雑音抑圧装置およびプログラム
【課題】雑音成分の抑圧後のミュージカルノイズの発生を抑制する。
【解決手段】雑音抑圧部２６は、音響信号ＶINの雑音成分ｎを周波数領域で抑圧することで音響信号ＶOUTを生成する。指標算定部３２は、雑音成分ｎの抑圧前の音響信号ＶINの強度の度数分布における尖度ＫXmと雑音成分ｎの抑圧後の音響信号ＶOUTの強度の度数分布における尖度ＫSSmとに応じて変化する雑音指標値σmを、雑音成分ｎの抑圧後にミュージカルノイズが発生する程度の指標として算定する。抑圧制御部３６は、雑音抑圧部２６による雑音成分ｎの抑圧の度合を雑音指標値σmに応じて可変に制御する。
【解決手段】雑音抑圧部２６は、音響信号ＶINの雑音成分ｎを周波数領域で抑圧することで音響信号ＶOUTを生成する。指標算定部３２は、雑音成分ｎの抑圧前の音響信号ＶINの強度の度数分布における尖度ＫXmと雑音成分ｎの抑圧後の音響信号ＶOUTの強度の度数分布における尖度ＫSSmとに応じて変化する雑音指標値σmを、雑音成分ｎの抑圧後にミュージカルノイズが発生する程度の指標として算定する。抑圧制御部３６は、雑音抑圧部２６による雑音成分ｎの抑圧の度合を雑音指標値σmに応じて可変に制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響信号の雑音成分を抑圧する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
信号成分（目的音の成分）と雑音成分とが重畳された音響信号について雑音成分を抑圧する技術が従来から提案されている。例えば非特許文献１および非特許文献２には、周波数領域で音響信号から雑音成分を抑圧するスペクトラルサブトラクション（Spectral Subtraction：SS）技術が開示されている。
【０００３】
しかし、非特許文献１および非特許文献２のように周波数領域で音響信号から雑音成分を抑圧する方法においては、雑音成分の抑圧後に時間軸上および周波数軸上に分散的に雑音成分が残存し、耳障りなミュージカルノイズ（バーディノイズ）として受聴者に知覚されるという問題がある。そこで、非特許文献３には、雑音成分の抑圧に起因したミュージカルノイズを発生後に除去する技術が開示されている。
【非特許文献１】Steven F. Boll, "Suppression of Acoustic Noise in Speech Using Spectral Subtraction", IEEE TRANSACTIONS ON ACOUSTICS, SPEECH, AND SIGNAL PROCESSING, Vol. ASSP-27, No. 2, April 1979
【非特許文献２】Yariv Ephraim, David Malah, "Speech Enhancement Using a Minimum Mean-Square Error Short-Time Spectral Amplitude Estimator", IEEE TRANSACTIONS ON ACOUSTICS, SPEECH, AND SIGNAL PROCESSING, Vol. ASSP-32, No. 6, December 1984
【非特許文献３】阿部友実，松本光春，橋本周司，"時間−周波数Ｍ変換によるミュージカルノイズ除去"，日本音響学会講演論文集，3-6-9，p.727−p.730，2008年３月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、雑音の抑圧後におけるミュージカルノイズの発生の程度を定量的に評価できれば、例えばミュージカルノイズを適切に除去できるように雑音成分の抑圧の度合を可変に制御するといった構成も実現され得る。しかし、ミュージカルノイズの発生の程度を定量的に評価する方法については非特許文献１や非特許文献２には何ら開示されていない。非特許文献３は、発生後のミュージカルノイズの除去を開示するに過ぎず、非特許文献１や非特許文献２と同様にミュージカルノイズの定量的な評価については何ら開示しない。以上の事情を考慮して、本発明は、ミュージカルノイズの発生の程度の定量的な指標を利用して雑音成分の抑圧後のミュージカルノイズを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、本発明に係る雑音抑圧装置は、音響信号の雑音成分を周波数領域で抑圧する雑音抑圧手段と、雑音成分の抑圧前または抑圧後（すなわち抑圧前および抑圧後の少なくとも一方）の音響信号の強度の度数分布における尖度に応じて変化する雑音指標値を、雑音成分の抑圧後にミュージカルノイズが発生する程度の指標として算定する指標算定手段と、雑音抑圧手段による雑音成分の抑圧の度合を雑音指標値に応じて可変に制御する抑圧制御手段とを具備する。以上の構成においては、雑音抑圧手段による雑音成分の抑圧の度合が雑音指標値に応じて可変に制御されるから、雑音成分の抑圧の度合が固定された従来の技術と比較して、ミュージカルノイズの発生を有効に制御（典型的には抑制）しながら雑音成分を抑圧することが可能である。
【０００６】
本発明の好適な態様において、指標算定手段は、雑音成分の抑圧の度合を示す抑圧係数（例えば抑圧係数Ａ）と尖度に応じた尖度指標値（例えば尖度指標値Ｒm）との関係（関数）を特定する相関特定手段と、相関特定手段が特定した関係において尖度指標値が所定値に接近するときの抑圧係数を雑音指標値として決定する指標決定手段とを含む。以上の態様においては、相関特定手段が特定した関係において尖度指標値を所定値に接近させる抑圧係数が雑音指標値として決定されるから、雑音抑圧手段による処理後のミュージカルノイズの発生の程度を所定値に応じて制御できるという利点がある。なお、尖度指標値の目標となる所定値は、固定値および可変値の何れでもよい。
【０００７】
本発明の好適な態様において、指標算定手段は、雑音成分の抑圧前の音響信号の強度の度数分布における第１尖度を算定する第１尖度算定手段と、雑音成分の抑圧後の音響信号の強度の度数分布における第２尖度を算定する第２尖度算定手段と、第１尖度と第２尖度とから雑音指標値を算定する算定手段とを含む。以上の態様においては、第１尖度および第２尖度の双方に応じて雑音指標値が算定される（さらには雑音抑圧手段による抑圧の度合が制御される）から、例えば第１尖度および第２尖度の一方のみから雑音指標値を算定する構成と比較して、ミュージカルノイズの発生の度合を正確に示す雑音指標値を利用することが可能である。
【０００８】
以上の各態様においては、雑音成分の抑圧前の音響信号の第１尖度が小さいほど、雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が増加するように、指標算定手段が雑音指標値を算定する構成（第２尖度の使用が必須でない構成）や、雑音成分の抑圧後の音響信号の第２尖度が小さいほど、雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が減少するように、指標算定手段が雑音指標値を算定する構成（第１尖度の使用が必須でない構成）が好適である。なお、第２尖度は、雑音抑圧手段による実際の処理後の音響信号から算定されるほか、雑音抑圧手段の動作を模擬する（例えば式(16)の演算を実行する）ことで抑圧前の音響信号から算定（推定）される。
【０００９】
また、雑音成分の抑圧の前後における尖度の変化度がミュージカルノイズの発生の度合に最も顕著に反映されるという傾向を考慮すると、雑音成分の抑圧前の音響信号の第１尖度に対する抑圧後の音響信号の第２尖度の相対比が大きいほど、雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が増加するように、指標算定手段が第１尖度および第２尖度に応じた雑音指標値を算定する構成が好適である。特に、第１尖度に対する第２尖度の相対比の対数値がミュージカルノイズの発生の度合に対して高い相関を示すという傾向を考慮すると、第１尖度に対する第２尖度の相対比の対数値が大きいほど、雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が増加するように、指標算定手段が当該対数値に応じた雑音指標値を算定する構成が好適である。
【００１０】
以上の各態様に係る雑音抑圧装置の具体例において、抑圧制御手段は、雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が低いほど雑音成分の抑圧の度合が増加するように、雑音抑圧手段による抑圧の度合を雑音指標値に応じて制御する。以上の態様によれば、雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の度合が低いほど雑音成分の抑圧の度合が増加するから、ミュージカルノイズの発生を有効に抑制しながら雑音成分を抑圧することが可能である。
【００１１】
以上の各態様（第１の態様および第２の態様）に係る雑音抑圧装置の具体例において、抑圧制御手段は、雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の度合が低いほど雑音成分の抑圧の度合が増加するように、雑音抑圧手段による抑圧の度合を雑音指標値に応じて制御する。以上の態様によれば、雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の度合が低いほど雑音成分の抑圧の度合が増加するから、ミュージカルノイズの発生を有効に抑制しながら雑音成分を抑圧することが可能である。
【００１２】
また、以上の各態様に係る雑音抑圧装置は、雑音の抑圧に専用されるＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのハードウェア（電子回路）によって実現されるほか、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの汎用の演算処理装置とプログラムとの協働によっても実現される。本発明に係るプログラムは、音響信号の雑音成分を周波数領域で抑圧する雑音抑圧処理と、雑音成分の抑圧前または抑圧後の音響信号の強度の度数分布における尖度に応じて変化する雑音指標値を、雑音成分の抑圧後にミュージカルノイズが発生する程度の指標として算定する指標算定処理と、雑音抑圧処理による雑音成分の抑圧の度合を雑音指標値に応じて可変に制御する抑圧制御処理とをコンピュータに実行させる。以上のプログラムによれば、本発明の各態様に係る雑音抑圧装置と同様の作用および効果が奏される。本発明のプログラムは、コンピュータが読取可能な記録媒体に格納された形態で利用者に提供されてコンピュータにインストールされるほか、通信網を介した配信の形態でサーバ装置から提供されてコンピュータにインストールされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜Ａ：第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る雑音抑圧装置のブロック図である。雑音抑圧装置１００には、音響の波形を表す時間領域の音響信号ＶINが供給される。音響信号ＶINの供給元（図示略）は、例えば、周囲の音響に応じた音響信号ＶINを生成する収音機器や、記録媒体から音響信号ＶINを取得して出力する再生装置である。音響信号ＶINには信号成分ｓと雑音成分ｎとが混在する（ＶIN＝ｓ＋ｎ）。雑音抑圧装置１００は、音響信号ＶINの雑音成分ｎを抑圧することで音響信号ＶOUT（理想的にはＶOUT＝ｓ）を生成して出力する。音響信号ＶOUTは、例えばスピーカ装置やヘッドホンなどの放音装置（図示略）に供給されて音波として再生される。
【００１４】
雑音抑圧装置１００は、演算処理装置１２と記憶装置１４とを含むコンピュータシステムで実現される。記憶装置１４は、音響信号ＶINから音響信号ＶOUTを生成するためのプログラムや各種のデータを記憶する。半導体記憶装置や磁気記憶装置などの公知の記録媒体が記憶装置１４として任意に採用される。
【００１５】
演算処理装置１２は、記憶装置１４に格納されたプログラムを実行することで複数の要素（周波数分析部２２，雑音推定部２４，雑音抑圧部２６，波形合成部２８，指標算定部３２，ＳＮ比算定部３４，抑圧制御部３６）として機能する。なお、音響信号ＶINの処理に専用される電子回路（ＤＳＰ）が演算処理装置１２の各要素を実現する構成や、演算処理装置１２の各要素を複数の集積回路に分散的に搭載した構成も採用される。
【００１６】
図１の周波数分析部２２は、図２に示すように、音響信号ＶINを時間軸上で区分した複数のフレームＦRの各々についてフーリエ変換を実行することで各フレームＦRの周波数スペクトルＸm(ejω)（図１や図２では「Ｘ」と簡略化されている）を算定する。第ｍ番目のフレームＦRの周波数スペクトルＸm(ejω)は、信号成分ｓの周波数スペクトルＳm(ejω)と雑音成分ｎの周波数スペクトルＮm(ejω)との加算に相当する（式(1)）。
Ｘm(ejω)＝Ｓm(ejω)＋Ｎm(ejω) ……(1)
【００１７】
図１の雑音推定部２４は、音響信号ＶINに重畳された雑音成分ｎの周波数スペクトル（以下「推定雑音スペクトル」という）ψm(ejω)を音響信号ＶINの複数のフレームＦRの各々について推定する。図１に示すように、雑音推定部２４は判定部２４２と推定部２４４とで構成される。判定部２４２は、各フレームＦRにおける信号成分ｓの有無を周波数スペクトルＸm(ejω)に応じて判定する。信号成分ｓの有無の判定には公知の技術が任意に採用される。
【００１８】
推定部２４４は、判定部２４２による判定の結果を利用して推定雑音スペクトルψm(ejω)を算定する。さらに詳述すると、推定部２４４は、信号成分ｓを含まない（または少ない）と判定部２４２が判定した区間（以下「雑音区間」という）内の各フレームＦRについて周波数スペクトルＸm(ejω)を平均することで推定雑音スペクトルψm(ejω)を算定する。雑音区間では周波数スペクトルＸm(ejω)が周波数スペクトルＮm(ejω)に略一致するから、推定雑音スペクトルψm(ejω)は以下の式(2)で周波数スペクトルＮm(ejω)から算定される。式(2)の演算子Ｅは、期待値（平均値）の算定を意味する。
ψm(ejω)＝Ｅ｛|Ｎm(ejω)|2｝ ……(2)
【００１９】
また、推定部２４４は、判定部２４２が信号成分ｓを含むと判定したフレームＦRについては、直前の推定雑音スペクトルψm-1(ejω)と同じ推定雑音スペクトルψm(ejω)を設定する（ψm(ejω)＝ψm-1(ejω)）。以上のように推定雑音スペクトルψm(ejω)はフレームＦR毎に順次に更新される。なお、推定雑音スペクトルψm(ejω)の推定には公知の技術が任意に採用される。
【００２０】
雑音抑圧部２６は、音響信号ＶINの雑音成分ｎ（周波数スペクトルＮm(ejω)）を周波数領域で抑圧する。さらに詳述すると、雑音抑圧部２６は、周波数分析部２２が順次に算定する周波数スペクトルＸm(ejω)から推定雑音スペクトルψm(ejω)を減算することで周波数スペクトルＹm(ejω)（図１では「Ｙ」と簡略化されている）を算定する（Spectral Subtraction）。
【００２１】
雑音抑圧部２６が算定する周波数スペクトルＹm(ejω)は、式(3)に示すように、推定雑音スペクトルψm(ejω)に応じて算定されたパワースペクトルＰmの平方根に周波数スペクトルＸm(ejω)の位相成分ｅjθx(ejω)を付加することで算定される。
Ｙm(ejω)＝（Ｐm）１/２・ｅjθx(ejω) ……(3)
式(3)のパワースペクトルＰmは以下の式(4a)および式(4b)で算定される。
【数１】
すなわち、パワースペクトルＰmのうち周波数スペクトルＸm(ejω)の強度の自乗|Ｘm(ejω)|２が推定雑音スペクトルψm(ejω)と係数αmとの乗算値（αm・ψm(ejω)）を上回る周波数帯域の成分は、式(4a)に示すように、当該乗算値（αm・ψm(ejω)）を周波数スペクトルＸm(ejω)の強度の自乗|Ｘm(ejω)|２から減算することで算定される。一方、パワースペクトルＰmのうち周波数スペクトルＸm(ejω)の強度の自乗|Ｘm(ejω)|２が推定雑音スペクトルψm(ejω)と係数αmとの乗算値（αm・ψm(ejω)）を下回る周波数帯域の成分は、式(4b)に示すように、推定雑音スペクトルψm(ejω)と係数（フロアリング係数）βmとの乗算値（βm・ψm(ejω)）に設定される。係数αmや係数βmの詳細は後述する。
【００２２】
図１の波形合成部２８は、雑音抑圧部２６がフレームＦR毎に算定した周波数スペクトルＹm(ejω)から時間領域の音響信号ＶOUTを合成する。さらに詳述すると、波形合成部２８は、周波数スペクトルＹm(ejω)に対する逆フーリエ変換で算定した時間領域の信号を複数のフレームＦRについて時間軸上で重複させて加算することで音響信号ＶOUTを算定する。
【００２３】
以上のように周波数スペクトルＸm(ejω)から推定雑音スペクトルψm(ejω)（αm・ψm(ejω)）を減算することで雑音成分ｎを抑圧した音響信号ＶOUTには、時間軸上および周波数軸上に分散的にミュージカルノイズが点在する場合がある。図１の指標算定部３２は、音響信号ＶOUTにおけるミュージカルノイズの発生の度合の定量的な指標となる雑音指標値σmをフレームＦR毎に算定する。雑音指標値σmの詳細については後述する。
【００２４】
ＳＮ比算定部３４は、音響信号ＶINのＳＮ比ξmをフレームＦR毎に算定する。さらに詳述すると、ＳＮ比算定部３４は、第ｍ番目のフレームＦRの推定雑音スペクトルψm(ejω)の強度|ψm(ejω)|と直前（第(m-1)番目）のフレームＦRの周波数スペクトルＹm(ejω)の強度の自乗|Ｙm(ejω)|２との相対比を、第ｍ番目のフレームＦRのＳＮ比ξmとして算定する（ξm＝|Ｙm(ejω)|２／|ψm(ejω)|）。ただし、ＳＮ比ξmを算定する方法は任意である。また、ＳＮ比ξmの更新の周期はフレームＦRに限定されない。
【００２５】
抑圧制御部３６は、雑音抑圧部２６が音響信号ＶIN（周波数スペクトルＸm(ejω)）から雑音成分ｎ（推定雑音スペクトルψm(ejω)）を抑圧する度合を、指標算定部３２が算定した雑音指標値σmとＳＮ比算定部３４が算定したＳＮ比ξmとに応じて可変に（適応的に）制御することで、雑音抑圧部２６による処理後の音響信号ＶOUTにおけるミュージカルノイズの発生を抑制する。
【００２６】
次に、雑音指標値σmの算定について説明する。図３の部分(A)は、音響信号ＶIN（信号成分ｓが少ないと判定部２４２が判定した雑音区間）における強度の度数分布（強度を確率変数とする確率密度関数）である。図３の部分(A)に示すように、音響信号ＶINの強度は、強度がゼロから増加するほど度数が減少するように非線形に分布する。
【００２７】
図３の部分(B)に図示した範囲ＡSSは、雑音抑圧部２６が音響信号ＶIN（周波数スペクトルＸm(ejω)）から減算する成分（αm・ψm(ejω)）の強度に相当する。雑音抑圧部２６による抑圧で範囲ＡSS内の強度はゼロに変化するから、雑音成分ｎが抑圧された音響信号ＶOUTの強度の度数分布（図３の部分(C)）においては、ゼロに近い強度の度数が、雑音成分ｎの抑圧前の度数分布（図３の部分(A)）と比較して増加する。すなわち、強度がゼロの近傍となる範囲における度数分布の傾斜は雑音抑圧部２６による抑圧後に急峻な形状に変化する。度数分布の形状（傾斜の急峻度）の尺度として尖度（kurtosis）を導入すると、音響信号ＶOUTの第ｍ番目のフレームＦRの尖度ＫSSm（図３の部分(C)）は、雑音抑圧部２６が音響信号ＶINから雑音成分ｎを抑圧することで、抑圧前の音響信号ＶINの第ｍ番目のフレームＦRの尖度ＫXm（図３の部分(A)）から増加する（ＫSSm＞ＫXm）。尖度κは、ｎ次のモーメントμnから以下の式(5)で算定される高次統計量である。
【数２】
【００２８】
ミュージカルノイズには、高頻度でゼロの付近の強度になるという傾向がある。したがって、度数分布にて強度がゼロとなる度数が雑音成分ｎの抑圧の前後で増加するほど、雑音成分ｎの抑圧に起因して発生したミュージカルノイズが多いと評価できる。すなわち、雑音成分ｎの抑圧の前後における尖度κの変化（ＫXm→ＫSSm）の程度が大きいほど、雑音成分ｎの抑圧に起因して発生するミュージカルノイズは多い。例えば、音響信号ＶINの尖度ＫXmが同等である複数の場合を想定すると、尖度ＫSSmが大きい場合ほど、雑音成分ｎの抑圧後のミュージカルノイズは多いと評価される。また、例えば雑音成分ｎの抑圧後の尖度ＫSSmが同等である複数の場合を想定すると、雑音成分ｎの抑圧前の音響信号ＶINの尖度ＫXmが小さい場合ほど、雑音成分ｎの抑圧後のミュージカルノイズは多いと評価される。
【００２９】
以上の傾向から、図１の指標算定部３２は、雑音成分ｎの抑圧前の音響信号ＶINの尖度ＫXmと雑音成分ｎの抑圧後の尖度ＫSSmとに応じて、第ｍ番目のフレームＦRにおけるミュージカルノイズの程度の指標となる雑音指標値σmを算定する。雑音指標値σmの算定には、音響信号ＶINから抽出されたＭ個の強度ｘi（ｘ1〜ｘM）の集合ｇXが使用される。図２に示すように、集合ｇXは、第ｍ番目のフレームＦRを最後として時間的に手前にあるｎt個のフレームＦRの各々の周波数スペクトルＸのｎf個の強度ｘiの集合（Ｍ＝ｎt×ｎf）としてフレームＦR毎に順次に特定される。雑音指標値σmの算定に使用される演算式の導出を以下に例示する。
【００３０】
まず、雑音成分ｎの抑圧前の尖度ＫXmの算定について説明する。音響信号ＶINの強度（集合ｇXのＭ個の強度ｘ1〜ｘM）の度数分布は、以下の式(6)の関数Ｇa(ｘ;ｋ,θ)で近似される。
【数３】
式(6)における係数Ｃは、ガンマ関数Γ(k)を利用して以下のように定義される。
【数４】
【００３１】
２次のモーメントμ2の定義式における関数Ｐ(x)に式(6)の関数Ｇa(ｘ;ｋ,θ)を代入することで以下の式(7)が導出される。
【数５】
【００３２】
２次のモーメントμ2の導出と同様に、４次のモーメントμ4の定義式における関数Ｐ(x)に式(6)の関数Ｇa(ｘ;ｋ,θ)を代入することで以下の式(8)が導出される。
【数６】
【００３３】
式(7)の２次のモーメントμ2と式(8)の４次のモーメントμ4とを式(5)に代入することで、雑音成分ｎの抑圧前の音響信号ＶINの尖度ＫXmは以下の式(9)のように定義される。
【数７】
式(6)に付記した変数ｋおよび変数γの定義式から理解されるように、式(9)における変数ｋ（変数ｋを定義する変数γ）の算定には、集合ｇXの強度ｘ1〜ｘMが使用される。
【００３４】
次に、雑音成分ｎの抑圧後の尖度ＫSSmの算定について説明する。ガンマ関数Γ(k)の平均ｋ・θを正規化することで以下の式(10)が導出される。
【数８】
いま、推定雑音スペクトルψm(ejω)のＡ倍（Ａ・ψm(ejω)）を雑音抑圧部２６が周波数スペクトルＸm(ejω)から減算する場合（式(4a)の係数αmを係数Ａに設定した場合）を想定すると、雑音成分ｎ（推定雑音スペクトルψm(ejω)）の抑圧後の音響信号ＶOUTの強度の度数分布を近似する関数Ｇb(ｘ;ｋ,θ)は、関数Ｇa(ｘ;ｋ,θ)の定義式(6)の強度ｘを強度(ｘ＋Ａ)に置換した以下の式(11)のように推定される。
【数９】
【００３５】
式(8)と同様に、４次のモーメントμ4の定義式における関数Ｐ(x)に式(11)の関数Ｇb(ｘ;ｋ,θ)を代入することで式(12)が導出される。
【数１０】
【００３６】
式(12)の(ｘ＋Ａ)k-1は以下の式(13)のようにテイラー展開される。
【数１１】
【００３７】
式(13)の高次項を便宜的に無視したうえで式(12)に代入すると、４次のモーメントμ4を近似する以下の式(14)が導出される。
【数１２】
【００３８】
２次のモーメントμ2についても同様に、定義式の関数Ｐ(x)（式(7)）に式(11)の関数Ｇb(ｘ;ｋ,θ)を代入したうえで式(13)の高次項を無視することで、以下の式(15)が導出される。
【数１３】
【００３９】
式(14)の４次のモーメントμ4と式(15)の２次のモーメントμ2とを式(5)に代入することで、雑音成分ｎの抑圧後の尖度ＫSSmを変数ｋと係数（以下「抑圧係数」という）Ａとで定義する以下の式(16)が導出される。なお、式(16)の導出には式(10)を使用した。
【数１４】
【００４０】
図４は、指標算定部３２の具体的な構成を示すブロック図である。図４に示すように、指標算定部３２は、相関特定部４２と指標決定部４４とを含んで構成される。相関特定部４２は、雑音成分ｎ（推定雑音スペクトルψm(ejω)）の抑圧の度合を表す抑圧係数Ａと尖度ＫXmおよび尖度ＫSSmに応じた尖度指標値Ｒmとの関係を特定する。
【００４１】
尖度指標値Ｒmは、以下の式(17a)に示すように、尖度ＫXmに対する尖度ＫSSmの相対比ＫRm（ＫRm＝ＫSSm／ＫXm）を変数とする関数Ｆaで定義される。関数Ｆaは、相対比ＫRmに対して尖度指標値Ｒmが単調増加するように尖度指標値Ｒmと相対比ＫRmとの関係を定義する。
Ｒm＝Ｆa(ＫRm)＝Ｆa(ＫSSm／ＫXm) ……(17a)
【００４２】
図３を参照して説明したように、雑音成分ｎの抑圧後のミュージカルノイズが多いほど相対比ＫRmは大きくなる（尖度ＫXmから尖度ＫSSmへの変化度が大きくなる）から、尖度指標値Ｒmが大きいほど、雑音成分ｎの抑圧後のミュージカルノイズが多いと評価できる。換言すると、尖度指標値Ｒmが小さいほど（すなわち尖度ＫXmから尖度ＫSSmへの変化度が小さいほど）、雑音成分ｎの抑圧後のミュージカルノイズは少ないと評価できる。
【００４３】
式(9)に示すように尖度ＫXmは変数ｋの関数であり、式(16)に示すように尖度ＫSSmは変数ｋおよび抑圧係数Ａの関数であるから、関数Ｆaは、以下の式(17b)に示すように、尖度指標値Ｒmと変数ｋおよび抑圧係数Ａとの関係を定義する関数に相当する。
Ｒm＝Ｆa(ＫSSm／ＫXm)＝Ｆa(Ａ,ｋ) ……(17b)
【００４４】
第ｍ番目の１個のフレームＦRに着目すると、変数ｋは、集合ｇX（第ｍ番目を最後とするｎt個のフレームＦR）のＭ個の強度ｘ1〜ｘMから算定される固定値である。したがって、尖度指標値Ｒmは、以下の式(17c)に示すように、抑圧係数Ａを変数とした関数Ｆaで定義される。
Ｒm＝Ｆa(Ａ) ……(17c)
図４の相関特定部４２は、集合ｇXのＭ個の強度ｘ1〜ｘMから算定した変数ｋを式(17b)に代入することで、尖度指標値Ｒmと抑圧係数Ａとの関係を定義する式(17c)の関数Ｆaを特定する。変数ｋはフレームＦR毎に変化するから、相関特定部４２は、フレームＦR毎に関数Ｆaを特定する。
【００４５】
図４の指標決定部４４は、相関特定部４２が特定した関数Ｆaで定義される尖度指標値Ｒmが所定値Ｒrefに合致するときの抑圧係数Ａを雑音指標値σmとして決定する。すなわち、指標決定部４４は、以下の式(18)の演算を実行することでフレームＦR毎に雑音指標値σmを算定する。式(18)における演算子Ｆa-1は、関数Ｆaの逆写像を意味する。
σm＝Ｆa-1(Ｒref) ……(18)
【００４６】
以上のように、雑音指標値σmは、雑音抑圧部２６による雑音成分ｎの抑圧後に発生するミュージカルノイズを所定の度合に制御する（すなわち尖度指標値Ｒmを所定値Ｒrefに制御する）ための係数αm（式(4a)）の数値に相当する。また、尖度指標値Ｒmが増加するほど雑音指標値σmは大きい数値となるから、雑音指標値σmには、尖度指標値Ｒmと同様に、抑圧係数Ａのもとで音響信号ＶINの雑音成分ｎを抑圧した場合に発生するミュージカルノイズの程度の指標としての意義もある。すなわち、音響信号ＶINは、雑音指標値σmが大きいほどミュージカルノイズを発生させ易い特性と評価され、雑音指標値σmが小さいほどミュージカルノイズを発生させ難い特性と評価される。以上のように、尖度指標値Ｒmおよび雑音指標値σmは、抑圧係数Ａのもとで雑音成分ｎを抑圧したときに音響信号ＶOUTに発生するミュージカルノイズの程度を定量的に表す指標として機能する。
【００４７】
図１の抑圧制御部３６は、雑音抑圧部２６が雑音成分ｎの抑圧（式(4a)および式(4b)）に使用する係数αmおよび係数βmを、指標算定部３２が算定した雑音指標値σmとＳＮ比算定部３４が算定したＳＮ比ξmとに応じて可変に制御する。抑圧制御部３６の具体的な動作を以下に説明する。
【００４８】
抑圧制御部３６は、例えば以下の式(19)を演算することで雑音指標値σmとＳＮ比ξmとに応じた係数αmを算定する。式(19)の係数ａg1や係数ａg2は、例えば音響信号ＶOUTのミュージカルノイズが効果的に低減されるように実験的または統計的に設定された正数である。
αm＝ｇ(σm,ξm)＝−ａg1・σm２＋ａg2・ξm ……(19)
式(19)から理解されるように、雑音指標値σmが増加するほど係数αmは減少する。したがって、雑音抑圧部２６による雑音成分ｎの抑圧でミュージカルノイズが発生する可能性が高い（雑音指標値σmが大きい）ほど、雑音抑圧部２６による周波数スペクトルＸm(ejω)からの減算量（αm・ψm(ejω)）は低減される。
【００４９】
例えば、図５の部分(A)および部分(B)のように音響信号ＶINの尖度ＫXmが抑圧後の尖度ＫSSmに対して充分に小さい場合（例えば、音響信号ＶINの尖度ＫXmが正規分布と比較して低いサブガウス的な特性の場合）には雑音指標値σm（尖度指標値Ｒm）が大きい数値となるから、係数αmが小さい数値に設定されることで周波数スペクトルＸm(ejω)からの減算量（αm・ψm(ejω)は低減される。一方、図６の部分(A)および部分(B)のように音響信号ＶINの尖度ＫXmが大きい場合（例えば、音響信号ＶINの尖度ＫXmが正規分布と比較して高いスーパーガウス的な特性の場合）には雑音指標値σmが小さい数値となるから、係数αmが大きい数値に設定されることで周波数スペクトルＸm(ejω)からの減算量（αm・ψm(ejω)）は増加する。以上のように係数αmは雑音指標値σmに応じて可変に設定されるから、式(19)におけるＳＮ比ξmの作用を便宜的に無視すると、雑音抑圧部２６による実際の処理後の音響信号ＶOUTの尖度指標値Ｒmは所定値（目標値）Ｒrefに略合致する。
【００５０】
また、式(19)から理解されるように、ＳＮ比算定部３４の算定したＳＮ比ξmが増加するほど係数αmは増加する。したがって、音響信号ＶINのＳＮ比ξmが大きいほど（つまり、信号成分ｓの強度が雑音成分ｎの強度に対して高いほど）、雑音抑圧部２６による周波数スペクトルＸm(ejω)からの減算量（αm・ψm(ejω)）は増加する。
【００５１】
また、抑圧制御部３６は、例えば式(20)を演算することで雑音指標値σmとＳＮ比ξmとに応じた係数βmを算定する。式(20)の係数ａh1や係数ａh2は、式(19)の係数ａg1や係数ａg2と同様に、例えば音響信号ＶOUTのミュージカルノイズが有効に低減されるように実験的または統計的に設定された正数である。
βm＝ｈ（σm,ξm）＝−ａh1・σm２＋ａh2・ξm ……(20)
【００５２】
式(20)から理解されるように、雑音指標値σmが増加するほど係数βmは減少する。したがって、雑音抑圧部２６による雑音成分ｎの抑圧でミュージカルノイズが発生する度合が高い（雑音指標値σmが大きい）ほど、周波数スペクトルＸm(ejω)の強度|Ｘm(ejω)|２が推定雑音スペクトルψm(ejω)と係数αmとの乗算（αm・ψm(ejω)）を下回る周波数帯域の成分の強度（βm・ψm(ejω)）は減少する。さらに、ＳＮ比ξmが増加するほど係数βmは増加する。したがって、音響信号ＶINのＳＮ比ξmが小さいほど、周波数スペクトルＸm(ejω)の強度|Ｘm(ejω)|２が推定雑音スペクトルψm(ejω)と係数αmとの乗算（αm・ψm(ejω)）を下回る周波数帯域の成分の強度（βm・ψm(ejω)）は減少する。
【００５３】
以上に説明したように、本形態においては、雑音抑圧部２６による雑音成分ｎの抑圧の度合（αm・ψm(ejω)）が雑音指標値σmに応じて可変に制御される。さらに具体的には、雑音指標値σmが大きいほど雑音抑圧部２６による抑圧の度合（減算量）は低減される。したがって、雑音成分ｎの抑圧の度合が固定された従来の技術と比較して、音響信号ＶINが収録された環境（音響信号ＶINの特性）に拘わらず、ミュージカルノイズの発生を有効に抑制しながら音響信号ＶINの雑音成分ｎを効果的に抑圧することが可能である。本形態による効果の具体例を以下に説明する。
【００５４】
雑音成分ｎが充分に抑制されるように係数αmを高目の固定値に設定した構成では、雑音成分ｎを充分に抑制することは確かに可能であるが、例えば音響信号ＶINが図５の部分(A)の特性である場合（つまり、ミュージカルノイズが発生し易い場合）に、雑音成分ｎの過剰な抑圧に起因して音響信号ＶOUTに顕著なミュージカルノイズが発生し易いという問題がある。本形態においては、図５の部分(A)および部分(B)のように雑音指標値σmが高い場合（音響信号ＶOUTにミュージカルノイズが発生し易い場合）に雑音抑圧部２６による抑圧の度合が低減されるから、音響信号ＶOUTのミュージカルノイズは有効に抑制される。
【００５５】
一方、ミュージカルノイズが適切に抑制されるように係数αmを低目の固定値に設定した構成では、音響信号ＶOUTのミュージカルノイズを抑制することは確かに可能である。しかし、音響信号ＶINが図６の部分(A)の特性である場合には、雑音成分ｎの抑圧の度合を増加させても音響信号ＶOUTにミュージカルノイズは発生し難い状況であるにも拘わらず、雑音成分ｎの抑圧の度合が制限される（抑圧が不足する）という問題がある。本形態においては、図６の部分(A)および部分(B)のように雑音指標値σmが低い場合（音響信号ＶOUTにミュージカルノイズが発生し難い場合）に雑音抑圧部２６による抑圧の度合が増加するから、雑音成分ｎは音響信号ＶOUTにて効果的に抑制される。
【００５６】
ところで、音響信号ＶINのＳＮ比ξmが高い場合には、雑音成分ｎの抑圧の度合が高くても、音響信号ＶOUTのミュージカルノイズは受聴者に知覚され難いという傾向がある。本形態においては、音響信号ＶINのＳＮ比ξmに応じて雑音抑圧部２６による抑圧の度合（係数αm）が制御される。さらに詳述すると、ＳＮ比ξmが高いほど雑音抑圧部２６による抑圧の度合（係数αm）は増加する。したがって、ＳＮ比ξmが高いことでミュージカルノイズが知覚され難い環境では、ミュージカルノイズの抑制に優先して雑音成分ｎが有効に抑制されるという利点がある。換言すると、音響信号ＶINのＳＮ比ξmが低い場合に雑音抑圧部２６による抑圧の度合（係数αm）が低減されるから、ＳＮ比ξmが低いことでミュージカルノイズが特に知覚され易い環境ではミュージカルノイズが優先的に抑制される。もっとも、ＳＮ比算定部３４を省略した構成（雑音抑圧部２６の制御に雑音指標値σmのみが反映される構成）も本発明では採用される。
【００５７】
なお、音響信号ＶOUTのミュージカルノイズは、推定雑音スペクトルψm(ejω)の減算（式(4a)）を主要因として発生するから、ミュージカルノイズを低減するという観点からすると、推定雑音スペクトルψm(ejω)の減算に適用される係数αmを雑音指標値σmに応じて可変に制御する構成が重要である。したがって、係数βmは所定値に固定する（雑音指標値σmに依存しない）という構成も採用される。しかし、係数βmを固定した構成では、周波数スペクトルＹm(ejω)のうち式(4a)が適用される帯域と式(4b)が適用される帯域とで強度の相違が過大となり、音響信号ＶOUTの再生音が聴感上で不自然な特性となる可能性がある。本形態においては、係数βmが係数αmと同様に雑音指標値σmとＳＮ比ξmとに応じて可変に制御されるから、式(4a)が適用される帯域と式(4b)が適用される帯域との強度の相違が抑制される。したがって、係数βmを固定した構成と比較して、再生音が聴感上で自然な印象に知覚される音響信号ＶOUTを生成できるという利点がある。
【００５８】
＜Ｂ：第２実施形態＞
図７は、本発明の第２実施形態に係る指標算定部３２のブロック図である。図７に示すように、本形態の指標算定部３２は、第１尖度算定部５１と第２尖度算定部５２と算定部５４とを含んで構成される。なお、本形態のうち第１実施形態と共通する要素については、以上と同じ符号を付して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００５９】
図７の第１尖度算定部５１は、音響信号ＶINの各フレームＦRについて尖度ＫXmを算定する。例えば、第１尖度算定部５１は、周波数スペクトルＸm(ejω)の時系列から抽出された集合ｇXのＭ個の強度ｘ1〜ｘMについて式(9)の演算を実行することで音響信号ＶINのフレームＦR毎に尖度ＫXmを算定する。同様に、第２尖度算定部５２は、雑音抑圧部２６による雑音成分ｎの抑圧後の各フレームＦRについて尖度ＫSSmを算定する。例えば、第２尖度算定部５２は、雑音抑圧部２６による実際の処理後の周波数スペクトルＹm(ejω)の時系列から図２の方法で抽出したＭ個の強度ｘ1〜ｘMについて式(9)の演算を実行することで、音響信号ＶOUTのフレームＦR毎に尖度ＫSSmを算定する。
【００６０】
図７の算定部５４は、第１尖度算定部５１が算定した尖度ＫXmと第２尖度算定部５２が算定した尖度ＫSSmとから雑音指標値σmを算定する。さらに詳述すると、算定部５４は、尖度ＫXmに対する尖度ＫSSmの相対比ＫRmを算定し、相対比ＫRmを関数Ｆbに代入することで雑音指標値σmを算定する（σm＝Ｆb(ＫRm)＝Ｆb(ＫSSm／ＫXm)）。
【００６１】
関数Ｆbは、相対比ＫRmに対して雑音指標値σmが単調増加するように相対比ＫRmと雑音指標値σmとの関係を定義する。したがって、第１実施形態と同様に、雑音指標値σmは、雑音成分ｎの抑圧に起因してミュージカルノイズが発生する程度を定量的に評価するための指標として機能する。例えば、指標算定部３２の算定した雑音指標値σmが大きいほど（相対比ＫRmが大きいほど）、雑音成分ｎの抑圧後のミュージカルノイズが多いと評価できる。
【００６２】
抑圧制御部３６は、雑音抑圧部２６が第ｍ番目のフレームＦRの処理に適用する係数αmおよび係数βmを、直前（第(m-1)番目）のフレームＦRについて指標算定部３２が算定した雑音指標値σm-1に応じて可変に設定する。係数αmや係数βmの算定には第１実施形態と同様の方法（式(19)，式(20)）が使用される。したがって、本形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。
【００６３】
なお、以上の形態においては係数αmや係数βmが直前のフレームＦRの雑音指標値σm-1から算定される。一方、第１実施形態においては、第ｍ番目のフレームＦRに適用される係数αmや係数βmが、当該フレームＦRの音響信号ＶINから算定された雑音指標値σmに応じて設定される。したがって、雑音成分ｎの抑制の度合を音響信号ＶINの特性の変化（音響信号ＶINが収録された環境の変化）に対して迅速に適応させるという観点からすると、第２実施形態よりも第１実施形態が好適である。
【００６４】
もっとも、第２実施形態においても、第ｍ番目のフレームＦRから算定された雑音指標値σmを当該フレームＦRの雑音成分ｎの抑制に使用する構成が採用される。例えば、係数αmや係数βmを仮定的に所定値（初期値）に設定した状態で雑音抑圧部２６が第ｍ番目のフレームＦRについて雑音成分ｎを抑圧し、抑圧後の第ｍ番目のフレームＦRについて指標算定部３２が算定した雑音指標値σmを、当該フレームＦRの実際の雑音成分ｎの抑圧に適用される係数αmや係数βmの算定に抑圧制御部３６が適用する。
【００６５】
第１実施形態および第２実施形態の例示から理解されるように、本発明は、雑音成分ｎの抑圧の前後の尖度（ＫXm，ＫSSm）を実際には算定せずに雑音指標値σmを算定する構成（第１実施形態）、および、雑音成分ｎの抑圧の前後の尖度（ＫXm，ＫSSm）を実際に算定したうえで雑音指標値σmを算定する構成（第２実施形態）の双方を包含する。
【００６６】
＜Ｃ：変形例＞
以上に例示した各形態には様々な変形が加えられる。具体的な変形の態様を例示すれば以下の通りである。なお、以下の例示から２以上の態様を任意に選択して組合せてもよい。
【００６７】
（１）変形例１
尖度ＫXmまたは尖度ＫSSmと雑音指標値σm（第１実施形態の尖度指標値Ｒm）との関係（尖度ＫXmや尖度ＫSSmから雑音指標値σmや尖度指標値Ｒmを算定する方法）は本発明において任意である。例えば、音響信号ＶOUTにおけるミュージカルノイズの発生の度合が雑音成分ｎの抑圧の前後における尖度の変化度（ＫXm→ＫSSm）に反映されるという傾向を考慮すると、抑圧前の尖度ＫXmと抑圧後の尖度ＫSSmとの差分|ＫSSm−ＫXm|に応じて雑音指標値σmや尖度指標値Ｒmを算定する構成も採用される。また、相対比ＫRmと尖度指標値Ｒmとの関係（関数Ｆaの内容）や相対比ＫRmと雑音指標値σmとの関係（関数Ｆbの内容）は適宜に変更される。例えば、第１実施形態においては、相対比ＫRmを尖度指標値Ｒmとする構成（Ｒm＝ＫRm）や、相対比ＫRmに所定の係数を加減または乗除して尖度指標値Ｒmを算定する構成が採用される。同様に、第２実施形態においては、相対比ＫRmを雑音指標値σmとして出力する構成（ＫRm＝σm）や、相対比ＫRmに所定の係数を加減または乗除して雑音指標値σmを算定する構成が採用される。
【００６８】
以上の各形態においては尖度ＫXmおよび尖度ＫSSmの相対比ＫRmと雑音指標値σm（あるいは第１実施形態の尖度指標値Ｒm）との相関に着目したが、雑音成分ｎの抑圧後のミュージカルノイズの発生の程度は、相対比ＫRmの対数値に対して特に顕著な相関を示すという傾向がある。したがって、相対比ＫRmの対数値から雑音指標値σmを算定する構成（すなわち、以上の各形態における相対比ＫRmを相対比ＫRMの対数値に置換した構成）も好適である。相対比ＫRmの対数値を利用した構成によれば、ミュージカルノイズの発生の程度を、より正確に雑音指標値σmから評価できるという利点がある。
【００６９】
（２）変形例２
以上の各形態においては、音響信号ＶINの尖度ＫXmと雑音成分ｎの抑圧後の尖度ＫSSmとの双方を雑音指標値σmの算定に使用したが、尖度ＫXmおよび尖度ＫSSmの一方のみを使用して雑音指標値σmを算定する構成も採用される。例えば、雑音成分ｎの抑圧前の尖度ＫXmが低いほど音響信号ＶOUTにミュージカルノイズが発生し易いという傾向のみに着目すると、音響信号ＶINの尖度ＫXmが低いほど雑音指標値σmが増加するように指標算定部３２が雑音指標値σmを算定する構成（雑音指標値σmが尖度ＫSSmに依存しない構成）も好適である。
【００７０】
また、雑音成分ｎの抑圧後の尖度ＫSSmが高いほど音響信号ＶOUTにミュージカルノイズが発生し易いという傾向のみに着目すると、尖度ＫSSmが高いほど雑音指標値σmが増加するように指標算定部３２が雑音指標値σmを算定する構成（雑音指標値σmが尖度ＫXmに依存しない構成）も採用される。もっとも、雑音成分ｎの抑圧の前後における尖度の変化度（ＫXm→ＫSSm）が音響信号ＶOUTにおけるミュージカルノイズの発生の度合に最も顕著に反映されるという傾向を考慮すると、尖度ＫXmおよび尖度ＫSSmの双方に応じて雑音指標値σmを算定する構成が好適であり、尖度ＫXmから尖度ＫSSmへの変化度（尖度ＫXmと尖度ＫSSmとの相対比や差分）に応じて雑音指標値σmを算定する構成が格別に好適である。
【００７１】
（３）変形例３
以上の各形態においては、雑音指標値σmが相対比ＫRmに対して単調増加する場合を例示したが、相対比ＫRmの増減（尖度ＫXmや尖度ＫSSmの増減）と雑音指標値σmの増減との関係は、雑音指標値σmに応じて雑音抑圧部２６を制御する具体的な方法に応じて適宜に変更される。例えば、式(19)とは逆に雑音指標値σmが大きいほど係数αmが増加するように係数αmを定義した構成においては、相対比ＫRmが増加するほど雑音指標値σmが減少するように相対比ＫRmから雑音指標値σmが算定される。すなわち、相対比ＫRmが増加するほど（尖度ＫXmが減少するほど、または、尖度ＫSSmが増加するほど）、雑音指標値σmが示すミュージカルノイズの発生の度合が増加する構成が本発明では好適に採用され、相対比ＫRmの増加に対して雑音指標値σmが数値として増加するか減少するかは不問である。
【００７２】
また、本発明が適用される範囲は、雑音指標値σmが示すミュージカルノイズの発生の度合が低いほど雑音成分ｎの抑圧の度合を増加させる構成に限定されない。例えば、音響信号ＶOUTにミュージカルノイズを積極的に発生させる場合（例えば音響信号ＶOUTに発生するミュージカルノイズの特性を調査する場合や、雑音抑圧部２６による処理の良否をミュージカルノイズから判断する場合）には、雑音抑圧度σmが示すミュージカルノイズの発生の度合が高いほど雑音成分ｎの抑圧の度合を増加させるという構成が採用される可能性もある。
【００７３】
（４）変形例４
以上の形態においてはフレームＦR毎に雑音指標値σm（尖度ＫXm，尖度ＫSSm，相対比ＫRm，尖度指標値Ｒm）を算定したが、指標算定部３２が雑音指標値σmを算定する周期は任意である。例えば、相前後するフレームＦRで雑音指標値σmが殆ど変化しないという前提に立てば、所定の個数毎に順次に選択したフレームＦRのみについて雑音指標値σmを算定する構成や、複数のフレームＦRにわたる雑音指標値σmの平均値が抑圧制御部３６に指示される構成（あるいは複数のフレームＦRにわたる相対比ＫRmの平均値から雑音指標値σmを算定する構成）も採用される。また、判定部２４２が検出した雑音区間（信号成分ｓが少ない区間）毎に指標算定部３２が雑音指標値σmを算定し、信号成分ｓを含む区間内の各フレームＦRの係数αmの算定に、直前の雑音区間での雑音指標値σmを使用する構成（雑音区間以外では雑音指標値σmを更新しない構成）も好適である。
【００７４】
（５）変形例５
雑音成分ｎの抑圧の前後の尖度（ＫXm，ＫSSm）を算定するための具体的な方法は以上の例示に限定されない。例えば、音響信号ＶINの強度の度数分布を所定の関数（例えば式(6)や式(11)）で近似する構成は本発明において必須ではなく、音響信号ＶIN（周波数スペクトルＸm(ejω)）から直接的に尖度ＫXmを算定する構成や音響信号ＶOUT（周波数スペクトルＹm(ejω)）から直接的に尖度ＫSSmを算定する構成も採用される。
【００７５】
（６）変形例６
第１実施形態においてはミュージカルノイズの発生の度合の目標となる所定値Ｒrefを固定値としたが、所定値Ｒrefを可変値とした構成も好適である。例えば、指標決定部４４は、利用者からの指示（入力装置に対する操作）に応じて所定値Ｒrefを可変に設定する。以上の構成によれば、音響信号ＶOUTにおけるミュージカルノイズの発生の度合（雑音成分ｎの抑圧およびミュージカルノイズの低減の何れを優先させるか）を、例えば利用者の好みに応じて調整できるという利点がある。
【００７６】
（７）変形例７
第２実施形態においては、雑音抑圧部２６による実際の処理後の音響信号ＶOUT（周波数スペクトルＹm(ejω)）を尖度ＫSSmの算定に使用したが、第２尖度算定部５２が式(16)の演算で尖度ＫSSmを算定する構成も採用される。式(16)の抑圧係数Ａとしては、過去のフレームＦRについて算定した係数αm（例えば直前のフレームＦRについて算定した係数αm-1）が使用される。以上の態様においては、音響信号ＶOUT（周波数スペクトルＹm(ejω)）が雑音指標値σmの算定に不要であるから、雑音抑圧部２６による処理を待たずに雑音指標値σmを算定できるという利点がある。
【００７７】
（８）変形例８
雑音抑圧部２６による雑音成分ｎの抑圧には公知の技術が任意に採用される。例えば、推定雑音スペクトルψm(ejω)に応じた１未満の係数を周波数スペクトルＸm(ejω)の各周波数の強度に乗算することで雑音成分ｎを抑圧する構成が採用される。抑圧制御部３６は、周波数スペクトルＸm(ejω)に乗算される係数を雑音指標値σmに応じて可変に制御する。
【００７８】
（９）変形例９
以上の形態においては、音響信号ＶINから雑音成分ｎを抑圧する雑音抑圧部２６を具備する雑音抑圧装置１００を例示したが、ミュージカルノイズの発生の度合（雑音成分ｎの抑圧の適否）を評価するための雑音指標値σmや尖度指標値Ｒmの算定に利用される装置（雑音抑圧評価装置）としても本発明は特定される。雑音抑圧評価装置では図１の雑音抑圧部２６や抑圧制御部３６が省略される。また、以上の形態では雑音指標値σmを雑音抑圧部２６の制御に使用したが、雑音抑圧評価装置が算定した雑音指標値σmや尖度指標値Ｒmを使用する方法は任意である（雑音抑圧部２６の制御に限定されない）。例えば、音響信号ＶINの特性（ミュージカルノイズの発生し易さ）を評価するための定量的な指標として雑音指標値σmが使用される。また、雑音抑圧評価装置の算定した雑音指標値σmが可搬型の記録媒体や通信網を介して別個の雑音抑圧装置に供給されたうえで雑音成分ｎの抑圧に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る雑音抑圧装置のブロック図である。
【図２】音響信号の区分について説明するための概念図である。
【図３】音響信号の強度の度数分布が雑音成分の抑圧で変化する様子を示す概念図である。
【図４】指標算定部のブロック図である。
【図５】尖度の相対比が大きい場合（雑音指標値が大きい場合）を例示する概念図である。
【図６】尖度の相対比が小さい場合（雑音指標値が小さい場合）を例示する概念図である。
【図７】本発明の第２実施形態における指標算定部のブロック図である。
【符号の説明】
【００８０】
１００……雑音抑圧装置、１２……演算処理装置、１４……記憶装置、２２……周波数分析部、２４……雑音推定部、２４２……判定部、２４４……推定部、２６……雑音抑圧部、２８……波形合成部、３２……指標算定部、３４……ＳＮ比算定部、３６……抑圧制御部、４２……相関特定部、４４……指標決定部、５１……第１尖度算定部、５２……第２尖度算定部、５４……算定部、ＶIN，ＶOUT……音響信号、ＫXm……雑音抑圧前の尖度、ＫSSm……雑音抑圧後の尖度、σm……雑音指標値、αm，βm……係数、ψm（ψm(ejω)）……推定雑音スペクトル、Ｘm（Ｘm(ejω)），Ｙm（Ｙm(ejω)）……周波数スペクトル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響信号の雑音成分を抑圧する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
信号成分（目的音の成分）と雑音成分とが重畳された音響信号について雑音成分を抑圧する技術が従来から提案されている。例えば非特許文献１および非特許文献２には、周波数領域で音響信号から雑音成分を抑圧するスペクトラルサブトラクション（Spectral Subtraction：SS）技術が開示されている。
【０００３】
しかし、非特許文献１および非特許文献２のように周波数領域で音響信号から雑音成分を抑圧する方法においては、雑音成分の抑圧後に時間軸上および周波数軸上に分散的に雑音成分が残存し、耳障りなミュージカルノイズ（バーディノイズ）として受聴者に知覚されるという問題がある。そこで、非特許文献３には、雑音成分の抑圧に起因したミュージカルノイズを発生後に除去する技術が開示されている。
【非特許文献１】Steven F. Boll, "Suppression of Acoustic Noise in Speech Using Spectral Subtraction", IEEE TRANSACTIONS ON ACOUSTICS, SPEECH, AND SIGNAL PROCESSING, Vol. ASSP-27, No. 2, April 1979
【非特許文献２】Yariv Ephraim, David Malah, "Speech Enhancement Using a Minimum Mean-Square Error Short-Time Spectral Amplitude Estimator", IEEE TRANSACTIONS ON ACOUSTICS, SPEECH, AND SIGNAL PROCESSING, Vol. ASSP-32, No. 6, December 1984
【非特許文献３】阿部友実，松本光春，橋本周司，"時間−周波数Ｍ変換によるミュージカルノイズ除去"，日本音響学会講演論文集，3-6-9，p.727−p.730，2008年３月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、雑音の抑圧後におけるミュージカルノイズの発生の程度を定量的に評価できれば、例えばミュージカルノイズを適切に除去できるように雑音成分の抑圧の度合を可変に制御するといった構成も実現され得る。しかし、ミュージカルノイズの発生の程度を定量的に評価する方法については非特許文献１や非特許文献２には何ら開示されていない。非特許文献３は、発生後のミュージカルノイズの除去を開示するに過ぎず、非特許文献１や非特許文献２と同様にミュージカルノイズの定量的な評価については何ら開示しない。以上の事情を考慮して、本発明は、ミュージカルノイズの発生の程度の定量的な指標を利用して雑音成分の抑圧後のミュージカルノイズを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、本発明に係る雑音抑圧装置は、音響信号の雑音成分を周波数領域で抑圧する雑音抑圧手段と、雑音成分の抑圧前または抑圧後（すなわち抑圧前および抑圧後の少なくとも一方）の音響信号の強度の度数分布における尖度に応じて変化する雑音指標値を、雑音成分の抑圧後にミュージカルノイズが発生する程度の指標として算定する指標算定手段と、雑音抑圧手段による雑音成分の抑圧の度合を雑音指標値に応じて可変に制御する抑圧制御手段とを具備する。以上の構成においては、雑音抑圧手段による雑音成分の抑圧の度合が雑音指標値に応じて可変に制御されるから、雑音成分の抑圧の度合が固定された従来の技術と比較して、ミュージカルノイズの発生を有効に制御（典型的には抑制）しながら雑音成分を抑圧することが可能である。
【０００６】
本発明の好適な態様において、指標算定手段は、雑音成分の抑圧の度合を示す抑圧係数（例えば抑圧係数Ａ）と尖度に応じた尖度指標値（例えば尖度指標値Ｒm）との関係（関数）を特定する相関特定手段と、相関特定手段が特定した関係において尖度指標値が所定値に接近するときの抑圧係数を雑音指標値として決定する指標決定手段とを含む。以上の態様においては、相関特定手段が特定した関係において尖度指標値を所定値に接近させる抑圧係数が雑音指標値として決定されるから、雑音抑圧手段による処理後のミュージカルノイズの発生の程度を所定値に応じて制御できるという利点がある。なお、尖度指標値の目標となる所定値は、固定値および可変値の何れでもよい。
【０００７】
本発明の好適な態様において、指標算定手段は、雑音成分の抑圧前の音響信号の強度の度数分布における第１尖度を算定する第１尖度算定手段と、雑音成分の抑圧後の音響信号の強度の度数分布における第２尖度を算定する第２尖度算定手段と、第１尖度と第２尖度とから雑音指標値を算定する算定手段とを含む。以上の態様においては、第１尖度および第２尖度の双方に応じて雑音指標値が算定される（さらには雑音抑圧手段による抑圧の度合が制御される）から、例えば第１尖度および第２尖度の一方のみから雑音指標値を算定する構成と比較して、ミュージカルノイズの発生の度合を正確に示す雑音指標値を利用することが可能である。
【０００８】
以上の各態様においては、雑音成分の抑圧前の音響信号の第１尖度が小さいほど、雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が増加するように、指標算定手段が雑音指標値を算定する構成（第２尖度の使用が必須でない構成）や、雑音成分の抑圧後の音響信号の第２尖度が小さいほど、雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が減少するように、指標算定手段が雑音指標値を算定する構成（第１尖度の使用が必須でない構成）が好適である。なお、第２尖度は、雑音抑圧手段による実際の処理後の音響信号から算定されるほか、雑音抑圧手段の動作を模擬する（例えば式(16)の演算を実行する）ことで抑圧前の音響信号から算定（推定）される。
【０００９】
また、雑音成分の抑圧の前後における尖度の変化度がミュージカルノイズの発生の度合に最も顕著に反映されるという傾向を考慮すると、雑音成分の抑圧前の音響信号の第１尖度に対する抑圧後の音響信号の第２尖度の相対比が大きいほど、雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が増加するように、指標算定手段が第１尖度および第２尖度に応じた雑音指標値を算定する構成が好適である。特に、第１尖度に対する第２尖度の相対比の対数値がミュージカルノイズの発生の度合に対して高い相関を示すという傾向を考慮すると、第１尖度に対する第２尖度の相対比の対数値が大きいほど、雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が増加するように、指標算定手段が当該対数値に応じた雑音指標値を算定する構成が好適である。
【００１０】
以上の各態様に係る雑音抑圧装置の具体例において、抑圧制御手段は、雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が低いほど雑音成分の抑圧の度合が増加するように、雑音抑圧手段による抑圧の度合を雑音指標値に応じて制御する。以上の態様によれば、雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の度合が低いほど雑音成分の抑圧の度合が増加するから、ミュージカルノイズの発生を有効に抑制しながら雑音成分を抑圧することが可能である。
【００１１】
以上の各態様（第１の態様および第２の態様）に係る雑音抑圧装置の具体例において、抑圧制御手段は、雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の度合が低いほど雑音成分の抑圧の度合が増加するように、雑音抑圧手段による抑圧の度合を雑音指標値に応じて制御する。以上の態様によれば、雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の度合が低いほど雑音成分の抑圧の度合が増加するから、ミュージカルノイズの発生を有効に抑制しながら雑音成分を抑圧することが可能である。
【００１２】
また、以上の各態様に係る雑音抑圧装置は、雑音の抑圧に専用されるＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのハードウェア（電子回路）によって実現されるほか、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの汎用の演算処理装置とプログラムとの協働によっても実現される。本発明に係るプログラムは、音響信号の雑音成分を周波数領域で抑圧する雑音抑圧処理と、雑音成分の抑圧前または抑圧後の音響信号の強度の度数分布における尖度に応じて変化する雑音指標値を、雑音成分の抑圧後にミュージカルノイズが発生する程度の指標として算定する指標算定処理と、雑音抑圧処理による雑音成分の抑圧の度合を雑音指標値に応じて可変に制御する抑圧制御処理とをコンピュータに実行させる。以上のプログラムによれば、本発明の各態様に係る雑音抑圧装置と同様の作用および効果が奏される。本発明のプログラムは、コンピュータが読取可能な記録媒体に格納された形態で利用者に提供されてコンピュータにインストールされるほか、通信網を介した配信の形態でサーバ装置から提供されてコンピュータにインストールされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜Ａ：第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る雑音抑圧装置のブロック図である。雑音抑圧装置１００には、音響の波形を表す時間領域の音響信号ＶINが供給される。音響信号ＶINの供給元（図示略）は、例えば、周囲の音響に応じた音響信号ＶINを生成する収音機器や、記録媒体から音響信号ＶINを取得して出力する再生装置である。音響信号ＶINには信号成分ｓと雑音成分ｎとが混在する（ＶIN＝ｓ＋ｎ）。雑音抑圧装置１００は、音響信号ＶINの雑音成分ｎを抑圧することで音響信号ＶOUT（理想的にはＶOUT＝ｓ）を生成して出力する。音響信号ＶOUTは、例えばスピーカ装置やヘッドホンなどの放音装置（図示略）に供給されて音波として再生される。
【００１４】
雑音抑圧装置１００は、演算処理装置１２と記憶装置１４とを含むコンピュータシステムで実現される。記憶装置１４は、音響信号ＶINから音響信号ＶOUTを生成するためのプログラムや各種のデータを記憶する。半導体記憶装置や磁気記憶装置などの公知の記録媒体が記憶装置１４として任意に採用される。
【００１５】
演算処理装置１２は、記憶装置１４に格納されたプログラムを実行することで複数の要素（周波数分析部２２，雑音推定部２４，雑音抑圧部２６，波形合成部２８，指標算定部３２，ＳＮ比算定部３４，抑圧制御部３６）として機能する。なお、音響信号ＶINの処理に専用される電子回路（ＤＳＰ）が演算処理装置１２の各要素を実現する構成や、演算処理装置１２の各要素を複数の集積回路に分散的に搭載した構成も採用される。
【００１６】
図１の周波数分析部２２は、図２に示すように、音響信号ＶINを時間軸上で区分した複数のフレームＦRの各々についてフーリエ変換を実行することで各フレームＦRの周波数スペクトルＸm(ejω)（図１や図２では「Ｘ」と簡略化されている）を算定する。第ｍ番目のフレームＦRの周波数スペクトルＸm(ejω)は、信号成分ｓの周波数スペクトルＳm(ejω)と雑音成分ｎの周波数スペクトルＮm(ejω)との加算に相当する（式(1)）。
Ｘm(ejω)＝Ｓm(ejω)＋Ｎm(ejω) ……(1)
【００１７】
図１の雑音推定部２４は、音響信号ＶINに重畳された雑音成分ｎの周波数スペクトル（以下「推定雑音スペクトル」という）ψm(ejω)を音響信号ＶINの複数のフレームＦRの各々について推定する。図１に示すように、雑音推定部２４は判定部２４２と推定部２４４とで構成される。判定部２４２は、各フレームＦRにおける信号成分ｓの有無を周波数スペクトルＸm(ejω)に応じて判定する。信号成分ｓの有無の判定には公知の技術が任意に採用される。
【００１８】
推定部２４４は、判定部２４２による判定の結果を利用して推定雑音スペクトルψm(ejω)を算定する。さらに詳述すると、推定部２４４は、信号成分ｓを含まない（または少ない）と判定部２４２が判定した区間（以下「雑音区間」という）内の各フレームＦRについて周波数スペクトルＸm(ejω)を平均することで推定雑音スペクトルψm(ejω)を算定する。雑音区間では周波数スペクトルＸm(ejω)が周波数スペクトルＮm(ejω)に略一致するから、推定雑音スペクトルψm(ejω)は以下の式(2)で周波数スペクトルＮm(ejω)から算定される。式(2)の演算子Ｅは、期待値（平均値）の算定を意味する。
ψm(ejω)＝Ｅ｛|Ｎm(ejω)|2｝ ……(2)
【００１９】
また、推定部２４４は、判定部２４２が信号成分ｓを含むと判定したフレームＦRについては、直前の推定雑音スペクトルψm-1(ejω)と同じ推定雑音スペクトルψm(ejω)を設定する（ψm(ejω)＝ψm-1(ejω)）。以上のように推定雑音スペクトルψm(ejω)はフレームＦR毎に順次に更新される。なお、推定雑音スペクトルψm(ejω)の推定には公知の技術が任意に採用される。
【００２０】
雑音抑圧部２６は、音響信号ＶINの雑音成分ｎ（周波数スペクトルＮm(ejω)）を周波数領域で抑圧する。さらに詳述すると、雑音抑圧部２６は、周波数分析部２２が順次に算定する周波数スペクトルＸm(ejω)から推定雑音スペクトルψm(ejω)を減算することで周波数スペクトルＹm(ejω)（図１では「Ｙ」と簡略化されている）を算定する（Spectral Subtraction）。
【００２１】
雑音抑圧部２６が算定する周波数スペクトルＹm(ejω)は、式(3)に示すように、推定雑音スペクトルψm(ejω)に応じて算定されたパワースペクトルＰmの平方根に周波数スペクトルＸm(ejω)の位相成分ｅjθx(ejω)を付加することで算定される。
Ｙm(ejω)＝（Ｐm）１/２・ｅjθx(ejω) ……(3)
式(3)のパワースペクトルＰmは以下の式(4a)および式(4b)で算定される。
【数１】
すなわち、パワースペクトルＰmのうち周波数スペクトルＸm(ejω)の強度の自乗|Ｘm(ejω)|２が推定雑音スペクトルψm(ejω)と係数αmとの乗算値（αm・ψm(ejω)）を上回る周波数帯域の成分は、式(4a)に示すように、当該乗算値（αm・ψm(ejω)）を周波数スペクトルＸm(ejω)の強度の自乗|Ｘm(ejω)|２から減算することで算定される。一方、パワースペクトルＰmのうち周波数スペクトルＸm(ejω)の強度の自乗|Ｘm(ejω)|２が推定雑音スペクトルψm(ejω)と係数αmとの乗算値（αm・ψm(ejω)）を下回る周波数帯域の成分は、式(4b)に示すように、推定雑音スペクトルψm(ejω)と係数（フロアリング係数）βmとの乗算値（βm・ψm(ejω)）に設定される。係数αmや係数βmの詳細は後述する。
【００２２】
図１の波形合成部２８は、雑音抑圧部２６がフレームＦR毎に算定した周波数スペクトルＹm(ejω)から時間領域の音響信号ＶOUTを合成する。さらに詳述すると、波形合成部２８は、周波数スペクトルＹm(ejω)に対する逆フーリエ変換で算定した時間領域の信号を複数のフレームＦRについて時間軸上で重複させて加算することで音響信号ＶOUTを算定する。
【００２３】
以上のように周波数スペクトルＸm(ejω)から推定雑音スペクトルψm(ejω)（αm・ψm(ejω)）を減算することで雑音成分ｎを抑圧した音響信号ＶOUTには、時間軸上および周波数軸上に分散的にミュージカルノイズが点在する場合がある。図１の指標算定部３２は、音響信号ＶOUTにおけるミュージカルノイズの発生の度合の定量的な指標となる雑音指標値σmをフレームＦR毎に算定する。雑音指標値σmの詳細については後述する。
【００２４】
ＳＮ比算定部３４は、音響信号ＶINのＳＮ比ξmをフレームＦR毎に算定する。さらに詳述すると、ＳＮ比算定部３４は、第ｍ番目のフレームＦRの推定雑音スペクトルψm(ejω)の強度|ψm(ejω)|と直前（第(m-1)番目）のフレームＦRの周波数スペクトルＹm(ejω)の強度の自乗|Ｙm(ejω)|２との相対比を、第ｍ番目のフレームＦRのＳＮ比ξmとして算定する（ξm＝|Ｙm(ejω)|２／|ψm(ejω)|）。ただし、ＳＮ比ξmを算定する方法は任意である。また、ＳＮ比ξmの更新の周期はフレームＦRに限定されない。
【００２５】
抑圧制御部３６は、雑音抑圧部２６が音響信号ＶIN（周波数スペクトルＸm(ejω)）から雑音成分ｎ（推定雑音スペクトルψm(ejω)）を抑圧する度合を、指標算定部３２が算定した雑音指標値σmとＳＮ比算定部３４が算定したＳＮ比ξmとに応じて可変に（適応的に）制御することで、雑音抑圧部２６による処理後の音響信号ＶOUTにおけるミュージカルノイズの発生を抑制する。
【００２６】
次に、雑音指標値σmの算定について説明する。図３の部分(A)は、音響信号ＶIN（信号成分ｓが少ないと判定部２４２が判定した雑音区間）における強度の度数分布（強度を確率変数とする確率密度関数）である。図３の部分(A)に示すように、音響信号ＶINの強度は、強度がゼロから増加するほど度数が減少するように非線形に分布する。
【００２７】
図３の部分(B)に図示した範囲ＡSSは、雑音抑圧部２６が音響信号ＶIN（周波数スペクトルＸm(ejω)）から減算する成分（αm・ψm(ejω)）の強度に相当する。雑音抑圧部２６による抑圧で範囲ＡSS内の強度はゼロに変化するから、雑音成分ｎが抑圧された音響信号ＶOUTの強度の度数分布（図３の部分(C)）においては、ゼロに近い強度の度数が、雑音成分ｎの抑圧前の度数分布（図３の部分(A)）と比較して増加する。すなわち、強度がゼロの近傍となる範囲における度数分布の傾斜は雑音抑圧部２６による抑圧後に急峻な形状に変化する。度数分布の形状（傾斜の急峻度）の尺度として尖度（kurtosis）を導入すると、音響信号ＶOUTの第ｍ番目のフレームＦRの尖度ＫSSm（図３の部分(C)）は、雑音抑圧部２６が音響信号ＶINから雑音成分ｎを抑圧することで、抑圧前の音響信号ＶINの第ｍ番目のフレームＦRの尖度ＫXm（図３の部分(A)）から増加する（ＫSSm＞ＫXm）。尖度κは、ｎ次のモーメントμnから以下の式(5)で算定される高次統計量である。
【数２】
【００２８】
ミュージカルノイズには、高頻度でゼロの付近の強度になるという傾向がある。したがって、度数分布にて強度がゼロとなる度数が雑音成分ｎの抑圧の前後で増加するほど、雑音成分ｎの抑圧に起因して発生したミュージカルノイズが多いと評価できる。すなわち、雑音成分ｎの抑圧の前後における尖度κの変化（ＫXm→ＫSSm）の程度が大きいほど、雑音成分ｎの抑圧に起因して発生するミュージカルノイズは多い。例えば、音響信号ＶINの尖度ＫXmが同等である複数の場合を想定すると、尖度ＫSSmが大きい場合ほど、雑音成分ｎの抑圧後のミュージカルノイズは多いと評価される。また、例えば雑音成分ｎの抑圧後の尖度ＫSSmが同等である複数の場合を想定すると、雑音成分ｎの抑圧前の音響信号ＶINの尖度ＫXmが小さい場合ほど、雑音成分ｎの抑圧後のミュージカルノイズは多いと評価される。
【００２９】
以上の傾向から、図１の指標算定部３２は、雑音成分ｎの抑圧前の音響信号ＶINの尖度ＫXmと雑音成分ｎの抑圧後の尖度ＫSSmとに応じて、第ｍ番目のフレームＦRにおけるミュージカルノイズの程度の指標となる雑音指標値σmを算定する。雑音指標値σmの算定には、音響信号ＶINから抽出されたＭ個の強度ｘi（ｘ1〜ｘM）の集合ｇXが使用される。図２に示すように、集合ｇXは、第ｍ番目のフレームＦRを最後として時間的に手前にあるｎt個のフレームＦRの各々の周波数スペクトルＸのｎf個の強度ｘiの集合（Ｍ＝ｎt×ｎf）としてフレームＦR毎に順次に特定される。雑音指標値σmの算定に使用される演算式の導出を以下に例示する。
【００３０】
まず、雑音成分ｎの抑圧前の尖度ＫXmの算定について説明する。音響信号ＶINの強度（集合ｇXのＭ個の強度ｘ1〜ｘM）の度数分布は、以下の式(6)の関数Ｇa(ｘ;ｋ,θ)で近似される。
【数３】
式(6)における係数Ｃは、ガンマ関数Γ(k)を利用して以下のように定義される。
【数４】
【００３１】
２次のモーメントμ2の定義式における関数Ｐ(x)に式(6)の関数Ｇa(ｘ;ｋ,θ)を代入することで以下の式(7)が導出される。
【数５】
【００３２】
２次のモーメントμ2の導出と同様に、４次のモーメントμ4の定義式における関数Ｐ(x)に式(6)の関数Ｇa(ｘ;ｋ,θ)を代入することで以下の式(8)が導出される。
【数６】
【００３３】
式(7)の２次のモーメントμ2と式(8)の４次のモーメントμ4とを式(5)に代入することで、雑音成分ｎの抑圧前の音響信号ＶINの尖度ＫXmは以下の式(9)のように定義される。
【数７】
式(6)に付記した変数ｋおよび変数γの定義式から理解されるように、式(9)における変数ｋ（変数ｋを定義する変数γ）の算定には、集合ｇXの強度ｘ1〜ｘMが使用される。
【００３４】
次に、雑音成分ｎの抑圧後の尖度ＫSSmの算定について説明する。ガンマ関数Γ(k)の平均ｋ・θを正規化することで以下の式(10)が導出される。
【数８】
いま、推定雑音スペクトルψm(ejω)のＡ倍（Ａ・ψm(ejω)）を雑音抑圧部２６が周波数スペクトルＸm(ejω)から減算する場合（式(4a)の係数αmを係数Ａに設定した場合）を想定すると、雑音成分ｎ（推定雑音スペクトルψm(ejω)）の抑圧後の音響信号ＶOUTの強度の度数分布を近似する関数Ｇb(ｘ;ｋ,θ)は、関数Ｇa(ｘ;ｋ,θ)の定義式(6)の強度ｘを強度(ｘ＋Ａ)に置換した以下の式(11)のように推定される。
【数９】
【００３５】
式(8)と同様に、４次のモーメントμ4の定義式における関数Ｐ(x)に式(11)の関数Ｇb(ｘ;ｋ,θ)を代入することで式(12)が導出される。
【数１０】
【００３６】
式(12)の(ｘ＋Ａ)k-1は以下の式(13)のようにテイラー展開される。
【数１１】
【００３７】
式(13)の高次項を便宜的に無視したうえで式(12)に代入すると、４次のモーメントμ4を近似する以下の式(14)が導出される。
【数１２】
【００３８】
２次のモーメントμ2についても同様に、定義式の関数Ｐ(x)（式(7)）に式(11)の関数Ｇb(ｘ;ｋ,θ)を代入したうえで式(13)の高次項を無視することで、以下の式(15)が導出される。
【数１３】
【００３９】
式(14)の４次のモーメントμ4と式(15)の２次のモーメントμ2とを式(5)に代入することで、雑音成分ｎの抑圧後の尖度ＫSSmを変数ｋと係数（以下「抑圧係数」という）Ａとで定義する以下の式(16)が導出される。なお、式(16)の導出には式(10)を使用した。
【数１４】
【００４０】
図４は、指標算定部３２の具体的な構成を示すブロック図である。図４に示すように、指標算定部３２は、相関特定部４２と指標決定部４４とを含んで構成される。相関特定部４２は、雑音成分ｎ（推定雑音スペクトルψm(ejω)）の抑圧の度合を表す抑圧係数Ａと尖度ＫXmおよび尖度ＫSSmに応じた尖度指標値Ｒmとの関係を特定する。
【００４１】
尖度指標値Ｒmは、以下の式(17a)に示すように、尖度ＫXmに対する尖度ＫSSmの相対比ＫRm（ＫRm＝ＫSSm／ＫXm）を変数とする関数Ｆaで定義される。関数Ｆaは、相対比ＫRmに対して尖度指標値Ｒmが単調増加するように尖度指標値Ｒmと相対比ＫRmとの関係を定義する。
Ｒm＝Ｆa(ＫRm)＝Ｆa(ＫSSm／ＫXm) ……(17a)
【００４２】
図３を参照して説明したように、雑音成分ｎの抑圧後のミュージカルノイズが多いほど相対比ＫRmは大きくなる（尖度ＫXmから尖度ＫSSmへの変化度が大きくなる）から、尖度指標値Ｒmが大きいほど、雑音成分ｎの抑圧後のミュージカルノイズが多いと評価できる。換言すると、尖度指標値Ｒmが小さいほど（すなわち尖度ＫXmから尖度ＫSSmへの変化度が小さいほど）、雑音成分ｎの抑圧後のミュージカルノイズは少ないと評価できる。
【００４３】
式(9)に示すように尖度ＫXmは変数ｋの関数であり、式(16)に示すように尖度ＫSSmは変数ｋおよび抑圧係数Ａの関数であるから、関数Ｆaは、以下の式(17b)に示すように、尖度指標値Ｒmと変数ｋおよび抑圧係数Ａとの関係を定義する関数に相当する。
Ｒm＝Ｆa(ＫSSm／ＫXm)＝Ｆa(Ａ,ｋ) ……(17b)
【００４４】
第ｍ番目の１個のフレームＦRに着目すると、変数ｋは、集合ｇX（第ｍ番目を最後とするｎt個のフレームＦR）のＭ個の強度ｘ1〜ｘMから算定される固定値である。したがって、尖度指標値Ｒmは、以下の式(17c)に示すように、抑圧係数Ａを変数とした関数Ｆaで定義される。
Ｒm＝Ｆa(Ａ) ……(17c)
図４の相関特定部４２は、集合ｇXのＭ個の強度ｘ1〜ｘMから算定した変数ｋを式(17b)に代入することで、尖度指標値Ｒmと抑圧係数Ａとの関係を定義する式(17c)の関数Ｆaを特定する。変数ｋはフレームＦR毎に変化するから、相関特定部４２は、フレームＦR毎に関数Ｆaを特定する。
【００４５】
図４の指標決定部４４は、相関特定部４２が特定した関数Ｆaで定義される尖度指標値Ｒmが所定値Ｒrefに合致するときの抑圧係数Ａを雑音指標値σmとして決定する。すなわち、指標決定部４４は、以下の式(18)の演算を実行することでフレームＦR毎に雑音指標値σmを算定する。式(18)における演算子Ｆa-1は、関数Ｆaの逆写像を意味する。
σm＝Ｆa-1(Ｒref) ……(18)
【００４６】
以上のように、雑音指標値σmは、雑音抑圧部２６による雑音成分ｎの抑圧後に発生するミュージカルノイズを所定の度合に制御する（すなわち尖度指標値Ｒmを所定値Ｒrefに制御する）ための係数αm（式(4a)）の数値に相当する。また、尖度指標値Ｒmが増加するほど雑音指標値σmは大きい数値となるから、雑音指標値σmには、尖度指標値Ｒmと同様に、抑圧係数Ａのもとで音響信号ＶINの雑音成分ｎを抑圧した場合に発生するミュージカルノイズの程度の指標としての意義もある。すなわち、音響信号ＶINは、雑音指標値σmが大きいほどミュージカルノイズを発生させ易い特性と評価され、雑音指標値σmが小さいほどミュージカルノイズを発生させ難い特性と評価される。以上のように、尖度指標値Ｒmおよび雑音指標値σmは、抑圧係数Ａのもとで雑音成分ｎを抑圧したときに音響信号ＶOUTに発生するミュージカルノイズの程度を定量的に表す指標として機能する。
【００４７】
図１の抑圧制御部３６は、雑音抑圧部２６が雑音成分ｎの抑圧（式(4a)および式(4b)）に使用する係数αmおよび係数βmを、指標算定部３２が算定した雑音指標値σmとＳＮ比算定部３４が算定したＳＮ比ξmとに応じて可変に制御する。抑圧制御部３６の具体的な動作を以下に説明する。
【００４８】
抑圧制御部３６は、例えば以下の式(19)を演算することで雑音指標値σmとＳＮ比ξmとに応じた係数αmを算定する。式(19)の係数ａg1や係数ａg2は、例えば音響信号ＶOUTのミュージカルノイズが効果的に低減されるように実験的または統計的に設定された正数である。
αm＝ｇ(σm,ξm)＝−ａg1・σm２＋ａg2・ξm ……(19)
式(19)から理解されるように、雑音指標値σmが増加するほど係数αmは減少する。したがって、雑音抑圧部２６による雑音成分ｎの抑圧でミュージカルノイズが発生する可能性が高い（雑音指標値σmが大きい）ほど、雑音抑圧部２６による周波数スペクトルＸm(ejω)からの減算量（αm・ψm(ejω)）は低減される。
【００４９】
例えば、図５の部分(A)および部分(B)のように音響信号ＶINの尖度ＫXmが抑圧後の尖度ＫSSmに対して充分に小さい場合（例えば、音響信号ＶINの尖度ＫXmが正規分布と比較して低いサブガウス的な特性の場合）には雑音指標値σm（尖度指標値Ｒm）が大きい数値となるから、係数αmが小さい数値に設定されることで周波数スペクトルＸm(ejω)からの減算量（αm・ψm(ejω)は低減される。一方、図６の部分(A)および部分(B)のように音響信号ＶINの尖度ＫXmが大きい場合（例えば、音響信号ＶINの尖度ＫXmが正規分布と比較して高いスーパーガウス的な特性の場合）には雑音指標値σmが小さい数値となるから、係数αmが大きい数値に設定されることで周波数スペクトルＸm(ejω)からの減算量（αm・ψm(ejω)）は増加する。以上のように係数αmは雑音指標値σmに応じて可変に設定されるから、式(19)におけるＳＮ比ξmの作用を便宜的に無視すると、雑音抑圧部２６による実際の処理後の音響信号ＶOUTの尖度指標値Ｒmは所定値（目標値）Ｒrefに略合致する。
【００５０】
また、式(19)から理解されるように、ＳＮ比算定部３４の算定したＳＮ比ξmが増加するほど係数αmは増加する。したがって、音響信号ＶINのＳＮ比ξmが大きいほど（つまり、信号成分ｓの強度が雑音成分ｎの強度に対して高いほど）、雑音抑圧部２６による周波数スペクトルＸm(ejω)からの減算量（αm・ψm(ejω)）は増加する。
【００５１】
また、抑圧制御部３６は、例えば式(20)を演算することで雑音指標値σmとＳＮ比ξmとに応じた係数βmを算定する。式(20)の係数ａh1や係数ａh2は、式(19)の係数ａg1や係数ａg2と同様に、例えば音響信号ＶOUTのミュージカルノイズが有効に低減されるように実験的または統計的に設定された正数である。
βm＝ｈ（σm,ξm）＝−ａh1・σm２＋ａh2・ξm ……(20)
【００５２】
式(20)から理解されるように、雑音指標値σmが増加するほど係数βmは減少する。したがって、雑音抑圧部２６による雑音成分ｎの抑圧でミュージカルノイズが発生する度合が高い（雑音指標値σmが大きい）ほど、周波数スペクトルＸm(ejω)の強度|Ｘm(ejω)|２が推定雑音スペクトルψm(ejω)と係数αmとの乗算（αm・ψm(ejω)）を下回る周波数帯域の成分の強度（βm・ψm(ejω)）は減少する。さらに、ＳＮ比ξmが増加するほど係数βmは増加する。したがって、音響信号ＶINのＳＮ比ξmが小さいほど、周波数スペクトルＸm(ejω)の強度|Ｘm(ejω)|２が推定雑音スペクトルψm(ejω)と係数αmとの乗算（αm・ψm(ejω)）を下回る周波数帯域の成分の強度（βm・ψm(ejω)）は減少する。
【００５３】
以上に説明したように、本形態においては、雑音抑圧部２６による雑音成分ｎの抑圧の度合（αm・ψm(ejω)）が雑音指標値σmに応じて可変に制御される。さらに具体的には、雑音指標値σmが大きいほど雑音抑圧部２６による抑圧の度合（減算量）は低減される。したがって、雑音成分ｎの抑圧の度合が固定された従来の技術と比較して、音響信号ＶINが収録された環境（音響信号ＶINの特性）に拘わらず、ミュージカルノイズの発生を有効に抑制しながら音響信号ＶINの雑音成分ｎを効果的に抑圧することが可能である。本形態による効果の具体例を以下に説明する。
【００５４】
雑音成分ｎが充分に抑制されるように係数αmを高目の固定値に設定した構成では、雑音成分ｎを充分に抑制することは確かに可能であるが、例えば音響信号ＶINが図５の部分(A)の特性である場合（つまり、ミュージカルノイズが発生し易い場合）に、雑音成分ｎの過剰な抑圧に起因して音響信号ＶOUTに顕著なミュージカルノイズが発生し易いという問題がある。本形態においては、図５の部分(A)および部分(B)のように雑音指標値σmが高い場合（音響信号ＶOUTにミュージカルノイズが発生し易い場合）に雑音抑圧部２６による抑圧の度合が低減されるから、音響信号ＶOUTのミュージカルノイズは有効に抑制される。
【００５５】
一方、ミュージカルノイズが適切に抑制されるように係数αmを低目の固定値に設定した構成では、音響信号ＶOUTのミュージカルノイズを抑制することは確かに可能である。しかし、音響信号ＶINが図６の部分(A)の特性である場合には、雑音成分ｎの抑圧の度合を増加させても音響信号ＶOUTにミュージカルノイズは発生し難い状況であるにも拘わらず、雑音成分ｎの抑圧の度合が制限される（抑圧が不足する）という問題がある。本形態においては、図６の部分(A)および部分(B)のように雑音指標値σmが低い場合（音響信号ＶOUTにミュージカルノイズが発生し難い場合）に雑音抑圧部２６による抑圧の度合が増加するから、雑音成分ｎは音響信号ＶOUTにて効果的に抑制される。
【００５６】
ところで、音響信号ＶINのＳＮ比ξmが高い場合には、雑音成分ｎの抑圧の度合が高くても、音響信号ＶOUTのミュージカルノイズは受聴者に知覚され難いという傾向がある。本形態においては、音響信号ＶINのＳＮ比ξmに応じて雑音抑圧部２６による抑圧の度合（係数αm）が制御される。さらに詳述すると、ＳＮ比ξmが高いほど雑音抑圧部２６による抑圧の度合（係数αm）は増加する。したがって、ＳＮ比ξmが高いことでミュージカルノイズが知覚され難い環境では、ミュージカルノイズの抑制に優先して雑音成分ｎが有効に抑制されるという利点がある。換言すると、音響信号ＶINのＳＮ比ξmが低い場合に雑音抑圧部２６による抑圧の度合（係数αm）が低減されるから、ＳＮ比ξmが低いことでミュージカルノイズが特に知覚され易い環境ではミュージカルノイズが優先的に抑制される。もっとも、ＳＮ比算定部３４を省略した構成（雑音抑圧部２６の制御に雑音指標値σmのみが反映される構成）も本発明では採用される。
【００５７】
なお、音響信号ＶOUTのミュージカルノイズは、推定雑音スペクトルψm(ejω)の減算（式(4a)）を主要因として発生するから、ミュージカルノイズを低減するという観点からすると、推定雑音スペクトルψm(ejω)の減算に適用される係数αmを雑音指標値σmに応じて可変に制御する構成が重要である。したがって、係数βmは所定値に固定する（雑音指標値σmに依存しない）という構成も採用される。しかし、係数βmを固定した構成では、周波数スペクトルＹm(ejω)のうち式(4a)が適用される帯域と式(4b)が適用される帯域とで強度の相違が過大となり、音響信号ＶOUTの再生音が聴感上で不自然な特性となる可能性がある。本形態においては、係数βmが係数αmと同様に雑音指標値σmとＳＮ比ξmとに応じて可変に制御されるから、式(4a)が適用される帯域と式(4b)が適用される帯域との強度の相違が抑制される。したがって、係数βmを固定した構成と比較して、再生音が聴感上で自然な印象に知覚される音響信号ＶOUTを生成できるという利点がある。
【００５８】
＜Ｂ：第２実施形態＞
図７は、本発明の第２実施形態に係る指標算定部３２のブロック図である。図７に示すように、本形態の指標算定部３２は、第１尖度算定部５１と第２尖度算定部５２と算定部５４とを含んで構成される。なお、本形態のうち第１実施形態と共通する要素については、以上と同じ符号を付して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００５９】
図７の第１尖度算定部５１は、音響信号ＶINの各フレームＦRについて尖度ＫXmを算定する。例えば、第１尖度算定部５１は、周波数スペクトルＸm(ejω)の時系列から抽出された集合ｇXのＭ個の強度ｘ1〜ｘMについて式(9)の演算を実行することで音響信号ＶINのフレームＦR毎に尖度ＫXmを算定する。同様に、第２尖度算定部５２は、雑音抑圧部２６による雑音成分ｎの抑圧後の各フレームＦRについて尖度ＫSSmを算定する。例えば、第２尖度算定部５２は、雑音抑圧部２６による実際の処理後の周波数スペクトルＹm(ejω)の時系列から図２の方法で抽出したＭ個の強度ｘ1〜ｘMについて式(9)の演算を実行することで、音響信号ＶOUTのフレームＦR毎に尖度ＫSSmを算定する。
【００６０】
図７の算定部５４は、第１尖度算定部５１が算定した尖度ＫXmと第２尖度算定部５２が算定した尖度ＫSSmとから雑音指標値σmを算定する。さらに詳述すると、算定部５４は、尖度ＫXmに対する尖度ＫSSmの相対比ＫRmを算定し、相対比ＫRmを関数Ｆbに代入することで雑音指標値σmを算定する（σm＝Ｆb(ＫRm)＝Ｆb(ＫSSm／ＫXm)）。
【００６１】
関数Ｆbは、相対比ＫRmに対して雑音指標値σmが単調増加するように相対比ＫRmと雑音指標値σmとの関係を定義する。したがって、第１実施形態と同様に、雑音指標値σmは、雑音成分ｎの抑圧に起因してミュージカルノイズが発生する程度を定量的に評価するための指標として機能する。例えば、指標算定部３２の算定した雑音指標値σmが大きいほど（相対比ＫRmが大きいほど）、雑音成分ｎの抑圧後のミュージカルノイズが多いと評価できる。
【００６２】
抑圧制御部３６は、雑音抑圧部２６が第ｍ番目のフレームＦRの処理に適用する係数αmおよび係数βmを、直前（第(m-1)番目）のフレームＦRについて指標算定部３２が算定した雑音指標値σm-1に応じて可変に設定する。係数αmや係数βmの算定には第１実施形態と同様の方法（式(19)，式(20)）が使用される。したがって、本形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。
【００６３】
なお、以上の形態においては係数αmや係数βmが直前のフレームＦRの雑音指標値σm-1から算定される。一方、第１実施形態においては、第ｍ番目のフレームＦRに適用される係数αmや係数βmが、当該フレームＦRの音響信号ＶINから算定された雑音指標値σmに応じて設定される。したがって、雑音成分ｎの抑制の度合を音響信号ＶINの特性の変化（音響信号ＶINが収録された環境の変化）に対して迅速に適応させるという観点からすると、第２実施形態よりも第１実施形態が好適である。
【００６４】
もっとも、第２実施形態においても、第ｍ番目のフレームＦRから算定された雑音指標値σmを当該フレームＦRの雑音成分ｎの抑制に使用する構成が採用される。例えば、係数αmや係数βmを仮定的に所定値（初期値）に設定した状態で雑音抑圧部２６が第ｍ番目のフレームＦRについて雑音成分ｎを抑圧し、抑圧後の第ｍ番目のフレームＦRについて指標算定部３２が算定した雑音指標値σmを、当該フレームＦRの実際の雑音成分ｎの抑圧に適用される係数αmや係数βmの算定に抑圧制御部３６が適用する。
【００６５】
第１実施形態および第２実施形態の例示から理解されるように、本発明は、雑音成分ｎの抑圧の前後の尖度（ＫXm，ＫSSm）を実際には算定せずに雑音指標値σmを算定する構成（第１実施形態）、および、雑音成分ｎの抑圧の前後の尖度（ＫXm，ＫSSm）を実際に算定したうえで雑音指標値σmを算定する構成（第２実施形態）の双方を包含する。
【００６６】
＜Ｃ：変形例＞
以上に例示した各形態には様々な変形が加えられる。具体的な変形の態様を例示すれば以下の通りである。なお、以下の例示から２以上の態様を任意に選択して組合せてもよい。
【００６７】
（１）変形例１
尖度ＫXmまたは尖度ＫSSmと雑音指標値σm（第１実施形態の尖度指標値Ｒm）との関係（尖度ＫXmや尖度ＫSSmから雑音指標値σmや尖度指標値Ｒmを算定する方法）は本発明において任意である。例えば、音響信号ＶOUTにおけるミュージカルノイズの発生の度合が雑音成分ｎの抑圧の前後における尖度の変化度（ＫXm→ＫSSm）に反映されるという傾向を考慮すると、抑圧前の尖度ＫXmと抑圧後の尖度ＫSSmとの差分|ＫSSm−ＫXm|に応じて雑音指標値σmや尖度指標値Ｒmを算定する構成も採用される。また、相対比ＫRmと尖度指標値Ｒmとの関係（関数Ｆaの内容）や相対比ＫRmと雑音指標値σmとの関係（関数Ｆbの内容）は適宜に変更される。例えば、第１実施形態においては、相対比ＫRmを尖度指標値Ｒmとする構成（Ｒm＝ＫRm）や、相対比ＫRmに所定の係数を加減または乗除して尖度指標値Ｒmを算定する構成が採用される。同様に、第２実施形態においては、相対比ＫRmを雑音指標値σmとして出力する構成（ＫRm＝σm）や、相対比ＫRmに所定の係数を加減または乗除して雑音指標値σmを算定する構成が採用される。
【００６８】
以上の各形態においては尖度ＫXmおよび尖度ＫSSmの相対比ＫRmと雑音指標値σm（あるいは第１実施形態の尖度指標値Ｒm）との相関に着目したが、雑音成分ｎの抑圧後のミュージカルノイズの発生の程度は、相対比ＫRmの対数値に対して特に顕著な相関を示すという傾向がある。したがって、相対比ＫRmの対数値から雑音指標値σmを算定する構成（すなわち、以上の各形態における相対比ＫRmを相対比ＫRMの対数値に置換した構成）も好適である。相対比ＫRmの対数値を利用した構成によれば、ミュージカルノイズの発生の程度を、より正確に雑音指標値σmから評価できるという利点がある。
【００６９】
（２）変形例２
以上の各形態においては、音響信号ＶINの尖度ＫXmと雑音成分ｎの抑圧後の尖度ＫSSmとの双方を雑音指標値σmの算定に使用したが、尖度ＫXmおよび尖度ＫSSmの一方のみを使用して雑音指標値σmを算定する構成も採用される。例えば、雑音成分ｎの抑圧前の尖度ＫXmが低いほど音響信号ＶOUTにミュージカルノイズが発生し易いという傾向のみに着目すると、音響信号ＶINの尖度ＫXmが低いほど雑音指標値σmが増加するように指標算定部３２が雑音指標値σmを算定する構成（雑音指標値σmが尖度ＫSSmに依存しない構成）も好適である。
【００７０】
また、雑音成分ｎの抑圧後の尖度ＫSSmが高いほど音響信号ＶOUTにミュージカルノイズが発生し易いという傾向のみに着目すると、尖度ＫSSmが高いほど雑音指標値σmが増加するように指標算定部３２が雑音指標値σmを算定する構成（雑音指標値σmが尖度ＫXmに依存しない構成）も採用される。もっとも、雑音成分ｎの抑圧の前後における尖度の変化度（ＫXm→ＫSSm）が音響信号ＶOUTにおけるミュージカルノイズの発生の度合に最も顕著に反映されるという傾向を考慮すると、尖度ＫXmおよび尖度ＫSSmの双方に応じて雑音指標値σmを算定する構成が好適であり、尖度ＫXmから尖度ＫSSmへの変化度（尖度ＫXmと尖度ＫSSmとの相対比や差分）に応じて雑音指標値σmを算定する構成が格別に好適である。
【００７１】
（３）変形例３
以上の各形態においては、雑音指標値σmが相対比ＫRmに対して単調増加する場合を例示したが、相対比ＫRmの増減（尖度ＫXmや尖度ＫSSmの増減）と雑音指標値σmの増減との関係は、雑音指標値σmに応じて雑音抑圧部２６を制御する具体的な方法に応じて適宜に変更される。例えば、式(19)とは逆に雑音指標値σmが大きいほど係数αmが増加するように係数αmを定義した構成においては、相対比ＫRmが増加するほど雑音指標値σmが減少するように相対比ＫRmから雑音指標値σmが算定される。すなわち、相対比ＫRmが増加するほど（尖度ＫXmが減少するほど、または、尖度ＫSSmが増加するほど）、雑音指標値σmが示すミュージカルノイズの発生の度合が増加する構成が本発明では好適に採用され、相対比ＫRmの増加に対して雑音指標値σmが数値として増加するか減少するかは不問である。
【００７２】
また、本発明が適用される範囲は、雑音指標値σmが示すミュージカルノイズの発生の度合が低いほど雑音成分ｎの抑圧の度合を増加させる構成に限定されない。例えば、音響信号ＶOUTにミュージカルノイズを積極的に発生させる場合（例えば音響信号ＶOUTに発生するミュージカルノイズの特性を調査する場合や、雑音抑圧部２６による処理の良否をミュージカルノイズから判断する場合）には、雑音抑圧度σmが示すミュージカルノイズの発生の度合が高いほど雑音成分ｎの抑圧の度合を増加させるという構成が採用される可能性もある。
【００７３】
（４）変形例４
以上の形態においてはフレームＦR毎に雑音指標値σm（尖度ＫXm，尖度ＫSSm，相対比ＫRm，尖度指標値Ｒm）を算定したが、指標算定部３２が雑音指標値σmを算定する周期は任意である。例えば、相前後するフレームＦRで雑音指標値σmが殆ど変化しないという前提に立てば、所定の個数毎に順次に選択したフレームＦRのみについて雑音指標値σmを算定する構成や、複数のフレームＦRにわたる雑音指標値σmの平均値が抑圧制御部３６に指示される構成（あるいは複数のフレームＦRにわたる相対比ＫRmの平均値から雑音指標値σmを算定する構成）も採用される。また、判定部２４２が検出した雑音区間（信号成分ｓが少ない区間）毎に指標算定部３２が雑音指標値σmを算定し、信号成分ｓを含む区間内の各フレームＦRの係数αmの算定に、直前の雑音区間での雑音指標値σmを使用する構成（雑音区間以外では雑音指標値σmを更新しない構成）も好適である。
【００７４】
（５）変形例５
雑音成分ｎの抑圧の前後の尖度（ＫXm，ＫSSm）を算定するための具体的な方法は以上の例示に限定されない。例えば、音響信号ＶINの強度の度数分布を所定の関数（例えば式(6)や式(11)）で近似する構成は本発明において必須ではなく、音響信号ＶIN（周波数スペクトルＸm(ejω)）から直接的に尖度ＫXmを算定する構成や音響信号ＶOUT（周波数スペクトルＹm(ejω)）から直接的に尖度ＫSSmを算定する構成も採用される。
【００７５】
（６）変形例６
第１実施形態においてはミュージカルノイズの発生の度合の目標となる所定値Ｒrefを固定値としたが、所定値Ｒrefを可変値とした構成も好適である。例えば、指標決定部４４は、利用者からの指示（入力装置に対する操作）に応じて所定値Ｒrefを可変に設定する。以上の構成によれば、音響信号ＶOUTにおけるミュージカルノイズの発生の度合（雑音成分ｎの抑圧およびミュージカルノイズの低減の何れを優先させるか）を、例えば利用者の好みに応じて調整できるという利点がある。
【００７６】
（７）変形例７
第２実施形態においては、雑音抑圧部２６による実際の処理後の音響信号ＶOUT（周波数スペクトルＹm(ejω)）を尖度ＫSSmの算定に使用したが、第２尖度算定部５２が式(16)の演算で尖度ＫSSmを算定する構成も採用される。式(16)の抑圧係数Ａとしては、過去のフレームＦRについて算定した係数αm（例えば直前のフレームＦRについて算定した係数αm-1）が使用される。以上の態様においては、音響信号ＶOUT（周波数スペクトルＹm(ejω)）が雑音指標値σmの算定に不要であるから、雑音抑圧部２６による処理を待たずに雑音指標値σmを算定できるという利点がある。
【００７７】
（８）変形例８
雑音抑圧部２６による雑音成分ｎの抑圧には公知の技術が任意に採用される。例えば、推定雑音スペクトルψm(ejω)に応じた１未満の係数を周波数スペクトルＸm(ejω)の各周波数の強度に乗算することで雑音成分ｎを抑圧する構成が採用される。抑圧制御部３６は、周波数スペクトルＸm(ejω)に乗算される係数を雑音指標値σmに応じて可変に制御する。
【００７８】
（９）変形例９
以上の形態においては、音響信号ＶINから雑音成分ｎを抑圧する雑音抑圧部２６を具備する雑音抑圧装置１００を例示したが、ミュージカルノイズの発生の度合（雑音成分ｎの抑圧の適否）を評価するための雑音指標値σmや尖度指標値Ｒmの算定に利用される装置（雑音抑圧評価装置）としても本発明は特定される。雑音抑圧評価装置では図１の雑音抑圧部２６や抑圧制御部３６が省略される。また、以上の形態では雑音指標値σmを雑音抑圧部２６の制御に使用したが、雑音抑圧評価装置が算定した雑音指標値σmや尖度指標値Ｒmを使用する方法は任意である（雑音抑圧部２６の制御に限定されない）。例えば、音響信号ＶINの特性（ミュージカルノイズの発生し易さ）を評価するための定量的な指標として雑音指標値σmが使用される。また、雑音抑圧評価装置の算定した雑音指標値σmが可搬型の記録媒体や通信網を介して別個の雑音抑圧装置に供給されたうえで雑音成分ｎの抑圧に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る雑音抑圧装置のブロック図である。
【図２】音響信号の区分について説明するための概念図である。
【図３】音響信号の強度の度数分布が雑音成分の抑圧で変化する様子を示す概念図である。
【図４】指標算定部のブロック図である。
【図５】尖度の相対比が大きい場合（雑音指標値が大きい場合）を例示する概念図である。
【図６】尖度の相対比が小さい場合（雑音指標値が小さい場合）を例示する概念図である。
【図７】本発明の第２実施形態における指標算定部のブロック図である。
【符号の説明】
【００８０】
１００……雑音抑圧装置、１２……演算処理装置、１４……記憶装置、２２……周波数分析部、２４……雑音推定部、２４２……判定部、２４４……推定部、２６……雑音抑圧部、２８……波形合成部、３２……指標算定部、３４……ＳＮ比算定部、３６……抑圧制御部、４２……相関特定部、４４……指標決定部、５１……第１尖度算定部、５２……第２尖度算定部、５４……算定部、ＶIN，ＶOUT……音響信号、ＫXm……雑音抑圧前の尖度、ＫSSm……雑音抑圧後の尖度、σm……雑音指標値、αm，βm……係数、ψm（ψm(ejω)）……推定雑音スペクトル、Ｘm（Ｘm(ejω)），Ｙm（Ｙm(ejω)）……周波数スペクトル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響信号の雑音成分を周波数領域で抑圧する雑音抑圧手段と、
雑音成分の抑圧前または抑圧後の音響信号の強度の度数分布における尖度に応じて変化する雑音指標値を、雑音成分の抑圧後にミュージカルノイズが発生する程度の指標として算定する指標算定手段と、
前記雑音抑圧手段による雑音成分の抑圧の度合を前記雑音指標値に応じて可変に制御する抑圧制御手段と
を具備する雑音抑圧装置。
【請求項２】
前記指標算定手段は、
雑音成分の抑圧の度合を示す抑圧係数と前記尖度に応じた尖度指標値との関係を特定する相関特定手段と、
前記相関特定手段が特定した関係において前記尖度指標値が所定値に接近するときの前記抑圧係数を前記雑音指標値として決定する指標決定手段とを含む
請求項１の雑音抑圧装置。
【請求項３】
前記指標算定手段は、
雑音成分の抑圧前の音響信号の強度の度数分布における第１尖度を算定する第１尖度算定手段と、
雑音成分の抑圧後の音響信号の強度の度数分布における第２尖度を算定する第２尖度算定手段と、
前記第１尖度と前記第２尖度とから前記雑音指標値を算定する算定手段とを含む
請求項１の雑音抑圧装置。
【請求項４】
前記指標算定手段は、雑音成分の抑圧前の音響信号の第１尖度が小さいほど、前記雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が増加するように、前記第１尖度に応じた前記雑音指標値を算定する
請求項１から請求項３の何れかの雑音抑圧装置。
【請求項５】
前記指標算定手段は、雑音成分の抑圧後の音響信号の第２尖度が小さいほど、前記雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が減少するように、前記第２尖度に応じた前記雑音指標値を算定する
請求項１から請求項３の何れかの雑音抑圧装置。
【請求項６】
前記指標算定手段は、雑音成分の抑圧前の音響信号の第１尖度に対する抑圧後の音響信号の第２尖度の相対比が大きいほど、前記雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が増加するように、前記第１尖度および前記第２尖度に応じた前記雑音指標値を算定する
請求項１から請求項３の何れかの雑音抑圧装置。
【請求項７】
前記指標算定手段は、前記第１尖度に対する前記第２尖度の相対比の対数値が大きいほど、前記雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が増加するように、前記対数値に応じた前記雑音指標値を算定する
請求項６の雑音抑圧装置。
【請求項８】
前記抑圧制御手段は、前記雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が低いほど前記雑音成分の抑圧の度合が増加するように、前記雑音抑圧手段による前記抑圧の度合を前記雑音指標値に応じて制御する
請求項１から請求項７の何れかの雑音抑圧装置。
【請求項９】
音響信号の雑音成分を周波数領域で抑圧する雑音抑圧処理と、
雑音成分の抑圧前または抑圧後の音響信号の強度の度数分布における尖度に応じて変化する雑音指標値を、雑音成分の抑圧後にミュージカルノイズが発生する程度の指標として算定する指標算定処理と、
前記雑音抑圧処理による雑音成分の抑圧の度合を前記雑音指標値に応じて可変に制御する抑圧制御処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１】
音響信号の雑音成分を周波数領域で抑圧する雑音抑圧手段と、
雑音成分の抑圧前または抑圧後の音響信号の強度の度数分布における尖度に応じて変化する雑音指標値を、雑音成分の抑圧後にミュージカルノイズが発生する程度の指標として算定する指標算定手段と、
前記雑音抑圧手段による雑音成分の抑圧の度合を前記雑音指標値に応じて可変に制御する抑圧制御手段と
を具備する雑音抑圧装置。
【請求項２】
前記指標算定手段は、
雑音成分の抑圧の度合を示す抑圧係数と前記尖度に応じた尖度指標値との関係を特定する相関特定手段と、
前記相関特定手段が特定した関係において前記尖度指標値が所定値に接近するときの前記抑圧係数を前記雑音指標値として決定する指標決定手段とを含む
請求項１の雑音抑圧装置。
【請求項３】
前記指標算定手段は、
雑音成分の抑圧前の音響信号の強度の度数分布における第１尖度を算定する第１尖度算定手段と、
雑音成分の抑圧後の音響信号の強度の度数分布における第２尖度を算定する第２尖度算定手段と、
前記第１尖度と前記第２尖度とから前記雑音指標値を算定する算定手段とを含む
請求項１の雑音抑圧装置。
【請求項４】
前記指標算定手段は、雑音成分の抑圧前の音響信号の第１尖度が小さいほど、前記雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が増加するように、前記第１尖度に応じた前記雑音指標値を算定する
請求項１から請求項３の何れかの雑音抑圧装置。
【請求項５】
前記指標算定手段は、雑音成分の抑圧後の音響信号の第２尖度が小さいほど、前記雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が減少するように、前記第２尖度に応じた前記雑音指標値を算定する
請求項１から請求項３の何れかの雑音抑圧装置。
【請求項６】
前記指標算定手段は、雑音成分の抑圧前の音響信号の第１尖度に対する抑圧後の音響信号の第２尖度の相対比が大きいほど、前記雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が増加するように、前記第１尖度および前記第２尖度に応じた前記雑音指標値を算定する
請求項１から請求項３の何れかの雑音抑圧装置。
【請求項７】
前記指標算定手段は、前記第１尖度に対する前記第２尖度の相対比の対数値が大きいほど、前記雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が増加するように、前記対数値に応じた前記雑音指標値を算定する
請求項６の雑音抑圧装置。
【請求項８】
前記抑圧制御手段は、前記雑音指標値が示すミュージカルノイズの発生の程度が低いほど前記雑音成分の抑圧の度合が増加するように、前記雑音抑圧手段による前記抑圧の度合を前記雑音指標値に応じて制御する
請求項１から請求項７の何れかの雑音抑圧装置。
【請求項９】
音響信号の雑音成分を周波数領域で抑圧する雑音抑圧処理と、
雑音成分の抑圧前または抑圧後の音響信号の強度の度数分布における尖度に応じて変化する雑音指標値を、雑音成分の抑圧後にミュージカルノイズが発生する程度の指標として算定する指標算定処理と、
前記雑音抑圧処理による雑音成分の抑圧の度合を前記雑音指標値に応じて可変に制御する抑圧制御処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２００１２（Ｐ２０１０−２００１２Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７９４４３（Ｐ２００８−１７９４４３）
【出願日】平成２０年７月９日（２００８．７．９）
【出願人】（５０４１４３４４１）国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 (226)
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月９日（２００８．７．９）
【出願人】（５０４１４３４４１）国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 (226)
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
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