JP5293952B2 - Signal processing method, signal processing apparatus, and signal processing program - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a signal processing method, a signal processing device and a signal processing program, capable of attaining signal erasure that reduces output distortions under a low operation quantity, without delay with respect to a desired signal. <P>SOLUTION: In the signal processing method, a plurality of coefficients of an adaptive filter are collected to generate a plurality of coefficient groups, a coefficient representative value in the plurality of coefficient groups is found; and a coefficient updating step size of each coefficient in the coefficient groups is controlled by using the coefficient representative value. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、信号処理方法、信号処理装置、並びに信号処理プログラムに関し、特にマイクロホン、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や妨害信号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ための方法、装置、並びにプログラムに関するものである。   The present invention relates to a signal processing method, a signal processing apparatus, and a signal processing program, and in particular, eliminates noise or interference signals mixed in a desired signal input from a microphone, a handset, a communication path, or the like by an adaptive filter, or a desired signal. The present invention relates to a method, an apparatus, and a program for emphasizing the above.

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は、音声符号化や音声認識処理の対象となる。情報圧縮度の高い狭帯域音声符号化装置や音声認識装置等において、このような背景雑音が重畳された音声信号の音声符号化や音声認識を行う上で、大きな問題となる。上記のように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、2、3には、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。   A voice signal input from a microphone, a handset, or the like is a target of voice encoding or voice recognition processing. In a narrow-band speech encoding device, speech recognition device, or the like with a high degree of information compression, there is a big problem in performing speech encoding and speech recognition of a speech signal on which such background noise is superimposed. As signal processing apparatuses for the purpose of eliminating the acoustically superimposed noise as described above, Patent Documents 1, 2, and 3 disclose a two-input type noise canceling apparatus using an adaptive filter.

上記特許文献1、2、3に開示されている2入力型雑音消去装置は、雑音源から音声入力端子に至る音響経路(ノイズパス)のインパルス応答を近似する適応フィルタを用いて、音声入力端子において混入する雑音成分に対応した擬似雑音を生成する。そして、音声入力端子に入力された受信信号(主信号)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、受信信号とは、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。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。ここで、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。   The two-input type noise canceller disclosed in Patent Documents 1, 2, and 3 uses an adaptive filter that approximates an impulse response of an acoustic path (noise path) from a noise source to the voice input terminal. Pseudo noise corresponding to the mixed noise component is generated. Then, the pseudo noise is subtracted from the received signal (main signal) input to the audio input terminal, thereby operating to suppress the noise component. Here, the received signal is a signal in which an audio signal and noise are mixed, and is generally supplied from a microphone or a handset to an audio input terminal. A reference signal supplied to the reference input terminal is input to the adaptive filter. Here, the reference signal is a signal correlated with a noise component in the noise source, and is captured in the vicinity of the noise source. Thus, by capturing the reference signal in the vicinity of the noise source, the reference signal can be regarded as being almost equal to the noise component in the noise source.

適応フィルタの係数は、受信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は、特許文献1、2、3には、「LMSアルゴリズム(Least Mean−Square Algorithm)」や「LIM(Learning dentification Method)」が開示されている。   The coefficient of the adaptive filter is corrected by correlating the error obtained by subtracting the pseudo noise from the received signal and the reference signal input to the reference input terminal. As an adaptive filter coefficient correction algorithm, Patent Documents 1, 2, and 3 disclose “LMS algorithm (Least Mean-Square Algorithm)” and “LIM (Learning densification method)”.

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は係数更新を妨害し、その影響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に設定する必要がある。しかし、係数更新ステップサイズが小さい場合、適応フィルタ係数の環境変化への追従性が低下する。このため、誤差が増大したり、所望信号に歪が生じたりする。   The LMS algorithm and LIM are a kind of algorithm called a gradient method, and the speed and accuracy of coefficient update depend on a constant called coefficient update step size. The filter coefficient is updated by the product of the coefficient update step size and the error, but the desired signal included in the error interferes with the coefficient update, and in order to reduce the influence, the coefficient update step size is set to a very small value. There is a need. However, when the coefficient update step size is small, the followability of the adaptive filter coefficient to the environmental change is degraded. For this reason, an error increases or a desired signal is distorted.

この問題に対して、特許文献1、2、3には、係数更新ステップサイズの適応制御を行う雑音消去装置が記載されている。特許文献1、2、3の雑音消去装置は2つの適応フィルタを備えており、第1の適応フィルタを用いて推定した主信号における信号対雑音比を用いて、第2の適応フィルタの係数更新ステップサイズを制御し、第2の適応フィルタによって雑音の消去された信号を出力とする。音声信号が雑音より大きいときには小さな係数更新ステップサイズを、逆の状態では大きな係数更新ステップサイズを使用することによって、適応フィルタの環境変化への追従性を高め、雑音消去後の信号における歪を低減することができる。   To deal with this problem, Patent Documents 1, 2, and 3 describe a noise canceller that performs adaptive control of the coefficient update step size. The noise cancellers of Patent Literatures 1, 2, and 3 include two adaptive filters, and the coefficient update of the second adaptive filter is performed using the signal-to-noise ratio in the main signal estimated using the first adaptive filter. The step size is controlled, and a signal from which noise has been eliminated by the second adaptive filter is output. By using a small coefficient update step size when the speech signal is larger than noise and using a large coefficient update step size in the opposite state, the adaptive filter can follow the environmental changes and reduce distortion in the signal after noise cancellation. can do.

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の適用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。このように動作する第1の適応フィルタの出力は、変化によく追従する擬似雑音であり、また主信号と第1の適応フィルタの差分は、擬似所望信号であるとみなすことができる。これにより、上記の信号に基づいて、主信号における所望信号対雑音比を推定することができる。この比が大きな値であるときは所望信号による妨害が大きいので小さな係数更新ステップサイズを、小さな値であるときは妨害が小さいので大きな係数更新ステップサイズを、適応フィルタ2に適用することによって、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を同時に達成することができる。   The first adaptive filter operates in the same manner as the second adaptive filter, but the coefficient update step size of the first adaptive filter is set to a value larger than the coefficient update step size of the second adaptive filter. For this reason, the output of the first adaptive filter has high followability to environmental changes, but the noise estimation accuracy is inferior to that of the second adaptive filter. The output of the first adaptive filter operating in this way is pseudo noise that follows changes well, and the difference between the main signal and the first adaptive filter can be regarded as a pseudo desired signal. Thereby, the desired signal-to-noise ratio in the main signal can be estimated based on the above signal. By applying a small coefficient update step size to the adaptive filter 2 when the ratio is a large value, a small coefficient update step size is applied to the adaptive filter 2 because a small disturbance is caused by a desired signal. It is possible to simultaneously achieve a low environmental distortion and low distortion in the signal after noise cancellation.

適応フィルタ2に供給される参照信号、及び適応フィルタの出力である擬似雑音を消去する際に用いられる主信号は、それぞれ遅延されている。これは、適応フィルタ1を用いた所望信号対雑音比を推定する際の推定遅延を補償するためである。この遅延が適用されない場合、主信号における所望信号対雑音比の推定値は正しい値よりも遅れて得られることになり、正しい係数更新ステップサイズ制御を行うことができない。このため、雑音消去後の信号における残留雑音が増大し、さらに歪が増大する。   The reference signal supplied to the adaptive filter 2 and the main signal used for canceling the pseudo noise that is the output of the adaptive filter are each delayed. This is to compensate for the estimated delay when estimating the desired signal-to-noise ratio using the adaptive filter 1. If this delay is not applied, the estimated value of the desired signal-to-noise ratio in the main signal is obtained later than the correct value, and correct coefficient update step size control cannot be performed. For this reason, residual noise in the signal after noise cancellation increases, and distortion further increases.

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仮定してきた。しかし、現実にはこの条件を満たすことが困難である。このような場合には、参照信号は雑音とそれに混入する所望信号から構成される。このような参照信号に対する所望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において、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を同時に達成するための構成が、特許文献4に開示されている。   In the description so far, it has been assumed that the reference signal is noise itself by capturing the reference signal in the vicinity of the noise source. However, in reality, it is difficult to satisfy this condition. In such a case, the reference signal is composed of noise and a desired signal mixed therein. Such a mixed component of the desired signal with respect to the reference signal is called crosstalk. Patent Document 4 discloses a configuration for simultaneously achieving sufficient environmental changeability and low distortion in a signal after noise cancellation in noise cancellation when crosstalk exists.

雑音の消去と同様に、係数更新ステップサイズを制御するための第3の適応フィルタとクロストークを消去するための第4の適応フィルタを導入する。所望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3及び第4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所望信号成分に対応した擬似所望信号を生成し、参照入力端子に入力された受信信号(参照信号)からこの擬似所望信号を差し引くことによって、所望信号成分(クロストーク)を抑圧するように動作する。第3の適応フィルタの出力は、変化によく追従する所望信号成分(クロストーク)であり、また参照信号と第3の適応フィルタの差分は、擬似雑音であるとみなすことができる。そこで、これらの信号に基づいて、参照信号における所望信号対雑音比を推定することができる。この比が大きな値であるときは雑音による係数更新に対する妨害が大きいので小さな係数更新ステップサイズを、小さな値であるときは妨害が小さいので大きな係数更新ステップサイズを、適応フィルタ4に適用することによって、十分な環境変化への追従性とクロストーク消去後の信号における低歪を同時に達成することができる。   Similar to noise cancellation, a third adaptive filter for controlling the coefficient update step size and a fourth adaptive filter for canceling crosstalk are introduced. Using the third and fourth adaptive filters that approximate the impulse response of the acoustic path (crosstalk path) from the desired signal source to the reference input terminal, a pseudo desired signal corresponding to the desired signal component mixed at the reference input terminal is obtained. It operates to suppress the desired signal component (crosstalk) by subtracting this pseudo desired signal from the received signal (reference signal) generated and input to the reference input terminal. The output of the third adaptive filter is a desired signal component (crosstalk) that follows the change well, and the difference between the reference signal and the third adaptive filter can be regarded as pseudo noise. Therefore, the desired signal-to-noise ratio in the reference signal can be estimated based on these signals. By applying a small coefficient update step size to the adaptive filter 4 when the ratio is a large value, the coefficient update step size due to noise is large, so that a small coefficient update step size is applied. Thus, sufficient followability to environmental changes and low distortion in the signal after crosstalk elimination can be achieved at the same time.

特許文献4に開示されている構成では、さらに第1と第3の適応フィルタの係数更新ステップサイズを、主信号と参照信号の比によって近似した「主信号における所望信号対雑音比」と「参照信号における所望信号対雑音比」を用いて制御する。第1と第3の適応フィルタの係数更新ステップサイズをこのように制御することによって、主信号や参照信号における広範囲な所望信号対雑音比の入力信号に対して、環境変化への追従性が高く、出力歪の少ない雑音消去を達成することができる。   In the configuration disclosed in Patent Document 4, “the desired signal-to-noise ratio in the main signal” and “reference” in which the coefficient update step sizes of the first and third adaptive filters are further approximated by the ratio of the main signal and the reference signal. The desired signal-to-noise ratio in the signal is used for control. By controlling the coefficient update step sizes of the first and third adaptive filters in this way, the input signal having a wide range of desired signal-to-noise ratios in the main signal and the reference signal has high followability to environmental changes. In addition, noise cancellation with less output distortion can be achieved.

一方、スピーカにおける再生信号がマイクへ回り込むことによって生じる音響エコーや通信回線の2線4線変換において送信側から受信側へ送信信号が回り込むことによって生じる回線エコーの消去を対象として、非特許文献1に「PNLMSアルゴリズム(Proportionate Normalized Least Mean−Square Algorithm)」が開示されている。   On the other hand, non-patent document 1 is intended for the elimination of acoustic echo generated when a reproduction signal from a speaker wraps around to a microphone and circuit echo generated when a transmission signal wraps around from a transmission side to a reception side in two-wire / four-wire conversion of a communication line. Discloses a “PNLMS algorithm (Proportionate Normalized Least Mean-Square Algorithm)”.

PNLMSアルゴリズムは、フィルタ係数値に応じた係数更新ステップサイズを用いて係数更新を行うことにより、高速な収束を達成する。しかし、PNLMSアルゴリズムでは、エコー消去後の信号における歪については全く議論されておらず、その存在についても言及されていない。   The PNLMS algorithm achieves high-speed convergence by performing coefficient update using a coefficient update step size corresponding to the filter coefficient value. However, the PNLMS algorithm does not discuss the distortion in the signal after echo cancellation at all and does not mention its existence.

PNLMSアルゴリズムは、本来、小さな係数における係数更新を抑圧し、信号の統計的な性質に基づいた小さな係数の不確実な更新が引き起こす妨害によって、より重要な大きな係数の更新が妨害されることを防ぐ。このため、適応フィルタ係数全体として評価したときに、収束の高速化が達成される。   The PNLMS algorithm inherently suppresses coefficient updates on small coefficients and prevents the more important large coefficient updates from being disturbed by disturbances caused by uncertain updates of small coefficients based on the statistical nature of the signal. . For this reason, when the adaptive filter coefficient as a whole is evaluated, a faster convergence is achieved.

しかしながら、環境変化への追従の観点からは、PNLMSアルゴリズムは望ましい特性を示さないことが理解できる。例えば、小さな値を有する係数に変化が生じた場合、この係数に適用される係数更新ステップサイズが小さいために、変化への追従には時間がかかる。このため、適応フィルタ係数全体として評価したときに、環境変化への追従に遅れを生じ、出力信号における歪を引き起こす。
特開平8−241086 特開平10-215193 特開2000-172299 WO2005/024787 Donald L. Duttweiler,“Proportionate Normalized Least−Mean−Squares Adaptation in Echo Cancelers,” IEEE TRANSACTIONS ON SPEECH AND AUDIO PROCESSING,VOL.8,NO.5,2000,pp.508−518
However, it can be understood that the PNLMS algorithm does not exhibit desirable characteristics from the perspective of following environmental changes. For example, when a change occurs in a coefficient having a small value, it takes time to follow the change because the coefficient update step size applied to this coefficient is small. For this reason, when the adaptive filter coefficient is evaluated as a whole, a delay in following the environmental change is caused and distortion in the output signal is caused.
JP-A-8-241086 JP-A-10-215193 JP 2000-172299 A WO2005 / 024787 Donald L. Dutweiler, “Proportionate Normalized Least-Mean-Square Adaptation in Echo Cancers,” IEEE TRANSACTIONS ON SPEECH AND AUDIOSING. 8, NO. 5,2000, pp. 508-518

上述の通り、特許文献1に開示されている構成では、第2の適応フィルタに対して、主信号が遅延されている。これは、雑音抑圧装置の出力信号である雑音抑圧された所望信号が遅延されていることを表している。双方向通信においては、所望信号の遅延により通話が不自然になる。また、第2の適応フィルタの係数更新ステップサイズを制御するために、第1の適応フィルタを必要とし、所要演算量が増大する。クロストークに対応できる特許文献4に開示されている構成でも同様に、雑音消去後の主信号が遅延されている。   As described above, in the configuration disclosed in Patent Document 1, the main signal is delayed with respect to the second adaptive filter. This represents that the noise-suppressed desired signal that is the output signal of the noise suppression device is delayed. In two-way communication, a call becomes unnatural due to a delay of a desired signal. Moreover, in order to control the coefficient update step size of the second adaptive filter, the first adaptive filter is required, and the required calculation amount increases. Similarly, in the configuration disclosed in Patent Document 4 that can handle crosstalk, the main signal after noise cancellation is delayed.

また、第2と第4の適応フィルタの係数更新ステップサイズを制御するために、第1と第3の適応フィルタを必要とし、さらに所要演算量が増大する。また、非特許文献1に開示されたPNLMSアルゴリズムでは、環境変化への追従性が不十分で、出力歪を引き起こすという問題がある。   Moreover, in order to control the coefficient update step sizes of the second and fourth adaptive filters, the first and third adaptive filters are required, and the required calculation amount is further increased. Further, the PNLMS algorithm disclosed in Non-Patent Document 1 has a problem that followability to environmental changes is insufficient and causes output distortion.

本発明の目的は、所望信号に対する遅延がなく、低演算量で出力歪が少ない信号消去を実現することのできる信号処理方法、信号処理装置、並びに信号処理プログラムを提供することである。   An object of the present invention is to provide a signal processing method, a signal processing apparatus, and a signal processing program capable of realizing signal erasure with no delay with respect to a desired signal, low calculation amount, and low output distortion.

本発明の信号処理方法は、適応フィルタの係数を順に複数まとめて複数の係数グループを生成し、前記複数の係数グループにおける適応フィルタの係数を用いて、各係数グループの係数代表値を求め、前記係数代表値を用いて前記係数グループ内の各係数の係数更新ステップサイズを制御することを特徴とする。 Signal processing method of the present invention, the adaptive coefficients of the filter sequentially plurality collectively generate a plurality of coefficients groups, using the coefficients of the adaptive filter in said plurality of coefficient groups, it obtains a coefficient representative value of each coefficient group, The coefficient update step size of each coefficient in the coefficient group is controlled using the coefficient representative value.

また、本発明の信号処理装置は、適応フィルタの係数を順に複数まとめて複数の係数グループを生成し、前記複数の係数グループにおける適応フィルタの係数を用いて、各係数グループの係数代表値を求め、前記係数代表値を用いて前記係数グループ内の各係数の係数更新ステップサイズを制御するステップサイズ制御回路を少なくとも具備し、前記係数更新ステップサイズを用いて適応フィルタの係数を更新することを特徴とする。 The signal processing apparatus of the present invention is sequentially plurality collectively coefficients of the adaptive filter to generate a plurality of coefficients groups, using the coefficients of the adaptive filter in said plurality of coefficient groups, a coefficient representative value of each coefficient group And at least a step size control circuit for controlling a coefficient update step size of each coefficient in the coefficient group using the coefficient representative value, and updating the coefficient of the adaptive filter using the coefficient update step size. Features.

さらに、本発明の信号処理プログラムは、コンピュータに、適応フィルタの係数を順に複数まとめて複数の係数グループを生成する処理と、前記複数の係数グループにおける適応フィルタの係数を用いて、各係数グループの係数代表値を求める処理と、前記係数代表値を用いて前記係数グループ内の各係数の係数更新ステップサイズを制御する処理と、前記係数更新ステップサイズを用いて係数を更新する処理と、を実行させることを特徴とする。 Further, the signal processing program of the present invention causes a computer, and generating a plurality of coefficient groups sequentially plurality collectively coefficients of the adaptive filter using the coefficients of the adaptive filter in said plurality of coefficients groups, each coefficient group A process for obtaining the coefficient representative value, a process for controlling the coefficient update step size of each coefficient in the coefficient group using the coefficient representative value, and a process for updating the coefficient using the coefficient update step size. It is made to perform.

本発明では、適応フィルタの係数を順に複数まとめて複数の係数グループを生成し、これらの係数グループにおける係数代表値を求め、これらの係数代表値を用いて前記係数グループ内の各係数の係数更新ステップサイズを制御する。各係数に対する係数更新ステップサイズは近傍にある同一係数グループ内の他の係数に対する係数更新ステップサイズと等しく、大きな係数値が多い係数グループに属する係数値に対しては大きな値に、小さな係数値が多い係数グループに属する係数値に対しては小さな値になるように制御される。従って、同一係数グループに属する極端に大きな係数値を有する係数も極端に小さな係数値を有する係数も、他の係数グループ内係数と同じ係数更新ステップサイズで、平均的に更新される。   In the present invention, a plurality of coefficient groups are generated by sequentially combining a plurality of coefficients of the adaptive filter, coefficient representative values in these coefficient groups are obtained, and coefficient update of each coefficient in the coefficient group is performed using these coefficient representative values. Control the step size. The coefficient update step size for each coefficient is equal to the coefficient update step size for other coefficients in the same coefficient group in the vicinity. For coefficient values belonging to coefficient groups with many large coefficient values, large coefficient values and small coefficient values The coefficient values belonging to many coefficient groups are controlled to be small values. Therefore, both the coefficient having an extremely large coefficient value and the coefficient having an extremely small coefficient value belonging to the same coefficient group are updated on average with the same coefficient update step size as the other coefficient group coefficients.

また、本発明では、係数グループにおける参照信号代表値を求め、これらの参照信号代表値と前記係数代表値とを用いて前記係数グループ内の各係数の係数更新ステップサイズを制御する。参照信号サンプルの振幅が大きく、更新対象の係数値が小さいときにも、係数更新による係数値の変化量が過大になることを防止し、誤差に対する妨害成分が無視できないときに、誤った係数更新が行われない。   In the present invention, the reference signal representative value in the coefficient group is obtained, and the coefficient update step size of each coefficient in the coefficient group is controlled using the reference signal representative value and the coefficient representative value. Even when the amplitude of the reference signal sample is large and the coefficient value to be updated is small, the coefficient value change amount due to the coefficient update is prevented from becoming excessive. Is not done.

さらに、本発明では、前記代表値に加えて、所望信号対消去対象信号の比の推定値を用いて前記適応フィルタの係数更新ステップサイズを制御する。係数更新に用いる誤差に対する妨害である所望信号が相対的に大きいときは小さな係数更新ステップサイズを、小さいときには大きな係数更新ステップサイズを用いる。本発明では、誤差に対する妨害成分が無視できないときにも誤った係数更新が行われることがない。このため、所望信号に対する遅延がなく、低演算量で出力歪が少ない信号消去を実現することができる。   Furthermore, in the present invention, the coefficient update step size of the adaptive filter is controlled using an estimated value of the ratio of the desired signal to the erasure target signal in addition to the representative value. A small coefficient update step size is used when the desired signal that is an obstacle to the error used for coefficient update is relatively large, and a large coefficient update step size is used when the desired signal is small. In the present invention, erroneous coefficient updating is not performed even when the interference component for the error cannot be ignored. For this reason, it is possible to realize signal erasure with no delay with respect to a desired signal, a small amount of calculation, and little output distortion.

本発明を実施するための最良の実施形態について説明する。最初に、本発明に基づく信号処理装置を、音声信号を処理する装置として実現化した形態、特に、雑音消去装置として実現した例を挙げて説明する。しかしながら、以下の各実施形態の信号処理装置は、その構成を変更することなく、雑音消去装置以外の各種の信号処理装置として用いることができることは、いうまでもない。   The best mode for carrying out the present invention will be described. First, the signal processing device according to the present invention will be described with a form realized as a device for processing an audio signal, in particular, an example realized as a noise canceling device. However, it goes without saying that the signal processing devices of the following embodiments can be used as various signal processing devices other than the noise cancellation device without changing the configuration thereof.

図1に示す本発明の最良の実施形態の信号処理装置は、音声入力を行うマイクロホン1と、参照信号を入力するマイクロホン2と、出力端子7と、マイクロホン1から入力される主信号xP(k)から第1の擬似信号を減算して第1の誤差を生成する第1の減算器3と、マイクロホン2から入力される参照信号xR(k)を入力として第1の擬似信号を生成して第1の誤差が最小となるように係数を更新する第1の適応フィルタ5と、第1の適応フィルタ5から受けた係数値を用いて係数更新ステップサイズを計算し、第1の適応フィルタ5に帰還するステップサイズ制御回路8と、を備えている。第1の減算器3からの第1の誤差e(k)は、雑音が消去された音声信号として、出力端子7にも出力されている。ここに、kは時刻を表す指標である。 The signal processing apparatus according to the preferred embodiment of the present invention shown in FIG. 1 includes a microphone 1 that inputs a sound, a microphone 2 that inputs a reference signal, an output terminal 7, and a main signal x P ( The first pseudo signal is generated by inputting the first subtracter 3 that generates the first error by subtracting the first pseudo signal from k) and the reference signal x R (k) input from the microphone 2. The first adaptive filter 5 that updates the coefficient so that the first error is minimized, and the coefficient update step size is calculated using the coefficient value received from the first adaptive filter 5, and the first adaptive filter is calculated. And a step size control circuit 8 that feeds back to the filter 5. The first error e 1 (k) from the first subtracter 3 is also output to the output terminal 7 as an audio signal from which noise has been eliminated. Here, k is an index representing time.

最良の実施形態における動作は、ステップサイズ制御回路8を除いて、特許文献1に記載された構成と等しいので、詳細は省略する。ステップサイズ制御回路8は、適応フィルタ5から係数ベクトルW(k)を受け、係数更新ステップサイズΜ(k)を求める。ステップサイズ制御回路8は、求めた係数更新ステップサイズΜ(k)を、適応フィルタ5に帰還する。 Since the operation in the best embodiment is the same as that described in Patent Document 1 except for the step size control circuit 8, details are omitted. The step size control circuit 8 receives the coefficient vector W 1 (k) from the adaptive filter 5 and obtains the coefficient update step size 1 1 (k). The step size control circuit 8 feeds back the obtained coefficient update step size Μ 1 (k) to the adaptive filter 5.

(k)とΜ(k)は、次式で与えられる。
〈数1〉
(k)=[w(0, k), w(1, k), …, w(N-1, k)]
〈数2〉
Μ(k)=[μ1(0, k), μ1(1, k), …, μ1(N-1, k)]
ここで、Nは適応フィルタ5のタップ数を表す1以上の整数である。
W 1 (k) and Μ 1 (k) are given by the following equations.
<Equation 1>
W 1 (k) = [w 1 (0, k), w 1 (1, k),..., W 1 (N 1 −1, k)]
<Equation 2>
1 1 (k) = [μ 1 (0, k), μ 1 (1, k),…, μ 1 (N 1 −1, k)]
Here, N 1 is an integer of 1 or more that represents the number of taps of the adaptive filter 5.

ステップサイズ制御回路8は、係数ベクトルW(k)を、まずL個のサブベクトル(係数グループ)に分割する。分割に際しては、予め定められたサイズのサブベクトルに分割することができる。また、等しいサイズのサブベクトルに等分割してもよいし、何らかの指標に基づいて不等分割してもよい。この指標としては、例えば、係数絶対値の分散を用いることができる。同一サブベクトル内の係数絶対値分散が小さいときは大きなサブベクトルサイズを、大きいときは小さなサブベクトルサイズを適用して分割する。このような分散とサブベクトルサイズの関係は、予め関数または対応表を定めておき、係数更新に応じてサブベクトルサイズを計算する。 The step size control circuit 8 first divides the coefficient vector W 1 (k) into L subvectors (coefficient groups). In the division, it can be divided into sub-vectors of a predetermined size. Further, it may be equally divided into sub-vectors of equal size, or may be unequally divided based on some index. As this index, for example, the variance of the coefficient absolute value can be used. The division is performed by applying a large subvector size when the coefficient absolute value variance in the same subvector is small, and a small subvector size when large. For such a relationship between the variance and the subvector size, a function or a correspondence table is determined in advance, and the subvector size is calculated according to the coefficient update.

このようにして生成したサブベクトルをWS1(j, k), j=0, 1, …, L-1とすると
〈数3〉
(k)=[WS1(0, k), WS1(1, k), …, WS1(L-1, k)]
となる。LS等分割の場合には、j番目のサブベクトルは、次式で与えられる。
〈数4〉
S1(j,k)=[w(jL/LS, k), w(jL/LS+1, k), …, w((j+1)L/LS-1, k)] (j=0, 1, …, L-1)
ここにLSは、L/LSが整数となるような整数値である。
Assuming that the sub-vector generated in this way is W S1 (j, k), j = 0, 1,..., L−1,
W 1 (k) = [W S1 (0, k), W S1 (1, k), ..., W S1 (L-1, k)]
It becomes. In the case of L S equal division, the j-th subvector is given by the following equation.
<Equation 4>
W S1 (j, k) = [w 1 (jL / L S , k), w 1 (jL / L S +1, k),..., W 1 ((j + 1) L / L S −1, k)] (j = 0, 1, ..., L-1)
Here, L S is an integer value such that L / L S is an integer.

次に、各サブベクトル(係数グループ)内で係数の代表値を求める。代表値としては、最大値、最小値、中央値、平均値、分散などを用いることができる。j番目のサブベクトルに対する代表値wREP1(j, k)は、最大値を代表値とするとき、
〈数5〉
REP1(j,k)=max{|w(jL/LS, k)|, |w(jL/LS+1, k)|, …, |w((j+1)L/LS-1, k)|}
で与えられる。ここに、max{・}は最大値を求める演算子である。同様に、最小値と中央値も最小値演算子又は中央値演算子によって求めることができる。これらの演算子は、要素の大きさに基づいた並べ替えと最大、最小、又は中央に対応した値の選択によって実現することができる。
Next, a representative value of a coefficient is obtained in each subvector (coefficient group). As the representative value, a maximum value, a minimum value, a median value, an average value, a variance, or the like can be used. The representative value w REP1 (j, k) for the j-th subvector , when the maximum value is the representative value,
<Equation 5>
w REP1 (j, k) = max {| w 1 (jL / L S , k) |, | w 1 (jL / L S +1, k) |, ..., | w 1 ((j + 1) L / L S -1, k) |}
Given in. Here, max {·} is an operator for obtaining the maximum value. Similarly, the minimum value and the median value can also be obtained by the minimum value operator or the median value operator. These operators can be realized by sorting based on the size of the elements and selecting values corresponding to maximum, minimum or center.

また、平均値をj番目のサブベクトルに対する代表値wREP1(j, k)とするときには、
〈数6〉

Figure 0005293952
となる。ここに、ave{・}は平均値を求める演算子である。分散についても、同様に定義に従って計算することができる。 When the average value is the representative value w REP1 (j, k) for the j-th subvector ,
<Equation 6>
Figure 0005293952
It becomes. Here, ave {·} is an operator for obtaining an average value. Similarly, the variance can be calculated according to the definition.

これまでの説明では、各係数値の絶対値に対して係数代表値を求めた。しかし、絶対値の代わりに2乗値を用いても、同様の効果を得ることができる。特に、信号処理専用チップを用いて演算を行う際には、2乗値の計算の方が絶対値の計算よりも容易であるので、2乗値の方が適している。   In the description so far, the coefficient representative value is obtained for the absolute value of each coefficient value. However, the same effect can be obtained by using a square value instead of an absolute value. In particular, when calculation is performed using a signal processing chip, the square value is more suitable because the calculation of the square value is easier than the calculation of the absolute value.

図2は、L=7、代表値として係数グループ内係数の最大値を選択した場合の係数値と係数グループ(サブベクトル)を示す。係数グループ1、2、3、4は、単一係数から係数グループが構成されている。係数グループ0、5、6は、複数の係数から構成されている。いずれの係数グループにおいても、係数グループ内の係数絶対値の最大値が選択され、係数代表値となっている。これらの係数代表値は、四角印で表されており、丸印で表されている一般の係数とは容易に区別できる。   FIG. 2 shows coefficient values and coefficient groups (subvectors) when L = 7 and the maximum coefficient group coefficient is selected as a representative value. The coefficient groups 1, 2, 3, and 4 are configured from a single coefficient. The coefficient groups 0, 5, and 6 are composed of a plurality of coefficients. In any coefficient group, the maximum value of the coefficient absolute value in the coefficient group is selected and becomes the coefficient representative value. These coefficient representative values are represented by square marks and can be easily distinguished from general coefficients represented by circles.

このようにして計算したサブベクトルの代表値wREP1(j, k), j=0, 1, …, L-1 を用いて、wREP1(j, k)に対応した係数更新ステップサイズを計算する。第1の例は、各サブベクトルの代表値の最大値を求め、その最大値に対する各サブベクトル代表値の割合を求め、この割合で基本となる係数更新ステップサイズμを重みづけて係数更新ステップサイズとする方法である。すなわち、各サブベクトルに対応した係数更新ステップサイズμ(j, k)を、次式で求める。
〈数7〉
μ1(j, k)=wREP1(j, k)/max{wREP1(j, k)}・μ0
前記割合は0と1の間の値を取るので、最大の係数はμ0で、それ以外の係数はμ0よりも小さな係数更新ステップサイズで更新されることになる。
The coefficient update step size corresponding to w REP1 (j, k) is calculated using the sub-vector representative value w REP1 (j, k), j = 0, 1,..., L−1. To do. In the first example, the maximum value of the representative value of each subvector is obtained, the ratio of each subvector representative value to the maximum value is obtained, and the coefficient update step size μ 0 is weighted based on this ratio to update the coefficient. This is a step size method. That is, the coefficient update step size μ 1 (j, k) corresponding to each subvector is obtained by the following equation.
<Equation 7>
μ 1 (j, k) = w REP1 (j, k) / max {w REP1 (j, k)} · μ 0
Since the ratio takes a value between 0 and 1, the maximum coefficient is μ 0 , and other coefficients are updated with a coefficient update step size smaller than μ 0 .

第2の例は、各サブベクトルの代表値の平均値を求め、その平均値に対する各サブベクトル代表値の割合を求め、この割合で基本となる係数更新ステップサイズμ0を重みづけて係数更新ステップサイズとする方法である。すなわち、各サブベクトルに対応した係数更新ステップサイズμ1(j, k)を、次式で求める。
〈数8〉
μ1(j, k)=wREP1(j, k)/ave{wREP1(j, k)}・μ0
In the second example, the average value of representative values of each subvector is obtained, the ratio of each subvector representative value to the average value is obtained, and the coefficient update step size μ 0 is weighted based on this ratio to update the coefficient. This is a step size method. That is, the coefficient update step size μ 1 (j, k) corresponding to each subvector is obtained by the following equation.
<Equation 8>
μ 1 (j, k) = w REP1 (j, k) / ave {w REP1 (j, k)} · μ 0

以上説明したように、本発明を実施するための最良の実施形態は、各係数が属する係数サブグループの代表値を用いて決定した係数更新ステップサイズを用いて係数更新を行うので、前記代表値が小さい係数には小さな係数更新ステップサイズが、大きい係数には大きな係数更新ステップサイズが適用される。このため、誤差に対する妨害成分が無視できないときにも誤った係数更新が行われず、所望信号に対する遅延がなく、低演算量で出力歪が少ない信号消去を実現することができる。   As described above, the best mode for carrying out the present invention updates the coefficient using the coefficient update step size determined using the representative value of the coefficient subgroup to which each coefficient belongs. A small coefficient update step size is applied to a small coefficient, and a large coefficient update step size is applied to a large coefficient. For this reason, even when the interference component with respect to the error cannot be ignored, the erroneous coefficient update is not performed, there is no delay with respect to the desired signal, and it is possible to realize signal erasure with a small amount of calculation and little output distortion.

次に本発明を実施するための第2の実施形態について説明する。   Next, a second embodiment for carrying out the present invention will be described.

図3は、本発明の第2の実施形態を表すブロック図である。本発明の最良の実施形態を表すブロック図である図1と比較すると、ステップサイズ制御回路8がステップサイズ制御回路9で置換されている。ステップサイズ制御回路9は、適応フィルタ5及びマイクロホン2からそれぞれ係数ベクトルW(k)と参照信号xR(k)を受け、係数更新ステップサイズΜ(k)を求める。ステップサイズ制御回路9は、求めた係数更新ステップサイズΜ(k)を、適応フィルタ5に帰還する。 FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. Compared with FIG. 1 which is a block diagram showing the best embodiment of the present invention, the step size control circuit 8 is replaced with a step size control circuit 9. The step size control circuit 9 receives the coefficient vector W 1 (k) and the reference signal x R (k) from the adaptive filter 5 and the microphone 2, respectively, and obtains a coefficient update step size Μ 1 (k). The step size control circuit 9 feeds back the obtained coefficient update step size Μ 1 (k) to the adaptive filter 5.

LMS及びNLMSアルゴリズムによる係数更新では、係数更新量が参照信号サンプルの振幅に比例する。従って、参照信号サンプルの振幅が大きく、更新対象の係数値が小さいときには、相対的に係数更新による係数値の変化量が大きくなり、誤差に対する妨害成分が無視できないときには、誤った係数更新が行われることになる。この観点から、第2の実施形態では、最良の実施形態で用いた係数代表値に加えて、各サブベクトルの参照信号パワーの代表値を用いる。参照信号サンプルが大きいときに係数更新ステップサイズを小さくするように、係数代表値の場合とは逆に、参照信号に対する前記割合の逆数で基本となる係数更新ステップサイズμを重みづける。 In coefficient update by the LMS and NLMS algorithms, the coefficient update amount is proportional to the amplitude of the reference signal sample. Accordingly, when the amplitude of the reference signal sample is large and the coefficient value to be updated is small, the amount of change in the coefficient value due to the coefficient update is relatively large. When the interference component for the error cannot be ignored, erroneous coefficient updating is performed. It will be. From this point of view, in the second embodiment, the representative value of the reference signal power of each subvector is used in addition to the coefficient representative value used in the best embodiment. Contrary to the case of the coefficient representative value, the basic coefficient update step size μ 0 is weighted by the reciprocal of the ratio with respect to the reference signal so that the coefficient update step size is reduced when the reference signal sample is large.

最良の実施形態と同様に、時刻kにおける適応フィルタ5の参照信号ベクトルX(k)を次のように定義する。
〈数9〉
(k)=[x(0,k), x(1,k), …, x(N-1, k)]
Similarly to the best embodiment, the reference signal vector X 1 (k) of the adaptive filter 5 at time k is defined as follows.
<Equation 9>
X 1 (k) = [x 1 (0, k), x 1 (1, k),..., X 1 (N 1 −1, k)]

次に、各サブベクトル内における参照信号の代表値を求める。代表値としては、最大値、最小値、中央値、平均値、分散などを用いることができる。j番目のサブベクトルに対する代表値xREP1(j, k)は、最大値を代表値とするとき、
〈数10〉
xREP1(j, k)=max{|x(jL/LS, k)|, |x(jL/LS+1, k)|, …, |x((j+1)L/LS-1, k)|}
で与えられる。
同様に、最小値と中央値も最小値演算子又は中央値演算子によって求めることができる。また、平均値をj番目のサブベクトルに対する代表値xREP1(j, k)とするときには、
〈数11〉

Figure 0005293952
となる。分散についても、同様に定義に従って計算することができる。係数値の場合と同様に、絶対値の代わりに2乗値を用いても、同様の効果を得ることができる。 Next, a representative value of the reference signal in each subvector is obtained. As the representative value, a maximum value, a minimum value, a median value, an average value, a variance, or the like can be used. The representative value x REP1 (j, k) for the j-th subvector , when the maximum value is the representative value,
<Equation 10>
x REP1 (j, k) = max {| x 1 (jL / L S , k) |, | x 1 (jL / L S +1, k) |, ..., | x 1 ((j + 1) L / L S -1, k) |}
Given in.
Similarly, the minimum value and the median value can also be obtained by the minimum value operator or the median value operator. When the average value is a representative value x REP1 (j, k) for the j-th subvector ,
<Equation 11>
Figure 0005293952
It becomes. Similarly, the variance can be calculated according to the definition. Similar to the case of the coefficient value, the same effect can be obtained by using the square value instead of the absolute value.

このようにして計算したサブベクトルの参照信号代表値xREP1(j, k), j=0, 1, …, L-1と係数代表値wREP1(j, k), j=0, 1, …, L-1を用いて、xREP1(j, k)とwREP1(j, k)に対応した係数更新ステップサイズを計算する。第1の例は、各サブベクトルの参照信号代表値と係数代表値の最大値を求め、それらの最大値に対する各サブベクトルの参照信号代表値と係数代表値の割合をそれぞれ求め、これらの割合で基本となる係数更新ステップサイズμ0を重みづけて係数更新ステップサイズとする方法である。すなわち、各サブベクトルに対応した係数更新ステップサイズμ1(j, k)を、次式で求める。
〈数12〉
μ1(j, k)=[wREP1(j, k) max{xREP1(j, k)}]/[max{wREP1(j, k)} xREP1(j, k)]・μ0
この式から明らかなように、係数代表値だけを用いた場合と同様に最大の係数はμ0で、それ以外の係数はμ0よりも小さな係数更新ステップサイズで更新されることになる。
Reference signal representative value x REP1 (j, k), j = 0, 1,..., L−1 and coefficient representative value w REP1 (j, k), j = 0, 1, .., L-1 is used to calculate the coefficient update step size corresponding to x REP1 (j, k) and w REP1 (j, k). In the first example, the maximum value of the reference signal representative value and coefficient representative value of each subvector is obtained, the ratio of the reference signal representative value and coefficient representative value of each subvector to the maximum value is obtained, and these ratios are obtained. In this method, the basic coefficient update step size μ 0 is weighted to obtain the coefficient update step size. That is, the coefficient update step size μ 1 (j, k) corresponding to each subvector is obtained by the following equation.
<Equation 12>
μ 1 (j, k) = [w REP1 (j, k) max {x REP1 (j, k)}] / [max {w REP1 (j, k)} x REP1 (j, k)] · μ 0
As is apparent from this equation, the maximum multiplication factor mu 0 as in the case of using only the coefficients representative values, will be updated with a small coefficient update step size than mu 0 coefficients otherwise.

第2の例は、各サブベクトルの参照信号代表値と係数代表値の平均値を求め、それらの平均値に対する各サブベクトルの参照信号代表値と係数代表値の割合をそれぞれ求め、これらの割合で基本となる係数更新ステップサイズμ0を重みづけて係数更新ステップサイズとする方法である。すなわち、各サブベクトルに対応した係数更新ステップサイズμ1(j, k)を、次式で求める。
〈数13〉
μ1(j, k)=[wREP1(j, k) ave{xREP1(j, k)}]/[ave{wREP1(j, k)} xREP1(j, k)]・μ0
In the second example, the average value of the reference signal representative value and the coefficient representative value of each subvector is obtained, the ratio of the reference signal representative value and the coefficient representative value of each subvector to the average value is obtained, and these ratios are obtained. In this method, the basic coefficient update step size μ 0 is weighted to obtain the coefficient update step size. That is, the coefficient update step size μ 1 (j, k) corresponding to each subvector is obtained by the following equation.
<Equation 13>
μ 1 (j, k) = [w REP1 (j, k) ave {x REP1 (j, k)}] / [ave {w REP1 (j, k)} x REP1 (j, k)] · μ 0

以上説明したように、本発明を実施するための第2の実施形態は、各係数が属する係数サブグループの係数代表値と参照信号代表値を用いて決定した係数更新ステップサイズを用いて係数更新を行うので、前記係数代表値が小さい係数には小さな係数更新ステップサイズが、大きい係数には大きな係数更新ステップサイズが適用される。また、前記参照信号代表値が小さい係数には大きな係数更新ステップサイズが、大きい係数には小さな係数更新ステップサイズが適用される。このため、誤差に対する妨害成分が無視できないときにも誤った係数更新が行われず、所望信号に対する遅延がなく、低演算量で出力歪が少ない信号消去を実現することができる。   As described above, in the second embodiment for implementing the present invention, coefficient update is performed using the coefficient update step size determined using the coefficient representative value and the reference signal representative value of the coefficient subgroup to which each coefficient belongs. Therefore, a small coefficient update step size is applied to a coefficient having a small coefficient representative value, and a large coefficient update step size is applied to a large coefficient. A large coefficient update step size is applied to a coefficient with a small reference signal representative value, and a small coefficient update step size is applied to a large coefficient. For this reason, even when the interference component with respect to the error cannot be ignored, the erroneous coefficient update is not performed, there is no delay with respect to the desired signal, and it is possible to realize signal erasure with a small amount of calculation and little output distortion.

なお、これまでの説明では、係数代表値と参照信号代表値の決定方法として、同じ方法を用いる場合について説明してきたが、これらは異なってもよい。例えば、係数代表値を各サブグループ内の平均値に基づいて決定し、参照信号代表値を各サブグループ内の最大値に基づいて決定することができる。また、各サブグループ内の値に基づいて最大値、最小値、中央値、平均値、分散などを求める際に、極端な外れ値を除外して計算をすることができる。具体的には、予め定められた閾値よりも大きいものや小さいものを除外したり、最初に平均値を求め、その平均値に対する割合として前記閾値を設定したりすることができる。このような外れ値を除外して計算することによって、代表値に対する極端な外れ値の悪影響を避けることができ、より一層、出力歪が少ない信号消去を実現することができる。   In the above description, the case where the same method is used as the method for determining the coefficient representative value and the reference signal representative value has been described, but these may be different. For example, the coefficient representative value can be determined based on the average value in each subgroup, and the reference signal representative value can be determined based on the maximum value in each subgroup. Further, when the maximum value, the minimum value, the median value, the average value, the variance, and the like are obtained based on the values in each subgroup, it is possible to calculate by excluding extreme outliers. Specifically, those larger or smaller than a predetermined threshold value can be excluded, or an average value can be obtained first, and the threshold value can be set as a ratio to the average value. By calculating by excluding such outliers, adverse effects of extreme outliers with respect to the representative values can be avoided, and signal erasure with less output distortion can be realized.

さらに、最良の実施形態と第2の実施形態では、係数更新ステップサイズを、係数代表値に基づいて制御する方法と係数代表値及び参照信号代表値の双方に基づいて制御する方法について説明した。しかし、参照信号代表値だけに基づいて制御を行うことも可能であり、前記2形態と同様の効果を有する。特に、参照信号代表値に基づく制御は、参照信号パワー総和を用いるNLMSアルゴリズムに類似している。しかし、NLMSアルゴリズムでは、サブベクトルに分割せず、参照信号ベクトル全体を一括して取り扱う。このため、参照信号ベクトル内に参照信号値の偏りがあると、サブベクトル単位で見たときに、不適切な値になっているサブベクトルが存在する可能性がある。本発明では、サブベクトル単位で参照信号を評価して係数更新ステップサイズに反映させるために、参照信号値の偏りによる悪影響を避けることができる。   Furthermore, in the best embodiment and the second embodiment, the method of controlling the coefficient update step size based on the coefficient representative value and the method of controlling the coefficient update step size based on both the coefficient representative value and the reference signal representative value have been described. However, it is also possible to perform control based only on the reference signal representative value, which has the same effect as in the second embodiment. In particular, the control based on the reference signal representative value is similar to the NLMS algorithm using the reference signal power sum. However, in the NLMS algorithm, the entire reference signal vector is handled at once without being divided into subvectors. For this reason, if there is a bias in the reference signal value in the reference signal vector, there may be a subvector that has an inappropriate value when viewed in units of subvectors. In the present invention, since the reference signal is evaluated in units of subvectors and reflected in the coefficient update step size, it is possible to avoid an adverse effect due to the deviation of the reference signal value.

次に本発明を実施するための第3の実施形態について説明する。   Next, a third embodiment for carrying out the present invention will be described.

図4は、本発明の第3の実施形態を表すブロック図である。本発明の最良の実施形態を表すブロック図である図1と比較すると、ステップサイズ制御回路8がステップサイズ制御回路10で置換されている。ステップサイズ制御回路10には、適応フィルタ5及び減算器3からそれぞれ係数ベクトルW(k)と第1の誤差e(k)に加えて、適応フィルタ5の出力であるn(k)が供給されている。ステップサイズ制御回路10は、これらの信号に基づいて、係数更新ステップサイズΜ(k)を求める。ステップサイズ制御回路10は、求めた係数更新ステップサイズΜ(k)を、適応フィルタ5に帰還する。ステップサイズ制御回路10は、係数グループにおける係数代表値に加えて、主信号xP(k)における所望信号と雑音の比の推定値に基づいて、係数更新ステップサイズを計算する。 FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. Compared with FIG. 1 which is a block diagram showing the best embodiment of the present invention, the step size control circuit 8 is replaced with a step size control circuit 10. In addition to the coefficient vector W 1 (k) and the first error e 1 (k) from the adaptive filter 5 and the subtracter 3, the step size control circuit 10 includes n 1 (k) that is the output of the adaptive filter 5. Is supplied. The step size control circuit 10 obtains a coefficient update step size 1 1 (k) based on these signals. The step size control circuit 10 feeds back the obtained coefficient update step size Μ 1 (k) to the adaptive filter 5. The step size control circuit 10 calculates the coefficient update step size based on the estimated value of the ratio of the desired signal and noise in the main signal x P (k) in addition to the coefficient representative value in the coefficient group.

ステップサイズ制御回路10において、係数値に基づいて複数の係数グループ内係数に対する係数更新ステップサイズを決定する過程は、すでに本発明の最良の実施形態として説明した通りである。従って、ここでは、主信号xP(k)における所望信号と雑音の比の推定値を求める過程について、詳細に説明する。 In the step size control circuit 10, the process of determining the coefficient update step size for a plurality of coefficients in the coefficient group based on the coefficient value is as described in the best embodiment of the present invention. Therefore, here, the process of obtaining the estimated value of the ratio of the desired signal and noise in the main signal x P (k) will be described in detail.

図5は、ステップサイズ制御回路10の構成を表すブロック図である。ステップサイズ制御回路10は、電力平均回路101及び102、SNR推定回路103、及びステップサイズ計算回路104から構成される。電力平均回路101には第1の誤差e(k)が、電力平均回路102には適応フィルタ5の出力である第1の擬似信号n(k)が、それぞれ供給されている。電力平均回路101は、供給された第1の誤差e(k)を2乗してe (k)を求める。電力平均回路101は、さらにその平均値e (k)バーを求めて、SNR推定回路103に供給する。e (k)バーは、次式で求めることができる。

〈数14〉

Figure 0005293952
ここに、Rは平均値を求めるために用いるサンプル数を表す自然数である。平均値はまた、次式で表される漏れ積分演算によって求めてもよい。
〈数15〉
e (k)バー=γ・e (k-1)バー+(1―γ)・e (k)
ここに、γは0<γ<1を満たす定数である。 FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the step size control circuit 10. The step size control circuit 10 includes power averaging circuits 101 and 102, an SNR estimation circuit 103, and a step size calculation circuit 104. The power average circuit 101 is supplied with a first error e 1 (k), and the power average circuit 102 is supplied with a first pseudo signal n 1 (k) that is an output of the adaptive filter 5. The power averaging circuit 101 squares the supplied first error e 1 (k) to obtain e 1 2 (k). The power averaging circuit 101 further calculates the average value e 1 2 (k) bar and supplies it to the SNR estimation circuit 103. The e 1 2 (k) bar can be obtained by the following equation.

<Expression 14>
Figure 0005293952
Here, R is a natural number representing the number of samples used for obtaining the average value. The average value may also be obtained by a leakage integral calculation represented by the following equation.
<Expression 15>
e 1 2 (k) bar = γ · e 1 2 (k-1) bar + (1−γ) · e 1 2 (k)
Here, γ is a constant that satisfies 0 <γ <1.

電力平均回路102は、供給された第1の擬似信号n(k)を2乗してn (k)を求める。電力平均回路102は、さらにその平均値n (k)バーを求めて、SNR推定回路103に供給する。平均値は、数式14及び数式15に示した方法で求めることができる。電力平均回路101及び102は、絶対値平均回路でそれぞれ置換してもよい。その際、SNR推定回路103における計算は、本来得られる値を2倍する必要がある。 The power averaging circuit 102 squares the supplied first pseudo signal n 1 (k) to obtain n 1 2 (k). The power averaging circuit 102 further calculates the average value n 1 2 (k) bar and supplies it to the SNR estimation circuit 103. The average value can be obtained by the methods shown in Equation 14 and Equation 15. The power averaging circuits 101 and 102 may be replaced with absolute value averaging circuits, respectively. At that time, the calculation in the SNR estimation circuit 103 needs to double the value originally obtained.

SNR推定回路103は、電力平均回路101から供給されたe (k)バーと電力平均回路102から供給されたn (k)バーの比e (k)バー/n (k)バーを求め、その対数log10{e (k)バー/n (k)バー}を、主信号における所望信号対雑音比SNR1(k)としてステップサイズ計算回路104に供給する。すなわち、
〈数16〉
SNR1(k)=log10{e (k)バー/n (k)バー}
である。
The SNR estimation circuit 103 is a ratio e 1 2 (k) bar / n 1 2 between the e 1 2 (k) bar supplied from the power averaging circuit 101 and the n 1 2 (k) bar supplied from the power averaging circuit 102. The (k) bar is obtained and the logarithm log 10 {e 1 2 (k) bar / n 1 2 (k) bar} is supplied to the step size calculation circuit 104 as the desired signal-to-noise ratio SNR1 (k) in the main signal. To do. That is,
<Equation 16>
SNR1 (k) = log 10 {e 1 2 (k) bar / n 1 2 (k) bar}
It is.

ステップサイズ計算回路104は、主信号における所望信号対雑音比SNR1(k)と適応フィルタ5から供給された係数ベクトルW(k)を入力として、係数更新ステップサイズΜ(k)を計算する。ここに、Μ(k)は数式17で表される。
〈数17〉
Μ(k)=m(k)・[μ1(0, k), μ1(1, k), …, μ1(N-1, k)]
(k)は、主信号における所望信号対雑音比SNR1(k)によって定められる項、μ1(j, k), j=0, 1, …, L-1は、係数ベクトルW(k)に基づいて本発明の最良の実施形態で説明した数式7又は数式8などの方法によって定められる項である。
The step size calculation circuit 104 receives the desired signal-to-noise ratio SNR1 (k) in the main signal and the coefficient vector W 1 (k) supplied from the adaptive filter 5, and calculates the coefficient update step size Μ 1 (k). . Here, 1 1 (k) is expressed by Equation 17.
<Equation 17>
1 1 (k) = m 1 (k) · [μ 1 (0, k), μ 1 (1, k),…, μ 1 (N-1, k)]
m 1 (k) is a term determined by a desired signal-to-noise ratio SNR1 (k) in the main signal, μ 1 (j, k), j = 0, 1,..., L−1 is a coefficient vector W 1 ( It is a term determined by a method such as Equation 7 or Equation 8 described in the best embodiment of the present invention based on k).

(k)は、SNR1min<SNR1(k)<SNR1maxで単調減少する関数f(v)の値として求める。ここに、SNR1min、SNR1maxは、SNR1min<SNR1maxを満たす定数である。この関係は、数式18〜数式20で表すことができる。
〈数18〉
(k)=m1max (SNR1(k)<SNR1min
〈数19〉
(k)=f(SNR1(k)) (SNR1min≦SNR1(k)≦SNR1max
〈数20〉
(k)=m1min (SNR1(k)>SNR1max
ただし、m1min、m1maxは、m1min<m1maxを満たす定数である。
m 1 (k) is obtained as a value of a function f 1 (v) that monotonously decreases when SNR1 min <SNR1 (k) <SNR1 max . Here, SNR1 min and SNR1 max are constants that satisfy SNR1 min <SNR1 max . This relationship can be expressed by Expression 18 to Expression 20.
<Equation 18>
m 1 (k) = m 1 max (SNR 1 (k) <SNR 1 min )
<Equation 19>
m 1 (k) = f 1 (SNR1 (k)) (SNR1 min ≦ SNR1 (k) ≦ SNR1 max)
<Expression 20>
m 1 (k) = m 1 min (SNR 1 (k)> SNR 1 max )
However, m1 min and m1 max are constants that satisfy m1 min <m1 max .

単調減少関数f(v)は、例えば、数式21〜数式23で表すことができる。
〈数21〉
f1(x)=−A・x+B
〈数22〉
A=(m1max−m1min)/(SNR1max−SNR1min
〈数23〉
B={m1max+m1min+A・(SNR1max+SNR1min)}/2
The monotone decreasing function f 1 (v) can be expressed by, for example, Expression 21 to Expression 23.
<Expression 21>
f1 (x) = − A · x + B
<Equation 22>
A = (m1 max -m1 min) / (SNR1 max -SNR1 min)
<Equation 23>
B = {m1 max + m1 min + A · (SNR1 max + SNR1 min)} / 2

単調減少関数は、SNR1(k)が大きいときに小さな、小さなときに大きなm(k)を得ることが目的であるので、数式21〜数式23に示した1次関数以外に、高次関数や三角関数などの非線形関数またはそれらの組合せで表現されるさらに複雑な関数などを用いてもよい。以上の手続きで、ステップサイズ計算回路104は、数式17によって求められたΜ(k)をステップサイズとして出力する。 The purpose of the monotonic decreasing function is to obtain a small m 1 (k) when the SNR1 (k) is large and a large m 1 (k) when the SNR 1 (k) is small. A more complicated function expressed by a nonlinear function such as a trigonometric function or a combination thereof may be used. With the above procedure, the step size calculation circuit 104 outputs Μ 1 (k) obtained by Equation 17 as the step size.

以上説明したように、本発明を実施するための第3の実施形態は、各係数が属する係数サブグループの係数代表値と主信号xP(k)における所望信号と雑音の比の推定値を用いて決定した係数更新ステップサイズを用いて係数更新を行うので、前記係数代表値が小さい係数には小さな係数更新ステップサイズが、大きい係数には大きな係数更新ステップサイズが適用される。また、全係数に共通に、所望信号と雑音の比の推定値が小さいときには大きな係数更新ステップサイズが、大きいときには小さな係数更新ステップサイズが適用される。このため、誤差に対する妨害成分が無視できないときにも誤った係数更新が行われず、所望信号に対する遅延がなく、低演算量で出力歪が少ない信号消去を実現することができる。 As described above, in the third embodiment for carrying out the present invention, the coefficient representative value of the coefficient subgroup to which each coefficient belongs and the estimated value of the desired signal to noise ratio in the main signal x P (k) are obtained. Since coefficient update is performed using the coefficient update step size determined by using the coefficient update step size, a small coefficient update step size is applied to a coefficient having a small coefficient representative value, and a large coefficient update step size is applied to a large coefficient. Also, common to all coefficients, a large coefficient update step size is applied when the estimated value of the ratio of the desired signal to noise is small, and a small coefficient update step size is applied when it is large. For this reason, even when the interference component with respect to the error cannot be ignored, the erroneous coefficient update is not performed, there is no delay with respect to the desired signal, and it is possible to realize signal erasure with a small amount of calculation and little output distortion.

次に本発明を実施するための第4の実施形態について説明する。   Next, a fourth embodiment for carrying out the present invention will be described.

図6は、本発明の第4の実施形態を表すブロック図である。本発明の第3の実施形態を表すブロック図である図4と比較すると、ステップサイズ制御回路10がステップサイズ制御回路11で置換されている。ステップサイズ制御回路11には、適応フィルタ5から係数ベクトルW(k)と出力n(k)が、減算器3から第1の誤差e(k)が、マイクロホン2から参照信号xR(k)が供給されている。ステップサイズ制御回路11は、係数ベクトルW(k)、第1の誤差e(k)、適応フィルタ5の出力n(k)、及び参照信号xR(k)に基づいて係数更新ステップサイズΜ(k)を求める。ステップサイズ制御回路11は、求めた係数更新ステップサイズΜ(k)を、適応フィルタ5に帰還する。 FIG. 6 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention. Compared with FIG. 4 which is a block diagram showing the third embodiment of the present invention, the step size control circuit 10 is replaced with a step size control circuit 11. The step size control circuit 11 receives the coefficient vector W 1 (k) and the output n 1 (k) from the adaptive filter 5, the first error e 1 (k) from the subtractor 3, and the reference signal x R from the microphone 2. (k) is supplied. The step size control circuit 11 performs a coefficient update step based on the coefficient vector W 1 (k), the first error e 1 (k), the output n 1 (k) of the adaptive filter 5 and the reference signal x R (k). Find the size Μ 1 (k). The step size control circuit 11 feeds back the obtained coefficient update step size Μ 1 (k) to the adaptive filter 5.

ステップサイズ制御回路10は、係数グループにおける係数代表値に加えて、参照信号代表値及び主信号xP(k)における所望信号と雑音の比の推定値に基づいて、係数更新ステップサイズΜ(k)を計算する。ここに、Μ(k)は数式24で表される。
〈数24〉
Μ(k)=m(k)・[μ1(0, k), μ1(1, k), …, μ1(N-1, k)]
(k)は、主信号における所望信号対雑音比SNR1(k)によって定められる項であり、本発明の第3の実施形態で説明した数式18〜数式20などの方法によって定められる。μ1(j, k), j=0, 1, …, L-1は、係数ベクトルW(k)と参照信号ベクトルX(k)に基づいて、本発明の第2の実施形態で説明した数式12又は数式13などの方法によって定められる項である。
In addition to the coefficient representative value in the coefficient group, the step size control circuit 10 calculates the coefficient update step size Μ 1 (based on the reference signal representative value and the estimated value of the desired signal to noise ratio in the main signal x P (k). k) is calculated. Here, 1 1 (k) is expressed by Equation 24.
<Equation 24>
1 1 (k) = m 1 (k) · [μ 1 (0, k), μ 1 (1, k),…, μ 1 (N 1 −1, k)]
m 1 (k) is a term determined by a desired signal-to-noise ratio SNR1 (k) in the main signal, and is determined by a method such as Equation 18 to Equation 20 described in the third embodiment of the present invention. μ 1 (j, k), j = 0, 1,..., L−1 is based on the coefficient vector W 1 (k) and the reference signal vector X 1 (k) in the second embodiment of the present invention. This is a term determined by the method such as Equation 12 or Equation 13 described above.

以上説明したように、本発明を実施するための第4の実施形態は、各係数が属する係数サブグループの係数代表値と参照信号代表値、及び主信号xP(k)における所望信号と雑音の比の推定値を用いて決定した係数更新ステップサイズを用いて係数更新を行うので、前記係数代表値が小さい係数には小さな係数更新ステップサイズが、大きい係数には大きな係数更新ステップサイズが適用される。また、前記参照信号代表値が小さい係数には大きな係数更新ステップサイズが、大きい係数には小さな係数更新ステップサイズが適用される。さらに、全係数に共通に、所望信号と雑音の比の推定値が小さいときには大きな係数更新ステップサイズが、大きいときには小さな係数更新ステップサイズが適用される。このため、誤差に対する妨害成分が無視できないときにも、誤った係数更新が行われず、所望信号に対する遅延がなく、低演算量で出力歪が少ない信号消去を実現することができる。 As described above, in the fourth embodiment for carrying out the present invention, the coefficient representative value and reference signal representative value of the coefficient subgroup to which each coefficient belongs, and the desired signal and noise in the main signal x P (k) The coefficient is updated using the coefficient update step size determined using the estimated value of the ratio. Therefore, a small coefficient update step size is applied to a coefficient with a small coefficient representative value, and a large coefficient update step size is applied to a large coefficient. Is done. A large coefficient update step size is applied to a coefficient with a small reference signal representative value, and a small coefficient update step size is applied to a large coefficient. Further, in common with all coefficients, a large coefficient update step size is applied when the estimated value of the ratio of the desired signal to noise is small, and a small coefficient update step size is applied when it is large. For this reason, even when the interference component with respect to the error cannot be ignored, erroneous coefficient updating is not performed, there is no delay with respect to the desired signal, and it is possible to realize signal erasure with a low calculation amount and little output distortion.

次に、本発明を実施するための第5の実施形態について説明する。   Next, a fifth embodiment for carrying out the present invention will be described.

図7は、本発明の第5の実施形態を表すブロック図である。図7に示す本発明の第5の実施形態の信号処理装置は、音声入力を行うマイクロホン1と、参照信号を入力する入力端子17と、出力端子7と、マイクロホン1から入力される主信号xP(k)から擬似エコーを減算して第1の誤差を生成する第1の減算器3と、入力端子17から入力される参照信号xR(k)を入力として擬似エコーを生成して第1の誤差が最小となるように係数を更新する第1の適応フィルタ5と、第1の適応フィルタ5から受けた係数値を用いて係数更新ステップサイズを計算し、第1の適応フィルタ5に帰還するステップサイズ制御回路8と、を備えている。第1の減算器3からの第1の誤差e(k)は、エコーが消去された音声信号として、出力端子7にも出力されている。また、入力端子17から入力される参照信号xR(k)は、スピーカ16に供給されている。スピーカ16は、参照信号xR(k)を音響信号に変換して、音響空間へ放射する。この音響信号は、音響空間を伝搬してマイクロホン1に到達し、主信号xP(k)の一部として減算器3に供給される。このようなスピーカからマイクロホンへの音響信号の回り込みは、音響エコーとして知られている。また、同様の現象が、通信路における2線4線変換の4線側において生じることも、回線エコーとして知られている。すなわち、本発明の第5の実施形態はエコーキャンセラとして動作する。 FIG. 7 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention. The signal processing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 7 includes a microphone 1 that inputs sound, an input terminal 17 that inputs a reference signal, an output terminal 7, and a main signal x input from the microphone 1. A first subtracter 3 that generates a first error by subtracting the pseudo echo from P (k) and a reference signal x R (k) input from the input terminal 17 are input to generate a pseudo echo. The coefficient updating step size is calculated using the first adaptive filter 5 that updates the coefficient so that the error of 1 is minimized, and the coefficient value received from the first adaptive filter 5. And a step size control circuit 8 for feedback. The first error e 1 (k) from the first subtracter 3 is also output to the output terminal 7 as an audio signal from which echo has been eliminated. The reference signal x R (k) input from the input terminal 17 is supplied to the speaker 16. The speaker 16 converts the reference signal x R (k) into an acoustic signal and radiates it to the acoustic space. This acoustic signal propagates through the acoustic space and reaches the microphone 1 and is supplied to the subtractor 3 as a part of the main signal x P (k). Such wraparound of the acoustic signal from the speaker to the microphone is known as acoustic echo. In addition, it is also known as line echo that a similar phenomenon occurs on the 4-wire side of 2-wire 4-wire conversion in a communication path. That is, the fifth embodiment of the present invention operates as an echo canceller.

本発明を実施するための第5の実施形態である図7は、最良の実施形態である図1と、参照信号xR(k)がマイクロホン2ではなく入力端子17から供給されることを除いて全く等しい構成であり、動作も等しい。このため、動作の詳細な説明は省略する。 FIG. 7 which is the fifth embodiment for carrying out the present invention is the same as FIG. 1 which is the best embodiment except that the reference signal x R (k) is supplied from the input terminal 17 instead of the microphone 2. The configuration is exactly the same, and the operation is also the same. For this reason, detailed description of the operation is omitted.

次に、本発明を実施するための第6の実施形態について説明する。   Next, a sixth embodiment for carrying out the present invention will be described.

図8は、本発明の第6の実施形態を表すブロック図である。図8に示す本発明の第6の実施形態の信号処理装置は、音声入力を行うマイクロホン1と、参照信号を入力する入力端子17と、出力端子7と、マイクロホン1から入力される主信号xP(k)から擬似エコーを減算して第1の誤差を生成する第1の減算器3と、入力端子17から入力される参照信号xR(k)を入力として擬似エコーを生成して第1の誤差が最小となるように係数を更新する第1の適応フィルタ5と、第1の適応フィルタ5から受けた係数値及び入力端子17から受けた参照信号を用いて係数更新ステップサイズを計算し、第1の適応フィルタ5に帰還するステップサイズ制御回路9と、を備えている。第1の減算器3からの第1の誤差e(k)は、エコーが消去された音声信号として、出力端子7にも出力されている。また、入力端子17から入力される参照信号xR(k)は、スピーカ16に供給されている。スピーカ16は、参照信号xR(k)を音響信号に変換して、音響空間へ放射する。この音響信号は、音響空間を伝搬してマイクロホン1に到達し、主信号xP(k)の一部として減算器3に供給される。すなわち、本発明の第6の実施形態はエコーキャンセラとして動作する。 FIG. 8 is a block diagram showing a sixth embodiment of the present invention. The signal processing apparatus according to the sixth embodiment of the present invention shown in FIG. 8 includes a microphone 1 that inputs sound, an input terminal 17 that inputs a reference signal, an output terminal 7, and a main signal x that is input from the microphone 1. A first subtracter 3 that generates a first error by subtracting the pseudo echo from P (k) and a reference signal x R (k) input from the input terminal 17 are input to generate a pseudo echo. The coefficient update step size is calculated using the first adaptive filter 5 that updates the coefficient so that the error of 1 is minimized, the coefficient value received from the first adaptive filter 5 and the reference signal received from the input terminal 17. And a step size control circuit 9 that feeds back to the first adaptive filter 5. The first error e 1 (k) from the first subtracter 3 is also output to the output terminal 7 as an audio signal from which echo has been eliminated. The reference signal x R (k) input from the input terminal 17 is supplied to the speaker 16. The speaker 16 converts the reference signal x R (k) into an acoustic signal and radiates it to the acoustic space. This acoustic signal propagates through the acoustic space and reaches the microphone 1 and is supplied to the subtractor 3 as a part of the main signal x P (k). That is, the sixth embodiment of the present invention operates as an echo canceller.

本発明を実施するための第6の実施形態である図8は、第2の実施形態である図3と、参照信号xR(k)がマイクロホン2ではなく入力端子17から供給されることを除いて全く等しい構成であり、動作も等しい。このため、動作の詳細な説明は省略する。 FIG. 8, which is the sixth embodiment for carrying out the present invention, shows that the reference signal x R (k) is supplied from the input terminal 17 instead of the microphone 2 as compared with FIG. 3 which is the second embodiment. Except for this, the configuration is exactly the same, and the operation is also the same. For this reason, detailed description of the operation is omitted.

次に、本発明を実施するための第7の実施形態について説明する。   Next, a seventh embodiment for carrying out the present invention will be described.

図9は、本発明の第7の実施形態を表すブロック図である。図9に示す本発明の第7の実施形態の信号処理装置は、音声入力を行うマイクロホン1と、参照信号を入力する入力端子17と、出力端子7と、マイクロホン1から入力される主信号xP(k)から擬似エコーを減算して第1の誤差を生成する第1の減算器3と、入力端子17から入力される参照信号xR(k)を入力として擬似エコーを生成して第1の誤差が最小となるように係数を更新する第1の適応フィルタ5と、第1の適応フィルタ5から受けた係数値及び入力端子17から受けた参照信号を用いて係数更新ステップサイズを計算し、第1の適応フィルタ5に帰還するステップサイズ制御回路10と、を備えている。第1の減算器3からの第1の誤差e(k)は、エコーが消去された音声信号として、出力端子7にも出力されている。また、入力端子17から入力される参照信号xR(k)は、スピーカ16に供給されている。スピーカ16は、参照信号xR(k)を音響信号に変換して、音響空間へ放射する。この音響信号は、音響空間を伝搬してマイクロホン1に到達し、主信号xP(k)の一部として減算器3に供給される。すなわち、本発明の第7の実施形態はエコーキャンセラとして動作する。 FIG. 9 is a block diagram showing a seventh embodiment of the present invention. The signal processing apparatus according to the seventh embodiment of the present invention shown in FIG. 9 includes a microphone 1 that inputs sound, an input terminal 17 that inputs a reference signal, an output terminal 7, and a main signal x input from the microphone 1. A first subtracter 3 that generates a first error by subtracting the pseudo echo from P (k) and a reference signal x R (k) input from the input terminal 17 are input to generate a pseudo echo. The coefficient update step size is calculated using the first adaptive filter 5 that updates the coefficient so that the error of 1 is minimized, the coefficient value received from the first adaptive filter 5 and the reference signal received from the input terminal 17. And a step size control circuit 10 that feeds back to the first adaptive filter 5. The first error e 1 (k) from the first subtracter 3 is also output to the output terminal 7 as an audio signal from which echo has been eliminated. The reference signal x R (k) input from the input terminal 17 is supplied to the speaker 16. The speaker 16 converts the reference signal x R (k) into an acoustic signal and radiates it to the acoustic space. This acoustic signal propagates through the acoustic space and reaches the microphone 1 and is supplied to the subtractor 3 as a part of the main signal x P (k). That is, the seventh embodiment of the present invention operates as an echo canceller.

本発明を実施するための第7の実施形態である図9は、第3の実施形態である図4と、参照信号xR(k)がマイクロホン2ではなく入力端子17から供給されることを除いて全く等しい構成であり、動作も等しい。このため、動作の詳細な説明は省略する。 FIG. 9 which is the seventh embodiment for carrying out the present invention is similar to FIG. 4 which is the third embodiment, in that the reference signal x R (k) is supplied from the input terminal 17 instead of the microphone 2. Except for this, the configuration is exactly the same, and the operation is also the same. For this reason, detailed description of the operation is omitted.

次に、本発明を実施するための第8の実施形態について説明する。   Next, an eighth embodiment for carrying out the present invention will be described.

図10は、本発明の第8の実施形態を表すブロック図である。図10に示す本発明の第8の実施形態の信号処理装置は、音声入力を行うマイクロホン1と、参照信号を入力する入力端子17と、出力端子7と、マイクロホン1から入力される主信号xP(k)から擬似エコーを減算して第1の誤差を生成する第1の減算器3と、入力端子17から入力される参照信号xR(k)を入力として擬似エコーを生成して第1の誤差が最小となるように係数を更新する第1の適応フィルタ5と、第1の適応フィルタ5から受けた係数値、入力端子17から受けた参照信号、減算器3から受けた第1の誤差、及び適応フィルタ5の出力を用いて係数更新ステップサイズを計算し、第1の適応フィルタ5に帰還するステップサイズ制御回路11と、を備えている。第1の減算器3からの第1の誤差e(k)は、エコーが消去された音声信号として、出力端子7にも出力されている。また、入力端子17から入力される参照信号xR(k)は、スピーカ16に供給されている。スピーカ16は、参照信号xR(k)を音響信号に変換して、音響空間へ放射する。この音響信号は、音響空間を伝搬してマイクロホン1に到達し、主信号xP(k)の一部として減算器3に供給される。すなわち、本発明の第8の実施形態はエコーキャンセラとして動作する。 FIG. 10 is a block diagram showing an eighth embodiment of the present invention. The signal processing apparatus according to the eighth embodiment of the present invention shown in FIG. 10 includes a microphone 1 that inputs sound, an input terminal 17 that inputs a reference signal, an output terminal 7, and a main signal x input from the microphone 1. A first subtracter 3 that generates a first error by subtracting the pseudo echo from P (k) and a reference signal x R (k) input from the input terminal 17 are input to generate a pseudo echo. The first adaptive filter 5 that updates the coefficient so that the error of 1 is minimized, the coefficient value received from the first adaptive filter 5, the reference signal received from the input terminal 17, and the first signal received from the subtractor 3 And a step size control circuit 11 that calculates a coefficient update step size using the output of the adaptive filter 5 and feeds back to the first adaptive filter 5. The first error e 1 (k) from the first subtracter 3 is also output to the output terminal 7 as an audio signal from which echo has been eliminated. The reference signal x R (k) input from the input terminal 17 is supplied to the speaker 16. The speaker 16 converts the reference signal x R (k) into an acoustic signal and radiates it to the acoustic space. This acoustic signal propagates through the acoustic space and reaches the microphone 1 and is supplied to the subtractor 3 as a part of the main signal x P (k). That is, the eighth embodiment of the present invention operates as an echo canceller.

本発明を実施するための第8の実施形態である図10は、第4の実施形態である図6と、参照信号xR(k)がマイクロホン2ではなく入力端子17から供給されることを除いて全く等しい構成であり、動作も等しい。このため、動作の詳細な説明は省略する。 FIG. 10, which is the eighth embodiment for carrying out the present invention, shows that the reference signal x R (k) is supplied not from the microphone 2 but from the input terminal 17 as compared to FIG. 6 which is the fourth embodiment. Except for this, the configuration is exactly the same, and the operation is also the same. For this reason, detailed description of the operation is omitted.

次に、本発明を実施するための第9の実施形態について説明する。   Next, a ninth embodiment for carrying out the present invention will be described.

図11は、本発明の第9の実施形態を表すブロック図である。図11に示す本発明の第9の実施形態の信号処理装置は、音声入力を行うマイクロホン1と、参照信号を入力するマイクロホン2と、出力端子7と、マイクロホン1から入力される主信号xP(k)から第1の擬似信号を減算して第1の誤差を生成する第1の減算器3と、マイクロホン2から入力される参照信号xR(k)から第2の擬似信号を減算して第2の誤差を生成する第2の減算器4と、減算器3の出力である第1の誤差e(k)を入力として第2の擬似信号を生成して第2の誤差が最小となるように係数を更新する第2の適応フィルタ6と、減算器4の出力である第2の誤差e(k)を入力として第1の擬似信号を生成して第1の誤差が最小となるように係数を更新する第1の適応フィルタ5と、第1の適応フィルタ5から受けた係数値を用いて第1の係数更新ステップサイズを、第2の適応フィルタ6から受けた係数値を用いて第2の係数更新ステップサイズを計算し、それぞれを第1の適応フィルタ5と第2の適応フィルタ6に帰還するステップサイズ制御回路12と、を備えている。第1の減算器3からの第1の誤差e(k)は、雑音が消去された音声信号として、出力端子7にも出力されている。 FIG. 11 is a block diagram showing the ninth embodiment of the present invention. The signal processing apparatus according to the ninth embodiment of the present invention shown in FIG. 11 includes a microphone 1 that inputs sound, a microphone 2 that inputs a reference signal, an output terminal 7, and a main signal x P that is input from the microphone 1. A first subtracter 3 that generates a first error by subtracting the first pseudo signal from (k), and a second pseudo signal from the reference signal x R (k) input from the microphone 2 The second subtractor 4 that generates the second error and the first error e 1 (k) that is the output of the subtractor 3 are input to generate the second pseudo signal, and the second error is minimized. The first pseudo signal is generated by inputting the second adaptive filter 6 for updating the coefficient so that the second error e 2 (k), which is the output of the subtractor 4, is input, and the first error is minimized. Using the first adaptive filter 5 that updates the coefficient so that the following is obtained, and the coefficient value received from the first adaptive filter 5 The coefficient update step size of 1 is used to calculate the second coefficient update step size using the coefficient value received from the second adaptive filter 6, and each is fed back to the first adaptive filter 5 and the second adaptive filter 6. A step size control circuit 12. The first error e 1 (k) from the first subtracter 3 is also output to the output terminal 7 as an audio signal from which noise has been eliminated.

本発明を実施するための第9の実施形態である図11は、最良の実施形態である図1に、適応フィルタ6と減算器4が追加され、ステップサイズ制御回路8がステップサイズ制御回路12に置換されたことを除いて全く等しい構成である。このため、これらの相違点に関する動作だけを詳細に説明し、共通部分の説明は省略する。   FIG. 11, which is a ninth embodiment for carrying out the present invention, has an adaptive filter 6 and a subtracter 4 added to FIG. 1, which is the best embodiment, and a step size control circuit 8 which is a step size control circuit 12. Except for having been replaced with For this reason, only the operation related to these differences will be described in detail, and description of common parts will be omitted.

適応フィルタ6と減算器4は、参照信号に対する所望信号の混入成分、すなわちクロストークを消去するために導入されている。二つの適応フィルタを用いた雑音とクロストークの消去に関しては、特許文献4に詳細な動作が記述されている。本発明を実施するための最良の実施形態で説明したように、雑音を消去するための適応フィルタ5は、第1の誤差e(k)に誤差以外の妨害信号が含まれる際にも、妨害に対して頑健でなければならない。同様に、クロストークを消去するための適応フィルタ6は、第2の誤差e(k)に誤差以外の妨害信号が含まれる際にも、妨害に対して頑健でなければならない。このため、ステップサイズ制御回路12は、適応フィルタ5のための係数更新ステップサイズに加えて、適応フィルタ6のための係数更新ステップサイズも計算する。なお、適応フィルタ5のための係数更新ステップサイズの計算法については、本発明を実施するための最良の実施形態において説明したので、ここでは省略する。 The adaptive filter 6 and the subtracter 4 are introduced in order to eliminate the mixed component of the desired signal with respect to the reference signal, that is, the crosstalk. Regarding the elimination of noise and crosstalk using two adaptive filters, Patent Document 4 describes detailed operations. As described in the best mode for carrying out the present invention, the adaptive filter 5 for canceling noise includes the first error e 1 (k) including an interference signal other than the error. Must be robust against interference. Similarly, the adaptive filter 6 for eliminating crosstalk must be robust against interference even when the second error e 2 (k) includes interference signals other than errors. Therefore, the step size control circuit 12 calculates the coefficient update step size for the adaptive filter 6 in addition to the coefficient update step size for the adaptive filter 5. Note that the method for calculating the coefficient update step size for the adaptive filter 5 has been described in the best mode for carrying out the present invention, and is therefore omitted here.

ステップサイズ制御回路12は、適応フィルタ6から係数ベクトルW(k)を受け、ステップサイズΜ(k)を求める。W(k)とΜ(k)は、次式で与えられる。
〈数25〉
(k)=[w(0, k), w(1, k), …, w(N-1, k)]
〈数26〉
Μ(k)=[μ2(0,k), μ2(1, k), …, μ2(N-1, k)]
ここに、Nは適応フィルタ6のタップ数を表す1以上の整数である。
The step size control circuit 12 receives the coefficient vector W 2 (k) from the adaptive filter 6 and obtains the step size Μ 2 (k). W 2 (k) and Μ 2 (k) are given by the following equations.
<Equation 25>
W 2 (k) = [w 2 (0, k), w 2 (1, k), ..., w 2 (N 2 -1, k)]
<Equation 26>
Μ 2 (k) = [μ 2 (0, k), μ 2 (1, k),…, μ 2 (N 2 −1, k)]
Here, N 2 is an integer of 1 or more that represents the number of taps of the adaptive filter 6.

ステップサイズ制御回路12は、係数ベクトルW(k)を、まずL個のサブベクトル(係数グループ)に分割する。分割に際しては、予め定められたサイズのサブベクトルに分割することができる。分割方法については、既に最良の実施形態で説明したとおりである。 The step size control circuit 12 first divides the coefficient vector W 2 (k) into L subvectors (coefficient groups). In the division, it can be divided into sub-vectors of a predetermined size. The dividing method is as described in the best embodiment.

このようにして生成したサブベクトルをWS2
(j, k), j=0, 1, …, L-1とすると、
〈数27〉
(k)=[WS2(0, k), WS2(1, k), …, WS2(L-1, k)]
となる。LS等分割の場合には、j番目のサブベクトルは、次式で与えられる。
〈数28〉
S2(j, k)=[w(jL/LS, k), w(jL/LS+1, k), …, w((j+1)L/LS-1, k)] (j=0, 1, …, L-1)
ここにLSは、L/LSが整数となるような整数値である。
The subvector generated in this way is designated as W S2
(j, k), j = 0, 1, ..., L-1
<Expression 27>
W 2 (k) = [W S2 (0, k), W S2 (1, k), ..., W S2 (L-1, k)]
It becomes. In the case of L S equal division, the j-th subvector is given by the following equation.
<Equation 28>
W S2 (j, k) = [w 2 (jL / L S , k), w 2 (jL / L S +1, k),..., W 2 ((j + 1) L / L S −1, k)] (j = 0, 1, ..., L-1)
Here, L S is an integer value such that L / L S is an integer.

次に、各サブベクトル(係数グループ)内で係数の代表値を求める。代表値としては、最大値、最小値、中央値、平均値、分散などを用いることができる。j番目のサブベクトルに対する代表値wREP2(j, k)は、最大値を代表値とするとき、
〈数29〉
REP2(j, k)=max{|w(jL/LS, k)|, |w(jL/LS+1, k)|, …, |w((j+1)L/LS-1, k)|}
で与えられる。同様に、最小値と中央値も最小値演算子又は中央値演算子によって求めることができる。
Next, a representative value of a coefficient is obtained in each subvector (coefficient group). As the representative value, a maximum value, a minimum value, a median value, an average value, a variance, or the like can be used. The representative value w REP2 (j, k) for the j-th subvector, when the maximum value is the representative value,
<Expression 29>
w REP2 (j, k) = max {| w 2 (jL / L S , k) |, | w 2 (jL / L S +1, k) |, ..., | w 2 ((j + 1) L / L S -1, k) |}
Given in. Similarly, the minimum value and the median value can also be obtained by the minimum value operator or the median value operator.

また、平均値をj番目のサブベクトルに対する代表値wREP2(j, k)とするときには、
〈数30〉

Figure 0005293952
となる。分散についても、同様に定義に従って計算することができる。既に最良の実施形態で説明したとおり、各係数の絶対値の代わりに2乗値を用いて、係数代表値を求めてもよい。 When the average value is the representative value w REP2 (j, k) for the j-th subvector,
<Equation 30>
Figure 0005293952
It becomes. Similarly, the variance can be calculated according to the definition. As already described in the best embodiment, the coefficient representative value may be obtained using a square value instead of the absolute value of each coefficient.

このようにして計算したサブベクトルの代表値wREP2(j, k), j=0, 1, …, L-1を用いて、cREP2(j, k)に対応した係数更新ステップサイズを計算する。第1の例は、各サブベクトルの代表値の最大値を求め、その最大値に対する各サブベクトル代表値の割合を求め、この割合で基本となる係数更新ステップサイズμ0を重みづけて係数更新ステップサイズとする方法である。すなわち、各サブベクトルに対応した係数更新ステップサイズμ2(j, k)を、次式で求める。
〈数31〉
μ2(j, k)=wREP2(j, k)/max{wREP2(j, k)}・μ0
前記割合は0と1の間の値を取るので、最大の係数はμ0で、それ以外の係数はμ0よりも小さな係数更新ステップサイズで更新されることになる。
The coefficient update step size corresponding to c REP2 (j, k) is calculated using the sub-vector representative value w REP2 (j, k), j = 0, 1,..., L−1. To do. In the first example, the maximum value of the representative value of each subvector is obtained, the ratio of each subvector representative value to the maximum value is obtained, and the coefficient update step size μ 0 is weighted based on this ratio to update the coefficient. This is a step size method. That is, the coefficient update step size μ 2 (j, k) corresponding to each subvector is obtained by the following equation.
<Expression 31>
μ 2 (j, k) = w REP2 (j, k) / max {w REP2 (j, k)} · μ 0
Since the ratio takes a value between 0 and 1, the maximum coefficient is μ 0 , and other coefficients are updated with a coefficient update step size smaller than μ 0 .

第2の例は、各サブベクトルの代表値の平均値を求め、その平均値に対する各サブベクトル代表値の割合を求め、この割合で基本となる係数更新ステップサイズμ0を重みづけて係数更新ステップサイズとする方法である。すなわち、各サブベクトルに対応した係数更新ステップサイズμ2(j, k)を、次式で求める。
〈数32〉
μ2(j, k)=wREP2(j, k)/ave{wREP2(j, k)}・μ0
In the second example, the average value of representative values of each subvector is obtained, the ratio of each subvector representative value to the average value is obtained, and the coefficient update step size μ 0 is weighted based on this ratio to update the coefficient. This is a step size method. That is, the coefficient update step size μ 2 (j, k) corresponding to each subvector is obtained by the following equation.
<Equation 32>
μ 2 (j, k) = w REP2 (j, k) / ave {w REP2 (j, k)} · μ 0

以上説明したように、本発明を実施するための第9の実施形態は、雑音消去用の適応フィルタとクロストーク消去用の適応フィルタの双方で、それぞれに属する係数サブグループの代表値を用いて係数更新ステップサイズを決定する。これらの係数更新ステップサイズを用いて係数更新を行うので、前記代表値が小さい係数には小さな係数更新ステップサイズが、大きい係数には大きな係数更新ステップサイズが適用される。このため、誤差に対する妨害成分が無視できないときにも、誤った係数更新が行われず、所望信号に対する遅延がなく、低演算量で出力歪が少ない信号消去を実現することができる。   As described above, the ninth embodiment for carrying out the present invention uses the representative values of the coefficient subgroups belonging to both the adaptive filter for noise cancellation and the adaptive filter for crosstalk cancellation. Determine the coefficient update step size. Since coefficient update is performed using these coefficient update step sizes, a small coefficient update step size is applied to a coefficient with a small representative value, and a large coefficient update step size is applied to a large coefficient. For this reason, even when the interference component with respect to the error cannot be ignored, erroneous coefficient updating is not performed, there is no delay with respect to the desired signal, and it is possible to realize signal erasure with a low calculation amount and little output distortion.

次に、本発明を実施するための第10の実施形態について説明する。   Next, a tenth embodiment for carrying out the present invention will be described.

図12は、本発明の第10の実施形態を表すブロック図である。本発明の第9の実施形態を表すブロック図である図11と比較すると、ステップサイズ制御回路12がステップサイズ制御回路13で置換されている。ステップサイズ制御回路13は、適応フィルタ5及び減算器4からそれぞれ係数ベクトルW(k)と第2の誤差e(k)を受け、係数更新ステップサイズΜ(k)を求める。また、ステップサイズ制御回路13は、適応フィルタ6及び減算器3からそれぞれ係数ベクトルW(k)と第1の誤差e(k)を受け、係数更新ステップサイズΜ(k)を求める。ここで、減算器3及び4の出力である第1と第2の誤差は、それぞれ適応フィルタ6及び5の参照入力信号となっている。ステップサイズ制御回路13は、求めた係数更新ステップサイズΜ(k)及びΜ(k)を、適応フィルタ5及び6にそれぞれ帰還する。ステップサイズ制御回路13は、係数グループにおける係数代表値と参照信号代表値に基づいて、適応フィルタ5及び6の係数更新ステップサイズを計算する。 FIG. 12 is a block diagram showing the tenth embodiment of the present invention. Compared with FIG. 11 which is a block diagram showing the ninth embodiment of the present invention, the step size control circuit 12 is replaced with a step size control circuit 13. The step size control circuit 13 receives the coefficient vector W 1 (k) and the second error e 2 (k) from the adaptive filter 5 and the subtracter 4, respectively, and obtains the coefficient update step size 1 1 (k). The step size control circuit 13 receives the coefficient vector W 2 (k) and the first error e 1 (k) from the adaptive filter 6 and the subtracter 3, respectively, and obtains the coefficient update step size Μ 2 (k). Here, the first and second errors which are the outputs of the subtracters 3 and 4 are reference input signals of the adaptive filters 6 and 5, respectively. The step size control circuit 13 feeds back the obtained coefficient update step sizes 1 1 (k) and Μ 2 (k) to the adaptive filters 5 and 6, respectively. The step size control circuit 13 calculates the coefficient update step sizes of the adaptive filters 5 and 6 based on the coefficient representative value and the reference signal representative value in the coefficient group.

本発明を実施するための第10の実施形態である図12は、第2の実施形態である図3に、適応フィルタ6と減算器4が追加され、ステップサイズ制御回路9がステップサイズ制御回路13に置換されたことを除いて全く等しい構成である。このため、これらの相違点に関する動作だけを詳細に説明し、共通部分の説明は省略する。   FIG. 12, which is the tenth embodiment for carrying out the present invention, is the same as that of FIG. 3, which is the second embodiment, except that an adaptive filter 6 and a subtracter 4 are added, and the step size control circuit 9 is a step size control circuit. Except for being replaced with 13, the configuration is exactly the same. For this reason, only the operation related to these differences will be described in detail, and description of common parts will be omitted.

本発明を実施するための第9の実施形態である図11と同様に、ステップサイズ制御回路13は、適応フィルタ5のための係数更新ステップサイズに加えて、適応フィルタ6のための係数更新ステップサイズも計算する。なお、適応フィルタ5のための係数更新ステップサイズの計算法については、本発明を実施するための第2の実施形態において説明したので、ここでは省略する。   Similar to FIG. 11 which is the ninth embodiment for carrying out the present invention, the step size control circuit 13 includes a coefficient update step for the adaptive filter 6 in addition to the coefficient update step size for the adaptive filter 5. Also calculate the size. Note that the method for calculating the coefficient update step size for the adaptive filter 5 has been described in the second embodiment for carrying out the present invention, and is therefore omitted here.

第2の実施形態と同様に、時刻kにおける適応フィルタ6の参照信号ベクトルX(k)を次のように定義する。
〈数33〉
(k)=[x(0, k), x(1, k), …, x(N-1, k)]
Similar to the second embodiment, the reference signal vector X 2 (k) of the adaptive filter 6 at time k is defined as follows.
<Expression 33>
X 2 (k) = [x 2 (0, k), x 2 (1, k), ..., x 2 (N 2 -1, k)]

次に、各サブベクトル内における参照信号の代表値を求める。代表値としては、最大値、最小値、中央値、平均値、分散などを用いることができる。j番目のサブベクトルに対する代表値xREP2(j, k)は、最大値を代表値とするとき、
〈数34〉
xREP2(j, k)=max{|x(jL/LS, k)|, |x(jL/LS+1, k)|, …, |x((j+1)L/LS-1, k)|}
で与えられる。同様に、最小値と中央値も最小値演算子又は中央値演算子によって求めることができる。
Next, a representative value of the reference signal in each subvector is obtained. As the representative value, a maximum value, a minimum value, a median value, an average value, a variance, or the like can be used. The representative value x REP2 (j, k) for the j-th subvector, when the maximum value is the representative value,
<Expression 34>
x REP2 (j, k) = max {| x 2 (jL / L S , k) |, | x 2 (jL / L S +1, k) |, ..., | x 2 ((j + 1) L / L S -1, k) |}
Given in. Similarly, the minimum value and the median value can also be obtained by the minimum value operator or the median value operator.

また、平均値をj番目のサブベクトルに対する代表値xREP2(j, k)とするときには、
〈数35〉

Figure 0005293952
となる。分散についても、同様に定義に従って計算することができる。 When the average value is a representative value x REP2 (j, k) for the j-th subvector,
<Equation 35>
Figure 0005293952
It becomes. Similarly, the variance can be calculated according to the definition.

これまでの説明では、各参照信号値の絶対値に対して参照信号代表値を求めた。しかし、係数値の場合と同様に、絶対値の代わりに2乗値を用いても、同様の効果を得ることができる。   In the description so far, the reference signal representative value is obtained for the absolute value of each reference signal value. However, similar to the case of the coefficient value, the same effect can be obtained by using the square value instead of the absolute value.

このようにして計算したサブベクトルの参照信号代表値xREP2(j, k), j=0, 1, …, L-1と係数代表値wREP2(j, k), j=0, 1, …,L-1を用いて、xREP2(j, k)とwREP2(j, k)に対応した係数更新ステップサイズを計算する。第1の例は、各サブベクトルの参照信号代表値と係数代表値の最大値を求め、それらの最大値に対する各サブベクトルの参照信号代表値と係数代表値の割合をそれぞれ求め、これらの割合で基本となる係数更新ステップサイズμ0を重みづけて係数更新ステップサイズとする方法である。すなわち、各サブベクトルに対応した係数更新ステップサイズμ2(j, k)を、次式で求める。
〈数36〉
μ2(j, k)=[wREP2(j, k) max{xREP2(j, k)}]/[max{wREP2(j, k)} xREP2(j, k)]・μ0
Reference signal representative value x REP2 (j, k), j = 0, 1,..., L−1 and coefficient representative value w REP2 (j, k), j = 0, 1, ..., L-1 is used to calculate the coefficient update step size corresponding to x REP2 (j, k) and w REP2 (j, k). In the first example, the maximum value of the reference signal representative value and coefficient representative value of each subvector is obtained, the ratio of the reference signal representative value and coefficient representative value of each subvector to the maximum value is obtained, and these ratios are obtained. In this method, the basic coefficient update step size μ 0 is weighted to obtain the coefficient update step size. That is, the coefficient update step size μ 2 (j, k) corresponding to each subvector is obtained by the following equation.
<Equation 36>
μ 2 (j, k) = [w REP2 (j, k) max {x REP2 (j, k)}] / [max {w REP2 (j, k)} x REP2 (j, k)] · μ 0

この式から明らかなように、係数代表値だけを用いた場合と同様に最大の係数はμ0で、それ以外の係数はμ0よりも小さな係数更新ステップサイズで更新されることになる。 As is apparent from this equation, the maximum multiplication factor mu 0 as in the case of using only the coefficients representative values, will be updated with a small coefficient update step size than mu 0 coefficients otherwise.

第2の例は、各サブベクトルの参照信号代表値と係数代表値の平均値を求め、それらの平均値に対する各サブベクトルの参照信号代表値と係数代表値の割合をそれぞれ求め、これらの割合で基本となる係数更新ステップサイズμ0を重みづけて係数更新ステップサイズとする方法である。すなわち、各サブベクトルに対応した係数更新ステップサイズμ2(j, k)を、次式で求める。
〈数37〉
μ(j, k)=[wREP2(j, k) ave{xREP2(j, k)}]/[ave{wREP2(j, k)} xREP2(j, k)]・μ0
In the second example, the average value of the reference signal representative value and the coefficient representative value of each subvector is obtained, the ratio of the reference signal representative value and the coefficient representative value of each subvector to the average value is obtained, and these ratios are obtained. In this method, the basic coefficient update step size μ 0 is weighted to obtain the coefficient update step size. That is, the coefficient update step size μ 2 (j, k) corresponding to each subvector is obtained by the following equation.
<Expression 37>
μ 2 (j, k) = [w REP2 (j, k) ave {x REP2 (j, k)}] / [ave {w REP2 (j, k)} x REP2 (j, k)] · μ 0

以上説明したように、本発明を実施するための第10の実施形態は、雑音消去用の適応フィルタとクロストーク消去用の適応フィルタの双方で、それぞれに属する係数サブグループの参照信号代表値と係数代表値を用いて係数更新ステップサイズを決定する。これらの係数更新ステップサイズを用いて係数更新を行うので、前記係数代表値が小さい係数には小さな係数更新ステップサイズが、大きい係数には大きな係数更新ステップサイズが適用される。また、前記参照信号代表値が小さい係数には大きな係数更新ステップサイズが、大きい係数には小さな係数更新ステップサイズが適用される。このため、誤差に対する妨害成分が無視できないときにも、誤った係数更新が行われず、所望信号に対する遅延がなく、低演算量で出力歪が少ない信号消去を実現することができる。   As described above, in the tenth embodiment for carrying out the present invention, the reference signal representative values of the coefficient subgroups belonging to both the adaptive filter for noise cancellation and the adaptive filter for crosstalk cancellation The coefficient update step size is determined using the coefficient representative value. Since coefficient update is performed using these coefficient update step sizes, a small coefficient update step size is applied to a coefficient with a small coefficient representative value, and a large coefficient update step size is applied to a large coefficient. A large coefficient update step size is applied to a coefficient with a small reference signal representative value, and a small coefficient update step size is applied to a large coefficient. For this reason, even when the interference component with respect to the error cannot be ignored, erroneous coefficient updating is not performed, there is no delay with respect to the desired signal, and it is possible to realize signal erasure with a low calculation amount and little output distortion.

次に、本発明を実施するための第11の実施形態について説明する。   Next, an eleventh embodiment for carrying out the present invention will be described.

図13は、本発明の第11の実施形態を表すブロック図である。本発明の第9の実施形態を表すブロック図である図11と比較すると、ステップサイズ制御回路12がステップサイズ制御回路14で置換されている。ステップサイズ制御回路14には、適応フィルタ5から係数ベクトルW(k)及び出力n(k)が、減算器3から第1の誤差e(k)が供給されている。ステップサイズ制御回路14は、これらの信号に基づいて、係数更新ステップサイズΜ(k)を求める。また、ステップサイズ制御回路14には、適応フィルタ6から係数ベクトルW(k)及び出力n(k)が、減算器4から第2の誤差e(k)が供給されている。ステップサイズ制御回路14は、これらの信号に基づいて、係数更新ステップサイズΜ(k)を求める。ステップサイズ制御回路14は、求めた係数更新ステップサイズΜ(k)及びΜ(k)を、適応フィルタ5及び6にそれぞれ帰還する。ステップサイズ制御回路14は、係数グループにおける係数代表値に加えて、主信号xP(k)における所望信号と雑音の比の推定値又は参照信号xR(k)における所望信号と雑音の比の推定値に基づいて、適応フィルタ5又は6の係数更新ステップサイズを計算する。 FIG. 13 is a block diagram showing an eleventh embodiment of the present invention. Compared with FIG. 11 which is a block diagram showing the ninth embodiment of the present invention, the step size control circuit 12 is replaced with a step size control circuit 14. The step size control circuit 14 is supplied with the coefficient vector W 1 (k) and the output n 1 (k) from the adaptive filter 5 and the first error e 1 (k) from the subtractor 3. The step size control circuit 14 obtains a coefficient update step size 1 1 (k) based on these signals. The step size control circuit 14 is supplied with the coefficient vector W 2 (k) and the output n 2 (k) from the adaptive filter 6 and the second error e 2 (k) from the subtractor 4. The step size control circuit 14 obtains a coefficient update step size Μ 2 (k) based on these signals. The step size control circuit 14 feeds back the obtained coefficient update step sizes 1 1 (k) and Μ 2 (k) to the adaptive filters 5 and 6, respectively. In addition to the coefficient representative value in the coefficient group, the step size control circuit 14 estimates the ratio of the desired signal to noise in the main signal x P (k) or the ratio of the desired signal to noise in the reference signal x R (k). Based on the estimated value, the coefficient update step size of the adaptive filter 5 or 6 is calculated.

本発明を実施するための第11の実施形態である図13は、第3の実施形態である図4に、適応フィルタ6と減算器4が追加され、ステップサイズ制御回路10がステップサイズ制御回路14に置換されたことを除いて全く等しい構成である。このため、これらの相違点に関する動作だけを詳細に説明し、共通部分の説明は省略する。   FIG. 13, which is an eleventh embodiment for carrying out the present invention, is the same as that of FIG. 4, which is the third embodiment, except that an adaptive filter 6 and a subtracter 4 are added, and the step size control circuit 10 is replaced by a step size control circuit. Except for being replaced with 14, the configuration is exactly the same. For this reason, only the operation related to these differences will be described in detail, and description of common parts will be omitted.

本発明を実施するための第10の実施形態である図12と同様に、ステップサイズ制御回路14は、適応フィルタ5のための係数更新ステップサイズに加えて、適応フィルタ6のための係数更新ステップサイズも計算する。なお、適応フィルタ5のための係数更新ステップサイズの計算法については、本発明を実施するための第3の実施形態において説明したので、ここでは省略する。   Similar to FIG. 12, which is the tenth embodiment for carrying out the present invention, the step size control circuit 14 includes a coefficient update step for the adaptive filter 6 in addition to the coefficient update step size for the adaptive filter 5. Also calculate the size. Note that the method for calculating the coefficient update step size for the adaptive filter 5 has been described in the third embodiment for carrying out the present invention, and is therefore omitted here.

ステップサイズ制御回路14において、係数値に基づいて複数の係数グループ内係数に対する係数更新ステップサイズを決定する過程は、すでに本発明の第9の実施形態として説明した通りである。従って、ここでは、参照信号xR(k)における所望信号と雑音の比の推定値を求める過程について、詳細に説明する。 The process of determining the coefficient update step size for the plurality of coefficients in the coefficient group based on the coefficient value in the step size control circuit 14 is as already described in the ninth embodiment of the present invention. Therefore, here, the process of obtaining the estimated value of the ratio of the desired signal and noise in the reference signal x R (k) will be described in detail.

図14は、ステップサイズ制御回路14の構成を表すブロック図である。ステップサイズ制御回路14は、電力平均回路101、102、141及び142、SNR推定回路103及び143、並びにステップサイズ計算回路104及び144から構成される。電力平均回路101及び102、SNR推定回路103、及びステップサイズ計算回路104の動作については、図5を参照して既に説明した。これらの構成要素と全く同様に、電力平均回路141及び142、SNR推定回路143、及びステップサイズ計算回路144は動作する。   FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the step size control circuit 14. The step size control circuit 14 includes power averaging circuits 101, 102, 141 and 142, SNR estimation circuits 103 and 143, and step size calculation circuits 104 and 144. The operations of the power averaging circuits 101 and 102, the SNR estimation circuit 103, and the step size calculation circuit 104 have already been described with reference to FIG. Just like these components, power averaging circuits 141 and 142, SNR estimation circuit 143, and step size calculation circuit 144 operate.

電力平均回路141には第2の誤差e(k)が、電力平均回路142には適応フィルタ6の出力である第2の擬似信号n(k)が、それぞれ供給されている。電力平均回路141は、供給された第2の誤差e(k)を2乗してe (k)を求める。電力平均回路141は、さらにその平均値e (k)バーを求めて、SNR推定回路143に供給する。e (k)バーは、次式で求めることができる。

〈数38〉

Figure 0005293952
平均値はまた、次式で表される漏れ積分演算によって求めてもよい。
〈数39〉
e (k)バー=γ・e (k-1)バー+(1―γ)・e (k) The power average circuit 141 is supplied with the second error e 2 (k), and the power average circuit 142 is supplied with the second pseudo signal n 2 (k) that is the output of the adaptive filter 6. The power averaging circuit 141 squares the supplied second error e 2 (k) to obtain e 2 2 (k). The power averaging circuit 141 further calculates the average value e 2 2 (k) bar and supplies it to the SNR estimation circuit 143. The e 2 2 (k) bar can be obtained by the following equation.

<Equation 38>
Figure 0005293952
The average value may also be obtained by a leakage integral calculation represented by the following equation.
<Equation 39>
e 2 2 (k) bar = γ · e 2 2 (k-1) bar + (1−γ) · e 2 2 (k)

電力平均回路142は、供給された第2の擬似信号n(k)を2乗してn (k)を求める。電力平均回路142は、さらにその平均値n (k)バーを求めて、SNR推定回路143に供給する。平均値は、数式38及び数式39に示した方法で求めることができる。電力平均回路141及び142は、絶対値平均回路でそれぞれ置換してもよい。その際、SNR推定回路143における計算は、本来得られる値を2倍する必要がある。 The power averaging circuit 142 squares the supplied second pseudo signal n 2 (k) to obtain n 2 2 (k). The power averaging circuit 142 further calculates the average value n 2 2 (k) bar and supplies it to the SNR estimation circuit 143. The average value can be obtained by the method shown in Equation 38 and Equation 39. The power averaging circuits 141 and 142 may be replaced with absolute value averaging circuits, respectively. At that time, the calculation in the SNR estimation circuit 143 needs to double the value originally obtained.

SNR推定回路143は、電力平均回路141から供給されたe (k)バーと電力平均回路142から供給されたn (k)バーの比e (k)バー/n (k)バーを求め、その対数log10{e (k)バー/n (k)バー}を、第2の所望信号対雑音比SNR2(k)としてステップサイズ計算回路144に供給する。すなわち、
〈数40〉
SNR2(k)=log10{e (k)バー/n (k)バー}
である。
The SNR estimation circuit 143 has a ratio e 2 2 (k) bar / n 2 2 between the e 2 2 (k) bar supplied from the power averaging circuit 141 and the n 2 2 (k) bar supplied from the power averaging circuit 142. (k) bar is obtained, and its logarithmic log 10 {e 2 2 (k) bar / n 2 2 (k) bar} is supplied to the step size calculation circuit 144 as the second desired signal-to-noise ratio SNR2 (k). To do. That is,
<Equation 40>
SNR2 (k) = log 10 {e 2 2 (k) bar / n 2 2 (k) bar}
It is.

ステップサイズ計算回路134は、参照信号における所望信号対雑音比SNR2(k)と適応フィルタ6から供給された係数ベクトルW(k)を入力として、係数更新ステップサイズΜ(k)を計算する。ここに、Μ(k)は数式41で表される。
〈数41〉
Μ(k)=m(k)・[μ2(0, k), μ2(1, k), …, μ2(N-1, k)]
(k)は、参照信号における所望信号対雑音比SNR2(k)によって定められる項、μ2(j, k), j=0, 1, …, L-1は、係数ベクトルW(k)に基づいて本発明の第9の実施形態で説明した数式31又は数式32などの方法によって定められる項である。
The step size calculation circuit 134 receives the desired signal-to-noise ratio SNR2 (k) in the reference signal and the coefficient vector W 2 (k) supplied from the adaptive filter 6, and calculates the coefficient update step size Μ 2 (k). . Here, Μ 2 (k) is expressed by Equation 41.
<Equation 41>
Μ 2 (k) = m 2 (k) · [μ 2 (0, k), μ 2 (1, k),…, μ 2 (N 2 −1, k)]
m 2 (k) is a term defined by a desired signal-to-noise ratio SNR2 (k) in the reference signal, μ 2 (j, k), j = 0, 1,..., L−1 is a coefficient vector W 2 ( This is a term determined by a method such as Equation 31 or Equation 32 described in the ninth embodiment of the present invention based on k).

(k)は、SNR2min<SNR2(k)<SNR2maxで単調増加する関数f(v)の値として求める。ここに、SNR2min、SNR2maxは、SNR2min<SNR2maxを満たす定数である。この関係は、数式42〜数式44で表すことができる。
〈数42〉
(k)=m2min (SNR2(k)<SNR2min
〈数43〉
(k)=f(SNR2(k)) (SNR2min≦SNR2(k)≦SNR2max
〈数44〉
(k)=m2max(SNR2(k)>SNR2max
ただし、m2min、m2maxは、m2min<m2maxを満たす定数である。
m 2 (k) is obtained as a value of a function f 2 (v) that monotonically increases with SNR 2 min <SNR 2 (k) <SNR 2 max . Here, SNR2 min, SNR2 max are constants satisfying the SNR2 min <SNR2 max. This relationship can be expressed by Equations 42 to 44.
<Equation 42>
m 2 (k) = m 2 min (SNR 2 (k) <SNR 2 min )
<Equation 43>
m 2 (k) = f 2 (SNR2 (k)) (SNR2 min ≦ SNR2 (k) ≦ SNR2 max )
<Equation 44>
m 2 (k) = m 2 max (SNR 2 (k)> SNR 2 max )
However, m @ 2 min, m @ 2 max are constants satisfying the m2 min <m2 max.

単調増加関数f(v)は、例えば、数式45〜数式47で表すことができる。
〈数45〉
f2(x)=C・x+D
〈数46〉
C=(m2max−m2min)/(SNR2max−SNR2min
〈数47〉
D={m2max+m2min+C・(SNR2max+SNR2min)}/2
The monotonically increasing function f 2 (v) can be expressed by, for example, Expressions 45 to 47.
<Equation 45>
f2 (x) = C · x + D
<Equation 46>
C = (m2 max -m2 min) / (SNR2 max -SNR2 min)
<Formula 47>
D = {m2 max + m2 min + C · (SNR2 max + SNR2 min)} / 2

単調増加関数は、SNR2(k)が大きいときに大きな、小さなときに小さなm(k)を得ることが目的であるので、数式45〜数式47に示した1次関数以外に、高次関数や三角関数などの非線形関数またはそれらの組合せで表現されるさらに複雑な関数などを用いてもよい。以上の手続きで、ステップサイズ計算回路144は、数式41によって求められたΜ(k)をステップサイズとして出力する。 The purpose of the monotonically increasing function is to obtain a large m 2 (k) when the SNR 2 (k) is large and a small m 2 (k) when the SNR 2 (k) is small. A more complicated function expressed by a nonlinear function such as a trigonometric function or a combination thereof may be used. With the above procedure, the step size calculation circuit 144 outputs Μ 2 (k) obtained by Equation 41 as the step size.

以上説明したように、本発明を実施するための第11の実施形態は、雑音消去用の適応フィルタとクロストーク消去用の適応フィルタの双方で、それぞれに属する係数サブグループの係数代表値と主信号xP(k)又は参照信号xR(k)における所望信号と雑音の比の推定値を用いて決定した係数更新ステップサイズを用いて係数更新を行うので、前記係数代表値が小さい係数には小さな係数更新ステップサイズが、大きい係数には大きな係数更新ステップサイズが適用される。また、雑音を消去するための適応フィルタ5には、所望信号と雑音の比の推定値が小さいときには大きな係数更新ステップサイズが、大きいときには小さな係数更新ステップサイズが適用される。また、クロストークを消去するための適応フィルタ6には、所望信号と雑音の比の推定値が小さいときには小さな係数更新ステップサイズが、大きいときには大きな係数更新ステップサイズが適用される。このため、誤差に対する妨害成分が無視できないときにも、誤った係数更新が行われず、所望信号に対する遅延がなく、低演算量で出力歪が少ない信号消去を実現することができる。 As described above, in the eleventh embodiment for carrying out the present invention, the coefficient representative values and the main values of the coefficient subgroups belonging to both the adaptive filter for noise cancellation and the adaptive filter for crosstalk cancellation are the same. Since coefficient update is performed using the coefficient update step size determined using the estimated value of the ratio of the desired signal and noise in the signal x P (k) or the reference signal x R (k), the coefficient representative value is reduced to a smaller coefficient. A small coefficient update step size is applied to a large coefficient, and a large coefficient update step size is applied to a large coefficient. The adaptive filter 5 for eliminating noise is applied with a large coefficient update step size when the estimated value of the desired signal to noise ratio is small, and with a small coefficient update step size when it is large. The adaptive filter 6 for eliminating crosstalk is applied with a small coefficient update step size when the estimated value of the desired signal to noise ratio is small and a large coefficient update step size when it is large. For this reason, even when the interference component with respect to the error cannot be ignored, erroneous coefficient updating is not performed, there is no delay with respect to the desired signal, and it is possible to realize signal erasure with a low calculation amount and little output distortion.

次に本発明を実施するための第12の実施形態について説明する。   Next, a twelfth embodiment for carrying out the present invention will be described.

図15は、本発明の第12の実施形態を表すブロック図である。本発明の第11の実施形態を表すブロック図である図14と比較すると、ステップサイズ制御回路14がステップサイズ制御回路15で置換されている。   FIG. 15 is a block diagram showing a twelfth embodiment of the present invention. Compared with FIG. 14 which is a block diagram showing the eleventh embodiment of the present invention, the step size control circuit 14 is replaced with a step size control circuit 15.

ステップサイズ制御回路15には、適応フィルタ5から係数ベクトルW(k)と出力n(k)、減算器3から第1の誤差e(k)が供給されている。また、ステップサイズ制御回路15には、適応フィルタ6から係数ベクトルW(k)と出力n(k)、減算器4から第2の誤差e(k)が供給されている。ステップサイズ制御回路15は、係数ベクトルW(k)、第1の誤差e(k)、適応フィルタ5の出力n(k)、及び適応フィルタ5の参照入力信号である第2の誤差e(k)に基づいて、係数更新ステップサイズΜ(k)を求める。また、ステップサイズ制御回路15は、係数ベクトルC(k)、第2の誤差e(k)、適応フィルタ6の出力n(k)、及び適応フィルタ6の参照入力信号である第1の誤差e(k)に基づいて、係数更新ステップサイズΜ(k)を求める。ステップサイズ制御回路15は、求めた係数更新ステップサイズΜ(k)及びΜ(k)を、適応フィルタ5及び6にそれぞれ帰還する。 The step size control circuit 15 is supplied with the coefficient vector W 1 (k) and the output n 1 (k) from the adaptive filter 5 and the first error e 1 (k) from the subtractor 3. The step size control circuit 15 is supplied with a coefficient vector W 2 (k) and an output n 2 (k) from the adaptive filter 6, and a second error e 2 (k) from the subtractor 4. The step size control circuit 15 includes a coefficient vector W 1 (k), a first error e 1 (k), an output n 1 (k) of the adaptive filter 5, and a second error that is a reference input signal of the adaptive filter 5. A coefficient update step size Μ 1 (k) is obtained based on e 2 (k). The step size control circuit 15 also includes a coefficient vector C 2 (k), a second error e 2 (k), an output n 2 (k) of the adaptive filter 6, and a first reference input signal of the adaptive filter 6. The coefficient update step size Μ 2 (k) is obtained based on the error e 1 (k). The step size control circuit 15 feeds back the obtained coefficient update step sizes 1 1 (k) and Μ 2 (k) to the adaptive filters 5 and 6, respectively.

ステップサイズ制御回路15は、適応フィルタの各係数グループにおける係数代表値と参照信号代表値に加えて、主信号xP(k)における所望信号と雑音の比の推定値又は参照信号xR(k)における所望信号と雑音の比の推定値に基づいて、適応フィルタ5及び6の係数更新ステップサイズΜ(k)及びΜ(k)を計算する。 In addition to the coefficient representative value and the reference signal representative value in each coefficient group of the adaptive filter, the step size control circuit 15 estimates the ratio of the desired signal to noise in the main signal x P (k) or the reference signal x R (k The coefficient update step sizes 1 1 (k) and Μ 2 (k) of the adaptive filters 5 and 6 are calculated based on the estimated value of the ratio of the desired signal to noise in).

本発明を実施するための第12の実施形態である図15は、第4の実施形態である図6に、適応フィルタ6と減算器4が追加され、ステップサイズ制御回路11がステップサイズ制御回路15に置換されたことを除いて全く等しい構成である。このため、これらの相違点に関する動作だけを詳細に説明し、共通部分の説明は省略する。   FIG. 15 which is a twelfth embodiment for carrying out the present invention is the same as the fourth embodiment shown in FIG. 6 except that an adaptive filter 6 and a subtractor 4 are added, and the step size control circuit 11 is replaced with a step size control circuit. Except for being replaced with 15, the configuration is exactly the same. For this reason, only the operation related to these differences will be described in detail, and description of common parts will be omitted.

本発明を実施するための第11の実施形態である図13と同様に、ステップサイズ制御回路15は、適応フィルタ5のための係数更新ステップサイズに加えて、適応フィルタ6のための係数更新ステップサイズも計算する。なお、適応フィルタ5のための係数更新ステップサイズの計算法については、本発明を実施するための第4の実施形態において説明したので、ここでは省略する。   Similar to FIG. 13 which is the eleventh embodiment for carrying out the present invention, the step size control circuit 15 includes a coefficient update step for the adaptive filter 6 in addition to the coefficient update step size for the adaptive filter 5. Also calculate the size. Note that the method for calculating the coefficient update step size for the adaptive filter 5 has been described in the fourth embodiment for carrying out the present invention, and is therefore omitted here.

ステップサイズ制御回路15は、係数グループにおける係数代表値に加えて、参照信号代表値及び参照信号xR(k)における所望信号と雑音の比の推定値に基づいて、係数更新ステップサイズΜ(k)を計算する。ここに、Μ(k)は数式48で表される。
〈数48〉
Μ(k)=m(k)・[μ2(0, k), μ2(1, k), …, μ2(N2-1, k)]
(k)は、参照信号における所望信号対雑音比SNR2(k)によって定められる項、μ2(j, k), j=0, 1, …, L-1は、係数ベクトルW(k)と参照信号ベクトルX(k)に基づいて、本発明の第10の実施形態で説明した数式36又は数式37などの方法によって定められる項である。
In addition to the coefficient representative value in the coefficient group, the step size control circuit 15 calculates the coefficient update step size Μ 2 (based on the reference signal representative value and the estimated value of the desired signal to noise ratio in the reference signal x R (k). k) is calculated. Here, Μ 2 (k) is expressed by Formula 48.
<Formula 48>
Μ 2 (k) = m 2 (k) · [μ 2 (0, k), μ 2 (1, k), ..., μ 2 (N2 1 -1, k)]
m 2 (k) is a term defined by a desired signal-to-noise ratio SNR2 (k) in the reference signal, μ 2 (j, k), j = 0, 1,..., L−1 is a coefficient vector W 2 ( This is a term determined by a method such as Equation 36 or Equation 37 described in the tenth embodiment of the present invention based on k) and the reference signal vector X 2 (k).

以上説明したように、本発明を実施するための第12の実施形態は、雑音消去用の適応フィルタとクロストーク消去用の適応フィルタの双方で、それぞれに属する係数サブグループの係数代表値と参照信号代表値、及び主信号xP(k)における所望信号と雑音の比の推定値を用いて決定した係数更新ステップサイズを用いて係数更新を行うので、前記係数代表値が小さい係数には小さな係数更新ステップサイズが、大きい係数には大きな係数更新ステップサイズが適用される。また、前記参照信号代表値が小さい係数には大きな係数更新ステップサイズが、大きい係数には小さな係数更新ステップサイズが適用される。さらに、全係数に共通に、雑音を消去するための適応フィルタ5には、所望信号と雑音の比の推定値が小さいときには大きな係数更新ステップサイズが、大きいときには小さな係数更新ステップサイズが適用される。一方、クロストークを消去するための適応フィルタ6には、所望信号と雑音の比の推定値が小さいときには小さな係数更新ステップサイズが、大きいときには大きな係数更新ステップサイズが適用される。このため、誤差に対する妨害成分が無視できないときにも、誤った係数更新が行われず、所望信号に対する遅延がなく、低演算量で出力歪が少ない信号消去を実現することができる。 As described above, in the twelfth embodiment for carrying out the present invention, the coefficient representative values of the coefficient subgroups belonging to both the adaptive filter for noise cancellation and the adaptive filter for crosstalk cancellation are referred to. The coefficient update is performed using the coefficient update step size determined using the signal representative value and the estimated value of the desired signal to noise ratio in the main signal x P (k). A large coefficient update step size is applied to a coefficient having a large coefficient update step size. A large coefficient update step size is applied to a coefficient with a small reference signal representative value, and a small coefficient update step size is applied to a large coefficient. Further, in common with all the coefficients, the adaptive filter 5 for canceling noise is applied with a large coefficient update step size when the estimated value of the desired signal to noise ratio is small and a small coefficient update step size when large. . On the other hand, a small coefficient update step size is applied to the adaptive filter 6 for eliminating crosstalk when the estimated value of the desired signal to noise ratio is small, and a large coefficient update step size is applied when it is large. For this reason, even when the interference component with respect to the error cannot be ignored, erroneous coefficient updating is not performed, there is no delay with respect to the desired signal, and it is possible to realize signal erasure with a low calculation amount and little output distortion.

これまで説明した本発明の最良の実施形態から第12の実施形態において、適応フィルタの係数が収束するまでは、予め定められた係数更新ステップサイズを用い、適応フィルタが収束した後に係数更新ステップサイズを各実施形態で説明した方法で制御することもできる。その際には、適応フィルタの収束を判定しなければならない。収束の判定には、係数ベクトルに関する情報を用いることができる。   In the twelfth embodiment to the twelfth embodiment described so far, the coefficient update step size determined in advance is used until the coefficient of the adaptive filter converges, and the coefficient update step size after the adaptive filter converges. Can also be controlled by the method described in each embodiment. In that case, the convergence of the adaptive filter must be determined. Information regarding the coefficient vector can be used to determine convergence.

例えば、全タップにおいて、係数ベクトルのノルム、すなわち係数2乗値総和を求め、このノルムの変化率を評価すると、収束を判定することができる。適応フィルタが収束すると、係数ベクトルのノルムはほぼ一定値になり、その増加率はゼロに極めて近い値となる。特に、係数初期値をゼロに設定してから係数更新を開始したときは、前記ノルムはゼロから始まって増加し、最終的には飽和する。従って、変化率は増加率に等しい。この増加率は、始めは高く、収束に近づくに連れて低くなる。このため、この増加率が予め定められた値より小さくなったときに、適応フィルタが収束したと判定することができる。   For example, for all taps, convergence can be determined by obtaining the norm of coefficient vectors, that is, the sum of coefficient squares and evaluating the rate of change of the norm. When the adaptive filter converges, the norm of the coefficient vector becomes a substantially constant value, and the increase rate becomes a value very close to zero. In particular, when the coefficient update is started after the coefficient initial value is set to zero, the norm starts from zero, increases, and eventually saturates. Therefore, the rate of change is equal to the rate of increase. This rate of increase is initially high and decreases as it approaches convergence. For this reason, when this increase rate becomes smaller than a predetermined value, it can be determined that the adaptive filter has converged.

適応フィルタ係数の収束判定を、前記係数グループ毎に独立に行うこともできる。このときは、前記係数ベクトルの代わりに係数グループ内の係数からなるサブベクトルのノルムの変化率や増加率を評価することで、該当する係数グループの収束を判定することができる。適応フィルタが音響空間の伝達関数を近似する際には、係数の位置するタップの遅延が大きいほど係数の値が小さく、収束が速い。このため、係数グループ毎に独立に収束判定を行うことで、係数による収束時間の不均一性に合わせた正確な収束判定を行うことができる。   The convergence determination of the adaptive filter coefficient can be performed independently for each coefficient group. At this time, the convergence of the corresponding coefficient group can be determined by evaluating the change rate or the increase rate of the norm of the subvector consisting of the coefficients in the coefficient group instead of the coefficient vector. When the adaptive filter approximates the transfer function of the acoustic space, the larger the delay of the tap where the coefficient is, the smaller the value of the coefficient and the faster the convergence. For this reason, by performing convergence determination independently for each coefficient group, it is possible to perform accurate convergence determination in accordance with the nonuniformity of the convergence time due to the coefficients.

上記、係数値を用いた適応フィルタの収束判定において、極端に大きな値や小さな値を有する外れ値の係数を除外するもできる。外れ値の除外により、これら極端な値の係数値による好ましくない影響を避け、正確な収束判定を行うことができる。   In the above-described adaptive filter convergence determination using coefficient values, outlier coefficients having extremely large or small values can be excluded. By excluding outliers, it is possible to avoid an unfavorable influence due to the coefficient values of these extreme values and perform an accurate convergence determination.

ここに説明した係数値に基づく収束判定以外にも、適応フィルタの収束判定には、出力誤差の減少、誤差の自己相関の減少、誤差と参照信号の相関の減少、誤差と主信号の相関の減少などを利用できることが、広く文献を通して知られている。   In addition to the convergence determination based on the coefficient values described here, the convergence determination of the adaptive filter also includes output error reduction, error autocorrelation reduction, error and reference signal correlation reduction, error and main signal correlation. It is widely known throughout the literature that reduction can be used.

以上説明した本発明に基づく信号処理装置は、ソフトウェアによって実現することもできる。すなわち、上述した各実施形態の信号処理装置における各回路の処理動作をソフトウェアにおけるステップまたは手続きとして構成することで、信号処理に用いられるプログラムを構成することができる。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。   The signal processing apparatus according to the present invention described above can also be realized by software. That is, a program used for signal processing can be configured by configuring the processing operation of each circuit in the signal processing apparatus of each embodiment described above as a step or procedure in software. Such a program is executed by a processor such as a DSP (Digital Signal Processor) constituting a signal processing device or a noise canceling device.

さらには、そのようなプログラムからなるプログラムプロダクトあるいはそのようなプログラムを格納した記憶媒体も、本発明の範疇に含まれる。   Furthermore, a program product including such a program or a storage medium storing such a program is also included in the scope of the present invention.

本発明の最良の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus of the best embodiment of this invention. 係数値と係数グループ、及び係数代表値の関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between a coefficient value, a coefficient group, and a coefficient representative value. 本発明の第2の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus of the 3rd Embodiment of this invention. ステップサイズ制御回路の第1の構成を表す図である。It is a figure showing the 1st structure of a step size control circuit. 本発明の第4の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus of the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus of the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus of the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus of the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第9の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus of the 9th Embodiment of this invention. 本発明の第10の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus of the 10th Embodiment of this invention. 本発明の第11の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus of the 11th Embodiment of this invention. ステップサイズ制御回路の第2の構成を表す図である。It is a figure showing the 2nd structure of a step size control circuit. 本発明の第12の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus of the 12th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,2 マイクロホン
3,4 減算器
5,6 適応フィルタ
7 出力端子
8,9,10,11,12,13,14,15 ステップサイズ制御回路
16 スピーカ
17 入力端子
101,102,141,142 電力平均回路
103,143 SNR推定回路
104,144 ステップサイズ計算回路
1, 2 Microphone 3, 4 Subtractor 5, 6 Adaptive filter 7 Output terminal 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 Step size control circuit 16 Speaker 17 Input terminal 101, 102, 141, 142 Power average Circuit 103,143 SNR estimation circuit 104,144 Step size calculation circuit

Claims (33)

適応フィルタの係数を順に複数まとめて複数の係数グループを生成し、
前記複数の係数グループにおける適応フィルタの係数を用いて、各係数グループの係数代表値を求め、
前記係数代表値を用いて前記係数グループ内の各係数の係数更新ステップサイズを制御し、前記係数更新ステップサイズを用いて係数を更新する
ことを特徴とする信号処理方法。
Generate multiple coefficient groups by grouping multiple adaptive filter coefficients in order,
Using the coefficients of the adaptive filter in the plurality of coefficient groups , a coefficient representative value of each coefficient group is obtained,
A signal processing method comprising: controlling a coefficient update step size of each coefficient in the coefficient group using the coefficient representative value, and updating the coefficient using the coefficient update step size.
前記係数グループ毎に選択する係数代表値は、各グループ内係数値の最大値、最小値、中央値、平均値、分散値のいずれか一つであることを特徴とする請求項1に記載の信号処理方法。The coefficient representative value selected for each coefficient group is any one of a maximum value, a minimum value, a median value, an average value, and a variance value of coefficient values in each group. Signal processing method. 前記複数の係数グループにおける参照信号代表値を求め、Obtaining a reference signal representative value in the plurality of coefficient groups;
前記係数代表値と前記参照信号代表値を用いて前記係数グループ内の各係数の係数更新ステップサイズを制御し、Controlling the coefficient update step size of each coefficient in the coefficient group using the coefficient representative value and the reference signal representative value;
前記係数更新ステップサイズを用いて係数を更新するUpdate coefficients using the coefficient update step size
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の信号処理方法。The signal processing method according to claim 1, wherein the signal processing method is a signal processing method.
前記係数代表値を規格化して複数の規格化係数代表値を求め、Normalize the coefficient representative value to obtain a plurality of normalized coefficient representative values,
前記複数の規格化係数代表値を用いて前記係数グループ内の係数に対する係数更新ステップサイズを制御し、Controlling the coefficient update step size for the coefficients in the coefficient group using the plurality of normalized coefficient representative values;
前記係数更新ステップサイズを用いて係数を更新するUpdate coefficients using the coefficient update step size
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の信号処理方法。The signal processing method according to any one of claims 1 to 3, wherein:
前記参照信号代表値を規格化して複数の規格化参照信号代表値を求め、Normalizing the reference signal representative value to obtain a plurality of standardized reference signal representative values;
前記複数の規格化参照信号代表値を用いて前記係数グループ内の係数に対する係数更新ステップサイズを制御し、Controlling a coefficient update step size for a coefficient in the coefficient group using the plurality of standardized reference signal representative values;
前記係数更新ステップサイズを用いて係数を更新するUpdate coefficients using the coefficient update step size
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の信号処理方法。The signal processing method according to claim 3 or 4, wherein
前記適応フィルタが収束した後に係数更新ステップサイズを制御し、Controlling the coefficient update step size after the adaptive filter has converged;
前記係数更新ステップサイズを用いて係数を更新するUpdate coefficients using the coefficient update step size
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の信号処理方法。The signal processing method according to any one of claims 1 to 5, wherein:
前記適応フィルタの係数値の変化率を検出し、前記変化率が予め定められた値より小さくなったときに前記係数更新ステップサイズを制御し、Detecting a rate of change of a coefficient value of the adaptive filter, and controlling the coefficient update step size when the rate of change is smaller than a predetermined value;
前記係数更新ステップサイズを用いて係数を更新するUpdate coefficients using the coefficient update step size
ことを特徴とする請求項6に記載の信号処理方法。The signal processing method according to claim 6.
第1の信号(所望信号)と第2の信号(雑音)とが混在した主信号から第2の信号の推定値を減算して第1の信号の推定値を生成し、An estimated value of the first signal is generated by subtracting the estimated value of the second signal from the main signal in which the first signal (desired signal) and the second signal (noise) are mixed;
前記第2の信号と相関のある参照信号を入力として前記主信号に含まれる第2の信号の推定値を適応フィルタによって求め、An estimated value of the second signal included in the main signal is obtained by an adaptive filter using a reference signal correlated with the second signal as an input,
前記適応フィルタの係数更新ステップサイズを請求項1乃至7のいずれか1項に記載の方法で制御することを特徴とする信号消去の方法。A signal erasing method, wherein the coefficient update step size of the adaptive filter is controlled by the method according to any one of claims 1 to 7.
前記第1の信号の推定値及び前記第2の信号の推定値に基づいて前記主信号における第1の信号対第2の信号の比の推定値を求め、Obtaining an estimate of the ratio of the first signal to the second signal in the main signal based on the estimate of the first signal and the estimate of the second signal;
前記主信号における第1の信号対第2の信号の比の推定値を用いて請求項1乃至7のいずれか1項に記載の方法で前記適応フィルタの係数更新ステップサイズを制御し、The coefficient update step size of the adaptive filter is controlled by the method according to any one of claims 1 to 7, using an estimate of a ratio of the first signal to the second signal in the main signal,
前記係数更新ステップサイズを用いて係数を更新することを特徴とする信号消去の方法。A signal erasing method, wherein a coefficient is updated using the coefficient update step size.
第1の信号(所望信号)と第2の信号(雑音)とが混在した主信号から第2の信号の第1の推定値(推定雑音)を減算して第1の信号の第1の推定値を生成し、The first estimation of the first signal is performed by subtracting the first estimated value (estimated noise) of the second signal from the main signal in which the first signal (desired signal) and the second signal (noise) are mixed. Generate a value,
前記第2の信号と前記第1の信号とが混在した参照信号から第1の信号の第2の推定値(推定クロストーク)を減算して第2の信号の第2の推定値を生成し、A second estimated value of the second signal is generated by subtracting a second estimated value (estimated crosstalk) of the first signal from a reference signal in which the second signal and the first signal are mixed. ,
前記第2の信号の第2の推定値を入力として前記主信号に含まれる第2の信号を第1の適応フィルタによって推定して前記第2の信号の第1の推定値(推定雑音)を求め、Using a second estimated value of the second signal as an input, a second signal included in the main signal is estimated by a first adaptive filter, and a first estimated value (estimated noise) of the second signal is obtained. Seeking
前記第1の信号の第1の推定値を入力として前記参照信号に含まれる第1の信号を第2の適応フィルタによって推定して前記第1の信号の第2の推定値(推定クロストーク)を求め、Using the first estimated value of the first signal as an input, the first signal included in the reference signal is estimated by a second adaptive filter, and the second estimated value (estimated crosstalk) of the first signal is estimated. Seeking
前記第1の適応フィルタ及び前記第2の適応フィルタのステップサイズを請求項1乃至7のいずれか1項に記載の方法で制御し、The step size of the first adaptive filter and the second adaptive filter is controlled by the method according to any one of claims 1 to 7,
前記係数更新ステップサイズを用いて第1及び第2の適応フィルタの係数を更新することを特徴とする信号消去の方法。A signal erasing method comprising updating coefficients of the first and second adaptive filters using the coefficient update step size.
前記第1の信号の第1の推定値及び前記第2の信号の第1の推定値に基づいて前記主信号における第1の信号対第2の信号比の推定値、An estimate of a first signal to second signal ratio in the main signal based on a first estimate of the first signal and a first estimate of the second signal;
更に前記第1の信号の第2の推定値及び前記第2の信号の第2の推定値に基づいて前記参照信号における第1の信号対第2の信号比の推定値をそれぞれ求め、Further, an estimated value of the first signal to second signal ratio in the reference signal is obtained based on the second estimated value of the first signal and the second estimated value of the second signal, respectively.
前記主信号における第1の信号対第2の信号比の推定値を用いて請求項1乃至7のいずれか1項に記載の方法で前記第1の適応フィルタのステップサイズを制御し、Controlling the step size of the first adaptive filter with the method of any one of claims 1 to 7 using an estimate of a first signal to second signal ratio in the main signal;
前記参照信号における第1の信号対第2の信号比の推定値を用いて請求項1乃至6のいずれか1項に記載の方法で前記第2の適応フィルタのステップサイズを制御し、Controlling the step size of the second adaptive filter by the method according to any one of claims 1 to 6, using an estimate of a first signal to second signal ratio in the reference signal;
前記係数更新ステップサイズを用いて第1及び第2の適応フィルタの係数を更新するUpdate the coefficients of the first and second adaptive filters using the coefficient update step size
ことを特徴とする信号消去の方法。A signal erasing method characterized by the above.
前記第1の信号が近端信号であり、前記第2の信号がエコーであるThe first signal is a near-end signal and the second signal is an echo
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の信号消去の方法。10. The signal erasing method according to claim 8 or 9,
前記第1の信号が所望信号であり、前記第2の信号が雑音であるThe first signal is a desired signal and the second signal is noise
ことを特徴とする請求項8乃至11のいずれか1項に記載の信号消去の方法。The signal erasing method according to claim 8, wherein the signal erasing method is a signal erasing method.
適応フィルタの係数を順に複数まとめて複数の係数グループを生成し、Generate multiple coefficient groups by grouping multiple adaptive filter coefficients in order,
前記複数の係数グループ内における適応フィルタの係数を用いて、各係数グループの係数代表値を求め、Using the coefficients of the adaptive filter in the plurality of coefficient groups, a coefficient representative value of each coefficient group is obtained,
前記係数代表値を用いて前記係数グループ内の各係数の係数更新ステップサイズを制御するステップサイズ制御回路を少なくとも具備し、Comprising at least a step size control circuit for controlling a coefficient update step size of each coefficient in the coefficient group using the coefficient representative value;
前記係数更新ステップサイズを用いて係数を更新することを特徴とする信号処理装置。A signal processing apparatus that updates a coefficient using the coefficient update step size.
前記係数グループ毎に選択する係数代表値は、各グループ内係数値の最大値、最小値、中央値、平均値、分散値のいずれか一つであることを特徴とする請求項14に記載の信号処理装置。The coefficient representative value selected for each coefficient group is any one of a maximum value, a minimum value, a median value, an average value, and a variance value of coefficient values within each group. Signal processing device. 前記複数の係数グループにおける参照信号代表値を求め、Obtaining a reference signal representative value in the plurality of coefficient groups;
前記係数代表値と前記参照信号代表値を用いて前記係数グループ内の各係数の係数更新ステップサイズを制御するステップサイズ制御回路を具備し、A step size control circuit for controlling a coefficient update step size of each coefficient in the coefficient group using the coefficient representative value and the reference signal representative value;
前記係数更新ステップサイズを用いて係数を更新することを特徴とする請求項14又は15に記載の信号処理装置。The signal processing apparatus according to claim 14, wherein the coefficient is updated using the coefficient update step size.
前記係数代表値を規格化して複数の規格化係数代表値を求め、Normalize the coefficient representative value to obtain a plurality of normalized coefficient representative values,
前記複数の規格化係数代表値を用いて前記係数グループ内の係数に対する係数更新ステップサイズを制御するステップサイズ制御回路を具備し、A step size control circuit for controlling a coefficient update step size for a coefficient in the coefficient group using the plurality of normalized coefficient representative values;
前記係数更新ステップサイズを用いて係数を更新するUpdate coefficients using the coefficient update step size
ことを特徴とする請求項14乃至16のいずれか1項に記載の信号処理装置。The signal processing apparatus according to claim 14, wherein the signal processing apparatus is a signal processing apparatus.
前記参照信号代表値を規格化して複数の規格化参照信号代表値を求め、Normalizing the reference signal representative value to obtain a plurality of standardized reference signal representative values;
前記複数の規格化参照信号代表値を用いて前記係数グループ内の係数に対する係数更新ステップサイズを制御するステップサイズ制御回路を具備し、A step size control circuit for controlling a coefficient update step size for a coefficient in the coefficient group using the plurality of standardized reference signal representative values;
前記係数更新ステップサイズを用いて係数を更新するUpdate coefficients using the coefficient update step size
ことを特徴とする請求項16又は17に記載の信号処理装置。The signal processing apparatus according to claim 16 or 17, characterized in that:
前記適応フィルタが収束した後に係数更新ステップサイズを制御するステップサイズ制御回路を具備し、Comprising a step size control circuit for controlling a coefficient update step size after the adaptive filter has converged;
前記係数更新ステップサイズを用いて係数を更新するUpdate coefficients using the coefficient update step size
ことを特徴とする請求項14乃至18のいずれか1項に記載の信号処理装置。The signal processing apparatus according to claim 14, wherein the signal processing apparatus includes:
前記適応フィルタの係数値の変化率を検出し、前記変化率が予め定められた値より小さくなったときに収束したと判定するステップサイズ制御回路を具備し、A step size control circuit that detects a change rate of a coefficient value of the adaptive filter and determines that the change rate has converged when the change rate becomes smaller than a predetermined value;
前記係数更新ステップサイズを用いて係数を更新するUpdate coefficients using the coefficient update step size
ことを特徴とする請求項19に記載の信号処理装置。The signal processing apparatus according to claim 19.
第1の信号(所望信号)と第2の信号(雑音)が混在した主信号から第2の信号の推定値を減算して第1の信号の推定値を求める第1の減算器と、A first subtractor that subtracts an estimated value of the second signal from a main signal in which the first signal (desired signal) and the second signal (noise) are mixed, and obtains an estimated value of the first signal;
前記第2の信号と相関のある参照信号を入力として前記主信号に含まれる第2の信号の推定値を求める第1の適応フィルタと、A first adaptive filter that obtains an estimated value of a second signal included in the main signal with a reference signal correlated with the second signal as an input;
請求項14乃至20のいずれか1項に記載のステップサイズ制御回路を具備し、A step size control circuit according to any one of claims 14 to 20, comprising:
前記係数更新ステップサイズを用いて前記第1の適応フィルタの係数を更新するUpdate coefficients of the first adaptive filter using the coefficient update step size
ことを特徴とする信号処理装置。A signal processing apparatus.
第1の信号(所望信号)と第2の信号(雑音)が混在した主信号から第2の信号の第1の推定値(推定雑音)を減算して第1の信号の第1の推定値を求める第1の減算器と、The first estimated value of the first signal is obtained by subtracting the first estimated value (estimated noise) of the second signal from the main signal in which the first signal (desired signal) and the second signal (noise) are mixed. A first subtractor for obtaining
前記第2の信号と前記第1の信号が混在した参照信号から第1の信号の第2の推定値(推定クロストーク)を減算して第2の信号の第2の推定値を求める第2の減算器と、A second estimation value of a second signal is obtained by subtracting a second estimated value (estimated crosstalk) of the first signal from a reference signal in which the second signal and the first signal are mixed. A subtractor of
前記第2の信号の第2の推定値を入力として前記主信号に含まれる第2の信号を推定して前記第2の信号の第1の推定値(推定雑音)を求める第1の適応フィルタと、A first adaptive filter that receives a second estimated value of the second signal and estimates a second signal included in the main signal to obtain a first estimated value (estimated noise) of the second signal When,
前記第1の信号の第1の推定値を入力として前記参照信号に含まれる第1の信号を推定して前記第1の信号の第2の推定値(推定クロストーク)を求める第2の適応フィルタと、Second adaptation for obtaining a second estimated value (estimated crosstalk) of the first signal by estimating a first signal included in the reference signal by using a first estimated value of the first signal as an input Filters,
請求項14乃至20のいずれか1項に記載のステップサイズ制御回路を具備し、A step size control circuit according to any one of claims 14 to 20, comprising:
前記第1及び第2の係数更新ステップサイズを用いてそれぞれ前記第1及び第2の適応フィルタの係数を更新することを特徴とする信号処理装置。The signal processing apparatus updates the coefficients of the first and second adaptive filters using the first and second coefficient update step sizes, respectively.
前記第1の信号が近端信号であり、前記第2の信号がエコーであるThe first signal is a near-end signal and the second signal is an echo
ことを特徴とする請求項21に記載の信号処理装置。The signal processing apparatus according to claim 21, wherein:
前記第1の信号が所望信号であり、前記第2の信号が雑音であるThe first signal is a desired signal and the second signal is noise
ことを特徴とする請求項21又は22に記載の信号処理装置。The signal processing apparatus according to claim 21 or 22,
コンピュータに、On the computer,
適応フィルタの係数を順に複数まとめて複数の係数グループを生成する処理と、A process of generating a plurality of coefficient groups by sequentially combining a plurality of coefficients of the adaptive filter;
前記複数の係数グループ内における適応フィルタの係数を用いて、各係数グループの係数代表値を求める処理と、A process of obtaining a coefficient representative value of each coefficient group using coefficients of the adaptive filter in the plurality of coefficient groups;
前記係数代表値を用いて前記係数グループ内の各係数の係数更新ステップサイズを制御する処理と、Processing for controlling the coefficient update step size of each coefficient in the coefficient group using the coefficient representative value;
前記係数更新ステップサイズを用いて係数を更新する処理と、Processing to update the coefficient using the coefficient update step size;
を実行させることを特徴とする信号処理プログラム。A signal processing program characterized in that
前記係数グループ毎に選択する係数代表値は、各グループ内係数値の最大値、最小値、中央値、平均値、分散値のいずれか一つであることを特徴とする請求項25に記載の信号処理プログラム。26. The coefficient representative value selected for each coefficient group is any one of a maximum value, a minimum value, a median value, an average value, and a variance value of coefficient values within each group. Signal processing program. コンピュータに、On the computer,
前記複数の係数グループにおける参照信号代表値を求める処理と、Processing for obtaining a reference signal representative value in the plurality of coefficient groups;
前記係数代表値と前記参照信号代表値を用いて前記係数グループ内の各係数の係数更新ステップサイズを制御する処理と、Processing for controlling a coefficient update step size of each coefficient in the coefficient group using the coefficient representative value and the reference signal representative value;
を実行させることを特徴とする請求項25に記載の信号処理プログラム。26. The signal processing program according to claim 25, wherein:
前記係数代表値を求める処理は、The process of obtaining the coefficient representative value is as follows:
前記係数代表値を規格化して複数の規格化係数代表値を求める処理であることを特徴とする請求項25から27のいずれか1項に記載の信号処理プログラム。28. The signal processing program according to claim 25, wherein the signal processing program is a process of normalizing the coefficient representative value to obtain a plurality of normalized coefficient representative values.
前記参照信号代表値を求める処理は、前記参照信号代表値を規格化して複数の規格化参照信号代表値を求める処理であることを特徴とする請求項27又は28に記載の信号処理プログラム。29. The signal processing program according to claim 27, wherein the process of obtaining the reference signal representative value is a process of obtaining a plurality of standardized reference signal representative values by normalizing the reference signal representative value. 前記係数更新ステップサイズを制御する処理は、The process for controlling the coefficient update step size is:
前記適応フィルタの収束を検出する処理を含み、Detecting the convergence of the adaptive filter,
前記適応フィルタが収束した後に実行することを特徴とする請求項25乃至29のいずれか1項に記載の信号処理プログラム。30. The signal processing program according to claim 25, which is executed after the adaptive filter has converged.
前記適応フィルタの収束を検出する処理は、The process of detecting convergence of the adaptive filter includes:
前記適応フィルタの係数値の変化率を評価する処理と、A process for evaluating the rate of change of the coefficient value of the adaptive filter;
前記変化率が予め定められた値より小さくなったときに収束したと判定する処理を含むIncluding a process of determining that the rate of convergence has converged when the rate of change becomes smaller than a predetermined value.
ことを特徴とする請求項30に記載の信号処理プログラム。The signal processing program according to claim 30, wherein:
コンピュータに、On the computer,
第1の信号(所望信号)と第2の信号(雑音)が混在した主信号から第2の信号の推定値を減算して第1の信号の推定値を求める処理と、A process of subtracting an estimated value of the second signal from a main signal in which the first signal (desired signal) and the second signal (noise) are mixed to obtain an estimated value of the first signal;
前記第2の信号と相関のある参照信号を入力として適応フィルタによって前記主信号に含まれる第2の信号の推定値を求める処理と、A process of obtaining an estimated value of the second signal included in the main signal by an adaptive filter using a reference signal correlated with the second signal as an input;
請求項25乃至31のいずれか1項に記載のステップサイズ制御処理と、A step size control process according to any one of claims 25 to 31,
前記係数更新ステップサイズで前記適応フィルタの係数を更新する処理と、Processing to update the coefficient of the adaptive filter with the coefficient update step size;
を実行させることを特徴とする信号処理プログラム。A signal processing program characterized in that
コンピュータに、On the computer,
第1の信号(所望信号)と第2の信号(雑音)が混在した主信号から第2の信号の第1の推定値(推定雑音)を減算して第1の信号の第1の推定値を求める処理と、The first estimated value of the first signal is obtained by subtracting the first estimated value (estimated noise) of the second signal from the main signal in which the first signal (desired signal) and the second signal (noise) are mixed. Processing for
前記第2の信号と前記第1の信号が混在した参照信号から第1の信号の第2の推定値(推定クロストーク)を減算して第2の信号の第2の推定値を求める処理と、Processing for subtracting a second estimated value (estimated crosstalk) of the first signal from a reference signal in which the second signal and the first signal are mixed to obtain a second estimated value of the second signal; ,
前記第2の信号の第2の推定値を入力として第1の適応フィルタによって前記主信号に含まれる第2の信号を推定して前記第2の信号の第1の推定値(推定雑音)を求める処理と、Using the second estimated value of the second signal as an input, the first adaptive filter estimates the second signal included in the main signal and obtains the first estimated value (estimated noise) of the second signal. The required processing,
前記第1の信号の第1の推定値を入力として第2の適応フィルタによって前記参照信号に含まれる第1の信号を推定して前記第1の信号の第2の推定値(推定クロストーク)を求める処理と、Using the first estimated value of the first signal as an input, the second signal is estimated by the second adaptive filter to estimate the first signal included in the reference signal (estimated crosstalk). Processing for
請求項25乃至31のいずれか1項に記載のステップサイズ制御処理と、A step size control process according to any one of claims 25 to 31,
前記代及び第2の係数更新ステップサイズでそれぞれ前記第1及び第2の適応フィルタの係数を更新する処理と、Updating the coefficients of the first and second adaptive filters, respectively, with the proxy and second coefficient update step sizes;
を実行させることを特徴とする信号処理プログラム。A signal processing program characterized in that
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