信号処理方法および装置
信号処理装置は、第１の信号を入力として第１の擬似信号を生成する第１の適応フィルタと、第２の信号から第１の擬似信号を差し引いて第１の差信号を出力する第１の減算器と、第１の信号を入力として第２の擬似信号を生成する第２の適応フィルタと、第２の信号から第２の擬似信号を差し引いて第２の差信号を出力する第２の減算器と、第２の擬似信号と第２の差信号との相対関係に応じて、第１の適応フィルタの更新に用いられる第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、第１の信号と第２の信号との相対関係に応じて、第２の適応フィルタの更新に用いられる第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理方法および信号処理装置に関し、特に、マイクロフォン、ハンドセット、通信路等から入力した所望の信号に対して混入した他の信号を消去し、または、そのような所望の信号を強調するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロフォンやハンドセット等から入力した音声信号は、音声符号化や音声認識処理の対象となる。このような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、音声符号化や音声認識を行う上で、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信号処理装置として、参考文献［１］〜［９］、［２３］には、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。
【０００３】
２入力型雑音消去装置は、参照入力端子に入力し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からこの擬似雑音信号を差し引くことによって、雑音信号を抑圧するように動作する。受音信号とは、音声信号と雑音信号とが混在した信号のことであり、一般に、マイクロフォンやハンドセットから音声入力端子に入力する信号は受音信号である。このとき、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修正される。
【０００４】
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は、参考文献［２３］に記載されている「ＬＭＳアルゴリズム（Ｌｅａｓｔ−Ｍｅａｎ−Ｓｑｕａｒｅ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）」や参考文献［２４］に記載されている「ＬＩＭ（Ｌｅａｒｎｉｎｇ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）」が知られている。
【０００５】
図１は、従来の２入力型雑音消去装置の代表的な構成を示す図である。この雑音消去装置は、２つの入力端子１０１、１０２と適応フィルタ１０７と減算器１１１と出力端子１１３とを備えている。
【０００６】
入力端子１０１には、話者の近傍に置かれたマイクロフォンによって音響−電気変換された信号が入力される。入力された信号Ｘｐ（ｋ）は、目的とする音声信号Ｓ（ｋ）に背景雑音信号ｎ（ｋ）が混入したものであり、式（１）で表される。
【０００７】
Ｘｐ（ｋ）＝Ｓ（ｋ）＋ｎ（ｋ） …（１）
一方、入力端子１０２には、入力端子１０１よりも話者から離れた位置に置かれたマイクロフォンによって音響−電気変換された信号が入力される。入力端子２に接続するマイクロフォンが、十分に話者から離れた位置にあり、十分に雑音源に近い場合、入力端子１０２に入力された信号Ｘｒ（ｋ）は、入力端子１０１に入力される背景雑音信号Ｎ（ｋ）に相当し、式（２）が成り立つ。
【０００８】
Ｘｒ（ｋ）＝Ｎ（ｋ） …（２）
適応フィルタ１０７は、入力端子１０２に入力された信号Ｘｒ（ｋ）を入力としてフィルタ演算を行い、演算結果として擬似雑音信号Ｒ（ｋ）を出力する。
【０００９】
減算器１１１は、入力端子１０１に入力された信号Ｘｐ（ｋ）から、適応フィルタ１０７が出力する擬似雑音信号Ｒ（ｋ）を減算して差信号ｅ（ｋ）を生成し、雑音消去装置の出力信号として出力端子１１３に伝達するとともに、適応フィルタ１０７の係数更新のための誤差信号として適応フィルタ１０７に供給する。差信号ｅ（ｋ）は、式（３）で与えられる。
【００１０】
ｅ（ｋ）＝Ｓ（ｋ）＋ｎ（ｋ）−Ｒ（ｋ） …（３）
適応フィルタ１０７は、入力された誤差信号をもとに、係数修正アルゴリズムを用いてフィルタの係数の更新を行う。ここで、適応フィルタの係数更新アルゴリズムとして、参考文献［２３］に記載のＬＭＳアルゴリズムを仮定し、時刻ｋにおける適応フィルタ１０７のｊ番目の係数をｗｊ（ｋ）とすると、適応フィルタ１０７が出力する擬似雑音信号Ｒ（ｋ）は、式（４）で表される。
【００１１】
【数１】
【００１２】
ここで、Ｎは適応フィルタ１０７のタップ数を示す。また、係数の更新は、式（５）にしたがって行われる。
【００１３】
ｗｊ（ｋ＋１）＝ｗｊ（ｋ）＋α・ｅ（ｋ）・Ｘｒ（ｋ−ｊ） …（５）
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を決定するパラメータである。ステップサイズαが大きい場合には、係数の修正量が多くなるため、収束が早くなるが、その一方で、最適値付近での係数変動が大きくなり、最終的な残留誤差が大きくなる。反対に、ステップサイズαが小さい場合には、収束時間は増加するが、最終的な残留誤差が小さくなる。
【００１４】
式（３）に示したように、誤差信号ｅ（ｋ）は、音声信号Ｓ（ｋ）を含んでおり、係数更新動作はｅ（ｋ）＝０となるように行われるために、Ｓ（ｋ）≠０の時、Ｒ（ｋ）＝ｎ（ｋ）となるような係数更新動作は行われない。このため、音声信号Ｓ（ｋ）が、適応フィルタ１０７の係数更新動作にとっては、妨害信号として大きな影響を与える。音声信号Ｓ（ｋ）の影響を軽減するためには、ステップサイズαを極めて小さな値に設定する必要がある。しかし、上述したようにステップサイズを小さくすると適応フィルタ１０７の収束時間が増加するという問題が生じる。
【００１５】
このような問題を考慮した方式として、参考文献［１０］〜［１９］、［２５］に、ステップサイズの制御を行う雑音消去装置が記載されている。
【００１６】
図２は、参考文献［２５］に記載された、ステップサイズの制御を行う従来の適応型雑音消去装置（ａｄａｐｔｉｖｅ ｎｏｉｓｅ ｃａｎｃｅｌｌｅｒ）の構成を示す図である。図２に示すように、この従来の装置は、２つの適応フィルタ５、７を備え、適応フィルタ５を用いて推定した入力端子１における信号対雑音比を用いて、適応フィルタ７のステップサイズを制御する。音声信号が雑音信号より大きいときには小さなステップサイズ、逆の状態では大きなステップサイズとなるように制御することによって、適応フィルタ７の収束時間を短縮し、出力端子１３に伝達される雑音消去後の信号における歪を減らすことができる。この雑音除去装置には、さらに、２つの遅延回路３、４と２つの減算器９、１１とステップサイズ制御回路１９と信号対雑音比推定回路２１とを備えている。
【００１７】
適応フィルタ５の動作は、上述の図１に示した装置における適応フィルタ１０７の動作と等しい。したがって、信号対雑音比推定回路２１には、入力端子１における雑音の影響をとり除かれた音声信号成分の推定値と、入力端子１における雑音信号成分の推定値とが供給される。これは、信号対雑音比推定回路２１の入力が、入力端子１における音声成分を近似する減算器９の出力と、雑音成分を近似する適応フィルタ５の出力となっているためである。なお、信号対雑音比推定回路は、信号対雑音電力相対関係推定回路とも呼ばれる。
【００１８】
信号対雑音比推定回路２１では、供給される音声信号成分の推定値と雑音信号成分の推定値とを用いて、信号対雑音比の推定値を求める。信号対雑音比推定回路２１で求められた信号対雑音比は、ステップサイズ制御回路１９に供給され、得られたステップサイズが適応フィルタ７に供給される。
【００１９】
一方、適応フィルタ７への入力信号は、図１の適応フィルタ１０７の場合とは異なり、入力端子２に供給された信号を遅延回路４で遅延させたものとなっている。同様に、減算器１１に入力端子１から供給される信号は、図１に示した回路の減算器１１１と異なり、遅延回路３で遅延させたものとなっている。遅延回路３、４は、等しい時間の遅延を発生させ、適応フィルタ７による雑音消去が、入力端子１、２に供給された信号を同一の時間だけ遅延させた信号に対して実行されるように構成されている。遅延回路３が生じる遅延時間と遅延回路４が生じる遅延時間は、信号対雑音比推定回路２１が推定値を算出する際に生じる遅延時間以上に設定される。減算器１１は、図１に示した装置の減算器１１と同様に雑音を消去し、出力を出力端子１３に伝達する。
【００２０】
信号対雑音比推定回路２１の構成は、図３のように表すことができる。信号対雑音比推定回路２１は、平均回路１４、１５及び演算回路１６から構成されている。平均回路１４は、音声信号成分の推定値が供給され、その平均値を算出して推定音声信号の平均値を出力する。同様に、平均回路１５は、雑音信号成分の推定値が供給され、その平均値を算出して推定雑音信号の平均値を出力する。平均回路１４、１５の出力は、いずれも演算回路１６に供給される。演算回路１６は、平均回路１４、１５から供給される推定音声信号成分の平均値と推定雑音信号成分の平均値とを用いて、平均信号対雑音比の推定値を求め、これを第１の信号対雑音比として出力する。
【００２１】
平均回路１４、１５は、時刻ｋ−Ｌから時刻ｋまでの平均電力Ｅ（ｋ）を計算する。入力信号をＹ（ｋ）とすると、平均電力Ｅ（ｋ）は式（６）で与えられる。
【００２２】
【数２】
【００２３】
また、式（６）のかわりに式（７）を用いてもよい。
【００２４】
Ｅ（ｋ）＝γ・Ｅ（ｋ−１）＋（１−γ）・Ｙ２（ｋ） …（７）
ただし、γは０＜γ＜１の定数である。
【００２５】
ステップサイズ制御回路１９は、信号対雑音比推定回路２１で求められた第１の信号対雑音比に基づいて計算したステップサイズを、適応フィルタ７に供給する。
【００２６】
時刻ｋにおける第１の信号対雑音比をＳＮＲ１（ｋ）とすると、ステップサイズ制御回路１９は、ＳＮＲ１（ｋ）を入力として、ステップサイズα１（ｋ）を計算する。
【００２７】
α１（ｋ）は、ＳＮＲ１ｍｉｎ＜ＳＮＲ１（ｋ）＜ＳＮＲ１ｍａｘで単調減少する関数ｆ１（ｘ）の値として求める。ここに、ＳＮＲ１ｍｉｎ、ＳＮＲ１ｍａｘは、ＳＮＲ１ｍｉｎ＜ＳＮＲ１ｍａｘを満たす定数である。
【００２８】
この関係は、式（８ａ）〜（８ｃ）で表すことができる。
【００２９】
α１（ｋ）＝α１ｍａｘ
（ＳＮＲ１（ｋ）＜ＳＮＲ１ｍｉｎ） …（８ａ）
α１（ｋ）＝ｆ１（ＳＮＲ１（ｋ））
（ＳＮＲ１ｍｉｎ≦ＳＮＲ１（ｋ）≦ＳＮＲ１ｍａｘ） …（８ｂ）
α１（ｋ）＝α１ｍｉｎ
（ＳＮＲ１（ｋ）＞ＳＮＲ１ｍａｘ） …（８ｃ）
ただし、α１ｍｉｎ、α１ｍａｘは、α１ｍｉｎ＜α１ｍａｘを満たす定数である。
【００３０】
単調減少関数ｆ１（ｘ）は、例えば、式（９ａ）〜（９ｃ）で表すことができる。
【００３１】
ｆ１（ｘ）＝−Ａ・ｘ＋Ｂ …（９ａ）
ただし、
Ａ＝（α１ｍａｘ−α１ｍｉｎ）／（ＳＮＲ１ｍａｘ−ＳＮＲ１ｍｉｎ） …（９ｂ）
Ｂ＝｛α１ｍａｘ＋α１ｍｉｎ＋Ａ・（ＳＮＲ１ｍａｘ＋ＳＮＲ１ｍｉｎ）｝／２ …（９ｃ）
参考文献［２５］に記載された雑音消去装置によれば、第２の適応フィルタ５を用いて音声入力端子における信号対雑音比を推定することにより、信号対雑音比が大きいときには小さなステップサイズ、逆の状態では大きなステップサイズとなるように、第１の適応フィルタ７のステップサイズを制御することができる。このため、妨害信号の影響を軽減した動作が可能となる。
【００３２】
しかしながら、入力端子２に供給される信号が、十分に話者から離れた位置で収集されていない場合には、式（１０）に示すように、入力端子２に入力される信号ＸＲ（ｋ）は、背景雑音信号Ｎ（ｋ）に音声信号ｓ（ｋ）が混入したものとなり、音声信号ｓ（ｋ）と相関のある成分が適応フィルタの出力に現れることになる。このため、出力端子１３に伝達される信号に歪を生じるだけでなく、信号対雑音比推定回路２１に供給される音声信号成分に誤りを生じる。
【００３３】
ＸＲ（ｋ）＝Ｎ（ｋ）＋ｓ（ｋ） …（１０）
このような問題を考慮した雑音除去装置として、参考文献［２０］、［２１］、［２６］には、音声信号が参照入力端子に到達するまでに通る経路のインパルス応答を近似する適応フィルタを用いた雑音消去装置が記載されている。図４は、参考文献［２６］に記載された雑音消去装置の構成を示している。
【００３４】
図４に示した雑音消去装置は、図２に示した雑音消去装置に対し、さらに、適応フィルタ６、８と減算器１０、１２とステップサイズ制御回路２０と信号対雑音比推定回路２２とを追加したものである。この雑音消去装置では、入力端子２に漏れこむ音声信号に対応した信号を適応フィルタ８が生成し、適応フィルタ８の出力を入力端子２に供給される信号から減算した結果を適応フィルタ７に供給することにより、入力端子２に漏れこむ音声信号の妨害を軽減している。適応フィルタ６及び信号対雑音比推定回路２２は、図２に示した雑音消去装置の場合と同様の原理にしたがって、適応フィルタ８のステップサイズを制御する。図４に示す装置において適応フィルタ７への入力信号は、図２に示す装置の場合とは異なり、音声の影響をとり除かれた雑音信号成分の推定値となっている。これは、適応フィルタ７の入力が、入力端子２における雑音成分を近似する減算器１２の出力となっているためである。同様に、図４に示す装置において、適応フィルタ５の入力信号は、図２に示す装置の場合と異なり、減算器１０の出力となっている。
【００３５】
適応フィルタ８の入力信号は、雑音の影響をとり除かれた音声信号成分の推定値となっている。これは、適応フィルタ８の入力が、入力端子１における音声成分を近似する減算器１１の出力となっているためである。適応フィルタ８は、減算器１１から供給された信号に対してフィルタ演算を行い、演算結果として第１の擬似音声信号を出力する。同様に、適応フィルタ６の入力信号は、減算器９の出力となっている。適応フィルタ６は、減算器９から供給された信号に対してフィルタ演算を行い、演算結果として第２の擬似音声信号を出力する。
【００３６】
減算器１２は、遅延回路４の出力から適応フィルタ８の出力を減算し、減算結果を出力として適応フィルタ７に供給するとともに、係数更新のための誤差信号として適応フィルタ８に伝達する。減算器１０は、入力端子２に供給される信号から適応フィルタ６の出力を減算し、その減算結果を適応フィルタ５に供給するとともに、係数更新のための誤差信号として適応フィルタ６に伝達する。
【００３７】
信号対雑音比推定回路２２には、入力端子２における音声の影響を取り除かれた雑音信号成分の推定値と、入力端子２における音声信号成分の推定値が供給される。これは、信号対雑音比推定回路２の入力が、入力端子２における雑音成分を近似する減算器１０の出力と、音声成分を近似する適応フィルタ６の出力となっているためである。信号対雑音比推定回路２２の構成は、図３を用いて説明した信号対雑音比推定回路２１の構成と等しい。したがって、信号対雑音比推定回路２２は、供給される音声信号成分の推定値と雑音信号成分の推定値とを用いて、信号対雑音比の推定値を求め、第２の信号対雑音比として、ステップサイズ制御回路２０に供給する。
【００３８】
ステップサイズ制御回路２０は、信号対雑音比推定回路２２で求められた第２の信号対雑音比に基づいて計算したステップサイズを、適応フィルタ８に供給する。
【００３９】
時刻ｋにおける第２の信号対雑音比の推定値をＳＮＲ２（ｋ）とすると、ステップサイズ制御回路２０は、ＳＮＲ２（ｋ）を入力として、ステップサイズα２（ｋ）を計算する。
【００４０】
α２（ｋ）は、ＳＮＲ２ｍｉｎ＜ＳＮＲ２（ｋ）＜ＳＮＲ２ｍａｘで単調増加する関数ｆ２（ｘ）の値として求める。ここで、ＳＮＲ２ｍｉｎ、ＳＮＲ２ｍａｘは、ＳＮＲ２ｍｉｎ＜ＳＮＲ２ｍａｘを満たす定数である。この関係は、式（１１ａ）〜（１１ｃ）で表すことができる。
【００４１】
α２（ｋ）＝α２ｍｉｎ
（ＳＮＲ２（ｋ）＜ＳＮＲ２ｍｉｎ） …（１１ａ）
α２（ｋ）＝ｆ２（ＳＮＲ２（ｋ））
（ＳＮＲ２ｍｉｎ≦ＳＮＲ２（ｋ）≦ＳＮＲ２ｍａｘ） …（１１ｂ）
α２（ｋ）＝α２ｍａｘ
（ＳＮＲ２（ｋ）＞ＳＮＲ２ｍａｘ） …（１１ｃ）
ただし、α２ｍｉｎ、α２ｍａｘは、α２ｍｉｎ＜α２ｍａｘを満たす定数である。
【００４２】
単調増加関数ｆ２（ｘ）は、例えば、式（１２ａ）〜（１２ｃ）とすることができる。
【００４３】
ｆ２（ｘ）＝Ｃ・ｘ＋Ｄ …（１２ａ）
Ｃ＝（α２ｍａｘ−α２ｍｉｎ）／（ＳＮＲ２ｍａｘ−ＳＮＲ２ｍｉｎ） …（１２ｂ）
Ｄ＝｛α２ｍａｘ＋α２ｍｉｎ−Ｃ・（ＳＮＲ２ｍａｘ＋ＳＮＲ２ｍｉｎ）｝／２ …（１２ｃ）
参考文献［２６］に記載の雑音消去装置によれば、適応フィルタ８を用いて参照入力端子に漏れこむ音声信号を推定し、この推定値を減算器で差し引くことにより、入力端子２に漏れこむ音声信号による妨害を軽減することができる。また、適応フィルタ６を用いて参照入力端子における信号対雑音比を推定することにより、信号対雑音比が大きいときには大きなステップサイズ、逆の状態では小さなステップサイズとなるように、適応フィルタ８のステップサイズを制御することができ、妨害信号の影響を軽減した動作が可能となる。
【００４４】
以下、本明細書で引用した参考文献を列挙する。
【特許文献１】［１］特開平９−３６７６３号公報
【特許文献２】［２］特開平８−５６１８０号公報
【特許文献３】［３］特開平６−２８４４９１号公報
【特許文献４】［４］特開平６−９０４９３号公報
【特許文献５】［５］特開平９−１８１６５３号公報
【特許文献６】［６］特開平５−７５３９１号公報
【特許文献７】［７］特開平５−１５８４９４号公報
【特許文献８】［８］特開平５−２２７８８号公報
【特許文献９】［９］特開昭６１−１９４９１４号公報
【特許文献１０】［１０］特開２０００−４４９４号公報
【特許文献１１】［１１］特開２０００−１７２２９９号公報
【特許文献１２】［１２］特開平１１−２７０９９号公報
【特許文献１３】［１３］特開平１１−３４５０００号公報
【特許文献１４】［１４］特開平１０−３２９８号公報
【特許文献１５】［１５］特開平１０−２１５１９３号公報
【特許文献１６】［１６］特開平９−１８２９１号公報
【特許文献１７】［１７］特開平８−２４１０８６号公報
【特許文献１８】［１８］特開昭６２−１３５０１９号公報
【特許文献１９】［１９］特開昭６１−１９４９１３号公報
【特許文献２０】［２０］特開平１０−２１５１９４号公報
【特許文献２１】［２１］特開平８−１１０７９４号公報
【特許文献２２】［２２］特表平１１−５０２３２４号公報
【非特許文献１】［２３］Ｂｅｒｎａｒｄ Ｗｉｄｒｏｗ ｅｔ．ａｌ，″Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｎｏｉｓｅ Ｃａｎｃｅｌｌｉｎｇ：Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，″ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ＯＦ ＩＥＥＥ，ＶＯＬ．６３，ＮＯ．１２，１９７５，ｐｐ．１６９２−１７１６
【非特許文献２】［２４］Ｊｉｎ−ｉｃｈｉ Ｎａｇｕｍｏ ａｎｄ Ａｔｓｕｈｉｋｏ Ｎｏｄａ，″Ａ Ｌｅａｒｎｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，″ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ，ＶＯＬ．１２，ＮＯ．３，１９６７，ｐｐ．２８２−２８７
【非特許文献３】［２５］Ｓｈｉｇｅｊｉ Ｉｋｅｄａ ａｎｄ Ａｋｉｈｉｋｏ Ｓｕｇｉｙａｍａ，″Ａｎ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｎｏｉｓｅ Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ ｗｉｔｈ Ｌｏｗ Ｓｉｇｎａｌ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｐｅｅｃｈ Ｃｏｄｅｃ，″ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＳＩＧＮＡＬ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ，ＶＯＬ．４７，ＮＯ．３，１９９９，ｐｐ．６６５−６７４
【非特許文献４】［２６］Ｓｈｉｇｅｊｉ Ｉｋｅｄａ ａｎｄ Ａｋｉｈｉｋｏ Ｓｕｇｉｙａｍａ，″Ａｎ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｎｏｉｓｅ Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ ｗｉｔｈ Ｌｏｗ Ｓｉｇｎａｌ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ Ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ，″ＩＥＩＣＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＦＵＮＤＡＭＥＮＴＡＬＳ，ＶＯＬ．Ｅ８２−Ａ，ＮＯ．８，１９９９，ｐｐ．１５１７−１５２５
【非特許文献５】［２７］Ｄａｖｉｄ Ｇ．Ｍｅｓｓｅｒｓｃｈｍｉｔｔ，″Ｅｃｈｏ Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ ｉｎ Ｓｐｅｅｃｈ ａｎｄ Ｄａｔａ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，″ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅ ａｓ ｉｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＶＯＬ．ＳＡＣ−２，ＮＯ．２，１９８４，ｐｐ．２８３−２９７
【非特許文献６】［２８］Ｊｏｈｎ Ｊ．Ｓｈｙｎｋ，″Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｏｍａｉｎ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｒａｔｅ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ，″ＩＥＥＥ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｍａｇａｚｉｎｅ，ＶＯＬ．９，ＮＯ．１，ｐｐ．１４−３７，１９９２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４５】
ところで、雑音消去装置が用いられる環境、及び、音声入力端子や参照入力端子の配置によって、音声入力端子や参照入力端子における信号対雑音比は広範囲に変化する。例えば図４を参照して説明した従来の装置では、適応フィルタ５、６の係数更新のステップサイズが固定値であるために、音声入力端子や参照入力端子における信号対雑音比の値によっては、収束時間が増加し、または、減算器９、１０の出力信号における歪が増加する。これらは、信号対雑音比推定回路２１、２２に供給される音声成分と雑音成分との推定値の精度の劣化を引き起こし、適応フィルタ７、８の収束時間の増加、あるいは出力端子１３に出力される出力音声における歪増加を生じる。
【００４６】
したがって、本発明の目的は、音声入力端子や参照入力端子における広範囲な信号対雑音比の入力信号に対して、収束時間が短く、出力音声における歪の少ない雑音消去を実現する信号処理方法を提供することにある。
【００４７】
本発明の別の目的は、音声入力端子や参照入力端子における広範囲な信号対雑音比の入力信号に対して、収束時間が短く、出力音声における歪の少ない雑音消去を実現する信号処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４８】
本発明の１つのアスペクトに係る信号処理方法は、第１の信号と、所望の信号を含む第２の信号とを用いて所望の信号を取り出す方法であって、第１の信号と第２の信号の関係を用いて、第１の信号と第２の信号を入力として動作する第１の信号処理を制御する段階と、第１の信号処理の結果を用いて、第１の信号と第２の信号を入力として動作する第２の信号処理を制御する段階と、を有する。
【００４９】
本発明の他のアスペクトに係る信号処理方法は、第１の信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成する段階と、第２の信号から第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する段階と、第１の差信号を用いて第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、第１の信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成する段階と、第２の信号から第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する段階と、第２の差信号を用いて第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、第２の擬似信号と第２の差信号との相対関係に応じて制御される第１のステップサイズを用いて第１の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、第１の信号と第２の信号との相対関係に応じて制御される第２のステップサイズを用いて第２の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、第１の差信号を出力する段階と、を有する。
【００５０】
第２の擬似信号と第２の差信号との相対関係や第１の信号と第２の信号との相対関係は、典型的には、信号対雑音比で表される。
【００５１】
本発明のさらに別のアスペクトに係る信号処理方法は、第１の信号と第２の信号とを入力とする信号処理方法であって、第１の中間信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、第２の信号から第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、第１の差信号を用いて第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、第２の中間信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、第２の信号から第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、第２の差信号を用いて第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、第１の差信号を入力とする第３の適応フィルタによって第３の擬似信号を生成し、第１の信号から第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、第３の差信号を第１の中間信号として第１の適応フィルタに入力し、第３の差信号を用いて第３の適応フィルタの係数を更新する段階と、第２の差信号を入力とする第４の適応フィルタによって第４の擬似信号を生成し、第１の信号から第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、第４の差信号を第２の中間信号として第２の適応フィルタに入力し、第４の差信号を用いて第４の適応フィルタの係数を更新する段階と、信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズを用いて第１の適応フィルタの係数更新を制御し、第２のステップサイズを用いて第２の適応フィルタの係数更新を制御し、第３のステップサイズを用いて第３の適応フィルタの係数更新を制御し、第４のステップサイズを用いて第４の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、第１の差信号を出力する段階と、を有する。
【００５２】
本発明において、信号間の相対関係は一例として信号対雑音比で表されるが、相対関係として、信号対雑音比以外の指標も用いてもよい。
【００５３】
信号間の相対関係の一例として、第１のステップサイズは第２の擬似信号と第２の差信号との相対関係に応じて制御され、第２のステップサイズは第１の信号と第２の信号との相対関係に応じて制御され、第３のステップサイズは第４の擬似信号と第４の差信号との相対関係に応じて制御され、第４のステップサイズは第１の信号と第２の信号との相対関係に応じて制御される。また別の例では、第１のステップサイズは第２の擬似信号と第２の差信号との相対関係に応じて制御され、第２のステップサイズは第１の信号と第２の信号との相対関係に応じて制御され、第３のステップサイズは、第４の擬似信号と第４の差信号との相対関係に応じて制御され、第４のステップサイズは、第４の擬似信号と第４の差信号との相対関係に応じて制御される。これらの例の他にも、各ステップサイズを求めるために用いられる相対関係を構成する信号の組合せは、多数、存在する。
【００５４】
本発明のさらに他のアスペクトにかかる信号処理装置は、第１の信号と、所望の信号を含む第２の信号とを入力し、所望の信号を取り出す信号処理装置であって、第１の信号と第２の信号の関係を計算する計算回路と、第１の信号と第２の信号を入力とする第１の信号処理手段と、第１の信号と第２の信号を入力とする第２の信号処理手段と、を備え、計算回路の出力を用いて第１の信号処理手段の動作が制御され、第１の信号処理手段の出力を用いて第２の信号処理手段の動作が制御される。
【００５５】
本発明のさらに他のアスペクトにかかる信号処理装置は、第１の信号を入力として第１の擬似信号を生成する第１の適応フィルタと、第２の信号から第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する第１の減算器と、第１の信号を入力として第２の擬似信号を生成する第２の適応フィルタと、第２の信号から第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する第２の減算器と、第２の擬似信号と第２の差信号の相対関係に応じて第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御手段と、第１の信号と第２の信号の相対関係に応じて第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御手段と、を有し、第１の差信号と第１のステップサイズを用いて第１の適応フィルタの係数が更新され、第２の差信号と第２のステップサイズを用いて第２の適応フィルタの係数が更新され、第１の差信号が出力される。
【００５６】
本発明のさらに他のアスペクトにかかる信号処理装置は、第１の信号と第２の信号と入力する信号処理装置であって、第１の中間信号を入力として第１の擬似信号を生成する第１の適応フィルタと、第２の信号から第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する第１の減算器と、第２の中間信号を入力として第２の擬似信号を生成する第２の適応フィルタと、第２の信号から第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する第２の減算器と、第１の差信号を入力として第３の擬似信号を生成する第３の適応フィルタと、第１の信号から第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、第３の差信号を第１の中間信号として第１の適応フィルタに供給する第３の減算器と、第２の差信号を入力として第４の擬似信号を生成する第４の適応フィルタと、第１の信号から第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、第４の差信号を第２の中間信号として第２の適応フィルタに供給する第４の減算器と、信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズ、第２のステップサイズ、第３のステップサイズ及び第４のステップサイズを生成するステップサイズ制御手段と、を有し、第１の差信号と第１のステップサイズを用いて第１の適応フィルタの係数が更新され、第２の差信号と第２のステップサイズを用いて第２の適応フィルタの係数が更新され、第３の差信号と第３のステップサイズを用いて第３の適応フィルタの係数が更新され、第４の差信号と第４のステップサイズを用いて第４の適応フィルタの係数が更新され、第１の差信号が出力される。
【００５７】
本発明によれば、信号対雑音比を推定し、信号対雑音比推定値を用いて適切に制御されたステップサイズを有する適応フィルタを動作させ、適応フィルタの出力信号に基づいて推定された信号対雑音比を用いて他の適応フィルタのステップサイズを決定することにより、音声入力端子や参照入力端子における、広範囲な信号対雑音比の入力信号に対して、収束時間が短く、かつ、出力音声における歪の少ない信号処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】従来の信号処理装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】従来の信号処理装置の構成の別の例を示すブロック図である。
【図３】図２に示した信号処理装置に用いられる信号対雑音比推定回路の構成を示すブロック図である。
【図４】従来の信号処理装置の構成のさらに別の例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の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の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第５の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第８の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の信号処理装置を用いる音声認識装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１４】本発明の信号処理装置を用いるロボット装置の構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
本発明を実施するための最良の形態について説明する。以下では、本発明に基づく信号処理装置を、音声信号を処理する装置として実現化した形態、特に、雑音消去装置として実現した例を挙げて説明する。しかしながら、以下の各実施形態の信号処理装置は、その構成を変更することなく、雑音消去装置以外の各種の信号処理装置として用いることができることは、いうまでもない。
【００６０】
図５に示した本発明の第１の実施形態の信号処理装置は、音声入力端子１と、参照入力端子２と、出力端子１３と、音声入力端子１から入力される第１の受音信号ＸＰ（ｋ）を受けて第１の受音信号に予め定められた遅延時間を与えて第１の遅延受音信号を生成する第１の遅延回路３と、参照入力端子２から入力される第２の受音信号ＸＲ（ｋ）を受けて第２の受音信号に第１の遅延回路３と同じ遅延時間を与えて第２の遅延受音信号を生成する第２の遅延回路４と、第１の遅延受音信号から第１の擬似雑音信号を減算して第１の誤差信号を生成する第１の減算器１１と、第２の遅延受音信号から第１の擬似音声信号を減算して第２の誤差信号を生成する第２の減算器１２と、第２の誤差信号を入力として第１の擬似雑音信号を生成して第１の誤差信号が最小となるように係数を更新する第１の適応フィルタ７と、第１の誤差信号を入力として第１の擬似音声信号を生成し第２の誤差信号が最小となるように係数を更新する第２の適応フィルタ８と、備える。第１の減算器１１からの第１の誤差信号は、雑音が消去された音声信号として、出力端子１３にも出力されている。
【００６１】
さらに、図５に示した信号処理装置は、第１の受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する第３の減算器９と、第２の受音信号から第２の擬似音声信号を減算して第４の誤差信号を生成する第４の減算器１０と、第４の誤差信号を入力として第２の擬似雑音信号を生成し、第３の誤差信号が最小となるように係数を更新する第３の適応フィルタ５と、第３の誤差信号を入力として第２の擬似音声信号を生成し第４の誤差信号が最小となるように係数を更新する第４の適応フィルタ６と、第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する第１の信号対雑音比回路２１と、第２の擬似音声信号と第４の誤差信号とから第２の信号対雑音相対関係を生成する第２の信号対雑音比回路２２と、第１の受音信号と第２の受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する第３の信号対雑音比回路２３と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第１のステップサイズ制御回路１９と、第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第２のステップサイズ制御回路２０と、第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第３のステップサイズ制御回路１７と、同じく第３の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第４のステップサイズ制御回路１８と、を備えている。
【００６２】
上述の信号処理装置において、信号対雑音比推定回路２１〜２３としては、図３を用いて説明した信号対雑音比推定回路を使用することができる。したがって、上述したものでは、信号対雑音相対関係として、信号対雑音比が用いられることになる。
【００６３】
図４と図５とを比較すれば分かるように、図５に示した信号処理装置は、図４に示した従来の信号処理装置に対し、さらに第３の信号対雑音比推定回路２３と第３のステップサイズ制御回路１７と第４のステップサイズ制御回路１８を追加した構成のものである。図５において、図４に示した要素と同一または同等の要素には、同一の参照符号が付されている。そこで、以下では、図４におけるものと同一の要素についての説明は重複をさけるために省略し、信号対雑音比推定回路２３、ステップサイズ制御回路１７及びステップサイズ制御回路１８を中心にして、図５に示した信号処理装置を説明する。
【００６４】
音声入力端子１に入力された第１の受音信号と参照入力端子２に入力された第２の受音信号とが供給される信号対雑音比推定回路２３は、第１の受音信号を音声信号成分の推定値とし、第２の受音信号を雑音信号成分の推定値として、信号対雑音比の推定値を求め、これを第３の信号対雑音相対関係である第３の信号対雑音比として出力する。信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比は、ステップサイズ制御回路１７及びステップサイズ制御回路１８に供給され、得られたステップサイズが、それぞれ、適応フィルタ５及び適応フィルタ６に供給される。
【００６５】
ステップサイズ制御回路１７は、信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比に基づいて計算したステップサイズα３（ｋ）を、適応フィルタ５に供給する。時刻ｋにおける第３の信号対雑音比の推定値をＳＮＲ３（ｋ）とすると、ステップサイズ制御回路１７は、ＳＮＲ３（ｋ）を入力としてステップサイズα３（ｋ）を計算する。
【００６６】
α３（ｋ）は、ＳＮＲ３ｍｉｎ＜ＳＮＲ３（ｋ）＜ＳＮＲ３ｍａｘで単調減少する関数ｆ３（ｘ）の値として求める。ここに、ＳＮＲ３ｍｉｎ、ＳＮＲ３ｍａｘは、ＳＮＲ３ｍｉｎ＜ＳＮＲ３ｍａｘを満たす定数である。この関係は、式（１３ａ）〜（１３ｃ）で表わすことができる。
【００６７】
α３（ｋ）＝α３ｍａｘ
（ＳＮＲ３（ｋ）＜ＳＮＲ３ｍｉｎ） …（１３ａ）
α３（ｋ）＝ｆ３（ＳＮＲ３（ｋ））
（ＳＮＲ３ｍｉｎ≦ＳＮＲ３（ｋ）≦ＳＮＲ３ｍａｘ） …（１３ｂ）
α３（ｋ）＝α３ｍｉｎ
（ＳＮＲ３（ｋ）＞ＳＮＲ３ｍａｘ） …（１３ｃ）
ただし、α３ｍｉｎ、α３ｍａｘは、α３ｍｉｎ＜α３ｍａｘを満たす定数である。
【００６８】
単調減少関数ｆ３（ｘ）は、式（９ａ）〜（９ｃ）のα１ｍａｘ、α１ｍｉｎ、ＳＮＲ１ｍａｘ、ＳＮＲ１ｍｉｎの代わりに、α３ｍａｘ、α３ｍｉｎ、ＳＮＲ３ｍａｘ、ＳＮＲ３ｍｉｎを用いて、ｆ１（ｘ）と同様に決定できる。
【００６９】
ステップサイズ制御回路１８は、信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比ＳＮＲ３（ｋ）に基づいて計算したステップサイズα４（ｋ）を、適応フィルタ６に供給する。
【００７０】
α４（ｋ）は、ＳＮＲ４ｍｉｎ＜ＳＮＲ４（ｋ）＜ＳＮＲ４ｍａｘで単調増加する関数ｆ４（ｘ）の値として求める。ここでＳＮＲ４ｍｉｎ、ＳＮＲ４ｍａｘは、ＳＮＲ４ｍｉｎ＜ＳＮＲ４ｍａｘを満たす定数である。この関係は、式（１４ａ）〜（１４ｃ）で表わすことができる。
【００７１】
α４（ｋ）＝α４ｍｉｎ
（ＳＮＲ３（ｋ）＜ＳＮＲ４ｍｉｎ） …（１４ａ）
α４（ｋ）＝ｆ４（ＳＮＲ３（ｋ））
（ＳＮＲ４ｍｉｎ≦ＳＮＲ３（ｋ）≦ＳＮＲ４ｍａｘ） …（１４ｂ）
α４（ｋ）＝α４ｍａｘ
（ＳＮＲ３（ｋ）＞ＳＮＲ４ｍａｘ） …（１４ｃ）
ただし、α４ｍｉｎ、α４ｍａｘは、α４ｍｉｎ＜α４ｍａｘを満たす定数である。
【００７２】
単調増加関数ｆ４（ｘ）は、上式（１２ａ）〜（１２ｃ）のα２ｍａｘ、α２ｍｉｎ、ＳＮＲ２ｍａｘ、ＳＮＲ２ｍｉｎの代わりに、α４ｍａｘ、α４ｍｉｎ、ＳＮＲ４ｍａｘ、ＳＮＲ４ｍｉｎを用いて、ｆ２（ｘ）と同様に決定できる。
【００７３】
次に、図５に示した信号処理装置すなわち雑音消去装置の動作原理について説明する。
【００７４】
この信号処理装置は、音声入力端子１から入力される第１の受音信号に混入する雑音信号を消去するために、第１の受音信号に含まれる雑音信号を推定する第１の適応フィルタ７と、参照入力端子２に入力される第２の受音信号に混入する音声信号を消去するために第２の受音信号に含まれる音声信号を推定する第２の適応フィルタ８と、第１の受音信号及び第２の受音信号における信号対雑音相対関係（すなわち信号対雑音比）を推定するために、音声入力端子１から入力される第１の受音信号に含まれる雑音信号を推定する第３の適応フィルタ５と、参照入力端子２に入力される第２の受音信号に含まれる音声信号を推定する第４の適応フィルタ６とを備えている。そして、第１のステップサイズ制御回路１９は、第１の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が多いと判断したときは、第１の適応フィルタ７に対して大きなステップサイズを供給し、収束を速める。逆に、第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が少ないと判断したときは、第１のステップサイズ制御回路１９は、第１の適応フィルタ７に小さなステップサイズを供給し、誤った収束へ向かうことを防止する。同様に、第２のステップサイズ制御回路２０は、第２の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、第２の受音信号において雑音信号に比べ音声信号が多いと判断したときは、第２の適応フィルタ８に大きなステップサイズを供給し、収束を速める。逆に、雑音信号に比べ音声信号が少ないと判断したときは、第２のステップサイズ制御回路２０は、第２の適応フィルタ８に小さなステップサイズを供給し、誤った収束へ向かうことを防止する。
【００７５】
さらに、第１の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、第３のステップサイズ制御回路１７は、第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が多いと判断したときは、第３の適応フィルタ５に大きなステップサイズを供給し、収束を速める。逆に、第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が少ないと判断したときは、第３のステップサイズ制御回路１７は、第３の適応フィルタ５に小さなステップサイズを供給し、誤った収束へ向かうことを防止する。同様に、第４のステップサイズ制御回路１８は、第２の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、第２の受音信号において雑音信号に比べ音声信号が多いと判断したときは、第４の適応フィルタ６に大きなステップサイズを供給し、収束を速める。逆に、雑音信号に比べ音声信号が少ないと判断したときは、第４のステップサイズ制御回路１８は、第４の適応フィルタ６に小さなステップサイズを供給し、誤った収束へ向かうことを防止する。
【００７６】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態による信号処理装置は、音声入力端子１と参照入力端子２に入力される信号を用いて推定した信号対雑音比を用いて適応フィルタ５の係数更新動作にとって妨害となる信号の大きさを推定し、適応フィルタ５のステップサイズを、信号対雑音比が大きいときには小さなステップサイズとして係数更新動作への妨害信号の影響を軽減し、逆の状態では大きなステップサイズとして係数更新動作の収束時間を短縮するように制御する。同様に、この信号処理装置は、適応フィルタ６のステップサイズを、信号対雑音比が大きいときには大きなステップサイズ、逆の状態では小さなステップサイズとなるように制御する。したがって、音声入力端子１や参照入力端子２における信号対雑音比の値に依存せず、収束時間が短縮し、または、減算器９及び１０の出力信号における歪が減少する。これらは、信号対雑音比推定回路２１及び２２に供給する音声成分と雑音成分の推定値精度の向上につながり、適応フィルタ７及び８の収束時間の短縮、あるいは出力端子１３に出力される出力音声における歪削減を達成する。すなわち、音声入力端子１や参照入力端子２における広範囲な信号対雑音比の入力信号に対して、適応フィルタ７及び８の収束時間が短く、出力音声における歪の少ない雑音消去装置として用いられることの信号処理装置が得られたことになる。
【００７７】
上述した第１の実施形態での処理手順は、具体的には、以下の、
（ａ１）受音信号に予め定められた遅延時間を与えて第１及び第２の遅延受音信号を生成する段階、
（ａ２）第１の遅延受音信号から第１の擬似雑音信号を減算して第１の誤差信号を生成する段階、
（ａ３）第２の遅延受音信号から第１の擬似音声信号を減算して第２の誤差信号を生成する段階、
（ａ４）第２の誤差信号を第１の適応フィルタ７に入力して第１の擬似雑音信号を生成する段階、
（ａ５）第１の誤差信号が最小となるように第１の適応フィルタ７の係数を更新する段階、
（ａ６）第１の誤差信号を第２の適応フィルタ８に入力して第１の擬似音声信号を生成する段階、
（ａ７）第２の誤差信号が最小となるように第２の適応フィルタ８の係数を更新する段階、
（ａ８）第１の誤差信号を雑音が消去された音声信号として出力端子に出力するする段階、
（ａ９）第１の受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する段階、
（ａ１０）第２の受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第４の誤差信号を生成する段階、
（ａ１１）第４の誤差信号を第１の適応フィルタと同様の構成の第３の適応フィルタ５に入力して第２の擬似雑音信号を生成する段階、
（ａ１２）第３の誤差信号が最小となるように第３の適応フィルタ５の係数を更新する段階、
（ａ１３）第３の誤差信号を第２の適応フィルタと同様の構成の第４の適応フィルタ６に入力して第２の擬似音声信号を生成する段階、
（ａ１４）第４の誤差信号が最小となるように第４の適応フィルタ６の係数を更新する段階、
（ａ１５）第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ１６）第２の擬似音声信号と第４の誤差信号とから第２の信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ１７）第１の受音信号と第２の受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ１８）第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ１９）第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２０）第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３及び第４の適応フィルタ５、６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力するする段階、
とを有する。
【００７８】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本発明の第２の実施形態の信号処理装置を示す図６において、図５に示した要素と同一又は同等の要素には、同一の参照符号が付されている。
【００７９】
図６に示した第２の実施形態の信号処理装置は、音声入力端子１と、参照入力端子２と、出力端子１３と、音声入力端子１から入力される第１の受音信号ＸＰ（ｋ）を受けて第１の受音信号に予め定められた遅延時間を与えて第１の遅延受音信号を生成する第１の遅延回路３と、参照入力端子２から入力される第２の受音信号ＸＲ（ｋ）を受けて第２の受音信号に第１の遅延回路３と同じ遅延時間を与えて第２の遅延受音信号を生成する第２の遅延回路４と、第１の遅延受音信号から第１の擬似雑音信号を減算して第１の誤差信号を生成する第１の減算器１１と、第２の遅延受音信号から第１の擬似音声信号を減算して第２の誤差信号を生成する第２の減算器１２と、第２の減算器１２からの第２の誤差信号を入力として第１の擬似雑音信号を生成して第１の誤差信号が最小となるように係数を更新する第１の適応フィルタ７と、第１の減算器１１からの第１の誤差信号を入力として第１の擬似音声信号を生成し第２の誤差信号が最小となるように係数を更新する第２の適応フィルタ８と、を備えており、第１の誤差信号は、雑音が消去された音声信号として出力端子１３にも供給されている。
【００８０】
さらにこの信号処理装置は、第１の受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する第３の減算器９と、第２の受音信号から第２の擬似音声信号を減算して第４の誤差信号を生成する第４の減算器１０と、第４の誤差信号を入力として第２の擬似雑音信号を生成し第３の誤差信号が最小となるように係数を更新する第３の適応フィルタ５と、第３の誤差信号を入力として第２の擬似音声信号を生成し第４の誤差信号が最小となるように係数を更新する第４の適応フィルタ６と、第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する第１の信号対雑音比推定回路２１と、第２の擬似音声信号と第４の誤差信号とから第２の信号対雑音相対関係を生成する第２の信号対雑音比推定回路２２と、第１の受音信号と第２の受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する第３の信号対雑音比推定回路２３と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタのフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第１のステップサイズ制御回路１９と、第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタのフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第２のステップサイズ制御回路２０と、第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタのフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第３のステップサイズ制御回路１７と、第２の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第４のステップサイズ制御回路１８と、を有する。
【００８１】
すなわち、図６に示した第２の実施形態の信号処理装置は、図５に示した第１の実施形態の信号処理装置とは、ステップサイズ制御回路１８が相違しており、他の要素は同一構成とされている。したがって、以下、ステップサイズ制御回路１８について説明する。
【００８２】
ステップサイズ制御回路１８への入力信号は、第３の信号対雑音比推定回路２３からの第３の信号対雑音比ではなく、第２の信号対雑音比推定回路２２で求められた第２の信号対雑音比となっている。ステップサイズ制御回路１８は、第２の信号対雑音比ＳＮＲ２（ｋ）に基づいて計算したステップサイズα４（ｋ）を、第４の適応フィルタ６に供給する。
【００８３】
α４（ｋ）は、式（１４ａ）〜（１４ｃ）のＳＮＲ３（ｋ）、ＳＮＲ４ｍａｘ、ＳＮＲ４ｍｉｎ、α４ｍａｘ、α４ｍｉｎの代わりに、ＳＮＲ２（ｋ）、ＳＮＲ５ｍａｘ、ＳＮＲ５ｍｉｎ、α５ｍａｘ、α５ｍｉｎを用いて同様に決定することができる。ここで、ＳＮＲ５ｍｉｎ、ＳＮＲ５ｍａｘは、ＳＮＲ５ｍｉｎ＜ＳＮＲ５ｍａｘを満たす定数、α５ｍｉｎ、α５ｍａｘは、α５ｍｉｎ＜α５ｍａｘを満たす定数である。このように、信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比の代わりに、信号対雑音比推定回路２２で求められた第２の信号対雑音比を用いることにより、図６に示した信号処理装置は、第１の実施形態の信号処理装置と同様に動作することが可能となる。
【００８４】
同様に、本実施形態の信号処理装置において、ステップサイズ制御回路１８の入力信号を、信号対雑音比推定回路２３で求められた信号対雑音比とし、ステップサイズ制御回路１７の入力信号を、信号対雑音比推定回路２１で求められた信号対雑音比とした構成としてもよい。これは、回路構成の対称性からも明らかである。
【００８５】
図６に示した第２の実施形態の信号処理装置の動作原理は、上述した第１の実施形態の信号処理装置と同様のものである。第２の実施形態での処理手順は、具体的には、第１の実施形態での段階（ａ１）〜（ａ１９）を含み、さらに、
（ａ２０ａ）第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２１ａ）第２の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
を備えている。
【００８６】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本発明の第３の実施形態の信号処理装置を示す図７において、図６に示した要素と同一又は同等の要素には、同一の参照符号が付されている。
【００８７】
図７に示した第３の実施形態の信号処理装置は、音声入力端子１と、参照入力端子２と、出力端子１３と、音声入力端子１から入力される第１の受音信号ＸＰ（ｋ）を受けて第１の受音信号に予め定められた遅延時間を与えて第１の遅延受音信号を生成する第１の遅延回路３と、参照入力端子２から入力される第２の受音信号ＸＲ（ｋ）を受けて第２の受音信号に第１の遅延回路３と同じ遅延時間を与えて第２の遅延受音信号を生成する第２の遅延回路４と、第１の遅延受音信号から第１の擬似雑音信号を減算して第１の誤差信号を生成する第１の減算器１１と、第２の遅延受音信号から第１の擬似音声信号を減算して第２の誤差信号を生成する第２の減算器１２と、第２の減算器１２からの第２の誤差信号を入力として第１の擬似雑音信号を生成して第１の誤差信号が最小となるように係数を更新する第１の適応フィルタ７と、第１の減算器１１からの第１の誤差信号を入力として第１の擬似音声信号を生成し第２の誤差信号が最小となるように係数を更新する第２の適応フィルタ８と、を備えており、第１の誤差信号は、雑音が消去された音声信号として出力端子１３にも供給されている。
【００８８】
さらにこの信号処理装置は、第１の受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する第３の減算器９と、第２の受音信号から第２の擬似音声信号を減算して第４の誤差信号を生成する第４の減算器１０と、第４の誤差信号を入力として第２の擬似雑音信号を生成し第３の誤差信号が最小となるように係数を更新する第３の適応フィルタ５と、第３の誤差信号を入力として第２の擬似音声信号を生成し第４の誤差信号が最小となるように係数を更新する第４の適応フィルタ６と、第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する第１の信号対雑音比推定回路２１と、第２の擬似音声信号と第４の誤差信号とから第２の信号対雑音相対関係を生成する第２の信号対雑音比推定回路２２と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタのフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第１のステップサイズ制御回路１９と、第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタのフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第２のステップサイズ制御回路２０と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタのフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第３のステップサイズ制御回路１７と、第２の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタのフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第４のステップサイズ制御回路１８と、を有する。
【００８９】
すなわち、図７に示した第３の実施形態の信号処理装置は、図６に示した第２の実施形態の信号処理装置から第３の信号対雑音比推定回路２３を取り除いたものであり、それにともなって、ステップサイズ制御回路１７が図６の装置とは相違している。これ以外の構成については図６に示す装置と同様であり、図７に示した第３の実施形態の信号処理装置においてステップサイズ制御回路１７を除く要素の動作は、図６に示したものと同様であるため、以下では、ステップサイズ制御回路１７について説明する。
【００９０】
ステップサイズ制御回路１７の入力信号は、第１の信号対雑音比推定回路２１で求められた第１の信号対雑音比となっている。ステップサイズ制御回路１７は、この信号対雑音比ＳＮＲ１（ｋ）に基づいて計算したステップサイズα３（ｋ）を、適応フィルタ５に供給する。
【００９１】
α３（ｋ）は、式（１３ａ）〜（１３ｃ）のＳＮＲ３（ｋ）、ＳＮＲ３ｍａｘ、ＳＮＲ３ｍｉｎ、α３ｍａｘ、α３ｍｉｎの代わりに、ＳＮＲ１（ｋ）、ＳＮＲ６ｍａｘ、ＳＮＲ６ｍｉｎ、α６ｍａｘ、α６ｍｉｎを用いて同様に決定できる。
【００９２】
ここで、ＳＮＲ６ｍｉｎ、ＳＮＲ６ｍａｘは、ＳＮＲ６ｍｉｎ＜ＳＮＲ６ｍａｘを満たす定数であり、α６ｍｉｎ、α６ｍａｘは、α６ｍｉｎ＜α６ｍａｘを満たす定数である。
【００９３】
このように、第３の信号対雑音比推定回路を設けて第３の信号対雑音比を用いる代わりに、第１の信号対雑音比推定回路２１で求められた第１の信号対雑音比を用いることにより、第３の信号対雑音比推定回路を設ける必要がなくなり、その第３の第３の信号対雑音比推定回路に相当する演算量を削減することができる。
【００９４】
図７に示した第３の実施形態の信号処理装置の動作原理は、上述した第１の実施形態の信号処理装置と同様のものである。第３の実施形態での処理手順は、具体的には、第１の実施形態での段階（ａ１）〜（ａ１６）を含み、さらに、
（ａ１７ｂ）第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ１８ｂ）第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ１９ｂ）第１の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２０ｂ）第２の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階
を有している。
【００９５】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本発明の第４の実施形態の信号処理装置を示す図８において、図５に示した要素と同一又は同等の要素には、同一の参照符号が付されている。
【００９６】
図８に示した第４の実施形態の信号処理装置は、音声入力端子１と、参照入力端子２と、出力端子１３と、音声入力端子１から入力される第１の受音信号ＸＰ（ｋ）を受けて第１の受音信号に予め定められた遅延時間を与えて第１の遅延受音信号を生成する第１の遅延回路３と、参照入力端子２から入力される第２の受音信号ＸＲ（ｋ）を受けて第２の受音信号に第１の遅延回路３と同じ遅延時間を与えて第２の遅延受音信号を生成する第２の遅延回路４と、第１の遅延受音信号から第１の擬似雑音信号を減算して第１の誤差信号を生成する第１の減算器１１と、第２の遅延受音信号から第１の擬似音声信号を減算して第２の誤差信号を生成する第２の減算器１２と、第２の減算器１２からの第２の誤差信号を入力として第１の擬似雑音信号を生成して第１の誤差信号が最小となるように係数を更新する第１の適応フィルタ７と、第１の減算器１１からの第１の誤差信号を入力として第１の擬似音声信号を生成し第２の誤差信号が最小となるように係数を更新する第２の適応フィルタ８と、を備えており、第１の誤差信号は、雑音が消去された音声信号として出力端子１３にも供給されている。
【００９７】
さらにこの信号処理装置は、第１の受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する第３の減算器９と、第２の受音信号から第２の擬似音声信号を減算して第４の誤差信号を生成する第４の減算器１０と、第４の誤差信号を入力として第２の擬似雑音信号を生成し第３の誤差信号が最小となるように係数を更新する第３の適応フィルタ５と、第３の誤差信号を入力として第２の擬似音声信号を生成し第４の誤差信号が最小となるように係数を更新する第４の適応フィルタ７と、第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する第１の信号対雑音比推定回路２１と、第２の擬似音声信号と第４の誤差信号とから第２の信号対雑音相対関係を生成する第２の信号対雑音比推定回路２２と、第１の受音信号と第２の受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する第３の信号対雑音比推定回路２３と、第１の信号対雑音相対関係と第３の信号対雑音相対関係の相対関係を入力として、これらの信号対雑音相対関係の相対関係が予め定められた範囲内であるか否かにより一方を選択して第４の信号対雑音相対関係として出力する第１の制御回路３２と、第２の信号対雑音相対関係と第３の信号対雑音相対関係の相対関係を入力として、これらの信号対雑音相対関係の相対関係が予め定められた範囲内であるか否かにより一方を選択して第５の信号対雑音相対関係として出力する第２の制御回路３３と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第１のステップサイズ制御回路１９と、第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第２のステップサイズ制御回路２０と、第４の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第３のステップサイズ制御回路１７と、第５の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第４のステップサイズ制御回路１８と、を備えている。
【００９８】
すなわち、図８に示した第４の実施形態の信号処理装置は、図５に示した信号処理装置に対して制御回路３２、３３を追加し、制御回路３２、３３を介して信号対雑音比がそれぞれステップサイズ制御回路１７、１８に入力するようにしたものである。図８に示した信号処理装置において、ステップサイズ制御回路１７、１８以外の要素の動作は図５に示す装置と同様であるため、以下では、制御回路３２、３３及びステップサイズ制御回路１７、１８について説明する。
【００９９】
制御回路３２には、第３の信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比と、第１の信号対雑音比推定回路２１で求められた第１の信号対雑音比が供給される。そして制御回路３２は、信号対雑音比推定回路２３、２１から供給される信号対雑音比ＳＮＲ３（ｋ）、ＳＮＲ１（ｋ）の一方を選択して第４の信号対雑音比ＳＮＲ４（ｋ）とし、ステップサイズ制御回路１７に供給する。この関係は、式（１５ａ）、（１５ｂ）、（１６）で表すことができる。
【０１００】
ＳＮＲ４（ｋ）＝ＳＮＲ１（ｋ） （ｒ１（ｋ）≧ｒ１ｔｈ） …（１５ａ）
ＳＮＲ４（ｋ）＝ＳＮＲ３（ｋ） （ｒ１（ｋ）＜ｒ１ｔｈ） …（１５ｂ）
ｒ１（ｋ）＝ＳＮＲ３（ｋ）／ＳＮＲ１（ｋ） …（１６）
ただし、ｒ１ｔｈは正の定数である。
【０１０１】
式（１５ａ）、（１５ｂ）の代わりに、式（１７ａ）、（１７ｂ）を用いてもよい。
【０１０２】
ＳＮＲ４（ｋ）＝ＳＮＲ３（ｋ） （Ｒ１（ｋ）≧Ｒ１ｔｈ） …（１７ａ）
ＳＮＲ４（ｋ）＝ＳＮＲ１（ｋ） （Ｒ１（ｋ）＜Ｒ１ｔｈ） …（１７ｂ）
ただし、Ｒ１ｔｈは正の定数、Ｒ１（ｋ）は、ｒ１（ｋ）の変化を時刻ｋ−ｍ＋１からｋまで平均したものであり、式（１８）で与えられる。
【０１０３】
【数３】
【０１０４】
ステップサイズ制御回路１７の入力信号は、図５に示した装置とは異なり、制御回路３２で求められた第４の信号対雑音比ＳＮＲ４（ｋ）となっている。ステップサイズ制御回路１７は、この第４の信号対雑音比ＳＮＲ４（ｋ）に基づいて計算したステップサイズα３（ｋ）を、適応フィルタ５に供給する。
【０１０５】
α３（ｋ）は、式（１３ａ）〜（１３ｃ）のＳＮＲ３（ｋ）、ＳＮＲ３ｍａｘ、ＳＮＲ３ｍｉｎ、α３ｍａｘ、α３ｍｉｎの代わりに、ＳＮＲ４（ｋ）、ＳＮＲ７ｍａｘ、ＳＮＲ７ｍｉｎ、α７ｍａｘ、α７ｍｉｎを用いて同様に決定できる。ここで、ＳＮＲ７ｍｉｎ、ＳＮＲ７ｍａｘは、ＳＮＲ７ｍｉｎ＜ＳＮＲ７ｍａｘを満たす定数、α７ｍｉｎ、α７ｍａｘは、α７ｍｉｎ＜α７ｍａｘを満たす定数である。
【０１０６】
制御回路３３には、第３の信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比と、第２の信号対雑音比推定回路２２で求められた第２の信号対雑音比が供給される。制御回路３３は、信号対雑音比推定回路２３、２２から供給される信号対雑音比ＳＮＲ３（ｋ）、ＳＮＲ２（ｋ）の一方を選択して第５の信号対雑音比ＳＮＲ５（ｋ）とし、ステップサイズ制御回路１８に供給する。この関係は、式（１９ａ）、（１９ｂ）、（２０）で表すことができる。
【０１０７】
ＳＮＲ５（ｋ）＝ＳＮＲ２（ｋ） （ｒ２（ｋ）≧ｒ２ｔｈ） …（１９ａ）
ＳＮＲ５（ｋ）＝ＳＮＲ３（ｋ） （ｒ２（ｋ）＜ｒ２ｔｈ） …（１９ｂ）
ｒ２（ｋ）＝ＳＮＲ３（ｋ）／ＳＮＲ２（ｋ） …（２０）
ただし、ｒ２ｔｈは正の定数である。式（１９ａ）、（１９ｂ）の代わりに、式（２１ａ）、（２１ｂ）を用いてもよい。
【０１０８】
ＳＮＲ５（ｋ）＝ＳＮＲ３（ｋ） （Ｒ２（ｋ）≧Ｒ２ｔｈ） …（２１ａ）
ＳＮＲ５（ｋ）＝ＳＮＲ２（ｋ） （Ｒ２（ｋ）＜Ｒ２ｔｈ） …（２１ｂ）
ただし、Ｒ２ｔｈは正の定数、Ｒ２（ｋ）は、ｒ２（ｋ）の変化を時刻ｋ−ｍ＋１からｋまで平均したものであり、式（２２）で与えられる。
【０１０９】
【数４】
【０１１０】
ステップサイズ制御回路１８の入力信号は、図５に示した装置とは異なり、制御回路３３で求められた第５の信号対雑音比ＳＮＲ５（ｋ）となっている。ステップサイズ制御回路１８は、この信号対雑音比ＳＮＲ５（ｋ）に基づいて計算したステップサイズα４（ｋ）を、適応フィルタ６に供給する。
【０１１１】
α４（ｋ）は、式（１４ａ）〜（１４ｃ）のＳＮＲ３（ｋ）、ＳＮＲ４ｍａｘ、ＳＮＲ４ｍｉｎ、α４ｍａｘ、α４ｍｉｎの代わりに、ＳＮＲ５（ｋ）、ＳＮＲ８ｍａｘ、ＳＮＲ８ｍｉｎ、α８ｍａｘ、α８ｍｉｎを用いて同様に決定できる。ここで、ＳＮＲ８ｍｉｎ、ＳＮＲ８ｍａｘは、ＳＮＲ８ｍｉｎ＜ＳＮＲ８ｍａｘを満たす定数、α８ｍｉｎ、α８ｍａｘは、α８ｍｉｎ＜α８ｍａｘを満たす定数である。
【０１１２】
このように、本実施形態によれば、信号対雑音比推定回路２１及び２３で求められた第１及び第３の信号対雑音比から適切な値を選択してステップサイズ制御回路１７に供給し、同様に、信号対雑音比推定回路２２及び２３で求められた第２及び第３の信号対雑音比から適切な値を選択してステップサイズ制御回路１８に供給することにより、いずれか一方の信号対雑音比を、ステップサイズ制御回路１７及び１８に供給した場合よりも、最適なステップサイズを算出することが可能となる。これは、信号対雑音比推定回路２３における推定値が、入力端子１に漏れ込む雑音信号成分と入力端子２に漏れ込む音声信号成分の影響を受け、十分に正確ではないためである。
【０１１３】
一方、信号対雑音比推定回路２１及び２２は、これらの漏れ込み成分の影響を適応フィルタ５及び６で除去された信号を用いて推定動作を行うために、高精度の推定値を得ることができる。しかし、適応フィルタ５及び６の収束の影響を受け、これらの適応フィルタが収束するまでは、推定値の精度が十分ではない。そこで、制御回路３２及び３３によって、適切な信号対雑音比を選択してステップサイズ制御回路１７及び１８に供給することにより、最適なステップサイズの算出を可能とする。
【０１１４】
図８に示した第４の実施形態の信号処理装置の動作原理は、上述した第１の実施形態の信号処理装置と同様のものである。第４の実施形態での処理手順は、具体的には、第１の実施形態での段階（ａ１）〜（ａ１７）を含み、さらに、
（ａ１８ｃ）第１の信号対雑音相対関係と第２の信号対雑音相対関係の相対関係が予め定められた範囲内であるか否かにより一方を選択して第４の信号対雑音相対関係として出力する段階、
（ａ１９ｃ）第１の信号対雑音相対関係と第２の信号対雑音相対関係の相対関係が予め定められた範囲内であるか否かにより一方を選択して第５の信号対雑音相対関係として出力する段階、
（ａ２０ｃ）第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２１ｃ）第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２２ｃ）第４の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２３ｃ）第５の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
とを有する。
【０１１５】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。本発明の第５の実施形態の信号処理装置を示す図９において、図５に示した要素と同一又は同等の要素には、同一の参照符号が付されている。
【０１１６】
図９に示した第５の実施形態の信号処理装置は、音声入力端子１と、参照入力端子２と、出力端子１３と、音声入力端子１から入力される第１の受音信号ＸＰ（ｋ）を受けて第１の受音信号に予め定められた遅延時間を与えて第１の遅延受音信号を生成する第１の遅延回路３と、参照入力端子２から入力される第２の受音信号ＸＲ（ｋ）を受けて第２の受音信号に第１の遅延回路３と同じ遅延時間を与えて第２の遅延受音信号を生成する第２の遅延回路４と、第１の遅延受音信号から第１の擬似雑音信号を減算して第１の誤差信号を生成する第１の減算器１１と、第２の遅延受音信号から第１の擬似音声信号を減算して第２の誤差信号を生成する第２の減算器１２と、第２の減算器１２からの第２の誤差信号を入力として第１の擬似雑音信号を生成して第１の誤差信号が最小となるように係数を更新する第１の適応フィルタ７と、第１の減算器１１からの第１の誤差信号を入力として第１の擬似音声信号を生成し第２の誤差信号が最小となるように係数を更新する第２の適応フィルタ８と、を備えており、第１の誤差信号は、雑音が消去された音声信号として出力端子１３にも供給されている。
【０１１７】
さらにこの信号処理装置は、第１の受音信号における予め定められた周波数以上の成分を抑圧して出力する第１の低域通過フィルタ２４と、第２の受音信号における第１の低域通過フィルタ２４におけるものと同じ予め定められた周波数以上の成分を抑圧して出力する第２の低域通過フィルタ２５と、第１の低域通過フィルタ２４より供給される信号から予め定められた間引き率で信号を間引いて第１の間引き受音信号を生成する第１の間引き回路２６と、第２の低域通過フィルタより供給される信号から第１の間引き回路２６と同じ間引き率で信号を間引いて第２の間引き受音信号を生成する第２の間引き回路２７と、第１の間引き受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する第３の減算器９と、第２の間引き受音信号から第２の擬似音声信号を減算して第４の誤差信号を生成する第４の減算器１０と、第４の誤差信号を入力として第２の擬似雑音信号を生成し第３の誤差信号が最小となるように係数を更新する第３の適応フィルタ５と、第３の誤差信号を入力として第２の擬似音声信号を生成し第４の誤差信号が最小となるように係数を更新する第４の適応フィルタ６と、第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する第１の信号対雑音比推定回路２１と、第２の擬似音声信号と第４の誤差信号とから第２の信号対雑音相対関係を生成する第２の信号対雑音比推定回路２２と、第１の間引き受音信号と第２の間引き受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する第３の信号対雑音比推定回路２３と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第１のステップサイズ制御回路１９と、第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタのフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第２のステップサイズ制御回路２０と、第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第３のステップサイズ制御回路１７と、同じく第３の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第４のステップサイズ制御回路１８と、を有する。
【０１１８】
すなわち、図９に示した第５の実施形態の信号処理装置は、図１に示した信号処理装置に対し、低域通過フィルタ２４、２５、及び間引き回路２６、２７を付加したものである。以下では、低域通過フィルタ２４、２５、及び間引き回路２６、２７について説明する。
【０１１９】
間引き回路２６は、音声入力端子１から低域通過フィルタ２４を経て供給されたサンプリング周波数ｆ０の信号を間引くことにより、サンプリング周波数をｆｓに変換して出力する。すなわち、間引き率はｆ０／ｆｓとなる。低域通過フィルタ２４は、間引き回路２６における間引き処理によって生じる折り返し歪（ａｌｉａｓｉｎｇ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）を防ぐために、周波数ｆｐ以上の入力信号成分を抑圧し、間引き回路２６に供給する。ただし、２ｆｐ＜ｆｓ＜ｆ０である。同様に間引き回路２７は、参照入力端子２から低域通過フィルタ２５を経て供給されたサンプリング周波数ｆ０の信号を間引くことにより、サンプリング周波数をｆｓに変換して出力する。低域通過フィルタ２５は、低域通過フィルタ２４と同様の動作をする。
【０１２０】
このように本実施形態では、間引きによってサンプリング周波数がｆｓに変更された信号が信号対雑音比推定回路２１、２２、２３、及び適応フィルタ５、６に供給されるために、これらの回路の演算量を低減することができる。
【０１２１】
図９に示した第５の実施形態の信号処理装置の動作原理は、上述した第１の実施形態の信号処理装置と同様のものである。第６の実施形態での処理手順は、具体的には、第１の実施形態での段階（ａ１）〜（ａ８）を含み、さらに、
（ａ９ｄ）第１及び第２の受音信号を第１及び第２の低域通過フィルタ２４、２５に入力して予め定められた周波数以上の成分を抑圧した信号を生成する段階、
（ａ１０ｄ）１及び第２の低域通過フィルタ２４、２５から供給される信号から予め定められた間引き率の信号を間引いて第１及び第２の間引き受音信号を生成する段階、
（ａ１１ｄ）第１の間引き受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する段階
（ａ１２ｄ）第２の間引き受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第４の誤差信号を生成する段階、
（ａ１３ｄ）第４の誤差信号を第１の適応フィルタと同様の構成の第３の適応フィルタ５に入力して第２の擬似雑音信号を生成する段階、
（ａ１４ｄ）第３の誤差信号が最小となるように第３の適応フィルタ５の係数を更新する段階、
（ａ１５ｄ）第３の誤差信号を第２の適応フィルタと同様の構成の第４の適応フィルタ６に入力して第２の擬似音声信号を生成する段階、
（ａ１６ｄ）第４の誤差信号が最小となるように第４の適応フィルタ６の係数を更新する段階、
（ａ１７ｄ）第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ１８ｄ）第２の擬似音声信号と第４の誤差信号とから第２の信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ１９ｄ）第１の間引き受音信号と第２の間引き受音信号とから、第３の信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ２０ｄ）第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２１ｄ）第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２２ｄ）第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３及び第４の適応フィルタ７、８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
とを有する。
【０１２２】
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。本発明の第６の実施形態の信号処理装置を示す図１０において、図５に示した要素と同一又は同等の要素には、同一の参照符号が付されている。
【０１２３】
図１０に示した第６の実施形態の信号処理装置は、音声入力端子１と、参照入力端子２と、出力端子１３と、音声入力端子１から入力される第１の受音信号ＸＰ（ｋ）を受けて第１の受音信号に予め定められた遅延時間を与えて第１の遅延受音信号を生成する第１の遅延回路３と、参照入力端子２から入力される第２の受音信号ＸＲ（ｋ）を受けて第２の受音信号に第１の遅延回路３と同じ遅延時間を与えて第２の遅延受音信号を生成する第２の遅延回路４と、第１の遅延受音信号から第１の擬似雑音信号を減算して第１の誤差信号を生成する第１の減算器１１と、第２の遅延受音信号から第１の擬似音声信号を減算して第２の誤差信号を生成する第２の減算器１２と、第２の減算器１２からの第２の誤差信号を入力として第１の擬似雑音信号を生成して第１の誤差信号が最小となるように係数を更新する第１の適応フィルタ７と、第１の減算器１１からの第１の誤差信号を入力として第１の擬似音声信号を生成し第２の誤差信号が最小となるように係数を更新する第２の適応フィルタ８と、を備えており、第１の誤差信号は、雑音が消去された音声信号として出力端子１３にも供給されている。
【０１２４】
さらにこの信号処理装置は、第１の受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する第３の減算器９と、第２の受音信号から第２の擬似音声信号を減算して第４の誤差信号を生成する第４の減算器１０と、第４の誤差信号を入力として第２の擬似雑音信号を生成し第３の誤差信号が最小となるように係数を更新する第３の適応フィルタ５と、第３の誤差信号を入力として第２の擬似音声信号を生成し第４の誤差信号が最小となるように係数を更新する第４の適応フィルタ６と、第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する第１の信号対雑音比推定回路２１と、第１の受音信号と第２の受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する第３の信号対雑音比推定回路２３と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第１のステップサイズ制御回路１９と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタのフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第２のステップサイズ制御回路２０と、第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第３のステップサイズ制御回路１７と、同じく第３の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第４のステップサイズ制御回路１８と、を有する。
【０１２５】
すなわち、図１０に示した第６の実施形態の信号処理装置は、図５に示した信号処理装置から、第２の信号対雑音比推定回路２２を取り除いたものである。そのため、ステップサイズ制御回路２０には、第１の信号対雑音比推定回路２１から第１の信号対雑音比が送られている。これ以外の点については図１０に示す信号処理装置は図５に示す装置と同様であるから、以下では、ステップサイズ制御回路２０について説明する。
【０１２６】
ステップサイズ制御回路２０の入力信号は、信号対雑音比推定回路２１で求められた第１の信号対雑音比ＳＮＲ１（ｋ）となっており、ステップサイズ制御回路１０は、ＳＮＲ１（ｋ）に基づいて計算したステップサイズα２（ｋ）を、適応フィルタ８に供給する。
【０１２７】
α２（ｋ）は、式（１１ａ）〜（１２ｃ）のＳＮＲ２（ｋ）、ＳＮＲ２ｍａｘ、ＳＮＲ２ｍｉｎ、α２ｍｉｎ、α２ｍａｘの代わりに、ＳＮＲ１（ｋ）、ＳＮＲ９ｍａｘ、ＳＮＲ９ｍｉｎ、α９ｍｉｎ、α９ｍａｘを用いて同様に決定できる。ここで、ＳＮＲ９ｍｉｎ、ＳＮＲ９ｍａｘは、ＳＮＲ９ｍｉｎ＜ＳＮＲ９ｍａｘを満たす定数、α９ｍｉｎ、α９ｍａｘは、α９ｍｉｎ＜α９ｍａｘを満たす定数である。
【０１２８】
このように、第２の信号対雑音比推定回路２２を設けて第２の信号対雑音比を用いる代わりに、信号対雑音比推定回路２１で求められた第１の信号対雑音比を用いることにより、第２の信号対雑音比推定回路２２を削減することができ、第２の信号対雑音比推定回路に相当する演算量を削減することができる。
【０１２９】
もちろん、回路構成の対称性に基づき、本実施形態において、図５に示した信号処理装置における第２の信号対雑音比推定回路２２の代わりに第１の信号対雑音比推定回路２１を除去し、ステップサイズ制御回路１９の入力信号を、信号対雑音比推定回路２２で求められた第２の信号対雑音比としてもよい。
【０１３０】
図１０に示した第６の実施形態の信号処理装置の動作原理は、上述した第１の実施形態の信号処理装置と同様のものである。第６の実施形態での処理手順は、具体的には、第１の実施形態での段階（ａ１）〜（ａ１５）を含み、さらに、
（ａ１６ｅ）第１の受音信号と第２の受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ１７ｅ）第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１及び第２の適応フィルタ７、８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ１８ｅ）第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３及び第４の適応フィルタ５、６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
とを有する。
【０１３１】
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。本発明の第７の実施形態の信号処理装置を示す図１１において、図５に示した要素と同一又は同等の要素には、同一の参照符号が付されている。
【０１３２】
図１１に示した第７の実施形態の信号処理装置は、音声入力端子１と、参照入力端子２と、出力端子１３と、音声入力端子１から入力される第１の受音信号ＸＰ（ｋ）を受けて第１の受音信号に予め定められた遅延時間を与えて第１の遅延受音信号を生成する第１の遅延回路３と、参照入力端子２から入力される第２の受音信号ＸＲ（ｋ）を受けて第２の受音信号に第１の遅延回路３と同じ遅延時間を与えて第２の遅延受音信号を生成する第２の遅延回路４と、第１の遅延受音信号から第１の擬似雑音信号を減算して第１の誤差信号を生成する第１の減算器１１と、第２の遅延受音信号から第１の擬似音声信号を減算して第２の誤差信号を生成する第２の減算器１２と、第２の減算器１２からの第２の誤差信号を入力として第１の擬似雑音信号を生成して第１の誤差信号が最小となるように係数を更新する第１の適応フィルタ７と、第１の減算器１１からの第１の誤差信号を入力として第１の擬似音声信号を生成し第２の誤差信号が最小となるように係数を更新する第２の適応フィルタ８と、を備えており、第１の誤差信号は、雑音が消去された音声信号として出力端子１３にも供給されている。
【０１３３】
さらにこの信号処理装置は、第１の受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する第３の減算器９と、第２の受音信号から第２の擬似音声信号を減算して第４の誤差信号を生成する第４の減算器１０と、第４の誤差信号を入力として第２の擬似雑音信号を生成し第３の誤差信号が最小となるように係数を更新する第３の適応フィルタ５と、第３の誤差信号を入力として第２の擬似音声信号を生成し第４の誤差信号が最小となるように係数を更新する第４の適応フィルタ６と、第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する第１の信号対雑音比推定回路２１と、第１の信号対雑音相対関係から予め定められた値を乗算して第６の信号対雑音相対関係を生成する乗算回路２８と、第１の受音信号と第２の受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する第３の信号対雑音比推定回路２３と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第１のステップサイズ制御回路１９と、第６の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第２のステップサイズ制御回路２０と、第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第３のステップサイズ制御回路１７と、同じく第３の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第４のステップサイズ制御回路１８と、を有する。
【０１３４】
すなわち、図１１に示した第７の実施形態の信号処理装置は、図５に示した第１の実施形態の信号処理装置から、第２の信号対雑音比推定回路２２を取り除き、その代わりに乗算回路２８を設けたものである。これ以外の点については図１１に示す信号処理装置は図５に示す装置と同様であるから、以下では、乗算回路２８について説明する。
【０１３５】
乗算回路２８は、信号対雑音比推定回路２１から供給された第１の信号対雑音比に、予め定められた値を乗算することにより、第２の信号対雑音比推定回路の出力する第２の信号対雑音比の近似値を求める。乗算回路２８は、この近似値を、第６の信号対雑音比として、ステップサイズ制御回路２０に供給する。このように、信号対雑音比推定回路２１で求められた第１の信号対雑音比から第２の信号対雑音比の近似値を求めることにより、第２の信号対雑音比推定回路を設ける必要がなくなり、第２の信号対雑音比推定回路に対応する演算量を削減することができる。
【０１３６】
もちろん、回路構成の対称性に基づき、本実施形態において、図５に示した信号処理装置における第２の信号対雑音比推定回路２２の代わりに第１の信号対雑音比推定回路２１を除去し、第２の信号対雑音比推定回路が出力する第２の信号対雑音比から第１の信号対雑音比の近似値を求め、この近似値をステップサイズ制御回路１９の入力信号とするようにしてもよい。
【０１３７】
図１１に示した第７の実施形態の信号処理装置の動作原理は、上述した第１の実施形態の信号処理装置と同様のものである。第７の実施形態での処理手順は、具体的には、第１の実施形態での段階（ａ１）〜（ａ１５）を含み、さらに、
（ａ１６ｆ）第１の信号対雑音相対関係から予め定められた値を乗算して第６の信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ１７ｆ）第１の受音信号と第２の受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ１８ｆ）第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ１９ｆ）第６の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２０ｆ）第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３及び第４の適応フィルタ５、６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
とを有する。
【０１３８】
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。本発明の第８の実施形態の信号処理装置を示す図１２において、図５に示した要素と同一又は同等の要素には、同一の参照符号が付されている。
【０１３９】
図１２に示した第８の実施形態の信号処理装置は、音声入力端子１と、参照入力端子２と、出力端子１３と、音声入力端子１から入力される第１の受音信号ＸＰ（ｋ）を受けて第１の受音信号に予め定められた遅延時間を与えて第１の遅延受音信号を生成する第１の遅延回路３と、参照入力端子２から入力される第２の受音信号ＸＲ（ｋ）を受けて第２の受音信号に第１の遅延回路３と同じ遅延時間を与えて第２の遅延受音信号を生成する第２の遅延回路４と、第１の遅延受音信号から第１の擬似雑音信号を減算して第１の誤差信号を生成する第１の減算器１１と、第２の遅延受音信号から第１の擬似音声信号を減算して第２の誤差信号を生成する第２の減算器１２と、第２の減算器１２からの第２の誤差信号を入力として第１の擬似雑音信号を生成して第１の誤差信号が最小となるように係数を更新する第１の適応フィルタ７と、第１の減算器１１からの第１の誤差信号を入力として第１の擬似音声信号を生成し第２の誤差信号が最小となるように係数を更新する第２の適応フィルタ８と、を備えており、第１の誤差信号は、雑音が消去された音声信号として出力端子１３にも供給されている。
【０１４０】
さらにこの信号処理装置は、第１の受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する第３の減算器９と、第２の受音信号から第２の擬似音声信号を減算して第４の誤差信号を生成する第４の減算器１０と、第４の誤差信号を入力として第２の擬似雑音信号を生成し第３の誤差信号が最小となるように係数を更新する第３の適応フィルタ５と、第３の誤差信号を入力として第２の擬似音声信号を生成し第４の誤差信号が最小となるように係数を更新する第４の適応フィルタ６と、第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する第１の信号対雑音比推定回路２１と、第２の擬似音声信号と第４の誤差信号とから第２の信号対雑音相対関係を生成する第２の信号対雑音比推定回路２２と、第１の受音信号と第２の受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する第３の信号対雑音比推定回路２３と、第３の信号対雑音相対関係に予め定められた遅延時間を与えて遅延信号対雑音相対関係を生成する第３の遅延回路３０と、第３の信号対雑音相対関係と遅延信号対雑音相対関係を比較して値の大きい方を拡張信号対雑音相対関係として出力する比較回路２９、３４と、第３の信号対雑音相対関係を時間平均して平均信号対雑音相対関係を生成する平均回路３１と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第１のステップサイズ制御回路１９と、第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第２のステップサイズ制御回路２０と、拡張信号対雑音相対関係及び平均信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第３のステップサイズ制御回路３５と、同じく拡張信号対雑音相対関係及び平均信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第４のステップサイズ制御回路３６と、を有する。
【０１４１】
すなわち図１２に示す第８の実施形態の信号処理装置は、図５に示す第１の実施形態の信号処理装置に、比較回路２９、３４、遅延回路３０及び平均回路３１を付加し、さらに、ステップサイズ制御回路１７、１８に代えて、ステップサイズ制御回路３５、３６を設けたものである。それ以外の点では、図１２に示す装置は、図５に示す装置と同様の構成を有する。以下では、比較回路２９、３４、遅延回路３０、平均回路３１及びステップサイズ制御回路３５、３６について説明する。
【０１４２】
遅延回路３０は、信号対雑音比推定回路２３で求められた信号対雑音比を一定時間遅延させた後、遅延信号対雑音相対関係すなわち第７の信号対雑音比として、比較回路２９と比較回路２９、３４に供給する。
【０１４３】
比較回路２９は、信号対雑音比推定回路２３から供給される第３の信号対雑音比と、遅延回路３０から供給される第７の信号対雑音比とを比較して、値が大きい方を選択し、拡張信号対雑音相対関係すなわち第８の信号対雑音比として、ステップサイズ制御回路３５に供給する。比較回路２９の出力は、信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比と比べて、信号対雑音比の高い区間が遅延回路３０の与える遅延時間に対応して正の時間方向に拡張された形となっている。このため、比較回路２９の出力を信号対雑音比として選択することによって、小さなステップサイズの得られる区間も正の時間方向に拡張され、このため音声区間終了間際により正確な適応フィルタの制御を行うことができる。
【０１４４】
比較回路３４は、信号対雑音比推定回路２３から供給される第３の信号対雑音比と、遅延回路３０から供給される第７の信号対雑音比とを比較して値が小さい方を選択し、第２の拡張信号対雑音相対関係すなわち第１０の信号対雑音比として、ステップサイズ制御回路３６に供給する。すなわち、比較回路３４の出力は、信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比と比べて、信号対雑音比の低い区間が遅延回路３０の与える遅延時間に対応して正の時間方向に拡張された形となっている。このため、比較回路３４の出力を信号対雑音比として選択することによって、小さなステップサイズの得られる区間も正の時間方向に拡張され、音声区間終了間際に、より正確な適応フィルタの制御を行うことができる。この説明から明らかなように、比較回路３４の動作は、比較回路２９の動作において第３の信号対雑音比と第７の信号対雑音比の大きい方を選択する代わりに、小さい方を選択して、第１０の信号対雑音比としている。したがって、比較回路３４を省略し、比較回路２９として、第３の信号対雑音比と第７の信号対雑音比の大きい方を第８の信号対雑音比とし、小さい方を第１０の信号対雑音比とする機能を有する回路を用いることによっても、上記と同等の効果を得ることができる。
【０１４５】
平均回路３１には、信号対雑音比推定回路２３から供給される第３の信号対雑音比ＳＮＲ３（ｋ）の平均を時刻ｋ−Ｍ＋１からｋまで計算した結果を、第９の信号対雑音比ＳＮＲ９（ｋ）としてステップサイズ制御回路３５、３６に供給する。この関係は、式（２３）で表すことができる。
【０１４６】
【数５】
【０１４７】
ステップサイズ制御回路３５は、比較回路２９で求められた第８の信号対雑音比ＳＮＲ８（ｋ）と平均回路３１で求められた第９の信号対雑音比ＳＮＲ９（ｋ）に基づいて計算したステップサイズα３（ｋ）を、適応フィルタ５に供給する。
【０１４８】
時刻ｋにおいて、ステップサイズ制御回路３５は、ＳＮＲ８（ｋ）、ＳＮＲ９（ｋ）を入力としてステップサイズα３（ｋ）を計算する。この関係は、式（２４ａ）〜（２４ｃ）及び（２５）で表すことができる。
【０１４９】
α３（ｋ）＝α１０ｍａｘ（ｇ１（ｋ）＜ＳＮＲ１０ｍｉｎ） …（２４ａ）
α３（ｋ）＝ｇ１（ｋ）
（ＳＮＲ１０ｍｉｎ≦ｇ１（ｋ）≦ＳＮＲ１０ｍａｘ） …（２４ｂ）
α３（ｋ）＝α１０ｍｉｎ
（ｇ１（ｋ）＞ＳＮＲ１０ｍａｘ） …（２４ｃ）
ｇ１（ｋ）＝−Ａ（ＳＮＲ９（ｋ））・ＳＮＲ８（ｋ）＋Ｂ（ＳＮＲ９（ｋ）） …（２５）
ここで、ＳＮＲ１０ｍｉｎ、ＳＮＲ１０ｍａｘは、ＳＮＲ１０ｍｉｎ＜ＳＮＲ１０ｍａｘを満たす定数、α１０ｍｉｎ、α１０ｍａｘは、α１０ｍｉｎ＜α１０ｍａｘを満たす定数、Ａ（ＳＮＲ９（ｋ））、Ｂ（ＳＮＲ９（ｋ））はＳＮＲ９（ｋ）によって決定されるパラメータである。
【０１５０】
Ａ（ＳＮＲ９（ｋ））、Ｂ（ＳＮＲ９（ｋ））は、例えば、次式（２６ａ）〜（２６ｃ）、（２７ａ）〜（２７ｃ）とすることができる。
【０１５１】
Ａ（ＳＮＲ９（ｋ））＝Ａ１
（ＳＮＲ９（ｋ）＞ＳＮＲ１１ｍａｘ） …（２６ａ）
Ａ（ＳＮＲ９（ｋ））＝Ａ２
（ＳＮＲ１１ｍｉｎ≦ＳＮＲ９（ｋ）≦ＳＮＲ１１ｍａｘ） …（２６ｂ）
Ａ（ＳＮＲ９（ｋ））＝Ａ３
（ＳＮＲ９（ｋ）＜ＳＮＲ１１ｍｉｎ） …（２６ｃ）
Ｂ（ＳＮＲ９（ｋ））＝Ｂ１
（ＳＮＲ９（ｋ）＞ＳＮＲ１１ｍａｘ） …（２７ａ）
Ｂ（ＳＮＲ９（ｋ））＝Ｂ２
（ＳＮＲ１１ｍｉｎ≦ＳＮＲ９（ｋ）≦ＳＮＲ１１ｍａｘ） …（２７ｂ）
Ｂ（ＳＮＲ９（ｋ））＝Ｂ３
（ＳＮＲ９（ｋ）＜ＳＮＲ１１ｍｉｎ） …（２７ｃ）
ここで、ＳＮＲ１１ｍｉｎ、ＳＮＲ１１ｍａｘはＳＮＲ１１ｍｉｎ＜ＳＮＲ１１ｍａｘを満たす定数、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は正の定数である。
【０１５２】
すなわち、式（９ａ）のｆ１（ｘ）におけるＡ及びＢの値を、ＳＮＲ３（ｋ）の値に基づいて適切な値に設定する。
【０１５３】
ステップサイズ制御回路３６は、比較回路３４で求められた第１０の信号対雑音比ＳＮＲ１０（ｋ）と平均回路３１で求められた第９の信号対雑音比ＳＮＲ９（ｋ）に基づいて計算したステップサイズα４（ｋ）を、適応フィルタ６に供給する。この関係は、式（２８ａ）〜（２８ｃ）、（２９）で表すことができる。
【０１５４】
α４（ｋ）＝α１１ｍｉｎ
（ｇ２（ｋ）＜ＳＮＲ１２ｍｉｎ） …（２８ａ）
α４（ｋ）＝ｇ２（ｋ）
（ＳＮＲ１２ｍｉｎ≦ｇ２（ｋ）≦ＳＮＲ１２ｍａｘ） …（２８ｂ）
α４（ｋ）＝α１１ｍａｘ
（ｇ２（ｋ）＞ＳＮＲ１２ｍａｘ） …（２８ｃ）
ｇ２（ｋ）＝Ｃ（ＳＮＲ９（ｋ））・ＳＮＲ１０（ｋ）＋Ｄ（ＳＮＲ９（ｋ）） …（２９）
ここで、ＳＮＲ１２ｍｉｎ、ＳＮＲ１２ｍａｘは、ＳＮＲ１２ｍｉｎ＜ＳＮＲ１２ｍａｘを満たす定数、Ｃ（ＳＮＲ９（ｋ））、Ｄ（ＳＮＲ９（ｋ））はＳＮＲ９（ｋ）によって決定されるパラメータである。
【０１５５】
Ｃ（ＳＮＲ９（ｋ））、Ｄ（ＳＮＲ９（ｋ））は、式（２６ａ）〜（２７ｃ）のＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、ＳＮＲ１１ｍｉｎ、ＳＮＲ１１ｍａｘの代わりに、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、ＮＲ１３ｍｉｎ、ＳＮＲ１３ｍａｘを用いて、Ａ（ＳＮＲ９（ｋ））、Ｂ（ＳＮＲ９（ｋ））と同様に決定できる。ここで、ＳＮＲ１３ｍｉｎ、ＳＮＲ１３ｍａｘは、ＳＮＲ１３ｍｉｎ＜ＳＮＲ１３ｍａｘを満たす定数、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は正の定数である。
【０１５６】
すなわち、上式（１２ａ）のｆ２（ｘ）における、Ｃ及びＤの値を、ＳＮＲ３（ｋ）の値に基づいて適切な値に設定する。
【０１５７】
以上説明したように、信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比の代わりに、信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比の拡張値と平均値をステップサイズ制御回路３５、３６に供給してステップサイズを算出することにより、信号対雑音比が広範囲の値をとる場合でも、最適なステップサイズを算出することが可能となる。
【０１５８】
また、上記の信号処理装置において、平均回路３１を省略し、Ａ（ＳＮＲ９（ｋ））、Ｂ（ＳＮＲ９（ｋ））、Ｃ（ＳＮＲ９（ｋ））、Ｄ（ＳＮＲ９（ｋ））を定数に置き換えた構成としてもよい。
【０１５９】
さらに、上記の信号処理装置において、信号対雑音比推定回路２１及び信号対雑音比推定回路２２の出力に対しても、信号対雑音比の高い区間または低い区間を正の時間方向に拡張した値と平均値をステップサイズ制御回路１９及び２０に供給し、ステップサイズを算出する構成としてもよい。この場合も、同様に平均回路を省略することが可能である。
【０１６０】
図１２に示した第８の実施形態の信号処理装置の動作原理は、上述した第１の実施形態の信号処理装置と同様のものである。第８の実施形態での処理手順は、具体的には、第１の実施形態での段階（ａ１）〜（ａ１７）を含み、さらに、
（ａ１８ｇ）第３の信号対雑音相対関係に予め定められた遅延時間を与えて遅延信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ１９ｇ）第３の信号対雑音相対関係と遅延信号対雑音相対関係を比較して値の大きい方を拡張信号対雑音相対関係として出力する段階、
（ａ２０ｇ）第３の信号対雑音相対関係を時間平均して平均信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ２１ｇ）第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２２ｇ）第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２３ｇ）拡張信号対雑音相対関係及び平均信号対雑音相対関係に基づいて第３及び第４の適応フィルタ５、６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
とを有する。
【０１６１】
以上説明した第１乃至第８の実施形態では、信号対雑音比推定回路２１、２２、２３は、供給される信号成分と雑音成分の電力比を求めるように動作している。しかしながら、信号対雑音比推定回路２１、２２、２３において、電力比に代えて、信号の絶対振幅比を求めるように動作させるようにしてもよいことは、当然のことである。さらに、信号対雑音比推定回路２１、２２、２３において、推定された信号対雑音比の値を補正するために、雑音成分の電力（または絶対振幅）に定数を加算するように構成するようにしてもよい。この補正は、雑音成分の電力（または絶対振幅）が極めてゼロに近い値をとる際に、ゼロによる除算を避け、安定な動作を達成するために有効である。同様に、信号対雑音比推定回路２１、２２、２３において、電力比または絶対振幅比について、分子である信号成分に定数を加算するようにしてもよい。この考え方を拡張して、信号対雑音比を構成すべき分母及び分子に対してそれぞれ特定の演算を施した後に、比をとる構成としてもよい。言い換えれば、信号対雑音比推定回路２１、２２、２３において求めるものは、厳密な意味での信号と雑音の電力または絶対振幅の比である必要はなく、両者の相対関係を表す概念に相当するものであればよい。
【０１６２】
上述の各実施形態では、本発明の基づく信号処理として、入力音声信号に含まれる雑音消去を例に挙げて説明してきた。しかしながら、参考文献［２７］に示されるように、入力端子２に参照信号を、入力端子１に反響信号を供給することにより、上述した各装置は、反響消去にも利用できる。
【０１６３】
図１３は、上述した信号処理装置を用いて音声認識装置を実現した例を示すブロック図である。音声認識装置５０は、上述した各実施形態の信号処理装置からなる信号処理回路３７と、信号処理回路３７の出力信号に対して音声認識を行い、認識結果を出力端子３９に出力する音声認識回路３８と、を備えている。音声認識回路３８の前段に、本発明に基づく信号処理回路３７を設けることで、認識対象の音声信号から雑音が除去されるので、より正確な音声認識を行うことができる音声認識装置を実現することができる。
【０１６４】
さらに、図１４に示すように、図１３に示す構成において。音声認識回路３８の出力を受けて動作制御信号を出力する動作制御回路４０と、動作制御信号を入力として所定部材に動作を行わせる駆動部４１と、を設けることで、ロボット装置６０を実現することが可能である。
【０１６５】
上記の実施形態によれば、信号対雑音比推定回路により、信号間の相対関係の指標である信号対雑音比を推定し、この推定値を用いて適切に制御されたステップサイズを有する適応フィルタを動作させ、その出力信号に基づいて推定された信号対雑音比を用いて他の適応フィルタのステップサイズを決定することにより、音声入力端子や参照入力端子における広範囲な信号対雑音比の入力信号に対して、収束時間が短く、出力音声における歪の少ない信号処理を実現することができる。
【０１６６】
本発明の各実施形態においては、信号対雑音比推定回路は、図３に示したように、音声信号の推定値を入力としてその平均値を算出して推定音声信号の平均値を出力する第１の平均回路１４と、雑音信号の推定値を入力としてその平均値を算出して推定雑音信号の平均値を出力する第２の平均回路１５と、推定音声信号の平均値と推定雑音信号の平均値の比を算出し信号対雑音比を出力する演算回路１６と、を有する構成を用いることができる。
【０１６７】
本発明はさらに別の変形実施形態が可能である。
【０１６８】
本発明の一実施形態において、第１のステップサイズ制御回路１９は、信号対雑音比推定回路２１が出力する信号対雑音比を入力として受け、信号対雑音比が大きいときには信号対雑音比が小さい時と比較して小さな値のステップサイズを出力する構成としてもよい。
【０１６９】
本発明の一実施形態において、第２のステップサイズ制御回路２０は、信号対雑音比推定回路２２が出力する信号対雑音比を入力として受け、信号対雑音比が小さいときには信号対雑音比が大きい時と比較して小さな値のステップサイズを出力する構成としてもよい。
【０１７０】
本発明の一実施形態において、第３のステップサイズ制御回路１７は、信号対雑音比推定回路２３が出力する信号対雑音比を入力として受け、信号対雑音比が大きいときには信号対雑音比が小さい時と比較して小さな値のステップサイズを出力する構成としてもよい。
【０１７１】
本発明の一実施形態において、第４のステップサイズ制御回路１８は、信号対雑音比推定回路２３が出力する信号対雑音比を入力として受け、信号対雑音比が小さいときには信号対雑音比が大きい時と比較して小さな値のステップサイズを出力する構成としてもよい。
【０１７２】
本発明の一実施形態において、第３のステップサイズ制御回路１７は、拡張信号対雑音比と平均信号対雑音比を入力として受け、拡張信号対雑音比に対して平均信号対雑音比によって決定される係数を乗じた乗算値に、平均信号対雑音比によって決定される定数を加算した加算値が、予め定められた最大値と最小値の範囲内である時は加算値をステップサイズとして出力し、加算値が最大値よりも大きいときは予め定められた最小ステップサイズをステップサイズとして出力し、加算値が最小値よりも小さいときは予め定められた最大ステップサイズをステップサイズとして出力する構成としてもよい。
【０１７３】
本発明の一実施形態において、第４のステップサイズ制御回路１８は、拡張信号対雑音比と平均信号対雑音比を入力として受け、拡張信号対雑音比に対して平均信号対雑音比によって決定される係数を乗じた乗算値に、平均信号対雑音比によって決定される定数を加算した加算値が、予め定められた最大値と最小値の範囲内である時は加算値をステップサイズとして出力し、加算値が最大値よりも大きいときは予め定められた最大ステップサイズをステップサイズとして出力し、加算値が最小値よりも小さいときは予め定められた最小ステップサイズをステップサイズとして出力する構成としてもよい。
【０１７４】
以上説明した本発明に基づく信号処理装置は、ソフトウェアによって実現することもできる。すなわち、上述した各実施形態の信号処理装置における各回路の処理動作をソフトウェアにおけるステップまたは手続きとして構成することで、信号処理に用いられるプログラムを構成することができる。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。
【０１７５】
さらには、そのようなプログラムからなるプログラムプロダクトあるいはそのようなプログラムを格納した記憶媒体も、本発明の範疇に含まれる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理方法および信号処理装置に関し、特に、マイクロフォン、ハンドセット、通信路等から入力した所望の信号に対して混入した他の信号を消去し、または、そのような所望の信号を強調するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロフォンやハンドセット等から入力した音声信号は、音声符号化や音声認識処理の対象となる。このような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、音声符号化や音声認識を行う上で、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信号処理装置として、参考文献［１］〜［９］、［２３］には、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。
【０００３】
２入力型雑音消去装置は、参照入力端子に入力し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からこの擬似雑音信号を差し引くことによって、雑音信号を抑圧するように動作する。受音信号とは、音声信号と雑音信号とが混在した信号のことであり、一般に、マイクロフォンやハンドセットから音声入力端子に入力する信号は受音信号である。このとき、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修正される。
【０００４】
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は、参考文献［２３］に記載されている「ＬＭＳアルゴリズム（Ｌｅａｓｔ−Ｍｅａｎ−Ｓｑｕａｒｅ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）」や参考文献［２４］に記載されている「ＬＩＭ（Ｌｅａｒｎｉｎｇ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）」が知られている。
【０００５】
図１は、従来の２入力型雑音消去装置の代表的な構成を示す図である。この雑音消去装置は、２つの入力端子１０１、１０２と適応フィルタ１０７と減算器１１１と出力端子１１３とを備えている。
【０００６】
入力端子１０１には、話者の近傍に置かれたマイクロフォンによって音響−電気変換された信号が入力される。入力された信号Ｘｐ（ｋ）は、目的とする音声信号Ｓ（ｋ）に背景雑音信号ｎ（ｋ）が混入したものであり、式（１）で表される。
【０００７】
Ｘｐ（ｋ）＝Ｓ（ｋ）＋ｎ（ｋ） …（１）
一方、入力端子１０２には、入力端子１０１よりも話者から離れた位置に置かれたマイクロフォンによって音響−電気変換された信号が入力される。入力端子２に接続するマイクロフォンが、十分に話者から離れた位置にあり、十分に雑音源に近い場合、入力端子１０２に入力された信号Ｘｒ（ｋ）は、入力端子１０１に入力される背景雑音信号Ｎ（ｋ）に相当し、式（２）が成り立つ。
【０００８】
Ｘｒ（ｋ）＝Ｎ（ｋ） …（２）
適応フィルタ１０７は、入力端子１０２に入力された信号Ｘｒ（ｋ）を入力としてフィルタ演算を行い、演算結果として擬似雑音信号Ｒ（ｋ）を出力する。
【０００９】
減算器１１１は、入力端子１０１に入力された信号Ｘｐ（ｋ）から、適応フィルタ１０７が出力する擬似雑音信号Ｒ（ｋ）を減算して差信号ｅ（ｋ）を生成し、雑音消去装置の出力信号として出力端子１１３に伝達するとともに、適応フィルタ１０７の係数更新のための誤差信号として適応フィルタ１０７に供給する。差信号ｅ（ｋ）は、式（３）で与えられる。
【００１０】
ｅ（ｋ）＝Ｓ（ｋ）＋ｎ（ｋ）−Ｒ（ｋ） …（３）
適応フィルタ１０７は、入力された誤差信号をもとに、係数修正アルゴリズムを用いてフィルタの係数の更新を行う。ここで、適応フィルタの係数更新アルゴリズムとして、参考文献［２３］に記載のＬＭＳアルゴリズムを仮定し、時刻ｋにおける適応フィルタ１０７のｊ番目の係数をｗｊ（ｋ）とすると、適応フィルタ１０７が出力する擬似雑音信号Ｒ（ｋ）は、式（４）で表される。
【００１１】
【数１】
【００１２】
ここで、Ｎは適応フィルタ１０７のタップ数を示す。また、係数の更新は、式（５）にしたがって行われる。
【００１３】
ｗｊ（ｋ＋１）＝ｗｊ（ｋ）＋α・ｅ（ｋ）・Ｘｒ（ｋ−ｊ） …（５）
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を決定するパラメータである。ステップサイズαが大きい場合には、係数の修正量が多くなるため、収束が早くなるが、その一方で、最適値付近での係数変動が大きくなり、最終的な残留誤差が大きくなる。反対に、ステップサイズαが小さい場合には、収束時間は増加するが、最終的な残留誤差が小さくなる。
【００１４】
式（３）に示したように、誤差信号ｅ（ｋ）は、音声信号Ｓ（ｋ）を含んでおり、係数更新動作はｅ（ｋ）＝０となるように行われるために、Ｓ（ｋ）≠０の時、Ｒ（ｋ）＝ｎ（ｋ）となるような係数更新動作は行われない。このため、音声信号Ｓ（ｋ）が、適応フィルタ１０７の係数更新動作にとっては、妨害信号として大きな影響を与える。音声信号Ｓ（ｋ）の影響を軽減するためには、ステップサイズαを極めて小さな値に設定する必要がある。しかし、上述したようにステップサイズを小さくすると適応フィルタ１０７の収束時間が増加するという問題が生じる。
【００１５】
このような問題を考慮した方式として、参考文献［１０］〜［１９］、［２５］に、ステップサイズの制御を行う雑音消去装置が記載されている。
【００１６】
図２は、参考文献［２５］に記載された、ステップサイズの制御を行う従来の適応型雑音消去装置（ａｄａｐｔｉｖｅ ｎｏｉｓｅ ｃａｎｃｅｌｌｅｒ）の構成を示す図である。図２に示すように、この従来の装置は、２つの適応フィルタ５、７を備え、適応フィルタ５を用いて推定した入力端子１における信号対雑音比を用いて、適応フィルタ７のステップサイズを制御する。音声信号が雑音信号より大きいときには小さなステップサイズ、逆の状態では大きなステップサイズとなるように制御することによって、適応フィルタ７の収束時間を短縮し、出力端子１３に伝達される雑音消去後の信号における歪を減らすことができる。この雑音除去装置には、さらに、２つの遅延回路３、４と２つの減算器９、１１とステップサイズ制御回路１９と信号対雑音比推定回路２１とを備えている。
【００１７】
適応フィルタ５の動作は、上述の図１に示した装置における適応フィルタ１０７の動作と等しい。したがって、信号対雑音比推定回路２１には、入力端子１における雑音の影響をとり除かれた音声信号成分の推定値と、入力端子１における雑音信号成分の推定値とが供給される。これは、信号対雑音比推定回路２１の入力が、入力端子１における音声成分を近似する減算器９の出力と、雑音成分を近似する適応フィルタ５の出力となっているためである。なお、信号対雑音比推定回路は、信号対雑音電力相対関係推定回路とも呼ばれる。
【００１８】
信号対雑音比推定回路２１では、供給される音声信号成分の推定値と雑音信号成分の推定値とを用いて、信号対雑音比の推定値を求める。信号対雑音比推定回路２１で求められた信号対雑音比は、ステップサイズ制御回路１９に供給され、得られたステップサイズが適応フィルタ７に供給される。
【００１９】
一方、適応フィルタ７への入力信号は、図１の適応フィルタ１０７の場合とは異なり、入力端子２に供給された信号を遅延回路４で遅延させたものとなっている。同様に、減算器１１に入力端子１から供給される信号は、図１に示した回路の減算器１１１と異なり、遅延回路３で遅延させたものとなっている。遅延回路３、４は、等しい時間の遅延を発生させ、適応フィルタ７による雑音消去が、入力端子１、２に供給された信号を同一の時間だけ遅延させた信号に対して実行されるように構成されている。遅延回路３が生じる遅延時間と遅延回路４が生じる遅延時間は、信号対雑音比推定回路２１が推定値を算出する際に生じる遅延時間以上に設定される。減算器１１は、図１に示した装置の減算器１１と同様に雑音を消去し、出力を出力端子１３に伝達する。
【００２０】
信号対雑音比推定回路２１の構成は、図３のように表すことができる。信号対雑音比推定回路２１は、平均回路１４、１５及び演算回路１６から構成されている。平均回路１４は、音声信号成分の推定値が供給され、その平均値を算出して推定音声信号の平均値を出力する。同様に、平均回路１５は、雑音信号成分の推定値が供給され、その平均値を算出して推定雑音信号の平均値を出力する。平均回路１４、１５の出力は、いずれも演算回路１６に供給される。演算回路１６は、平均回路１４、１５から供給される推定音声信号成分の平均値と推定雑音信号成分の平均値とを用いて、平均信号対雑音比の推定値を求め、これを第１の信号対雑音比として出力する。
【００２１】
平均回路１４、１５は、時刻ｋ−Ｌから時刻ｋまでの平均電力Ｅ（ｋ）を計算する。入力信号をＹ（ｋ）とすると、平均電力Ｅ（ｋ）は式（６）で与えられる。
【００２２】
【数２】
【００２３】
また、式（６）のかわりに式（７）を用いてもよい。
【００２４】
Ｅ（ｋ）＝γ・Ｅ（ｋ−１）＋（１−γ）・Ｙ２（ｋ） …（７）
ただし、γは０＜γ＜１の定数である。
【００２５】
ステップサイズ制御回路１９は、信号対雑音比推定回路２１で求められた第１の信号対雑音比に基づいて計算したステップサイズを、適応フィルタ７に供給する。
【００２６】
時刻ｋにおける第１の信号対雑音比をＳＮＲ１（ｋ）とすると、ステップサイズ制御回路１９は、ＳＮＲ１（ｋ）を入力として、ステップサイズα１（ｋ）を計算する。
【００２７】
α１（ｋ）は、ＳＮＲ１ｍｉｎ＜ＳＮＲ１（ｋ）＜ＳＮＲ１ｍａｘで単調減少する関数ｆ１（ｘ）の値として求める。ここに、ＳＮＲ１ｍｉｎ、ＳＮＲ１ｍａｘは、ＳＮＲ１ｍｉｎ＜ＳＮＲ１ｍａｘを満たす定数である。
【００２８】
この関係は、式（８ａ）〜（８ｃ）で表すことができる。
【００２９】
α１（ｋ）＝α１ｍａｘ
（ＳＮＲ１（ｋ）＜ＳＮＲ１ｍｉｎ） …（８ａ）
α１（ｋ）＝ｆ１（ＳＮＲ１（ｋ））
（ＳＮＲ１ｍｉｎ≦ＳＮＲ１（ｋ）≦ＳＮＲ１ｍａｘ） …（８ｂ）
α１（ｋ）＝α１ｍｉｎ
（ＳＮＲ１（ｋ）＞ＳＮＲ１ｍａｘ） …（８ｃ）
ただし、α１ｍｉｎ、α１ｍａｘは、α１ｍｉｎ＜α１ｍａｘを満たす定数である。
【００３０】
単調減少関数ｆ１（ｘ）は、例えば、式（９ａ）〜（９ｃ）で表すことができる。
【００３１】
ｆ１（ｘ）＝−Ａ・ｘ＋Ｂ …（９ａ）
ただし、
Ａ＝（α１ｍａｘ−α１ｍｉｎ）／（ＳＮＲ１ｍａｘ−ＳＮＲ１ｍｉｎ） …（９ｂ）
Ｂ＝｛α１ｍａｘ＋α１ｍｉｎ＋Ａ・（ＳＮＲ１ｍａｘ＋ＳＮＲ１ｍｉｎ）｝／２ …（９ｃ）
参考文献［２５］に記載された雑音消去装置によれば、第２の適応フィルタ５を用いて音声入力端子における信号対雑音比を推定することにより、信号対雑音比が大きいときには小さなステップサイズ、逆の状態では大きなステップサイズとなるように、第１の適応フィルタ７のステップサイズを制御することができる。このため、妨害信号の影響を軽減した動作が可能となる。
【００３２】
しかしながら、入力端子２に供給される信号が、十分に話者から離れた位置で収集されていない場合には、式（１０）に示すように、入力端子２に入力される信号ＸＲ（ｋ）は、背景雑音信号Ｎ（ｋ）に音声信号ｓ（ｋ）が混入したものとなり、音声信号ｓ（ｋ）と相関のある成分が適応フィルタの出力に現れることになる。このため、出力端子１３に伝達される信号に歪を生じるだけでなく、信号対雑音比推定回路２１に供給される音声信号成分に誤りを生じる。
【００３３】
ＸＲ（ｋ）＝Ｎ（ｋ）＋ｓ（ｋ） …（１０）
このような問題を考慮した雑音除去装置として、参考文献［２０］、［２１］、［２６］には、音声信号が参照入力端子に到達するまでに通る経路のインパルス応答を近似する適応フィルタを用いた雑音消去装置が記載されている。図４は、参考文献［２６］に記載された雑音消去装置の構成を示している。
【００３４】
図４に示した雑音消去装置は、図２に示した雑音消去装置に対し、さらに、適応フィルタ６、８と減算器１０、１２とステップサイズ制御回路２０と信号対雑音比推定回路２２とを追加したものである。この雑音消去装置では、入力端子２に漏れこむ音声信号に対応した信号を適応フィルタ８が生成し、適応フィルタ８の出力を入力端子２に供給される信号から減算した結果を適応フィルタ７に供給することにより、入力端子２に漏れこむ音声信号の妨害を軽減している。適応フィルタ６及び信号対雑音比推定回路２２は、図２に示した雑音消去装置の場合と同様の原理にしたがって、適応フィルタ８のステップサイズを制御する。図４に示す装置において適応フィルタ７への入力信号は、図２に示す装置の場合とは異なり、音声の影響をとり除かれた雑音信号成分の推定値となっている。これは、適応フィルタ７の入力が、入力端子２における雑音成分を近似する減算器１２の出力となっているためである。同様に、図４に示す装置において、適応フィルタ５の入力信号は、図２に示す装置の場合と異なり、減算器１０の出力となっている。
【００３５】
適応フィルタ８の入力信号は、雑音の影響をとり除かれた音声信号成分の推定値となっている。これは、適応フィルタ８の入力が、入力端子１における音声成分を近似する減算器１１の出力となっているためである。適応フィルタ８は、減算器１１から供給された信号に対してフィルタ演算を行い、演算結果として第１の擬似音声信号を出力する。同様に、適応フィルタ６の入力信号は、減算器９の出力となっている。適応フィルタ６は、減算器９から供給された信号に対してフィルタ演算を行い、演算結果として第２の擬似音声信号を出力する。
【００３６】
減算器１２は、遅延回路４の出力から適応フィルタ８の出力を減算し、減算結果を出力として適応フィルタ７に供給するとともに、係数更新のための誤差信号として適応フィルタ８に伝達する。減算器１０は、入力端子２に供給される信号から適応フィルタ６の出力を減算し、その減算結果を適応フィルタ５に供給するとともに、係数更新のための誤差信号として適応フィルタ６に伝達する。
【００３７】
信号対雑音比推定回路２２には、入力端子２における音声の影響を取り除かれた雑音信号成分の推定値と、入力端子２における音声信号成分の推定値が供給される。これは、信号対雑音比推定回路２の入力が、入力端子２における雑音成分を近似する減算器１０の出力と、音声成分を近似する適応フィルタ６の出力となっているためである。信号対雑音比推定回路２２の構成は、図３を用いて説明した信号対雑音比推定回路２１の構成と等しい。したがって、信号対雑音比推定回路２２は、供給される音声信号成分の推定値と雑音信号成分の推定値とを用いて、信号対雑音比の推定値を求め、第２の信号対雑音比として、ステップサイズ制御回路２０に供給する。
【００３８】
ステップサイズ制御回路２０は、信号対雑音比推定回路２２で求められた第２の信号対雑音比に基づいて計算したステップサイズを、適応フィルタ８に供給する。
【００３９】
時刻ｋにおける第２の信号対雑音比の推定値をＳＮＲ２（ｋ）とすると、ステップサイズ制御回路２０は、ＳＮＲ２（ｋ）を入力として、ステップサイズα２（ｋ）を計算する。
【００４０】
α２（ｋ）は、ＳＮＲ２ｍｉｎ＜ＳＮＲ２（ｋ）＜ＳＮＲ２ｍａｘで単調増加する関数ｆ２（ｘ）の値として求める。ここで、ＳＮＲ２ｍｉｎ、ＳＮＲ２ｍａｘは、ＳＮＲ２ｍｉｎ＜ＳＮＲ２ｍａｘを満たす定数である。この関係は、式（１１ａ）〜（１１ｃ）で表すことができる。
【００４１】
α２（ｋ）＝α２ｍｉｎ
（ＳＮＲ２（ｋ）＜ＳＮＲ２ｍｉｎ） …（１１ａ）
α２（ｋ）＝ｆ２（ＳＮＲ２（ｋ））
（ＳＮＲ２ｍｉｎ≦ＳＮＲ２（ｋ）≦ＳＮＲ２ｍａｘ） …（１１ｂ）
α２（ｋ）＝α２ｍａｘ
（ＳＮＲ２（ｋ）＞ＳＮＲ２ｍａｘ） …（１１ｃ）
ただし、α２ｍｉｎ、α２ｍａｘは、α２ｍｉｎ＜α２ｍａｘを満たす定数である。
【００４２】
単調増加関数ｆ２（ｘ）は、例えば、式（１２ａ）〜（１２ｃ）とすることができる。
【００４３】
ｆ２（ｘ）＝Ｃ・ｘ＋Ｄ …（１２ａ）
Ｃ＝（α２ｍａｘ−α２ｍｉｎ）／（ＳＮＲ２ｍａｘ−ＳＮＲ２ｍｉｎ） …（１２ｂ）
Ｄ＝｛α２ｍａｘ＋α２ｍｉｎ−Ｃ・（ＳＮＲ２ｍａｘ＋ＳＮＲ２ｍｉｎ）｝／２ …（１２ｃ）
参考文献［２６］に記載の雑音消去装置によれば、適応フィルタ８を用いて参照入力端子に漏れこむ音声信号を推定し、この推定値を減算器で差し引くことにより、入力端子２に漏れこむ音声信号による妨害を軽減することができる。また、適応フィルタ６を用いて参照入力端子における信号対雑音比を推定することにより、信号対雑音比が大きいときには大きなステップサイズ、逆の状態では小さなステップサイズとなるように、適応フィルタ８のステップサイズを制御することができ、妨害信号の影響を軽減した動作が可能となる。
【００４４】
以下、本明細書で引用した参考文献を列挙する。
【特許文献１】［１］特開平９−３６７６３号公報
【特許文献２】［２］特開平８−５６１８０号公報
【特許文献３】［３］特開平６−２８４４９１号公報
【特許文献４】［４］特開平６−９０４９３号公報
【特許文献５】［５］特開平９−１８１６５３号公報
【特許文献６】［６］特開平５−７５３９１号公報
【特許文献７】［７］特開平５−１５８４９４号公報
【特許文献８】［８］特開平５−２２７８８号公報
【特許文献９】［９］特開昭６１−１９４９１４号公報
【特許文献１０】［１０］特開２０００−４４９４号公報
【特許文献１１】［１１］特開２０００−１７２２９９号公報
【特許文献１２】［１２］特開平１１−２７０９９号公報
【特許文献１３】［１３］特開平１１−３４５０００号公報
【特許文献１４】［１４］特開平１０−３２９８号公報
【特許文献１５】［１５］特開平１０−２１５１９３号公報
【特許文献１６】［１６］特開平９−１８２９１号公報
【特許文献１７】［１７］特開平８−２４１０８６号公報
【特許文献１８】［１８］特開昭６２−１３５０１９号公報
【特許文献１９】［１９］特開昭６１−１９４９１３号公報
【特許文献２０】［２０］特開平１０−２１５１９４号公報
【特許文献２１】［２１］特開平８−１１０７９４号公報
【特許文献２２】［２２］特表平１１−５０２３２４号公報
【非特許文献１】［２３］Ｂｅｒｎａｒｄ Ｗｉｄｒｏｗ ｅｔ．ａｌ，″Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｎｏｉｓｅ Ｃａｎｃｅｌｌｉｎｇ：Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，″ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ＯＦ ＩＥＥＥ，ＶＯＬ．６３，ＮＯ．１２，１９７５，ｐｐ．１６９２−１７１６
【非特許文献２】［２４］Ｊｉｎ−ｉｃｈｉ Ｎａｇｕｍｏ ａｎｄ Ａｔｓｕｈｉｋｏ Ｎｏｄａ，″Ａ Ｌｅａｒｎｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，″ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ，ＶＯＬ．１２，ＮＯ．３，１９６７，ｐｐ．２８２−２８７
【非特許文献３】［２５］Ｓｈｉｇｅｊｉ Ｉｋｅｄａ ａｎｄ Ａｋｉｈｉｋｏ Ｓｕｇｉｙａｍａ，″Ａｎ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｎｏｉｓｅ Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ ｗｉｔｈ Ｌｏｗ Ｓｉｇｎａｌ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｐｅｅｃｈ Ｃｏｄｅｃ，″ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＳＩＧＮＡＬ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ，ＶＯＬ．４７，ＮＯ．３，１９９９，ｐｐ．６６５−６７４
【非特許文献４】［２６］Ｓｈｉｇｅｊｉ Ｉｋｅｄａ ａｎｄ Ａｋｉｈｉｋｏ Ｓｕｇｉｙａｍａ，″Ａｎ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｎｏｉｓｅ Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ ｗｉｔｈ Ｌｏｗ Ｓｉｇｎａｌ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ Ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ，″ＩＥＩＣＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＦＵＮＤＡＭＥＮＴＡＬＳ，ＶＯＬ．Ｅ８２−Ａ，ＮＯ．８，１９９９，ｐｐ．１５１７−１５２５
【非特許文献５】［２７］Ｄａｖｉｄ Ｇ．Ｍｅｓｓｅｒｓｃｈｍｉｔｔ，″Ｅｃｈｏ Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ ｉｎ Ｓｐｅｅｃｈ ａｎｄ Ｄａｔａ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，″ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅ ａｓ ｉｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＶＯＬ．ＳＡＣ−２，ＮＯ．２，１９８４，ｐｐ．２８３−２９７
【非特許文献６】［２８］Ｊｏｈｎ Ｊ．Ｓｈｙｎｋ，″Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｏｍａｉｎ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｒａｔｅ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ，″ＩＥＥＥ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｍａｇａｚｉｎｅ，ＶＯＬ．９，ＮＯ．１，ｐｐ．１４−３７，１９９２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４５】
ところで、雑音消去装置が用いられる環境、及び、音声入力端子や参照入力端子の配置によって、音声入力端子や参照入力端子における信号対雑音比は広範囲に変化する。例えば図４を参照して説明した従来の装置では、適応フィルタ５、６の係数更新のステップサイズが固定値であるために、音声入力端子や参照入力端子における信号対雑音比の値によっては、収束時間が増加し、または、減算器９、１０の出力信号における歪が増加する。これらは、信号対雑音比推定回路２１、２２に供給される音声成分と雑音成分との推定値の精度の劣化を引き起こし、適応フィルタ７、８の収束時間の増加、あるいは出力端子１３に出力される出力音声における歪増加を生じる。
【００４６】
したがって、本発明の目的は、音声入力端子や参照入力端子における広範囲な信号対雑音比の入力信号に対して、収束時間が短く、出力音声における歪の少ない雑音消去を実現する信号処理方法を提供することにある。
【００４７】
本発明の別の目的は、音声入力端子や参照入力端子における広範囲な信号対雑音比の入力信号に対して、収束時間が短く、出力音声における歪の少ない雑音消去を実現する信号処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４８】
本発明の１つのアスペクトに係る信号処理方法は、第１の信号と、所望の信号を含む第２の信号とを用いて所望の信号を取り出す方法であって、第１の信号と第２の信号の関係を用いて、第１の信号と第２の信号を入力として動作する第１の信号処理を制御する段階と、第１の信号処理の結果を用いて、第１の信号と第２の信号を入力として動作する第２の信号処理を制御する段階と、を有する。
【００４９】
本発明の他のアスペクトに係る信号処理方法は、第１の信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成する段階と、第２の信号から第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する段階と、第１の差信号を用いて第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、第１の信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成する段階と、第２の信号から第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する段階と、第２の差信号を用いて第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、第２の擬似信号と第２の差信号との相対関係に応じて制御される第１のステップサイズを用いて第１の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、第１の信号と第２の信号との相対関係に応じて制御される第２のステップサイズを用いて第２の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、第１の差信号を出力する段階と、を有する。
【００５０】
第２の擬似信号と第２の差信号との相対関係や第１の信号と第２の信号との相対関係は、典型的には、信号対雑音比で表される。
【００５１】
本発明のさらに別のアスペクトに係る信号処理方法は、第１の信号と第２の信号とを入力とする信号処理方法であって、第１の中間信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、第２の信号から第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、第１の差信号を用いて第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、第２の中間信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、第２の信号から第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、第２の差信号を用いて第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、第１の差信号を入力とする第３の適応フィルタによって第３の擬似信号を生成し、第１の信号から第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、第３の差信号を第１の中間信号として第１の適応フィルタに入力し、第３の差信号を用いて第３の適応フィルタの係数を更新する段階と、第２の差信号を入力とする第４の適応フィルタによって第４の擬似信号を生成し、第１の信号から第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、第４の差信号を第２の中間信号として第２の適応フィルタに入力し、第４の差信号を用いて第４の適応フィルタの係数を更新する段階と、信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズを用いて第１の適応フィルタの係数更新を制御し、第２のステップサイズを用いて第２の適応フィルタの係数更新を制御し、第３のステップサイズを用いて第３の適応フィルタの係数更新を制御し、第４のステップサイズを用いて第４の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、第１の差信号を出力する段階と、を有する。
【００５２】
本発明において、信号間の相対関係は一例として信号対雑音比で表されるが、相対関係として、信号対雑音比以外の指標も用いてもよい。
【００５３】
信号間の相対関係の一例として、第１のステップサイズは第２の擬似信号と第２の差信号との相対関係に応じて制御され、第２のステップサイズは第１の信号と第２の信号との相対関係に応じて制御され、第３のステップサイズは第４の擬似信号と第４の差信号との相対関係に応じて制御され、第４のステップサイズは第１の信号と第２の信号との相対関係に応じて制御される。また別の例では、第１のステップサイズは第２の擬似信号と第２の差信号との相対関係に応じて制御され、第２のステップサイズは第１の信号と第２の信号との相対関係に応じて制御され、第３のステップサイズは、第４の擬似信号と第４の差信号との相対関係に応じて制御され、第４のステップサイズは、第４の擬似信号と第４の差信号との相対関係に応じて制御される。これらの例の他にも、各ステップサイズを求めるために用いられる相対関係を構成する信号の組合せは、多数、存在する。
【００５４】
本発明のさらに他のアスペクトにかかる信号処理装置は、第１の信号と、所望の信号を含む第２の信号とを入力し、所望の信号を取り出す信号処理装置であって、第１の信号と第２の信号の関係を計算する計算回路と、第１の信号と第２の信号を入力とする第１の信号処理手段と、第１の信号と第２の信号を入力とする第２の信号処理手段と、を備え、計算回路の出力を用いて第１の信号処理手段の動作が制御され、第１の信号処理手段の出力を用いて第２の信号処理手段の動作が制御される。
【００５５】
本発明のさらに他のアスペクトにかかる信号処理装置は、第１の信号を入力として第１の擬似信号を生成する第１の適応フィルタと、第２の信号から第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する第１の減算器と、第１の信号を入力として第２の擬似信号を生成する第２の適応フィルタと、第２の信号から第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する第２の減算器と、第２の擬似信号と第２の差信号の相対関係に応じて第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御手段と、第１の信号と第２の信号の相対関係に応じて第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御手段と、を有し、第１の差信号と第１のステップサイズを用いて第１の適応フィルタの係数が更新され、第２の差信号と第２のステップサイズを用いて第２の適応フィルタの係数が更新され、第１の差信号が出力される。
【００５６】
本発明のさらに他のアスペクトにかかる信号処理装置は、第１の信号と第２の信号と入力する信号処理装置であって、第１の中間信号を入力として第１の擬似信号を生成する第１の適応フィルタと、第２の信号から第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する第１の減算器と、第２の中間信号を入力として第２の擬似信号を生成する第２の適応フィルタと、第２の信号から第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する第２の減算器と、第１の差信号を入力として第３の擬似信号を生成する第３の適応フィルタと、第１の信号から第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、第３の差信号を第１の中間信号として第１の適応フィルタに供給する第３の減算器と、第２の差信号を入力として第４の擬似信号を生成する第４の適応フィルタと、第１の信号から第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、第４の差信号を第２の中間信号として第２の適応フィルタに供給する第４の減算器と、信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズ、第２のステップサイズ、第３のステップサイズ及び第４のステップサイズを生成するステップサイズ制御手段と、を有し、第１の差信号と第１のステップサイズを用いて第１の適応フィルタの係数が更新され、第２の差信号と第２のステップサイズを用いて第２の適応フィルタの係数が更新され、第３の差信号と第３のステップサイズを用いて第３の適応フィルタの係数が更新され、第４の差信号と第４のステップサイズを用いて第４の適応フィルタの係数が更新され、第１の差信号が出力される。
【００５７】
本発明によれば、信号対雑音比を推定し、信号対雑音比推定値を用いて適切に制御されたステップサイズを有する適応フィルタを動作させ、適応フィルタの出力信号に基づいて推定された信号対雑音比を用いて他の適応フィルタのステップサイズを決定することにより、音声入力端子や参照入力端子における、広範囲な信号対雑音比の入力信号に対して、収束時間が短く、かつ、出力音声における歪の少ない信号処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】従来の信号処理装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】従来の信号処理装置の構成の別の例を示すブロック図である。
【図３】図２に示した信号処理装置に用いられる信号対雑音比推定回路の構成を示すブロック図である。
【図４】従来の信号処理装置の構成のさらに別の例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の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の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第５の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第８の実施形態の信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の信号処理装置を用いる音声認識装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１４】本発明の信号処理装置を用いるロボット装置の構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
本発明を実施するための最良の形態について説明する。以下では、本発明に基づく信号処理装置を、音声信号を処理する装置として実現化した形態、特に、雑音消去装置として実現した例を挙げて説明する。しかしながら、以下の各実施形態の信号処理装置は、その構成を変更することなく、雑音消去装置以外の各種の信号処理装置として用いることができることは、いうまでもない。
【００６０】
図５に示した本発明の第１の実施形態の信号処理装置は、音声入力端子１と、参照入力端子２と、出力端子１３と、音声入力端子１から入力される第１の受音信号ＸＰ（ｋ）を受けて第１の受音信号に予め定められた遅延時間を与えて第１の遅延受音信号を生成する第１の遅延回路３と、参照入力端子２から入力される第２の受音信号ＸＲ（ｋ）を受けて第２の受音信号に第１の遅延回路３と同じ遅延時間を与えて第２の遅延受音信号を生成する第２の遅延回路４と、第１の遅延受音信号から第１の擬似雑音信号を減算して第１の誤差信号を生成する第１の減算器１１と、第２の遅延受音信号から第１の擬似音声信号を減算して第２の誤差信号を生成する第２の減算器１２と、第２の誤差信号を入力として第１の擬似雑音信号を生成して第１の誤差信号が最小となるように係数を更新する第１の適応フィルタ７と、第１の誤差信号を入力として第１の擬似音声信号を生成し第２の誤差信号が最小となるように係数を更新する第２の適応フィルタ８と、備える。第１の減算器１１からの第１の誤差信号は、雑音が消去された音声信号として、出力端子１３にも出力されている。
【００６１】
さらに、図５に示した信号処理装置は、第１の受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する第３の減算器９と、第２の受音信号から第２の擬似音声信号を減算して第４の誤差信号を生成する第４の減算器１０と、第４の誤差信号を入力として第２の擬似雑音信号を生成し、第３の誤差信号が最小となるように係数を更新する第３の適応フィルタ５と、第３の誤差信号を入力として第２の擬似音声信号を生成し第４の誤差信号が最小となるように係数を更新する第４の適応フィルタ６と、第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する第１の信号対雑音比回路２１と、第２の擬似音声信号と第４の誤差信号とから第２の信号対雑音相対関係を生成する第２の信号対雑音比回路２２と、第１の受音信号と第２の受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する第３の信号対雑音比回路２３と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第１のステップサイズ制御回路１９と、第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第２のステップサイズ制御回路２０と、第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第３のステップサイズ制御回路１７と、同じく第３の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第４のステップサイズ制御回路１８と、を備えている。
【００６２】
上述の信号処理装置において、信号対雑音比推定回路２１〜２３としては、図３を用いて説明した信号対雑音比推定回路を使用することができる。したがって、上述したものでは、信号対雑音相対関係として、信号対雑音比が用いられることになる。
【００６３】
図４と図５とを比較すれば分かるように、図５に示した信号処理装置は、図４に示した従来の信号処理装置に対し、さらに第３の信号対雑音比推定回路２３と第３のステップサイズ制御回路１７と第４のステップサイズ制御回路１８を追加した構成のものである。図５において、図４に示した要素と同一または同等の要素には、同一の参照符号が付されている。そこで、以下では、図４におけるものと同一の要素についての説明は重複をさけるために省略し、信号対雑音比推定回路２３、ステップサイズ制御回路１７及びステップサイズ制御回路１８を中心にして、図５に示した信号処理装置を説明する。
【００６４】
音声入力端子１に入力された第１の受音信号と参照入力端子２に入力された第２の受音信号とが供給される信号対雑音比推定回路２３は、第１の受音信号を音声信号成分の推定値とし、第２の受音信号を雑音信号成分の推定値として、信号対雑音比の推定値を求め、これを第３の信号対雑音相対関係である第３の信号対雑音比として出力する。信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比は、ステップサイズ制御回路１７及びステップサイズ制御回路１８に供給され、得られたステップサイズが、それぞれ、適応フィルタ５及び適応フィルタ６に供給される。
【００６５】
ステップサイズ制御回路１７は、信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比に基づいて計算したステップサイズα３（ｋ）を、適応フィルタ５に供給する。時刻ｋにおける第３の信号対雑音比の推定値をＳＮＲ３（ｋ）とすると、ステップサイズ制御回路１７は、ＳＮＲ３（ｋ）を入力としてステップサイズα３（ｋ）を計算する。
【００６６】
α３（ｋ）は、ＳＮＲ３ｍｉｎ＜ＳＮＲ３（ｋ）＜ＳＮＲ３ｍａｘで単調減少する関数ｆ３（ｘ）の値として求める。ここに、ＳＮＲ３ｍｉｎ、ＳＮＲ３ｍａｘは、ＳＮＲ３ｍｉｎ＜ＳＮＲ３ｍａｘを満たす定数である。この関係は、式（１３ａ）〜（１３ｃ）で表わすことができる。
【００６７】
α３（ｋ）＝α３ｍａｘ
（ＳＮＲ３（ｋ）＜ＳＮＲ３ｍｉｎ） …（１３ａ）
α３（ｋ）＝ｆ３（ＳＮＲ３（ｋ））
（ＳＮＲ３ｍｉｎ≦ＳＮＲ３（ｋ）≦ＳＮＲ３ｍａｘ） …（１３ｂ）
α３（ｋ）＝α３ｍｉｎ
（ＳＮＲ３（ｋ）＞ＳＮＲ３ｍａｘ） …（１３ｃ）
ただし、α３ｍｉｎ、α３ｍａｘは、α３ｍｉｎ＜α３ｍａｘを満たす定数である。
【００６８】
単調減少関数ｆ３（ｘ）は、式（９ａ）〜（９ｃ）のα１ｍａｘ、α１ｍｉｎ、ＳＮＲ１ｍａｘ、ＳＮＲ１ｍｉｎの代わりに、α３ｍａｘ、α３ｍｉｎ、ＳＮＲ３ｍａｘ、ＳＮＲ３ｍｉｎを用いて、ｆ１（ｘ）と同様に決定できる。
【００６９】
ステップサイズ制御回路１８は、信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比ＳＮＲ３（ｋ）に基づいて計算したステップサイズα４（ｋ）を、適応フィルタ６に供給する。
【００７０】
α４（ｋ）は、ＳＮＲ４ｍｉｎ＜ＳＮＲ４（ｋ）＜ＳＮＲ４ｍａｘで単調増加する関数ｆ４（ｘ）の値として求める。ここでＳＮＲ４ｍｉｎ、ＳＮＲ４ｍａｘは、ＳＮＲ４ｍｉｎ＜ＳＮＲ４ｍａｘを満たす定数である。この関係は、式（１４ａ）〜（１４ｃ）で表わすことができる。
【００７１】
α４（ｋ）＝α４ｍｉｎ
（ＳＮＲ３（ｋ）＜ＳＮＲ４ｍｉｎ） …（１４ａ）
α４（ｋ）＝ｆ４（ＳＮＲ３（ｋ））
（ＳＮＲ４ｍｉｎ≦ＳＮＲ３（ｋ）≦ＳＮＲ４ｍａｘ） …（１４ｂ）
α４（ｋ）＝α４ｍａｘ
（ＳＮＲ３（ｋ）＞ＳＮＲ４ｍａｘ） …（１４ｃ）
ただし、α４ｍｉｎ、α４ｍａｘは、α４ｍｉｎ＜α４ｍａｘを満たす定数である。
【００７２】
単調増加関数ｆ４（ｘ）は、上式（１２ａ）〜（１２ｃ）のα２ｍａｘ、α２ｍｉｎ、ＳＮＲ２ｍａｘ、ＳＮＲ２ｍｉｎの代わりに、α４ｍａｘ、α４ｍｉｎ、ＳＮＲ４ｍａｘ、ＳＮＲ４ｍｉｎを用いて、ｆ２（ｘ）と同様に決定できる。
【００７３】
次に、図５に示した信号処理装置すなわち雑音消去装置の動作原理について説明する。
【００７４】
この信号処理装置は、音声入力端子１から入力される第１の受音信号に混入する雑音信号を消去するために、第１の受音信号に含まれる雑音信号を推定する第１の適応フィルタ７と、参照入力端子２に入力される第２の受音信号に混入する音声信号を消去するために第２の受音信号に含まれる音声信号を推定する第２の適応フィルタ８と、第１の受音信号及び第２の受音信号における信号対雑音相対関係（すなわち信号対雑音比）を推定するために、音声入力端子１から入力される第１の受音信号に含まれる雑音信号を推定する第３の適応フィルタ５と、参照入力端子２に入力される第２の受音信号に含まれる音声信号を推定する第４の適応フィルタ６とを備えている。そして、第１のステップサイズ制御回路１９は、第１の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が多いと判断したときは、第１の適応フィルタ７に対して大きなステップサイズを供給し、収束を速める。逆に、第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が少ないと判断したときは、第１のステップサイズ制御回路１９は、第１の適応フィルタ７に小さなステップサイズを供給し、誤った収束へ向かうことを防止する。同様に、第２のステップサイズ制御回路２０は、第２の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、第２の受音信号において雑音信号に比べ音声信号が多いと判断したときは、第２の適応フィルタ８に大きなステップサイズを供給し、収束を速める。逆に、雑音信号に比べ音声信号が少ないと判断したときは、第２のステップサイズ制御回路２０は、第２の適応フィルタ８に小さなステップサイズを供給し、誤った収束へ向かうことを防止する。
【００７５】
さらに、第１の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、第３のステップサイズ制御回路１７は、第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が多いと判断したときは、第３の適応フィルタ５に大きなステップサイズを供給し、収束を速める。逆に、第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が少ないと判断したときは、第３のステップサイズ制御回路１７は、第３の適応フィルタ５に小さなステップサイズを供給し、誤った収束へ向かうことを防止する。同様に、第４のステップサイズ制御回路１８は、第２の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、第２の受音信号において雑音信号に比べ音声信号が多いと判断したときは、第４の適応フィルタ６に大きなステップサイズを供給し、収束を速める。逆に、雑音信号に比べ音声信号が少ないと判断したときは、第４のステップサイズ制御回路１８は、第４の適応フィルタ６に小さなステップサイズを供給し、誤った収束へ向かうことを防止する。
【００７６】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態による信号処理装置は、音声入力端子１と参照入力端子２に入力される信号を用いて推定した信号対雑音比を用いて適応フィルタ５の係数更新動作にとって妨害となる信号の大きさを推定し、適応フィルタ５のステップサイズを、信号対雑音比が大きいときには小さなステップサイズとして係数更新動作への妨害信号の影響を軽減し、逆の状態では大きなステップサイズとして係数更新動作の収束時間を短縮するように制御する。同様に、この信号処理装置は、適応フィルタ６のステップサイズを、信号対雑音比が大きいときには大きなステップサイズ、逆の状態では小さなステップサイズとなるように制御する。したがって、音声入力端子１や参照入力端子２における信号対雑音比の値に依存せず、収束時間が短縮し、または、減算器９及び１０の出力信号における歪が減少する。これらは、信号対雑音比推定回路２１及び２２に供給する音声成分と雑音成分の推定値精度の向上につながり、適応フィルタ７及び８の収束時間の短縮、あるいは出力端子１３に出力される出力音声における歪削減を達成する。すなわち、音声入力端子１や参照入力端子２における広範囲な信号対雑音比の入力信号に対して、適応フィルタ７及び８の収束時間が短く、出力音声における歪の少ない雑音消去装置として用いられることの信号処理装置が得られたことになる。
【００７７】
上述した第１の実施形態での処理手順は、具体的には、以下の、
（ａ１）受音信号に予め定められた遅延時間を与えて第１及び第２の遅延受音信号を生成する段階、
（ａ２）第１の遅延受音信号から第１の擬似雑音信号を減算して第１の誤差信号を生成する段階、
（ａ３）第２の遅延受音信号から第１の擬似音声信号を減算して第２の誤差信号を生成する段階、
（ａ４）第２の誤差信号を第１の適応フィルタ７に入力して第１の擬似雑音信号を生成する段階、
（ａ５）第１の誤差信号が最小となるように第１の適応フィルタ７の係数を更新する段階、
（ａ６）第１の誤差信号を第２の適応フィルタ８に入力して第１の擬似音声信号を生成する段階、
（ａ７）第２の誤差信号が最小となるように第２の適応フィルタ８の係数を更新する段階、
（ａ８）第１の誤差信号を雑音が消去された音声信号として出力端子に出力するする段階、
（ａ９）第１の受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する段階、
（ａ１０）第２の受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第４の誤差信号を生成する段階、
（ａ１１）第４の誤差信号を第１の適応フィルタと同様の構成の第３の適応フィルタ５に入力して第２の擬似雑音信号を生成する段階、
（ａ１２）第３の誤差信号が最小となるように第３の適応フィルタ５の係数を更新する段階、
（ａ１３）第３の誤差信号を第２の適応フィルタと同様の構成の第４の適応フィルタ６に入力して第２の擬似音声信号を生成する段階、
（ａ１４）第４の誤差信号が最小となるように第４の適応フィルタ６の係数を更新する段階、
（ａ１５）第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ１６）第２の擬似音声信号と第４の誤差信号とから第２の信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ１７）第１の受音信号と第２の受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ１８）第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ１９）第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２０）第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３及び第４の適応フィルタ５、６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力するする段階、
とを有する。
【００７８】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本発明の第２の実施形態の信号処理装置を示す図６において、図５に示した要素と同一又は同等の要素には、同一の参照符号が付されている。
【００７９】
図６に示した第２の実施形態の信号処理装置は、音声入力端子１と、参照入力端子２と、出力端子１３と、音声入力端子１から入力される第１の受音信号ＸＰ（ｋ）を受けて第１の受音信号に予め定められた遅延時間を与えて第１の遅延受音信号を生成する第１の遅延回路３と、参照入力端子２から入力される第２の受音信号ＸＲ（ｋ）を受けて第２の受音信号に第１の遅延回路３と同じ遅延時間を与えて第２の遅延受音信号を生成する第２の遅延回路４と、第１の遅延受音信号から第１の擬似雑音信号を減算して第１の誤差信号を生成する第１の減算器１１と、第２の遅延受音信号から第１の擬似音声信号を減算して第２の誤差信号を生成する第２の減算器１２と、第２の減算器１２からの第２の誤差信号を入力として第１の擬似雑音信号を生成して第１の誤差信号が最小となるように係数を更新する第１の適応フィルタ７と、第１の減算器１１からの第１の誤差信号を入力として第１の擬似音声信号を生成し第２の誤差信号が最小となるように係数を更新する第２の適応フィルタ８と、を備えており、第１の誤差信号は、雑音が消去された音声信号として出力端子１３にも供給されている。
【００８０】
さらにこの信号処理装置は、第１の受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する第３の減算器９と、第２の受音信号から第２の擬似音声信号を減算して第４の誤差信号を生成する第４の減算器１０と、第４の誤差信号を入力として第２の擬似雑音信号を生成し第３の誤差信号が最小となるように係数を更新する第３の適応フィルタ５と、第３の誤差信号を入力として第２の擬似音声信号を生成し第４の誤差信号が最小となるように係数を更新する第４の適応フィルタ６と、第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する第１の信号対雑音比推定回路２１と、第２の擬似音声信号と第４の誤差信号とから第２の信号対雑音相対関係を生成する第２の信号対雑音比推定回路２２と、第１の受音信号と第２の受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する第３の信号対雑音比推定回路２３と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタのフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第１のステップサイズ制御回路１９と、第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタのフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第２のステップサイズ制御回路２０と、第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタのフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第３のステップサイズ制御回路１７と、第２の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第４のステップサイズ制御回路１８と、を有する。
【００８１】
すなわち、図６に示した第２の実施形態の信号処理装置は、図５に示した第１の実施形態の信号処理装置とは、ステップサイズ制御回路１８が相違しており、他の要素は同一構成とされている。したがって、以下、ステップサイズ制御回路１８について説明する。
【００８２】
ステップサイズ制御回路１８への入力信号は、第３の信号対雑音比推定回路２３からの第３の信号対雑音比ではなく、第２の信号対雑音比推定回路２２で求められた第２の信号対雑音比となっている。ステップサイズ制御回路１８は、第２の信号対雑音比ＳＮＲ２（ｋ）に基づいて計算したステップサイズα４（ｋ）を、第４の適応フィルタ６に供給する。
【００８３】
α４（ｋ）は、式（１４ａ）〜（１４ｃ）のＳＮＲ３（ｋ）、ＳＮＲ４ｍａｘ、ＳＮＲ４ｍｉｎ、α４ｍａｘ、α４ｍｉｎの代わりに、ＳＮＲ２（ｋ）、ＳＮＲ５ｍａｘ、ＳＮＲ５ｍｉｎ、α５ｍａｘ、α５ｍｉｎを用いて同様に決定することができる。ここで、ＳＮＲ５ｍｉｎ、ＳＮＲ５ｍａｘは、ＳＮＲ５ｍｉｎ＜ＳＮＲ５ｍａｘを満たす定数、α５ｍｉｎ、α５ｍａｘは、α５ｍｉｎ＜α５ｍａｘを満たす定数である。このように、信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比の代わりに、信号対雑音比推定回路２２で求められた第２の信号対雑音比を用いることにより、図６に示した信号処理装置は、第１の実施形態の信号処理装置と同様に動作することが可能となる。
【００８４】
同様に、本実施形態の信号処理装置において、ステップサイズ制御回路１８の入力信号を、信号対雑音比推定回路２３で求められた信号対雑音比とし、ステップサイズ制御回路１７の入力信号を、信号対雑音比推定回路２１で求められた信号対雑音比とした構成としてもよい。これは、回路構成の対称性からも明らかである。
【００８５】
図６に示した第２の実施形態の信号処理装置の動作原理は、上述した第１の実施形態の信号処理装置と同様のものである。第２の実施形態での処理手順は、具体的には、第１の実施形態での段階（ａ１）〜（ａ１９）を含み、さらに、
（ａ２０ａ）第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２１ａ）第２の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
を備えている。
【００８６】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本発明の第３の実施形態の信号処理装置を示す図７において、図６に示した要素と同一又は同等の要素には、同一の参照符号が付されている。
【００８７】
図７に示した第３の実施形態の信号処理装置は、音声入力端子１と、参照入力端子２と、出力端子１３と、音声入力端子１から入力される第１の受音信号ＸＰ（ｋ）を受けて第１の受音信号に予め定められた遅延時間を与えて第１の遅延受音信号を生成する第１の遅延回路３と、参照入力端子２から入力される第２の受音信号ＸＲ（ｋ）を受けて第２の受音信号に第１の遅延回路３と同じ遅延時間を与えて第２の遅延受音信号を生成する第２の遅延回路４と、第１の遅延受音信号から第１の擬似雑音信号を減算して第１の誤差信号を生成する第１の減算器１１と、第２の遅延受音信号から第１の擬似音声信号を減算して第２の誤差信号を生成する第２の減算器１２と、第２の減算器１２からの第２の誤差信号を入力として第１の擬似雑音信号を生成して第１の誤差信号が最小となるように係数を更新する第１の適応フィルタ７と、第１の減算器１１からの第１の誤差信号を入力として第１の擬似音声信号を生成し第２の誤差信号が最小となるように係数を更新する第２の適応フィルタ８と、を備えており、第１の誤差信号は、雑音が消去された音声信号として出力端子１３にも供給されている。
【００８８】
さらにこの信号処理装置は、第１の受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する第３の減算器９と、第２の受音信号から第２の擬似音声信号を減算して第４の誤差信号を生成する第４の減算器１０と、第４の誤差信号を入力として第２の擬似雑音信号を生成し第３の誤差信号が最小となるように係数を更新する第３の適応フィルタ５と、第３の誤差信号を入力として第２の擬似音声信号を生成し第４の誤差信号が最小となるように係数を更新する第４の適応フィルタ６と、第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する第１の信号対雑音比推定回路２１と、第２の擬似音声信号と第４の誤差信号とから第２の信号対雑音相対関係を生成する第２の信号対雑音比推定回路２２と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタのフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第１のステップサイズ制御回路１９と、第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタのフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第２のステップサイズ制御回路２０と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタのフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第３のステップサイズ制御回路１７と、第２の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタのフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第４のステップサイズ制御回路１８と、を有する。
【００８９】
すなわち、図７に示した第３の実施形態の信号処理装置は、図６に示した第２の実施形態の信号処理装置から第３の信号対雑音比推定回路２３を取り除いたものであり、それにともなって、ステップサイズ制御回路１７が図６の装置とは相違している。これ以外の構成については図６に示す装置と同様であり、図７に示した第３の実施形態の信号処理装置においてステップサイズ制御回路１７を除く要素の動作は、図６に示したものと同様であるため、以下では、ステップサイズ制御回路１７について説明する。
【００９０】
ステップサイズ制御回路１７の入力信号は、第１の信号対雑音比推定回路２１で求められた第１の信号対雑音比となっている。ステップサイズ制御回路１７は、この信号対雑音比ＳＮＲ１（ｋ）に基づいて計算したステップサイズα３（ｋ）を、適応フィルタ５に供給する。
【００９１】
α３（ｋ）は、式（１３ａ）〜（１３ｃ）のＳＮＲ３（ｋ）、ＳＮＲ３ｍａｘ、ＳＮＲ３ｍｉｎ、α３ｍａｘ、α３ｍｉｎの代わりに、ＳＮＲ１（ｋ）、ＳＮＲ６ｍａｘ、ＳＮＲ６ｍｉｎ、α６ｍａｘ、α６ｍｉｎを用いて同様に決定できる。
【００９２】
ここで、ＳＮＲ６ｍｉｎ、ＳＮＲ６ｍａｘは、ＳＮＲ６ｍｉｎ＜ＳＮＲ６ｍａｘを満たす定数であり、α６ｍｉｎ、α６ｍａｘは、α６ｍｉｎ＜α６ｍａｘを満たす定数である。
【００９３】
このように、第３の信号対雑音比推定回路を設けて第３の信号対雑音比を用いる代わりに、第１の信号対雑音比推定回路２１で求められた第１の信号対雑音比を用いることにより、第３の信号対雑音比推定回路を設ける必要がなくなり、その第３の第３の信号対雑音比推定回路に相当する演算量を削減することができる。
【００９４】
図７に示した第３の実施形態の信号処理装置の動作原理は、上述した第１の実施形態の信号処理装置と同様のものである。第３の実施形態での処理手順は、具体的には、第１の実施形態での段階（ａ１）〜（ａ１６）を含み、さらに、
（ａ１７ｂ）第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ１８ｂ）第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ１９ｂ）第１の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２０ｂ）第２の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階
を有している。
【００９５】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本発明の第４の実施形態の信号処理装置を示す図８において、図５に示した要素と同一又は同等の要素には、同一の参照符号が付されている。
【００９６】
図８に示した第４の実施形態の信号処理装置は、音声入力端子１と、参照入力端子２と、出力端子１３と、音声入力端子１から入力される第１の受音信号ＸＰ（ｋ）を受けて第１の受音信号に予め定められた遅延時間を与えて第１の遅延受音信号を生成する第１の遅延回路３と、参照入力端子２から入力される第２の受音信号ＸＲ（ｋ）を受けて第２の受音信号に第１の遅延回路３と同じ遅延時間を与えて第２の遅延受音信号を生成する第２の遅延回路４と、第１の遅延受音信号から第１の擬似雑音信号を減算して第１の誤差信号を生成する第１の減算器１１と、第２の遅延受音信号から第１の擬似音声信号を減算して第２の誤差信号を生成する第２の減算器１２と、第２の減算器１２からの第２の誤差信号を入力として第１の擬似雑音信号を生成して第１の誤差信号が最小となるように係数を更新する第１の適応フィルタ７と、第１の減算器１１からの第１の誤差信号を入力として第１の擬似音声信号を生成し第２の誤差信号が最小となるように係数を更新する第２の適応フィルタ８と、を備えており、第１の誤差信号は、雑音が消去された音声信号として出力端子１３にも供給されている。
【００９７】
さらにこの信号処理装置は、第１の受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する第３の減算器９と、第２の受音信号から第２の擬似音声信号を減算して第４の誤差信号を生成する第４の減算器１０と、第４の誤差信号を入力として第２の擬似雑音信号を生成し第３の誤差信号が最小となるように係数を更新する第３の適応フィルタ５と、第３の誤差信号を入力として第２の擬似音声信号を生成し第４の誤差信号が最小となるように係数を更新する第４の適応フィルタ７と、第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する第１の信号対雑音比推定回路２１と、第２の擬似音声信号と第４の誤差信号とから第２の信号対雑音相対関係を生成する第２の信号対雑音比推定回路２２と、第１の受音信号と第２の受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する第３の信号対雑音比推定回路２３と、第１の信号対雑音相対関係と第３の信号対雑音相対関係の相対関係を入力として、これらの信号対雑音相対関係の相対関係が予め定められた範囲内であるか否かにより一方を選択して第４の信号対雑音相対関係として出力する第１の制御回路３２と、第２の信号対雑音相対関係と第３の信号対雑音相対関係の相対関係を入力として、これらの信号対雑音相対関係の相対関係が予め定められた範囲内であるか否かにより一方を選択して第５の信号対雑音相対関係として出力する第２の制御回路３３と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第１のステップサイズ制御回路１９と、第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第２のステップサイズ制御回路２０と、第４の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第３のステップサイズ制御回路１７と、第５の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第４のステップサイズ制御回路１８と、を備えている。
【００９８】
すなわち、図８に示した第４の実施形態の信号処理装置は、図５に示した信号処理装置に対して制御回路３２、３３を追加し、制御回路３２、３３を介して信号対雑音比がそれぞれステップサイズ制御回路１７、１８に入力するようにしたものである。図８に示した信号処理装置において、ステップサイズ制御回路１７、１８以外の要素の動作は図５に示す装置と同様であるため、以下では、制御回路３２、３３及びステップサイズ制御回路１７、１８について説明する。
【００９９】
制御回路３２には、第３の信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比と、第１の信号対雑音比推定回路２１で求められた第１の信号対雑音比が供給される。そして制御回路３２は、信号対雑音比推定回路２３、２１から供給される信号対雑音比ＳＮＲ３（ｋ）、ＳＮＲ１（ｋ）の一方を選択して第４の信号対雑音比ＳＮＲ４（ｋ）とし、ステップサイズ制御回路１７に供給する。この関係は、式（１５ａ）、（１５ｂ）、（１６）で表すことができる。
【０１００】
ＳＮＲ４（ｋ）＝ＳＮＲ１（ｋ） （ｒ１（ｋ）≧ｒ１ｔｈ） …（１５ａ）
ＳＮＲ４（ｋ）＝ＳＮＲ３（ｋ） （ｒ１（ｋ）＜ｒ１ｔｈ） …（１５ｂ）
ｒ１（ｋ）＝ＳＮＲ３（ｋ）／ＳＮＲ１（ｋ） …（１６）
ただし、ｒ１ｔｈは正の定数である。
【０１０１】
式（１５ａ）、（１５ｂ）の代わりに、式（１７ａ）、（１７ｂ）を用いてもよい。
【０１０２】
ＳＮＲ４（ｋ）＝ＳＮＲ３（ｋ） （Ｒ１（ｋ）≧Ｒ１ｔｈ） …（１７ａ）
ＳＮＲ４（ｋ）＝ＳＮＲ１（ｋ） （Ｒ１（ｋ）＜Ｒ１ｔｈ） …（１７ｂ）
ただし、Ｒ１ｔｈは正の定数、Ｒ１（ｋ）は、ｒ１（ｋ）の変化を時刻ｋ−ｍ＋１からｋまで平均したものであり、式（１８）で与えられる。
【０１０３】
【数３】
【０１０４】
ステップサイズ制御回路１７の入力信号は、図５に示した装置とは異なり、制御回路３２で求められた第４の信号対雑音比ＳＮＲ４（ｋ）となっている。ステップサイズ制御回路１７は、この第４の信号対雑音比ＳＮＲ４（ｋ）に基づいて計算したステップサイズα３（ｋ）を、適応フィルタ５に供給する。
【０１０５】
α３（ｋ）は、式（１３ａ）〜（１３ｃ）のＳＮＲ３（ｋ）、ＳＮＲ３ｍａｘ、ＳＮＲ３ｍｉｎ、α３ｍａｘ、α３ｍｉｎの代わりに、ＳＮＲ４（ｋ）、ＳＮＲ７ｍａｘ、ＳＮＲ７ｍｉｎ、α７ｍａｘ、α７ｍｉｎを用いて同様に決定できる。ここで、ＳＮＲ７ｍｉｎ、ＳＮＲ７ｍａｘは、ＳＮＲ７ｍｉｎ＜ＳＮＲ７ｍａｘを満たす定数、α７ｍｉｎ、α７ｍａｘは、α７ｍｉｎ＜α７ｍａｘを満たす定数である。
【０１０６】
制御回路３３には、第３の信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比と、第２の信号対雑音比推定回路２２で求められた第２の信号対雑音比が供給される。制御回路３３は、信号対雑音比推定回路２３、２２から供給される信号対雑音比ＳＮＲ３（ｋ）、ＳＮＲ２（ｋ）の一方を選択して第５の信号対雑音比ＳＮＲ５（ｋ）とし、ステップサイズ制御回路１８に供給する。この関係は、式（１９ａ）、（１９ｂ）、（２０）で表すことができる。
【０１０７】
ＳＮＲ５（ｋ）＝ＳＮＲ２（ｋ） （ｒ２（ｋ）≧ｒ２ｔｈ） …（１９ａ）
ＳＮＲ５（ｋ）＝ＳＮＲ３（ｋ） （ｒ２（ｋ）＜ｒ２ｔｈ） …（１９ｂ）
ｒ２（ｋ）＝ＳＮＲ３（ｋ）／ＳＮＲ２（ｋ） …（２０）
ただし、ｒ２ｔｈは正の定数である。式（１９ａ）、（１９ｂ）の代わりに、式（２１ａ）、（２１ｂ）を用いてもよい。
【０１０８】
ＳＮＲ５（ｋ）＝ＳＮＲ３（ｋ） （Ｒ２（ｋ）≧Ｒ２ｔｈ） …（２１ａ）
ＳＮＲ５（ｋ）＝ＳＮＲ２（ｋ） （Ｒ２（ｋ）＜Ｒ２ｔｈ） …（２１ｂ）
ただし、Ｒ２ｔｈは正の定数、Ｒ２（ｋ）は、ｒ２（ｋ）の変化を時刻ｋ−ｍ＋１からｋまで平均したものであり、式（２２）で与えられる。
【０１０９】
【数４】
【０１１０】
ステップサイズ制御回路１８の入力信号は、図５に示した装置とは異なり、制御回路３３で求められた第５の信号対雑音比ＳＮＲ５（ｋ）となっている。ステップサイズ制御回路１８は、この信号対雑音比ＳＮＲ５（ｋ）に基づいて計算したステップサイズα４（ｋ）を、適応フィルタ６に供給する。
【０１１１】
α４（ｋ）は、式（１４ａ）〜（１４ｃ）のＳＮＲ３（ｋ）、ＳＮＲ４ｍａｘ、ＳＮＲ４ｍｉｎ、α４ｍａｘ、α４ｍｉｎの代わりに、ＳＮＲ５（ｋ）、ＳＮＲ８ｍａｘ、ＳＮＲ８ｍｉｎ、α８ｍａｘ、α８ｍｉｎを用いて同様に決定できる。ここで、ＳＮＲ８ｍｉｎ、ＳＮＲ８ｍａｘは、ＳＮＲ８ｍｉｎ＜ＳＮＲ８ｍａｘを満たす定数、α８ｍｉｎ、α８ｍａｘは、α８ｍｉｎ＜α８ｍａｘを満たす定数である。
【０１１２】
このように、本実施形態によれば、信号対雑音比推定回路２１及び２３で求められた第１及び第３の信号対雑音比から適切な値を選択してステップサイズ制御回路１７に供給し、同様に、信号対雑音比推定回路２２及び２３で求められた第２及び第３の信号対雑音比から適切な値を選択してステップサイズ制御回路１８に供給することにより、いずれか一方の信号対雑音比を、ステップサイズ制御回路１７及び１８に供給した場合よりも、最適なステップサイズを算出することが可能となる。これは、信号対雑音比推定回路２３における推定値が、入力端子１に漏れ込む雑音信号成分と入力端子２に漏れ込む音声信号成分の影響を受け、十分に正確ではないためである。
【０１１３】
一方、信号対雑音比推定回路２１及び２２は、これらの漏れ込み成分の影響を適応フィルタ５及び６で除去された信号を用いて推定動作を行うために、高精度の推定値を得ることができる。しかし、適応フィルタ５及び６の収束の影響を受け、これらの適応フィルタが収束するまでは、推定値の精度が十分ではない。そこで、制御回路３２及び３３によって、適切な信号対雑音比を選択してステップサイズ制御回路１７及び１８に供給することにより、最適なステップサイズの算出を可能とする。
【０１１４】
図８に示した第４の実施形態の信号処理装置の動作原理は、上述した第１の実施形態の信号処理装置と同様のものである。第４の実施形態での処理手順は、具体的には、第１の実施形態での段階（ａ１）〜（ａ１７）を含み、さらに、
（ａ１８ｃ）第１の信号対雑音相対関係と第２の信号対雑音相対関係の相対関係が予め定められた範囲内であるか否かにより一方を選択して第４の信号対雑音相対関係として出力する段階、
（ａ１９ｃ）第１の信号対雑音相対関係と第２の信号対雑音相対関係の相対関係が予め定められた範囲内であるか否かにより一方を選択して第５の信号対雑音相対関係として出力する段階、
（ａ２０ｃ）第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２１ｃ）第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２２ｃ）第４の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２３ｃ）第５の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
とを有する。
【０１１５】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。本発明の第５の実施形態の信号処理装置を示す図９において、図５に示した要素と同一又は同等の要素には、同一の参照符号が付されている。
【０１１６】
図９に示した第５の実施形態の信号処理装置は、音声入力端子１と、参照入力端子２と、出力端子１３と、音声入力端子１から入力される第１の受音信号ＸＰ（ｋ）を受けて第１の受音信号に予め定められた遅延時間を与えて第１の遅延受音信号を生成する第１の遅延回路３と、参照入力端子２から入力される第２の受音信号ＸＲ（ｋ）を受けて第２の受音信号に第１の遅延回路３と同じ遅延時間を与えて第２の遅延受音信号を生成する第２の遅延回路４と、第１の遅延受音信号から第１の擬似雑音信号を減算して第１の誤差信号を生成する第１の減算器１１と、第２の遅延受音信号から第１の擬似音声信号を減算して第２の誤差信号を生成する第２の減算器１２と、第２の減算器１２からの第２の誤差信号を入力として第１の擬似雑音信号を生成して第１の誤差信号が最小となるように係数を更新する第１の適応フィルタ７と、第１の減算器１１からの第１の誤差信号を入力として第１の擬似音声信号を生成し第２の誤差信号が最小となるように係数を更新する第２の適応フィルタ８と、を備えており、第１の誤差信号は、雑音が消去された音声信号として出力端子１３にも供給されている。
【０１１７】
さらにこの信号処理装置は、第１の受音信号における予め定められた周波数以上の成分を抑圧して出力する第１の低域通過フィルタ２４と、第２の受音信号における第１の低域通過フィルタ２４におけるものと同じ予め定められた周波数以上の成分を抑圧して出力する第２の低域通過フィルタ２５と、第１の低域通過フィルタ２４より供給される信号から予め定められた間引き率で信号を間引いて第１の間引き受音信号を生成する第１の間引き回路２６と、第２の低域通過フィルタより供給される信号から第１の間引き回路２６と同じ間引き率で信号を間引いて第２の間引き受音信号を生成する第２の間引き回路２７と、第１の間引き受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する第３の減算器９と、第２の間引き受音信号から第２の擬似音声信号を減算して第４の誤差信号を生成する第４の減算器１０と、第４の誤差信号を入力として第２の擬似雑音信号を生成し第３の誤差信号が最小となるように係数を更新する第３の適応フィルタ５と、第３の誤差信号を入力として第２の擬似音声信号を生成し第４の誤差信号が最小となるように係数を更新する第４の適応フィルタ６と、第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する第１の信号対雑音比推定回路２１と、第２の擬似音声信号と第４の誤差信号とから第２の信号対雑音相対関係を生成する第２の信号対雑音比推定回路２２と、第１の間引き受音信号と第２の間引き受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する第３の信号対雑音比推定回路２３と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第１のステップサイズ制御回路１９と、第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタのフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第２のステップサイズ制御回路２０と、第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第３のステップサイズ制御回路１７と、同じく第３の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第４のステップサイズ制御回路１８と、を有する。
【０１１８】
すなわち、図９に示した第５の実施形態の信号処理装置は、図１に示した信号処理装置に対し、低域通過フィルタ２４、２５、及び間引き回路２６、２７を付加したものである。以下では、低域通過フィルタ２４、２５、及び間引き回路２６、２７について説明する。
【０１１９】
間引き回路２６は、音声入力端子１から低域通過フィルタ２４を経て供給されたサンプリング周波数ｆ０の信号を間引くことにより、サンプリング周波数をｆｓに変換して出力する。すなわち、間引き率はｆ０／ｆｓとなる。低域通過フィルタ２４は、間引き回路２６における間引き処理によって生じる折り返し歪（ａｌｉａｓｉｎｇ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）を防ぐために、周波数ｆｐ以上の入力信号成分を抑圧し、間引き回路２６に供給する。ただし、２ｆｐ＜ｆｓ＜ｆ０である。同様に間引き回路２７は、参照入力端子２から低域通過フィルタ２５を経て供給されたサンプリング周波数ｆ０の信号を間引くことにより、サンプリング周波数をｆｓに変換して出力する。低域通過フィルタ２５は、低域通過フィルタ２４と同様の動作をする。
【０１２０】
このように本実施形態では、間引きによってサンプリング周波数がｆｓに変更された信号が信号対雑音比推定回路２１、２２、２３、及び適応フィルタ５、６に供給されるために、これらの回路の演算量を低減することができる。
【０１２１】
図９に示した第５の実施形態の信号処理装置の動作原理は、上述した第１の実施形態の信号処理装置と同様のものである。第６の実施形態での処理手順は、具体的には、第１の実施形態での段階（ａ１）〜（ａ８）を含み、さらに、
（ａ９ｄ）第１及び第２の受音信号を第１及び第２の低域通過フィルタ２４、２５に入力して予め定められた周波数以上の成分を抑圧した信号を生成する段階、
（ａ１０ｄ）１及び第２の低域通過フィルタ２４、２５から供給される信号から予め定められた間引き率の信号を間引いて第１及び第２の間引き受音信号を生成する段階、
（ａ１１ｄ）第１の間引き受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する段階
（ａ１２ｄ）第２の間引き受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第４の誤差信号を生成する段階、
（ａ１３ｄ）第４の誤差信号を第１の適応フィルタと同様の構成の第３の適応フィルタ５に入力して第２の擬似雑音信号を生成する段階、
（ａ１４ｄ）第３の誤差信号が最小となるように第３の適応フィルタ５の係数を更新する段階、
（ａ１５ｄ）第３の誤差信号を第２の適応フィルタと同様の構成の第４の適応フィルタ６に入力して第２の擬似音声信号を生成する段階、
（ａ１６ｄ）第４の誤差信号が最小となるように第４の適応フィルタ６の係数を更新する段階、
（ａ１７ｄ）第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ１８ｄ）第２の擬似音声信号と第４の誤差信号とから第２の信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ１９ｄ）第１の間引き受音信号と第２の間引き受音信号とから、第３の信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ２０ｄ）第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２１ｄ）第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２２ｄ）第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３及び第４の適応フィルタ７、８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
とを有する。
【０１２２】
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。本発明の第６の実施形態の信号処理装置を示す図１０において、図５に示した要素と同一又は同等の要素には、同一の参照符号が付されている。
【０１２３】
図１０に示した第６の実施形態の信号処理装置は、音声入力端子１と、参照入力端子２と、出力端子１３と、音声入力端子１から入力される第１の受音信号ＸＰ（ｋ）を受けて第１の受音信号に予め定められた遅延時間を与えて第１の遅延受音信号を生成する第１の遅延回路３と、参照入力端子２から入力される第２の受音信号ＸＲ（ｋ）を受けて第２の受音信号に第１の遅延回路３と同じ遅延時間を与えて第２の遅延受音信号を生成する第２の遅延回路４と、第１の遅延受音信号から第１の擬似雑音信号を減算して第１の誤差信号を生成する第１の減算器１１と、第２の遅延受音信号から第１の擬似音声信号を減算して第２の誤差信号を生成する第２の減算器１２と、第２の減算器１２からの第２の誤差信号を入力として第１の擬似雑音信号を生成して第１の誤差信号が最小となるように係数を更新する第１の適応フィルタ７と、第１の減算器１１からの第１の誤差信号を入力として第１の擬似音声信号を生成し第２の誤差信号が最小となるように係数を更新する第２の適応フィルタ８と、を備えており、第１の誤差信号は、雑音が消去された音声信号として出力端子１３にも供給されている。
【０１２４】
さらにこの信号処理装置は、第１の受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する第３の減算器９と、第２の受音信号から第２の擬似音声信号を減算して第４の誤差信号を生成する第４の減算器１０と、第４の誤差信号を入力として第２の擬似雑音信号を生成し第３の誤差信号が最小となるように係数を更新する第３の適応フィルタ５と、第３の誤差信号を入力として第２の擬似音声信号を生成し第４の誤差信号が最小となるように係数を更新する第４の適応フィルタ６と、第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する第１の信号対雑音比推定回路２１と、第１の受音信号と第２の受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する第３の信号対雑音比推定回路２３と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第１のステップサイズ制御回路１９と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタのフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第２のステップサイズ制御回路２０と、第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第３のステップサイズ制御回路１７と、同じく第３の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第４のステップサイズ制御回路１８と、を有する。
【０１２５】
すなわち、図１０に示した第６の実施形態の信号処理装置は、図５に示した信号処理装置から、第２の信号対雑音比推定回路２２を取り除いたものである。そのため、ステップサイズ制御回路２０には、第１の信号対雑音比推定回路２１から第１の信号対雑音比が送られている。これ以外の点については図１０に示す信号処理装置は図５に示す装置と同様であるから、以下では、ステップサイズ制御回路２０について説明する。
【０１２６】
ステップサイズ制御回路２０の入力信号は、信号対雑音比推定回路２１で求められた第１の信号対雑音比ＳＮＲ１（ｋ）となっており、ステップサイズ制御回路１０は、ＳＮＲ１（ｋ）に基づいて計算したステップサイズα２（ｋ）を、適応フィルタ８に供給する。
【０１２７】
α２（ｋ）は、式（１１ａ）〜（１２ｃ）のＳＮＲ２（ｋ）、ＳＮＲ２ｍａｘ、ＳＮＲ２ｍｉｎ、α２ｍｉｎ、α２ｍａｘの代わりに、ＳＮＲ１（ｋ）、ＳＮＲ９ｍａｘ、ＳＮＲ９ｍｉｎ、α９ｍｉｎ、α９ｍａｘを用いて同様に決定できる。ここで、ＳＮＲ９ｍｉｎ、ＳＮＲ９ｍａｘは、ＳＮＲ９ｍｉｎ＜ＳＮＲ９ｍａｘを満たす定数、α９ｍｉｎ、α９ｍａｘは、α９ｍｉｎ＜α９ｍａｘを満たす定数である。
【０１２８】
このように、第２の信号対雑音比推定回路２２を設けて第２の信号対雑音比を用いる代わりに、信号対雑音比推定回路２１で求められた第１の信号対雑音比を用いることにより、第２の信号対雑音比推定回路２２を削減することができ、第２の信号対雑音比推定回路に相当する演算量を削減することができる。
【０１２９】
もちろん、回路構成の対称性に基づき、本実施形態において、図５に示した信号処理装置における第２の信号対雑音比推定回路２２の代わりに第１の信号対雑音比推定回路２１を除去し、ステップサイズ制御回路１９の入力信号を、信号対雑音比推定回路２２で求められた第２の信号対雑音比としてもよい。
【０１３０】
図１０に示した第６の実施形態の信号処理装置の動作原理は、上述した第１の実施形態の信号処理装置と同様のものである。第６の実施形態での処理手順は、具体的には、第１の実施形態での段階（ａ１）〜（ａ１５）を含み、さらに、
（ａ１６ｅ）第１の受音信号と第２の受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ１７ｅ）第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１及び第２の適応フィルタ７、８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ１８ｅ）第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３及び第４の適応フィルタ５、６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
とを有する。
【０１３１】
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。本発明の第７の実施形態の信号処理装置を示す図１１において、図５に示した要素と同一又は同等の要素には、同一の参照符号が付されている。
【０１３２】
図１１に示した第７の実施形態の信号処理装置は、音声入力端子１と、参照入力端子２と、出力端子１３と、音声入力端子１から入力される第１の受音信号ＸＰ（ｋ）を受けて第１の受音信号に予め定められた遅延時間を与えて第１の遅延受音信号を生成する第１の遅延回路３と、参照入力端子２から入力される第２の受音信号ＸＲ（ｋ）を受けて第２の受音信号に第１の遅延回路３と同じ遅延時間を与えて第２の遅延受音信号を生成する第２の遅延回路４と、第１の遅延受音信号から第１の擬似雑音信号を減算して第１の誤差信号を生成する第１の減算器１１と、第２の遅延受音信号から第１の擬似音声信号を減算して第２の誤差信号を生成する第２の減算器１２と、第２の減算器１２からの第２の誤差信号を入力として第１の擬似雑音信号を生成して第１の誤差信号が最小となるように係数を更新する第１の適応フィルタ７と、第１の減算器１１からの第１の誤差信号を入力として第１の擬似音声信号を生成し第２の誤差信号が最小となるように係数を更新する第２の適応フィルタ８と、を備えており、第１の誤差信号は、雑音が消去された音声信号として出力端子１３にも供給されている。
【０１３３】
さらにこの信号処理装置は、第１の受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する第３の減算器９と、第２の受音信号から第２の擬似音声信号を減算して第４の誤差信号を生成する第４の減算器１０と、第４の誤差信号を入力として第２の擬似雑音信号を生成し第３の誤差信号が最小となるように係数を更新する第３の適応フィルタ５と、第３の誤差信号を入力として第２の擬似音声信号を生成し第４の誤差信号が最小となるように係数を更新する第４の適応フィルタ６と、第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する第１の信号対雑音比推定回路２１と、第１の信号対雑音相対関係から予め定められた値を乗算して第６の信号対雑音相対関係を生成する乗算回路２８と、第１の受音信号と第２の受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する第３の信号対雑音比推定回路２３と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第１のステップサイズ制御回路１９と、第６の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第２のステップサイズ制御回路２０と、第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第３のステップサイズ制御回路１７と、同じく第３の信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第４のステップサイズ制御回路１８と、を有する。
【０１３４】
すなわち、図１１に示した第７の実施形態の信号処理装置は、図５に示した第１の実施形態の信号処理装置から、第２の信号対雑音比推定回路２２を取り除き、その代わりに乗算回路２８を設けたものである。これ以外の点については図１１に示す信号処理装置は図５に示す装置と同様であるから、以下では、乗算回路２８について説明する。
【０１３５】
乗算回路２８は、信号対雑音比推定回路２１から供給された第１の信号対雑音比に、予め定められた値を乗算することにより、第２の信号対雑音比推定回路の出力する第２の信号対雑音比の近似値を求める。乗算回路２８は、この近似値を、第６の信号対雑音比として、ステップサイズ制御回路２０に供給する。このように、信号対雑音比推定回路２１で求められた第１の信号対雑音比から第２の信号対雑音比の近似値を求めることにより、第２の信号対雑音比推定回路を設ける必要がなくなり、第２の信号対雑音比推定回路に対応する演算量を削減することができる。
【０１３６】
もちろん、回路構成の対称性に基づき、本実施形態において、図５に示した信号処理装置における第２の信号対雑音比推定回路２２の代わりに第１の信号対雑音比推定回路２１を除去し、第２の信号対雑音比推定回路が出力する第２の信号対雑音比から第１の信号対雑音比の近似値を求め、この近似値をステップサイズ制御回路１９の入力信号とするようにしてもよい。
【０１３７】
図１１に示した第７の実施形態の信号処理装置の動作原理は、上述した第１の実施形態の信号処理装置と同様のものである。第７の実施形態での処理手順は、具体的には、第１の実施形態での段階（ａ１）〜（ａ１５）を含み、さらに、
（ａ１６ｆ）第１の信号対雑音相対関係から予め定められた値を乗算して第６の信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ１７ｆ）第１の受音信号と第２の受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ１８ｆ）第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ１９ｆ）第６の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２０ｆ）第３の信号対雑音相対関係に基づいて第３及び第４の適応フィルタ５、６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
とを有する。
【０１３８】
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。本発明の第８の実施形態の信号処理装置を示す図１２において、図５に示した要素と同一又は同等の要素には、同一の参照符号が付されている。
【０１３９】
図１２に示した第８の実施形態の信号処理装置は、音声入力端子１と、参照入力端子２と、出力端子１３と、音声入力端子１から入力される第１の受音信号ＸＰ（ｋ）を受けて第１の受音信号に予め定められた遅延時間を与えて第１の遅延受音信号を生成する第１の遅延回路３と、参照入力端子２から入力される第２の受音信号ＸＲ（ｋ）を受けて第２の受音信号に第１の遅延回路３と同じ遅延時間を与えて第２の遅延受音信号を生成する第２の遅延回路４と、第１の遅延受音信号から第１の擬似雑音信号を減算して第１の誤差信号を生成する第１の減算器１１と、第２の遅延受音信号から第１の擬似音声信号を減算して第２の誤差信号を生成する第２の減算器１２と、第２の減算器１２からの第２の誤差信号を入力として第１の擬似雑音信号を生成して第１の誤差信号が最小となるように係数を更新する第１の適応フィルタ７と、第１の減算器１１からの第１の誤差信号を入力として第１の擬似音声信号を生成し第２の誤差信号が最小となるように係数を更新する第２の適応フィルタ８と、を備えており、第１の誤差信号は、雑音が消去された音声信号として出力端子１３にも供給されている。
【０１４０】
さらにこの信号処理装置は、第１の受音信号から第２の擬似雑音信号を減算して第３の誤差信号を生成する第３の減算器９と、第２の受音信号から第２の擬似音声信号を減算して第４の誤差信号を生成する第４の減算器１０と、第４の誤差信号を入力として第２の擬似雑音信号を生成し第３の誤差信号が最小となるように係数を更新する第３の適応フィルタ５と、第３の誤差信号を入力として第２の擬似音声信号を生成し第４の誤差信号が最小となるように係数を更新する第４の適応フィルタ６と、第３の誤差信号と第２の擬似雑音信号とから第１の信号対雑音相対関係を生成する第１の信号対雑音比推定回路２１と、第２の擬似音声信号と第４の誤差信号とから第２の信号対雑音相対関係を生成する第２の信号対雑音比推定回路２２と、第１の受音信号と第２の受音信号とから第３の信号対雑音相対関係を生成する第３の信号対雑音比推定回路２３と、第３の信号対雑音相対関係に予め定められた遅延時間を与えて遅延信号対雑音相対関係を生成する第３の遅延回路３０と、第３の信号対雑音相対関係と遅延信号対雑音相対関係を比較して値の大きい方を拡張信号対雑音相対関係として出力する比較回路２９、３４と、第３の信号対雑音相対関係を時間平均して平均信号対雑音相対関係を生成する平均回路３１と、第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第１のステップサイズ制御回路１９と、第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第２のステップサイズ制御回路２０と、拡張信号対雑音相対関係及び平均信号対雑音相対関係に基づいて第３の適応フィルタ５のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第３のステップサイズ制御回路３５と、同じく拡張信号対雑音相対関係及び平均信号対雑音相対関係に基づいて第４の適応フィルタ６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する第４のステップサイズ制御回路３６と、を有する。
【０１４１】
すなわち図１２に示す第８の実施形態の信号処理装置は、図５に示す第１の実施形態の信号処理装置に、比較回路２９、３４、遅延回路３０及び平均回路３１を付加し、さらに、ステップサイズ制御回路１７、１８に代えて、ステップサイズ制御回路３５、３６を設けたものである。それ以外の点では、図１２に示す装置は、図５に示す装置と同様の構成を有する。以下では、比較回路２９、３４、遅延回路３０、平均回路３１及びステップサイズ制御回路３５、３６について説明する。
【０１４２】
遅延回路３０は、信号対雑音比推定回路２３で求められた信号対雑音比を一定時間遅延させた後、遅延信号対雑音相対関係すなわち第７の信号対雑音比として、比較回路２９と比較回路２９、３４に供給する。
【０１４３】
比較回路２９は、信号対雑音比推定回路２３から供給される第３の信号対雑音比と、遅延回路３０から供給される第７の信号対雑音比とを比較して、値が大きい方を選択し、拡張信号対雑音相対関係すなわち第８の信号対雑音比として、ステップサイズ制御回路３５に供給する。比較回路２９の出力は、信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比と比べて、信号対雑音比の高い区間が遅延回路３０の与える遅延時間に対応して正の時間方向に拡張された形となっている。このため、比較回路２９の出力を信号対雑音比として選択することによって、小さなステップサイズの得られる区間も正の時間方向に拡張され、このため音声区間終了間際により正確な適応フィルタの制御を行うことができる。
【０１４４】
比較回路３４は、信号対雑音比推定回路２３から供給される第３の信号対雑音比と、遅延回路３０から供給される第７の信号対雑音比とを比較して値が小さい方を選択し、第２の拡張信号対雑音相対関係すなわち第１０の信号対雑音比として、ステップサイズ制御回路３６に供給する。すなわち、比較回路３４の出力は、信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比と比べて、信号対雑音比の低い区間が遅延回路３０の与える遅延時間に対応して正の時間方向に拡張された形となっている。このため、比較回路３４の出力を信号対雑音比として選択することによって、小さなステップサイズの得られる区間も正の時間方向に拡張され、音声区間終了間際に、より正確な適応フィルタの制御を行うことができる。この説明から明らかなように、比較回路３４の動作は、比較回路２９の動作において第３の信号対雑音比と第７の信号対雑音比の大きい方を選択する代わりに、小さい方を選択して、第１０の信号対雑音比としている。したがって、比較回路３４を省略し、比較回路２９として、第３の信号対雑音比と第７の信号対雑音比の大きい方を第８の信号対雑音比とし、小さい方を第１０の信号対雑音比とする機能を有する回路を用いることによっても、上記と同等の効果を得ることができる。
【０１４５】
平均回路３１には、信号対雑音比推定回路２３から供給される第３の信号対雑音比ＳＮＲ３（ｋ）の平均を時刻ｋ−Ｍ＋１からｋまで計算した結果を、第９の信号対雑音比ＳＮＲ９（ｋ）としてステップサイズ制御回路３５、３６に供給する。この関係は、式（２３）で表すことができる。
【０１４６】
【数５】
【０１４７】
ステップサイズ制御回路３５は、比較回路２９で求められた第８の信号対雑音比ＳＮＲ８（ｋ）と平均回路３１で求められた第９の信号対雑音比ＳＮＲ９（ｋ）に基づいて計算したステップサイズα３（ｋ）を、適応フィルタ５に供給する。
【０１４８】
時刻ｋにおいて、ステップサイズ制御回路３５は、ＳＮＲ８（ｋ）、ＳＮＲ９（ｋ）を入力としてステップサイズα３（ｋ）を計算する。この関係は、式（２４ａ）〜（２４ｃ）及び（２５）で表すことができる。
【０１４９】
α３（ｋ）＝α１０ｍａｘ（ｇ１（ｋ）＜ＳＮＲ１０ｍｉｎ） …（２４ａ）
α３（ｋ）＝ｇ１（ｋ）
（ＳＮＲ１０ｍｉｎ≦ｇ１（ｋ）≦ＳＮＲ１０ｍａｘ） …（２４ｂ）
α３（ｋ）＝α１０ｍｉｎ
（ｇ１（ｋ）＞ＳＮＲ１０ｍａｘ） …（２４ｃ）
ｇ１（ｋ）＝−Ａ（ＳＮＲ９（ｋ））・ＳＮＲ８（ｋ）＋Ｂ（ＳＮＲ９（ｋ）） …（２５）
ここで、ＳＮＲ１０ｍｉｎ、ＳＮＲ１０ｍａｘは、ＳＮＲ１０ｍｉｎ＜ＳＮＲ１０ｍａｘを満たす定数、α１０ｍｉｎ、α１０ｍａｘは、α１０ｍｉｎ＜α１０ｍａｘを満たす定数、Ａ（ＳＮＲ９（ｋ））、Ｂ（ＳＮＲ９（ｋ））はＳＮＲ９（ｋ）によって決定されるパラメータである。
【０１５０】
Ａ（ＳＮＲ９（ｋ））、Ｂ（ＳＮＲ９（ｋ））は、例えば、次式（２６ａ）〜（２６ｃ）、（２７ａ）〜（２７ｃ）とすることができる。
【０１５１】
Ａ（ＳＮＲ９（ｋ））＝Ａ１
（ＳＮＲ９（ｋ）＞ＳＮＲ１１ｍａｘ） …（２６ａ）
Ａ（ＳＮＲ９（ｋ））＝Ａ２
（ＳＮＲ１１ｍｉｎ≦ＳＮＲ９（ｋ）≦ＳＮＲ１１ｍａｘ） …（２６ｂ）
Ａ（ＳＮＲ９（ｋ））＝Ａ３
（ＳＮＲ９（ｋ）＜ＳＮＲ１１ｍｉｎ） …（２６ｃ）
Ｂ（ＳＮＲ９（ｋ））＝Ｂ１
（ＳＮＲ９（ｋ）＞ＳＮＲ１１ｍａｘ） …（２７ａ）
Ｂ（ＳＮＲ９（ｋ））＝Ｂ２
（ＳＮＲ１１ｍｉｎ≦ＳＮＲ９（ｋ）≦ＳＮＲ１１ｍａｘ） …（２７ｂ）
Ｂ（ＳＮＲ９（ｋ））＝Ｂ３
（ＳＮＲ９（ｋ）＜ＳＮＲ１１ｍｉｎ） …（２７ｃ）
ここで、ＳＮＲ１１ｍｉｎ、ＳＮＲ１１ｍａｘはＳＮＲ１１ｍｉｎ＜ＳＮＲ１１ｍａｘを満たす定数、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は正の定数である。
【０１５２】
すなわち、式（９ａ）のｆ１（ｘ）におけるＡ及びＢの値を、ＳＮＲ３（ｋ）の値に基づいて適切な値に設定する。
【０１５３】
ステップサイズ制御回路３６は、比較回路３４で求められた第１０の信号対雑音比ＳＮＲ１０（ｋ）と平均回路３１で求められた第９の信号対雑音比ＳＮＲ９（ｋ）に基づいて計算したステップサイズα４（ｋ）を、適応フィルタ６に供給する。この関係は、式（２８ａ）〜（２８ｃ）、（２９）で表すことができる。
【０１５４】
α４（ｋ）＝α１１ｍｉｎ
（ｇ２（ｋ）＜ＳＮＲ１２ｍｉｎ） …（２８ａ）
α４（ｋ）＝ｇ２（ｋ）
（ＳＮＲ１２ｍｉｎ≦ｇ２（ｋ）≦ＳＮＲ１２ｍａｘ） …（２８ｂ）
α４（ｋ）＝α１１ｍａｘ
（ｇ２（ｋ）＞ＳＮＲ１２ｍａｘ） …（２８ｃ）
ｇ２（ｋ）＝Ｃ（ＳＮＲ９（ｋ））・ＳＮＲ１０（ｋ）＋Ｄ（ＳＮＲ９（ｋ）） …（２９）
ここで、ＳＮＲ１２ｍｉｎ、ＳＮＲ１２ｍａｘは、ＳＮＲ１２ｍｉｎ＜ＳＮＲ１２ｍａｘを満たす定数、Ｃ（ＳＮＲ９（ｋ））、Ｄ（ＳＮＲ９（ｋ））はＳＮＲ９（ｋ）によって決定されるパラメータである。
【０１５５】
Ｃ（ＳＮＲ９（ｋ））、Ｄ（ＳＮＲ９（ｋ））は、式（２６ａ）〜（２７ｃ）のＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、ＳＮＲ１１ｍｉｎ、ＳＮＲ１１ｍａｘの代わりに、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、ＮＲ１３ｍｉｎ、ＳＮＲ１３ｍａｘを用いて、Ａ（ＳＮＲ９（ｋ））、Ｂ（ＳＮＲ９（ｋ））と同様に決定できる。ここで、ＳＮＲ１３ｍｉｎ、ＳＮＲ１３ｍａｘは、ＳＮＲ１３ｍｉｎ＜ＳＮＲ１３ｍａｘを満たす定数、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は正の定数である。
【０１５６】
すなわち、上式（１２ａ）のｆ２（ｘ）における、Ｃ及びＤの値を、ＳＮＲ３（ｋ）の値に基づいて適切な値に設定する。
【０１５７】
以上説明したように、信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比の代わりに、信号対雑音比推定回路２３で求められた第３の信号対雑音比の拡張値と平均値をステップサイズ制御回路３５、３６に供給してステップサイズを算出することにより、信号対雑音比が広範囲の値をとる場合でも、最適なステップサイズを算出することが可能となる。
【０１５８】
また、上記の信号処理装置において、平均回路３１を省略し、Ａ（ＳＮＲ９（ｋ））、Ｂ（ＳＮＲ９（ｋ））、Ｃ（ＳＮＲ９（ｋ））、Ｄ（ＳＮＲ９（ｋ））を定数に置き換えた構成としてもよい。
【０１５９】
さらに、上記の信号処理装置において、信号対雑音比推定回路２１及び信号対雑音比推定回路２２の出力に対しても、信号対雑音比の高い区間または低い区間を正の時間方向に拡張した値と平均値をステップサイズ制御回路１９及び２０に供給し、ステップサイズを算出する構成としてもよい。この場合も、同様に平均回路を省略することが可能である。
【０１６０】
図１２に示した第８の実施形態の信号処理装置の動作原理は、上述した第１の実施形態の信号処理装置と同様のものである。第８の実施形態での処理手順は、具体的には、第１の実施形態での段階（ａ１）〜（ａ１７）を含み、さらに、
（ａ１８ｇ）第３の信号対雑音相対関係に予め定められた遅延時間を与えて遅延信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ１９ｇ）第３の信号対雑音相対関係と遅延信号対雑音相対関係を比較して値の大きい方を拡張信号対雑音相対関係として出力する段階、
（ａ２０ｇ）第３の信号対雑音相対関係を時間平均して平均信号対雑音相対関係を生成する段階、
（ａ２１ｇ）第１の信号対雑音相対関係に基づいて第１の適応フィルタ７のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２２ｇ）第２の信号対雑音相対関係に基づいて第２の適応フィルタ８のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
（ａ２３ｇ）拡張信号対雑音相対関係及び平均信号対雑音相対関係に基づいて第３及び第４の適応フィルタ５、６のフィルタ係数の修正量を決定するステップサイズを出力する段階、
とを有する。
【０１６１】
以上説明した第１乃至第８の実施形態では、信号対雑音比推定回路２１、２２、２３は、供給される信号成分と雑音成分の電力比を求めるように動作している。しかしながら、信号対雑音比推定回路２１、２２、２３において、電力比に代えて、信号の絶対振幅比を求めるように動作させるようにしてもよいことは、当然のことである。さらに、信号対雑音比推定回路２１、２２、２３において、推定された信号対雑音比の値を補正するために、雑音成分の電力（または絶対振幅）に定数を加算するように構成するようにしてもよい。この補正は、雑音成分の電力（または絶対振幅）が極めてゼロに近い値をとる際に、ゼロによる除算を避け、安定な動作を達成するために有効である。同様に、信号対雑音比推定回路２１、２２、２３において、電力比または絶対振幅比について、分子である信号成分に定数を加算するようにしてもよい。この考え方を拡張して、信号対雑音比を構成すべき分母及び分子に対してそれぞれ特定の演算を施した後に、比をとる構成としてもよい。言い換えれば、信号対雑音比推定回路２１、２２、２３において求めるものは、厳密な意味での信号と雑音の電力または絶対振幅の比である必要はなく、両者の相対関係を表す概念に相当するものであればよい。
【０１６２】
上述の各実施形態では、本発明の基づく信号処理として、入力音声信号に含まれる雑音消去を例に挙げて説明してきた。しかしながら、参考文献［２７］に示されるように、入力端子２に参照信号を、入力端子１に反響信号を供給することにより、上述した各装置は、反響消去にも利用できる。
【０１６３】
図１３は、上述した信号処理装置を用いて音声認識装置を実現した例を示すブロック図である。音声認識装置５０は、上述した各実施形態の信号処理装置からなる信号処理回路３７と、信号処理回路３７の出力信号に対して音声認識を行い、認識結果を出力端子３９に出力する音声認識回路３８と、を備えている。音声認識回路３８の前段に、本発明に基づく信号処理回路３７を設けることで、認識対象の音声信号から雑音が除去されるので、より正確な音声認識を行うことができる音声認識装置を実現することができる。
【０１６４】
さらに、図１４に示すように、図１３に示す構成において。音声認識回路３８の出力を受けて動作制御信号を出力する動作制御回路４０と、動作制御信号を入力として所定部材に動作を行わせる駆動部４１と、を設けることで、ロボット装置６０を実現することが可能である。
【０１６５】
上記の実施形態によれば、信号対雑音比推定回路により、信号間の相対関係の指標である信号対雑音比を推定し、この推定値を用いて適切に制御されたステップサイズを有する適応フィルタを動作させ、その出力信号に基づいて推定された信号対雑音比を用いて他の適応フィルタのステップサイズを決定することにより、音声入力端子や参照入力端子における広範囲な信号対雑音比の入力信号に対して、収束時間が短く、出力音声における歪の少ない信号処理を実現することができる。
【０１６６】
本発明の各実施形態においては、信号対雑音比推定回路は、図３に示したように、音声信号の推定値を入力としてその平均値を算出して推定音声信号の平均値を出力する第１の平均回路１４と、雑音信号の推定値を入力としてその平均値を算出して推定雑音信号の平均値を出力する第２の平均回路１５と、推定音声信号の平均値と推定雑音信号の平均値の比を算出し信号対雑音比を出力する演算回路１６と、を有する構成を用いることができる。
【０１６７】
本発明はさらに別の変形実施形態が可能である。
【０１６８】
本発明の一実施形態において、第１のステップサイズ制御回路１９は、信号対雑音比推定回路２１が出力する信号対雑音比を入力として受け、信号対雑音比が大きいときには信号対雑音比が小さい時と比較して小さな値のステップサイズを出力する構成としてもよい。
【０１６９】
本発明の一実施形態において、第２のステップサイズ制御回路２０は、信号対雑音比推定回路２２が出力する信号対雑音比を入力として受け、信号対雑音比が小さいときには信号対雑音比が大きい時と比較して小さな値のステップサイズを出力する構成としてもよい。
【０１７０】
本発明の一実施形態において、第３のステップサイズ制御回路１７は、信号対雑音比推定回路２３が出力する信号対雑音比を入力として受け、信号対雑音比が大きいときには信号対雑音比が小さい時と比較して小さな値のステップサイズを出力する構成としてもよい。
【０１７１】
本発明の一実施形態において、第４のステップサイズ制御回路１８は、信号対雑音比推定回路２３が出力する信号対雑音比を入力として受け、信号対雑音比が小さいときには信号対雑音比が大きい時と比較して小さな値のステップサイズを出力する構成としてもよい。
【０１７２】
本発明の一実施形態において、第３のステップサイズ制御回路１７は、拡張信号対雑音比と平均信号対雑音比を入力として受け、拡張信号対雑音比に対して平均信号対雑音比によって決定される係数を乗じた乗算値に、平均信号対雑音比によって決定される定数を加算した加算値が、予め定められた最大値と最小値の範囲内である時は加算値をステップサイズとして出力し、加算値が最大値よりも大きいときは予め定められた最小ステップサイズをステップサイズとして出力し、加算値が最小値よりも小さいときは予め定められた最大ステップサイズをステップサイズとして出力する構成としてもよい。
【０１７３】
本発明の一実施形態において、第４のステップサイズ制御回路１８は、拡張信号対雑音比と平均信号対雑音比を入力として受け、拡張信号対雑音比に対して平均信号対雑音比によって決定される係数を乗じた乗算値に、平均信号対雑音比によって決定される定数を加算した加算値が、予め定められた最大値と最小値の範囲内である時は加算値をステップサイズとして出力し、加算値が最大値よりも大きいときは予め定められた最大ステップサイズをステップサイズとして出力し、加算値が最小値よりも小さいときは予め定められた最小ステップサイズをステップサイズとして出力する構成としてもよい。
【０１７４】
以上説明した本発明に基づく信号処理装置は、ソフトウェアによって実現することもできる。すなわち、上述した各実施形態の信号処理装置における各回路の処理動作をソフトウェアにおけるステップまたは手続きとして構成することで、信号処理に用いられるプログラムを構成することができる。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。
【０１７５】
さらには、そのようなプログラムからなるプログラムプロダクトあるいはそのようなプログラムを格納した記憶媒体も、本発明の範疇に含まれる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の信号と第２の信号とを入力とする信号処理方法であって、
第１の中間信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、前記第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、
第２の中間信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第１の差信号を入力とする第３の適応フィルタによって第３の擬似信号を生成し、前記第１の信号から前記第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、前記第３の差信号を前記第１の中間信号として前記第１の適応フィルタに入力し、前記第３の差信号を用いて前記第３の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第２の差信号を入力とする第４の適応フィルタによって第４の擬似信号を生成し、前記第１の信号から前記第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、前記第４の差信号を前記第２の中間信号として前記第２の適応フィルタに入力し、前記第４の差信号を用いて前記第４の適応フィルタの係数を更新する段階と、
信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御し、第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御し、第３のステップサイズを用いて前記第３の適応フィルタの係数更新を制御し、第４のステップサイズを用いて前記第４の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の差信号を出力する段階と、
を有する、信号処理方法。
【請求項２】
第１の信号と第２の信号とを入力とする信号処理方法であって、
前記第１の信号及び前記第２の信号を遅延することによってそれそれ第１の遅延信号及び第２の遅延信号を生成する段階と、
第１の中間信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、前記第２の遅延信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、
第２の中間信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第１の差信号を入力とする第３の適応フィルタによって第３の擬似信号を生成し、前記第１の遅延信号から前記第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、前記第３の差信号を前記第１の中間信号として前記第１の適応フィルタに入力し、前記第３の差信号を用いて前記第３の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第２の差信号を入力とする第４の適応フィルタによって第４の擬似信号を生成し、前記第１の信号から前記第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、前記第４の差信号を前記第２の中間信号として前記第２の適応フィルタに入力し、前記第４の差信号を用いて前記第４の適応フィルタの係数を更新する段階と、
信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御し、第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御し、第３のステップサイズを用いて前記第３の適応フィルタの係数更新を制御し、第４のステップサイズを用いて前記第４の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の差信号を出力する段階と、
を有する、信号処理方法。
【請求項３】
第１の信号と第２の信号とを入力とする信号処理方法であって、
前記第１の信号を間引くことによって第１の間引き信号を生成し、前記第２の信号を間引くことによって第２の間引き信号を生成する段階と、
第１の中間信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、前記第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、
第２の中間信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の間引き信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第１の差信号を入力とする第３の適応フィルタによって第３の擬似信号を生成し、前記第１の信号から前記第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、前記第３の差信号を前記第１の中間信号として前記第１の適応フィルタに入力し、前記第３の差信号を用いて前記第３の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第２の差信号を入力とする第４の適応フィルタによって第４の擬似信号を生成し、前記第１の間引き信号から前記第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、前記第４の差信号を前記第２の中間信号として前記第２の適応フィルタに入力し、前記第４の差信号を用いて前記第４の適応フィルタの係数を更新する段階と、
信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御し、第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御し、第３のステップサイズを用いて前記第３の適応フィルタの係数更新を制御し、第４のステップサイズを用いて前記第４の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の差信号を出力する段階と、
を有する、信号処理方法。
【請求項４】
第１の信号と第２の信号とを入力とする信号処理方法であって、
前記第１の信号及び前記第２の信号を遅延することによってそれそれ第１の遅延信号及び第２の遅延信号を生成する段階と、
前記第１の信号を間引くことによって第１の間引き信号を生成し、前記第２の信号を間引くことによって第２の間引き信号を生成する段階と、
第１の中間信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、前記第２の遅延信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、
第２の中間信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の間引き信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第１の差信号を入力とする第３の適応フィルタによって第３の擬似信号を生成し、前記第１の遅延信号から前記第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、前記第３の差信号を前記第１の中間信号として前記第１の適応フィルタに入力し、前記第３の差信号を用いて前記第３の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第２の差信号を入力とする第４の適応フィルタによって第４の擬似信号を生成し、前記第１の間引き信号から前記第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、前記第４の差信号を前記第２の中間信号として前記第２の適応フィルタに入力し、前記第４の差信号を用いて前記第４の適応フィルタの係数を更新する段階と、
信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御し、第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御し、第３のステップサイズを用いて前記第３の適応フィルタの係数更新を制御し、第４のステップサイズを用いて前記第４の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の差信号を出力する段階と、
を有する、信号処理方法。
【請求項５】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項６】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは、前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは、前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項７】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項８】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の信号処理方法。
【請求項９】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係又は前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係のいずれか一方に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係又は前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係のいずれか一方に応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項１０】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項１１】
前記第１のステップサイズは、前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項１２】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係を補正して得られた値に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項１３】
前記第１のステップサイズは、前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係を補正して得られた値に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項１４】
前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係を遅延することによって、遅延相対関係信号を生成する段階と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係を平均することによって平均信号を生成する段階と、をさらに有し、
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係と前記第１の遅延信号のうち値の大きい方と前記平均信号とに応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係と前記遅延相対関係信号のうち値の小さい方と前記平均信号とに応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項１５】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御される、請求項３または４に記載の信号処理方法。
【請求項１６】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは、前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは、前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御される、請求項３または４に記載の信号処理方法。
【請求項１７】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御される、請求項３または４に記載の信号処理方法。
【請求項１８】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係又は前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係のいずれか一方に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係又は前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係のいずれか一方に応じて制御される、請求項３または４に記載の信号処理方法。
【請求項１９】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御される、請求項３または４に記載の信号処理方法。
【請求項２０】
前記第１のステップサイズは、前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御される、請求項３または４に記載の信号処理方法。
【請求項２１】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号の相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係を補正して得られた値に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号の相対関係に応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項２２】
前記第１のステップサイズは、前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係を補正して得られた値に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記間引き第２の信号との相対関係に応じて制御される、請求項３または４に記載の信号処理方法。
【請求項２３】
前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係を遅延することによって、遅延相対関係信号を生成する段階と、
前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号の相対関係を平均することによって平均信号を生成する段階と、をさらに有し、
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号の相対関係と前記第１の遅延信号のうち値の大きい方と前記平均信号とに応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号の相対関係と前記遅延相対関係信号のうち値の小さい方と前記平均信号とに応じて制御される、請求項３または４に記載の信号処理方法。
【請求項２４】
第１の信号と、所望の信号を含む第２の信号とを用いて、前記第１の信号と前記第２の信号との関係を示す第１の指標を計算する段階と、
前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第１の指標とを用いて、前記所望の信号と前記所望の信号以外の信号の関係を示す第２の指標を計算する段階と、
前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第２の指標とを用いて、前記所望の信号を取り出す段階と、
を有する信号処理方法。
【請求項２５】
第１の信号と、所望の信号を含む第２の信号とを用いて所望の信号を取り出す方法であって、
前記第１の信号と前記第２の信号の関係を用いて、前記第１の信号と前記第２の信号を入力として動作する第１の信号処理を制御する段階と、
前記第１の信号処理の結果を用いて、前記第１の信号と前記第２の信号を入力として動作する第２の信号処理を制御する段階と、
を有する信号処理方法。
【請求項２６】
第１の信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成する段階と、
第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する段階と、
前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第１の信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成する段階と、
前記第２の信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する段階と、
前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御される第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御される第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の差信号を出力する段階と、
を有する、信号処理方法。
【請求項２７】
第１の信号及び第２の信号を遅延させてそれぞれ第１の遅延信号及び第２の遅延信号を生成する段階と、
前記第１の遅延信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成する段階と、
前記第２の遅延信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する段階と、
前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第１の信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成する段階と、
前記第２の信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する段階と、
前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御される第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御される第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の差信号を出力する段階と、
を有する、信号処理方法。
【請求項２８】
第１の信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成する段階と、
第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する段階と、
前記第１の信号を間引くことによって第１の間引き信号を生成する段階と、
前記第２の信号を間引くことによって第２の間引き信号を生成する段階と、
前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第１の間引き信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成する段階と、
前記第２の間引き信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する段階と、
前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御される第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御される第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の差信号を出力する段階と、
を有する、信号処理方法。
【請求項２９】
第１の信号及び第２の信号を遅延させてそれぞれ第１の遅延信号及び第２の遅延信号を生成する段階と、
前記第１の遅延信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成する段階と、
前記第２の遅延信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する段階と、
前記第１の信号を間引くことによって第１の間引き信号を生成する段階と、
前記第２の信号を間引くことによって第２の間引き信号を生成する段階と、
前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第１の間引き信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成する段階と、
前記第２の間引き信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する段階と、
前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御される第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御される第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の差信号を出力する段階と、
を有する、信号処理方法。
【請求項３０】
第１の信号と、所望の信号を含む第２の信号とを入力し、前記第１の信号と前記第２の信号の関係を示す第１の指標を計算する第１の計算回路と、
前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第１の指標とを入力し、前記所望の信号と、所望信号以外の信号との関係を示す第２の指標を計算する第２の計算回路と、
前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第２の指標とを入力し、前記所望の信号を取り出す信号処理回路と、
を有する、信号処理装置。
【請求項３１】
第１の信号と、所望の信号を含む第２の信号とを入力し、所望の信号を取り出す信号処理装置であって、
前記第１の信号と前記第２の信号の関係を計算する計算回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号を入力とする第１の信号処理手段と、
前記第１の信号と前記第２の信号を入力とする第２の信号処理手段と、
を備え、
前記計算回路の出力を用いて前記第１の信号処理手段の動作が制御され、前記第１の信号処理手段の出力を用いて前記第２の信号処理手段の動作が制御される、信号処理装置。
【請求項３２】
第１の信号を入力として第１の擬似信号を生成する第１の適応フィルタと、
第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する第１の減算器と、
前記第１の信号を入力として第２の擬似信号を生成する第２の適応フィルタと、
前記第２の信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する第２の減算器と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御手段と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御手段と、
を有し、
前記第１の差信号と前記第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数が更新され、前記第２の差信号と前記第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数が更新され、前記第１の差信号が出力される、信号処理装置。
【請求項３３】
第１の信号を入力として第１の擬似信号を生成する第１の適応フィルタと、
第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する第１の減算器と、
前記第１の信号を間引くことによって第１の間引き信号を生成する第１の間引き手段と、
前記第２の信号を間引くことによって第２の間引き信号を生成する第２の間引き手段と、
前記第１の間引き信号を入力として第２の擬似信号を生成する第２の適応フィルタと、
前記第２の間引き信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する第２の減算器と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御手段と、
前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号の相対関係に応じて第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御手段と、
を有し、
前記第１の差信号と前記第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数が更新され、前記第２の差信号と前記第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数が更新され、前記第１の差信号が出力される、信号処理装置。
【請求項３４】
前記第１の適応フィルタに入力する前記第１の信号に遅延を与える第１の遅延手段と、
前記第１の減算器に入力する前記第２の信号に遅延を与える第２の遅延手段と、
をさらに有する、請求項３２または３３に記載の信号処理装置。
【請求項３５】
第１の信号と第２の信号と入力する信号処理装置であって、
第１の中間信号を入力として第１の擬似信号を生成する第１の適応フィルタと、
前記第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する第１の減算器と、
第２の中間信号を入力として第２の擬似信号を生成する第２の適応フィルタと、
前記第２の信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する第２の減算器と、
前記第１の差信号を入力として第３の擬似信号を生成する第３の適応フィルタと、
前記第１の信号から前記第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、前記第３の差信号を前記第１の中間信号として前記第１の適応フィルタに供給する第３の減算器と、
前記第２の差信号を入力として第４の擬似信号を生成する第４の適応フィルタと、
前記第１の信号から前記第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、前記第４の差信号を前記第２の中間信号として前記第２の適応フィルタに供給する第４の減算器と、
信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズ、第２のステップサイズ、第３のステップサイズ及び第４のステップサイズを生成するステップサイズ制御手段と、
を有し、
前記第１の差信号と前記第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数が更新され、前記第２の差信号と前記第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数が更新され、前記第３の差信号と前記第３のステップサイズを用いて前記第３の適応フィルタの係数が更新され、前記第４の差信号と前記第４のステップサイズを用いて前記第４の適応フィルタの係数が更新され、前記第１の差信号が出力される、信号処理装置。
【請求項３６】
前記第３の減算器に入力する前記第１の信号に遅延を与える第１の遅延回路と、
前記第１の減算器に入力する前記第２の信号に遅延を与える第２の遅延回路と、
をさらに有する、請求項３５に記載の信号処理装置。
【請求項３７】
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第４のステップサイズを生成する第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項３８】
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第４のステップサイズを生成する第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項３９】
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第４のステップサイズを生成する第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項４０】
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第４のステップサイズを生成する第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項４１】
前記ステップサイズ制御回路は、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記オ第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係又は前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係のいずれか一方に応じて、前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係又は前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係のいずれか一方に応じて前記第４のステップサイズを生成する第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項４２】
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第４のステップサイズを生成する第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項４３】
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第４のステップサイズを生成する第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項４４】
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係を補正して得られた値に応じて第３のステップサイズを生成する前記第３のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第４のステップサイズを生成する第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項４５】
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係を補正して得られた値に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第４のステップサイズを生成する第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項４６】
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係を遅延することによって遅延信号を生成する遅延手段と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係を平均することによって平均信号を生成する平均手段と、
をさらに有し、
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係と前記遅延信号のうち値の大きい方と、前記平均信号とに応じて、前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係と前記遅延信号のうち値の小さい方と前記平均信号に応じて第４のステップサイズを生成する前記第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項４７】
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係を遅延することによって遅延信号を生成する第１の遅延手段と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係を平均することによって平均信号を生成する平均手段と、
をさらに有し、
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係と前記遅延信号のうち値の大きい方と前記平均信号に応じて前記第２のステップサイズを生成し、前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係と前記遅延信号のうち値の小さい方と前記平均信号に応じて第４のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項４８】
前記第４の減算器に入力する前記第１の信号を間引く第１の間引き手段と、
前記第２の減算器に入力する前記第２の信号を間引く第２の間引き手段と、
をさらに有する、請求項３５、３６、４０のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項４９】
前記第４の減算器に入力する前記第１の信号を間引く第１の間引き手段と、
前記第２の減算器に入力する前記第２の信号を間引く第２の間引き手段と、
をさらに有し、前記第１の信号と前記第２の信号の前記相対関係として、間引かれた後の前記第１の信号と間引かれた後の前記第２の信号との相対関係を用いる、請求項３７、３８、３９、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項５０】
前記第１の信号が音声入力端子から入力された第１の受音信号であり、
前記第２の信号が参照入力端子から入力された第２の受音信号であり、
前記第１の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、前記第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が多いと判断したときは、前記第１のステップサイズ制御手段は、前記第１の適応フィルタには大きなステップサイズを供給して収束を速め、前記第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が少ないと判断したときは、前記第１の適応フィルタには小さなステップサイズを供給し、
前記第２の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、前記第２の受音信号において雑音信号に比べ音声信号が多いと判断したときは、前記第２のステップサイズ制御手段は、前記第２の適応フィルタには大きなステップサイズを供給して収束を速め、雑音信号に比べ音声信号が少ないと判断したときは、前記第２の適応フィルタには小さなステップサイズを供給し、雑音の消去を行う、請求項３２乃至３４のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項５１】
前記第１の信号が音声入力端子から入力された第１の受音信号であり、
前記第２の信号が参照入力端子から入力された第２の受音信号であり、
前記第１の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、前記第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が多いと判断したときは、前記第１のステップサイズ制御回路は、前記第１の適応フィルタには大きなステップサイズを供給して収束を速め、前記第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が少ないと判断したときは、前記第１の適応フィルタには小さなステップサイズを供給し、
前記第２の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、前記第２の受音信号において雑音信号に比べ音声信号が多いと判断したときは、前記第２のステップサイズ制御回路は、前記第２の適応フィルタには大きなステップサイズを供給して収束を速め、雑音信号に比べ音声信号が少ないと判断したときは、前記第２の適応フィルタには小さなステップサイズを供給し、
前記第１の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、前記第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が多いと判断したときは、前記第３のステップサイズ制御回路は、前記第３の適応フィルタには大きなステップサイズを供給して収束を速め、前記第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が少ないと判断したときは、前記第３の適応フィルタには小さなステップサイズを供給し、
前記第２の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、前記第２の受音信号において雑音信号に比べ音声信号が多いと判断したときは、前記第４のステップサイズ制御回路は、前記第４の適応フィルタには大きなステップサイズを供給して収束を速め、雑音信号に比べ音声信号が少ないと判断したときは、前記第４の適応フィルタには小さなステップサイズを供給し、雑音の消去を行う、
請求項３５乃至４９のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項５２】
前記第１の信号が第１の入力端子から入力された反響信号であり、
前記第２の信号が第２の入力端子から入力された参照信号であり、
反響を消去した信号が出力される、請求項３２乃至４９のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項５３】
信号処理装置を構成するコンピュータに、
第１の信号と所望の信号を含む第２の信号を用いて前記第１の信号と前記第２の信号の関係を示す第１の指標を計算する処理と、
前記第１の信号と前記第２の信号と前記第１の指標を用いて前記所望の信号と所望信号以外の信号の関係を示す第２の指標を計算する処理と、
前記第１の信号と前記第２の信号と前記第２の指標を用いて前記所望の信号を取り出す処理と、
を実行させるプログラム。
【請求項５４】
第１の信号と所望の信号を含む第２の信号を用いて所望の信号を取り出す信号処理装置を構成するコンピュータに、
前記第１の信号と前記第２の信号の関係を用いて、前記第１の信号と前記第２の信号を入力として動作する第１の信号処理を制御する処理と、
前記第１の信号処理結果を用いて、前記第１の信号と前記第２の信号を入力として動作する第２の信号処理を制御する処理と
を実行させるプログラム。
【請求項５５】
信号処理装置を構成するコンピュータに、
第１の信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第１の信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて制御される第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御する処理と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて制御される第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御する処理と、
前記第１の差信号を出力する処理と、
を実行させるプログラム。
【請求項５６】
信号処理装置を構成するコンピュータに、
第１の信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第１の信号を間引くことによって第１の間引き信号を生成する処理と、
前記第２の信号を間引くことによって第２の間引き信号を生成する処理と、
前記第１の間引き信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の間引き信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて制御される第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御する処理と、
前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号の相対関係に応じて制御される第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御する処理と、
前記第１の差信号を出力する処理と、
を実行させるプログラム。
【請求項５７】
第１の信号と第２の信号とを入力とする信号処理装置を構成するコンピュータに、
第１の中間信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、前記第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する処理と、
第２の中間信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第１の差信号を入力とする第３の適応フィルタによって第３の擬似信号を生成し、前記第１の信号から前記第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、前記第３の差信号を前記第１の中間信号として前記第１の適応フィルタに入力し、前記第３の差信号を用いて前記第３の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第２の差信号を入力とする第４の適応フィルタによって第４の擬似信号を生成し、前記第１の信号から前記第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、前記第４の差信号を前記第２の中間信号として前記第２の適応フィルタに入力し、前記第４の差信号を用いて前記第４の適応フィルタの係数を更新する処理と、
信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御し、第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御し、第３のステップサイズを用いて前記第３の適応フィルタの係数更新を制御し、第４のステップサイズを用いて前記第４の適応フィルタの係数更新を制御する処理と、
前記第１の差信号を出力する処理と、
を実行させる、プログラム。
【請求項５８】
第１の信号と第２の信号とを入力とする信号処理装置を構成するコンピュータに、
前記第１の信号及び前記第２の信号を遅延することによってそれそれ第１の遅延信号及び第２の遅延信号を生成する処理と、
第１の中間信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、前記第２の遅延信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する処理と、
第２の中間信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第１の差信号を入力とする第３の適応フィルタによって第３の擬似信号を生成し、前記第１の遅延信号から前記第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、前記第３の差信号を前記第１の中間信号として前記第１の適応フィルタに入力し、前記第３の差信号を用いて前記第３の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第２の差信号を入力とする第４の適応フィルタによって第４の擬似信号を生成し、前記第１の信号から前記第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、前記第４の差信号を前記第２の中間信号として前記第２の適応フィルタに入力し、前記第４の差信号を用いて前記第４の適応フィルタの係数を更新する処理と、
信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御し、第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御し、第３のステップサイズを用いて前記第３の適応フィルタの係数更新を制御し、第４のステップサイズを用いて前記第４の適応フィルタの係数更新を制御する処理と、
前記第１の差信号を出力する処理と、
を実行させる、プログラム。
【請求項５９】
第１の信号と第２の信号とを入力とする信号処理装置を構成するコンピュータに、
前記第１の信号を間引くことによって第１の間引き信号を生成し、前記第２の信号を間引くことによって第２の間引き信号を生成する処理と、
第１の中間信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、前記第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する処理と、
第２の中間信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の間引き信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第１の差信号を入力とする第３の適応フィルタによって第３の擬似信号を生成し、前記第１の信号から前記第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、前記第３の差信号を前記第１の中間信号として前記第１の適応フィルタに入力し、前記第３の差信号を用いて前記第３の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第２の差信号を入力とする第４の適応フィルタによって第４の擬似信号を生成し、前記第１の間引き信号から前記第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、前記第４の差信号を前記第２の中間信号として前記第２の適応フィルタに入力し、前記第４の差信号を用いて前記第４の適応フィルタの係数を更新する処理と、
信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御し、第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御し、第３のステップサイズを用いて前記第３の適応フィルタの係数更新を制御し、第４のステップサイズを用いて前記第４の適応フィルタの係数更新を制御する処理と、
前記第１の差信号を出力する処理と、
を実行させる、プログラム。
【請求項６０】
第１の信号と第２の信号とを入力とする信号処理装置を構成するコンピュータに、
前記第１の信号及び前記第２の信号を遅延することによってそれそれ第１の遅延信号及び第２の遅延信号を生成する処理と、
前記第１の信号を間引くことによって第１の間引き信号を生成し、前記第２の信号を間引くことによって第２の間引き信号を生成する処理と、
第１の中間信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、前記第２の遅延信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する処理と、
第２の中間信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の間引き信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第１の差信号を入力とする第３の適応フィルタによって第３の擬似信号を生成し、前記第１の遅延信号から前記第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、前記第３の差信号を前記第１の中間信号として前記第１の適応フィルタに入力し、前記第３の差信号を用いて前記第３の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第２の差信号を入力とする第４の適応フィルタによって第４の擬似信号を生成し、前記第１の間引き信号から前記第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、前記第４の差信号を前記第２の中間信号として前記第２の適応フィルタに入力し、前記第４の差信号を用いて前記第４の適応フィルタの係数を更新する処理と、
信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御し、第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御し、第３のステップサイズを用いて前記第３の適応フィルタの係数更新を制御し、第４のステップサイズを用いて前記第４の適応フィルタの係数更新を制御する処理と、
前記第１の差信号を出力する処理と、
を実行させる、プログラム。
【請求項６１】
請求項３２乃至４９のいずれか１項に記載の信号処理装置と、
前記信号処理装置から出力される信号の音声認識を行い、音声認識結果を出力する音声認識手段と、
を有する音声認識装置。
【請求項６２】
ロボットの所定部材の動作を行う駆動手段と、
前記駆動手段を制御する動作制御手段と、
請求項６１記載の音声認識装置と、
を備え、
前記動作制御手段は、前記音声認識装置からの音声認識結果を入力とし、前記音声認識結果に基づき、前記駆動手段を制御する、ロボット装置。
【請求項１】
第１の信号と第２の信号とを入力とする信号処理方法であって、
第１の中間信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、前記第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、
第２の中間信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第１の差信号を入力とする第３の適応フィルタによって第３の擬似信号を生成し、前記第１の信号から前記第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、前記第３の差信号を前記第１の中間信号として前記第１の適応フィルタに入力し、前記第３の差信号を用いて前記第３の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第２の差信号を入力とする第４の適応フィルタによって第４の擬似信号を生成し、前記第１の信号から前記第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、前記第４の差信号を前記第２の中間信号として前記第２の適応フィルタに入力し、前記第４の差信号を用いて前記第４の適応フィルタの係数を更新する段階と、
信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御し、第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御し、第３のステップサイズを用いて前記第３の適応フィルタの係数更新を制御し、第４のステップサイズを用いて前記第４の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の差信号を出力する段階と、
を有する、信号処理方法。
【請求項２】
第１の信号と第２の信号とを入力とする信号処理方法であって、
前記第１の信号及び前記第２の信号を遅延することによってそれそれ第１の遅延信号及び第２の遅延信号を生成する段階と、
第１の中間信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、前記第２の遅延信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、
第２の中間信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第１の差信号を入力とする第３の適応フィルタによって第３の擬似信号を生成し、前記第１の遅延信号から前記第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、前記第３の差信号を前記第１の中間信号として前記第１の適応フィルタに入力し、前記第３の差信号を用いて前記第３の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第２の差信号を入力とする第４の適応フィルタによって第４の擬似信号を生成し、前記第１の信号から前記第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、前記第４の差信号を前記第２の中間信号として前記第２の適応フィルタに入力し、前記第４の差信号を用いて前記第４の適応フィルタの係数を更新する段階と、
信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御し、第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御し、第３のステップサイズを用いて前記第３の適応フィルタの係数更新を制御し、第４のステップサイズを用いて前記第４の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の差信号を出力する段階と、
を有する、信号処理方法。
【請求項３】
第１の信号と第２の信号とを入力とする信号処理方法であって、
前記第１の信号を間引くことによって第１の間引き信号を生成し、前記第２の信号を間引くことによって第２の間引き信号を生成する段階と、
第１の中間信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、前記第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、
第２の中間信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の間引き信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第１の差信号を入力とする第３の適応フィルタによって第３の擬似信号を生成し、前記第１の信号から前記第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、前記第３の差信号を前記第１の中間信号として前記第１の適応フィルタに入力し、前記第３の差信号を用いて前記第３の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第２の差信号を入力とする第４の適応フィルタによって第４の擬似信号を生成し、前記第１の間引き信号から前記第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、前記第４の差信号を前記第２の中間信号として前記第２の適応フィルタに入力し、前記第４の差信号を用いて前記第４の適応フィルタの係数を更新する段階と、
信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御し、第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御し、第３のステップサイズを用いて前記第３の適応フィルタの係数更新を制御し、第４のステップサイズを用いて前記第４の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の差信号を出力する段階と、
を有する、信号処理方法。
【請求項４】
第１の信号と第２の信号とを入力とする信号処理方法であって、
前記第１の信号及び前記第２の信号を遅延することによってそれそれ第１の遅延信号及び第２の遅延信号を生成する段階と、
前記第１の信号を間引くことによって第１の間引き信号を生成し、前記第２の信号を間引くことによって第２の間引き信号を生成する段階と、
第１の中間信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、前記第２の遅延信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、
第２の中間信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の間引き信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第１の差信号を入力とする第３の適応フィルタによって第３の擬似信号を生成し、前記第１の遅延信号から前記第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、前記第３の差信号を前記第１の中間信号として前記第１の適応フィルタに入力し、前記第３の差信号を用いて前記第３の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第２の差信号を入力とする第４の適応フィルタによって第４の擬似信号を生成し、前記第１の間引き信号から前記第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、前記第４の差信号を前記第２の中間信号として前記第２の適応フィルタに入力し、前記第４の差信号を用いて前記第４の適応フィルタの係数を更新する段階と、
信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御し、第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御し、第３のステップサイズを用いて前記第３の適応フィルタの係数更新を制御し、第４のステップサイズを用いて前記第４の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の差信号を出力する段階と、
を有する、信号処理方法。
【請求項５】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項６】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは、前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは、前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項７】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項８】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の信号処理方法。
【請求項９】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係又は前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係のいずれか一方に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係又は前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係のいずれか一方に応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項１０】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項１１】
前記第１のステップサイズは、前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項１２】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係を補正して得られた値に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項１３】
前記第１のステップサイズは、前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係を補正して得られた値に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項１４】
前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係を遅延することによって、遅延相対関係信号を生成する段階と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係を平均することによって平均信号を生成する段階と、をさらに有し、
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係と前記第１の遅延信号のうち値の大きい方と前記平均信号とに応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係と前記遅延相対関係信号のうち値の小さい方と前記平均信号とに応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項１５】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御される、請求項３または４に記載の信号処理方法。
【請求項１６】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは、前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは、前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御される、請求項３または４に記載の信号処理方法。
【請求項１７】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御される、請求項３または４に記載の信号処理方法。
【請求項１８】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係又は前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係のいずれか一方に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係又は前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係のいずれか一方に応じて制御される、請求項３または４に記載の信号処理方法。
【請求項１９】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御される、請求項３または４に記載の信号処理方法。
【請求項２０】
前記第１のステップサイズは、前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御される、請求項３または４に記載の信号処理方法。
【請求項２１】
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号の相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係を補正して得られた値に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号の相対関係に応じて制御される、請求項１または２に記載の信号処理方法。
【請求項２２】
前記第１のステップサイズは、前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係を補正して得られた値に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記間引き第２の信号との相対関係に応じて制御される、請求項３または４に記載の信号処理方法。
【請求項２３】
前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係を遅延することによって、遅延相対関係信号を生成する段階と、
前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号の相対関係を平均することによって平均信号を生成する段階と、をさらに有し、
前記第１のステップサイズは前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第２のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号の相対関係と前記第１の遅延信号のうち値の大きい方と前記平均信号とに応じて制御され、前記第３のステップサイズは前記第４の擬似信号と前記第４の差信号との相対関係に応じて制御され、前記第４のステップサイズは前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号の相対関係と前記遅延相対関係信号のうち値の小さい方と前記平均信号とに応じて制御される、請求項３または４に記載の信号処理方法。
【請求項２４】
第１の信号と、所望の信号を含む第２の信号とを用いて、前記第１の信号と前記第２の信号との関係を示す第１の指標を計算する段階と、
前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第１の指標とを用いて、前記所望の信号と前記所望の信号以外の信号の関係を示す第２の指標を計算する段階と、
前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第２の指標とを用いて、前記所望の信号を取り出す段階と、
を有する信号処理方法。
【請求項２５】
第１の信号と、所望の信号を含む第２の信号とを用いて所望の信号を取り出す方法であって、
前記第１の信号と前記第２の信号の関係を用いて、前記第１の信号と前記第２の信号を入力として動作する第１の信号処理を制御する段階と、
前記第１の信号処理の結果を用いて、前記第１の信号と前記第２の信号を入力として動作する第２の信号処理を制御する段階と、
を有する信号処理方法。
【請求項２６】
第１の信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成する段階と、
第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する段階と、
前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第１の信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成する段階と、
前記第２の信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する段階と、
前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御される第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御される第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の差信号を出力する段階と、
を有する、信号処理方法。
【請求項２７】
第１の信号及び第２の信号を遅延させてそれぞれ第１の遅延信号及び第２の遅延信号を生成する段階と、
前記第１の遅延信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成する段階と、
前記第２の遅延信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する段階と、
前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第１の信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成する段階と、
前記第２の信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する段階と、
前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御される第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の信号と前記第２の信号との相対関係に応じて制御される第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の差信号を出力する段階と、
を有する、信号処理方法。
【請求項２８】
第１の信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成する段階と、
第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する段階と、
前記第１の信号を間引くことによって第１の間引き信号を生成する段階と、
前記第２の信号を間引くことによって第２の間引き信号を生成する段階と、
前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第１の間引き信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成する段階と、
前記第２の間引き信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する段階と、
前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御される第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御される第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の差信号を出力する段階と、
を有する、信号処理方法。
【請求項２９】
第１の信号及び第２の信号を遅延させてそれぞれ第１の遅延信号及び第２の遅延信号を生成する段階と、
前記第１の遅延信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成する段階と、
前記第２の遅延信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する段階と、
前記第１の信号を間引くことによって第１の間引き信号を生成する段階と、
前記第２の信号を間引くことによって第２の間引き信号を生成する段階と、
前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第１の間引き信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成する段階と、
前記第２の間引き信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する段階と、
前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する段階と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号との相対関係に応じて制御される第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号との相対関係に応じて制御される第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御する段階と、
前記第１の差信号を出力する段階と、
を有する、信号処理方法。
【請求項３０】
第１の信号と、所望の信号を含む第２の信号とを入力し、前記第１の信号と前記第２の信号の関係を示す第１の指標を計算する第１の計算回路と、
前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第１の指標とを入力し、前記所望の信号と、所望信号以外の信号との関係を示す第２の指標を計算する第２の計算回路と、
前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第２の指標とを入力し、前記所望の信号を取り出す信号処理回路と、
を有する、信号処理装置。
【請求項３１】
第１の信号と、所望の信号を含む第２の信号とを入力し、所望の信号を取り出す信号処理装置であって、
前記第１の信号と前記第２の信号の関係を計算する計算回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号を入力とする第１の信号処理手段と、
前記第１の信号と前記第２の信号を入力とする第２の信号処理手段と、
を備え、
前記計算回路の出力を用いて前記第１の信号処理手段の動作が制御され、前記第１の信号処理手段の出力を用いて前記第２の信号処理手段の動作が制御される、信号処理装置。
【請求項３２】
第１の信号を入力として第１の擬似信号を生成する第１の適応フィルタと、
第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する第１の減算器と、
前記第１の信号を入力として第２の擬似信号を生成する第２の適応フィルタと、
前記第２の信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する第２の減算器と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御手段と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御手段と、
を有し、
前記第１の差信号と前記第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数が更新され、前記第２の差信号と前記第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数が更新され、前記第１の差信号が出力される、信号処理装置。
【請求項３３】
第１の信号を入力として第１の擬似信号を生成する第１の適応フィルタと、
第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する第１の減算器と、
前記第１の信号を間引くことによって第１の間引き信号を生成する第１の間引き手段と、
前記第２の信号を間引くことによって第２の間引き信号を生成する第２の間引き手段と、
前記第１の間引き信号を入力として第２の擬似信号を生成する第２の適応フィルタと、
前記第２の間引き信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する第２の減算器と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御手段と、
前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号の相対関係に応じて第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御手段と、
を有し、
前記第１の差信号と前記第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数が更新され、前記第２の差信号と前記第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数が更新され、前記第１の差信号が出力される、信号処理装置。
【請求項３４】
前記第１の適応フィルタに入力する前記第１の信号に遅延を与える第１の遅延手段と、
前記第１の減算器に入力する前記第２の信号に遅延を与える第２の遅延手段と、
をさらに有する、請求項３２または３３に記載の信号処理装置。
【請求項３５】
第１の信号と第２の信号と入力する信号処理装置であって、
第１の中間信号を入力として第１の擬似信号を生成する第１の適応フィルタと、
前記第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成する第１の減算器と、
第２の中間信号を入力として第２の擬似信号を生成する第２の適応フィルタと、
前記第２の信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成する第２の減算器と、
前記第１の差信号を入力として第３の擬似信号を生成する第３の適応フィルタと、
前記第１の信号から前記第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、前記第３の差信号を前記第１の中間信号として前記第１の適応フィルタに供給する第３の減算器と、
前記第２の差信号を入力として第４の擬似信号を生成する第４の適応フィルタと、
前記第１の信号から前記第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、前記第４の差信号を前記第２の中間信号として前記第２の適応フィルタに供給する第４の減算器と、
信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズ、第２のステップサイズ、第３のステップサイズ及び第４のステップサイズを生成するステップサイズ制御手段と、
を有し、
前記第１の差信号と前記第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数が更新され、前記第２の差信号と前記第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数が更新され、前記第３の差信号と前記第３のステップサイズを用いて前記第３の適応フィルタの係数が更新され、前記第４の差信号と前記第４のステップサイズを用いて前記第４の適応フィルタの係数が更新され、前記第１の差信号が出力される、信号処理装置。
【請求項３６】
前記第３の減算器に入力する前記第１の信号に遅延を与える第１の遅延回路と、
前記第１の減算器に入力する前記第２の信号に遅延を与える第２の遅延回路と、
をさらに有する、請求項３５に記載の信号処理装置。
【請求項３７】
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第４のステップサイズを生成する第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項３８】
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第４のステップサイズを生成する第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項３９】
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第４のステップサイズを生成する第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項４０】
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第４のステップサイズを生成する第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項４１】
前記ステップサイズ制御回路は、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記オ第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係又は前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係のいずれか一方に応じて、前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係又は前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係のいずれか一方に応じて前記第４のステップサイズを生成する第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項４２】
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第４のステップサイズを生成する第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項４３】
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第４のステップサイズを生成する第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項４４】
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係を補正して得られた値に応じて第３のステップサイズを生成する前記第３のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第４のステップサイズを生成する第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項４５】
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係を補正して得られた値に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて前記第４のステップサイズを生成する第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項４６】
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係を遅延することによって遅延信号を生成する遅延手段と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係を平均することによって平均信号を生成する平均手段と、
をさらに有し、
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係と前記遅延信号のうち値の大きい方と、前記平均信号とに応じて、前記第２のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係と前記遅延信号のうち値の小さい方と前記平均信号に応じて第４のステップサイズを生成する前記第４のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項４７】
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係を遅延することによって遅延信号を生成する第１の遅延手段と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係を平均することによって平均信号を生成する平均手段と、
をさらに有し、
前記ステップサイズ制御手段は、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて前記第１のステップサイズを生成する第１のステップサイズ制御回路と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係と前記遅延信号のうち値の大きい方と前記平均信号に応じて前記第２のステップサイズを生成し、前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係と前記遅延信号のうち値の小さい方と前記平均信号に応じて第４のステップサイズを生成する第２のステップサイズ制御回路と、
前記第４の擬似信号と前記第４の差信号の相対関係に応じて前記第３のステップサイズを生成する第３のステップサイズ制御回路と、
を有する、請求項３５または３６に記載の信号処理装置。
【請求項４８】
前記第４の減算器に入力する前記第１の信号を間引く第１の間引き手段と、
前記第２の減算器に入力する前記第２の信号を間引く第２の間引き手段と、
をさらに有する、請求項３５、３６、４０のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項４９】
前記第４の減算器に入力する前記第１の信号を間引く第１の間引き手段と、
前記第２の減算器に入力する前記第２の信号を間引く第２の間引き手段と、
をさらに有し、前記第１の信号と前記第２の信号の前記相対関係として、間引かれた後の前記第１の信号と間引かれた後の前記第２の信号との相対関係を用いる、請求項３７、３８、３９、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項５０】
前記第１の信号が音声入力端子から入力された第１の受音信号であり、
前記第２の信号が参照入力端子から入力された第２の受音信号であり、
前記第１の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、前記第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が多いと判断したときは、前記第１のステップサイズ制御手段は、前記第１の適応フィルタには大きなステップサイズを供給して収束を速め、前記第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が少ないと判断したときは、前記第１の適応フィルタには小さなステップサイズを供給し、
前記第２の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、前記第２の受音信号において雑音信号に比べ音声信号が多いと判断したときは、前記第２のステップサイズ制御手段は、前記第２の適応フィルタには大きなステップサイズを供給して収束を速め、雑音信号に比べ音声信号が少ないと判断したときは、前記第２の適応フィルタには小さなステップサイズを供給し、雑音の消去を行う、請求項３２乃至３４のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項５１】
前記第１の信号が音声入力端子から入力された第１の受音信号であり、
前記第２の信号が参照入力端子から入力された第２の受音信号であり、
前記第１の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、前記第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が多いと判断したときは、前記第１のステップサイズ制御回路は、前記第１の適応フィルタには大きなステップサイズを供給して収束を速め、前記第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が少ないと判断したときは、前記第１の適応フィルタには小さなステップサイズを供給し、
前記第２の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、前記第２の受音信号において雑音信号に比べ音声信号が多いと判断したときは、前記第２のステップサイズ制御回路は、前記第２の適応フィルタには大きなステップサイズを供給して収束を速め、雑音信号に比べ音声信号が少ないと判断したときは、前記第２の適応フィルタには小さなステップサイズを供給し、
前記第１の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、前記第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が多いと判断したときは、前記第３のステップサイズ制御回路は、前記第３の適応フィルタには大きなステップサイズを供給して収束を速め、前記第１の受音信号において音声信号に比べ雑音信号が少ないと判断したときは、前記第３の適応フィルタには小さなステップサイズを供給し、
前記第２の受音信号における信号対雑音相対関係に基づき、前記第２の受音信号において雑音信号に比べ音声信号が多いと判断したときは、前記第４のステップサイズ制御回路は、前記第４の適応フィルタには大きなステップサイズを供給して収束を速め、雑音信号に比べ音声信号が少ないと判断したときは、前記第４の適応フィルタには小さなステップサイズを供給し、雑音の消去を行う、
請求項３５乃至４９のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項５２】
前記第１の信号が第１の入力端子から入力された反響信号であり、
前記第２の信号が第２の入力端子から入力された参照信号であり、
反響を消去した信号が出力される、請求項３２乃至４９のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項５３】
信号処理装置を構成するコンピュータに、
第１の信号と所望の信号を含む第２の信号を用いて前記第１の信号と前記第２の信号の関係を示す第１の指標を計算する処理と、
前記第１の信号と前記第２の信号と前記第１の指標を用いて前記所望の信号と所望信号以外の信号の関係を示す第２の指標を計算する処理と、
前記第１の信号と前記第２の信号と前記第２の指標を用いて前記所望の信号を取り出す処理と、
を実行させるプログラム。
【請求項５４】
第１の信号と所望の信号を含む第２の信号を用いて所望の信号を取り出す信号処理装置を構成するコンピュータに、
前記第１の信号と前記第２の信号の関係を用いて、前記第１の信号と前記第２の信号を入力として動作する第１の信号処理を制御する処理と、
前記第１の信号処理結果を用いて、前記第１の信号と前記第２の信号を入力として動作する第２の信号処理を制御する処理と
を実行させるプログラム。
【請求項５５】
信号処理装置を構成するコンピュータに、
第１の信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第１の信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて制御される第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御する処理と、
前記第１の信号と前記第２の信号の相対関係に応じて制御される第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御する処理と、
前記第１の差信号を出力する処理と、
を実行させるプログラム。
【請求項５６】
信号処理装置を構成するコンピュータに、
第１の信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第１の信号を間引くことによって第１の間引き信号を生成する処理と、
前記第２の信号を間引くことによって第２の間引き信号を生成する処理と、
前記第１の間引き信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の間引き信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第２の擬似信号と前記第２の差信号の相対関係に応じて制御される第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御する処理と、
前記第１の間引き信号と前記第２の間引き信号の相対関係に応じて制御される第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御する処理と、
前記第１の差信号を出力する処理と、
を実行させるプログラム。
【請求項５７】
第１の信号と第２の信号とを入力とする信号処理装置を構成するコンピュータに、
第１の中間信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、前記第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する処理と、
第２の中間信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第１の差信号を入力とする第３の適応フィルタによって第３の擬似信号を生成し、前記第１の信号から前記第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、前記第３の差信号を前記第１の中間信号として前記第１の適応フィルタに入力し、前記第３の差信号を用いて前記第３の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第２の差信号を入力とする第４の適応フィルタによって第４の擬似信号を生成し、前記第１の信号から前記第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、前記第４の差信号を前記第２の中間信号として前記第２の適応フィルタに入力し、前記第４の差信号を用いて前記第４の適応フィルタの係数を更新する処理と、
信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御し、第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御し、第３のステップサイズを用いて前記第３の適応フィルタの係数更新を制御し、第４のステップサイズを用いて前記第４の適応フィルタの係数更新を制御する処理と、
前記第１の差信号を出力する処理と、
を実行させる、プログラム。
【請求項５８】
第１の信号と第２の信号とを入力とする信号処理装置を構成するコンピュータに、
前記第１の信号及び前記第２の信号を遅延することによってそれそれ第１の遅延信号及び第２の遅延信号を生成する処理と、
第１の中間信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、前記第２の遅延信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する処理と、
第２の中間信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第１の差信号を入力とする第３の適応フィルタによって第３の擬似信号を生成し、前記第１の遅延信号から前記第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、前記第３の差信号を前記第１の中間信号として前記第１の適応フィルタに入力し、前記第３の差信号を用いて前記第３の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第２の差信号を入力とする第４の適応フィルタによって第４の擬似信号を生成し、前記第１の信号から前記第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、前記第４の差信号を前記第２の中間信号として前記第２の適応フィルタに入力し、前記第４の差信号を用いて前記第４の適応フィルタの係数を更新する処理と、
信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御し、第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御し、第３のステップサイズを用いて前記第３の適応フィルタの係数更新を制御し、第４のステップサイズを用いて前記第４の適応フィルタの係数更新を制御する処理と、
前記第１の差信号を出力する処理と、
を実行させる、プログラム。
【請求項５９】
第１の信号と第２の信号とを入力とする信号処理装置を構成するコンピュータに、
前記第１の信号を間引くことによって第１の間引き信号を生成し、前記第２の信号を間引くことによって第２の間引き信号を生成する処理と、
第１の中間信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、前記第２の信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する処理と、
第２の中間信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の間引き信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第１の差信号を入力とする第３の適応フィルタによって第３の擬似信号を生成し、前記第１の信号から前記第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、前記第３の差信号を前記第１の中間信号として前記第１の適応フィルタに入力し、前記第３の差信号を用いて前記第３の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第２の差信号を入力とする第４の適応フィルタによって第４の擬似信号を生成し、前記第１の間引き信号から前記第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、前記第４の差信号を前記第２の中間信号として前記第２の適応フィルタに入力し、前記第４の差信号を用いて前記第４の適応フィルタの係数を更新する処理と、
信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御し、第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御し、第３のステップサイズを用いて前記第３の適応フィルタの係数更新を制御し、第４のステップサイズを用いて前記第４の適応フィルタの係数更新を制御する処理と、
前記第１の差信号を出力する処理と、
を実行させる、プログラム。
【請求項６０】
第１の信号と第２の信号とを入力とする信号処理装置を構成するコンピュータに、
前記第１の信号及び前記第２の信号を遅延することによってそれそれ第１の遅延信号及び第２の遅延信号を生成する処理と、
前記第１の信号を間引くことによって第１の間引き信号を生成し、前記第２の信号を間引くことによって第２の間引き信号を生成する処理と、
第１の中間信号を入力とする第１の適応フィルタによって第１の擬似信号を生成し、前記第２の遅延信号から前記第１の擬似信号を差し引くことによって第１の差信号を生成し、前記第１の差信号を用いて前記第１の適応フィルタの係数を更新する処理と、
第２の中間信号を入力とする第２の適応フィルタによって第２の擬似信号を生成し、前記第２の間引き信号から前記第２の擬似信号を差し引くことによって第２の差信号を生成し、前記第２の差信号を用いて前記第２の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第１の差信号を入力とする第３の適応フィルタによって第３の擬似信号を生成し、前記第１の遅延信号から前記第３の擬似信号を差し引くことによって第３の差信号を生成し、前記第３の差信号を前記第１の中間信号として前記第１の適応フィルタに入力し、前記第３の差信号を用いて前記第３の適応フィルタの係数を更新する処理と、
前記第２の差信号を入力とする第４の適応フィルタによって第４の擬似信号を生成し、前記第１の間引き信号から前記第４の擬似信号を差し引くことによって第４の差信号を生成し、前記第４の差信号を前記第２の中間信号として前記第２の適応フィルタに入力し、前記第４の差信号を用いて前記第４の適応フィルタの係数を更新する処理と、
信号間の相対関係に基づいて、第１のステップサイズを用いて前記第１の適応フィルタの係数更新を制御し、第２のステップサイズを用いて前記第２の適応フィルタの係数更新を制御し、第３のステップサイズを用いて前記第３の適応フィルタの係数更新を制御し、第４のステップサイズを用いて前記第４の適応フィルタの係数更新を制御する処理と、
前記第１の差信号を出力する処理と、
を実行させる、プログラム。
【請求項６１】
請求項３２乃至４９のいずれか１項に記載の信号処理装置と、
前記信号処理装置から出力される信号の音声認識を行い、音声認識結果を出力する音声認識手段と、
を有する音声認識装置。
【請求項６２】
ロボットの所定部材の動作を行う駆動手段と、
前記駆動手段を制御する動作制御手段と、
請求項６１記載の音声認識装置と、
を備え、
前記動作制御手段は、前記音声認識装置からの音声認識結果を入力とし、前記音声認識結果に基づき、前記駆動手段を制御する、ロボット装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２４７８７
【国際公開日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【発行日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１３６３４（Ｐ２００５−５１３６３４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１２５４３
【国際出願日】平成１６年８月３１日（２００４．８．３１）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【発行日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１２５４３
【国際出願日】平成１６年８月３１日（２００４．８．３１）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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