JP2002261660A - 多チャネル反響消去方法、その装置、そのプログラム及びその記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステレオ信号間にパワーの差があり、相互相
関が強い場合でも収束速度を速くする。 【解決手段】 受話信号ｘ₁（ｋ），ｘ₂（ｋ）の各所定
時間の２乗和‖ｘ′₁（ｋ）‖²，‖ｘ′₂（ｋ）‖²
を求め（３２₁ ，３２₂）、その小さい方に、例えば‖
ｘ′₁（ｋ）‖に対し、μ₁＝√‖ｘ′₁（ｋ）‖／
√（‖ｘ′₁（ｋ）‖² ＋‖ｘ′₂（ｋ）‖²）を、
他方にはμ₂ を更新ステップサイズとして反響路推定部
１９₁ ，１９₂で各受話信号ｘ₁（ｋ），ｘ₂（ｋ）と残
留反響信号ｅ（ｋ）により疑似反響路１８₁ ，１８₂ に
対する修正ベクトルを計算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、多チャネル再生
系を有する例えば通信会議システムにおいて、ハウリン
グの原因および聴覚上の障害となる室内反響信号を消去
する多チャネル反響消去方法、その装置、そのプログラ
ム及びその記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】同時通話性能に優れ反響感の少ない拡声
通話システムを提供するために、反響消去装置がある。
まず、１チャネル用の反響消去装置について、その反響
消去方法および装置構成を図４を参照して説明する。拡
声通話において、受話端子１１に相手の発話等で得られ
る受話信号は、そのままスピーカ１２から再生される場
合と、スピーカ１２へ送る前に、受話信号の振幅やパワ
ー等の大きさに応じて自動的に利得を調節するなど、受
話信号に何らかの加工が施された後に、スピーカ１２か
ら再生される場合とがある。このため、この明細書で受
話信号ｘ₁(ｋ）とは、相手からの受話信号そのものとは
限らず、受話信号に対し加工が施された場合は、その加
工された後の受話信号を指すものとする。ｋは離散時間
を表す。反響消去装置１４は、受話信号ｘ₁(ｋ）がスピ
ーカ１２から反響路１５を経て、マイクロホン１６に集
音されて得られる反響信号ｙ₁(ｋ）を消去する。ここ
で、反響信号ｙ₁(ｋ）は、時刻ｋにおける反響路１５の
インパルス応答をｈ₁₁（ｋ，ｎ）として、 ｙ₁(ｋ）＝Σｈ₁₁（ｋ，ｎ）ｘ₁(ｋ−ｎ） （１）Σ はｎ＝０からＬ−１までのような畳み込み演算で得
られるものとモデル化できる。Ｌはタップ数で、反響路
１５の残響時間に対応させて、あらかじめ設定しておく
定数である。まず、受話信号蓄積・ベクトル生成部１７
において、受話信号ｘ₁(ｋ）をＬ−１時刻過去のものま
で蓄積しておく。蓄積された信号は、受話信号ベクトル
ｘ₁(ｋ）、すなわち ｘ₁(ｋ）＝［ｘ₁(ｋ),ｘ₁(ｋ−１),…, ｘ₁(ｋ−Ｌ＋１)]^T （２） として出力される。但し、＊^T はベクトルの転置を表
す。疑似反響信号生成部１８では、式（２）の受話信号
ベクトルｘ₁(ｋ）と、反響路推定部１９から得られる
疑似反響ベクトルｈ＾₁₁（ｋ）との内積演算 ｙ＾₁(ｋ）＝ｈ＾₁₁ ^T （ｋ）ｘ₁(ｋ） （３） を行ない、その結果として、疑似反響信号ｙ＾₁(ｋ）を
生成する。この内積演算は、式（１）のような畳み込み
演算と等価である。反響路推定部１９では、疑似反響信
号生成部１８で用いる疑似反響路ベクトルｈ＾
₁₁（ｋ）を生成する。この反響路推定に用いる最も一般
的なアルゴリズムは、ＮＬＭＳアルゴリズム（学習同定
法）である。ＮＬＭＳアルゴリズムでは、時刻ｋにおけ
る受話信号ベクトルｘ₁(ｋ）と、残留反響信号ｅ
₁(ｋ）、すなわち差回路２１でマイクロホン１６の出力
ｙ₁(ｋ）から疑似反響信号ｙ＾₁(ｋ）を差し引いた信号 ｅ₁(ｋ）＝ｙ₁(ｋ）−ｙ＾₁(ｋ） （４） とから、時刻ｋ＋１において用いる疑似反響路ベクトル
ｈ＾₁₁（ｋ＋１）を次式のように求める。ｈ ＾₁₁(k+1) ＝ｈ＾₁₁(k) ＋μｅ₁(k)ｘ₁(k)／（ｘ₁ ^T (k) ｘ₁(k)） （５） 但し、μはステップサイズパラメータと呼ばれ０＜μ＜
２の範囲で適応動作の調整に用いる。以上のような処理
を繰り返すことにより、反響路推定部１９では、次第に
疑似反響路ベクトルｈ＾₁₁（ｋ）を、真の反響路１５
のインパルス応答ｈ₁₁（ｋ，ｎ）の時系列を各要素とし
て持つ反響路ベクトルｈ₁₁（ｋ）、すなわち ｈ₁₁(k) ＝［ｈ₁₁(k,0),ｈ₁₁(k,1),…, ｈ₁₁(k,L-1)]^T （６） と一致させることが可能となり、その結果式（４）の残
留反響信号ｅ₁ （ｋ）を小さくすることができる。

【０００３】一般にＮ（＞２）チャネルの再生系とＭ
（＞１）チャネルの集音系とで構成される通信会議シス
テムの場合の反響の消去は、図５に示すような構成によ
り行われる。すなわち再生側の全Ｎチャネルと集音側の
各１チャネルとの間にＮ入力１出力時系列信号を処理す
るＮチャネル反響消去装置２２₁,２２₂,…，２２_M をそ
れぞれ接続した反響消去システム２３として実現され
る。この場合システム全体でＮ×Ｍ個の反響路１５
_nm（１＜ｎ＜Ｎ，１＜ｍ＜Ｍ）が存在する。このシステ
ムの構成単位である再生側の全Ｎチャネルと集音側の各
１チャネルとの間に接続されるＮチャネル反響消去装置
２２₁,２２₂,…，２２_M については、図４に示した反響
消去装置１４の構成を拡張して、図６に示すように構成
される。これは例えば電子情報通信学会論文誌 '８６／
１０ Ｖｏｌ．Ｊ６９−Ａ Ｎｏ．１０「多チャネル適
応ディジタルフィルタ」に詳しく述べられている。ここ
で、集音側が第ｍ集音チャネル（１＜ｍ＜Ｍ）に接続さ
れているＮチャネル反響消去装置２２_m を考える。第ｍ
チャネルのマイクロホン１６_m で集音される反響信号
は、各再生チャネルの受話信号がそれぞれの反響路１５
_1m〜１５_Nmを経て集音側で全て加算されることにより得
られるために、反響路推定をどの再生チャネルについて
も、統一的に同じ１つの残留反響信号ｅ_m （ｋ）のみを
評価して行なうための工夫が必要となる。まず、各再生
チャネルの受話信号について、受話信号蓄積・ベクトル
生成部（１７₁,１７₂,…，１７_N ）により、受話信号ベ
クトル ｘ₁(ｋ）＝［ｘ₁(ｋ),ｘ₁(ｋ−１),…, ｘ₁(ｋ−Ｌ₁ ＋１)]^T （７） ｘ₂(ｋ）＝［ｘ₂(ｋ),ｘ₂(ｋ−１),…, ｘ₂(ｋ−Ｌ₂ ＋１)]^T （８） ： ｘ_N (k）＝［ｘ_N (k),ｘ_N (k−1), …, ｘ_N (k−Ｌ_N ＋１)]^T （９） を生成する。但し、Ｌ₁,Ｌ₂,…，Ｌ_N はタップ数で、各
反響路１５_1m，１５_2m，…，１５_Nmの残響時間に対応さ
せて、あらかじめ設定する定数である。これらのベクト
ルをベクトル結合部２４によって、 ｘ(k) ＝［ｘ₁ ^T (k),ｘ₂ ^T (k),…，ｘ_N ^T (k)]^T （10） と結合する。また、反響路推定部１９_m においても、各
再生チャネルと第ｍ集音チャネルとの間のＮ個の反響路
を模疑するための、各疑似反響路ベクトルｈ＾ _1m(k),
ｈ＾_2m(k),…，ｈ＾_Nm(k) を結合して ｈ＾_m (k) ＝［ｈ＾_1m ^T (k),ｈ＾_2m ^T (k),…，ｈ＾_Nm ^T (k)]^T （11） として扱う。疑似反響路結合ベクトルｈ＾_m (k) の更
新は、ＮＬＭＳアルゴリズムを用いた場合、 ｈ＾_m (k+1)=ｈ＾_m (k)+μｅ_m (k) ｘ(k) ／（ｘ^T (k) ｘ(k)) （12） のように行なわれる。疑似反響信号生成部１８_m では、
内積演算 ｙ＾_m （ｋ）＝ｈ＾_m ^T (k) ｘ（ｋ） （13） により、第ｍ集音チャネルで集音された反響信号ｙ
_m （ｋ）に対する疑似反響信号ｙ＾_m （ｋ）を生成す
る。このように、各チャネル毎のベクトルを結合して１
つのベクトルとして扱うことにより、基本的な処理の流
れは、図４に示した１チャネル反響消去装置と同様とな
る。

【０００４】この多チャネル反響消去方法において、各
チャネルの受話信号の平均電力が異なると、収束速度が
大幅に劣化する。この点から前記論文法には、各チャネ
ルごとに受話信号を電力により正規化することにより改
善することが提案されている。次のベクトルを定義す
る。 Ｚ（ｋ）＝［ｘ₁ ^T（ｋ）／Ｐ₁（ｋ），…，ｘ_N ^T（ｋ）／Ｐ_N（ｋ）］ ^T （14） Ｐ_n （ｋ）＝ｘ_n ^T （ｋ）ｘ_n（ｋ）／Ｌ_n （15） Ｐ_n （ｋ）は各チャネルごとに電力を正規化するための
正規化係数である。疑似反響路結合ベクトルｈ
_m （ｋ）の更新式（１２）はこのベクトルＺ₁ （ｋ）
を用いて次式で表わせる。

【０００５】 ｈ＾_m（ｋ＋１）＝ｈ＾_m（ｋ）＋μｅ_m（ｋ）Ｚ（ｋ）／（Ｚ^T（ｋ ）ｘ（ｋ）） （16） Ｚ^T （ｋ）ｘ（ｋ）では次の性質が成り立つ。 Ｚ^T （ｋ）ｘ（ｋ）＝Σ_n=1 ^N Ｌ_n （17） このように各チャネルの受話信号を電力により正規化す
ることにより収束速度を改善できる。この場合、各疑似
反響路ｈ＾_1m，…，ｈ＾_Nmごとに独立にその更新を
考える。説明を簡単にするため、図７に示すようにステ
レオの２チャネルの受話信号と１チャネルの送話信号と
を考える。つまり受話信号ｘ₁（ｋ）が疑似反響路１８₁
へ供給されて、疑似反響信号ｈ＾₁ ^T（ｋ）ｘ
₁（ｋ）が生成され、受話信号ｘ₂（ｋ）が疑似反響路１
８₂ へ供給されて疑似反響信号ｈ＾₂ ^T（ｋ）ｘ
₂（ｋ）が生成され、これら疑似反響信号が加算回路２
５で加算され、その加算信号が疑似反響信号ｙ＾（ｋ）
として、マイクロホン１６の集音信号ｙ（ｋ）から差し
引かれ、残留反響信号ｅ（ｋ）が出力される。この残留
反響信号ｅ（ｋ）と受話信号ｘ₁ （ｋ）とにより反響路
推定部１９₁ でスピーカ１２₁ とマイクロホン１６間の
反響路ｈ₁ が推定され、疑似反響路１８₁ の疑似反響
路１８₁ の特性ｈ＾₁ が更新される。同様に残留反響
信号ｅ（ｋ）と受話信号ｘ₂ （ｋ）とにより反響路推定
部１９₂ でスピーカ１２₂ とマイクロホン１６間の反響
路ｈ ₂ が推定され、疑似反響路１８₂ の特性ｈ＾₂
が更新される。

【０００６】反響路推定部１９₁ ，１９₂ での反響路推
定、つまり各疑似反響路１８₁ ，１８₂ の特性の更新を
式（１６）より求める。この場合のベクトルＺ（ｋ）
は Ｚ（ｋ）＝［ｘ₁ ^T（ｋ）／Ｐ₁（ｋ），ｘ₂ ^T（ｋ）／Ｐ₂（ｋ）］^T （18） となる。また式（１６）中のｈ＾_m（ｋ），ｘ
（ｋ），Ｚ（ｋ）はそれぞれ以下の通りである。ｈ ＾_m（ｋ）＝ｈ＾（ｋ）＝［ｈ＾₁ ^T（ｋ），
ｈ＾₂ ^T（ｋ）］^Tｘ （ｋ）＝［ｘ₁ ^T（ｋ），ｘ₂ ^T（ｋ）］^TＺ （ｋ）＝［ｘ₁ ^T （ｋ）／（ｘ₁ ^T （ｋ）ｘ₁
（ｋ）／Ｌ₁），ｘ ₂ ^T （ｋ）／（ｘ₂ ^T （ｋ）ｘ
₂（ｋ）／Ｌ₂）］^T＝［Ｌ₁ｘ₁ ^T（ｋ）／（ｘ
₁ ^T（ｋ）ｘ₁（ｋ）），Ｌ₂ｘ₂ ^T（ｋ）／（ｘ₂ ^T
（ｋ）ｘ₂（ｋ））］^T 式（１６）の分母Ｚ^T （ｋ）ｘ（ｋ）はＺ^T （ｋ）ｘ（ｋ）＝［Ｌ₁ｘ₁ ^T （ｋ）／（ｘ₁
^T （ｋ）ｘ₁（ｋ）），Ｌ₂ ｘ₂ ^T （ｋ）／（ｘ
₂ ^T （ｋ）ｘ₂ （ｋ））］［ｘ₁ （ｋ），ｘ
₂ （ｋ）］^T ＝Ｌ₁ ＋Ｌ₂ これを式（１６）に代入すると、ｈ＾（ｋ＋１）＝
ｈ＾（ｋ）＋μｅ（ｋ）Ｚ（ｋ）／（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）
は

【０００７】

【数１】

【０００８】となり、ｈ＾₁ とｈ＾₂ はそれぞれ次
式となる。 ｈ＾₁ （ｋ＋１）＝ｈ＾₁ （ｋ）＋μ（ｅ（ｋ）／（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ））（ Ｌ₁ ｘ₁ （ｋ）／（ｘ₁ ^T （ｋ）ｘ₁ （ｋ）） （19） ｈ＾₂（ｋ＋１）＝ｈ＾₂（ｋ）＋μ（ｅ（ｋ）／（Ｌ₁＋Ｌ₂））（Ｌ₂ ｘ₂ （ｋ）／ｘ₂ ^T（ｋ）ｘ₂（ｋ）） （20）ｘ_n ^T （ｋ）ｘ_n（ｋ）＝‖ｘ_n（ｋ）‖²、‖ｘ_n
（ｋ）‖²＝ｘ_n ²（ｋ）＋ｘ_n ²（ｋ−１）＋…＋
ｘ_n ²（ｋ−Ｌ_n＋１）またタップ数が等しくＬ₁＝Ｌ₂
であれば ｈ＾₁（ｋ＋１）＝ｈ＾₁（ｋ）＋０．５μｅ（ｋ）ｘ₁（ｋ）／‖ｘ₁ （ｋ）‖² （21） ｈ＾₂（ｋ＋１）＝ｈ＾₂（ｋ）＋０．５μｅ（ｋ）ｘ₂（ｋ）／‖ｘ₂ （ｋ）‖² （22） となる。反響路推定部１９₁ ，１９₂ において式（２
１）、（２２）によりそれぞれ反響路ｈ₁（ｋ），
ｈ₂（ｋ）を推定して、疑似反響路１８₁ ，１８₂ を
それぞれ更新することになる。式（２１）、（２２）の
各右辺第２項は受話信号ｘ₁（ｋ），ｘ₂(ｋ）のベ
クトルがパワー（電力）でそれぞれ正規化されたものと
なっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、各チ
ャネルの受話信号をその電力により正規化することによ
り、各チャネルの受話信号の平均電力が異なっても収束
速度を劣化させないことができる。しかし、２チャネル
の受話信号間に平均電力の差があってもステレオ信号の
ように受話信号の相互相関が強い場合は、疑似反響路が
真の反響路の特性に収束しないため、遠隔で話者が交代
し、例えばその交代前はｘ₁ （ｋ）の平均電力がｘ
₂ （ｋ）の平均電力より大であったのが、話者交代によ
りｘ₁ （ｋ）の平均電力がｘ₂ （ｋ）の平均電力より小
さくなったりすると、反響が生じ疑似反響路の収束に時
間がかかり、例えば話者が２秒程度で交代することを繰
り返すと、疑似反響路は収束しない。このことは受話２
チャネル、収音１チャネルの多チャネル反響消去方法に
限らず、一般の受話Ｎチャネル、収音Ｍチャネルの多チ
ャネル反響消去方法においても同様のことが言える。

【００１０】この発明の目的は、受話信号間にその平均
電力に差があっても、また相互相関が比較的強く、しか
も受話信号の平均電力比が変化しても比較的速く疑似反
響路を収束させることができる多チャネル反響消去方
法、その装置及びそのプログラム及び記録媒体を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の方法によれ
ば、Ｎチャネル（Ｎは２以上の整数）の受話信号を、Ｎ
個の反響路を模疑した疑似反響路を通してＮ個の疑似反
響信号を生成し、これらＮ個の疑似反響信号を加算し
て、総合疑似反響信号を求め、その総合疑似反響信号を
収音信号から差し引いて残留反響信号を求め、特に各チ
ャネルの受話信号の大きさ、つまり振幅又は電力をそれ
ぞれ求め、これら大きさの中からその大きさが最大のも
のと対応する受話信号チャネルの更新ステップサイズよ
り、上記受話信号チャネル以外の受話信号のチャネルの
更新ステップサイズを小とし、一般には前者の更新ステ
ップサイズを最も収束速度が速いように１と、後者のそ
れを１より小とし、各チャネルごとにその受話信号を上
記そのチャネルの更新ステップサイズと上記残留反響信
号とによりそのチャネルの疑似反響路の修正ベクトルを
求め、その修正ベクトルによりそのチャネルの疑似反響
路の特性を修正する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施形態を図面を
参照して説明する。理解がし易いように、受話チャネル
が、例えばステレオの２チャネルで、送話（収音）チャ
ネルが１チャネルの場合を例として図１を参照して説明
する。図１Ａにおいて図７と対応する部分には同一参照
番号を付けてある。受話信号ｘ₁ （ｋ）とｘ₂ （ｋ）は
それぞれ疑似反響路１８₁ と１８₂ に供給されて、各反
響路ｈ₁ とｈ₂ と通った反響信号に相当する疑似反響信
号を生成する。つまり疑似反響路１８₁ ，１８₂ の各タ
ップ数をＬとすると、疑似反響路１８₁ のインパルス応
答ｈ＾₁ ^T（ｋ）と受話信号ベクトルｘ₁（ｋ）の内
積ｈ＾₁ ^T（ｋ）ｘ₁（ｋ）及び疑似反響路１８₂ の
インパルス応答ｈ＾₂ ^T（ｋ）と受話信号ベクトルｘ
₂（ｋ）の内積ｈ＾₂ ^T（ｋ）ｘ₂（ｋ）が生成され
る。

【００１３】ここで ｈ＾₁（ｋ）＝［ｈ＾₁（ｋ，０），ｈ＾₁（ｋ，１），…，ｈ＾₁（ｋ，Ｌ −１）］^T ｈ＾₂（ｋ）＝［ｈ＾₂（ｋ，０），ｈ＾₂（ｋ，２），…，ｈ＾₂（ｋ，Ｌ −１）］^T ｘ₁（ｋ）＝［ｘ₁（ｋ），ｘ₁（ｋ−１），…，ｘ₁（ｋ−Ｌ＋１）］^T ｘ₂（ｋ）＝［ｘ₂（ｋ），ｘ₂（ｋ−１），…，ｘ₂（ｋ−Ｌ＋１）］^T （23） である。これらｈ＾₁ ^T（ｋ）ｘ₁（ｋ）とｈ＾₂ ^T
（ｋ）ｘ₂（ｋ）が合成され、総合疑似反響信号ｙ＾
（ｋ）とされ、収音信号ｙ（ｋ）との差ｅ（ｋ）＝ｙ
（ｋ）−ｙ＾（ｋ）が残留反響信号として求められる。

【００１４】この実施形態では各チャネルの受話信号ｘ
₁（ｋ）とｘ₂（ｋ）がステップサイズ決定部３１に入力
されて、各チャネルに対する更新ステップサイズμ₁ ，
μ₂が計算される。この場合受話信号の所定時間の大き
さが大きいチャネルには収束が速いような更新ステップ
サイズを、受話信号の所定時間の大きさが小さいチャネ
ルには前記更新ステップはより小さい更新ステップとす
る。例えば図１Ｂに示すように、受話信号の大きさとし
て電力を用い、各受話信号のｘ₁（ｋ），ｘ₂（ｋ）の所
定時間内の２乗和‖ｘ′₁（ｋ）‖²，‖ｘ′
₂（ｋ）‖² 、つまり所定時間内の電力が２乗和計算部
３２₁ ，３２₂ が計算される。

【００１５】‖ｘ′₁（ｋ）‖²＝ｘ₁ ²（ｋ）＋ｘ
₁ ²（ｋ−１）＋…＋ｘ₁ ²（ｋ−Ｌ′＋１） ‖ｘ′₂（ｋ）‖²＝ｘ₂ ²（ｋ）＋ｘ₂ ²（ｋ−１）＋…
＋ｘ₂ ²（ｋ−Ｌ′＋１） この２乗和の計算区間Ｌ′は例えば１６サンプル程度の
短い区間が正しく動作する点で好ましい。これら２乗和
は最小値検出部３３に入力され、２乗和‖ｘ′
₁（ｋ）‖²，‖ｘ′₂（ｋ）‖²の最小値が検出され、
この例では何れの方が小さいかが検出される。その２乗
和の最小値（‖ｘ′_min（ｋ）‖²とする）が、開平除
算部３４へ供給される。一方、各チャネルの２乗和‖
ｘ′₁（ｋ）‖² ，‖ｘ′₂（ｋ）‖²が加算部３５で
加算され、この加算値が開平除算部３４に入力される。
開平除算部３４では下記の計算が行われる。

【００１６】 μ_min＝√‖ｘ′_min（ｋ）‖²／√（‖ｘ′₁（ｋ）‖²＋‖ｘ′₂（ｋ ）‖²） （24） 出力部３６では２乗和の最小値‖ｘ′_min（ｋ）‖²と
対応するチャネルに対する更新ステップサイズをμ_min
として出力し、その他のチャネルに対する更新ステップ
サイズをμ＝１として出力する。この例では２チャネル
の場合であるから‖ｘ′₁（ｋ）‖²＜‖ｘ′
₂（ｋ）‖²であれば、μ₁＝μ_min ，μ₂＝１とし、‖
ｘ′₁（ｋ）‖²＞‖ｘ′₂（ｋ）‖²であれば、μ₁
＝１，μ₂＝μ_minを出力する。

【００１７】これら更新ステップサイズμ₁ ，μ₂ はそ
れぞれ反響路推定部１９₁ ，１９₂へ供給され、反響路
推定部１９₁ ，１９₂ にはそれぞれ受話信号ｘ
₁ （ｋ），ｘ ₂ （ｋ）と残留反響信号ｅ（ｋ）が入力さ
れ、反響路推定部１９₁ ，１９₂ ではそれぞれ式（２
１）、（２２）と対応して次式が計算される。 ｈ＾₁（ｋ＋１）＝ｈ＾₁（ｋ）＋０．５μ₁ｅ（ｋ）ｘ₁（ｋ）／‖ｘ₁ （ｋ）‖² （25） ｈ＾₂（ｋ＋１）＝ｈ＾₂（ｋ）＋０．５μ₂ｅ（ｋ）ｘ₂（ｋ）／‖ｘ₂ （ｋ）‖² （26） これらｈ＾₁（ｋ＋１），ｈ＾₂（ｋ＋１）が疑似反
響路１８₁ ，１８₂ にそれぞれインパルス応答として設
定される。つまり、前回のインパルス応答ｈ＾
₁（ｋ），ｈ＾₂（ｋ）がそれぞれ式（２５）、（２
６）の右辺第２項目の修正ベクトルにより修正されるこ
とになる。この修正ベクトルの演算は例えば式（２５）
についてみれば、図２に示すように受話信号ｘ₁（ｋ）
が入力されてベクトル生成部４１で式（２３）に示した
受話信号ベクトルｘ₁（ｋ）が生成され、また２乗和
回路４２でベクトルｘ₁（ｋ）の各要素の２乗和‖
ｘ₁（ｋ）‖ ²が計算され、これらｘ₁（ｋ），‖
ｘ₁（ｋ）‖²と、更新ステップサイズμ ₁ と残留反響
信号ｅ（ｋ）とが修正ベクトル演算部４３に入力されて
式（２５）の右辺第２項の演算が行われる。

【００１８】このように更新ステップサイズμ₁ ，μ₂
として、パワーの小さい方を式（２４）により計算した
値を用い、他方を１とすることにより、受話信号ｘ
₁（ｋ），ｘ₂ （ｋ）の平均パワーに差があり、話者の
交代などでその平均パワー比が変化して、疑似反響路が
真の反響路に速い速度で近ずく、その計算機シミュレー
ションの結果を図３に示す。受話信号ｘ₁（ｋ）とｘ
₂（ｋ）とのパワー比が６ｄＢ、疑似反響路１８₁ ，１
８₂ のタップ数が１０２４、２乗和回路３２₁ ，３２₂
における加算サンプル数が１６の場合である。

【００１９】実線がこの実施形態の場合であり、破線が
学習同定法を用いた従来技術の場合である。この図より
この発明によれば収束速度が速く、従って、話者が比較
的頻繁に交代してもこれに追従して、反響消去が行われ
る。上述において受話チャネルが３つ以上の場合にもこ
の発明を適用でき、この場合は各チャネルの受話信号ｘ
₁（ｋ），…，ｘ_N（ｋ）の所定時間の２乗和‖ｘ′₁
（ｋ）‖²，…，‖ｘ′_N（ｋ）‖²の最小のもの（‖
ｘ′_min（ｋ）‖²とする）を求め、その最小値のチャ
ネルについては μ_min＝√‖ｘ′_min（ｋ）‖²／√（‖ｘ′₁（ｋ）
‖²＋…＋‖ｘ′_N （ｋ）‖² ） を計算して、これを更新ステップサイズとし、その他の
チャネルのステップサイズは全て１とすればよい。上述
においてはステップサイズ決定部３１で２乗和が最小の
ものを求め、そのチャネルの更新ステップサイズを決定
し、他のチャネルのステップサイズを１とした。このよ
うにしたのはもともと、受話信号の大きさが大きけれ
ば、更新ステップサイズを１とすることにより、比較的
高速に収束するが、受話信号の大きさが小さいチャネル
が存在すると、それと対応する反響路の推定を正しく行
うことが困難になり、これに影響されて他の受話信号の
大きさが大きいチャネルと対応する反響路の推定が正し
く行われなくなるため、受話信号の大きさが小さいチャ
ネルの反響路推定の影響を受け難いように、その更新ス
テップサイズを小さくするためである。従って例えば受
話チャネルが３つの場合に、１つのチャネルの受話信号
の大きさは比較的大きく、他の２つのチャネルの受話信
号の大きさが小さければ、大きさが大きいチャネルの更
新ステップサイズは１とし、他の２つの大きさが小さい
受話信号の更新ステップサイズを１より小さい値、例え
ば式（２４）と対応した式により求めてもよい。要は各
チャネルの受話信号の所定時間の大きさ（例えば２乗
和）を求め、これら大きさからその大きいもの、つまり
雑音に影響されず反響路推定を行うことができるチャネ
ルには収束の速いように更新ステップサイズを例えば１
とし、大きさが小さいもの、つまり雑音に影響されて、
反響路推定がうまくゆかないようなチャネルには大きさ
が大きいチャネルに対する更新ステップサイズより小さ
い更新ステップサイズとすればよい。大きさとしては電
力のみならず振幅を用いてもよい。

【００２０】また収音（送話）チャネルが複数の場合、
図５に示した各Ｎチャネル反響消去装置２２₁ ，…，２
２_M についても各受話信号ごとに疑似反響路を通し、そ
の各反響路推定における更新ステップサイズを前述した
ように選定すればよい。また修正ベクトルを求める際
に、各チャネルごとにその受話信号をその電力で正規化
したものを用いる場合に限らず受話信号をその振幅で正
規化したものを用いてもよい。更にこの発明は学習同定
法に限らず射影法など他のアルゴリズムを用いる場合に
も適用できる。

【００２１】上述したこの発明による多チャネル反響消
去装置をコンピュータによりプログラムを実行させて機
能させることもできる。その場合この多チャネル反響消
去プログラムをＣＤ−ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）
ディスク、磁気ディスクなどからコンピュータのプログ
ラムメモリにインストールし、あるいはそのプログラム
メモリに通信回線を介してダウンロードして、そのプロ
グラムメモリに格納された多チャネル反響消去プログラ
ムを実行することになる。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば多チ
ャネル受話信号のパワー比がある場合、相互相関が強く
ても収束速度を改善でき演算量の増加がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａはこの発明の実施形態の機能構成例を示す
図、Ｂはそのステップサイズ決定部３１の具体的機能構
成例を示す図である。

【図２】図１Ａ中の反響路推定部１９₁ 中の一部の具体
的機能構成例を示す図。

【図３】この発明の実施形態と従来技術における疑似反
響路の収束性の計算機シミュレーションの例を示す図。

【図４】従来の１チャネル反響消去装置の機能構成を示
す図。

【図５】従来の多チャネル反響消去装置の機能構成を示
す図。

【図６】図５中のＮチャネル反響消去装置の具体的機能
構成を示す図。

【図７】従来改善された２チャネル反響消去装置の機能
構成を示す図。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎチャネル（Ｎは２以上の整数）の受話
   信号を、Ｎ個の反響路を模疑した疑似反響路を通してＮ
   個の疑似反響信号を生成し、 これらＮ個の疑似反響信号を加算して、総合疑似反響信
   号を求め、 その総合疑似反響信号を収音信号から差し引いて残留反
   響信号を求め、 これらＮ個の受話信号のうち強度が最大の受話信号チャ
   ネルの更新ステップサイズより、上記受話信号チャネル
   以外の受話信号チャネルの更新ステップサイズを小と
   し、 各チャネルごとにその受話信号をその受話信号で正規化
   したものと、上記そのチャネルの更新ステップサイズと
   上記残留反響信号と、によりそのチャネルの疑似反響路
   の修正ベクトルを求め、 その修正ベクトルによりそのチャネルの疑似反響路の特
   性を修正することを特徴とする多チャネル反響消去方
   法。
2. 【請求項２】 上記各チャネルに対する更新ステップサ
   イズは、各チャネルの受話信号の所定時間の２乗和を求
   め、これら２乗和中の最小のものを求め、そのチャネル
   の更新ステップサイズとして、その２乗和を全体チャネ
   ルの２乗和の和で規格化した値と対応した値を用い、そ
   の他のチャネルの更新ステップサイズを１とすることを
   特徴とする請求項１記載の多チャネル反響消去方法。
3. 【請求項３】 Ｎチャネル（Ｎは２以上の整数）の受話
   信号がそれぞれ入力され、疑似反響信号を生成して出力
   するＮ個の疑似反響路と、 上記Ｎ個の疑似反響信号を加算して総合疑似反響信号を
   生成する加算部と、 上記総合疑似反響信号を収音信号から差し引いて残留反
   響信号を求める減算部と、 Ｎ個のチャネルの受話信号のうち強度が最大の受話信号
   チャネルの更新ステップサイズより、上記受話信号チャ
   ネル以外の受話信号チャネルの更新ステップサイズを小
   さい値に決定して出力するステップサイズ決定部と、 各チャネルの受話信号とそのチャネルと上記残留反響信
   号とが入力され、上記受話信号をその受話信号により正
   規化して修正ベクトルを演算し、その修正ベクトルによ
   り対応するチャネルの上記疑似反響路の特性を更新する
   Ｎ個の反響路推定部と、 を具備する多チャネル反響消去装置。
4. 【請求項４】 上記ステップサイズ決定部は、各チャネ
   ルの受話信号の所定時間内の２乗和‖ｘ′₁‖，…，
   ‖ｘ′_N‖を演算し、これら２乗和の最小値‖ｘ′
   _min‖² について√‖ｘ′_min ‖² ／√（‖ｘ′₁
   ‖＋…＋‖ｘ′_N ‖）を演算し、その結果μ_min を、
   ‖ｘ′_min ‖² が得られたチャネルの更新ステップサ
   イズとし、その他のチャネルの更新ステップサイズμを
   １として出力する機能を備え、 上記反響路推定部は当該チャネルの受話信号の所定時間
   の各値を要素とするベクトルｘ_n （ｋ）を生成し、そ
   のベクトルｘ_n （ｋ）の各要素の２乗和‖ｘ _n （ｋ）
   ‖² を演算し、 μ_n ｅ（ｋ）ｘ_n （ｋ）／‖ｘ_n （ｋ）‖² を修正ベクトルとし演算する機能を備えることを特徴と
   する請求項３記載の多チャネル反響消去装置。
5. 【請求項５】 請求項１又は２記載の方法をコンピュー
   タに実行させるための多チャネル反響消去プログラム。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の多チャネル反響消去プ
   ログラムが記録されたコンピュータ読み出し可能な記録
   媒体。