JP2023102181A - 信号処理装置、信号処理方法、および信号処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】適切に適応フィルタの係数更新を制御して、残留雑音が小さく信号歪が少ない出力信号を短時間で得ること。【解決手段】本願に係る信号処理装置は、第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力する第１入力手段と、第１信号と相関のある第３信号と第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力する第２入力手段と、第２混在信号をフィルタ処理して第２信号の推定値を生成する第１適応フィルタと、第１混在信号と第２信号の推定値とから第１信号の推定値を生成する第１減算部と、第１適応フィルタの係数を用いて第２混在信号を遅延させて遅延第２混在信号を生成する第１遅延部と、第１信号の推定値と第２信号の推定値と遅延第２混在信号と第１適応フィルタの係数とを用いて第１信号と第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定する推定部とを備え、第１混在比を用いて第１適応フィルタを制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、信号に混在する雑音、妨害信号、エコーなどを消去する信号処理技術に関する。

マイクロホンやハンドセット等から入力された音声信号には、しばしば背景雑音が重畳されており、音声符号化や音声認識を行う上で大きな問題となる。音響的に重畳した雑音の消去を目的とした信号処理装置として、特許文献１および２には、２つの適応フィルタを用いた２入力型雑音消去装置が開示されている。劣化信号（所望の信号と雑音とが混合された信号）と参照信号（主として雑音と相関のある信号を含む）を入力して、雑音の一部または全部を消去し、強調信号（所望の信号を強調した信号）を出力する。２つの適応フィルタの内、第１の適応フィルタを用いて推定した劣化信号における信号対雑音比を用いて、ステップサイズ算出部が第２の適応フィルタの係数更新ステップサイズを算出する。なお、第１の適応フィルタは第２の適応フィルタと同様に動作するが、第１の適応フィルタの係数更新ステップサイズは第２の適応フィルタの係数更新ステップサイズよりも大きな値に設定される。このため、第１の適応フィルタの出力は、環境変化への追従性が高いが雑音の推定精度が第２の適応フィルタよりも劣る。

ステップサイズ算出部は、第１の適応フィルタを用いて推定した劣化信号における信号対雑音比を評価し、音声信号が雑音より大きいときには音声信号による妨害が大きいとみなし、小さい係数更新ステップサイズを第２の適応フィルタに提供する。逆に、音声信号が雑音より小さいときには音声信号による妨害が小さいとみなし、大きな係数更新ステップサイズを第２の適応フィルタに提供する。このように、ステップサイズ算出部から提供された係数更新ステップサイズで第２の適応フィルタを制御することにより、十分な環境変化への追従性と雑音消去後の信号における低歪とを出力される。

特許文献３には、上記特許文献１および２の構成から第１の適応フィルタを削除した構成が開示されている。第２の適応フィルタを用いて推定した所望信号（音声等）と第２の適応フィルタ出力の比で信号対雑音比を近似して、その信号対雑音比に基づいて算出したステップサイズで、第２の適応フィルタ自身を制御する。さらに、特許文献３には、上記特許文献１および２の構成を拡張して、２雑音入力装置の入力において雑音に混入している音声信号の影響が大きい、いわゆる音声信号によるクロストークが存在する際に雑音に混入する音声信号の消去をも行なう雑音消去装置の構成が開示されている。特許文献３においては、上記特許文献１および２の構成に加えて、参照信号からクロストークを消去する第３の適応フィルタを備えている。音声信号入力から正確に雑音を消去するため、第２のステップサイズ算出部において係数更新ステップサイズを算出し、第３の適応フィルタを制御する。

すなわち、特許文献１乃至３の雑音消去装置は、雑音消去後の信号と適応フィルタ出力を用いて推定した信号対雑音比で、適応フィルタの係数更新を制御する。信号対雑音比が高いときには小さなステップサイズを、信号対雑音比が低いときには大きなステップサイズを用いることで、高速収束と低歪出力信号を両立している。

しかしながら、特許文献１乃至３の雑音消去装置では、適応フィルタの係数が全く更新されない。これは、通常、適応フィルタ係数の初期値がゼロに設定されるためである。ゼロ係数の適応フィルタはゼロを出力する。これが信号対雑音比の推定値の分母であるために、信号対雑音比の推定値は極めて大きな値となり、対応するステップサイズとしてゼロが設定される。ゼロのステップサイズは、係数更新を行わないことを意味する。これを避けるためには、係数更新開始直後に強制的にステップサイズを非ゼロの値に設定しなければならないが、実際にどの値をステップサイズに設定するか、どれだけの期間、非ゼロの値に設定しなければならないかに関して明確な設計方法は開示されていない。すなわち、２入力雑音消去装置で高速収束と低歪出力信号を両立するためには、ステップサイズの手動制御が必要である。

特許文献４には、ステップサイズの手動制御が不要で、高速収束と低歪出力信号を両立できる２入力型雑音消去装置の構成が開示されている。雑音消去後の信号と参照信号の比で定義される新たな信号対雑音比を装置の動作直後に用いて適応フィルタの係数更新を制御し、係数更新が行われない問題を解決する。適応フィルタの係数が成長したとき、特許文献３に開示された信号対雑音比に切り替える。係数成長の評価は、前記新たな信号対雑音比が前記従来の信号対雑音比に十分近くなったことによって行う。クロストークが存在する際には、雑音入力信号から音声信号を消去する第３の適応フィルタを導入して、第２の適応フィルタと同様の原理でステップサイズを制御する。

特開平１０－２１５１９３号公報 特開２０００－１７２２９９号公報 国際公開第２０１２／０４６５８２号 国際公開第２０１９／０９２７９８号

しかしながら、特許文献４に記載の信号処理装置では、雑音消去後の信号と参照信号の比で定義される信号対雑音比が十分に正確でない。これは、適応フィルタの近似する音響系のインパルス応答が与える遅延の影響が考慮されていないためである。その結果、適応フィルタの係数更新を適切に制御できず、残留雑音が小さく信号歪が少ない出力信号を短時間で得ることができない。

本発明の目的は、上記の課題を解決する技術を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
第１信号と第２信号とが混在した第１混在信号を入力する第１入力手段と、
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力する第２入力手段と、
前記第２混在信号をフィルタ処理して前記第２信号の推定値を生成する第１適応フィルタと、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値とから、前記第１信号の推定値を生成する第１減算部と、
前記第１適応フィルタの係数を用いて前記第２混在信号を遅延させて遅延第２混在信号を生成する第１遅延部と、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記遅延第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数を用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定する推定部と、
を備え、
前記第１混在比を用いて前記第１の適応フィルタを制御する。

上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力し、
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力し、
前記第２混在信号を第１適応フィルタで処理して前記第２信号の推定値を生成し、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成し、
前記第１適応フィルタの係数を用いて前記第２混在信号を遅延させて遅延第２混在信号を生成し、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記遅延第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定し、
前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御する。

上記目的を達成するため、本発明に係るプログラムは、
コンピュータに、
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力するステップと、
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力するステップと、
前記第２混在信号を第１適応フィルタで処理して前記第２信号の推定値を生成するステップと、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成するステップと、
前記第１適応フィルタの係数を用いて前記第２混在信号を遅延させて遅延第２混在信号を生成し、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記遅延第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定するステップと、
前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御するステップと、
を実行させる。

本発明によれば、適応フィルタの近似する音響インパルス応答が与える遅延の影響を考慮することができ、適切に適応フィルタの係数更新を制御して、残留雑音が小さく信号歪が少ない出力信号を短時間で得ることができる信号処理装置を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る推定部の第１の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る値の時間推移を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る推定部の第２の構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る推定部の第１の構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る推定部の第２の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るコンピュータの構成を示すブロック図である。 図９に示すコンピュータのプロセッサによる信号処理の一例を示すフローチャートである。

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔１．第１実施形態〕
本発明の第１実施形態としての信号処理装置１００について、図１を用いて説明する。図１の信号処理装置１００は、第１信号と第２信号とが混在する第１混在信号ｘＰ（ｋ）から、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）を求める装置である。

図１に示すように、信号処理装置１００は、第１入力部１０１と、第２入力部１０２と、適応フィルタ１０３と、減算部１０４と、推定部１０６と、係数更新制御部１０７と、遅延部１１０とを含む。

このうち、第１入力部１０１は第１信号と第２信号とが混在した第１混在信号ｘＰ（ｋ）を入力する。第２入力部１０２は、第３信号と第４信号とが混在した第２混在信号ｘＲ（ｋ）を入力する。第１信号と第３信号は、同一の信号源Ａから生じており、互いに相関を有する。第２信号と第４信号は、同一の信号源Ｂから生じており、互いに相関を有する。

減算部１０４は、第１混在信号ｘＰ（ｋ）に混在する第２信号の推定値ｎ１（ｋ）と第１混在信号ｘＰ（ｋ）を受けて、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）を出力する。そして、適応フィルタ１０３は、第２信号の推定値ｎ１（ｋ）を求めるため、第２混在信号ｘＲ（ｋ）に対して、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）に基づいて更新される係数１４１を用いてフィルタ処理を施す。

遅延部１１０は、適応フィルタ１０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）を用いて第２混在信号ｘＲ（ｋ）を遅延させて、遅延第２混在信号ｘＲＤ（ｋ）を求める。

推定部１０６は、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）と遅延第２混在信号ｘＲＤ（ｋ）と適応フィルタ１０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）とを用いて、第１信号と第２信号の振幅または電力の比を第１混在比Ｒ１（ｋ）として推定する。係数更新制御部１０７は、推定部１０６によって得られた第１混在比Ｒ１（ｋ）の値が大きい場合に、適応フィルタ１０３の係数１４１の更新量を小さくするための制御信号μ１（ｋ）を適応フィルタ１０３に出力する。

このような構成を備えた本実施形態によれば、第２混在信号ｘＲ（ｋ）を遅延させた遅延第２混在信号ｘＲＤ（ｋ）を用いて第１混在比Ｒ１（ｋ）を推定し、適応フィルタ１０３の係数更新を制御する。その結果、適応フィルタ１０３の近似する音響インパルス応答が与える遅延の影響を考慮することができ、第２信号の消し残りが少なく、歪が少ない第１信号の推定値ｅ１（ｋ）を短時間で得ることができる。

〔２．第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る信号処理装置として、劣化信号（所望の信号と雑音とが混合された信号）と参照信号（主として雑音と相関のある信号を含む）を入力して、雑音の一部または全部を消去し、強調信号（所望信号を強調した信号）を出力する雑音消去装置について説明する。ここで、劣化信号は第１信号と第２信号が混在する第１混在信号に相当し、参照信号は第３信号と第４信号が混在する第２混在信号に相当し、強調信号（第１信号の推定値）は所望信号に相当する。

〔２．１．雑音消去の基礎技術の説明〕
以下、マイクロホン、ハンドセット、通信路等から入力された所望信号に混在する雑音、妨害信号、エコーなどを適応フィルタによって消去し、または所望信号を強調する雑音消去の基礎技術の説明を簡単に行なう。

特許文献１乃至３に開示されているように、２入力型の雑音消去装置は、雑音源から音声入力端子に至る音響経路のインパルス応答を近似する適応フィルタを用いて、参照信号から音声入力端子において音声に混入する雑音成分に対応した擬似雑音（第２信号の推定値）を生成する。そして、音声入力端子に入力された信号（第１混在信号）からこの擬似雑音を差し引くことによって、雑音成分を抑圧するように動作する。ここで、混在信号とは、所望（音声）信号と雑音とが混在した信号のことであり、一般に、マイクロホンやハンドセットから音声入力端子に供給される。また、参照信号とは、雑音源における雑音成分と相関のある信号であり、雑音源近傍において捕捉される。このように、雑音源近傍において参照信号を捕捉することで、参照信号は雑音源における雑音成分とほぼ等しいとみなすことができる。適応フィルタには、参照入力端子に供給される参照信号を入力する。

適応フィルタの係数は、劣化信号から擬似雑音を差し引いた誤差と参照入力端子に入力された参照信号との相関をとることにより修正される。このような適応フィルタの係数修正アルゴリズムとして、特許文献１乃至３には、「ＬＭＳアルゴリズム（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ－Ｓｑｕａｒｅ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）」や「ＬＩＭ（Ｌｅａｒｎｉｎｇ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）：学習同定法」が開示されている。ＬＩＭはまた、正規化ＬＭＳ（ＮＬＭＳ）アルゴリズムとも呼ばれる。

正規化ＬＭＳアルゴリズムによる係数更新は、時刻ｋにおけるステップサイズをμ１（ｋ）とすれば、式（１）で表される。係数ベクトルｗ１（ｋ）は、その要素を用いて式（２）で定義される。参照信号ベクトルｘＲ（ｋ）は、その要素を用いて式（３）で表される。なお、Ｔはベクトルの転置を表し、係数の総数はＬとする。

ＬＭＳアルゴリズムやＬＩＭは、勾配法と呼ばれるアルゴリズムの一種であり、係数更新の速度と精度は、係数更新ステップサイズと呼ばれる定数に依存する。係数更新ステップサイズと誤差との積によってフィルタ係数を更新するが、誤差に含まれる所望信号（第１信号の推定値）による係数更新への妨害を低減するためには、係数更新ステップサイズを極めて小さな値またはゼロに設定する必要がある。係数更新ステップサイズを常に小さい値に設定すると、適応フィルタ係数の環境変化への追従性が低下する。上記特許文献１乃至３は、出力誤差が増大し、あるいは所望信号に歪が生じるという問題を解決する１つの方法を開示するものである。また、所望信号は一般的に音声であるために、以降音声と表記するが、本発明の趣旨は音声には限定されず、音響（オーディオ）信号を含むあらゆる種類の信号を表す。また、係数更新アルゴリズムも、ＬＭＳやＬＩＭに限定されない。

〔２．２．雑音消去装置の構成〕
図２は、本実施形態としての雑音消去装置２００の全体構成を示すブロック図である。雑音消去装置２００は、例えばデジタルカメラ、ノートパソコン、携帯電話、補聴器、テレビジョン、スマートスピーカ、またはロボットなどといった装置の一部としても機能するが、本発明はこれに限定されるものではなく、入力信号からの雑音消去を要求されるあらゆる信号処理装置に適用可能である。

図２に示すように、雑音消去装置２００は、入力端子２０１から音声（第１信号）と雑音（第２信号）の混在した劣化信号（第１混在信号）ｘＰ（ｋ）を入力する。そして、入力端子２０２から音声と雑音の混在した参照信号（第２混在信号）ｘＲ（ｋ）を入力し、出力端子２０５から音声の推定値ｅ１（ｋ）（強調信号）を出力する。また、雑音消去装置２００は、適応フィルタ２０３と、減算部２０４と、推定部２０６と、遅延部２１０と、を備えている。適応フィルタ２０３は、図１における適応フィルタ１０３と係数更新制御部１０７とを包含する構成であり、第１混在比Ｒ１（ｋ）を受けてステップサイズμ１（ｋ）を算出し、算出したステップサイズμ１（ｋ）を用いて係数ベクトルｗ１（ｋ）を更新する。雑音消去装置２００は、消去しようとする雑音と相関のある参照信号ｘＲ（ｋ）を適応フィルタ２０３で変形して擬似雑音ｎ１（ｋ）を生成し、これを雑音の重畳した音声信号である劣化信号ｘＰ（ｋ）から減算することで、雑音の消去を行うものである。

入力端子２０１には、劣化信号ｘＰ（ｋ）が、サンプル値系列として供給される。劣化信号ｘＰ（ｋ）は、減算部２０４に伝達される。入力端子２０２には、参照信号ｘＲ（ｋ）が、サンプル値系列として供給される。参照信号ｘＲ（ｋ）は、適応フィルタ２０３と推定部２０６に伝達される。

適応フィルタ２０３は、参照信号ｘＲ（ｋ）とフィルタ係数の畳込み演算を行い、その結果を擬似雑音ｎ１（ｋ）として減算部２０４と推定部２０６に伝達する。また、適応フィルタ２０３は、係数ベクトルｗ１（ｋ）を推定部２０６に供給する。

減算部２０４には、入力端子２０１から劣化信号ｘＰ（ｋ）が、適応フィルタ２０３から擬似雑音ｎ１（ｋ）が供給される。減算部２０４は、劣化信号ｘＰ（ｋ）から擬似雑音ｎ１（ｋ）を減算し、その結果を音声信号の推定値ｅ１（ｋ）（第１信号の推定値）として出力端子２０５に伝達すると同時に適応フィルタ２０３に帰還する。

遅延部２１０は、参照信号ｘＲ（ｋ）と適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）を受けて、適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）に基づいて参照信号ｘＲ（ｋ）にｄ１（ｋ）サンプルの遅延を与えて、遅延参照信号ｘＲＤ（ｋ）を求める。すなわち、ｘＲＤ（ｋ）＝ｘＲ（ｋ－ｄ１（ｋ））である。ｄ１（ｋ）は次のようにして求めることができる。

自然数ｄ１（ｋ）は、適応フィルタ１０３が同定する音響系のインパルス応答における遅延量であり、適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の絶対値が最大となる要素ｗ１（ｋ、ｄ１（ｋ））に対応する。すなわち、係数ベクトルｗ１（ｋ）の要素のうち最大の絶対値を有する要素の番号（＝先頭を基準とした位置）をｄ１（ｋ）とする。最大値を見つける方法としては、バブルソートをはじめとして、様々な方法が知られている。例えば、バブルソートでは、最初に定めた仮の最大値とすべての要素を比較して、その都度比較結果のうち大きい方を仮の最大値と置き換える。最後に残った値が真の最大値となる。仮の最大値とその要素の番号を同時に記録しておけば、最後に残った最大値の番号が求めるｄ１（ｋ）となる。ｄ１（ｋ）の初期値、すなわちｄ１（０）は、ｄ１（０）＝０と設定することができる。

バブルソートにおける仮最大値とすべての要素との比較は、通常、１サンプリング周期内に完了して、ｄ１（ｋ）を決定する。しかし、１サンプリング周期内に比較を１回、あるいは２回など一部しか行わず、結果的に複数のサンプリング周期で一つのｄ１（ｋ）を決定してもよい。１サンプリング周期内に実行する比較演算を削減することができ、総演算量の削減、消費電力の低減につながる。反対に、ｄ１（ｋ）の更新に時間がかかるので、適応フィルタ２０３の近似する音響系のインパルス応答における変動に対する追従性が劣化する。

係数ベクトルｗ１（ｋ）の要素を複数のグループに分割し、各グループに含まれる要素の絶対値総和や２乗総和などを係数情報として、係数情報が最大であるグループに対応する位置をｄ１（ｋ）としてもよい。グループに対応する位置としては、グループ内の先頭要素の位置、中央要素の位置、末尾要素の位置などを用いることができる。グループ数は全要素数より少ないので、１サンプリング周期内に実行する比較演算を削減することができ、総演算量の削減、消費電力の低減につながる。また、各グループ内要素の平均化効果によって、係数更新に伴う微小な要素値変動を吸収することができ、安定した遅延量の推定結果を得ることができる。

係数ベクトルｗ１（ｋ）の要素を複数のグループに分割し、各グループの係数情報が最大であるグループに対応する位置をｄ１（ｋ）とする際に、各グループの係数情報の比較数を削減して複数サンプリング周期に渡って行ってもよい。１サンプリング周期内に実行する比較演算をさらに削減することができ、さらなる総演算量の削減、消費電力の低減につながる。

最も簡単なｄ１（ｋ）の設定は、ｄ１（ｋ）を定数とすることである。予め定められた唯一の定数を用いてもよいし、予め定められた複数の定数を順に用いてもよい。例えば、Ｍ１＜Ｍ２＜…＜Ｍ５＝＜Ｌである自然数Ｍ１からＭ５までと任意の自然数Ｔ１、Ｔ２…、Ｔ５を予め定める。雑音消去装置２００の動作開始時にｄ１（ｋ）を０に設定して、係数更新がＴ１回完了したときに、ｄ１（Ｔ１＋１）＝Ｍ１と設定する。続いてｄ１（ｋ）＝Ｍ１（Ｔ１＜ｋ＝＜Ｔ１＋Ｔ２）の状態で係数更新がＴ２回完了したときに、ｄ１（Ｔ２＋１）＝Ｍ２と設定する。以降、同様の処理を繰り返して、Ｍ３からＭ５までを順にｄ１（ｋ）として設定することができる。装置の設計段階でシミュレーションを行い、係数ベクトルｗ１（ｋ）の収束特性がわかっている場合に、ｄ１（ｋ）を定数に設定することは特に有効である。ｄ１（ｋ）を決定するための比較演算が不要となり、総演算量の削減、消費電力の低減につながる。このとき、遅延部２１０は、参照信号ｘＲ（ｋ）を受けてｄ１（ｋ）サンプル遅延させ、遅延参照信号ｘＲＤ（ｋ）を求めることになり、適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）を必要としない構成になる。

推定部２０６は、音声の推定値ｅ１（ｋ）、擬似雑音ｎ１（ｋ）（適応フィルタ２０３の出力）、遅延参照信号ｘＲＤ（ｋ）、および適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）を受けて、入力端子２０１における音声と雑音の振幅または電力の比を第１混在比Ｒ１（ｋ）として推定し、適応フィルタ２０３に伝達する。適応フィルタ２０３は、第１混在比Ｒ１（ｋ）が大きいときに小さなステップサイズμ１（ｋ）を、第１混在比Ｒ１（ｋ）が小さいときに大きなステップサイズμ１（ｋ）を用いて、係数ベクトルｗ１（ｋ）を更新する。第１混在比Ｒ１（ｋ）、すなわち信号対雑音比の推定値を用いてステップサイズを制御する方法に関しては、特許文献１から３に詳細に開示されている。また、特許文献１から３に開示されているように、第１混在比Ｒ１（ｋ）を平均化してから、ステップサイズμ１（ｋ）の計算に用いてもよい。音声と雑音の振幅または電力の比に対する推定精度が向上する。

〔２．３．推定部２０６の第１の構成〕
図３は、推定部２０６の第１の内部構成を示すブロック図である。推定部２０６は、信号比推定部３０１、信号比推定部３０２、および混合部３０５を備えている。信号比推定部３０１は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）とを受けて、入力端子２０１における音声と雑音の振幅または電力の比を第２混在比Ｒ２（ｋ）として推定する。第２混在比Ｒ２（ｋ）は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）の振幅または電力の比としてもよいし、それらの振幅または電力に微小定数を加算してから比を計算してもよい。微小定数の加算は、除算による商の発散を防ぐ効果がある。また、音声の推定値ｅ１（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）のいずれかまたは両方を、平均化してから用いてもよい。平均化によって、比の計算精度を向上することができる。

信号比推定部３０２は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と遅延参照信号ｘＲＤ（ｋ）とを受けて、入力端子２０１における音声と雑音の振幅または電力の比を第３混在比Ｒ３（ｋ）として推定する。第３混在比Ｒ３（ｋ）は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と遅延参照信号ｘＲＤ（ｋ）の振幅または電力の比としてもよいし、それらの振幅または電力に微小定数を加算してから比を計算してもよい。微小定数の加算は、除算による商の発散を防ぐ効果がある。また、音声の推定値ｅ１（ｋ）と遅延参照信号ｘＲＤ（ｋ）のいずれかまたは両方を、平均化してから用いてもよい。

混合部３０５は、第２混在比Ｒ２（ｋ）と第３混在比Ｒ３（ｋ）とを混合して、混合結果を第１混在比Ｒ１（ｋ）として出力する。第２混在比Ｒ２（ｋ）と第３混在比Ｒ３（ｋ）は、重み付き加算によって混合してもよいし、さらに複雑な高次多項式などを用いて混合してもよい。混合に先立って、第２混在比Ｒ２（ｋ）と第３混在比Ｒ３（ｋ）のいずれかまたは両方を平均化してもよい。平均化によって、第１混在比Ｒ１（ｋ）の計算精度、すなわち入力端子２０１における音声と雑音の振幅または電力の近似精度を向上することができる。

ここで、単純化のために、第２混在比Ｒ２（ｋ）と第３混在比Ｒ３（ｋ）を重み付き加算で混合することで、第１混在比Ｒ１（ｋ）を求める場合を考える。また、両者の重みの和が１となるように設定する。適応フィルタ２０３の係数は、ゼロに初期化されることが一般的である。そのため、係数更新開始時には擬似雑音ｎ１（ｋ）はゼロであり、第２混在比Ｒ２（ｋ）は分母がゼロで無限大となる。このため、第２混在比Ｒ２（ｋ）によって適応フィルタ２０３のステップサイズμ１（ｋ）を算出すると、極めて小さな値またはゼロとなり、係数が成長しない。係数が成長しないと、擬似雑音ｎ１（ｋ）も大きくならず、同じ問題が継続する。

一方、第３混在比Ｒ３（ｋ）の分母は遅延参照信号ｘＲＤ（ｋ）であり、係数更新開始時にゼロとは限らない。これは、マイク入力には環境雑音など微小な信号が含まれるためである。仮に遅延参照信号ｘＲＤ（ｋ）がゼロであっても、ゼロが継続することはない。このため、第３混在比Ｒ３（ｋ）が無限大になることはなく、対応するステップサイズμ１（ｋ）も極小値とはならない。したがって、適応フィルタ２０３の係数は、係数更新とともに成長し、雑音の信号源から入力端子２０１に至る経路の音響特性を表す値に収束する。遅延参照信号ｘＲＤ（ｋ）がゼロのときは参照信号ｘＲ（ｋ）もゼロであって、適応フィルタ２０３の係数は更新しないので、第３混在比Ｒ３（ｋ）が極めて大きな値をとっても問題とはならない。しかし、適応フィルタ２０３の係数がある程度成長して、擬似雑音ｎ１（ｋ）が成長したときには、第３混在比Ｒ３（ｋ）は第２混在比Ｒ２（ｋ）よりも、入力端子２０１における音声と雑音の振幅または電力の比に対する近似精度が低い。

そこで、混合部３０５は、適応フィルタ２０３の係数更新開始時に第３混在比Ｒ３（ｋ）の重みを大きな値に設定し、係数の成長とともに減少させる。第２混在比Ｒ２（ｋ）の重みは、適応フィルタ２０３の係数更新開始時に小さな値に設定し、時間とともに増加させる。これは、第３混在比Ｒ３（ｋ）の第１混在比Ｒ１（ｋ）における含有割合を、係数更新回数に対応して減少させることを表す。

例えば、適応フィルタ２０３の係数更新開始時に第３混在比Ｒ３（ｋ）の重みを１に設定すれば、重みの和が１という条件から、第２混在比Ｒ２（ｋ）の重みは０となる。係数の成長は係数更新回数と対応する。したがって、適応フィルタ２０３の係数更新開始時に第３混在比Ｒ３（ｋ）の重みを１に設定し、係数ベクトルｗ１（ｋ）の係数更新回数に対応してその重みを０に向かって減少させる。対応して、第２混在比Ｒ２（ｋ）の重みは０から１へ増加する。第３混在比Ｒ３（ｋ）の重みの初期値を１と設定し、ある時点で重みが１になるか重みを１に設定すれば、第３混在比Ｒ３（ｋ）から第２混在比Ｒ２（ｋ）へ切り換えることになる。前記重みの和として１以外の値を設定しても、第３混在比Ｒ３（ｋ）に対する重みの初期値を１以外に設定しても、同様の効果が得られる。重みは、適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の変化量を用いて決定することができる。

図４は、第２実施形態に係る信号の時間推移を模式的に示す図であり、遅延参照信号ｘＲＤ（ｋ）、適応フィルタ２０３の出力である擬似雑音ｎ１（ｋ）、および係数ベクトルｗ１（ｋ）が示されている。図４の縦軸は、信号の値をパワーで表したものであり、係数は係数ベクトルのノルムとする。横軸は、サンプル数ｋで表した適応フィルタ２０３の係数更新回数である。ｘＲＤ（ｋ）とｎ１（ｋ）を比較することは、同一の分子を有し、分母がそれぞれｘＲＤ（ｋ）とｎ１（ｋ）である第３混在比Ｒ３（ｋ）と第２混在比Ｒ２（ｋ）を比較することと等価である。ｘＲＤ（ｋ）は係数更新と無関係なので、ｎ１（ｋ）が第３混在比Ｒ３（ｋ）と第２混在比Ｒ２（ｋ）の関係を決定する。ｎ１（ｋ）はｘＲＤ（ｋ）と係数ベクトルｗ１（ｋ）で決定され、ｘＲＤ（ｋ）の増減に起因する変化を除くと、その振幅またはパワーは係数更新に伴って増加する。すなわち、ｘＲＤ（ｋ）は一定で、ｎ１（ｋ）は係数更新による係数ベクトルｗ１（ｋ）の増加と共に増加する。

以上説明した遅延参照信号ｘＲＤ（ｋ）、適応フィルタ２０３の出力である擬似雑音ｎ１（ｋ）、および係数ベクトルｗ１（ｋ）の関係は、図４から明らかである。図４では、係数更新と無関係なｘＲＤ（ｋ）は、簡単のため一定として表した。ｘＲＤ（ｋ）に依存するｎ１（ｋ）は、スムーズに増加し、係数ベクトルｗ１（ｋ）が収束するとｎ１（ｋ）も飽和する。適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の変化量は係数更新に伴って小さくなるので、ｎ１（ｋ）がゼロからどれだけ成長したかの指標として、係数ベクトルｗ１（ｋ）の変化量を用いることができる。すなわち、混合部３０５は、係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化によって、第３混在比Ｒ３（ｋ）の重みを決定する。

ｘＲ（ｋ）をｄ１（ｋ）遅延させたｘＲＤ（ｋ）を用いることで、ｎ１（ｋ）のパワーとｘＲ（ｋ）のパワーとの差、すなわち両者の時間ずれ（図４の横軸方向のずれ）を小さくすることができる。これは、ｎ１（ｋ）のパワーの増減とｘＲ（ｋ）のパワーの増減の間にある時間ずれよりもｎ１（ｋ）のパワーの増減とｘＲＤ（ｋ）のパワーの増減の間にある時間ずれが小さいことを意味する。特に、ｘＲ（ｋ）が白色雑音とは異なる、非定常信号であるときに大きな意味を持つ。すなわち、ｘＲＤ（ｋ）はｘＲ（ｋ）よりも、ｎ１（ｋ）を高精度で近似できる。これは、高精度の第３混在比Ｒ３（ｋ）を通じて、より正確なステップサイズ制御につながり、適応フィルタ２０３の制御に望ましい。したがって、残留雑音が小さく、歪が少ない音声の推定値を短時間で得ることができる。

第１混在比Ｒ１（ｋ）の推定に用いる係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化は、係数ベクトルｗ１（ｋ）の要素の２乗総和または絶対値総和の時間変化としてもよいし、２乗部分和または絶対値部分和の時間変化であってもよい。部分和とする際には、係数ベクトルの要素を間引いたものを用いてもよいし、係数ベクトルの一部を切り出したものを用いてもよい。部分和を用いることで、時間変化の評価精度低下を抑えつつ、係数の時間変化に必要とする演算量を削減することができる。また、係数は入力信号に依存しないで変化するので、滑らかである。従って、入力信号に依存する他の指標よりも最小的に変動が小さく、飽和状態を正確に検出できる。

式（４）に、第２混在比Ｒ２（ｋ）と第３混在比Ｒ３（ｋ）とを重み付き加算によって混合する例を示す。式（５）で表されるζ１（ｋ）はζ１（０）＝０を満たし、係数更新と共に増加する。適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化に相当するδ１（ｋ）は式（６）で求めることができる。Ｍは予め定められた自然数であり、係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化を計算する頻度を決定する。Ｍが大きいほどδ１（ｋ）の変動が小さく係数飽和の検出が正確になるが、δ１（ｋ）の変化に生じる大きな遅延によって係数飽和の検出が遅れる。式（５）は、時間変化δ１（ｋ）の値が閾値ε１未満になったとき、第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を０に設定する例を表し、第１混在比Ｒ１（ｋ）を第３混在比Ｒ３（ｋ）から第２混在比Ｒ２（ｋ）に切り換える。これは、時間変化δ１（ｋ）の値が十分に小さくなったことを判定する方法の一例である。式（５）の代わりにζ１（ｋ）＝δ１（ｋ）／｜δ１（Ｍ）｜とすれば、係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化が第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を定める構成となる。

このように、混合部３０５は、時間変化δ１（ｋ）と閾値ε１との比較結果に基づいて、第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を１００％および０％のうちのいずれかに設定することができる。なお、係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化δ１（ｋ）と閾値ε１とを繰り返し比較し、係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化δ１（ｋ）が閾値ε１以上である場合に、第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を１００％にし、そうでない場合に、第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を０％にする処理を繰り返してもよい。これにより、環境の変化に対する追従性の高い第１混在比Ｒ１（ｋ）を得ることができ、例えば、適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の更新量が急増した場合であっても、より正確な係数更新が可能となる。

混合部３０５は、係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化δ１（ｋ）が予め定められた第１定数Ｌ１以上連続して閾値ε１未満になった場合に、第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を０％にし、それ以外の場合には、第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を１００％にすることもできる。第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合が１回０％に設定された後、閾値ε１を十分に大きく設定することで、δ１（ｋ）とε１の比較を停止してもよい。ここに、Ｌ１は、２以上の整数である。

混合部３０５は、係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化δ１（ｋ）が予め定められた第２定数Ｌ２と等しいサンプル数を有する区間において、予め定められた第３定数Ｌ３以上連続してδ１（ｋ）が閾値ε１未満になったときに、第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を０％にし、それ以外の場合には、第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を１００％にすることもできる。第２定数Ｌ２及び第３定数Ｌ３は共に２以上の整数で、Ｌ２＞Ｌ３を満足する。さらに、上記評価から連続の条件を削除して、予め定められた第３定数Ｌ３以上δ１（ｋ）が閾値ε１未満になる回数を評価することもできる。第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合が１回０％に設定された後、Ｌ３をＬ２より大きな値に設定することで、δ１（ｋ）の評価を停止してもよい。

なお、混合部３０５は、第２混在比Ｒ２（ｋ）および第３混在比Ｒ３（ｋ）の重みの最小値を０ではなく、０よりも大きな値とすることもできる。

〔２．４．推定部２０６の第２の構成〕
図５は、推定部２０６の第２の内部構成を示すブロック図である。推定部２０６は、混合部５０６と信号比推定部５０３とを備えている。混合部５０６は、遅延参照信号ｘＲＤ（ｋ）（遅延第２混在信号）と擬似雑音ｎ１（ｋ）（第２信号の推定値）とを係数ベクトルｗ１（ｋ）に基づいて混合して、第１混合信号ｎ３（ｋ）を生成する。信号比推定部５０３は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と第１混合信号ｎ３（ｋ）とを受けて、入力端子２０１における音声と雑音の振幅または電力の比を第１混在比Ｒ１（ｋ）として推定する。第１混在比Ｒ１（ｋ）は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と第１混合信号ｎ３（ｋ）の振幅または電力の比としてもよいし、それらの振幅または電力に微小定数を加算してから比を計算してもよい。微小定数の加算は、除算による商の発散を防ぐ効果がある。また、推定値ｅ１（ｋ）と第１混合信号ｎ３（ｋ）のいずれかまたは両方を、平均化してから用いてもよい。平均化によって、比の計算精度を向上することができる。

図５に示す推定部２０６の第２の内部構成は、図３に示す推定部２０６の第１の内部構成と等価である。すなわち、図３に示す第１の内部構成は、入力端子２０１における音声と雑音の振幅または電力の比に対して２つの推定値を信号比推定部３０１、３０２で生成し、それらを混合して第１混在比Ｒ１（ｋ）を算出する。図５に示す推定部２０６の第２の内部構成は、２種類の雑音の推定値、すなわち遅延参照信号ｘＲＤ（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）を混合して第１混合信号ｎ３（ｋ）を生成して分母を確定し、分子である音声の推定値ｅ１（ｋ）と作用させて第１混在比Ｒ１（ｋ）を算出する。これら２種類の構成が可能となったのは、図３に示す第１の内部構成と図５に示す第２の内部構成において、入力端子２０１における音声と雑音の振幅または電力の比を推定する際に、同一の分子、すなわち音声の推定値ｅ１（ｋ）を用いるからである。図５に示す推定部２０６の第２の内部構成は、図３に示す第１の内部構成よりも、構成要素が少なく、単純である。

混合部５０６の動作は、入力信号である第２混在比Ｒ２（ｋ）と第３混在比Ｒ３（ｋ）が擬似雑音ｎ１（ｋ）と遅延参照信号ｘＲＤ（ｋ）（遅延第２混在信号）にそれぞれ置き換わったことを除いて、混合部３０５の動作と等しいので、詳細な説明は省略する。

以上の構成により、本実施形態は、適応フィルタ２０３の近似する音響インパルス応答が与える遅延の影響を考慮することができ、適切に適応フィルタ２０３の係数更新を制御して、残留雑音が小さく信号歪が少ない出力信号を短時間で得ることができる。

〔３．第３実施形態〕
これまでの説明では、雑音源近傍において参照信号の捕捉を行うことによって、参照信号は雑音そのものであると仮定してきた。しかし、現実にはこの条件を満たすことのできない場合が存在する。このような場合には、参照信号は雑音とそれに混入する音声信号とから構成される。このような参照信号に対する音声信号の混入成分はクロストークと呼ばれる。クロストークが存在する際の雑音消去装置の構成が、特許文献３に開示されている。

本実施形態では、雑音の消去と同様に、クロストークを消去するための第２の適応フィルタを導入する。音声信号源から参照入力端子に至る音響経路（クロストークパス）のインパルス応答を近似する第２の適応フィルタを用いて、参照入力端子において混入する音声信号成分に対応した擬似クロストークを生成する。そして、参照入力端子に入力された信号（参照信号）からこの擬似クロストークを差し引くことによって、参照入力に混入する音声信号成分（クロストーク）を消去する。

本発明の第３実施形態としての雑音消去装置８００について、図６を用いて説明する。第２実施形態と比べた場合、本実施形態に係る雑音消去装置は、減算部２０４、適応フィルタ２０３に加えて、減算部８０４、適応フィルタ８０３、遅延部８１０とを備え、推定部２０６が推定部８０６に置換されている。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。

雑音消去装置８００は、消去しようとするクロストーク（第３信号）に相関のある信号（出力端子２０５における出力＝推定音声信号あるいは強調信号）を適応フィルタ８０３で変形して擬似クロストークｎ２（ｋ）（第３信号の推定値）を生成する。そして、これを音声と雑音の混在した参照信号ｘＲ（ｋ）から減算することで、クロストークの消去を行う。適応フィルタ８０３の係数更新を行う際に、第４信号と第３信号の振幅またはパワーの比を近似する第４混在比Ｒ４（ｋ）を用いてステップサイズを制御するために、係数更新を円滑に進めることができ、結果として、残留雑音が小さく信号歪が少ない出力信号を短時間で得ることができる。

入力端子２０１には、劣化信号ｘＰ（ｋ）が、サンプル値系列として供給され、減算部２０４に伝達される。入力端子２０２には、参照信号ｘＲ（ｋ）がサンプル値系列として供給され、減算部８０４に伝達される。

減算部８０４には、入力端子２０２から参照信号ｘＲ（ｋ）が、適応フィルタ８０３から擬似クロストークｎ２（ｋ）が供給される。減算部８０４は、参照信号ｘＲ（ｋ）から擬似クロストークｎ２（ｋ）を減算し、その結果を雑音の推定値ｅ２（ｋ）（第４信号の推定値）として出力端子８０５に伝達すると同時に適応フィルタ８０３に帰還する。また、減算部８０４は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）を推定部８０６に供給する。

適応フィルタ８０３は、音声の推定値ｅ１（ｋ）（強調信号）とフィルタ係数の畳込み演算を行い、その結果を擬似クロストークｎ２（ｋ）（第３信号の推定値）として減算部８０４と推定部８０６に伝達する。また、適応フィルタ８０３は、係数ベクトルｗ２（ｋ）を推定部８０６に供給する。

遅延部８１０は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）を受けて、適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）に基づいて音声の推定値ｅ１（ｋ）にｄ２（ｋ）サンプルの遅延を与えて、音声の遅延推定値ｅ１Ｄ（ｋ）を求める。すなわち、ｅ１Ｄ（ｋ）＝ｅ１（ｋ－ｄ２（ｋ））である。ｄ２（ｋ）は、すでに説明したｄ１（ｋ）と同じ方法で求めることができる。

推定部８０６は、音声の推定値ｅ１（ｋ）、擬似雑音ｎ１（ｋ）（適応フィルタ２０３の出力）、雑音の遅延推定値ｅ２Ｄ（ｋ）（第４信号の遅延推定値）、および適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）を受けて、入力端子２０１における音声と雑音の振幅または電力の比を第１混在比Ｒ１（ｋ）として推定し、適応フィルタ２０３に伝達する。適応フィルタ２０３は、第１混在比Ｒ１（ｋ）が大きいときに小さなステップサイズμ１（ｋ）を、第１混在比Ｒ１（ｋ）が小さいときに大きなステップサイズμ１（ｋ）を用いて、係数を更新する。なお、図６に示す適応フィルタ２０３は、参照信号ｘＲ（ｋ）に代えて雑音の推定値ｅ２（ｋ）が入力される点で、図２に示す適応フィルタ２０３とは異なる。第１混在比Ｒ１（ｋ）、すなわち信号対雑音比の推定値を用いてステップサイズを制御する方法に関しては、特許文献１から３に詳細に開示されている。また、特許文献１から３に開示されているように、第１混在比Ｒ１（ｋ）を平均化してから、ステップサイズμ１（ｋ）の計算に用いてもよい。入力端子２０１における音声と雑音の振幅または電力の比に対する推定精度が向上する。

推定部８０６は、さらに、雑音の推定値ｅ２（ｋ）、擬似クロストークｎ２（ｋ）（適応フィルタ８０３の出力）、音声の遅延推定値ｅ１Ｄ（ｋ）、および適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）を受けて、入力端子２０２における雑音とクロストーク（第４信号と第３信号）の振幅または電力の比を第４混在比Ｒ４（ｋ）として推定し、適応フィルタ８０３に伝達する。式（７）に示す係数ベクトルｗ２（ｋ）のサイズは、係数ベクトルｗ１（ｋ）のサイズＬと等しくてもよいし、異なってもよい。

適応フィルタ８０３は、第４混在比Ｒ４（ｋ）が大きいときに小さなステップサイズμ２（ｋ）を、第４混在比Ｒ４（ｋ）が小さいときに大きなステップサイズμ２（ｋ）を用いて、係数を更新する。第４混在比Ｒ４（ｋ）、すなわち入力端子２０２における雑音対クロストーク比の推定値を用いてステップサイズμ２（ｋ）を制御する方法に関しては、特許文献１から３に詳細に開示されている。また、特許文献１から３に詳細に開示されているように、第４混在比Ｒ４（ｋ）を平均化してから、ステップサイズμ２（ｋ）の計算に用いてもよい。入力端子２０２における雑音とクロストークの振幅または電力の比に対する推定精度が向上する。

〔３．１．推定部８０６の第１の構成〕
図７は、推定部８０６の第１の内部構成を示すブロック図である。推定部８０６は、推定部２０６の構成に加えて、信号比推定部９０１、信号比推定部９０２、および混合部９０５を備えている。図７に示す信号比推定部３０２は、遅延参照信号ｘＲＤ（ｋ）に代えて雑音の遅延推定値ｅ２Ｄ（ｋ）を用いる点以外は、図３に示す信号比推定部３０２と等しい。

信号比推定部９０１は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と擬似クロストークｎ２（ｋ）を受けて、雑音とクロストークの振幅または電力の比を第５混在比Ｒ５（ｋ）として推定する。第５混在比Ｒ５（ｋ）は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と擬似クロストークｎ２（ｋ）の振幅または電力の比としてもよいし、それらの振幅または電力に微小定数を加算してから比を計算してもよい。微小定数の加算は、除算による商の発散を防ぐ効果がある。また、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と擬似クロストークｎ２（ｋ）のいずれかまたは両方を、平均化してから用いてもよい。平均化によって、比の計算精度を向上することができる。

信号比推定部９０２は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と音声の遅延推定値ｅ１Ｄ（ｋ）（第１信号の遅延推定値）を受けて、入力端子２０２における雑音とクロストークの振幅または電力の比を第６混在比Ｒ６（ｋ）として推定する。第６混在比Ｒ６（ｋ）は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と音声の遅延推定値ｅ１Ｄ（ｋ）の振幅または電力の比としてもよいし、それらの振幅または電力に微小定数を加算してから比を計算してもよい。微小定数の加算は、除算による商の発散を防ぐ効果がある。また、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と音声の遅延推定値ｅ１Ｄ（ｋ）のいずれかまたは両方を、平均化してから用いてもよい。

混合部９０５は、第５混在比Ｒ５（ｋ）と第６混在比Ｒ６（ｋ）とを適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）を用いて混合して、混合結果を第４混在比Ｒ４（ｋ）として出力する。第５混在比Ｒ５（ｋ）と第６混在比Ｒ６（ｋ）は、適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）を用いた重み付き加算によって混合してもよいし、さらに複雑な高次多項式などを用いて混合してもよい。混合に先立って、第５混在比Ｒ５（ｋ）と第６混在比Ｒ６（ｋ）のいずれかまたは両方を平均化してもよい。平均化によって、第４混在比Ｒ４（ｋ）の計算精度、すなわち雑音とクロストークの振幅または電力の近似精度を向上することができる。

混合部９０５の動作は、混合部３０５の入出力信号を図７で示されるように混合部９０５のものに変更することで、混合部３０５の動作と等しいので、詳細な説明は省略する。

〔３．２．推定部８０６の第２の構成〕
図８は、推定部８０６の第２の内部構成を示すブロック図である。推定部８０６は、混合部５０６と信号比推定部５０３に加えて、さらに混合部１１０６と信号比推定部１１０３を備えている。図８の混合部５０６は、図５の混合部５０６において遅延参照信号ｘＲＤ（ｋ）（遅延第２混在信号）の代わりに雑音の遅延推定値ｅ２Ｄ（ｋ）を入力とする構成である。図８の混合部５０６の動作は、図５の混合部５０６の動作と等しいので、詳細な説明は省略する。

混合部１１０６は、音声の遅延推定値ｅ１Ｄ（ｋ）（遅延された強調信号、すなわち第１信号の遅延推定値）と擬似クロストークｎ２（ｋ）（第３信号の推定値）とを適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）を用いて混合して、第２混合信号ｎ４（ｋ）を生成する。混合部１１０６の動作は、混合部５０６の入出力信号を図８で示されるように混合部１１０６のものに変更することで、混合部５０６の動作と等しいので、詳細な説明は省略する。

信号比推定部１１０３は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と第２混合信号ｎ４（ｋ）を受けて、雑音とクロストークの振幅または電力の比を第４混在比Ｒ４（ｋ）として推定する。第４混在比Ｒ４（ｋ）は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と第２混合信号ｎ４（ｋ）の振幅または電力の比としてもよいし、それらの振幅または電力に微小定数を加算してから比を計算してもよい。微小定数の加算は、除算による商の発散を防ぐ効果がある。また、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と第２混合信号ｎ４（ｋ）のいずれかまたは両方を、平均化してから用いてもよい。平均化によって、比の計算精度を向上することができる。

図８に示す推定部８０６の第２の内部構成は、図７に示す推定部８０６の第１の内部構成と等価である。すなわち、図７に示す第１の内部構成は、雑音とクロストークの振幅または電力の比に対して２つの推定値を信号比推定部９０１と９０２で生成し、それらを混合して第４混在比Ｒ４（ｋ）を算出する。図８に示す第２の内部構成は、２種類の推定値、すなわち音声の遅延推定値ｅ１Ｄ（ｋ）と擬似クロストークｎ２（ｋ）を適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）を用いて混合して第２混合信号ｎ４（ｋ）を生成して分母を確定し、分子である雑音の推定値ｅ２（ｋ）と作用させて第４混在比Ｒ４（ｋ）を算出する。これら２種類の構成が可能となったのは、図７に示す第１の内部構成と図８に示す第２の内部構成において、入力端子２０２における雑音とクロストークの振幅または電力の比を推定する際に、同一の分子、すなわち雑音の推定値ｅ２（ｋ）を用いるからである。図８に示す推定部８０６の第２の内部構成は、図７に示す第１の内部構成よりも、構成要素が少なく、単純である。

以上の構成により、本実施形態は、適応フィルタ２０３、８０３の近似する音響インパルス応答が与える遅延の影響を考慮することができ、適切に適応フィルタ２０３、８０３の係数更新を制御して、残留雑音が小さく信号歪が少ない出力信号を短時間で得ることができる。

〔４．他の実施形態〕
以上、本発明の複数の実施形態について詳述したが、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。

また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、上述の実施形態の機能を実現する情報処理プログラム（信号処理プログラム）が、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。そのようなプログラムは、信号処理装置あるいは雑音消去装置を構成するＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などのプロセッサで実行される。さらには、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）サーバも、本発明の範疇に含まれる。

図９は、第１～第３実施形態を信号処理プログラムにより構成する場合に、その信号処理プログラムを実行するコンピュータ１２００の構成図である。コンピュータ１２００は、入力部１２０１と、プロセッサ１２０３と、出力部１２０２と、メモリ１２０４とを含む。

プロセッサ１２０３は、メモリ１２０４に記憶された信号処理プログラムを読み込むことにより、コンピュータ１２００の動作を制御する。プロセッサ１２０３は、例えば、ＤＳＰ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、またはＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ－Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサである。メモリ１２０４は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒy）のうち１つ以上を含む。

図１０は、図９に示すコンピュータのプロセッサによる信号処理の一例を示すフローチャートである。図１０に示す例は、コンピュータ１２００が第１実施形態に係る信号処理装置１００として機能する場合のフローチャートである。

図１０に示すように、信号処理プログラムを実行したプロセッサ１２０３は、ステップＳ１０において、まず、入力部１２０１から、第１信号と第２信号が混在した第１混在信号ｘＰ（ｋ）を入力し、第１信号と相関のある第３信号と第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号ｘＲ（ｋ）を入力する。
プロセッサ１２０３は、ステップＳ１１において、第２混在信号ｘＲ（ｋ）を第１適応フィルタ（適応フィルタ１０３）で処理して第２信号の推定値ｎ１（ｋ）を生成し、ステップＳ１２において、第１混在信号ｘＰ（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）から第１信号の推定値ｅ１（ｋ）を生成する。
プロセッサ１２０３は、ステップＳ１３において、第２混在信号ｘＲ（ｋ）を遅延させて遅延第２混在信号ｘＲＤ（ｋ）を生成する。
プロセッサ１２０３は、ステップＳ１４において、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）と遅延第２混在信号ｘＲＤ（ｋ）と第１適応フィルタ（適応フィルタ１０３）の係数ベクトルｗ１（ｋ）を用いて第１信号と第２信号の振幅または電力の比を第１混在比Ｒ１（ｋ）として推定する。
プロセッサ１２０３は、ステップＳ１５において、第１混在比Ｒ１（ｋ）を用いて第２信号の推定値ｎ１（ｋ）の生成を制御する。これにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、コンピュータ１２００が第２実施形態に係る信号処理装置として機能する場合、プロセッサ１２０３は、ステップＳ１０において、第１混在信号ｘＰ（ｋ）と第２混在信号ｘＲ（ｋ）とを入力し、ステップＳ１１において、第２混在信号ｘＲ（ｋ）を第１適応フィルタ（適応フィルタ２０３）で処理して第２信号の推定値ｎ１（ｋ）を生成する。プロセッサ１２０３は、ステップＳ１２において第１混在信号ｘＰ（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）とから第１信号の推定値ｅ１（ｋ）を生成する。プロセッサ１２０３は、ステップＳ１３において、第２混在信号ｘＲ（ｋ）を遅延させて遅延第２混在信号ｘＲＤ（ｋ）を生成する。プロセッサ１２０３は、ステップＳ１４において、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）と遅延第２混在信号ｘＲＤ（ｋ）と第１混在信号ｘＰ（ｋ）と第１適応フィルタ（適応フィルタ２０３）の係数１４１とを用いて第１混在比Ｒ１（ｋ）を生成する。プロセッサ１２０３は、ステップＳ１５において、第１混在比Ｒ１（ｋ）を用いて第２信号の推定値ｎ１（ｋ）の生成を制御する。

また、コンピュータ１２００が第３実施形態に係る信号処理装置として機能する場合、プロセッサ１２０３は、ステップＳ１４において、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）を遅延させて第１信号の遅延推定値ｅ１Ｄ（ｋ）を、第４信号の推定値ｅ２（ｋ）を遅延させて第４信号の遅延推定値ｅ２Ｄ（ｋ）を生成する。また、プロセッサ１２０３は、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）と第４信号の遅延推定値ｅ２Ｄ（ｋ）と第１適応フィルタ（適応フィルタ２０３）の係数１４１とを用いて第１混在比Ｒ１（ｋ）を生成する。さらに、プロセッサ１２０３は、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）を第２適応フィルタ（適応フィルタ８０３）で処理して第３信号の推定値ｎ２（ｋ）を生成し、第２混在信号ｘＲ（ｋ）から第３信号の推定値ｎ２（ｋ）を減算して第４信号の推定値ｅ２（ｋ）を生成する。また、プロセッサ１２０３は、第１適応フィルタ（適応フィルタ２０３）において参照信号ｘＲ（ｋ）に代えて第４信号の推定値ｅ２（ｋ）を処理し、第４信号の推定値ｅ２（ｋ）と第３信号の推定値ｎ２（ｋ）と第１信号の遅延推定値ｅ１Ｄ（ｋ）と第２適応フィルタ（適応フィルタ８０３）の係数とをさらに用いて、雑音とクロストークの振幅または電力の比を第４混在比Ｒ４（ｋ）としてさらに推定する。プロセッサ１２０３は、ステップＳ１５で、さらに第４混在比Ｒ４（ｋ）を用いて第３信号の推定値ｎ２（ｋ）の生成を制御する。

〔５．その他〕
また、上述した実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。

〔６．効果〕
上述してきたように、第１実施形態に係る信号処理装置１００は、第１入力部１０１（第１入力手段の一例に相当）と、第２入力部１０２（第２入力手段の一例に相当）と、適応フィルタ１０３（第１適応フィルタの一例に相当）と、減算部１０４（第１減算部の一例に相当）と、遅延部１１０と、推定部１０６とを備える。第１入力部１０１は、第１信号と第２信号が混在した第１混在信号ｘＰ（ｋ）を入力する。第２入力部１０２は、第１信号と相関のある第３信号と第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号ｘＲ（ｋ）を入力する。適応フィルタ１０３は、第２混在信号ｘＲ（ｋ）をフィルタ処理して第２信号の推定値ｎ１（ｋ）を生成する。減算部１０４は、第１混在信号ｘＰ（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）とから第１信号の推定値ｅ１（ｋ）を生成する。遅延部１１０は、第２混在信号ｘＲ（ｋ）を適応フィルタ１０３の係数に基づいて遅延させ、遅延第２混在信号ｘＲＤ（ｋ）を生成する。推定部１０６は、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）と遅延第２混在信号ｘＲＤ（ｋ）と適応フィルタ１０３の係数１４１とを用いて、入力端子２０１における第１信号と第２信号の振幅または電力の比を第１混在比Ｒ１（ｋ）として推定する。係数更新制御部１０７は、推定部１０６によって得られた第１混在比Ｒ１（ｋ）の値が大きい場合に、適応フィルタ１０３の係数１４１の更新量を小さくするための制御信号μ１（ｋ）を適応フィルタ１０３に出力する。信号処理装置１００は、制御信号μ１（ｋ）を用いて適応フィルタ１０３を制御する。これにより、信号処理装置１００は、適応フィルタの近似する音響インパルス応答が与える遅延の影響を考慮することができ、適切に適応フィルタの係数更新を制御して、残留雑音が小さく信号歪が少ない出力信号を短時間で得ることができる。

また、第２実施形態に係る信号処理装置は、入力端子２０１（第１入力手段の一例に相当）と、入力端子２０２（第２入力手段の一例に相当）と、適応フィルタ２０３（第１適応フィルタの一例に相当）と、減算部２０４（第１減算部の一例に相当）と、遅延部２１０と、推定部２０６とを備える。入力端子２０１は、音声信号（第１信号の一例に相当）と雑音（第２信号の一例に相当）とが混在した劣化信号ｘＰ（ｋ）（第１混在信号の一例に相当）を入力する。入力端子２０２は、音声信号と相関のある信号（第３信号の一例に相当）と雑音と相関のある信号（第４信号の一例に相当）とが混在した参照信号ｘＲ（ｋ）（第２混在信号の一例に相当）を入力する。適応フィルタ２０３は、参照信号ｘＲ（ｋ）をフィルタ処理して擬似雑音ｎ１（ｋ）（第２信号の推定値の一例に相当）を生成する。減算部１０４は、劣化信号ｘＰ（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）とから音声の推定値ｅ１（ｋ）（第１信号の推定値ｅ１（ｋ）の一例に相当）を生成する。遅延部２１０は、参照信号ｘＲ（ｋ）を適応フィルタ２０３の係数に基づいて遅延させ、遅延参照信号ｘＲＤ（ｋ）を生成する。推定部２０６は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）と遅延参照信号ｘＲＤ（ｋ）と適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）とを用いて、入力端子２０１における音声信号と雑音の振幅または電力の比を第１混在比Ｒ１（ｋ）として推定する。雑音消去装置２００は、第１混在比Ｒ１（ｋ）を用いて適応フィルタ２０３を制御する。これにより、第２実施形態に係る信号処理装置は、適応フィルタの近似する音響インパルス応答が与える遅延の影響を考慮することができ、適切に適応フィルタの係数更新を制御して、残留雑音が小さく信号歪が少ない出力信号を短時間で得ることができる。

また、第３実施形態に係る信号処理装置は、入力端子２０１と、入力端子２０２と、適応フィルタ２０３と、遅延部２１０と、減算部２０４と、減算部８０４（第２減算部の一例に相当）と、適応フィルタ８０３（第２適応フィルタの一例に相当）と、遅延部８１０と、推定部８０６とを備える。適応フィルタ８０３は、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）をフィルタ処理して擬似クロストークｎ２（ｋ）（第３信号の推定値の一例に相当）を生成する。減算部８０４は、参照信号ｘＲ（ｋ）から擬似クロストークｎ２（ｋ）を減算して雑音の推定値ｅ２（ｋ）（第４信号の推定値の一例に相当）を生成する。適応フィルタ２０３は、参照信号ｘＲ（ｋ）に代えて雑音の推定値ｅ２（ｋ）を入力とする。推定部８０６は、推定部２０６の機能に加えて、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と雑音の遅延推定値ｅ２Ｄ（ｋ）と擬似クロストークｎ２（ｋ）と第１信号の遅延推定値ｅ１Ｄ（ｋ）と適応フィルタ８０３の係数とをさらに用いて、入力端子２０２における雑音とクロストークの振幅または電力の比を第４混在比Ｒ４（ｋ）としてさらに推定する。第３実施形態に係る信号処理装置は、第４混在比Ｒ４（ｋ）を用いて適応フィルタ８０３を制御する。これにより、第３実施形態に係る信号処理装置は、適応フィルタの近似する音響インパルス応答が与える遅延の影響を考慮することができ、適切に適応フィルタの係数更新を制御して、残留雑音が小さく信号歪が少ない出力信号を短時間で得ることができる。

以上、本願の実施形態を図面に基づいて詳細に説明したが、これは例示であり、発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。

また、上述してきた「部（ｓｅｃｔｉｏｎ、ｍｏｄｕｌｅ、ｕｎｉｔ）」は、「手段」や「回路」などに読み替えることができる。例えば、減算部は、減算手段や減算回路に読み替えることができる。

（付記１）
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力する第１入力手段と、
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力する第２入力手段と、
前記第２混在信号をフィルタ処理して前記第２信号の推定値を生成する第１適応フィルタ（適応フィルタ１０３、２０３）と、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値とから前記第１信号の推定値を生成する第１減算部（減算部１０４、２０４）と、
前記第１適応フィルタの係数を用いて前記第２混在信号を遅延させて遅延第２混在信号を生成する第１遅延部（遅延部２１０）と、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記遅延第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定する推定部（推定部１０６、２０６、８０６）と、
を備え、
前記第１混在比を用いて前記第１適応フィルタを制御する
信号処理装置。
（付記２）
前記推定部（推定部１０６、２０６）は、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第２混在比として推定する第１信号比推定部（信号比推定部３０１）と、
前記第１信号の推定値と前記遅延第２混在信号とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第３混在比として推定する第２信号比推定部（信号比推定部３０２）と、
前記第２混在比と前記第３混在比を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第１混在比を生成する第１混合部（混合部３０５）と、
を備えた付記１に記載の信号処理装置。
（付記３）
前記第１混合部（混合部３０５）は、
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき、前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を０％に設定する
付記２に記載の信号処理装置。
（付記４）
前記推定部（推定部１０６、２０６）は、
前記遅延第２混在信号と前記第２信号の推定値とを、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して第１混合信号を生成する第２混合部（混合部５０６）と、
前記第１混合信号と前記第１信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を前記第１混在比として推定する第３信号比推定部（信号比推定部５０３）と、
を備えた付記１に記載の信号処理装置。
（付記５）
前記第２混合部（混合部５０６）は、
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混合信号における前記遅延第２混在信号の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき、前記第１混合信号における前記遅延第２混在信号の含有割合を０％に設定する
付記４に記載の信号処理装置。
（付記６）
前記第１信号の推定値をフィルタ処理して前記第３信号の推定値を生成する第２適応フィルタ（適応フィルタ８０３）と、
前記第２混在信号から前記第３信号の推定値を減算して前記第４信号の推定値を生成する第２減算部（減算部８０４）と、
前記第２適応フィルタの係数を用いて前記第１信号の推定値を遅延させて第１信号の遅延推定値を生成する第２遅延部（遅延部８１０）と、をさらに備え、
前記第１適応フィルタは、
前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を入力とし、
前記第１遅延部は、前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を遅延させて第４信号の遅延推定値を生成し、
前記推定部は、
前記遅延第２混在信号に代えて前記第４信号の遅延推定値を入力とし、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値と前記第１信号の遅延推定値と前記第２適応フィルタの係数とをさらに用いて、前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第４混在比としてさらに推定し、
前記第４混在比を用いて前記第２適応フィルタを制御する
付記１に記載の信号処理装置。
（付記７）
前記推定部（推定部８０６）は、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第２混在比として推定する第１信号比推定部（信号比推定部３０１）と、
前記第１信号の推定値と前記第４信号の遅延推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第３混在比として推定する第２信号比推定部（信号比推定部３０２）と、
前記第２混在比と前記第３混在比を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第１混在比を生成する第１混合部（混合部３０５）と、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値とを用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第５混在比として推定する第４信号比推定部（信号比推定部９０１）と、
前記第４信号の推定値と前記第１信号の遅延推定値とを用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第６混在比として推定する第５信号比推定部（信号比推定部９０２）と、
前記第５混在比と前記第６混在比を、前記第２適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第４混在比を生成する第３混合部（混合部９０５）と、
を備えた付記６に記載の信号処理装置。
（付記８）
前記第１混合部（混合部３０５）は、
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を０％に設定し、
前記第３混合部（混合部９０５）は、
前記第２適応フィルタの係数更新開始時に前記第４混在比における前記第６混在比の含有割合を１００％に設定し、前記第２適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第４混在比における前記第６混在比の含有割合を０％に設定する
付記７または８に記載の信号処理装置。
（付記９）
前記推定部（推定部８０６）は、
前記第４信号の遅延推定値と前記第２信号の推定値を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して第１混合信号を生成する第２混合部（混合部５０６）と、
前記第１混合信号と前記第１信号の推定値を用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を前記第１混在比として推定する第３信号比推定部（信号比推定部５０３）と、
前記第１信号の遅延推定値と前記第３信号の推定値を、前記第２適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して第２混合信号を生成する第４混合部（混合部１１０６）と、
前記第２混合信号と前記第４信号の推定値を用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を前記第４混在比として推定する第６信号比推定部（信号比推定部１１０３）と、
を備えた付記６に記載の信号処理装置。
（付記１０）
前記第２混合部（混合部５０６）は、
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混合信号における前記第４信号の遅延推定値の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第１混合信号における前記第４信号の補正推定値の含有割合を０％に設定し、
前記第４混合部（混合部１１０６）は、
前記第２適応フィルタの係数更新開始時に前記第２混合信号における前記第１信号の遅延推定値の含有割合を１００％に設定し、前記第２適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第２混合信号における前記第１信号の補正推定値の含有割合を０％に設定する
付記９に記載の信号処理装置。
（付記１１）
前記係数の時間変化は、
前記係数の２乗総和または絶対値総和の時間変化である
付記３または５または８または１０に記載の信号処理装置。
（付記１２）
前記係数の時間変化は、
前記係数の２乗部分和または絶対値部分和の時間変化である
付記３または５または８または１０に記載の信号処理装置。
（付記１３）
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力し、
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力し、
前記第２混在信号を第１適応フィルタ（適応フィルタ１０３、２０３）で処理して前記第２信号の推定値を生成し、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成し、
前記第１適応フィルタの係数を用いて前記第２混在信号を遅延させて遅延第２混在信号を生成し、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記遅延第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定し、
前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御する
信号処理方法。
（付記１４）
前記第１信号の推定値を第２適応フィルタ（適応フィルタ８０３）で処理して前記第３信号の推定値を生成し、
前記第２混在信号から前記第３信号の推定値を減算して前記第４信号の推定値を生成し、
前記第２適応フィルタの係数を用いて前記第１信号の推定値を遅延させて第１信号の遅延推定値を生成し、
前記第１適応フィルタは前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を処理し、
前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を遅延させて第４信号の遅延推定値を生成し、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値と前記第１信号の遅延推定値と前記第２適応フィルタの係数とをさらに用いて、
前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第４混在比としてさらに推定し、
前記第４混在比を用いて前記第３信号の推定値の生成を制御する
付記１３に記載の信号処理方法。
（付記１５）
コンピュータに、
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力するステップと
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力するステップと、
前記第２混在信号を第１適応フィルタ（適応フィルタ１０３、２０３）で処理して前記第２信号の推定値を生成するステップと、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成するステップと、
前記第１適応フィルタの係数を用いて前記第２混在信号を遅延させて遅延第２混在信号を生成し、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記遅延第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定するステップと、
前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御するステップと
を実行させる信号処理プログラム。
（付記１６）
コンピュータに、
前記第１信号の推定値を第２適応フィルタ（適応フィルタ８０３）で処理して前記第３信号の推定値を生成するステップと、
前記第２混在信号から前記第３信号の推定値を減算して前記第４信号の推定値を生成するステップと、
前記第２適応フィルタの係数を用いて前記第１信号の推定値を遅延させて第１信号の遅延推定値を生成するステップと、
前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を前記第１適応フィルタで処理するステップと、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値と前記第１信号の遅延推定値と前記第２適応フィルタの係数とをさらに用いて、
前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第４混在比としてさらに推定するステップと、
前記第４混在比を用いて前記第３信号の推定値の生成を制御するステップと
を実行させる付記１６に記載の信号処理プログラム。
（付記１７）
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力し、
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力し、
前記第２混在信号を第１適応フィルタ（適応フィルタ１０３、２０３）で処理して前記第２信号の推定値を生成し、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成し、
前記第２混在信号を遅延させて遅延第２混在信号を生成し、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記遅延第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定し、
前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御する
信号処理方法。

１００ 信号処理装置
１０１ 第１入力部
１０２ 第２入力部
１０３、２０３ 適応フィルタ（第１適応フィルタの一例に相当）
１０４、２０４ 減算部（第１減算部の一例に相当）
１０６、２０６、８０６ 推定部
１０７ 係数更新制御部
１４１ 係数
２００、８００ 雑音消去装置（信号処理装置の一例に相当）
２０１ 入力端子（第１入力部の一例に相当）
２０２ 入力端子（第２入力部の一例に相当）
２０５、８０５ 出力端子
３０１ 信号比推定部（第１信号比推定部の一例に相当）
３０２ 信号比推定部（第２信号比推定部の一例に相当）
３０５ 混合部（第１混合部の一例に相当）
３１０ 補正部（第１補正部の一例に相当）
５０６ 混合部（第２混合部の一例に相当）
５０３ 信号比推定部（第３信号比推定部の一例に相当）
７１０ 補正部（第２補正部の一例に相当）
８０３ 適応フィルタ（第２適応フィルタの一例に相当）
８０４ 減算部（第２減算部の一例に相当）
９０１ 信号比推定部（第４信号比推定部の一例に相当）
９０２ 信号比推定部（第５信号比推定部の一例に相当）
９０５ 混合部（第３混合部の一例に相当）
１１０６ 混合部（第４混合部の一例に相当）
１１０３ 信号比推定部（第６信号比推定部の一例に相当）
Ａ 信号源
Ｂ 信号源
ｘＰ（ｋ） 第１混在信号
ｘＲ（ｋ） 第２混在信号
ｘＲＤ（ｋ） 遅延第２混在信号
ｅ１（ｋ） 第１信号の推定値、音声信号の推定値
ｅ２（ｋ） 雑音の推定値（第４信号の推定値の一例に相当）
ｅ１Ｄ（ｋ） 第１信号の遅延推定値、音声信号の遅延推定値
ｅ２Ｄ（ｋ） 雑音の遅延推定値（第４信号の遅延推定値の一例に相当）
ｎ１（ｋ） 第２信号の推定値、擬似雑音（第２信号の推定値の一例に相当）
ｎ２（ｋ） 擬似クロストーク（第３信号の推定値の一例に相当）
ｎ３（ｋ） 混合信号（第１混合信号の一例に相当）
ｎ４（ｋ） 混合信号（第２混合信号の一例に相当）
Ｒ１（ｋ） 第１混在比
Ｒ２（ｋ） 第２混在比
Ｒ３（ｋ） 第３混在比
Ｒ４（ｋ） 第４混在比
Ｒ５（ｋ） 第５混在比
Ｒ６（ｋ） 第６混在比

Claims (17)

1. 第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力する第１入力手段と、
   前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力する第２入力手段と、
   前記第２混在信号をフィルタ処理して前記第２信号の推定値を生成する第１適応フィルタと、
   前記第１混在信号と前記第２信号の推定値とから前記第１信号の推定値を生成する第１減算部と、
   前記第１適応フィルタの係数を用いて前記第２混在信号を遅延させて遅延第２混在信号を生成する第１遅延部と、
   前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記遅延第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定する推定部と、
   を備え、
   前記第１混在比を用いて前記第１適応フィルタを制御する
   信号処理装置。
2. 前記推定部は、
   前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第２混在比として推定する第１信号比推定部と、
   前記第１信号の推定値と前記遅延第２混在信号とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第３混在比として推定する第２信号比推定部と、
   前記第２混在比と前記第３混在比を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第１混在比を生成する第１混合部と、
   を備えた請求項１に記載の信号処理装置。
3. 前記第１混合部は、
   前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき、前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を０％に設定する
   請求項２に記載の信号処理装置。
4. 前記推定部は、
   前記遅延第２混在信号と前記第２信号の推定値とを、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して第１混合信号を生成する第２混合部と、
   前記第１混合信号と前記第１信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を前記第１混在比として推定する第３信号比推定部と、
   を備えた請求項１に記載の信号処理装置。
5. 前記第２混合部は、
   前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混合信号における前記遅延第２混在信号の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき、前記第１混合信号における前記遅延第２混在信号の含有割合を０％に設定する
   請求項４に記載の信号処理装置。
6. 前記第１信号の推定値をフィルタ処理して前記第３信号の推定値を生成する第２適応フィルタと、
   前記第２混在信号から前記第３信号の推定値を減算して前記第４信号の推定値を生成する第２減算部と、
   前記第２適応フィルタの係数を用いて前記第１信号の推定値を遅延させて第１信号の遅延推定値を生成する第２遅延部と、をさらに備え、
   前記第１適応フィルタは、
   前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を入力とし、
   前記第１遅延部は、前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を遅延させて第４信号の遅延推定値を生成し、
   前記推定部は、
   前記遅延第２混在信号に代えて前記第４信号の遅延推定値を入力とし、
   前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値と前記第１信号の遅延推定値と前記第２適応フィルタの係数とをさらに用いて、前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第４混在比としてさらに推定し、
   前記第４混在比を用いて前記第２適応フィルタを制御する
   請求項１に記載の信号処理装置。
7. 前記推定部は、
   前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第２混在比として推定する第１信号比推定部と、
   前記第１信号の推定値と前記第４信号の遅延推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第３混在比として推定する第２信号比推定部と、
   前記第２混在比と前記第３混在比を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第１混在比を生成する第１混合部と、
   前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値とを用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第５混在比として推定する第４信号比推定部と、
   前記第４信号の推定値と前記第１信号の遅延推定値とを用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第６混在比として推定する第５信号比推定部と、
   前記第５混在比と前記第６混在比を、前記第２適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第４混在比を生成する第３混合部と、
   を備えた請求項６に記載の信号処理装置。
8. 前記第１混合部は、
   前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を０％に設定し、
   前記第３混合部は、
   前記第２適応フィルタの係数更新開始時に前記第４混在比における前記第６混在比の含有割合を１００％に設定し、前記第２適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第４混在比における前記第６混在比の含有割合を０％に設定する
   請求項７に記載の信号処理装置。
9. 前記推定部は、
   前記第４信号の遅延推定値と前記第２信号の推定値を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して第１混合信号を生成する第２混合部と、
   前記第１混合信号と前記第１信号の推定値を用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を前記第１混在比として推定する第３信号比推定部と、
   前記第１信号の遅延推定値と前記第３信号の推定値を、前記第２適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して第２混合信号を生成する第４混合部と、
   前記第２混合信号と前記第４信号の推定値を用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を前記第４混在比として推定する第６信号比推定部と、
   を備えた請求項６に記載の信号処理装置。
10. 前記第２混合部は、
    前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混合信号における前記第４信号の遅延推定値の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第１混合信号における前記第４信号の補正推定値の含有割合を０％に設定し、
    前記第４混合部は、
    前記第２適応フィルタの係数更新開始時に前記第２混合信号における前記第１信号の遅延推定値の含有割合を１００％に設定し、前記第２適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第２混合信号における前記第１信号の補正推定値の含有割合を０％に設定する
    請求項９に記載の信号処理装置。
11. 前記係数の時間変化は、
    前記係数の２乗総和または絶対値総和の時間変化である
    請求項３または５または８または１０に記載の信号処理装置。
12. 前記係数の時間変化は、
    前記係数の２乗部分和または絶対値部分和の時間変化である
    請求項３または５または８または１０に記載の信号処理装置。
13. 第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力し、
    前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力し、
    前記第２混在信号を第１適応フィルタで処理して前記第２信号の推定値を生成し、
    前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成し、
    前記第１適応フィルタの係数を用いて前記第２混在信号を遅延させて遅延第２混在信号を生成し、
    前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記遅延第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定し、
    前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御する
    信号処理方法。
14. 前記第１信号の推定値を第２適応フィルタで処理して前記第３信号の推定値を生成し、
    前記第２混在信号から前記第３信号の推定値を減算して前記第４信号の推定値を生成し、
    前記第２適応フィルタの係数を用いて前記第１信号の推定値を遅延させて第１信号の遅延推定値を生成し、
    前記第１適応フィルタは前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を処理し、
    前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を遅延させて第４信号の遅延推定値を生成し、
    前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値と前記第１信号の遅延推定値と前記第２適応フィルタの係数とをさらに用いて、
    前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第４混在比としてさらに推定し、
    前記第４混在比を用いて前記第３信号の推定値の生成を制御する
    請求項１３に記載の信号処理方法。
15. コンピュータに、
    第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力するステップと
    前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力するステップと、
    前記第２混在信号を第１適応フィルタで処理して前記第２信号の推定値を生成するステップと、
    前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成するステップと、
    前記第１適応フィルタの係数を用いて前記第２混在信号を遅延させて遅延第２混在信号を生成し、
    前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記遅延第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定するステップと、
    前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御するステップと
    を実行させる信号処理プログラム。
16. コンピュータに、
    前記第１信号の推定値を第２適応フィルタで処理して前記第３信号の推定値を生成するステップと、
    前記第２混在信号から前記第３信号の推定値を減算して前記第４信号の推定値を生成するステップと、
    前記第２適応フィルタの係数を用いて前記第１信号の推定値を遅延させて第１信号の遅延推定値を生成するステップと、
    前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を前記第１適応フィルタで処理するステップと、
    前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値と前記第１信号の遅延推定値と前記第２適応フィルタの係数とをさらに用いて、
    前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第４混在比としてさらに推定するステップと、
    前記第４混在比を用いて前記第３信号の推定値の生成を制御するステップと
    を実行させる請求項１５に記載の信号処理プログラム。
17. 第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力し、
    前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力し、
    前記第２混在信号を第１適応フィルタで処理して前記第２信号の推定値を生成し、
    前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成し、
    前記第２混在信号を遅延させて遅延第２混在信号を生成し、
    前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記遅延第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定し、
    前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御する
    信号処理方法。

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