(57)【要約】【課題】音源の移動や室温変化などに伴う残響環境の変化に柔軟に対応しつつ残響を除去することができる。【解決手段】観測パワー時系列生成部１は、観測パワー時系列を生成する。初期設定部２は、室内インパルス応答推定値と原音パワー推定値時系列とを設定する。残響音パワー推定値時系列算出部３は、残響音パワー推定値時系列を算出する。室内インパルス応答更新部４は、室内インパルス応答推定値を更新する。原音パワー推定値時系列更新部５は、原音パワー推定値時系列を更新する。パラメータ規格化部６は、室内インパルス応答推定値を規格化し、原音パワー推定値時系列を規格化する。収束判定部７は、室内インパルス応答推定値と原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしているか否かを判定する。パラメータ出力部８は、室内インパルス応答推定値と原音パワー推定値時系列とを出力する。【選択図】図１
2010049102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響信号の入力を受け付け、短時間周波数分析により周波数チャネルごとのサブバンド信号の振幅またはパワーの時系列である観測パワー時系列を生成する観測パワー時系列生成部と、
周波数チャネルごとの非負制約をもつ室内インパルス応答推定値と、原音の周波数チャネルごとのパワー推定値時系列である原音パワー推定値時系列とを設定する初期設定部と、
前記室内インパルス応答推定値と、前記原音パワー推定値時系列とを畳み込み、周波数チャネルごとの残響音モデルのパワー時系列である残響音パワー推定値時系列を算出する残響音パワー推定値時系列算出部と、
前記観測パワー時系列と、前記残響音パワー推定値時系列と、前記室内インパルス応答推定値と、前記原音パワー推定値時系列とに基づいて、非負制約を満たして前記室内インパルス応答推定値を更新する室内インパルス応答更新部と、
前記観測パワー時系列と、前記残響音パワー推定値時系列と、前記室内インパルス応答推定値と、前記原音パワー推定値時系列とに基づいて、非負制約を満たして前記原音パワー推定値時系列を更新する原音パワー推定値時系列更新部と、
前記室内インパルス応答更新部が更新した前記室内インパルス応答推定値を、当該室内インパルス応答推定値の要素値の総和が一定値になるように規格化し、前記原音パワー推定値時系列更新部が更新した前記原音パワー推定値時系列を、当該原音パワー推定値時系列の要素値の総和が一定値になるように規格化するパラメータ規格化部と、
前記パラメータ規格化部が規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしているか否かを判定する収束判定部と、
前記収束判定部が、前記パラメータ規格化部が規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしていると判定した場合、当該室内インパルス応答推定値と当該原音パワー推定値時系列とを出力するパラメータ出力部と、
を備え、
前記収束判定部が、前記パラメータ規格化部が規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしていないと判定した場合、前記パラメータ規格化部が規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とに基づいて、前記残響音パワー推定値時系列算出部は前記残響音パワー推定値時系列を算出し、前記室内インパルス応答更新部は前記室内インパルス応答推定値を更新し、前記原音パワー推定値時系列更新部は前記原音パワー推定値時系列を更新し、前記原音パワー推定値時系列更新部は前記原音パワー推定値時系列を更新する
ことを特徴とする残響除去装置。
【請求項２】
前記室内インパルス応答更新部は、
周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列と前記原音パワー推定値時系列との相関関数である観測音・推定原音間相関関数を算出する観測音・推定原音間相関関数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記残響音パワー推定値時系列と前記源音パワー推定値時系列との相関関数である推定残響音・推定原音間相関関数を算出する推定残響音・推定原音間相関関数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記観測音・推定原音間相関関数の時系列の要素値を、前記推定残響音・推定原音間相関関数の時系列の要素値で除算した値である室内インパルス応答推定値更新係数を算出する室内インパルス応答推定値更新係数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記室内インパルス応答推定値と前記室内インパルス応答推定値更新係数とを要素ごとに積算し、室内インパルス応答推定値更新値を算出する室内インパルス応答推定値更新値出力部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の残響除去装置。
【請求項３】
前記室内インパルス応答更新部は、
周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列を前記残響音パワー推定値時系列で要素ごとに除算した時系列と、前記原音パワー推定値時系列との相関関数であるモデル化誤差比系列・推定原音間相関関数を算出するモデル化誤差比系列・推定原音間相関関数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記原音パワー推定値時系列の各特定範囲の要素値の部分和を要素値とした系列である推定原音部分和系列を算出する推定原音部分和系列算出部と、
周波数チャネルごとに、前記推定原音部分和系列の要素値を、前記推定原音和系列の要素値で除算した値である室内インパルス応答推定値更新係数を算出する室内インパルス応答推定値更新係数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記室内インパルス応答推定値と前記室内インパルス応答推定値更新係数とを要素ごとに積算し、室内インパルス応答推定値更新値を算出する室内インパルス応答推定値更新値出力部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の残響除去装置。
【請求項４】
前記原音パワー推定値時系列更新部は、
周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列と前記室内インパルス応答推定値との相関関数である観測音・推定インパルス応答間相関関数を算出する観測音・推定インパルス応答間相関関数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記残響音パワー推定値時系列と前記室内インパルス応答推定値との相関関数を算出し、当該相関関数と、前記原音パワー推定値時系列を要素ごとに定数乗しさらに定数倍した時系列とを加算した時系列であるスパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数を算出するスパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記観測音・推定インパルス応答開相関関数の時系列の要素を、前記スパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数の時系列の要素値で除算した値である原音パワー推定値時系列更新係数を算出する原音パワー推定値時系列更新係数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記原音パワー推定値時系列と前記原音パワー推定値時系列更新係数とを要素ごとに積算し、原音パワー推定値時系列更新値を算出する原音パワー推定値時系列更新値出力部と、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の残響除去装置。
【請求項５】
前記原音パワー推定値時系列更新部は、
周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列を前記残響音パワー推定値時系列で要素ごとに除算した時系列と、前記室内インパルス応答推定値との相関関数であるモデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数を算出するモデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記室内インパルス応答推定値の各特定範囲の要素値の部分和を要素値とした系列を算出し、当該系列と、前記原音パワー推定値時系列を要素ごとに定数乗しさらに定数倍した時系列とを加算した時系列であるスパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列を算出するスパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列算出部と、
周波数チャネルごとに、前記モデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数の時系列の要素を、前記スパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列の要素値で除算した値である原音パワー推定値時系列更新係数を算出する原音パワー推定値時系列更新係数算出部と、
周波数チャネルごとに、前記原音パワー推定値時系列と前記原音パワー推定値時系列更新係数とを要素ごとに積算し、原音パワー推定値時系列更新値を算出する原音パワー推定値時系列更新値出力部と、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の残響除去装置。
【請求項６】
観測パワー時系列生成部が、音響信号の入力を受け付け、短時間周波数分析により周波数チャネルごとのサブバンド信号の振幅またはパワーの時系列である観測パワー時系列を生成する観測パワー時系列生成ステップと、
初期設定部が、周波数チャネルごとの非負制約をもつ室内インパルス応答推定値と、原音の周波数チャネルごとのパワー推定値時系列である原音パワー推定値時系列とを設定する初期設定ステップと、
残響音パワー推定値時系列算出部が、前記室内インパルス応答推定値と、前記原音パワー推定値時系列とを畳み込み、周波数チャネルごとの残響音モデルのパワー時系列である残響音パワー推定値時系列を算出する残響音パワー推定値時系列算出ステップと、
室内インパルス応答更新部が、前記観測パワー時系列と、前記残響音パワー推定値時系列と、前記室内インパルス応答推定値と、前記原音パワー推定値時系列とに基づいて、非負制約を満たして前記室内インパルス応答推定値を更新する室内インパルス応答更新ステップと、
原音パワー推定値時系列更新部が、前記観測パワー時系列と、前記残響音パワー推定値時系列と、前記室内インパルス応答推定値と、前記原音パワー推定値時系列とに基づいて、非負制約を満たして前記原音パワー推定値時系列を更新する原音パワー推定値時系列更新ステップと、
パラメータ規格化部が、前記室内インパルス応答更新ステップで更新した前記室内インパルス応答推定値を、当該室内インパルス応答推定値の要素値の総和が一定値になるように規格化し、前記原音パワー推定値時系列更新ステップで更新した前記原音パワー推定値時系列を、当該原音パワー推定値時系列の要素値の総和が一定値になるように規格化するパラメータ規格化ステップと、
収束判定部が、前記パラメータ規格化ステップで規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしているか否かを判定する収束判定ステップと、
前記収束判定ステップで、前記パラメータ規格化部が規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしていると判定した場合、パラメータ出力部が当該室内インパルス応答推定値と当該原音パワー推定値時系列とを出力するパラメータ出力ステップと、
を有し、
前記収束判定ステップで、前記パラメータ規格化部が規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしていないと判定した場合、前記パラメータ規格化ステップで規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とに基づいて、前記残響音パワー推定値時系列算出ステップで前記残響音パワー推定値時系列を算出し、前記室内インパルス応答更新ステップで前記室内インパルス応答推定値を更新し、前記原音パワー推定値時系列更新ステップで前記原音パワー推定値時系列を更新し、前記原音パワー推定値時系列更新ステップで前記原音パワー推定値時系列を更新する
ことを特徴とする残響除去方法。
【請求項７】
前記室内インパルス応答更新ステップは、
観測音・推定原音間相関関数算出部が、周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列と前記原音パワー推定値時系列との相関関数である観測音・推定原音間相関関数を算出する観測音・推定原音間相関関数算出ステップと、
推定残響音・推定原音間相関関数算出部が、周波数チャネルごとに、前記残響音パワー推定値時系列と前記源音パワー推定値時系列との相関関数である推定残響音・推定原音間相関関数を算出する推定残響音・推定原音間相関関数算出ステップと、
室内インパルス応答推定値更新係数算出部が、周波数チャネルごとに、前記観測音・推定原音間相関関数の時系列の要素値を、前記推定残響音・推定原音間相関関数の時系列の要素値で除算した値である室内インパルス応答推定値更新係数を算出する室内インパルス応答推定値更新係数算出ステップと、
室内インパルス応答推定値更新値出力部が、周波数チャネルごとに、前記室内インパルス応答推定値と前記室内インパルス応答推定値更新係数とを要素ごとに積算し、室内インパルス応答推定値更新値を算出する室内インパルス応答推定値更新値出力ステップと、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の残響除去方法。
【請求項８】
前記室内インパルス応答更新ステップは、
モデル化誤差比系列・推定原音間相関関数算出部が、周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列を前記残響音パワー推定値時系列で要素ごとに除算した時系列と、前記原音パワー推定値時系列との相関関数であるモデル化誤差比系列・推定原音間相関関数を算出するモデル化誤差比系列・推定原音間相関関数算出ステップと、
推定原音部分和系列算出部が、周波数チャネルごとに、前記原音パワー推定値時系列の各特定範囲の要素値の部分和を要素値とした系列である推定原音部分和系列を算出する推定原音部分和系列算出ステップと、
室内インパルス応答推定値更新係数算出部が、周波数チャネルごとに、前記推定原音部分和系列の要素値を、前記推定原音和系列の要素値で除算した値である室内インパルス応答推定値更新係数を算出する室内インパルス応答推定値更新係数算出ステップと、
室内インパルス応答推定値更新値出力部が、周波数チャネルごとに、前記室内インパルス応答推定値と前記室内インパルス応答推定値更新係数とを要素ごとに積算し、室内インパルス応答推定値更新値を算出する室内インパルス応答推定値更新値出力ステップと、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の残響除去方法。
【請求項９】
前記原音パワー推定値時系列更新ステップは、
観測音・推定インパルス応答間相関関数算出部が、周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列と前記室内インパルス応答推定値との相関関数である観測音・推定インパルス応答間相関関数を算出する観測音・推定インパルス応答間相関関数算出ステップと、
スパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数算出部が、周波数チャネルごとに、前記残響音パワー推定値時系列と前記室内インパルス応答推定値との相関関数を算出し、当該相関関数と、前記原音パワー推定値時系列を要素ごとに定数乗しさらに定数倍した時系列とを加算した時系列であるスパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数を算出するスパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数算出ステップと、
原音パワー推定値時系列更新係数算出部が、周波数チャネルごとに、前記観測音・推定インパルス応答開相関関数の時系列の要素を、前記スパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数の時系列の要素値で除算した値である原音パワー推定値時系列更新係数を算出する原音パワー推定値時系列更新係数算出ステップと、
原音パワー推定値時系列更新値出力部が、周波数チャネルごとに、前記原音パワー推定値時系列と前記原音パワー推定値時系列更新係数とを要素ごとに積算し、原音パワー推定値時系列更新値を算出する原音パワー推定値時系列更新値出力ステップと、
を含むことを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の残響除去方法。
【請求項１０】
前記原音パワー推定値時系列更新ステップは、
モデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数算出部が、周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列を前記残響音パワー推定値時系列で要素ごとに除算した時系列と、前記室内インパルス応答推定値との相関関数であるモデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数を算出するモデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数算出ステップと、
スパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列算出部が、周波数チャネルごとに、前記室内インパルス応答推定値の各特定範囲の要素値の部分和を要素値とした系列を算出し、当該系列と、前記原音パワー推定値時系列を要素ごとに定数乗しさらに定数倍した時系列とを加算した時系列であるスパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列を算出するスパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列算出ステップと、
原音パワー推定値時系列更新係数算出部が、周波数チャネルごとに、前記モデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数の時系列の要素を、前記スパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列の要素値で除算した値である原音パワー推定値時系列更新係数を算出する原音パワー推定値時系列更新係数算出ステップと、
原音パワー推定値時系列更新値出力部が、周波数チャネルごとに、前記原音パワー推定値時系列と前記原音パワー推定値時系列更新係数とを要素ごとに積算し、原音パワー推定値時系列更新値を算出する原音パワー推定値時系列更新値出力ステップと、
を含むことを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の残響除去方法。
【請求項１１】
コンピュータを、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の残響除去装置として動作させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１２】
コンピュータを、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の残響除去装置として動作させるためのコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響信号から残響成分を除去する残響除去装置、残響除去方法、コンピュータプログラムおよび記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
音響信号から残響成分を除去する方法は、これまでさまざまなアプローチが提案されている。例えば、単一のマイクロホンに入力された音響信号に対して動作するアプローチとしては、クリーン音声に関する仮定やモデル（調波性、スパース性、自己回帰モデル、自己相関関数コードブックなど）に基づいて、復元音声ができるだけクリーンな音声らしさを有するように室内インパルス応答の逆フィルタを推定するものが知られている（例えば、非特許文献１参照）。一般的に、室内インパルス応答は音源位置に応じて時々刻々と著しく変化することがあるため、非特許文献１に記載されている技術においては、短い観測信号から、いかに頑健に逆フィルタを推定できるかが重要課題となっている。
【０００３】
また、音響信号から残響成分を除去する方法としては、サブバンドごとのパワー時間包絡に対して逆フィルタリングを行なう技術も知られている（例えば、非特許文献２、非特許文献３参照）。非特許文献２および非特許文献３に記載の技術は、室内インパルス応答の中でも音源位置に応じて著しく変化するのは特に位相スペクトルであり、振幅スペクトルないしパワースペクトルに関しては比較的影響を受けにくいという仮説を基礎としている。パワー包絡の畳み込みモデルは近似的にしか成り立たないものであるため、残響除去精度に関してはある程度の限界があることが予想されるが、クリーン音声らしさを規準として室内インパルス応答の逆フィルタを推定する非特許文献１に記載の技術に比べて、音源位置などの変化に対してある程度頑健に動作する可能性がある。
【非特許文献１】Ｔ．Ｎａｋａｔａｎｉ，Ｂ．Ｊｕａｎｇ，Ｔ．Ｈｉｋｉｃｈｉ，Ｔ．Ｙｏｓｈｉｏｋａ，Ｋ．Ｋｉｎｏｓｈｉｔａ，Ｍ．Ｄｅｌｃｒｏｉｘ，Ｍ．Ｍｉｙｏｓｈｉ，“Ｓｔｕｄｙ  ｏｎ  Ｓｐｅｅｃｈ  Ｄｅｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  Ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  Ｃｏｄｅｂｏｏｋ，”ｉｎ  Ｐｒｏｃ．ＩＣＡＳＳＰ  ２００７，ｐｐ．１９３−１９７，２００７．
【非特許文献２】広林茂樹，野村博昭，小池恒彦，東山三樹夫，“パワーエンベエロープ伝達関数の逆フィルタ処理による残響音声の回復，”電子情報通信学会論文誌，Ｖｏｌ．Ｊ８１−Ａ，Ｎｏ．１０，ｐｐ．１３２３−１３３０，１９９８．
【非特許文献３】Ｍ．Ｕｎｏｋｉ，Ｍ．Ｆｕｒｕｋａｗａ，Ｋ．Ｓａｋａｔａ，Ｍ．Ａｋａｇｉ，”Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｔｈｅ  ＭＴＦ  Ｃｏｎｃｅｐｔ  ｆｏｒ  Ｄｅｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｅｎｖｅｌｏｐｅ  ｆｒｏｍ  ｔｈｅ  Ｒｅｖｅｒｂｅｒａｎｔ  Ｓｉｇｎａｌ，”ｉｎ  Ｐｒｏｃ．ＩＣＡＳＳＰ  ２００３，Ｖｏｌ．１，ｐｐ．８８８−８９１，２００３．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献２および非特許文献３の技術では、残響成分のパワー包絡をパラメトリックな関数でモデル化しており、非特許文献３の技術では、そのパラメータを変調度と呼ぶ尺度をもとに推定している。しかしながら、実環境では音源の移動や室温変化などに伴って残響環境の変化があるため、実際の残響成分がこれらの関数クラスに理想的に従うことは極めて稀である。よって、これらの技術では良好に残響を除去することが必ずしも保証されないという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、音源の移動や室温変化などに伴う残響環境の変化に柔軟に対応しつつ残響を除去することが可能な残響除去装置、残響除去方法、コンピュータプログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、音響信号の入力を受け付け、短時間周波数分析により周波数チャネルごとのサブバンド信号の振幅またはパワーの時系列である観測パワー時系列を生成する観測パワー時系列生成部と、周波数チャネルごとの非負制約をもつ室内インパルス応答推定値と、原音の周波数チャネルごとのパワー推定値時系列である原音パワー推定値時系列とを設定する初期設定部と、前記室内インパルス応答推定値と、前記原音パワー推定値時系列とを畳み込み、周波数チャネルごとの残響音モデルのパワー時系列である残響音パワー推定値時系列を算出する残響音パワー推定値時系列算出部と、前記観測パワー時系列と、前記残響音パワー推定値時系列と、前記室内インパルス応答推定値と、前記原音パワー推定値時系列とに基づいて、非負制約を満たして前記室内インパルス応答推定値を更新する室内インパルス応答更新部と、前記観測パワー時系列と、前記残響音パワー推定値時系列と、前記室内インパルス応答推定値と、前記原音パワー推定値時系列とに基づいて、非負制約を満たして前記原音パワー推定値時系列を更新する原音パワー推定値時系列更新部と、前記室内インパルス応答更新部が更新した前記室内インパルス応答推定値を、当該室内インパルス応答推定値の要素値の総和が一定値になるように規格化し、前記原音パワー推定値時系列更新部が更新した前記原音パワー推定値時系列を、当該原音パワー推定値時系列の要素値の総和が一定値になるように規格化するパラメータ規格化部と、前記パラメータ規格化部が規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしているか否かを判定する収束判定部と、前記収束判定部が、前記パラメータ規格化部が規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしていると判定した場合、当該室内インパルス応答推定値と当該原音パワー推定値時系列とを出力するパラメータ出力部と、を備え、前記収束判定部が、前記パラメータ規格化部が規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしていないと判定した場合、前記パラメータ規格化部が規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とに基づいて、前記残響音パワー推定値時系列算出部は前記残響音パワー推定値時系列を算出し、前記室内インパルス応答更新部は前記室内インパルス応答推定値を更新し、前記原音パワー推定値時系列更新部は前記原音パワー推定値時系列を更新し、前記原音パワー推定値時系列更新部は前記原音パワー推定値時系列を更新することを特徴とする残響除去装置である。
【０００７】
また、本発明の残響除去装置において、前記室内インパルス応答更新部は、周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列と前記原音パワー推定値時系列との相関関数である観測音・推定原音間相関関数を算出する観測音・推定原音間相関関数算出部と、周波数チャネルごとに、前記残響音パワー推定値時系列と前記源音パワー推定値時系列との相関関数である推定残響音・推定原音間相関関数を算出する推定残響音・推定原音間相関関数算出部と、周波数チャネルごとに、前記観測音・推定原音間相関関数の時系列の要素値を、前記推定残響音・推定原音間相関関数の時系列の要素値で除算した値である室内インパルス応答推定値更新係数を算出する室内インパルス応答推定値更新係数算出部と、周波数チャネルごとに、前記室内インパルス応答推定値と前記室内インパルス応答推定値更新係数とを要素ごとに積算し、室内インパルス応答推定値更新値を算出する室内インパルス応答推定値更新値出力部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の残響除去装置において、前記室内インパルス応答更新部は、周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列を前記残響音パワー推定値時系列で要素ごとに除算した時系列と、前記原音パワー推定値時系列との相関関数であるモデル化誤差比系列・推定原音間相関関数を算出するモデル化誤差比系列・推定原音間相関関数算出部と、周波数チャネルごとに、前記原音パワー推定値時系列の各特定範囲の要素値の部分和を要素値とした系列である推定原音部分和系列を算出する推定原音部分和系列算出部と、周波数チャネルごとに、前記推定原音部分和系列の要素値を、前記推定原音和系列の要素値で除算した値である室内インパルス応答推定値更新係数を算出する室内インパルス応答推定値更新係数算出部と、周波数チャネルごとに、前記室内インパルス応答推定値と前記室内インパルス応答推定値更新係数とを要素ごとに積算し、室内インパルス応答推定値更新値を算出する室内インパルス応答推定値更新値出力部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の残響除去装置において、前記原音パワー推定値時系列更新部は、周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列と前記室内インパルス応答推定値との相関関数である観測音・推定インパルス応答間相関関数を算出する観測音・推定インパルス応答間相関関数算出部と、周波数チャネルごとに、前記残響音パワー推定値時系列と前記室内インパルス応答推定値との相関関数を算出し、当該相関関数と、前記原音パワー推定値時系列を要素ごとに定数乗しさらに定数倍した時系列とを加算した時系列であるスパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数を算出するスパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数算出部と、周波数チャネルごとに、前記観測音・推定インパルス応答開相関関数の時系列の要素を、前記スパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数の時系列の要素値で除算した値である原音パワー推定値時系列更新係数を算出する原音パワー推定値時系列更新係数算出部と、周波数チャネルごとに、前記原音パワー推定値時系列と前記原音パワー推定値時系列更新係数とを要素ごとに積算し、原音パワー推定値時系列更新値を算出する原音パワー推定値時系列更新値出力部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の残響除去装置において、前記原音パワー推定値時系列更新部は、周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列を前記残響音パワー推定値時系列で要素ごとに除算した時系列と、前記室内インパルス応答推定値との相関関数であるモデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数を算出するモデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数算出部と、周波数チャネルごとに、前記室内インパルス応答推定値の各特定範囲の要素値の部分和を要素値とした系列を算出し、当該系列と、前記原音パワー推定値時系列を要素ごとに定数乗しさらに定数倍した時系列とを加算した時系列であるスパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列を算出するスパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列算出部と、周波数チャネルごとに、前記モデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数の時系列の要素を、前記スパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列の要素値で除算した値である原音パワー推定値時系列更新係数を算出する原音パワー推定値時系列更新係数算出部と、周波数チャネルごとに、前記原音パワー推定値時系列と前記原音パワー推定値時系列更新係数とを要素ごとに積算し、原音パワー推定値時系列更新値を算出する原音パワー推定値時系列更新値出力部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、観測パワー時系列生成部が、音響信号の入力を受け付け、短時間周波数分析により周波数チャネルごとのサブバンド信号の振幅またはパワーの時系列である観測パワー時系列を生成する観測パワー時系列生成ステップと、初期設定部が、周波数チャネルごとの非負制約をもつ室内インパルス応答推定値と、原音の周波数チャネルごとのパワー推定値時系列である原音パワー推定値時系列とを設定する初期設定ステップと、残響音パワー推定値時系列算出部が、前記室内インパルス応答推定値と、前記原音パワー推定値時系列とを畳み込み、周波数チャネルごとの残響音モデルのパワー時系列である残響音パワー推定値時系列を算出する残響音パワー推定値時系列算出ステップと、室内インパルス応答更新部が、前記観測パワー時系列と、前記残響音パワー推定値時系列と、前記室内インパルス応答推定値と、前記原音パワー推定値時系列とに基づいて、非負制約を満たして前記室内インパルス応答推定値を更新する室内インパルス応答更新ステップと、原音パワー推定値時系列更新部が、前記観測パワー時系列と、前記残響音パワー推定値時系列と、前記室内インパルス応答推定値と、前記原音パワー推定値時系列とに基づいて、非負制約を満たして前記原音パワー推定値時系列を更新する原音パワー推定値時系列更新ステップと、パラメータ規格化部が、前記室内インパルス応答更新ステップで更新した前記室内インパルス応答推定値を、当該室内インパルス応答推定値の要素値の総和が一定値になるように規格化し、前記原音パワー推定値時系列更新ステップで更新した前記原音パワー推定値時系列を、当該原音パワー推定値時系列の要素値の総和が一定値になるように規格化するパラメータ規格化ステップと、収束判定部が、前記パラメータ規格化ステップで規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしているか否かを判定する収束判定ステップと、前記収束判定ステップで、前記パラメータ規格化部が規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしていると判定した場合、パラメータ出力部が当該室内インパルス応答推定値と当該原音パワー推定値時系列とを出力するパラメータ出力ステップと、を有し、前記収束判定ステップで、前記パラメータ規格化部が規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とが、所定の規準を満たしていないと判定した場合、前記パラメータ規格化ステップで規格化した前記室内インパルス応答推定値と前記原音パワー推定値時系列とに基づいて、前記残響音パワー推定値時系列算出ステップで前記残響音パワー推定値時系列を算出し、前記室内インパルス応答更新ステップで前記室内インパルス応答推定値を更新し、前記原音パワー推定値時系列更新ステップで前記原音パワー推定値時系列を更新し、前記原音パワー推定値時系列更新ステップで前記原音パワー推定値時系列を更新することを特徴とする残響除去方法である。
【００１２】
また、本発明の残響除去方法において、前記室内インパルス応答更新ステップは、観測音・推定原音間相関関数算出部が、周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列と前記原音パワー推定値時系列との相関関数である観測音・推定原音間相関関数を算出する観測音・推定原音間相関関数算出ステップと、推定残響音・推定原音間相関関数算出部が、周波数チャネルごとに、前記残響音パワー推定値時系列と前記源音パワー推定値時系列との相関関数である推定残響音・推定原音間相関関数を算出する推定残響音・推定原音間相関関数算出ステップと、室内インパルス応答推定値更新係数算出部が、周波数チャネルごとに、前記観測音・推定原音間相関関数の時系列の要素値を、前記推定残響音・推定原音間相関関数の時系列の要素値で除算した値である室内インパルス応答推定値更新係数を算出する室内インパルス応答推定値更新係数算出ステップと、室内インパルス応答推定値更新値出力部が、周波数チャネルごとに、前記室内インパルス応答推定値と前記室内インパルス応答推定値更新係数とを要素ごとに積算し、室内インパルス応答推定値更新値を算出する室内インパルス応答推定値更新値出力ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の残響除去方法において、前記室内インパルス応答更新ステップは、モデル化誤差比系列・推定原音間相関関数算出部が、周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列を前記残響音パワー推定値時系列で要素ごとに除算した時系列と、前記原音パワー推定値時系列との相関関数であるモデル化誤差比系列・推定原音間相関関数を算出するモデル化誤差比系列・推定原音間相関関数算出ステップと、推定原音部分和系列算出部が、周波数チャネルごとに、前記原音パワー推定値時系列の各特定範囲の要素値の部分和を要素値とした系列である推定原音部分和系列を算出する推定原音部分和系列算出ステップと、室内インパルス応答推定値更新係数算出部が、周波数チャネルごとに、前記推定原音部分和系列の要素値を、前記推定原音和系列の要素値で除算した値である室内インパルス応答推定値更新係数を算出する室内インパルス応答推定値更新係数算出ステップと、室内インパルス応答推定値更新値出力部が、周波数チャネルごとに、前記室内インパルス応答推定値と前記室内インパルス応答推定値更新係数とを要素ごとに積算し、室内インパルス応答推定値更新値を算出する室内インパルス応答推定値更新値出力ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の残響除去方法において、前記原音パワー推定値時系列更新ステップは、観測音・推定インパルス応答間相関関数算出部が、周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列と前記室内インパルス応答推定値との相関関数である観測音・推定インパルス応答間相関関数を算出する観測音・推定インパルス応答間相関関数算出ステップと、スパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数算出部が、周波数チャネルごとに、前記残響音パワー推定値時系列と前記室内インパルス応答推定値との相関関数を算出し、当該相関関数と、前記原音パワー推定値時系列を要素ごとに定数乗しさらに定数倍した時系列とを加算した時系列であるスパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数を算出するスパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数算出ステップと、原音パワー推定値時系列更新係数算出部が、周波数チャネルごとに、前記観測音・推定インパルス応答開相関関数の時系列の要素を、前記スパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数の時系列の要素値で除算した値である原音パワー推定値時系列更新係数を算出する原音パワー推定値時系列更新係数算出ステップと、原音パワー推定値時系列更新値出力部が、周波数チャネルごとに、前記原音パワー推定値時系列と前記原音パワー推定値時系列更新係数とを要素ごとに積算し、原音パワー推定値時系列更新値を算出する原音パワー推定値時系列更新値出力ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の残響除去方法において、前記原音パワー推定値時系列更新ステップは、モデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数算出部が、周波数チャネルごとに、前記観測パワー時系列を前記残響音パワー推定値時系列で要素ごとに除算した時系列と、前記室内インパルス応答推定値との相関関数であるモデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数を算出するモデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数算出ステップと、スパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列算出部が、周波数チャネルごとに、前記室内インパルス応答推定値の各特定範囲の要素値の部分和を要素値とした系列を算出し、当該系列と、前記原音パワー推定値時系列を要素ごとに定数乗しさらに定数倍した時系列とを加算した時系列であるスパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列を算出するスパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列算出ステップと、原音パワー推定値時系列更新係数算出部が、周波数チャネルごとに、前記モデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数の時系列の要素を、前記スパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列の要素値で除算した値である原音パワー推定値時系列更新係数を算出する原音パワー推定値時系列更新係数算出ステップと、原音パワー推定値時系列更新値出力部が、周波数チャネルごとに、前記原音パワー推定値時系列と前記原音パワー推定値時系列更新係数とを要素ごとに積算し、原音パワー推定値時系列更新値を算出する原音パワー推定値時系列更新値出力ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、コンピュータを、残響除去装置として動作させるためのコンピュータプログラムである。
【００１７】
また、本発明は、コンピュータを、残響除去装置として動作させるためのコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、音源の移動や室温変化などに伴う残響環境の変化に柔軟に対応しつつ残響を除去することができる。また、残響環境に変化がない場合でも、従来と同等に残響を除去することができる。また、残響除去の計算を高速に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態では、定数λ、ｐ、ＣＧ、ＣＳをあらかじめ定めていることを前提とする。また、時刻のインデックスを（式１）とする。また、周波数のインデックスを（式２）とする。また、原信号のパワースペクトル時系列（以後、原音パワー推定値時系列と記す）をＳ（ω，ｔ）とする。また、室内伝達系のインパルス応答のスペクトログラム（以後、室内インパルス応答推定値と記す）をＧ（ω，ｔ）とする。なお、（式３）は整数全体の集合を示す。
【００２０】
【数１】
2010049102.tif 000003
【００２１】
図１は、本実施形態における残響除去装置の機能ブロック図である。同図に示す残響除去装置は、観測パワー時系列生成部１と、初期設定部２と、残響音パワー推定値時系列算出部３と、室内インパルス応答更新部４と、原音パワー推定値時系列更新部５と、パラメータ規格化部６と、収束判定部７と、パラメータ出力部８とを備える。残響除去装置は、図示せぬマイクロホンなどから音響信号の入力を受け付け、この音響信号から室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）と、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）とを算出し、出力する。
【００２２】
はじめに、観測パワー時系列生成部１は、音響信号の入力を受け付け、入力された音響信号のパワースペクトルの時間周波数成分を出力する。なお、この時間周波数成分をＹ（ω，ｔ）と表す。また、Ｙ（ω，ｔ）を観測パワー時系列と呼ぶ。ω＝１，・・・，Ωを周波数に対応するインデックスとする。また、ｔ＝１，・・・，Ｔを周波数に対応するインデックスとする。観測パワー時系列生成部１は、短時間Ｆｏｕｒｉｅｒ変換やウェーブレット変換など、複数チャネルのフィルタバンク出力による時間周波数分解手段により時間周波数成分Ｙ（ω，ｔ）を計算する。
【００２３】
続いて、初期設定部２は、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）と室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）の初期値を設定し、出力する。これらの値は、乱数により設定してもよいが、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）の初期値は、観測パワー時系列生成部１が出力したＹ（ω，ｔ）と等しくなるように設定するのが好適である。また、室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）の初期値は、指数関数などのようにｔ＝１で最大値をとり、ｔが増えるに従って小さくなるように設定するのが好適である。
【００２４】
続いて、残響音パワー推定値時系列算出部３は、初期設定部２もしくは後述するパラメータ規格化部６が出力した原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）と室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）の入力を受け付ける。続いて、残響音パワー推定値時系列算出部３は、（式４）を用いて畳み込みにより残響音パワー推定値時系列Ｘ（ω，ｔ）を算出し、出力する。
【００２５】
【数２】
2010049102.tif 000004
【００２６】
ここで、系列Ｆ（ω，１），Ｆ（ω，２），・・・に対する離散Ｆｏｕｒｉｅｒ変換Ｆ´（ω，ｋ）を（式５）と表記する。また、系列Ｆ´（ω，１），Ｆ´（ω，２），・・・に対する離散逆Ｆｏｕｒｉｅｒ変換Ｆ（ω，ｔ）を（式６）と表記する。これにより、残響音パワー推定値時系列Ｘ（ω，ｔ）は（式７）と言える。よって、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）により、残響音パワー推定値時系列Ｘ（ω，ｔ）を高速に計算することができる。
【００２７】
【数３】
2010049102.tif 000005
【００２８】
また、（式８）および（式９）は、それぞれＳ（ω，ｔ）およびＧ（ω，ｔ）に対し、循環畳み込みの影響を減らす目的で適当に零詰したものを表す。具体的には、（式１０）および（式１１）である。ただし、Ｍωは（式８）および（式９）の時刻インデックス数である。
【００２９】
【数４】
2010049102.tif 000006
【００３０】
続いて、室内インパルス応答更新部４は、観測パワー時系列生成部１が出力した観測パワー時系列Ｙ（ω，ｔ）と、初期設定部２もしくは後述するパラメータ規格化部６が出力した原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）と室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）と、残響音パワー推定値時系列算出部３が出力した残響音パワー推定値時系列Ｘ（ω，ｔ）との入力を受け付ける。続いて、室内インパルス応答更新部４は、室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）を更新し、出力する。具体的な室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）の更新方法については、図２および図３を参照して説明する。
【００３１】
図２および図３は、室内インパルス応答更新部４が備える機能ブロックの構成例を示した図である。はじめに、図２に示した構成例について説明する。図２に示した例では、室内インパルス応答更新部４は、観測音・推定原音間相関関数算出部４１と、推定残響音・推定原音間相関関数算出部４２と、室内インパルス応答推定値更新係数算出部４３と、室内インパルス応答推定値更新値出力部４４とを備えている。
【００３２】
観測音・推定原音間相関関数算出部４１は、観測パワー時系列Ｙ（ω，ｔ）と、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）との入力を受け付ける。続いて、観測音・推定原音間相関関数算出部４１は（式１２）の計算を行い、観測音・推定原音間相関関数ＲＳＹ（ω，τ）を出力する。
【００３３】
【数５】
2010049102.tif 000007
【００３４】
続いて、推定残響音・推定原音間相関関数算出部４２は、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）と、残響音パワー推定値時系列Ｘ（ω，ｔ）との入力を受け付ける。続いて、推定残響音・推定原音間相関関数算出部４２は（式１３）の計算を行い、推定残響音・推定原音間相関関数ＲＳＸ（ω，τ）を出力する。
【００３５】
【数６】
2010049102.tif 000008
【００３６】
続いて、室内インパルス応答推定値更新係数算出部４３は、観測音・推定原音間相関関数算出部４１が出力した観測音・推定原音間相関関数ＲＳＹ（ω，τ）と、推定残響音・推定原音間相関関数算出部４２が出力した推定残響音・推定原音間相関関数ＲＳＸ（ω，τ）との入力を受け付ける。続いて、室内インパルス応答推定値更新係数算出部４３は、（式１４）の計算を行い、室内インパルス応答推定値更新係数αＧ（ω，ｔ）を出力する。
【００３７】
【数７】
2010049102.tif 000009
【００３８】
続いて、室内インパルス応答推定値更新値出力部４４は、室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）と、室内インパルス応答推定値更新係数算出部４３が出力した室内インパルス応答推定値更新係数αＧ（ω，ｔ）との入力を受け付ける。続いて、室内インパルス応答推定値更新値出力部４４は（式１５）の計算を行い、更新後の室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）を出力する。ただし、「←」は代入を意味する。
【００３９】
【数８】
2010049102.tif 000010
【００４０】
次に、図３に示した構成例について説明する。図３に示した例では、室内インパルス応答更新部４は、モデル化誤差比系列・推定原音間相関関数算出部４５と、推定原音部分和系列算出部４６と、室内インパルス応答推定値更新係数算出部４７と、室内インパルス応答推定値更新値出力部４８とを備えている。
【００４１】
モデル化誤差比系列・推定原音間相関関数算出部４５は、観測パワー時系列Ｙ（ω，ｔ）と、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）と、残響音パワー推定値時系列Ｘ（ω，ｔ）との入力を受け付ける。続いて、モデル化誤差比系列・推定原音間相関関数算出部４５は（式１６）の計算を行い、モデル化誤差比系列・推定原音間相関関数ＬＳＹ／Ｘ（ω，τ）を出力する。
【００４２】
【数９】
2010049102.tif 000011
【００４３】
続いて、推定原音部分和系列算出部４６は、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）の入力を受け付ける。続いて、推定原音部分和系列算出部４６は（式１７）の計算を行い、推定原音部分和系列ＬＳ（ω，τ）を出力する。
【００４４】
【数１０】
2010049102.tif 000012
【００４５】
続いて、室内インパルス応答推定値更新係数算出部４７は、モデル化誤差比系列・推定原音間相関関数算出部４５が出力したモデル化誤差比系列・推定原音間相関関数ＬＳＹ／Ｘ（ω，τ）と、推定原音部分和系列算出部４６が出力した推定原音部分和系列ＬＳ（ω，τ）との入力を受け付ける。続いて、室内インパルス応答推定値更新係数算出部４７は（式１８）の計算を行い、室内インパルス応答推定値更新係数βＧ（ω，ｔ）を出力する。
【００４６】
【数１１】
2010049102.tif 000013
【００４７】
続いて、室内インパルス応答推定値更新値出力部４８は、室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）と、室内インパルス応答推定値更新係数算出部４７が出力した室内インパルス応答推定値更新係数βＧ（ω，ｔ）との入力を受け付ける。続いて、室内インパルス応答推定値更新値出力部４８は（式１９）の計算を行い、更新後の室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）を出力する。ただし、「←」は代入を意味する。
【００４８】
【数１２】
2010049102.tif 000014
【００４９】
図２および図３を参照して説明したとおり、室内インパルス応答更新部４は、室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）を更新し、出力する。
【００５０】
以下、図１の説明に戻る。続いて、原音パワー推定値時系列更新部５は、観測パワー時系列生成部１が出力した観測パワー時系列Ｙ（ω，ｔ）と、初期設定部２もしくは後述するパラメータ規格化部６が出力した原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）と室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）と、残響音パワー推定値時系列算出部３が出力した残響音パワー推定値時系列Ｘ（ω，ｔ）との入力を受け付ける。続いて、原音パワー推定値時系列更新部５は、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）を更新し、出力する。具体的な原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）の更新方法については、図４および図５を参照して説明する。
【００５１】
図４および図５は、原音パワー推定値時系列更新部５が備える機能ブロックの構成例を示した図である。はじめに、図４に示した構成例について説明する。図４に示した例では、原音パワー推定値時系列更新部５は、観測音・推定インパルス応答間相関関数算出部５１と、スパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数算出部５２と、原音パワー推定値時系列更新係数算出部５３と、原音パワー推定値時系列更新値出力部５４とを備えている。
【００５２】
観測音・推定インパルス応答間相関関数算出部５１は、観測パワー時系列Ｙ（ω，ｔ）と、室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）との入力を受け付ける。続いて、観測音・推定インパルス応答間相関関数算出部５１は（式２０）の計算を行い、観測音・推定インパルス応答間相関関数ＲＧＹ（ω，τ）を出力する。
【００５３】
【数１３】
2010049102.tif 000015
【００５４】
続いて、スパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数算出部５２は、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）と、室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）と、残響音パワー推定値時系列Ｘ（ω，ｔ）との入力を受け付ける。続いて、スパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数算出部５２は（式２１）の計算を行い、スパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数ＲＧＸ（ω，τ）を出力する。
【００５５】
【数１４】
2010049102.tif 000016
【００５６】
続いて、原音パワー推定値時系列更新係数算出部５３は、観測音・推定インパルス応答間相関関数算出部５１が出力した観測音・推定インパルス応答間相関関数ＲＧＹ（ω，τ）と、スパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数算出部５２が出力したスパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数ＲＧＸ（ω，τ）との入力を受け付ける。続いて、原音パワー推定値時系列更新係数算出部５３は（式２２）の計算を行い、原音パワー推定値時系列更新係数αＳ（ω，ｔ）を出力する。
【００５７】
【数１５】
2010049102.tif 000017
【００５８】
続いて、原音パワー推定値時系列更新値出力部５４は、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）と、原音パワー推定値時系列更新係数算出部５３が出力した原音パワー推定値時系列更新係数αＳ（ω，ｔ）との入力を受け付ける。続いて、原音パワー推定値時系列更新値出力部５４は（式２３）の計算を行い、更新後の原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）を出力する。ただし、「←」は代入を意味する。
【００５９】
【数１６】
2010049102.tif 000018
【００６０】
次に、図５に示した構成例について説明する。図５に示した例では、原音パワー推定値時系列更新部５は、モデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数算出部５５と、スパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列算出部５６と、原音パワー推定値時系列更新係数算出部５７と、原音パワー推定値時系列更新値出力部５８とを備えている。
【００６１】
モデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数算出部５５は、観測パワー時系列Ｙ（ω，ｔ）と、室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）と、残響音パワー推定値時系列Ｘ（ω，ｔ）との入力を受け付ける。続いて、モデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数算出部５５は（式２４）の計算を行い、モデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数ＬＧＹ／Ｘ（ω，τ）を出力する。
【００６２】
【数１７】
2010049102.tif 000019
【００６３】
続いて、スパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列算出部５６は、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）と、室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）との入力を受け付ける。続いて、スパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列算出部５６は、（式２５）の計算を行い、スパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列ＬＧ（ω，τ）を出力する。
【００６４】
【数１８】
2010049102.tif 000020
【００６５】
続いて、原音パワー推定値時系列更新係数算出部５７は、モデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数算出部５５が出力したモデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数ＬＧＹ／Ｘ（ω，τ）と、スパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列算出部５６が出力したスパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列ＬＧ（ω，τ）との入力を受け付ける。続いて、原音パワー推定値時系列更新係数算出部５７は、（式２６）の計算を行い、原音パワー推定値時系列更新係数βＳ（ω，ｔ）を出力する。
【００６６】
【数１９】
2010049102.tif 000021
【００６７】
続いて、原音パワー推定値時系列更新値出力部５８は、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）と、原音パワー推定値時系列更新係数算出部５７が出力した原音パワー推定値時系列更新係数βＳ（ω，ｔ）との入力を受け付ける。続いて、原音パワー推定値時系列更新値出力部５８は（式２７）の計算を行い、更新後の原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）を出力する。ただし、「←」は代入を意味する。
【００６８】
【数２０】
2010049102.tif 000022
【００６９】
図４および図５を参照して説明したとおり、原音パワー推定値時系列更新部５は、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）を更新し、出力する。
【００７０】
以下、図１の説明に戻る。続いて、パラメータ規格化部６は、室内インパルス応答更新部４が出力した室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）と、原音パワー推定値時系列更新部５が出力した原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）との入力を受け付ける。続いて、パラメータ規格化部６は（式２８）の計算を行い、入力を受け付けた室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）を修正し、修正後の室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）を出力する。また、パラメータ規格化部６は（式２９）の計算を行い、入力を受け付けた原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）を修正し、修正後の原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）を出力する。
【００７１】
【数２１】
2010049102.tif 000023
【００７２】
上述した、残響音パワー推定値時系列算出部３と、室内インパルス応答更新部４と、原音パワー推定値時系列更新部５と、パラメータ規格化部６とが、この順に各々の処理を繰り返し実行することで、パラメータ規格化部６が出力する室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）と、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）との精度が向上する。
【００７３】
続いて、収束判定部７は、パラメータ規格化部６が出力する室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）と、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）との精度が十分であるか否かを判定する。収束判定部７が、パラメータ規格化部６が出力する室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）と、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）との精度が十分であると判定した場合、後述するパラメータ出力部８が処理を実行する。収束判定部７が、パラメータ規格化部６が出力する室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）と、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）との精度が十分ではないと判定した場合、再度、残響音パワー推定値時系列算出部３と、室内インパルス応答更新部４と、原音パワー推定値時系列更新部５と、パラメータ規格化部６とが、この順に各々の処理を実行する。
【００７４】
パラメータ規格化部６が出力する室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）と、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）との精度が十分であるか否かの判定方法としては、以下の方法がある。
【００７５】
例えば、収束判定部７は、残響音パワー推定値時系列算出部３と、室内インパルス応答更新部４と、原音パワー推定値時系列更新部５と、パラメータ規格化部６とが、所定の回数以上処理を行ったか否かを判定する。続いて、収束判定部７は、所定の回数以上処理を行ったと判定した場合、室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）と、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）との精度が十分であると判定し、それ以外は精度が十分ではないと判定する。
【００７６】
また、例えば、収束判定部７は、パラメータ規格化部６が更新する室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）と、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）の変化率が所定値以下であるか否かを判定する。続いて、収束判定部７は、目的関数の変化率が所定値以下である場合は室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）と原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）との精度が十分であると判定し、それ以外は精度が十分ではないと判定する。
【００７７】
また、例えば、収束判定部７は目的関数を算出し、算出した目的関数の変化率が所定値以下であるか否かを判定する。続いて、収束判定部７は、目的関数の変化率が所定値以下である場合は室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）と原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）との精度が十分であると判定し、それ以外は精度が十分ではないと判定する。収束判定部７は、（式３０）または（式３１）を算出し、目的関数Ｊ（Ｓ，Ｇ）またはＫ（Ｓ，Ｇ）を算出する。ただし、Λ＝｛１，・・・，Ω｝、Γ＝｛１，・・・，Ｔ｝である。目的関数Ｊ（Ｓ，Ｇ）とＫ（Ｓ，Ｇ）を最小化する乗法更新アルゴリズムについては後述する。
【００７８】
【数２２】
2010049102.tif 000024
【００７９】
パラメータ出力部８は、収束判定部７が、パラメータ規格化部６が出力する室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）と、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）との精度が十分であると判定した場合、この室内インパルス応答推定値Ｇ（ω，ｔ）と、原音パワー推定値時系列Ｓ（ω，ｔ）とを出力する。
【００８０】
次に、目的関数Ｊ（Ｓ，Ｇ）およびＫ（Ｓ，Ｇ）を最小化する乗法更新アルゴリズムについて説明する。上述したとおり、本実施形態では、時刻のインデックスを（式３２）とする。また、周波数のインデックスを（式３３）とする。また、原信号のパワースペクトル時系列をＳ（ω，ｔ）とする。以下、パワースペクトル時系列をスペクトログラムと記す。また（式３４）は整数全体の集合を示す。また、残響音声のスペクトログラムをＸ（ω，ｔ）とする。また、室内伝達系のインパルス応答のスペクトログラム（以後、室内インパルス応答と記す）をＧ（ω，ｔ）とする。また、残響音声のスペクトログラムＸ（ω，ｔ）は、室内インパルス応答Ｇ（ω，ｔ）を用いて近似的に（式３５）で表されるとする。
【００８１】
【数２３】
2010049102.tif 000025
【００８２】
音声観測スペクトログラムがＹ（ω，ｔ）のとき、Ｘ（ω，ｔ）≒Ｙ（ω，ｔ）で、かつ、原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）ができるだけスパースとなるような非負のインパルス応答Ｇ（ω，ｔ）を求めるのが本実施形態での目的である。そこで、（式３６）と（式３７）で示した範囲の音声観測スペクトログラムＹ（ω，ｔ）を近似する問題を考え、原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）を（式３８）とし、室内インパルス応答Ｇ（ω，ｔ）を（式３９）とする。ここで、Γは時刻のインデックスの集合である。また、Λは周波数のインデックスの集合である。また、Ｔは時刻のインデックスの集合の要素である。また、Ωは周波数のインデックスの集合の要素である。
【００８３】
【数２４】
2010049102.tif 000026
【００８４】
また、Υω＝｛１，・・・，Ｔω｝である。Ｔωはωごとに異なりうる室内インパルス応答の時間長（時刻インデックス数）であり、以後フィルタ長と記す。音声観測スペクトログラムＹ（ω，ｔ）と残響音声のスペクトログラムＸ（ω，ｔ）との近さを二乗誤差で測ることにすると、原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）と室内インパルス応答Ｇ（ω，ｔ）とに関する、制約つき最適化問題は（式４０）〜（式４３）のとおりである。
【００８５】
【数２５】
2010049102.tif 000027
【００８６】
（式４０）の第２項は、スパース性コストである。このスパース性コストが小さいほど原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）はスパースである。λはモデル化誤差に対するコストと音声スペクトログラムのスパース性コストのバランスを調節するための定数である。また、ｐは０＜ｐ≦２の範囲で任意に定めてよい実数定数である。
【００８７】
なお、上記では音声観測スペクトログラムＹ（ω，ｔ）と残響音声のスペクトログラムＸ（ω，ｔ）との近さの基準を二乗誤差とした。これに対してＩダイバージェンスを音声観測スペクトログラムＹ（ω，ｔ）と残響音声のスペクトログラムＸ（ω，ｔ）との近さの基準にした場合における、原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）と室内インパルス応答Ｇ（ω，ｔ）とに関する、制約つき最適化問題は（式４４）〜（式４３）のとおりである。なお、Ｉダイバージェンスについては、例えば、文献「Ｉ．Ｃｓｉｓｚａｒ，“Ｉ−Ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ  Ｇｅｏｍｅｔｒｙ  ｏｆ  Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｂｌｅｍｓ，”Ｔｈｅ  ａｎｎａｌｓ  ｏｆ  Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ，  Ｖｏｌ．  ３，  Ｎｏ．  １，  ｐｐ．  １４６−１５８，  １９７５．」に記載されている。
【００８８】
【数２６】
2010049102.tif 000028
【００８９】
λはモデル化誤差に対するコストと音声スペクトログラムのスパース性コストのバランスを調節するための定数である。また、ｐは０＜ｐ≦２の範囲で任意に定めてよい実数定数である。
【００９０】
次に、目的関数Ｊ（Ｓ，Ｇ）を最小化する乗法更新アルゴリズムについて説明する。目的関数Ｊ（Ｓ，Ｇ）は、乗法更新アルゴリズムと同様な反復アルゴリズムにより効率的に小さくすることができる。乗法更新アルゴリズムについては、例えば、文献「Ｄ．Ｄ．Ｌｅｅ  ａｎｄ  Ｈ．Ｓ．Ｓｅｕｎｇ，“Ｌｅａｒｎｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｐａｒｔｓ  ｏｆ  Ｏｂｊｅｃｔｓ  ｂｙ  Ｎｏｎ−ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｆａｃ−ｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ，”Ｎａｔｕｒｅ  Ｖｏｌ．４０１，ｐｐ．７８８−７９１，１９９９．」に記載されている。
【００９１】
ここで、原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）の乗法更新式を導く。パラメータ規格化部６が出力する原信号のスペクトログラムをＳ（ω，ｔ）とする。また、原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）を出力する前に、パラメータ規格化部６が処理を行った際に出力した原信号のスペクトログラムをＳ´（ω，ｔ）とする。すなわち原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）の１ステップ前の更新値はＳ´（ω，ｔ）である。また、パラメータ規格化部６が出力する室内インパルス応答をＧ（ω，ｔ）とする。また、室内インパルス応答Ｇ（ω，ｔ）を出力する前に、パラメータ規格化部６が処理を行った際に出力する室内インパルス応答をＧ´（ω，ｔ）とする。すなわち室内インパルス応答Ｇ（ω，ｔ）の１ステップ前の更新値はＧ´（ω，ｔ）である。ここで、ｍτ（ω，ｔ）を（式４８）とすると、（式４９）が成り立つ。
【００９２】
【数２７】
2010049102.tif 000029
【００９３】
（式４９）の右辺を（式５０）とする。（式５０）を最小化するように原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）を更新すれば、Ｊ（Ｓ，Ｇ）の非増加性が保証される。そこで、（式５１）を解くと、Ｊ（Ｓ，Ｇ）の非増加性が保証される更新式（式５２）を得る。ただし、Ｘ´（ω，ｔ）は（式５３）である。
【００９４】
【数２８】
2010049102.tif 000030
【００９５】
（式５２）のとおり、原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）の更新値は、１ステップ前の更新値Ｓ´（ω，ｔ）と更新係数との積となる。このような形の更新式を乗法更新式という。また（式５２）より、Ｓ´（ω，ｔ）およびＧ´（ω，ｔ）の要素がすべて非負値であれば、Ｓ（ω，ｔ）の要素はすべて非負値に更新されることがわかり、（式４１）の条件を満たす。また、（式５４）であれば、必ず（式５５）となる。よって、初期設定で（式５５）としておけば、この更新により（式４３）の条件を逸脱することはない。
【００９６】
【数２９】
2010049102.tif 000031
【００９７】
次に、室内インパルス応答Ｇ（ω，ｔ）の乗法更新式を導く。原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）の乗法更新式を導いた際と同様に、原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）の１ステップ前の更新値をＳ´（ω，ｔ）とし、室内インパルス応答Ｇ（ω，ｔ）の１ステップ前の更新値をＧ´（ω，ｔ）とする。（式４８）を用いると（式５６）が成り立つ。
【００９８】
【数３０】
2010049102.tif 000032
【００９９】
（式５６）の右辺を（式５７）とする。原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）の乗法更新式を導いた際と同様に（式５８）を解くと、乗法更新式（式５９）を得る。ただし、乗法更新式（式５９）の導出においては、（式６０）の拘束は考慮していないため、（式５９）の更新後に規格化する必要がある。
【０１００】
【数３１】
2010049102.tif 000033
【０１０１】
次に、目的関数Ｋ（Ｓ，Ｇ）を最小化する乗法更新アルゴリズムについて説明する。目的関数Ｊ（Ｓ，Ｇ）と同様に、目的関数Ｋ（Ｓ，Ｇ）についても乗法更新アルゴリズムと同様な反復アルゴリズムにより効率的に小さくすることができる。
【０１０２】
ここで、原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）の乗法更新式を導く。パラメータ規格化部６が出力する原信号のスペクトログラムをＳ（ω，ｔ）とする。また、原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）を出力する前に、パラメータ規格化部６が処理を行った際に出力した原信号のスペクトログラムをＳ´（ω，ｔ）とする。すなわち原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）の１ステップ前の更新値はＳ´（ω，ｔ）である。また、パラメータ規格化部６が出力する室内インパルス応答をＧ（ω，ｔ）とする。また、室内インパルス応答Ｇ（ω，ｔ）を出力する前に、パラメータ規格化部６が処理を行った際に出力する室内インパルス応答をＧ´（ω，ｔ）とする。すなわち室内インパルス応答Ｇ（ω，ｔ）の１ステップ前の更新値はＧ´（ω，ｔ）である。ここで、ｍτ（ω，ｔ）を（式６１）とすると、（式６２）が成り立つ。
【０１０３】
【数３２】
2010049102.tif 000034
【０１０４】
（式６２）の右辺を（式６３）とする。（式６３）を最小化するように原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）を更新すれば、Ｋ（Ｓ，Ｇ）の非増加性が保証される。そこで、（式６４）を解くと、乗法更新式（式６５）を得る。ただし、Ｘ´（ω，ｔ）は（式６６）である。
【０１０５】
【数３３】
2010049102.tif 000035
【０１０６】
（式６５）より、Ｓ´（ω，ｔ）およびＧ´（ω，ｔ）の要素がすべて非負値であれば、Ｓ（ω，ｔ）の要素はすべて非負値に更新されることがわかる。
【０１０７】
次に、室内インパルス応答Ｇ（ω，ｔ）の乗法更新式を導く。原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）の乗法更新式を導いた際と同様に、原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）の１ステップ前の更新値をＳ´（ω，ｔ）とし、室内インパルス応答Ｇ（ω，ｔ）の１ステップ前の更新値をＧ´（ω，ｔ）とする。（式６１）を用いると（式６７）が成り立つ。
【０１０８】
【数３４】
2010049102.tif 000036
【０１０９】
（式６７）の右辺を（式６８）とする。原信号のスペクトログラムＳ（ω，ｔ）の乗法更新式を導いた際と同様に（式６９）を解くと、乗法更新式（式７０）を得る。ただし、乗法更新式（式６３）の導出においては、（式７１）の拘束は考慮していないため、（式７０）の更新後に規格化する必要がある。
【０１１０】
【数３５】
2010049102.tif 000037
【０１１１】
次に、残響音パワー推定値時系列算出部３において、２つの系列間の畳み込みを計算する構成の一例である、畳み込み計算部９について説明する。畳み込み計算部９は、高速に畳み込みを計算することができる。畳み込み計算部９は、残響音パワー推定値時系列算出部３から畳み込みの計算に必要な値の入力を受け付け、この値に基づいて畳み込みの計算を行い、計算結果を残響音パワー推定値時系列算出部３に入力する。
【０１１２】
図６は、畳み込み計算部９が備える機能ブロックの構成例を示した図である。畳み込み計算部９は、零詰部９１と、高速フーリエ変換部９２と、フーリエ変換積算出部９３と、高速逆フーリエ変換部９４とを備えている。
【０１１３】
以下、Ｗ（１），Ｗ（２），・・・，Ｗ（ＴＷ）と、Ｚ（１），Ｚ（２），・・・，Ｚ（ＴＺ）に対して、（式７２）の形で与えられる畳み込み計算の結果Ｖ（ｔ）を出力する例を用いて畳み込み計算部９の各部の説明を行う。ただし、ＴＷおよびＴＺはそれぞれの系列の要素数である。
【０１１４】
【数３６】
2010049102.tif 000038
【０１１５】
零詰部９１は（式７２）によりＷ´（ｔ）を出力する。また、零詰部９１は（式７３）によりＺ´（ｔ）を出力する。ただし、ＵはＷ´（ｔ）およびＺ´（ｔ）の要素数である。
【０１１６】
【数３７】
2010049102.tif 000039
【０１１７】
続いて、高速フーリエ変換部９２は、零詰部９１が出力したＷ´（ｔ）とＺ´（ｔ）の入力を受け付ける。続いて、高速フーリエ変換部９２は、（式７５）と（式７６）の計算をＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）により行い、ｗ（ｋ）とｚ（ｋ）を出力する。
【０１１８】
【数３８】
2010049102.tif 000040
【０１１９】
続いて、フーリエ変換積算出部９３は、高速フーリエ変換部９２が出力したｗ（ｋ）とｚ（ｋ）の入力を受け付ける。続いて、フーリエ変換積算出部９３は（式７７）の計算を行い、ｖ（ｋ）を出力する。
【０１２０】
【数３９】
2010049102.tif 000041
【０１２１】
続いて、高速逆フーリエ変換部９４は、フーリエ変換積算出部９３が出力したｖ（ｋ）の入力を受け付ける。続いて、高速逆フーリエ変換部９４は（式７８）の計算をＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）により行い、Ｖ（ｔ）を出力する。
【０１２２】
【数４０】
2010049102.tif 000042
【０１２３】
零詰部９１と、高速フーリエ変換部９２と、フーリエ変換積算出部９３と、高速逆フーリエ変換部９４の動作により、畳み込み計算部９は、高速に畳み込みを計算することができる。
【０１２４】
次に、観測音・推定原音間相関関数算出部４１と、推定残響音・推定原音間相関関数算出部４２と、モデル化誤差比系列・推定原音間相関関数算出部４５と、観測音・推定インパルス応答間相関関数算出部５１と、スパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答開相関関数算出部５２と、モデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数算出部５５において、２つの系列間の相関関数を計算する構成の一例である、相関関数計算部１０について説明する。相関関数計算部１０は、高速に相関関数を計算することができる。相関関数計算部１０は、相関関数の計算結果を必要とする各部から相関関数の計算に必要な値の入力を受け付け、この値に基づいて相関関数の計算を行い、計算結果を各部に入力する。
【０１２５】
図７は、相関関数計算部１０が備える機能ブロックの構成例を示した図である。相関関数計算部１０は、零詰部１０１と、高速フーリエ変換部１０２と、複素共役化部１０３と、フーリエ変換積算出部１０４と、高速逆フーリエ変換部１０５とを備えている。
【０１２６】
以下、Ｗ（１），Ｗ（２），・・・，Ｗ（ＴＷ）と、Ｚ（１），Ｚ（２），・・・，Ｚ（ＴＺ）に対して、（式７９）の形で与えられる相関関数計算の結果Ｖ（ｔ）を出力する例を用いて相関関数計算部１０の各部の説明を行う。ただし、ＴＷおよびＴＺはそれぞれの系列の要素数である。
【０１２７】
【数４１】
2010049102.tif 000043
【０１２８】
零詰部１０１は（式８０）によりＷ´（ｔ）を出力する。また、零詰部１０１は（式８１）によりＺ´（ｔ）を出力する。ただし、ＵはＷ´（ｔ）およびＺ´（ｔ）の要素数である。
【０１２９】
【数４２】
2010049102.tif 000044
【０１３０】
続いて、高速フーリエ変換部１０２は、零詰部１０１が出力したＷ´（ｔ）とＺ´（ｔ）の入力を受け付ける。続いて、高速フーリエ変換部１０２は、（式８２）と（式８３）の計算をＦＦＴにより行い、ｗ（ｋ）とｚ（ｋ）を出力する。
【０１３１】
【数４３】
2010049102.tif 000045
【０１３２】
続いて、複素共役化部１０３は、高速フーリエ変換部１０２出力したｗ（ｋ）とｚ（ｋ）の入力を受け付ける。続いて、複素共役化部１０３は、（式８４）と（式８５）の操作を行い、ｗ（ｋ）とｚ（ｋ）を出力する。ただし、（・）＊は複素共役を表す。また、「←」は代入を表す。
【０１３３】
【数４４】
2010049102.tif 000046
【０１３４】
続いて、フーリエ変換積算出部１０４は、複素共役化部１０３が出力したｗ（ｋ）とｚ（ｋ）の入力を受け付ける。続いて、フーリエ変換積算出部９３は（式８６）の計算を行い、ｖ（ｋ）を出力する。
【０１３５】
【数４５】
2010049102.tif 000047
【０１３６】
続いて、高速逆フーリエ変換部１０５は、フーリエ変換積算出部１０４が出力したｖ（ｋ）の入力を受け付ける。続いて、高速逆フーリエ変換部１０５は（式８７）の計算をＩＦＦＴにより行い、Ｖ（ｔ）を出力する。
【０１３７】
【数４６】
2010049102.tif 000048
【０１３８】
零詰部１０１と、高速フーリエ変換部１０２と、複素共役化部１０３と、フーリエ変換積算出部１０４と、高速逆フーリエ変換部１０５の動作により、相関関数計算部１０は高速に相関関数を計算することができる。
【０１３９】
本実施形態の残響除去装置は、音声信号のスパース性を基準として、上述したアルゴリズムを用いて残響成分のパワー包絡を推定する。よって、本実施形態の残響除去装置は、音源の移動や室温変化などに伴う残響変化に対して頑健に動作する。また、本実施形態の残響除去装置は、残響環境に変化がない場合においても、従来知られている残響除去装置と同等程度の性能で残響除去を行うことができる。また、本実施形態の残響除去装置は、高速に残響除去の計算を行うことができる。
【０１４０】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成、プログラム、およびシステムはこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【０１４１】
また、残響除去装置の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、音声信号の残響除去を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
【０１４２】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【０１４３】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【０１４４】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明の一実施形態における残響除去装置の機能ブロック図である。
【図２】本実施形態における室内インパルス応答更新部が備える機能ブロックの構成を示した図である。
【図３】本実施形態における室内インパルス応答更新部が備える機能ブロックの構成を示した図である。
【図４】本実施形態における原音パワー推定値時系列更新部が備える機能ブロックの構成を示した図である。
【図５】本実施形態における原音パワー推定値時系列更新部が備える機能ブロックの構成を示した図である。
【図６】本実施形態における畳み込み計算部が備える機能ブロックの構成を示した図である。
【図７】本実施形態における相関関数計算部が備える機能ブロックの構成を示した図である。
【符号の説明】
【０１４６】
１・・・観測パワー時系列生成部、２・・・初期設定部、３・・・残響音パワー推定値時系列算出部、４・・・室内インパルス応答更新部、５・・・原音パワー推定値時系列更新部、６・・・パラメータ規格化部、７・・・収束判定部、８・・・パラメータ出力部、９・・・畳み込み計算部、１０・・・相関関数計算部、４１・・・観測音・推定原音間相関関数算出部、４２・・・推定残響音・推定原音間相関関数算出部、４３，４７・・・室内インパルス応答推定値更新係数算出部、４４，４８・・・室内インパルス応答推定値更新値出力部、４５・・・モデル化誤差比系列・推定原音間相関関数算出部、４６・・・推定原音部分和系列算出部、５１・・・観測音・推定インパルス応答間相関関数算出部、５２・・・スパース補正項つき推定残響音・推定インパルス応答間相関関数算出部、５３，５７・・・原音パワー推定値時系列更新係数算出部、５４，５８・・・原音パワー推定値時系列更新値出力部、５５・・・モデル化誤差比系列・推定インパルス応答間相関関数算出部、５６・・・スパース補正項つき推定インパルス応答部分和系列算出部、９１，１０１・・・零詰部、９２，１０２・・・高速フーリエ変換部、９３，１０４・・・フーリエ変換積算出部、９４，１０５・・・高速逆フーリエ変換部、１０３・・・複素共役化部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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