(57)【要約】【課題】  雑音消去を行う対象となる装置や環境の特性に応じて予め閾値を設定することなく、適応フィルタの係数の発散の検出を行う。【解決手段】  参照入力部２と音声入力部１の間の距離から決まる基準タップ位置のフィルタ係数を含まない区間のフィルタ係数からフィルタ発散係数を求める発散係数演算部（６）と、前記基準タップ位置のフィルタ係数を含む区間のフィルタ係数からフィルタ発散閾値を求める発散閾値演算部（７）と、前記フィルタ発散係数と前記フィルタ発散閾値を比較して、前記適応フィルタの発散状態を検出する発散検出部（８）を有している。発散検出部（８）は、フィルタ発散係数がフィルタ発散閾値も小さいとき、フィルタ係数は発散していないと判断する。逆に、フィルタ発散係数がフィルタ発散閾値よりも大きくなったときにはフィルタ係数が発散したと判断する。その判断結果に基づいて、フィルタ係数の初期化を行う。
2007142111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照入力部で生成した参照側受音信号に基づいて適応フィルタが生成した擬似雑音信号を音声入力部で生成した音声側受音信号から減算して雑音抑圧信号を生成する雑音消去装置であって、
前記参照入力部と前記音声入力部の間の距離に対応する基準タップ位置を利用して前記適応フィルタのフィルタ係数を複数グループに分類する係数分類部と、
前記フィルタ係数の前記複数グループ間の関係を分析して前記適応フィルタの発散状態を分析する発散検出部と、
前記適応フィルタが発散している場合に前記フィルタ係数を初期化する係数初期化部を有することを特徴とする雑音消去装置。
【請求項２】
前記基準タップ位置を、前記参照入力部と前記音声入力部との間の距離と、音速と、サンプリング周波数を用いて求めることを特徴とする請求項１に記載の雑音消去装置。
【請求項３】
前記フィルタ係数を、前記基準タップ位置のフィルタ係数を含むグループと、それ以外のフィルタ係数を含むグループとの複数のグループに分類することを特徴とする請求項１に記載の雑音消去装置。
【請求項４】
前記フィルタ係数を、前記基準タップ位置近傍のフィルタ係数を含むグループと、それ以外のフィルタ係数を含むグループとの複数のグループに分類することを特徴とする請求項１に記載の雑音消去装置。
【請求項５】
前記グループのタップ長を同一に設定することを特徴とする請求項３又は４に記載の雑音消去装置。
【請求項６】
前記複数のグループを、前記適応フィルタの総タップ長の前半のグループと後半のグループとに設定し、
前半と後半のいずれかのグループに、前記基準タップ位置のフィルタ係数を含めることを特徴とする請求項１に記載の雑音消去装置。
【請求項７】
前記フィルタ係数の前記複数グループ間の関係を、前記基準タップ位置のフィルタ係数を含むグループから求めるフィルタ発散係数と、それ以外のフィルタ係数を含むグループから求めるフィルタ発散閾値とに基づいて分析し、
前記フィルタ発散係数が前記フィルタ発散閾値の定数倍よりも大きい時に、前記適応フィルタの発散状態として分析することを特徴とする請求項３、４又は６のいずれか一項に記載の雑音消去装置。
【請求項８】
フィルタ係数の電力値に基づいて前記フィルタ発散係数を求め、フィルタ係数の電力値に基づいて前記フィルタ発散閾値を求めることを特徴とする請求項７に記載の雑音消去装置。
【請求項９】
フィルタ係数の最大値に基づいて前記フィルタ発散係数を求め、フィルタ係数の最大値に基づいて前記フィルタ発散閾値を求めることを特徴とする請求項７に記載の雑音消去装置。
【請求項１０】
前記フィルタ係数をゼロとすることにより前記初期化を実行することを特徴とする請求項１に記載の雑音消去装置。
【請求項１１】
前記フィルタ係数を発散する前のフィルタ係数とすることにより前記初期化を実行することを特徴とする請求項１に記載の雑音消去装置。
【請求項１２】
参照入力部で生成した参照側受音信号に基づいて適応フィルタが生成した擬似雑音信号を音声入力部で生成した音声側受音信号から減算して雑音抑圧信号を生成する雑音消去方法であって、
前記参照入力部と前記音声入力部の間の距離に対応する基準タップ位置を利用して前記適応フィルタのフィルタ係数を複数グループに分類する係数分類ステップと、
前記フィルタ係数の前記複数グループ間の関係を分析して前記適応フィルタの発散状態を分析する発散検出ステップと、
前記適応フィルタが発散している場合に前記フィルタ係数を初期化する初期化ステップを実行することを特徴とする雑音消去方法。
【請求項１３】
前記基準タップ位置を、前記参照入力部と前記音声入力部との間の距離と、音速と、サンプリング周波数を用いて求めることを特徴とする請求項１２に記載の雑音消去方法。
【請求項１４】
前記フィルタ係数を、前記基準タップ位置のフィルタ係数を含むグループと、それ以外のフィルタ係数を含むグループとの複数のグループに分類することを特徴とする請求項１２に記載の雑音消去方法。
【請求項１５】
前記フィルタ係数を、前記基準タップ位置近傍のフィルタ係数を含むグループと、それ以外のフィルタ係数を含むグループとの複数のグループに分類することを特徴とする請求項１２に記載の雑音消去方法。
【請求項１６】
前記グループのタップ長を同一に設定することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の雑音消去方法。
【請求項１７】
前記複数のグループを、前記適応フィルタの総タップ長の前半のグループと後半のグループとに設定し、
前半と後半のいずれかのグループに、前記基準タップ位置のフィルタ係数を含めることを特徴とする請求項１２に記載の雑音消去方法。
【請求項１８】
前記フィルタ係数の前記複数グループ間の関係を、前記基準タップ位置のフィルタ係数を含むグループから求めるフィルタ発散係数と、それ以外のフィルタ係数を含むグループから求めるフィルタ発散閾値とに基づいて分析し、
前記フィルタ発散係数が前記フィルタ発散閾値の定数倍よりも大きい時に、前記適応フィルタの発散状態として分析することを特徴とする請求項１４、１５又は１７のいずれか一項に記載の雑音消去方法。
【請求項１９】
フィルタ係数の電力値に基づいて前記フィルタ発散係数を求め、フィルタ係数の電力値に基づいて前記フィルタ発散閾値を求めることを特徴とする請求項１８に記載の雑音消去方法。
【請求項２０】
フィルタ係数の最大値に基づいて前記フィルタ発散係数を求め、フィルタ係数の最大値に基づいて前記フィルタ発散閾値を求めることを特徴とする請求項１８に記載の雑音消去方法。
【請求項２１】
前記フィルタ係数をゼロとすることにより前記初期化を実行することを特徴とする請求項１２に記載の雑音消去方法。
【請求項２２】
前記フィルタ係数を発散する前のフィルタ係数とすることにより前記初期化を実行することを特徴とする請求項１２に記載の雑音消去方法。
【請求項２３】
参照入力部で生成した参照側受音信号に基づいて適応フィルタが生成した擬似雑音信号を音声入力部で生成した音声側受音信号から減算して雑音抑圧信号を生成する雑音消去装置を構成するコンピュータに、
前記参照入力部と前記音声入力部の間の距離に対応する基準タップ位置を利用して前記適応フィルタのフィルタ係数を複数グループに分類する機能と、
前記フィルタ係数の前記複数のグループ間の関係を分析して前記適応フィルタの発散状態を分析する機能と、
前記適応フィルタが発散している場合に前記フィルタ係数を初期化する機能を実行させることを特徴とする雑音消去用プログラム。
【請求項２４】
前記基準タップ位置を、前記参照入力部と前記音声入力部との間の距離と、音速と、サンプリング周波数を用いて求める処理を実行させることを特徴とする請求項２３に記載の雑音消去用プログラム。
【請求項２５】
前記フィルタ係数を、前記基準タップ位置のフィルタ係数を含むグループと、それ以外のフィルタ係数を含むグループとの複数のグループに分類する処理を実行させることを特徴とする請求項２３に記載の雑音消去用プログラム。
【請求項２６】
前記フィルタ係数を、前記基準タップ位置近傍のフィルタ係数を含むグループと、それ以外のフィルタ係数を含むグループとの複数のグループに分類する処理を実行させることを特徴とする請求項２３に記載の雑音消去用プログラム。
【請求項２７】
前記グループのタップ長を同一に設定する処理を実行させることを特徴とする請求項２５又は２６に記載の雑音消去用プログラム。
【請求項２８】
前記複数のグループを、前記適応フィルタの総タップ長の前半のグループと後半のグループとに設定し、
前半と後半のいずれかのグループに、前記基準タップ位置のフィルタ係数を含める処理を実行させることを特徴とする請求項２３に記載の雑音消去用プログラム。
【請求項２９】
前記フィルタ係数の前記複数グループ間の関係を、前記基準タップ位置のフィルタ係数を含むグループから求めるフィルタ発散係数と、それ以外のフィルタ係数を含むグループから求めるフィルタ発散閾値とに基づいて分析し、
前記フィルタ発散係数が前記フィルタ発散閾値の定数倍よりも大きい時に、前記適応フィルタの発散状態として分析する処理を実行させることを特徴とする請求項２５、２６又は２８のいずれか一項に記載の雑音消去用プログラム。
【請求項３０】
フィルタ係数の電力値に基づいて前記フィルタ発散係数を求め、フィルタ係数の電力値に基づいて前記フィルタ発散閾値を求める処理を実行させることを特徴とする請求項２９に記載の雑音消去用プログラム。
【請求項３１】
フィルタ係数の最大値に基づいて前記フィルタ発散係数を求め、フィルタ係数の最大値に基づいて前記フィルタ発散閾値を求める処理を実行させることを特徴とする請求項２９に記載の雑音消去用プログラム。
【請求項３２】
前記フィルタ係数をゼロとすることにより前記初期化の処理を実行させることを特徴とする請求項２３に記載の雑音消去用プログラム。
【請求項３３】
前記フィルタ係数を発散する前のフィルタ係数とすることにより前記初期化の処理を実行させることを特徴とする請求項２３に記載の雑音消去用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雑音消去装置及び方法、雑音消去用プログラムに関し、特にマイクロフォンやハンドセット等から入力された音声信号に混入した背景雑音信号を、適応フィルタを用いて消去する雑音消去装置及び方法、雑音消去用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロフォンやハンドセット等から入力された音声信号に混入した背景雑音信号は、情報圧縮度の高い狭帯域音声符号化装置や音声認識装置等においては大きな問題となる。このような音響的に重畳した雑音成分の消去を目的とした雑音消去方法としては、“Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｎｏｉｓｅ  Ｃａｎｃｅｌｌｉｎｇ：Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”（Ｂ．Ｗｉｄｒｏｗｅｔ．ａｌ．，ＰＲＯＣＥＥＤＩＧＳ  ＯＦ  ＩＥＥＥ，ＶＯＬ．６３，ＮＯ．１２，１９７５，ｐｐ．１６９２−１７１６）（以下、非特許文献１という。）に、適応フィルタを用いた２入力型雑音消去方法が記載されている。【０００３】
前記２入力型雑音消去方法は、参照入力端子に入力された雑音信号が、音声入力端子に到達するまでに通る経路（ノイズパス）のインパルス応答を近似する適応フィルタを用いて、音声入力端子に混入する雑音信号成分に対応した擬似雑音信号を生成し、音声入力端子に入力された受音信号（音声信号と雑音信号の混在信号）から擬似雑音信号を差し引くことによって、雑音信号を消去する方法である。【０００４】
前記２入力型雑音消去方法における適応フィルタのフィルタ係数は、受音信号から擬似雑音信号を差し引いた誤差信号と参照入力端子に入力された参照信号との相関をとることにより、更新される。このような適応フィルタの係数更新アルゴリズムとしては、「ＬＭＳアルゴリズム（Ｌｅａｓｔ−Ｍｅａｎ−Ｓｑｕａｒｅ  ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ）」や“Ａ  ｌｅａｒｎｉｇ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｓｙｓｔｅｍ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ”（Ｊ．Ｉ．Ｎａｇｕｍｏ，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  ＡｕｔｏｍａｔｉｃＣｏｎｔｒｏｌ，ＶＯＬ１２，ＮＯ３，１９６７，ｐｐ．２８２−２８７）（以下、非特許文献２という。）に記載されている「ＬＩＭ（Ｌｅａｒｎｉｎｇ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ）」が知られている。【０００５】
しかしながら、前述の適応フィルタを用いた雑音消去方法は、参照信号の振幅が入力可能な範囲に対して大きすぎる、参照信号の位相と振幅の変化が急激である、参照信号に音信号以外の回路上の電気的ノイズ等のノイズ成分が混入する、等の条件次第では、適応フィルタの係数更新が参照信号の変化に追従できずに、適応フィルタのフィルタ係数が発散する場合がある。【０００６】
適応フィルタのフィルタ係数が発散すると、前記擬似雑音信号が誤って生成され、出力信号の雑音消去が正しく行われない。また、一旦発散した適応フィルタのフィルタ係数が正しい値に再収束するのに時間を要してしまう。これを避けるためには、適応フィルタのフィルタ係数が発散したことを検出し、係数更新を停止させるなどにより発散を回避することが必要である。【０００７】
上述した適応フィルタの係数発散の回避を行う雑音消去方法としては、特開平５−３４１７９２「雑音低減装置」（以下、特許文献１という。）に記載された、参照信号のレベルが予め設定された閾値を超えることにより発散を検出する手法、特開平７−６４５７３「能動騒音低減装置」（以下、特許文献２という。）に記載された、適応フィルタの係数の絶対値の最大値が予め設定された閾値を超えると発散を検出する手法、特開平７−１９９９６３「車内騒音の能動消去装置」（以下、特許文献３という。）に記載された適応フィルタのフィルタパワーが予め設定された閾値を超えると発散を検出する手法などが挙げられる。
【非特許文献１】アダプティブ  ノイズ  キャンセリング（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｎｏｉｓｅ  Ｃａｎｃｅｌｌｉｎｇ：Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）Ｂ．Ｗｉｄｒｏｗｅｔ他著  （ＰＲＯＣＥＥＤＩＧＳ  ＯＦ  ＩＥＥＥ，ＶＯＬ．６３，ＮＯ．１２，１９７５，ｐｐ．１６９２−１７１６）
【非特許文献２】ア  ラーニング  メソッド  フォー  システム  アイデンティフィケイション（Ａ  ｌｅａｒｎｉｇ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｓｙｓｔｅｍ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）Ｊ．Ｉ．Ｎａｇｕｍｏ他著（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  ＡｕｔｏｍａｔｉｃＣｏｎｔｒｏｌ，ＶＯＬ１２，ＮＯ３，１９６７，ｐｐ．２８２−２８７）
【特許文献１】特開平５−３４１７９２号公報（第６頁、第１図）
【特許文献２】特開平７−６４５７３号公報（第６頁、第１図）
【特許文献３】特開平７−１９９９６３号公報（第５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１，２，３に開示された方法は、適応フィルタのフィルタ係数が発散したとみなすための閾値を予め設定しておく必要があるため、これらの閾値を、雑音消去を行う対象となる装置や環境の特性に合わせて変更しなければならないという問題を有している。【０００９】
本発明の目的は、上記の問題点を解消し、雑音消去を行う対象となる装置や環境の特性に応じて予め閾値を設定することなく、適応フィルタのフィルタ係数の発散の検出を行い、フィルタ係数が発散することによる雑音消去の誤動作を回避する雑音消去装置及び方法、雑音消去用プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明に係る雑音消去装置は、  参照入力部で生成した参照側受音信号に基づいて適応フィルタが生成した擬似雑音信号を音声入力部で生成した音声側受音信号から減算して雑音抑圧信号を生成する雑音消去装置であって、
前記参照入力部と前記音声入力部の間の距離に対応する基準タップ位置を利用して前記適応フィルタのフィルタ係数を複数グループに分類する係数分類部と、
前記フィルタ係数の前記複数グループ間の関係を分析して前記適応フィルタの発散状態を分析する発散検出部と、
前記適応フィルタが発散している場合に前記フィルタ係数を初期化する係数初期化部を有することを特徴とするものである。【００１１】
本発明に係る雑音消去方法は、参照入力部で生成した参照側受音信号に基づいて適応フィルタが生成した擬似雑音信号を音声入力部で生成した音声側受音信号から減算して雑音抑圧信号を生成する雑音消去方法であって、
前記参照入力部と前記音声入力部の間の距離に対応する基準タップ位置を利用して前記適応フィルタのフィルタ係数を複数グループに分類する係数分類ステップと、
前記フィルタ係数の前記複数グループ間の関係を分析して前記適応フィルタの発散状態を分析する発散検出ステップと、
前記適応フィルタが発散している場合に前記フィルタ係数を初期化する初期化ステップを実行することを特徴とするものである。【００１２】
本発明に係る雑音消去用プログラムは、参照入力部で生成した参照側受音信号に基づいて適応フィルタが生成した擬似雑音信号を音声入力部で生成した音声側受音信号から減算して雑音抑圧信号を生成する雑音消去装置を構成するコンピュータに、
前記参照入力部と前記音声入力部の間の距離に対応する基準タップ位置を利用して前記適応フィルタのフィルタ係数を複数グループに分類する機能と、
前記フィルタ係数の前記複数のグループ間の関係を分析して前記適応フィルタの発散状態を分析する機能と、
前記適応フィルタが発散している場合に前記フィルタ係数を初期化する機能を実行させることを特徴とするものである。【００１３】
適応フィルタのフィルタ係数は参照入力端子から音声入力端子までの経路（ノイズパス）のインパルス応答を表し、参照入力端子から音声入力端子までの最短経路付近にピーク値を持つ。一般に、ピーク値は、参照入力端子から音声入力端子までの距離をｄ［ｍ］、音速をｃ［ｍ／秒］、音響−電気変換のサンプリングレートをｆ[Ｈｚ]とすると、ｄｆ／ｃ［秒］付近に相当する基準タップ位置に存在する。また、音のパワーは、距離が長くなるに従って減衰するため、タップ位置が基準タップ位置より後ろにいくに従って、フィルタ係数は小さな値を持つことになる。【００１４】
これに対して、フィルタ係数がタップ位置に関係なく発散した値を持つとき、適応フィルタは異常状態であることになる。【００１５】
本発明では、基準タップ位置のフィルタ係数を含まない区間のフィルタ係数から求める第１の指標と、基準タップ位置のフィルタ係数を含む区間のフィルタ係数から求める第２の指標とを比較することにより、発散状態の検出を行い、発散状態を検出した時には適応フィルタのフィルタ係数の初期化を行う。【００１６】
すなわち、前記第１の指標が前記第２の指標よりも小さいときには発散していないと判断し、フィルタ係数更新ステップに基づき前記誤差音声信号が最小となるよう前記適応フィルタのフィルタ係数の更新を行い、逆に、前記第１の指標が前記第２の指標よりも大きいときには発散していると判断し、フィルタ係数初期化ステップに基づき前記適応フィルタのフィルタ係数を発散していない状態に初期化を行う。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明によれば、適応フィルタのフィルタ係数から算出した値を用いて、適応フィルタのフィルタ係数の発散の検出を行うため、雑音消去を行う対象となる装置や環境の特性に応じて予め閾値を設定することなく、適応フィルタの係数の発散の検出を行い、フィルタ係数が発散することによる雑音消去の誤動作を回避する雑音消去を実現することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（実施形態１）【００１９】
本発明の実施形態１に係る雑音消去装置は図１に示すように、音声入力部１と、参照入力部２と、適応フィルタ３と、減算器４と、出力端子５と、第１の電力計算回路６と、第２の電力計算回路７と、比較回路８と、係数初期化回路９を有している。【００２０】
前記適応フィルタ３は、前記参照入力部２と前記音声入力部１の間の距離に対応する基準タップ位置を利用して前記適応フィルタのフィルタ係数を複数グループに分類する係数分類部を構成している。前記電力計算回路６は、参照入力部２と音声入力部１の間の距離から決まる基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含まない区間のフィルタ係数からフィルタ発散係数を求める発散係数演算部を構成している。前記電力計算回路７は、前記基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含む区間のフィルタ係数からフィルタ発散閾値を求める発散閾値演算部を構成している。前記比較回路８は、前記フィルタ発散係数と前記フィルタ発散閾値を比較して、前記適応フィルタの発散状態を検出する発散検出部を構成している。前記係数初期化回路９は、前記発散検出部からの発散検出信号に基づいて、前記適応フィルタのフィルタ係数の初期化を行う係数初期化部を構成している。【００２１】
音声入力部１は、話者の近傍に配置された例えばマイクロフォンなどの音響−電気変換器により構成されており、音響−電気変換された信号Ｘｐ（ｋ）を生成する機能を有している。音声入力部１は、話者の近傍に配置されるため、話者の音声に加えて、背景雑音も拾う場合があり、音声入力部１が生成する信号Ｘｐ（ｋ）には、式（１）で示すように、目的とする音声信号Ｓ（ｋ）に背景雑音信号ｎ（ｋ）が混入している。
Ｘｐ（ｋ）＝Ｓ（ｋ）＋ｎ（ｋ）      （１）【００２２】
参照入力部２は、音声入力部１よりも話者から離れた位置に配置された例えばマイクロフォンなどの音響−電気変換器により構成され、音響−電気変換された信号Ｘｒ（ｋ）を生成する機能を有している。参照入力部２は、音声入力部１よりも話者から離れた位置に配置されるため、参照入力部２が話者から十分に離れた位置にある場合、参照入力部２が生成する信号Ｘｒ（ｋ）は、式（２）で示すように、音声入力部１に入力される背景雑音信号Ｎ（ｋ）に相当する。
Ｘｒ（ｋ）＝Ｎ（ｋ）      （２）【００２３】
減算器４は、音声入力部１が生成する信号Ｘｐ（ｋ）から、適応フィルタ３が生成する擬似雑音信号Ｒ（ｋ）を減算することにより、式（３）で示す差信号ｅ（ｋ）を生成し、前記差信号ｅ（ｋ）を雑音消去信号として出力端子５に出力すると共に、前記差信号ｅ（ｋ）を適応フィルタ３の係数更新のための誤差信号として適応フィルタ３に供給する機能を有している。
ｅ（ｋ）＝Ｓ（ｋ）＋ｎ（ｋ）−Ｒ（ｋ）      （３）【００２４】
適応フィルタ３は、参照入力部２が生成する信号Ｘｒ（ｋ）をフィルタ入力としてフィルタ積和演算を実施し、フィルタの演算結果として第１の擬似信号としての擬似雑音信号Ｒ（ｋ）を生成する機能を有している。【００２５】
適応フィルタ３のフィルタ係数は、参照入力部２から音声入力部１までの経路（ノイズパス）のインパルス応答を表し、参照入力部２から音声入力部１までの最短経路付近にピーク値を持つ。一般に、前記フィルタ係数のピーク値は、参照入力部２から音声入力部１までの距離をｄ［ｍ］、音速をｃ［ｍ／秒］とすると、ｄ／ｃ［秒］付近に相当するタップ位置に存在する。以下、このタップ位置を、基準タップ位置という。また、音のパワーは、距離が長くなるに従って減衰するため、タップ位置が基準タップ位置より後ろにいくに従って、フィルタ係数は小さな値を持つことになる。これに対して、前記フィルタ係数がタップ位置に関係なく発散した値を持つとき、適応フィルタ３は異常状態であることになる。【００２６】
適応フィルタ３の基準タップ位置Ｔは、参照入力部２から音声入力部１までの距離ｄ［ｍ］、音速ｃ［ｍ／秒］、音響−電気変換のサンプリングレートｆ［Ｈｚ］を用いて、式（４）で示すように、
Ｔ＝ｄｆ／ｃ      （４）
で表される。なお、適応フィルタ３の基準タップ位置Ｔは、雑音源の位置等を考慮して、適宜補正を行う構成としてもよい。【００２７】
さらに、適応フィルタ３は、減算器４から出力される差信号ｅ（ｋ）をもとに係数更新アルゴリズムを用いてフィルタの係数の更新を行う機能を有している。ここで、適応フィルタ３の係数更新アルゴリズムとして、非特許文献１の「ＬＭＳアルゴリズム」を仮定し、係数更新方法を説明する。時刻ｋにおける適応フィルタ３のｊ番目の係数をｗｊ（ｋ）とすると、適応フィルタ３が生成する擬似雑音信号Ｒ（ｋ）は、式（５）で示す、
Ｒ（ｋ）＝Σｗｊ（ｋ）・Ｘｒ（ｋ−ｊ）      （５）
で表される。【００２８】
ここで、Σはｊ＝０からｊ＝Ｎ−１までの総和を示し、Ｎは適応フィルタ３のタップ数を示す。本実施形態１において、Ｎは、式（６）で示す、
Ｎ＞２Ｔ      （６）
を満たす整数とする。【００２９】
また、係数更新は、式（７）で示す、
ｗｊ（ｋ＋１）＝ｗｊ（ｋ）＋αｅ（ｋ）・Ｘｒ（ｋ−ｊ）      （７）
で計算される。ここで、αはステップサイズと呼ばれる定数であり、係数の収束時間や収束後の残留誤差量を決定するパラメータである。【００３０】
本発明における基本的構成は、基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含まない区間のフィルタ係数から求めるフィルタ発散係数と、基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含む区間のフィルタ係数から求めるフィルタ発散閾値とを比較することにより、適応フィルタ３の発散状態を検出し、発散状態を検出した時に適応フィルタ３のフィルタ係数の初期化を行うことを特徴とするものである。【００３１】
本発明の実施形態１では、基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含まない区間のフィルタ係数から求めるフィルタ発散係数と、基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含む区間のフィルタ係数から求めるフィルタ発散閾値とを比較することにより、適応フィルタ３の発散状態を検出するため、電力計算回路６及び電力計算回路７と比較回路８を有している。【００３２】
電力計算回路６は、適応フィルタ３の基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含まない一定範囲Ｌ１のフィルタ係数のフィルタ電力Ｐ１（ｋ）を生成する機能を有している。前記フィルタ電力Ｐ１（ｋ）は、基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含まない区間のフィルタ係数から求めるフィルタ発散係数に相当するものである。【００３３】
本実施形態において、前記範囲Ｌ１は、適応フィルタ３のＡ番目からＮ−１番目までのフィルタ係数とする。
このとき、フィルタ電力Ｐ１（ｋ）は、適応フィルタ３の係数ｗｊ（ｋ）を用いて、式（８）で示す、
2007142111.tif 000003
で表される。ここで、
2007142111.tif 000004
はｊ＝Ａからｊ＝Ｎ−１までの総和を示す。
ただし、ＡはＮが偶数の時は、Ａ＝Ｎ／２となる整数である。また、Ｎが奇数の時は、Ａ＝（Ｎ＋１）／２
（１０−Ａ）、または、Ａ＝（Ｎ−１）／２ （１０−Ｂ）となる整数である。【００３４】
電力計算回路７は、適応フィルタ３の基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含む一定範囲Ｌ２のフィルタ係数のフィルタ電力Ｐ２（ｋ）を生成する機能を有している。前記フィルタ電力Ｐ２（ｋ）は、基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含む区間のフィルタ係数から求めるフィルタ発散閾値に相当するものである。
本実施形態１において、前記範囲Ｌ２は、適応フィルタ３の０番目からＢ−１番目までのフィルタ係数とする。
このとき、フィルタ電力Ｐ２（ｋ）は適応フィルタ３の係数ｗｊ（ｋ）を用いて、式（９）で示す、
2007142111.tif 000005
で表される。ここで、
2007142111.tif 000006
は、ｊ＝０からｊ＝Ｂ−１までの総和を示す。
ただし、Ｂは、Ｂ＝Ｎ−Ａ となる整数である。【００３５】
発散していない状態（以下、正常状態という。）では図２（ａ）に示すように、適応フィルタ３の基準タップ位置Ｔのフィルタ係数は、その他のフィルタ係数よりも大きな値となり、本実施形態では、範囲Ｌ１と範囲Ｌ２を同一のタップ長としているため、基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含むフィルタ電力Ｐ２（ｋ）は、フィルタ電力Ｐ１（ｋ）よりも大きな値となる。
発散している状態（以下、発散状態という。）では図２（ｂ）に示すように、適応フィルタ３のフィルタ係数は基準タップ位置Ｔに関係なく、発散した値を持つため、フィルタ電力Ｐ１（ｋ）がフィルタ電力Ｐ２（ｋ）よりも大きな値となるときは発散状態であるとみなすことができる。
図２における区間１は前記範囲Ｌ１、区間２は前記範囲Ｌ２を示す。【００３６】
適応フィルタ３のフィルタ係数が発散しているか否かを検出するために比較回路８を備えている。比較回路８は、フィルタ電力Ｐ１（ｋ）とフィルタ電力Ｐ２（ｋ）の大きさを比較し、フィルタ電力Ｐ１（ｋ）がフィルタ電力Ｐ２（ｋ）より大きくなった場合、発散検出信号を生成する機能を有している。【００３７】
なお、上述した実施形態では、比較回路８は、フィルタ電力Ｐ１（ｋ）とフィルタ電力Ｐ２（ｋ）の大きさの比較結果に基づいて発散検出信号を生成する構成としたが、これに限られるものではない。比較回路８は、正常状態における装置や環境の特性を分析することにより、正常状態のフィルタ電力Ｐ１（ｋ）とフィルタ電力Ｐ２（ｋ）の比率を求め、この比率を考慮した定数をフィルタ電力Ｐ１（ｋ）に乗じた値と、フィルタ電力Ｐ２（ｋ）の大きさを比較して、発散検出信号を生成する構成としてもよいものである。【００３８】
係数初期化回路９は、比較回路８からの発散検出信号を受け、発散状態を解消するために、適応フィルタ３のすべてのフィルタ係数を０に入れ替える機能を有している。【００３９】
なお、係数初期化回路９は、適応フィルタ３のすべてのフィルタ係数を０に入れ替える構成としたが、これに限られるものではない。係数初期化回路９は、適応フィルタ３の発散前のフィルタ係数の値を保存し、適応フィルタ３のすべての係数を過去のフィルタ係数に入れ替える構成としてもよいものである。【００４０】
次に、図１に示す雑音消去装置を用いて、目的とする音声信号Ｓ（ｋ）に混入している背景雑音信号ｎ（ｋ）を消去する方法を図３に基づいて説明する。【００４１】
本発明の実施形態に係る雑音消去方法は基本的構成として、参照入力部２と音声入力部１の距離から求まる基準タップ位置を利用して適応フィルタ３のフィルタ係数を複数グループに分類する係数演算ステップと、前記フィルタ係数の前記複数グループ間の関係を分析して前記適応フィルタの発散状態を分析する発散検出ステップと、前記適応フィルタが発散している場合に前記フィルタ係数を初期化する初期化ステップを実行することを特徴とするものである。なお、前記基準タップ位置を、前記参照入力部と前記音声入力部との間の距離と、音速と、サンプリング周波数を用いて求める。【００４２】
また前記フィルタ係数を、前記基準タップ位置のフィルタ係数を含むグループと、それ以外のフィルタ係数を含むグループとの複数のグループに分類する。或いは前記フィルタ係数を、前記基準タップ位置近傍のフィルタ係数を含むグループと、それ以外のフィルタ係数を含むグループとの複数のグループに分類するようにしてもよいものである。この場合、前記グループのタップ長を同一に設定する。また上述したように、前記複数のグループを、前記適応フィルタの総タップ長の前半のグループと後半のグループとに設定し、前半と後半のいずれかのグループに、前記基準タップ位置のフィルタ係数を含めるようにしてもよいものである。【００４３】
次に、前記フィルタ係数の前記複数グループ間の関係を、前記基準タップ位置のフィルタ係数を含むグループから求めるフィルタ発散係数と、それ以外のフィルタ係数を含むグループから求めるフィルタ発散閾値とに基づいて分析し、前記フィルタ発散係数が前記フィルタ発散閾値の定数倍よりも大きい時に、前記適応フィルタの発散状態として分析する例を用いて、具体的に説明する。【００４４】
図３のステップＳ１において、音声入力部１を使って話者の音声を電気信号に変換する。この場合、話者の周囲環境に背景雑音が存在する場合、音声入力部１が生成する信号（音声側受音信号）には、目的とする音声信号Ｓ（ｋ）に背景雑音信号ｎ（ｋ）が混入する。この背景雑音信号ｎ（ｋ）を消去する必要がある。【００４５】
図３のステップＳ１と並行させて、ステップＳ２において、参照入力部２を使って、音声入力部１よりも話者から離れた位置で参照側受音信号としての信号Ｎ（ｋ）を生成する。【００４６】
図３のステップＳ３において、適応フィルタ３は、参照入力部２が生成する参照側受音信号を入力として、フィルタ係数に従ったフィルタリングにより擬似雑音信号を生成する。すなわち、適応フィルタ３は、参照入力部２が生成する信号Ｘｒ（ｋ）をフィルタ入力としてフィルタ積和演算を実施し、フィルタの演算結果として第１の擬似信号としての擬似雑音信号Ｒ（ｋ）を生成する。【００４７】
図３のステップＳ４において、減算器４は、音声入力部１が生成する音声側受音信号と、適応フィルタ３が生成する擬似雑音信号を入力として、音声側受音信号から擬似雑音信号を減算して誤差音声信号（差信号）を生成する。すなわち、減算器４は、音声入力部１が生成する信号Ｘｐ（ｋ）から、適応フィルタ３が生成する擬似雑音信号Ｒ（ｋ）を減算することにより、式（３）で示す差信号ｅ（ｋ）を生成し、前記差信号ｅ（ｋ）を雑音消去信号として出力端子５に出力すると共に、前記差信号ｅ（ｋ）を適応フィルタ３の係数更新のための誤差信号として適応フィルタ３に供給する。【００４８】
図３のステップＳ５において、適応フィルタ３は、誤差音声信号が最小となるようにフィルタ係数を逐次更新する。すなわち、適応フィルタ３は、減算器４から出力される差信号ｅ（ｋ）をもとに係数更新アルゴリズムを用いてフィルタの係数の更新を行う。【００４９】
図３のステップＳ６において、電力計算回路６は、適応フィルタ３の基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含まない一定範囲Ｌ１のフィルタ係数のフィルタ電力Ｐ１（ｋ）を生成する。前記フィルタ電力Ｐ１（ｋ）は、基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含まない区間のフィルタ係数から求めるフィルタ発散係数である。【００５０】
図３のステップＳ７において、電力計算回路７は、適応フィルタ３の基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含む一定範囲Ｌ２のフィルタ係数のフィルタ電力Ｐ２（ｋ）を生成する。前記フィルタ電力Ｐ２（ｋ）は、基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含む区間のフィルタ係数から求めるフィルタ発散閾値である。【００５１】
図３のステップＳ８において、比較回路８は、フィルタ電力Ｐ１（ｋ）とフィルタ電力Ｐ２（ｋ）の大きさを比較する。比較回路８は、前記フィルタ発散係数が前記フィルタ発散閾値よりも大きい場合、すなわち、フィルタ電力Ｐ１（ｋ）がフィルタ電力Ｐ２（ｋ）より大きくなった場合、発散検出信号を生成する（ステップＳ８のＹＥＳ）。【００５２】
図３のステップＳ９において、係数初期化回路９は、比較回路８からの発散検出信号を受け、発散状態を解消するために、適応フィルタ３のすべてのフィルタ係数を０に入れ替える指令を適応フィルタ３に出力する。適応フィルタ３は、係数初期化回路９からの指令に基づいてフィルタ係数の発散状態を解消し、再びフィルタ係数を逐次更新する動作を継続する（ステップＳ５）。【００５３】
図３のステップＳ８において、比較回路８は、フィルタ電力Ｐ１（ｋ）とフィルタ電力Ｐ２（ｋ）の大きさを比較した結果、前記フィルタ発散係数が前記フィルタ発散閾値よりも小さい場合（ステップＳ８；ＮＯ）、すなわち、フィルタ電力Ｐ１（ｋ）がフィルタ電力Ｐ２（ｋ）より小さい場合、発散検出信号を生成しないため、適応フィルタ３は、誤差音声信号が最小となるようにフィルタ係数を逐次更新する動作を継続して行うこととなる（ステップＳ５）。【００５４】
以上のように本発明の実施形態１によれば、適応フィルタ３のフィルタ係数が発散した場合に、フィルタ係数の発散の検出を行い、フィルタ係数の初期化を行うことができ、フィルタ係数の発散の回避を実現することができる。【００５５】
本実施形態では、図２に示すように、範囲Ｌ１が適応フィルタ３の後半のフィルタ係数を含み、範囲Ｌ２が適応フィルタ３の前半のフィルタ係数を含み、基準タップ位置Ｔは前半に含まれる構成としているが、基準タップ位置が後半に含まれる構成とすることも可能である。また、適応フィルタ３の基準タップ位置Ｔを一定の幅を持たせたものに拡張してもよい。【００５６】
また、適応フィルタ３が備える係数更新アルゴリズムは、ＬＭＳアルゴリズムに限られるものではなく、その改良方法や、学習同定法、その他のものを用いてもよい。
（実施形態２）【００５７】
次に、本発明の他の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。【００５８】
本発明の実施形態２では、基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含まない区間のフィルタ係数から求めるフィルタ発散係数と、基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含む区間のフィルタ係数から求めるフィルタ発散閾値とを比較することにより、適応フィルタ３の発散状態を検出するため、実施形態１の電力計算回路６及び電力計算回路７に代えて、最大値検出回路１０及び最大値検出回路１１を用いている。その他の構成は、実施形態１と同様の構成になっており、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は図１に示す実施形態１と同様であるので、ここでは、最大値検出回路１０と、最大値検出回路１１について説明する。【００５９】
最大値検出回路１０は、適応フィルタ３の基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含まない一定範囲Ｌ１のフィルタ係数の絶対値の最大値Ｑ１（ｋ）を生成する機能を有している。本実施形態において、前記範囲Ｌ１は、適応フィルタ３のＡ番目からＮ−１番目までのフィルタ係数とする。
ただし、ＡはＮが偶数の時は、Ａ＝Ｎ／２ （１４）となり、Ｎが奇数の時は、
Ａ＝（Ｎ＋１）／２（１５−Ａ）、
またはＡ＝（Ｎ−１）／２ （１５−Ｂ）となる。【００６０】
最大値検出回路１１は、適応フィルタ３の基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含む一定範囲Ｌ２のフィルタ係数の絶対値の最大値Ｑ２（ｋ）を生成する機能を有している。本実施形態において、前記範囲Ｌ２は、適応フィルタ３の０番目からＢ−１番目までのフィルタ係数とする。
ただし、Ｂは、Ｂ＝Ｎ−Ａ となる整数である。【００６１】
正常状態では、基準タップ位置Ｔのフィルタ係数は、その他のフィルタ係数よりも大きな値となるため、基準タップ位置Ｔのフィルタ係数を含む範囲の最大値Ｑ２（ｋ）は、最大値Ｑ１（ｋ）よりも大きな値となる。
発散状態では、フィルタ係数はタップ位置に関係なく発散した値を持つため、最大値Ｑ１（ｋ）が、最大値Ｑ２（ｋ）よりも大きな値となるときは発散状態であるとみなすことができる。【００６２】
図５は適応フィルタのフィルタ係数の一例を示す図であり、図５（ａ）は正常状態の一例を示し、図５（ｂ）は発散状態の一例を示している。図５における区間１は前記範囲Ｌ１、区間２は前記範囲Ｌ２を示す。【００６３】
そこで、比較回路８は、最大値Ｑ１（ｋ）と最大値Ｑ２（ｋ）の大きさを比較し、最大値Ｑ１（ｋ）が最大値Ｑ２（ｋ）より大きくなった時には、発散検出信号を生成する。また、比較回路８は、正常状態における装置や環境の特性を分析することにより、正常状態の最大値Ｑ１（ｋ）と最大値Ｑ２（ｋ）の比率を求め、この比率を考慮した定数を最大値Ｑ１（ｋ）に乗じた値と、最大値Ｑ２（ｋ）の大きさを比較する構成としてもよい。【００６４】
本実施形態２における雑音消去方法は、実施形態１の雑音消去方法と同様の処理工程で処理が実行される。【００６５】
以上のように本発明の実施形態２によれば、適応フィルタ３のフィルタ係数が発散した場合に、フィルタ係数の発散の検出を行い、フィルタ係数の初期化を行うことができ、フィルタ係数の発散の回避を実現することができる。【００６６】
なお、適応フィルタ３のタップ数Ｎを、Ｎ＞T として、正常状態において、最大値Ｑ１（ｋ）が最大値Ｑ２（ｋ）よりも大きくならなければ、範囲Ｌ１と範囲Ｌ２のタップ長が異なる構成とすることも可能である。また図５に示すように、範囲Ｌ１が適応フィルタ３の後半のフィルタ係数を含み、範囲Ｌ２が適応フィルタ３の前半のフィルタ係数を含み、基準タップ位置Ｔは前半に含まれる構成としているが、基準タップ位置が後半に含まれる構成とすることも可能である。また、適応フィルタ３の基準タップ位置Ｔを一定の幅を持たせたものに拡張してもよい。また、適応フィルタ３の係数更新アルゴリズムは、ＬＭＳアルゴリズムに限られるものではなく、その改良方法や、学習同定法、その他のものを用いてもよい。【００６７】
実施形態１及び２では、本発明を雑音消去装置及び雑音消去方法として構築した場合を説明したが、これに限られるものではなく、本発明を、図３に示すフローチャートに従って、コンピュータに図１及び図４に示す雑音消去装置の機能を実行させる雑音消去用プログラムとして構築してもよいものである。【００６８】
前記本発明の実施形態に係る雑音消去用プログラムは、参照入力部で生成した参照側受音信号に基づいて適応フィルタが生成した擬似雑音信号を音声入力部で生成した音声側受音信号から減算して雑音抑圧信号を生成する図１及び図４に示す雑音消去装置を構成するコンピュータに、図３に示すフロートチャートに従って、
前記参照入力部と前記音声入力部の間の距離から決まる基準タップ位置のフィルタ係数を含まない区間のフィルタ係数からフィルタ発散係数を求める機能と、
前記基準タップ位置のフィルタ係数を含む区間のフィルタ係数からフィルタ発散閾値を求める機能と、
前記フィルタ発散係数と前記フィルタ発散閾値を比較して、前記適応フィルタの発散状態を検出する機能と、
前記発散検出部からの発散検出信号に基づいて、前記適応フィルタのフィルタ係数の初期化を行う機能を実行させる構成として構築する。【００６９】
また前記コンピュータに、フィルタ係数の電力値に基づいて前記フィルタ発散係数を求める機能と、フィルタ係数の電力値に基づいて前記フィルタ発散閾値を求める機能を実行させる構成としてよいものである。また前記コンピュータに、フィルタ係数の最大値に基づいて前記フィルタ発散係数を求める機能と、フィルタ係数の最大値に基づいて前記フィルタ発散閾値を求める機能を実行させる構成としてもよいものである。
（実施例１）【００７０】
次に、図１に示す本発明の実施形態１に係る雑音消去装置を、音声信号により動作を決定するロボットに適用した例を実施例１として、図を参照しながら詳細に説明する。【００７１】
本発明の実施例１に係るロボットは図６に示すように、マイクロフォン１０１と、マイクロフォン１０２と、適応フィルタ１０３と、減算器１０４と、第１の電力計算回路１０６と、第２の電力計算回路１０７と、比較回路１０８と、係数初期化回路１０９と、音声認識回路１０５を有している。【００７２】
図６に示すマイクロフォン１０１は図１に示す音声入力部１に対応し、マイクロフォン１０２は図１の参照入力部２に対応している。また図６に示す適応フィルタ１０３は図１の適応フィルタ３に対応し、減算器１０４は図１の減算器４に対応し、電力計算回路１０６及び電力計算回路１０７は図１の電力計算回路６及び７に対応している。また図６に示す比較回路１０８は図１の比較回路８に対応し、係数初期化回路１０９は図１の係数初期化回路９に対応している。【００７３】
マイクロフォン１は、ロボット前面に設置され、主としてロボット前方から到来する音響信号を音響−電気変換した信号Ｘｐ（ｋ）を出力する。マイクロフォン２は、ロボット後面に設置され、主としてロボット後方から到来する音響信号を音響−電気変換した信号Ｘｒ（ｋ）を出力する。【００７４】
前記ロボット前方とは、ロボットからみてロボットを使用する時に通常ユーザが存在する方向のことを指し、前記ロボット後方とは、前記ロボット前方の指す方向と反対の方向のことを指し、前記ロボット前面とは、ロボットにおける前記ロボット前方に向く部分のことを指し、前記ロボット後面とは、ロボットにおける前記ロボット後方に向く部分のことを指す。【００７５】
このようなマイクロフォンの配置とすることにより、前記マイクロフォン１は、ユーザが目標信号を発生させる確率が最も高い方向から到来する音響信号を取得することが可能となり、前記マイクロフォン２は、ユーザが目標信号を発生させる確率が最も低い方向から到来する音響信号を取得することが可能となる。【００７６】
適応フィルタ１０３は、マイクロフォン１０２が出力する信号Ｘｒ（ｋ）をフィルタ入力としてフィルタ積和演算を実施し、フィルタの演算結果として第１の擬似信号としての擬似雑音信号Ｒ（ｋ）を出力する。【００７７】
減算器１０４は、マイクロフォン１０１が出力する信号Ｘｐ（ｋ）から、適応フィルタ１０３が出力する擬似雑音信号Ｒ（ｋ）を減算して差信号ｅ（ｋ）を出力し、この差信号ｅ（ｋ）を、音声認識回路１０５と、適応フィルタ１０３に供給する。【００７８】
適応フィルタ１０３は、差信号ｅ（ｋ）を入力としてフィルタの係数の更新を行う。適応フィルタのタップ数は２ｎとする。ただし、ｎは整数である。【００７９】
音声認識回路１０５は、差信号ｅ（ｋ）を入力として、音声認識結果を出力し、ロボット１００の動作を決定する。【００８０】
電力計算回路１０６は、適応フィルタ１０３のｎ＋１番目から２ｎ番目までのフィルタ係数のフィルタ電力Ｐ１（ｋ）を出力する。【００８１】
電力計算回路１０７は、適応フィルタ１０３の１番目からｎ番目までのフィルタ係数のフィルタ電力Ｐ２（ｋ）を出力する。【００８２】
比較回路１０８は、フィルタ電力Ｐ１（ｋ）とフィルタ電力Ｐ２（ｋ）の大きさを比較し、フィルタ電力Ｐ１（ｋ）がフィルタ電力Ｐ２（ｋ）より大きくなった時には、発散検出信号を出力する。【００８３】
係数初期化回路１０９は、発散検出信号を受け、適応フィルタ３のすべての係数を０に入れ替える。【００８４】
以上のように本発明の実施例１によるロボットでは、ロボット前方より目標信号を発し、ロボット後方より目標以外の信号が発したときには、マイクロフォン１の出力信号に混入する目標以外の信号の影響を軽減した信号が音声認識回路１０５に供給されることとなり、認識率が向上し、正確な動作が可能となる。【００８５】
また、例えば、マイクロフォン１０２に誰かが触れるといったノイズが混入した場合や、音信号以外の回路上の電気的ノイズ等のノイズ成分が混入する、等の条件において、適応フィルタ１０３のフィルタ係数が発散した場合に、フィルタ係数の発散の検出を行い、フィルタ係数の初期化を行うことができ、フィルタ係数の発散の回避を実現することができる。
（実施例２）【００８６】
次に、図４に示す本発明の実施形態２に係る雑音消去装置を、音声信号により動作を決定するロボットに適用した例を実施例２として、図を参照しながら詳細に説明する。【００８７】
図７において、本発明の実施例２によるロボットは、図６に示す実施例１のロボットの電力計算回路１０６と電力計算回路１０７とを、最大値検出回路１１０と、最大値検出回路１１１に変更した構成であり、それ以外は図６と同様の構成になっており、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は図６に示す実施例１のロボットと同様であるので、ここでは、最大値検出回路１１０と、最大値検出回路１１１について説明する。【００８８】
最大値検出回路１１０は、適応フィルタのｎ＋１番目から２ｎ番目までのフィルタ係数の絶対値の最大値Ｑ１（ｋ）を出力する。【００８９】
最大値検出回路１１１は、適応フィルタ３の１番目からｎ番目までのフィルタ係数の絶対値の最大値Ｑ２（ｋ）を出力する。【００９０】
比較回路１０８は、最大値Ｑ１（ｋ）と最大値Ｑ２（ｋ）の大きさを比較し、最大値Ｑ１（ｋ）が最大値Ｑ２（ｋ）より大きくなった時には、発散検出信号を出力する。【００９１】
以上のように本発明の実施例２によるロボットでは、ロボット前方より目標信号を発し、ロボット後方より目標以外の信号が発したときには、マイクロフォン１の出力信号に混入する目標以外の信号の影響を軽減した信号が音声認識回路１０５に供給されることとなり、認識率が向上し、正確な動作が可能となる。【００９２】
また、例えば、マイクロフォン１０２に誰かが触れるといったノイズが混入した場合や、音信号以外の回路上の電気的ノイズ等のノイズ成分が混入する、等の条件において、適応フィルタ１０３のフィルタ係数が発散した場合に、フィルタ係数の発散の検出を行い、フィルタ係数の初期化を行うことができ、フィルタ係数の発散の回避を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
以上のように本発明は、ロボットの他に、携帯電話のハンズフリー通話、ＩＣレコーダーなどの音声録音装置へ適用することができる。さらに本発明の雑音消去信号の逆位相の音響信号をスピーカ等から発生させることにより、能動型雑音消去装置に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施形態１に係る雑音消去装置の構成を示す図である。
【図２】適応フィルタのフィルタ係数の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態２に係る雑音消去装置の構成を示す図である。
【図５】適応フィルタのフィルタ係数の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施例１によるロボットの構成を示す図である。
【図７】本発明の実施例２によるロボットの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  音声入力部
２  参照入力部
３  適応フィルタ
４  減算器
５  出力端子
６、７  電力計算回路
８  比較回路
９  係数初期化回路
１０、１１  最大値検出回路
【図１】
2007142111.tif 000007
【図２】
2007142111.tif 000008
【図３】
2007142111.tif 000009
【図４】
2007142111.tif 000010
【図５】
2007142111.tif 000011
【図６】
2007142111.tif 000012
【図７】
2007142111.tif 000013
【国際調査報告】
2007142111.tif 000014
2007142111.tif 000015
2007142111.tif 000016
2007142111.tif 000017