特開2023-100220信号処理装置、信号処理方法、および信号処理プログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023100220
(43)【公開日】2023-07-18
(54)【発明の名称】信号処理装置、信号処理方法、および信号処理プログラム
(51)【国際特許分類】
H03H 21/00 20060101AFI20230710BHJP
G10L 21/0208 20130101ALI20230710BHJP
H04R 3/00 20060101ALI20230710BHJP
H04R 3/02 20060101ALI20230710BHJP
【ＦＩ】
H03H21/00
G10L21/0208 100B
G10L21/0208 100A
H04R3/00 320
H04R3/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022000759
(22)【出願日】2022-01-05
(71)【出願人】
【識別番号】319013263
【氏名又は名称】ヤフー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】杉山 昭彦
【テーマコード（参考）】
5D220
5J023
【Ｆターム（参考）】
5D220BA04
5D220BB04
5D220CC06
5J023DA04
5J023DA05
5J023DB01
5J023DC06
5J023DD03
5J023DD05
5J023DD07
(57)【要約】
【課題】適応フィルタの同定する音響インパルス応答の利得が１未満であっても、ステップサイズを手動制御することなく、高速収束と低歪出力信号とを両立すること。
【解決手段】本願に係る信号処理装置は、第１入力手段と、第２入力手段と、第１適応フィルタと、第１減算部と、推定部とを備える。第１入力手段は、第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力する。第２入力手段は、第１信号と相関のある第３信号と第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力する。第１適応フィルタは、第２混在信号をフィルタ処理して第２信号の推定値を生成する。第１減算部とは、第１混在信号と第２信号の推定値とから第１信号の推定値を生成する。推定部は、第１信号の推定値と第２信号の推定値と第２混在信号と第１適応フィルタの係数とを用いて第１信号と第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定する。第１適応フィルタは、第１混在比を用いて係数を制御する。
【選択図】図１
【解決手段】本願に係る信号処理装置は、第１入力手段と、第２入力手段と、第１適応フィルタと、第１減算部と、推定部とを備える。第１入力手段は、第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力する。第２入力手段は、第１信号と相関のある第３信号と第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力する。第１適応フィルタは、第２混在信号をフィルタ処理して第２信号の推定値を生成する。第１減算部とは、第１混在信号と第２信号の推定値とから第１信号の推定値を生成する。推定部は、第１信号の推定値と第２信号の推定値と第２混在信号と第１適応フィルタの係数とを用いて第１信号と第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定する。第１適応フィルタは、第１混在比を用いて係数を制御する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力する第１入力手段と、
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力する第２入力手段と、
前記第２混在信号をフィルタ処理して前記第２信号の推定値を生成する第１適応フィルタと、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値とから前記第１信号の推定値を生成する第１減算部と、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定する推定部と、
を備え、
前記第１混在比を用いて前記第１適応フィルタを制御する
信号処理装置。
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力する第２入力手段と、
前記第２混在信号をフィルタ処理して前記第２信号の推定値を生成する第１適応フィルタと、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値とから前記第１信号の推定値を生成する第１減算部と、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定する推定部と、
を備え、
前記第１混在比を用いて前記第１適応フィルタを制御する
信号処理装置。
【請求項2】
前記推定部は、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第２混在比として推定する第１信号比推定部と、
前記第１信号の推定値と前記第２混在信号とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第３混在比として推定する第２信号比推定部と、
前記第２混在比と前記第３混在比を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第１混在比を生成する第１混合部と、
を備えた請求項１に記載の信号処理装置。
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第２混在比として推定する第１信号比推定部と、
前記第１信号の推定値と前記第２混在信号とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第３混在比として推定する第２信号比推定部と、
前記第２混在比と前記第３混在比を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第１混在比を生成する第１混合部と、
を備えた請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項3】
前記第１混合部は、
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき、前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を０％に設定する
請求項２に記載の信号処理装置。
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき、前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を０％に設定する
請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項4】
前記推定部は、
前記第２混在信号と前記第２信号の推定値とを、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して第１混合信号を生成する第２混合部と、
前記第１混合信号と前記第１信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を前記第１混在比として推定する第３信号比推定部と、
を備えた請求項１に記載の信号処理装置。
前記第２混在信号と前記第２信号の推定値とを、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して第１混合信号を生成する第２混合部と、
前記第１混合信号と前記第１信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を前記第１混在比として推定する第３信号比推定部と、
を備えた請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項5】
前記第２混合部は、
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混合信号における前記第２混在信号の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき、前記第１混合信号における前記第２混在信号の含有割合を０％に設定する
請求項４に記載の信号処理装置。
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混合信号における前記第２混在信号の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき、前記第１混合信号における前記第２混在信号の含有割合を０％に設定する
請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項6】
前記第１信号の推定値をフィルタ処理して前記第３信号の推定値を生成する第２適応フィルタと、
前記第２混在信号から前記第３信号の推定値を減算して前記第４信号の推定値を生成する第２減算部と、をさらに備え、
前記第１適応フィルタは、
前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を入力とし、
前記推定部は、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値と前記第１信号の推定値と前記第２適応フィルタの係数とをさらに用いて、前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第４混在比としてさらに推定し、
前記第４混在比を用いて前記第２適応フィルタを制御する
請求項１に記載の信号処理装置。
前記第２混在信号から前記第３信号の推定値を減算して前記第４信号の推定値を生成する第２減算部と、をさらに備え、
前記第１適応フィルタは、
前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を入力とし、
前記推定部は、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値と前記第１信号の推定値と前記第２適応フィルタの係数とをさらに用いて、前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第４混在比としてさらに推定し、
前記第４混在比を用いて前記第２適応フィルタを制御する
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項7】
前記推定部は、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第２混在比として推定する第１信号比推定部と、
前記第１信号の推定値と前記第４信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第３混在比として推定する第２信号比推定部と、
前記第２混在比と前記第３混在比を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第１混在比を生成する第１混合部と、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値とを用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第５混在比として推定する第４信号比推定部と、
前記第４信号の推定値と前記第１信号の推定値とを用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第６混在比として推定する第５信号比推定部と、
前記第５混在比と前記第６混在比を、前記第２適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第４混在比を生成する第３混合部と、
を備えた請求項６に記載の信号処理装置。
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第２混在比として推定する第１信号比推定部と、
前記第１信号の推定値と前記第４信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第３混在比として推定する第２信号比推定部と、
前記第２混在比と前記第３混在比を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第１混在比を生成する第１混合部と、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値とを用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第５混在比として推定する第４信号比推定部と、
前記第４信号の推定値と前記第１信号の推定値とを用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第６混在比として推定する第５信号比推定部と、
前記第５混在比と前記第６混在比を、前記第２適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第４混在比を生成する第３混合部と、
を備えた請求項６に記載の信号処理装置。
【請求項8】
前記推定部は、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第２混在比として推定する第１信号比推定部と、
前記第１信号の推定値と前記第４信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第３混在比として推定する第２信号比推定部と、
前記第２混在比と前記第３混在比を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第１混在比を生成する第１混合部と、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値とを用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第５混在比として推定する第４信号比推定部と、
前記第３混在比の逆数を求めることによって前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第６混在比として推定する逆数計算部と、
前記第５混在比と前記第６混在比を、前記第２適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第４混在比を生成する第３混合部と、
を備えた請求項６に記載の信号処理装置。
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第２混在比として推定する第１信号比推定部と、
前記第１信号の推定値と前記第４信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第３混在比として推定する第２信号比推定部と、
前記第２混在比と前記第３混在比を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第１混在比を生成する第１混合部と、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値とを用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第５混在比として推定する第４信号比推定部と、
前記第３混在比の逆数を求めることによって前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第６混在比として推定する逆数計算部と、
前記第５混在比と前記第６混在比を、前記第２適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第４混在比を生成する第３混合部と、
を備えた請求項６に記載の信号処理装置。
【請求項9】
前記第１混合部は、
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を０％に設定し、
前記第３混合部は、
前記第２適応フィルタの係数更新開始時に前記第４混在比における前記第６混在比の含有割合を１００％に設定し、前記第２適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第４混在比における前記第６混在比の含有割合を０％に設定する
請求項７または８に記載の信号処理装置。
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を０％に設定し、
前記第３混合部は、
前記第２適応フィルタの係数更新開始時に前記第４混在比における前記第６混在比の含有割合を１００％に設定し、前記第２適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第４混在比における前記第６混在比の含有割合を０％に設定する
請求項７または８に記載の信号処理装置。
【請求項10】
前記推定部は、
前記第４信号の推定値と前記第２信号の推定値を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して第１混合信号を生成する第２混合部と、
前記第１混合信号と前記第１信号の推定値を用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を前記第１混在比として推定する第３信号比推定部と、
前記第１信号の推定値と前記第３信号の推定値を、前記第２適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して第２混合信号を生成する第４混合部と、
前記第２混合信号と前記第４信号の推定値を用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を前記第４混在比として推定する第６信号比推定部と、
を備えた請求項６に記載の信号処理装置。
前記第４信号の推定値と前記第２信号の推定値を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して第１混合信号を生成する第２混合部と、
前記第１混合信号と前記第１信号の推定値を用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を前記第１混在比として推定する第３信号比推定部と、
前記第１信号の推定値と前記第３信号の推定値を、前記第２適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して第２混合信号を生成する第４混合部と、
前記第２混合信号と前記第４信号の推定値を用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を前記第４混在比として推定する第６信号比推定部と、
を備えた請求項６に記載の信号処理装置。
【請求項11】
前記第２混合部は、
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混合信号における前記第４信号の推定値の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第１混合信号における前記第４信号の推定値の含有割合を０％に設定し、
前記第４混合部は、
前記第２適応フィルタの係数更新開始時に前記第２混合信号における前記第１信号の推定値の含有割合を１００％に設定し、前記第２適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第２混合信号における前記第１信号の推定値の含有割合を０％に設定する
請求項１０に記載の信号処理装置。
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混合信号における前記第４信号の推定値の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第１混合信号における前記第４信号の推定値の含有割合を０％に設定し、
前記第４混合部は、
前記第２適応フィルタの係数更新開始時に前記第２混合信号における前記第１信号の推定値の含有割合を１００％に設定し、前記第２適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第２混合信号における前記第１信号の推定値の含有割合を０％に設定する
請求項１０に記載の信号処理装置。
【請求項12】
前記係数の時間変化は、
前記係数の２乗総和または絶対値総和の時間変化である
請求項３または５または９または１１に記載の信号処理装置。
前記係数の２乗総和または絶対値総和の時間変化である
請求項３または５または９または１１に記載の信号処理装置。
【請求項13】
前記係数の時間変化は、
前記係数の２乗部分和または絶対値部分和の時間変化である
請求項３または５または９または１１に記載の信号処理装置。
前記係数の２乗部分和または絶対値部分和の時間変化である
請求項３または５または９または１１に記載の信号処理装置。
【請求項14】
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力し、
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力し、
前記第２混在信号を第１適応フィルタで処理して前記第２信号の推定値を生成し、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成し、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定し、
前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御する
信号処理方法。
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力し、
前記第２混在信号を第１適応フィルタで処理して前記第２信号の推定値を生成し、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成し、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定し、
前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御する
信号処理方法。
【請求項15】
前記第１信号の推定値を第２適応フィルタで処理して前記第３信号の推定値を生成し、
前記第２混在信号から前記第３信号の推定値を減算して前記第４信号の推定値を生成し、
前記第１適応フィルタは前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を処理し、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値と前記第１信号の推定値と前記第２適応フィルタの係数とをさらに用いて、
前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第４混在比としてさらに推定し、
前記第４混在比を用いて前記第３信号の推定値の生成を制御する
請求項１４に記載の信号処理方法。
前記第２混在信号から前記第３信号の推定値を減算して前記第４信号の推定値を生成し、
前記第１適応フィルタは前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を処理し、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値と前記第１信号の推定値と前記第２適応フィルタの係数とをさらに用いて、
前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第４混在比としてさらに推定し、
前記第４混在比を用いて前記第３信号の推定値の生成を制御する
請求項１４に記載の信号処理方法。
【請求項16】
コンピュータに、
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力するステップと
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力するステップと、
前記第２混在信号を第１適応フィルタで処理して前記第２信号の推定値を生成するステップと、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成するステップと、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定するステップと、
前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御するステップと
を実行させる信号処理プログラム。
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力するステップと
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力するステップと、
前記第２混在信号を第１適応フィルタで処理して前記第２信号の推定値を生成するステップと、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成するステップと、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定するステップと、
前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御するステップと
を実行させる信号処理プログラム。
【請求項17】
コンピュータに、
前記第１信号の推定値を第２適応フィルタで処理して前記第３信号の推定値を生成するステップと、
前記第２混在信号から前記第３信号の推定値を減算して前記第４信号の推定値を生成するステップと、
前記第１適応フィルタは前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を処理するステップと、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値と前記第１信号の推定値と前記第２適応フィルタの係数とをさらに用いて、
前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第４混在比としてさらに推定するステップと、
前記第４混在比を用いて前記第３信号の推定値の生成を制御するステップと
を実行させる請求項１６に記載の信号処理プログラム。
前記第１信号の推定値を第２適応フィルタで処理して前記第３信号の推定値を生成するステップと、
前記第２混在信号から前記第３信号の推定値を減算して前記第４信号の推定値を生成するステップと、
前記第１適応フィルタは前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を処理するステップと、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値と前記第１信号の推定値と前記第２適応フィルタの係数とをさらに用いて、
前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第４混在比としてさらに推定するステップと、
前記第４混在比を用いて前記第３信号の推定値の生成を制御するステップと
を実行させる請求項１６に記載の信号処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、信号に混在する雑音、妨害信号、エコーなどを消去する信号処理技術に関する。
【背景技術】
【0002】
マイクロホンやハンドセット等から入力された音声信号には、しばしば背景雑音が重畳されており、音声符号化や音声認識を行う上で大きな問題となる。音響的に重畳した雑音の消去を目的とした信号処理装置として、特許文献１および２には、２つの適応フィルタを用いた２入力型雑音消去装置が開示されている。劣化信号（所望の信号と雑音とが混合された信号）と参照信号（主として雑音と相関のある信号を含む）を入力して、雑音の一部または全部を消去し、強調信号（所望の信号を強調した信号）を出力する。２つの適応フィルタの内、第１の適応フィルタを用いて推定した劣化信号における信号対雑音比を用いて、ステップサイズ算出部が第２の適応フィルタの係数更新ステップサイズを算出する。なお、第１の適応フィルタは第２の適応フィルタと同様に動作するが、第１の適応フィルタの係数更新ステップサイズは第２の適応フィルタの係数更新ステップサイズよりも大きな値に設定される。このため、第１の適応フィルタの出力は、環境変化への追従性が高いが雑音の推定精度が第２の適応フィルタよりも劣る。
【0003】
ステップサイズ算出部は、第１の適応フィルタを用いて推定した劣化信号における信号対雑音比を評価し、音声信号が雑音より大きいときには音声信号による妨害が大きいとみなし、小さな係数更新ステップサイズを第２の適応フィルタに提供する。逆に、音声信号が雑音より小さいときには音声信号による妨害が小さいとみなし、大きな係数更新ステップサイズを第２の適応フィルタに提供する。このように、ステップサイズ算出部から提供された係数更新ステップサイズで第２の適応フィルタを制御することにより、十分な環境変化への追従性と雑音消去後の信号における低歪とを出力される。
【0004】
特許文献３には、上記特許文献１および２の構成から第１の適応フィルタを削除した構成が開示されている。第２の適応フィルタを用いて推定した所望信号（音声等）と第２の適応フィルタ出力の比で信号対雑音比を近似して、その信号対雑音比に基づいて算出したステップサイズで、第２の適応フィルタ自身を制御する。さらに、特許文献３には、上記特許文献１および２の構成を拡張して、２雑音入力装置の入力において雑音に混入している音声信号の影響が大きい、いわゆる音声信号によるクロストークが存在する際に雑音に混入する音声信号の消去をも行なう雑音消去装置の構成が開示されている。特許文献３においては、上記特許文献１および２の構成に加えて、参照信号からクロストークを消去する第３の適応フィルタを備えている。音声信号入力から正確に雑音を消去するため、第２のステップサイズ算出部において係数更新ステップサイズを算出し、第３の適応フィルタを制御する。
【0005】
すなわち、特許文献１乃至３の雑音消去装置は、雑音消去後の信号と適応フィルタ出力を用いて推定した信号対雑音比で、適応フィルタの係数更新を制御する。信号対雑音比が高いときには小さなステップサイズを、信号対雑音比が低いときには大きなステップサイズを用いることで、高速収束と低歪出力信号を両立している。
【0006】
しかしながら、特許文献１乃至３の雑音消去装置では、適応フィルタの係数が全く更新されない。これは、通常、適応フィルタ係数の初期値がゼロに設定されるためである。ゼロ係数の適応フィルタはゼロを出力する。これが信号対雑音比の推定値の分母であるために、信号対雑音比の推定値は極めて大きな値となり、対応するステップサイズとしてゼロが設定される。ゼロのステップサイズは、係数更新を行わないことを意味する。これを避けるためには、係数更新開始直後に強制的にステップサイズを非ゼロの値に設定しなければならないが、実際にどの値をステップサイズに設定するか、どれだけの期間、非ゼロの値に設定しなければならないかに関して明確な設計方法は開示されていない。すなわち、２入力雑音消去装置で高速収束と低歪出力信号を両立するためには、ステップサイズの手動制御が必要である。
【0007】
特許文献４には、ステップサイズの手動制御が不要で、高速収束と低歪出力信号を両立できる２入力型雑音消去装置の構成が開示されている。雑音消去後の信号と参照信号の比で定義される新たな信号対雑音比を装置の動作直後に用いて適応フィルタの係数更新を制御し、係数更新が行われない問題を解決する。適応フィルタの係数が成長したとき、特許文献３に開示された信号対雑音比に切り替える。係数成長の評価は、前記新たな信号対雑音比が前記従来の信号対雑音比に十分近くなったことによって行う。クロストークが存在する際には、雑音入力信号から音声信号を消去する第３の適応フィルタを導入して、第２の適応フィルタと同様の原理でステップサイズを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開平１０－２１５１９３号公報
【特許文献2】特開２０００－１７２２９９号公報
【特許文献3】国際公開第２０１２／０４６５８２号
【特許文献4】国際公開第２０１９／０９２７９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、特許文献４に記載の信号処理装置では、適応フィルタの同定する音響インパルス応答の利得が１未満である場合、推定した信号対雑音比の切換えが行われない。これは、１未満の音響インパルス応答利得で、新たな信号対雑音比が従来の信号対雑音比に十分近くならないためである。その結果、信号対雑音比の推定精度が低く、高速収束と低歪出力信号を両立できない。
【0010】
本発明の目的は、上記の課題を解決する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
第１信号と第２信号とが混在した第１混在信号を入力する第１入力手段と、
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力する第２入力手段と、
前記第２混在信号をフィルタ処理して前記第２信号の推定値を生成する第１適応フィルタと、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値とから、前記第１信号の推定値を生成する第１減算部と、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数を用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定する推定部と、
を備え、
前記第１混在比を用いて前記第１の適応フィルタを制御する。
第１信号と第２信号とが混在した第１混在信号を入力する第１入力手段と、
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力する第２入力手段と、
前記第２混在信号をフィルタ処理して前記第２信号の推定値を生成する第１適応フィルタと、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値とから、前記第１信号の推定値を生成する第１減算部と、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数を用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定する推定部と、
を備え、
前記第１混在比を用いて前記第１の適応フィルタを制御する。
【0012】
上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力し、
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力し、
前記第２混在信号をフィルタ処理して前記第２信号の推定値を生成し、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成し、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定し、
前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御する。
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力し、
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力し、
前記第２混在信号をフィルタ処理して前記第２信号の推定値を生成し、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成し、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定し、
前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御する。
【0013】
上記目的を達成するため、本発明に係るプログラムは、
コンピュータに、
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力するステップと、
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力するステップと、
前記第２混在信号をフィルタ処理して前記第２信号の推定値を生成するステップと、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成するステップと、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定するステップと、
前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御するステップと、
を実行させる。
コンピュータに、
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力するステップと、
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力するステップと、
前記第２混在信号をフィルタ処理して前記第２信号の推定値を生成するステップと、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成するステップと、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定するステップと、
前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御するステップと、
を実行させる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、適応フィルタの同定する音響インパルス応答の利得が１未満であっても、ステップサイズを手動制御することなく、高速収束と低歪出力信号を両立できる信号処理装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の第１実施形態に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第２実施形態に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第２実施形態に係る推定部の第１の構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の第２実施形態に係る値の時間推移を示す図である。
【図5】本発明の第２実施形態に係る推定部の第２の構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の第３実施形態に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図7】本発明の第３実施形態に係る推定部の第１の構成を示すブロック図である。
【図8】本発明の第３実施形態に係る推定部の第２の構成を示すブロック図である。
【図9】本発明の第３実施形態に係る推定部の第３の構成を示すブロック図である。
【図10】本発明の第１の実施形態に係るコンピュータの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0017】
〔１，第１実施形態〕
本発明の第１実施形態としての信号処理装置１００について、図１を用いて説明する。図１の信号処理装置１００は、第１信号と第２信号とが混在する第１混在信号ｘＰ（ｋ）から、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）を求める装置である。
本発明の第１実施形態としての信号処理装置１００について、図１を用いて説明する。図１の信号処理装置１００は、第１信号と第２信号とが混在する第１混在信号ｘＰ（ｋ）から、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）を求める装置である。
【0018】
図１に示すように、信号処理装置１００は、第１入力部１０１と、第２入力部１０２と、適応フィルタ１０３と、減算部１０４と、推定部１０６と、係数更新制御部１０７とを含む。
【0019】
このうち、第１入力部１０１は第１信号と第２信号とが混在した第１混在信号ｘＰ（ｋ）を入力する。第２入力部１０２は、第３信号と第４信号とが混在した第２混在信号ｘＲ（ｋ）を入力する。第１信号と第３信号は、同一の信号源Ａから生じており、互いに相関を有する。第２信号と第４信号は、同一の信号源Ｂから生じており、互いに相関を有する。
【0020】
減算部１０４は、第１混在信号ｘＰ（ｋ）に混在する第２信号の推定値ｎ１（ｋ）と第１混在信号ｘＰ（ｋ）を受けて、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）を出力する。そして、適応フィルタ１０３は、第２信号の推定値ｎ１（ｋ）を求めるため、第２混在信号ｘＲ（ｋ）に対して、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）に基づいて更新される係数１４１を用いてフィルタ処理を施す。
【0021】
推定部１０６は、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）と第２混在信号ｘＲ（ｋ）と適応フィルタ１０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）とを用いて、第１信号と第２信号の振幅または電力の比を第１混在比Ｒ１（ｋ）として推定する。係数更新制御部１０７は、推定部１０６によって得られた第１混在比Ｒ１（ｋ）の値が大きい場合に、適応フィルタ１０３の係数１４１の更新量を小さくするための制御信号μ１（ｋ）を適応フィルタ１０３に出力する。
【0022】
このような構成を備えた本実施形態によれば、第１信号と第２信号とが混在する混在信号から、低演算量で、遅延なく第２信号を除くことができ、結果として、適応フィルタ１０３の同定する音響インパルス応答の利得が１未満であっても、第２信号の消し残りが少なく、かつ、歪が少ない第１信号の推定値を得ることができる。
【0023】
〔２，第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る信号処理装置として、劣化信号（所望の信号と雑音とが混合された信号）と参照信号（主として雑音と相関のある信号を含む）を入力して、雑音の一部または全部を消去し、強調信号（所望の信号を強調した信号）を出力する雑音消去装置について説明する。ここで、劣化信号は第１信号と第２信号が混在する第１混在信号に相当し、参照信号は第３信号と第４信号が混在する第２混在信号に相当し、強調信号は所望信号（第１信号の推定値）に相当する。
本発明の第２実施形態に係る信号処理装置として、劣化信号（所望の信号と雑音とが混合された信号）と参照信号（主として雑音と相関のある信号を含む）を入力して、雑音の一部または全部を消去し、強調信号（所望の信号を強調した信号）を出力する雑音消去装置について説明する。ここで、劣化信号は第１信号と第２信号が混在する第１混在信号に相当し、参照信号は第３信号と第４信号が混在する第２混在信号に相当し、強調信号は所望信号（第１信号の推定値）に相当する。
【0024】
〔２，１．雑音消去の基礎技術の説明〕
以下、マイクロホン、ハンドセット、通信路等から入力された所望信号に混在する雑音、妨害信号、エコーなどを適応フィルタによって消去し、または所望信号を強調する雑音消去の基礎技術の説明を簡単に行なう。
以下、マイクロホン、ハンドセット、通信路等から入力された所望信号に混在する雑音、妨害信号、エコーなどを適応フィルタによって消去し、または所望信号を強調する雑音消去の基礎技術の説明を簡単に行なう。
【0025】
特許文献１乃至３に開示されているように、２入力型の雑音消去装置は、雑音源から音声入力端子に至る音響経路のインパルス応答を近似する適応フィルタを用いて、参照信号から音声入力端子において音声に混入する雑音成分に対応した擬似雑音（第２信号の推定値）を生成する。そして、音声入力端子に入力された信号（第１混在信号）からこの擬似雑音を差し引くことによって、雑音成分を抑圧するように動作する。ここで、混在信号とは、所望（音声）信号と雑音とが混在した信号のことであり、一般に、マイクロホンやハンドセットから音声入力端子に供給される。また、参照信号とは、雑音源における雑音成分と相関のある信号であり、雑音源近傍において捕捉される。このように、雑音源近傍において参照信号を捕捉することで、参照信号は雑音源における雑音成分とほぼ等しいとみなすことができる。適応フィルタには、参照入力端子に供給される参照信号を入力する。
【0026】
適応フィルタの係数は、劣化信号から擬似雑音を差し引いた誤差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修正される。このような適応フィルタの係数修正アルゴリズムとして、特許文献１乃至３には、「ＬＭＳアルゴリズム（Least Mean-Square Algorithm）」や「ＬＩＭ（Learning Identification Method）：学習同定法」が開示されている。ＬＩＭはまた、正規化ＬＭＳアルゴリズムとも呼ばれる。
【0027】
正規化ＬＭＳアルゴリズムによる係数更新は、時刻ｋにおけるステップサイズをμ１（ｋ）とすれば、式（１）で表される。係数ベクトルｗ１（ｋ）は、その要素を用いて式（２）で定義される。参照信号ベクトルｘＲ（ｋ）は、その要素を用いて式（３）で表される。なお、Ｔはベクトルの転置を表し、係数の総数はＬとする。
【数1】
【0028】
ＬＭＳアルゴリズムやＬＩＭは、勾配法と呼ばれるアルゴリズムの一種であり、係数更新の速度と精度は、係数更新ステップサイズと呼ばれる定数に依存する。係数更新ステップサイズと誤差との積によってフィルタ係数を更新するが、誤差に含まれる所望信号（第１信号の推定値）による係数更新への妨害を低減するためには、係数更新ステップサイズを極めて小さな値またはゼロに設定する必要がある。係数更新ステップサイズを常に小さい値に設定すると、適応フィルタ係数の環境変化への追従性が低下する。上記特許文献１乃至３は、出力誤差が増大し、あるいは所望信号に歪が生じるという問題を解決する１つの方法を開示するものである。また、所望信号は一般的に音声であるために、以降音声と表記するが、本発明の趣旨は音声には限定されず、音響（オーディオ）信号を含むあらゆる種類の信号を表す。
【0029】
〔２．２．雑音消去装置の構成〕
図２は、本実施形態としての雑音消去装置２００の全体構成を示すブロック図である。雑音消去装置２００は、例えばデジタルカメラ、ノートパソコン、携帯電話、補聴器、テレビジョン、スマートスピーカ、またはロボットなどといった装置の一部としても機能するが、本発明はこれに限定されるものではなく、入力信号からの雑音消去を要求されるあらゆる信号処理装置に適用可能である。
図２は、本実施形態としての雑音消去装置２００の全体構成を示すブロック図である。雑音消去装置２００は、例えばデジタルカメラ、ノートパソコン、携帯電話、補聴器、テレビジョン、スマートスピーカ、またはロボットなどといった装置の一部としても機能するが、本発明はこれに限定されるものではなく、入力信号からの雑音消去を要求されるあらゆる信号処理装置に適用可能である。
【0030】
図２に示すように、雑音消去装置２００は、入力端子２０１から音声（第１信号）と雑音（第２信号）の混在した劣化信号（第１混在信号）ｘＰ（ｋ）を入力する。そして、入力端子２０２から音声と雑音の混在した参照信号（第２混在信号）ｘＲ（ｋ）を入力し、出力端子２０５から音声の推定値ｅ１（ｋ）（強調信号）を出力する。また、雑音消去装置２００は、適応フィルタ２０３と、減算部２０４と、推定部２０６と、を備えている。適応フィルタ２０３は、図１における適応フィルタ１０３と係数更新制御部１０７とを包含する構成であり、第１混在比Ｒ１（ｋ）を受けてステップサイズμ１（ｋ）を算出し、算出したステップサイズμ１（ｋ）を用いて係数ベクトルｗ１（ｋ）を更新する。雑音消去装置２００は、消去しようとする雑音と相関のある参照信号ｘＲ（ｋ）を適応フィルタ２０３で変形して擬似雑音ｎ１（ｋ）を生成し、これを雑音の重畳した音声信号である劣化信号ｘＰ（ｋ）から減算することで、雑音の消去を行うものである。
【0031】
入力端子２０１には、劣化信号ｘＰ（ｋ）が、サンプル値系列として供給される。劣化信号ｘＰ（ｋ）は、減算部２０４に伝達される。入力端子２０２には、参照信号ｘＲ（ｋ）が、サンプル値系列として供給される。参照信号ｘＲ（ｋ）は、適応フィルタ２０３と推定部２０６に伝達される。
【0032】
適応フィルタ２０３は、参照信号ｘＲ（ｋ）とフィルタ係数の畳込み演算を行い、その結果を擬似雑音ｎ１（ｋ）として減算部２０４と推定部２０６に伝達する。また、適応フィルタ２０３は、係数ベクトルｗ１（ｋ）を推定部２０６に供給する。
【0033】
減算部２０４には、入力端子２０１から劣化信号ｘＰ（ｋ）が、適応フィルタ２０３から擬似雑音ｎ１（ｋ）が供給される。減算部２０４は、劣化信号ｘＰ（ｋ）から擬似雑音ｎ１（ｋ）を減算し、その結果を音声信号の推定値ｅ１（ｋ）（第１信号の推定値）として出力端子２０５に伝達すると同時に適応フィルタ２０３に帰還する。
【0034】
推定部２０６は、音声の推定値ｅ１（ｋ）、擬似雑音ｎ１（ｋ）（適応フィルタ２０３の出力）、参照信号ｘＲ（ｋ）、および適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）を受けて、音声と雑音の振幅または電力の比を第１混在比Ｒ１（ｋ）として推定し、適応フィルタ２０３に伝達する。適応フィルタ２０３は、第１混在比Ｒ１（ｋ）が大きいときに小さなステップサイズμ１（ｋ）を、第１混在比Ｒ１（ｋ）が小さいときに大きなステップサイズμ１（ｋ）を用いて、係数ベクトルｗ１（ｋ）を更新する。第１混在比Ｒ１（ｋ）、すなわち信号対雑音比の推定値を用いてステップサイズを制御する方法に関しては、特許文献１から３に詳細に開示されている。また、特許文献１から３に開示されているように、第１混在比Ｒ１（ｋ）を平均化してから、ステップサイズμ１（ｋ）の計算に用いてもよい。音声と雑音の振幅または電力の比に対する推定精度が向上する。
【0035】
〔２．３．推定部２０６の第１の構成〕
図３は、推定部２０６の第１の内部構成を示すブロック図である。推定部２０６は、信号比推定部３０１、信号比推定部３０２、および混合部３０５を備えている。信号比推定部３０１は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）とを受けて、音声と雑音の振幅または電力の比を第２混在比Ｒ２（ｋ）として推定する。第２混在比Ｒ２（ｋ）は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）の振幅または電力の比としてもよいし、それらの振幅または電力に微小定数を加算してから比を計算してもよい。微小定数の加算は、除算による商の発散を防ぐ効果がある。また、音声の推定値ｅ１（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）のいずれかまたは両方を、平均化してから用いてもよい。平均化によって、比の計算精度を向上することができる。
図３は、推定部２０６の第１の内部構成を示すブロック図である。推定部２０６は、信号比推定部３０１、信号比推定部３０２、および混合部３０５を備えている。信号比推定部３０１は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）とを受けて、音声と雑音の振幅または電力の比を第２混在比Ｒ２（ｋ）として推定する。第２混在比Ｒ２（ｋ）は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）の振幅または電力の比としてもよいし、それらの振幅または電力に微小定数を加算してから比を計算してもよい。微小定数の加算は、除算による商の発散を防ぐ効果がある。また、音声の推定値ｅ１（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）のいずれかまたは両方を、平均化してから用いてもよい。平均化によって、比の計算精度を向上することができる。
【0036】
信号比推定部３０２は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と参照信号ｘＲ（ｋ）（第２混在信号）とを受けて、音声と雑音の振幅または電力の比を第３混在比Ｒ３（ｋ）として推定する。第３混在比Ｒ３（ｋ）は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と参照信号ｘＲ（ｋ）の振幅または電力の比としてもよいし、それらの振幅または電力に微小定数を加算してから比を計算してもよい。微小定数の加算は、除算による商の発散を防ぐ効果がある。また、音声の推定値ｅ１（ｋ）と参照信号ｘＲ（ｋ）のいずれかまたは両方を、平均化してから用いてもよい。
【0037】
混合部３０５は、第２混在比Ｒ２（ｋ）と第３混在比Ｒ３（ｋ）とを混合して、混合結果を第１混在比Ｒ１（ｋ）として出力する。第２混在比Ｒ２（ｋ）と第３混在比Ｒ３（ｋ）は、重み付き加算によって混合してもよいし、さらに複雑な高次多項式などを用いて混合してもよい。混合に先立って、第２混在比Ｒ２（ｋ）と第３混在比Ｒ３（ｋ）のいずれかまたは両方を平均化してもよい。平均化によって、第１混在比Ｒ１（ｋ）の計算精度、すなわち音声と雑音の振幅または電力の近似精度を向上することができる。
【0038】
ここで、単純化のために、第２混在比Ｒ２（ｋ）と第３混在比Ｒ３（ｋ）を重み付き加算で混合することで、第１混在比Ｒ１（ｋ）を求める場合を考える。また、両者の重みの和が１となるように設定する。適応フィルタ２０３の係数は、ゼロに初期化されることが一般的である。そのため、係数更新開始時には擬似雑音ｎ１（ｋ）はゼロであり、第２混在比Ｒ２（ｋ）は分母がゼロで無限大となる。このため、第２混在比Ｒ２（ｋ）によって適応フィルタ２０３のステップサイズμ１（ｋ）を算出すると、極めて小さな値またはゼロとなり、係数が成長しない。係数が成長しないと、擬似雑音ｎ１（ｋ）も大きくならず、同じ問題が継続する。
【0039】
一方、第３混在比Ｒ３（ｋ）の分母は参照信号ｘＲ（ｋ）であり、係数更新開始時にゼロとは限らない。これは、マイク入力には環境雑音など微小な信号が含まれるためである。仮に参照信号ｘＲ（ｋ）がゼロであっても、ゼロが継続することはない。このため、第３混在比Ｒ３（ｋ）が無限大になることはなく、対応するステップサイズμ１（ｋ）も極小値とはならない。したがって、適応フィルタ２０３の係数は、係数更新とともに成長し、雑音の信号源から入力端子２０１に至る経路の音響特性を表す値に収束する。参照信号ｘＲ（ｋ）がゼロのときは、適応フィルタ２０３の係数は更新しないので、第３混在比Ｒ３（ｋ）が極めて大きな値をとっても問題とはならない。しかし、適応フィルタ２０３の係数がある程度成長して、擬似雑音ｎ１（ｋ）が成長したときには、第３混在比Ｒ３（ｋ）は第２混在比Ｒ２（ｋ）よりも、音声と雑音の振幅または電力の比に対する近似精度が低い。
【0040】
そこで、混合部３０５は、適応フィルタ２０３の係数更新開始時に第３混在比Ｒ３（ｋ）の重みを大きな値に設定し、係数の成長とともに減少させる。第２混在比Ｒ２（ｋ）の重みは、適応フィルタ２０３の係数更新開始時に小さな値に設定し、時間とともに増加させる。これは、第３混在比Ｒ３（ｋ）の第１混在比Ｒ１（ｋ）における含有割合を、係数更新回数に対応して減少させることを表す。
【0041】
例えば、適応フィルタ２０３の係数更新開始時に第３混在比Ｒ３（ｋ）の重みを１に設定すれば、重みの和が１という条件から、第２混在比Ｒ２（ｋ）の重みは０となる。係数の成長は係数更新回数と対応する。したがって、適応フィルタ２０３の係数更新開始時に第３混在比Ｒ３（ｋ）の重みを１に設定し、係数ベクトルｗ１（ｋ）の係数更新回数に対応してその重みを０に向かって減少させる。対応して、第２混在比Ｒ２（ｋ）の重みは０から１へ増加する。第３混在比Ｒ３（ｋ）の重みの初期値を１と設定し、ある時点で重みが１になるか重みを１に設定すれば、第３混在比Ｒ３（ｋ）から第２混在比Ｒ２（ｋ）へ切り換えることになる。前記重みの和として１以外の値を設定しても、第３混在比Ｒ３（ｋ）に対する重みの初期値を１以外に設定しても、同様の効果が得られる。重みは、適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の変化量を用いて決定することができる。
【0042】
図４は、第２実施形態に係る信号の時間推移を模式的に示す図であり、参照信号ｘＲ（ｋ）、適応フィルタ２０３の出力である擬似雑音ｎ１（ｋ）、および係数ベクトルｗ１（ｋ）が示されている。図４の縦軸は、信号の値をパワーで表したものであり、係数は係数ベクトルのノルムとする。横軸は、サンプル数ｋで表した適応フィルタ２０３の係数更新回数である。ｘＲ（ｋ）とｎ１（ｋ）を比較することは、同一の分子を有し、分母がそれぞれｘＲ（ｋ）とｎ１（ｋ）である第３混在比Ｒ３（ｋ）と第２混在比Ｒ２（ｋ）を比較することと等価である。ｘＲ（ｋ）は係数更新と無関係なので、ｎ１（ｋ）が第３混在比Ｒ３（ｋ）と第２混在比Ｒ２（ｋ）の関係を決定する。ｎ１（ｋ）はｘＲ（ｋ）と係数ベクトルｗ１（ｋ）で決定され、ｘＲ（ｋ）の増減に起因する変化を除くと、その振幅またはパワーは係数更新に伴って増加する。すなわち、ｘＲ（ｋ）は一定で、ｎ１（ｋ）は係数更新による係数ベクトルｗ１（ｋ）の増加と共に増加する。
【0043】
以上説明した参照信号ｘＲ（ｋ）、適応フィルタ２０３の出力である擬似雑音ｎ１（ｋ）、および係数ベクトルｗ１（ｋ）の関係は、図４から明らかである。図４では、係数更新と無関係なｘＲ（ｋ）は、簡単のため一定として表した。ｘＲ（ｋ）に依存するｎ１（ｋ）は、スムーズに増加し、係数ベクトルｗ１（ｋ）が収束するとｎ１（ｋ）も飽和する。適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の変化量は係数更新に伴って小さくなるので、ｎ１（ｋ）がゼロからどれだけ成長したかの指標として、係数ベクトルｗ１（ｋ）の変化量を用いることができる。すなわち、混合部３０５は、係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化によって、第３混在比Ｒ３（ｋ）の重みを決定する。
【0044】
係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化は、係数ベクトルｗ１（ｋ）の要素の２乗総和または絶対値総和の時間変化としてもよいし、２乗部分和または絶対値部分和の時間変化であってもよい。部分和とする際には、係数ベクトルの要素を間引いたものを用いてもよいし、係数ベクトルの一部を切り出したものを用いてもよい。部分和を用いることで、時間変化の評価精度低下を抑えつつ、係数の時間変化に必要とする演算量を削減することができる。また、係数は入力信号に依存しないで変化するので、滑らかである。従って、入力信号に依存する他の指標よりも最小的に変動が小さく、飽和状態を正確に検出できる。
【0045】
式（４）に、第２混在比Ｒ２（ｋ）と第３混在比Ｒ３（ｋ）とを重み付き加算によって混合する例を示す。式（５）で表されるζ１（ｋ）はζ１（０）＝０を満たし、係数更新と共に増加する。適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化に相当するδ１（ｋ）は式（６）で求めることができる。Ｍは自然数であり、係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化を計算する頻度を決定する。Ｍが大きいほどδ１（ｋ）の変動が小さく係数飽和の検出が正確になるが、δ１（ｋ）の変化に生じる大きな遅延によって係数飽和の検出が遅れる。式（５）は、時間変化δ１（ｋ）の値が閾値ε１未満になったとき、第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を０に設定する例を表し、第１混在比Ｒ１（ｋ）を第３混在比Ｒ３（ｋ）から第２混在比Ｒ２（ｋ）に切り換える。これは、時間変化δ１（ｋ）の値が十分に小さくなったことを判定する方法の一例である。式（５）の代わりにζ１（ｋ）＝δ１（ｋ）／｜δ１（Ｍ）｜とすれば、係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化が第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を計測して定める構成となる。
【数2】
【0046】
このように、混合部３０５は、時間変化δ１（ｋ）と閾値ε１との比較結果に基づいて、第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を１００％および０％のうちのいずれかに設定することができる。なお、係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化δ１（ｋ）と閾値ε１とを繰り返し比較し、係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化δ１（ｋ）が閾値ε１以上である場合に、第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を１００％にし、そうでない場合に、第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を０％にする処理を繰り返してもよい。これにより、環境の変化に対する追従性の高い第１混在比Ｒ１（ｋ）を得ることができ、例えば、適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の更新量が急増した場合であっても、より正確な係数更新が可能となる。
【0047】
混合部３０５は、係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化δ１（ｋ）が予め定められた第１定数Ｌ１以上連続して閾値ε１未満になった場合に、第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を０％にし、それ以外の場合には、第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を１００％にすることもできる。第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合が１回０％に設定された後、閾値を十分に大きく設定することで、δ１（ｋ）とε１の比較を停止してもよい。ここに、Ｌ１は、２以上の整数である。
【0048】
混合部３０５は、係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化δ１（ｋ）が予め定められた第２定数Ｌ２と等しいサンプル数を有する区間において、予め定められた第３定数Ｌ３以上連続してδ１（ｋ）が閾値ε１未満になったときに、第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を０％にし、それ以外の場合には、第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を１００％にすることもできる。第２定数Ｌ２及び第３定数Ｌ３は共に２以上の整数で、Ｌ２＞Ｌ３を満足する。さらに、上記評価から連続の条件を削除して、予め定められた第３定数Ｌ３以上δ１（ｋ）が閾値ε１未満になる回数を評価することもできる。第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合が１回０％に設定された後、Ｌ３をＬ２より大きな値に設定することで、δ１（ｋ）の評価を停止してもよい。
【0049】
なお、混合部３０５は、第２混在比Ｒ２（ｋ）および第３混在比Ｒ３（ｋ）の重みの最小値を０ではなく、０よりも大きな値とすることもできる。
【0050】
〔２．４．推定部２０６の第２の構成〕
図５は、推定部２０６の第２の内部構成を示すブロック図である。推定部２０６は、混合部５０６と信号比推定部５０３とを備えている。混合部５０６は、参照信号ｘＲ（ｋ）（第２混在信号）と擬似雑音ｎ１（ｋ）（第２信号の推定値）とを係数ベクトルｗ１（ｋ）に基づいて混合して、第１混合信号ｎ３（ｋ）を生成する。信号比推定部５０３は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と第１混合信号ｎ３（ｋ）とを受けて、音声と雑音の振幅または電力の比を第１混在比Ｒ１（ｋ）として推定する。第１混在比Ｒ１（ｋ）は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と第１混合信号ｎ３（ｋ）の振幅または電力の比としてもよいし、それらの振幅または電力に微小定数を加算してから比を計算してもよい。微小定数の加算は、除算による商の発散を防ぐ効果がある。また、推定値ｅ１（ｋ）と第１混合信号ｎ３（ｋ）のいずれかまたは両方を、平均化してから用いてもよい。平均化によって、比の計算精度を向上することができる。
図５は、推定部２０６の第２の内部構成を示すブロック図である。推定部２０６は、混合部５０６と信号比推定部５０３とを備えている。混合部５０６は、参照信号ｘＲ（ｋ）（第２混在信号）と擬似雑音ｎ１（ｋ）（第２信号の推定値）とを係数ベクトルｗ１（ｋ）に基づいて混合して、第１混合信号ｎ３（ｋ）を生成する。信号比推定部５０３は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と第１混合信号ｎ３（ｋ）とを受けて、音声と雑音の振幅または電力の比を第１混在比Ｒ１（ｋ）として推定する。第１混在比Ｒ１（ｋ）は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と第１混合信号ｎ３（ｋ）の振幅または電力の比としてもよいし、それらの振幅または電力に微小定数を加算してから比を計算してもよい。微小定数の加算は、除算による商の発散を防ぐ効果がある。また、推定値ｅ１（ｋ）と第１混合信号ｎ３（ｋ）のいずれかまたは両方を、平均化してから用いてもよい。平均化によって、比の計算精度を向上することができる。
【0051】
図５に示す推定部２０６の第２の内部構成は、図３に示す推定部２０６の第１の内部構成と等価である。すなわち、図３に示す第１の内部構成は、音声と雑音の振幅または電力の比に対して２つの推定値を信号比推定部３０１、３０２で生成し、それらを混合して第１混在比Ｒ１（ｋ）を算出する。図５に示す推定部２０６の第２の内部構成は、２種類の雑音の推定値、すなわち参照信号ｘＲ（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）を混合して第１混合信号ｎ３（ｋ）を生成して分母を確定し、分子である音声の推定値ｅ１（ｋ）と作用させて第１混在比Ｒ１（ｋ）を算出する。これら２種類の構成が可能となったのは、図３に示す第１の内部構成と図５に示す第２の内部構成において、音声と雑音の振幅または電力の比を推定する際に、同一の分子、すなわち音声の推定値ｅ１（ｋ）を用いるからである。図５に示す推定部２０６の第２の内部構成は、図３に示す第１の内部構成よりも、構成が単純である。
【0052】
ここで、単純化のために、参照信号ｘＲ（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）とを適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）に基づいて重み付き加算で混合することで、第１混合信号ｎ３（ｋ）を求める場合を考える。また、両者の重みの和が１となるように設定する。このとき、混合部５０６は、適応フィルタ２０３の係数更新開始時に参照信号ｘＲ（ｋ）の重みを大きな値に設定し、係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化の減少とともに減少させる。擬似雑音ｎ１（ｋ）の重みは、適応フィルタ２０３の係数更新開始時に小さな値に設定し、係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化の減少とともに増加させる。これは、擬似雑音ｎ１（ｋ）が係数更新開始時にゼロとなるので、信号対雑音比が大きくなって係数が更新されないことを回避するためである。このような制御は、参照信号ｘＲ（ｋ）の第１混合信号ｎ３（ｋ）における含有割合を、係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化の減少に対応して減少させることを表す。
【0053】
例えば、適応フィルタ２０３の係数更新開始時に参照信号ｘＲ（ｋ）の重みを１に設定すれば、擬似雑音ｎ１（ｋ）の重みは０となる。係数の成長は係数更新回数と対応する。したがって、適応フィルタ２０３の係数更新開始時に参照信号ｘＲ（ｋ）の重みを１に設定し、係数更新回数に対応してその重みを０に向かって減少させる。対応して、擬似雑音ｎ１（ｋ）の重みは、０から１へ増加する。
【0054】
参照信号ｘＲ（ｋ）の重みは減少し、擬似雑音ｎ１（ｋ）の重みは増加する。両者の重みを１と０の２値で表せば、参照信号ｘＲ（ｋ）の重みは１を維持した後に０に変化する。擬似雑音ｎ１（ｋ）の重みは０を維持した後に１に変化する。
【0055】
混合部５０６の動作は、入力信号である第２混在比と第３混在比が擬似雑音と参照信号（第２混在信号）にそれぞれ置き換わったことを除いて、混合部３０５の動作と同様である。従って、すでに説明した混合部３０５の動作に関する変更例は、混合部５０６にも同様に適用できる。
【0056】
また、混合部５０６は、参照信号ｘＲ（ｋ）および擬似雑音ｎ１（ｋ）の重みの最小値を０ではなく、０よりも大きな値とすることもできる。
【0057】
以上の構成により、本実施形態は、ステップサイズに特別な値を強制的に設定することなく、円滑に係数更新を行うことができ、結果として、雑音の消し残りが少なく、かつ、信号歪が少ない出力信号を得ることができる。
【0058】
〔３．第３実施形態〕
これまでの説明では、雑音源近傍において参照信号の捕捉を行うことによって、参照信号は雑音そのものであると仮定してきた。しかし、現実にはこの条件を満たすことのできない場合が存在する。このような場合には、参照信号は雑音とそれに混入する音声信号とから構成される。このような参照信号に対する音声信号の混入成分はクロストークと呼ばれる。クロストークが存在する際の雑音消去装置の構成が、特許文献３に開示されている。
これまでの説明では、雑音源近傍において参照信号の捕捉を行うことによって、参照信号は雑音そのものであると仮定してきた。しかし、現実にはこの条件を満たすことのできない場合が存在する。このような場合には、参照信号は雑音とそれに混入する音声信号とから構成される。このような参照信号に対する音声信号の混入成分はクロストークと呼ばれる。クロストークが存在する際の雑音消去装置の構成が、特許文献３に開示されている。
【0059】
本実施形態では、雑音の消去と同様に、クロストークを消去するための第２の適応フィルタを導入する。音声信号源から参照入力端子に至る音響経路（クロストークパス）のインパルス応答を近似する第２の適応フィルタを用いて、参照入力端子において混入する音声信号成分に対応した擬似クロストーク信号を生成する。そして、参照入力端子に入力された信号（参照信号）からこの擬似クロストーク信号を差し引くことによって、音声信号成分（クロストーク）を消去する。
【0060】
本発明の第３実施形態としての雑音消去装置について、図６を用いて説明する。第２実施形態と比べた場合、本実施形態に係る雑音消去装置は、減算部２０４、適応フィルタ２０３に加えて、減算部８０４、適応フィルタ８０３とを備え、推定部２０６が推定部８０６に置換されている。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成には同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
【0061】
雑音消去装置８００は、消去しようとするクロストークに相関のある信号（出力端子２０５における出力＝推定音声信号あるいは強調信号）を適応フィルタで変形して擬似クロストークｎ２（ｋ）（第３信号の推定値）を生成する。そして、これを音声と雑音の混在した参照信号ｘＲ（ｋ）から減算することで、クロストークの消去を行う。適応フィルタ８０３の係数更新を行う際に、第４信号と第３信号の振幅またはパワーの比を近似する第４混在比Ｒ４（ｋ）を用いてステップサイズを制御するために、係数更新を円滑に進めることができ、結果として、雑音の消し残りが少なく、かつ、信号歪が少ない出力信号を得ることができる。
【0062】
入力端子２０１には、劣化信号ｘＰ（ｋ）が、サンプル値系列として供給され、減算部２０４に伝達される。入力端子２０２には、参照信号ｘＲ（ｋ）がサンプル値系列として供給され、減算部８０４に伝達される。
【0063】
減算部８０４には、入力端子２０２から参照信号ｘＲ（ｋ）が、適応フィルタ８０３から擬似クロストークｎ２（ｋ）が供給される。減算部８０４は、参照信号ｘＲ（ｋ）から擬似クロストークｎ２（ｋ）を減算し、その結果を雑音の推定値ｅ２（ｋ）（第４信号の推定値）として出力端子８０５に伝達すると同時に適応フィルタ８０３に帰還する。また、減算部８０４は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）を推定部８０６に供給する。
【0064】
適応フィルタ８０３は、音声の推定値ｅ１（ｋ）（強調信号）とフィルタ係数の畳込み演算を行い、その結果を擬似クロストークｎ２（ｋ）（第３信号の推定値）として減算部８０４と推定部８０６に伝達する。また、適応フィルタ８０３は、係数ベクトルｗ２（ｋ）を推定部８０６に供給する。
【0065】
減算部８０４には、入力端子２０２から参照信号ｘＲ（ｋ）が、適応フィルタ８０３から擬似クロストークｎ２（ｋ）が供給される。減算部８０４は、参照信号ｘＲ（ｋ）から擬似クロストークｎ２（ｋ）を減算し、その結果を雑音推定値（第４信号の推定値）として出力端子８０５に伝達すると同時に適応フィルタ８０３に帰還する。
【0066】
推定部８０６は、音声の推定値ｅ１（ｋ）、擬似雑音ｎ１（ｋ）（適応フィルタ２０３の出力）、雑音の推定値ｅ２（ｋ）（第４信号の推定値）、および適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）を受けて、音声と雑音の振幅または電力の比を第１混在比Ｒ１（ｋ）として推定し、適応フィルタ２０３に伝達する。適応フィルタ２０３は、第１混在比Ｒ１（ｋ）が大きいときに小さなステップサイズμ１（ｋ）を、第１混在比Ｒ１（ｋ）が小さいときに大きなステップサイズμ１（ｋ）を用いて、係数を更新する。なお、図６に示す適応フィルタ２０３は、参照信号ｘＲ（ｋ）に代えて雑音の推定値ｅ２（ｋ）が入力される点で、図２に示す適応フィルタ２０３とは異なる。第１混在比Ｒ１（ｋ）、すなわち信号対雑音比の推定値を用いてステップサイズを制御する方法に関しては、特許文献１から３に詳細に開示されている。また、特許文献１から３に開示されているように、第１混在比Ｒ１（ｋ）を平均化してから、ステップサイズμ１（ｋ）の計算に用いてもよい。音声と雑音の振幅または電力の比に対する推定精度が向上する。
【0067】
推定部８０６は、さらに、擬似クロストークｎ２（ｋ）（適応フィルタ８０３の出力）と適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）を受けて、第４信号と第３信号の振幅または電力の比を第４混在比Ｒ４（ｋ）として推定し、適応フィルタ８０３に伝達する。式（７）に示す係数ベクトルｗ２（ｋ）のサイズは、係数ベクトルｗ１（ｋ）のサイズＬと等しくてもよいし、異なってもよい。
【数3】
【0068】
適応フィルタ８０３は、第４混在比Ｒ４（ｋ）が大きいときに小さなステップサイズμ２（ｋ）を、第４混在比Ｒ４（ｋ）が小さいときに大きなステップサイズμ２（ｋ）を用いて、係数を更新する。第４混在比Ｒ４（ｋ）、すなわち信号対雑音比の推定値を用いてステップサイズμ２（ｋ）を制御する方法に関しては、特許文献１から３に詳細に開示されている。また、特許文献１から３に詳細に開示されているように、第４混在比Ｒ４（ｋ）を平均化してから、ステップサイズμ２（ｋ）の計算に用いてもよい。第４信号と第３信号の振幅または電力の比に対する推定精度が向上する。
【0069】
〔３．１．推定部８０６の第１の構成〕
図７は、推定部８０６の第１の内部構成を示すブロック図である。推定部８０６は、推定部２０６の構成に加えて、信号比推定部９０１、信号比推定部９０２、および混合部９０５を備えている。図７に示す信号比推定部３０２は、参照信号ｘＲ（ｋ）に代えて雑音の推定値ｅ２（ｋ）を用いる点で、図３に示す信号比推定部３０２と異なるが、それ以外の動作は等しい。信号比推定部９０１は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と擬似クロストークｎ２（ｋ）を受けて、雑音とクロストークの振幅または電力の比を第５混在比Ｒ５（ｋ）として推定する。第５混在比Ｒ５（ｋ）は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と擬似クロストークｎ２（ｋ）の振幅または電力の比としてもよいし、それらの振幅または電力に微小定数を加算してから比を計算してもよい。微小定数の加算は、除算による商の発散を防ぐ効果がある。また、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と擬似クロストークｎ２（ｋ）のいずれかまたは両方を、平均化してから用いてもよい。平均化によって、比の計算精度を向上することができる。
図７は、推定部８０６の第１の内部構成を示すブロック図である。推定部８０６は、推定部２０６の構成に加えて、信号比推定部９０１、信号比推定部９０２、および混合部９０５を備えている。図７に示す信号比推定部３０２は、参照信号ｘＲ（ｋ）に代えて雑音の推定値ｅ２（ｋ）を用いる点で、図３に示す信号比推定部３０２と異なるが、それ以外の動作は等しい。信号比推定部９０１は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と擬似クロストークｎ２（ｋ）を受けて、雑音とクロストークの振幅または電力の比を第５混在比Ｒ５（ｋ）として推定する。第５混在比Ｒ５（ｋ）は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と擬似クロストークｎ２（ｋ）の振幅または電力の比としてもよいし、それらの振幅または電力に微小定数を加算してから比を計算してもよい。微小定数の加算は、除算による商の発散を防ぐ効果がある。また、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と擬似クロストークｎ２（ｋ）のいずれかまたは両方を、平均化してから用いてもよい。平均化によって、比の計算精度を向上することができる。
【0070】
信号比推定部９０２は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と音声の推定値ｅ１（ｋ）（第１信号の推定値）を受けて、雑音とクロストークの振幅または電力の比を第６混在比Ｒ６（ｋ）として推定する。第６混在比Ｒ６（ｋ）は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と音声の推定値ｅ１（ｋ）の振幅または電力の比としてもよいし、それらの振幅または電力に微小定数を加算してから比を計算してもよい。微小定数の加算は、除算による商の発散を防ぐ効果がある。また、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と音声の推定値ｅ１（ｋ）のいずれかまたは両方を、平均化してから用いてもよい。
【0071】
混合部９０５は、第５混在比Ｒ５（ｋ）と第６混在比Ｒ６（ｋ）とを適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）を用いて混合して、混合結果を第４混在比Ｒ４（ｋ）として出力する。第５混在比Ｒ５（ｋ）と第６混在比Ｒ６（ｋ）は、適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）を用いた重み付き加算によって混合してもよいし、さらに複雑な高次多項式などを用いて混合してもよい。混合に先立って、第５混在比Ｒ５（ｋ）と第６混在比Ｒ６（ｋ）のいずれかまたは両方を平均化してもよい。平均化によって、第４混在比Ｒ４（ｋ）の計算精度、すなわち雑音とクロストークの振幅または電力の近似精度を向上することができる。
【0072】
ここで、単純化のために、第５混在比Ｒ５（ｋ）と第６混在比Ｒ６（ｋ）を重み付き加算で混合することで、第４混在比Ｒ４（ｋ）を求める場合を考える。また、両者の重みの和が１となるように設定する。適応フィルタ８０３の係数は、ゼロに初期化されることが一般的である。そのため、係数更新開始時には擬似クロストークｎ２（ｋ）はゼロであり、第５混在比Ｒ５（ｋ）は分母がゼロで無限大となる。このため、第５混在比Ｒ５（ｋ）によって適応フィルタ８０３のステップサイズを算出すると、極めて小さな値またはゼロとなり、係数が成長しない。係数が成長しないと、擬似クロストークｎ２（ｋ）も大きくならず、同じ問題が継続する。
【0073】
一方、第６混在比Ｒ６（ｋ）の分母は音声の推定値ｅ１（ｋ）であり、係数更新開始時にゼロとは限らない。これは、マイク入力である劣化信号には環境雑音など微小な信号が含まれるためである。仮に劣化信号がゼロであっても、ゼロが継続することはない。このため、第６混在比Ｒ６（ｋ）が無限大になることはなく、対応するステップサイズも極小値とはならない。したがって、適応フィルタ８０３の係数は、係数更新とともに成長し、音声の信号源から入力端子２０２に至る経路の音響特性を表す値に収束する。音声の推定値ｅ１（ｋ）がゼロのときは、適応フィルタ８０３の係数は更新しないので、第６混在比Ｒ６（ｋ）が極めて大きな値をとっても問題とはならない。しかし、適応フィルタ８０３の係数がある程度成長して、擬似クロストークｎ２（ｋ）が十分に大きく成長したときには、第６混在比Ｒ６（ｋ）は第５混在比Ｒ５（ｋ）よりも、雑音とクロストークの振幅または電力の比に対する近似精度が低い。
【0074】
そこで、混合部９０５は、適応フィルタ８０３の係数更新開始時に第６混在比Ｒ６（ｋ）の重みを大きな値に設定し、係数の成長とともに減少させる。第５混在比Ｒ５（ｋ）の重みは、適応フィルタ８０３の係数更新開始時に小さな値に設定し、係数の成長とともに増加させる。これは、第６混在比Ｒ６（ｋ）の第４混在比Ｒ４（ｋ）における含有割合を、係数更新回数に対応して減少させることを表す。
【0075】
例えば、適応フィルタ８０３の係数更新開始時に第６混在比Ｒ６（ｋ）の重みを１に設定すれば、重みの和が１という条件から、第５混在比Ｒ５（ｋ）の重みは０となる。係数の成長は係数更新回数と対応する。したがって、適応フィルタ８０３の係数更新開始時に第６混在比Ｒ６（ｋ）の重みを１に設定し、係数ベクトルｗ２（ｋ）の時間変化の減少に対応してその重みを０に向かって減少させる。対応して、第５混在比Ｒ５（ｋ）の重みは、０から１へ増加する。第６混在比Ｒ６（ｋ）の重みの初期値を１と設定し、ある時点で重みが１になるか重みを１に設定すれば、第６混在比Ｒ６（ｋ）から第５混在比Ｒ５（ｋ）へ切り換えることになる。前記重みの和として１以外の値を設定しても、第６混在比Ｒ６（ｋ）に対する重みの初期値を１以外に設定しても、同様の効果が得られる。重みは、適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）の変化量を用いて決定することができる。すなわち、混合部９０５の動作は、混合部３０５に関する説明において入出力信号を図７で示されるように混合部９０５のものに変更することで、混合部３０５の動作と同様になる。
【0076】
〔３．２．推定部８０６の第２の構成〕
図８は、第３実施形態に係る推定部８０６の第２の構成を示すブロック図である。図８に示す推定部８０６の第２の内部構成は、図７に示す推定部８０６の第１の内部構成と等価である。図８に示す推定部８０６は、信号比推定部９０２に代えて、逆数計算部１００６を備える点で、図７に示す推定部８０６と異なる。
図８は、第３実施形態に係る推定部８０６の第２の構成を示すブロック図である。図８に示す推定部８０６の第２の内部構成は、図７に示す推定部８０６の第１の内部構成と等価である。図８に示す推定部８０６は、信号比推定部９０２に代えて、逆数計算部１００６を備える点で、図７に示す推定部８０６と異なる。
【0077】
逆数計算部１００６は、第３混在比Ｒ３（ｋ）の逆数を求めることによって第４信号と第３信号の振幅または電力の比を第６混在比Ｒ６（ｋ）として推定する。これにより、図８に示す推定部８０６は、図７に示す推定部８０６に比べて、演算負荷を軽減することができる。
【0078】
〔３．３．推定部８０６の第３の構成〕
図９は、推定部８０６の第３の内部構成を示すブロック図である。推定部８０６は、混合部５０６と信号比推定部５０３に加えて、さらに混合部１１０６と信号比推定部１１０３を備えている。混合部１１０６は、音声の推定値ｅ１（ｋ）（強調信号）（第１信号の推定値）と擬似クロストークｎ２（ｋ）（第３信号の推定値）とを適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）を用いて混合して、第２混合信号ｎ４（ｋ）を生成する。信号比推定部１１０３は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と第２混合信号ｎ４（ｋ）を受けて、雑音とクロストークの振幅または電力の比を第４混在比Ｒ４（ｋ）として推定する。第４混在比Ｒ４（ｋ）は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と第２混合信号ｎ４（ｋ）の振幅または電力の比としてもよいし、それらの振幅または電力に微小定数を加算してから比を計算してもよい。微小定数の加算は、除算による商の発散を防ぐ効果がある。また、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と第２混合信号ｎ４（ｋ）のいずれかまたは両方を、平均化してから用いてもよい。平均化によって、比の計算精度を向上することができる。
図９は、推定部８０６の第３の内部構成を示すブロック図である。推定部８０６は、混合部５０６と信号比推定部５０３に加えて、さらに混合部１１０６と信号比推定部１１０３を備えている。混合部１１０６は、音声の推定値ｅ１（ｋ）（強調信号）（第１信号の推定値）と擬似クロストークｎ２（ｋ）（第３信号の推定値）とを適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）を用いて混合して、第２混合信号ｎ４（ｋ）を生成する。信号比推定部１１０３は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と第２混合信号ｎ４（ｋ）を受けて、雑音とクロストークの振幅または電力の比を第４混在比Ｒ４（ｋ）として推定する。第４混在比Ｒ４（ｋ）は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と第２混合信号ｎ４（ｋ）の振幅または電力の比としてもよいし、それらの振幅または電力に微小定数を加算してから比を計算してもよい。微小定数の加算は、除算による商の発散を防ぐ効果がある。また、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と第２混合信号ｎ４（ｋ）のいずれかまたは両方を、平均化してから用いてもよい。平均化によって、比の計算精度を向上することができる。
【0079】
図９に示す推定部８０６の第３の内部構成は、図７に示す推定部８０６の第１の内部構成と等価である。すなわち、図７に示す第１の内部構成は、雑音とクロストークの振幅または電力の比に対して２つの推定値を信号比推定部９０１と９０２で生成し、それらを混合して第４混在比Ｒ４（ｋ）を算出する。図９に示す第３の内部構成は、２種類の推定値、すなわち音声の推定値ｅ１（ｋ）と擬似クロストークｎ２（ｋ）を適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）を用いて混合して第２混合信号ｎ４（ｋ）を生成して分母を確定し、分子である雑音の推定値ｅ２（ｋ）と作用させて第４混在比Ｒ４（ｋ）を算出する。これら２種類の構成が可能となったのは、図７に示す第１の内部構成と図９に示す第３の内部構成において、雑音とクロストークの振幅または電力の比を推定する際に、同一の分子、すなわち雑音の推定値ｅ２（ｋ）を用いるからである。図９に示す推定部８０６の第３の内部構成は、図７に示す第１の内部構成よりも、構成が単純である。なお、図９に示す混合部５０６は、参照信号ｘＲ（ｋ）に代えて雑音の推定値ｅ２（ｋ）を用いる点で図５に示す混合部５０６と異なるが、その動作は同様である。
【0080】
ここで、単純化のために、音声の推定値ｅ１（ｋ）と擬似クロストークｎ２（ｋ）を適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）を用いて重み付き加算で混合することで、第２混合信号ｎ４（ｋ）を求める、且つ、両者の重みの和が１となるように設定する場合を考える。
【0081】
混合部１１０６は、適応フィルタ８０３の係数更新開始時に音声の推定値ｅ１（ｋ）の重みを大きな値に設定し、係数の成長とともに減少させる。また、混合部１１０６は、適応フィルタ８０３の係数更新開始時に擬似クロストークｎ２（ｋ）の重みを小さな値に設定し、係数の成長とともに増加させる。これは、擬似クロストークｎ２（ｋ）が係数更新開始時にゼロとなり、信号対雑音比の推定値が大きくなって係数が更新されないことを回避するためである。
【0082】
例えば、適応フィルタ８０３の係数更新開始時に音声の推定値ｅ１（ｋ）の重みを１に設定すれば、重みの和が１という条件から、擬似クロストークｎ２（ｋ）の重みは０となる。係数の成長は係数更新回数と対応する。したがって、適応フィルタ８０３の係数更新開始時に音声の推定値ｅ１（ｋ）の重みを１に設定し、係数更新回数に対応してその重みを０に向かって減少させる。対応して、擬似クロストークｎ２（ｋ）の重みは０から１へ増加する。重みは、適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）の変化量を用いて決定することができる。すなわち、混合部１１０６の動作は、混合部５０６に関する説明において入出力信号を図９で示されるように混合部１１０６のものに変更することで、混合部５０６の動作と同様になる。
【0083】
以上の構成により、本実施形態は、クロストークが存在する場合でも、ステップサイズに特別な値を強制的に設定することなく、円滑に係数更新を行うことができ、結果として、雑音の消し残りが少なく、かつ、信号歪が少ない出力信号を得ることができる。
【0084】
〔４．他の実施形態〕
以上、本発明の複数の実施形態について詳述したが、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
以上、本発明の複数の実施形態について詳述したが、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
【0085】
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、上述の実施形態の機能を実現する情報処理プログラム（信号処理プログラム）が、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。そのようなプログラムは、信号処理装置あるいは雑音消去装置を構成するＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサで実行される。さらには、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるＷＷＷ(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。
【0086】
図１０は、第１～第３実施形態を信号処理プログラムにより構成する場合に、その信号処理プログラムを実行するコンピュータ１２００の構成図である。コンピュータ１２００は、入力部１２０１と、プロセッサ１２０３と、出力部１２０２と、メモリ１２０４とを含む。
【0087】
プロセッサ１２０３は、メモリ１２０４に記憶された信号処理プログラムを読み込むことにより、コンピュータ１２００の動作を制御する。プロセッサ１２０３は、例えば、ＤＳＰ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）などのプロセッサである。メモリ１２０４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、およびＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）のうち１つ以上を含む。
【0088】
図１１は、図１０に示すコンピュータのプロセッサによる信号処理の一例を示すフローチャートである。図１１に示す例は、コンピュータ１２００が第１実施形態に係る信号処理装置１００として機能する場合のフローチャートである。
【0089】
図１１に示すように、信号処理プログラムを実行したプロセッサ１２０３は、ステップＳ１０において、まず、入力部１２０１から、第１信号と第２信号が混在した第１混在信号ｘＰ（ｋ）を入力し、第１信号と相関のある第３信号と第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号ｘＲ（ｋ）を入力する。
プロセッサ１２０３は、ステップＳ１１において、第２混在信号ｘＲ（ｋ）を第１適応フィルタ（適応フィルタ１０３）で処理して第２信号の推定値ｎ１（ｋ）を生成し、ステップＳ１２において、第１混在信号ｘＰ（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）から第１信号の推定値ｅ１（ｋ）を生成する。
プロセッサ１２０３は、ステップＳ１３において、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）と第２混在信号ｘＲ（ｋ）と第１適応フィルタ（適応フィルタ１０３）の係数ベクトルｗ１（ｋ）を用いて第１信号と第２信号の振幅または電力の比を第１混在比Ｒ１（ｋ）として推定する。
プロセッサ１２０３は、ステップＳ１４において、第１混在比Ｒ１（ｋ）を用いて第２信号の推定値ｎ１（ｋ）の生成を制御する。これにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
プロセッサ１２０３は、ステップＳ１１において、第２混在信号ｘＲ（ｋ）を第１適応フィルタ（適応フィルタ１０３）で処理して第２信号の推定値ｎ１（ｋ）を生成し、ステップＳ１２において、第１混在信号ｘＰ（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）から第１信号の推定値ｅ１（ｋ）を生成する。
プロセッサ１２０３は、ステップＳ１３において、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）と第２混在信号ｘＲ（ｋ）と第１適応フィルタ（適応フィルタ１０３）の係数ベクトルｗ１（ｋ）を用いて第１信号と第２信号の振幅または電力の比を第１混在比Ｒ１（ｋ）として推定する。
プロセッサ１２０３は、ステップＳ１４において、第１混在比Ｒ１（ｋ）を用いて第２信号の推定値ｎ１（ｋ）の生成を制御する。これにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0090】
また、コンピュータ１２００が第２実施形態に係る信号処理装置として機能する場合、プロセッサ１２０３は、ステップＳ１０において、第１混在信号ｘＰ（ｋ）と第２混在信号ｘＲ（ｋ）とを入力し、ステップＳ１１において、第２混在信号ｘＲ（ｋ）を第１適応フィルタ（適応フィルタ２０３）で処理して第２信号の推定値ｎ１（ｋ）を生成する。プロセッサ１２０３は、ステップＳ１２において第１混在信号ｘＰ（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）とから第１信号の推定値ｅ１（ｋ）を生成する。プロセッサ１２０３は、ステップＳ１３において、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）と第２混在信号ｘＲ（ｋ）と第１適応フィルタ（適応フィルタ２０３）の係数１４１とを用いて第１混在比Ｒ１（ｋ）を生成する。プロセッサ１２０３は、ステップＳ１４において、第１混在比Ｒ１（ｋ）を用いて第２信号の推定値ｎ１（ｋ）の生成を制御する。
【0091】
また、コンピュータ１２００が第３実施形態に係る信号処理装置として機能する場合、プロセッサ１２０３は、ステップＳ１３において、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）と第４信号の推定値ｅ２（ｋ）と第１適応フィルタ（適応フィルタ２０３）の係数１４１とを用いて第１混在比Ｒ１（ｋ）を生成する。さらに、プロセッサ１２０３は、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）を第２適応フィルタ（適応フィルタ８０３）で処理して第３信号の推定値ｎ２（ｋ）を生成し、第２混在信号ｘＲ（ｋ）から第３信号の推定値ｎ２（ｋ）を減算して第４信号の推定値ｅ２（ｋ）を生成する。また、プロセッサ１２０３は、第１適応フィルタ（適応フィルタ２０３）において第３信号の推定値ｘＲ（ｋ）に代えて第４信号の推定値ｅ２（ｋ）を処理し、第４信号の推定値ｅ２（ｋ）と第３信号の推定値ｎ２（ｋ）と第１信号の推定値ｅ１（ｋ）と第２適応フィルタ（適応フィルタ８０３）の係数とをさらに用いて、雑音と音声信号の振幅または電力の比を第４混在比Ｒ４（ｋ）としてさらに推定する。
【0092】
〔５．その他〕
また、上述した実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。
また、上述した実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。
【0093】
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。
【0094】
〔６．効果〕
上述してきたように、第１実施形態に係る信号処理装置１００は、第１入力部１０１（第１入力手段の一例に相当）と、第２入力部１０２（第２入力手段の一例に相当）と、適応フィルタ１０３（第１適応フィルタの一例に相当）と、減算部１０４（第１減算部の一例に相当）と、推定部１０６とを備える。第１入力部１０１は、第１信号と第２信号が混在した第１混在信号ｘＰ（ｋ）を入力する。第２入力部１０２は、第１信号と相関のある第３信号と第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号ｘＲ（ｋ）を入力する。適応フィルタ１０３は、第２混在信号ｘＲ（ｋ）をフィルタ処理して第２信号の推定値ｎ１（ｋ）を生成する。減算部１０４は、第１混在信号ｘＰ（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）とから第１信号の推定値ｅ１（ｋ）を生成する。推定部１０６は、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）と第２混在信号ｘＲ（ｋ）と適応フィルタ１０３の係数１４１とを用いて第１信号と第２信号の振幅または電力の比を第１混在比Ｒ１（ｋ）として推定する。係数更新制御部１０７は、推定部１０６によって得られた第１混在比Ｒ１（ｋ）の値が大きい場合に、適応フィルタ１０３の係数１４１の更新量を小さくするための制御信号μ１（ｋ）を適応フィルタ１０３に出力する。信号処理装置１００は、制御信号μ１（ｋ）を用いて適応フィルタ１０３を制御する。これにより、信号処理装置１００は、適応フィルタの同定する音響インパルス応答の利得が１未満であっても、ステップサイズμ１（ｋ）を手動制御することなく、高速収束と低歪出力信号とを両立できる。
上述してきたように、第１実施形態に係る信号処理装置１００は、第１入力部１０１（第１入力手段の一例に相当）と、第２入力部１０２（第２入力手段の一例に相当）と、適応フィルタ１０３（第１適応フィルタの一例に相当）と、減算部１０４（第１減算部の一例に相当）と、推定部１０６とを備える。第１入力部１０１は、第１信号と第２信号が混在した第１混在信号ｘＰ（ｋ）を入力する。第２入力部１０２は、第１信号と相関のある第３信号と第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号ｘＲ（ｋ）を入力する。適応フィルタ１０３は、第２混在信号ｘＲ（ｋ）をフィルタ処理して第２信号の推定値ｎ１（ｋ）を生成する。減算部１０４は、第１混在信号ｘＰ（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）とから第１信号の推定値ｅ１（ｋ）を生成する。推定部１０６は、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）と第２信号の推定値ｎ１（ｋ）と第２混在信号ｘＲ（ｋ）と適応フィルタ１０３の係数１４１とを用いて第１信号と第２信号の振幅または電力の比を第１混在比Ｒ１（ｋ）として推定する。係数更新制御部１０７は、推定部１０６によって得られた第１混在比Ｒ１（ｋ）の値が大きい場合に、適応フィルタ１０３の係数１４１の更新量を小さくするための制御信号μ１（ｋ）を適応フィルタ１０３に出力する。信号処理装置１００は、制御信号μ１（ｋ）を用いて適応フィルタ１０３を制御する。これにより、信号処理装置１００は、適応フィルタの同定する音響インパルス応答の利得が１未満であっても、ステップサイズμ１（ｋ）を手動制御することなく、高速収束と低歪出力信号とを両立できる。
【0095】
また、第２実施形態に係る信号処理装置は、入力端子２０１（第１入力手段の一例に相当）と、入力端子２０２（第２入力手段の一例に相当）と、適応フィルタ２０３（第１適応フィルタの一例に相当）と、減算部２０４（第１減算部の一例に相当）と、推定部２０６とを備える。入力端子２０１は、音声信号（第１信号の一例に相当）と雑音（第２信号の一例に相当）とが混在した劣化信号ｘＰ（ｋ）（第１混在信号の一例に相当）を入力する。入力端子２０２は、音声信号と相関のある信号（第３信号の一例に相当）と雑音と相関のある信号（第４信号の一例に相当）とが混在した参照信号ｘＲ（ｋ）（第２混在信号の一例に相当）を入力する。適応フィルタ２０３は、参照信号ｘＲ（ｋ）をフィルタ処理して擬似雑音ｎ１（ｋ）（第２信号の推定値の一例に相当）を生成する。減算部１０４は、劣化信号ｘＰ（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）とから音声の推定値ｅ１（ｋ）（第１信号の推定値ｅ１（ｋ）の一例に相当）を生成する。推定部２０６は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）と参照信号ｘＲ（ｋ）と適応フィルタ２０３の係数とを用いて音声信号と雑音の振幅または電力の比を第１混在比Ｒ１（ｋ）として推定する。信号処理装置１００は、第１混在比Ｒ１（ｋ）を用いて適応フィルタ２０３を制御する。これにより、第２実施形態に係る信号処理装置は、適応フィルタの同定する音響インパルス応答の利得が１未満であっても、ステップサイズμ１（ｋ）を手動制御することなく、高速収束と低歪出力信号とを両立できる。
【0096】
また、推定部２０６は、信号比推定部３０１（第１信号比推定部の一例に相当）と、信号比推定部３０２（第２信号比推定部の一例に相当）と、混合部３０５（第１混合部の一例に相当）とを備える。信号比推定部３０１は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）とを用いて音声信号と雑音の振幅または電力の比を第２混在比Ｒ２（ｋ）として推定する。信号比推定部３０２は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と参照信号ｘＲ（ｋ）とを用いて音声信号と雑音の振幅または電力の比を第３混在比Ｒ３（ｋ）として推定する。混合部３０５は、第２混在比Ｒ２（ｋ）と第３混在比Ｒ３（ｋ）を、適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化に基づいて混合して第１混在比Ｒ１（ｋ）を生成する。これにより、第２実施形態に係る信号処理装置は、適応フィルタの同定する音響インパルス応答の利得が１未満であっても、ステップサイズμ１（ｋ）を手動制御することなく、高速収束と低歪出力信号とを両立できる。
【0097】
また、混合部３０５は、適応フィルタ２０３の係数更新開始時に第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を１００％に設定し、適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化が十分に小さくなったとき、第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を０％に設定する。これにより、第２実施形態に係る信号処理装置は、適応フィルタの同定する音響インパルス応答の利得が１未満であっても、ステップサイズμ１（ｋ）を手動制御することなく、高速収束と低歪出力信号とを両立できる。
【0098】
また、推定部２０６は、混合部５０６（第２混合部の一例に相当）と、信号比推定部５０３（第３信号比推定部の一例に相当）とを備える。混合部５０６は、参照信号ｘＲ（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）とを、適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化に基づいて混合して第１混合信号ｎ３（ｋ）を生成する。信号比推定部５０３は、第１混合信号ｎ３（ｋ）と音声の推定値ｅ１（ｋ）とを用いて音声信号と雑音の振幅または電力の比を第１混在比Ｒ１（ｋ）として推定する。これにより、第２実施形態に係る信号処理装置は、適応フィルタの同定する音響インパルス応答の利得が１未満であっても、ステップサイズμ１（ｋ）を手動制御することなく、高速収束と低歪出力信号とを両立できる。
【0099】
また、混合部５０６は、適応フィルタ２０３の係数更新開始時に第１混合信号ｎ３（ｋ）における参照信号ｘＲ（ｋ）の含有割合を１００％に設定し、適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化が十分に小さくなったとき、第１混合信号ｎ３（ｋ）における参照信号ｘＲ（ｋ）の含有割合を０％に設定する。これにより、第２実施形態に係る信号処理装置は、適応フィルタの同定する音響インパルス応答の利得が１未満であっても、ステップサイズμ１（ｋ）を手動制御することなく、高速収束と低歪出力信号とを両立できる。
【0100】
また、第３実施形態に係る信号処理装置は、入力端子２０１と、入力端子２０２と、適応フィルタ２０３と、減算部２０４と、減算部８０４（第２減算部の一例に相当）と、適応フィルタ８０３（第２適応フィルタの一例に相当）と、推定部８０６とを備える。適応フィルタ８０３は、第１信号の推定値ｅ１（ｋ）をフィルタ処理して擬似クロストークｎ２（ｋ）（第３信号の推定値の一例に相当）を生成する。減算部８０４は、参照信号ｘＲ（ｋ）から擬似クロストークｎ２（ｋ）を減算して雑音の推定値ｅ２（ｋ）（第４信号の推定値の一例に相当）を生成する。適応フィルタ２０３は、参照信号ｘＲ（ｋ）に代えて雑音の推定値ｅ２（ｋ）を入力とする。推定部８０６は、推定部２０６の機能に加えて、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と擬似クロストークｎ２（ｋ）と第１信号の推定値ｅ１（ｋ）と適応フィルタ８０３の係数とをさらに用いて、雑音と音声信号の振幅または電力の比を第４混在比Ｒ４（ｋ）としてさらに推定する。第４実施形態に係る信号処理装置は、第４混在比Ｒ４（ｋ）を用いて適応フィルタ８０３を制御する。これにより、第３実施形態に係る信号処理装置は、適応フィルタの同定する音響インパルス応答の利得が１未満であっても、ステップサイズμ２（ｋ）を手動制御することなく、高速収束と低歪出力信号とを両立できる。
【0101】
また、推定部８０６は、信号比推定部３０１と、信号比推定部３０２と、混合部３０５と、信号比推定部９０１（第４信号比推定部の一例に相当）と、信号比推定部９０２（第５信号比推定部の一例に相当）と、混合部９０５（第３混合部の一例に相当）とを備える。信号比推定部３０１は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）とを用いて音声信号と雑音の振幅または電力の比を第２混在比Ｒ２（ｋ）として推定する。信号比推定部３０２は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と雑音の推定値ｅ２（ｋ）とを用いて音声信号と雑音の振幅または電力の比を第３混在比Ｒ３（ｋ）として推定する。混合部３０５は、第２混在比Ｒ２（ｋ）と第３混在比Ｒ３（ｋ）を、適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化に基づいて混合して第１混在比Ｒ１（ｋ）を生成する。信号比推定部９０１は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と擬似クロストークｎ２（ｋ）とを用いて雑音と音声信号の振幅または電力の比を第５混在比Ｒ５（ｋ）として推定する。信号比推定部９０２は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と音声の推定値ｅ１（ｋ）とを用いて雑音と音声信号の振幅または電力の比を第６混在比Ｒ６（ｋ）として推定する。混合部９０５は、第５混在比Ｒ５（ｋ）と第６混在比Ｒ６（ｋ）を、適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）の時間変化に基づいて混合して第４混在比Ｒ４（ｋ）を生成する。これにより、第３実施形態に係る信号処理装置は、適応フィルタの同定する音響インパルス応答の利得が１未満であっても、ステップサイズμ１（ｋ），μ２（ｋ）を手動制御することなく、高速収束と低歪出力信号とを両立できる。
【0102】
また、推定部８０６は、信号比推定部３０１と、信号比推定部３０２と、混合部３０５と、信号比推定部９０１と、逆数計算部１００６と、混合部９０５とを備える。信号比推定部３０１は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）とを用いて音声信号と雑音の振幅または電力の比を第２混在比Ｒ２（ｋ）として推定する。信号比推定部３０２は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と雑音の推定値ｅ２（ｋ）とを用いて音声信号と雑音の振幅または電力の比を第３混在比Ｒ３（ｋ）として推定する。混合部３０５は、第２混在比Ｒ２（ｋ）と第３混在比Ｒ３（ｋ）を、適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化に基づいて混合して第１混在比Ｒ１（ｋ）を生成する。信号比推定部９０１は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と擬似クロストークｎ２（ｋ）とを用いて雑音と音声信号の振幅または電力の比を第５混在比Ｒ５（ｋ）として推定する。逆数計算部１００６は、第３混在比Ｒ３（ｋ）の逆数を求めることによって雑音と音声信号の振幅または電力の比を第６混在比Ｒ６（ｋ）として推定する。混合部９０５は、第５混在比Ｒ５（ｋ）と第６混在比Ｒ６（ｋ）を、適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）の時間変化に基づいて混合して第４混在比Ｒ４（ｋ）を生成する。これにより、第３実施形態に係る信号処理装置は、ステップサイズμ１（ｋ），μ２（ｋ）を手動制御することなく、高速収束と低歪出力信号とをより精度よく達成することができる。
【0103】
また、混合部３０５は、適応フィルタ２０３の係数更新開始時に第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を１００％に設定し、適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化が十分に小さくなったとき、第１混在比Ｒ１（ｋ）における第３混在比Ｒ３（ｋ）の含有割合を０％に設定する。また、混合部９０５は、適応フィルタ８０３の係数更新開始時に第４混在比Ｒ４（ｋ）における第６混在比Ｒ６（ｋ）の含有割合を１００％に設定し、適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）の時間変化が十分に小さくなったとき第４混在比Ｒ４（ｋ）における第６混在比Ｒ６（ｋ）の含有割合を０％に設定する。これにより、第３実施形態に係る信号処理装置は、ステップサイズμ１（ｋ），μ２（ｋ）を手動制御することなく、高速収束と低歪出力信号とをより精度よく達成することができる。
【0104】
また、推定部８０６は、混合部５０６と、信号比推定部５０３と、混合部１１０６（第４混合部の一例に相当）と、信号比推定部１１０３（第６信号比推定部の一例に相当）とを備える。混合部５０６は、雑音の推定値ｅ２（ｋ）と擬似雑音ｎ１（ｋ）を、適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化に基づいて混合して第１混合信号ｎ３（ｋ）を生成する。信号比推定部５０３は、第１混合信号ｎ３（ｋ）と音声の推定値ｅ１（ｋ）を用いて音声信号と雑音の振幅または電力の比を第１混在比Ｒ１（ｋ）として推定する。混合部１１０６は、音声の推定値ｅ１（ｋ）と擬似クロストークｎ２（ｋ）を、適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）の時間変化に基づいて混合して第２混合信号ｎ４（ｋ）を生成する。信号比推定部１１０３は、第２混合信号ｎ４（ｋ）と雑音の推定値ｅ２（ｋ）を用いて雑音と音声信号の振幅または電力の比を第４混在比Ｒ４（ｋ）として推定する。これにより、第３実施形態に係る信号処理装置は、適応フィルタの同定する音響インパルス応答の利得が１未満であっても、ステップサイズμ１（ｋ），μ２（ｋ）を手動制御することなく、高速収束と低歪出力信号とを両立できる。
【0105】
また、混合部５０６は、適応フィルタ２０３の係数更新開始時に第１混合信号ｎ３（ｋ）における雑音の推定値ｅ２（ｋ）の含有割合を１００％に設定し、適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化が十分に小さくなったとき、第１混合信号ｎ３（ｋ）における雑音の推定値ｅ２（ｋ）の含有割合を０％に設定する。また、混合部１１０６は、適応フィルタ８０３の係数更新開始時に第２混合信号ｎ４（ｋ）における音声の推定値ｅ１（ｋ）の含有割合を１００％に設定し、適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）の時間変化が十分に小さくなったとき第２混合信号ｎ４（ｋ）における音声の推定値ｅ１（ｋ）の含有割合を０％に設定する。これにより、第３実施形態に係る信号処理装置は、適応フィルタの同定する音響インパルス応答の利得が１未満であっても、ステップサイズμ１（ｋ），μ２（ｋ）を手動制御することなく、高速収束と低歪出力信号とを両立できる。
【0106】
また、適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化は、係数ベクトルｗ１（ｋ）の２乗総和または絶対値総和の時間変化であり、適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）の時間変化は、係数ベクトルｗ２（ｋ）の２乗総和または絶対値総和の時間変化である。これにより、第１～第３実施形態に係る信号処理装置は、適応フィルタの同定する音響インパルス応答の利得が１未満であっても、ステップサイズμ１（ｋ），μ２（ｋ）を手動制御することなく、高速収束と低歪出力信号とを両立できる。
【0107】
また、適応フィルタ２０３の係数ベクトルｗ１（ｋ）の時間変化は、係数ベクトルｗ１（ｋ）の２乗部分和または絶対値部分和の時間変化であり、適応フィルタ８０３の係数ベクトルｗ２（ｋ）の時間変化は、係数ベクトルｗ２（ｋ）の２乗部分和または絶対値部分和の時間変化である。これにより、第１～第３実施形態に係る信号処理装置は、適応フィルタの同定する音響インパルス応答の利得が１未満であっても、ステップサイズμ１（ｋ），μ２（ｋ）を手動制御することなく、高速収束と低歪出力信号とを両立できる。
【0108】
以上、本願の実施形態を図面に基づいて詳細に説明したが、これは例示であり、発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
【0109】
また、上述してきた「部（section、module、unit）」は、「手段」や「回路」などに読み替えることができる。例えば、減算部は、減算手段や減算回路に読み替えることができる。
（付記１）
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力する第１入力手段と、
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力する第２入力手段と、
前記第２混在信号をフィルタ処理して前記第２信号の推定値を生成する第１適応フィルタ（適応フィルタ１０３、２０３）と、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値とから前記第１信号の推定値を生成する第１減算部（減算部１０４、２０４）と、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定する推定部（推定部１０６、２０６、８０６）と、
を備え、
前記第１混在比を用いて前記第１適応フィルタを制御する
信号処理装置。
（付記２）
前記推定部（推定部１０６、２０６）は、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第２混在比として推定する第１信号比推定部（信号比推定部３０１）と、
前記第１信号の推定値と前記第２混在信号とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第３混在比として推定する第２信号比推定部（信号比推定部３０２）と、
前記第２混在比と前記第３混在比を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第１混在比を生成する第１混合部（混合部３０５）と、
を備えた付記１に記載の信号処理装置。
（付記３）
前記第１混合部（混合部３０５）は、
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき、前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を０％に設定する
付記２に記載の信号処理装置。
（付記４）
前記推定部（推定部１０６、２０６）は、
前記第２混在信号と前記第２信号の推定値とを、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して第１混合信号を生成する第２混合部（混合部５０６）と、
前記第１混合信号と前記第１信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を前記第１混在比として推定する第３信号比推定部（信号比推定部５０３）と、
を備えた付記１に記載の信号処理装置。
（付記５）
前記第２混合部（混合部５０６）は、
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混合信号における前記第２混在信号の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき、前記第１混合信号における前記第２混在信号の含有割合を０％に設定する
付記４に記載の信号処理装置。
（付記６）
前記第１信号の推定値をフィルタ処理して前記第３信号の推定値を生成する第２適応フィルタ（適応フィルタ８０３）と、
前記第２混在信号から前記第３信号の推定値を減算して前記第４信号の推定値を生成する第２減算部（減算部８０４）と、をさらに備え、
前記第１適応フィルタは、
前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を入力とし、
前記推定部は、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値と前記第１信号の推定値と前記第２適応フィルタの係数とをさらに用いて、前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第４混在比としてさらに推定し、
前記第４混在比を用いて前記第２適応フィルタを制御する
付記１に記載の信号処理装置。
（付記７）
前記推定部（推定部８０６）は、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第２混在比として推定する第１信号比推定部（信号比推定部３０１）と、
前記第１信号の推定値と前記第４信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第３混在比として推定する第２信号比推定部（信号比推定部３０２）と、
前記第２混在比と前記第３混在比を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第１混在比を生成する第１混合部（混合部３０５）と、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値とを用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第５混在比として推定する第４信号比推定部（信号比推定部９０１）と、
前記第４信号の推定値と前記第１信号の推定値とを用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第６混在比として推定する第５信号比推定部（信号比推定部９０２）と、
前記第５混在比と前記第６混在比を、前記第２適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第４混在比を生成する第３混合部（混合部９０５）と、
を備えた付記６に記載の信号処理装置。
（付記８）
前記推定部（推定部８０６）は、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第２混在比として推定する第１信号比推定部（信号比推定部３０１）と、
前記第１信号の推定値と前記第４信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第３混在比として推定する第２信号比推定部（信号比推定部３０２）と、
前記第２混在比と前記第３混在比を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第１混在比を生成する第１混合部（混合部３０５）と、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値とを用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第５混在比として推定する第４信号比推定部（信号比推定部９０１）と、
前記第３混在比の逆数を求めることによって前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第６混在比として推定する逆数計算部（逆数計算部１００６）と、
前記第５混在比と前記第６混在比を、前記第２適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第４混在比を生成する第３混合部（混合部９０５）と、
を備えた付記６に記載の信号処理装置。
（付記９）
前記第１混合部（混合部３０５）は、
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を０％に設定し、
前記第３混合部（混合部９０５）は、
前記第２適応フィルタの係数更新開始時に前記第４混在比における前記第６混在比の含有割合を１００％に設定し、前記第２適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第４混在比における前記第６混在比の含有割合を０％に設定する
付記７または８に記載の信号処理装置。
（付記１０）
前記推定部（推定部８０６）は、
前記第４信号の推定値と前記第２信号の推定値を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して第１混合信号を生成する第２混合部（混合部５０６）と、
前記第１混合信号と前記第１信号の推定値を用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を前記第１混在比として推定する第３信号比推定部（信号比推定部５０３）と、
前記第１信号の推定値と前記第３信号の推定値を、前記第２適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して第２混合信号を生成する第４混合部（混合部１１０６）と、
前記第２混合信号と前記第４信号の推定値を用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を前記第４混在比として推定する第６信号比推定部（信号比推定部１１０３）と、
を備えた付記６に記載の信号処理装置。
（付記１１）
前記第２混合部（混合部５０６）は、
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混合信号における前記第４信号の推定値の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第１混合信号における前記第４信号の推定値の含有割合を０％に設定し、
前記第４混合部（混合部１１０６）は、
前記第２適応フィルタの係数更新開始時に前記第２混合信号における前記第１信号の推定値の含有割合を１００％に設定し、前記第２適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第２混合信号における前記第１信号の推定値の含有割合を０％に設定する
付記１０に記載の信号処理装置。
（付記１２）
前記係数の時間変化は、
前記係数の２乗総和または絶対値総和の時間変化である
付記３または５または９または１１に記載の信号処理装置。
（付記１３）
前記係数の時間変化は、
前記係数の２乗部分和または絶対値部分和の時間変化である
付記３または５または９または１１に記載の信号処理装置。
（付記１４）
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力し、
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力し、
前記第２混在信号を第１適応フィルタ（適応フィルタ１０３、２０３）で処理して前記第２信号の推定値を生成し、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成し、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定し、
前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御する
信号処理方法。
（付記１５）
前記第１信号の推定値を第２適応フィルタ（適応フィルタ８０３）で処理して前記第３信号の推定値を生成し、
前記第２混在信号から前記第３信号の推定値を減算して前記第４信号の推定値を生成し、
前記第１適応フィルタは前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を処理し、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値と前記第１信号の推定値と前記第２適応フィルタの係数とをさらに用いて、
前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第４混在比としてさらに推定し、
前記第４混在比を用いて前記第３信号の推定値の生成を制御する
付記１４に記載の信号処理方法。
（付記１６）
コンピュータに、
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力するステップと
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力するステップと、
前記第２混在信号を第１適応フィルタ（適応フィルタ１０３、２０３）で処理して前記第２信号の推定値を生成するステップと、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成するステップと、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定するステップと、
前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御するステップと
を実行させる信号処理プログラム。
（付記１７）
コンピュータに、
前記第１信号の推定値を第２適応フィルタ（適応フィルタ８０３）で処理して前記第３信号の推定値を生成するステップと、
前記第２混在信号から前記第３信号の推定値を減算して前記第４信号の推定値を生成するステップと、
前記第１適応フィルタは前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を処理するステップと、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値と前記第１信号の推定値と前記第２適応フィルタの係数とをさらに用いて、
前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第４混在比としてさらに推定するステップと、
前記第４混在比を用いて前記第３信号の推定値の生成を制御するステップと
を実行させる付記１６に記載の信号処理プログラム。
（付記１）
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力する第１入力手段と、
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力する第２入力手段と、
前記第２混在信号をフィルタ処理して前記第２信号の推定値を生成する第１適応フィルタ（適応フィルタ１０３、２０３）と、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値とから前記第１信号の推定値を生成する第１減算部（減算部１０４、２０４）と、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定する推定部（推定部１０６、２０６、８０６）と、
を備え、
前記第１混在比を用いて前記第１適応フィルタを制御する
信号処理装置。
（付記２）
前記推定部（推定部１０６、２０６）は、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第２混在比として推定する第１信号比推定部（信号比推定部３０１）と、
前記第１信号の推定値と前記第２混在信号とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第３混在比として推定する第２信号比推定部（信号比推定部３０２）と、
前記第２混在比と前記第３混在比を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第１混在比を生成する第１混合部（混合部３０５）と、
を備えた付記１に記載の信号処理装置。
（付記３）
前記第１混合部（混合部３０５）は、
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき、前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を０％に設定する
付記２に記載の信号処理装置。
（付記４）
前記推定部（推定部１０６、２０６）は、
前記第２混在信号と前記第２信号の推定値とを、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して第１混合信号を生成する第２混合部（混合部５０６）と、
前記第１混合信号と前記第１信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を前記第１混在比として推定する第３信号比推定部（信号比推定部５０３）と、
を備えた付記１に記載の信号処理装置。
（付記５）
前記第２混合部（混合部５０６）は、
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混合信号における前記第２混在信号の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき、前記第１混合信号における前記第２混在信号の含有割合を０％に設定する
付記４に記載の信号処理装置。
（付記６）
前記第１信号の推定値をフィルタ処理して前記第３信号の推定値を生成する第２適応フィルタ（適応フィルタ８０３）と、
前記第２混在信号から前記第３信号の推定値を減算して前記第４信号の推定値を生成する第２減算部（減算部８０４）と、をさらに備え、
前記第１適応フィルタは、
前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を入力とし、
前記推定部は、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値と前記第１信号の推定値と前記第２適応フィルタの係数とをさらに用いて、前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第４混在比としてさらに推定し、
前記第４混在比を用いて前記第２適応フィルタを制御する
付記１に記載の信号処理装置。
（付記７）
前記推定部（推定部８０６）は、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第２混在比として推定する第１信号比推定部（信号比推定部３０１）と、
前記第１信号の推定値と前記第４信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第３混在比として推定する第２信号比推定部（信号比推定部３０２）と、
前記第２混在比と前記第３混在比を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第１混在比を生成する第１混合部（混合部３０５）と、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値とを用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第５混在比として推定する第４信号比推定部（信号比推定部９０１）と、
前記第４信号の推定値と前記第１信号の推定値とを用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第６混在比として推定する第５信号比推定部（信号比推定部９０２）と、
前記第５混在比と前記第６混在比を、前記第２適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第４混在比を生成する第３混合部（混合部９０５）と、
を備えた付記６に記載の信号処理装置。
（付記８）
前記推定部（推定部８０６）は、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第２混在比として推定する第１信号比推定部（信号比推定部３０１）と、
前記第１信号の推定値と前記第４信号の推定値とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第３混在比として推定する第２信号比推定部（信号比推定部３０２）と、
前記第２混在比と前記第３混在比を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第１混在比を生成する第１混合部（混合部３０５）と、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値とを用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第５混在比として推定する第４信号比推定部（信号比推定部９０１）と、
前記第３混在比の逆数を求めることによって前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第６混在比として推定する逆数計算部（逆数計算部１００６）と、
前記第５混在比と前記第６混在比を、前記第２適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して前記第４混在比を生成する第３混合部（混合部９０５）と、
を備えた付記６に記載の信号処理装置。
（付記９）
前記第１混合部（混合部３０５）は、
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第１混在比における前記第３混在比の含有割合を０％に設定し、
前記第３混合部（混合部９０５）は、
前記第２適応フィルタの係数更新開始時に前記第４混在比における前記第６混在比の含有割合を１００％に設定し、前記第２適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第４混在比における前記第６混在比の含有割合を０％に設定する
付記７または８に記載の信号処理装置。
（付記１０）
前記推定部（推定部８０６）は、
前記第４信号の推定値と前記第２信号の推定値を、前記第１適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して第１混合信号を生成する第２混合部（混合部５０６）と、
前記第１混合信号と前記第１信号の推定値を用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を前記第１混在比として推定する第３信号比推定部（信号比推定部５０３）と、
前記第１信号の推定値と前記第３信号の推定値を、前記第２適応フィルタの係数の時間変化に基づいて混合して第２混合信号を生成する第４混合部（混合部１１０６）と、
前記第２混合信号と前記第４信号の推定値を用いて前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を前記第４混在比として推定する第６信号比推定部（信号比推定部１１０３）と、
を備えた付記６に記載の信号処理装置。
（付記１１）
前記第２混合部（混合部５０６）は、
前記第１適応フィルタの係数更新開始時に前記第１混合信号における前記第４信号の推定値の含有割合を１００％に設定し、前記第１適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第１混合信号における前記第４信号の推定値の含有割合を０％に設定し、
前記第４混合部（混合部１１０６）は、
前記第２適応フィルタの係数更新開始時に前記第２混合信号における前記第１信号の推定値の含有割合を１００％に設定し、前記第２適応フィルタの係数の時間変化が十分に小さくなったとき前記第２混合信号における前記第１信号の推定値の含有割合を０％に設定する
付記１０に記載の信号処理装置。
（付記１２）
前記係数の時間変化は、
前記係数の２乗総和または絶対値総和の時間変化である
付記３または５または９または１１に記載の信号処理装置。
（付記１３）
前記係数の時間変化は、
前記係数の２乗部分和または絶対値部分和の時間変化である
付記３または５または９または１１に記載の信号処理装置。
（付記１４）
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力し、
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力し、
前記第２混在信号を第１適応フィルタ（適応フィルタ１０３、２０３）で処理して前記第２信号の推定値を生成し、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成し、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定し、
前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御する
信号処理方法。
（付記１５）
前記第１信号の推定値を第２適応フィルタ（適応フィルタ８０３）で処理して前記第３信号の推定値を生成し、
前記第２混在信号から前記第３信号の推定値を減算して前記第４信号の推定値を生成し、
前記第１適応フィルタは前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を処理し、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値と前記第１信号の推定値と前記第２適応フィルタの係数とをさらに用いて、
前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第４混在比としてさらに推定し、
前記第４混在比を用いて前記第３信号の推定値の生成を制御する
付記１４に記載の信号処理方法。
（付記１６）
コンピュータに、
第１信号と第２信号が混在した第１混在信号を入力するステップと
前記第１信号と相関のある第３信号と前記第２信号と相関のある第４信号とが混在した第２混在信号を入力するステップと、
前記第２混在信号を第１適応フィルタ（適応フィルタ１０３、２０３）で処理して前記第２信号の推定値を生成するステップと、
前記第１混在信号と前記第２信号の推定値から前記第１信号の推定値を生成するステップと、
前記第１信号の推定値と前記第２信号の推定値と前記第２混在信号と前記第１適応フィルタの係数とを用いて前記第１信号と前記第２信号の振幅または電力の比を第１混在比として推定するステップと、
前記第１混在比を用いて前記第２信号の推定値の生成を制御するステップと
を実行させる信号処理プログラム。
（付記１７）
コンピュータに、
前記第１信号の推定値を第２適応フィルタ（適応フィルタ８０３）で処理して前記第３信号の推定値を生成するステップと、
前記第２混在信号から前記第３信号の推定値を減算して前記第４信号の推定値を生成するステップと、
前記第１適応フィルタは前記第２混在信号に代えて前記第４信号の推定値を処理するステップと、
前記第４信号の推定値と前記第３信号の推定値と前記第１信号の推定値と前記第２適応フィルタの係数とをさらに用いて、
前記第４信号と前記第３信号の振幅または電力の比を第４混在比としてさらに推定するステップと、
前記第４混在比を用いて前記第３信号の推定値の生成を制御するステップと
を実行させる付記１６に記載の信号処理プログラム。
【符号の説明】
【0110】
１００ 信号処理装置
１０１ 第１入力部
１０２ 第２入力部
１０３，２０３ 適応フィルタ（第１適応フィルタの一例に相当）
１０４，２０４ 減算部（第１減算部の一例に相当）
１０６，２０６，８０６ 推定部
１０７ 係数更新制御部
１４１ 係数
２００，８００ 雑音消去装置（信号処理装置の一例に相当）
２０１ 入力端子（第１入力部の一例に相当）
２０２ 入力端子（第２入力部の一例に相当）
２０５，８０５ 出力端子
３０１ 信号比推定部（第１信号比推定部の一例に相当）
３０２ 信号比推定部（第２信号比推定部の一例に相当）
３０５ 混合部（第１混合部の一例に相当）
５０６ 混合部（第２混合部の一例に相当）
５０３ 信号比推定部（第３信号比推定部の一例に相当）
８０３ 適応フィルタ（第２適応フィルタの一例に相当）
８０４ 減算部（第２減算部の一例に相当）
９０１ 信号比推定部（第４信号比推定部の一例に相当）
９０２ 信号比推定部（第５信号比推定部の一例に相当）
９０５ 混合部（第３混合部の一例に相当）
１００６ 逆数計算部
１１０６ 混合部（第４混合部の一例に相当）
１１０３ 信号比推定部（第６信号比推定部の一例に相当）
Ａ 信号源
Ｂ 信号源
ｅ１（ｋ） 第１信号の推定値，音声信号の推定値、劣化信号
ｅ２（ｋ） 雑音の推定値（第４信号の推定値の一例に相当）
ｎ１（ｋ） 第２信号の推定値，擬似雑音（第２信号の推定値の一例に相当）
ｎ２（ｋ） 擬似クロストーク（第３信号の推定値の一例に相当）
ｎ３（ｋ） 混合信号（第１混合信号の一例に相当）
ｎ４（ｋ） 混合信号（第２混合信号の一例に相当）
Ｒ１（ｋ） 第１混在比
Ｒ２（ｋ） 第２混在比
Ｒ３（ｋ） 第３混在比
Ｒ４（ｋ） 第４混在比
Ｒ５（ｋ） 第５混在比
Ｒ６（ｋ） 第６混在比
１０１ 第１入力部
１０２ 第２入力部
１０３，２０３ 適応フィルタ（第１適応フィルタの一例に相当）
１０４，２０４ 減算部（第１減算部の一例に相当）
１０６，２０６，８０６ 推定部
１０７ 係数更新制御部
１４１ 係数
２００，８００ 雑音消去装置（信号処理装置の一例に相当）
２０１ 入力端子（第１入力部の一例に相当）
２０２ 入力端子（第２入力部の一例に相当）
２０５，８０５ 出力端子
３０１ 信号比推定部（第１信号比推定部の一例に相当）
３０２ 信号比推定部（第２信号比推定部の一例に相当）
３０５ 混合部（第１混合部の一例に相当）
５０６ 混合部（第２混合部の一例に相当）
５０３ 信号比推定部（第３信号比推定部の一例に相当）
８０３ 適応フィルタ（第２適応フィルタの一例に相当）
８０４ 減算部（第２減算部の一例に相当）
９０１ 信号比推定部（第４信号比推定部の一例に相当）
９０２ 信号比推定部（第５信号比推定部の一例に相当）
９０５ 混合部（第３混合部の一例に相当）
１００６ 逆数計算部
１１０６ 混合部（第４混合部の一例に相当）
１１０３ 信号比推定部（第６信号比推定部の一例に相当）
Ａ 信号源
Ｂ 信号源
ｅ１（ｋ） 第１信号の推定値，音声信号の推定値、劣化信号
ｅ２（ｋ） 雑音の推定値（第４信号の推定値の一例に相当）
ｎ１（ｋ） 第２信号の推定値，擬似雑音（第２信号の推定値の一例に相当）
ｎ２（ｋ） 擬似クロストーク（第３信号の推定値の一例に相当）
ｎ３（ｋ） 混合信号（第１混合信号の一例に相当）
ｎ４（ｋ） 混合信号（第２混合信号の一例に相当）
Ｒ１（ｋ） 第１混在比
Ｒ２（ｋ） 第２混在比
Ｒ３（ｋ） 第３混在比
Ｒ４（ｋ） 第４混在比
Ｒ５（ｋ） 第５混在比
Ｒ６（ｋ） 第６混在比
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】