JP2006135886A - 反響消去方法、反響消去装置、反響消去プログラム、及びこれを記録した記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 所定ステップ数過去にわたる誤差信号から誤差信号ベクトルを生成し、この誤差信号ベクトルの情報に基き、再生信号ベクトルと遅延蓄積手段に蓄積された再生信号ベクトルにより構成されるベクトル部分空間への反響路と、この反響路の誤差特性の射影成分を模擬誤差射影ベクトルにより推定し、模擬誤差射影ベクトルのノルムを計算し、このノルム値により正規化された模擬誤差射影ベクトルを得ると共に、ノルム値が所定の大きさよりも小さい傾向にあるとき、ノルム値と同等の値を出力し、ノルム値が所定の大きさより大きい傾向にあるとき、その値を小さく抑圧して非線形ノルムを出力し、非線形ノルムを正規化模擬誤差射影ベクトルに乗じ模擬反響路の更新ベクトルを得る。
【選択図】 図1
Description
h′*(k)=h′*(k−1)+μ(k)X*(k)[X* T(k)X*(k)]-1e(k) (式1)
となる。ここで、x*(k)=[x(k),x(k−1),…,x(k−L+1)]T,X*(k)=[x*(k),x*(k−1),…,x*(k−p+1)]T、Tはベクトルまたは行列の転置、μ(k)は固定または、時変の更新調整係数で、0から2の間の値をとる。また、
X*(k)[X* T(k)X*(k)]-1e*(k)〜X*(k)[X* T(k)X*(k)]-1X* T(k)[h*−h′*(k)]
=Pp*(k)[h*−h′*(k)] (式3)
が成り立つと考えられる。ここで、 Pp*(k)=X*(k)[X* T(k)X*(k)]-1X* T(k)は、再生信号ベクトルx*(k),x*(k−1),…,x*(k−p+1)を基底とするp次元の部分空間への射影行列である。従って、アフィン射影アルゴリズムは、射影行列Pp*(k)によって特徴付けられる部分空間への、反響路と模擬反響路の誤差特性h*−h′*(k)の正射影ベクトルを、模擬反響路の更新に用いることを理想としているアルゴリズムであるといえる。
尾関 和彦,梅田 哲夫:「アフィン部分空間への直行射影を用いた適応フィルタ・アルゴリズムとその諸性質」電子通信学会 論文誌(A),J67−A,pp126−132,1984.
本発明の目的は、収音信号yに外乱が含まれる場合であっても、反響路と模擬反響路102の誤差特性h*−h′*(k)の正射影ベクトルの推定誤りを小さくし、精度の高い反響消去を実現する反響消去方法及び反響消去装置を提案することにある。
このため、本発明による(式4)では、リミッタ関数を導入し、√[e* T(k)[X* T(k)X*(k)]-1e*(k)]の値が、シングルトーク状態において想定される上限値や、それに準ずる値を超えないように制限することにより、模擬特性h′*(k)の推定が、(式3)を満足しない収音信号に外乱が含まれる場合においても、大きく乱れないようにしている。
コンピュータにこの発明による反響消去装置として機能させるには、図1に示すようにコンピュータの内部に、図3で説明したと同様に再生信号x(k)を有限サンプル蓄積しベクトル化し再生信号ベクトルx*(k)を出力する再生信号ベクトル化手段101と、反響路の模擬特性h′*(k)を有し、再生信号ベクトルx*(k)を入力し、反響信号を模擬する模擬反響信号d′(k)を出力する模擬反響路102と、収音信号y(k)から模擬反響信号d′(k)を差引き、出力誤差信号e(k)を出力する出力誤差計算手段103と、再生信号行列X*(k)を生成するため、所定ステップ数過去にわたる再生信号ベクトルx*(k)を蓄積する再生信号ベクトル遅延蓄積手段104と、所定ステップ数過去にわたる誤差信号e(k)に(式2)に示した重み付けを行なって蓄積し誤差信号ベクトルe*(k)を生成する誤差信号ベクトル化手段105と、誤差信号ベクトルe*(k)の情報に基き、再生信号ベクトルx*(k)と、遅延蓄積手段104に蓄積された再生信号ベクトルx*(k)により構成されるベクトル部分空間への反響路と前記反響路の誤差特性h*−h′*(k)の射影成分Pp*(k)[h*−h′*(k)]を模擬誤差射影ベクトルX*(k)[X* T(k)X*(k)]-1e*(k)により推定する反響路誤差射影推定手段106に加えてさらに、反響路模擬誤差射影ベクトルのノルム√[e* T(k)[X* T(k)X*(k)]-1e*(k)]を計算するノルム計算手段201と、√[e* T(k)[X* T(k)X*(k)]-1e*(k)]により前記模擬誤差射影ベクトルX*(k)[X* T(k)X*(k)]-1e*(k)の大きさを正規化し、正規化模擬誤差射影ベクトル
このとき、適切なリミッタ関数ψ(a)の例として、
2 音響収音手段
100 反響消去装置
101 再生信号ベクトル化手段
102 模擬反響路
103 出力誤差計算手段
104 再生信号ベクトル遅延蓄積手段
105 誤差信号ベクトル化手段
106 反響路誤差射影推定手段
201 ノルム計算手段
202 正規化手段
203 非線形処理手段
204 模擬反響路更新手段
Claims (4)
- 同一空間内に存在する音響再生手段と音響収音手段との間にある音響的な伝達経路である反響路h*を介して、前記音響再生手段から再生する再生信号が前記音響収音手段により収音されて得られる反響信号を、前記音響収音手段が収音する全ての収音信号の中から消去する反響消去方法において、
前記再生信号x(k)を有限サンプル蓄積しベクトル化し再生信号ベクトルx*(k)を出力する再生信号ベクトル化処理と、
前記反響路の模擬特性h′*(k)を有し、再生信号ベクトルx*(k)を入力し、前記反響信号を模擬する模擬反響信号d′(k)を出力する模擬反響信号生成処理と、
前記全ての収音信号y(k)から前記模擬反響信号d′(k)を差引き、出力誤差信号e(k)を出力する出力誤差計算処理と、
所定ステップ数過去にわたる前記再生信号ベクトルx*(k)を蓄積する再生信号ベクトル遅延蓄積処理と、
所定ステップ数過去にわたる前記出力誤差信号e(k)を蓄積し、誤差信号ベクトルe*(k)を出力する誤差信号ベクトル化処理と、
誤差信号ベクトルe*(k)の情報に基き、前記再生信号ベクトルと、前記遅延蓄積手段に蓄積された前記再生信号ベクトルにより構成されるベクトル部分空間への前記反響路と前記反響路の誤差特性h*−h′*(k)の射影成分Pp*(k)[h*−h′*(k)]を模擬誤差射影ベクトルX*(k)[X* T(k)X*(k)]-1e*(k)により推定(ただしX*(k)=[x*(k),x*(k−1),…,x*(k−p+1)]T)し、この模擬誤差射影ベクトルを出力する反響路誤差射影推定処理と、
模擬誤差射影ベクトルのノルム
前記ノルムの値により前記模擬誤差射影ベクトルX*(k)[X* T(k)X*(k)]-1e*(k)の大きさを正規化し、正規化模擬誤差射影ベクトル
前記ノルムの値が所定の大きさよりも小さい傾向にあるとき、前記ノルムの値と同等の値を出力し、前記ノルムの値が所定の大きさより大きい傾向にあるとき、その値を小さく抑圧して出力する特性を有する非線形処理を前記ノルムに与え、非線形ノルム
前記非線形ノルムを前記正規化模擬誤差射影ベクトルに乗じ、前記模擬反響路の更新ベクトルを得、前記更新ベクトルを、前記模擬反響路に、そのまま加えるか、あるいは、固定または時変の更新調整係数μ(k)を乗じて加え、前記模擬反響路の特性h′*(k)を更新する模擬反響路更新処理と、
を含むことを特徴とする反響消去方法。 - 同一空間内に存在する音響再生手段と音響収音手段との間にある音響的な伝達経路である反響路h*を介して、前記音響再生手段から再生する再生信号が前記音響収音手段により収音されて得られる反響信号を、前記音響収音手段が収音する全ての収音信号の中から消去する反響消去装置において、
前記再生信号x(k)を有限サンプル蓄積しベクトル化し再生信号ベクトルx*(k)を出力する再生信号ベクトル化手段と、
前記反響路の模擬特性h′*(k)を有し、再生信号ベクトルx*(k)を入力し、前記反響信号を模擬する模擬反響信号d′(k)を出力する模擬反響路と、
前記全ての収音信号y(k)から前記模擬反響信号d′(k)を差引き、出力誤差信号e(k)を出力する出力誤差計算手段と、
所定ステップ数過去にわたる前記再生信号ベクトルx*(k)を蓄積する遅延蓄積手段と、
所定ステップ数過去にわたる前記出力誤差信号e(k)を蓄積し、誤差信号ベクトルを出力する誤差信号ベクトル化手段と、
誤差信号ベクトルe*(k)の情報に基き、前記再生信号ベクトルと、前記遅延蓄積手段に蓄積された前記再生信号ベクトルにより構成されるベクトル部分空間への前記反響路と前記反響路の誤差特性h*−h′*(k)の射影成分Pp*(k)[h*−h′*(k)]を模擬誤差射影ベクトルX*(k)[X* T(k)X*(k)]-1e*(k)により推定(ただしX*(k)=[x*(k),x*(k−1),…,x*(k−p+1)]T)し、この模擬誤差射影ベクトルX*(k)[X* T(k)X*(k)]-1e*(k)を出力する反響路誤差射影推定手段と、
模擬誤差射影ベクトルのノルム
前記ノルムの値により前記模擬誤差射影ベクトルX*(k)[X* T(k)X*(k)]-1e*(k)の大きさを正規化し、正規化模擬誤差射影ベクトル
前記ノルムの値が所定の大きさよりも小さい傾向にあるとき、前記ノルムの値と同等の値を出力し、前記ノルムの値が所定の大きさより大きい傾向にあるとき、その値を小さく抑圧して出力する特性を有する非線形処理を前記ノルムに与え、非線形ノルム
前記非線形ノルムを前記正規化模擬誤差射影ベクトルに乗じ、前記模擬反響路の更新ベクトルを得、前記更新ベクトルを、前記模擬反響路に、そのまま加えるか、あるいは、固定または時変の更新調整係数μ(k)を乗じて加え、前記模擬反響路の特性h′*(k)を更新する模擬反響路更新手段と、
を有することを特徴とする反響消去装置。 - コンピュータが解読可能なプログラム言語によって記述され、コンピュータに請求項2記載の反響消去装置として機能させる反響消去プログラム。
- コンピュータが読み取り可能な記録媒体によって構成され、この記録媒体に請求項3記載の反響消去プログラムを記録した記録媒体。
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