信号增强装置、其方法、程序以及记录介质的制作方法

专利名称：信号增强装置、其方法、程序以及记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及抑制观测信号中的加法性失真和乘法性失真，从而增强源信号的技 术。
背景技术：
已有对于在源信号中重叠了加法性失真和乘法性失真的观测信号，进行抑制加法 性失真和乘法性失真的处理，增强(emphasis)源信号的信号增强技术。首先，说明信号为 语音信号的情况下的一般的语音信号增强技术。此时，加法性失真对应于在室内存在的噪 声，乘法性失真对应于混响(reverberation)。图1是表示信号增强装置的一般结构的方框图。首先，从话筒等的传感器或语音文件等取得并进行了抽样和量化的时域的观测语 音的波形信号输入到频带分割单元。这些时域的观测信号在频带分割单元中，分割为每个 频带的窄带信号。即，时域的观测信号变换为时频域的观测信号。以下，将按每个频带分割 的观测信号的集合称为观测信号的复数谱图(spectrogram)。另外，频带分割单元通过短时 间傅里叶变换或多相滤波器组(filter bank)等的以往技术执行该处理。其中，也有不进 行该频带分割，而直接使用时域的观测信号进行源信号的增强处理的方法。此外，在说明书 中没有明确记载表现信号的区域的情况下，解释为是时频域。接着，在参数估计单元中，从观测信号的复数谱图中估计出将观测信号特征化的 某种参数。参数的例子有记述源信号或噪声的功率谱(spectre)的全极模型的参数，记述 室内传递系统的自回归模型的回归系数等。并且，在源信号估计单元中，使用观测信号的复数谱图和上述参数的估计值，计算 源信号的复数谱图的估计值。最后，在频带合成单元中，从源信号的复数谱图的估计值，合 成时域的源信号的估计值。另外，频带合成单元的处理对应于频带分割单元的处理。即，若 频带分割单元执行短时间傅里叶变换，则频带合成单元进行重叠(overlap)加法合成，若 频带分割单元执行多相滤波器组分析，则频带合成单元进行多相滤波器组合成。在省略了 频带分割单元的情况下，频带合成单元也被省略。以往的语音信号增强技术大致分为将除了源信号之外只存在噪声的环境作为对 象的技术(例如，参照非专利文献1)以及将除了源信号之外只存在混响的环境作为对象的 技术(例如，参照非专利文献2)。前者从除了源信号之外包括噪声的观测信号中抑制噪声。 后者从除了源信号之外包括混响的观测信号中抑制混响。以下，说明在非专利文献1、2中 分别提出的语音信号增强技术。另外，在以下的说明中，在文本中使用的符号“~”、“ ”等 应记载在字符的正上方，但由于文本记载的限制而记载在该字符的紧后面。<非专利文献1的噪声抑制技术>在非专利文献1中，提出了从在源信号加上噪声的观测信号中抑制噪声的噪声抑 制技术。以下，说明在非专利文献1中公开的各个处理单元的处理。非专利文献1的频带分割单元通过短时间傅里叶变换，将观测到的观测信号分割为每个频带的窄带信号。此外，非专利文献1的参数估计单元估计源信号的全极模型的信 号源参数3 和噪声模型的噪声参数(1 ，作为将观测信号即在源信号上重叠了噪声的信号 特征化的参数。在非专利文献1的例子中，首先，使用不存在源信号的时间区间的观测信号，算出 噪声参数的真值<^ (步骤S101)。接着，设定信号源参数估计值的初始值sΘ (步骤 S102)。此外，表示重复次数的索引i设定为0(步骤S103)。之后，使用信号源参数的估计值和噪声参数的真值d ，算出在提供了信 号源参数的估计值和噪声参数的真值 的组合和观测信号的复数谱图Y的情况 下的源信号的复数谱图S的附条件后验分布P (S I Y，s Θ ~α)，d Θ )(步骤S104)。接着，使用 附条件后验分布ρ (S I Y，s Θ ~ω，d Θ )，将信号源参数的估计值s Θ ~ω更新为s Θ “(i+1)(步 骤S105)。然后，直到满足结束条件为止(步骤S106)，一边将i每次增加1 (步骤S107)，一 边重复步骤S104和S105的处理，并将在满足了规定的结束条件的时刻的信号源参数的估 计值s Θ α+1)，作为信号源参数的最终估计值s Θ “而输出(步骤S108)。之后，源信号估计单元使用在参数估计单元中算出的参数(1 和s ~，并使用维 纳(Wiener)滤波器，求出源信号的复数谱图的估计值，频带合成单元通过重叠加法合成， 将该复数谱图的估计值变换为时域的源信号的估计值。<非专利文献2的混响抑制技术>在非专利文献2中，提出了从在源信号重叠了混响的观测信号中抑制混响的混响 抑制技术。以下，说明在非专利文献2中公开的各个处理单元的处理。在非专利文献2的混响抑制技术中，不进行频带分割处理。因此，非专利文献2的 参数估计单元和源信号估计单元直接对时域的观测信号进行处理。该参数估计单元估计信 号源参数和混响参数8θ，作为将观测信号即在源信号上重叠了混响的信号特征化的参 数。另外，非专利文献2的混响参数应用于在源信号中仅重叠了混响的时域的观测信号中， 是用于计算在观测信号中重叠的混响的线性滤波器的回归系数。在非专利文献2的例子中，首先，设定混响参数的估计值的初始值(步骤 Sill).此外，将表示重复次数的索引i设定为0(步骤S112)。之后，使用混响参数的估计值，将信号源参数的估计值更新为s ~(i+1)(步 骤Sl 13)。接着，使用被更新的信号源参数的估计值~(i+1)，将混响参数的估计值更新为 g "(i+1)(步骤Sl 14)。然后，直到满足结束条件为止(步骤Sl 15)，一边将i每次增加1 (步 骤S116)，一边重复步骤S113和S114的处理，并将在满足了规定的结束条件的时刻的信号 源参数的估计值3 Θ (i+1)，作为信号源参数的最终的估计值s Θ ~，并将最终的混响参数估 计值~α+1)作为最终的估计值g “而输出(步骤Sl 17)。之后，源信号估计单元将使用在参数估计单元中算出的混响参数的最终的估计值 而生成的线性滤波器卷积到观测信号中，计算并输出增强了源信号分量的语音信号。
之后，源信号估计单元通过将使用在参数估计单元中算出的混响参数的最终的估计值8Θ “ 而生成的线性滤波器卷积到观测信号中，估计在观测信号中包含的混响，并从观测信号中 减去该混响，从而计算并输出抑制了混响的信号。# ^ M JC M 1 :Lim, J. S. and Oppenheim, Α. V. ,"All-pole modeling ofdegraded speech,，，IEEE Trans. Acoust. Speech, Signal Process. , Vol. 26, No. 3,pp.197-210(1978).2 =Yoshioka, Τ. ，Hikichi， Τ. and Miyoshi，Μ. ，"Dereverberationby Using Time-Variant Nature of Speech Production System, EURASIP J. Advances in Signal Process., Vol.2007, (2007), Article ID 65698,15pages, doi 10.1155/2007/65698.

发明内容
发明要解决的课题但是，至今不存在将噪声和混响都存在的环境作为对象的信号增强技术。在噪声和混响都存在的环境中，通过M(M彡1)个传感器1000-1 M观测到的观 测信号，可以说是通过图2所示的系统而生成的。即，首先，对说话人等的信号源1010发出 的、不包括噪声和混响的信号(称为“源信号”)，通过混响重叠系统(室内传递系统)卷积 各个室内脉冲(impulse)响应而附加混响。进而，通过噪声重叠系统对附加了混响的信号 (称为“混响重叠信号”)加上噪声。这样，生成包括噪声和混响的信号(称为“噪声混响重 叠信号”)，并通过各个传感器观测到。如上所述那样，以往的混响抑制技术是在提供了混响重叠信号时估计出混响参数 和信号源参数之后，基于估计出的混响参数而恢复源信号。因此，为了在图2的系统中进行 混响抑制处理，必须通过噪声抑制处理而从噪声混响重叠信号中预先抑制噪声而求出混响 重叠信号。另一方面，在图2的系统中，为了从噪声混响重叠信号中有效地抑制噪声，期望 已知混响重叠信号的特性。但是，由于混响重叠信号的特性是根据源信号的特性(即，源信 号的信号源参数)和室内传递系统(即，混响参数)而规定，所以它们是通过混响抑制处理 而求出的。因此，在图2的系统中，为了有效地增强源信号，需要使噪声抑制处理和混响抑 制处理协调着动作。此外，以往的噪声抑制技术是从在源信号中仅加上噪声的观测信号中抑制噪声的 技术。因此，即使将以往的噪声抑制技术直接应用于从包括噪声和混响的噪声混响重叠信 号中抑制噪声的上述的噪声抑制处理，也不能期待精度高的噪声抑制。此外，虽说不是单 纯地结合噪声抑制处理和混响抑制处理而是需要使其协调动作，但不明确如何进行这些处理。不仅在将语音信号作为对象的情况，在将其他的声音信号、超声波信号以及其他 信号作为对象的情况下，这样的问题也是共同的。即，在对从信号源发出的不包括加法性失 真和乘法性失真的信号，通过线性卷积系统附加乘法性失真，并对通过这样生成的信号进 一步加上加法性失真而生成的信号中，抑制加法性失真和乘法性失真，增强原来的信号的 情况下，一般存在的共同的问题。在本说明书中，为了明确与将语音信号作为对象的情况下 的关系，将从信号源发出的不包括加法性失真和乘法性失真的信号称为“源信号”，将在源 信号中附加了乘法性失真而生成的信号称为“混响重叠信号”，将在混响重叠信号中附加了 加法性失真而生成的信号称为“噪声混响重叠信号”，将附加乘法性失真的线性卷积系统称 为“室内传递系统”，将加法性失真称为“噪声”，将乘法性失真称为“混响”。用于解决课题的手段在本发明的参数估计单元中，首先，将从观测到的时域信号变换的时频域的观测信号存储在记录单元中，在初始化单元中设定参数估计值的初始值，该参数估计值包括混 响参数估计值，包括用于计算在观测信号中包含的混响的估计值的线性卷积运算的回归系 数；信号源参数估计值，包括用于确定源信号的功率谱的线性预测系数和预测剩余功率的 估计值；以及噪声参数估计值，包括噪声的功率谱的估计值。接着，将观测信号和参数估计值输入到第1更新单元，在该第1更新单元中执行混 响参数估计值和噪声参数估计值的至少一部分的更新处理或者信号源参数估计值的更新 处理中的任一个处理。执行更新处理，使得有关参数估计值的对数似然度函数的值增加。此外，将在第1更新单元中获得的参数估计值的更新值的至少一部分输入到第2 更新单元，在该第2更新单元中执行混响参数估计值和噪声参数估计值的至少一部分的更 新处理或者信号源参数估计值的更新处理中、在第1更新单元中没有执行的处理。执行更 新处理，使得有关参数估计值的更新值的对数似然度函数的值增加。然后，在结束条件判定单元中，判定是否满足结束条件，在没有满足结束条件的情 况下，再次执行第1更新单元和第2更新单元的处理。发明效果如上所述那样，在本发明的参数估计单元中，相互依赖且重复执行在第1更新单 元中的参数的估计值的更新处理和在第2更新单元中的参数的估计值的更新处理。这样， 能够从在噪声和混响都存在的环境中的观测信号中，高精度地抑制噪声和混响，增强源信号。


图1是表示语音信号增强装置的一般结构的方框图。图2是用于说明在源信号中附加了噪声和混响的系统的图。图3是表示第1实施方式的信号增强装置的结构的方框图。图4是表示源信号估计单元的详细结构的方框图。图5是用于说明第1实施方式的信号增强方法的流程图。图6是表示第2实施方式的信号增强装置的结构的方框图。图7是表示源信号估计单元的详细结构的方框图。图8是用于说明第1实施方式的信号增强方法的流程图。图9是表示第3实施方式的信号增强装置的功能结构例子的方框图。图10是用于说明第3实施方式的处理的流程图。图11是表示第4实施方式的参数估计单元的功能结构例子的方框图。图12是用于说明第4实施方式的参数估计处理的流程图。
具体实施例方式以下，参照

本发明的实施方式。首先，叙述本实施方式的参数估计单元。本实施方式的参数包括混响参数、信号 源参数、以及噪声参数。混响参数至少包括在将室内传递系统建模为多通道自回归系统时 的回归矩阵。另外，若将由该回归矩阵构成的多输入多输出脉冲响应卷积到混响重叠信号 中，则算出在混响重叠信号中包含的混响。信号源参数至少包括将源信号的短时间功率谱密度特征化的线性预测系数和预测剩余功率。噪声参数至少包括噪声的短时间功率交叉谱 (crossspectre)矩阵。本实施方式的参数估计单元使用ECM算法等的EM算法的变形方法， 对混响参数和信号源参数以及噪声参数进行最似然估计(mostlikelihood estimation)。具体地说，本实施方式的参数估计单元例如如下表现。本实施方式的参数分为两 个组。第1参数组至少包括混响参数。第2参数组至少包括信号源参数。噪声参数可以包 含在第1参数组、第2参数组中的任一组中，但在本实施方式中，设为包含在第1参数组中。首先，将观测信号存储在存储单元中。初始化单元对第1参数组的参数的估计值和第2参数组的参数的估计值进行初始 化。接着，观测信号、第1参数组的参数的估计值以及第2参数组的参数的估计值输入 到第1更新单元中。第1更新单元固定第1参数组和第2参数组中的任一个参数组的参数 的估计值，对剩余的一个参数组的参数中至少一部分参数的估计值进行更新。第1更新单 元更新参数的估计值，使得与参数的估计值相关的对数似然度函数的值增加。接着，观测信号、第1参数组的参数的估计值以及第2参数组的参数的估计值中的 至少一部分输入到第2更新单元中。第2更新单元固定在第1更新单元中更新的参数组的 参数的估计值，对在第1更新单元中固定的参数组的参数中至少一部分参数的估计值进行 更新。第2更新单元更新参数的估计值，使得与参数的估计值相关的对数似然度函数的值 增加。结束条件判定单元，判定是否满足结束条件。在没有满足结束条件的情况下，返回 到第1更新单元的处理。在满足结束条件的情况下，输出在该时刻下的参数的估计值。第1实施方式<本实施方式的参数估计处理的概要>首先，说明本实施方式的参数估计处理的概要。观测信号存储处理首先，通过观测信号存储处理，观测信号存储在存储单元中。初始化处理
接着，通过初始化处理，第1参数组的参数的估计值和第2参数组的参数的估计值 被初始化。第1更新处理在本实施方式的第1更新处理中，在第1参数组即混响参数的估计值被固定的状 态下，第2参数组即信号源参数的估计值被更新。具体地说，本实施方式的第1更新处理包 括噪声抑制处理和信号源参数的更新处理。《噪声抑制处理》在噪声抑制处理中，使用观测信号和参数的估计值，算出将混响重叠信号的附条 件后验分布ρ(混响重叠信号I观测信号，参数的估计值)特征化的复数正态分布的平均和 协方差矩阵。在从观测信号中求出不包括噪声的混响重叠信号的附条件后验分布的方面，该处 理可解释为抑制在观测信号中包含的噪声。要注意该噪声抑制处理使用混响参数的估计值 和信号源参数的估计值而执行。这意味着要考虑混响的特性而抑制噪声。这样，在混响环境中，能够高精度地实施噪声抑制。《信号源参数估计值的更新处理》在信号源参数估计值的更新处理中，使用混响参数的估计值、混响重叠信号的附 条件后验分布的平均和协方差矩阵，更新信号源参数的估计值。信号源参数的估计值被更 新，使得有关参数的估计值的辅助函数的值成为最大。辅助函数是，将与在提供了观测信号和混响重叠信号时的参数的估计值有关的对 数似然度函数用混响重叠信号的附条件后验分布ρ(混响重叠信号I观测信号，参数估计 值)加权的函数，对混响重叠信号进行积分而获得的函数。通过该加权积分，能够一边考虑 在噪声抑制处理中算出的混响重叠信号的不确定性一边更新信号源参数的估计值。第2更新处理在本实施方式的第2更新处理中，在第2参数组即信号源参数的估计值被固定的 状态下，第1参数组即混响参数的估计值被更新。混响参数的估计值被更新，使得有关参数 的估计值的辅助函数的值成为最大。结束条件判定处理在结束条件判定处理中，判定是否满足规定的结束条件。在不满足结束条件的情 况下，返回到第1更新处理。在满足规定条件的情况下，输出在该时刻的参数的估计值。在以上叙述的处理中，混响重叠信号的附条件后验分布的协方差矩阵对噪声的方 差单调增加。即，噪声的电平越大，混响重叠信号的附条件后验分布的协方差矩阵也越大。 这表示本实施方式通过妥当的方法来评价在噪声抑制处理中求出的混响重叠信号的不确 定性。〈本实施方式的原理〉接着，说明本实施方式的原理。本实施方式基于统计学估计的方法论。首先，需要规定信号源参数s Θ、混响参数 g 、以及噪声参数d 。此外，全部参数的集合表现为 = {s ，g ，d }。接着，规定的参 数Θ必须与作为观测信号的噪声混响重叠信号的集合Y相关联。另外，噪声混响重叠信号 的集合Y是属于规定的观测区间的噪声混响重叠信号的集合。如后所述那样，本实施方式 的噪声混响重叠信号的集合Y是噪声混响重叠信号的复数谱图。在本实施方式中，在提供了参数Θ的情况下的噪声混响重叠信号的集合Y的概率 密度函数Ρ(Υ|Θ)成为公式化，进行该相关联。通过该公式化，噪声混响重叠信号的集合Y 可以理解为得到概率分布的信号，该概率分布由未知的参数的真值θ ={s ，g ， d }作为前提的概率密度函数ρ (Y I Θ )表示。此外，在本实施方式中，从作为观测信号的噪声混响重叠信号的集合Y，最似然估 计出参数的真值Θ 。S卩，求出在将观测到噪声混响重叠信号的集合Y时的似然度函数 ρ(Υ| Θ )最大化的参数的值θ ~ = {3Θ", g ",d Θ }，该值成为参数的真值θ 的 最终的估计值。另外，从不存在源信号的区间独立地估计噪声参数d Θ，且假设该估计值为 噪声参数的真值<^ 。因此，通过最似然估计法估计出的值是信号源参数的真值3 Θ 和 混响参数的真值8 θ 。但是，实际上，不能同时直接求出将概率密度函数ρ(Υ| Θ )最大化的力 和 Θ 。因此，在本实施方式中，应用ECM(Expectation-ConditionalMaximization，期望条
15件最大化)算法。即，使用作为观测信号的噪声混响重叠信号的集合Y，交替重复执行将噪 声混响重叠信号的集合Y和参数的估计值Θ~的组合作为前提条件的混响重叠信号的集合 X的附条件后验分布P (XI Y，Θ")的计算处理(Ε步骤)、信号源参数的估计值的更新 处理(CM步骤1)、混响参数的估计值g ~的更新处理(CM步骤2)，从而更新各个估计值， 并在满足规定的结束条件的时刻的各个估计值成为真值的估计值(最终估计值)。另外，混 响重叠信号的集合X是属于规定的观测区间的混响重叠信号的集合。如后所述那样，本实 施方式的混响重叠信号的集合X是混响重叠信号的复数谱图。观测信号(噪声混响重叠信号)的统计模型最初应进行的是定义在提供了参数Θ的情况下的噪声混响重叠信号的集合Y的 概率密度函数ρ(γ| Θ)。为此，假设观测信号(噪声混响重叠信号)的集合Y的统计模型。 在本实施方式中，假设在以下叙述的源信号的全极模型、室内传递系统的自回归模型以及 噪声的模型。另外，以下，设为全部信号变换为在频域中定义的复数谱图。此外，将复数谱图的 帧数设为T(常数)，频带数设为N(常数)。另外，在各个说明中使用假设了短时间傅里叶 变换的用语，但在信号向频域的变换中，可使用多相滤波器组等，带宽一定的任意的时间频 率分析方法。《源信号的模型》首先，叙述源信号的全极模型。将在第t(0彡t彡Τ-1)个帧、第w(0彡w彡N-1) 个频带中的源信号的离散傅里叶系数(复数)设为St,w。另外，t(o彡t彡T-1)是对应于 各个帧的索引，w (ο N-1)是对应于各个频带的索引。假设StJ^足以下条件。1.将ω e {-π, ji}作为角频率，在第t个帧中的源信号的功率谱密度s λ t ( ω ) 由如下的P次(P > 1)的全极型频谱密度表示。数学式1s.ΛO) =2(1)
s ‘ 140 )IAt(Z) = l-ataz_1-----at,Pz-P (2)另外，{au，. . .，at,P}和s σ t2分别是对源信号进行线性预测分析的情况下的线性 预测系数和预测剩余功率。此外，ζ是在ζ变换中的复数变量，e是自然数。此外，j是虚数 单位。因此，信号源参数定义为= {^^，...， ,^。？}““^。其中，{ma} 0彡α彡M-I 表示由Hic^m1.......Iv1的M个元素构成的集合。2.如下所示，&,1 服从平均0、方差>1(23^/沁的复数正态分布。数学式2p(St,丄θ) =Nc{St,w；0,sAt(2Jiw/N)} (3)其中，Nc {χ； μ, Σ }是服从在下式中定义的平均μ、协方差矩阵Σ的复数正态分 布的ζ维概率变量Χ的概率密度函数。另外，α η意味着α的复数共轭转置(埃尔米特共 轭)。数学式3
Ν0{χ;μ,Σ} = ^-— εχρ{-(χ-μ)ΗΣ_1(χ-μ)} (4)
砂|Σ|其中，I Σ I表示Σ的行列式。这里，若作为ζ = 1而将式(4)代入式(3)，则通 过下式表示St,w的概率密度函数。数学式43.若(t,w) Φ (t'，) JJUSt,，w,在统计上是独立的。《室内传递系统的模型》接着，叙述室内传递系统的模型。将在第t(0彡t彡T-1)个帧、第w(0 ^ w^N) 个频带中的混响重叠信号的离散傅里叶系数设为Xt,w。假设室内传递系统在各个频带中可 作为自回归系统表现。即，若将在第W个频带中的自回归系统的回归系数设为gl,w，. . .，gKw, w，则通过下式生成混响重叠信号的离散傅里叶系数Xt,w。其中，是复数共轭值。数学式5X^w 二 Σ+ St,w (6)
k=\g = {{gkjKkgjK^H定义为混响参数8 。如下式所示，该混响参数g 应 用于在源信号中仅附加了混响的混响重叠信号中，从而用于计算在混响重叠信号中包含的 混响的用途。数学式6
KwStw =Xt，w — Egk,wXt-k,w
‘ k=l《噪声的模型》接着，叙述噪声的模型。在本实施方式中，在第t(o<t彡T-1)个帧、第
N)个频带中的噪声和噪声混响重叠信号的离散傅里叶系数分别成为Dt,w，Yt, w。 Yt, w是混响重叠信号Xt, w加上噪声Dt, w的信号。Yt,w = Xt,w+Dt,w (7)此外，假设Dt, w满足以下叙述的条件。1.噪声是常数，将其功率谱密度作为J (ω)(由于是常数，所以不依赖于帧号 0，0^服从平均0、方差3 (2JIW/N)的复数正态分布。数学式7p(Dt，w Id ) = Nc{Dt;W； 0,^(2uw/N)}
ι 1 Pt,WI2 1幻=,λ(2πΛν/Ν)}( J其中，噪声参数力是将定义为d = {dA Qjiw/NMk^H的噪声特征化的参 数。
2.若(t,w) Φ (t'，W')，则0^和~，w,在统计上是独立的。3.对于任意的(t，w，t'，w' )，St,dPDt,，w,在统计上是独立的。《噪声混响重叠信号的概率密度函数》基于以上的假设，噪声混响重叠信号的概率密度函数成为公式化。在本实施方式中，源信号、混响重叠信号以及噪声混响重叠信号的各个复数谱图 (相当于源信号、混响重叠信号以及噪声混响重叠信号的各个集合)分别表现为S、X以及 Y。Sh表现为S= {StjwtdwwH (9)X=(10)Y=(U)。另夕卜，{ma0}O^a ^ T-1,0 ^ β ^N-I 表不由 m0，0 · · · , ITIt-^n-! 的T ·Ν个元素构成的集合。具体地说，如下书写噪声混响重叠信号的复数谱图Y的概率密度函数(相当于与 在提供了观测信号的集合Y时的参数Θ有关的似然度函数)。数学式8ρ(Υ| Θ) =S p(Y, X| )dX (12)其中，基于以上的假设，如下式书写ρ (T，X I Θ )。数学式9
/N-I、 ρ (Y,X|0)oc Π(1λ(2π*/Ν)_Τ
广T-I入
nd
Vt=O χ exp<
T-I N-I
-Σ Σ
t=0 w=0
Vw=O
'[Y^-Xt.w I2 , I At(ej2-/N)|2|Xt，w -Σ^ giUXt-k，w I2、
s a
(13)通过以上，使用参数θ = {3Θ, g@, d }，噪声混响重叠信号的复数谱图的概率 密度函数P (Y I Θ)被公式化。信号源参数和混响参数的最似然估计如上所述，在本实施方式中，从观测到的噪声混响重叠信号的复数谱图Y，通过最 似然估计法估计出未知的参数的真值Θ 。S卩，在将提供了噪声混响重叠信号的集合Y时 的参数Θ作为变量的似然度函数ρ (YI Θ)最大化的Θ成为真值Θ 的估计值。其中，在 本实施方式中，噪声参数的真值 从不存在源信号的区间预先独立地估计出且成为已 知，所以θ~ = {s ~，g ~，d }，求出力~和8 ~。此外，由于不能同时直接求出将似然度函数ρ(Υ| Θ)最大化的力~和，~，所以 使用ECM算法计算它们。以下表示ECM算法的处理的流程。在以下的处理中，交替重复执 行E-步骤、CM-步骤1、CM-步骤2的3个处理。因此，使用上标的标记(i)表示在第i次 重复中的参数的估计值。若明确地叙述，则分别如下定义Θ ，Θ~，θ'⑴。数学式100 = {s0，g0，d0}(14)
18
S0 = {at;i，…,St’p, sSt }0<t<T-i g = { {gk,w )l<k<Kw }o<w<N-l
d = {d 叉(27rw/N)}(Kw<N-l = {s0,g ,d0}
s0 = {au,---,atp,sa^}o<t<T-i g = {{gk,wh<k<Kw }o<w<N-l
Θ⑴={s ⑴
s (,)={aS,·
g
Θ( ), d0}
^t1P' S^t )o<t<T-l
l2(1
I
N <-
W <1 O
W
K
Vl k <1
Mw，
Ok {g
/I
二
\I/
Θ(《ECM算法》1.决定参数的估计值的初始值θ'(0),
2. E-步骤(噪声抑制处理)
(15) (16) (17)
(18)
(19)
(20) (21)
(22) (23)
此外，表示重复次数的索引i成为
⑴、
计算混响重叠信号的附条件后验分布P (XI Y，Θ 。 3. CM-步骤1 (信号源参数估计值的更新处理) 由下式定义辅助函数Q( Θ"ω)0数学式11
Q (Θ I 0⑴)=Jp(XI Y,0(i))logp (Y,X | 0)dX
此时，通过以下的手续，信号源参数的估计值从更新为数学式12
(24)
(i+1)
0(i+1)=argmaxQ(0|0w)
under condition g0=g0v)
(25) S卩，在混响参数的估计值g ~a)固定的条件下将辅助函数Q( I 最大化的
s@"(i+1)成为被更新的信号源参数的估计值。 4. CM-步骤2 (混响参数估计值的更新处理)通过以下的手续，混响参数的估计值被更新。数学式13
g
Θ
(i + l)
= argmaxQ( l (i)) under condition s0=s0(i+1) (26)
r S卩，在信号源参数的估计值s ~(i+1)固定的条件下将辅助函数Q( I Θ~α))最大化 的~(i+1)成为混响参数的被更新的估计值。5.结束条件判定若满足规定的结束条件，则作为=s 则将i逐渐增加1并返回到“2. E-步骤”。《各个步骤的计算方法》
.(i+l)
Θ " = Θ
(i+l)
并结束。若不是，
19
以下，说明E-步骤、CM-步骤1以及CM-步骤2的各个计算方法。1.E-步骤的计算方法分别总结原信号、混响重叠信号、噪声混响重叠信号的第w个频带的离散傅里叶 系数序列并如下表示。数学式14:
权利要求
一种信号增强装置，包括存储单元，存储从观测到的时域信号变换的时频域的观测信号；初始化单元，设定参数估计值的初始值，该参数估计值包括混响参数估计值，包括用于计算在所述观测信号中包含的混响的估计值的线性卷积运算的回归系数；信号源参数估计值，包括用于确定源信号的功率谱的线性预测系数和预测剩余功率的估计值；以及噪声参数估计值，包括噪声的功率谱的估计值；第1更新单元，输入所述观测信号和所述参数估计值，且执行所述混响参数估计值和噪声参数估计值的至少一部分的更新处理或者所述信号源参数估计值的更新处理中的任一个处理，该更新处理是被执行以使得有关所述参数估计值的对数似然度函数的值增加的处理；第2更新单元，输入在所述第1更新部中获得的参数估计值的更新值的至少一部分，且执行所述混响参数估计值和噪声参数估计值的至少一部分的更新处理或者所述信号源参数估计值的更新处理中、在所述第1更新单元中没有执行的处理，该更新处理是被执行以使得有关所述参数估计值的更新值的对数似然度函数的值增加的处理；以及结束条件判定单元，判定是否满足结束条件，在没有满足所述结束条件的情况下，再次执行所述第1更新单元和所述第2更新单元的处理。
2.如权利要求1所述的信号增强装置，其中， 所述时域信号是通过M个传感器观测出的信号，所述混响参数估计值包括作为元素而具有所述回归系数的M行M列的回归矩阵估计值，所述噪声参数估计值包括将所述噪声的功率谱作为对角元素的M行M列的噪声功率交 叉谱矩阵估计值，所述参数估计值包括所述混响参数估计值、所述信号源参数估计值、所述噪声参数估 计值以及M维导向矢量估计值，所述第1更新单元包括源信号估计值更新单元、导向矢量估计值更新单元以及信号源 参数估计值更新单元，所述源信号估计值更新单元中输入所述观测信号和所述参数估计值，且计算噪声重叠 信号估计值、源信号估计值、所述源信号估计值的误差方差，所述导向矢量估计值更新单元中输入所述噪声重叠信号估计值和所述源信号估计值， 且计算导向矢量估计值的更新值，所述信号源参数估计值更新单元将所述源信号估计值的功率与所述误差方差相加而 计算功率谱，并使用所述功率谱来计算信号源参数估计值的更新值，所述第2更新单元包括源信号功率谱估计值更新单元、噪声参数估计值更新单元以及 混响参数估计值更新单元，所述源信号功率谱估计值更新单元中输入所述信号源参数估计值的更新值，且计算对 应于所述信号源参数估计值的更新值的源信号功率谱估计值的更新值，所述噪声参数估计值更新单元中输入所述源信号估计值、所述噪声重叠信号估计值以 及所述导向矢量估计值的更新值，且生成所述噪声参数估计值的更新值，所述混响参数估计值更新单元中输入所述观测信号、所述导向矢量估计值的更新值、 所述源信号功率谱估计值的更新值以及所述噪声参数估计值的更新值，且计算所述回归矩 阵估计值的更新值。
3.如权利要求2所述的信号增强装置，其中，所述噪声功率交叉谱矩阵估计值的m行m列(me 1........Μ)的元素是对应于第m个传感器的所述噪声的功率谱，所述噪声功率交叉谱矩阵估计值的ml行m2列(ml、m2 e 1........Μ)的元素是对应于第ml个传感器的所述观测信号的噪声与对应于第m2个传感器的所述观测信号的噪声间的交叉谱，所述噪声重叠信号估计值是从作为M维矢量的非共轭转置的观测信号向量中减去所 述回归矩阵估计值与所述观测信号向量的卷积运算结果后的M维矢量，所述M维矢量是各 个元素对应于各个传感器的所述观测信号，所述源信号估计值是，与所述源信号功率谱估计值、所述噪声功率交叉谱矩阵估计值 以及所述导向矢量估计值对应的维纳滤波器的增益矢量和所述噪声重叠信号估计值之积， 所述源信号估计值的误差方差是，所述导向矢量估计值的非共轭转置、所述噪声功率 交叉谱矩阵估计值的逆矩阵以及所述导向矢量估计值之积、与对应于所述信号源参数估计 值的源信号功率谱估计值的倒数的加法值的倒数，所述导向矢量估计值的更新值是，将所述源信号估计值的复数共轭值和所述噪声重叠 信号估计值的积和除以所述源信号估计值的功率的积和的矢量，所述噪声功率交叉谱矩阵估计值的更新值是，从所述噪声重叠信号估计值中减去所述 源信号估计值和所述导向矢量估计值的更新值之积所得的噪声矢量、和该噪声矢量的共轭 转置之积和，由所述回归矩阵估计值的更新值的元素构成的分量矢量是，将所述观测信号作为元素 的观测信号矩阵的共轭转置、噪声重叠信号的协方差矩阵的估计值的逆矩阵以及所述观测 信号矩阵之积和的逆矩阵、与所述观测信号矩阵的共轭转置和噪声重叠信号的协方差矩阵 的估计值的逆矩阵以及所述观测信号矩阵之积和的积的共轭转置，所述噪声重叠信号的协方差矩阵的估计值是，所述源信号功率谱估计值的更新值和所 述导向矢量估计值的更新值以及所述导向矢量估计值的更新值的共轭转置的积、与所述噪 声功率交叉谱矩阵估计值的更新值之和。
4.如权利要求2所述的信号增强装置，其中，所述混响参数估计值或在其更新值中包含的回归矩阵估计值的回归次数根据频带而 不同。
5.如权利要求2所述的信号增强装置，包括线性滤波器处理单元，输入所述观测信号和混响参数最终估计值，且生成作为从所述 观测信号矢量中减去所述混响参数最终估计值和所述观测信号的卷积运算结果的M维矢 量的噪声重叠信号最终估计值；以及非线性滤波器处理单元，输入由信号源参数最终估计值所确定的源信号功率谱最终估 计值、在噪声参数最终估计值中包含的噪声功率交叉谱矩阵最终估计值、导向矢量最终估 计值以及所述噪声重叠信号最终估计值，且将与所述源信号功率谱最终估计值、所述噪声 功率交叉谱矩阵最终估计值以及所述导向矢量最终估计值对应的维纳滤波器的增益矢量和所述噪声重叠信号最终估计值之积作为源信号最终估计值，所述混响参数最终估计值、所述信号源参数最终估计值、所述噪声参数最终估计值以 及所述导向矢量最终估计值包括在满足了所述结束条件的时刻下的所述回归矩阵估计值 的更新值、所述信号源参数估计值的更新值、所述噪声参数最终估计值的更新值、以及所述 导向矢量估计值的更新值。
6.如权利要求1所述的信号增强装置，其中， 所述观测信号是通过1个传感器观测出的信号， 所述混响参数估计值包括所述回归系数的估计值， 所述噪声参数估计值包括所述噪声的功率谱的估计值，所述参数估计值包括所述信号源参数估计值、所述混响参数估计值以及所述噪声参数 估计值，所述第1更新单元包括噪声抑制处理单元和信号源参数估计值更新单元， 所述噪声抑制处理单元中输入所述观测信号和所述参数估计值，且计算用于确定属于 所述观测区间的混响重叠信号的集合的附条件后验分布P (混响重叠信号的集合I观测信 号的集合，参数估计值)的复数正态分布的平均和协方差矩阵，所述观测区间以属于规定 的观测区间的所述观测信号的集合和所述参数估计值的组合作为前提条件， 所述混响重叠信号是从所述观测信号中除去噪声的信号，所述信号源参数估计值更新单元中输入所述混响参数估计值和所述复数正态分布的 平均和协方差矩阵，且计算信号源参数估计值的更新值，所述信号源参数估计值的更新值是在混响参数固定为所述混响参数估计值的条件下， 将第1辅助函数值最大化的值，所述第1辅助函数值是，在提供了所述观测信号的集合和所述混响重叠信号的集合 时，与包括所述混响参数的估计值、所述信号源参数估计值的更新值以及所述噪声参数估 计值的第2参数估计值有关的似然度函数值p(观测信号的集合，混响重叠信号的集合I第 2参数估计值)的对数函数和所述附条件后验分布ρ (混响重叠信号的集合I观测信号的集 合，参数估计值)之积对该混响重叠信号的集合进行积分而获得的函数的函数值，所述第2更新单元包括混响参数估计值更新单元，在该混响参数估计值更新单元中输 入所述信号源参数估计值的更新值和所述复数正态分布的平均以及协方差矩阵，且计算混 响参数估计值的更新值，所述混响参数估计值的更新值是在信号源参数固定为所述信号源参数估计值的更新 值的条件下，将第2辅助函数值最大化的值，所述第2辅助函数值是，在提供了所述观测信号的集合和所述混响重叠信号的集合 时，与包括所述混响参数的估计值的更新值、所述信号源参数估计值的更新值以及所述噪 声参数估计值的第3参数估计值有关的似然度函数值p(观测信号的集合，混响重叠信号的 集合I第3参数估计值)的对数函数和所述附条件后验分布ρ (混响重叠信号的集合I观 测信号的集合，参数估计值)之积对该混响重叠信号的集合进行积分而获得的函数的函数 值。
7.如权利要求1所述的信号增强装置，其中，所述时域信号是通过M个传感器观测出的信号，M为2以上，所述混响参数估计值包括作为元素而具有所述回归系数的M行M列的回归矩阵估计值，所述噪声参数估计值包括将所述噪声的功率谱的估计值作为对角元素的M行M列的噪 声功率交叉谱矩阵估计值，所述参数估计值包括所述信号源参数估计值、所述混响参数估计值以及所述噪声参数 估计值，所述第1更新单元包括噪声抑制处理单元和信号源参数估计值更新单元， 所述噪声抑制处理单元中输入所述观测信号和所述参数估计值，且计算用于确定属于 所述观测区间的所述混响重叠信号的集合的附条件后验分布P (混响重叠信号的集合I观 测信号的集合，参数估计值)的复数正态分布的平均和协方差矩阵，所述观测区间以属于 规定的观测区间的所述观测信号的集合和所述参数估计值的组合作为前提条件， 所述混响重叠信号是从所述观测信号中除去噪声的信号，所述信号源参数估计值更新单元中输入所述混响参数估计值和所述复数正态分布的 平均和协方差矩阵，且计算信号源参数估计值的更新值，所述信号源参数估计值的更新值是在混响参数固定为所述混响参数估计值的条件下， 将第1辅助函数值最大化的值，所述第1辅助函数值是，在提供了所述观测信号的集合和所述混响重叠信号的集合 时，与包括所述混响参数的估计值、所述信号源参数估计值的更新值以及所述噪声参数估 计值的第2参数估计值有关的似然度函数值ρ (观测信号的集合，混响重叠信号的集合I第 2参数估计值)的对数函数和所述附条件后验分布ρ (混响重叠信号的集合I观测信号的集 合，参数估计值)之积对该混响重叠信号的集合进行积分而获得的函数的函数值，所述第2更新单元包括混响参数估计值更新单元，在该混响参数估计值更新单元中输 入所述信号源参数估计值的更新值和所述复数正态分布的平均以及协方差矩阵，且计算混 响参数估计值的更新值，所述混响参数估计值的更新值是在信号源参数固定为所述信号源参数估计值的更新 值的条件下，将第2辅助函数值最大化的值，所述第2辅助函数值是，在提供了所述观测信号的集合和所述混响重叠信号的集合 时，与包括所述混响参数的估计值的更新值、所述信号源参数估计值的更新值以及所述噪 声参数估计值的第3参数估计值有关的似然度函数值ρ (观测信号的集合，混响重叠信号的 集合I第3参数估计值)的对数函数和所述附条件后验分布ρ (混响重叠信号的集合I观 测信号的集合，参数估计值)之积对该混响重叠信号的集合进行积分而获得的函数的函数 值。
8.如权利要求6或7所述的信号增强装置，其中，所述噪声参数估计值包括表示所述噪声的概率分布的复数正态分布的方差即所述噪 声的功率谱的估计值，所述混响重叠信号的集合的附条件后验分布P (混响重叠信号的集 合I观测信号，参数估计值)的协方差矩阵的尺度是相对于表示所述噪声的概率分布的复 数正态分布的方差而单调增加的值。
9.如权利要求6或7所述的信号增强装置，包括源信号估计单元，输入所述观测信号和在满足所述结束条件时的所述第3参数估计值，且生成所述源信号的估计值， 所述源信号估计单元包括混响重叠信号估计单元，输入所述观测信号和在满足所述结束条件时的所述第3参数 估计值，且将所述混响重叠信号的集合的附条件后验分布ρ(混响重叠信号的集合I观测信 号的集合，参数估计值)的平均作为混响重叠信号最终估计值而计算；以及线性滤波器应用单元，输入所述混响重叠信号最终估计值和在满足所述结束条件时的 所述第3参数估计值所包含的所述第2混响参数估计值，从所述混响重叠信号最终估计值 中减去所述混响重叠信号最终估计值和在该第2混响参数估计值中包含的回归系数或回 归矩阵的卷积运算结果，并生成源信号最终估计值。
10.如权利要求6或7所述的信号增强装置，其中，所述噪声分量的功率谱的估计值是从估计为不存在所述源信号的区间的所述观测信 号中估计出的值。
11.如权利要求6或7所述的信号增强装置，其中，所述混响参数估计值和在所述混响参数估计值的更新值中包含的回归矩阵估计值的 回归次数根据频带而不同。
12.—种信号增强方法，包括(A)将从观测到的时域信号变换的时频域的观测信号存储在记录单元的步骤；(B)在初始化单元中设定参数估计值的初始值的步骤，该参数估计值包括混响参数 估计值，包括用于计算在所述观测信号中包含的混响的估计值的线性卷积运算的回归系 数；信号源参数估计值，包括用于确定源信号的功率谱的线性预测系数和预测剩余功率的 估计值；以及噪声参数估计值，包括噪声的功率谱的估计值；(C)将所述观测信号和所述参数估计值输入到第1更新单元，在该第1更新单元中执行 所述混响参数估计值和噪声参数估计值的至少一部分的更新处理或者所述信号源参数估 计值的更新处理中的任一个处理，使得有关所述参数估计值的对数似然度函数的值增加的 步骤；(D)将在所述步骤(C)中获得的参数估计值的更新值的至少一部分输入到第2更新单 元，在该第2更新单元中执行混响参数估计值和噪声参数估计值的至少一部分的更新处理 或者所述信号源参数估计值的更新处理中、在所述步骤(C)中没有执行的处理，使得有关 所述参数估计值的更新值的对数似然度函数的值增加的步骤；以及(E)在结束条件判定单元中，判定是否满足结束条件的步骤，在没有满足所述结束条件的情况下，再次执行所述第1更新单元和所述第2更新单元 的处理。
13.如权利要求12所述的信号增强方法，其中，所述时域信号是通过M个传感器观测出的信号，所述混响参数估计值包括作为元素而具有所述回归系数的M行M列的回归矩阵估计值，所述噪声参数估计值包括将所述噪声的功率谱作为对角元素的M行M列的噪声功率交 叉谱矩阵估计值，所述参数估计值包括所述混响参数估计值、所述信号源参数估计值、所述噪声参数估计值以及M维导向矢量估计值，所述第1更新单元包括源信号估计值更新单元、导向矢量估计值更新单元以及信号源参数估计值更新单元， 所述步骤(C)包括(C-I)在所述源信号估计值更新单元中，输入所述观测信号和所述参数估计值，且计算 噪声重叠信号估计值、源信号估计值、所述源信号估计值的误差方差的步骤；以及(C-2)在所述导向矢量估计值更新单元中，输入所述噪声重叠信号估计值和所述源信 号估计值，且计算导向矢量估计值的更新值的步骤；以及(C-3)在所述信号源参数估计值更新单元中，将所述源信号估计值的功率与所述误差 方差相加而计算功率谱，并使用所述功率谱来计算信号源参数估计值的更新值的步骤，所述第2更新单元包括源信号功率谱估计值更新单元、噪声参数估计值更新单元以及 混响参数估计值更新单元， 所述步骤(D)包括(D-I)将所述信号源参数估计值的更新值输入到所述源信号功率谱估计值更新单元 中，在所述源信号功率谱估计值更新单元中计算对应于所述信号源参数估计值的更新值的 源信号功率谱估计值的更新值的步骤；(D-2)将所述源信号估计值、所述噪声重叠信号估计值以及所述导向矢量估计值的更 新值输入到所述噪声参数估计值更新单元中，在所述噪声参数估计值更新单元中生成所述 噪声参数估计值的更新值；以及(D-3)将所述观测信号、所述导向矢量估计值的更新值、所述源信号功率谱估计值的更 新值以及所述噪声参数估计值的更新值输入到所述混响参数估计值更新单元中，在所述混 响参数估计值更新单元中计算所述回归矩阵估计值的更新值。
14.如权利要求12所述的信号增强方法，其中， 所述时域信号是通过1个传感器观测出的信号， 所述混响参数估计值包括所述回归系数的估计值， 所述噪声参数估计值包括所述噪声的功率谱的估计值，所述参数估计值包括所述信号源参数估计值、所述混响参数估计值以及所述噪声参数 估计值，所述第1更新单元包括噪声抑制处理单元和信号源参数估计值更新单元， 所述步骤(C)包括(C-I)所述观测信号和所述参数估计值输入到所述噪声抑制处理单元中，在所述噪声 抑制处理单元中计算用于确定属于所述观测区间的混响重叠信号的集合的附条件后验分 布P (混响重叠信号的集合I观测信号的集合，参数估计值)的复数正态分布的平均和协方 差矩阵的步骤，所述观测区间以属于规定的观测区间的所述观测信号的集合和所述参数估 计值的组合作为前提条件；以及(C-2)将所述混响参数估计值和所述复数正态分布的平均和协方差矩阵输入到所述信 号源参数估计值更新单元中，在所述信号源参数估计值更新单元中计算信号源参数估计值 的更新值的步骤，所述混响重叠信号是从所述观测信号中除去噪声的信号，所述信号源参数估计值的更新值是在混响参数固定为所述混响参数估计值的条件下，将第1辅助函数值最大化的值，所述第1辅助函数值是，在提供了所述观测信号的集合和所述混响重叠信号的集合 时，与包括所述混响参数的估计值、所述信号源参数估计值的更新值以及所述噪声参数估 计值的第2参数估计值有关的似然度函数值P (观测信号的集合，混响重叠信号的集合I第 2参数估计值)的对数函数和所述附条件后验分布ρ (混响重叠信号的集合I观测信号的集 合，参数估计值)之积对该混响重叠信号的集合进行积分而获得的函数的函数值， 所述第2更新单元包括混响参数估计值更新单元， 所述步骤(D)包括将所述信号源参数估计值的更新值和所述复数正态分布的平均以及协方差矩阵输入 到所述混响参数估计值更新单元中，在所述混响参数估计值更新单元中计算所述混响参数 估计值的更新值的步骤，所述混响参数估计值的更新值是在信号源参数固定为所述信号源参数估计值的更新 值的条件下，将第2辅助函数值最大化的值，所述第2辅助函数值是，在提供了所述观测信号的集合和所述混响重叠信号的集合 时，与包括所述混响参数的估计值的更新值、所述信号源参数估计值的更新值以及所述噪 声参数估计值的第3参数估计值有关的似然度函数值ρ (观测信号的集合，混响重叠信号的 集合I第3参数估计值)的对数函数和所述附条件后验分布ρ (混响重叠信号的集合I观 测信号的集合，参数估计值)之积对该混响重叠信号的集合进行积分而获得的函数的函数 值。
15.如权利要求12所述的信号增强方法，其中，所述时域信号是通过M个传感器观测出的信号，M为2以上，所述混响参数估计值包括作为元素而具有所述回归系数的M行M列的回归矩阵估计值，所述噪声参数估计值包括将所述噪声的功率谱的估计值作为对角元素的M行M列的噪 声功率交叉谱矩阵估计值，所述参数估计值包括所述信号源参数估计值、所述混响参数估计值以及所述噪声参数 估计值，所述第1更新单元包括噪声抑制处理单元和信号源参数估计值更新单元， 所述步骤(C)包括(C-I)将所述观测信号和所述参数估计值输入到所述噪声抑制处理单元中，在所述噪 声抑制处理单元中计算用于确定属于所述观测区间的所述混响重叠信号的集合的附条件 后验分布P (混响重叠信号的集合I观测信号的集合，参数估计值)的复数正态分布的平均 和协方差矩阵的步骤，所述观测区间以属于规定的观测区间的所述观测信号的集合和所述 参数估计值的组合作为前提条件；以及(C-2)将所述混响参数估计值和所述复数正态分布的平均和协方差矩阵输入到所述信 号源参数估计值更新单元中，在所述信号源参数估计值更新单元中计算信号源参数估计值 的更新值的步骤，所述混响重叠信号是从所述观测信号中除去噪声的信号，所述信号源参数估计值的更新值是在混响参数固定为所述混响参数估计值的条件下， 将第1辅助函数值最大化的值，所述第1辅助函数值是，在提供了所述观测信号的集合和所述混响重叠信号的集合 时，与包括所述混响参数的估计值、所述信号源参数估计值的更新值以及所述噪声参数估 计值的第2参数估计值有关的似然度函数值P (观测信号的集合，混响重叠信号的集合I第 2参数估计值)的对数函数和所述附条件后验分布ρ (混响重叠信号的集合I观测信号的集 合，参数估计值)之积对该混响重叠信号的集合进行积分而获得的函数的函数值， 所述第2更新单元包括混响参数估计值更新单元， 所述步骤(D)包括将所述信号源参数估计值的更新值和所述复数正态分布的平均以及协方差矩阵输入 到该混响参数估计值更新单元中，在该混响参数估计值更新单元中计算混响参数估计值的 更新值的步骤，所述混响参数估计值的更新值是在信号源参数固定为所述信号源参数估计值的更新 值的条件下，将第2辅助函数值最大化的值，所述第2辅助函数值是，在提供了所述观测信号的集合和所述混响重叠信号的集合 时，与包括所述混响参数的估计值的更新值、所述信号源参数估计值的更新值以及所述噪 声参数估计值的第3参数估计值有关的似然度函数值ρ (观测信号的集合，混响重叠信号的 集合I第3参数估计值)的对数函数和所述附条件后验分布ρ (混响重叠信号的集合I观 测信号的集合，参数估计值)之积对该混响重叠信号的集合进行积分而获得的函数的函数 值。
16.一种程序，使计算机执行权利要求12至15的任一项所述的信号增强方法中的各个步骤。
17.一种计算机可读取的记录介质，存储了权利要求16的程序。
全文摘要
设定参数估计值的初始值，该参数估计值包括混响参数估计值，包括用于计算在观测信号中包含的混响的估计值的线性卷积运算的回归系数；信号源参数的估计值，包括用于确定信号源的功率谱的线性预测系数和预测剩余功率的估计值；以及噪声参数估计值，包括噪声的功率谱的估计值。之后，直到满足规定的结束条件为止，交替地重复根据最似然估计来更新混响参数估计值和噪声参数估计值的至少一部分的处理和更新信号源参数估计值的处理。
文档编号G10L21/02GK101965613SQ20098010694
公开日2011年2月2日 申请日期2009年3月5日 优先权日2008年3月6日
发明者三好正人, 中谷智广, 吉冈拓也 申请人:日本电信电话株式会社