(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一反響路H1を、第一音響再生手段と前記第一音響再生手段と同一空間内にある収音手段との間の音響的な伝達経路であるものとし、
第二反響路H2を、前記第一音響再生手段と同一空間内にある第二音響再生手段と前記収音手段との間の音響的な伝達経路であるものとし、
前記第一反響路H1を介して前記第一音響再生手段で再生する第一再生信号x1(k)（kは離散時間を表す正の値）を前記収音手段で収音して得た第一反響信号d1(k)と、前記第二反響路H2を介して、前記第二音響再生手段で再生する第二再生信号x2(k)を前記収音手段で収音して得た第二反響信号d2(k)との混合信号を、前記収音手段で収音する全ての収音信号y(k)の中から消去または低減するステレオ反響消去方法において、
前記第一反響路H1の模擬特性Hm1(k)を有し、前記第一再生信号x1(k)を入力とし、前記第一反響信号d1(k)を模擬する第一反響模擬信号dm1(k)を生成する第一適応型反響模擬ステップと、
前記第二反響路H2の模擬特性Hm2(k)を有し、前記第二再生信号x2(k)を入力とし、前記第二反響信号d2(k)を模擬する第二反響模擬信号dm2(k)を生成する第二適応型反響模擬ステップと、
前記第一反響模擬信号dm1(k)と、前記第二反響模擬信号dm2(k)とを、前記収音信号y(k)から減算して誤差信号e(k)を生成する減算ステップと、
前記誤差信号e(k)を入力とし、d1(k)-dm1(k)に相当する第一誤差信号e1(k)と、d2(k)-dm2(k)に相当する第二誤差信号e2(k)の推定値を、0<p<2、0<q<2を満たすように予め定めたpとq、および予め定めたa1とa2により定まる、e1(k)の事後確率分布
【数２１】
0005438629.tif 000022
の少なくとも何れか一つを用いて、前記第一誤差信号e1(k)および前記第二誤差信号e2(k)の値をe(k)=e1(k)+e2(k)を満足するように推定する優ガウスモデル誤差配分ステップと、
前記第一模擬特性Hm1(k)と、前記第一再生信号x1(k)と、前記第一誤差信号e1(k)とを入力とし、離散時間kにおける前記第一模擬特性Hm1(k)を離散時間k+1における第一模擬特性Hm1(k+1)に更新する第一更新ステップと、
前記第二模擬特性Hm2(k)と、前記第二再生信号x2(k)と、前記第二誤差信号e2(k)とを入力とし、離散時間kにおける前記第二模擬特性Hm2(k)を離散時間k+1における第二模擬特性Hm2(k+1)に更新する第二更新ステップとを有すること
を特徴とするステレオ反響消去方法。
【請求項２】
請求項１に記載のステレオ反響消去方法であって、前記優ガウスモデル誤差配分ステップが前記事後確率分布P(e1(k)|e(k))およびP(e2(k)|e(k))の最頻値を前記第一誤差信号e1(k)および 前記第二誤差信号e2(k)の推定値とすること
を特徴とするステレオ反響消去方法。
【請求項３】
請求項１に記載のステレオ反響消去方法であって、前記優ガウスモデル誤差配分ステップが前記事後確率分布P(e1(k)|e(k)) およびP(e2(k)|e(k))の期待値を前記第一誤差信号e1(k) および 前記第二誤差信号e2(k)の推定値とすること
を特徴とするステレオ反響消去方法。
【請求項４】
請求項１に記載のステレオ反響消去方法であって、前記優ガウスモデル誤差配分ステップが前記事後確率分布P(e1(k)|e(k)) およびP(e2(k)|e(k))の中央値を前記第一誤差信号e1(k) および 前記第二誤差信号e2(k)の推定値とすること
を特徴とするステレオ反響消去方法。
【請求項５】
請求項１に記載のステレオ反響消去方法であって、前記優ガウスモデル誤差配分ステップが、前記第一再生信号x1(k)と前記第二再生信号x2(k)との相互相関に基づいて、前記事後確率分布P(e1(k)|e(k)) およびP(e2(k)|e(k))の最頻値、期待値、中央値のいずれか一つを選択して前記第一誤差信号e1(k) および 前記第二誤差信号e2(k)の推定値とすること
を特徴とするステレオ反響消去方法。
【請求項６】
請求項１から５の何れかに記載のステレオ反響消去方法であって、前記第一再生信号x1(k)と、前記第一模擬反響信号dm1(k)と、前記観測誤差信号e(k)のうちの少なくともいずれか一つを用いて前記a1を計算し、前記第二再生信号x2(k)と、前記第二模擬反響信号dm2(k)と、前記観測誤差信号e(k)のうちの少なくともいずれか一つを用いて前記a2を計算すること
を特徴とするステレオ反響消去方法。
【請求項７】
請求項１から６の何れかに記載のステレオ反響消去方法であって、前記第一再生信号x1(k)と前記第二再生信号x2(k)を用いる全てのステップにおいて、前記第一再生信号x1(k)と前記第二再生信号x2(k)の代わりに、それらを線形変換したx1'(k)およびx2'(k)を用いること
を特徴とするステレオ反響消去方法。
【請求項８】
請求項１から６の何れかに記載のステレオ反響消去方法であって、前記優ガウスモデル誤差配分ステップにおいて、前記第一再生信号x1(k)と前記第二再生信号x2(k)の代わりに、それらを線形変換したx1’(k)およびx2’(k)を用いることおよび、
前記第一更新ステップおよび前記第二更新ステップにおいて、前記第一再生信号x1(k)と前記第二再生信号x2(k)の代わりに、それらを線形変換したx1’(k)およびx2’(k)を用い、さらに、前記第一再生信号x1(k)と前記第二再生信号x2(k)に施したものと等しい線形変換を第一模擬特性Hm1(k)および第一模擬特性Hm2(k)の更新結果にも施すことにより、Hm1(k+1)およびHm2(k+1)を得ること
を特徴とするステレオ反響消去方法。
【請求項９】
請求項１から６の何れかに記載のステレオ反響消去方法であって、
前記第一再生信号x1(k)と前記第二再生信号x2(k)の代わりに、周波数分割された第一再生信号および周波数分割された第二再生信号を入力し、
収音信号y(k)の代わりに、周波数分割された収音信号を入力し、
分割された各周波数毎に、前記第一適応型反響模擬ステップ、前記第二適応型反響模擬ステップ、前記減算ステップ、前記優ガウスモデル誤差配分ステップ、前記第一更新ステップ、前記第二更新ステップを実行し、
各周波数毎に生成された前記誤差信号を周波数合成して、前記反響消去信号e(k)を得ること
を特徴とするステレオ反響消去方法。
【請求項１０】
請求項１から６の何れかに記載のステレオ反響消去方法であって、
前記第一再生信号x1(k)と前記第二再生信号x2(k)の代わりに、周波数分割された第一再生信号および周波数分割された第二再生信号を入力し、
分割された各周波数毎に、前記第一適応型反響模擬ステップ、前記第二適応型反響模擬ステップを実行し、各周波数毎に得られた前記第一反響模擬信号および第二反響模擬信号を周波数合成し、全周波数帯域信号に戻した後、前記収音信号y(k)から減算する前記減算ステップを実行し、得られた誤差信号e(k)を周波数分割し、各周波数毎に、前記優ガウスモデル誤差配分ステップ、前記第一更新ステップ、前記第二更新ステップを実行すること
を特徴とするステレオ反響消去方法。
【請求項１１】
第一反響路H1を、第一音響再生手段と前記第一音響再生手段と同一空間内にある収音手段との間の音響的な伝達経路であるものとし、
第二反響路H2を、前記第一音響再生手段と同一空間内にある第二音響再生手段と前記収音手段との間の音響的な伝達経路であるものとし、
前記第一反響路H1を介して前記第一音響再生手段で再生する第一再生信号x1(k)（kは離散時間を表す正の値）を前記収音手段で収音して得た第一反響信号d1(k)と、前記第二反響路H2を介して、前記第二音響再生手段で再生する第二再生信号x2(k)を前記収音手段で収音して得た第二反響信号d2(k)との混合信号を、前記収音手段で収音する全ての収音信号y(k)の中から消去または低減するステレオ反響消去装置において、
前記第一反響路H1の模擬特性Hm1(k)を有し、前記第一再生信号x1(k)を入力とし、前記第一反響信号d1(k)を模擬する第一反響模擬信号dm1(k)を生成する第一適応型模擬反響路と、
前記第二反響路H2の模擬特性Hm2(k)を有し、前記第二再生信号x2(k)を入力とし、前記第二反響信号d2(k)を模擬する第二反響模擬信号dm2(k)を生成する第二適応型模擬反響路と、
前記第一反響模擬信号dm1(k)と、前記第二反響模擬信号dm2(k)とを、前記収音信号y(k)から減算して誤差信号e(k)を生成する減算器と、
前記誤差信号e(k)を入力とし、d1(k)-dm1(k)に相当する第一誤差信号e1(k)と、d2(k)-dm2(k)に相当する第二誤差信号e2(k)の推定値を、0<p<2、0<q<2を満たすように予め定めたpとq、および予め定めたa1とa2により定まる、e1(k)の事後確率分布
【数２２】
0005438629.tif 000023
の少なくとも何れか一つを用いて、前記第一誤差信号e1(k)および前記第二誤差信号e2(k)の値をe(k)=e1(k)+e2(k)を満足するように推定する優ガウスモデル誤差配分手段と、
前記第一模擬特性Hm1(k)と、前記第一再生信号x1(k)と、前記第一誤差信号e1(k)とを入力とし、離散時間kにおける前記第一模擬特性Hm1(k)を離散時間k+1における第一模擬特性Hm1(k+1)に更新する第一更新手段と、
前記第二模擬特性Hm2(k)と、前記第二再生信号x2(k)と、前記第二誤差信号e2(k)とを入力とし、離散時間kにおける前記第二模擬特性Hm2(k)を離散時間k+1における第二模擬特性Hm2(k+1)に更新する第二更新手段とを有すること
を特徴とするステレオ反響消去装置。
【請求項１２】
請求項１から１０の何れかに記載のステレオ反響消去方法を実行すべき指令をコンピュータに対してするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２個のスピーカから再生される音響信号が混合されて少なくとも一つのマイクロホンに収音される収音信号から反響信号を消去するステレオ反響消去方法、ステレオ反響消去装置、ステレオ反響消去プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１、図２を参照して、ステレオ音声などを再生可能な２つのスピーカから反響を消去する従来のステレオ反響消去装置１００について説明する。従来のステレオ反響消去装置１００は、第一適応型模擬反響路１０１と、第二適応型模擬反響路１０２と、加算器１０３と、減算器１０４と、第一信号電力加重誤差配分手段１０５と、第二信号電力加重誤差配分手段１０６と、第一更新手段１０７と、第二更新手段１０８とを備える。なお、図１は収音チャネルが１チャネルである場合のステレオ反響消去装置１００の構成を図示している。収音チャネルが複数存在する場合には、ステレオ反響消去装置１００は、各マイクロホンにつき１組ずつ１０１〜１０８を備えるものとする。第一適応型模擬反響路１０１は、第一スピーカ９３とマイクロホン９５間の第一反響路９１のインパルス応答に相当する有限長のベクトルH1を模擬する第一模擬特性Hm1(k)を保持する。第二適応型模擬反響路１０２は、第二スピーカ９４とマイクロホン９５間の第二反響路９２のインパルス応答に相当する有限長のベクトルH2を模擬する第二模擬特性Hm2(k)を保持する。ここで変数kを、離散時間を表す正の値として以後の説明に用いる。ただし変数kは、入出力信号が周波数分割され、分割された各周波数帯域信号が間引きされた場合は、間引きされた間隔における離散時間を表す。第一再生信号x1(k)は、第一反響路９１を経由して、第一反響信号d1(k)として、マイクロホン９５に収音される。第二再生信号x2(k)は、第二反響路９２を経由して、第二反響信号d2(k)として、マイクロホン９５に収音される。第一反響信号d1(k)と第二反響信号d2(k)とは、マイクロホン９５に収音される際に混合される。第一適応型模擬反響路１０１は、第一再生信号x1(k)を入力として、入力された第一再生信号x1(k)と第一模擬特性Hm1(k)との畳み込みに相当する演算により、第一模擬反響信号dm1(k)を生成する（Ｓ１０１）。同様に、第二適応型模擬反響路１０２は、第二再生信号x2(k)を入力として、入力された第二再生信号x2(k)と第二模擬特性Hm2(k)との畳み込みに相当する演算により、第二模擬反響信号dm2(k)を生成する（Ｓ１０２）。加算器１０３は、第一模擬反響信号dm1(k)および第二模擬反響信号dm2(k)を入力とし、入力された第一模擬反響信号dm1(k)と第二模擬反響信号dm2(k)とを加算する（Ｓ１０３）。減算器１０４は、第一反響信号d1(k)および第二反響信号d2(k)を含むマイクロホン９５の収音信号y(k)と第一模擬反響信号dm1(k)と第二模擬反響信号dm2(k)を入力とし、収音信号y(k)から第一模擬反響信号dm1(k)および第二模擬反響信号dm2(k)を減算して、誤差信号e(k)を生成する（Ｓ１０４）。なお、誤差信号e(k)はステレオ反響消去装置１００の出力信号でもある。加算器１０３と減算器１０４は、加算器と減算器双方の機能を備える１の演算器にて代替することができる。第一信号電力加重誤差配分手段１０５は、第一再生信号x1(k)と、第二再生信号x2(k)と、誤差信号e(k)とを入力とし、後述の（式５）により第一誤差信号e1(k)を推定する（Ｓ１０５）。同様に、第二信号電力加重誤差配分手段１０６は、第一再生信号x1(k)と、第二再生信号x2(k)と、誤差信号e(k)とを入力とし、後述の（式６）により第二誤差信号e2(k)を推定する（Ｓ１０６）。第一更新手段１０７は、第一模擬特性Hm1(k)と、第一再生信号x1(k)と、第一誤差信号e1(k)とを入力とし、第二更新手段１０８は、第二模擬特性Hm2(k)と、第二再生信号x2(k)と、第二誤差信号e2(k)とを入力とし、離散時間k+1における第一模擬特性Hm1(k+1)、第二模擬特性Hm2(k+1)をそれぞれ
【０００３】
【数１】
0005438629.tif 000002
【０００４】
と更新する（Ｓ１０７、Ｓ１０８）。ここで、X1(k)=[x1(k),x1(k−1),…,x1(k−L＋1)]T、X2(k)=[x2(k),x2(k−1),…,x2(k−L＋1)]Tであり、μは更新量を調整する正の数、||X||はベクトルXのノルム、自然数Lは有限長であるベクトルの長さ、Tはベクトルの転置を表す。以後、離散時間k+1,k+2,…において上述の処理が繰り返される（Ｓ１０９〜）。
【０００５】
第一誤差信号e1(k)および第二誤差信号e2(k)は、それぞれ
e1(k)=d1(k)-dm1(k)      （式３）
e2(k)=d2(k)-dm2(k)      （式４）
と与えるのが理想であるが、例えマイクロホン９５の収音信号y(k)が反響信号以外の信号を含まなかったとしても，実際に観測できる信号は、d1(k)とd2(k)の混合信号であるy(k)=d1(k)+d2(k)であり、d1(k)とd2(k)を個別に観測することができず、（式３）、（式４）に基づき、第一誤差信号e1(k)、第二誤差信号e2(k)を直接的に計算することはできない。そこで、前述の第一信号電力加重誤差配分手段１０５および第二信号電力加重誤差配分手段１０６は、観測可能な観測誤差信号e(k)=y(k)−[dm1(k)+dm2(k)]から、e1(k)、e2(k)の推定値を求める。具体的には、第一信号電力加重誤差配分手段１０５および第二信号電力加重誤差配分手段１０６は、e1(k)、e2(k)の推定値をそれぞれ、
【０００６】
【数２】
0005438629.tif 000003
【０００７】
として演算する。これは、第一再生信号x1(k)および第二再生信号x2(k)の電力に相当する量により重み付けを行い、e(k)をe1(k)、e2(k)に配分していることに相当する。ここで、分母の||X1(k)||2+||X2(k)||2に、零除算防止を目的とした小さい正の実数を加えることもできる。なお、このような特性更新は、特許文献１記載の方式における２チャンネルの場合の特性更新と等価である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６１−０７２４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来技術において（式５）（式６）により与えられる第一誤差信号e1(k)、第二誤差信号e2(k)は、誤差信号の振幅値の分布がガウス分布に従うものと仮定したとき最適な推定値であると統計学的に解釈できる。しかし、音声信号に基づく反響信号より得られる誤差信号の振幅値の分布はガウス分布よりも０近傍に鋭いピークを持つ優ガウス的な分布を取る場合が多い。このため、e1(k)、e2(k)の推定値を求める際に、e1(k)、e2(k)が優ガウス分布に従うものとして推定値を求めることが出来れば、e1(k)、e2(k)の推定精度が高くなると考えられる。言い換えればe1(k)、e2(k)の推定値の精度の向上は、推定値を与えるときに仮定した誤差信号の統計モデルと、実際の誤差信号の振る舞いが近似しているほど顕著となる。e1(k)、e2(k)の推定精度が高くなれば、第一模擬特性Hm1(k)および第二模擬特性Hm2(k)の模擬精度も向上し、その結果として、反響消去の性能が向上する。しかしながら、そもそも第一再生信号x1(k)と第二再生信号x2(k)には、共通の音源から得られたものである場合など強く固定の相互相関が存在している場合が多い。従って、この場合には第一誤差信号e1(k)と第二誤差信号e2(k)にも強い相互相関が存在する。従来、信号の統計モデルに着目して信号を分離するアプローチは、ステレオ反響消去の問題のように互いに相互相関の強い信号の分離には適さないと考えられていたが、理論的な前提との乖離がある場合の実用上の効果の有無については、これまで十分な議論がなされておらず、統計学的な視点からこの問題に取組むことの意義はまだ残されている。本発明は、ステレオ反響消去装置の反響消去性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のステレオ反響消去装置は、第一適応型模擬反響路と、第二適応型模擬反響路と、加算器と、減算器と、第一優ガウスモデル誤差配分手段と、第二優ガウスモデル誤差配分手段と、第一更新手段と、第二更新手段とを備える。第一適応型模擬反響路は、第一反響路H1の模擬特性Hm1(k)を有し、第一再生信号x1(k)を入力とし、第一反響信号d1(k)を模擬する第一反響模擬信号dm1(k)を生成する。第二適応型模擬反響路は、第二反響路H2の模擬特性Hm2(k)を有し、第二再生信号x2(k)を入力とし、第二反響信号d2(k)を模擬する第二反響模擬信号dm2(k)を生成する。加算器は、第一反響模擬信号dm1(k)と、第二反響模擬信号dm2(k)とを加算する。減算器は、加算ステップにより加算された信号dm1(k)+dm2(k)と、全ての収音信号y(k)とを入力とし、全ての収音信号y(k)から加算された信号dm1(k)+dm2(k)を減算して誤差信号e(k)を生成する。第一優ガウスモデル誤差配分手段は、誤差信号e(k)を入力とし、e1(k)とe2(k)の事前確率分布が優ガウス分布であるとして得られるe1(k)の事後確率分布を用いて第一誤差信号e1(k)を推定する。第二優ガウスモデル誤差配分手段は、誤差信号e(k)を入力とし、e1(k)とe2(k)の事前確率分布を優ガウス分布として得られるe2(k)の事後確率分布を用いて第二誤差信号e2(k)を推定する。第一誤差信号e1(k)、第二誤差信号e2(k)のいずれかは、誤差信号e(k)から既に推定された他方（第一誤差信号e1(k)、第二誤差信号e2(k)のいずれか）を差し引くことにより、例えば、e2(k)=e(k)-e1(k)のように、生成してもよい。第一更新手段は、第一模擬特性Hm1(k)と、第一再生信号x1(k)と、第一誤差信号e1(k)とを入力とし、離散時間kにおける第一模擬特性Hm1(k)を離散時間k+1における第一模擬特性Hm1(k+1)に更新する。第二更新手段は、第二模擬特性Hm2(k)と、第二再生信号x2(k)と、第二誤差信号e2(k)とを入力とし、離散時間kにおける第二模擬特性Hm2(k)を離散時間k+1における第二模擬特性Hm2(k+1)に更新する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のステレオ反響消去装置によれば、観測誤差信号をe(k)とし、混合して観測される第一誤差信号をe1(k)、第二誤差信号をe2(k)としたときの第一誤差信号e1(k)がとる値の事後確率P(e1(k)|e(k))の分布を計算する際、第一誤差信号e1(k)および第二誤差信号e2(k)の事前確率分布が優ガウス分布に従うものとして推定することにより、第一誤差信号と第二誤差信号の推定精度が向上するため、第一模擬特性Hm1(k)および第二模擬特性Hm2(k)の模擬精度が向上し、音声通話時の反響消去の性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来のステレオ反響消去装置の構成例を示すブロック図。
【図２】従来のステレオ反響消去装置の動作例を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施例１に係るステレオ反響消去装置の構成例を示すブロック図。
【図４】本発明の実施例１に係るステレオ反響消去装置の動作例を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施例１の変形例１に係るステレオ反響消去装置の動作例を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施例１の変形例２に係るステレオ反響消去装置の動作例を示すフローチャート。
【図７】本発明の実施例１の変形例３に係るステレオ反響消去装置の動作例を示すフローチャート。
【図８】本発明の実施例２に係るステレオ反響消去装置の構成例を示すブロック図。
【図９】本発明の実施例２に係るステレオ反響消去装置の動作例を示すフローチャート。
【図１０】本発明の実施例３に係るステレオ反響消去装置の構成例を示すブロック図。
【図１１】本発明の実施例３に係るステレオ反響消去装置の動作例を示すフローチャート。
【図１２】本発明の実施例４に係るステレオ反響消去装置の構成例を示すブロック図。
【図１３】本発明の実施例４に係るステレオ反響消去装置の動作例を示すフローチャート。
【図１４】本発明の実施例５に係るステレオ反響消去装置の構成例を示すブロック図。
【図１５】本発明の実施例５に係るステレオ反響消去装置の動作例を示すフローチャート。
【図１６】本発明の実施例６に係るステレオ反響消去装置の構成例を示すブロック図。
【図１７】本発明の実施例６に係るステレオ反響消去装置の動作例を示すフローチャート。
【図１８】本発明の実施例７に係るステレオ反響消去装置の構成例を示すブロック図。
【図１９】本発明の実施例７に係るステレオ反響消去装置の動作例を示すフローチャート。
【図２０】本発明の実施例８に係るステレオ反響消去装置の構成例を示すブロック図。
【図２１】本発明の実施例８に係るステレオ反響消去装置の動作例を示すフローチャート。
【図２２】従来のステレオ反響消去装置の収束特性と本発明の実施例１の変形例３におけるステレオ反響消去装置の収束特性を比較して示す図。
【図２３】従来のステレオ反響消去装置の収束特性と本発明の実施例１の変形例３と実施例２とを組み合わせたステレオ反響消去装置の収束特性を比較して示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
【実施例１】
【００１４】
以下、図３、４を参照して本発明の実施例１に係るステレオ反響消去装置２００について説明する。図３は、本発明の実施例１に係るステレオ反響消去装置２００の構成例を示すブロック図である。図４は、本発明の実施例１に係るステレオ反響消去装置２００の動作例を示すフローチャートである。本発明の実施例１にかかるステレオ反響消去装置２００は、第一適応型模擬反響路１０１と、第二適応型模擬反響路１０２と、加算器１０３と、減算器１０４と、第一優ガウスモデル誤差配分手段２０５と、第二優ガウスモデル誤差配分手段２０６と、第一更新手段１０７と、第二更新手段１０８とを備える。第一適応型模擬反響路１０１、第二適応型模擬反響路１０２、加算器１０３、減算器１０４、第一更新手段１０７、第二更新手段１０８は図１に示す従来のステレオ反響消去装置１００のそれらと同一の機能を有しているため説明を割愛し、第一優ガウスモデル誤差配分手段２０５と、第二優ガウスモデル誤差配分手段２０６のみを詳細に説明する。第一優ガウスモデル誤差配分手段２０５は、事後確率分布における最頻値から第一誤差信号e1(k)を推定することを特徴とする。
【００１５】
第一誤差信号e1(k)、第二誤差信号e2(k)が、音声信号等の優ガウス的な振幅分布に従うものとしたとき、それらの和信号である観測誤差信号e(k)（=e1(k)+e2(k)）が観測されたとき、e1(k),e2(k)がとる値の事後確率をP(e1,e2|e)とすると、ベイズの公式より、
【００１６】
【数３】
0005438629.tif 000004
【００１７】
なる関係が得られる。ここで、離散時間kの表記は省略した。なお、離散時間kについては数式を分かりやすく表現するため今後も適宜省略するものとする。また、e=e1+e2より、P(e-e1-e2)=P(0)=1とした。事前確率P(e1)、P(e2)は、それぞれ優ガウス的な確率分布に従うとして、
【００１８】
【数４】
0005438629.tif 000005
【００１９】
と与える。ここで、p=2、q=2と置けば、e1,e2ともにそれらの振幅値の分布がガウス分布に従うことに相当する。本発明では、0<p<2、0<q<2の範囲で、p、qを選定することにより、優ガウス分布を仮定する。ここで、e=e1+e2なる関係があるため、e1、e2のどちらか一方の推定値が確定すれば、他方の推定値も必然的に与えられる。そこで、まず、e1について、上記の優ガウス分布モデルにおいて最適な推定値を導出することを考える。（式７）において、P(e1,e2|e)=P(e1|e)=P(e2|e)であることに注意すると、（式８）、（式９）を用いて、
【００２０】
【数５】
0005438629.tif 000006
【００２１】
なる関係が得られる。（式１０）は、eが観測されたという条件のもと、e1の値が取り得る確率を表す。適切なe1の推定値を得るために、実施例１では、事後確率P(e1|e)の分布における最頻値として与えられる値をe1の推定値とする。事後確率P(e1|e)の分布における最頻値を求めることは、（式１０）の最大値を与えるe1を求めることに相当する。これは、（式１０）の対数を取ることで、
【００２２】
【数６】
0005438629.tif 000007
【００２３】
の最大値を与えるe1を求めることと等価である。
対象とする音声信号の振幅値のヒストグラムを事前に測定することにより、振幅値の分布形状に相応しいp,qの値を予め設定することで、f(e1)のe1についての微分f'(e1)=0を与えるe1の値として、（式１１）の最大値を与えるe1（すなわち最頻値）を、解析的または数値演算的に計算できる。なお、e2については、e2=e-e1と計算できる。例えば、p=q=1の場合、a1>a2のときは、e1=e（すなわちe2=0）。a1<a2のときは、e1=0(すなわちe2=e）が最頻値に基づく推定値となる。従って、本発明の実施例１にかかるステレオ反響消去装置２００の第一優ガウスモデル誤差配分手段２０５は、誤差信号e(k)を入力とし、0<p<2、0<q<2を満たすように予め定めたpとq、および予め定めたa1とa2により（式１１）の最大値を求め、この最大値を最頻値としてe1を推定する（Ｓ２０５ａ）。第二優ガウスモデル誤差配分手段２０６は、誤差信号e(k)と、ステップ２０５ａで求められた第一誤差信号e1(k)とを入力とし、e(k)からe1(k)を減算して第二誤差信号e2(k)を計算する（Ｓ２０６）。
【００２４】
［変形例１］
次に図３、図５を参照して本発明の実施例１の変形例１に係るステレオ反響消去装置２００’について説明する。実施例１と変形例１とでは、第一優ガウスモデル誤差配分手段が行う計算のみが異なるため、変形例１の構成例を示すブロック図として図３のブロック図を流用し、第一優ガウスモデル誤差配分手段２０５’として説明を進める。図５は、変形例１に係るステレオ反響消去装置２００’の動作例を示すフローチャートである。変形例１は第一優ガウスモデル誤差配分手段２０５’が事後確率P(e1|e)の分布における期待値からe1を推定することを特徴とする。
【００２５】
事後確率P(e1|e)の分布における期待値を求めることは、（式１０）に基づき、
【００２６】
【数７】
0005438629.tif 000008
【００２７】
を解析的または数値演算的に計算することに相当する。ここで得られたE[e1]がe1の推定値となる。例えば、p=q=1においては、解析的に、
【００２８】
【数８】
0005438629.tif 000009
【００２９】
と求めることができる。また、このときのe2=e-e1と計算できる。従って、第一優ガウスモデル誤差配分手段２０５’は、誤差信号e(k)を入力とし、0<p<2、0<q<2を満たすように予め定めたpとq、および予め定めたa1とa2により（式１２）を解析的または数値演算的に計算して、得られたE[e1]をe1の推定値とする（Ｓ２０５ｂ）。
【００３０】
［変形例２］
次に図３、図６を参照して本発明の実施例１の変形例２に係るステレオ反響消去装置２００’’について説明する。実施例１と変形例２とでは、第一優ガウスモデル誤差配分手段が行う計算のみが異なるため、変形例２の構成例を示すブロック図として図３のブロック図を流用し、第一優ガウスモデル誤差配分手段２０５’’として説明を進める。図６は、変形例１に係るステレオ反響消去装置２００’’の動作例を示すフローチャートである。変形例２は第一優ガウスモデル誤差配分手段２０５’’が事後確率P(e1|e)の分布における中央値からe1を推定することを特徴とする。
【００３１】
事後確率P(e1|e)の分布における中央値を求めることは、（式１０）に基づき、
【００３２】
【数９】
0005438629.tif 000010
【００３３】
を満足するαの値を求めることに相当するため、αの値を解析的または数値演算的に求め、αをe1の推定値とする。
例えば、p=q=1においては、解析的に、
【００３４】
【数１０】
0005438629.tif 000011
【００３５】
と求めることができる。また、このときのe2=e-e1と計算できる。従って、第一優ガウスモデル誤差配分手段２０５’’は、誤差信号e(k)を入力とし、0<p<2、0<q<2を満たすように予め定めたpとq、および予め定めたa1とa2により（式１５）を満足するαの値を解析的または数値演算的に計算して、得られたαをe1の推定値とする（Ｓ２０５ｃ）。
【００３６】
［変形例３］
次に図３、図７を参照して本発明の実施例１の変形例３に係るステレオ反響消去装置２００’’’について説明する。実施例１と変形例３とでは、第一優ガウスモデル誤差配分手段が行う計算のみが異なるため、変形例３の構成例を示すブロック図として図３のブロック図を流用し、第一優ガウスモデル誤差配分手段２０５’’’として説明を進める。図７は、変形例３に係るステレオ反響消去装置２００’’’の動作例を示すフローチャートである。変形例３では第一優ガウスモデル誤差配分手段２０５’’’が第一再生信号x1(k)と第二再生信号x2(k)との相互相関に基づいて、事後確率P(e1|e)の分布における最頻値、期待値、中央値のいずれか一つを選択して第一誤差信号e1(k)の推定値とすることを特徴とする。
【００３７】
事後確率P(e1|e)の分布における最頻値として与えられるe1の値（便宜上e1Aと置く）と、期待値として与えられるe1の値（便宜上e1Bと置く）、中央値として与えられるe1の値（便宜上e1Cと置く）は、一般にそれぞれ異なる。e1Aの値は、e1B、e1Cの値と比較し、少ない演算量で計算できる利点がある一方、実際の信号と事前に与える統計モデルとの差異が大きい場合等での推定誤りが顕著となる欠点もある。例えば、再生信号x1とx2の相互相関が高く、e1とe2の独立性が低い場合、e1Aの推定誤りがe1B、e1Cと比べて顕著となる。そこで、再生信号x1とx2の相互相関等を計算することで、e1とe2の独立性を評価し、独立性が高い（例えば再生信号x1とx2の相互相関が低い）場合に、e1Aを推定値として採用し、独立性が低い（例えば再生信号x1とx2の相互相関が高い）場合に、e1Bまたはe1Cを推定値として採用することで、演算量と推定精度の両面からより適切な推定値を選定する。従って、第一優ガウスモデル誤差配分手段２０５’’’は、第一再生信号x1(k)と第二再生信号x2(k)との相互相関に基づいて、相互相関の大きさが小さい場合は、事後確率P(e1|e)の分布における最頻値を選択し、相互相関の値が大きくなるに従い、中央値、期待値の順に切り替えて選択して前記第一誤差信号e1(k)の推定値とする（Ｓ２０５ｄ）
このように、実施例１、変形例１、変形例２、変形例３では事後確率P(e1|e)の分布から、第一誤差信号e1(k)を求める具体的な方法を例示したが、本発明ではこれに限られず事後確率P(e1|e)の分布から他の任意の統計学的手法により、第一誤差信号e1(k)を推定することが可能である。
【００３８】
＜パラメータa1、a2の与え方＞
次に、前述の（式１０）などにおけるパラメータa1,a2の求め方について説明する。（式１０）において、パラメータa1,a2の値は、事前に固定値を与えてもよいが、以下のように、第一再生信号x1(k)および第二再生信号x2(k)、第一模擬反響信号dm1(k)および第二模擬反響信号dm2(k)、観測誤差信号e(k)のうちの少なくともいずれかの値に基づき、遂次計算してもよい。
第一再生信号x1(k)および第二再生信号x2(k)に基づく計算方法としては、
【００３９】
【数１１】
0005438629.tif 000012
【００４０】
のように再生信号ベクトルのノルムを用いることができる。ここで、β1、β2は、正の定数としてあらかじめ与える調整係数である。
また、
【００４１】
【数１２】
0005438629.tif 000013
【００４２】
としてもよい。
第一模擬反響信号dm1(k)および第二模擬反響信号dm2(k)に基づく計算方法としては、
a1=γ1×|dm1(k)|p      （式２２）
a2=γ2×|dm2(k)|q      （式２３）
とするほか、
a1=γ1×smooth(|dm1(k)|p)      （式２４）
a2=γ2×smooth(|dm2(k)|q)      （式２５）
のように、短時間平均を実行するsmooth関数を適用してもよい。ここで、γ1、γ2は、正の定数としてあらかじめ与える調整係数である。
【００４３】
さらに、上記をまとめて組合せることで、
【００４４】
【数１３】
0005438629.tif 000014
【００４５】
としてもよい。ここで、調整係数のβ3、β5、γ3、γ5のうち、少なくとも１つは正の値をとり、残りの値は零を選ぶことができる。（式２６）において１つの調整係数のみ正の値を与え、残り３つの調整係数を零とした場合は、（式１８）、（式２０）、（式２２）、（式２４）のいずれかの計算結果と等価であり、他方、複数の調整係数を非零にすることで、任意の複数の要素を任意の配分で組合せたりすることも可能である。また、β4、β6、γ4、γ6についても同様であるが、β3=0の場合はβ4=0、β5=0の場合はβ6=0、γ3=0の場合はγ4=0、γ5=0の場合はγ6=0とする。ゼロの係数が乗じられる要素については、その計算を省略することができる。
【００４６】
観測誤差信号e(k)の大きさを考慮して、（式１８）から（式２５）の計算を含む一般化された計算式である（式２６）、（式２７）について、（式２６）により得られたa1の値をa1'、（式２７）により得られたa2の値をa2'として、
【００４７】
【数１４】
0005438629.tif 000015
【００４８】
とパラメータを計算してもよい。
【００４９】
なお、理想的なa1、a2が、
a1=p×E[|e1|p]      （式３２）
a2=q×E[|e2|q]      （式３３）
に相当することから、調整係数β1〜β8、γ1〜γ6の値は、p=qの場合は、β1=β2、β3=β4、β5=β6、β7=β8、γ1=γ2、γ3=γ4、γ5=γ6とすべきであり、p≠qの場合は、β1=β2×(p/q)、β3=β4×(p/q)、β5=β6×(p/q)、β7=β8×(p/q)、γ1=γ2×(p/q)、γ3=γ4×(p/q)、γ5=γ6×(p/q)とすべきである。また、第一再生信号x1(k)および第二再生信号x2(k)、第一模擬反響信号dm1(k)および第二模擬反響信号dm2(k)、観測誤差信号e(k)の大きさと、第一誤差信号e1(k)、第二誤差信号e2(k)の大きさとのレベル差を補正するように与えることで、より精度の高いa1、a2を与えることが可能となるが、前述の実施例１における、p=q=1の場合のように、a1とa2の大小比較さえできればよい場合には、β1=β2、β3=β4、β5=β6、β7=β8、γ1=γ2、γ3=γ4、γ5=γ6の条件さえ満足されれば、それらの値の絶対的な大きさは任意である。
＜パラメータa1、a2の与え方の説明終わり＞
【実施例２】
【００５０】
次に、図８、図９を参照して本発明の実施例２に係るステレオ反響消去装置３００について説明する。図８は、実施例２に係るステレオ反響消去装置３００の構成例を示すブロック図である。図９は実施例２に係るステレオ反響消去装置３００の動作例を示すフローチャートである。実施例２のステレオ反響消去装置３００は、線形変換手段３０９を備え、線形変換手段３０９の動作（Ｓ３０９）により、模擬反響信号を生成するステップ（Ｓ１０１）、（Ｓ１０２）および、誤差信号を推定するステップ（Ｓ２０５）、（Ｓ２０６）、模擬反響路を更新するステップ（Ｓ１０７）、（Ｓ１０８）等、再生信号x1(k)、x2(k)の値を必要とするステップにおいては、再生信号x1(k)、x2(k)の代わりに線形変換された再生信号x1'(k)、x2'(k)の値が用いられることを特徴とする。線形変換手段３０９を有し、ステップ３０９が行われることのみが実施例１のステレオ反響消去装置２００との相違点である。線形変換手段３０９は、ステレオ反響消去装置に用いられる第一再生信号x1(k)と第二再生信号x2(k)とを予め線形変換することを特徴とする（Ｓ３０９）。
【００５１】
具体的には、再生信号x1(k)、x2(k)をベクトルとして[x1(k),x2(k)]Tとしたとき、m1*m4-m2*m3≠0の条件のもと、線形変換手段３０９において、
【００５２】
【数１５】
0005438629.tif 000016
【００５３】
という線形変換を与え、変換されたx1'(k)、x2'(k)に対応した第一模擬特性Hm1'(k)および第二模擬特性Hm2'(k)を
【００５４】
【数１６】
0005438629.tif 000017
【００５５】
として計算する。ただし、X1'(k)=[x1'(k),x1'(k-1),…,x1'(k-L+1)]T、X2'(k)=[x2'(k),x2'(k-1),…,x2'(k-L+1)]Tである。この場合、x1'(k)、x2'(k)に対応した第一模擬反響信号dm1'(k)および第二模擬反響信号dm2'(k)を
dm1'(k)=Hm1'(k)TX1'(k)      （式３７）
dm2'(k)=Hm2'(k)TX2'(k)      （式３８）
と計算し、マイクロホン収音信号y(k)からdm1'(k)とdm2'(k)を差し引くことで、反響消去を実現することができる。ここで、（式３５）、（式３６）で用いられる変換された第一誤差信号e1'(k)、第二誤差信号e2'(k)の推定値は、変換された第一再生信号x1'(k)および第二再生信号x2'(k)と、それらに基づき計算された第一模擬反響信号dm1'(k)および第二模擬反響信号dm2'(k)と、観測誤差信号e'(k)のうちの少なくともいずれかの値に基づき、上記の＜パラメータa1、a2の与え方＞に記載したようにa1、a2を計算した結果をもとに得ることができる。
【実施例３】
【００５６】
次に、図１０、図１１を参照して本発明の実施例３に係るステレオ反響消去装置４００について説明する。図１０は、実施例３に係るステレオ反響消去装置４００の構成例を示すブロック図である。図１１は実施例３に係るステレオ反響消去装置４００の動作例を示すフローチャートである。実施例３のステレオ反響消去装置４００は、線形変換手段４１０を備え、線形変換手段４１０の動作（Ｓ４１０）が少なくとも誤差信号を推定するステップ（Ｓ２０５）、（Ｓ２０６）より以前に実行され、誤差信号を推定するステップ（Ｓ２０５）、（Ｓ２０６）および、模擬反響路を更新するステップ（Ｓ４０７）（Ｓ４０８）において、線形変換された再生信号x1'(k)、x2'(k)の値を利用可能としたことを特徴とする。ただし、模擬反響信号を生成するステップ（Ｓ１０１）、（Ｓ１０２）において、線形変換された再生信号x1'(k)、x2'(k)の値は用いず、線形変換されていない再生信号x1(k)、x2(k)の値を用いる。また、実施例３のステレオ反響消去装置４００は、第一更新手段４０７と、第二更新手段４０８とを備えることを特徴とする。第一更新手段４０７、第二更新手段４０８、線形変換手段４１０を有し、ステップ４０７、４０８、４１０が行われることのみが実施例１のステレオ反響消去装置２００との相違点である。線形変換手段４１０は、実施例１のステップ２０５の第一誤差信号e1'(k)の推定に用いられる第一再生信号x1(k)と第二再生信号x2(k)とを予め線形変換することを特徴とする（Ｓ４１０）。第一更新手段４０７と、第二更新手段４０８は、線形変換手段４１０がおこなう線形変換の影響も含めて模擬特性Hm1(k)、Hm2(k)を更新する（Ｓ４０７、Ｓ４０８）。
【００５７】
具体的には、第一更新手段４０７、第二更新手段４０８は（式３５）、（式３６）に基づき更新された第一模擬特性Hm1'(k)および第二模擬特性Hm2'(k)それぞれのi番目の要素を、hm1'(i)とhm2'(i)とおき、
【００５８】
【数１７】
0005438629.tif 000018
【００５９】
なる線形変換により与えられるhm1(i)とhm2(i)を、それぞれi番目の要素として第一模擬特性Hm1(k)および第二模擬特性Hm2(k)が持つように線形変換の影響も含めて模擬特性を更新する。あるいは、（式３５）、（式３６）に基づく第一模擬特性Hm1'(k)および第二模擬特性Hm2'(k)の更新を経ることなく、直接的に、
【００６０】
【数１８】
0005438629.tif 000019
【００６１】
と更新することによっても、線形変換の影響も含めて模擬特性の更新が可能である。
さらに、第一適応型模擬反響路１０１及び第二適応型模擬反響路１０２は、
dm1(k)=Hm1(k)TX1(k)      （式４０）
dm2(k)=Hm2(k)TX2(k)      （式４１）
と、線形変換されていない第一再生信号x1(k)、第二再生信号x2(k)に基づき、第一模擬反響信号dm1(k)および第二模擬反響信号dm2(k)を得（Ｓ１０１、Ｓ１０２）、マイクロホン収音信号y(k)からdm1(k)とdm2(k)を差し引く（Ｓ１０４）ことで、反響消去を実現することができる。
【００６２】
なお、図８の構成（実施例２）は、m1,m2,m3,m4の値が時不変の場合に適しており、図１０の構成（実施例３）は、m1,m2,m3,m4の値が時変の場合に適している。線形変換行列の例としては、
【００６３】
【数１９】
0005438629.tif 000020
【００６４】
等があるが、一般には、m1*m4-m2*m3≠0を満足するいかなる線形変換を適用した場合でも、本発明による、第一誤差信号e1'(k)、第二誤差信号e2'(k)の推定精度が向上する効果が損なわれることはない。ただし、変換前の第一再生信号x1(k)、第二再生信号x2(k)の間の相互相関よりも、変換されたx1'(k)、x2'(k)の間の相互相関が小さくなるほど、推定精度改善の効果は高くなる。
なお、実施例２および実施例３において、線形変換されたことを示す記号「’」については以下の実施例の説明においては、図や説明を分かりやすくするため適宜省略するものとする。
【実施例４】
【００６５】
次に、図１２、図１３を参照して本発明の実施例４に係るステレオ反響消去装置５００について説明する。図１２は、実施例４に係るステレオ反響消去装置５００の構成例を示すブロック図である。図１３は実施例４に係るステレオ反響消去装置５００の動作例を示すフローチャートである。実施例４のステレオ反響消去装置５００は、周波数分割手段５１１を備え、周波数分割手段５１１の動作（Ｓ５１１）が、再生信号x1(k)、x2(k)の値を必要とする全てのステップの前段に行われることを特徴とする。また、実施例４のステレオ反響消去装置５００は、周波数分割手段５１２を備え、周波数分割手段５１２の動作（Ｓ５１２）が実施例１のステップ１０９より前に行われることを特徴とする。また、実施例４のステレオ反響消去装置５００は、周波数合成手段５１３を備え、周波数合成手段５１３の動作（Ｓ５１３）が実施例１のステップ１０４より後に行われることを特徴とする。ただし、誤差信号を推定するステップ（Ｓ２０５）(Ｓ２０６)では、周波数合成されていない誤差信号e(k)の値を用い、周波数合成されていない第一誤差信号e1(k),第二誤差信号e2(k)の推定値を生成する。また、模擬反響路を更新するステップ（Ｓ１０７）（Ｓ１０８）においても、周波数合成されていない第一誤差信号e1(k),第二誤差信号e2(k)の推定値を用いて更新を行う。周波数分割手段５１１、周波数分割手段５１２、周波数合成手段５１３を有し、ステップ５１１、５１２、５１３が行われることのみが実施例１のステレオ反響消去装置２００との相違点である。周波数分割手段５１１は、ステレオ反響消去装置５００に用いられる第一再生信号x1(k)と第二再生信号x2(k)とを予め周波数帯域に分割することを特徴とする（Ｓ５１１）。周波数分割手段５１２は、収音信号y(k)を予め周波数帯域に分割することを特徴とする（Ｓ５１２）。周波数合成手段５１３は、周波数帯域の合成により、出力信号e(k)を生成することを特徴とする（Ｓ５１３）。
【００６６】
具体的には、本実施例においては第一誤差信号e1(k)、第二誤差信号e2(k)の推定は、FFTやフィルタバンク等の周波数分割手段を用いて、周波数帯域ω毎に分割して実行される。周波数分割手段５１１から、周波数帯域ω毎に再生信号x1(k,ω)、x2(k,ω)を受取り、周波数分割手段５１２から、周波数帯域毎にマイクロホン収音信号y(k,ω)を受取り、周波数ω毎に、上記と同様な、第一誤差信号と第二誤差信号の推定を行い、周波数毎に反響消去を行い、ステレオ反響消去装置の内部または外部における周波数合成手段５１３にて、出力信号e(k)を再構成することができる。なお、図１２のブロック図、図１３のフローチャートでは周波数帯域ωの表記を省略した。なお、周波数帯域ωについては今後も適宜省略するものとする。
【実施例５】
【００６７】
次に、図１４、図１５を参照して本発明の実施例５に係るステレオ反響消去装置６００について説明する。図１４は、実施例５に係るステレオ反響消去装置６００の構成例を示すブロック図である。図１５は実施例５に係るステレオ反響消去装置６００の動作例を示すフローチャートである。実施例５のステレオ反響消去装置６００は、周波数分割手段５１１を備え、周波数分割手段５１１の動作（Ｓ５１１）により、模擬反響信号を生成するステップ（Ｓ１０１）、（Ｓ１０２）および、誤差信号を推定するステップ（Ｓ２０５）、（Ｓ２０６）、模擬反響路を更新するステップ（Ｓ１０７）、（Ｓ１０８）等、再生信号x1(k)、x2(k)の値を必要とするステップにおいては、再生信号x1(k)、x2(k)の代わりに、周波数分割手段により、周波数ω毎に分割された再生信号x1(k,ω)、x2(k,ω)の値が用いられることを特徴とする。また、実施例５のステレオ反響消去装置６００は、周波数合成手段６１４を備え、周波数合成手段６１４の動作（Ｓ６１４）が実施例１のステップ１０４の前段であって、ステップ１０３の後段でdm1(k,ω)とdm2(k,ω)の加算結果を周波数合成して、dm1(k)+dm2(k)を得るか、ステップ１０１または１０２実行後、ステップ１０３の前段において、dm1(k,ω)、dm2(k,ω)を加算前に個別に周波数合成し、dm1(k)、dm2(k)を個別に得、その後、ステップ１０３を実行して、dm1(k)+dm2(k)を得るか、の何れかを実行することにより、ステップ１０４において、周波数合成された信号を用いて減算処理が行われることを特徴とする。また、実施例５のステレオ反響消去装置６００は、周波数分割手段６１５を備え、周波数分割手段６１５の動作（Ｓ６１５）が実施例１のステップ２０５の前段であってかつステップ１０４の後段に行われることを特徴とする。周波数分割手段５１１、周波数合成手段６１４、周波数合成手段６１５を有し、ステップ５１１、６１４、６１５が行われることが実施例１のステレオ反響消去装置２００との相違点である。周波数分割手段５１１は、ステレオ反響消去装置６００に用いられる第一再生信号x1(k)と第二再生信号x2(k)とを予め周波数帯域に分割することを特徴とする（Ｓ５１１）。周波数合成手段６１４は、周波数帯域の合成により、第一模擬反響信号dm1(k)および第二模擬反響信号dm2(k)の加算信号を生成することを特徴とする（Ｓ６１４）。周波数分割手段６１５は、誤差信号e(k)を周波数帯域に分割することを特徴とする（Ｓ６１５）。周波数合成手段６１４により、周波数帯域毎に得られた模擬反響信号を、全帯域信号として再合成し、観測誤差信号e(k)を周波数分割前に計算し、周波数分割手段６１５により、周波数分割することで、第一誤差信号と第二誤差信号の推定を周波数帯域毎に実施することができる。
【実施例６】
【００６８】
次に、図１６、図１７を参照して本発明の実施例６に係るステレオ反響消去装置７００について説明する。図１６は、実施例６に係るステレオ反響消去装置７００の構成例を示すブロック図である。図１７は実施例６に係るステレオ反響消去装置７００の動作例を示すフローチャートである。実施例６に係るステレオ反響消去装置７００は、実施例５の周波数分割（合成）手段を有する構成に実施例２の線形変換手段を組み合わせた例である。本実施例では実施例５と実施例２を組み合わせたが、実施例４と実施例２を組み合わせても良い。実施例６のステレオ反響消去装置７００は、線形変換手段３０９と周波数分割手段５１１を備え、線形変換手段３０９の動作（Ｓ３０９）により、再生信号x1(k)、x2(k)の代わりに線形変換された再生信号x1'(k)、x2'(k)の値を以降のステップで用いる点のみが、実施例５のステレオ反響消去装置６００との相違点である。この構成は、全ての周波数帯域において等しく時不変な特性の線形変換を適用する場合に適している。
【実施例７】
【００６９】
次に、図１８、図１９を参照して本発明の実施例７に係るステレオ反響消去装置８００について説明する。図１８は、実施例７に係るステレオ反響消去装置８００の構成例を示すブロック図である。図１９は実施例７に係るステレオ反響消去装置８００の動作例を示すフローチャートである。実施例７に係るステレオ反響消去装置８００は、実施例５の周波数分割（合成）手段を有する構成に実施例２の線形変換手段を組み合わせた例である。本実施例では実施例５と実施例２を組み合わせたが、実施例４と実施例２を組み合わせても良い。実施例６との違いは、周波数分割手段５１１と線形変換手段３０９の位置が逆になっていることである。詳細には、実施例７のステレオ反響消去装置８００は、周波数分割手段５１１と線形変換手段３０９を備え、周波数分割手段５１１の動作（Ｓ５１１）が全てのステップの前段に、線形変換手段３０９の動作（Ｓ３０９）が実施例１のステップ１０１の前段であってかつステップ５１１の後段に行われることを特徴とする。また、実施例７のステレオ反響消去装置８００は、周波数合成手段６１４を備え、周波数合成手段６１４の動作（Ｓ６１４）が実施例１のステップ１０４の前段であってかつステップ１０３の後段に行われることを特徴とする。また、実施例７のステレオ反響消去装置８００は、周波数分割手段６１５を備え、周波数分割手段６１５の動作（Ｓ６１５）が実施例１のステップ２０５の前段であってかつステップ１０４の後段に行われることを特徴とする。この構成は、周波数帯域毎に異なる時不変な特性の線形変換を適用する場合に適している。
【実施例８】
【００７０】
次に、図２０、図２１を参照して本発明の実施例８に係るステレオ反響消去装置９００について説明する。図２０は、実施例８に係るステレオ反響消去装置９００の構成例を示すブロック図である。図２１は実施例８に係るステレオ反響消去装置９００の動作例を示すフローチャートである。実施例８に係るステレオ反響消去装置９００は、実施例５の周波数分割（合成）手段を有する構成に実施例３の線形変換手段を組み合わせた例である。本実施例では実施例５と実施例３を組み合わせたが、実施例４と実施例３を組み合わせても良い。実施例８のステレオ反響消去装置９００は、周波数分割手段５１１と線形変換手段４１０を備え、周波数分割手段５１１の動作（Ｓ５１１）が全てのステップの前段に、線形変換手段４１０の動作（Ｓ４１０）が、Ｓ５１１以降で、かつ、誤差信号を推定するステップ（Ｓ２０５）、（Ｓ２０６）より以前に実行され、誤差信号を推定するステップ（Ｓ２０５）、（Ｓ２０６）および、模擬反響路を更新するステップ（Ｓ４０７）、（Ｓ４０８）において、各周波数ω毎に、線形変換された再生信号x1'(k,ω)、x2'(k,ω)の値を利用可能としたことを特徴とする。また、実施例８のステレオ反響消去装置９００は、周波数合成手段６１４を備え、周波数合成手段６１４の動作（Ｓ６１４）が実施例１のステップ１０４の前段であってかつ実施例１のステップ１０３の後段に行われることを特徴とする。また、実施例８のステレオ反響消去装置９００は、周波数分割手段６１５を備え、周波数分割手段６１５の動作（Ｓ６１５）が本実施例のステップ４１０の前段であってかつ実施例１のステップ１０４の後段に行われることを特徴とする。この構成は、周波数帯域毎に異なる時変な特性の線形変換を適用する場合に適している。
【００７１】
＜本発明の各実施例が有する効果＞
ステレオ反響消去装置が適用される音声通話時において、音声信号に基づく反響信号より得られる誤差信号の振幅値の分布は、ガウス分布よりも０近傍に鋭いピークを持つ優ガウス的な分布を取る場合が多い。本発明のステレオ反響消去装置によれば、音声信号の特徴により相応しい統計モデルに基づき、観測誤差信号e(k)とし、混合して観測される第一誤差信号をe1(k)、第二誤差信号をe2(k)としたときの第一誤差信号e1(k)がとる値の事後確率分布P(e1(k)|e(k))を、優ガウス分布に従うものとして推定することにより、第一模擬特性Hm1(k)および第二模擬特性Hm2(k)の模擬精度を向上させ、音声通話時の反響消去の性能を高めることができる。
【００７２】
本発明の実施例１に係るステレオ反響消去装置２００は、観測誤差信号e(k)（=e1(k)+e2(k)）が観測されたとき、第一誤差信号e1(k)の事後確率分布P(e1(k)|e(k))の最頻値を第一誤差信号e1(k)の推定値とするため、音声通話時の反響消去の性能が高まるという効果に加え、少ない演算量で第一誤差信号e1(k)の推定値を求めることが出来る。
【００７３】
本発明の実施例１の変形例１に係るステレオ反響消去装置２００’は、第一誤差信号e1(k)の事後確率分布P(e1(k)|e(k))の期待値を第一誤差信号e1(k)の推定値とするため、音声通話時の反響消去の性能が高まるという効果に加え、x1(k)とx2(k)の相互相関が高く、e1(k)とe2(k)の独立性が低い場合の推定誤りを最頻値による予測と比較して減少させることが出来る。
【００７４】
本発明の実施例１の変形例２に係るステレオ反響消去装置２００’’は、第一誤差信号e1(k)の事後確率分布P(e1(k)|e(k))の中央値を第一誤差信号e1(k)の推定値とするため、音声通話時の反響消去の性能が高まるという効果に加え、x1(k)とx2(k)の相互相関が高く、e1(k)とe2(k)の独立性が低い場合の推定誤りを最頻値による予測と比較して減少させることが出来る。
【００７５】
本発明の実施例１の変形例３に係るステレオ反響消去装置２００’’’は、x1(k)とx2(k)の相互相関を計算してe1(k)とe2(k)の独立性を評価し、独立性が高い場合には第一誤差信号e1(k)の事後確率分布の最頻値をe1(k)の推定値とし、独立性が低い場合には期待値もしくは中央値をe1(k)の推定値とするため、演算量の少ない最頻値による推定や、推定精度の高い期待値、中央値による予測を適宜選択して、用いることが出来る。
【００７６】
本発明の実施例２に係るステレオ反響消去装置３００は、線形変換手段３０９を備えているため、第一再生信号x1(k)、第二再生信号x2(k)に予め固定の線形変換を施すことができ、線形変換後のx1(k)とx2(k)の直交性を高め、線形変換後のx1(k)とx2(k)の相互相関を減少させることができ、さらなる反響消去性能の向上を図ることが出来る。
【００７７】
本発明の実施例３に係るステレオ反響消去装置４００は、線形変換手段４１０を備えているため、第一再生信号x1(k)、第二再生信号x2(k)に時変の線形変換を施すことができ、線形変換後のx1(k)とx2(k)の時間変化に応じて、互い直交性を高め、線形変換後のx1(k)とx2(k)の相互相関を減少させることができ、なおかつ、線形変換が時変であっても、模擬反響路の特性が変動しないようにできるため、さらなる反響消去性能の向上を図ることが出来る。
【００７８】
本発明の実施例４に係るステレオ反響消去装置５００は、周波数分割手段５１１と、周波数分割手段５１２と、周波数合成手段５１３とを備えているため、周波数毎に、異なる優ガウス特性を持つモデルを適用することができるため、さらなる反響消去性能の向上を図ることが出来る。
【００７９】
本発明の実施例５に係るステレオ反響消去装置６００は、周波数分割手段５１１と、周波数合成手段６１４と、周波数分割手段６１５とを備えているため、周波数毎に、異なる優ガウス特性を持つモデルを適用することができるため、さらなる反響消去性能の向上を図ることが出来る。
【００８０】
本発明の実施例６に係るステレオ反響消去装置７００は、線形変換手段３０９を備えているため、第一再生信号x1(k)、第二再生信号x2(k)に予め固定の線形変換を施すことができ、線形変換後のx1(k)とx2(k)の直交性を高め、線形変換後のx1(k)とx2(k)の相互相関を減少させることができ、さらに、周波数分割手段５１１と、周波数合成手段６１４と、周波数分割手段６１５とを備えているため、周波数毎に、異なる優ガウス特性を持つモデルを適用することができため、さらなる反響消去性能の向上を図ることが出来る。
【００８１】
本発明の実施例７に係るステレオ反響消去装置８００は、周波数分割手段５１１と、線形変換手段３０９と、周波数合成手段６１４と、周波数分割手段６１５とを備えており、周波数分割手段５１１が線形変換手段３０９の前段に存在することにより、周波数毎に異なる固定の線形変換をx1(k,ω)とx2(k,ω)に施すことができるため、さらなる反響消去性能の向上を図ることが出来る。
【００８２】
本発明の実施例８に係るステレオ反響消去装置９００は、周波数分割手段５１１と、線形変換手段４１０と、周波数合成手段６１４と、周波数分割手段６１５とを備えているため、周波数毎に異なる時変の線形変換をx1(k,ω)とx2(k,ω)に施すことができるため、さらなる反響消去性能の向上を図ることが出来る。
【００８３】
図２２は従来のステレオ反響消去装置の収束特性と本発明の実施例１の変形例３におけるステレオ反響消去装置の収束特性を比較するグラフである。グラフの縦軸は、正規化係数誤差（Normalized CE）であり、下式により計算される。
【００８４】
【数２０】
0005438629.tif 000021
【００８５】
グラフの横軸は経過時間（sec）を表す。本収束特性の比較においては、遠端話者が時刻１５（sec）にて交代している。時刻１５（sec）におけるｙ軸に平行な破線は、この破線の左右において遠端話者が異なることを示している。従来技術におけるステレオ反響消去装置の正規化係数誤差の時間推移を実線で表す。本発明の実施例１の変形例３におけるステレオ反響消去装置の正規化係数誤差の時間推移を破線で表す。実線のグラフと破線のグラフを比較すると、破線のグラフは実線のグラフよりも同一時刻における正規化係数誤差の値が低い。従って、本発明の実施例１の変形例３におけるステレオ反響消去装置は従来のステレオ反響消去装置よりも収束特性が良い。図２３は従来のステレオ反響消去装置の収束特性と本発明の実施例１の変形例３と実施例２とを組み合わせたステレオ反響消去装置の収束特性を比較するグラフである。グラフの縦軸は正規化係数誤差であり、横軸は経過時間（sec）であり、図２２と同じである。図２２の場合と同様に遠端話者が時刻１５（sec）にて交代している。従来技術におけるステレオ反響消去装置の正規化係数誤差の時間推移を実線で表す。本発明の実施例１の変形例３と実施例２の線形変換手段を組み合わせたステレオ反響消去装置の正規化係数誤差の時間推移を破線で表す。実施例２の線形変換手段３０９を変形例３に組み合わせることにより、第一再生信号x1(k)、第二再生信号x2(k)に予め線形変換を施すことができ、線形変換後のx1(k)とx2(k)の直交性を高め、線形変換後のx1(k)とx2(k)の相互相関を減少させることができる。実線のグラフと破線のグラフを比較すると、破線のグラフは実線のグラフよりも同一時刻における正規化係数誤差の値が低い。従って、本発明の実施例１の変形例３と実施例２を組み合わせたステレオ反響消去装置は従来のステレオ反響消去装置よりも収束特性が向上している。さらに、図２２と図２３とを比較すれば、実施例２の線形変換手段をさらに備えることとすれば、収束特性がさらに向上することが分かる。
＜本発明の各実施例が有する効果の説明終わり＞
【００８６】
また、上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【００８７】
また、上述の構成をコンピュータによって実現する場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。
【００８８】
この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。
【００８９】
また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。
【００９０】
このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の記録媒体に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるＡＳＰ（Application Service Provider）型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、本形態におけるプログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの（コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等）を含むものとする。
【００９１】
また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、本装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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