JP4504891B2 - 反響消去方法、反響消去装置、プログラム、記録媒体 - Google Patents

反響消去方法、反響消去装置、プログラム、記録媒体 Download PDF

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本発明は、ステレオ音声などを再生可能な2つのスピーカから一つ以上のマイクロホンへと回り込む反響を消去するための反響消去方法、反響消去装置、反響消去プログラム、記録媒体に関する。
ステレオ音声などを再生可能な2つのスピーカから少なくとも一つ以上のマイクロホンへ回り込む反響を消去する反響消去装置は、図2のように接続される。図2では、マイクロホンは一つの場合を挙げているが、複数のマイクロホンが存在する場合も各マイクロホン毎に同様な構成がとられる。従来の反響消去装置100内では、第一再生信号x1(k)と第二再生信号x2(k)の和成分として再生和信号xc(k)=x1(k)+x2(k)を生成する和信号生成器101と、x1(k)とx2(k)の差成分として再生差信号xa(k)=x1(k)−x2(k)を生成する差信号生成器102とを有する。
また、第一スピーカ1とマイクロホン3との間の第一反響路4のインパルス応答に相当する長さ(要素数)LのベクトルH1と、第二スピーカ2とマイクロホン3との間の第二反響路5のインパルス応答に相当する長さLのベクトルH2との和成分として、(H1+H2)/2を模擬する第一模擬特性Hm1(k)を保持する第一適応型模擬反響路103と、ベクトルH1とH2の差成分として、(H1−H2)/2を模擬する第二模擬特性Hm2(k)を保持する第二適応型模擬反響路104を有する。
ここで、kは所定間隔の離散時間を指すステップ数である。第一再生信号x1(k)および第二再生信号x2(k)は、それぞれ、第一反響路4および第二反響路5との畳込演算により第一反響信号d1(k)および第二反響信号d2(k)として、マイクロホン3において混合され収音される。
このとき、第一適応型模擬反響路103と第二適応型模擬反響路104とは、それぞれ、再生和信号xc(k)および再生差信号xa(k)を入力として、第一模擬特性Hm1(k)および第二模擬特性Hm2(k)との畳込演算により第一模擬反響信号dm1(k)および第二模擬反響信号dm2(k)を生成し、加算器105において加算した後、減算器106において、第一反響信号d1(k)および第二反響信号d2(k)を含むマイクロホン3の収音信号y(k)から減算することで、反響消去装置の出力信号でもある誤差信号e(k)を計算する。なお、加算器105と減算器106の機能を統合した誤差算出手段304で同様な処理を行ってもよい。
さて、第一適応型模擬反響路103および第二適応型模擬反響路104において、第一模擬特性Hm1(k)および第二模擬特性Hm2(k)は、それぞれ、
Figure 0004504891
と更新される。ここでXc(k)=[xc(k), xc(k−1), …, xc(k−L+1)]T , Xa(k)=[xa(k), xa(k−1), …, xa(k−L+1)]Tであり、μは更新量を調整する正の数、‖X‖はベクトルXのノルムを表す。また、e1(k)=dc(k)−dm1(k),e2(k)=da(k)−dm2(k)として表せる。ただし、
Figure 0004504891
である。また、例えマイクロホン3の収音信号y(k)が反響信号以外の信号を含まなかったとしても、実際に観測できる信号は、
dc(k)+da(k)=d1(k)+d2(k)=y(k)
のみであり、dc(k)とda(k)を個別に観測することは不可能である。
実際には、図2の例では、誤差信号e(k)=y(k)−[dm1(k)+dm2(k)]に基づき推定値を与えている。すなわち、信号電力加重誤差配分手段107において、e1(k)の推定値として、
Figure 0004504891
を求め、再生和信号xc(k)および再生差信号xa(k)の電力に相当する量により重み付けを行い、e(k)を配分し、(式1)および(式2)を適用する形で、第一模擬特性Hm1(k)および第二模擬特性Hm2(k)の特性更新を行っている。ここで、分母の‖Xc(k)‖2+‖Xa(k)‖2に、零除算防止を目的とした小さい正の実数を加える場合もあるが、ここでの議論の本質には影響しない。なお、このような特性更新は、非特許文献1記載の「学習同定方をを用いた線形結合型多チャンネル適応フィルタ」の2チャンネルの場合の特性更新に相当する。
また、図3の例では、均等誤差配分手段207により、e1(k)の推定値として、
Figure 0004504891
とe(k)を均等に配分し、(式1)および(式2)に適用する形で、第一模擬特性Hm1(k)および第二模擬特性Hm2(k)の特性更新を行っている。このような特性更新は、非特許文献1記載の「正規化法を用いた線形結合型多チャンネル適応フィルタ」の2チャンネルの場合の特性更新に相当する。
ここで、図2および図3に示した従来技術において、(式1)および(式2)で本来用いられるべきe1(k)、e2(k)に対して実際に適用される第一推定値および第二推定値em1(k)、em2(k)の精度について考える。まず、
e1(k)=ec(k)+ea(k) (式7)
e2(k)=ec(k)−ea(k) (式8)
とおく。ただし、
Figure 0004504891
である。Tはベクトルの転置を表す。ここで、
Figure 0004504891
と分解できる。このとき、上記の関係より、
Figure 0004504891
と表すことができる。ここで、e(k)は実際に観測可能であるため、ec(k)の値は観測可能であるが、
Figure 0004504891
は、観測不可能であるため、eu(k)を含むea(k)の値は正確に知ることができない。そこで、ea(k)の推定値ema(k)を用いて、(式7)、(式8)に従い、推定値em1(k)、em2(k)を
em1(k)=ec(k)+ema(k) (式9)
em2(k)=ec(k)−ema(k) (式10)
と表すことを考える。
このとき、(式3)、(式4)に基づく図2の構成では、(式9)、(式10)において、
Figure 0004504891
と与えたことに相当する。(式11)の推定値は、eu(k)の大きさが、十分小さいとき妥当であるが、eu(k)の大きさが大きいとき、推定値em1(k)、em2(k)の精度はあまり高くない。このため、反響路の模擬精度も劣化し、十分な反響消去性能が得られない。また、
Figure 0004504891
なる関係から、eu(k)の大きさは、αに依存するため、反響路の模擬精度もαの値に依存する。
一方(式5)、(式6)に基づく図3に示した反響消去装置200の構成では、(式9)、(式10)において、
ema(k)=0 (式12)
と与えたことに相当する。(式12)では、ema(k)の平均値を零と仮定し、eu(k)の大きさ、すなわちαの値によらない反響路の模擬を実現している。
藤井 哲郎、島田 正治:「多チャンネル適応ディジタルフィルタ」電子通信学会 論文誌(A),J69-A No.10, pp1226-1233, 1986.
背景技術でのe1(k)、e2(k)に対する推定値em1(k)、em2(k)に関する考察より、図2に示した反響消去装置100の構成においては、αの大きさに対する、推定精度の依存性が強く、図3に示した反響消去装置200の構成においては、αの大きさによらず、固定的な誤差配分により、推定を実現している。図2に示した反響消去装置100の構成の推定精度は、αの値に依存して、図3に示した反響消去装置200の構成より優れる場合もあるが、劣る場合もある。
本発明の目的は、図2に示した反響消去装置100の構成の推定値em1(k)、em2(k)について、αの値に依存した精度劣化を抑え、反響路の模擬精度を高めることにより、反響消去性能の優れた反響消去装置を提案することである。
同一空間内に存在する第一の音響再生手段と音響収音手段との間の音響的な伝達経路である第一の反響路を介して第一の音響再生手段から再生する第一の再生信号が音響収音手段により収音される第一の反響信号と、第一の音響再生手段の同一の空間内に存在する第二の音響再生手段と音響収音手段との間の音響的な伝達経路である第二の反響路を介して、第二の音響再生手段から再生する第二の再生信号が音響収音手段により第一の反響信号と混合して収音される第二の反響信号とを、音響収音手段で収音する全ての収音信号の中から消去または低減する反響消去装置において、第一の再生信号と前記第二の再生信号の和成分として再生和信号を出力する和信号生成器と、第一の再生信号と前記第二の再生信号の差成分として再生差信号を出力する差信号生成器と、第一の反響路と第二の反響路の和成分に相当する模擬特性を有し、再生和信号を入力し、第一の反響模擬信号を出力する第一の適応型模擬反響路と、第一の反響路と第二の反響路の差成分に相当する模擬特性を有し、再生差信号を入力し、第二の反響模擬信号を出力する第二の適応型模擬反響路と、第一の反響模擬信号および第二の反響模擬信号を収音信号から差引き誤差信号を取得し、この誤差信号を出力する誤差算出手段と、及び誤差信号を均等割合で配分して得られる推定値を出力する均等誤差配分手段か、再生和信号の電力と再生差信号の電力との比に応じて配分して得られる推定値を出力する信号電力加重誤差配分手段との何れかを備えた反響消去装置は上記したように従来より存在するが、
本発明の特徴とする構成はこれら均等誤差配分手段と、信号電力加重誤差配分手段の双方を備える点と、均等誤差配分手段は誤差信号を均等割合で配分して得られる第一の推定値と第二の推定値とを出力する点と、信号電力加重誤差配分手段は再生和信号の電力と再生差信号の電力との比に応じて配分して得られる第三の推定値と第四の推定値を出力する点を特徴とし、更に再生和信号の電力と再生差信号の電力の大小関係に応じて異なる値を電力偏差として出力する電力偏差計算手段と、
電力偏差の値が、再生和信号の電力が再生差信号の電力より大きいことを示すほど、第三の推定値を第一の推定値よりも大きな割合で加重平均し、電力偏差の値が、再生差信号の電力が再生和信号の電力より大きいことを示すほど、第一の推定値を第三の推定値よりも大きな割合で加重平均し、第五の推定値として出力し、第一の適応型模擬反響路に与え、第一の適応型模擬反響路が有する模擬特性を更新させる第一の電力偏差加重平均手段と、電力偏差の値が、再生和信号の電力が再生差信号の電力より大きいことを示すほど、第二の推定値を第四の推定値よりも大きな割合で加重平均し、電力偏差の値が、再生差信号の電力が再生和信号の電力より大きいことを示すほど、第四の推定値を第二の推定値よりも大きな割合で加重平均し、第六の推定値として出力し、第二の適応型模擬反響路に与え、第二の適応型模擬反響路が有する模擬特性を更新させる第二の電力偏差加重平均手段とを備える構成とした点を特徴とする。
更に本発明では、電力偏差計算手段において、電力偏差αとして、再生和信号の電力と再生差信号の電力の差を、再生和信号の電力と再生差信号の和で除した値を用いることを特徴とする。
更に本発明では、第一の電力偏差加重平均手段において、第五の推定値を求める第一の推定値と第三の推定値の加重平均の値を、1から電力偏差αを引いた値の二分の一と第一の推定値との積と、1に電力偏差αを加えた値の二分の一と第三の推定値との積との和として得ることを特徴とする。
更に本発明では、第二の電力偏差加重平均手段において、第六の推定値を求める第二の推定値と第四の推定値の加重平均の値を、1に電力偏差αを加えた値の二分の一と第二の推定値との積と、1から電力偏差αを引いた値の二分の一と第四の推定値との積と、の和として得ることを特徴とする。
つまり、本発明では、背景技術で説明した図2に示した反響消去装置100の誤差配分と図3に示した反響消去装置200の誤差配分を、αの値に応じて、組み合わせることにより、前記課題を解決する。図2に示した反響消去装置100の構成において、ema(k)の推定精度が高くなるのは、eu(k)が十分小さい、すなわち、αが、1、または、−1に近いときである。さらに、(式3)、(式4)を、αを用いて表すと、
Figure 0004504891
であるから、αが1に近いときは、em2(k)に比べ、em1(k)のほうが、eu(k)の占める割合が小さく、推定精度が高くなり、逆に、αが−1に近いときは、em1(k)に比べ、em2(k)のほうが、eu(k)に占める割合が小さく、推定精度が高くなる。この性質を踏まえ、図2に示す反響消去装置100の構成で用いる推定値em1(k)、em2(k)と、図3に示した反響消去装置200の構成で用いる、αの値に依存しない、推定値em1(k)、em2(k)とを組合せる。以下では、このαの値に依存しない推定値em1(k)とem2(k)を第三推定値em3(k)、第四推定値em4(k)と称することにする。αの値が1に近づくことは、再生和信号ベクトルXc(k)の大きさが再生差信号ベクトルXa(k)の大きさよりも大きくなることを意味し、αの値が−1に近づくことは、再生和信号ベクトルXc(k)の大きさが再生差信号ベクトルXa(k)の大きさよりも小さくなることを意味する。
そこで、0以上1以下の値を取る変数γ1に対して、再生和信号ベクトルXc(k)の大きさが再生差信号ベクトルXa(k)の大きさより大きくなるほど、小さい値を与え、0以上1以下の値を取る変数γ2に対して、再生和信号ベクトルXc(k)の大きさが再生差信号ベクトルXa(k)の大きさよりも小さくなるほど、小さい値を与えるものとして、以下のように組合せて得られる第五推定値em5(k)、と第六推定値em6(k)を、本発明では用いる。
なお、本発明では、再生和信号の大きさと再生差信号の大きさの大小関係を表す量を電力偏差と呼び、例えば、前述のαを電力偏差として用いる。
Figure 0004504891
ここで、例えば、
Figure 0004504891
と与えることができ、SNR1は、eu(k)と、e1(k)からeu(k)を除いた成分とのパワー期待値との比を、SNR2は、eu(k)と、e2(k)から−eu(k)を除いた成分とのパワー期待値との比を、それぞれ表す。なおSNR1、SNR2の導出には、前述の
Figure 0004504891
なる関係を用いた。
本発明による反響消去装置は、(式1)、(式2)の中でe1(k)、e2(k)の代わりに適用する第五推定値em5(k)、および第六推定値em6(k)の算出において、従来の(式3)、(式4)による推定値、および、従来の(式5)、(式6)による推定値それぞれの長所を活かすため、それらの貢献度を、eu(k)のパワー期待値と、e1(k)からeu(k)を除いた成分とパワー期待値、および、e2(k)から−eu(k)を除いた成分とのパワー期待値それぞれとの比に応じ、上記2種類の従来の推定値の貢献度を制御する手段を設けたため、従来の推定値よりも精度を高めることができる。このため、第一模擬特性Hm1(k)および第二模擬特性Hm2(k)の模擬精度を二つの従来技術より高めることができる。また、上記のパワー比の計算に用いるαの値は、第一再生信号x1(k)と第二再生信号x2(k)との間の相関X1(k)TX2(k)に基づき算出されるため、第一再生信号x1(k)と第二再生信号x2(k)との間の相関に起因する、上記2種類の従来の推定値の精度劣化を補い合う特質を持つ。
本発明による反響消去装置はハードウェアによって構成することができるが、より簡素に実現するには本発明による反響消去プログラムをコンピュータにインストールし、コンピュータに備えたCPUやDSPにこの反響消去プログラムを解読させて実行させることによりコンピュータに反響消去装置として機能させる実施形態が最良である。
コンピュータに反響消去装置として機能させるためには反響消去プログラムによりコンピュータ内に第一の再生信号と第二の再生信号の和成分として再生和信号を出力する和信号生成器と、第一の再生信号と第二の再生信号の差成分として再生差信号を出力する差信号生成器と、第一の反響路と第二の反響路の和成分に相当する模擬特性を有し、再生和信号を入力し、第一の反響模擬信号を出力する第一の適応型模擬反響路と、第一の反響路と第二の反響路の差成分に相当する模擬特性を有し、再生差信号を入力し、第二の反響模擬信号を生成する第二の適応型模擬反響路と、第一の反響模擬信号および第二の反響模擬信号を収音信号から差引き誤差信号を生成し、この誤差信号を出力する誤差算出手段と、この誤差信号を均等割合で配分して得られる第一の推定値と第二の推定値を出力する均等誤差配分手段と、誤差信号を再生和信号の電力と再生差信号の電力との比に応じて配分して得られる第三の推定値と第四の推定値を出力する信号電力加重誤差配分手段と、再生和信号の電力と再生差信号の電力の大小関係に応じて異なる値を電力偏差として出力する電力偏差計算手段と、電力偏差の値が、再生和信号の電力が再生差信号の電力より大きいことを示すほど、第三の推定値を第一の推定値よりも大きな割合で加重平均し、電力偏差の値が、再生差信号の電力が再生和信号の電力より大きいことを示すほど、第一の推定値を第三の推定値よりも大きな割合で加重平均し、第五の推定値として出力し、第一の適応型模擬反響路に与え、第一の適応型模擬反響路が有する模擬特性を更新させる第一の電力偏差加重平均手段と、電力偏差の値が、再生和信号の電力が再生差信号の電力より大きいことを示すほど、第二の推定値を第四の推定値よりも大きな割合で加重平均し、電力偏差の値が、再生差信号の電力が再生和信号の電力より大きいことを示すほど、第四の推定値を第二の推定値よりも大きな割合で加重平均し、これらの加重平均値を第六の推定値として出力し、第二の適応型模擬反響路に与え、第二の適応型模擬反響路が有する模擬特性を更新させる第二の電力偏差加重平均手段とを構築し、コンピュータに反響消去装置として機能させる。
図1に本発明による反響消去装置300の実施例を示す。第一再生信号x1(k)と、第二再生信号x2(k)が第一スピーカ1と第二スピーカ2に入力され、ステレオ音声などを再生する点及び第一再生信号x1(k)と第二再生信号x2(k)の和信号xc(k)を和信号生成器101で生成し、第一再生信号x1(k)と第二再生信号x2(k)の差信号xa(k)を差信号生成器102で生成する点及び、第一スピーカ1と第二スピーカ2で再生された音響信号をマイクロホン3で収音し、マイクロホン3で収音した音響信号y(k)から第一模擬反響信号dm1(k)および第二模擬反響信号dm2(k)を誤差算出手段304で差し引き、誤差信号e(k)を生成する点は図2及び図3で説明した従来技術と同じである。
本発明ではこれらの構成に加えて信号電力加重誤差配分手段107と、均等誤差配分手段207と、電力偏差計算手段301と、第一電力偏差加重平均手段302と、第二電力偏差加重平均手段303とを設け、これら、第一電力偏差加重平均手段302と第二電力偏差加重平均手段303で生成する第5の推定値em5(k)と、第6の推定値em6(k)によって第一適応型模擬反響路103と第二適応型模擬反響路104の模擬特性Hm1(k)とHm2(k)を特性更新させる点を特徴とするものである。
以下に各部の動作を説明する。
和信号生成器101は第一再生信号x1(k)と第二再生信号x2(k)との和成分として再生和信号xc(k)=x1(k)+x2(k)を生成する。
差信号生成器102は第一再生信号x1(k)と第二再生信号x2(k)との差成分として再生差信号xa(k)=x1(k)−x2(k)を生成する。
第一適応型模擬反響路103は第一スピーカ1とマイクロホン3との間の第一反響路4のインパルス応答に相当する長さLのベクトルH1と、第二スピーカ2とマイクロホン3との間の第二反響路5のインパルス応答に相当する長さLのベクトルH2との和成分として(H1+H2)/2を模擬する第一模擬特性Hm1(k)を保持し、和信号生成器101から入力される再生和信号xc(k)と第一模擬特性Hm1(k)との畳込演算により第一模擬反響信号dm1(k)を生成し出力する。
第二適応型模擬反響路104はベクトルH1とH2の差成分として(H1−H2)/2を模擬する第二模擬特性Hm2(k)を保持し、差信号生成器102から入力される再生差信号xa(k)と第二模擬特性Hm2(k)との畳込演算により第二模擬反響信号dm2(k)を生成し出力する。
誤差算出手段304は第一反響路4および第二反響路5を経て生成される第一反響信号d1(k)および第二反響信号d2(k)が混合してマイクロホン3において収音されて得られる収音信号y(k)から、第一模擬反響信号dm1(k)および第二模擬反響信号dm2(k)を差し引き、誤差信号e(k)を出力する。
均等誤差配分手段207は上述した(式5)、(式6)に基づき、誤差信号e(k)を二分の一に均等に分割し、第一の推定値em1(k)=(1/2)・e(k)と第二の推定値em2(k)=(1/2)・e(k)を出力する。
信号電力加重誤差配分手段107は(式3)、(式4)に基づき、再生和信号xc(k)の電力‖xc(k)‖2と、再生和信号xc(k)の電力‖xc(k)‖2と再生差信号xa(k)の電力‖xa(k)‖2の和との比‖xc(k)‖2/(‖xc(k)‖2+‖xa(k)‖2)を誤差信号e(k)に乗ずることにより、第三の推定値em3(k)を
Figure 0004504891
として出力する。
これと共に、再生差信号xa(k)の電力‖xa(k)‖2と、再生和信号xc(k)の電力‖xc(k)‖2と再生差信号の電力‖xa(k)‖2との和との比‖xa(k)‖2/(‖xc(k)‖2+‖xa(k)‖2)を誤差信号e(k)に乗ずることにより第四の推定値em4(k)を、
Figure 0004504891
として出力する。
電力偏差計算手段301は再生和信号xc(k)の電力‖xc(k)‖2と再生差信号xa(k)の電力‖xa(k)‖2の差‖xc(k)‖2−‖xa(k)‖2を再生和信号xc(k)の電力‖xc(k)‖2と再生差信号xa(k)の電力‖xa(k)‖2の和‖xc(k)‖2+‖xa(k)‖2で除した値を電力偏差αとして、
Figure 0004504891
出力する。
第一電力偏差加重平均手段302は(式13)に基づき、1から電力偏差αを引いた値の二分の一と第一の推定値em1(k)との積と、1に電力偏差αを加えた値の二分の一と第三の推定値との積との和を第五の推定値em5(k)として、
Figure 0004504891
出力し、この第五の推定値em5(k)を第一適応型模擬反響路103に与え、第一模擬特性Hm1(k)を特性更新させる。
第二電力偏差加重平均手段303は(式14)に基づき、1に電力偏差αを加えた値の二分の一と第二推定値em2(k)との積((1+α)/2)・em2(k)と、1から電力偏差αを引いた値の二分の一と第四の推定値em4(k)との積と、の和を第六の推定値em6(k)として、
Figure 0004504891
出力し、この第六の推定値em6(k)を第二適応型模擬反響路104に与え、第二模擬特性Hm2(k)を特性更新させる。
この第五の推定値em5(k)と第六の推定値em6(k)とによって第一適応型模擬反響路103と第二適応型模擬反響路104との特性を更新することにより、電力偏差の値に応じて第一の推定値と第三の推定値の加重平均の割合及び第二の推定値と第四の推定値の加重平均の割合を制御し、推定誤差値の貢献度を制御するから、従来の推定値の制御より精度を高めることができる。
図1の第一電力偏差加重平均手段302、および、第二電力偏差加重平均手段303において、(式13)、(式14)を適用するにあたり、(式16)、(式18)のSNR1、SNR2は、
Figure 0004504891
として、振幅期待値の比から計算してもよい。
図1の第一電力偏差加重平均手段302、および、第二電力偏差加重平均手段303において、(式13)および(式14)の代わりに
Figure 0004504891
を与えてもよい。
図1の電力偏差計算手段301は、電力偏差αについて、
Figure 0004504891
の関係があることから、第一再生信号x1(k)と第二再生信号x2(k)から直接計算してもよい。
和信号生成器101が生成する再生和信号を[x1(k)+x2(k)]/2、差信号生成器102が生成する再生差信号を[x1(k)−x2(k)]/2としてもよく、この場合、第一適応型模擬反響路103が模擬すべき模擬特性Hm1(k)は、第一反響路4と第二反響路5のベクトル和H1+H2となり、第二適応型模擬反響路104が模擬すべき模擬特性Hm2(k)は、第一反響路4と、第二反響路5のベクトルの差H1−H2となるが、本発明の効果は維持される。また、その他の定数倍のスケーリングを和信号生成器101、差信号生成器102に適用した場合も同様で、その場合も効果は維持される。また、第一再生信号x1(k)と第二再生信号x2(k)との関係が入れ替わっていても、本発明の効果は維持される。
以上説明した反響消去装置はコンピュータに本発明による反響消去プログラムをインストールし、コンピュータに備えられたCPUに反響消去プログラムを解読させ、実行させることにより実現することができる。本発明による反響消去プログラムは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、コンピュータが読み取り可能な例えば磁気ディスク或いはCD−ROMや半導体メモリのような記録媒体に記録される。コンピュータはこれらの記録媒体から或いは通信回線を通じてインストールされる。
本発明による反響消去装置はハンズフリー通話、ハンズフリー音声認識などの分野で活用される。
本発明による反響消去装置の実施例を説明するためのブロック図。 従来の反響消去装置を説明するためのブロック図。 従来の反響消去装置の他の例を説明するためのブロック図。
符号の説明
1 第一スピーカ 104 第二適応型模擬反響路
2 第二スピーカ 107 信号電力加重誤差配分手段
3 マイクロホン 207 均等誤差配分手段
4 第一反響路 301 電力偏差計算手段
5 第二反響路 302 第一電力偏差加重平均手段
101 和信号生成器 303 第二電力偏差加重平均手段
102 差信号生成器 304 誤差算出手段
103 第一適応型模擬反響路

Claims (10)

  1. 同一空間内で実行される第一の音響再生ステップと音響収音ステップとの間の音響的な伝達経路である第一の反響路を介して前記第一の音響再生ステップで再生する第一の再生信号が前記音響収音ステップで収音される第一の反響信号と、前記第一の音響再生ステップの同一の空間内で実行される第二の音響再生ステップと前記音響収音ステップとの間の音響的な伝達経路である第二の反響路を介して、前記第二の音響再生ステップで再生する第二の再生信号が前記音響収音ステップにより前記第一の反響信号と混合して収音される第二の反響信号とを、前記音響収音ステップで収音する全ての収音信号の中から消去または低減する反響消去方法において、
    前記第一の再生信号と前記第二の再生信号の和成分として再生和信号を生成し出力する和信号出力ステップと、
    前記第一の再生信号と前記第二の再生信号の差成分として再生差信号を生成し出力する差信号出力ステップと、
    前記第一の反響路と前記第二の反響路の和成分に相当する模擬特性を有し、前記再生和信号を入力し、第一の反響模擬信号を生成し出力する第一の適応型反響模擬ステップと、
    前記第一の反響路と前記第二の反響路の差成分に相当する模擬特性を有し、前記再生差信号を入力し、第二の反響模擬信号を生成し出力する第二の適応型反響模擬ステップと、
    前記第一の反響模擬信号および前記第二の反響模擬信号を前記収音信号から差引き誤差信号を得て、この誤差信号を出力する誤差算出ステップと、
    前記誤差信号を均等割合で配分して得られる第一の推定値と第二の推定値を出力する均等誤差配分ステップと、
    前記誤差信号を前記再生和信号の電力と前記再生差信号の電力との比に応じて配分して得られる第三の推定値と第四の推定値を出力する信号電力加重誤差配分ステップと、
    前記再生和信号の電力と前記再生差信号の電力の大小関係に応じて異なる値を電力偏差として出力する電力偏差計算ステップと、
    前記電力偏差の値が、前記再生和信号の電力が前記再生差信号の電力より大きいことを示すほど、前記第三の推定値を前記第一の推定値よりも大きな割合で加重平均し、前記電力偏差の値が、前記再生差信号の電力が前記再生和信号の電力より大きいことを示すほど、前記第一の推定値を前記第三の推定値よりも大きな割合で加重平均し、第五の推定値として出力し、前記第一の適応型反響模擬ステップに与え、前記第一の適応型反響模擬ステップが有する模擬特性を更新させる第一の電力偏差加重平均ステップと、
    前記電力偏差の値が、前記再生和信号の電力が前記再生差信号の電力より大きいことを示すほど、前記第二の推定値を前記第四の推定値よりも大きな割合で加重平均し、前記電力偏差の値が、前記再生差信号の電力が前記再生和信号の電力よりも大きいことを示すほど、前記第四の推定値を前記第二の推定値よりも大きな割合で加重平均し、第六の推定値として出力し、前記第二の適応型反響模擬ステップに与え、前記第二の適応型反響模擬ステップが有する模擬特性を更新させる第二の電力偏差加重平均ステップと、
    を含むことを特徴とする反響消去方法。
  2. 前記電力偏差計算ステップにおいて、電力偏差として、前記再生和信号の電力と前記再生差信号の電力の差を、前記再生和信号の電力と前記再生差信号の和で除した値を用いることを特徴とする請求項1記載の反響消去方法。
  3. 前記第一の電力偏差加重平均ステップにおいて、前記第五の推定値を求める前記第一の推定値と前記第三の推定値の加重平均の値を、1から請求項2に基づく電力偏差を引いた値の二分の一と前記第一の推定値との積と、1と請求項2に基づく前記電力偏差を加えた値の二分の一と前記第三の推定値との積と、の和として得ることを特徴とする請求項1又は2の何れかに記載の反響消去方法。
  4. 前記第二の電力偏差加重平均ステップにおいて、前記第六の推定値を求める前記第二の推定値と前記第四の推定値の加重平均の値を、
    1に請求項2に基づく電力偏差を加えた値の二分の一と前記第二の推定値との積と、1から請求項2に基づく電力偏差を引いた値の二分の一と前記第四の推定値との積と、の和として得ることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の反響消去方法。
  5. 同一空間内に存在する第一の音響再生手段と音響収音手段との間の音響的な伝達経路である第一の反響路を介して前記第一の音響再生手段から再生する第一の再生信号が前記音響収音手段により収音される第一の反響信号と、前記第一の音響再生手段の同一の空間内に存在する第二の音響再生手段と前記音響収音手段との間の音響的な伝達経路である第二の反響路を介して、前記第二の音響再生手段から再生する第二の再生信号が前記音響収音手段により前記第一の反響信号と混合して収音される第二の反響信号とを、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または低減する反響消去装置において、
    前記第一の再生信号と前記第二の再生信号の和成分として再生和信号を生成し出力する和信号生成器と、
    前記第一の再生信号と前記第二の再生信号の差成分として再生差信号を生成し出力する差信号生成器と、
    前記第一の反響路と前記第二の反響路の和成分に相当する模擬特性を有し、前記再生和信号を入力し、第一の反響模擬信号を生成し出力する第一の適応型模擬反響路と、
    前記第一の反響路と前記第二の反響路の差成分に相当する模擬特性を有し、前記再生差信号を入力し、第二の反響模擬信号を生成し出力する第二の適応型模擬反響路と、
    前記第一の反響模擬信号および前記第二の反響模擬信号を前記収音信号から差引き誤差信号を得て、この誤差信号を出力する誤差算出手段と、
    前記誤差信号を均等割合で配分して得られる第一の推定値と第二の推定値を出力する均等誤差配分手段と、
    前記誤差信号を前記再生和信号の電力と前記再生差信号の電力との比に応じて配分して得られる第三の推定値と第四の推定値を出力する信号電力加重誤差配分手段と、
    前記再生和信号の電力と前記再生差信号の電力の大小関係に応じて異なる値を電力偏差として出力する電力偏差計算手段と、
    前記電力偏差の値が、前記再生和信号の電力が前記再生差信号の電力より大きいことを示すほど、前記第三の推定値を前記第一の推定値よりも大きな割合で加重平均し、前記電力偏差の値が、前記再生差信号の電力が前記再生和信号の電力より大きいことを示すほど、前記第一の推定値を前記第三の推定値よりも大きな割合で加重平均し、第五の推定値として出力し、前記第一の適応型模擬反響路に与え、前記第一の適応型模擬反響路が有する模擬特性を更新させる第一の電力偏差加重平均手段と、
    前記電力偏差の値が、前記再生和信号の電力が前記再生差信号の電力より大きいことを示すほど、前記第二の推定値を前記第四の推定値よりも大きな割合で加重平均し、前記電力偏差の値が、前記再生差信号の電力が前記再生和信号の電力より大きいことを示すほど、前記第四の推定値を前記第二の推定値よりも大きな割合で加重平均し、第六の推定値として出力し、前記第二の適応型模擬反響路に与え、前記第二の適応型模擬反響路が有する模擬特性を更新させる第二の電力偏差加重平均手段と、
    を備えることを特徴とする反響消去装置。
  6. 前記電力偏差計算手段において、電力偏差として、前記再生和信号の電力と前記再生差信号の電力の差を、前記再生和信号の電力と前記再生差信号の和で除した値を用いることを特徴とする請求項5記載の反響消去装置。
  7. 前記第一の電力偏差加重平均手段において、前記第五の推定値を求める前記第一の推定値と前記第三の推定値の加重平均の値を、1から請求項6に基づく電力偏差を引いた値の二分の一と前記第一の推定値との積と、1に請求項6に基づく前記電力偏差を加えた値の二分の一と前記第三の推定値との積と、の和として得ることを特徴とする請求項5又は6の何れかに記載の反響消去装置。
  8. 前記第二の電力偏差加重平均手段において、前記第六の推定値を求める前記第二の推定値と前記第四の推定値の加重平均の値を、
    1に請求項6に基づく電力偏差を加えた値の二分の一と前記第二の推定値との積と、1から請求項6に基づく電力偏差を引いた値の二分の一と前記第四の推定値との積と、の和として得ることを特徴とする請求項2記載の反響消去装置。
  9. コンピユータが解読可能なプログラム言語によって記述され、コンピユータに少なくとも請求項4乃至請求項8の何れかに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。
  10. 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9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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