(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチチャネル反響補償の方法であって、
第１のチャネルにおける第１のオーディオ信号（ｘ１）および第２のチャネルにおける第２のオーディオ信号（ｘ２）を提供することと、
該第１のオーディオ信号（ｘ１）および該第２のオーディオ信号（ｘ２）をデコリレーションして、第１のデコリレーションされたオーディオ信号
【数１】
0005288723.tif 000037
および第２のデコリレーションされたオーディオ信号
【数２】
0005288723.tif 000038
を生成することと、
第１の拡声器によって、該第１のデコリレーションされたオーディオ信号
【数３】
0005288723.tif 000039
を出力して第１の拡声器信号を生成し、かつ第２の拡声器によって、該第２のデコリレーションされたオーディオ信号
【数４】
0005288723.tif 000040
を出力して第２の拡声器信号を生成することと、
少なくとも１つのマイクロフォンによって、該第１の拡声器信号および第２の拡声器信号ならびに話し手の発した声を検出して、少なくとも１つのマイクロフォン信号（ｙ）を生成することと、
反響補償フィルタリング手段のフィルタ係数を適合することによって、該少なくとも１つのマイクロフォン信号（ｙ）を反響補償して、反響補償された信号（ｅ）を生成することと
を包含し、該第１のオーディオ信号（ｘ１）および該第２のオーディオ信号（ｘ２）を該デコリレーションすることは、該反響補償フィルタリング手段の該適合されたフィルタ係数に依存して制御されるということを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記第１のオーディオ信号（ｘ１）と前記第２のオーディオ信号（ｘ２）との相関性を決定することをさらに包含し、該第１のオーディオ信号（ｘ１）および該第２のオーディオ信号（ｘ２）を前記デコリレーションするステップは、該第１のオーディオ信号（ｘ１）および該第２のオーディオ信号（ｘ２）の該決定された相関性によって制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記相関性は、前記第１のオーディオ信号（ｘ１）および前記第２のオーディオ信号（ｘ２）の短期間相関または短期間コヒーレンスを計算することによって決定され、該短期間相関または該短期間コヒーレンスの値または平均値が所定の閾値を超過した場合にだけ、前記デコリレーションするステップが実行されるように制御される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のオーディオ信号（ｘ１）および前記第２のオーディオ信号（ｘ２）を前記デコリレーションすることは、該第１のオーディオ信号（ｘ１）および／または該第２のオーディオ信号（ｘ２）の時間変化フィルタリングおよび／または適合可能な非線形処理によって実行される、請求項１〜３のうちの１項に記載の方法。
【請求項５】
前記非線形処理は、半波整流と
ｘ’（ｎ）＝−β（ｎ）ｘ（ｎ）＋ｘ（ｎ−１）＋β（ｎ）ｘ’（ｎ−１）
に従う全域通過フィルタリングと
を包含し、βは時間変化パラメータであり、ｎは離散的時刻インデックスであり、ｘはあるチャネルのオーディオ信号であり、ｘ’はフィルタリングされたオーディオ信号である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ａ．前記決定された相関性が所定の閾値より上である場合にだけ、前記第１のオーディオ信号（ｘ１）と前記第２のオーディオ信号（ｘ２）との相関性を決定するステップと、
ｂ．該第１のオーディオ信号（ｘ１）および／または該第２のオーディオ信号（ｘ２）を時間変化フィルタリングするステップと、
ｃ．該フィルタリングされた第１のオーディオ信号（ｘ’１）および／または第２のオーディオ信号（ｘ’２）を適合可能な非線形処理するステップであって、非線形性の度合いは、前記反響補償フィルタリング手段の前記適合されたフィルタ係数に依存する、ステップと
が引き続き実行される、請求項４または請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記時間変化フィルタリングのために使用される時間変化フィルタリング手段の前記非線形性の度合いおよび／または前記フィルタ係数は、システムディスタンス指標
【数５】
0005288723.tif 000041
に依存し、ｎは離散的時刻インデックスであり、Ｎは前記反響補償フィルタリング手段の長さであり、ＮＴは所定のサンプリング時刻の数であり、
【数６】
0005288723.tif 000042
は、前記第１および前記第２のチャネルそれぞれに対する該反響補償フィルタリング手段の該フィルタ係数を表す、請求項４〜６のうちの１項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１および第２の拡声器信号を検出することは、少なくとも１つの指向性マイクロフォンを備える、少なくとも１つのマイクロフォン配列に配置された２つ以上のマイクロフォンによって実行され、該マイクロフォンによって生成されたマイクロフォン信号のビームフォーミングによって、ビームフォームされたマイクロフォン信号（ｙ）を生成することをさらに包含する、請求項１〜７のうちの１項に記載の方法。
【請求項９】
第１のオーディオ信号（ｘ１）および第２のオーディオ信号（ｘ２）をデコリレーションして、第１のデコリレーションされたオーディオ信号
【数７】
0005288723.tif 000043
および第２のデコリレーションされたオーディオ信号
【数８】
0005288723.tif 000044
を生成するステップと、
反響補償フィルタリング手段のフィルタ係数を適合することによって、少なくとも１つのマイクロフォン信号（ｙ）を反響補償して、反響補償された信号（ｅ）を生成するステップと
をコンピュータに実行させるためのコンピュータ実行可能な命令を有するコンピュータ読み取り可能な媒体であって、
該第１のオーディオ信号（ｘ１）および該第２のオーディオ信号（ｘ２）を該デコリレーションすることが、該反響補償フィルタリング手段の該適合されたフィルタ係数に依存して制御されるということを特徴とし、
該マイクロフォン信号は、第１の拡声器によって出力された第１のデコリレーションされたオーディオ信号と、第２の拡声器によって出力された第２のデコリレーションされたオーディオ信号と、話し手の発した声とを含む、コンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項１０】
前記第１のオーディオ信号（ｘ１）と前記第２のオーディオ信号（ｘ２）との相関性を決定するステップを前記コンピュータに実行させるためのコンピュータ実行可能な命令をさらに有し、該第１のオーディオ信号（ｘ１）および該第２のオーディオ信号（ｘ２）を前記デコリレーションするステップは、該第１のオーディオ信号（ｘ１）および該第２のオーディオ信号（ｘ２）の該決定された相関性によって制御される、請求項９に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項１１】
前記相関性は、前記第１のオーディオ信号（ｘ１）および前記第２のオーディオ信号（ｘ２）の短期間相関または短期間コヒーレンスを計算することによって決定され、該短期間相関または該短期間コヒーレンスの値または平均値が所定の閾値を超過した場合にだけ、前記デコリレーションするステップが実行されるように制御される、請求項１０に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項１２】
前記第１のオーディオ信号（ｘ１）および前記第２のオーディオ信号（ｘ２）を前記デコリレーションすることは、該第１のオーディオ信号（ｘ１）および／または該第２のオーディオ信号（ｘ２）の時間変化フィルタリングおよび／または適合可能な非線形処理によって実行される、請求項９〜１１のうちの１項に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項１３】
前記非線形処理は、半波整流と
ｘ’（ｎ）＝−β（ｎ）ｘ（ｎ）＋ｘ（ｎ−１）＋β（ｎ）ｘ’（ｎ−１）
に従う全域通過フィルタリングと
を包含し、βは時間変化パラメータであり、ｎは離散的時刻インデックスであり、ｘはあるチャネルのオーディオ信号であり、ｘ’はフィルタリングされたオーディオ信号である、請求項１２に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項１４】
ａ．前記決定された相関性が所定の閾値より上である場合にだけ、前記第１のオーディオ信号（ｘ１）と前記第２のオーディオ信号（ｘ２）との相関性を決定するステップと、
ｂ．該第１のオーディオ信号（ｘ１）および／または該第２のオーディオ信号（ｘ２）を時間変化フィルタリングするステップと、
ｃ．該フィルタリングされた第１のオーディオ信号（ｘ’１）および／または第２のオーディオ信号（ｘ’２）を適合可能な非線形処理するステップであって、非線形性の度合いは、前記反響補償フィルタリング手段の前記適合されたフィルタ係数に依存する、ステップと
を前記コンピュータに実行させるためのコンピュータ実行可能な命令をさらに有する、請求項１２または請求項１３に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項１５】
前記時間変化フィルタリングのために使用される時間変化フィルタリング手段の前記非線形性の度合いおよび／または前記フィルタ係数は、システムディスタンス指標
【数９】
0005288723.tif 000045
に依存し、ｎは離散的時刻インデックスであり、Ｎは前記反響補償フィルタリング手段の長さであり、ＮＴは所定のサンプリング時刻の数であり、
【数１０】
0005288723.tif 000046
は、前記第１および前記第２のチャネルそれぞれに対する該反響補償フィルタリング手段の該フィルタ係数を表す、請求項１２〜１４のうちの１項に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項１６】
音響信号処理のシステムであって、
マルチチャネルソース（６０）によって提供されたオーディオ信号（ｘ１，ｘ２）をデコリレーションし、該提供されたオーディオ信号（ｘ１，ｘ２）に基づきデコリレーションされたオーディオ信号
【数１１】
0005288723.tif 000047
を生成するように構成される、デコリレーション手段（１０）と、
該デコリレーションされたオーディオ信号
【数１２】
0005288723.tif 000048
に基づき生成されたマイクロフォン信号を反響補償するように構成される、適合可能な反響補償フィルタリング手段（２０）と、
該適合可能な反響補償フィルタリング手段（２０）の適合状態に基づいて、該デコリレーション手段（１０）を制御するように構成される、制御手段（５０）と
を備える、システム。
【請求項１７】
前記制御手段（５０）は、前記マルチチャネルソース（６０）によって提供された前記オーディオ信号（ｘ１，ｘ２）の相関状態に基づいて、前記デコリレーション手段（１０）を制御するようにさらに構成される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記制御手段は、前記マルチチャネルソース（６０）によって提供された前記オーディオ信号（ｘ１，ｘ２）の短時間相関または短時間コヒーレンスの値または平均値に基づいて、前記相関状態を決定するように構成される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
デコリレーションされたオーディオ信号
【数１３】
0005288723.tif 000049
を受信し、該デコリレーションされたオーディオ信号
【数１４】
0005288723.tif 000050
に基づき拡声器信号を生成するように構成される、拡声器（３０）であって、該拡声器の各々（４０）は、前記マルチチャネルソース（６０）の１つのチャネルの信号だけに基づき拡声器信号を生成する、拡声器（３０）と、
該拡声器信号と少なくとも１つの話し手の発した声とを受信し、該拡声器信号と該少なくとも１つの話し手の発した声とに基づき少なくとも１つのマイクロフォン信号（ｙ）を生成するように構成される、少なくとも１つのマイクロフォン（４０）と
をさらに備え、
前記反響補償フィルタリング手段（２０）は、該少なくとも１つのマイクロフォン信号（ｙ）を反響補償し、該少なくとも１つのマイクロフォン信号（ｙ）に基づき反響補償された音響信号（ｅ）を生成するように構成され、
前記制御手段（５０）は、該反響補償された音響信号（ｅ）を受信し、該受信された反響補償された音響信号（ｅ）に基づいて、前記デコリレーション手段（１０）を制御するように構成される、
請求項１６〜１８のうちの１項に記載のシステム。
【請求項２０】
前記デコリレーション手段（１０）は、時間変化フィルタリング手段（１１、１３）、特に、全域通過フィルタおよび／または非線形処理手段（１２、１４）を備える、請求項１６〜１９のうちの１項に記載のシステム。
【請求項２１】
前記制御手段（５０）は、システムディスタンス指標
【数１５】
0005288723.tif 000051
に基づいて、前記適合可能な反響補償フィルタリング手段（２０）の前記適合状態を決定するように構成され、ｎは離散的時刻インデックスであり、Ｎは前記反響補償フィルタリング手段（２０）の長さであり、ＮＴは所定のサンプリング時刻の数であり、
【数１６】
0005288723.tif 000052
は、第１および第２のチャネルそれぞれに対する前記反響補償フィルタリング手段（２０）のフィルタ係数を表す、請求項１６〜２０のうちの１項に記載のシステム。
【請求項２２】
少なくとも１つの指向性マイクロフォンを備える少なくとも１つのマイクロフォン配列と、該少なくとも１つのマイクロフォン配列の該マイクロフォンからのマイクロフォン信号を受信し、ビームフォームされたマイクロフォン信号（ｙ）を生成するように構成されるビームフォーミング手段とをさらに備える、請求項１６〜２１のうちの１項に記載のシステム。
【請求項２３】
請求項１６〜２２のうちの１項に記載のシステムを備える、ハンズフリーセット。
【請求項２４】
請求項１６〜２２のうちの１項に記載のシステムを備える、音声認識システム。
【請求項２５】
請求項１６〜２２のうちの１項に記載のシステム、および／または請求項２３に記載のハンズフリーセット、および／または請求項２４に記載の音声認識システムを備える、車両通信システム。
【請求項２６】
請求項１６〜２２のうちの１項に記載のシステム、および／または請求項２３に記載のハンズフリーセットのうちの１つを備える、電話またはビデオ会議システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（本発明の技術分野）
本発明は、信号処理のためのシステムおよび方法に関し、特に、音響の反響補償（ｅｃｈｏ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）を用いた音声信号処理に関する。本発明は、個々のチャネルの間で相関性を示すマルチチャネルシステムにおける反響補償に特に関係する。
【背景技術】
【０００２】
（本発明の背景）
反響補償は、例えば音声認識システムまたはハンズフリーセットのユーザの音声信号のような所望の信号だけでなく、同じ通信システムの拡声器によって出力される阻害信号をも検出するマイクロフォンを備える通信システムでの、オーディオ信号処理におけるベーシックな話題である。ハンズフリーセットの場合においては、例えば、リモートの相手から受信した信号とニアエンドの拡声器による出力とが、ニアエンドのマイクロフォンによってシステムに再び入力され、リモートの相手に返信されることは望ましくない。拡声器によって出力された信号のマイクロフォンによる検出は、不快な音響の反響という結果になり得、音響の反響がかなり希釈されるかまたは実質的に取り除かれない場合には、完全な通信の破綻さえも引き起こし得る。
【０００３】
騒々しい環境下で使用される音声認識システムの場合において、同様の問題が生じる。ユーザの音声信号とは異なる信号が認識ユニットに供給されるということが、防止されなければならない。しかしながら、音声認識システムのマイクロフォンは、例えば、ＣＤもしくはＤＶＤのようなオーディオデバイスまたはラジオによって再生されたオーディオ信号に相当する拡声器出力を検出し得る。これらの信号が十分にフィルタリングされない場合には、ユーザの発声に相当する必要な信号は、おそらくは適切な音声認識を不可能とする程度まで騒音の中に埋もれてしまうであろう。
【０００４】
近年、反響補償のいくつかの方法が提案され、通信システムにインプリメントされてきた。適合可能なフィルタが、音響信号の反響補償のために用いられており（例えば、非特許文献１を参照）、それらは、適合可能な有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ手段によって、拡声器〜部屋〜マイクロフォン（ＬＲＭ）システムの伝達関数をモデル化するために使用される。多数の拡声器によって出力された複数の拡声器信号が個々にある場合には、拡声器の各々に対して１つのフィルタが用いられなければならない。
【０００５】
しかしながら、マルチチャネルシステムにおいては、例えば複数のマイクロフォンが拡声器からの音を検出する場合のように、個々のチャネルがかなりの相関性を示すときには、深刻な問題が生じる。個々のチャネル間の相関性の場合においては、反響補償フィルタを適合する処理、すなわちそれぞれのフィルタ係数の再帰的な計算は、ＬＲＭシステムの所望のインパルス応答に収束しないかもしれない。なぜならば、例えばある拡声器によって出力されあるマイクロフォンによって検出された信号の一部が、別の拡声器によって出力され別のマイクロフォンによって検出される信号を反響補償するように意図された反響補償フィルタによって補償され得るからである。
【０００６】
マルチチャネル通信においては、反響補償フィルタリング手段の最適化は、特に拡声器の正確な位置に依存する。従って、全ての拡声器の動きは、フィルタ係数の再計算を要求する。
【０００７】
上述の収束の問題は、適合問題の非一意性からの結果である。一意性を再構築する公知のアプローチは、個々のチャネルにおける信号の時間遅延およびチャネル経路における非線形性の導入を含む（例えば、非特許文献２、非特許文献３を参照）。
【０００８】
しかしながら、その種の方法の主たる難点は、そのようなマルチチャネル信号の相関性を無くすこと（デコリレーション）が、再生されるオーディオ信号の質および、とくに音声信号の明瞭度を劣化させる感知可能なアーチファクトを必然的に持ち込む、という事実によって生じさせられる。
【０００９】
従って、近年における巧みな処理にもかかわらず、出力オーディオ信号を著しく劣化させることなくマルチチャネル信号をデコリレーションする上での問題が、今も残されている。
【非特許文献１】Ｅ．Ｈａｅｎｓｌｅｒ  ａｎｄ  Ｇ．Ｓｃｈｍｉｄｔ、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ、「Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｃｈｏ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ」、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、２００４年
【非特許文献２】Ｄ．Ｒ．Ｍｏｒｇａｎ、Ｊ．Ｌ．Ｈａｌｌ  ａｎｄ  Ｊ．Ｂｅｎｅｓｔｙ、「Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｅｖｅｒａｌ  Ｔｙｐｅｓ  ｏｆ  Ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｉｅｓ  ｆｏｒ  Ｕｓｅ  ｉｎ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｃｈｏ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｓｐｅｅｃｈ  ａｎｄ  Ａｕｄｉｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、２００１年９月、第９巻、第６号、ｐ．６８６
【非特許文献３】Ａ．Ｓｕｇｉｙａｍａ、Ｙ．Ｊｏｎｃｏｕｒ  ａｎｄ  Ａ．Ｈｉｒａｎｏ、「Ａ  Ｓｔｅｒｅｏ  Ｅｃｈｏ  Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｒｒｅｃｔ  Ｅｃｈｏ−Ｐａｔｈ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ａｎ  Ｉｎｐｕｔ  Ｓｌｉｄｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、２００１年１１月、第４９巻、第１１号、ｐ．２５７７
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（本発明の概要）
上述の問題は、請求項１に記載のマルチチャネル反響補償の方法によって解決されるが、該方法は、
第１のチャネルにおける第１のオーディオ信号（ｘ１）および第２のチャネルにおける第２のオーディオ信号（ｘ２）を提供することと、
該第１のオーディオ信号（ｘ1）および該第２のオーディオ信号（ｘ２）をデコリレーションして、第１のデコリレーションされたオーディオ信号
【００１１】
【数１３】
0005288723.tif 000002
および第２のデコリレーションされたオーディオ信号
【００１２】
【数１４】
0005288723.tif 000003
を生成することと、
第１の拡声器によって、該第１のデコリレーションされた信号
【００１３】
【数１５】
0005288723.tif 000004
を出力して第１の拡声器信号を生成し、かつ第２の拡声器によって、該第２のデコリレーションされた信号
【００１４】
【数１６】
0005288723.tif 000005
を出力して第２の拡声器信号を生成することと、
少なくとも１つのマイクロフォンによって、該第１の拡声器信号および第２の拡声器信号ならびに少なくとも必要な信号を検出して、少なくとも１つのマイクロフォン信号（ｙ）を生成することと、
反響補償フィルタリング手段のフィルタ係数を適合することによって、該少なくとも１つのマイクロフォン信号（ｙ）を反響補償して、反響補償された信号（ｅ）を生成することと
を包含し、該第１のオーディオ信号（ｘ１）および該第２のオーディオ信号（ｘ２）をデコリレーションすることは、該反響補償フィルタリング手段の該適合されたフィルタ係数に依存して制御される。
【００１５】
２つのチャネルは、２つのステレオチャネルまたはマルチチャネルオーディオシステムの２つの複数チャネルであり得る。少なくとも１つの拡声器が、個々のチャネルの各々に対して提供される。マイクロフォンは、拡声器信号とは異なる必要な信号を検出するように意図されるが、それはまた、反響補償によって、低減されるかまたはマイクロフォン信号から実質的に取り除かれるべき拡声器信号を不本意にも検出する。
【００１６】
反響補償は、適合可能な反響補償フィルタリング手段によって実行される。反響補償フィルタ係数は、マイクロフォン信号の質、特に、マイクロフォンによって検出され、その後、例えば通信システムと関連するリモートの相手に送信される音声信号の明瞭度を改善するために、各チャネルに対して別々に動的に調節される。
【００１７】
第１および第２のオーディオ信号は、反響補償フィルタリング手段のパフォーマンス、すなわち動的に適合されたフィルタ係数による適合状態に依存してデコリレーションされる。反響補償フィルタリング手段が、マイクロフォン信号を反響補償するようにうまく適合されていない場合には、デコリレーションは、提供されたオーディオ信号を比較的強力に修正する。例えば、反響補償フィルタリング手段のパフォーマンスが十分と考えられた場合には、デコリレーションが省略されることすらあり得る（反響補償フィルタリング手段パフォーマンス状態／適合状態の決定については以下の検討を参照）。
【００１８】
反響補償に動的に応答してオーディオ信号をデコリレーションすることによって、得られる反響補償されたマイクロフォン信号の質は、著しくかつ確実に向上される。さらに、デコリレーションステップによって持ち込まれるアーチファクトは、反響補償された音声信号の明瞭度を保証するために必要な最小のものにまで低減され得る。これらの信号は、例えば電話を介してリモートの相手に送信され得る。
【００１９】
好ましくは、提供されるオーディオ信号の相関性が決定され得、決定の結果に依存してデコリレーションが制御され得る。相関性の度合いは、以下で検討されるように決定され得る。相関性がごくわずかであると考えられる場合には、デコリレーションは全く必要ない。この場合においては、処理は最も簡単であり、アーチファクトはデコリレーションステップによって持ち込まれない。逆に、強い相関性は、反響補償フィルタリング手段の適合状態に依存して、強力なデコリレーションがこれから実行されるように要求する。
【００２０】
一般的には、相関性は、提供されるオーディオ信号の短時間の相関によって計算され得る。代わりに、相関特性は、短時間のコヒーレンスから判断され得（本明細書においては、提供される信号の相関性に対する指標とみなされる）、短時間相関もしくは短時間コヒーレンス、またはそれらのうちの１つの平均値が、所定のレベルを超過したことが決定された場合にだけ、デコリレーションは実行され得る。
【００２１】
平均短時間コヒーレンスは、サブバンドμにおける離散的フーリエ変換の後に周波数と時間とについて平均することによって規定される。
【００２２】
【数１７】
0005288723.tif 000006
ここに、Ｘ１，２（Ｏμ，ｎ）は、離散的時刻（サンプリング時刻  ｎ）での中心周波数がＯμであるμ番目のサブバンドに対するフーリエスペクトルである。記号＜＞は、例えば１次の無限インパルス応答フィルタによって、時間でスムージングすることを表し、アスタリスク記号は複素共役を表す。離散的フーリエ変換（ＤＦＴ）スペクトルのノードの数（サンプリングポイント）は、ＮＤＦＴによって与えられ、λは、例えば［０．０，０．９９］から選択される任意の時間定数を表す。所定の閾値に対する合理的な値は、［０．９６，０．９９］の範囲にある。
【００２３】
実験においては、短時間コヒーレンスは、反響補償されたマイクロフォン信号の質の点において、デコリレーションステップを制御するための適切な指標であることが判明している。
【００２４】
デコリレーションステップは、提供される第１および第２のオーディオ信号の時間変化フィルタリングおよび／または適合可能な非線形処理を包含し得、またはそれらで構成され得る、非線形処理のパラメータおよび時間変化フィルタリングのフィルタ係数は、提供される第１のオーディオ信号に対してと、提供される第２のオーディオ信号に対してとでは異なる。開示された方法が、２つ以上のチャネルに適用され得ることをもう一度述べておく。時間変化フィルタリングによって、信号の遅延が導入される。非線形処理によって、第１および第２のオーディオ信号ｘ１およびｘ２の信号経路に非線形性が導入されるが、例えばそれは下式に従い、
【００２５】
【数１８】
0005288723.tif 000007
ここに、波形符号は最終的なデコリレーション信号を表し、ａは非線形性の度合いを表す任意のパラメータである。
【００２６】
これら種類のマルチチャネルオーディオ信号のデコリレーションは、非常に効果的であり、収束の点において比較的ロバストである。特に、時間変化フィルタリングは、ｘ’（ｎ）＝−β（ｎ）ｘ（ｎ）＋ｘ（ｎ−１）＋β（ｎ）ｘ’（ｎ−１）に従って、全域通過フィルタリングすることによって、非常に効果的な方法で実行され得、ここに、βは時間変化パラメータであり、ｎは離散的時刻のインデックスであり、ｘはあるチャネルのオーディオ信号であり、そしてアクセント記号はフィルタリングされたオーディオ信号を表す。係数βは、各チャネルに対して異なって選ばれるべきであり、例えばβ∈［−０．１，０．１］の範囲で、ゆっくりと時間変化され得る。
【００２７】
反響補償されたマイクロフォン信号の質の向上に非常に効を奏することが判明している、本明細書に開示された方法の１つの好適な実施例に従って、以下のステップが引き続き実行されるが、該ステップは、
第１のオーディオ信号と第２のオーディオ信号との相関性を決定するステップと、決定された相関性が所定の閾値よりも上である場合にだけ、
第１のオーディオ信号および／または第２のオーディオ信号を時間変化フィルタリングするステップと、
フィルタリングされた第１のオーディオ信号および／または第２のオーディオ信号の適合可能な非線形処理をするステップとを包含し、非線形の度合いは、反響補償フィルタリング手段のパフォーマンス、つまり反響補償フィルタリング手段の適合されたフィルタ係数に依存する。
【００２８】
上述のように、例えば用いられる非線形性の度合いにα、および／または時間変化フィルタリングにβを選んだデコリレーションは、適合された反響補償フィルタ係数によって与えられる反響補償フィルタリング手段の適合状態／パフォーマンスに依存して、実行され得る。
【００２９】
いくつかの研究において、適合状態の適切な指標が、下式で規定されるシステムディスタンス（ｓｙｓｔｅｍ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）によって与えられるということが判明しており、
【００３０】
【数１９】
0005288723.tif 000008
ここに、ｎは離散的時刻インデックス、Ｎは反響補償フィルタリング手段の長さ（すなわち、フィルタ係数の数）、ＮＴは所定のサンプリング時刻の数、および
【００３１】
【数２０】
0005288723.tif 000009
は、それぞれ、第１のチャネルおよび第２のチャネルに対する反響補償フィルタリング手段のフィルタ係数を表す（インパルス応答を表す）。
【００３２】
ニアの相手とリモートの相手との間のある期間の通信の後に、ニア側での反響補償を満足する結果が得られた場合には、さらなるデコリレーションは、ニア側ではあまり重要ではなくなり得る（リモートの相手によって引き続き提供されるマルチチャネルオーディオ信号が、それまでに提供された信号と比較して劇的な相関性の増大を見せない限りにおいて）。例えば、後に、そこからの音が必要な信号に相当する拡声器の突然の動きのために、反響補償がマイクロフォン信号の質を十分に向上させることに失敗した場合には、そのときにデコリレーションが、再起動されるかまたは強制される。
【００３３】
例えば拡声器からの音と反響補償によって低減されるかまたは実質的に消去されるべき騒々しい成分とのような、必要な信号を含むあるビームフォーム（ｂｅａｍｆｏｒｍ）されたマイクロフォン信号を得るために、少なくとも１つのマイクロフォンの配列の一部である１つ以上の指向性マイクロフォンを使用し、異なるマイクロフォン信号を生成し、これらの信号をビームフォームすることによって、反響補償されたマイクロフォン信号の全体的な質はさらに向上され得る。
【００３４】
ビームフォーミングは、例えば、簡単な遅延補償および個々のマイクロフォン信号の合計によって、マイクロフォンの配列が特定の指向性を提供することを可能とする。
【００３５】
本発明はまた、コンピュータプログラム製品を提供し、該製品は、上述の本発明の方法の実施例のステップを実行するコンピュータが実行可能な命令を有する１つ以上のコンピュータ読み取り可能な媒体を備える。
【００３６】
上述の問題は、マルチチャネル反響補償を含む信号処理システムによっても解決され、該システムは、
マルチチャネルソースによって提供されたオーディオ信号をデコリレーションし、提供されたオーディオ信号に基づきデコリレーションされたオーディオ信号を生成するように構成される、デコリレーション手段と、
デコリレーションされたオーディオ信号に基づき生成されたマイクロフォン信号を反響補償するように構成される、適合可能な反響補償フィルタリング手段と、
適合可能な反響補償フィルタリング手段の適合状態に基づいて、デコリレーション手段を制御するように構成される、制御手段と
を備える。
【００３７】
マルチチャネルソースは、例えば、ラジオ、ＣＤもしくはＤＶＤのプレーヤであり得、または電話もしくはビデオ会議システムの一部であり得る。電話もしくはビデオ会議システムにおいては、１つのチャネルが、会議参加者の各々に対して割当てられ得る。デコリレーション手段は、拡声器にデコリレーションされた信号を出力し、各チャネルに対して少なくとも１つの拡声器がある。各拡声器は、１つのチャネルからの信号だけを出力する。拡声器部屋マイクロフォン（ＬＲＭ）システムの一部であるマイクロフォンは、例えば話し手の発した声である必要な信号とデコリレーションされたオーディオ信号に基づき生成された拡声器信号とを検出し得、従って、マイクロフォンは、（検出された拡声器信号を介し）デコリレーション手段によって生成されたデコリレーションされた信号にも基づきマイクロフォン信号を生成する。
【００３８】
引き続き、マイクロフォン信号は、反響補償フィルタリング手段によって処理される。反響補償フィルタリング手段によって生成された信号は、制御手段に入力され得、反響補償フィルタリング手段によって生成された反響補償信号に基づいて、デコリレーション手段をさらに制御する。従って、制御手段は、反響補償信号の質を直接判断し得る。
【００３９】
反響補償フィルタリング手段は、各チャネルに対して別々に一式のフィルタ係数を備える。各一式のフィルタ係数は、個々のチャネルの各々に対して動的に適合されなければならない。
【００４０】
デコリレーション手段は、時間変化フィルタリング手段、詳細には、２つのフィルタ係数だけを有する有限インパルス応答遅延フィルタまたは全域通過フィルタ、および／または非線形処理手段を備える（上での検討も参照）。
【００４１】
制御手段は、反響補償フィルタリング手段の適合されたフィルタ係数による適合状態によって与えられる反響補償フィルタリング手段のパフォーマンスに依存して、デコリレーション手段を制御する。それによって、反響補償フィルタリング手段によって生成された反響補償されたマイクロフォン信号の高い質が、保証され得る。詳細には、反響補償フィルタリング手段の適合を満足する場合においては、デコリレーション手段は、提供された信号をわずかに修正するだけであるように制御され得（例えば、非線形処理によって導入される非線形性の比較的低い度合い、および／または時間変化フィルタリングによって引き起こされる小さな時間の遅延によって）、または可能な限りアーチファクトを持ち込むことを抑えるために、停止すらされ得る。
【００４２】
制御手段は有利にも、マルチチャネルソースによって提供されたオーディオ信号の相関状態に基づいて、デコリレーション手段を制御するように、および、マルチチャネルソースによって提供されたオーディオ信号の短時間相関または短時間コヒーレンスの値または平均値に基づいて、相関状態を決定するようにも、さらに構成され得る。
【００４３】
信号処理のための本発明のシステムのさらなる実施例に従って、制御手段は、システムディスタンス指標に基づいて、適合可能な反響補償フィルタリング手段の適合状態を決定するように適合され得、
【００４４】
【数２１】
0005288723.tif 000010
ここに、ｎは離散的時刻インデクス、Ｎは反響補償フィルタリング手段の長さ、ＮＴは、所定のサンプリング時刻の数、
【００４５】
【数２２】
0005288723.tif 000011
は第１のチャネルおよび第２のチャネルそれぞれに対する反響補償フィルタリング手段のフィルタ係数を表す。Ｄ（ｎ）が、所定の値を超過した場合には、制御手段は、マルチチャネルソースによって提供されたオーディオを、少しだけ修正するようにデコリレーション手段を制御し得、またはデコリレーション手段を停止させることすらもあり得る。いくらかの時間の後に、例えばＬＲＭシステムの変化によって引き起こされて、ディスタンス指標が閾値を下回る場合には、デコリレーション手段は、（再）起動されるかまたは提供されたオーディオ信号をよりはっきりとデコリレーションするように制御される。
【００４６】
システムディスタンスの見積りと共に、時間変化フィルタリング手段のフィルタ係数、特に全域通過フィルタの適合は、各サンプリング時刻に対して実行される必要はなく、例えば２回に１回でよい。
【００４７】
さらなる実施形態においては、本明細書において開示されたシステムは、マイクロフォンの配列を備え、該マイクロフォンの配列は、少なくとも１つの指向性マイクロフォンとビームフォーミング手段とを備え、該ビームフォーミング手段は、マイクロフォン配列の中のマイクロフォンからの信号を受信し、個々のマイクロフォン信号に基づきビームフォームされたマイクロフォン信号（ｙ）を生成するように構成される。ビームフォーミングは、ノイズの中に埋もれている必要な信号についてのマイクロフォン信号の質を向上させる周知の方法である。
【００４８】
システムはまた、ジェネラルサイドローブキャンセラー（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｓｉｄｅｌｏｂｅ  Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ、例えば、Ｇｒｉｆｆｉｔｈｓ，Ｌ．Ｊ．  ａｎｄ  Ｊｉｍ，Ｃ．Ｗ．「Ａｎ  ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ  ａｐｐｒｏａｃｈ  ｔｏ  ｌｉｎｅａｒｌｙ  ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ  ａｄａｐｔｉｖｅ  ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ」、Ａｎｔｅｎｎａｓ  ａｎｄ  ＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎについてのＩＥＥＥ報告書、第３０巻、ｐ．２７、１９８２年を参照）を備え得、それは、ブロッキングマトリクスおよび適合可能なノイズキャンセリング手段を有する第１（または低位）の適合可能な経路と、固定ビームフォーマを有する第２（または上位）の適合可能でない経路との２つの信号処理経路から成る。固定ビームフォーマの代わりに、適合可能なものも選ばれ得る。
【００４９】
本発明は、ハンズフリーセットおよび音声認識システムも提供し、各々は、上述のように、そのようなデバイスにおいて特に有効な、信号処理のための本システムの実施例のうちの１つを備える。
【００５０】
さらに、上述の本システムの実施例のうちの１つ、および／または言及されたハンズフリーセット、および／または言及された音声認識システムを備える車両通信システム、および上述の本発明のシステムの実施例のうちの１つを備える電話またはビデオ会議システムが提供される。会議システムは、上述のハンズフリーセットも備え得る。
【００５１】
本発明は、さらに以下の手段を提供する。
（項目１）
マルチチャネル反響補償の方法であって、
第１のチャネルにおける第１のオーディオ信号（ｘ１）および第２のチャネルにおける第２のオーディオ信号（ｘ２）を提供することと、
該第１のオーディオ信号（ｘ１）および該第２のオーディオ信号（ｘ２）をデコリレーションして、第１のデコリレーションされたオーディオ信号
【００５２】
【数２３】
0005288723.tif 000012
および第２のデコリレーションされたオーディオ信号
【００５３】
【数２４】
0005288723.tif 000013
を生成することと、
第１の拡声器によって、該第１のデコリレーションされた信号
【００５４】
【数２５】
0005288723.tif 000014
を出力して第１の拡声器信号を生成し、かつ第２の拡声器によって、該第２のデコリレーションされた信号
【００５５】
【数２６】
0005288723.tif 000015
を出力して第２の拡声器信号を生成することと、
少なくとも１つのマイクロフォンによって、該第１の拡声器信号および第２の拡声器信号ならびに少なくとも必要な信号を検出して、少なくとも１つのマイクロフォン信号（ｙ）を生成することと、
反響補償フィルタリング手段のフィルタ係数を適合することによって、該少なくとも１つのマイクロフォン信号（ｙ）を反響補償して、反響補償された信号（ｅ）を生成することと
を包含し、該第１のオーディオ信号（ｘ１）および該第２のオーディオ信号（ｘ２）を該デコリレーションすることは、該反響補償フィルタリング手段の該適合されたフィルタ係数に依存して制御されるということを特徴とする、方法。
（項目２）
上記第１のオーディオ信号（ｘ１）と上記第２のオーディオ信号（ｘ２）との相関性を決定することをさらに包含し、該第１のオーディオ信号（ｘ１）および該第２のオーディオ信号（ｘ２）を上記デコリレーションするステップは、該第１のオーディオ信号（ｘ１）および該第２のオーディオ信号（ｘ２）の該決定された相関性によって制御される、項目１に記載の方法。
（項目３）
上記相関性は、上記第１のオーディオ信号（ｘ１）および上記第２のオーディオ信号（ｘ２）の短期間相関または短期間コヒーレンスによって決定され、該短期間相関または該短期間コヒーレンスの値または平均値が所定の閾値を超過した場合にだけ、上記デコリレーションステップが実行されるように制御される、項目２に記載の方法。
（項目４）
上記第１のオーディオ信号（ｘ１）および上記第２のオーディオ信号（ｘ２）を上記デコリレーションすることは、該第１のオーディオ信号（ｘ１）および／または該第２のオーディオ信号（ｘ２）の時間変化フィルタリングおよび／または適合可能な非線形処理によって実行される、項目１〜３のうちの１項に記載の方法。
（項目５）
上記非線形処理は、半波整流と
ｘ’（ｎ）＝−β（ｎ）ｘ（ｎ）＋ｘ（ｎ−１）＋β（ｎ）ｘ’（ｎ−１）
に従う全域通過フィルタリングと
を包含し、βは時間変化パラメータ、ｎは離散的時刻インデックス、ｘはあるチャネルのオーディオ信号、ｘ’はフィルタリングされたオーディオ信号である、項目４に記載の方法。
（項目６）
以下のステップが引き続き実行される項目４または項目５に記載される方法であって、該ステップは、
ａ．上記決定された相関性が所定の閾値より上である場合にだけ、上記第１のオーディオ信号（ｘ１）と上記第２のオーディオ信号（ｘ２）との相関性を決定するステップと、
ｂ．該第１のオーディオ信号（ｘ１）および／または該第２のオーディオ信号（ｘ２）を時間変化フィルタリングするステップと、
ｃ．該フィルタリングされた第１のオーディオ信号（ｘ’１）および／または第２のオーディオ信号（ｘ’２）を適合可能な非線形処理するステップであって、非線形性の度合いは、上記反響補償フィルタリング手段の上記適合されたフィルタ係数に依存する、ステップと
を包含する、方法。
（項目７）
上記時間変化フィルタリングのために使用される時間変化フィルタリング手段の上記非線形性の度合いおよび上記フィルタ係数は、システムディスタンス指標
【００５６】
【数２７】
0005288723.tif 000016
に依存し、ｎは上記離散的時刻インデックス、Ｎは上記反響補償フィルタリング手段の長さ、ＮＴは所定のサンプリング時刻の数、
【００５７】
【数２８】
0005288723.tif 000017
は、上記第１および上記第２のチャネルそれぞれに対する該反響補償フィルタリング手段の該フィルタ係数を表す、項目４〜６のうちの１項に記載の方法。
（項目８）
上記第１および第２の拡声器信号を検出することは、少なくとも１つの指向性マイクロフォンを備える、少なくとも１つのマイクロフォン配列に配置された２つ以上のマイクロフォンによって実行され、該マイクロフォンによって生成されたマイクロフォン信号のビームフォーミングによって、ビームフォームされたマイクロフォン信号（ｙ）を生成することをさらに包含する、項目１〜７のうちの１項に記載の方法。
（項目９）
コンピュータプログラム製品であって、項目１〜８のうちの１項に記載の方法の上記ステップを実行するために、コンピュータ実行可能な命令を有する１つ以上のコンピュータ読み取り可能な媒体を備える、製品。
（項目１０）
音響信号処理のシステムであって、
マルチチャネルソース（６０）によって提供されたオーディオ信号（ｘ１，ｘ２）をデコリレーションし、該提供されたオーディオ信号（ｘ１，ｘ２）に基づきデコリレーションされたオーディオ信号
【００５８】
【数２９】
0005288723.tif 000018
を生成するように構成される、デコリレーション手段（１０）と、
該デコリレーションされたオーディオ信号
【００５９】
【数３０】
0005288723.tif 000019
に基づき生成されたマイクロフォン信号を反響補償するように構成される、適合可能な反響補償フィルタリング手段（２０）と、
該適合可能な反響補償フィルタリング手段（２０）の適合状態に基づいて、該デコリレーション手段（１０）を制御するように構成される、制御手段（５０）と
を備える、システム。
（項目１１）
上記制御手段（５０）は、上記マルチチャネルソース（６０）によって提供された上記オーディオ信号（ｘ１，ｘ２）の相関状態に基づいて、上記デコリレーション手段（１０）を制御するようにさらに構成される、項目１０に記載のシステム。
（項目１２）
上記制御手段は、上記マルチチャネルソース（６０）によって提供された上記オーディオ信号（ｘ１，ｘ２）の短時間相関または短時間コヒーレンスの値または平均値に基づいて、上記相関状態を決定するように構成される、項目１１に記載のシステム。
（項目１３）
デコリレーションされたオーディオ信号
【００６０】
【数３１】
0005288723.tif 000020
を受信し、該デコリレーションされたオーディオ信号
【００６１】
【数３２】
0005288723.tif 000021
に基づき拡声器信号を生成するように構成される、拡声器（３０）であって、該拡声器の各々（４０）は、上記マルチチャネルソース（６０）の１つのチャネルの信号だけに基づき拡声器信号を生成するように構成される、拡声器（３０）と、
該拡声器信号と少なくとも１つの必要な信号とを受信し、該拡声器信号と該少なくとも１つの必要な信号とに基づき少なくとも１つのマイクロフォン信号（ｙ）を生成するように構成される、少なくとも１つのマイクロフォン（４０）と
をさらに備え、
上記反響補償フィルタリング手段（２０）は、該少なくとも１つのマイクロフォン信号（ｙ）を反響補償し、該少なくとも１つのマイクロフォン信号（ｙ）に基づき反響補償された音響信号（ｅ）を生成するように構成され、
上記制御手段（５０）は、該必要な信号（ｅ）を受信し、該受信された必要な信号（ｅ）に基づいて、上記デコリレーション手段（１０）を制御するように構成される、
項目１０〜１２のうちの１項に記載のシステム。
（項目１４）
上記デコリレーション手段（１０）は、時間変化フィルタリング手段（１１、１３）、特に、全域通過フィルタおよび／または非線形処理手段（１２、１４）を備える、項目１０〜１３のうちの１項に記載のシステム。
（項目１５）
上記制御手段（５０）は、システムディスタンス指標
【００６２】
【数３３】
0005288723.tif 000022
に基づいて、上記適合可能な反響補償フィルタリング手段（２０）の上記適合状態を決定するように構成され、ここに、ｎは離散的時刻インデックス、Ｎは上記反響補償フィルタリング手段（２０）の長さ、ＮＴはサンプリング時刻の数、
【００６３】
【数３４】
0005288723.tif 000023
は、第１および第２のチャネルそれぞれに対する上記反響補償フィルタリング手段（２０）のフィルタ係数を表す、項目１０〜１４のうちの１項に記載のシステム。
（項目１６）
少なくとも１つの指向性マイクロフォンを備える少なくとも１つのマイクロフォン配列と、該少なくとも１つのマイクロフォン配列の該マイクロフォンからのマイクロフォン信号を受信し、ビームフォームされたマイクロフォン信号（ｙ）を生成するように構成されるビームフォーミング手段とをさらに備える、項目１０〜１５のうちの１項に記載のシステム。
（項目１７）
項目１０〜１６のうちの１項に記載のシステムを備える、ハンズフリーセット。
（項目１８）
項目１０〜１６のうちの１項に記載のシステムを備える、音声認識システム。
（項目１９）
項目１０〜１６のうちの１項に記載のシステム、および／または項目１７に記載のハンズフリーセット、および／または項目１８に記載の音声認識システムを備える、車両通信システム。
（項目２０）
項目１０〜１６のうちの１項に記載のシステム、および／または項目１７に記載のハンズフリーセットのうちの１つを備える、電話またはビデオ会議システム。
【００６４】
（摘要）
本発明は、マルチチャネル反響補償の方法に関し、本発明は、第１のチャネルにおける第１のオーディオ信号および第２のチャネルにおける第２のオーディオ信号を提供することと、該第１のオーディオ信号および該第２のオーディオ信号をデコリレーションして、第１のデコリレーションされたオーディオ信号と第２のデコリレーションされたオーディオ信号とを生成することと、第１の拡声器によって、該第１のデコリレーションされた信号を出力して第１の拡声器信号を生成し、かつ第２の拡声器によって、該第２のデコリレーションされた信号を出力して第２の拡声器信号を生成することと、少なくとも１つのマイクロフォンによって、該第１の拡声器信号および第２の拡声器信号を検出して、少なくとも１つのマイクロフォン信号を生成することと、反響補償フィルタリング手段のフィルタ係数を適合することによって、該少なくとも１つのマイクロフォン信号を反響補償して、反響補償された信号を生成することとを包含し、該第１のオーディオ信号および該第２のオーディオ信号を該デコリレーションすることは、該反響補償フィルタリング手段の該適合されたフィルタ係数に依存して制御される。本発明はまた、該方法を実現するシステムに関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
本発明のさらなる特徴および利点が、図面を参照して説明される。説明においては、参照は、本発明の好適な実施形態を例示することが意図されている添付の図に対してなされる。そのような実施形態が、本発明の全範囲を表すものではないことが理解される。
【００６６】
本明細書において開示されるマルチチャネル反響補償の方法の１つの実施例に従う制御が、図１を参照して以下に説明される。マルチチャネル通信システムの一部である拡声器〜部屋〜マイクロフォンシステムにおける場合を考えると、マイクロフォンは、各々が１つの個々のチャネルの信号を出力する数個の拡声器による拡声器信号の出力を検出する。
【００６７】
マイクロフォンによって生成されたマイクロフォン信号の反響補償が起動され（１）、すなわち、反響補償フィルタリング手段のフィルタ係数が、マイクロフォンによって検出された拡声器信号により引き起こされた音響上の反響を減らすように調節される。反響補償が起動された後に、リモートの通信相手から受信した次のサンプリング時刻または信号フレーム（２）は、拡声器による出力の前に、デコリレーションのために前処理され得る。ここおよび以下の実施例においては、ステレオシステムにおけるように、２つの別個の音響チャネルが存在すると想定される。しかしながら、２つのチャネルに制限するのは、説明を簡単にするためだけであって、本明細書において開示される方法およびシステムは、実際に２つのチャネルに制限されるものでは決してない。
【００６８】
本発明の実施例に従って、第１および第２のチャネルの信号の平均短時間コヒーレンスは、周波数および時間について平均することによって計算され、
【００６９】
【数３５】
0005288723.tif 000024
ここに、Ｘ１，２（Ｏμ，ｎ）は、離散的時刻（サンプリング時刻  ｎ）での中心周波数がＯμである、μ番目のサブバンドに対するフーリエスペクトルである。記号＜＞は、例えば１次の無限インパルス応答フィルタによって、時間でスムージングすることを表し、アスタリスク記号は複素共役を表す。離散的フーリエ変換（ＤＦＴ）スペクトルのノードの数（サンプリングポイント）は、ＮＤＦＴによって与えられる。当業者に公知の用語法において、Ｃ（Ｏμ，ｎ）は、クロスピリオドグラムの二乗平均平方根、すなわち、複素短時間クロスパワー密度スペクトルの二乗平均平方根と、オートピリオドグラムの積との比率によって与えられことが留意されなければならない。時間定数λは、［０．９，９９］から選択され得る。
【００７０】
平均短時間コヒーレンスが所定の値、例えば［０．９６，０．９９］から選択された値を超過した場合には、デコリレーションが以下に説明されるように実行される。閾値に達していない場合には、デコリレーションは実行されないか、または以前のサンプルに対して実行される全てのデコリレーションが停止（４）される。
【００７１】
本発明の実施例においては、デコリレーションは２段階で実行される。最初に、第１の信号と第２の信号との両方に対して、時間変化全域通過フィルタリングが実行され（５）、
ｘ’１，２（ｎ）＝−β１，２（ｎ）ｘ１，２（ｎ）＋ｘ１，２（ｎ−１）＋β１，２（ｎ）ｘ’１，２（ｎ−１）
ここで、ｘ１，２は、第１チャネルまたは第２チャネルそれぞれの受信信号であり、βは、各チャネルに対してそれぞれに選択される時間変化パラメータであり、ｎは、離散的時刻インデックスであり、ダッシュ記号はそれぞれがフィルタリングされた信号であることを示す。パラメータβが十分にゆっくりと変化する場合には、周波数応答の絶対値の修正はごくわずかである。
【００７２】
パラメータβ（ｎ）は、例えば、１秒間にわたってβ（ｎ）＝０．１であるなど、複数のサンプリング時刻にわたって一定値に保たれ得、その後２００サンプリング時刻にわたって線形補間によってβ（ｎ）＝−０．１へと変化され得る。そのようなモデリングは、拡声器信号において感知可能なアーチファクトをほとんどもたらさない。しかしながら、得られる２つのチャネルの信号のデコリレーションは、十分ではない。
【００７３】
従って、時間変化フィルタリングは、フィルタリングされた信号ｘ’１，２（ｎ）の非線形処理（７）によって補完される。しかしながら、全域通過フィルタリングが、すでに全体的な適合および以下の非線形処理に対して最小の収束速度を補償していることが留意されねばならない。次に、後者は下式に従って非線形特性によって実行され、
【００７４】
【数３６】
0005288723.tif 000025
ここで、波形符号は最終的にデコリレーションされた信号を意味し、ａは、非線形の度合いを表す任意のパラメータである。最初に起動されたときに、上式に従う非線形処理が、例えばａ＝０．７で実行され得る。
【００７５】
しかしながら、非線形の度合いａは、通信処理を通して一定であるよりは適合され得る。事実として、システムディスタンスＤ（ｎ）
【００７６】
【数３７】
0005288723.tif 000026
は、定期的に決定され（６）、ここで、Ｎは、反響補償のために使用される反響補償フィルタリング手段の長さであり、ＮＴは、所定のサンプリング時刻の数であり、
【００７７】
【数３８】
0005288723.tif 000027
は、第１および第２のチャネルそれぞれに対する反響補償フィルタリング手段のフィルタ係数を表す。
【００７８】
システムディスタンスは、用いられる反響補償フィルタリング手段のパフォーマンス指標である。より反響補償が達成されるほど、より低い非線形度が選択される。システムディスタンスに基づいて、ａ（ｎ）を制御することによって、処理されたオーディオ信号の中のアーチファクトは低く抑えられ得る。システムディスタンスから非線形処理のために適切に選択されるべきａ（ｎ）にマッピングすることは、格納された適切な特性曲線またはテーブルの手段によって実行され得る。システムディスタンスを再決定することは、上記の時間変化フィルタリングのパラメータβが変えられた（例えば、１秒ごと）後だけで十分と考えられる。
【００７９】
一実施例として、上記の制御プロセスにおいては、非線形処理（この場合では、一種の半波整流）のパラメータａ（ｎ）は、
【００８０】
【数３９】
0005288723.tif 000028
に従って１つのチャネルに対して、設定され得る（７）。
【００８１】
数秒間の通信の後にマルチチャネル信号のデコリレーションを制御する上述の実施例によって、用いられる非線形性の度合いは、感知可能なアーチファクトを回避するために必要なまで低減され得る。用いられる反響補償フィルタリング手段の全体的な適合／パフォーマンスを満足した後の場合には、ＬＲＭシステムは、著しく変化し、ａ（ｎ）は、反響補償が再び効を奏するまで再び増やされる。
【００８２】
図２は、信号処理のための本発明の実施例を示す。２つの音響信号、第１チャネルのｘ１（ｎ）および第２チャネルのｘ２（ｎ）は、デコリレーション手段（１０）によって受信される。デコリレーション手段は、受信信号に基づきデコリレーションされた信号
【００８３】
【数４０】
0005288723.tif 000029
を生成するように構成される。デコリレーションされた信号は、ＬＲＭシステムの一部である拡声器（３０）によって受信される。受信されデコリレーションされた信号
【００８４】
【数４１】
0005288723.tif 000030
に基づき拡声器（３０）によって生成された拡声器信号は、検出された拡声器信号に基づきマイクロフォン信号ｙ（ｎ）を生成するマイクロフォン（４０）によって検出される。示される実施例においては、拡声器（３０）のうちの１つは、１つのチャネルの信号を出力し、もう一方の拡声器は、もう一方のチャネルの信号を出力する。
【００８５】
信号
【００８６】
【数４２】
0005288723.tif 000031
は、反響補償フィルタリング手段（２０）における入力でもあり、反響補償フィルタリング手段（２０）は、第１および第２の音響チャネルそれぞれのためのフィルタ係数
【００８７】
【数４３】
0005288723.tif 000032
を備える。フィルタ係数は、ＬＲＭシステムの伝達関数をモデル化するために適合される。各チャネル
【００８８】
【数４４】
0005288723.tif 000033
に対する反響成分の見積りは、
【００８９】
【数４５】
0005288723.tif 000034
に加えられ、かつマイクロフォン信号ｙ（ｎ）から差し引かれる。結果として、反響補償信号ｅ（ｎ）が得られる。
【００９０】
しかしながら、本発明の実施例に従って、音響入力信号ｘ１（ｎ）およびｘ２（ｎ）は、制御ユニット（５０）によっても受信される。このユニットは、例えば、コンピュータ上で稼動するソフトウェア製品の形でインプリメントされ得る上述の方法によって、信号ｘ１（ｎ）およびｘ２（ｎ）の相関性（コリレーション）の度合いを決定するように構成される。相関性の度合いが、所定の閾値の下であることが決定された場合には、デコリレーション手段（１０）は、制御手段５０によって停止される。この場合においては、デコリレーションされた信号
【００９１】
【数４６】
0005288723.tif 000035
は、受信された入力信号ｘ１（ｎ）およびｘ２（ｎ）それぞれと一致する。相関性がある閾値を超過した場合には、再起動または強制されたデコリレーション手段によって、デコリレーションが実行される。
【００９２】
制御ユニット（５０）は、反響補償フィルタリング手段（２０）および反響補償された信号ｅ（ｎ）の適合状態についての情報も受信する。従って、制御ユニット（５０）は、例えば上で検討されたシステムディスタンスに基づいて、反響補償フィルタリング手段の適合パフォーマンスを判断し得る。適合パフォーマンス、すなわち反響補償の有効性に基づいて、デコリレーション手段（１０）のインパクト、すなわち受信したオーディオ信号ｘ１（ｎ）およびｘ２（ｎ）をデコリレーションする度合いが、制御手段（５０）によって制御される。
【００９３】
図３において、本発明のシステムの実施例がもう少し詳しく示される。オーディオ信号ｘ１（ｎ）およびｘ２（ｎ）は、マルチチャネルソース（６０）によって提供される。この供給源は、２つのステレオチャネルを有するラジオまたはＣＤプレーヤであり得る。マイクロフォン（４０）によって検出され、反響補償フィルタリング手段（２０）によって強化される必要な信号は、リモートの相手との通信のために、電話（７０）に供給される。拡声器（３０）によって出力されるリモートの相手の信号は、どれか他のマルチチャネルソース（６０）からの信号と同様に処理した後に、可能な限り低減される。理想的には、マイクロフォン（４０）を使用する拡声器からの音だけが、電話（７０）を介してリモートの相手に送信される。
【００９４】
図２の実施例におけるように、デコリレーションされた信号は、拡声器（３０）によって受信されて、例えばリモートの相手に提示されるべく意図された拡声器からの音に付加されて、不本意にもＬＲＭシステムの転送に従ってマイクロフォン（４０）によって検出された拡声器信号を生成する。対応するマイクロフォン信号ｙ（ｎ）は、反響補償フィルタリング手段（２０）によって反響補償される。制御ユニット（５０）は、マルチチャネル信号ｘ１（ｎ）およびｘ２（ｎ）の相関性を決定し、決定された相関性が所定の有意なレベルより上の場合にだけ、以下に説明される処理を開始する。
【００９５】
信号ｘ１（ｎ）およびｘ２（ｎ）は、各チャネルに対して提供される時間変化フィルタリング手段（１１）および（１３）、ならびに半波修正手段（１２）および（１４）によってデコリレーションされる。時間変化パラメータβ１，２（ｎ）を有する全域通過フィルタが用いられ、それは、図１と関連して説明されたように動作する。フィルタのフィルタ係数は、制御ユニット（５０）によって制御される。β１，２（ｎ）は、好ましくは、反響補償フィルタリング手段のパフォーマンス、特に、上で説明されたように制御ユニットによって決定されるシステムディスタンスＤ（ｎ）に基づいて、制御され得る。
【００９６】
両チャネルのフィルタされた信号ｘ’１，２（ｎ）は、
【００９７】
【数４７】
0005288723.tif 000036
に従って動作する半波整流手段（１２）および（１４）によって受信されるが、上式において、波形符号は最終的にデコリレーションされた信号を意味し、ａは、制御手段（５０）によって制御される非線形の度合いを表す任意のパラメータである（上での検討を参照）。実際的なアプリケーションにおいては、時間変化フィルタリング手段（１１）および（１３）、ならびに非線形処理手段（１２）および（１４）によるデコリレーションの開始の後、わずか数秒の後に、実施されたデコリレーションのためにもはや感知可能なアーチファクトを生じない値にまで、ａは低減され得る。
【００９８】
図２および図３における両方の実施例は、簡単な方法で任意の数の別個のチャネルに対して一般化され得る。
【００９９】
全てのこれまでに検討された実施形態は、限定を意図するものではなく、本発明の特徴および利点を示す実施例として役立つことを意図されている。上で説明された特徴の一部または全てが、異なる方法で組み合わされ得ることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】図１は、音響入力信号の時間変化フィルタリングと非線形処理とを包含する、本発明の方法の実施例の基本を示すフロー図を示す。
【図２】図２は、制御手段によって制御されるデコリレーション手段と反響補償フィルタリング手段とを備える、信号処理のための本発明のシステムの実施例を示す。
【図３】図３は、その両方が制御手段によって制御される時間変化フィルタリング手段と非線形処理手段と共に、反響補償フィルタリング手段を備える、信号処理のための本発明のシステムの実施例を示す。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  デコリレーション手段
２０  反響補償フィルタリング手段
３０  拡声器
４０  マイクロフォン
５０  制御ユニット
６０  マルチチャネルソース
７０  電話
【図１】
0005288723.tif 000053
【図２】
0005288723.tif 000054
【図３】
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