以下、本発明をその実施の形態を示す図� ��に基づいて詳述する。

実施の形態1.
 図2は、本発明の実施の形態1に係る雑音抑� �装置の構成例を模式的に示すブロック図で� �る。図2中1は、携帯電話等の装置に適用され る雑音抑圧装置である。雑音抑圧装置1は、� �音した音を変換した音信号を出力するコン� �ンサマイク等のマイクロホンを用いた主受� �機構101及び副受音機構102と、音信号を増幅� �るゲインアンプ等の第1増幅機構111及び第2増 幅機構112と、音信号に対してA/D変換を行う第 1A/D変換機構121及び第2A/D変換機構122と、本発� ��の雑音抑圧プログラム200及びデータ等のフ� ��ームウェアが組み込まれたDSP(Digital Signal P rocessor)等の雑音抑圧機構130とを備えている。 そして携帯電話等のコンピュータは、雑音抑 圧機構130にファームウェアとして組み込まれ ている本発明の雑音抑圧プログラム200を実行 することにより、携帯電話を本発明の雑音抑 圧装置1として機能させる。

 さらに雑音抑圧装置1は、携帯電話として の各種処理を実行すべく、装置全体を制御す るCPU(Central Processing Unit)等の制御機構10と、� ��種プログラム及びデータを記録するROM、RAM� ��の記録機構11と、アンテナ及びその付属機� �等の通信機構12と、音を出力するスピーカ等 の音出力機構13と等の各種機構を備えている� ��

 主受音機構101及び副受音機構102は、携帯� ��話である雑音抑圧装置1を把持する話者の口 元方向等の目的とする音源からの音が到来す る方向に沿って適切な間隔で配設されており 、主受音機構101が音声の到来方向側に位置す る。主受音機構101及び副受音機構102は、夫々 受音した音に基づいてアナログ信号である音 信号を生成し、生成した音信号を夫々第1増� �機構111及び第2増幅機構112へ出力する。第1増 幅機構111及び第2増幅機構112は、入力された� �信号を増幅し、増幅した音信号を夫々第1A/D� ��換機構121及び第2A/D変換機構122へ出力する。 第1A/D変換機構121及び第2A/D変換機構122は、LPF( Low Pass Filter )等の濾波機能にて濾波し、8000 Hz、11025Hz等のサンプリング周波数でサンプリ ングしてデジタル信号に変換し、デジタル信 号に変換した音信号を雑音抑圧機構130へ出力 する。

 図3は、本発明の実施の形態1に係る雑音� �圧装置1が備える雑音抑圧機構130の機能構成� ��を示す機能ブロック図である。雑音抑圧機� ��130は、雑音抑圧プログラム200を実行するこ� ��により、音信号に対するフレーム化を行う� ��1フレーム化部1301及び第2フレーム化部1302と 、音信号に対するFFT処理を行う第1FFT処理部13 11及び第2FFT処理部1312と、主受音機構101及び� �受音機構102の感度差を補正する補正値を算� �する補正値算出部1320と、音信号を遅延させ� ��遅延部1330と、音信号を補正する補正部1340� �、音信号の抑圧量を調整する調整部1350と、� ��信号の減算処理を行う減算部1360と等の各種 プログラムモジュールを生成する。

 また雑音抑圧機構130は、雑音抑圧プログ� ��ム200を実行することにより、音信号の振幅� ��を算出する振幅比算出部1371と、音信号の位 相差を算出する位相差算出部1372と、風雑音� �有無を判定する風雑音判定部1380と、補正値� ��出部1320及び調整部1350を制御する制御信号� �出力する雑音抑圧制御部1390と等の各種プロ� ��ラムモジュールを生成する。

 図3に示した各種機能による音信号に対す る信号処理について説明する。雑音抑圧機構 130は、第1A/D変換機構121及び第2A/D変換機構122� ��らデジタル信号である音信号を受け付ける� ��第1フレーム化部1301及び第2フレーム化部1302 は、第1A/D変換機構121及び第2A/D変換機構122か� ��出力された音信号を夫々受け付け、受け付� ��た音信号を例えば32ms等の所定長の単位でフ レーム化する。各フレームは、20ms等の所定� �ずつシフトさせながら処理を進める。そし� �各フレームに対しては、ハミング窓、ハニ� �グ窓等の窓関数、高域強調フィルタによる� �ィルタリング等の音声処理の分野で一般的� �フレーム処理が施される。

 第1FFT処理部1311及び第2FFT処理部1312は、第 1フレーム化部1301及び第2フレーム化部1302に� �夫々フレーム化された音信号に対してFFT処� �を行うことにより、周波数軸上の成分に変� �した複素スペクトルの音信号を生成する。FF T処理は、例えば8000Hzでサンプリングされて� �る場合、256点の周波数に基づいて行われる� �

 補正値算出部1320は、周波数軸上の成分に 変換された主受音機構101に係る音信号及び副 受音機構102に係る音信号に基づいて補正値を 算出する。補正値は、主受音機構101に係る音 信号及び副受音機構102に係る音信号について 、複素スペクトルの絶対値である振幅スペク トルの平均値を夫々計算し、計算した振幅ス ペクトルの平均値の比として算出される。振 幅スペクトルの平均値の差は、主受音機構101 及び副受音機構102の感度差に起因する差であ ると推定することができるので、補正値によ る補正を行うことにより、主受音機構101及び 副受音機構102間の感度差が補正される。そし て補正値算出部1320は、算出した補正値を補� �部1340へ渡す。

 遅延部1330は、副受音機構102に係る音信号 に対して遅延時間τの遅延を掛ける。遅延時� ��τは、副受音機構102側から到来した雑音が� �副受音機構102に到達してから主受音機構101� �到達するまでの時間に基づいている。そし� �遅延部1330は、遅延させた副受音機構102に係� ��音信号を補正部1340へ渡す。

 補正部1340は、遅延させた副受音機構102に 係る音信号に補正値を乗じて補正を行う。補 正部1340の補正により、副受音機構102に係る� �信号の振幅スペクトルの平均値が、主受音� �構101に係る音信号の振幅スペクトルの平均� �に合わせられる。そして補正部1340は、補正� ��た副受音機構102に係る音信号を調整部1350へ 渡す。補正部1340から調整部1350へ渡される副� ��音機構102に係る音信号は、振幅スペクトル� ��基づくレベル補正がなされ、遅延により主� ��音機構101に係る音信号との同期がなされて� ��るため、同期減算にて雑音を抑圧する抑圧� ��となる。この様な抑圧量に基づく同期減算� ��行った場合、雑音抑圧装置1は、副受音機構 102側に指向性の死角を形成した雑音抑圧を実 現することができる。

 調整部1350は、雑音を抑圧する抑圧量とし て、補正された副受音機構102に係る音信号を 補正部1340から受け付ける。受け付けた抑圧� �に対しては、雑音抑圧制御部1390から受け付� ��る制御信号に基づいて適宜調整が行われる� ��そして調整部1350は、抑圧量を減算部1360へ� �す。

 減算部1360は、主受音機構101に係る音信号 から、副受音機構102に係る音信号に基づく抑 圧量を減算することにより雑音を抑圧する抑 圧部として機能する。そして減算部1360は、� �音抑圧後の主受音機構101に係る音信号を出� �する。音信号は、例えば通信機構12へ出力さ れ、通信機構12から電話通信として送信され� ��。また音信号は、例えば音出力機構13へ出� �され、音出力機構13から音として出力される 。減算部1360からの音信号の出力に際し、音� �号に対して、時間軸上の信号に変換するIFFT� ��理、アナログ信号に変化するD/A変換処理、� ��幅処理、その他各種音響処理が必要に応じ� ��行われる。

 振幅比算出部1371は、下記の式(1)により、 主受音機構101に係る音信号の振幅スペクトル 及び副受音機構102に係る音信号の振幅スペク トルに基づき、音信号間の振幅のばらつきを 数値化したばらつき度として、周波数毎の振 幅比を導出するばらつき導出部である。なお 振幅比に代替してパワー比を用いる様にして も良い。

 |20log ₁₀ (S1 (ω)/S2 (ω))| …式(1)
  但し、ω:周波数
    S1 (ω):主受音機構101に係る音信号の振� ��スペクトル
    S2 (ω):副受音機構102に係る音信号の振� ��スペクトル

 そして振幅比算出部1371は、導出したばら つき度を、風雑音判定部1380へ渡す。

 位相差算出部1372は、主受音機構101に係る 音信号の位相及び副受音機構102に係る音信号 の位相の差を示す位相差スペクトルに基づき 、下記の式(2)により、フレーム単位で位相差 の周波数間のばらつきを数値化したばらつき 度を導出するばらつき導出部である。

 式(2)では、周波数ω0 ~ω1 における位相� �φ(ω)の二乗の平均値を導出している。なおω 0 としては、例えば100Hz以下の周波数が用い� ��れ、ω1 としては、例えば1000Hzが用いられ� �。そして位相差算出部1372は、導出したばら� ��き度を、風雑音判定部1380へ渡す。

 風雑音判定部1380は、振幅比算出部1371か� �受け付けたばらつき度を、予め設定されて� �る第1閾値αと比較し、下記の式(3)に示す条� �1を満足するか否かを判定する。

 |20log ₁₀ (S1 (ω)/S2 (ω))|>α …式(3)
  但し、α:第1閾値

 風雑音発生環境下では、主受音機構101に� ��る音信号及び副受音機構102に係る音信号の� ��ずれか一方が大きくなり易いという性質が� ��る。この性質を利用して、風雑音判定部1380 では、振幅のばらつき度が条件1を満足する� �合に、風雑音が発生していると判定する。

 また風雑音判定部1380は、位相差算出部137 2から受け付けたばらつき度を、予め設定さ� �ている第2閾値βと比較し、下記の式(4)に示� �条件2を満足するか否かを判定する。

 風雑音発生環境下では、通常の音とは異� ��る異常な位相差スペクトルが生じるという� ��質がある。この性質を利用して、風雑音判� ��部1380では、位相差スペクトルのばらつき度 が条件2を満足する場合に、風雑音が発生し� �いると判定する。

 図4は、周波数と位相差との関係の一例を 示すグラフである。図4に示す位相差は副受� �機構102で受音される音信号の位相スペクト� �から主受音機構101で受音される音信号の位� �スペクトルを引いて求めている。図4は、横� ��を周波数ωとし、縦軸をラジアン単位の位� �差φとして、その関係を示している。図4(a)� �、人が発声した通常の音声を受音した場合� �周波数と位相差との関係を示しており、図4( b)は、風雑音環境下での周波数と位相差との� ��係を示している。図4(a)に示す様に、通常の 発声では、原点を通り、周波数が高くなる程 、位相差が負の方向に大きくなる直線に沿っ て推移するという性質がある。しかしながら 風雑音環境下では、図4(b)に示す様に周波数� �関わらず帯域全体に位相差スペクトルの乱� �が生じている。図4(b)に示す様な位相差スペ� ��トルの乱れが発生している場合、式(4)に示� ��条件2を満足するので、風雑音が発生してい ると判定することができる。

 風雑音判定部1380は、この様な条件1及び� �件2に基づいて風雑音の発生の有無を判定す� ��。但し、振幅比算出部1371から受け付けたば らつき度は、主受音機構101及び副受音機構102 の一方の音信号のレベルが著しく低く0に近� �される場合、大きな値を取るため、式(3)に� �す条件1が成立し易くなり、風雑音が発生し� ��いなくても風雑音が発生すると誤判定する� ��能性が高くなる。

 また暗雑音の位相差スペクトルの周波数� ��位相差との関係は、広帯域でばらつきが生� ��ているので、受音する音のレベルが低く暗� ��音が相対的に大きくなる場合、式(4)に示す� ��件2が成立し易くなり、風雑音が発生してい なくても風雑音が発生していると誤判定する 可能性が高くなる。

 図5は、周波数と位相差との関係の一例を 示すグラフである。図5は、横軸を周波数ωと し、縦軸をラジアン単位の位相差φとして、� ��の関係を示している。図5は、暗雑音の周波 数と位相差との関係を示しており、図4(b)に� �した風雑音環境下での関係と同様に、帯域� �体に位相差スペクトルの乱れが生じている� �従って式(4)に示す条件2では、暗雑音を風雑� ��と誤判定する可能性がある。

 そこで条件1及び条件2による風雑音の発� �の判定に際し、下記の式(5)による条件3を設� ��し、条件3を満足しない場合は、風雑音が発 生していないと判定する。

 式(5)は、周波数ω2 ~ω3 における振幅の� �乗、即ちパワーの平均値を導出し、導出し� �パワーの平均値が予め設定されている第3閾� ��γ以上である場合に、風雑音が発生してい� �可能性があるとする条件3を規定している。� ��件3を設定することにより、一方の音信号が 著しく低い場合の誤判定を防止することが可 能となる。また受音する音のレベルが低く暗 雑音が相対的に大きくなる場合の誤判定を防 止することが可能となる。なおω2 としては� ��例えば100Hz以下の周波数が用いられ、ω3 と しては、例えば3400Hzが用いられる。

 風雑音判定部1380は、条件3を満足してい� �ことを前提とし、条件1及び条件2の論理積又 は論理和に基づいて風雑音の発生の有無を判 定する。即ち論理積が判定の条件として設定 されている場合、条件1及び条件2を満足し、� ��つ条件3を満足している場合に風雑音が発生 していると判定し、条件1及び条件2並びに条� ��3のいずれか一つでも満足しない場合に風雑 音は発生していないと判定する。また論理和 が判定の条件として設定されている場合、条 件1又は条件2を満足し、かつ条件3を満足して いる場合に、風雑音が発生していると判定し 、条件1及び条件2のいずれも満足していない� ��合、又は条件3を満足していない場合に風雑 音は発生していないと判定する。そして風雑 音判定部1380は、風雑音の有無の判定結果を� �音抑圧制御部1390へ渡す。

 雑音抑圧制御部1390は、風雑音の有無の判 定結果に基づく制御信号を補正値算出部1320� �び調整部1350へ渡す。補正値算出部1320へ渡す 制御信号とは、風雑音の有無に基づいて補正 値算出の要否を示す「1」又は「0」の信号で� ��る。風雑音が発生していないと判定した場� ��、補正値を算出して更新させる「1」の信号 を渡し、風雑音が発生していると判定した場 合、補正値の更新を停止させる「0」の信号� �渡す。風雑音が発生している場合には、主� �音機構101及び副受音機構102間の感度差を補� �する振幅スペクトルの平均値の差の更新を� �止させる様に制御することで、感度差の補� �値が乱れることを防止する。

 補正値算出部1320は、前述した様に、平均 値の差に基づいて補正値を算出し、算出した 補正値を補正部1340へ渡すが、「0」の制御信� ��を受け取った場合、平均値の差の更新を停� ��し、また補正値の更新を停止する。この様� ��風雑音判定部1380から補正値算出部1320へ制� �信号を渡すことにより、感度差の補正値の� �新又は停止を行い、雑音の抑圧量を調整す� �ことができる。

 雑音抑圧制御部1390が、調整部1350へ渡す� �御信号とは、抑圧量を段階的に制御する「1. 0」、「0.8」、「0.6」、「0.4」、「0.2」又は� �0.0」の級信号である。風雑音判定部1380は、N =0~5の整数値をとる図示しないカウンタを有� �ている。カウンタの初期値は、N=0であり、� �えば風雑音が発生していると判定した場合� �、1増加し、風雑音が発生していないと判定� ��た場合に1減少する。そしてカウンタの値N� �、「0」の場合に級信号「1.0」、「1」の場合 に級信号「0.8」、「2」の場合に「0.6」、「3� ��の場合に「0.4」、「4」の場合に「0.2」、「 5」の場合に「0.0」を調整部1350へ渡す。級信� ��の値は図3に示す補正部1340の出力に乗じる� �数であり、級信号に基づく乗数を乗じるこ� �により、雑音の抑圧量が調整される。つま� �5フレーム連続して風雑音が発生していると� ��定した場合に抑圧量が0.0、すなわち抑圧さ� ��ないようになり、この状態から5フレーム連 続して風雑音が発生していないと判定された 場合には抑圧量が1.0、すなわち通常の雑音抑 圧量に戻る。なお制御信号として「1」又は� �0」を調整部1350へ渡して、抑圧を行う様にし ても良いが、級信号として段階的に調整する ことにより、急激な抑圧量の変化を防止し、 違和感のない音を出力することが可能となる 。

 調整部1350は、前述した様に、補正部1340� �ら、副受音機構102に係る音信号を雑音と時� �同期した音信号として受け付け、更に風雑� �判定部1380から乗数を示す制御信号を受け付� ��る。そして調整部1350は、雑音と時間同期し た音信号に制御信号として示される乗数を乗 じて調整を行い、調整した雑音と時間同期し た音信号を減算部1360へ渡す。

 この様な構成例により、主受音機構101に� ��る音信号の雑音を抑圧する場合に、風雑音� ��応じて抑圧量を調整する雑音抑圧装置1が実 現される。

 次に本発明の実施の形態1に係る雑音抑圧 装置1の処理について説明する。図6は、本発� ��の実施の形態1に係る雑音抑圧装置1の雑音� �圧処理の一例を示すフローチャートである� �雑音抑圧装置1は、主受音機構101及び副受音� ��構102により、到来する音を夫々受音し、受� ��した音に基づいて夫々アナログ信号である� ��信号を生成し(S101)、生成した音信号を夫々� ��1増幅機構111及び第2増幅機構112へ出力する� �

 雑音抑圧装置1は、第1増幅機構111及び第2� ��幅機構112により、夫々入力された音信号を� ��幅し、第1A/D変換機構121及び第2A/D変換機構12 2により、デジタル信号に変換して、雑音抑� �機構130へ出力する。

 雑音抑圧装置1が備える雑音抑圧機構130は 、第1フレーム化部1301及び第2フレーム化部130 2により、入力された音信号を夫々フレーム� �し(S102)、フレーム化した音信号を、第1FFT処� ��部1311及び第2FFT処理部1312により、周波数軸� ��の成分の音信号に変換する(S103)。ステップS 103において、周波数軸上の成分に変換する方 法としては、必ずしもFFTを用いる必要はなく 、DCT(離散コサイン変換:Discrete Cosine Transform� �)等の他の周波数変換方法を用いてもよい。

 雑音抑圧装置1が備える雑音抑圧機構130は 、遅延部1330により、周波数軸上の成分に変� �された副受音機構102に係る音信号に対して� �延時間τの遅延を掛けて遅延させる(S104)。

 雑音抑圧装置1が備える雑音抑圧機構130は 、補正値算出部1320により、周波数軸上の成� �に変換された主受音機構101に係る音信号及� �副受音機構102に係る音信号に基づいて補正� �を算出する(S105)。ステップS105において、補� ��値算出部1320は、風雑音判定部1380から、風� �音が発生していることを示す「0」の制御信� ��を受け付けている場合、補正値の更新を停� ��する。

 雑音抑圧装置1が備える雑音抑圧機構130は 、補正部1340により、遅延部1330から受け付け� ��副受音機構102に係る音信号に、補正値算出� ��1320から受け付けた補正値を乗じて補正を行 い(S106)、補正した副受音機構102に係る音信号 を、雑音を抑圧する抑圧量として調整部1350� �渡す。

 雑音抑圧装置1が備える雑音抑圧機構130は 、調整部1350により、雑音抑圧制御部1390から� ��け付ける制御信号に基づいて同期減算によ� ��抑圧量の調整を行う(S107)。

 雑音抑圧装置1が備える雑音抑圧機構130は 、減算部1360により、主受音機構101に係る音� �号から、抑圧量を調整された雑音と時間同� �した音信号を減算する(S108)。ステップS108の� ��算により、主受音機構101に係る音信号の雑� ��が抑制される。そして減算部1360は、雑音抑 圧後の主受音機構101に係る音信号を出力する 。

 図7は、本発明の実施の形態1に係る雑音� �圧装置1の抑圧量制御処理を示すフローチャ� ��トである。雑音抑圧装置1は、雑音抑圧処理 に並行して抑圧量制御処理を実行する。雑音 抑圧装置1が備える雑音抑圧機構130は、振幅� �算出部1371により、主受音機構101に係る音信� ��及び副受音機構102に係る音信号に基づいて� ��ばらつき度として振幅比を導出する(S201)。

 雑音抑圧装置1が備える雑音抑圧機構130は 、位相差算出部1372により、主受音機構101に� �る音信号及び副受音機構102に係る音信号に� �づいて、位相差のばらつきを示すばらつき� �を導出する(S202)。ステップS201及びS202の処理 は実質的に並行して行われる。

 雑音抑圧装置1が備える雑音抑圧機構130は 、風雑音判定部1380により、受け付けた夫々� �ばらつき度と、予め設定されている第1閾値� ��第2閾値及び第3閾値との比較に基づいて、� �当たりによる風雑音が発生しているか否か� �判定し(S203)、風雑音の有無の判定結果を雑� �抑圧制御部1390へ渡す。

 雑音抑圧装置1が備える雑音抑圧機構130は 、雑音抑圧制御部1390により、風雑音の有無� �判定結果に応じて抑圧量を調整させる制御� �号を補正値算出部1320及び調整部1350へ渡すこ とで、抑圧量の調整を行う(S204)。

 この様に実施の形態1に係る雑音抑圧装置 1は、背景雑音に拘わらず、風雑音の発生を� �精度に検出して、背景雑音の抑圧量を調整� �ることが可能である。

実施の形態2.
 実施の形態2は、実施の形態1において、背� �雑音を抑圧する雑音抑圧処理を行った後、� �雑音の成分を更に抑圧する形態である。な� �以降の説明において、実施の形態1と同様の� ��成については、実施の形態1と同様の符号を 付し、その詳細な説明を省略する。

 実施の形態2に係る雑音抑圧装置1の構成� �は、実施の形態1と同様であるので、実施の� ��態1を参照するものとし、その説明を省略す る。図8は、本発明の実施の形態2に係る雑音� ��圧装置1が備える雑音抑圧機構130の機能構成 例を示す機能ブロック図である。雑音抑圧機 構130は、雑音抑圧プログラム200を実行するこ とにより、第1フレーム化部1301及び第2フレー ム化部1302と、第1FFT処理部1311及び第2FFT処理� �1312と、補正値算出部1320と、遅延部1330と、� �正部1340と、調整部1350と、減算部1360と等の� �種プログラムモジュールを生成する。

 また雑音抑圧機構130は、雑音抑圧プログ� ��ム200を実行することにより、振幅比算出部1 371と、位相差算出部1372と、風雑音判定部1380� ��、雑音抑圧制御部1390と、風雑音の成分を抑 圧する風雑音抑圧部1400と等の各種プログラ� �モジュールを生成する。

 図8に示した各種機能による音信号に対す る信号処理について説明する。実施の形態2� �おいて、第1フレーム化部1301及び第2フレー� �化部1302、第1FFT処理部1311及び第2FFT処理部1312 、補正値算出部1320、遅延部1330、補正部1340、 調整部1350、振幅比算出部1371、位相差算出部1 372、並びに雑音抑圧制御部1390の信号処理は� �実施の形態1と同様であるので、実施の形態1 を参照するものとし、その説明を省略する。

 減算部1360は、雑音抑圧後の主受音機構101 に係る音信号を風雑音抑圧部1400へ渡す。

 風雑音判定部1380は、風雑音の有無の判定 結果を雑音抑圧制御部1390と風雑音抑圧部1400� ��へ渡す。

 風雑音抑圧部1400は、風雑音の有無の判定 結果に基づいて、雑音抑圧後の主受音機構101 に係る音信号から、所定の周波数以下の低周 波成分を低減することにより、風雑音を抑圧 する。即ち風雑音抑圧部1400は、風雑音が低� �波成分に影響するという性質に基づき、風� �音が発生していると判定した場合、所定の� �波数、例えば2000Hz以下の低周波成分に対し� �所定の傾きの抑圧ゲインを掛けることによ� �風雑音を抑圧する。

 風雑音抑圧部1400には、M=0~5の整数値をと� ��図示しないカウンタが設けられている。カ� ��ンタの初期値は、M=0であり、例えば風雑音� ��発生していると判定した場合に、カウンタ� ��値Mを1増加させ、風雑音が発生していない� �判定した場合に2減少させる。そしてカウン� ��の値Mに応じて風雑音の抑圧量を段階的に変 化させる。風雑音の抑圧量を段階的に調整す ることにより、急激な音信号の変化を防止し 、違和感のない音を出力することが可能とな る。

 図9は、本発明の実施の形態2に係る雑音� �圧装置1が備える雑音抑圧機構130の風雑音抑� ��部1400による風雑音の抑制の一例を示すグラ フである。図9は、横軸を周波数ωとし、縦軸 を抑圧ゲインとして、その関係を示している 。図9に示す様にカウンタの値M=0である場合� �抑圧ゲインは全周波数帯において1.0であり� �風雑音抑圧部1400による実質的な抑圧は行わ� ��ない。風雑音の発生の検出により、カウン� ��の値M=1となった場合、0Hzで0.8倍となり、所� ��の周波数である2000Hzで1.0倍となる傾きの抑� ��ゲインを音信号に掛ける。そしてカウンタ� ��値Mの増加に応じてゲインの傾きを大きくし 、カウンタの値M=5となった場合に、0Hzで0.0倍 となり、2000Hzで1.0倍となる傾きの抑圧ゲイン を音信号に掛ける。

 そして風雑音抑圧部1400は、雑音成分を抑 圧した雑音抑圧後の主受音機構101に係る音信 号を出力する。音信号は、例えば通信機構12� ��出力され、通信機構12から電話通信として� �信される。また音信号は、例えば音出力機� �13へ出力され、音出力機構13から音として出� ��される。減算部1360からの音信号の出力に際 し、音信号に対して、時間軸上の信号に変換 するIFFT処理、アナログ信号に変化するD/A変� �処理、増幅処理、その他各種音響処理が必� �に応じて行われる。

 この様な構成例により、主受音機構101に� ��る音信号の雑音を抑圧後、更に風雑音の成� ��を抑圧する雑音抑圧装置1が実現される。な お風雑音を抑圧する上記方法は一例に過ぎず 、上記で示した風雑音抑圧方法に限定されな い。

 次に本発明の実施の形態2に係る雑音抑圧 装置1の処理について説明する。図10は、本発 明の実施の形態2に係る雑音抑圧装置1の雑音� ��圧処理の一例を示すフローチャートである� ��実施の形態2では、実施の形態1に係る雑音� �圧処理のフローチャートに示したステップS1 01~S108の処理を実行後、雑音抑圧機構130の風� �音抑圧部1400により、風雑音の成分を抑圧す� ��処理を実行する。

 雑音抑圧装置1は、実施の形態1にて示し� �ステップS101~S108の処理を実行する。そして� �音抑圧装置1が備える雑音抑圧機構130は、風� ��音抑圧部1400により、風雑音の有無の判定結 果に基づいて、雑音抑圧後の主受音機構101に 係る音信号から、所定の周波数以下の低周波 成分を低減することにより、風雑音を抑圧す る(S301)。そして風雑音抑圧部1400は、雑音抑� �後の主受音機構101に係る音信号を出力する� �

 実施の形態2に係る雑音抑圧装置1の抑圧� �制御処理は、実施の形態1と同様であるので� ��実施の形態1を参照するものとし、その説明 を省略する。なお実施の形態2に係る抑圧量� �御処理において、雑音抑圧装置1が備える雑� ��抑圧機構130は、風雑音判定部1380により、風 雑音の有無の判定結果を、雑音抑圧制御部139 0と共に、風雑音抑圧部1400へ渡す。

 この様に実施の形態2に係る雑音抑圧装置 1は、風雑音の発生状況に応じて、風雑音の� �分を抑圧することが可能である。

実施の形態3.
 実施の形態3は、実施の形態1において、雑� �方向の到来方向を推定し、推定した到来方� �に基づいて適応的に遅延時間を更新する形� �である。なお以降の説明において、実施の� �態1と同様の構成については、実施の形態1と 同様の符号を付し、その詳細な説明を省略す る。

 実施の形態3に係る雑音抑圧装置1の構成� �は、実施の形態1と同様であるので、実施の� ��態1を参照するものとし、その説明を省略す る。図11は、本発明の実施の形態3に係る雑音 抑圧装置1が備える雑音抑圧機構130の機能構� �例を示す機能ブロック図である。雑音抑圧� �構130は、雑音抑圧プログラム200を実行する� �とにより、第1フレーム化部1301及び第2フレ� �ム化部1302と、第1FFT処理部1311及び第2FFT処理� ��1312と、補正値算出部1320と、遅延部1330と、� ��正部1340と、調整部1350と、減算部1360と等の� ��種プログラムモジュールを生成する。

 また雑音抑圧機構130は、雑音抑圧プログ� ��ム200を実行することにより、振幅比算出部1 371と、位相差算出部1372と、風雑音判定部1380� ��、雑音抑圧制御部1390と、雑音の到来方向を 推定する雑音方向推定部1410と等の各種プロ� �ラムモジュールを生成する。

 図11に示した各種機能による音信号に対� �る信号処理について説明する。実施の形態3� ��おいて、第1フレーム化部1301及び第2フレー� ��化部1302、第1FFT処理部1311及び第2FFT処理部131 2、補正値算出部1320、補正部1340、調整部1350� �振幅比算出部1371、位相差算出部1372並びに風 雑音判定部1380の信号処理は、実施の形態1と� ��様であるので、実施の形態1を参照するもの とし、その説明を省略する。

 雑音抑圧制御部1390は、風雑音の有無の判 定結果に基づく制御信号を補正値算出部1320� �、調整部1350と、雑音方向推定部1410へ渡す。 雑音方向推定部1410へ渡す制御信号とは、風� �音の有無を示す信号である。

 減算部1360は、雑音抑圧後の主受音機構101 に係る音信号に基づく出力を行うと共に、音 信号を雑音方向推定部1410へ渡す。

 雑音方向推定部1410は、背景雑音のみの区 間において、遅延部1330の遅延時間τを変更す ることで、減算部1360から受け付けた主受音� �構101に係る音信号のパワーが最小になる遅� �時間τを探し、パワーが最小となる場合にお ける遅延時間τを特定する。パワーが最小と� ��る遅延時間τを適応的に特定して設定する� �とにより、背景雑音が到来する方向を推定� �、推定した方向に死角ができる様にするこ� �ができる。そして推定した方向に基づいて� �景雑音の抑圧に係る基準点を形成する。遅� �時間τの変更により、背景雑音が到来する方 向を推定する処理は、適応型アレイとして開 発されている様々な処理を適用することがで きる。

 但し、雑音方向推定部1410は、雑音抑圧制 御部1390から受け付けた制御信号が、風雑音� �発生していないことを示す信号である場合� �遅延時間τの特定による背景雑音が到来する 方向の推定を継続するが、制御信号が、風雑 音が発生していることを示す信号である場合 、遅延時間τの特定による背景雑音が到来す� ��方向の推定を停止する。

 そして雑音方向推定部1410は、特定した遅 延時間τを遅延部1330へ渡す。但し、風雑音が 発生している場合は、直前に特定した遅延時 間τを渡すことになる。なお風雑音が発生し� ��いる場合、遅延時間τを渡さない様にし、� �延部1330における遅延時間τの更新を停止す� �様にしても良い。

 遅延部1330は、受け付けた遅延時間τに基� ��いて、設定している遅延時間τを更新する� �

 この様な構成例により、雑音抑圧装置1は 、遅延時間τを適応的に更新するが、風雑音� ��発生している時には、更新を停止し、背景� ��音の到来方向の推定を誤ることを防止し、� ��つ風雑音が止んだ後、風雑音発生前の雑音� ��圧性能を維持することが可能である。

 次に本発明の実施の形態3に係る雑音抑圧 装置1の処理について説明する。実施の形態3� ��係る雑音抑圧装置1の雑音抑圧処理は、実施 の形態1と同様であるので、実施の形態1を参� ��するものとし、その説明を省略する。なお� ��施の形態3に係る雑音抑圧処理において、雑 音抑圧装置1が備える雑音抑圧機構130は、減� �部1360により、雑音抑圧後の主受音機構101に� ��る音信号に基づく出力を行うと共に、雑音� ��向推定部1410へ渡す。

 また実施の形態3に係る雑音抑圧装置1の� �圧量制御処理は、実施の形態1と同様である� ��で、実施の形態1を参照するものとし、その 説明を省略する。なお実施の形態3に係る抑� �量制御処理により、雑音抑圧装置1が備える� ��音抑圧機構130は、雑音抑圧制御部1390により 、風雑音の有無の判定結果に応じて抑圧量を 調整させる制御信号を補正値算出部1320及び� �整部1350と共に、雑音方向推定部1410へ渡すこ とで、抑圧量の調整を行う。

 図12は、本発明の実施の形態3に係る雑音� ��圧装置1の雑音方向推定処理の一例を示すフ ローチャートである。実施の形態3に係る雑� �抑圧装置1は、雑音抑圧処理及び抑圧量制御� ��理に並行して、雑音方向推定処理を実行す� ��。雑音抑圧装置1が備える雑音抑圧機構130は 、雑音方向推定部1410により、雑音抑圧制御� �1390から受け付けた制御信号に基づいて、風� ��音が発生しているか否かを判定する(S401)。

 ステップS401において、風雑音が発生して いないと判定した場合(S401:NO)、雑音抑圧装置 1が備える雑音抑圧機構130は、雑音方向推定� �1410により、減算部1360から受け付けた主受音 機構101に係る音信号に基づいて、背景雑音の 到来方向の推定として、減算部1360の出力信� �のパワーが最も小さくなる遅延時間τを特定 し(S402)、特定した遅延時間τを遅延部1330へ渡 して、遅延時間τを更新させる(S403)。

 ステップS401において、風雑音が発生して いると判定した場合(S401:YES)、ステップS402の� ��理は行わず、直前に特定した遅延時間τを� �延部1330へ渡すことにより、遅延時間τの更� �を実質的に停止させる(S404)。

 この様にして実施の形態3に係る雑音抑圧 装置1は、背景雑音の到来方向を推定し、遅� �時間τを適応的に更新しながらも、風雑音に よる誤推定を防止する。

実施の形態4. 
 実施の形態4は、実施の形態1において、雑� �抑圧装置を複数の装置として構成する形態� �ある。

 図13は、本発明の実施の形態4に係る各種� ��置の構成例を模式的に示すブロック図であ� ��。図13中2は、マイクロホンアレイ装置等の� ��音装置であり、受音装置2には、受音装置2� �生成した音信号を補正するVLSI等のチップを� ��する雑音抑圧装置3と、雑音抑圧装置3の雑� �抑圧量を制御する雑音抑圧制御装置4とが接� ��されている。なお雑音抑圧装置3及び雑音抑 圧制御装置4を、受音装置2に接続する装置と� ��てではなく、受音装置2に組み込まれる装置 として構成する様にしても良い。

 受音装置2は、主受音機構201及び副受音機 構202、第1増幅機構211及び第2増幅機構212、並� ��に第1A/D変換機構221及び第2A/D変換機構222を� �えている。そして受音装置2は、第1受音機構 201及び第2受音機構202が夫々受音した音に基� �く音信号を増幅し、デジタル信号に変換し� �雑音抑圧装置3及び雑音抑圧制御装置4へ出力 する。なお受音装置2は、図13に示した機構だ けでなく、制御機構、記録機構、通信機構、 音出力機構等の様々な機構を備えていても良 い。

 図14は、本発明の実施の形態4に係る雑音� ��圧装置3及び雑音抑圧制御装置4の機能構成� �を示す機能ブロック図である。雑音抑圧装� �3は、第1フレーム化部301及び第2フレーム化� �302と、第1FFT処理部311及び第2FFT処理部312と、 補正値算出部320と、遅延部330と、補正部340と 、調整部350と、減算部360と等の各種プログラ ムモジュールを実行する。

 雑音抑圧制御装置4は、振幅比算出部400と 、位相差算出部410と、風雑音判定部420と、雑 音抑圧制御部430と等の各種プログラムモジュ ールを実行する。これらの各種プログラムモ ジュールの機能及び処理は、実施の形態1と� �様であるので、実施の形態1を参照するもの� ��し、その詳細な説明を省略する。

 前記実施の形態1乃至4は、本発明の無限� �ある実施の形態の一部を例示したに過ぎず� �各種ハードウェア及びソフトフェア等の構� �は、適宜設定することが可能であり、また� �示した基本的な処理以外にも様々な処理を� �み合わせることが可能である。

 例えば話者の方向推定を行い、その方向� ��ら到来する方向を強調する同期加算を行う� ��置に適用し、風雑音が発生したと判定した� ��合に、話者の方向推定を停止する形態に展� ��することも可能である。その場合、風雑音� ��発生している時には、話者の方向推定を誤� ��ことを防止し、かつ風雑音が止んだ後、風� ��音発生前の性能を維持するという効果を奏� ��る。

 また背景雑音のレベル又はスペクトルを� ��定して雑音抑圧処理を行うスペクトルサブ� ��ラクション等の方法を実行する装置に適用� ��、風雑音が発生したと判定した場合に、背� ��雑音又はスペクトルの推定を停止すること� ��より、風雑音の悪影響を排除する構成に適� ��することも可能である。

 さらに前記実施の形態1乃至4では、携帯� �話に適用する形態を示したが、本発明はこ� �に限らず、開放型の車両に配設されるカー� �ビゲーションシステム等の風切り音を受音� �る可能性のある様々な装置に適用すること� �可能である。

 なお前記実施の形態1乃至4で述べた風と� �、水平方向の大気の流れを示す狭義の風に� �るものではなく、垂直方向の大気の流れを� �す気流、人の息、その他の空気の流れ等の� �流状態で受音する流体全般を示す。