JP6528438B2 - Sound signal processing apparatus and sound signal processing program - Google Patents
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Description
本発明は音信号処理装置及び音信号処理プログラムに関し、例えば、音声信号や音響信号等の音信号に含まれている雑音成分を抑圧する場合に適用し得るものである。 The present invention relates to a sound signal processing apparatus and a sound signal processing program, and can be applied to, for example, suppressing noise components included in a sound signal such as a sound signal or an acoustic signal.
携帯電話システムに代表される音声通話システムでは、入力された音声信号に対して、周囲の雑音の成分が重畳されている場合が少なくなく、通話音質の劣化を引き起こしていた。このような課題を解決するため、従来、入力音声信号に含まれている雑音成分を抑圧する方法が種々提案されている。例えば、非特許文献1には、ウィナーフィルタ法によって雑音成分を抑圧する方法が記載されている。ウィナーフィルタ法は、入力音声信号における雑音成分を推定し、これを周波数領域で入力音声信号から減じることにより雑音成分を抑圧する方法である。 In a voice communication system represented by a cellular phone system, there are many cases where ambient noise components are superimposed on an input voice signal, which has caused deterioration of the speech quality. In order to solve such problems, various methods for suppressing noise components contained in an input speech signal have been conventionally proposed. For example, Non-Patent Document 1 describes a method of suppressing noise components by the Wiener filter method. The Wiener filter method is a method of suppressing noise components by estimating noise components in the input speech signal and subtracting the noise components from the input speech signal in the frequency domain.
しかしながら、入力音声信号の信号対雑音比(S/N比)が劣悪な場合に、ウィナーフィルタ法を適用すると、雑音成分を抑圧した結果、目的とする音声(以下、目的音と呼ぶ)の成分も劣化するという課題があった。この不都合を回避すべく、目的音成分の劣化を抑えると、雑音成分を十分に抑圧できないという課題があった。すなわち、入力音声信号のS/N比が劣悪な場合には、雑音成分の抑圧処理を実行しても、通話音質の劣化を改善できないという課題があった。 However, when the signal-to-noise ratio (S / N ratio) of the input speech signal is poor, when the Wiener filter method is applied, the noise component is suppressed, and as a result, the component of the target voice (hereinafter referred to as target sound) Also had the problem of deterioration. There is a problem that noise components can not be sufficiently suppressed if deterioration of the target sound component is suppressed in order to avoid this problem. That is, when the S / N ratio of the input voice signal is poor, there is a problem that the degradation of the speech quality can not be improved even if the noise component suppression processing is performed.
雑音抑圧方法としては、ウィナーフィルタ法以外にも、スペクトル減算法やボイススイッチなど種々の方法があるが、入力音声信号のS/N比が劣悪な場合には同様な課題が生じていた。 There are various noise reduction methods other than the Wiener filter method, such as a spectral subtraction method and a voice switch, but the same problem occurs when the S / N ratio of the input speech signal is poor.
ところで、ヘッドセットなどの右耳用のスピーカ部と左耳用のスピーカ部とに分かれている発音装置を音声出力装置として適用する場合には、Rチャンネル用の音声信号とLチャンネル用の音声信号とが必要となるが、従来、雑音抑圧処理を行ったモノラル音声信号をステレオ音声信号に変換するのが一般的であり、上述した課題が同様に生じていた。 By the way, when applying a sound producing device divided into a speaker unit for the right ear such as a headset and a speaker unit for the left ear as an audio output device, an audio signal for the R channel and an audio signal for the L channel In the prior art, it is general to convert a monaural sound signal subjected to noise suppression processing into a stereo sound signal, and the above-mentioned problems have occurred as well.
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであり、入力音信号における目的音を聴取し易くできる音信号処理装置及び音信号処理プログラムを提供しようとしたものである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a sound signal processing device and a sound signal processing program capable of making it easy to listen to a target sound in an input sound signal.
第1の本発明の音信号処理装置は、(1)目的音成分と雑音成分とが混在する入力音信号を2分岐して第1及び第2の分岐音信号を生成する分岐処理部と、(2)上記第1及び第2の分岐信号に対して、S/N比を変更して、第1及び第2のS/N比変更音信号を生成するS/N比変更処理部と、(3)上記第1及び第2のS/N比変更音信号を同期させて、一方をLチャンネル信号、他方をRチャンネル信号として出力する同期化部とを有し、上記S/N比変更処理部は、上記第1の分岐音信号に含まれている雑音成分を、第1の抑圧量パラメータが規定する抑圧量だけ抑圧することにより、上記第1の分岐音信号におけるS/N比を変更し、上記第2の分岐音信号に含まれている雑音成分を、上記第1の抑圧量パラメータとは異なる第2の抑圧量パラメータが規定する抑圧量だけ抑圧することにより、上記第2の分岐音信号におけるS/N比を変更することを特徴とする。 A sound signal processing apparatus according to a first aspect of the present invention includes: (1) a branch processing unit that bifurcates an input sound signal in which a target sound component and a noise component are mixed to generate first and second branched sound signals; (2) An S / N ratio change processing unit that generates first and second S / N ratio change sound signals by changing the S / N ratio for the first and second branch signals , (3) the first and synchronizes the second S / N ratio changing sound signal, one of them have a synchronized unit for outputting L-channel signal, the other as R-channel signal, the S / N ratio changing The processing unit suppresses the noise component included in the first branched sound signal by the suppression amount defined by the first suppression amount parameter to obtain the S / N ratio in the first branched sound signal. The noise component included in the second branched sound signal is changed to a second one different from the first suppression amount parameter. By suppressing only the suppression amount suppression amount parameter defines, and changes the S / N ratio in the second branch sound signal.
第2の本発明の音信号処理装置は、(1)目的音成分と雑音成分とが混在する入力音信号を2分岐して第1及び第2の分岐音信号を生成する分岐処理部と、(2)上記第1の分岐信号に対して、S/N比を変更して、第1のS/N比変更音信号を生成するS/N比変更処理部と、(3)上記第1のS/N比変更音信号と上記第2の分岐音信号とを同期させて、一方をLチャンネル信号、他方をRチャンネル信号として出力する同期化部とを有し、(4)上記S/N比変更処理部は、上記第1の分岐音信号に含まれている雑音成分を、所定の抑圧量パラメータが規定する抑圧量だけ抑圧することにより、上記第1の分岐音信号におけるS/N比を変更することを特徴とする。 A sound signal processing apparatus according to a second aspect of the present invention comprises: (1) a branch processing unit that branches an input sound signal in which a target sound component and a noise component are mixed into two to generate first and second branched sound signals; (2) an S / N ratio change processing unit that generates a first S / N ratio change sound signal by changing the S / N ratio with respect to the first branch signal ; (3) the first the S / N ratio changing sound signal and to synchronize the said second branch sound signal, have a synchronized unit which outputs one L-channel signal, the other as R-channel signal, (4) the S / The N ratio change processing unit suppresses S / N in the first branched sound signal by suppressing the noise component included in the first branched sound signal by the suppression amount defined by the predetermined suppression amount parameter. It is characterized by changing the ratio .
第3の本発明の音信号処理プログラムは、コンピュータを、(1)目的音成分と雑音成分とが混在する入力音信号を2分岐して第1及び第2の分岐音信号を生成する分岐処理手段と、(2)上記第1及び第2の分岐信号に対して、S/N比を変更して、第1及び第2のS/N比変更音信号を生成するS/N比変更処理手段と、(3)上記第1及び第2のS/N比変更音信号を同期させて、一方をLチャンネル信号、他方をRチャンネル信号として出力する同期化手段として機能させ、(4)上記S/N比変更処理手段は、上記第1の分岐音信号に含まれている雑音成分を、第1の抑圧量パラメータが規定する抑圧量だけ抑圧することにより、上記第1の分岐音信号におけるS/N比を変更し、上記第2の分岐音信号に含まれている雑音成分を、上記第1の抑圧量パラメータとは異なる第2の抑圧量パラメータが規定する抑圧量だけ抑圧することにより、上記第2の分岐音信号におけるS/N比を変更することを特徴とする。 A sound signal processing program according to a third aspect of the present invention comprises: (1) branching processing for dividing an input sound signal in which a target sound component and a noise component are mixed into two to generate the first and second divided sound signals And (2) S / N ratio change processing for generating the first and second S / N ratio change sound signals by changing the S / N ratio with respect to the first and second branched signals. means, (3) to synchronize the first and second S / N ratio changing sound signal, one of the L-channel signal and the other to function as a synchronization means to output as R-channel signal, ( 4) The S / N ratio changing processing means suppresses the noise component contained in the first branched sound signal by the suppression amount defined by the first suppression amount parameter, thereby the first branch. The S / N ratio in the sound signal is changed, and the noise component contained in the second branched sound signal is By suppressing only suppression amount prescribed different second suppression amount parameter from the first suppression amount parameter, and changing the S / N ratio in the second branch sound signal.
第4の本発明の音信号処理プログラムは、コンピュータを、(1)目的音成分と雑音成分とが混在する入力音信号を2分岐して第1及び第2の分岐音信号を生成する分岐処理手段と、(2)上記第1の分岐信号に対して、S/N比を変更して、第1のS/N比変更音信号を生成するS/N比変更処理手段と、(3)上記第1のS/N比変更音信号と上記第2の分岐音信号とを同期させて、一方をLチャンネル信号、他方をRチャンネル信号として出力する同期化手段として機能させ、(4)上記S/N比変更処理手段は、上記第1の分岐音信号に含まれている雑音成分を、所定の抑圧量パラメータが規定する抑圧量だけ抑圧することにより、上記第1の分岐音信号におけるS/N比を変更することを特徴とする。 A sound signal processing program according to a fourth aspect of the present invention comprises: (1) branching processing for dividing an input sound signal in which a target sound component and a noise component are mixed into two to generate first and second divided sound signals Means, (2) S / N ratio change processing means for generating a first S / N ratio change sound signal by changing the S / N ratio with respect to the first branched signal , (3) by synchronizing the said first S / N ratio changing sound signal and the second branch sound signal, one of the L-channel signal, the other one functioning as the synchronization means to output a R-channel signal, (4 The S / N ratio changing processing means suppresses the noise component contained in the first branched sound signal by the suppression amount defined by a predetermined suppression amount parameter, thereby the first branched sound signal It characterized that you change the S / N ratio in.
本発明によれば、入力音信号における目的音を聴取し易くできる音信号処理装置、音信号処理プログラム及び音信号処理方法を実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a sound signal processing device, a sound signal processing program, and a sound signal processing method that can easily make the user listen to a target sound in an input sound signal.
(A)第1の実施形態
以下、本発明による音信号処理装置及び音信号処理プログラムの第1の実施形態を、図面を参照しながら説明する。第1の実施形態の音信号処理装置及び音信号処理プログラムは、入力音声信号に含まれている雑音成分を抑圧する雑音抑圧装置及び雑音抑圧プログラムである。
(A) First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of a sound signal processing device and a sound signal processing program according to the present invention will be described with reference to the drawings. The sound signal processing device and the sound signal processing program according to the first embodiment are a noise suppression device and a noise suppression program for suppressing a noise component contained in an input sound signal.
(A−1)第1の実施形態の構成
図1は、第1の実施形態に係る雑音抑圧装置の構成を示すブロック図である。
(A-1) Configuration of First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a noise suppression apparatus according to the first embodiment.
第1の実施形態の雑音抑圧装置は、図1で示す構成部分をハードウェアで構成することも可能であり、また、CPUが実行するソフトウェア(音処理プログラム)とCPU(Central Processing Unit)とで実現することも可能であるが、いずれの実現方法を採用した場合であっても、機能的には図1で表すことができる。 The noise suppression device according to the first embodiment can also be configured by hardware as the component shown in FIG. 1, and can be implemented by software (sound processing program) executed by the CPU and a CPU (central processing unit). Although it is possible to realize it, even in the case of adopting any of the realization methods, functionally it can be represented by FIG.
図1において、第1の実施形態の雑音抑圧装置100は、Lチャンネル用雑音抑圧回路101、Rチャンネル用雑音抑圧回路102、時刻差検出回路103、Lチャンネル用時刻補正回路104及びRチャンネル用時刻補正回路105を有する。
In FIG. 1, the
図1では省略しているが、見方を変えれば、ヘッドセットなどのステレオ音声信号の出力装置も、第1の実施形態の雑音抑圧装置100の構成要素となっているということができる(このことについては動作説明の項で明らかにする)。但し、第1の実施形態の雑音抑圧装置100は、音声信号の送話側の装置に設けられていても良く、音声信号の受話側の装置に設けられていても良い。
Although not shown in FIG. 1, from a different point of view, it can be said that a stereo audio signal output device such as a headset is also a component of the
第1の実施形態の雑音抑圧装置100に入力された音声信号(入力音声信号)Sは2分岐され、分岐された入力音声信号SL、SRがそれぞれ、ステレオ音声信号の一方として対応するLチャンネル用雑音抑圧回路101又はRチャンネル用雑音抑圧回路102に与えられる。図1では、信号線の分岐(信号分岐回路の一種)で入力音声信号Sを2分岐するように記載しているが、入力音声信号Sを2分岐する、従来から存在する種々の技術により実現された信号分岐回路を適用するようにしても良い。
The audio signal (input audio signal) S input to the
Lチャンネル用雑音抑圧回路101及びRチャンネル用雑音抑圧回路102は、S/N比変更回路として設けられた雑音抑圧回路である。
The L channel
Lチャンネル用雑音抑圧回路101は、自己へのLチャンネルの入力音声信号SLに含まれている雑音成分を抑圧し、雑音抑圧後のLチャンネル音声信号SSLを出力するものである。Lチャンネル用雑音抑圧回路101としては、ウィナーフィルタ法、スペクトル減算法、ボイススイッチなど既存の雑音抑圧方法を適用した公知の雑音抑圧回路を適用することができる。但し、Lチャンネル用雑音抑圧回路101は、外部から与えられる抑圧量パラメータ(言い換えると、S/N比変更パラメータ)PLに従って、雑音成分を抑圧するものであることを要する。例えば、ウィナーフィルタ法やスペクトル減算法などでは、周波数領域で雑音成分の値を得て、得た雑音成分に対してパラメータで指定された抑圧量を、周波数領域の入力音声信号から周波数成分毎に減算することで雑音成分を抑圧する方法であり、雑音成分の抑圧量を抑圧量パラメータPLに従って変えることができるものである。
The L channel
Rチャンネル用雑音抑圧回路102は、自己へのRチャンネルの入力音声信号SRに含まれている雑音成分を抑圧し、抑圧後のLチャンネル音声信号SSRを出力するものである。Rチャンネル用雑音抑圧回路102も、外部から与えられる抑圧量パラメータPRに従って、雑音成分を抑圧するものであることを要する。
The R channel
Rチャンネル用雑音抑圧回路102が適用している雑音抑圧方法や内部構成は、Lチャンネル用雑音抑圧回路101が適用している雑音抑圧方法や内部構成と同一であっても良く、また、異なっていても良い。例えば、Lチャンネル用雑音抑圧回路101及びRチャンネル用雑音抑圧回路102が共にウィナーフィルタ法に従ったものであっても良く、また、Lチャンネル用雑音抑圧回路101がウィナーフィルタ法に従い、Rチャンネル用雑音抑圧回路102がスペクトル減算法に従うものであっても良い。
The noise suppression method and internal configuration applied to the R channel
第1の実施形態の場合、S/N比変更パラメータとしての、Lチャンネル用雑音抑圧回路101への抑圧量パラメータPLと、Rチャンネル用雑音抑圧回路102への抑圧量パラメータPRとが異なっている。このような抑圧量パラメータPL及びPRを異なるものにすることにより、Lチャンネル用雑音抑圧回路101からの雑音抑圧後のLチャンネル音声信号SSLにおける目的音成分と、Rチャンネル用雑音抑圧回路102からの雑音抑圧後のRチャンネル音声信号SSRにおける目的音成分とが同様なレベルでありながら、Lチャンネル用雑音抑圧回路101からの雑音抑圧後のLチャンネル音声信号SSLにおける雑音成分のレベルと、Rチャンネル用雑音抑圧回路102からの雑音抑圧後のRチャンネル音声信号SSRにおける雑音成分のレベルとが異なるようになされている。例えば、抑圧量パラメータPLの方が抑圧量パラメータPRより抑圧量を少なくするものに選定されている場合、雑音抑圧後のLチャンネル音声信号SSLにおける雑音成分のレベルの方が、雑音抑圧後のRチャンネル音声信号SSRにおける雑音成分のレベルより大きくなる。
In the case of the first embodiment, the suppression amount parameter PL for the L channel
Lチャンネル用雑音抑圧回路101及びRチャンネル用雑音抑圧回路102はそれぞれ、自己からの出力信号SSL、SSRとして時間領域の信号を出力するものであっても良く、また、周波数領域の信号を出力するものであっても良い。
The L channel
時刻差検出回路103、Lチャンネル用時刻補正回路104及びRチャンネル用時刻補正回路105は、Lチャンネル用雑音抑圧回路101及びRチャンネル用雑音抑圧回路102における処理遅延が異なる場合を考慮して設けられたものである。
The time
仮に、Lチャンネル用雑音抑圧回路101及びRチャンネル用雑音抑圧回路102における処理遅延が同じ場合、言い換えると、雑音抑圧後のLチャンネル音声信号SSLと雑音抑圧後のRチャンネル音声信号SSRとが同期している場合には、時刻差検出回路103、Lチャンネル用時刻補正回路104及びRチャンネル用時刻補正回路105を省略することができる。
If the processing delays in L channel
時刻差検出回路103は、例えば、雑音抑圧後のLチャンネル音声信号SSLと雑音抑圧後のRチャンネル音声信号SSRとの相互相関を計算することにより、雑音抑圧後のLチャンネル音声信号SSLと雑音抑圧後のRチャンネル音声信号SSRとの時刻差Dを計算する。例えば、信号SSL及びSSRが周波数領域の信号である場合には、FFT(高速フーリエ変換)に供する所定期間(例えば20ms)のサンプルであるフレームを時刻の単位とすれば良く、信号SSL及びSSRが時間領域の信号である場合には、サンプリング周期若しくはフレームを時刻の単位とすれば良い。
The time
時刻差検出回路103は、雑音抑圧後のLチャンネル音声信号SSLと雑音抑圧後のRチャンネル音声信号SSRとの時刻差Dを解消するための補正遅延量DL及びDRを形成し、それぞれを対応する時刻補正回路104、105へ与える。Lチャンネル音声信号SSLの時刻がRチャンネル音声信号SSRの時刻より時刻差D分だけ遅れている場合には、時刻差検出回路103は、Lチャンネル用時刻補正回路104に与える補正遅延量DLを0とし、Rチャンネル用時刻補正回路105に与える補正遅延量DRをDとする。逆に、Rチャンネル音声信号SSRの時刻がLチャンネル音声信号SSLの時刻より時刻差D分だけ遅れている場合には、時刻差検出回路103は、Rチャンネル用時刻補正回路105に与える補正遅延量DRを0とし、Lチャンネル用時刻補正回路104に与える補正遅延量DLをDとする。
The time
なお、Lチャンネル用雑音抑圧回路101及びRチャンネル用雑音抑圧回路102における処理遅延が異なる場合であっても、Lチャンネル用雑音抑圧回路101及びRチャンネル用雑音抑圧回路102の構成などにより、時間差Dが予め特定できる場合には、時刻差検出回路103と、一方の時刻補正回路104又は105を省略することができる。
Even when the processing delays in the L channel
Lチャンネル用時刻補正回路104は、雑音抑圧後のLチャンネル音声信号SSLを補正遅延量DLだけ遅延させて、当該雑音抑圧装置100からのLチャンネル出力音声信号OUTLとして送出する。同様に、Rチャンネル用時刻補正回路105は、雑音抑圧後のRチャンネル音声信号SSRを補正遅延量DRだけ遅延させて、当該雑音抑圧装置100からのRチャンネル出力音声信号OUTRとして送出する。
The L-channel
図1では省略しているが、出力音声信号OUTL及びOUTRが周波数領域の信号である場合には、ステレオ音声信号の出力装置に至るまでに、IFFT(逆高速フーリエ変換)回路を設けることを要する。 Although not shown in FIG. 1, when the output audio signals OUTL and OUTR are signals in the frequency domain, it is necessary to provide an IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) circuit before reaching the output device of the stereo audio signal. .
(A−2)第1の実施形態の動作
次に、上述した詳細構成を有する第1の実施形態に係る雑音抑圧装置100の動作を説明する。
(A-2) Operation of First Embodiment Next, the operation of the
第1の実施形態の雑音抑圧装置100において、入力音声信号Sは2分岐され、分岐で得られたLチャンネルの入力音声信号SLはLチャンネル用雑音抑圧回路101に与えられ、分岐で得られたRチャンネルの入力音声信号SRはRチャンネル用雑音抑圧回路101に与えられる。
In the
Lチャンネル用雑音抑圧回路101において、Lチャンネルの入力音声信号SLに含まれている雑音成分が、抑圧量パラメータPLが指示する分だけ抑圧されると共に、Rチャンネル用雑音抑圧回路102において、Rチャンネルの入力音声信号SRに含まれている雑音成分が、抑圧量パラメータPRが指示する分だけ抑圧される。
The noise component contained in the L channel input speech signal SL is suppressed in the L channel
雑音抑圧後のLチャンネル音声信号SSLと雑音抑圧後のRチャンネル音声信号SSRとの時刻差Dが時刻差検出回路103で検出され、時刻差Dを解消するための補正遅延量DL及びDRが形成されて、それぞれ対応するLチャンネル用時刻補正回路104、Rチャンネル用時刻補正回路105に与えられる。
The time
雑音抑圧後のLチャンネル音声信号SSLは、Lチャンネル用時刻補正回路104によって補正遅延量DLだけ遅延されて、当該雑音抑圧装置100からのLチャンネル出力音声信号OUTLとして送出され、同様に、雑音抑圧後のRチャンネル音声信号SSRは、Rチャンネル用時刻補正回路105によって補正遅延量DRだけ遅延されて、当該雑音抑圧装置100からのRチャンネル出力音声信号OUTRとして送出される。
The L channel audio signal SSL after noise suppression is delayed by the correction delay amount DL by the L channel
図2は、雑音抑圧装置100への入力音声信号Sと、雑音抑圧装置100からの出力音声信号(Lチャンネル出力音声信号及びRチャンネル出力音声信号)OUTL及びOUTRの信号波形例を示す説明図である。図2において、「V」は目的音成分と雑音成分とが重畳されている区間を表し、「N」は雑音成分だけを含む区間を表している。図2は、抑圧量パラメータPLの方が抑圧量パラメータPRより抑圧量を少なくするものに選定されている場合の信号波形を示している。
FIG. 2 is an explanatory view showing signal waveform examples of an input speech signal S to the
抑圧量パラメータPLの方が抑圧量を少なくするものに選定されているため、Lチャンネル出力音声信号OUTLにおける目的音成分と、Rチャンネル出力音声信号OUTRにおける目的音成分とが同様なレベルであるが、Lチャンネル出力音声信号OUTLにおける雑音成分のレベルは、Rチャンネル出力音声信号OUTRにおける雑音成分のレベルより大きい。 Since the suppression amount parameter PL is selected to reduce the suppression amount, the target sound component in the L channel output audio signal OUTL and the target sound component in the R channel output audio signal OUTR have similar levels. The level of the noise component in the L channel output audio signal OUTL is greater than the level of the noise component in the R channel output audio signal OUTR.
ここで、Lチャンネル出力音声信号OUTL及びRチャンネル出力音声信号OUTR(周波数領域の信号である場合には時間領域の信号への変換を要する)でなるステレオ音声信号の出力装置として、人間が発音音声を両耳で聴くヘッドセットを想定する(なお、出力装置はヘッドセットには限定されない)。発音音声における目的音成分は、左右共にほぼ同じ音圧であるため、頭内の中央に定位して聴こえる。発音音声における雑音成分は、上述したように抑圧量が異なるため、左右の音圧が異なり、頭内の中央から左右のどちらかにずれた位置に定位して聴こえる。図2の例の場合、左耳への雑音成分の音圧の方が右耳への雑音成分の音圧より大きいので、雑音は頭内の中央から左にずれた位置に定位して聴こえる。 Here, as an output device of a stereo audio signal including an L channel output audio signal OUTL and an R channel output audio signal OUTR (in the case of a signal in the frequency domain, conversion to a time domain signal is required) The headset listens to both ears (note that the output device is not limited to the headset). The target sound component in the pronunciation sound has almost the same sound pressure on the left and right, so it can be localized at the center of the head and heard. The noise components in the pronunciation speech have different amounts of suppression as described above, so the sound pressures on the left and right are different, and can be localized and heard at a position shifted from the center in the head to either the left or the right. In the case of the example of FIG. 2, since the sound pressure of the noise component to the left ear is larger than the sound pressure of the noise component to the right ear, the noise is localized at a position shifted from the center to the left in the head and heard.
すなわち、目的音と雑音の定位位置(音源位置)を異なるものとすることができ、脳内で知覚する際には、目的音と雑音の分離が容易になる。人間は、複数の音源から目的音を意識して聴き分けることができ、人間の聴覚上の特質をも考慮すると、入力音声信号のS/N比が悪くても雑音抑圧効果を高めことができる。 That is, the localization positions (sound source positions) of the target sound and the noise can be made different, and when perceiving in the brain, the target sound and the noise can be easily separated. Humans can distinguish target sounds from a plurality of sound sources consciously, and taking into consideration human auditory characteristics, noise suppression effects can be enhanced even if the S / N ratio of the input speech signal is poor. .
(A−3)第1の実施形態の効果
以上のように、第1の実施形態の雑音抑圧装置によれば、入力音声信号のS/N比が悪くても大きな雑音抑圧効果を奏することができる。すなわち、第1の実施形態の雑音抑圧装置によれば、目的音を聴取し易くできる。
(A-3) Effects of the First Embodiment As described above, according to the noise suppression device of the first embodiment, a large noise suppression effect can be obtained even if the S / N ratio of the input speech signal is bad. it can. That is, according to the noise suppression device of the first embodiment, it is possible to easily listen to the target sound.
(B)第2の実施形態
次に、本発明による音信号処理装置及び音信号処理プログラムの第2の実施形態を、図面を参照しながら説明する。第2の実施形態の音信号処理装置及び音信号処理プログラムも、入力音声信号に含まれている雑音成分を抑圧する雑音抑圧装置及び雑音抑圧プログラムである。
(B) Second Embodiment Next, a second embodiment of the sound signal processing device and the sound signal processing program according to the present invention will be described with reference to the drawings. The sound signal processing device and the sound signal processing program according to the second embodiment are also a noise suppressing device and a noise suppressing program for suppressing a noise component contained in an input sound signal.
図3は、第2の実施形態に係る雑音抑圧装置の構成を示すブロック図であり、第1の実施形態に係る図1との同一、対応部分には同一符号を付して示している。 FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the noise suppression apparatus according to the second embodiment. The same reference numerals as in FIG. 1 according to the first embodiment denote the same or corresponding parts.
第2の実施形態の雑音抑圧装置200は、図3及び図1の比較から明らかなように、第1の実施形態の雑音抑圧装置100から、Lチャンネル用雑音抑圧回路101及びRチャンネル用時刻補正回路105を省略したものである。
As is clear from the comparison of FIG. 3 and FIG. 1, the
Lチャンネル用雑音抑圧回路101を省略することは、第1の実施形態のLチャンネル用雑音抑圧回路101に与える抑圧量パラメータPLが抑圧しないことを指示し、分岐Lチャンネル音声信号SLをそのまま透過させて抑圧後のLチャンネル音声信号SSLにしたのと等価である。
Omitting the L channel
第2の実施形態ではLチャンネル用雑音抑圧回路101を省略しているので、抑圧後のRチャンネル音声信号SSRだけに処理遅延が生じており(分岐Lチャネル音声信号SLを抑圧後のLチャンネル音声信号SSLとみなした場合において、抑圧後のLチャンネル音声信号SSLに処理遅延は存在しない)、そのため、処理遅延が生じていないLチャンネルの処理系にのみ時刻補正回路(Lチャンネル用時刻補正回路)104を設けている。
In the second embodiment, since the L channel
第2の実施形態の雑音抑圧装置200におけるその他の点は、第1の実施形態と同様である。
The other points in the
第2の実施形態の雑音抑圧装置200の場合、Lチャンネル出力音声信号OUTLとして入力音声信号Sをそのまま適用しているが、第1の実施形態について図2を用いて説明したように、Lチャンネル出力音声信号OUTLにおける目的音成分と、Rチャンネル出力音声信号OUTRにおける目的音成分とを同様なレベルにできると共に、Lチャンネル出力音声信号OUTLにおける雑音成分のレベルをRチャンネル出力音声信号OUTRにおける雑音成分のレベルより大きくできる。その結果、これらステレオ音声信号を聴取したときに、目的音と雑音の定位位置(音源位置)を異なるものとすることができて、人間が意識することにより目的音を容易に分離することができる。
In the case of the
第2の実施形態の雑音抑圧装置によっても、入力音声信号のS/N比が悪くても大きな雑音抑圧効果を奏することができ、目的音を聴取し易くできる。 Even with the noise suppression device of the second embodiment, a large noise suppression effect can be achieved even if the S / N ratio of the input speech signal is poor, and it becomes easy to listen to the target sound.
(C)第3の実施形態
次に、本発明による音信号処理装置及びプログラムの第3の実施形態を、図面を参照しながら説明する。第3の実施形態の音信号処理装置も、入力音声信号に含まれている雑音成分を抑圧する雑音抑圧装置である。
(C) Third Embodiment Next, a third embodiment of the sound signal processing device and program according to the present invention will be described with reference to the drawings. The sound signal processing device of the third embodiment is also a noise suppression device that suppresses noise components included in the input sound signal.
図4は、第3の実施形態に係る雑音抑圧装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the noise suppression device according to the third embodiment.
図4において、第3の実施形態の雑音抑圧装置300は、雑音抑圧装置本体301と音源分離回路302とを有する。
In FIG. 4, the
雑音抑圧装置本体301は、第1の実施形態や第2の実施形態(これらの変形実施形態であっても良い)の雑音抑圧装置100又は200が該当するものである。第3の実施形態の場合、雑音抑圧装置本体301からのLチャンネル出力音声信号OUTL及びRチャンネル出力音声信号OUTRは、音源分離回路302に与えられる。
The noise suppressor
音源分離回路302は、Lチャンネル出力音声信号OUTL及びRチャンネル出力音声信号OUTRを、恰も2つのマイクロホンが捕捉した音声信号として、音源分離処理を行って目的音成分の音源と雑音成分の音源とを分離し、分離した目的音成分だけを含む出力音声信号OUTを得て出力するものである。
The sound
音源分離回路302は、複数の入力音声信号から音源分離を行う既存の音源分離回路を適用することができ、そのため、詳細構成の説明は省略する。音源分離回路302として、例えば、特開2014−215461号公報又は特開2014−157261号公報に記載の音源分離回路などを適用しても良い。
The sound
第3の実施形態の雑音抑圧装置によっても、入力音声信号のS/N比が悪くても大きな雑音抑圧効果を奏することができる。しかも、第3の実施形態の雑音抑圧装置によれば、雑音成分が抑圧されたモノラル信号の出力音声信号を得ることができ、目的音を聴取し易くできる。 Even with the noise suppression device of the third embodiment, a large noise suppression effect can be achieved even if the S / N ratio of the input speech signal is bad. Moreover, according to the noise suppression device of the third embodiment, the output sound signal of the monaural signal in which the noise component is suppressed can be obtained, and the target sound can be easily listened to.
(D)他の実施形態
上記各実施形態の説明においても、種々変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態を挙げることができる。
(D) Other Embodiments In the description of each of the above embodiments, various modified embodiments are referred to, but further, modified embodiments as exemplified below can be mentioned.
上記各実施形態では、抑圧量パラメータPL、PRの値が固定値である場合を示したが、抑圧量パラメータPL及びPRの少なくとも一方が動的に変化するものであっても良い。例えば、入力音声信号Sにおける雑音成分が多い場合には、抑圧量パラメータPL及びPRが指示する抑圧量の差を大きくし、目的音成分の定位位置と、雑音成分の定位位置とのずれを大きくするようにして人間が目的音成分を容易に認識できるようにしても良い。例えば、目的音区間と雑音区間とを公知の方法で分離し、雑音区間のパワーを公知の方法で算出し、雑音区間のパワーを範囲の境界値と比較することにより、雑音成分のパワーが属する範囲を検出し、検出した範囲に対応付けられた抑圧量パラメータPL及びPRを記憶テーブルから読み出すようにして、抑圧量パラメータPL及びPRを動的に変化させるようにしても良い。 In the above embodiments, the suppression amount parameters PL and PR have fixed values. However, at least one of the suppression amount parameters PL and PR may be dynamically changed. For example, when there are many noise components in the input audio signal S, the difference between the suppression amounts indicated by the suppression amount parameters PL and PR is increased, and the deviation between the localization position of the target sound component and the localization position of the noise components is large. It may be possible for a human to easily recognize the target sound component. For example, the power of the noise component belongs by separating the target sound section and the noise section by a known method, calculating the power of the noise section by a known method, and comparing the power of the noise section with the boundary value of the range. The range may be detected, and the suppression amount parameters PL and PR associated with the detected range may be read out from the storage table to dynamically change the suppression amount parameters PL and PR.
上記各実施形態では、S/N比変更回路として、雑音成分を抑圧する雑音抑圧回路(101、102)を適用した場合を示したが、S/N比変更回路として、音声成分(目的音成分)を強調する音声強調回路を適用するようにしても良い。この場合、発音音声における目的音成分は、頭内の中央以外に定位するが、雑音成分の定位位置と異なるため、上述した各実施形態と同様な効果を奏することができる。 In each of the above embodiments, the noise suppression circuit (101, 102) for suppressing the noise component is applied as the S / N ratio change circuit. However, as the S / N ratio change circuit, the voice component (target sound component A voice emphasis circuit may be applied to emphasize the In this case, although the target sound component in the sound generation voice is localized at a position other than the center in the head, it is different from the localization position of the noise component, so that the same effect as each embodiment described above can be obtained.
また、Lチャンネル入力音声信号SL及びRチャンネル入力音声信号SRの一方に対して雑音抑圧処理を施し、Lチャンネル入力音声信号SL及びRチャンネル入力音声信号SRの他方に対して音声強調処理を施すようにしても良い。 Also, noise suppression processing is performed on one of the L channel input audio signal SL and the R channel input audio signal SR, and audio enhancement processing is performed on the other of the L channel input audio signal SL and the R channel input audio signal SR. You may
さらに、上記で説明したS/N比変更回路は、雑音成分を抑圧し、又は、目的音成分を強調してS/N比を大きくするように変更するものであったが、S/N比を小さくするようなS/N比変更回路を適用することもできる。この場合のS/N比変更回路として、音声成分を抑圧する回路や、雑音成分を強調する回路を挙げることができる。S/N比を小さくするS/N比変更回路を適用した場合も、変更度合をLチャンネルとRチャンネルとで異なるようにさせることにより、発音音声における目的音成分と雑音成分の定位位置を異なるものにでき、人間が意識することにより目的音を分離することができる。 Furthermore, although the S / N ratio changing circuit described above suppresses noise components or enhances the target sound component to increase the S / N ratio, the S / N ratio is changed. It is also possible to apply an S / N ratio changing circuit that reduces. As the S / N ratio changing circuit in this case, there can be mentioned a circuit for suppressing an audio component and a circuit for emphasizing a noise component. Even when an S / N ratio change circuit that reduces the S / N ratio is applied, the localization positions of the target sound component and the noise component in the sound production voice are different by making the change degree different for the L channel and the R channel. It can be a thing, and the target sound can be separated by human being conscious.
上記各実施形態においては、目的音が音声である場合を示したが、目的音が音響(例えば、機械が発した音)の場合にも本発明を適用することができる。 In each of the above embodiments, the case where the target sound is voice is shown, but the present invention can be applied to the case where the target sound is a sound (for example, a sound emitted by a machine).
100、200、300…雑音抑圧装置、101…Lチャンネル用雑音抑圧回路、102…Rチャンネル用雑音抑圧回路、103…時刻差検出回路、104…Lチャンネル用時刻補正回路、105…Rチャンネル用時刻補正回路、301…雑音抑圧装置本体、302…音源分離回路。 100, 200, 300 ... noise suppression device, 101 ... noise suppression circuit for L channel, 102 ... noise suppression circuit for R channel, 103 ... time difference detection circuit, 104 ... time correction circuit for L channel, 105 ... time for R channel Correction circuit, 301: Noise suppression device main body, 302: Source separation circuit.
Claims (8)
上記第1及び第2の分岐信号に対して、S/N比を変更して、第1及び第2のS/N比変更音信号を生成するS/N比変更処理部と、
上記第1及び第2のS/N比変更音信号を同期させて、一方をLチャンネル信号、他方をRチャンネル信号として出力する同期化部とを有し、
上記S/N比変更処理部は、
上記第1の分岐音信号に含まれている雑音成分を、第1の抑圧量パラメータが規定する抑圧量だけ抑圧することにより、上記第1の分岐音信号におけるS/N比を変更し、
上記第2の分岐音信号に含まれている雑音成分を、上記第1の抑圧量パラメータとは異なる第2の抑圧量パラメータが規定する抑圧量だけ抑圧することにより、上記第2の分岐音信号におけるS/N比を変更する
ことを特徴とする音信号処理装置。 A branch processing unit configured to bifurcate an input sound signal in which a target sound component and a noise component are mixed to generate first and second branched sound signals;
An S / N ratio change processing unit that generates a first and second S / N ratio change sound signal by changing the S / N ratio with respect to the first and second branch signals ;
To synchronize the first and second S / N ratio changing sound signal, have a synchronized unit which outputs one L-channel signal, the other as R-channel signal,
The above S / N ratio change processing unit
The S / N ratio in the first branched sound signal is changed by suppressing the noise component contained in the first branched sound signal by the suppression amount defined by the first suppression amount parameter,
The second branched sound signal is suppressed by suppressing the noise component included in the second branched sound signal by a suppression amount defined by a second suppression amount parameter different from the first suppression amount parameter. A sound signal processing apparatus characterized by changing the S / N ratio in .
上記第1のS/N比変更音信号と上記第2のS/N比変更音信号との時刻差を検出する時刻差検出部と、
検出された時刻差に基づいて、上記第1のS/N比変更音信号及び上記第2のS/N比変更音信号の少なくとも一方を遅延させる遅延部と
を有することを特徴とする請求項1に記載の音信号処理装置。 The synchronization unit
A time difference detection unit that detects a time difference between the first S / N ratio change sound signal and the second S / N ratio change sound signal;
A delay unit for delaying at least one of the first S / N ratio change sound signal and the second S / N ratio change sound signal based on the detected time difference. the sound signal processing apparatus according to 1.
上記第1の分岐信号に対して、S/N比を変更して、第1のS/N比変更音信号を生成するS/N比変更処理部と、
上記第1のS/N比変更音信号と上記第2の分岐音信号とを同期させて、一方をLチャンネル信号、他方をRチャンネル信号として出力する同期化部とを有し、
上記S/N比変更処理部は、
上記第1の分岐音信号に含まれている雑音成分を、所定の抑圧量パラメータが規定する抑圧量だけ抑圧することにより、上記第1の分岐音信号におけるS/N比を変更する
ことを特徴とする音信号処理装置。 A branch processing unit configured to bifurcate an input sound signal in which a target sound component and a noise component are mixed to generate first and second branched sound signals;
An S / N ratio change processing unit that generates a first S / N ratio change sound signal by changing the S / N ratio with respect to the first branched signal ;
A synchronization unit that synchronizes the first S / N ratio change sound signal with the second branch sound signal, and outputs one as an L channel signal and the other as an R channel signal ;
The above S / N ratio change processing unit
A noise component included in said first branch tone signal, by a predetermined amount of suppression parameter is suppressed by suppressing the amount that defines, that to change the S / N ratio in the first branch sound signal Sound signal processing device characterized by the above.
上記第1のS/N比変更信号と上記第2の分岐音信号との時刻差を検出する時刻差検出部と、
検出された時刻差に基づいて、上記第2の分岐音信号を遅延させる遅延部と
を有することを特徴とする請求項4に記載の音信号処理装置。 The synchronization unit
A time difference detection unit that detects a time difference between the first S / N ratio change signal and the second branch sound signal;
The sound signal processing apparatus according to claim 4, further comprising: a delay unit that delays the second branched sound signal based on the detected time difference.
目的音成分と雑音成分とが混在する入力音信号を2分岐して第1及び第2の分岐音信号を生成する分岐処理手段と、
上記第1及び第2の分岐信号に対して、S/N比を変更して、第1及び第2のS/N比変更音信号を生成するS/N比変更処理手段と、
上記第1及び第2のS/N比変更音信号を同期させて、一方をLチャンネル信号、他方をRチャンネル信号として出力する同期化手段として機能させ、
上記S/N比変更処理手段は、
上記第1の分岐音信号に含まれている雑音成分を、第1の抑圧量パラメータが規定する抑圧量だけ抑圧することにより、上記第1の分岐音信号におけるS/N比を変更し、
上記第2の分岐音信号に含まれている雑音成分を、上記第1の抑圧量パラメータとは異なる第2の抑圧量パラメータが規定する抑圧量だけ抑圧することにより、上記第2の分岐音信号におけるS/N比を変更する
ことを特徴とする音信号処理プログラム。 Computer,
Branch processing means for bifurcating an input sound signal in which a target sound component and a noise component are mixed to generate first and second branched sound signals;
S / N ratio change processing means for generating first and second S / N ratio change sound signals by changing the S / N ratio with respect to the first and second branch signals ;
The first and synchronizes the second S / N ratio changing sound signal, one of the L-channel signal and the other to function as a synchronization means to output as R-channel signal,
The above S / N ratio change processing means
The S / N ratio in the first branched sound signal is changed by suppressing the noise component contained in the first branched sound signal by the suppression amount defined by the first suppression amount parameter,
The second branched sound signal is suppressed by suppressing the noise component included in the second branched sound signal by a suppression amount defined by a second suppression amount parameter different from the first suppression amount parameter. The sound signal processing program characterized by changing the S / N ratio in .
目的音成分と雑音成分とが混在する入力音信号を2分岐して第1及び第2の分岐音信号を生成する分岐処理手段と、
上記第1の分岐信号に対して、S/N比を変更して、第1のS/N比変更音信号を生成するS/N比変更処理手段と、
上記第1のS/N比変更音信号と上記第2の分岐音信号とを同期させて、一方をLチャンネル信号、他方をRチャンネル信号として出力する同期化手段として機能させ、
上記S/N比変更処理手段は、
上記第1の分岐音信号に含まれている雑音成分を、所定の抑圧量パラメータが規定する抑圧量だけ抑圧することにより、上記第1の分岐音信号におけるS/N比を変更する
ことを特徴とする音信号処理プログラム。 Computer,
Branch processing means for bifurcating an input sound signal in which a target sound component and a noise component are mixed to generate first and second branched sound signals;
S / N ratio change processing means for generating a first S / N ratio change sound signal by changing the S / N ratio with respect to the first branched signal ;
The first by synchronizing the S / N ratio changing sound signal and the second branch sound signal, one of the L-channel signal and the other to function as a synchronization means to output as R-channel signal,
The above S / N ratio change processing means
The S / N ratio in the first branched sound signal is changed by suppressing the noise component contained in the first branched sound signal by the suppression amount defined by a predetermined suppression amount parameter. Sound signal processing program to be.
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