JP3457275B2 - 反響消去装置、反響消去方法及び反響消去プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
反響消去装置、反響消去方法及び反響消去プログラムを記録した記録媒体Info
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- JP3457275B2 JP3457275B2 JP2000322395A JP2000322395A JP3457275B2 JP 3457275 B2 JP3457275 B2 JP 3457275B2 JP 2000322395 A JP2000322395 A JP 2000322395A JP 2000322395 A JP2000322395 A JP 2000322395A JP 3457275 B2 JP3457275 B2 JP 3457275B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として拡声通話
系においてハウリングの原因及び聴覚上の障害となる反
響を消去する反響消去装置、反響消去方法及び反響消去
プログラムを記録した記録媒体に関するものである。
系においてハウリングの原因及び聴覚上の障害となる反
響を消去する反響消去装置、反響消去方法及び反響消去
プログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】音声会議の普及に伴い、同時通話性能に
優れ、反響感の少ない拡声通話装置の供給が望まれてい
る。この要求を満たすのものとして、反響消去装置があ
る。図１に従来の反響消去装置のブロック図を示す。受
話信号x(t)を受ける受話信号端１からスピーカ２に至る
受話系と、マイクロホン３から送話出力端４に至る送話
系とからなる拡声通話系において、A/D変換器８により
受話信号x(t)がサンプル値化され、その受話信号x(t)が
擬似反響路（FIRフィルタ）７へ供給され、擬似反響路
７からの擬似反響信号y∧(k)を、A/D変換器５によりサ
ンプル値化された反響信号y(k)から減算器９で差し引き
残差信号e(k)とすることにより反響信号y(k)は消去され
る。
優れ、反響感の少ない拡声通話装置の供給が望まれてい
る。この要求を満たすのものとして、反響消去装置があ
る。図１に従来の反響消去装置のブロック図を示す。受
話信号x(t)を受ける受話信号端１からスピーカ２に至る
受話系と、マイクロホン３から送話出力端４に至る送話
系とからなる拡声通話系において、A/D変換器８により
受話信号x(t)がサンプル値化され、その受話信号x(t)が
擬似反響路（FIRフィルタ）７へ供給され、擬似反響路
７からの擬似反響信号y∧(k)を、A/D変換器５によりサ
ンプル値化された反響信号y(k)から減算器９で差し引き
残差信号e(k)とすることにより反響信号y(k)は消去され
る。
【０００３】ここで擬似反響路７は反響路の経時変動に
追従する必要があり、残差信号e(k)＝y(k)−y∧(k)が０
に近づくように推定回路６によって逐次推定され、擬似
反響路７の修正が行われることによって、常に適切な反
響消去が行われる。この擬似反響路７のインパルス応答
h∧(k)の逐次修正には、例えば学習同定法が用いられ、
推定アルゴリズムは、式（１）を満たすように、更新式
（２）を用いて更新される。 y(k)＝xT(k)h∧(k+1) （１） h∧(k+1)＝h∧(k)+β(k)x(k) （２） ここで、β(k)は以下のように求められる。
追従する必要があり、残差信号e(k)＝y(k)−y∧(k)が０
に近づくように推定回路６によって逐次推定され、擬似
反響路７の修正が行われることによって、常に適切な反
響消去が行われる。この擬似反響路７のインパルス応答
h∧(k)の逐次修正には、例えば学習同定法が用いられ、
推定アルゴリズムは、式（１）を満たすように、更新式
（２）を用いて更新される。 y(k)＝xT(k)h∧(k+1) （１） h∧(k+1)＝h∧(k)+β(k)x(k) （２） ここで、β(k)は以下のように求められる。
【０００４】y(k)＝xT(k)｛h∧(k)＋β(k)x(k)｝
y(k)＝xT(k)h∧(k)＋xT(k)β(k)x(k)
y(k)−xT(k)h∧(k)＝β(k)xT(k)x(k)
ここで、e(k)＝y(k)−xT(k)h∧(k)とおくと、
e(k)＝β(k)xT(k)x(k)
β(k)＝e(k)／xT(k)x(k)
式（２）に代入し、最後にステップサイズαを用いて、
h∧(k+1)＝h∧(k)＋αe(k)x(k)／xT(k)x(k)
ただし、
h∧(k)＝[h1∧(k),h2∧(k),・・・,hN∧(k)]T
x∧(k)＝[x(k),x(k-1),・・・,x(k-L+1)]T
e(k)＝y(k)−xT(k)h∧(k)
(α：ステップサイズ(スカラ量、定数)、Ｌ：タップ
数、Ｔ：ベクトル転置)を用い、擬似反響路７のインパ
ルス応答h∧(k)を真の反響路のインパルス応答h(k)に近
づけてゆく。
数、Ｔ：ベクトル転置)を用い、擬似反響路７のインパ
ルス応答h∧(k)を真の反響路のインパルス応答h(k)に近
づけてゆく。
【０００５】ここで、推定する反響路のインパルス応答
は、図２の残響曲線に示す通り指数減衰しており、それ
をステップサイズに反映させ、収束速度を高速化する指
数重み付けアルゴリズムが提案されている（例えば、特
開平１−２２０５３０号公報）。この手法は、スカラの
ステップサイズの代わりに、ステップサイズ行列Ａを用
いている。Ａは対角行列であり、その要素は[α1,α2,
・・・,αL]である。ここで、αiは、 αi＝α1γi-1 （３） （γ：指数減衰係数） で表される。これにより図３に示す通り、収束速度が改
善される。図３において、「ES(Exponential Weighted
Step Size) method」は指数重み付けアルゴリズム、「N
LMS(Normalize Least Mean Square)」は学習同定法、を
それぞれ示す。
は、図２の残響曲線に示す通り指数減衰しており、それ
をステップサイズに反映させ、収束速度を高速化する指
数重み付けアルゴリズムが提案されている（例えば、特
開平１−２２０５３０号公報）。この手法は、スカラの
ステップサイズの代わりに、ステップサイズ行列Ａを用
いている。Ａは対角行列であり、その要素は[α1,α2,
・・・,αL]である。ここで、αiは、 αi＝α1γi-1 （３） （γ：指数減衰係数） で表される。これにより図３に示す通り、収束速度が改
善される。図３において、「ES(Exponential Weighted
Step Size) method」は指数重み付けアルゴリズム、「N
LMS(Normalize Least Mean Square)」は学習同定法、を
それぞれ示す。
【０００６】ステップサイズ行列Ａを用いた推定アルゴ
リズムは、式（４）を満たすように、更新式（５）を用
いて更新される。 y(k)＝xT(k)h∧(k+1) （４） h∧(k+1)＝h∧(k)＋β(k)Ax(k) （５） ここで、β(k)は以下のように求められる。 y(k)＝xT(k)｛h∧(k)＋β(k)Ax(k)｝ y(k)＝xT(k)h∧(k)＋xT(k)β(k)Ax(k) y(k)−xT(k)h∧(k)＝β(k)xT(k)Ax(k) e(k)＝β(k)xT(k)Ax(k) β(k)＝e(k)／xT(k)Ax(k) 式（５）に代入し、ステップサイズ行列を導入し、擬似
反響路のインパルス応答は以下の式で求めることができ
る。 h∧(k+1)＝h∧(k)＋αe(k)Ax(k)／xT(k)Ax(k)
リズムは、式（４）を満たすように、更新式（５）を用
いて更新される。 y(k)＝xT(k)h∧(k+1) （４） h∧(k+1)＝h∧(k)＋β(k)Ax(k) （５） ここで、β(k)は以下のように求められる。 y(k)＝xT(k)｛h∧(k)＋β(k)Ax(k)｝ y(k)＝xT(k)h∧(k)＋xT(k)β(k)Ax(k) y(k)−xT(k)h∧(k)＝β(k)xT(k)Ax(k) e(k)＝β(k)xT(k)Ax(k) β(k)＝e(k)／xT(k)Ax(k) 式（５）に代入し、ステップサイズ行列を導入し、擬似
反響路のインパルス応答は以下の式で求めることができ
る。 h∧(k+1)＝h∧(k)＋αe(k)Ax(k)／xT(k)Ax(k)
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の反響消去装置の
反響路のインパルス応答を模擬したステップサイズ行列
は標準的な部屋に設定されていることが普通である。し
かしながら、反響路のインパルス応答は部屋によって異
なる。図４は、異なる二つの部屋（roomAとroomB）のイ
ンパルス応答の残響曲線を示したものである。これらの
インパルス応答指数減衰量は異なり、従来の反響消去装
置では必ずしも十分な精度で、かつ高速にインパルス応
答を推定できず反響を十分な性能で消去できないという
問題があった。
反響路のインパルス応答を模擬したステップサイズ行列
は標準的な部屋に設定されていることが普通である。し
かしながら、反響路のインパルス応答は部屋によって異
なる。図４は、異なる二つの部屋（roomAとroomB）のイ
ンパルス応答の残響曲線を示したものである。これらの
インパルス応答指数減衰量は異なり、従来の反響消去装
置では必ずしも十分な精度で、かつ高速にインパルス応
答を推定できず反響を十分な性能で消去できないという
問題があった。
【０００８】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
もので、収束後の反響路のインパルス応答係数を用い
て、ステップサイズ行列を最適な値に設定し、収束速度
をさらに高速化することを目的とする。
もので、収束後の反響路のインパルス応答係数を用い
て、ステップサイズ行列を最適な値に設定し、収束速度
をさらに高速化することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、反響信号を
擬似反響信号で消去できたときには、擬似反響路のイン
パルス応答が、反響路のインパルス応答に等しい、もし
くは非常に似ていることに着目し、そのときの擬似反響
路のインパルス応答の係数から反響路のインパルス応答
に最適な、ステップサイズ行列の指数減衰係数γを推定
することを特徴とする。この発明は上記のように反響路
のインパルス応答に最適なステップサイズ行列の指数減
衰係数が設定できることにより、収束特性のよい反響消
去装置が得られる。
擬似反響信号で消去できたときには、擬似反響路のイン
パルス応答が、反響路のインパルス応答に等しい、もし
くは非常に似ていることに着目し、そのときの擬似反響
路のインパルス応答の係数から反響路のインパルス応答
に最適な、ステップサイズ行列の指数減衰係数γを推定
することを特徴とする。この発明は上記のように反響路
のインパルス応答に最適なステップサイズ行列の指数減
衰係数が設定できることにより、収束特性のよい反響消
去装置が得られる。
【００１０】請求項１の発明は、反響路への送出信号と
前記送出信号の反響路を経由した後の反響信号とから、
推定アルゴリズムにより反響路のインパルス応答を逐次
的に推定して擬似反響路を生成し、前記送出信号を前記
擬似反響路の入力とすることにより得られる擬似反響信
号を前記反響信号から差し引くことにより前記反響信号
を消去する反響消去装置において、前記推定アルゴリズ
ムにおけるステップサイズを前記擬似反響路のインパル
ス応答の各係数毎に設定するための音場のインパルス応
答の指数減衰特性で重みづけられたステップサイズ行列
を記憶するステップサイズ行列記憶回路を有し、前記反
響信号からの擬似音響信号を差し引いた残差信号に基づ
き、前記反響信号を良好に消去できているか否か判定を
行う収束判定回路を有し、反響信号を良好に消去できて
いる判定により前記推定アルゴリズムから求まった擬似
反響路の係数から減衰係数を演算し前記ステップサイズ
行列に反映させる減衰係数演算回路を有することを特徴
とする。
前記送出信号の反響路を経由した後の反響信号とから、
推定アルゴリズムにより反響路のインパルス応答を逐次
的に推定して擬似反響路を生成し、前記送出信号を前記
擬似反響路の入力とすることにより得られる擬似反響信
号を前記反響信号から差し引くことにより前記反響信号
を消去する反響消去装置において、前記推定アルゴリズ
ムにおけるステップサイズを前記擬似反響路のインパル
ス応答の各係数毎に設定するための音場のインパルス応
答の指数減衰特性で重みづけられたステップサイズ行列
を記憶するステップサイズ行列記憶回路を有し、前記反
響信号からの擬似音響信号を差し引いた残差信号に基づ
き、前記反響信号を良好に消去できているか否か判定を
行う収束判定回路を有し、反響信号を良好に消去できて
いる判定により前記推定アルゴリズムから求まった擬似
反響路の係数から減衰係数を演算し前記ステップサイズ
行列に反映させる減衰係数演算回路を有することを特徴
とする。
【００１１】請求項２の発明は、請求項１に記載の反響
消去装置において、推定アルゴリズムが学習同定法、Ｌ
ＭＳ法、アフィン射影法、もしくはＲＬＳ法のいずれか
であることを特徴とする。請求項３の発明は、反響路へ
の送出信号と前記送出信号の反響路を経由した後の反響
信号とから、推定アルゴリズムにより反響路のインパル
ス応答を逐次的に推定して擬似反響路を生成し、前記送
出信号を前記擬似反響路の入力とすることにより得られ
る擬似反響信号を前記反響信号から差し引くことにより
前記反響信号を消去する反響消去方法において、前記推
定アルゴリズムにおけるステップサイズを前記擬似反響
路のインパルス応答の各係数毎に設定するための音場の
インパルス応答の指数減衰特性で重みづけられたステッ
プサイズ行列を記憶し、前記反響信号から擬似音響信号
を差し引いた残差信号に基づいて、前記反響信号を良好
に消去できているか否か判定し、反響信号を良好に消去
できている判定により前記推定アルゴリズムから求まっ
た擬似反響路の係数から減衰係数を演算し前記ステップ
サイズ行列に反映させることを特徴とする。
消去装置において、推定アルゴリズムが学習同定法、Ｌ
ＭＳ法、アフィン射影法、もしくはＲＬＳ法のいずれか
であることを特徴とする。請求項３の発明は、反響路へ
の送出信号と前記送出信号の反響路を経由した後の反響
信号とから、推定アルゴリズムにより反響路のインパル
ス応答を逐次的に推定して擬似反響路を生成し、前記送
出信号を前記擬似反響路の入力とすることにより得られ
る擬似反響信号を前記反響信号から差し引くことにより
前記反響信号を消去する反響消去方法において、前記推
定アルゴリズムにおけるステップサイズを前記擬似反響
路のインパルス応答の各係数毎に設定するための音場の
インパルス応答の指数減衰特性で重みづけられたステッ
プサイズ行列を記憶し、前記反響信号から擬似音響信号
を差し引いた残差信号に基づいて、前記反響信号を良好
に消去できているか否か判定し、反響信号を良好に消去
できている判定により前記推定アルゴリズムから求まっ
た擬似反響路の係数から減衰係数を演算し前記ステップ
サイズ行列に反映させることを特徴とする。
【００１２】請求項４の発明は、請求項３に記載の反響
消去方法において、推定アルゴリズムが学習同定法、Ｌ
ＭＳ法、アフィン射影法、もしくはＲＬＳ法のいずれか
であることを特徴とする。請求項５の発明は、反響路へ
の送出信号と前記送出信号の反響路を経由した後の反響
信号とから、推定アルゴリズムにより反響路のインパル
ス応答を逐次的に推定して擬似反響路を生成する処理
と、前記送出信号を前記擬似反響路の入力とすることに
より得られる擬似反響信号を前記反響信号から差し引く
ことにより前記反響信号を消去する処理をコンピュータ
に実行させる反響消去プログラムを記録した記録媒体に
おいて、前記推定アルゴリズムにおけるステップサイズ
を前記擬似反響路のインパルス応答の各係数毎に設定す
るための音場のインパルス応答の指数減衰特性で重みづ
けられたステップサイズ行列を記憶する処理と、前記反
響信号からの擬似音響信号を差し引いた残差信号に基づ
いて、前記反響信号を良好に消去できているか否か判定
を行う処理と、反響信号を良好に消去できている判定に
より前記推定アルゴリズムから求まった擬似反響路の係
数から減衰係数を演算し前記ステップサイズ行列に反映
させる処理を有することを特徴とする。
消去方法において、推定アルゴリズムが学習同定法、Ｌ
ＭＳ法、アフィン射影法、もしくはＲＬＳ法のいずれか
であることを特徴とする。請求項５の発明は、反響路へ
の送出信号と前記送出信号の反響路を経由した後の反響
信号とから、推定アルゴリズムにより反響路のインパル
ス応答を逐次的に推定して擬似反響路を生成する処理
と、前記送出信号を前記擬似反響路の入力とすることに
より得られる擬似反響信号を前記反響信号から差し引く
ことにより前記反響信号を消去する処理をコンピュータ
に実行させる反響消去プログラムを記録した記録媒体に
おいて、前記推定アルゴリズムにおけるステップサイズ
を前記擬似反響路のインパルス応答の各係数毎に設定す
るための音場のインパルス応答の指数減衰特性で重みづ
けられたステップサイズ行列を記憶する処理と、前記反
響信号からの擬似音響信号を差し引いた残差信号に基づ
いて、前記反響信号を良好に消去できているか否か判定
を行う処理と、反響信号を良好に消去できている判定に
より前記推定アルゴリズムから求まった擬似反響路の係
数から減衰係数を演算し前記ステップサイズ行列に反映
させる処理を有することを特徴とする。
【００１３】請求項６の発明は、請求項５に記載の反響
消去プログラムを記録した記録媒体において、推定アル
ゴリズムが学習同定法、ＬＭＳ法、アフィン射影法、も
しくはＲＬＳ法のいずれかであることを特徴とする。
消去プログラムを記録した記録媒体において、推定アル
ゴリズムが学習同定法、ＬＭＳ法、アフィン射影法、も
しくはＲＬＳ法のいずれかであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】図５は、この発明の実施例を示し
たもので、図１における推定回路６と対応する部分の構
成を示す。11で示す収束判定回路は、残差信号e(k)を観
測して十分に小さくなった（設定した閾値より小さくな
った）、或いは、受話信号x(k)および残差信号e(k)を観
測し、受話信号x(k)が十分に大きく、残留信号e(k)が十
分小さくなった、すなわち、反響信号を良好に消去でき
ているかどうか（適応フィルタが収束したか否か）の判
定を行う。適応フィルタが収束したとの判断基準の一例
として、受信信号x(k)のパワーに対する残差信号e(k)の
パワーの比がある閾値よりも小さくなった場合、すなわ
ちエコーが適応フィルタによって良好に消去されている
と考えられるときに、エコー消去ができているという情
報（信号）を12に示す減衰係数演算回路に伝える。エコ
ー消去ができているという信号により減衰係数演算回路
は推定回路から推定した擬似反響路の係数h∧の情報を
受取り、それを反映させてステップサイズ行列Ａを算出
し、前記算出されたステップサイズ行列を推定回路に伝
える。推定回路は、前記算出されたステップサイズ行列
を用いインパルス応答の推定を行うことにより、高速な
インパルス応答の推定が可能になる。
たもので、図１における推定回路６と対応する部分の構
成を示す。11で示す収束判定回路は、残差信号e(k)を観
測して十分に小さくなった（設定した閾値より小さくな
った）、或いは、受話信号x(k)および残差信号e(k)を観
測し、受話信号x(k)が十分に大きく、残留信号e(k)が十
分小さくなった、すなわち、反響信号を良好に消去でき
ているかどうか（適応フィルタが収束したか否か）の判
定を行う。適応フィルタが収束したとの判断基準の一例
として、受信信号x(k)のパワーに対する残差信号e(k)の
パワーの比がある閾値よりも小さくなった場合、すなわ
ちエコーが適応フィルタによって良好に消去されている
と考えられるときに、エコー消去ができているという情
報（信号）を12に示す減衰係数演算回路に伝える。エコ
ー消去ができているという信号により減衰係数演算回路
は推定回路から推定した擬似反響路の係数h∧の情報を
受取り、それを反映させてステップサイズ行列Ａを算出
し、前記算出されたステップサイズ行列を推定回路に伝
える。推定回路は、前記算出されたステップサイズ行列
を用いインパルス応答の推定を行うことにより、高速な
インパルス応答の推定が可能になる。
【００１５】図５の減衰係数演算回路12において、ステ
ップサイズ行列Ａは、推定された反響路のインパルス応
答（適応フィルタ係数）を用いて、残響時間を求め、上
式（３）から各ステップサイズ行列の要素を求める。ス
テップサイズ行列の各要素を求めるための指数減衰係数
γは、例えば以下のように求められる。ここでは、３つ
の観測点から残響時間を求める例を示す。適応フィルタ
長をＬとした場合、３つの観測点（L/4,L/2,3L/4）での
減衰量を以下のように求める。
ップサイズ行列Ａは、推定された反響路のインパルス応
答（適応フィルタ係数）を用いて、残響時間を求め、上
式（３）から各ステップサイズ行列の要素を求める。ス
テップサイズ行列の各要素を求めるための指数減衰係数
γは、例えば以下のように求められる。ここでは、３つ
の観測点から残響時間を求める例を示す。適応フィルタ
長をＬとした場合、３つの観測点（L/4,L/2,3L/4）での
減衰量を以下のように求める。
【００１６】
【数１】
【００１７】求められたＲ1,Ｒ2,Ｒ3から傾きを求め、
一タップ辺りの残響曲線の平均の傾き△ｇを算出する。 △ｇ＝２｛(R3−R2)+(R2−R1)｝／Ｌ 残響時間（音のエネルギーが最初の定常状態から60dB減
衰するまでの時間）Ｒtは、以下の式で算出できる。 Ｒt＝｛(−60−R2)／△g + L／2｝／fs ここで、fsはサンプリング周波数である。この求められ
たＲtから（３）式の指数減衰係数γは、以下の式で与
えられる。
一タップ辺りの残響曲線の平均の傾き△ｇを算出する。 △ｇ＝２｛(R3−R2)+(R2−R1)｝／Ｌ 残響時間（音のエネルギーが最初の定常状態から60dB減
衰するまでの時間）Ｒtは、以下の式で算出できる。 Ｒt＝｛(−60−R2)／△g + L／2｝／fs ここで、fsはサンプリング周波数である。この求められ
たＲtから（３）式の指数減衰係数γは、以下の式で与
えられる。
【００１８】γ＝exp（−μ）
ただし、μ（減衰特性を表す指数）は以下により求めら
れる。 10log10exp(−μＲt)2＝−60 log10exp(−μＲt)＝−３ exp(−μＲt)＝10-3 −μＲt＝loge10-3 μ＝loge10-3／Ｒt よって、（３）式におけるγは、以下の式で求めること
ができる。 γ＝exp(−3 loge10／Ｒt)
れる。 10log10exp(−μＲt)2＝−60 log10exp(−μＲt)＝−３ exp(−μＲt)＝10-3 −μＲt＝loge10-3 μ＝loge10-3／Ｒt よって、（３）式におけるγは、以下の式で求めること
ができる。 γ＝exp(−3 loge10／Ｒt)
【００１９】図６はこの発明によるシュミレーション結
果を示したもので、適応フィルタが収束した後に、反響
路のインパルス応答が変化したときに最も速く収束して
いるのが分かる。図６を参照すると、学習の初期（エコ
ー経路変化以前）においては従来のES法と同じ収束速度
を示すが、エコーを十分低減できている、と考えられて
いる閾値（例えばエコー低減量が25dB以上等）以下の場
合に推定されたインパルス応答から減衰量を求めてステ
ップサイズに反映させている。エコー経路が変化した後
にはこのステップサイズがインパルス応答推定に用いら
れるため、収束速度が従来のES法よりも高速になってい
る。
果を示したもので、適応フィルタが収束した後に、反響
路のインパルス応答が変化したときに最も速く収束して
いるのが分かる。図６を参照すると、学習の初期（エコ
ー経路変化以前）においては従来のES法と同じ収束速度
を示すが、エコーを十分低減できている、と考えられて
いる閾値（例えばエコー低減量が25dB以上等）以下の場
合に推定されたインパルス応答から減衰量を求めてステ
ップサイズに反映させている。エコー経路が変化した後
にはこのステップサイズがインパルス応答推定に用いら
れるため、収束速度が従来のES法よりも高速になってい
る。
【００２０】本発明に用いられる推定アルゴリズムとし
ては学習同定法の他にLMS(Least Mean Square)法、アフ
ィン射影法、RLS(Recursive Least Square)法も用いる
ことができる。なお、本発明の反響消去装置はＣＰＵや
メモリ等を有するコンピュータとアクセス主体となるユ
ーザ端末と記録媒体とから構成され、記録媒体はCD-RO
M、磁気ディスク、半導体メモリ等の機械読み取り可能
な記録媒体であり、ここに記録された反響消去プログラ
ムはコンピュータに読み取られコンピュータの動作を制
御し、コンピュータ上に前述した構成要素を実現する。
ては学習同定法の他にLMS(Least Mean Square)法、アフ
ィン射影法、RLS(Recursive Least Square)法も用いる
ことができる。なお、本発明の反響消去装置はＣＰＵや
メモリ等を有するコンピュータとアクセス主体となるユ
ーザ端末と記録媒体とから構成され、記録媒体はCD-RO
M、磁気ディスク、半導体メモリ等の機械読み取り可能
な記録媒体であり、ここに記録された反響消去プログラ
ムはコンピュータに読み取られコンピュータの動作を制
御し、コンピュータ上に前述した構成要素を実現する。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、反響消去装置の指数重み付け
アルゴリズムを適応的に更新することにより、反響路の
インパルス応答が変化したときに、収束速度の高速化が
可能となる。この場合、初期トレーニングによって残響
時間を推定する必要はない。
アルゴリズムを適応的に更新することにより、反響路の
インパルス応答が変化したときに、収束速度の高速化が
可能となる。この場合、初期トレーニングによって残響
時間を推定する必要はない。
【図１】従来の反響消去装置のブロック図。
【図２】反響路のインパルス応答の時間−エネルギー関
係（残響曲線）を示す図。
係（残響曲線）を示す図。
【図３】指数重み付けアルゴリズム（ES method)と学習
同定法(NLMS)の計算機シュミレーション結果を示す図。
同定法(NLMS)の計算機シュミレーション結果を示す図。
【図４】異なる二つの部屋の反響路のインパルス応答の
時間−エネルギー関係（残響曲線）を示す図。
時間−エネルギー関係（残響曲線）を示す図。
【図５】本発明の図１における推定回路６に対応する部
分の構成図。
分の構成図。
【図６】本発明によるアルゴリズムと指数重み付けアル
ゴリズム(ES method)、学習同定法(NLMS)の計算機シュ
ミレーション結果を示す図。
ゴリズム(ES method)、学習同定法(NLMS)の計算機シュ
ミレーション結果を示す図。
１ 受話入力端
２ スピーカ
３ マイクホン
４ 送話出力端
５、８、10 Ａ／Ｄ変換器
６ 推定回路
７ 擬似反響路
９ 減算器
11 収束判定回路
12 減衰係数演算回路
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−281625（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−164238（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−341189（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−220530（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−129989（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−226699（ＪＰ，Ａ)
Ｓｈｏｊｉ ＭＡＫＩＮＯ ａｎｄ
Ｙｕｔａｋａ ＫＡＮＥＤＡ，ＡＣＯＵ
ＳＴＩＣ ＥＣＨＯ ＣＡＮＣＥＬＬＥ
Ｒ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ ＢＡＳＥＤ
ＯＮ ＴＨＥ ＶＡＲＩＡＴＩＯＮ Ｃ
ＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣＳ ＯＦ
Ａ ＲＯＯＭ ＩＭＰＵＬＳＥ ＲＥＳ
ＰＯＮＳ，1990 Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ
Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，Ｓｐｅｅｃｈ，ａ
ｎｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉ
ｎｇ（ＩＣＡＳＳＰ−90），1990年，ｐ
ｐ．1133 −1136
Ｓｈｏｊｉ ＭＡＫＩＮＯ ａｎｄ
Ｙｕｔａｋａ ＫＡＮＥＤＡ，“Ｅｘｐ
ｏｎｅｎｔｉａｌｌｙ Ｗｅｉｇｈｔｅ
ｄ Ｓｔｅｐ−Ｓｉｚｅ Ｐｒｏｊｅｃ
ｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ
Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｅｃｈｏ Ｃａｎ
ｃｅｌｌｅｒｓ”，ＩＥＩＣＥ Ｔｒａ
ｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｆｕｎｄａ
ｍｅｎｔａｌｓ，1992年，Ｖｏｌ．Ｅ75
−Ａ，Ｎｏ．11，ｐｐ．1500−1508
Ｓｈｏｊｉ ＭＡＫＩＮＯ，Ｙｕｔａ
ｋａ ＫＡＮＥＤＡ ａｎｄ Ｎｏｂｕ
ｏ ＫＯＩＺＵＭＩ，Ｅｘｐｏｎｅｎｔ
ｉａｌｌｙ Ｗｅｉｇｈｔｅｄ Ｓｔｅ
ｐｓｉｚｅ ＮＬＭＳ Ａｄａｐｔｉｖ
ｅ Ｆｉｌｔｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ
ｔｈｅ Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｏｆ
ａ Ｒｏｏｍ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓ
ｐｏ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏ
ｎｓ ｏｎ Ｓｐｅｅｃｈ ａｎｄ Ａ
ｕｄｉｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，1993
年，Ｖｏｌ．１，Ｎｏ．１，ｐｐ．101
−108
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04B 1/76
H04B 3/00
H04B 7/00
H04M 1/00
H04R 3/00
ＩＮＳＰＥＣ（ＤＩＡＬＯＧ)
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (6)
- 【請求項１】反響路への送出信号と前記送出信号の反響
路を経由した後の反響信号とから、推定アルゴリズムに
より反響路のインパルス応答を逐次的に推定して擬似反
響路を生成し、前記送出信号を前記擬似反響路の入力と
することにより得られる擬似反響信号を前記反響信号か
ら差し引くことにより前記反響信号を消去する反響消去
装置において、 前記推定アルゴリズムにおけるステップサイズを前記擬
似反響路のインパルス応答の各係数毎に設定するための
音場のインパルス応答の指数減衰特性で重みづけられた
ステップサイズ行列を記憶するステップサイズ行列記憶
回路を有し、 前記反響信号からの擬似音響信号を差し引いた残差信号
に基づいて、前記反響信号を良好に消去できているか否
かの判定を行う収束判定回路を有し、 反響信号を良好に消去できている判定により前記推定ア
ルゴリズムから求まった擬似反響路の係数から減衰係数
を演算し前記ステップサイズ行列に反映させる減衰係数
演算回路を有することを特徴とする反響消去装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の反響消去装置において、 前記推定アルゴリズムが学習同定法、ＬＭＳ法、アフィ
ン射影法、もしくはＲＬＳ法のいずれかであることを特
徴とする反響消去装置。 - 【請求項３】反響路への送出信号と前記送出信号の反響
路を経由した後の反響信号とから、推定アルゴリズムに
より反響路のインパルス応答を逐次的に推定して擬似反
響路を生成し、前記送出信号を前記擬似反響路の入力と
することにより得られる擬似反響信号を前記反響信号か
ら差し引くことにより前記反響信号を消去する反響消去
方法において、 前記推定アルゴリズムにおけるステップサイズを前記擬
似反響路のインパルス応答の各係数毎に設定するため音
場のインパルス応答の指数減衰特性で重みづけられたス
テップサイズ行列を記憶し、 前記反響信号から擬似音響信号を差し引いた残差信号に
基づいて、前記反響信号を良好に消去できているか否か
判定し、 反響信号を良好に消去できている判定により前記推定ア
ルゴリズムから求まった擬似反響路の係数から減衰係数
を演算し前記ステップサイズ行列に反映させることを特
徴とする反響消去方法。 - 【請求項４】請求項３に記載の反響消去方法において、 前記推定アルゴリズムが学習同定法、ＬＭＳ法、アフィ
ン射影法、もしくはＲＬＳ法のいずれかであることを特
徴とする反響消去方法。 - 【請求項５】反響路への送出信号と前記送出信号の反響
路を経由した後の反響信号とから、推定アルゴリズムに
より反響路のインパルス応答を逐次的に推定して擬似反
響路を生成する処理と、前記送出信号を前記擬似反響路
の入力とすることにより得られる擬似反響信号を前記反
響信号から差し引くことにより前記反響信号を消去する
処理をコンピュータに実行させる反響消去プログラムを
記録した記録媒体において、 前記推定アルゴリズムにおけるステップサイズを前記擬
似反響路のインパルス応答の各係数毎に設定するための
音場のインパルス応答の指数減衰特性で重みづけられた
ステップサイズ行列を記憶する処理と、 前記反響信号からの擬似音響信号を差し引いた残差信号
に基づいて、前記反響信号を良好に消去できているか否
か判定を行う処理と、 反響信号を良好に消去できている判定により前記推定ア
ルゴリズムから求まった擬似反響路の係数から減衰係数
を演算し前記ステップサイズ行列に反映させる処理をコ
ンピュータに実行させる反響消去プログラムを記録した
記録媒体。 - 【請求項６】請求項５に記載の反響消去プログラムを記
録した記録媒体において、 推定アルゴリズムが学習同定法、ＬＭＳ法、アフィン射
影法、もしくはＲＬＳ法のいずれかであることを特徴と
する反響消去プログラムを記録した記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000322395A JP3457275B2 (ja) | 2000-10-23 | 2000-10-23 | 反響消去装置、反響消去方法及び反響消去プログラムを記録した記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000322395A JP3457275B2 (ja) | 2000-10-23 | 2000-10-23 | 反響消去装置、反響消去方法及び反響消去プログラムを記録した記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002135170A JP2002135170A (ja) | 2002-05-10 |
| JP3457275B2 true JP3457275B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=18800283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000322395A Expired - Fee Related JP3457275B2 (ja) | 2000-10-23 | 2000-10-23 | 反響消去装置、反響消去方法及び反響消去プログラムを記録した記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3457275B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4579518B2 (ja) * | 2003-09-05 | 2010-11-10 | 日本無線株式会社 | 遅延波キャンセラ |
-
2000
- 2000-10-23 JP JP2000322395A patent/JP3457275B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Ｓｈｏｊｉ ＭＡＫＩＮＯ ａｎｄ Ｙｕｔａｋａ ＫＡＮＥＤＡ，"Ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｌｙ Ｗｅｉｇｈｔｅｄ Ｓｔｅｐ−Ｓｉｚｅ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｅｃｈｏ Ｃａｎｃｅｌｌｅｒｓ"，ＩＥＩＣＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ，１９９２年，Ｖｏｌ．Ｅ７５−Ａ，Ｎｏ．１１，ｐｐ．１５００−１５０８ |
| Ｓｈｏｊｉ ＭＡＫＩＮＯ ａｎｄ Ｙｕｔａｋａ ＫＡＮＥＤＡ，ＡＣＯＵＳＴＩＣ ＥＣＨＯ ＣＡＮＣＥＬＬＥＲ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＴＨＥ ＶＡＲＩＡＴＩＯＮ ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣＳ ＯＦ Ａ ＲＯＯＭ ＩＭＰＵＬＳＥ ＲＥＳＰＯＮＳ，１９９０ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，Ｓｐｅｅｃｈ，ａｎｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＩＣＡＳＳＰ−９０），１９９０年，ｐｐ．１１３３ −１１３６ |
| Ｓｈｏｊｉ ＭＡＫＩＮＯ，Ｙｕｔａｋａ ＫＡＮＥＤＡ ａｎｄ Ｎｏｂｕｏ ＫＯＩＺＵＭＩ，Ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｌｙ Ｗｅｉｇｈｔｅｄ Ｓｔｅｐｓｉｚｅ ＮＬＭＳ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｆｉｌｔｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａ Ｒｏｏｍ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｓｐｅｅｃｈ ａｎｄ Ａｕｄｉｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，１９９３年，Ｖｏｌ．１，Ｎｏ．１，ｐｐ．１０１−１０８ |
Also Published As
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| JP2002135170A (ja) | 2002-05-10 |
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