JP3920795B2 - 反響消去装置、方法、及び反響消去プログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相手話者からの受話再生音声を送話音声と重畳して収音することによって生じる音響エコー（受話再生音声）を除去するために、模擬誤差信号に基づいて擬似反響路を適応的に推定し、擬似反響路に基づく擬似反響を収音信号から除去して送話音声とする反響消去装置、方法、及び反響消去プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スピーカ１からマイクロホン２へ回り込む反響を消去する反響消去装置は、図１のように接続される。
従来、装置内では、スピーカとマイクロホン間の反響路のインパルス応答hを推定し、推定したインパルス応答h'と再生信号xの畳み込み演算h'＊xにより模擬反響信号y'を生成し、実際の反響信号yから減算することで、反響消去信号eを得る。しかし、推定したインパルス応答と再生信号の畳み込み演算には、多くの演算量を必要とし、実装上の問題となっている。近年、この問題を解決するために、再生信号や反響信号を一旦線形変換し、反響路のインパルス応答の線形変換に対応したパラメータを推定し、畳み込みの代わりに乗算処理を用いたり（非特許文献１ 参照）、あるいはより小さい畳み込み演算に分割したりする（特許文献１ 参照）などをして、演算量を削減する方法が提案されている。線形変換の例としては、（高速）離散フーリエ変換、（高速）離散コサイン変換、（高速）ハートレー変換などがある。
図１で音響信号再生手段としてスピーカを挙げているが、音響信号再生手段としては、再生前段の増幅器やバッファも含む。また、同様に音響信号収音手段は、マイクロホンの後段の増幅器やバッファも含む。
【０００３】
【非特許文献１】
Simon Haykin著「適応フィルタ理論 科学技術出版、2001年１月10日 p.500-541
【特許文献１】
特開平９−１１６４７２号公報（図６）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で挙げた非特許文献１に記載されている２つの構成を図２、図３に示す。図２の構成は拘束付の構成と呼ばれ、図３の構成は拘束の無い構成と呼ばれている。
図２、図３の構成は、ともに以下の手段を含んでいる。つまり、音響信号再生手段１へと出力される再生信号を入力し一定時間蓄積し再生信号列を得る再生信号入力手段101と、前記音響信号再生手段１と同一空間に存在する音響信号収音手段２から収音信号を入力し一定時間蓄積し収音信号列を得る収音信号入力手段102と、前記再生信号列を線形変換し再生信号変換列を得る再生信号変換手段103と、前記再生信号変換列を入力し前記音響信号再生手段１から前記音響信号収音手段２へと回り込む反響信号の線形変換列を模擬する模擬反響信号変換列を生成する模擬反響生成手段（変換領域反響模擬フィルタ）104と、前記模擬反響信号変換列と前記収音信号列とを入力し模擬反響信号変換列の模擬誤差を出力する模擬誤差出力手段105と、前記再生信号変換列と前記模擬誤差を入力し前記模擬反響生成手段（変換領域反響模擬フィルタ）104の変換領域反響模擬フィルタ係数の更新列（変換領域反響模擬フィルタ係数の配列の線形（周波数）変換に相当する配列）を生成する変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段106を含む。
模擬反響生成手段104は、変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段106から得られる変換領域反響模擬フィルタ係数更新列をもとに、変換領域反響模擬フィルタ係数を書き換える手段を含む。変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段106に入力されるために模擬誤差出力手段105から出力される模擬誤差は、線形変換領域で評価できる形式となっている。
【０００５】
図２（従来例１）と図３（従来例２）の構成の違いは、従来例１の構成が変換領域反響模擬フィルタ係数拘束手段107を有する点である。
変換領域反響模擬フィルタ係数拘束手段107の詳細は図４に示される。
非特許文献１では、図４の逆線形変換手段71を（高速）逆離散フーリエ変換で実現し、線形変換手段73を（高速）離散フーリエ変換で実現している。また、窓掛け手段72では、変換領域反響模擬フィルタ係数更新列の逆線形変換列の半分を強制的に零としている。この拘束付けの根拠は、求めるべき変換領域反響模擬フィルタ係数が、真の反響路の長さLのインパルス応答と同一の長さLの零信号列を結合した長さ２Lの信号列の線形変換に相当することを、更新時に反映させることにある。非特許文献１で、変換領域反響模擬フィルタ係数拘束手段の無い従来例２の構成では、変換領域反響模擬フィルタ係数の求めるべき値への収束が遅くなることが指摘されている。
しかしながら、演算量の観点からは、線形逆変換、窓掛け、線形変換の一連の処理は、望ましいものではない。そこで、本発明は、図４に示すような演算量の多い変換領域反響模擬フィルタ係数拘束手段を用いずに、求めるべき変換領域反響模擬フィルタ係数への収束を速めることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
非特許文献１で図２，図３の反響消去装置に適用されている高速LMS(Least mean Square)アルゴリズムでは、参照信号である再生信号と、真の反響に対する模擬反響の模擬誤差が、無相関となるように変換領域反響模擬フィルタ係数を更新する。
ここで、変換領域反響模擬フィルタ係数拘束手段が無い場合、変換領域反響模擬フィルタ係数の逆線形変換の信号列の半分が零になっている保障はない。この非零の影響は、模擬誤差に巡回畳み込みによる折り返し成分として現れるが、この折り返し成分と、再生信号とは、通常無相関とみなせる。従って、無相関化、すなわち２次の統計量の評価により、変換領域反響模擬フィルタ係数を決定する高速LMSアルゴリズムでは、積極的に折り返しの影響を除去することができない。すなわち、非拘束なフィルタ更新による反響消去では、周波数領域変換において巡回畳み込み処理による折り返し成分が反響路成分の推定に影響し収束性能の低下を招く。
【０００７】
従来例の高速LMSは、受話信号の変換係数の複素共役と、誤差信号の変換係数との積を用いて上記変換領域反響模擬フィルタ係数を更新するものであるのに対して、本発明では少なくとも、受話信号か、誤差信号の一方に、線形変換の前後いずれかで、非線形処理を施し、上記の更新用の積を求める。また、少なくとも一方に非線形処理を施した受話信号と、誤差信号との、変換（周波数）領域での積は、受話信号と誤差信号の高次の相関（高速LMSでは、２次（通常の相関））量を含む。つまり本発明は、変換領域反響模擬フィルタ係数の更新において非線形処理を施した受話信号と誤差信号との変換領域での積を用いるアルゴリズムであり、高速LMSの変形により可能になる。
【０００８】
本発明では、模擬誤差に含まれる折り返し成分を、参照信号（再生信号）と独立化、すなわち高次の統計量の評価により、変換領域反響模擬フィルタ係数を決定することにより、変換領域反響模擬フィルタ係数拘束手段を用いずに、求めるべき変換領域反響模擬フィルタ係数への収束を速める。具体的には、図５に示すように、図３（従来例２）の構成に、変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段106へ入力する前記再生信号変換列に非線形処理を与える再生信号非線形処理手段108と、前記変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段106へ入力する前記模擬誤差に非線形処理を与える模擬誤差非線形処理手段109のうち、少なくともどちらかを含む構成である。再生信号非線形処理手段108、または、模擬誤差非線形処理手段109により、処理された信号列に対して、従来技術と同様にして、変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段106により、変換領域反響模擬フィルタ係数の更新分に相当する更新列を計算する。但し、非特許文献１にも記載のある更新列の相対的大きさを調節するステップサイズパラメータの値は、必ずしも同じではない。
【０００９】
本発明は、高次の統計量を用い、模擬誤差に含まれる折り返し成分を積極的に評価し、変換領域反響模擬フィルタ係数の更新列を決定できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の基本構成は、図５の構成となるが、容易に類推できる代替構成として、再生信号非線形処理手段108を、再生信号変換手段103よりも前段に配置する構成、すなわち再生信号列を線形変換する前に、非線形処理を施す構成がある。また、模擬誤差出力手段105において、模擬誤差を線形変換前の信号列に対して求める手段と、この線形変換前の模擬誤差列を線形変換する手段と、線形変換後の模擬誤差列を出力する手段を有する場合、模擬誤差非線形処理手段109は、模擬誤差出力手段105内の線形変換前の模擬誤差列を線形変換する手段の前段に配置する構成、すなわち、線形変換前の模擬誤差列に対して、非線形処理を施す構成も採り得る。
再生信号変換手段103の線形変換としてDFTのみならずDCT、ハートレイ変換が用いられる。なお、変換後の周波数領域係数で複素数となった場合での非線形処理の一例として、振幅を正規化して、位相項のみ取り出し、これにより信号の大きさによらず、信号の位相レベルで独立性や、相関を（正規化して）評価することができる。
【００１１】
図５における再生信号非線形処理手段108、または模擬誤差非線形処理手段109における、非線形処理は、例えば、サイン関数や、双曲線正接関数が利用できる。
サイン関数は、ある入力要素zに対して、
【数１】
で与えられる。また、双曲線正接関数は、zが複素数のとき、位相歪みが生じるため、サイン関数と組み合わせて
sgn(z)・tanh(|z|)
を用いることもできる。また、zのある範囲の値に対して任意のan(n=0,・・・,∞)によって、
【数２】
と表せる任意の関数を用いることもできる。
再生信号非線形処理手段108と模擬誤差非線形処理手段109とは、同じ非線形関数により処理する場合と、異なる非線形関数により処理する場合とがある。
また、図５における再生信号非線形処理手段108、または模擬誤差非線形処理手段109において、入力される前記再生信号変換列あるいは前記模擬誤差の列の各要素ごとに、上に示した非線形関数から異なる関数を選択し、各要素ごとに異なる非線形処理を施す構成も採り得る。さらに、前記再生信号変換列あるいは前記模擬誤差の列の各要素の一部に対して、非線形処理を施さない構成も採り得る。例えば、線形変換が（高速）離散フーリエ変換によって実現される場合には、音声成分の少ない高い周波数に対応する線形変換列の要素に対する非線形処理を省略することなどが考えられる。
【００１２】
（実施例２）
図６は、図５の再生信号非線形処理手段108と模擬誤差非線形処理手段109とにおいて、同じ非線形関数f(z)を用い、かつf(z)がf(a)f(b)＝f(ab)を満足する場合、例えばサイン関数などを用いた場合の図５の代替実施例である。図５の再生信号非線形処理手段108と模擬誤差非線形処理手段109は、変換領域反響模擬フィルタ係数の更新列に対してまとめて非線形処理、すなわち、非線形処理後の受話信号（再生信号）と、非線形処理後の誤差信号との積が、処理前の受話信号と誤差信号の積に非線形処理したものと等しい場合は、後段にまとめて非線形処理を施す、例えば受話、誤差信号共にサイン関数を施す場合等、を行う更新列非線形処理手段110により代替されている。
【００１３】
（実施例３）
図７は、図５の構成に対し、上記収音信号の短時間平均レベルの上記再生信号の短時間平均レベルに対する比として音響結合量を求める音響結合量測定手段111を追加した構成である。この音響結合量測定手段111により測定された音響結合量の大小に対応して、前記変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段106では、前記変換領域反響模擬フィルタ係数の更新量の大小を調節するステップサイズパラメータを決定する。これは、例えば、再生信号非線形処理手段108と模擬誤差非線形処理手段109とにおいて、ともにサイン関数を採用した場合などには、変換領域反響模擬フィルタ係数の更新列の大きさが、再生信号や模擬誤差の大きさに依存しなくなる。
【００１４】
（高速）LMS等では、誤差が小さくなるほど、適応フィルタの更新量（フィルタを修正するベクトルの大きさ）は小さくなり、収束が進むにつれて、より小差な修正が可能となる。その反面、本発明のように、サイン関数（出力が±１）を位相に適用した場合、適応フィルタの更新量は、誤差の大小に関わらず一定で、ある誤差範囲より精度良くは収束しない。音響結合利得が１のときは、ステップサイズを0.01としておけば、＋0.01,−0.01で更新することになり、誤差１％の範囲で収束させることができる。逆に利得が10000の場合に、ステップサイズを0.01としたら、収束速度が非常に遅くなるので、この場合はステップサイズが100でも構わない。このように、利得に応じてステップサイズを調整する。その例として測定された音響結合量に推定誤差許容率を掛け合わせる等の方法により、上記の例では、音響結合10000×誤差許容率0.01(１％)＝ステップサイズ100とする。
【００１５】
このように図７の構成では、音響結合量が大きい場合は、相対的に大きなステップサイズパラメータを与え、音響結合量が小さい場合には、相対的に小さなステップサイズパラメータを与える。なお、音響結合量の測定は、図７においては、線形変換前の再生信号、収音信号を用いて実施しているが、線形変換後の再生信号、収音信号を用いた実施も容易に類推できる。このとき、例えば、（高速）離散フーリエ変換により線形変換を行った場合、各周波数成分ごとに音響結合量を測定し、これら各測定値に基づき、各周波数要素毎にステップサイズパラメータを与えることもできる。また、音響結合量の情報が測定により得られない場合であっても、高い周波数成分のステップサイズパラメータを小さくするなど、線形変換の各要素毎に異なるステップサイズパラメータ（事前に固定パラメータとして設定しておいても、音響結合量が周波数毎に得られた場合には、その都度算出される）を与える構成も採り得る。ここで、測定された音響結合量をステップサイズパラメータに反映させること自体は、一般に図１の構成をとる反響消去装置において、反響路のインパルス応答の推定に有効な方法といえる。
また、前記模擬反響生成手段104に過去の前記再生信号変換列を記憶する手段と前記記憶された再生信号変換列に対応した変換領域反響模擬フィルタ係数を有する場合には、前記再生信号変換列の記憶時期に従い記憶時期の古い前記再生信号変換列に対応する前記変換領域反響模擬フィルタ係数ほど更新量を小さくするなどの調節ができるように変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段106を図８のような構成により実施することが考えられる。
【００１６】
（変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段（実施例１））
図８の構成では、１ステップ過去までの再生信号変換列を記憶できる構成となっているが、この構成は容易に複数ステップ過去の再生信号変換列を記憶した場合に拡張できる。図８において、現時刻での（非線形処理後の）再生信号変換列は信号列保持手段61に保持され、信号列保持手段62により保持されている（非線形処理後の）模擬誤差列と、信号列乗算手段63において、列の要素毎に乗算され、変換領域反響模擬フィルタ係数更新列が得られる。この変換領域反響模擬フィルタ係数更新列は、利得調節手段631により適切なステップサイズパラメータを個々の更新列要素毎に乗じられ、再度、変換領域反響模擬フィルタ係数更新列として、更新列保持手段65により保持され、模擬反響生成手段104に渡される。さらに１ステップ過去の（非線形処理後の）再生信号変換列は、信号列遅延器67を通して、信号列保持手段68に保持されており、信号列保持手段62により保持されている（非線形処理後の）模擬誤差列と、信号列乗算手段63において、列の要素毎に乗算され、１ステップ過去の（非線形処理後の）再生信号変換列に対応する変換領域反響模擬フィルタ係数更新列を得られる。この変換領域反響模擬フィルタ係数更新列は、利得調節手段691により利得調節手段631とは異なるステップサイズパラメータを個々の更新列要素毎に乗じられ、再度、変換領域反響模擬フィルタ係数更新列として、更新列保持手段65により、先に得られた現時刻の（線形処理後の）再生信号変換列に対応する変換領域反響模擬フィルタ係数とは独立して保持され、模擬反響生成手段104に渡される。ここで、利得調節手段691のステップサイズパラメータは、実際の反響路とインパルス応答の指数減衰性を考慮に入れると、利得調節手段631のステップサイズパラメータよりも小さくするほうがよい。また、図７のように、音響結合量測定手段111からの情報が得られる場合は、利得調節手段631と利得調節手段691とにおいて、ステップサイズパラメータの相対関係（大小関係）は保持したまま、音響結合量評価手段66により、各々のステップサイズパラメータをスケーリングさせることもできる。音響結合量測定手段111からの情報が得られない場合は、音響結合量評価手段66は省略できる。ここで、図８の構成は、非線形処理手段を含まない図２や図３の構成などにおいても、反響路のインパルス応答の特性推定の高速化または高精度化に効果があるといえる。
【００１７】
（変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段（実施例２））
さらに、前記模擬反響生成手段に過去の前記再生信号変換列を記憶する手段と前記記憶された再生信号変換列に対応した変換領域反響模擬フィルタ係数を有する場合において、前記再生信号変換列の記憶時期によって、異なる非線形処理を実現するために、再生信号非線形処理手段108と模擬誤差非線形処理手段109を有する図５の基本構成の代わりに、従来技術の図３の構成において、変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段106の内部に、図９に示す非線形処理手段601、非線形処理手段602、非線形処理手段603、非線形処理手段604を配置した構成が考えられる。非線形処理手段601は、現時刻の再生信号変換列に非線形処理を実施し、非線形処理手段602は、１ステップ過去の再生信号変換列に非線形処理を実施し、非線形処理手段603は、現時刻の再生信号変換列に対応した模擬誤差の列に非線形処理を実施し、非線形処理手段604は、１ステップ過去の再生信号変換列に対応した模擬誤差の列に非線形処理を実施する。これら、４個の非線形処理手段は、異なる非線形関数により実現され得る。また、１部の非線形処理手段を省略した構成も採り得る。これにより、反響路のインパルス応答においてエネルギーの集中する前半と、あまりエネルギーの無い後半の推定精度、推定速度を個別に調節可能となる。また、図３の構成に対し、図７と同様に、音響結合量測定手段111を設ければ、図９内の音響結合量評価手段66によりステップサイズパラメータの制御も可能となるが、音響結合量測定手段111を設けられない場合は、音響結合量評価手段66は省略できる。図９の構成では、１ステップ過去までの再生信号変換列を記憶できる構成となっているが、この構成は容易に複数ステップ過去の再生信号変換列を記憶した場合に拡張できる。
【００１８】
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、利用者端末と、CD-ROM、磁気ディスク装置、半導体メモリ等の記録媒体とから構成することができる。
記録媒体に記録された反響除去プログラム、あるいは回線を介して伝送された反響除去プログラムは、コンピュータに読み取られ、コンピュータ上に前述した各構成要素を実現し、各処理を実行する。
【００１９】
【発明の効果】
本発明による反響消去装置は、線形変換領域で真の反響路のインパルス応答に対応する変換領域反響模擬フィルタ係数を、演算量の増大する変換領域反響模擬フィルタ係数更新の拘束付けを省略しながらも、高速に求めることができる。また、非線形関数の導入により、高次統計量を評価して、再生信号と模擬誤差の独立性に基づき、変換領域反響模擬フィルタ係数を更新しているため、マイクロホンに混入する雑音や音声信号などが、再生信号と独立と見なせる場合は、それらの影響も受けにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】反響消去装置の概要構成を示す図。
【図２】変換領域反響模擬フィルタ係数拘束手段を有する反響消去装置（従来例１）の構成を示す図。
【図３】変換領域反響模擬フィルタ係数拘束手段の無い反響消去装置（従来例２）の構成を示す図。
【図４】従来例１の変換領域反響模擬フィルタ係数拘束手段の構成を示す図。
【図５】本発明の反響消去装置（実施例１）の構成を示す図。
【図６】本発明の反響消去装置（実施例２）の構成を示す図。
【図７】本発明の反響消去装置（実施例３）の構成を示す図。
【図８】変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段（実施例１）の構成を示す図。
【図９】変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段（実施例２）の構成を示す図。
【符号の説明】
100・・・反響消去装置、101・・・再生信号入力手段、102・・・収音信号入力手段、103・・・再生信号変換手段、104・・・模擬反響生成手段、105・・・模擬誤差出力手段、106・・・変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段、108・・・再生信号非線形処理手段、109・・・模擬誤差非線形処理手段、110・・・更新列非線形処理手段、111・・・音響結合量測定手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、相手話者からの受話再生音声を送話音声と重畳して収音することによって生じる音響エコー（受話再生音声）を除去するために、模擬誤差信号に基づいて擬似反響路を適応的に推定し、擬似反響路に基づく擬似反響を収音信号から除去して送話音声とする反響消去装置、方法、及び反響消去プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スピーカ１からマイクロホン２へ回り込む反響を消去する反響消去装置は、図１のように接続される。
従来、装置内では、スピーカとマイクロホン間の反響路のインパルス応答hを推定し、推定したインパルス応答h'と再生信号xの畳み込み演算h'＊xにより模擬反響信号y'を生成し、実際の反響信号yから減算することで、反響消去信号eを得る。しかし、推定したインパルス応答と再生信号の畳み込み演算には、多くの演算量を必要とし、実装上の問題となっている。近年、この問題を解決するために、再生信号や反響信号を一旦線形変換し、反響路のインパルス応答の線形変換に対応したパラメータを推定し、畳み込みの代わりに乗算処理を用いたり（非特許文献１ 参照）、あるいはより小さい畳み込み演算に分割したりする（特許文献１ 参照）などをして、演算量を削減する方法が提案されている。線形変換の例としては、（高速）離散フーリエ変換、（高速）離散コサイン変換、（高速）ハートレー変換などがある。
図１で音響信号再生手段としてスピーカを挙げているが、音響信号再生手段としては、再生前段の増幅器やバッファも含む。また、同様に音響信号収音手段は、マイクロホンの後段の増幅器やバッファも含む。
【０００３】
【非特許文献１】
Simon Haykin著「適応フィルタ理論 科学技術出版、2001年１月10日 p.500-541
【特許文献１】
特開平９−１１６４７２号公報（図６）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で挙げた非特許文献１に記載されている２つの構成を図２、図３に示す。図２の構成は拘束付の構成と呼ばれ、図３の構成は拘束の無い構成と呼ばれている。
図２、図３の構成は、ともに以下の手段を含んでいる。つまり、音響信号再生手段１へと出力される再生信号を入力し一定時間蓄積し再生信号列を得る再生信号入力手段101と、前記音響信号再生手段１と同一空間に存在する音響信号収音手段２から収音信号を入力し一定時間蓄積し収音信号列を得る収音信号入力手段102と、前記再生信号列を線形変換し再生信号変換列を得る再生信号変換手段103と、前記再生信号変換列を入力し前記音響信号再生手段１から前記音響信号収音手段２へと回り込む反響信号の線形変換列を模擬する模擬反響信号変換列を生成する模擬反響生成手段（変換領域反響模擬フィルタ）104と、前記模擬反響信号変換列と前記収音信号列とを入力し模擬反響信号変換列の模擬誤差を出力する模擬誤差出力手段105と、前記再生信号変換列と前記模擬誤差を入力し前記模擬反響生成手段（変換領域反響模擬フィルタ）104の変換領域反響模擬フィルタ係数の更新列（変換領域反響模擬フィルタ係数の配列の線形（周波数）変換に相当する配列）を生成する変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段106を含む。
模擬反響生成手段104は、変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段106から得られる変換領域反響模擬フィルタ係数更新列をもとに、変換領域反響模擬フィルタ係数を書き換える手段を含む。変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段106に入力されるために模擬誤差出力手段105から出力される模擬誤差は、線形変換領域で評価できる形式となっている。
【０００５】
図２（従来例１）と図３（従来例２）の構成の違いは、従来例１の構成が変換領域反響模擬フィルタ係数拘束手段107を有する点である。
変換領域反響模擬フィルタ係数拘束手段107の詳細は図４に示される。
非特許文献１では、図４の逆線形変換手段71を（高速）逆離散フーリエ変換で実現し、線形変換手段73を（高速）離散フーリエ変換で実現している。また、窓掛け手段72では、変換領域反響模擬フィルタ係数更新列の逆線形変換列の半分を強制的に零としている。この拘束付けの根拠は、求めるべき変換領域反響模擬フィルタ係数が、真の反響路の長さLのインパルス応答と同一の長さLの零信号列を結合した長さ２Lの信号列の線形変換に相当することを、更新時に反映させることにある。非特許文献１で、変換領域反響模擬フィルタ係数拘束手段の無い従来例２の構成では、変換領域反響模擬フィルタ係数の求めるべき値への収束が遅くなることが指摘されている。
しかしながら、演算量の観点からは、線形逆変換、窓掛け、線形変換の一連の処理は、望ましいものではない。そこで、本発明は、図４に示すような演算量の多い変換領域反響模擬フィルタ係数拘束手段を用いずに、求めるべき変換領域反響模擬フィルタ係数への収束を速めることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
非特許文献１で図２，図３の反響消去装置に適用されている高速LMS(Least mean Square)アルゴリズムでは、参照信号である再生信号と、真の反響に対する模擬反響の模擬誤差が、無相関となるように変換領域反響模擬フィルタ係数を更新する。
ここで、変換領域反響模擬フィルタ係数拘束手段が無い場合、変換領域反響模擬フィルタ係数の逆線形変換の信号列の半分が零になっている保障はない。この非零の影響は、模擬誤差に巡回畳み込みによる折り返し成分として現れるが、この折り返し成分と、再生信号とは、通常無相関とみなせる。従って、無相関化、すなわち２次の統計量の評価により、変換領域反響模擬フィルタ係数を決定する高速LMSアルゴリズムでは、積極的に折り返しの影響を除去することができない。すなわち、非拘束なフィルタ更新による反響消去では、周波数領域変換において巡回畳み込み処理による折り返し成分が反響路成分の推定に影響し収束性能の低下を招く。
【０００７】
従来例の高速LMSは、受話信号の変換係数の複素共役と、誤差信号の変換係数との積を用いて上記変換領域反響模擬フィルタ係数を更新するものであるのに対して、本発明では少なくとも、受話信号か、誤差信号の一方に、線形変換の前後いずれかで、非線形処理を施し、上記の更新用の積を求める。また、少なくとも一方に非線形処理を施した受話信号と、誤差信号との、変換（周波数）領域での積は、受話信号と誤差信号の高次の相関（高速LMSでは、２次（通常の相関））量を含む。つまり本発明は、変換領域反響模擬フィルタ係数の更新において非線形処理を施した受話信号と誤差信号との変換領域での積を用いるアルゴリズムであり、高速LMSの変形により可能になる。
【０００８】
本発明では、模擬誤差に含まれる折り返し成分を、参照信号（再生信号）と独立化、すなわち高次の統計量の評価により、変換領域反響模擬フィルタ係数を決定することにより、変換領域反響模擬フィルタ係数拘束手段を用いずに、求めるべき変換領域反響模擬フィルタ係数への収束を速める。具体的には、図５に示すように、図３（従来例２）の構成に、変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段106へ入力する前記再生信号変換列に非線形処理を与える再生信号非線形処理手段108と、前記変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段106へ入力する前記模擬誤差に非線形処理を与える模擬誤差非線形処理手段109のうち、少なくともどちらかを含む構成である。再生信号非線形処理手段108、または、模擬誤差非線形処理手段109により、処理された信号列に対して、従来技術と同様にして、変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段106により、変換領域反響模擬フィルタ係数の更新分に相当する更新列を計算する。但し、非特許文献１にも記載のある更新列の相対的大きさを調節するステップサイズパラメータの値は、必ずしも同じではない。
【０００９】
本発明は、高次の統計量を用い、模擬誤差に含まれる折り返し成分を積極的に評価し、変換領域反響模擬フィルタ係数の更新列を決定できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の基本構成は、図５の構成となるが、容易に類推できる代替構成として、再生信号非線形処理手段108を、再生信号変換手段103よりも前段に配置する構成、すなわち再生信号列を線形変換する前に、非線形処理を施す構成がある。また、模擬誤差出力手段105において、模擬誤差を線形変換前の信号列に対して求める手段と、この線形変換前の模擬誤差列を線形変換する手段と、線形変換後の模擬誤差列を出力する手段を有する場合、模擬誤差非線形処理手段109は、模擬誤差出力手段105内の線形変換前の模擬誤差列を線形変換する手段の前段に配置する構成、すなわち、線形変換前の模擬誤差列に対して、非線形処理を施す構成も採り得る。
再生信号変換手段103の線形変換としてDFTのみならずDCT、ハートレイ変換が用いられる。なお、変換後の周波数領域係数で複素数となった場合での非線形処理の一例として、振幅を正規化して、位相項のみ取り出し、これにより信号の大きさによらず、信号の位相レベルで独立性や、相関を（正規化して）評価することができる。
【００１１】
図５における再生信号非線形処理手段108、または模擬誤差非線形処理手段109における、非線形処理は、例えば、サイン関数や、双曲線正接関数が利用できる。
サイン関数は、ある入力要素zに対して、
【数１】
sgn(z)・tanh(|z|)
を用いることもできる。また、zのある範囲の値に対して任意のan(n=0,・・・,∞)によって、
【数２】
再生信号非線形処理手段108と模擬誤差非線形処理手段109とは、同じ非線形関数により処理する場合と、異なる非線形関数により処理する場合とがある。
また、図５における再生信号非線形処理手段108、または模擬誤差非線形処理手段109において、入力される前記再生信号変換列あるいは前記模擬誤差の列の各要素ごとに、上に示した非線形関数から異なる関数を選択し、各要素ごとに異なる非線形処理を施す構成も採り得る。さらに、前記再生信号変換列あるいは前記模擬誤差の列の各要素の一部に対して、非線形処理を施さない構成も採り得る。例えば、線形変換が（高速）離散フーリエ変換によって実現される場合には、音声成分の少ない高い周波数に対応する線形変換列の要素に対する非線形処理を省略することなどが考えられる。
【００１２】
（実施例２）
図６は、図５の再生信号非線形処理手段108と模擬誤差非線形処理手段109とにおいて、同じ非線形関数f(z)を用い、かつf(z)がf(a)f(b)＝f(ab)を満足する場合、例えばサイン関数などを用いた場合の図５の代替実施例である。図５の再生信号非線形処理手段108と模擬誤差非線形処理手段109は、変換領域反響模擬フィルタ係数の更新列に対してまとめて非線形処理、すなわち、非線形処理後の受話信号（再生信号）と、非線形処理後の誤差信号との積が、処理前の受話信号と誤差信号の積に非線形処理したものと等しい場合は、後段にまとめて非線形処理を施す、例えば受話、誤差信号共にサイン関数を施す場合等、を行う更新列非線形処理手段110により代替されている。
【００１３】
（実施例３）
図７は、図５の構成に対し、上記収音信号の短時間平均レベルの上記再生信号の短時間平均レベルに対する比として音響結合量を求める音響結合量測定手段111を追加した構成である。この音響結合量測定手段111により測定された音響結合量の大小に対応して、前記変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段106では、前記変換領域反響模擬フィルタ係数の更新量の大小を調節するステップサイズパラメータを決定する。これは、例えば、再生信号非線形処理手段108と模擬誤差非線形処理手段109とにおいて、ともにサイン関数を採用した場合などには、変換領域反響模擬フィルタ係数の更新列の大きさが、再生信号や模擬誤差の大きさに依存しなくなる。
【００１４】
（高速）LMS等では、誤差が小さくなるほど、適応フィルタの更新量（フィルタを修正するベクトルの大きさ）は小さくなり、収束が進むにつれて、より小差な修正が可能となる。その反面、本発明のように、サイン関数（出力が±１）を位相に適用した場合、適応フィルタの更新量は、誤差の大小に関わらず一定で、ある誤差範囲より精度良くは収束しない。音響結合利得が１のときは、ステップサイズを0.01としておけば、＋0.01,−0.01で更新することになり、誤差１％の範囲で収束させることができる。逆に利得が10000の場合に、ステップサイズを0.01としたら、収束速度が非常に遅くなるので、この場合はステップサイズが100でも構わない。このように、利得に応じてステップサイズを調整する。その例として測定された音響結合量に推定誤差許容率を掛け合わせる等の方法により、上記の例では、音響結合10000×誤差許容率0.01(１％)＝ステップサイズ100とする。
【００１５】
このように図７の構成では、音響結合量が大きい場合は、相対的に大きなステップサイズパラメータを与え、音響結合量が小さい場合には、相対的に小さなステップサイズパラメータを与える。なお、音響結合量の測定は、図７においては、線形変換前の再生信号、収音信号を用いて実施しているが、線形変換後の再生信号、収音信号を用いた実施も容易に類推できる。このとき、例えば、（高速）離散フーリエ変換により線形変換を行った場合、各周波数成分ごとに音響結合量を測定し、これら各測定値に基づき、各周波数要素毎にステップサイズパラメータを与えることもできる。また、音響結合量の情報が測定により得られない場合であっても、高い周波数成分のステップサイズパラメータを小さくするなど、線形変換の各要素毎に異なるステップサイズパラメータ（事前に固定パラメータとして設定しておいても、音響結合量が周波数毎に得られた場合には、その都度算出される）を与える構成も採り得る。ここで、測定された音響結合量をステップサイズパラメータに反映させること自体は、一般に図１の構成をとる反響消去装置において、反響路のインパルス応答の推定に有効な方法といえる。
また、前記模擬反響生成手段104に過去の前記再生信号変換列を記憶する手段と前記記憶された再生信号変換列に対応した変換領域反響模擬フィルタ係数を有する場合には、前記再生信号変換列の記憶時期に従い記憶時期の古い前記再生信号変換列に対応する前記変換領域反響模擬フィルタ係数ほど更新量を小さくするなどの調節ができるように変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段106を図８のような構成により実施することが考えられる。
【００１６】
（変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段（実施例１））
図８の構成では、１ステップ過去までの再生信号変換列を記憶できる構成となっているが、この構成は容易に複数ステップ過去の再生信号変換列を記憶した場合に拡張できる。図８において、現時刻での（非線形処理後の）再生信号変換列は信号列保持手段61に保持され、信号列保持手段62により保持されている（非線形処理後の）模擬誤差列と、信号列乗算手段63において、列の要素毎に乗算され、変換領域反響模擬フィルタ係数更新列が得られる。この変換領域反響模擬フィルタ係数更新列は、利得調節手段631により適切なステップサイズパラメータを個々の更新列要素毎に乗じられ、再度、変換領域反響模擬フィルタ係数更新列として、更新列保持手段65により保持され、模擬反響生成手段104に渡される。さらに１ステップ過去の（非線形処理後の）再生信号変換列は、信号列遅延器67を通して、信号列保持手段68に保持されており、信号列保持手段62により保持されている（非線形処理後の）模擬誤差列と、信号列乗算手段63において、列の要素毎に乗算され、１ステップ過去の（非線形処理後の）再生信号変換列に対応する変換領域反響模擬フィルタ係数更新列を得られる。この変換領域反響模擬フィルタ係数更新列は、利得調節手段691により利得調節手段631とは異なるステップサイズパラメータを個々の更新列要素毎に乗じられ、再度、変換領域反響模擬フィルタ係数更新列として、更新列保持手段65により、先に得られた現時刻の（線形処理後の）再生信号変換列に対応する変換領域反響模擬フィルタ係数とは独立して保持され、模擬反響生成手段104に渡される。ここで、利得調節手段691のステップサイズパラメータは、実際の反響路とインパルス応答の指数減衰性を考慮に入れると、利得調節手段631のステップサイズパラメータよりも小さくするほうがよい。また、図７のように、音響結合量測定手段111からの情報が得られる場合は、利得調節手段631と利得調節手段691とにおいて、ステップサイズパラメータの相対関係（大小関係）は保持したまま、音響結合量評価手段66により、各々のステップサイズパラメータをスケーリングさせることもできる。音響結合量測定手段111からの情報が得られない場合は、音響結合量評価手段66は省略できる。ここで、図８の構成は、非線形処理手段を含まない図２や図３の構成などにおいても、反響路のインパルス応答の特性推定の高速化または高精度化に効果があるといえる。
【００１７】
（変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段（実施例２））
さらに、前記模擬反響生成手段に過去の前記再生信号変換列を記憶する手段と前記記憶された再生信号変換列に対応した変換領域反響模擬フィルタ係数を有する場合において、前記再生信号変換列の記憶時期によって、異なる非線形処理を実現するために、再生信号非線形処理手段108と模擬誤差非線形処理手段109を有する図５の基本構成の代わりに、従来技術の図３の構成において、変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段106の内部に、図９に示す非線形処理手段601、非線形処理手段602、非線形処理手段603、非線形処理手段604を配置した構成が考えられる。非線形処理手段601は、現時刻の再生信号変換列に非線形処理を実施し、非線形処理手段602は、１ステップ過去の再生信号変換列に非線形処理を実施し、非線形処理手段603は、現時刻の再生信号変換列に対応した模擬誤差の列に非線形処理を実施し、非線形処理手段604は、１ステップ過去の再生信号変換列に対応した模擬誤差の列に非線形処理を実施する。これら、４個の非線形処理手段は、異なる非線形関数により実現され得る。また、１部の非線形処理手段を省略した構成も採り得る。これにより、反響路のインパルス応答においてエネルギーの集中する前半と、あまりエネルギーの無い後半の推定精度、推定速度を個別に調節可能となる。また、図３の構成に対し、図７と同様に、音響結合量測定手段111を設ければ、図９内の音響結合量評価手段66によりステップサイズパラメータの制御も可能となるが、音響結合量測定手段111を設けられない場合は、音響結合量評価手段66は省略できる。図９の構成では、１ステップ過去までの再生信号変換列を記憶できる構成となっているが、この構成は容易に複数ステップ過去の再生信号変換列を記憶した場合に拡張できる。
【００１８】
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、利用者端末と、CD-ROM、磁気ディスク装置、半導体メモリ等の記録媒体とから構成することができる。
記録媒体に記録された反響除去プログラム、あるいは回線を介して伝送された反響除去プログラムは、コンピュータに読み取られ、コンピュータ上に前述した各構成要素を実現し、各処理を実行する。
【００１９】
【発明の効果】
本発明による反響消去装置は、線形変換領域で真の反響路のインパルス応答に対応する変換領域反響模擬フィルタ係数を、演算量の増大する変換領域反響模擬フィルタ係数更新の拘束付けを省略しながらも、高速に求めることができる。また、非線形関数の導入により、高次統計量を評価して、再生信号と模擬誤差の独立性に基づき、変換領域反響模擬フィルタ係数を更新しているため、マイクロホンに混入する雑音や音声信号などが、再生信号と独立と見なせる場合は、それらの影響も受けにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】反響消去装置の概要構成を示す図。
【図２】変換領域反響模擬フィルタ係数拘束手段を有する反響消去装置（従来例１）の構成を示す図。
【図３】変換領域反響模擬フィルタ係数拘束手段の無い反響消去装置（従来例２）の構成を示す図。
【図４】従来例１の変換領域反響模擬フィルタ係数拘束手段の構成を示す図。
【図５】本発明の反響消去装置（実施例１）の構成を示す図。
【図６】本発明の反響消去装置（実施例２）の構成を示す図。
【図７】本発明の反響消去装置（実施例３）の構成を示す図。
【図８】変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段（実施例１）の構成を示す図。
【図９】変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段（実施例２）の構成を示す図。
【符号の説明】
100・・・反響消去装置、101・・・再生信号入力手段、102・・・収音信号入力手段、103・・・再生信号変換手段、104・・・模擬反響生成手段、105・・・模擬誤差出力手段、106・・・変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段、108・・・再生信号非線形処理手段、109・・・模擬誤差非線形処理手段、110・・・更新列非線形処理手段、111・・・音響結合量測定手段
Claims (12)
- 音響信号再生手段へと出力される再生信号を入力し、一定時間蓄積して再生信号列を得る再生信号入力手段と、
前記音響信号再生手段と同一空間に存在する音響信号収音手段から収音信号を入力し一定時間蓄積して収音信号列を得る収音信号入力手段と、
前記再生信号列を線形変換し再生信号変換列を得る再生信号変換手段と、
前記再生信号変換列を入力し前記音響信号再生手段から前記音響信号収音手段へと回り込む反響信号の線形変換列を模擬する模擬反響信号変換列を生成する模擬反響生成手段と、
前記模擬反響信号変換列と前記収音信号列とを入力し模擬反響信号変換列の線形変換領域の模擬誤差を出力する模擬誤差出力手段と、
前記再生信号変換列と前記線形変換領域の模擬誤差を入力し前記模擬反響生成手段の変換領域反響模擬フィルタ係数の更新列を生成する変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段とを有する反響消去装置において、
前記変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段へ入力する前記再生信号変換列の各要素毎に、サイン関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、双曲線正接関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、サイン関数を該要素に与えたものと双曲線正接関数を該要素の絶対値に与えたものとの乗算を得る非線形処理のうちの異なる非線形処理を選択して与える再生信号非線形処理手段と、
前記変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段へ入力する前記線形変換領域の模擬誤差の各要素毎に、サイン関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、双曲線正接関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、サイン関数を該要素に与えたものと双曲線正接関数を該要素の絶対値に与えたものとの乗算を得る非線形処理のうちの異なる非線形処理を選択して与える模擬誤差非線形処理手段のうち何れか、または、両方の手段を備えたことを特徴とする反響消去装置。 - 音響信号再生手段へと出力される再生信号を入力し、一定時間蓄積して再生信号列を得る再生信号入力手段と、
前記音響信号再生手段と同一空間に存在する音響信号収音手段から収音信号を入力し一定時間蓄積して収音信号列を得る収音信号入力手段と、
前記再生信号列を線形変換し再生信号変換列を得る再生信号変換手段と、
前記再生信号変換列を入力し前記音響信号再生手段から前記音響信号収音手段へと回り込む反響信号の線形変換列を模擬する模擬反響信号変換列を生成する模擬反響生成手段と、
前記模擬反響信号変換列と前記収音信号列とを入力し模擬反響信号変換列の線形変換領域の模擬誤差を出力する模擬誤差出力手段と、
前記再生信号変換列と前記線形変換領域の模擬誤差を入力し前記模擬反響生成手段の変換領域反響模擬フィルタ係数の更新列を生成する変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段とを有する反響消去装置において、
前記変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段へ入力する前記再生信号変換列の一部の要素に、サイン関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、双曲線正接関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、サイン関数を該要素に与えたものと双曲線正接関数を該要素の絶対値に与えたものとの乗算を得る非線形処理のうちの何れかの非線形処理を与える再生信号非線形処理手段と、
前記変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段へ入力する前記線形変換領域の模擬誤差の一部の要素に、サイン関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、双曲線正接関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、サイン関数を該要素に与えたものと双曲線正接関数を該要素の絶対値に与えたものとの乗算を得る非線形処理のうちの何れかの非線形処理を与える模擬誤差非線形処理手段のうち何れか、または、両方の手段を備えたことを特徴とする反響消去装置。 - 請求項１又は２に記載の反響消去装置において、
上記収音信号の短時間平均レベルの上記再生信号の短時間平均レベルに対する比として音響結合量を求める音響結合量測定手段を備え、
前記変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段は、前記音響結合量の大小に対応して前記変換領域反響模擬フィルタ係数の更新量の大小を決定する手段を有することを特徴とする反響消去装置。 - 請求項１又は２に記載の反響消去装置において、
前記模擬反響生成手段は、過去の前記再生信号変換列を記憶する手段と前記記憶された再生信号変換列に対応した変換領域反響模擬フィルタ係数を有し、
前記変換領域反響模擬フィルタ係数更新手段は、前記再生信号変換列の記憶時期に従い記憶時期の古い前記再生信号変換列に対応する前記変換領域反響模擬フィルタ係数ほど更新量を小さくする手段を有することを特徴とする反響消去装置。 - 再生される音響信号を入力し、一定時間蓄積し再生信号列を得る手順と、
前記音響信号が再生される同一空間から収音された収音信号を入力し、一定時間蓄積し収音信号列を得る手順と、
前記再生信号列を線形変換し再生信号変換列を得る手順と、
前記再生信号変換列を入力し、再生された音響信号が収音信号に回り込む反響信号の線形変換列を模擬する模擬反響信号変換列を生成する手順と、
前記模擬反響信号変換列と前記収音信号列とを入力し、模擬反響信号変換列の線形変換領域の模擬誤差を出力する手順と、
前記再生信号変換列と前記線形変換領域の模擬誤差を入力し、前記模擬反響信号変換列を生成するための変換領域反響模擬フィルタ係数の更新列を生成する手順と、を有する反響消去方法において、
前記変換領域反響模擬フィルタ係数の更新に用いる、前記再生信号変換列の各要素毎に、サイン関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、双曲線正接関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、サイン関数を該要素に与えたものと双曲線正接関数を該要素の絶対値に与えたものとの乗算を得る非線形処理のうちの異なる非線形処理を選択して与える再生信号非線形処理手順と、
前記変換領域反響模擬フィルタ係数の更新に用いる、前記線形変換領域の模擬誤差の各要素毎に、サイン関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、双曲線正接関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、サイン関数を該要素に与えたものと双曲線正接関数を該要素の絶対値に与えたものとの乗算を得る非線形処理のうちの異なる非線形処理を選択して与える模擬誤差非線形処理手順のうち何れか、または、両方の手順を備えたことを特徴とする反響消去方法。 - 再生される音響信号を入力し、一定時間蓄積し再生信号列を得る手順と、
前記音響信号が再生される同一空間から収音された収音信号を入力し、一定時間蓄積し収音信号列を得る手順と、
前記再生信号列を線形変換し再生信号変換列を得る手順と、
前記再生信号変換列を入力し、再生された音響信号が収音信号に回り込む反響信号の線形変換列を模擬する模擬反響信号変換列を生成する手順と、
前記模擬反響信号変換列と前記収音信号列とを入力し、模擬反響信号変換列の線形変換領域の模擬誤差を出力する手順と、
前記再生信号変換列と前記線形変換領域の模擬誤差を入力し、前記模擬反響信号変換列を生成するための変換領域反響模擬フィルタ係数の更新列を生成する手順と、を有する反響消去方法において、
前記変換領域反響模擬フィルタ係数の更新に用いる、前記再生信号変換列の一部の要素に、サイン関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、双曲線正接関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、サイン関数を該要素に与えたものと双曲線正接関数を該要素の絶対値に与えたものとの乗算を得る非線形処理のうちの何れかの非線形処理を与える再生信号非線形処理手順と、
前記変換領域反響模擬フィルタ係数の更新に用いる、前記線形変換領域の模擬誤差の一部の要素に、サイン関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、双曲線正接関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、サイン関数を該要素に与えたものと双曲線正接関数を該要素の絶対値に与えたものとの乗算を得る非線形処理のうちの何れかの非線形処理を与える模擬誤差非線形処理手順のうち何れか、または、両方の手順を備えたことを特徴とする反響消去方法。 - 請求項５又は６に記載の反響消去方法において、
前記収音信号の短時間平均レベルの上記再生信号の短時間平均レベルに対する比として音響結合量を求める手順と、
前記音響結合量の大小に対応して前記変換領域反響模擬フィルタ係数の更新量の大小を決定する前記変換領域反響模擬フィルタ係数を更新する手順と、を有することを特徴とする反響消去方法。 - 請求項５又は６に記載の反響消去方法において、
前記模擬反響の生成は、過去の前記再生信号変換列を記憶し、前記記憶された再生信号変換列に対応した変換領域反響模擬フィルタを有し、
前記再生信号変換列の記憶時期に従い記憶時期の古い前記再生信号変換列に対応する前記変換領域反響模擬フィルタ係数ほど更新量を小さくすることにより前記変換領域反響模擬フィルタ係数の更新を行うことを特徴とする反響消去方法。 - 再生される音響信号を入力し、一定時間蓄積し再生信号列を得る処理と、
前記音響信号が再生される同一空間から収音された収音信号を入力し、一定時間蓄積し収音信号列を得る処理と、
前記再生信号列を線形変換し再生信号変換列を得る処理と、
前記再生信号変換列を入力し、再生された音響信号が収音信号に回り込む反響信号の線形変換列を模擬する模擬反響信号変換列を生成する処理と、
前記模擬反響信号変換列と前記収音信号列とを入力し、模擬反響信号変換列の線形変換領域の模擬誤差を出力する処理と、
前記再生信号変換列と前記線形変換領域の模擬誤差を入力し、前記模擬反響信号変換列を生成するための変換領域反響模擬フィルタ係数の更新列を生成する処理と、をコンピュータに実行させる反響消去プログラムにおいて、
前記変換領域反響模擬フィルタ係数の更新に用いる、前記再生信号変換列の各要素毎に、サイン関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、双曲線正接関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、サイン関数を該要素に与えたものと双曲線正接関数を該要素の絶対値に与えたものとの乗算を得る非線形処理のうちの異なる非線形処理を選択して与える再生信号非線形処理と、
前記変換領域反響模擬フィルタ係数の更新に用いる、前記線形変換領域の模擬誤差の各要素毎に、サイン関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、双曲線正接関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、サイン関数を該要素に与えたものと双曲線正接関数を該要素の絶対値に与えたものとの乗算を得る非線形処理のうちの異なる非線形処理を選択して与える模擬誤差非線形処理のうち何れか、または、両方の処理を備えたことを特徴とする反響消去プログラム。 - 再生される音響信号を入力し、一定時間蓄積し再生信号列を得る処理と、
前記音響信号が再生される同一空間から収音された収音信号を入力し、一定時間蓄積し収音信号列を得る処理と、
前記再生信号列を線形変換し再生信号変換列を得る処理と、
前記再生信号変換列を入力し、再生された音響信号が収音信号に回り込む反響信号の線形変換列を模擬する模擬反響信号変換列を生成する処理と、
前記模擬反響信号変換列と前記収音信号列とを入力し、模擬反響信号変換列の線形変換領域の模擬誤差を出力する処理と、
前記再生信号変換列と前記線形変換領域の模擬誤差を入力し、前記模擬反響信号変換列を生成するための変換領域反響模擬フィルタ係数の更新列を生成する処理と、をコンピュータに実行させる反響消去プログラムにおいて、
前記変換領域反響模擬フィルタ係数の更新に用いる、前記再生信号変換列の一部の要素に、サイン関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、双曲線正接関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、サイン関数を該要素に与えたものと双曲線正接関数を該要素の絶対値に与えたものとの乗算を得る非線形処理のうちの何れかの非線形処理を与える再生信号非線形処理と、
前記変換領域反響模擬フィルタ係数の更新に用いる、前記線形変換領域の模擬誤差の一部の要素に、サイン関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、双曲線正接関数を該要素に与えたものを得る非線形処理、サイン関数を該要素に与えたものと双曲線正接関数を該要素の絶対値に与えたものとの乗算を得る非線形処理のうちの何れかの非線形処理を与える模擬誤差非線形処理のうち何れか、または、両方の処理を備えたことを特徴とする反響消去プログラム。 - 請求項９又は１０に記載の反響消去プログラムにおいて、
前記収音信号の短時間平均レベルの上記再生信号の短時間平均レベルに対する比として音響結合量を求める処理と、
前記音響結合量の大小に対応して前記変換領域反響模擬フィルタ係数の更新量の大小を決定する処理と、を有することを特徴とする反響消去プログラム。 - 請求項９又は１０に記載の反響消去プログラムにおいて、
前記模擬反響の生成は、過去の前記再生信号変換列を記憶し、前記記憶された再生信号変換列に対応した変換領域反響模擬フィルタ係数を有し、
前記再生信号変換列の記憶時期に従い記憶時期の古い前記再生信号変換列に対応する前記変換領域反響模擬フィルタ係数ほど更新量を小さくする処理を有することを特徴とする反響消去プログラム。
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