(57)【要約】【課題】  適応フィルタによって安定して伝達関数を模擬することでハウリングを精度よく防止することのできるハウリングキャンセラ等を提供する。【解決手段】  拡声装置１に内蔵又は接続され、複数のスピーカ３及び１又は複数のマイクロフォン２の各々の組み合わせによって生じる複数系統の帰還伝達系１００ごとに設けられ、対応する帰還伝達系１００の伝達関数を模したフィルタ係数が設定され、スピーカ３に出力される出力音声信号を処理して帰還伝達系１００による帰還音性信号を模した模擬信号を出力する適応フィルタ７２であって、出力音声信号及び残差信号に基づいてフィルタ係数を設定するものと、適応フィルタ７２から出力された模擬信号をマイクロフォン２から入力された入力音声信号から減算して残差信号を生成し、この残差信号を適応フィルタ７２と拡声部５に出力する減算部７４と、を有するハウリングキャンセラ７である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスピーカと１又は複数のマイクロフォンを接続するとともに、前記複数のスピーカに前記マイクロフォンから入力した音声信号を拡声して供給する拡声部を備えた拡声装置に内蔵又は接続され、
前記複数のスピーカ及び前記１又は複数のマイクロフォンの各々の組み合わせによって生じる複数系統の帰還伝達系ごとに設けられ、対応する帰還伝達系の伝達関数を模したフィルタ係数が設定され、前記スピーカに出力される出力音声信号を処理して前記帰還伝達系による帰還音性信号を模した模擬信号を出力する適応フィルタであって、前記出力音声信号及び残差信号に基づいて前記フィルタ係数を設定するものと、
前記適応フィルタから出力された模擬信号を前記マイクロフォンから入力された入力音声信号から減算して残差信号を生成し、この残差信号を前記適応フィルタと前記拡声部に出力する減算部と、
を有するハウリングキャンセラ。
【請求項２】
前記複数のスピーカ各々に出力される出力音声信号相互の相関性を低下させる処理を行ったのち前記スピーカ及び適応フィルタに入力する低相関化処理部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のハウリングキャンセラ。
【請求項３】
前記スピーカ各々に出力される出力音声信号の差信号と和信号とを生成する低相関化処理部を備え、
前記適応フィルタは、和信号と差信号とでクロススペクトル演算を行うことで、対応する帰還伝達系の伝達関数と自己の推定する伝達関数との推定誤差を算出し、この推定誤差を用いてフィルタ係数を設定することを特徴とする請求項１に記載のハウリングキャンセラ。
【請求項４】
前記適応フィルタには、前記低相関化処理部で処理される前の出力音声信号が入力され、この出力音声信号を前記フィルタ係数で畳み込み演算を行うことで模擬信号を生成することを特徴とする請求項３に記載のハウリングキャンセラ。
【請求項５】
請求項１〜４に記載のハウリングキャンセラを備えることを特徴とする拡声装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のスピーカからの帰還音がマイクロフォンに入力された場合のハウリングを防止するためのハウリングキャンセラ及びこのハウリングキャンセラを備えた拡声装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
拡声装置は、マイクロフォンから入力された音声信号を増幅してスピーカに入力するものであるが、この拡声装置において、スピーカからマイクロフォンに至る経路で閉ループが形成され、スピーカから出力されてマイクロフォンに入力された帰還音信号が繰り返し増幅されることによってハウリングが生じることはよく知られている。
【０００３】
このようなハウリングを防止するために、適応フィルタを用いて帰還音信号に模擬した模擬信号を生成し、マイクロフォンからの入力信号から模擬信号を除くハウリングキャンセラを拡声装置に用いることは従来から提案されている（非特許文献１を参照）。このハウリングキャンセラでは各構成は以下のように動作する。
【０００４】
スピーカへ入力する音声信号と同一の音声信号が遅延部に入力され、この音声信号がスピーカからマイクロフォンに至る遅れ時間に対応した遅れ時間だけ遅延部によって遅延される。この遅延された信号をフィルタ係数でたたみ込み演算を行うことで模擬信号が生成される。そして、マイクロフォンからの入力信号から模擬信号が引算部によって除かれた残差信号が拡声部に出力される。そして、拡声部で増幅された残差信号がスピーカに入力されてスピーカから放音される。ここで、適応フィルタには、残差信号がリファレンス信号として入力され、この残差信号が最小になるように周知の適応アルゴリズム（例えばＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズム）を用いてフィルタ係数（フィルタ特性）が補正される。このため、適応フィルタのフィルタ係数がスピーカからマイクロフォンに至るまでの帰還伝達系の伝達関数に近似されてゆき、フィルタ係数が帰還伝達系の伝達関数を模擬するものとなる。これにより、適応フィルタで処理した信号、すなわち模擬信号が帰還音信号と近似するものとなってゆく。これによって、残差信号から帰還音信号成分を除くことができるため、ハウリングを防止することができる。
【非特許文献１】稲積，今井，小西：“ＬＭＳアルゴリズムを用いた拡声系のハウリング防止”，日本音響学会講演論文集ｐｐ．４１７−４１８（１９９１，３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複数のスピーカが接続される構成に採用された場合に、従来の拡声装置では適応フィルタによって安定して（静定して）伝達関数を模擬できない場合があった。すなわち、かかる構成においては、複数のスピーカから出力された音響が同一のマイクロフォンに入力される場合があるため、同一のマイクロフォンに複数の帰還伝達系によって伝達された帰還音が入力される。この複数の帰還伝達系の伝達関数を同一の適応フィルタで模擬すると、安定して伝達関数を模擬できないため精度よくハウリングを防止できない場合があった。
【０００６】
この発明は、スピーカからマイクロフォンへの帰還経路が複数系統存在するシステム構成においても、適応フィルタによって安定して伝達関数を模擬し、ハウリングを精度よく防止することのできるハウリングキャンセラ及び拡声装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明では以下の手段を採用している。
【０００８】
（１）本発明は、複数のスピーカと１又は複数のマイクロフォンを接続するとともに、前記複数のスピーカに前記マイクロフォンから入力した音声信号を拡声して供給する拡声部を備えた拡声装置に内蔵又は接続され、前記複数のスピーカ及び前記１又は複数のマイクロフォンの各々の組み合わせによって生じる複数系統の帰還伝達系ごとに設けられ、対応する帰還伝達系の伝達関数を模したフィルタ係数を設定し、前記スピーカに出力される出力音声信号を処理して前記帰還伝達系による帰還音性信号を模した模擬信号を出力する適応フィルタであって、前記出力音声信号及び残差信号に基づいて前記フィルタ係数を設定するものと、前記適応フィルタから出力された模擬信号を前記マイクロフォンから入力された入力音声信号から減算して残差信号を生成し、この残差信号を前記適応フィルタと前記拡声部に出力する減算部と、を有するハウリングキャンセラである。
【０００９】
本発明では、拡声装置が複数のスピーカと１又は複数のマイクロフォンに接続されているため、各スピーカからマイクロフォンに至るまでの帰還伝達系がスピーカとマイクロフォンの各々の組み合わせの個数分の複数系統だけ存在する可能性がある。すなわち、各スピーカから各マイクロフォンに至るまでの帰還伝達系が「スピーカの個数×マイクロフォンの個数」分だけ帰還伝達系が存在する可能性がある。
【００１０】
上記本発明の構成によれば、ハウリングキャンセラは、この複数系統の帰還伝達系ごとに適応フィルタを備える。そして、適応フィルタによって、出力音声信号及び残差信号に基づいて対応する帰還伝達系の伝達関数を模したフィルタ係数が設定され、前記スピーカに出力される出力音声信号が入力される。この適応フィルタによって出力音声信号が処理されることで、帰還伝達系による帰還音性信号を模した模擬信号が生成される。これによって、複数系統の帰還伝達系を介してマイクロフォンに入力音声信号が入力される構成であっても、適応フィルタは１の帰還伝達系の伝達関数を模擬すればよい。このため、複数系統の帰還伝達系を同じ適応フィルタで模擬する従来技術に比較して、安定的に帰還伝達系の伝達関数を模擬することが可能となる。
【００１１】
このような適応フィルタから出力された模擬信号が前記マイクロフォンから入力された入力音声信号から減算部によって減算されて残差信号が生成され、この残差信号が適応フィルタと拡声部に出力される。これによって、帰還音成分が十分に除去した状態で入力音声信号を拡声部によって拡声することが可能になる。このため、帰還音成分が繰り返し増幅されてハウリングが発生することを効果的に防止することが可能となる。
【００１２】
（２）本発明は、上述したハウリングキャンセラにおいて、前記複数のスピーカ各々に出力される出力音声信号相互の相関性を低下させる処理を行ったのち前記スピーカ及び適応フィルタに入力する低相関化処理部を更に備えることを特徴とする。各スピーカから放音される音響が近似している場合等においては、異なる帰還伝達系を介してマイクロフォンに入力される帰還音成分であっても、この帰還音成分どうしの判別が困難な程に帰還音成分どうしの相関性が高い場合がある。かかる場合には、適応フィルタに入力される残差信号がいずれの帰還伝達系によって伝達された帰還音成分に対応するかを判別することが困難であるため、安定的に各帰還伝達系を模擬したフィルタ係数を設定することが困難である。
【００１３】
上記本発明の構成によれば、複数のスピーカ各々に出力される出力音声信号相互の相関性を低下させる処理が低相関化処理部によって行われる。そして、低相関化処理部によって処理が施された出力音声信号が、各スピーカ及び適応フィルタに入力される。これによって、異なる帰還伝達系を介してマイクロフォンに入力される帰還音成分どうしの相関性を低めることが可能である。これによって、これらの帰還音成分どうしの判別が困難な程に帰還音成分どうしの相関性が高まる状態になることを効果的に防止することが可能となる。
【００１４】
（３）本発明は、上述したハウリングキャンセラにおいて、前記スピーカ各々に出力される出力音声信号の差信号と和信号とを生成する低相関化処理部を備え、前記適応フィルタは、和信号と差信号とでクロススペクトル演算を行うことで、対応する帰還伝達系の伝達関数と自己の推定する伝達関数との推定誤差を算出し、この推定誤差を用いてフィルタ係数を算出することを特徴とする。
【００１５】
上述した本発明の構成によれば、前記スピーカ各々に出力される出力音声信号の差信号と和信号とがに低相関化処理部よって生成される。そして各スピーカには低相関化処理部で処理される前の出力音声信号が入力される。ここで、低相関化処理部で処理された出力音声信号をスピーカに入力すると、スピーカから放音される音響の音質が劣化する場合があるが、本発明では低相関化処理部に処理される前の状態の信号がスピーカに入力されるため、音響の音質の劣化を効果的に防止することが可能になる。
【００１６】
一方、適応フィルタには低相関化処理部で生成された和信号と差信号とが入力される。そして、適応フィルタによって、和信号と差信号とでクロススペクトル演算が行われ、これによって、対応する帰還伝達系の伝達関数と自己の推定する伝達関数との推定誤差が算出され、この推定誤差を用いてフィルタ係数が算出される。これによって、各スピーカから放音された音響の相関性が高い等の理由によって、異なった帰還伝達系を介してマイクロフォンに入力された帰還音成分どうしの相関性が高い場合であっても、安定性よくフィルタ係数を設定することが可能となる。
【００１７】
（４）本発明は、上述したハウリングキャンセラにおいて、前記適応フィルタには、前記低相関化処理部で処理される前の出力音声信号が入力され、この出力音声信号を前記フィルタ係数で畳み込み演算を行うことで模擬信号を生成することを特徴とする。
【００１８】
上記本発明の構成によれば、適応フィルタによって前記低相関化処理部で処理される前の出力音声信号にフィルタ係数で畳み込み演算が行われる。これによって、各スピーカに入力される音声信号をフィルタ係数で畳み込み演算を行うことになり、和信号及び差信号をフィルタ係数で畳み込み演算を行う構成に比較して、帰還音と模擬信号とをより高い精度で近似させることが可能となる。
【００１９】
（５）本発明は、上述したハウリングキャンセラを備えることを特徴とする拡声装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、複数系統の帰還伝達系を介してマイクロフォンに入力音声信号が入力される構成であっても、適応フィルタは１の帰還伝達系の伝達関数を模擬する。このため、複数系統の帰還伝達系を同じ適応フィルタで模擬する従来技術に比較して、安定的に帰還伝達系の伝達関数を模擬する拡声装置を提供することができる。このような適応フィルタから出力された模擬信号が入力音声信号から減算されるため、帰還音成分を入力音声信号から十分に除去することができ、ハウリングの発生を効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。本実施形態では、拡声装置は、複数のスピーカと複数のマイクロフォンとが接続される。このため、マイクロフォンには複数のスピーカから出力された帰還音、すなわち複数の帰還伝達系統を介して帰還された複数の帰還音を合成したものが入力される。この実施形態では、この複数の帰還伝達系統のそれぞれに対応した遅延部及び適応フィルタをハウリングキャンセラに配置することで各帰還伝達系の遅れ時間及び伝達関数を安定的に模擬している。
【００２２】
（第１の実施形態）
以下、図１を用いて本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態にかかる拡声装置１の概略構成を示すブロック図である。拡声装置１には、２個の（複数の）マイクロフォン２及び２個の（複数の）スピーカ３が接続され、各マイクロフォン２毎のヘッドアンプ４と、ミキサ５と、各スピーカ３毎のパワーアンプ６と、ハウリングキャンセラ７とを備える。
【００２３】
マイクロフォン２は、装置外部から音をマイクロフォン入力信号として入力し、このマイクロフォン入力信号を拡声装置１に入力する。２個のマイクロフォン２のうち図中左側がマイクロフォン２１、図中右側がマイクロフォン２２である。なお、以下にマイクロフォン２１，２２を区別しない場合には単にマイクロフォン２と記載する。
【００２４】
スピーカ３は、拡声装置１から入力されたアナログ音声信号を音響に変えて放音するものである。２個のスピーカ３のうち図中左側がスピーカ３１であり、このスピーカ３１を第１のチャネルとして音響が放音される。図中右側がスピーカ３２であり、このスピーカ３２を第２のチャネルとして音響が放音される。なお、以下にスピーカ３１，３２を区別しない場合には単にスピーカ３と記載する。
【００２５】
これらのスピーカ３１，３２とマイクロフォン２１，２２とは、スピーカ３１，３２から放音した音響が帰還伝達系１００（１０１，１０２，１０３，１０４）を介してマイクロフォン２１、２２それぞれに帰還音として入力される位置関係で配置されている。すなわち、スピーカ３１から放音された音響は帰還伝達系１０１を介してマイクロフォン２１に入力されるとともに、帰還伝達系１０２を介してマイクロフォン２２にも入力される。スピーカ３２から放音された音響は帰還伝達系１０３を介してマイクロフォン２１に入力されるとともに、帰還伝達系１０４を介してマイクロフォン２２にも入力される。これによって、マイクロフォン２に対して複数種類の帰還伝達系１００を介しての帰還音が入力される。
【００２６】
ヘッドアンプ４（４１，４２）は、マイクロフォン２から入力端子８を介してマイクロフォン入力信号が入力される。ヘッドアンプ４は、入力されたマイクロフォン入力信号をＡ／Ｄ（Analog/Digital）コンバータ（図略）での処理に好適なレベルまで信号レベルを増幅し、Ａ／Ｄコンバータ（図略）に入力する。ヘッドアンプ４のうちマイクロフォン２１からマイクロフォン入力信号が入力されるものがヘッドアンプ４１、マイクロフォン２２からマイクロフォン入力信号が入力されるものがヘッドアンプ４２である。ヘッドアンプ４１，４２で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ（図略）でデジタル化されたマイクロフォン入力信号はそれぞれミキサ５に出力される。
【００２７】
ミキサ５は、入力信号をミキシング（合成）する処理を行う。ミキサ５には、ヘッドアンプ４１，４２から出力されたマイクロフォン入力信号がそれぞれハウリングキャンセラ７を介して入力される。ミキサ５は、これらの入力信号をミキシングして音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）を生成する。ミキサ５はスピーカ３１に向かって音声信号ｘ１（ｋ）を出力するとともに、スピーカ３２に向かって音声信号ｘ２（ｋ）をそれぞれ出力する。出力された音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）はパワーアンプ６に入力されるとともに、ハウリングキャンセラ７に入力される。これによって、ハウリングキャンセラ７にはスピーカ３に入力される音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）と同じ信号が入力されることになる。なお、ハウリングキャンセラ７にはパワーアンプ６を経由しない音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）が入力されるが、ハウリングキャンセラ７にパワーアンプ６を経由した音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）が入力される構成としてもよい。
【００２８】
パワーアンプ６は、本発明の拡声部に対応し、入力された音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）の信号レベルを増幅してスピーカ３に対して出力する。パワーアンプ６は２個配設され、このうちスピーカ３１に対して信号の出力を行うものがパワーアンプ６１であり、スピーカ３２に対して信号の出力を行うものがパワーアンプ６２である。パワーアンプ６１，６２から出力された信号は、出力端子９を介してそれぞれスピーカ３１、３２に入力される。なお、パワーアンプ６１，６２はデジタル信号を増幅するデジタルアンプであっても、アナログ信号を増幅するアナログアンプであってもよい。アナログアンプである場合には、パワーアンプ６１，６２の前段にＤ／Ａコンバータ（図略）が挿入される。
【００２９】
ハウリングキャンセラ７は、遅延部７１（７１１，７１２，７１３，７１４）、適応フィルタ７２（７２１，７２２，７２３，７２４）、加算部７３（７３１，７３２）及び引算部７４（７４１，７４２）を備える。
【００３０】
遅延部７１及び適応フィルタ７２は、スピーカ３からマイクロフォン２に至る音響伝達経路である帰還伝達系１００を模擬する。すなわち、遅延部７１は帰還伝達系１００を介した帰還音の遅れ時間τを模擬するものであり、適応フィルタ７２は帰還伝達系１００の音声伝播特性である伝達関数ｈを模擬する。遅延部７１及び適応フィルタ７２は帰還伝達系１００毎に複数配置されている。すなわち、遅延部７１１及び適応フィルタ７２１は帰還伝達系１０１を模擬する。遅延部７１２及び適応フィルタ７２２は帰還伝達系１０３を模擬する。遅延部７１３及び適応フィルタ７２３は帰還伝達系１０２を模擬する。遅延部７１４及び適応フィルタ７２４は帰還伝達系１０４を模擬する。
【００３１】
具体的には、遅延部７１は入力された音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）を帰還伝達系１００の遅れ時間を模擬した遅れ時間τだけ遅延させ、この遅延させた音声信号ｘ（ｋ−τ）を自己と同一の帰還伝達系１００を模擬する適応フィルタ７２に出力する。すなわち、遅延部７１１は音声信号ｘ１（ｋ）を帰還伝達系１０１の遅れ時間を模擬する遅れ時間τ１１だけ遅延させて音声信号ｘ１（ｋ−τ１１）として適応フィルタ７２１に出力する。遅延部７１２は音声信号ｘ２（ｋ）を帰還伝達系１０３の遅れ時間τ２１だけ遅延させて音声信号ｘ２（ｋ−τ２１）として適応フィルタ７２２に出力する。遅延部７１３は音声信号ｘ１（ｋ）を帰還伝達系１０２の遅れ時間τ１２だけ遅延させて音声信号ｘ１（ｋ−τ１２）として適応フィルタ７２３に出力する。遅延部７１４は音声信号ｘ２（ｋ）を帰還伝達系１０４の遅れ時間τ２２だけ遅延させて音声信号ｘ２（ｋ−τ２２）として適応フィルタ７２４に出力する。なお、本明細書において、遅れ時間τ１１，τ２１，τ１２，τ２２を区別しない場合には単に「τ」と記載する。
【００３２】
適応フィルタ７２は、デジタルフィルタ（典型的にはＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ）を備え、帰還伝達系１００の伝達関数ｈを推定し、推定した伝達関数ｈに合わせて（模擬するように）このデジタルフィルタのフィルタ係数（フィルタ特性）を算出して自己設定する。伝達関数ｈの推定及びフィルタ係数の算出は、引算部７４から出力された信号である残差信号を参照信号として用いて遅延部７１から入力された音声信号ｘ（ｋ−τ）に基づいて、適応アルゴリズムを用いて行われる。適応アルゴリズムとしては、例えば、学習同定法、ＬＭＳ法、射影法及びＲＬＳ法などを適用することができる。このフィルタ係数の算出は、残差信号ができるだけ小さくなるように行われ、所定の時間間隔毎（例えば、数秒毎）に行われる。適応フィルタ７２は、入力された音声信号ｘ１（ｋ−τ）乃至は音声信号ｘ２（ｋ−τ）をフィルタ係数で畳み込み演算を行うことで（フィルタ特性を付与して）模擬信号ｄｏ（ｋ）を生成する。適応フィルタ７２は生成した模擬信号ｄｏ（ｋ）を加算部７３に出力する。
【００３３】
ここで、適応フィルタ７２１は帰還伝達系１０１の伝達関数ｈ１１を模擬し、入力された音声信号ｘ１（ｋ−τ１１）をフィルタ係数で畳み込んで生成した模擬信号ｄｏ１（ｋ）を加算部７３（加算部７３１）に対して出力する。適応フィルタ７２２は帰還伝達系１０３の伝達関数ｈ２１を模擬し、入力された音声信号ｘ２（ｋ−τ２１）をフィルタ係数で畳み込んで生成した模擬信号ｄｏ２（ｋ）を加算部７３（加算部７３１）に対して出力する。適応フィルタ７２３は帰還伝達系１０２の伝達関数ｈ１２を模擬し、入力された音声信号ｘ１（ｋ−τ１２）をフィルタ係数で畳み込んで生成した模擬信号ｄｏ３（ｋ）を加算部７３（加算部７３２）に対して出力する。適応フィルタ７２４は帰還伝達系１０４の伝達関数ｈ２２を模擬し、入力された音声信号ｘ２（ｋ−τ２２）をフィルタ係数で畳み込んで生成した模擬信号ｄｏ４（ｋ）を加算部７３（加算部７３２）に対して出力する。なお、本明細書において、模擬信号ｄｏ１（ｋ），ｄｏ２（ｋ），ｄｏ３（ｋ），ｄｏ４（ｋ）を区別しない場合には、模擬信号ｄｏ（ｋ）と記載する。
【００３４】
加算部７３は入力された模擬信号ｄｏ（ｋ）同士を合成するものであり、マイクロフォン２１，２２毎に２個（複数）配設されている。マイクロフォン２１に対応する加算部７３が加算部７３１、マイクロフォン２２に対応する加算部７３が加算部７３２である。加算部７３１には模擬信号ｄｏ１（ｋ）及び模擬信号ｄｏ２（ｋ）が入力され、加算部７３１はこれらを加算して合成模擬信号ｄｏ１０（ｋ）を生成することでマイクロフォン２１に入力される帰還音を模擬した信号を生成する。また、加算部７３２には模擬信号ｄｏ３（ｋ）及び模擬信号ｄｏ４（ｋ）が入力され、加算部７３２はこれらを合成して合成模擬信号ｄｏ２０（ｋ）を生成することでマイクロフォン２２に入力される帰還音を模擬した信号を生成する。
【００３５】
すなわち、マイクロフォン２１には帰還伝達系１０１を介した帰還音の帰還音信号ｄ１（ｋ）及び帰還伝達系１０３を介した帰還音の帰還音信号ｄ２（ｋ）との合成帰還音信号ｄ１０（ｋ）が入力される。また、マイクロフォン２２には帰還伝達系１０２を介した帰還音の帰還音信号ｄ３（ｋ）及び帰還伝達系１０４を介した帰還音の帰還音信号ｄ４（ｋ）との合成帰還音信号ｄ２０（ｋ）が入力される。ここで、上述したように適応フィルタ７２１は伝達関数ｈ１１を模擬したものであるため、模擬信号ｄｏ１（ｋ）は帰還音信号ｄ１（ｋ）を模擬する。上述したように適応フィルタ７２２は伝達関数ｈ２１を模擬したものであるため、模擬信号ｄｏ２（ｋ）は帰還音信号ｄ２（ｋ）を模擬する。このため合成帰還音信号ｄ１０（ｋ）と合成模擬信号ｄｏ１０（ｋ）とは近似するものとなる。また、上述したように適応フィルタ７２３は伝達関数ｈ１２を模擬したものであるため、模擬信号ｄｏ３（ｋ）は帰還音信号ｄ３（ｋ）を模擬する。上述したように適応フィルタ７２４は伝達関数ｈ２２を模擬したものであるため、模擬信号ｄｏ４（ｋ）は帰還音信号ｄ４（ｋ）を模擬する。このため合成帰還音信号ｄ２０（ｋ）と合成模擬信号ｄｏ２０（ｋ）とは近似するものとなる。なお、本明細書において、帰還音信号ｄ１（ｋ），ｄ２（ｋ），ｄ３（ｋ），ｄ４（ｋ）を区別して記載しない場合には、帰還音信号ｄ（ｋ）と記載する。
【００３６】
加算部７３１は生成した合成模擬信号ｄｏ１０（ｋ）をマイクロフォン２１に対応する引算部７４（後述する引算部７４１）に入力する。加算部７３２は生成した合成模擬信号ｄｏ２０（ｋ）をマイクロフォン２２に対応する引算部７４（後述する引算部７４２）に入力する。引算部７４は、マイクロフォン２からマイクロフォン入力信号が入力され、この入力信号から合成模擬信号ｄｏ１０（ｋ）又は合成模擬信号ｄｏ２０（ｋ）を引算する。引算部７４はマイクロフォン２１，２２毎に２個配設されており、マイクロフォン２１に対応する引算部７４が引算部７４１であり、マイクロフォン２２に対応する引算部７４が引算部７４２である。
【００３７】
すなわち、引算部７４１はマイクロフォン２１から入力された音声信号から合成模擬信号ｄｏ１０を引算した残差信号を生成する。引算部７４２はマイクロフォン２２から入力された音声信号から合成模擬信号ｄｏ２０を引算した残差信号を生成する。引算部７４１は生成した残差信号をミキサ５に入力するとともに、適応フィルタ７２１，７２２に参照信号として入力する。引算部７４２は生成した残差信号をミキサ５に入力するとともに、適応フィルタ７２３，７２４に参照信号として入力する。
【００３８】
以下に拡声装置１の動作を説明する。話者が話す等によって、マイクロフォン２１，２２に対して話者の話声等の音声信号が入力される。マイクロフォン２１に入力されたマイクロフォン入力信号は入力端子８を介してヘッドアンプ４１に入力される。マイクロフォン２２に入力されたマイクロフォン入力信号は入力端子８を介してヘッドアンプ４２に入力される。入力されたマイクロフォン入力信号の信号レベルはヘッドアンプ４１，４２によって増幅されて引算部７４１，７４２を介してミキサ５にそれぞれ入力される。ミキサ５によってマイクロフォン２１，２２から入力されたマイクロフォン入力信号同士がミキシング処理されて音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）が生成される。
【００３９】
生成された音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）はミキサ５からパワーアンプ６１，６２にそれぞれ入力されるとともに、遅延部７１１，７１２，７１３，７１４に入力される。すなわち、パワーアンプ６１に入力される音声信号ｘ１（ｋ）が遅延部７１１，７１３にも入力され、パワーアンプ６２に入力される音声信号ｘ２（ｋ）が遅延部７１２，７１４にも入力される。入力された音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）の信号レベルがパワーアンプ６１，６２によって増幅されて、出力端子９を介してスピーカ３１，３２に入力される。
【００４０】
スピーカ３１に入力されたアナログ信号は音響に変換されて放音される。この音響は帰還伝達系１０１を介してマイクロフォン２１に帰還音信号ｄ１（ｋ）として入力される。また、この音響は帰還伝達系１０２を介してマイクロフォン２２に帰還音信号ｄ３（ｋ）として入力される。また、スピーカ３２に入力されたアナログ信号は音響に変換されて放音される。この音響は帰還伝達系１０３を介してマイクロフォン２１に帰還音信号ｄ２（ｋ）として入力される。また、この音響は帰還伝達系１０４を介してマイクロフォン２２に帰還音信号ｄ４（ｋ）として入力される。すなわち、マイクロフォン２１には帰還音信号ｄ１（ｋ）と帰還音信号ｄ２（ｋ）との合成帰還音信号ｄ１０（ｋ）が入力される。また、マイクロフォン２２には帰還音信号ｄ３（ｋ）と帰還音信号ｄ４（ｋ）との合成帰還音信号ｄ２０（ｋ）が入力される。
【００４１】
ハウリングキャンセラ７では、遅延部７１１，７１２，７１３，７１４によって、音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）に遅れ時間τが付与される。すなわち、遅延部７１１では音声信号ｘ１（ｋ）に遅れ時間τ１１が付与されることで音声信号ｘ１（ｋ−τ１１）が生成され、適応フィルタ７２１に入力される。遅延部７１２では音声信号ｘ２（ｋ）に遅れ時間τ２１が付与されて音声信号ｘ２（ｋ−τ２１）が生成され、適応フィルタ７２２に入力される。遅延部７１３では音声信号ｘ１（ｋ）に遅れ時間τ１２が付与されて音声信号ｘ１（ｋ−τ１２）が生成され、適応フィルタ７２３に入力される。遅延部７１４では音声信号ｘ２（ｋ）に遅れ時間τ２２が付与されて音声信号ｘ２（ｋ−τ２２）が生成され、適応フィルタ７２４に入力される。
【００４２】
適応フィルタ７２１によって音声信号ｘ１（ｋ−τ１１）に対して帰還伝達系１０１に対応したフィルタ特性が付与されることで、模擬信号ｄｏ１（ｋ）が生成される。この生成された模擬信号ｄｏ１（ｋ）は加算部７３１に入力される。適応フィルタ７２２によって音声信号ｘ２（ｋ−τ２１）に対して帰還伝達系１０３に対応したフィルタ特性が付与されることで、模擬信号ｄｏ２（ｋ）が生成される。この生成された模擬信号ｄｏ２（ｋ）は加算部７３１に入力される。適応フィルタ７２３によって音声信号ｘ１（ｋ−τ１２）に対して帰還伝達系１０２に対応したフィルタ特性が付与されることで、模擬信号ｄｏ３（ｋ）が生成される。この生成された模擬信号ｄｏ３（ｋ）は加算部７３２に入力される。適応フィルタ７２４によって音声信号ｘ２（ｋ−τ２２）に対して帰還伝達系１０４に対応したフィルタ特性が付与されることで、模擬信号ｄｏ４（ｋ）が生成される。この生成された模擬信号ｄｏ４（ｋ）は加算部７３２に入力される。
【００４３】
模擬信号ｄｏ１（ｋ）と模擬信号ｄｏ２（ｋ）は加算部７３１によって加算され、これによって合成模擬信号ｄｏ１０（ｋ）が生成される。この合成模擬信号ｄｏ１０（ｋ）は引算部７４１に入力される。模擬信号ｄｏ３（ｋ）と模擬信号ｄｏ４（ｋ）は加算部７３２によって加算され、これによって合成模擬信号ｄｏ２０（ｋ）が生成される。この合成模擬信号ｄｏ２０（ｋ）は引算部７４２に入力される。引算部７４２によってマイクロフォン２１から入力されたマイクロフォン入力信号から合成模擬信号ｄｏ１０（ｋ）が除去されることで合成帰還音信号ｄ１０（ｋ）の成分が除去される。また、引算部７４２によってマイクロフォン２２から入力されたマイクロフォン入力信号から合成模擬信号ｄｏ２０（ｋ）が除去されることで、合成帰還音信号ｄ２０（ｋ）の成分が除去される。これによって、マイクロフォン２１，２２から入力されるマイクロフォン入力信号から複数の帰還伝達系１００を介して入力された帰還音成分が除去され、ハウリングが効果的に防止される。
【００４４】
上記構成によって、本実施形態では、同一のマイクロフォン２に複数種類の帰還伝達系１００を介して帰還音が入力される構成下においても、複数種類の適応フィルタ７２が配設され、これによって帰還伝達系１００毎に遅れ時間が付与されるとともに伝達関数ｈが模擬されるため、安定性よく伝達関数ｈを推定することができる。これによって、合成模擬信号ｄｏ１０（ｋ），ｄｏ２０（ｋ）を合成帰還音信号ｄ１０（ｋ），ｄ２０（ｋ）に精度よく近似させることができ、ハウリングを精度良く防止することができる。
【００４５】
さらに、帰還伝達系１００毎に遅延部７１が配設されており、帰還伝達系１００毎の遅れ時間τで音声信号ｘ（ｋ）が遅延されて適応フィルタ７２に入力される構成であるため、引算部７４への帰還音信号ｄ（ｋ）と模擬信号ｄｏ（ｋ）との入力タイミングを精度よく一致させることができる。これによって、模擬信号ｄｏ（ｋ）をマイクロフォン入力信号から除くことで、模擬信号ｄｏ（ｋ）に対応する帰還音成分を好適に除去することができる。このため、ハウリングを精度よく防止することができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
以下に図２を用いて本発明の第２の実施形態にかかる拡声装置１Ａを説明する。図２は第２の実施形態にかかる拡声装置１Ａの概略構成を示すブロック図である。第１の実施形態では、スピーカ３１，３２に入力されるのはミキサ５からパワーアンプ６を介して入力された音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）であり、遅延部７１に入力されるのはミキサ５から出力された音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）であるが、第２の実施形態では、音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）の相関性を低める処理（低相関化処理）が施され、この処理後の音声信号ｘ１´（ｋ），ｘ２´（ｋ）がそれぞれパワーアンプ６を介してスピーカ３１，３２に入力されるとともに、遅延部７１１Ａ，７１３Ａ及び遅延部７１２Ａ，７１４Ａに入力される。
【００４７】
図２において、ハウリングキャンセラ７Ａはハウリングキャンセラ７と同様の構成に加えて、ミキサ５とパワーアンプ６との間の信号経路上であって、この信号経路から遅延部７１Ａに分岐される信号経路の手前に低相関化処理部７５が配設されている。低相関化処理部７５は、本願発明の第１の低相関化処理部に対応し、ミキサ５から入力された音声信号ｘ１（ｋ）及び音声信号ｘ２（ｋ）に対して低相関化処理を施す。また、低相関化処理部７５は、音声信号ｘ１（ｋ）に低相関化処理を施した音声信号ｘ１´（ｋ）をパワーアンプ６１に入力するとともに遅延部７１１Ａ，７１３Ａに入力し、音声信号ｘ２（ｋ）に低相関化処理を施した音声信号ｘ２´（ｋ）をパワーアンプ６２に入力するとともに、遅延部７１２Ａ，７１４Ａに入力する。
【００４８】
低相関化処理部７５が行う低相関化処理は、例えば、音声信号ｘ１（ｋ）、音声信号ｘ２（ｋ）のいずれかにホワイトノイズ等のノイズ成分を識別信号として載せる方法や、音声信号ｘ１（ｋ）及び音声信号ｘ２（ｋ）の和信号と差信号とをそれぞれ音声信号ｘ１´（ｋ），ｘ２´（ｋ）とする方法（ＭＳ方式）や、音声信号ｘ１（ｋ）と音声信号ｘ２（ｋ）との主成分分析を行って、これらの信号を相互に直交した２信号に変換する方式（直交化変換方式）等がある。
【００４９】
各遅延部７１Ａは、第１の実施形態と同様に入力された音声信号ｘ１´（ｋ），ｘ２´（ｋ）を各帰還伝達系１００の遅れ時間に対応した遅れ時間τで遅延させて、音声信号ｘ１´（ｋ−τ），ｘ２´（ｋ−τ）として対応する適応フィルタ７２Ａに入力する。適応フィルタ７２Ａは入力された音声信号ｘ１´（ｋ−τ），ｘ２´（ｋ−τ）をフィルタ係数で畳み込んで模擬信号ｄｏ（ｋ）を生成し、第１の実施形態と同様に加算部７３１，加算部７３２に入力する。加算部７３及び引算部７４での信号処理については第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５０】
適応フィルタ７２Ａでは、入力された音声信号ｘ１´（ｋ−τ），ｘ２´（ｋ−τ）と残差信号とを用いて第１の実施形態と同様にして適応アルゴリズムを用いてフィルタ係数を算出し、算出したフィルタ係数に補正される。すなわち、適応フィルタ７２１Ａは、入力された音声信号ｘ１´（ｋ−τ１１）と引算部７４１から入力された残差信号とを用いてフィルタ係数を算出する。また、適応フィルタ７２２Ａは、入力された音声信号ｘ２´（ｋ−τ２１）と引算部７４１から入力された残差信号とを用いてフィルタ係数を算出する。適応フィルタ７２３Ａは、入力された音声信号ｘ１´（ｋ−τ１２）と引算部７４２から入力された残差信号とを用いてフィルタ係数を算出する。適応フィルタ７２４Ａでは、入力された音声信号ｘ２´（ｋ−τ２２）と引算部７４２から入力された残差信号とを用いてフィルタ係数を算出する。
【００５１】
ここで、スピーカ３１，３２から放音される音響の相関性が高い場合等には、マイクロフォン２１に入力される帰還音信号ｄ１（ｋ）と帰還音信号ｄ２（ｋ）との間の相関性や、マイクロフォン２２に入力される帰還音信号ｄ３（ｋ）と帰還音信号ｄ４（ｋ）との間の相関性が高くなる。このため、残差信号が帰還音信号ｄ１（ｋ）から由来するものか、帰還音信号ｄ２（ｋ）から由来するものであるかの判別や、帰還音信号ｄ３（ｋ）から由来するものか、帰還音信号ｄ４（ｋ）から由来するものであるかの判別が困難な状態になる。第２の実施形態では、かかる状態になることを防止するため、ミキシング処理された音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）に対して低相関化処理部７５によって低相関化処理が施されることで互いの相関性が低められ、音声信号ｘ１´（ｋ），ｘ２´（ｋ）としてスピーカ３１，３２に入力される。
【００５２】
上記構成によって、第２の実施形態では低相関化処理部７５によって互いの相関性が低められた音声信号ｘ１´（ｋ）と音声信号ｘ２´（ｋ）とがスピーカ３１，３２に入力されるため、残差信号がいずれの帰還伝達系１００に伝達された帰還音成分に由来するものかを判別困難な状態になることを効果的に防止し、適切なフィルタ係数を算出することができる。
【００５３】
（第３の実施形態）
以下に図３を用いて本発明の第３の実施形態を説明する。図３は、本発明の第３の実施形態にかかる拡声装置１Ｂの概略構成を示すブロック図である。第２の実施形態では、低相関化処理部７５は低相関化処理を施した音声信号ｘ１´（ｋ），ｘ２´（ｋ）を遅延部７１Ａ及びスピーカ３１，３２に入力することで、スピーカ３１，３２から放音される音響の相関性を低める構成であり、これによって安定的に適応フィルタ７２Ａによってフィルタ係数を算出できるものである。これに対して、第３の実施形態では、スピーカ３１，３２には低相関化処理を施していない信号である音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）を入力することで、スピーカ３１，３２から放音される音響の相関性が低められない。ここで、低相関化処理部７５´は遅延部７１Ｂには低相関化処理を施した信号である音声信号ｘ１´（ｋ），ｘ２´（ｋ）を入力し、各適応フィルタ７２Ｂは後述する推定誤差算出処理によって、音声信号ｘ１´（ｋ），ｘ２´（ｋ）と残差信号を用いて、帰還伝達系１００の伝達関数ｈと自己の推定した伝達関数との推定誤差△ｈを算出して、この推定誤差△ｈを用いてフィルタ係数を算出する。各適応フィルタ７２Ｂは算出した推定誤差△ｈを用いてフィルタ係数を算出するため、フィルタ係数を安定的に算出することができる。このように、第３の実施形態では、放音される音響の音質を維持しながらも、安定的にフィルタ係数を算出することを特徴とする。
【００５４】
図３の拡声装置１Ｂでは、低相関化処理部７５はミキサ５からパワーアンプ６までの信号経路から分岐されて遅延部７１Ｂに至るまでの信号経路に配設されている。低相関化処理部７５´は、第２の実施形態において上述したＭＳ方式を用いて、ミキサ５から入力された音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）に対して低相関化処理を施して遅延部７１Ｂに入力する。
【００５５】
具体的には、ＭＳ方式における低相関化処理では、低相関化処理部７５´は加算器や引算器等から構成され、音声信号ｘ１（ｋ）と音声信号ｘ２（ｋ）との和信号（音声信号ｘ１´（ｋ））と、音声信号ｘ１（ｋ）と音声信号ｘ２（ｋ）との差信号（音声信号ｘ２´（ｋ））すなわち「ｘ１（ｋ）−ｘ２（ｋ）」乃至は「ｘ２（ｋ）−ｘ１（ｋ）」とが生成される。低相関化処理部７５´は音声信号ｘ１´（ｋ）及び音声信号ｘ２´（ｋ）を遅延部７１１Ｂ，７１２Ｂ，７１３Ｂ，７１４Ｂに入力する。
【００５６】
遅延部７１１Ｂは、第１の実施形態と同様に各帰還伝達系１００の遅れ時間に対応した遅れ時間τ１１で入力された音声信号ｘ１´（ｋ），ｘ２´（ｋ）を遅延させて、音声信号ｘ１´（ｋ−τ１１），ｘ２´（ｋ−τ１１）として適応フィルタ７２１Ｂに入力する。遅延部７１２Ｂは、第１の実施形態と同様に各帰還伝達系１００の遅れ時間に対応した遅れ時間τ２１で入力された音声信号ｘ１´（ｋ），ｘ２´（ｋ）を遅延させて、音声信号ｘ１´（ｋ−τ２１），ｘ２´（ｋ−τ２１）として適応フィルタ７２２Ｂに入力する。遅延部７１３Ｂは、第１の実施形態と同様に各帰還伝達系１００の遅れ時間に対応した遅れ時間τ１２で入力された音声信号ｘ１´（ｋ），ｘ２´（ｋ）を遅延させて、音声信号ｘ１´（ｋ−τ１２），ｘ２´（ｋ−τ１２）として適応フィルタ７２３Ｂに入力する。遅延部７１４Ｂは、第１の実施形態と同様に各帰還伝達系１００の遅れ時間に対応した遅れ時間τ２２で入力された音声信号ｘ１´（ｋ），ｘ２´（ｋ）を遅延させて、音声信号ｘ１´（ｋ−τ２２），ｘ２´（ｋ−τ２２）として適応フィルタ７２４Ｂに入力する。
【００５７】
各適応フィルタ７２Ｂは、入力された音声信号ｘ１´（ｋ−τ）乃至はｋ２´（ｋ−τ）をフィルタ係数で畳み込んで模擬信号ｄｏ（ｋ）を生成する。具体的には、適応フィルタ７２１Ｂは入力された音声信号ｘ１´（ｋ−τ１１）をフィルタ係数で畳み込んで模擬信号ｄｏ１（ｋ）を生成し、第１の実施形態と同様に加算部７３１に入力する。また、適応フィルタ７２２Ｂは、入力された音声信号ｘ２´（ｋ−τ２１）をフィルタ係数で畳み込んで模擬信号ｄｏ２（ｋ）を生成し、第１の実施形態と同様に加算部７３１に入力する。適応フィルタ７２３Ｂは入力された音声信号ｘ１´（ｋ−τ１２）をフィルタ係数で畳み込んで模擬信号ｄｏ３（ｋ）を生成し、第１の実施形態と同様に加算部７３２に入力する。適応フィルタ７２４Ｂは、入力された音声信号ｘ２´（ｋ−τ２２）をフィルタ係数で畳み込んで模擬信号ｄｏ４（ｋ）を生成し、第１の実施形態と同様に加算部７３２に入力する。
【００５８】
また、各適応フィルタ７２Ｂは、入力された音声信号ｘ１´（ｋ−τ）及びｘ２´（ｋ−τ）と残差信号とでクロススペクトル演算を行い、これによって各適応フィルタ７２Ｂで模擬される伝達関数と対応する帰還伝達系１００の伝達関数ｈとの推定誤差△ｈを算出する。各適応フィルタ７２Ｂは、算出した推定誤差△ｈを用いてフィルタ係数を算出し、算出したフィルタ係数を自己設定する。
【００５９】
具体的には、適応フィルタ７２１Ｂでは、音声信号ｘ１´（ｋ−τ１１）及び音声信号ｘ２´（ｋ−τ１１）と引算部７４１から入力された残差信号とを用い、下記式によって伝達関数の推定誤差△ｈ１１を算出し、この推定誤差△ｈ１１を用いてフィルタ係数を算出する。
【００６０】
【数１】
2006262338.tif 000003
ここで、Ｘ１´は、音声信号ｘ１´（ｋ−τ１１），ｘ１´（ｋ−τ２１），ｘ１´（ｋ−τ１２），ｘ１´（ｋ−τ２２）の周波数軸表現である。Ｘ２´は、音声信号ｘ２´（ｋ−τ１１），ｘ２´（ｋ−τ２１），ｘ２´（ｋ−τ１２），ｘ２´（ｋ−τ２２）の周波数軸表現である。Ｘ１´※はＸ１´の複素共役であり、Ｘ２´※はＸ２´の複素共役である。ＥＬは引算部７４１から入力された残差信号の周波数軸表現である。
【００６１】
適応フィルタ７２２Ｂは、音声信号ｘ１´（ｋ−τ２１）及び音声信号ｘ２´（ｋ−τ２１）と引算部７４１から入力された残差信号とを用い、下記式によって伝達関数の推定誤差△ｈ２１を算出し、この推定誤差△ｈ２１を用いてフィルタ係数を算出する。
【００６２】
【数２】
2006262338.tif 000004
適応フィルタ７２３Ｂでは、音声信号ｘ１´（ｋ−τ１２）及び音声信号ｘ２´（ｋ−τ１２）と引算部７４２から入力された残差信号とを用い、下記式によって伝達関数の推定誤差△ｈ１２を算出し、この推定誤差△ｈ１２を用いてフィルタ係数を算出する。
【００６３】
【数３】
2006262338.tif 000005
【００６４】
上記のＥＲは引算部７４２から入力された残差信号の周波数軸表現である。
【００６５】
適応フィルタ７２４Ｂでは、音声信号ｘ１´（ｋ−τ２２）及び音声信号ｘ２´（ｋ−τ２２）と引算部７４２から入力された残差信号とを用い、下記式（４）によって伝達関数の推定誤差△ｈ２２を算出し、この推定誤差△ｈ２２を用いてフィルタ係数を算出する。
【００６６】
【数４】
2006262338.tif 000006
【００６７】
なお、推定誤差△ｈ１１，１２，２１，２２を用いてフィルタ係数を算出する具体的方法は例えば特開２００３−１０２０８５号公報等に開示された公知方法であるため説明を省略する。
【００６８】
第３の実施形態では、上記構成によって、低相関化処理部７５によって低相関化処理が施された音声信号ｘ１´（ｋ−τ）及び音声信号ｘ２´（ｋ−τ）と残差信号とでクロススペクトル演算を行うことで、各適応フィルタ７２Ｂと対応する帰還伝達系の伝達関数との推定誤差△ｈを算出することができる。これによって、推定誤差△ｈを用いて各適応フィルタ７２Ｂのフィルタ係数を算出することができるため、スピーカ３１，３２から放音される音響の相関性が高い場合においても、安定性よくフィルタ係数を算出することができる。このため、スピーカ３１，３２に低相関化処理が施されていない音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）を入力しても、安定性良く適応フィルタ７２Ｂのフィルタ係数を算出することができる。これによって、低相関化処理が施された音声信号ｘ１´（ｋ），ｘ２´（ｋ）をスピーカ３１，３２に入力する第２の実施形態に比較してスピーカ３１，３２から放音される音質の劣化を防止することができながら、安定性よくフィルタ係数を算出することができる。
【００６９】
なお、第３の実施形態では、低相関化処理部７５´でＭＳ方式によって低相関化処理が施されているがこれに限定されず、第２の実施形態で上述した直交変換処理によって低相関化処理を施してもよい。本変形例では、低相関化処理部７５´は直交化フィルタ等から構成され、音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）について所定時間間隔毎に主成分分析を行って、これらの音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）を相互に直交した（位相の９０度ずれた）２信号に変換する。低相関化処理部７５´は、音声信号ｘ１´（ｋ）及び音声信号ｘ２´（ｋ）を遅延部７１１Ｂ，７１２Ｂ，７１３Ｂ，７１４Ｂに入力する。遅延部７１Ｂでは第３の実施形態と同様に入力された音声信号ｘ１´（ｋ）及び音声信号ｘ２´（ｋ）に遅れ時間τが付与されて、適応フィルタ７２Ｂに入力される。適応フィルタ７２１Ｂ，７２３Ｂは入力された音声信号ｘ１´（ｋ−τ）にフィルタ係数を畳み込んで模擬信号ｄｏ１（ｋ），ｄｏ３（ｋ）を生成する。適応フィルタ７２２Ｂ，７２４Ｂは入力された音声信号ｘ２´（ｋ−τ）にフィルタ係数を畳み込んで模擬信号ｄｏ２（ｋ），ｄｏ４（ｋ）を生成する。各適応フィルタ７２Ｂは音声信号ｘ１´（ｋ−τ）及び音声信号ｘ２´（ｋ−τ）と残差信号を用いて伝達関数の推定誤差△ｈを算出するが、具体的な算出方法については、例えば特開２００３−１０２０８５号公報等に開示された公知技術であるため説明を省略する。本変形例におけるその他の構成及び信号処理については第３の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００７０】
（第４の実施形態）
以下に図４を参照して本発明の第４の実施形態にかかる拡声装置１Ｃを説明する。図４は本発明の第４の実施形態にかかる拡声装置１Ｃの概略構成を示すブロック図である。第３の実施形態では、各適応フィルタ７２Ｂでフィルタ係数によって畳み込み演算が行われるのは音声信号ｘ１´（ｋ−τ）乃至は音声信号ｘ２´（ｋ−τ）すなわち低相関化処理が施された音声信号であるが、第４の実施形態では、各適応フィルタ７２Ｃでフィルタ係数によって畳み込み演算が行われるのは音声信号ｘ１（ｋ−τ）乃至は音声信号ｘ２（ｋ−τ）である。
【００７１】
遅延部７１Ｃは、低相関化処理部７５´から音声信号ｘ１´（ｋ）及び音声信号ｘ２´（ｋ）が入力されるとともに、音声信号ｘ１（ｋ）乃至は音声信号ｘ２（ｋ）が入力される。すなわち、遅延部７１１Ｃ及び遅延部７１３Ｃには音声信号ｘ１（ｋ）が入力され、遅延部７１２Ｃ及び遅延部７１４Ｃには音声信号ｘ２（ｋ）が入力される。遅延部７１１Ｃは、入力された音声信号ｘ１´（ｋ），ｘ２´（ｋ）及び音声信号ｘ１（ｋ）を遅れ時間τ１１だけ遅延させて適応フィルタ７２１Ｃに入力する。遅延部７１２Ｃは、入力された音声信号ｘ１´（ｋ），ｘ２´（ｋ）及び音声信号ｘ２（ｋ）を遅れ時間τ２１だけ遅延させて適応フィルタ７２２Ｃに入力する。遅延部７１３Ｃは、入力された音声信号ｘ１´（ｋ），ｘ２´（ｋ）及び音声信号ｘ１（ｋ）を遅れ時間τ１２だけ遅延させて適応フィルタ７２３Ｃに入力する。遅延部７１４Ｃは、入力された音声信号ｘ１´（ｋ），ｘ２´（ｋ）及び音声信号ｘ２（ｋ）を遅れ時間τ２２だけ遅延させて適応フィルタ７２４Ｃに入力する。
【００７２】
適応フィルタ７２Ｃは入力された音声信号ｘ１´（ｋ−τ）及び音声信号ｘ２´（ｋ−τ）と残差信号とを用いて第３の実施形態と同様にしてフィルタ係数を算出し、算出したフィルタ係数に自己設定する。また、適応フィルタ７２Ｃは入力された音声信号ｘ１（ｋ−τ）乃至は音声信号ｘ２（ｋ−τ）にフィルタ係数で畳み込み演算を行うことで模擬信号ｄｏ（ｋ）を生成する。具体的には、適応フィルタ７２１Ｃは音声信号ｘ１（ｋ−τ１１）にフィルタ係数で畳み込み演算を行うことで模擬信号ｄｏ１（ｋ）を生成して加算部７３１に入力する。適応フィルタ７２２Ｃは音声信号ｘ２（ｋ−τ２１）にフィルタ係数で畳み込み演算を行うことで模擬信号ｄｏ２（ｋ）を生成して加算部７３１に入力する。適応フィルタ７２３Ｃは音声信号ｘ１（ｋ−τ１２）にフィルタ係数で畳み込み演算を行うことで模擬信号ｄｏ３（ｋ）を生成して加算部７３２に入力する。適応フィルタ７２４Ｃは音声信号ｘ２（ｋ−τ２２）にフィルタ係数で畳み込み演算を行うことで模擬信号ｄｏ４（ｋ）を生成して加算部７３２に入力する。拡声装置１Ｃのその他の構成及び信号処理については第３の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００７３】
上記構成によって、第４の実施形態では、スピーカ３１，３２に入力する音声信号と同一の音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）を遅延させた音声信号ｘ１（ｋ−τ），ｘ２（ｋ−τ）に対してフィルタ係数で畳み込み演算を行うことで模擬信号ｄｏ（ｋ）を生成することができるため、より精度よく帰還音信号ｄ（ｋ）に近似した模擬信号ｄｏ（ｋ）を生成することができる。これによって、ハウリング防止の精度を更に向上させることができる。
なお、本発明の実施形態は以下の変形例を採用することができる。
【００７４】
（１）第１〜第４の実施形態において、拡声装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、マイクロフォン２及びスピーカ３を外付けで取り付け可能に構成されているが、これに限定されず一体的に備える構成であってもよい。なお、拡声装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃはハウリングキャンセラ７，７Ａ，７Ｂ，７Ｂを内蔵しているが、外付けて備える構成であってもよい。
【００７５】
（２）また、第１〜第４の実施形態において、拡声装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃに接続されるマイクロフォン２及びスピーカ３の個数は２個であるがこれに限定されない。本実施形態では、スピーカ３が複数個接続され、同一のマイクロフォン２に複数の帰還伝達系１００からの帰還音が入力される構成であればよく、マイクロフォン２の個数は単数であってもよい。この場合には、適応フィルタ７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃは帰還伝達系１００の個数に対応するだけ配設される構成となる。すなわち、マイクロフォン２が１個、スピーカ３が２個接続される場合には、通常マイクロフォン２に入力されるのは２種類の帰還伝達系１００を介した帰還音であるため、適応フィルタ７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃは２種類の帰還伝達系１００毎に対応した２個が配設されることになる。
【００７６】
（３）また、スピーカ３とマイクロフォン２との間の距離が帰還音の伝達困難なまでに離れている場合等には、帰還伝達系１００がない状態であるため対応する適応フィルタ７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃを配設しない構成としてもよい。例えば、第１の実施形態で説明すると、スピーカ３１とマイクロフォン２１の距離が帰還音の伝達困難なまでに離れている場合には、帰還伝達系１０１がない状態であるため遅延部７１１及び適応フィルタ７２１は不要となる。
【００７７】
（４）また、第２の実施形態では、ミキサ５とは別に低相関化処理部７５が配設されているが、ミキサ５が低相関化処理部７５の機能を備える構成であってもよい。
【００７８】
（５）また、第３及び第４の実施形態の構成においては、低相関化処理部７５´はミキサ５からパワーアンプ６までの信号経路の途中で分岐された信号経路上に配設されているが、この構成に限定されない。第３の実施形態では、スピーカ３１，３２に音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）を入力することができ、遅延部７１Ｂに音声信号ｘ１´（ｋ），ｘ２´（ｋ）（低相関化処理が施された音声信号）を入力することができる構成であればよい。また、第４の実施形態では、スピーカ３１，３２に音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）を入力することができ、遅延部７１Ｃに音声信号ｘ１´（ｋ），ｘ２´（ｋ）（低相関化処理が施された音声信号）を入力することができることに加え、音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）を遅延部７１Ｃに入力できる構成であればよい。例えば、第２の実施形態における低相関化処理部７５と同様の接続位置で低相関化処理部７５´が配設され、パワーアンプ６の手前で音声信号ｘ１´（ｋ），ｘ２´（ｋ）を音声信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）に戻す処理部が配設されてもよい。この処理部では、例えば（音声信号ｘ１´（ｋ）＋音声信号ｘ２´（ｋ））×１／２を計算することで音声信号ｘ１（ｋ）を算出し、（音声信号ｘ１´（ｋ）−音声信号ｘ２´（ｋ））×１／２を計算することで音声信号ｘ２（ｋ）を算出する。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】第１の実施形態にかかる拡声装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第２の実施形態にかかる拡声装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施形態にかかる拡声装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図４は本発明の第４の実施形態にかかる拡声装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８０】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ―拡声装置    ２（２１，２２）―マイクロフォン  ３（３１，３２）−スピーカ    ６―パワーアンプ（拡声回路部の一例）    ７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ―ハウリングキャンセラ    ７１（７１１，７１２，７１３，７１４）―遅延部    ７１Ａ（７１１Ａ，７１２Ａ，７１３Ａ，７１４Ａ）―遅延部    ７１Ｂ（７１１Ｂ，７１２Ｂ，７１３Ｂ，７１４Ｂ）―遅延部    ７１Ｃ（７１１Ｃ，７１２Ｃ，７１３Ｃ，７１４Ｃ）―遅延部    ７２（７２１，７２２，７２３，７２４）―適応フィルタ    ７２Ａ（７２１Ａ，７２２Ａ，７２３Ａ，７２４Ａ）―適応フィルタ    ７２Ｂ（７２１Ｂ，７２２Ｂ，７２３Ｂ，７２４Ｂ）―適応フィルタ    ７２Ｃ（７２１Ｃ，７２２Ｃ，７２３Ｃ，７２４Ｃ）―適応フィルタ    ７３（７３１，７３２）―加算部    ７４（７４１，７４２）―引算部    ７５，７５´―低相関化処理部（第１の変形化処理部及び第２の変形化処理部の一例）１００（１０１，１０２，１０３，１０４）―帰還伝達系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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