(57)【要約】  本開示によるハウリング消去装置は、マイクとスピーカに接続されるハウリング消去装置である。スピーカに入力される音声信号を非線形変換して非線形信号を出力する非線形変換部と、音声信号を一定時間遅延させて遅延信号を出力する遅延部と、遅延信号からノルムを算出するノルム算出部と、非線形信号と遅延信号とノルムとに基づいて、音声信号がスピーカから再生されてマイクに帰還するまでの空間の伝達特性を模擬した適応フィルタを生成するフィルタ係数生成部と、遅延信号と適応フィルタを畳み込み、キャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部と、キャンセル信号を音声信号から減算する減算部と、を備える。フィルタ係数生成部は、音声信号の平均音圧レベルが閾値を越える場合に、適応フィルタを初期化することによって、マイクとスピーカの位置関係が動的に変化する場合においても適応フィルタの発振を検知し、出力を正常に戻す。
2016059784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクとスピーカに接続されるハウリング消去装置において、
前記スピーカに入力される音声信号を非線形変換して非線形信号を出力する非線形変換部と、
前記音声信号を一定時間遅延させて遅延信号を出力する遅延部と、
前記遅延信号からノルムを算出するノルム算出部と、
前記非線形信号と前記遅延信号と前記ノルムとに基づいて、前記音声信号が前記スピーカから再生されて前記マイクに帰還するまでの空間の伝達特性を模擬した適応フィルタを生成するフィルタ係数生成部と、
前記遅延信号と前記適応フィルタを畳み込み、キャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部と、
前記キャンセル信号を前記音声信号から減算する減算部と、を備え、
前記フィルタ係数生成部は、前記音声信号に基づく信号の平均音圧レベルが閾値を越える場合に、前記適応フィルタを初期化する、ハウリング消去装置。
【請求項２】
前記音声信号に基づく信号は、前記音声信号、または前記遅延信号である、請求項１に記載のハウリング消去装置。
【請求項３】
前記初期化は、適応フィルタを０または所定値にする、請求項１に記載のハウリング消去装置。
【請求項４】
マイクとスピーカに接続されるハウリング消去装置において、
前記スピーカに入力される音声信号を非線形変換して非線形信号を出力する非線形変換部と、
前記音声信号を一定時間遅延させて遅延信号を出力する遅延部と、
前記遅延信号からノルムを算出するノルム算出部と、
前記非線形信号と前記遅延信号と前記ノルムとに基づいて、前記音声信号が前記スピーカから再生されて前記マイクに帰還するまでの空間の伝達特性を模擬した適応フィルタを生成するフィルタ係数生成部と、
前記遅延信号と前記適応フィルタを畳み込み、キャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部と、
前記キャンセル信号を、前記音声信号から減算する減算部と、を備え、
前記フィルタ係数生成部は、前記ノルムが閾値を越える場合に、前記適応フィルタを初期化する、ハウリング消去装置。
【請求項５】
前記ノルムは、前記遅延信号における所定の単位時間における絶対値の総和である、請求項４に記載のハウリング消去装置。
【請求項６】
マイクとスピーカに接続されるハウリング消去装置において、
前記スピーカに入力される音声信号を非線形変換して非線形信号を出力する非線形変換部と、
前記音声信号を一定時間遅延させて遅延信号を出力する遅延部と、
前記遅延信号からノルムを算出するノルム算出部と、
前記非線形信号と前記遅延信号と前記ノルムとに基づいて、前記音声信号が前記スピーカから再生されて前記マイクに帰還するまでの空間の伝達特性を模擬した適応フィルタを生成するフィルタ係数生成部と、
前記遅延信号と前記適応フィルタを畳み込み、キャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部と、
前記キャンセル信号を、前記音声信号から減算する減算部と、を備え、
前記フィルタ係数生成部は、前記遅延信号の二乗累積和の平方根が示す値が閾値を越える場合に、前記適応フィルタを初期化する、ハウリング消去装置。
【請求項７】
マイクとスピーカに接続されるハウリング消去装置において、
前記スピーカに入力される音声信号を非線形変換して非線形信号を出力し、
前記音声信号を一定時間遅延させて遅延信号を出力し、
前記遅延部から出力される遅延信号からノルムを算出し、
前記非線形信号と前記遅延信号と前記ノルムとに基づいて、前記音声信号が前記スピーカから再生されて前記マイクに帰還するまでの空間の伝達特性を模擬した適応フィルタを生成し、
前記遅延信号と前記適応フィルタを畳み込み、キャンセル信号を生成し、
前記キャンセル信号を、前記音声信号から減算し、
前記スピーカに入力される音声信号に基づく信号の平均音圧レベル、前記ノルム、前記遅延信号の二乗累積和の平方根が示す値のうち少なくとも１つが閾値を越える場合に、前記適応フィルタを初期化することを特徴とするハウリング消去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、適応フィルタを用いてハウリングを防止するハウリング消去装置、及びハウリング消去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクとスピーカが近接位置にある環境においては、マイクで収音された音声信号が増幅されてスピーカから出力され、その増幅された出力音声信号が空間を伝達して再びマイクで収音されることにより音響的な閉ループが形成される。その結果、スピーカから出力されて再びマイクに入力された音声信号が繰り返し増幅されることによりハウリングが発生する。【０００３】
このようにして発生するハウリングを防止するため、スピーカから出力された音声信号が空間を伝達してマイクに入力されるまでの空間伝達特性を適応アルゴリズムにより推定し、適応フィルタを算出する技術が知られている。この技術によれば、得られた適応フィルタと、スピーカから出力される音声信号を畳み込むことにより、空間を伝達するスピーカ出力を模擬した信号が得られる。この模擬信号を、マイクで収音された音声信号から減算することにより、ハウリングの原因となる、空間を伝達してマイクに入力されたスピーカ出力だけを除去することが可能となり、結果としてハウリングの発生を防止することができる。【０００４】
時々刻々と変化するシステムの出力を用いて適応フィルタを更新する適応アルゴリズムでは、出力の状態によっては適応フィルタが発振する場合がある。適応フィルタが発振すると、入力信号の大きさにかかわらず、破綻した異常信号（例えば常に最大振幅のノイズ信号）が出力される。また、適応フィルタに常に何らかの値が存在するために出力信号が０にならず、入力信号が停止しても異常信号が出力され続けることとなる。【０００５】
このような適応フィルタの発振を防ぐために、適応アルゴリズムを用いるシステムでは一般に、フェイルセーフ機能が実装される。例えば、特許文献１は、入力信号の音圧レベルと出力信号の音圧レベルを算出し、その差が閾値を超えた場合に、適応フィルタを初期化することにより出力を正常に戻す方法や、適応フィルタの修正量を表す更新前の適応フィルタと更新後の適応フィルタの差が閾値を越えた場合に、適応フィルタを初期化することにより出力を正常に戻す方法を記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本特許第４４２８２４７号公報
【発明の概要】
【０００７】
本開示は、マイクとスピーカの位置関係が動的に変化する場合においても適応フィルタの発振を検知し、出力を正常に戻すことができるハウリング消去装置及び、ハウリング消去方法を提供する。
【０００８】
本開示にかかる第１の実施の形態によるハウリング消去装置は、マイクとスピーカに接続されるハウリング消去装置である。スピーカに入力される音声信号を非線形変換して非線形信号を出力する非線形変換部と、音声信号を一定時間遅延させて遅延信号を出力する遅延部と、遅延信号からノルムを算出するノルム算出部と、非線形信号と遅延信号とノルムとに基づいて、音声信号がスピーカから再生されてマイクに帰還するまでの空間の伝達特性を模擬した適応フィルタを生成するフィルタ係数生成部と、遅延信号と適応フィルタを畳み込み、キャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部と、キャンセル信号を音声信号から減算する減算部と、を備える。フィルタ係数生成部は、音声信号の平均音圧レベルが閾値を越える場合に、適応フィルタを初期化することによって、マイクとスピーカの位置関係が動的に変化する場合においても適応フィルタの発振を検知し、出力を正常に戻す事ができる。
【０００９】
本開示にかかる第２の実施の形態によるハウリング消去装置は、マイクとスピーカに接続されるハウリング消去装置である。スピーカに入力される音声信号を非線形変換して非線形信号を出力する非線形変換部と、音声信号を一定時間遅延させて遅延信号を出力する遅延部と、遅延信号からノルムを算出するノルム算出部と、非線形信号と前記遅延部から出力される遅延信号とノルムとに基づいて、音声信号がスピーカから再生されてマイクに帰還するまでの空間の伝達特性を模擬した適応フィルタを生成するフィルタ係数生成部と、遅延信号と適応フィルタを畳み込み、キャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部と、キャンセル信号を音声信号から減算する減算部と、を備える。フィルタ係数生成部は、ノルムが閾値を越える場合に、適応フィルタを初期化することによって、マイクとスピーカの位置関係が動的に変化する場合においても適応フィルタの発振を検知し、出力を正常に戻す事ができる。
【００１０】
なお、本開示は、装置として実現できるだけでなく、その装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現したり、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。
【００１１】
本開示によれば、マイクとスピーカの位置関係が動的に変化する場合においても適応フィルタの発振を適切に検知し、出力を正常に戻すことができるハウリング消去装置及び、ハウリング消去方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、ＩＣＡアルゴリズムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本実施の形態１におけるハウリング消去装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本実施の形態２におけるハウリング消去装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本実施の形態２のハウリング消去装置において、ＰＣシミュレーションにおける入力信号の音声波形を表す図である。
【図５】図５は、本実施の形態２のハウリング消去装置を使用しない場合のＰＣシミュレーションにおけるスピーカ出力信号の音声波形を表す図である。
【図６】図６は、本実施の形態２のハウリング消去装置を使用した場合のスピーカ出力信号の音声波形を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１４】
なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１５】
本開示は、マイクとスピーカの位置関係が動的に変化する場合においても適応フィルタの発振を適切に検知し、出力を正常に戻すハウリング消去装置及び、ハウリング消去方法である。以下の説明では、本開示のハウリング消去装置及び、ハウリング消去方法の技術的思想を具現化した一例として、実施の形態１及び実施の形態２を説明する。
【００１６】
〔１．実施の形態１〕
〔１−１．概要〕
実施の形態１にかかるハウリング消去装置及び、ハウリング消去方法は、スピーカに入力される音声信号の平均音圧レベルを、適応フィルタの発振検知に利用する。具体的には、マイクに入力された音声信号がスピーカから再生されてマイクに帰還するまでの空間の伝達特性を模擬した適応フィルタを生成するフィルタ係数生成部は、スピーカに入力される音声信号の平均音圧レベルが閾値を越える場合に、適応フィルタを初期化する。これにより、マイクとスピーカの位置関係が動的に変化する場合においても適応フィルタの発振を適切に検知し、出力を正常に戻すことが可能となる。
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本実施の形態１について説明する。
【００１８】
〔１−２．適応フィルタ係数を用いるＩＣＡアルゴリズムについて〕
初めに、適応フィルタ係数を用いるＩＣＡ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ａｎａｌｙｓｉｓ；  独立成分分析）アルゴリズムについて説明する。図１にＩＣＡアルゴリズムの処理を表すブロック図を示す。図１に示すように、ＩＣＡアルゴリズムは、非線形変換部１２、遅延部１３、ノルム算出部１４、フィルタ更新部１５、キャンセル信号生成部１６、減算部１７を備える。また、ＩＣＡアルゴリズムの処理は、マイク１０からの入力と、スピーカ１１への出力に接続される。
【００１９】
マイク１０からＩＣＡアルゴリズムに入力されるマイク入力信号ｍ［ｎ］は次の式（１．１）で表される。
【００２０】
【数１】
2016059784.tif 000003
【００２１】
ここで、ｘ［ｎ］は直接音声入力信号である。直接音声入力信号は、スピーカ１１以外の音源から発生された音声に基づく音声信号である。ｅ［ｎ］は、スピーカ１１からの出力が空間を伝達してマイク１０へ回り込む音声信号である。即ち、マイク入力信号ｍ［ｎ］は、直接音声信号ｘ［ｎ］に回り込み音声信号ｅ［ｎ］が重畳した信号として表現される。
【００２２】
この回り込み音声信号ｅ［ｎ］を、所定の演算により推定した信号をｅ１［ｎ］とする。このとき、マイク入力信号ｍ［ｎ］に含まれる回り込み音声信号ｅ［ｎ］は、マイク入力信号ｍ［ｎ］から推定信号ｅ１［ｎ］を減算することで消去される。この減算演算は、ＩＣＡアルゴリズムにおける出力信号をｏ［ｎ］としたとき、次の式（１．２）で表される。
【００２３】
【数２】
2016059784.tif 000004
【００２４】
即ち、推定信号ｅ１［ｎ］が、回り込み音声信号ｅ［ｎ］と等しく推定されていれば、マイク入力信号ｍ［ｎ］から回り込み信号ｅ［ｎ］を除去できることとなる。
【００２５】
ＩＣＡアルゴリズムにおける出力信号ｏ［ｎ］は、スピーカ１１から出力される。出力信号ｏ［ｎ］は、スピーカ１１から出力された後、空間を伝達して再びマイク１０に帰還し、回り込み音声信号ｅ［ｎ］としてマイク入力信号ｍ［ｎ］に重畳される。即ち、回り込み音声信号ｅ［ｎ］は、次の式（１．３）で表現される。
【００２６】
【数３】
2016059784.tif 000005
【００２７】
ここで、ｈ［ｋ］は、空間の伝達特性を表し、式（１．３）は、空間伝達特性ｈ［ｋ］と出力信号ｏ［ｎ］との畳み込み演算となる。以降畳み込み演算は、＊で表す。また、Ｓは、空間伝達特性を有限長の離散表現フィルタ係数として表す際のタップ長を表す。フィルタ更新部１５は、次の式（１．４）に示すように、逐次学習した適応フィルタ係数ｗ［ｋ］を用いることにより、回り込み音声信号ｅ［ｎ］を推定した推定信号ｅ１［ｎ］を求める。
【００２８】
【数４】
2016059784.tif 000006
【００２９】
ここで、ｒ［ｎ］は、参照信号と呼ばれ、スピーカ１１からの出力と完全に等価な信号である。τは、遅延部１３における遅延量である。つまり、参照信号ｒ［ｎ−τ］は、遅延部１３によりτだけ時間遅延された出力信号ｏ［ｎ］と等価である。また、Ｔは、適応フィルタ係数ｗ［ｋ］のタップ長である。
【００３０】
式（１．３）と式（１．４）との比較からわかるように、出力音声ｏ［ｎ］を参照信号として用い、空間伝達特性ｈ［ｋ］の近似としてｗ［ｋ］を推定すれば、回り込み信号ｅ［ｎ］を推定した推定信号ｅ１［ｎ］を得ることができる。実際には、ｏ［ｎ］をそのまま参照信号として用いるのではなく、システムに起因する固定の遅延量などを踏まえ、遅延部１３によりτだけ時間遅延された出力信号ｏ［ｎ］と等価である参照信号ｒ［ｎ−τ］を用いる。
【００３１】
空間伝達特性ｈ［ｋ］を近似推定するために、フィルタ更新部１５は、ＩＣＡ適応アルゴリズムを用いた適応フィルタ係数ｗ［ｋ］の逐次更新を次の式（１．５）により行う。
【００３２】
【数５】
2016059784.tif 000007
【００３３】
ここでｗｎは時刻ｎに推定されたフィルタ係数を表す。また、ｋは０からＴ−１までの変数を表す。逐次更新量Δｗは、次の式（１．６）により算出する。
【００３４】
【数６】
2016059784.tif 000008
【００３５】
ここでαは、更新におけるステップ幅（一回あたりの更新量を制御するパラメータ）を表す。また、ｋは０からＴ−１までの変数を表す。式（１．６）の分母は、ノルム算出部１４において算出した、参照信号ｒ［ｎ−τ］におけるＴサンプルの絶対値和である。式（１．６）の分母は、フィルタ更新量が参照信号の大きさにより大きく変動することを緩和する役割を果たす。また、式（１．６）の分子のφは、非線形変換部１２において、出力信号ｏ［ｎ］に対し非線形変換処理を施した非線形信号を表す。例えば符号関数のように出力信号の値が正であれば１を、負であれば−１を、いずれでもなければ０の値をとる。このφは、回り込み音声信号を消去した後の信号が、参照信号に対して相関を持つか否かの判定を意味し、入出力信号の相関がなくなる方向に適応フィルタ係数を変化させる役割を果たす。以上のように逐次的にフィルタ係数を更新し、ｗ［ｋ］が正しく収束した場合、その応答はｈ［ｋ］の近似となる。
【００３６】
キャンセル信号生成部１６は、このようにして算出した適応フィルタ係数ｗ［ｋ］と参照信号ｒ［ｎ−τ］とを畳み込む。これにより、キャンセル信号生成部１６は、回り込み音声信号ｅ［ｎ］の推定信号ｅ１［ｎ］を得る。減算部１７は、マイク入力信号ｍ［ｎ］からｅ１［ｎ］を減算する。これにより、ハウリングの要因である回り込み音声信号ｅ［ｎ］がマイク入力信号ｍ［ｎ］からほぼ消去され、直接音声入力信号ｘ［ｎ］がスピーカ１１から出力されることとなる。
【００３７】
〔１−３．実施の形態１におけるハウリング消去装置の構成及び、動作〕
図２は、本実施の形態１におけるハウリング消去装置１２０の構成を示すブロック図である。ハウリング消去装置１２０は、非線形変換部１０２、遅延部１０３、ノルム算出部１０４、閾値比較部１０５、フィルタ更新部１０６、フィルタ初期化部１０７、フィルタ選択部１０８、キャンセル信号生成部１０９、減算部１１０、平均音圧レベル算出部１１１を備え、マイク１００とスピーカ１０１と接続される。非線形変換部１０２、遅延部１０３、ノルム算出部１０４、フィルタ更新部１０６、キャンセル信号生成部１０９、減算部１１０は、図１に示すＩＣＡアルゴリズムの構成である、非線形変換部１２、遅延部１３、ノルム算出部１４、フィルタ更新部１５、キャンセル信号生成部１６、減算部１７に対応する。すなわち、ハウリング消去装置１２０は、ＩＣＡアルゴリズムを応用して、閾値比較部１０５、フィルタ初期化部１０７、フィルタ選択部１０８、平均音圧レベル算出部１１１を追加した構成を備えている。
【００３８】
マイク１００の入力信号ｍ［ｎ］は、減算部１１０に入力される。減算部１１０を通過した信号（スピーカ出力信号とする）は、平均音圧レベル算出部１１１に入力される。平均音圧レベル算出部１１１は、任意の単位時間当たりの平均音圧レベルを算出する。閾値比較部１０５は、平均音圧レベル算出部１１１が算出した平均音圧レベルと、所定の閾値とを比較する。フィルタ係数が発振して異常動作となると最大振幅のノイズが連続してスピーカ出力信号として再生される。そのため、異常動作が発生したとき、平均音圧レベルは最大振幅の絶対値の単位時間平均にほぼ等しくなる。一方、正常状態においてもスピーカ出力信号が瞬間的に最大振幅値を取ることはあり得るが、単位時間の間、連続して最大振幅になることはない。従って、スピーカ出力信号が異常状態と見なせる値に閾値を設定することが望ましい。
【００３９】
以下、平均音圧レベルが閾値よりも小さい場合と大きい場合に分けて説明する。平均音圧レベルが閾値よりも小さい場合、閾値比較部１０５はスピーカ出力信号を出力する。
【００４０】
非線形変換部１０２は、スピーカ出力信号に対して非線形変換処理を施した後に、非線形出力信号を出力する。遅延部１０３は、スピーカ出力信号に任意の時間遅延を与えた遅延信号（以下参照信号とする）を出力する。ノルム算出部１０４は、遅延部１０３から出力された参照信号に対し、任意の単位時間における絶対値の総和を表すノルムを算出する。フィルタ更新部１０６は、非線形変換部１０２が出力する非線形出力信号と、遅延部１０３の出力である参照信号と、ノルム算出部１０４の出力であるノルムとを用いて、式（１．６）で表されるフィルタ更新値Δｗ［ｋ］を算出し、式（１．５）で表される適応フィルタ係数ｗ［ｋ］を更新する。
【００４１】
次に、フィルタ選択部１０８は、更新された適応フィルタ係数ｗ［ｋ］を選択する。キャンセル信号生成部１０９は、選択された適応フィルタ係数ｗ［ｋ］と、参照信号ｒ［ｎ−τ］とを畳み込むことにより、式（１．４）で表される推定信号ｅ１［ｎ］に相当するキャンセル信号を生成する。
【００４２】
次に、減算部１１０は、式（１．２）に表すように、マイク１００の入力信号ｍ［ｎ］から、キャンセル信号（推定信号）ｅ１［ｎ］を減算する。これにより、マイク１００の入力信号ｍ［ｎ］から、スピーカ１０１のスピーカ出力信号が空間を伝達してマイク１００に入力された回り込み音声信号ｅ［ｎ］がほぼ消去され、ハウリングの発生を防ぐことができる。
【００４３】
続いて、閾値比較部１０５において、平均音圧レベルが閾値よりも大きい場合について説明する。平均音圧レベルが閾値よりも大きいということは、平均音圧レベルを算出する時間単位において参照信号ｒ［ｎ−τ］が異常な値となっていることを意味する。この場合、閾値比較部１０５は、フィルタ初期化部１０７に対してフィルタ係数を初期化させる命令を出力する。フィルタ初期化部１０７は、閾値比較部１０５からの命令を受けて、すべてのタップ（Ｋ＝０〜Ｔ−１）におけるフィルタ係数ｗ［ｋ］＝０で初期化する、つまり、フィルタ係数ｗ［ｋ］の全てのタップを０で初期化する。なお、この初期化は、０以外の値であっても良く、例えば、逐次学習した結果に基づいて決められた数値でも良い。
【００４４】
次に、フィルタ選択部１０８は、全てのタップを０に更新した適応フィルタ係数ｗ［ｋ］を選択する。キャンセル信号生成部１０９は、選択された適応フィルタ係数ｗ［ｋ］と、参照信号ｒ［ｎ−τ］とを畳み込むことにより、式（１．４）で表される推定信号ｅ１［ｎ］に相当するキャンセル信号を生成する。ここで生成されるキャンセル信号は、フィルタ係数ｗ［ｋ］の全てのタップが０のため、参照信号の値にかかわらず必ず０となる。従って、キャンセル信号生成部１０９は、畳み込み演算を実行せずに、キャンセル信号を０としても良い。
【００４５】
減算部１１０は、マイク１００の入力信号ｍ［ｎ］から、値が全て０であるキャンセル信号を減算する。これにより、スピーカ１０１のスピーカ出力信号は、マイク１００の入力信号ｍ［ｎ］と完全に等価となり、異常となっていたスピーカ出力信号、及び参照信号ｒ［ｎ−τ］が正常な値に戻る。そして、閾値比較部１０５においては平均音圧レベルが閾値を超えることはなくなる。その結果、フィルタ更新部１０６において０ではない適応フィルタ係数が更新されることとなり、正常時のハウリングキャンセラの動作に自己復帰することができる。
【００４６】
〔２．実施の形態２〕
〔２−１．概要〕
実施の形態２にかかるハウリング消去装置及び、ハウリング消去方法は、ＩＣＡアルゴリズムの処理過程で算出するノルムを、適応フィルタの発振検知にも利用する。具体的には、マイクに入力された音声信号がスピーカから再生されてマイクに帰還するまでの空間の伝達特性を模擬した適応フィルタを生成するフィルタ係数生成部は、この処理過程で算出するノルムが閾値を越える場合に、適応フィルタを初期化する。これにより、マイクとスピーカの位置関係が動的に変化する場合においても適応フィルタの発振を検知し、出力を正常に戻すことが可能となる。更に、実施の形態２にかかるハウリング消去装置は、ＩＣＡアルゴリズムの処理過程において得られるノルムを用いて、適応フィルタの初期化要否の判断を行う。これにより、適応フィルタの初期化要否の判断を行うために演算量をほとんど増加させることなく、適応フィルタの発振を検知し、出力を正常に戻すことが可能となる。
【００４７】
以下、図面を参照しながら、本実施の形態２について説明する。なお、ＩＣＡアルゴリズムの動作は実施の形態１と同じであるため説明を省略する。
【００４８】
〔２−２．実施の形態２におけるハウリング消去装置の構成及び、動作〕
図３は、本実施の形態２におけるハウリング消去装置の構成を示すブロック図である。ハウリング消去装置２２０は、非線形変換部２０２、遅延部２０３、ノルム算出部２０４、閾値比較部２０５、フィルタ更新部２０６、フィルタ初期化部２０７、フィルタ選択部２０８、キャンセル信号生成部２０９、減算部２１０を備え、マイク２００とスピーカ２０１と接続される。非線形変換部２０２、遅延部２０３、ノルム算出部２０４、フィルタ更新部２０６、キャンセル信号生成部２０９、減算部２１０は、図１に示すＩＣＡアルゴリズムの構成である、非線形変換部１２、遅延部１３、ノルム算出部１４、フィルタ更新部１５、キャンセル信号生成部１６、減算部１７に対応する。すなわち、ハウリング消去装置２２０は、ＩＣＡアルゴリズムを応用して、閾値比較部２０５、フィルタ初期化部２０７、フィルタ選択部２０８を追加した構成を備えている。
【００４９】
マイク２００の入力信号ｍ［ｎ］は、減算部２１０に入力される。減算部２１０を通過した信号（スピーカ出力信号とする）は、スピーカ２０１、非線形変換部２０２、遅延部２０３に入力される。
【００５０】
非線形変換部２０２は、スピーカ出力信号に対して非線形変換処理を施した後に、非線形出力信号を出力する。遅延部２０３は、スピーカ出力信号に任意の時間遅延を与えた遅延信号（以下参照信号とする）を出力する。ノルム算出部２０４は、遅延部２０３から出力された参照信号に対し、任意の単位時間における絶対値の総和を表すノルムを算出する。閾値比較部２０５は、スピーカ出力信号が異常値であることを判断するために、ノルム算出部２０４が算出したノルムと、あらかじめ設定した閾値とを比較する。閾値比較部２０５は、算出したノルムが閾値よりも大きい場合はスピーカ出力信号が異常値であると判断する。フィルタ係数が発振して異常動作となると最大振幅のノイズが連続してスピーカ出力信号として再生される。そのため、異常動作が発生したとき、ノルムは最大振幅の絶対値にノルム算出のための単位時間を掛けた値にほぼ等しくなる。一方、正常状態においてもスピーカ出力信号が瞬間的に最大振幅値を取ることはあり得るが、単位時間の間、連続して最大振幅になることはない。従って、スピーカ出力信号が異常状態と見なせる値に閾値を設定することが望ましい。
【００５１】
以下、ノルムが閾値よりも小さい場合と大きい場合に分けて説明する。ノルムが閾値よりも小さい場合、閾値比較部２０５はフィルタ更新部２０６にノルムを出力する。フィルタ更新部２０６は、非線形変換部２０２が出力する非線形出力信号と、遅延部２０３の出力である参照信号と、ノルム算出部２０４の出力であるノルムとを用いて式（１．６）で表されるフィルタ更新値Δｗ［ｋ］を算出し、式（１．５）で表される適応フィルタ係数ｗ［ｋ］を更新する。
【００５２】
次に、フィルタ選択部２０８は、更新された適応フィルタ係数ｗ［ｋ］を選択する。キャンセル信号生成部２０９は、選択された適応フィルタ係数ｗ［ｋ］と、参照信号ｒ［ｎ−τ］とを畳み込むことにより、式（１．４）で表される推定信号ｅ１［ｎ］に相当するキャンセル信号を生成する。
【００５３】
次に、減算部２１０は、式（１．２）に表すように、マイク２００の入力信号ｍ［ｎ］から、キャンセル信号（推定信号）ｅ１［ｎ］を減算する。これにより、マイク２００の入力信号ｍ［ｎ］からスピーカ２０１のスピーカ出力信号が空間を伝達してマイク２００に入力された回り込み音声信号ｅ［ｎ］がほぼ消去され、ハウリングの発生を防ぐことができる。
【００５４】
続いて、閾値比較部２０５において、ノルムが閾値よりも大きい場合について説明する。ノルムが閾値よりも大きいということは、ノルムを算出する時間単位において参照信号ｒ［ｎ−τ］が異常な値となっていることを意味する。この場合、閾値比較部２０５は、フィルタ初期化部２０７に対してフィルタ係数を初期化させる命令を出力する。フィルタ初期化部２０７は、閾値比較部２０５からの命令を受けて、フィルタ係数ｗ［ｋ］の全てのタップを０で初期化する。
【００５５】
次に、フィルタ選択部２０８は、全てのタップを０に更新した適応フィルタ係数ｗ［ｋ］を選択する。キャンセル信号生成部２０９は、選択された適応フィルタ係数ｗ［ｋ］と、参照信号ｒ［ｎ−τ］とを畳み込むことにより、式（１．４）で表される推定信号ｅ１［ｎ］に相当するキャンセル信号を生成する。ここで生成されるキャンセル信号は、フィルタ係数ｗ［ｋ］の全てのタップが０のため、参照信号の値にかかわらず必ず０となる。従って、キャンセル信号生成部１０９は、畳み込み演算を実行せずに、キャンセル信号を０としても良い。
【００５６】
減算部２１０は、マイク２００の入力信号ｍ［ｎ］から、値が全て０のキャンセル信号を減算する。これにより、スピーカ２０１のスピーカ出力信号は、マイク２００の入力信号ｍ［ｎ］と完全に等価となり、異常となっていたスピーカ出力信号、及び参照信号ｒ［ｎ−τ］が正常な値に戻る。そして、閾値比較部２０５においてはノルムが閾値を超えることはなくなる。その結果、フィルタ更新部２０６において０ではない適応フィルタ係数が更新されることとなり、正常時のハウリングキャンセラの動作に自己復帰することができる。
【００５７】
〔２−３．効果等〕
本実施の形態２のＰＣシミュレーションにおける動作結果を、図４、図５、図６を用いて説明する。なお、通常の動作では出力信号が異常状態にならず、適応フィルタが発振しないため、異常状態を模擬するために参照信号を強制的に１２８倍している。
【００５８】
図４は、マイク２００への入力信号ｍ［ｎ］を表し、縦軸が振幅値、横軸がサンプル長であり、本実施の形態において、サンプリング周波数は４８０００Ｈｚである。
【００５９】
このとき、入力信号ｍ［ｎ］は、１６ｂｉｔにおける最大振幅の正弦波が０．９６×１０５サンプル、つまり２ｓｅｃ再生された後に、２．４×１０５サンプル、つまり５ｓｅｃの無音を再生する、計３．３６×１０５サンプル、つまり計７ｓｅｃの信号である。
【００６０】
図５、図６はそれぞれ本実施の形態２にかかるハウリング消去装置２２０を使用しない場合と使用する場合のスピーカ出力信号を表す。実施の形態２のハウリング消去装置２２０を使用しない場合、図５に示すように、約０．５７６×１０５サンプル（約１．２ｓｅｃ）後に発振が起こり、最大振幅のノイズが再生されていることがわかる。更に、入力信号が無音になった後も最大振幅のノイズが出力され続けている。
【００６１】
一方、実施の形態２のハウリング消去装置２２０を使用した場合、図６に示すように、発振対策なしの場合に発振が起こっていた時刻（約１．２ｓｅｃ後）に発振が起きていないことがわかる。更に、入力信号が無音になると約０．２４×１０５サンプル（約０．５ｓｅｃ）後に出力信号も０となり、以降、無音になっていることがわかる。
【００６２】
以上の結果から、本実施の形態２のハウリング消去装置が有効に動作することにより、最大幅のノイズが出力され続けることなく０になるため、異常常態から正常状態に自己復帰していることがわかる。
【００６３】
更に、実施の形態２にかかるハウリング消去装置は、ＩＣＡアルゴリズムの処理過程において得られるノルムを用いて、適応フィルタの初期化要否の判断を行う。これにより、適応フィルタの初期化要否の判断を行うために演算量をほとんど増加させることなく、適応フィルタの発振を検知し、出力を正常に戻すことが可能となる。
【００６４】
〔３．その他の実施の形態〕
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１及び実施の形態２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【００６５】
ブロック図（図１、図２、図３）の各機能ブロックは典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。例えばメモリ以外の機能ブロックが１チップ化されていても良い。
【００６６】
ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００６７】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
【００６８】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【００６９】
また、各機能ブロックのうち、符号化または復号化の対象となるデータを格納する手段だけ１チップ化せずに別構成としても良い。
【００７０】
また、上記実施の形態１において、閾値比較部１０５は、スピーカ出力信号の平均音圧レベルが閾値以上か否か比較しているが、参照信号の平均音圧レベルが閾値以上か否か比較してもよい。
【００７１】
また、上記の実施の形態２において、閾値比較部２０５は、スピーカ出力信号が異常値であることを判断するために、ノルム算出部２０４が算出したノルムと、あらかじめ設定した閾値とを比較した。このとき、ノルム算出部２０４が算出するノルムは、遅延部２０３から出力された参照信号に対し、任意の単位時間における絶対値の総和を表すとしたがこれに限定されない。すなわち、閾値比較部２０５は、スピーカ出力信号が異常値であることを判断するために、閾値と、遅延部２０３から出力された参照信号の二乗累積和の平方根とを比較するようにしてもよい。
【００７２】
以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【００７３】
また、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００７４】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において、種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本開示は、適応フィルタを用いたハウリングキャンセラを備えた電子機器に適用できる。特に、マイクとスピーカが物理的に近い位置に存在する電子機器に有効である。
【符号の説明】
【００７６】
１０，１００，２００  マイク
１１，１０１，２０１  スピーカ
１２，１０２，２０２  非線形変換部
１３，１０３，２０３  遅延部
１４，１０４，２０４  ノルム算出部
１５，１０６，２０６  フィルタ更新部
１６，１０９，２０９  キャンセル信号生成部
１７，１１０，２１０  減算部
１０５，２０５  閾値比較部
１０７，２０７  フィルタ初期化部
１０８，２０８  フィルタ選択部
１１１  平均音圧レベル算出部
１２０，２２０  ハウリング消去装置
【図１】
2016059784.tif 000009
【図２】
2016059784.tif 000010
【図３】
2016059784.tif 000011
【図４】
2016059784.tif 000012
【図５】
2016059784.tif 000013
【図６】
2016059784.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月3日(2017.4.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、適応フィルタを用いてハウリングを防止するハウリング消去装置、及びハウリング消去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクとスピーカが近接位置にある環境においては、マイクで収音された音声信号が増幅されてスピーカから出力され、その増幅された出力音声信号が空間を伝達して再びマイクで収音されることにより音響的な閉ループが形成される。その結果、スピーカから出力されて再びマイクに入力された音声信号が繰り返し増幅されることによりハウリングが発生する。
【０００３】
このようにして発生するハウリングを防止するため、スピーカから出力された音声信号が空間を伝達してマイクに入力されるまでの空間伝達特性を適応アルゴリズムにより推定し、適応フィルタを算出する技術が知られている。この技術によれば、得られた適応フィルタと、スピーカから出力される音声信号を畳み込むことにより、空間を伝達するスピーカ出力を模擬した信号が得られる。この模擬信号を、マイクで収音された音声信号から減算することにより、ハウリングの原因となる、空間を伝達してマイクに入力されたスピーカ出力だけを除去することが可能となり、結果としてハウリングの発生を防止することができる。
【０００４】
時々刻々と変化するシステムの出力を用いて適応フィルタを更新する適応アルゴリズムでは、出力の状態によっては適応フィルタが発振する場合がある。適応フィルタが発振すると、入力信号の大きさにかかわらず、破綻した異常信号（例えば常に最大振幅のノイズ信号）が出力される。また、適応フィルタに常に何らかの値が存在するために出力信号が０にならず、入力信号が停止しても異常信号が出力され続けることとなる。
【０００５】
このような適応フィルタの発振を防ぐために、適応アルゴリズムを用いるシステムでは一般に、フェイルセーフ機能が実装される。例えば、特許文献１は、入力信号の音圧レベルと出力信号の音圧レベルを算出し、その差が閾値を超えた場合に、適応フィルタを初期化することにより出力を正常に戻す方法や、適応フィルタの修正量を表す更新前の適応フィルタと更新後の適応フィルタの差が閾値を越えた場合に、適応フィルタを初期化することにより出力を正常に戻す方法を記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本特許第４４２８２４７号公報
【発明の概要】
【０００７】
本開示は、マイクとスピーカの位置関係が動的に変化する場合においても適応フィルタの発振を検知し、出力を正常に戻すことができるハウリング消去装置及び、ハウリング消去方法を提供する。
【０００８】
本開示にかかる第１の実施の形態によるハウリング消去装置は、マイクとスピーカに接続されるハウリング消去装置である。スピーカに入力される音声信号を非線形変換して非線形信号を出力する非線形変換部と、音声信号を一定時間遅延させて遅延信号を出力する遅延部と、遅延信号からノルムを算出するノルム算出部と、非線形信号と遅延信号とノルムとに基づいて、音声信号がスピーカから再生されてマイクに帰還するまでの空間の伝達特性を模擬した適応フィルタを生成するフィルタ係数生成部と、遅延信号と適応フィルタを畳み込み、キャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部と、キャンセル信号を音声信号から減算する減算部と、を備える。フィルタ係数生成部は、音声信号の平均音圧レベルが閾値を越える場合に、適応フィルタを初期化することによって、マイクとスピーカの位置関係が動的に変化する場合においても適応フィルタの発振を検知し、出力を正常に戻す事ができる。
【０００９】
本開示にかかる第２の実施の形態によるハウリング消去装置は、マイクとスピーカに接続されるハウリング消去装置である。スピーカに入力される音声信号を非線形変換して非線形信号を出力する非線形変換部と、音声信号を一定時間遅延させて遅延信号を出力する遅延部と、遅延信号からノルムを算出するノルム算出部と、非線形信号と前記遅延部から出力される遅延信号とノルムとに基づいて、音声信号がスピーカから再生されてマイクに帰還するまでの空間の伝達特性を模擬した適応フィルタを生成するフィルタ係数生成部と、遅延信号と適応フィルタを畳み込み、キャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部と、キャンセル信号を音声信号から減算する減算部と、を備える。フィルタ係数生成部は、ノルムが閾値を越える場合に、適応フィルタを初期化することによって、マイクとスピーカの位置関係が動的に変化する場合においても適応フィルタの発振を検知し、出力を正常に戻す事ができる。
【００１０】
なお、本開示は、装置として実現できるだけでなく、その装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現したり、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。
【００１１】
本開示によれば、マイクとスピーカの位置関係が動的に変化する場合においても適応フィルタの発振を適切に検知し、出力を正常に戻すことができるハウリング消去装置及び、ハウリング消去方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、ＩＣＡアルゴリズムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本実施の形態１におけるハウリング消去装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本実施の形態２におけるハウリング消去装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本実施の形態２のハウリング消去装置において、ＰＣシミュレーションにおける入力信号の音声波形を表す図である。
【図５】図５は、本実施の形態２のハウリング消去装置を使用しない場合のＰＣシミュレーションにおけるスピーカ出力信号の音声波形を表す図である。
【図６】図６は、本実施の形態２のハウリング消去装置を使用した場合のスピーカ出力信号の音声波形を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１４】
なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１５】
本開示は、マイクとスピーカの位置関係が動的に変化する場合においても適応フィルタの発振を適切に検知し、出力を正常に戻すハウリング消去装置及び、ハウリング消去方法である。以下の説明では、本開示のハウリング消去装置及び、ハウリング消去方法の技術的思想を具現化した一例として、実施の形態１及び実施の形態２を説明する。
【００１６】
〔１．実施の形態１〕
〔１−１．概要〕
実施の形態１にかかるハウリング消去装置及び、ハウリング消去方法は、スピーカに入力される音声信号の平均音圧レベルを、適応フィルタの発振検知に利用する。具体的には、マイクに入力された音声信号がスピーカから再生されてマイクに帰還するまでの空間の伝達特性を模擬した適応フィルタを生成するフィルタ係数生成部は、スピーカに入力される音声信号の平均音圧レベルが閾値を越える場合に、適応フィルタを初期化する。これにより、マイクとスピーカの位置関係が動的に変化する場合においても適応フィルタの発振を適切に検知し、出力を正常に戻すことが可能となる。
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本実施の形態１について説明する。
【００１８】
〔１−２．適応フィルタ係数を用いるＩＣＡアルゴリズムについて〕
初めに、適応フィルタ係数を用いるＩＣＡ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ａｎａｌｙｓｉｓ；  独立成分分析）アルゴリズムについて説明する。図１にＩＣＡアルゴリズムの処理を表すブロック図を示す。図１に示すように、ＩＣＡアルゴリズムは、非線形変換部１２、遅延部１３、ノルム算出部１４、フィルタ更新部１５、キャンセル信号生成部１６、減算部１７を備える。また、ＩＣＡアルゴリズムの処理は、マイク１０からの入力と、スピーカ１１への出力に接続される。
【００１９】
マイク１０からＩＣＡアルゴリズムに入力されるマイク入力信号ｍ［ｎ］は次の式（１．１）で表される。
【００２０】
【数１】
2016059784.tif 000015
【００２１】
ここで、ｘ［ｎ］は直接音声入力信号である。直接音声入力信号は、スピーカ１１以外の音源から発生された音声に基づく音声信号である。ｅ［ｎ］は、スピーカ１１からの出力が空間を伝達してマイク１０へ回り込む音声信号である。即ち、マイク入力信号ｍ［ｎ］は、直接音声信号ｘ［ｎ］に回り込み音声信号ｅ［ｎ］が重畳した信号として表現される。
【００２２】
この回り込み音声信号ｅ［ｎ］を、所定の演算により推定した信号をｅ１［ｎ］とする。このとき、マイク入力信号ｍ［ｎ］に含まれる回り込み音声信号ｅ［ｎ］は、マイク入力信号ｍ［ｎ］から推定信号ｅ１［ｎ］を減算することで消去される。この減算演算は、ＩＣＡアルゴリズムにおける出力信号をｏ［ｎ］としたとき、次の式（１．２）で表される。
【００２３】
【数２】
2016059784.tif 000016
【００２４】
即ち、推定信号ｅ１［ｎ］が、回り込み音声信号ｅ［ｎ］と等しく推定されていれば、マイク入力信号ｍ［ｎ］から回り込み信号ｅ［ｎ］を除去できることとなる。
【００２５】
ＩＣＡアルゴリズムにおける出力信号ｏ［ｎ］は、スピーカ１１から出力される。出力信号ｏ［ｎ］は、スピーカ１１から出力された後、空間を伝達して再びマイク１０に帰還し、回り込み音声信号ｅ［ｎ］としてマイク入力信号ｍ［ｎ］に重畳される。即ち、回り込み音声信号ｅ［ｎ］は、次の式（１．３）で表現される。
【００２６】
【数３】
2016059784.tif 000017
【００２７】
ここで、ｈ［ｋ］は、空間の伝達特性を表し、式（１．３）は、空間伝達特性ｈ［ｋ］と出力信号ｏ［ｎ］との畳み込み演算となる。以降畳み込み演算は、＊で表す。また、Ｓは、空間伝達特性を有限長の離散表現フィルタ係数として表す際のタップ長を表す。フィルタ更新部１５は、次の式（１．４）に示すように、逐次学習した適応フィルタ係数ｗ［ｋ］を用いることにより、回り込み音声信号ｅ［ｎ］を推定した推定信号ｅ１［ｎ］を求める。
【００２８】
【数４】
2016059784.tif 000018
【００２９】
ここで、ｒ［ｎ］は、参照信号と呼ばれ、スピーカ１１からの出力と完全に等価な信号である。τは、遅延部１３における遅延量である。つまり、参照信号ｒ［ｎ−τ］は、遅延部１３によりτだけ時間遅延された出力信号ｏ［ｎ］と等価である。また、Ｔは、適応フィルタ係数ｗ［ｋ］のタップ長である。
【００３０】
式（１．３）と式（１．４）との比較からわかるように、出力音声ｏ［ｎ］を参照信号として用い、空間伝達特性ｈ［ｋ］の近似としてｗ［ｋ］を推定すれば、回り込み信号ｅ［ｎ］を推定した推定信号ｅ１［ｎ］を得ることができる。実際には、ｏ［ｎ］をそのまま参照信号として用いるのではなく、システムに起因する固定の遅延量などを踏まえ、遅延部１３によりτだけ時間遅延された出力信号ｏ［ｎ］と等価である参照信号ｒ［ｎ−τ］を用いる。
【００３１】
空間伝達特性ｈ［ｋ］を近似推定するために、フィルタ更新部１５は、ＩＣＡ適応アルゴリズムを用いた適応フィルタ係数ｗ［ｋ］の逐次更新を次の式（１．５）により行う。
【００３２】
【数５】
2016059784.tif 000019
【００３３】
ここでｗｎは時刻ｎに推定されたフィルタ係数を表す。また、ｋは０からＴ−１までの変数を表す。逐次更新量Δｗは、次の式（１．６）により算出する。
【００３４】
【数６】
2016059784.tif 000020
【００３５】
ここでαは、更新におけるステップ幅（一回あたりの更新量を制御するパラメータ）を表す。また、ｋは０からＴ−１までの変数を表す。式（１．６）の分母は、ノルム算出部１４において算出した、参照信号ｒ［ｎ−τ］におけるＴサンプルの絶対値和である。式（１．６）の分母は、フィルタ更新量が参照信号の大きさにより大きく変動することを緩和する役割を果たす。また、式（１．６）の分子のφは、非線形変換部１２において、出力信号ｏ［ｎ］に対し非線形変換処理を施した非線形信号を表す。例えば符号関数のように出力信号の値が正であれば１を、負であれば−１を、いずれでもなければ０の値をとる。このφは、回り込み音声信号を消去した後の信号が、参照信号に対して相関を持つか否かの判定を意味し、入出力信号の相関がなくなる方向に適応フィルタ係数を変化させる役割を果たす。以上のように逐次的にフィルタ係数を更新し、ｗ［ｋ］が正しく収束した場合、その応答はｈ［ｋ］の近似となる。
【００３６】
キャンセル信号生成部１６は、このようにして算出した適応フィルタ係数ｗ［ｋ］と参照信号ｒ［ｎ−τ］とを畳み込む。これにより、キャンセル信号生成部１６は、回り込み音声信号ｅ［ｎ］の推定信号ｅ１［ｎ］を得る。減算部１７は、マイク入力信号ｍ［ｎ］からｅ１［ｎ］を減算する。これにより、ハウリングの要因である回り込み音声信号ｅ［ｎ］がマイク入力信号ｍ［ｎ］からほぼ消去され、直接音声入力信号ｘ［ｎ］がスピーカ１１から出力されることとなる。
【００３７】
〔１−３．実施の形態１におけるハウリング消去装置の構成及び、動作〕
図２は、本実施の形態１におけるハウリング消去装置１２０の構成を示すブロック図である。ハウリング消去装置１２０は、非線形変換部１０２、遅延部１０３、ノルム算出部１０４、閾値比較部１０５、フィルタ更新部１０６、フィルタ初期化部１０７、フィルタ選択部１０８、キャンセル信号生成部１０９、減算部１１０、平均音圧レベル算出部１１１を備え、マイク１００とスピーカ１０１と接続される。非線形変換部１０２、遅延部１０３、ノルム算出部１０４、フィルタ更新部１０６、キャンセル信号生成部１０９、減算部１１０は、図１に示すＩＣＡアルゴリズムの構成である、非線形変換部１２、遅延部１３、ノルム算出部１４、フィルタ更新部１５、キャンセル信号生成部１６、減算部１７に対応する。すなわち、ハウリング消去装置１２０は、ＩＣＡアルゴリズムを応用して、閾値比較部１０５、フィルタ初期化部１０７、フィルタ選択部１０８、平均音圧レベル算出部１１１を追加した構成を備えている。
【００３８】
マイク１００の入力信号ｍ［ｎ］は、減算部１１０に入力される。減算部１１０を通過した信号（スピーカ出力信号とする）は、平均音圧レベル算出部１１１に入力される。平均音圧レベル算出部１１１は、任意の単位時間当たりの平均音圧レベルを算出する。閾値比較部１０５は、平均音圧レベル算出部１１１が算出した平均音圧レベルと、所定の閾値とを比較する。フィルタ係数が発振して異常動作となると最大振幅のノイズが連続してスピーカ出力信号として再生される。そのため、異常動作が発生したとき、平均音圧レベルは最大振幅の絶対値の単位時間平均にほぼ等しくなる。一方、正常状態においてもスピーカ出力信号が瞬間的に最大振幅値を取ることはあり得るが、単位時間の間、連続して最大振幅になることはない。従って、スピーカ出力信号が異常状態と見なせる値に閾値を設定することが望ましい。
【００３９】
以下、平均音圧レベルが閾値よりも小さい場合と大きい場合に分けて説明する。平均音圧レベルが閾値よりも小さい場合、閾値比較部１０５はスピーカ出力信号を出力する。
【００４０】
非線形変換部１０２は、スピーカ出力信号に対して非線形変換処理を施した後に、非線形出力信号を出力する。遅延部１０３は、スピーカ出力信号に任意の時間遅延を与えた遅延信号（以下参照信号とする）を出力する。ノルム算出部１０４は、遅延部１０３から出力された参照信号に対し、任意の単位時間における絶対値の総和を表すノルムを算出する。フィルタ更新部１０６は、非線形変換部１０２が出力する非線形出力信号と、遅延部１０３の出力である参照信号と、ノルム算出部１０４の出力であるノルムとを用いて、式（１．６）で表されるフィルタ更新値Δｗ［ｋ］を算出し、式（１．５）で表される適応フィルタ係数ｗ［ｋ］を更新する。
【００４１】
次に、フィルタ選択部１０８は、更新された適応フィルタ係数ｗ［ｋ］を選択する。キャンセル信号生成部１０９は、選択された適応フィルタ係数ｗ［ｋ］と、参照信号ｒ［ｎ−τ］とを畳み込むことにより、式（１．４）で表される推定信号ｅ１［ｎ］に相当するキャンセル信号を生成する。
【００４２】
次に、減算部１１０は、式（１．２）に表すように、マイク１００の入力信号ｍ［ｎ］から、キャンセル信号（推定信号）ｅ１［ｎ］を減算する。これにより、マイク１００の入力信号ｍ［ｎ］から、スピーカ１０１のスピーカ出力信号が空間を伝達してマイク１００に入力された回り込み音声信号ｅ［ｎ］がほぼ消去され、ハウリングの発生を防ぐことができる。
【００４３】
続いて、閾値比較部１０５において、平均音圧レベルが閾値よりも大きい場合について説明する。平均音圧レベルが閾値よりも大きいということは、平均音圧レベルを算出する時間単位において参照信号ｒ［ｎ−τ］が異常な値となっていることを意味する。この場合、閾値比較部１０５は、フィルタ初期化部１０７に対してフィルタ係数を初期化させる命令を出力する。フィルタ初期化部１０７は、閾値比較部１０５からの命令を受けて、すべてのタップ（Ｋ＝０〜Ｔ−１）におけるフィルタ係数ｗ［ｋ］＝０で初期化する、つまり、フィルタ係数ｗ［ｋ］の全てのタップを０で初期化する。なお、この初期化は、０以外の値であっても良く、例えば、逐次学習した結果に基づいて決められた数値でも良い。
【００４４】
次に、フィルタ選択部１０８は、全てのタップを０に更新した適応フィルタ係数ｗ［ｋ］を選択する。キャンセル信号生成部１０９は、選択された適応フィルタ係数ｗ［ｋ］と、参照信号ｒ［ｎ−τ］とを畳み込むことにより、式（１．４）で表される推定信号ｅ１［ｎ］に相当するキャンセル信号を生成する。ここで生成されるキャンセル信号は、フィルタ係数ｗ［ｋ］の全てのタップが０のため、参照信号の値にかかわらず必ず０となる。従って、キャンセル信号生成部１０９は、畳み込み演算を実行せずに、キャンセル信号を０としても良い。
【００４５】
減算部１１０は、マイク１００の入力信号ｍ［ｎ］から、値が全て０であるキャンセル信号を減算する。これにより、スピーカ１０１のスピーカ出力信号は、マイク１００の入力信号ｍ［ｎ］と完全に等価となり、異常となっていたスピーカ出力信号、及び参照信号ｒ［ｎ−τ］が正常な値に戻る。そして、閾値比較部１０５においては平均音圧レベルが閾値を超えることはなくなる。その結果、フィルタ更新部１０６において０ではない適応フィルタ係数が更新されることとなり、正常時のハウリングキャンセラの動作に自己復帰することができる。
【００４６】
〔２．実施の形態２〕
〔２−１．概要〕
実施の形態２にかかるハウリング消去装置及び、ハウリング消去方法は、ＩＣＡアルゴリズムの処理過程で算出するノルムを、適応フィルタの発振検知にも利用する。具体的には、マイクに入力された音声信号がスピーカから再生されてマイクに帰還するまでの空間の伝達特性を模擬した適応フィルタを生成するフィルタ係数生成部は、この処理過程で算出するノルムが閾値を越える場合に、適応フィルタを初期化する。これにより、マイクとスピーカの位置関係が動的に変化する場合においても適応フィルタの発振を検知し、出力を正常に戻すことが可能となる。更に、実施の形態２にかかるハウリング消去装置は、ＩＣＡアルゴリズムの処理過程において得られるノルムを用いて、適応フィルタの初期化要否の判断を行う。これにより、適応フィルタの初期化要否の判断を行うために演算量をほとんど増加させることなく、適応フィルタの発振を検知し、出力を正常に戻すことが可能となる。
【００４７】
以下、図面を参照しながら、本実施の形態２について説明する。なお、ＩＣＡアルゴリズムの動作は実施の形態１と同じであるため説明を省略する。
【００４８】
〔２−２．実施の形態２におけるハウリング消去装置の構成及び、動作〕
図３は、本実施の形態２におけるハウリング消去装置の構成を示すブロック図である。ハウリング消去装置２２０は、非線形変換部２０２、遅延部２０３、ノルム算出部２０４、閾値比較部２０５、フィルタ更新部２０６、フィルタ初期化部２０７、フィルタ選択部２０８、キャンセル信号生成部２０９、減算部２１０を備え、マイク２００とスピーカ２０１と接続される。非線形変換部２０２、遅延部２０３、ノルム算出部２０４、フィルタ更新部２０６、キャンセル信号生成部２０９、減算部２１０は、図１に示すＩＣＡアルゴリズムの構成である、非線形変換部１２、遅延部１３、ノルム算出部１４、フィルタ更新部１５、キャンセル信号生成部１６、減算部１７に対応する。すなわち、ハウリング消去装置２２０は、ＩＣＡアルゴリズムを応用して、閾値比較部２０５、フィルタ初期化部２０７、フィルタ選択部２０８を追加した構成を備えている。
【００４９】
マイク２００の入力信号ｍ［ｎ］は、減算部２１０に入力される。減算部２１０を通過した信号（スピーカ出力信号とする）は、スピーカ２０１、非線形変換部２０２、遅延部２０３に入力される。
【００５０】
非線形変換部２０２は、スピーカ出力信号に対して非線形変換処理を施した後に、非線形出力信号を出力する。遅延部２０３は、スピーカ出力信号に任意の時間遅延を与えた遅延信号（以下参照信号とする）を出力する。ノルム算出部２０４は、遅延部２０３から出力された参照信号に対し、任意の単位時間における絶対値の総和を表すノルムを算出する。閾値比較部２０５は、スピーカ出力信号が異常値であることを判断するために、ノルム算出部２０４が算出したノルムと、あらかじめ設定した閾値とを比較する。閾値比較部２０５は、算出したノルムが閾値よりも大きい場合はスピーカ出力信号が異常値であると判断する。フィルタ係数が発振して異常動作となると最大振幅のノイズが連続してスピーカ出力信号として再生される。そのため、異常動作が発生したとき、ノルムは最大振幅の絶対値にノルム算出のための単位時間を掛けた値にほぼ等しくなる。一方、正常状態においてもスピーカ出力信号が瞬間的に最大振幅値を取ることはあり得るが、単位時間の間、連続して最大振幅になることはない。従って、スピーカ出力信号が異常状態と見なせる値に閾値を設定することが望ましい。
【００５１】
以下、ノルムが閾値よりも小さい場合と大きい場合に分けて説明する。ノルムが閾値よりも小さい場合、閾値比較部２０５はフィルタ更新部２０６にノルムを出力する。フィルタ更新部２０６は、非線形変換部２０２が出力する非線形出力信号と、遅延部２０３の出力である参照信号と、ノルム算出部２０４の出力であるノルムとを用いて式（１．６）で表されるフィルタ更新値Δｗ［ｋ］を算出し、式（１．５）で表される適応フィルタ係数ｗ［ｋ］を更新する。
【００５２】
次に、フィルタ選択部２０８は、更新された適応フィルタ係数ｗ［ｋ］を選択する。キャンセル信号生成部２０９は、選択された適応フィルタ係数ｗ［ｋ］と、参照信号ｒ［ｎ−τ］とを畳み込むことにより、式（１．４）で表される推定信号ｅ１［ｎ］に相当するキャンセル信号を生成する。
【００５３】
次に、減算部２１０は、式（１．２）に表すように、マイク２００の入力信号ｍ［ｎ］から、キャンセル信号（推定信号）ｅ１［ｎ］を減算する。これにより、マイク２００の入力信号ｍ［ｎ］からスピーカ２０１のスピーカ出力信号が空間を伝達してマイク２００に入力された回り込み音声信号ｅ［ｎ］がほぼ消去され、ハウリングの発生を防ぐことができる。
【００５４】
続いて、閾値比較部２０５において、ノルムが閾値よりも大きい場合について説明する。ノルムが閾値よりも大きいということは、ノルムを算出する時間単位において参照信号ｒ［ｎ−τ］が異常な値となっていることを意味する。この場合、閾値比較部２０５は、フィルタ初期化部２０７に対してフィルタ係数を初期化させる命令を出力する。フィルタ初期化部２０７は、閾値比較部２０５からの命令を受けて、フィルタ係数ｗ［ｋ］の全てのタップを０で初期化する。
【００５５】
次に、フィルタ選択部２０８は、全てのタップを０に更新した適応フィルタ係数ｗ［ｋ］を選択する。キャンセル信号生成部２０９は、選択された適応フィルタ係数ｗ［ｋ］と、参照信号ｒ［ｎ−τ］とを畳み込むことにより、式（１．４）で表される推定信号ｅ１［ｎ］に相当するキャンセル信号を生成する。ここで生成されるキャンセル信号は、フィルタ係数ｗ［ｋ］の全てのタップが０のため、参照信号の値にかかわらず必ず０となる。従って、キャンセル信号生成部１０９は、畳み込み演算を実行せずに、キャンセル信号を０としても良い。
【００５６】
減算部２１０は、マイク２００の入力信号ｍ［ｎ］から、値が全て０のキャンセル信号を減算する。これにより、スピーカ２０１のスピーカ出力信号は、マイク２００の入力信号ｍ［ｎ］と完全に等価となり、異常となっていたスピーカ出力信号、及び参照信号ｒ［ｎ−τ］が正常な値に戻る。そして、閾値比較部２０５においてはノルムが閾値を超えることはなくなる。その結果、フィルタ更新部２０６において０ではない適応フィルタ係数が更新されることとなり、正常時のハウリングキャンセラの動作に自己復帰することができる。
【００５７】
〔２−３．効果等〕
本実施の形態２のＰＣシミュレーションにおける動作結果を、図４、図５、図６を用いて説明する。なお、通常の動作では出力信号が異常状態にならず、適応フィルタが発振しないため、異常状態を模擬するために参照信号を強制的に１２８倍している。
【００５８】
図４は、マイク２００への入力信号ｍ［ｎ］を表し、縦軸が振幅値、横軸がサンプル長であり、本実施の形態において、サンプリング周波数は４８０００Ｈｚである。
【００５９】
このとき、入力信号ｍ［ｎ］は、１６ｂｉｔにおける最大振幅の正弦波が０．９６×１０５サンプル、つまり２ｓｅｃ再生された後に、２．４×１０５サンプル、つまり５ｓｅｃの無音を再生する、計３．３６×１０５サンプル、つまり計７ｓｅｃの信号である。
【００６０】
図５、図６はそれぞれ本実施の形態２にかかるハウリング消去装置２２０を使用しない場合と使用する場合のスピーカ出力信号を表す。実施の形態２のハウリング消去装置２２０を使用しない場合、図５に示すように、約０．５７６×１０５サンプル（約１．２ｓｅｃ）後に発振が起こり、最大振幅のノイズが再生されていることがわかる。更に、入力信号が無音になった後も最大振幅のノイズが出力され続けている。
【００６１】
一方、実施の形態２のハウリング消去装置２２０を使用した場合、図６に示すように、発振対策なしの場合に発振が起こっていた時刻（約１．２ｓｅｃ後）に発振が起きていないことがわかる。更に、入力信号が無音になると約０．２４×１０５サンプル（約０．５ｓｅｃ）後に出力信号も０となり、以降、無音になっていることがわかる。
【００６２】
以上の結果から、本実施の形態２のハウリング消去装置が有効に動作することにより、最大幅のノイズが出力され続けることなく０になるため、異常常態から正常状態に自己復帰していることがわかる。
【００６３】
更に、実施の形態２にかかるハウリング消去装置は、ＩＣＡアルゴリズムの処理過程において得られるノルムを用いて、適応フィルタの初期化要否の判断を行う。これにより、適応フィルタの初期化要否の判断を行うために演算量をほとんど増加させることなく、適応フィルタの発振を検知し、出力を正常に戻すことが可能となる。
【００６４】
〔３．その他の実施の形態〕
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１及び実施の形態２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【００６５】
ブロック図（図１、図２、図３）の各機能ブロックは典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。例えばメモリ以外の機能ブロックが１チップ化されていても良い。
【００６６】
ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００６７】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
【００６８】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【００６９】
また、各機能ブロックのうち、符号化または復号化の対象となるデータを格納する手段だけ１チップ化せずに別構成としても良い。
【００７０】
また、上記実施の形態１において、閾値比較部１０５は、スピーカ出力信号の平均音圧レベルが閾値以上か否か比較しているが、参照信号の平均音圧レベルが閾値以上か否か比較してもよい。
【００７１】
また、上記の実施の形態２において、閾値比較部２０５は、スピーカ出力信号が異常値であることを判断するために、ノルム算出部２０４が算出したノルムと、あらかじめ設定した閾値とを比較した。このとき、ノルム算出部２０４が算出するノルムは、遅延部２０３から出力された参照信号に対し、任意の単位時間における絶対値の総和を表すとしたがこれに限定されない。すなわち、閾値比較部２０５は、スピーカ出力信号が異常値であることを判断するために、閾値と、遅延部２０３から出力された参照信号の二乗累積和の平方根とを比較するようにしてもよい。
【００７２】
以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【００７３】
また、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００７４】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において、種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本開示は、適応フィルタを用いたハウリングキャンセラを備えた電子機器に適用できる。特に、マイクとスピーカが物理的に近い位置に存在する電子機器に有効である。
【符号の説明】
【００７６】
１０，１００，２００    マイク
１１，１０１，２０１    スピーカ
１２，１０２，２０２    非線形変換部
１３，１０３，２０３    遅延部
１４，１０４，２０４    ノルム算出部
１５，１０６，２０６    フィルタ更新部
１６，１０９，２０９    キャンセル信号生成部
１７，１１０，２１０    減算部
１０５，２０５    閾値比較部
１０７，２０７    フィルタ初期化部
１０８，２０８    フィルタ選択部
１１１    平均音圧レベル算出部
１２０，２２０    ハウリング消去装置
【手続補正２】
【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】
マイクとスピーカに接続されるハウリング消去装置において、
前記スピーカに入力される音声信号を非線形変換して非線形信号を出力する非線形変換部と、
前記音声信号を一定時間遅延させて遅延信号を出力する遅延部と、
前記遅延信号からノルムを算出するノルム算出部と、
前記非線形信号と前記遅延信号と前記ノルムとに基づいて、前記音声信号が前記スピーカから再生されて前記マイクに帰還するまでの空間の伝達特性を模擬した適応フィルタを生成するフィルタ係数生成部と、
前記遅延信号と前記適応フィルタを畳み込み、キャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部と、
前記キャンセル信号を前記音声信号から減算する減算部と、を備え、
前記フィルタ係数生成部は、前記音声信号に基づく信号の平均音圧レベルが閾値を越える場合に、前記適応フィルタを初期化する、ハウリング消去装置。
【請求項２】
前記音声信号に基づく信号は、前記音声信号、または前記遅延信号である、請求項１に記載のハウリング消去装置。
【請求項３】
前記初期化は、適応フィルタを０または所定値にする、請求項１に記載のハウリング消去装置。
【請求項４】
マイクとスピーカに接続されるハウリング消去装置において、
前記スピーカに入力される音声信号を非線形変換して非線形信号を出力する非線形変換部と、
前記音声信号を一定時間遅延させて遅延信号を出力する遅延部と、
前記遅延信号からノルムを算出するノルム算出部と、
前記非線形信号と前記遅延信号と前記ノルムとに基づいて、前記音声信号が前記スピーカから再生されて前記マイクに帰還するまでの空間の伝達特性を模擬した適応フィルタを生成するフィルタ係数生成部と、
前記遅延信号と前記適応フィルタを畳み込み、キャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部と、
前記キャンセル信号を、前記音声信号から減算する減算部と、を備え、
前記フィルタ係数生成部は、前記ノルムが閾値を越える場合に、前記適応フィルタを初期化する、ハウリング消去装置。
【請求項５】
前記ノルムは、前記遅延信号における所定の単位時間における絶対値の総和である、請求項４に記載のハウリング消去装置。
【請求項６】
マイクとスピーカに接続されるハウリング消去装置において、
前記スピーカに入力される音声信号を非線形変換して非線形信号を出力する非線形変換部と、
前記音声信号を一定時間遅延させて遅延信号を出力する遅延部と、
前記遅延信号からノルムを算出するノルム算出部と、
前記非線形信号と前記遅延信号と前記ノルムとに基づいて、前記音声信号が前記スピーカから再生されて前記マイクに帰還するまでの空間の伝達特性を模擬した適応フィルタを生成するフィルタ係数生成部と、
前記遅延信号と前記適応フィルタを畳み込み、キャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部と、
前記キャンセル信号を、前記音声信号から減算する減算部と、を備え、
前記フィルタ係数生成部は、前記遅延信号の二乗累積和の平方根が示す値が閾値を越える場合に、前記適応フィルタを初期化する、ハウリング消去装置。
【請求項７】
マイクとスピーカに接続されるハウリング消去装置において、
前記スピーカに入力される音声信号を非線形変換して非線形信号を出力し、
前記音声信号を一定時間遅延させて遅延信号を出力し、
前記遅延部から出力される遅延信号からノルムを算出し、
前記非線形信号と前記遅延信号と前記ノルムとに基づいて、前記音声信号が前記スピーカから再生されて前記マイクに帰還するまでの空間の伝達特性を模擬した適応フィルタを生成し、
前記遅延信号と前記適応フィルタを畳み込み、キャンセル信号を生成し、
前記キャンセル信号を、前記音声信号から減算し、
前記スピーカに入力される音声信号に基づく信号の平均音圧レベル、前記ノルム、前記遅延信号の二乗累積和の平方根が示す値のうち少なくとも１つが閾値を越える場合に、前記適応フィルタを初期化することを特徴とするハウリング消去方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2016059784.tif 000021
【図２】
2016059784.tif 000022
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2016059784.tif 000026
【国際調査報告】
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2016059784.tif 000028
2016059784.tif 000029
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