(57)【要約】【課題】この発明は、Ｃ＜Ｄで、Ｄ個のチャンネル用のオーディオ信号伝送システムにおいて、Ｃ個のチャンネルのオーディオ信号を再生する際の反響消去を行うための装置および方法に関する。一つの応用例は、可変数の発言している話者が、それらの座席位置に対応して立体的に再生されることが求められるテレビ会議である。解決しようとする課題は、スピーカー信号が強い相関がある場合における、適応型反響消去の収斂の悪さである。【解決手段】この発明においては、オーディオ信号に対して、有利には相関除去を行う前処理（Ｖ１，....，ＶＤ）を施す周知の措置に加えて、チャンネル結合器（５）によって、これらの前処理ユニットの中のＣ個の出力信号を選んで、スピーカー（Ｌ１，....，ＬＤ）に配分し、その際幾つかの信号を、複数のスピーカーで再生するものである。この課題の解決法としては、一方では、チャンネルをＤ個からＣ個に削減することであり、他方では、これらのＣ個の信号だけに、適応調整を施すことである。
2005507615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット（１）と、
オーディオ信号チャンネル毎に、一つのオーディオ信号前処理ユニット（Ｖ１，....，ＶＤ）が割り当てられており、
各オーディオ信号チャンネルには、少なくとも一つのスピーカー（Ｌ１，....，ＬＤ）が割り当てられており、
これらの割り当てられたオーディオ信号前処理ユニット（Ｖ１，....，ＶＤ）の各々とこれらの割り当てられた少なくとも一つのスピーカー（Ｌ１，....，ＬＤ）の各々との間の各オーディオ信号チャンネルからは、一つの分岐配線（Ａ１，....，ＡＤ）が、Ｄ個のチャンネル用の一つの適応フィルター（２）に分岐している、
この多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット（１）から出力される、Ｄ個のオーディオ信号チャンネル（ＬＫ１，....，ＬＫＤ）と、
この適応フィルター（２）に接続された、一つのマイクロフォン（Ｍ）と、
この適応フィルター（２）から、この多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット（１）に戻る形で接続された、一つのマイクロフォンチャンネル（ＭＫ）とを有する、音響インタフェースに関する多チャンネル反響消去装置において、
これらのオーディオ信号前処理ユニット（Ｖ１，....，ＶＤ）とスピーカー（Ｌ１，....，ＬＤ）との間に、Ｃ個のスピーカーチャンネル（この場合、Ｃ＜Ｄ）を結合することが可能な、一つのチャンネル結合器（５）を配備し、このチャンネル結合器によって、ＤからＣを引いた数の残りのオーディオ信号前処理ユニットを、これらのスピーカー（Ｌ１，....，ＬＤ）から切り離すことが可能であることを特徴とする装置。
【請求項２】
当該の多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット（１）とチャンネル結合器（５）との間に、一つの伝送リンク（８）が有り、これを介して、当該の実際に確保するチャンネル数Ｃを、この多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット（１）から、このチャンネル結合器（５）に伝えることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
当該のチャンネル結合器（５）と適応フィルター（２）との間に配備された、これらとそれぞれ通信する転送論理部（７）と、
この転送論理部（７）と通信する一時バッファー（４）とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
当該の一時バッファーが、当該の転送論理部から伝えられるフィルター係数に関するＤｘＬ個分の記憶容量を有し、その際Ｄは、システムのチャンネル数を、Ｌは、一つのチャンネル当りのフィルター係数の数を表すことを特徴とする請求項３に記載の多チャンネル反響消去装置。
【請求項５】
Ｄ個のスピーカーチャンネル信号の中の幾つかは、それぞれ、スピーカー（Ｌ１，....，ＬＤ）に出力される前に、信号前処理を受け、
これらのスピーカーチャンネル信号は、さらに、これらのスピーカー信号の適応フィルター処理を行う装置（２）に分岐され、その装置で、これらの分岐されたスピーカー信号は、反響消去信号を生成するための適応調整を受け、この反響消去信号は、反響を最小化するために、マイクロフォン信号から差し引かれ、このように反響を最小化されたマイクロフォン信号は、更に処理するために、ならびにスピーカーチャンネル信号として新たに出力するために、多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット（１）に入力される、音響インタフェースに関する多チャンネル反響消去方法において、
これらのＤ個のスピーカーチャンネル信号の各々は、この信号前処理の後に、Ｄ個より少ないＣ個の結合信号だけが残る形で結合されて、これらのＣ個の割り当てられたスピーカーチャンネル上の結合信号は、Ｄ個のスピーカーと接続されること、ならびに、
これらのＣ個の結合信号だけが、適応調整を受けることを特徴とする方法。
【請求項６】
実際に使用するチャンネル数Ｘを、Ｘと異なる実際に使用するチャンネル数Ｙに変更する前に、適応フィルター（２）が反響消去信号を生成するために既に識別した、これらのＸ個のチャンネルに対する適応調整用のフィルター係数をバッファリングしておき、Ｙ個のチャンネル数から、元のＸ個の使用するチャンネル数に変更して戻した後において、この更なる適応に関する収斂を速めるために、新たな適応調整のために必要なフィルター係数の新たな計算のための初期値として、このバッファリングしたフィルター係数を用いることを、追加の措置として持つことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可変チャンネル数の多チャンネル反響消去装置とその方法に関し、それらは、特に、ハンドフリー機器および多チャンネルオーディオ出力を持つ音響マンマシンインタフェースに対して、多チャンネル全二重通信を可能とするために用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１の概論では、反響消去の基本的な問題が、詳細に記載されている。
例えば、テレビ会議システムまたは電話会議システムでのマイクロフォンとスピーカーのような、音響マンマシンインタフェースにおいて、第一および第二のオーディオ送受信ユニット間の双方向音声伝送に対して、ただ一つの単一全二重オーディオチャンネルを用いる場合、スピーカーとマイクロフォン間の回り込みにより、第一および第二のオーディオ送受信ユニットで、それぞれ発生する望ましくない反響を抑えるために、適応フィルターを利用することによって、反響消去を行うことができる。
【０００３】
従来の単一チャンネルの反響消去では、反響パスの音響インパルス応答をシミュレートするために、適応調整可能なフィルター係数を持つ単一ＦＩＲ（有限インパルス応答）フィルターを利用することで十分である。さらに、適応フィルターによってシミュレートされた、反響に対する予測信号を、実際の反響信号から差し引いて、誤差信号が得られ、この誤差信号は、フィルター係数の持続的な適応再調整によって、場合によっては時間の経過とともに変化する反響パスに対して持続的に適合され、そのため、この誤差信号は、連続的に出来る限り小さく保たれるものである。
【０００４】
しかし、特にテレビ会議または電話会議伝送の場合には、それぞれ少なくとも一つの割り当てられたスピーカーを持つ、複数の音響伝送チャンネルを利用することによって、第一から第二のオーディオ送受信ユニットへの出来る限り空間的な忠実度を持つ音響パターンを伝送するのが望ましい。このことは、例えば、第一の部屋に複数の話者が居て、その話す音声を第二の部屋の受信者に伝送することが求められる場合に、興味深いものである。その場合、聞き手が居る第二の部屋に対して、二つ以上の音響伝送チャンネルを用いる場合、聞き手は、第一の部屋からステレオまたは多チャンネル音響パターンを受け、それによって、例えば話す音声を個々の話者に割り当てることが容易となる。
【０００５】
しかし、上記の概論以外に、例えば非特許文献２、あるいは非特許文献３においても、解説されているとおり、ステレオまたは多チャンネル反響消去の場合、個々の伝送チャンネル相互間で互いに干渉するために、反響消去に関して一つの単一適応フィルターで足りるモノラルチャンネルの場合と比べて、さらに一連の問題が発生する。
多チャンネルの場合に起こる問題に対する幾つかの解決のアプローチが、特に、非特許文献４で解説されている。この場合、詳細には、非線形的な信号処理によりスピーカー信号に統計的に依存しないノイズ信号を付加すること、相関除去フィルターを利用すること、幾つかの時間的に変化するフィルター技術を利用すること、ならびにフィルターに特別な適応アルゴリズムを利用することである。
【０００６】
特に、多チャンネルの場合、実際の部屋のインパルス応答に適応フィルターを一義的に収斂することを可能とするためには、現在の知識水準では、スピーカー信号に対して、部分的に（知覚不可能な形で）相関除去するための信号処理が必要である。既に詳しく述べたとおり、反響消去の基本的な思想は、一定のスピーカー特性、一定の部屋の音響効果、および一定のマイクロフォン特性の相互作用によって生じる反響パスを、デジタルフィルター構成でシミュレートすることにある。
【０００７】
以下において、図３をもとに、このことを詳しく説明する。そこに示した従来技術の反響消去装置では、多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット１から出力されたオーディオ信号は、別々のスピーカーチャンネルＬＫ１，....，ＬＫＤを介して、割り当てられたスピーカーＬ１，....，ＬＤに与えられている。スピーカーチャンネルＬＫ１，....，ＬＫＤの配線区間には、それぞれ一つのチャンネル固有の前処理ユニットＶ１，....，ＶＤがある。これらの前処理ユニットＶ１，....，ＶＤを通るオーディオ信号は、そこでそれぞれ個別にチャンネル固有の歪を加えることができる。
【０００８】
スピーカーチャンネルＬＫ１，....，ＬＫＤに対して、それぞれ個別に割り当てられたスピーカーＬ１，....，ＬＤは、入って来るオーディオ信号に対応する音響信号を周囲の空間に放出する。
【０００９】
さらに、一本のマイクロフォンＭが配備されており、それは、例えば、このマイクロフォンに向かって話す人の話す音声のような、音響信号に対する入力インタフェースとして機能する。
【００１０】
このマイクロフォンＭは、入って来る音響信号を、マイクロフォン信号に変換し、このマイクロフォン信号は、更に処理するために、マイクロフォンチャンネルＭＫを介して多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット１に送り返される。
【００１１】
スピーカーＬ１，....，ＬＤから放出される音響信号は、スピーカーＬ１，....，ＬＤが置かれた部屋の構造に依存して重なり合って、同様にマイクロフォンＭによって捕捉される。
【００１２】
そのことによって、スピーカーＬ１，....，ＬＤから放出された音響信号が、マイクロフォンＭによって捕捉され、そこから多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット１に与えられ、そこから、状況によっては、再度スピーカーＬ１，....，ＬＤに与えられるので、反響信号が発生する。
【００１３】
スピーカーＬ１，....，ＬＤから放出された音響信号の相互作用と、これらの信号の空間的な拡散条件によって規定される、マイクロフォンＭへの異なる経路およびマイクロフォン特性とによって生じる「反響パス（Echopfade ）」を、デジタルフィルター構成によって消去するのが、反響消去の基本的な思想である。このことは、そのようなデジタルフィルター構成が、反響パスによって想定される反響信号に対する予測信号を生成し、この予測信号を、実際の反響信号を含むマイクロフォン信号から差し引くことによって行われる。
【００１４】
デジタルフィルターのインパルス応答を、実際の部屋のインパルス応答に正確に一致させることによって、マイクロフォン信号において、反響信号が抹消される。
【００１５】
一般的に、反響パスは、非常に複雑な、はじめから既知ではなく、その上通常時間的に変化可能な構造を備えているので、反響パスを、持続的に新しく、すなわち適応して、識別して行かなければならない。
【００１６】
図３に示した適応フィルター２は、このために機能する。このフィルターには、チャンネルＬＫ１，....，ＬＫＤを介して、スピーカーＬ１，....，ＬＤに与えられるオーディオ信号が、分岐配線Ａ１，....，ＡＤを介して導かれている。適応フィルター２では、分岐配線Ａ１，....，ＡＤを介して導かれたオーディオ信号は、一定の適応アルゴリズムにもとづき、最適化するための重み付け係数（フィルター係数）を付けて重ね合わされる。この場合、この適応調整は、数学的なモデルに基づいており、このモデルは、一時的に有効なフィルター係数を、一時的に適用する反響パス条件に調整することを規定するものである。
【００１７】
多チャンネルの場合に、フィルター係数を実際の部屋のインパルス応答に一義的に収斂させることを可能とするためには、図１に示した前処理ユニットＶ１，....，ＶＤにおいて、スピーカー信号を部分的に（音響的に知覚不可能な形で）相関除去するための、現在の知識水準（例えば、前述の非特許文献３を参照）で必要な信号前処理が行われる。
【００１８】
しかし、この前処理にもかかわらず、一般的にチャンネル数が増加するに従い、反響消去に対する負荷は増加し、適応フィルターで重ね合わされる個別のチャンネル信号の収斂挙動は悪化することを、理論的に、および実験的に示すことができる。Ｄ個の異なる前処理ユニットを使用する時に、オーディオ信号の実際のチャンネル数Ｃが、実際のチャンネル数Ｄより小さい、すなわちＣ＜Ｄの場合には、このことは、フィルター係数の収斂が非常に遅くなる結果となる。このケースは、マルチメディア端末での利用の際に典型的なものである（例えば、音声がモノラルチャンネルだけで記録された放送を見るステレオテレビ端末として、マルチメディア端末を利用する場合）。
【００１９】
マルチメディア端末での音響インタフェースに対して、多チャンネル反響消去を実施するのは、比較的新しい用途である。テレビ会議用途に関する従来のアプローチは、オーディオ信号に対して、固定のチャンネル数Ｄを備えるものであった。
【００２０】
この場合、比較的遅い収斂挙動は、別々のオーディオチャンネルを介して伝えられる、本来は厳密に同じであるオーディオ信号の相関除去が不十分であることによって起こるものである。
【００２１】
既に従来の技術として前に引用した非特許文献３で周知の解決のアプローチでは、Ｄ個の同じ非線形的な前処理ユニットを規定しており、これらのユニットによって、前述した問題を緩和するものである。もっとも、そのために、特に、個別チャンネルの信号が、主として、異なるレベルを持っている場合（例えば、強度差立体音響[Intensitaetsstereophonie]の場合）には、相関除去手段も制限されることになる。
【００２２】
【非特許文献１】
"Stereophonic Acoustic Echo Cancellation - An Overview of the Fundamental Problem", IEEE Signal Processing Letters, Vol. 2, Nr. 8, August 1995, von M. Mohan Sondhi et. al.
【非特許文献２】
"Stereo Projection Echo Canceller with True Echo Path Estimation", Proc. IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP 95), Detroit, MI, USA, S. 3059-3062, Mai 1995, von S. Shimauchi et al
【非特許文献３】
"A better understanding and an improved solution to the problem of stereophonic acoustic echo cancellation", Proc. IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP 97), Muenchen, S. 303-306, April 1997, von J. Benesty et al
【非特許文献４】
"Stereophonic Acoustic Echo Cancellation - An Overview and Recent Solutions", Proc. 6th Int. Workshop on Acoustic Echo and Noise Control, Pocono Manor, PA, USA, S. 12-19, September 1999, von S. Makino et al
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
このため、この発明の課題は、従来の技術で周知の、可変チャンネル数の多チャンネル反響消去装置の欠点を克服することである。
【００２４】
特に、この発明の課題は、実際に使用するチャンネル数Ｃが実際に存在するチャンネル数Ｄより少ない場合における、可変チャンネル数の多チャンネル反響消去装置を提供することであり、その際相関除去に関連して、従来の技術で発生する問題を回避するものである。
【００２５】
さらに、この発明の課題は、使用するチャンネル数Ｃが実際に存在するチャンネル数Ｄより少ない場合における、多チャンネル反響消去方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
この発明においては、これらの課題は、請求項１にもとづく装置、ならびに請求項５にもとづく方法によって解決される。従属請求項は、この発明の有利な実施構成に関するものである。
【００２７】
Ｄ個のチャンネル用のシステムでの、Ｃ個のチャンネルのオーディオ信号を再生する場合（Ｃ＜Ｄ）における、この発明にもとづく反響消去のアプローチは、これらのオーディオ信号のチャンネル数が既知である（例えば、テレビ信号においてステレオ情報が存在する場合）という事実を活用するものである。このことから、独立して動作する前処理ユニットによって、Ｄ個より少ないＣ個の実際に使用するオーディオチャンネルだけの相関除去を行うことが可能である。そこで、ＤからＣを引いた数の残りのスピーカー信号は、Ｃ個の実際に使用するオーディオチャンネルの一つとだけ結合される（例えば、モノラルの場合、スピーカー信号の両方が、ステレオシステムのチャンネル１と結合される）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
この発明の利点および特徴は、以下における図面と関連した有利な実施例の説明からも明らかとなる。
【実施例１】
【００２９】
以下においては、一例として、図１にもとづき、この発明による反響消去装置の第一の実施構成を説明する。
【００３０】
そこには、既に従来の技術と関連して、図３で説明した構成要素が、図３と同じ符号で配備されており、以下において、より詳しくは説明しない。
【００３１】
この発明にもとづく装置の図１で示した第一の実施構成は、図３に示した構成要素に追加して、さらに一つのチャンネル結合器５を備えており、これは、Ｄ個の前処理ユニットＶ１，....，ＶＤと、適応フィルター２に通じる分岐配線Ａ１，....，ＡＤとの間に配備されている。
【００３２】
さらに、多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット１とチャンネル結合器５との間には、データ配線８が配備されている。このデータ配線８を介して、多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット１は、チャンネル結合器５に、実際に使用するチャンネル数Ｃを伝え、このチャンネル数Ｃは、実際に存在するチャンネル全体の数Ｄより小さい場合も可能である。
【００３３】
チャンネル結合器５を用いて、正確に同じオーディオ信号を受け取るべき複数のスピーカーが、それぞれ単一の共通の導線と結合され、しかも、これは、多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット１からチャンネル結合器５に伝えられる実際に使用するチャンネル数Ｃに応じて行われる。そこで、ＤからＣを引いた数の必要とされない前処理ユニットは、チャンネル結合器５によって、スピーカーから切り離される。最も一般的な場合、チャンネル結合器５で、複数のスピーカーを、それぞれ一本の導線と簡単に結合することによって、このことを実現している。このようにして、ＤからＣを引いた数の必要とされない前処理ユニットが、スピーカーから切り離される。
【００３４】
別の言葉で言うと、Ｄ個のスピーカーチャンネルＬＫ１，....，ＬＫＤを介して、多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット１から入って来るスピーカーチャンネル信号ＬＳ１，....，ＬＳＤは、チャンネル結合器５により、このチャンネル結合器の出力において、Ｄ個より少ないＣ個の独立した出力信号だけが存在するように、個々のスピーカー信号を重ね合わせる形で、互いに結合される。
【００３５】
このことを、以下の例で説明する。７つの入って来るスピーカーチャンネル信号ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３，ＬＳ４，ＬＳ５，ＬＳ６，ＬＳ７を、４つの信号ＬＳ１，ＬＳ２３，ＬＳ４，ＬＳ５６７に削減する場合、入って来るスピーカーチャンネル信号ＬＳ１とＬＳ４は、無変化のままであるが、それに対して、スピーカーチャンネル信号ＬＳ２とＬＳ３は、信号ＬＳ２３に、スピーカーチャンネル信号ＬＳ５，ＬＳ６およびＬＳ７は、信号ＬＳ５６７に結合される。そして、これらの４つの出力される信号ＬＳ１，ＬＳ２３，ＬＳ４およびＬＳ５６７は、例えば、この場合に配備されている７つのスピーカーに、以下のとおり、再び与えられる。
【００３６】
ＬＳ１をＬ１に、ＬＳ２３をＬ２とＬ３に、ＬＳ４をＬ４に、ＬＳ５６７をＬ５，Ｌ６およびＬ７に配分する。
【００３７】
この発明にもとづく措置により、従来の多チャンネル反響消去において、削減されたチャンネル数のスピーカー信号の場合に起こる、別のフィルター係数の収斂問題が回避される。
【００３８】
すなわち、チャンネル結合器を用いて、Ｄ個より少ないＣ個のオーディオチャンネルだけを実際に使用する、この発明にもとづく多チャンネル反響消去装置を使用することによって、Ｄ個のチャンネル用の反響消去器で、従来のＣ個のみのチャンネル用の反響消去器に匹敵する処理能力を達成することができる（Ｄ＞Ｃ）。このことは、全く極度に少ない追加負荷の下で、すなわち前述したチャンネル結合器５を準備するだけで可能となる。
【００３９】
この場合、この発明にもとづくアプローチは、実際に用いる適応アルゴリズム、実際に用いる前処理方法、およびシステムのチャンネル数Ｄには依存しないものである。
【００４０】
この発明にもとづく装置では、Ｃ個のチャンネルの反響消去を行うために、実際に存在するＤ個の前処理ユニットの中の最大でＣ個の前処理ユニットを用いる。
【００４１】
この場合、最大の効率を達成するためには、ちょうどＣ個の異なる前処理ユニットを用いる。
【実施例２】
【００４２】
図２にもとづき、この発明による反響消去装置の第二の実施構成を詳しく説明する。
【００４３】
この実施構成では、図１に示した構成要素に、一時バッファー６ならびに転送論理部７が追加されている。この一時バッファー６は、双方向バス配線９を介して、転送論理部７と、そしてまた、双方向バス配線１０を介して、適応フィルター２と接続されている。さらに、この転送論理部７は、単方向バス配線１１を介して、チャンネル結合器５と接続されている。
【００４４】
一時バッファー６は、予測されたインパルス応答を記憶する機能を有し、このインパルス応答は、最初に適応フィルター２によって算出されて、そこから双方向バス配線１０を介して、転送論理部７に、そこから双方向バス配線９を介して、一時バッファー６に伝えられる。
【００４５】
各スピーカーチャンネルに対して、Ｌ個のフィルター係数を備えた、Ｄ個のスピーカーチャンネルと一つの適応フィルター２を持つシステムでは、一時バッファー６には、Ｄ個のチャンネルの中の最大利用数に対して、それぞれＬ個のフィルター係数を保存するのに十分な記憶スペースがなければならない、すなわち、ＤｘＬ個の予測フィルター係数を保存することができなければならない。
【００４６】
転送論理部７は、バス配線１１を介して、チャンネル結合器５から、その時点で使用されているチャンネルの指数を受け取り、その数は、実際に使用可能なチャンネル数Ｄ以下である。
【００４７】
そのように予測されたインパルス応答（フィルター係数）を一時的に記憶する意味は、次のとおりである。動作フェーズａ時における最初の使用チャンネル数Ｘから、これと異なる、動作フェーズｂ時における使用チャンネル数Ｙに変わり、次に、これに続く動作フェーズｃ時において、再びチャンネル数Ｘに戻る場合、動作フェーズｃの始めで、その間に場合によっては発生する立体音響における変化により必要となる新たな調整に対する初期値として、動作フェーズａの終わりで既に使用していたフィルター係数に戻すことが可能である。
【００４８】
この措置を、より良く理解してもらうために、一例として、次の場面を検討する。５チャンネル・ドルビーサラウンド・サウンド設備を持つマルチメディア・テレビシステムで、５チャンネル音声を持つ、一定のテレビ放送（例えば、劇映画）を受信する。しかし、別のテレビ放送（例えば、コマーシャルまたはニュース放送）は、例えば、２チャンネル音声だけ、または１チャンネル音声（モノラル）だけで受信される。そして、それにもかかわらず、削減された数の音声チャンネルが、５チャンネル・ドルビーサラウンド・サウンド設備によって、再生される。これは、前述したとおり、個々のスピーカーチャンネル信号を結合信号に結合することによって行われる。
【００４９】
さて、最初に、視聴者が、例えば、５チャンネル音声のテレビ放送を見る場合、与えられた立体音響条件において、この発明にもとづく多チャンネル反響消去装置、およびこの発明にもとづく多チャンネル反響消去方法を利用する際には、図２に示した適応フィルター２における一定のフィルター係数を算出することとなる。そして、視聴者が、例えば、ちょうど見ていた５チャンネル音声のテレビ放送から、別の２チャンネル音声（ステレオ音声）のテレビ放送に切り換えた場合、チャンネル結合器５から出力される信号に対して、新たに適応調整を実施しなければならない、すなわち、適応フィルター２において、この２チャンネルの場合に対する、新たなフィルター係数を計算しなければならない。それから、視聴者が、再度、最初に見ていた５チャンネル音声のテレビ放送に切り戻した場合には、５チャンネルの場合に対する、適応フィルターの新たな調整が必要となる。さて、その間における立体音響の状況が変わらなかった場合には、適応フィルター２は、５チャンネルの場合に対して、またもや、５チャンネル音声放送から２チャンネル音声放送に切り替わる前に既に存在していたものと同じフィルター係数を算出することとなる。適応フィルターが、再び５チャンネルの場合に適したフィルター係数に収斂するのに必要な多少とも長い時間間隔を低減するためには、請求項６にもとづく措置を用いて、５チャンネル放送から２チャンネル放送に切り替わる前に記憶していた、一定の立体音響状況において、依然として適しているフィルター係数に、簡単に戻すことができ、このフィルター係数は、一時バッファー６でバッファリングしていたものである。
【００５０】
５チャンネル放送に新たに切り戻すまでの時間の間に、（例えば、人が部屋から出て行ったり、または入って来たために）立体音響状況が変化した場合でも、実際には、この変化は、微々たるものであり、その間に一時バッファー６にバッファリングしていたフィルター係数が、新しい立体音響状況に対して、まだなお比較的良く適しており、そのため適応フィルター２の新たな適応プロセスに対して、非常に良い初期値となることを出発点とすることができ、その結果この予め設定された初期値により、フィルター係数の収斂状態に到達するのに必要な時間間隔は、通常の場合、適応フィルターが、任意の初期値で、変化した立体音響条件における、５チャンネル音声の場合に対する、適応フィルター係数の全く新たな計算を行わなければならない場合よりも、明らかに短いものである。
【００５１】
この前に算出したフィルター係数をバッファリングする方法は、当然のことながら、最初に少ない使用オーディオチャンネル数（例えば、２）から多い使用オーディオチャンネル数（例えば、５）に切り換えて、それから再び元の少ない数に切り戻した場合にも、意味のあるものである。
【００５２】
反響消去ユニットに関して、Ｄ個のチャンネルのすべてが使用される場合にも対応できるためには、いずれにせよ、Ｄ個のチャンネルに対する計算能力を持たなければならないので、Ｄ個より少ないＣ個の独立したオーディオチャンネルの場合においても、Ｄ個のチャンネル用の適応フィルターを利用する。
【００５３】
Ｄ個からＣ個を引いた残りのスピーカー信号を、Ｃ個の実際に使用するオーディオチャンネルの一つと結合する場合、すべての正しい物理的な反響パスを、もはや別々に識別することはできない。しかし、この場合には、互いに直接的に結合されたスピーカー間の相関は、変わることがないので、これは必要なことではない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明による多チャンネル反響消去装置の第一の実施構成の模式図
【図２】この発明による多チャンネル反響消去装置の第二の実施構成の模式図
【図３】従来の技術による周知の多チャンネル反響消去装置の模式図
【符号の説明】
【００５５】
１    多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット
２    適応フィルター
５    チャンネル結合器
６    バッファー
７    転送論理部
８    データ配線
９，１０    双方向バス配線
１１    単方向バス配線
Ａ１，....，ＡＤ    分岐配線
Ｌ１，....，ＬＤ    スピーカー
ＬＫ１，....，ＬＫＤ    スピーカーチャンネル
ＬＳ１，....，ＬＳＤ    スピーカーチャンネル信号
Ｍ    マイクロフォン
ＭＫ    マイクロフォンチャンネル
Ｖ１，....，ＶＤ    前処理ユニット
ａ，ｂ，ｃ    動作フェーズ
Ｘ，Ｙ    使用するチャンネル数
【国際公開パンフレット】
2005507615.tif 000003
2005507615.tif 000004
2005507615.tif 000005
2005507615.tif 000006
2005507615.tif 000007
2005507615.tif 000008
2005507615.tif 000009
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2005507615.tif 000011
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2005507615.tif 000021
2005507615.tif 000022
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2005507615.tif 000025
2005507615.tif 000026
2005507615.tif 000027
2005507615.tif 000028
2005507615.tif 000029
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005507615.tif 000030
2005507615.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成16年4月2日(2004.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット（１）と、
各オーディオ信号チャンネルには、少なくとも一つのスピーカー（Ｌ１，....，ＬＤ）が割り当てられており、
各オーディオ信号チャンネルからは、これらの割り当てられた少なくとも一つのスピーカー（Ｌ１，....，ＬＤ）の前において、一つの分岐配線（Ａ１，....，ＡＤ）が、Ｄ個のチャンネル用の一つの適応フィルター（２）に分岐している、
この多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット（１）から出力される、Ｄ個のオーディオ信号チャンネル（ＬＫ１，....，ＬＫＤ）と、
この適応フィルター（２）に接続された、一つのマイクロフォン（Ｍ）と、
この適応フィルター（２）から、この多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット（１）に戻る形で接続された、一つのマイクロフォンチャンネル（ＭＫ）と、
一つのチャンネル結合器（５）とを有する、音響インタフェースに関する多チャンネル反響消去装置において、
オーディオ信号チャンネル毎に、一つのオーディオ信号前処理ユニット（Ｖ１，....，ＶＤ）が割り当てられていることと、
これらのオーディオ信号前処理ユニット（Ｖ１，....，ＶＤ）とスピーカー（Ｌ１，....，ＬＤ）との間に、このチャンネル結合器（５）が配置されていることと、
このチャンネル結合器（５）において、Ｃ＜Ｄである、Ｃ個のスピーカー信号を結合することが可能であり、このチャンネル結合器によって、ＤからＣを引いた数の残りのオーディオ信号前処理ユニットを、これらのスピーカー（Ｌ１，....，ＬＤ）から切り離すことが可能であることと、
Ｄ個のチャンネル用の適応フィルターでは、Ｃ個のチャンネルだけに、適応調整が行われることとを特徴とする装置。
【請求項２】
当該の多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット（１）とチャンネル結合器（５）との間に、一つの伝送リンク（８）が有り、これを介して、当該の実際に確保するチャンネル数Ｃを、この多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット（１）から、このチャンネル結合器（５）に伝えることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
当該のチャンネル結合器（５）と適応フィルター（２）との間に配備された、これらとそれぞれ通信する転送論理部（７）と、
この転送論理部（７）と通信する一時バッファー（４）とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
当該の一時バッファーが、当該の転送論理部から伝えられるフィルター係数に関するＤｘＬ個分の記憶容量を有し、その際Ｄは、システムのチャンネル数を、Ｌは、一つのチャンネル当りのフィルター係数の数を表すことを特徴とする請求項３に記載の多チャンネル反響消去装置。
【請求項５】
Ｄ個のスピーカーチャンネル信号の中の幾つかは、それぞれ、スピーカー（Ｌ１，....，ＬＤ）に出力される前に、信号前処理を受け、
これらのスピーカーチャンネル信号は、さらに、Ｄ個のチャンネル用の適応フィルターに分岐され、その装置で、これらの分岐されたスピーカー信号は、反響消去信号を生成するための適応調整を受け、この反響消去信号は、反響を最小化するために、マイクロフォン信号から差し引かれ、このように反響を最小化されたマイクロフォン信号は、更に処理するために、ならびにスピーカーチャンネル信号として新たに出力するために、多チャンネル・オーディオ信号処理ユニット（１）に入力される、音響インタフェースに関する多チャンネル反響消去方法において、
これらのＤ個のスピーカーチャンネル信号の各々は、この信号前処理の後に、Ｄ個より少ないＣ個の結合信号だけが残る形で結合されて、これらのＣ個の割り当てられたスピーカーチャンネル上の結合信号は、Ｄ個のスピーカーと接続されること、ならびに、
これらのＣ個の結合信号だけが、適応調整を受けることを特徴とする方法。
【請求項６】
実際に使用するチャンネル数Ｘを、Ｘと異なる実際に使用するチャンネル数Ｙに変更する前に、適応フィルター（２）が反響消去信号を生成するために既に識別した、これらのＸ個のチャンネルに対する適応調整用のフィルター係数をバッファリングしておき、Ｙ個のチャンネル数から、元のＸ個の使用するチャンネル数に変更して戻した後において、この更なる適応に関する収斂を速めるために、新たな適応調整のために必要なフィルター係数の新たな計算のための初期値として、このバッファリングしたフィルター係数を用いることを、追加の措置として持つことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
非特許文献５では、ハンドフリー機器に対する反響消去に関する構造が開示されている。
非特許文献６では、特にテレビ会議システムで利用するための反響消去装置が開示されている。
特許文献１では、別の反響消去装置が開示されている。
非特許文献１の概論では、反響消去の基本的な問題が、詳細に記載されている。
例えば、テレビ会議システムまたは電話会議システムでのマイクロフォンとスピーカーのような、音響マンマシンインタフェースにおいて、第一および第二のオーディオ送受信ユニット間の双方向音声伝送に対して、ただ一つの単一全二重オーディオチャンネルを用いる場合、スピーカーとマイクロフォン間の回り込みにより、第一および第二のオーディオ送受信ユニットで、それぞれ発生する望ましくない反響を抑えるために、適応フィルターを利用することによって、反響消去を行うことができる。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
【特許文献１】
特開平９−１３０３０６号公報
【非特許文献１】
"Stereophonic Acoustic Echo Cancellation - An Overview of the Fundamental Problem", IEEE Signal Processing Letters, Vol. 2, Nr. 8, August 1995, von M. Mohan Sondhi et. al.
【非特許文献２】
"Stereo Projection Echo Canceller with True Echo Path Estimation", Proc. IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP 95), Detroit, MI, USA, S. 3059-3062, Mai 1995, von S. Shimauchi et al
【非特許文献３】
"A better understanding and an improved solution to the problem of stereophonic acoustic echo cancellation", Proc. IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP 97), Muenchen, S. 303-306, April 1997, von J. Benesty et al
【非特許文献４】
"Stereophonic Acoustic Echo Cancellation - An Overview and Recent Solutions", Proc. 6th Int. Workshop on Acoustic Echo and Noise Control, Pocono Manor, PA, USA, S. 12-19, September 1999, von S. Makino et al
【非特許文献５】
Yensen T. et al. : "An acoustic echo cancellation structure for synthetic surround sound" in International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing; Salt Lake, Ut, United States, May 7-11, 2001, Seiten 3237-3240
【非特許文献６】
Benesty J. et al. : "Synthesized stereo combined with acoustic echo cancellation for desktop conferencing" in Proceedings of the 1999 IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP-99), Phoenix, Az. USA, 15. Maerz 1999, Bd. 2, 1999, Seiten 853-856




【国際調査報告】
2005507615.tif 000032
2005507615.tif 000033
2005507615.tif 000034
2005507615.tif 000035
2005507615.tif 000036
2005507615.tif 000037