年齢を問わず「周波数が高くなるにつれて聞こえにくくなる」という点で共通する。
【００２２】
このような「人間の可聴周波特性を考慮した補正」を行う理由は、以下のとおりである。まず、前記の「高域音量レベル」は可聴周波特性における高感度域の上限周波数（４ＫＨｚ）を超える範囲の音、すなわち、人間の声や、聴覚上、敏感な音を含まない高域の音レベルであるから、しかも、低域音量レベルが所定レベル以下の時のもの（静粛環境時のもの）であるから、これらの高域音量レベルは、もっぱら不要な雑音のレベルを表しているといえる。
【００２３】
したがって、一つの対応策としては、これらの高域音量レベルが所定の閾値を超えているときに無視できない程度の雑音が生じているものとし、それらの高域音量レベル（１〜ｎの高域音量レベル）に対応した周波数を抑制するように、ノッチフィルタ部１１のノッチを制御してもよい。
【００２４】
しかしながら、このような対応策では、無駄なノッチ制御を免れない。人間の可聴周波特性は年齢を問わず「周波数が高くなるにつれて聞こえにくくなる」という傾向があるからである。つまり、仮に、１〜ｎの高域音量レベルのうち、高域側の任意のｘ番目の高域音量レベルが閾値を上回っていたとしても、人間の可聴周波特性により、そのような高域側の雑音は人の耳に知覚されない可能性があるからであり、そのようなｘ番目の高域音量レベルに基づくノッチ制御は無駄だからである。
【００２５】
本実施形態のレベル補正部９は、かかる無駄なノッチ制御を回避して、効率よく雑音を抑制するために設けられている。
【００２６】
フィルタ制御部１０は、人間の可聴周波特性に基づいて補正された高域音量レベルが所定の閾値を超えているか否かを判定し、所定の閾値を超えていた場合に、その高域音量レベルに対応する周波数の信号を抑制するために、ノッチフィルタ部１１の所要のノッチ（閾値を超えた高域音量レベルに対応する周波数のノッチ）をＯＮにする。このノッチは、いわば、周波数可変の信号通過阻止（または通過抑制）要素であり、その設定周波数や通過阻止レベルがレベル補正部９の補正結果によって適応的に制御されるものである。
【００２７】
信号出力部１２は、ノッチフィルタ部１１を通過した信号を任意の回路に出力する。出力信号はアナログであってもよいし、デジタルであってもよい。
【００２８】
本実施形態の雑音抑制装置１の動作は、後で説明する動作フロー（図３参照）からも明らかになるが、まず、入力信号から低周波数帯域信号を抽出してその音量レベル（低域音量レベル）を測定し、その低域音量レベルが所定レベル以下の時に静粛環境の雑音測定可能状態であると判定する。そして、雑音測定可能状態を判定すると、次に、入力信号から高周波数帯域信号を抽出して、その高周波数帯域信号を所定幅（図２では２００Ｈｚ幅）ずつｎ個に細分化して、１〜ｎの細分化部分ごとに音量レベル（１〜ｎの高域音量レベル）を測定する。次いで、それらの１〜ｎの高域音量レベルを人間の可聴周波特性で補正した後、その補正結果に基づいてノッチフィルタ部１１を制御するという流れになる。
【００２９】
図３は、本実施形態の雑音抑制装置１の動作フローを示す図である。この動作フローは、まず、入力信号から低周波数帯域信号を抽出し（ステップＳ１）、次いで、その音量レベル（低域音量レベル）を測定する（ステップＳ２）。そして、その低域音量レベルが所定レベル以下であるか否かを判定し（ステップＳ３）、所定レベル以下の時に静粛環境の雑音測定可能状態にあると判断する。
【００３０】
そして、雑音測定可能状態にある場合には、まず、入力信号から高周波数帯域信号を抽出するとともに、スイープ開始周波数に初期値、つまり、可聴周波特性における高感度域の上限周波数（４ＫＨｚ）をセットする（ステップＳ４）。
【００３１】
次いで、高周波数帯域信号から、スイープ開始周波数（４ＫＨｚ）を起点に高周波側に向かって所定幅（２００ＫＨｚ）を抽出し（ステップＳ５）、その抽出部分の音量レベル（高域音量レベル）を測定する（ステップＳ６）。
【００３２】
次いで、ステップＳ６で測定した高域音量レベルに対して人間の可聴周波特性に基づく補正を行い（ステップＳ７）、スイープ開始周波数を更新（前回のスイープ開始周波数＋２００Ｈｚ）し（ステップＳ８）、高周波数帯域信号の帯域すべてをスイープしたか否かを判定する（ステップＳ９）。
【００３３】
高周波数帯域信号の帯域すべてをスイープしていなければ、再びステップＳ５以降を繰り返し、高周波数帯域信号の帯域すべてをスイープしていれば、ステップＳ７の補正結果に基づいてノッチフィルタ部１１を制御（ステップＳ１０）してフローを終了する。
【００３４】
図４は、補正前／後の高域音量レベルの様子とその補正結果に基づくノッチフィルタ部１１の制御の様子を示す図である。補正前の高域音量レベルの様子は（ａ）に示されている。（ａ）において、閾値を超えた三つのピーク１３〜１５が便宜的に描かれている。これらのピーク１３〜１５は「高域音量レベル」を表しており、閾値を超えていることから、不要な雑音に相当する。
【００３５】
さて、先にも説明したとおり、人間の可聴周波特性は年齢を問わず「周波数が高くなるにつれて聞こえにくくなる」という傾向がある。（ｂ）は、可聴周波特性の模式図であり、周波数が高くなるにつれて感度が低下する特性線１６が描かれている。
【００３６】
（ｃ）は、この特性線１６に基づいて高域音量レベルを補正したものである。つまり、「周波数が高くなるにつれて聞こえにくくなる」という傾向を考慮し、補正前の高域音量レベル（ピーク１３〜１５）を（ｂ）の特性線１６の傾きに沿って高周波側に行くほどレベルが低下するように補正したものである。
【００３７】
この（ｃ）からも理解されるように、補正後の高域音量レベル（ピーク１３〜１５）は、左端の高域音量レベル（ピーク１３）だけが閾値を超え、残り二つの高域音量レベル（ピーク１４、１５）は閾値以下に収まっている。これは、補正前の高域音量レベル（ピーク１３〜１５）を（ｂ）の特性線１６の傾きに沿って高周波側に行くほどレベルが低下するように補正したからである。
【００３８】
したがって、図示の例によれば、ノッチフィルタ部１１の制御は、閾値を上回っている一つの高域音量レベル（ピーク１３）に対応した１カ所だけ（図中のＯＮ部分）に行うことになり、残りの二つ（（ピーク１４、１５）についてはノッチフィルタ部１１の制御を行わない（図中のＯＦＦ部分）。
【００３９】
以上のようにしたから、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）ノッチフィルタ部１１の無駄な制御を回避できる。すなわち、高域音量レベルが閾値を超えたとしても、その結果だけではノッチフィルタ部１１を制御せず、人間の可聴周波特性に基づく補正を行った後で、それでも閾値を超えた場合にのみ、不要な雑音が混じっているものと判断してノッチフィルタ部１１を制御するようにした。これにより、ノッチフィルタ部１１の無駄な制御を回避し、より効果的に雑音を抑制することができた。
【００４０】
（２）従来技術（特許文献１）のようなデジタルスペクトルフィルタを用いる必要がなく、コストを掛けずに簡単な仕組みで所要の雑音抑制を行うことができる。
（３）また、背景技術の説明で述べた、エアコンを付けながらテレビを視聴する場合で考えると、テレビの音量が大きいときはエアコンから発生する高周波雑音をカットせずに高品質のテレビ音声を聞き、テレビの音量が小さいときはエアコンから発生する高周波雑音をカットしてエアコンの雑音を気にならなくするような効果的な雑音抑制を行うことができる。
（４）また、バッテリー駆動を行う電子機器などでは、テレビの音量が大きいときは無駄な雑音抑制処理の実行を中断して電池寿命を延ばすことも可能となる。
【００４１】
なお、上記実施形態においては、ステップＳ２で測定された音量レベルが所定以下である場合にノッチフィルタ部１１の設定周波数の切換制御を行うようにしたが、ステップＳ２で測定された音量レベルが所定以上である場合には、ノッチフィルタ部１１での雑音抑制処理を行わず、音量レベルが所定以下となった場合に、ノッチフィルタ部１１での雑音抑制処理を開始するようにしてもよい。
また、ステップＳ２で測定された音量レベルが高いほど、ステップＳ１０において不要な雑音と判断する閾値を高くするように制御してもよい。
また、上記実施形態においては、「高周波数帯域信号」を分割した１〜ｎの高域音量レベルのうち、閾値を上回っていた部分だけノッチフィルタを設定するようにしたが、閾値とは関係なく、１〜ｎの高域音量レベルのうち上位から所定数の部分だけノッチフィルタを設定するようにしてもよい。
また、閾値を上回っていた部分の中で更に上位から所定数の部分だけノッチフィルタを設定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１ 雑音抑制装置
２ 信号入力部（取り込み手段）
３ 低周波数帯域信号抽出部（第２抽出手段）
４ 低域音量レベル測定部（第２測定手段）
５ 雑音測定可能状態判定部（第２判定手段）
６ 高周波数帯域信号抽出部（第１抽出手段）
７ 周波数分割部（分割手段）
８ 高域音量レベル測定部（第１測定手段）
９ レベル補正部（補正手段）
１０ フィルタ制御部（第１判定手段、フィルタ制御手段）
１１ ノッチフィルタ部（フィルタ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可聴周波数の音声信号を取り込む取り込み手段と、前記音声信号の雑音を抑制する抑制手段と、を備え、
前記抑制手段は、
前記音声信号のうち所定の周波数以上の周波数範囲の信号である高周波数帯域信号を抽出する第１抽出手段と、
前記高周波数帯域信号を所定周波数幅ずつに分割する分割手段と、
各分割部分の音量レベルである高域音量レベルを測定する第１測定手段と、
前記各分割部分ごとの高域音量レベルを人間の可聴周波特性に基づいて補正する補正手段と、
前記補正後の高域音量レベルが閾値を超えているか否かを判定する第１判定手段と、
前記第１判定手段の判定結果に従って前記音声信号に含まれる雑音を抑制するフィルタの特性を変化させるフィルタ制御手段と、を有することを特徴とする雑音抑制装置。
【請求項２】
前記フィルタ制御手段は、前記第１判定手段により閾値を超えていると判定された周波数部分に対して選択的に雑音を抑制するようにフィルタの特性を変化させることを特徴とする請求項１に記載の雑音抑制装置。
【請求項３】
前記第１抽出手段は、前記音声信号のうち人間の可聴周波特性における高感度域の上限周波数付近から可聴周波数の上限周波数付近までを含む周波数範囲の信号である高周波数帯域信号を抽出することを特徴とする請求項２記載の雑音抑制装置。
【請求項４】
前記音声信号のうち可聴周波数の下限周波数付近から人間の可聴周波特性における高感度域の上限周波数付近までを含む周波数範囲の信号である低周波数帯域信号を抽出する第２抽出手段と、
前記低周波数帯域信号の音量レベルである低域音量レベルを測定する第２測定手段と、
前記低域音量レベルが所定レベル以下であるか否かを判定する第２判定手段と、
前記第２判定手段の判定結果が肯定の場合に、前記抑制手段による処理を行う制御手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項３記載の雑音抑制装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第２判定手段の判定結果が肯定の場合に、前記抑制手段によるフィルタの特性を変化させる処理を行わせることを特徴とする請求項４記載の雑音抑制装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第２判定手段の判定結果が肯定の場合に、前記抑制手段による雑音の抑制処理を行わせることを特徴とする請求項４記載の雑音抑制装置。
【請求項７】
前記第１判定手段は、前記補正後の高域音量レベルが閾値を超えていると判断された周波数部分の中で、更にその高域音量レベルが上位から所定数の周波数部分を判定することを特徴とする請求項２記載の雑音抑制装置。
【請求項８】
前記補正手段は、高域側に行くにつれて前記各分割部分ごとの高域音量レベルを低下させるように補正することを特徴とする請求項１に記載の雑音抑制装置。
【請求項９】
可聴周波数の音声信号を取り込む取り込み工程と、
前記音声信号のうち所定の周波数以上の周波数範囲の信号である高周波数帯域信号を抽出する第１抽出工程と、
前記高周波数帯域信号を所定周波数幅ずつに分割する分割工程と、
各分割部分の音量レベルである高域音量レベルを測定する第１測定工程と、
前記各分割部分ごとの高域音量レベルを人間の可聴周波特性に基づいて補正する補正工程と、
前記補正後の高域音量レベルが閾値を超えているか否かを判定する第１判定工程と、
前記第１判定工程の判定結果に従って前記音声信号に含まれる雑音を抑制するフィルタの特性を変化させるフィルタ制御工程と、
を含むことを特徴とする雑音抑制方法。
【請求項１０】
雑音抑制装置のコンピュータを、
可聴周波数の音声信号を取り込む取り込み手段、
前記音声信号のうち所定の周波数以上の周波数範囲の信号である高周波数帯域信号を抽出する第１抽出手段、
前記高周波数帯域信号を所定周波数幅ずつに分割する分割手段、
各分割部分の音量レベルである高域音量レベルを測定する第１測定手段、
前記各分割部分ごとの高域音量レベルを人間の可聴周波特性に基づいて補正する補正手段、
前記補正後の高域音量レベルが閾値を超えているか否かを判定する第１判定手段、
前記第１判定手段の判定結果に従って前記音声信号に含まれる雑音を抑制するフィルタの特性を変化させるフィルタ制御手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１】
可聴周波数の音声信号を取り込む取り込み手段と、前記音声信号の雑音を抑制する抑制手段と、を備え、
前記抑制手段は、
前記音声信号のうち所定の周波数以上の周波数範囲の信号である高周波数帯域信号を抽出する第１抽出手段と、
前記高周波数帯域信号を所定周波数幅ずつに分割する分割手段と、
各分割部分の音量レベルである高域音量レベルを測定する第１測定手段と、
前記各分割部分ごとの高域音量レベルを人間の可聴周波特性に基づいて補正する補正手段と、
前記補正後の高域音量レベルが閾値を超えているか否かを判定する第１判定手段と、
前記第１判定手段の判定結果に従って前記音声信号に含まれる雑音を抑制するフィルタの特性を変化させるフィルタ制御手段と、を有することを特徴とする雑音抑制装置。
【請求項２】
前記フィルタ制御手段は、前記第１判定手段により閾値を超えていると判定された周波数部分に対して選択的に雑音を抑制するようにフィルタの特性を変化させることを特徴とする請求項１に記載の雑音抑制装置。
【請求項３】
前記第１抽出手段は、前記音声信号のうち人間の可聴周波特性における高感度域の上限周波数付近から可聴周波数の上限周波数付近までを含む周波数範囲の信号である高周波数帯域信号を抽出することを特徴とする請求項２記載の雑音抑制装置。
【請求項４】
前記音声信号のうち可聴周波数の下限周波数付近から人間の可聴周波特性における高感度域の上限周波数付近までを含む周波数範囲の信号である低周波数帯域信号を抽出する第２抽出手段と、
前記低周波数帯域信号の音量レベルである低域音量レベルを測定する第２測定手段と、
前記低域音量レベルが所定レベル以下であるか否かを判定する第２判定手段と、
前記第２判定手段の判定結果が肯定の場合に、前記抑制手段による処理を行う制御手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項３記載の雑音抑制装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第２判定手段の判定結果が肯定の場合に、前記抑制手段によるフィルタの特性を変化させる処理を行わせることを特徴とする請求項４記載の雑音抑制装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第２判定手段の判定結果が肯定の場合に、前記抑制手段による雑音の抑制処理を行わせることを特徴とする請求項４記載の雑音抑制装置。
【請求項７】
前記第１判定手段は、前記補正後の高域音量レベルが閾値を超えていると判断された周波数部分の中で、更にその高域音量レベルが上位から所定数の周波数部分を判定することを特徴とする請求項２記載の雑音抑制装置。
【請求項８】
前記補正手段は、高域側に行くにつれて前記各分割部分ごとの高域音量レベルを低下させるように補正することを特徴とする請求項１に記載の雑音抑制装置。
【請求項９】
可聴周波数の音声信号を取り込む取り込み工程と、
前記音声信号のうち所定の周波数以上の周波数範囲の信号である高周波数帯域信号を抽出する第１抽出工程と、
前記高周波数帯域信号を所定周波数幅ずつに分割する分割工程と、
各分割部分の音量レベルである高域音量レベルを測定する第１測定工程と、
前記各分割部分ごとの高域音量レベルを人間の可聴周波特性に基づいて補正する補正工程と、
前記補正後の高域音量レベルが閾値を超えているか否かを判定する第１判定工程と、
前記第１判定工程の判定結果に従って前記音声信号に含まれる雑音を抑制するフィルタの特性を変化させるフィルタ制御工程と、
を含むことを特徴とする雑音抑制方法。
【請求項１０】
雑音抑制装置のコンピュータを、
可聴周波数の音声信号を取り込む取り込み手段、
前記音声信号のうち所定の周波数以上の周波数範囲の信号である高周波数帯域信号を抽出する第１抽出手段、
前記高周波数帯域信号を所定周波数幅ずつに分割する分割手段、
各分割部分の音量レベルである高域音量レベルを測定する第１測定手段、
前記各分割部分ごとの高域音量レベルを人間の可聴周波特性に基づいて補正する補正手段、
前記補正後の高域音量レベルが閾値を超えているか否かを判定する第１判定手段、
前記第１判定手段の判定結果に従って前記音声信号に含まれる雑音を抑制するフィルタの特性を変化させるフィルタ制御手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−６３３９４（Ｐ２０１２−６３３９４Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０５２８８（Ｐ２０１０−２０５２８８）
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
[ Back to top ]