Study on multi-task adaptive digital filter for reduction of acoustic echo and environmental noise

减少回声和环境噪声的多任务自适应数字滤波器研究

• 批准号: 21K17773
• 负责人: 岩居 健太
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K17773/
• 关键词: 音響エコー雑音キャンセラ; 適応フィルタ; 共通誤差最小化; 音響エコーキャンセラ; 雑音抑圧; マルチタスク適応フィルタ; 音響エコー抑圧; 音響再生機器; 空間伝達特性

本年度はマルチタスク適応フィルタの研究として，共通誤差最小化に基づく正規化最小平均二乗 (Normalized least mean square: NLMS) アルゴリズムを検討した．従来の適応フィルタでは，各適応フィルタを個別に更新するため，互いの適応フィルタの影響を考慮した最適化に関しては考慮されていない．本アルゴリズムは音響エコー・雑音キャンセラで利用される2つの適応フィルタの同時最適化アルゴリズムであり，誤差信号の共通化を図り，2つの適応フィルタの誤差信号をこの共通誤差信号に置き換えることで，2つの適応フィルタの同時最適化を達成している．計算機シミュレーションにより，従来の音響エコー・雑音キャンセラに比べ，高速収束性，音響エコーおよび雑音の抑圧性能向上を達成した．特に，音響エコーが雑音に比べ大きい状況，音響エコーが雑音に比べ小さい状況の両状況において，従来システムに対して，音響エコー抑圧量，雑音抑圧量ともに30～40 dBの改善を達成した．本提案手法は，アジア・太平洋地域における信号処理の国際会議であるAsia Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference 2022 (APSIPA ASC 2022, 2022年11月開催) にて発表し，様々な意見をいただいた．また，国内における信号処理の研究会である電子情報通信学会信号処理研究会，応用音響研究会，音声研究会による第9回 音声・音響・信号処理ワークショップ (SPEASIP，2023年3月開催) にて発表し，信号処理研究者だけでなく音声・音響工学に関連する研究者からも意見をいただいた．

This year は マ ル チ タ ス ク optimum 応 フ ィ ル タ の research と し て, common error minimization に base づ く Normalized least mean squares (Normalized further mean square: NLMS) ア ル ゴ リ ズ ム を beg し 検 た. 従 to の optimum 応 フ ィ ル タ で は, the optimum 応 フ ィ ル タ を individual に update す る た め, mutual い の optimum 応 フ ィ ル タ の influence を consider し た optimization に masato し て は consider さ れ て い な い. This ア ル ゴ リ ズ ム は sound エ コ ー · 雑 sound キ ャ ン セ ラ で using さ れ る 2 つ の optimum 応 フ ィ ル タ の and optimization ア ル ゴ リ ズ ム で あ り, error signal の total tonghua を 図 り, 2 つ の optimum 応 フ ィ ル タ の error signal を こ の に buy き common error signal in え る こ と で, 2 つ の optimum 応 フ ィ ル タ の and optimization を reach し て い る. Computer シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り, 従 to の sound エ コ ー · 雑 sound キ ャ ン セ ラ に than べ, high-speed 収 beam, acoustics エ コ ー お よ び 雑 sound の 圧 suppression performance を reach upward し た. に, acoustics エ コ ー が 雑 sound に than べ き い situation, sound エ コ ー が 雑 sound に smaller than べ さ い condition の struck condition に お い て, 従 to シ ス テ ム に し seaborne て, acoustics エ コ ー 圧 suppression, 雑 sound suppression 圧 quantity と も に 30 ~ 40 dB の improve を reached し た. The method of this proposal is youdaoplaceholder7 Youdaoplaceholder0 · における Signal Processing における international Conference であるAsia Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference 2022 (APSIPA ASC 2022, to be held in November 2022) にて issued a statement にて, the opinion of the author 々な を ただ た た. Youdaoplaceholder0, domestic における signal processing Research society である Signal Processing Research Society of Electronic Information and Communication Society, 応 audio Research society, audio Research society による 9th echo sound, audio and signal processing ワ ショップ ショップ ショップ (SPEASIP, to be held in March 2023) にて Release schedule また Signal processing researcher だけでなく sound and audio engineering に related する researcher する ら だけでなく opinion を ただ ただ た た

项目成果

共通誤差最小化に基づく音響エコー・雑音キャンセラ

基于共同误差最小化的声学回声和噪声消除器

• 发表时间: 2023
• 作者: Lu Xugang;Shen Peng;Tsao Yu;Kawai Hisashi;岩居健太，西浦敬信
• 通讯作者: 岩居健太，西浦敬信

Formulation of Multidimensional Frequency Characteristics of Second-order Nonlinear IIR Filter

二阶非线性 IIR 滤波器多维频率特性的公式

• 发表时间: 2021
• 作者: X. Lu;P. Shen;Y. Tsao;H. Kawai;Kenta Iwai and Takanobu Nishiura;Kenta Iwai and Takanobu Nishiura
• 通讯作者: Kenta Iwai and Takanobu Nishiura

立命館大学情報理工学部 音情報処理研究室

立命馆大学信息科学技术学院声音信息处理实验室

フィードフォワードアクティブノ イズコントロールシステムの最適フィルタに関する一検討

前馈有源噪声控制系统最优滤波器的研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 岩居健太;西浦敬信
• 通讯作者: 西浦敬信

Acoustic Echo and Noise Canceller Using Shared-Error Normalized Least Mean Square Algorithm

使用共享误差归一化最小均方算法的声学回声和噪声消除器

• 发表时间: 2022
• 作者: Kenta Iwai;Takanobu Nishiura
• 通讯作者: Takanobu Nishiura