エコーキャンセラ装置
【課題】ダブルトーク検出の判定精度を改善すると共に残留エコーを抑圧する。
【解決手段】適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数パワーのリーク積分を算出する手段と、適応ＦＩＲフィルタの遠端入力信号、適応ＦＩＲフィルタ後の残留エコー信号を用いて、適応ＦＩＲフィルタの係数を更新する手段を有する。このため、適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数の収束状態に対応したダブルトーク検出が可能となる。この結果、適応ＦＩＲフィルタ係数の収束が進んだ状態において、ダブルトーク検出の精度が向上する。また、エコー抑圧手段は、適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数より算出した音響空間のＥＲＬを推定した情報を用いることにより、近端入力信号の音声歪を回避し且つエコーを抑圧できる。
【解決手段】適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数パワーのリーク積分を算出する手段と、適応ＦＩＲフィルタの遠端入力信号、適応ＦＩＲフィルタ後の残留エコー信号を用いて、適応ＦＩＲフィルタの係数を更新する手段を有する。このため、適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数の収束状態に対応したダブルトーク検出が可能となる。この結果、適応ＦＩＲフィルタ係数の収束が進んだ状態において、ダブルトーク検出の精度が向上する。また、エコー抑圧手段は、適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数より算出した音響空間のＥＲＬを推定した情報を用いることにより、近端入力信号の音声歪を回避し且つエコーを抑圧できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電話機や音声会議装置のような通話装置におけるエコーキャンセラ装置に関し、特に適応ＦＩＲフィルタのダブルトーク制御とエコー抑圧制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のエコーキャンセラ装置として、帯域分割されたエコーキャンセラにおいて、帯域分割内の正規化最小自乗平均（Normalized Least Mean Squares:NLMS）適応ＦＩＲフィルタ係数のピーク位置の検出を行い、ピーク位置と係数値の関係から、ダブルトークとシングルトークの判定を行なう技術（特許文献１）が提案されている。
【０００３】
同様に、帯域分割によって帯域分割された音声信号において、受信信号レベルと、送信信号レベル、残差信号レベルの比較、及び他分割帯域におけるダブルトークを監視することで、ダブルトークの検出精度を向上させる技術（特許文献２）も提案されている。
【０００４】
また、エコーの抑圧に関しては、遠端入力信号と近端入力信号の周波数を分析して、周波数帯域別にエコー信号を抑圧し、その後に周波数係数を合成して、エコー信号を抑圧した時間信号を出力する技術（特許文献３）や、遠端入力信号の短時間スペクトラムおよび近端入力信号の短時間スペクトラムからエコー成分の短時間スペクトラムを推定し、近端入力信号の短時間スペクトラムとエコー成分の短時間スペクトラムから算出した素エコー抑圧ゲイン係数を平準化し、平準化したゲイン係数を強調することによりエコーを抑圧する技術（特許文献４）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３４００５
【特許文献２】特開平７−２３１２８１
【特許文献３】特開２００６−３３７８９
【特許文献４】特開２００５−２５０２６６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の何れの特許文献において、実際のエコー経路（音響空間など）のエコーリターンロス量（ＥＲＬ：Echo Return Loss）の情報を使用してダブルトーク判定やエコーの抑圧を行なっていないという第１の問題点がある。受信信号と送信信号、残差信号のレベル比較において、ＥＲＬはダブルトークの検出精度を向上する有益な情報であり、例えば、エコーの戻り量が少ない条件化においては、この情報を用いることで送信マイク信号に含まれるエコー信号と送信音声（非エコー信号）の判別精度およびエコーの抑圧を向上させることができる。更に、適応ＦＩＲフィルタ係数より算出した音響空間のＥＲＬを推定（推定ＥＲＬ）した情報を用いることにより、音響区間などのエコー経路変化に対する判別精度およびエコーの抑圧を向上させることができるのである。
【０００７】
また、エコーキャンセラの起動直後、即ち、適応ＦＩＲフィルタの係数値がゼロ近傍の未収束状態において、ダブルトークの判定精度およびエコーの抑圧が保証されていないという第２の問題点がある。フィルタ係数が未収束な状態において、判定条件を厳しくした値を設定すると、誤判別する場合が考えられる。未収束状態においては、実際の音響エコー経路において安定動作を保証するＥＲＬを設定し、適応ＦＩＲフィルタ係数の収束に追従する推定ＥＲＬを再算出することで、起動直後の安定動作およびエコーの抑圧を保証することができるのである。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、エコーキャンセラ装置の適応FIRフィルタ係数更新におけるダブルトーク判定精度とエコー抑圧の改善を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のエコーキャンセラ装置は、遠端話者の音声がスピーカから音響空間を通じてマイク入力に回り込むエコー信号を消去するためのエコーキャンセラ装置において、遠端入力信号を多数のタップに入力し、各入力信号にフィルタ係数を乗算したものを合成することにより擬似エコー信号を生成する適応ＦＩＲフィルタと、擬似エコー信号を逆位相に変換して近端入力信号と加算することでエコー信号の消去を図る加算器と、フィルタ係数を加算器からの残留エコー信号により、該残留エコー信号を０にすることを目指して逐次更新（適応動作）するフィルタ係数更新手段と、シングルトークの場合は適応動作を実行させ、ダブルトーク場合は適応動作を停止するように制御するダブルトーク制御手段と、ダブルトーク制御手段が適応動作をさせているときに逐次更新しているフィルタ係数の係数パワーリーク積分値、即ちエコー信号のエコーリターン量（推定エコー）を算出し、ダブルトーク制御手段へ出力するＥＲＬ推定手段を備え、ダブルトーク制御手段は、推定エコーの電力と残留エコー信号の電力の比較を行ない、推定エコーの電力が残留エコー信号の電力より大きい場合は、シングルトーク、この条件を外れる場合は、ダブルトークと判定することを特徴とする。
【００１０】
また、ダブルトーク制御手段は、推定エコーの電力と近端入力信号の電力の比較を行ない、推定エコーの電力が残留エコー信号の電力より大きい場合はシングルトーク、この条件を外れる場合はダブルトークと判定するようにしてもよい。
【００１１】
より詳しくは、本発明のエコーキャンセラ装置は、遠端入力手段からの音声信号を近端空間に出力するスピーカ出力手段、近端話者の音声信号とスピーカ出力手段からの音声信号（エコー信号）を入力するマイク入力手段、遠端入力手段の音声信号を複数帯域分割する分析フィルタ手段、分析フィルタから出力される遠端入力信号、即ち、参照入力信号を用いて、擬似エコー信号を生成する適応ＦＩＲフィルタ手段、近端入力手段からの音声信号を帯域分割する分析フィルタ手段、分析フィルタから出力される近端入力信号と擬似エコー信号の逆位相信号を加算する加算手段、加算手段から出力される音声信号（残留エコー信号）と参照信号入力を用いて適応ＦＩＲフィルタ手段のフィルタ更新係数を生成するフィルタ係数更新手段、適応ＦＩＲフィルタ手段からフィルタの係数パワーリーク積分を算出するＥＲＬ推定手段、ＥＲＬ推定手段から出力されるフィルタの係数パワーリーク積分と参照入力信号、近端入力信号、残留エコー信号の電力リーク積分を用いて、適応ＦＩＲフィルタ係数更新手段を制御するダブルトーク制御手段、複数帯域に分割された残留エコー信号を帯域合成する合成フィルタ手段、合成フィルタ手段からの信号を出力する遠端出力手段を備える。
【００１２】
遠端入力からの音声信号は、スピーカ出力手段より近端の音響空間に出力される。マイク入力手段は、スピーカ出力手段から音響空間を通じて回り込む音声信号（エコー信号）と、近端話者の音声信号（割込み信号）を入力する。適応ＦＩＲフィルタ手段およびフィルタ係数更新手段では、分析フィルタにおいて複数帯域に分割された参照入力信号、分析フィルタにおいて複数帯域に分割された近端入力信号および加算手段から出力される残留エコー信号から、適応ＦＩＲフィルタ係数の更新を行ない、近端入力信号に含まれるスピーカ出力手段より出力されたエコー信号を消去する擬似エコー信号を生成する。
【００１３】
更に、加算手段において、擬似エコー信号を逆位相に変換し近端入力信号と加算してエコー信号成分を消去する。一連の適応動作を繰り返し行ない、加算手段から出力される残留エコー信号の除去を促進、音声信号のエコー成分のみを消去する。ここで、逐次更新される適応ＦＩＲフィルタ手段のフィルタの係数パワーリーク積分、即ち、音響空間を通じて回り込むエコー信号のエコーリターン量の指標を算出し、推定ＥＲＬと参照入力信号、またはマイク入力の信号パワーリーク積分値の比較から、マイク入力信号に含まれる遠端話者の音響エコー成分と近端話者の音声信号の判定を行なう。
【００１４】
更に、推定エコーの電力と残留エコー信号の電力の比較を行ない、推定エコーの電力が残留エコー信号の電力より大きい（シングルトーク）場合は残留エコーを抑圧し、この条件を外れる（ダブルトーク）場合は残留エコーの抑圧量を０dBとするように制御するエコー抑圧手段を付加してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の効果は、エコーキャンセラ装置の適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数の収束状態に対応したダブルトーク検出とエコーの抑圧が可能になるということである。適応ＦＩＲフィルタ係数の収束が進んだ状態において、ダブルトーク検出の検出精度が向上する、即ち、遠端話者の音声信号（シングルトーク）か、遠端話者の音声信号に近端話者の音声信号を含んだ音声信号（ダブルトーク）の検出精度を高める効果がある。その理由は、適応ＦＩＲフィルタの係数パワー値は、推定したエコー経路の電力（ＥＲＬ：Echo Return Loss）と等価であり、エコー経路の電力のリーク積分を算出することで、エコー経路を特定できるためである。
【００１６】
また、リーク積分の初期値をエコー経路の最悪条件を保証する値を設定することにより、エコーキャンセラ装置の起動時の初期状態（適応ＦＩＲフィルタ係数が収束していない状態）において、ダブルトーク検出とエコーの抑圧の条件を緩和することができるという第２の効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のエコーキャンセラ装置の実施例１を表したブロック図
【図２】図１におけるＥＲＬ推定手段１０９の詳細を示すブロック図
【図３】本発明の推定ＥＲＬの推移をグラフ表示した図
【図４】本発明のエコーキャンセラ装置の実施例２を表したブロック図
【図５】本発明のエコーキャンセラ装置の実施例３を表したブロック図
【図６】本発明のエコーキャンセラ装置の実施例４を表したブロック図
【図７】本発明のエコーキャンセラ装置の実施例５を表したブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
音響ＥＲＬ情報は、受信信号、送信信号、残留エコー信号のレベル比較において、判定精度を向上する有効な情報であり、未知の音響ＥＲＬ情報を算出することでエコーと送信音声の判別精度を向上させることが可能となる。本発明は、この音響ＥＲＬをフィルタ係数の適応動作過程で推測し、収束状態に対応して、音響ＥＲＬの精度の改善を図ることにより、ダブルトーク検出の判定精度を改善する。次に、エコーキャンセラ起動直後のフィルタ係数が未収束な状態において、音響ＥＲＬ情報を補正して算出する必要がある。即ち、未収束な状態においては、音響ＥＲＬの最悪となるようなマージンを含む条件を設定、収束が進行すると共に、真の音響ＥＲＬを近似する安定した動作を保証する。これにより、ダブルトーク検出の判定精度を改善する。以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
［構成の説明］
図１は、本発明のエコーキャンセラ装置の実施例１を表したブロック図である。このエコーキャンセラは、電話機や音声会議装置のような通話装置において用いられる。遠端入力手段１０１は、遠端話者の音声信号（遠端入力信号）を入力し、スピーカ出力手段１０２は遠端入力信号を近端の音響空間に出力する。近端話者はこれを聴き、また発声する。遠端入力信号の内の一部は、エコー信号となってスピーカ出力手段１０２から音響空間を通じてマイク入力手段１０３に回り込む。
【００２０】
マイク入力手段１０３は、このエコー信号と、近端話者の音声信号（割込み信号）とから成るマイク入力信号を入力し、近端入力信号として出力する。遠端出力手段１１２は、理想的には割込み信号のみを遠端話者へ出力したいが、エコー信号が残存することが多い。
【００２１】
このエコーキャンセラの残余の手段１０４〜１１１が、遠端入力信号と近端入力信号に基づいて擬似エコー信号を生成し、一連の適応動作を繰り返すことによって残留エコー信号の除去を促進する。基本的には、適応ＦＩＲフィルタ１０５が遠端入力信号から擬似エコー信号を生成し、加算器１０７は擬似エコー信号を逆位相に変換して近端入力信号と加算することでエコー信号の消去を図る。消去し切れなかったエコー信号が残留エコー信号である。
【００２２】
適応ＦＩＲフィルタ１０５は、周知の有限長インパルス応答フィルタであって、遠端入力信号を多数のタップに入力し、各入力信号にフィルタ係数を乗算したものを合成することにより擬似エコー信号を生成する。
【００２３】
フィルタ係数更新手段１０８は適応ＦＩＲフィルタ１０５におけるフィルタ係数を加算器１０７から出力される音声信号（残留エコー信号）により更新する。この適応動作は、残留エコー信号を０にすることを目指して繰り返される。
【００２４】
ダブルトーク制御手段１１０は、推定エコーの電力と残留エコー信号の電力の比較を行なう。その結果、推定エコーの電力が残留エコー信号の電力より大きい（シングルトーク）の場合は、フィルタ係数更新手段１０８をイネーブルしてフィルタ係数更新手段１０８の適応動作を実行する。一方、この条件を外れる（ダブルトーク）場合は、フィルタ係数更新手段１０８をデゼーブルしてフィルタ係数更新手段１０８の適応動作を停止するように制御する。
【００２５】
ＥＲＬ（Echo Return Loss）推定手段１０９は、ダブルトーク制御手段１１０がフィルタ係数更新手段１０８をイネーブルしているときに、フィルタ係数更新手段１０８が逐次更新して出力しているフィルタ係数の係数パワーリーク積分値、即ち、音響空間を通じて回り込む音声信号のエコーリターン量（推定エコー）を算出し、推定ＥＲＬ値としてダブルトーク制御手段１１０へ出力する。これにより、ダブルトーク制御の精度を高めることができる。
【００２６】
分析フィルタ１０４は遠端話者の音声信号を複数の周波数帯域に分割し、分析フィルタ１０６はマイク入力信号を複数の周波数帯域に分割し、周波数帯域単位で適応ＦＩＲフィルタ１０５〜ダブルトーク制御手段１１０における処理を行うことにより、最適なエコー消去を図っている。合成フィルタ１１１は周波数帯域単位での処理結果を合成して遠端出力手段１１２へ出力する。
【００２７】
図２は、ＥＲＬ推定手段１０９の詳細を示すブロック図である。ＥＲＬ推定手段１０９は、係数パワー総和算出手段２０１，リーク積分手段２０２，平方根算出手段２０３，乗算器２０４，初期値設定手段２０５および係数重み付け手段２０６で構成されている。
【００２８】
係数パワー総和算出手段２０１は、フィルタ係数更新手段１０８が出力しているフィルタ係数の係数パワー総和を算出する。リーク積分手段２０２は、ダブルトーク制御手段１１０がフィルタ係数更新手段１０８をイネーブルしているときに、係数パワーのリーク積分値を算出する。平方根算出手段２０３はリーク積分の平方根を算出し、乗算器２０４は平方根算出手段２０３の出力に、係数重み付け手段２０６から出力された重み付け係数を乗算することにより、近端の音響空間で回り込む音声信号の推定ＥＲＬ値を算出する。なお、初期値設定手段２０５はリーク積分手段２０２に初期値を設定し、係数重み付け手段２０６は推定ＥＲＬ値に応じた係数M(ERL)を出力する。
【００２９】
いま、ｎを帯域分割数、ｍを適応フィルタ係数のタップ数とし、遠端入力信号をＸ、分析フィルタ１０４で帯域分割された遠端入力信号をＸｎ、近端入力信をＹ、分析フィルタ１０６で帯域分割されたをＹｎ、適応ＦＩＲフィルタ１０５のフィルタ係数を／（バー）Ｈｎとすると、適応ＦＩＲフィルタ１０５の出力ＹＨｎは、
【００３０】
となる。加算器１０７の出力（残留エコー信号）Ｅｎは、
【００３１】
となり、フィルタ係数更新手段１０８の出力は、
【００３２】
【００３３】
【００３４】
上式において、Ｐ（Ｘｎ２）はリーク積分、α、β（０≦α≦１、０≦β≦１）は係数である。リーク積分手段２０２の出力は次式で与えられる。
【００３５】
また、初期値設定手段２０５は、上式左辺の初期値に、所定の値（ＥＲＬ_ＭＡＸ）を実際のエコー経路の最悪条件を保証するものとして設定する。
【００３６】
係数重み付け手段２０６は、重み係数Ｍ（ＥＲＬ）を乗算器２０４へ出力する。重み係数Ｍ（ＥＲＬ）は、ＥＲＬマージン、つまり残留エコー信号との比較値を同一に維持できる推定ＥＲＬ値ERLの変動幅を与える。乗算器２０４の出力、即ち推定ＥＲＬ値ERLは、次式のようになる。
【００３７】
推定ＥＲＬ値ERLはダブルトーク制御手段１１０に提供され、ダブルトーク制御手段１１０では、推定ＥＲＬ値ERL（実際には帯域分割されたERLn）と帯域分割された遠端入力信号Ｘｎを乗算して推定エコー信号（ＥＲＬｎ・Ｘｎ）を求め、推定エコー信号と残留エコー信号Ｅｎとを比較してダブルトーク制御情報を生成する。
【００３８】
［動作の説明］
先ず、ＥＲＬ推定手段１０９の初期値設定手段２０５はリーク積分手段２０２に初期値を設定する。初期値は、エコー経路の最悪条件を保証すると思える所定値とされる。これは、エコーキャンセラの起動時（適応ＦＩＲフィルタ１０５のフィルタ係数の値が０近傍の値で収束していない状態）において、シングルトーク検出の制限条件を緩和するためである。また、係数重み付け手段２０６は係数M(ERL)として１を乗算器２０４に設定する。これは、初期状態ではＥＲＬマージンを低く抑えて早急な収束を図るためである。
【００３９】
ダブルトーク制御手段１１０は、推定エコーの電力と残留エコー信号の電力を比較している。その結果、前者が後者より大きい場合はシングルトークと判定され、他の場合はダブルトークと判定される。前述のように、リーク積分手段２０２に設定される初期値はシングルトーク検出の制限条件を緩和する値であるから、当然にシングルトークと判定される。
【００４０】
シングルトークの場合、ダブルトーク制御手段１１０はフィルタ係数更新手段１０８の適応動作を開始させる。フィルタ係数更新手段１０８はフィルタ係数を残留エコー信号により更新して適応ＦＩＲフィルタ１０５へ出力する。適応ＦＩＲフィルタ１０５は各入力信号にフィルタ係数を乗算したものを合成することにより擬似エコー信号を生成する。加算器１０７は擬似エコー信号を逆位相に変換して近端入力信号と加算することでエコー信号の消去を図る。残留エコー信号はダブルトーク制御手段１１０とフィルタ係数更新手段１０８へフィードバックされる。
【００４１】
一方、ダブルトーク制御手段１１０はＥＲＬ推定手段１０９も動作させ、リーク積分手段２０２はリーク積分を実行する。リーク積分の対象は、フィルタ係数更新手段１０８が出力しているフィルタ係数の係数パワー総和である。最早、初期値を使用することはない。ＥＲＬ推定手段１０９が出力する推定ＥＲＬ値はダブルトーク制御手段１１０へ提供され、シングルトークとダブルトークの判定のために使用される。
【００４２】
以上の処理がダブルトークと判定されるまで逐次繰り返される。ＥＲＬ推定手段１０９は逐次更新されるフィルタ係数により推定ＥＲＬ値ERLを出力するので、推定ＥＲＬ値ERLは初期値から真のＥＲＬ値へ向けて収束していく。この様子を図３にグラフ表示する。初期値から真のＥＲＬ値へ到るまでの過渡状態では、ＥＲＬ推定手段１０９は粗い精度の推定であるが、収束状態に近づくにつれて、高い精度の推定となっていく。
【００４３】
図３は、適応ＦＩＲフィルタの係数パワーリーク積分を算出する手段１０９の時間推移を示すグラフである。エコーキャンセラ起動直後の適応ＦＩＲフィルタが初期状態（係数の値が零近傍の初期値）において、推定ＥＲＬには音響エコー経路の最悪条件を保証する値を設定し、適応フィルタ係数の更新に同期して、係数パワー総和のリーク積分を更新することで、収束状態に推移するに従い、推定ＥＲＬは音響エコー経路の実際のＥＲＬ（真のＥＲＬ）に近似する。
【００４４】
ＥＲＬ推定手段１０９の重み付け手段２０６は、ＥＲＬ推定手段１０９が推定出力している推定ＥＲＬ値に応じて、重み係数M(ERL)を初期値の１から次第に離れる値とする。これによりＥＲＬマージンを設定する。
【００４５】
［他の実施例］
図４は、本発明のエコーキャンセラの実施例２を表したブロック図である。実施例１では、推定エコーの電力と、残留エコー信号の電力の比較を行なうことによって、シングルトークとダブルトークの判定を行なっているが、この実施例２では、推定エコーの電力と、周波数分割された近端入力信号の電力を比較することによって、シングルトークとダブルトークの判定を行なう点が異なる。前者が大きい場合がシングルトーク、その他の場合がダブルトークである。これ以外は動作も含めて実施例１と同様である。
【００４６】
図５は、本発明のエコーキャンセラの実施例３を表したブロック図である。実施例１では、推定エコーの電力と、残留エコー信号の電力を比較することによって、シングルトークとダブルトークの判定を行なっているが、この実施例３では、図５に示すように、遠端入力信号の電力が所定の大きさ以上であることをシングルトーク判定の条件に付け加える。これ以外は動作も含めて実施例１と同様である。
【００４７】
また、実施例２では、推定エコーの電力と、周波数分割された近端入力信号の電力を比較することによって、シングルトークとダブルトークの判定を行なっているが、図６に示すように、遠端入力信号の電力が所定の大きさ以上であることをシングルトーク判定の条件に付け加えた実施例４も考えられる。
【００４８】
以上の実施例１〜４は、適応FIRフィルタ係数更新におけるダブルトーク判定精度の改善を図ることを目的として、ダブルトーク制御手段１１０が適応動作の実行と停止を制御している。このダブルトーク制御手段１１０と同様な動作を行うことにより、残留エコーを抑圧するようにした実施例５を図７に示す。実施例５は、図１に示した実施例１における加算器１０７の出力と合成フィルタ１１１の入力の間にエコー抑圧手段１１３を付加している。なお、図４〜図６に示した実施例２〜実施例４に対しても、図７と同様な構成を採用した実施例６〜実施例８を容易に実現することができる。
【００４９】
エコー抑圧手段１１３は、推定エコーの電力と残留エコー信号の電力の比較を行なう。その結果、推定エコーの電力が残留エコー信号の電力より大きい（シングルトーク）場合は残留エコーを抑圧する。一方、この条件を外れる（ダブルトーク）場合は、残留エコーの抑圧量を０dBとするように制御する。エコーと送信音声の判別精度の向上に有効な情報である推定エコーを残留エコーの抑圧のためにも使用する狙いである。これにより、残留エコーを抑圧すると共に、近端入力音声の歪を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の活用例として、本発明のエコーキャンセラ装置は、ハンズフリーによる音声通話を目的とした音声会議装置、ＴＶ会議装置、携帯電話などのＴＶ電話の音声入出力部分に適用が可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０１ 遠端入力手段
１０２ スピーカ出力手段
１０３ マイク入力手段
１０４ 分析フィルタ
１０５ 適応FIRフィルタ
１０６ 分析フィルタ
１０７ 加算器
１０８ フィルタ係数更新手段
１０９ ＥＲＬ推定手段
１１０ ダブルトーク制御手段
１１１ 合成フィルタ
１１２ 遠端出力手段
１１３ エコー抑圧手段
２０１ 係数パワー総和算出手段
２０２ リーク積分手段
２０３ 平方根手段
２０４ 乗算器
２０５ 初期値設定手段
２０６ 係数重み付け手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電話機や音声会議装置のような通話装置におけるエコーキャンセラ装置に関し、特に適応ＦＩＲフィルタのダブルトーク制御とエコー抑圧制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のエコーキャンセラ装置として、帯域分割されたエコーキャンセラにおいて、帯域分割内の正規化最小自乗平均（Normalized Least Mean Squares:NLMS）適応ＦＩＲフィルタ係数のピーク位置の検出を行い、ピーク位置と係数値の関係から、ダブルトークとシングルトークの判定を行なう技術（特許文献１）が提案されている。
【０００３】
同様に、帯域分割によって帯域分割された音声信号において、受信信号レベルと、送信信号レベル、残差信号レベルの比較、及び他分割帯域におけるダブルトークを監視することで、ダブルトークの検出精度を向上させる技術（特許文献２）も提案されている。
【０００４】
また、エコーの抑圧に関しては、遠端入力信号と近端入力信号の周波数を分析して、周波数帯域別にエコー信号を抑圧し、その後に周波数係数を合成して、エコー信号を抑圧した時間信号を出力する技術（特許文献３）や、遠端入力信号の短時間スペクトラムおよび近端入力信号の短時間スペクトラムからエコー成分の短時間スペクトラムを推定し、近端入力信号の短時間スペクトラムとエコー成分の短時間スペクトラムから算出した素エコー抑圧ゲイン係数を平準化し、平準化したゲイン係数を強調することによりエコーを抑圧する技術（特許文献４）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３４００５
【特許文献２】特開平７−２３１２８１
【特許文献３】特開２００６−３３７８９
【特許文献４】特開２００５−２５０２６６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の何れの特許文献において、実際のエコー経路（音響空間など）のエコーリターンロス量（ＥＲＬ：Echo Return Loss）の情報を使用してダブルトーク判定やエコーの抑圧を行なっていないという第１の問題点がある。受信信号と送信信号、残差信号のレベル比較において、ＥＲＬはダブルトークの検出精度を向上する有益な情報であり、例えば、エコーの戻り量が少ない条件化においては、この情報を用いることで送信マイク信号に含まれるエコー信号と送信音声（非エコー信号）の判別精度およびエコーの抑圧を向上させることができる。更に、適応ＦＩＲフィルタ係数より算出した音響空間のＥＲＬを推定（推定ＥＲＬ）した情報を用いることにより、音響区間などのエコー経路変化に対する判別精度およびエコーの抑圧を向上させることができるのである。
【０００７】
また、エコーキャンセラの起動直後、即ち、適応ＦＩＲフィルタの係数値がゼロ近傍の未収束状態において、ダブルトークの判定精度およびエコーの抑圧が保証されていないという第２の問題点がある。フィルタ係数が未収束な状態において、判定条件を厳しくした値を設定すると、誤判別する場合が考えられる。未収束状態においては、実際の音響エコー経路において安定動作を保証するＥＲＬを設定し、適応ＦＩＲフィルタ係数の収束に追従する推定ＥＲＬを再算出することで、起動直後の安定動作およびエコーの抑圧を保証することができるのである。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、エコーキャンセラ装置の適応FIRフィルタ係数更新におけるダブルトーク判定精度とエコー抑圧の改善を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のエコーキャンセラ装置は、遠端話者の音声がスピーカから音響空間を通じてマイク入力に回り込むエコー信号を消去するためのエコーキャンセラ装置において、遠端入力信号を多数のタップに入力し、各入力信号にフィルタ係数を乗算したものを合成することにより擬似エコー信号を生成する適応ＦＩＲフィルタと、擬似エコー信号を逆位相に変換して近端入力信号と加算することでエコー信号の消去を図る加算器と、フィルタ係数を加算器からの残留エコー信号により、該残留エコー信号を０にすることを目指して逐次更新（適応動作）するフィルタ係数更新手段と、シングルトークの場合は適応動作を実行させ、ダブルトーク場合は適応動作を停止するように制御するダブルトーク制御手段と、ダブルトーク制御手段が適応動作をさせているときに逐次更新しているフィルタ係数の係数パワーリーク積分値、即ちエコー信号のエコーリターン量（推定エコー）を算出し、ダブルトーク制御手段へ出力するＥＲＬ推定手段を備え、ダブルトーク制御手段は、推定エコーの電力と残留エコー信号の電力の比較を行ない、推定エコーの電力が残留エコー信号の電力より大きい場合は、シングルトーク、この条件を外れる場合は、ダブルトークと判定することを特徴とする。
【００１０】
また、ダブルトーク制御手段は、推定エコーの電力と近端入力信号の電力の比較を行ない、推定エコーの電力が残留エコー信号の電力より大きい場合はシングルトーク、この条件を外れる場合はダブルトークと判定するようにしてもよい。
【００１１】
より詳しくは、本発明のエコーキャンセラ装置は、遠端入力手段からの音声信号を近端空間に出力するスピーカ出力手段、近端話者の音声信号とスピーカ出力手段からの音声信号（エコー信号）を入力するマイク入力手段、遠端入力手段の音声信号を複数帯域分割する分析フィルタ手段、分析フィルタから出力される遠端入力信号、即ち、参照入力信号を用いて、擬似エコー信号を生成する適応ＦＩＲフィルタ手段、近端入力手段からの音声信号を帯域分割する分析フィルタ手段、分析フィルタから出力される近端入力信号と擬似エコー信号の逆位相信号を加算する加算手段、加算手段から出力される音声信号（残留エコー信号）と参照信号入力を用いて適応ＦＩＲフィルタ手段のフィルタ更新係数を生成するフィルタ係数更新手段、適応ＦＩＲフィルタ手段からフィルタの係数パワーリーク積分を算出するＥＲＬ推定手段、ＥＲＬ推定手段から出力されるフィルタの係数パワーリーク積分と参照入力信号、近端入力信号、残留エコー信号の電力リーク積分を用いて、適応ＦＩＲフィルタ係数更新手段を制御するダブルトーク制御手段、複数帯域に分割された残留エコー信号を帯域合成する合成フィルタ手段、合成フィルタ手段からの信号を出力する遠端出力手段を備える。
【００１２】
遠端入力からの音声信号は、スピーカ出力手段より近端の音響空間に出力される。マイク入力手段は、スピーカ出力手段から音響空間を通じて回り込む音声信号（エコー信号）と、近端話者の音声信号（割込み信号）を入力する。適応ＦＩＲフィルタ手段およびフィルタ係数更新手段では、分析フィルタにおいて複数帯域に分割された参照入力信号、分析フィルタにおいて複数帯域に分割された近端入力信号および加算手段から出力される残留エコー信号から、適応ＦＩＲフィルタ係数の更新を行ない、近端入力信号に含まれるスピーカ出力手段より出力されたエコー信号を消去する擬似エコー信号を生成する。
【００１３】
更に、加算手段において、擬似エコー信号を逆位相に変換し近端入力信号と加算してエコー信号成分を消去する。一連の適応動作を繰り返し行ない、加算手段から出力される残留エコー信号の除去を促進、音声信号のエコー成分のみを消去する。ここで、逐次更新される適応ＦＩＲフィルタ手段のフィルタの係数パワーリーク積分、即ち、音響空間を通じて回り込むエコー信号のエコーリターン量の指標を算出し、推定ＥＲＬと参照入力信号、またはマイク入力の信号パワーリーク積分値の比較から、マイク入力信号に含まれる遠端話者の音響エコー成分と近端話者の音声信号の判定を行なう。
【００１４】
更に、推定エコーの電力と残留エコー信号の電力の比較を行ない、推定エコーの電力が残留エコー信号の電力より大きい（シングルトーク）場合は残留エコーを抑圧し、この条件を外れる（ダブルトーク）場合は残留エコーの抑圧量を０dBとするように制御するエコー抑圧手段を付加してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の効果は、エコーキャンセラ装置の適応ＦＩＲフィルタのフィルタ係数の収束状態に対応したダブルトーク検出とエコーの抑圧が可能になるということである。適応ＦＩＲフィルタ係数の収束が進んだ状態において、ダブルトーク検出の検出精度が向上する、即ち、遠端話者の音声信号（シングルトーク）か、遠端話者の音声信号に近端話者の音声信号を含んだ音声信号（ダブルトーク）の検出精度を高める効果がある。その理由は、適応ＦＩＲフィルタの係数パワー値は、推定したエコー経路の電力（ＥＲＬ：Echo Return Loss）と等価であり、エコー経路の電力のリーク積分を算出することで、エコー経路を特定できるためである。
【００１６】
また、リーク積分の初期値をエコー経路の最悪条件を保証する値を設定することにより、エコーキャンセラ装置の起動時の初期状態（適応ＦＩＲフィルタ係数が収束していない状態）において、ダブルトーク検出とエコーの抑圧の条件を緩和することができるという第２の効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のエコーキャンセラ装置の実施例１を表したブロック図
【図２】図１におけるＥＲＬ推定手段１０９の詳細を示すブロック図
【図３】本発明の推定ＥＲＬの推移をグラフ表示した図
【図４】本発明のエコーキャンセラ装置の実施例２を表したブロック図
【図５】本発明のエコーキャンセラ装置の実施例３を表したブロック図
【図６】本発明のエコーキャンセラ装置の実施例４を表したブロック図
【図７】本発明のエコーキャンセラ装置の実施例５を表したブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
音響ＥＲＬ情報は、受信信号、送信信号、残留エコー信号のレベル比較において、判定精度を向上する有効な情報であり、未知の音響ＥＲＬ情報を算出することでエコーと送信音声の判別精度を向上させることが可能となる。本発明は、この音響ＥＲＬをフィルタ係数の適応動作過程で推測し、収束状態に対応して、音響ＥＲＬの精度の改善を図ることにより、ダブルトーク検出の判定精度を改善する。次に、エコーキャンセラ起動直後のフィルタ係数が未収束な状態において、音響ＥＲＬ情報を補正して算出する必要がある。即ち、未収束な状態においては、音響ＥＲＬの最悪となるようなマージンを含む条件を設定、収束が進行すると共に、真の音響ＥＲＬを近似する安定した動作を保証する。これにより、ダブルトーク検出の判定精度を改善する。以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
［構成の説明］
図１は、本発明のエコーキャンセラ装置の実施例１を表したブロック図である。このエコーキャンセラは、電話機や音声会議装置のような通話装置において用いられる。遠端入力手段１０１は、遠端話者の音声信号（遠端入力信号）を入力し、スピーカ出力手段１０２は遠端入力信号を近端の音響空間に出力する。近端話者はこれを聴き、また発声する。遠端入力信号の内の一部は、エコー信号となってスピーカ出力手段１０２から音響空間を通じてマイク入力手段１０３に回り込む。
【００２０】
マイク入力手段１０３は、このエコー信号と、近端話者の音声信号（割込み信号）とから成るマイク入力信号を入力し、近端入力信号として出力する。遠端出力手段１１２は、理想的には割込み信号のみを遠端話者へ出力したいが、エコー信号が残存することが多い。
【００２１】
このエコーキャンセラの残余の手段１０４〜１１１が、遠端入力信号と近端入力信号に基づいて擬似エコー信号を生成し、一連の適応動作を繰り返すことによって残留エコー信号の除去を促進する。基本的には、適応ＦＩＲフィルタ１０５が遠端入力信号から擬似エコー信号を生成し、加算器１０７は擬似エコー信号を逆位相に変換して近端入力信号と加算することでエコー信号の消去を図る。消去し切れなかったエコー信号が残留エコー信号である。
【００２２】
適応ＦＩＲフィルタ１０５は、周知の有限長インパルス応答フィルタであって、遠端入力信号を多数のタップに入力し、各入力信号にフィルタ係数を乗算したものを合成することにより擬似エコー信号を生成する。
【００２３】
フィルタ係数更新手段１０８は適応ＦＩＲフィルタ１０５におけるフィルタ係数を加算器１０７から出力される音声信号（残留エコー信号）により更新する。この適応動作は、残留エコー信号を０にすることを目指して繰り返される。
【００２４】
ダブルトーク制御手段１１０は、推定エコーの電力と残留エコー信号の電力の比較を行なう。その結果、推定エコーの電力が残留エコー信号の電力より大きい（シングルトーク）の場合は、フィルタ係数更新手段１０８をイネーブルしてフィルタ係数更新手段１０８の適応動作を実行する。一方、この条件を外れる（ダブルトーク）場合は、フィルタ係数更新手段１０８をデゼーブルしてフィルタ係数更新手段１０８の適応動作を停止するように制御する。
【００２５】
ＥＲＬ（Echo Return Loss）推定手段１０９は、ダブルトーク制御手段１１０がフィルタ係数更新手段１０８をイネーブルしているときに、フィルタ係数更新手段１０８が逐次更新して出力しているフィルタ係数の係数パワーリーク積分値、即ち、音響空間を通じて回り込む音声信号のエコーリターン量（推定エコー）を算出し、推定ＥＲＬ値としてダブルトーク制御手段１１０へ出力する。これにより、ダブルトーク制御の精度を高めることができる。
【００２６】
分析フィルタ１０４は遠端話者の音声信号を複数の周波数帯域に分割し、分析フィルタ１０６はマイク入力信号を複数の周波数帯域に分割し、周波数帯域単位で適応ＦＩＲフィルタ１０５〜ダブルトーク制御手段１１０における処理を行うことにより、最適なエコー消去を図っている。合成フィルタ１１１は周波数帯域単位での処理結果を合成して遠端出力手段１１２へ出力する。
【００２７】
図２は、ＥＲＬ推定手段１０９の詳細を示すブロック図である。ＥＲＬ推定手段１０９は、係数パワー総和算出手段２０１，リーク積分手段２０２，平方根算出手段２０３，乗算器２０４，初期値設定手段２０５および係数重み付け手段２０６で構成されている。
【００２８】
係数パワー総和算出手段２０１は、フィルタ係数更新手段１０８が出力しているフィルタ係数の係数パワー総和を算出する。リーク積分手段２０２は、ダブルトーク制御手段１１０がフィルタ係数更新手段１０８をイネーブルしているときに、係数パワーのリーク積分値を算出する。平方根算出手段２０３はリーク積分の平方根を算出し、乗算器２０４は平方根算出手段２０３の出力に、係数重み付け手段２０６から出力された重み付け係数を乗算することにより、近端の音響空間で回り込む音声信号の推定ＥＲＬ値を算出する。なお、初期値設定手段２０５はリーク積分手段２０２に初期値を設定し、係数重み付け手段２０６は推定ＥＲＬ値に応じた係数M(ERL)を出力する。
【００２９】
いま、ｎを帯域分割数、ｍを適応フィルタ係数のタップ数とし、遠端入力信号をＸ、分析フィルタ１０４で帯域分割された遠端入力信号をＸｎ、近端入力信をＹ、分析フィルタ１０６で帯域分割されたをＹｎ、適応ＦＩＲフィルタ１０５のフィルタ係数を／（バー）Ｈｎとすると、適応ＦＩＲフィルタ１０５の出力ＹＨｎは、
【００３０】
となる。加算器１０７の出力（残留エコー信号）Ｅｎは、
【００３１】
となり、フィルタ係数更新手段１０８の出力は、
【００３２】
【００３３】
【００３４】
上式において、Ｐ（Ｘｎ２）はリーク積分、α、β（０≦α≦１、０≦β≦１）は係数である。リーク積分手段２０２の出力は次式で与えられる。
【００３５】
また、初期値設定手段２０５は、上式左辺の初期値に、所定の値（ＥＲＬ_ＭＡＸ）を実際のエコー経路の最悪条件を保証するものとして設定する。
【００３６】
係数重み付け手段２０６は、重み係数Ｍ（ＥＲＬ）を乗算器２０４へ出力する。重み係数Ｍ（ＥＲＬ）は、ＥＲＬマージン、つまり残留エコー信号との比較値を同一に維持できる推定ＥＲＬ値ERLの変動幅を与える。乗算器２０４の出力、即ち推定ＥＲＬ値ERLは、次式のようになる。
【００３７】
推定ＥＲＬ値ERLはダブルトーク制御手段１１０に提供され、ダブルトーク制御手段１１０では、推定ＥＲＬ値ERL（実際には帯域分割されたERLn）と帯域分割された遠端入力信号Ｘｎを乗算して推定エコー信号（ＥＲＬｎ・Ｘｎ）を求め、推定エコー信号と残留エコー信号Ｅｎとを比較してダブルトーク制御情報を生成する。
【００３８】
［動作の説明］
先ず、ＥＲＬ推定手段１０９の初期値設定手段２０５はリーク積分手段２０２に初期値を設定する。初期値は、エコー経路の最悪条件を保証すると思える所定値とされる。これは、エコーキャンセラの起動時（適応ＦＩＲフィルタ１０５のフィルタ係数の値が０近傍の値で収束していない状態）において、シングルトーク検出の制限条件を緩和するためである。また、係数重み付け手段２０６は係数M(ERL)として１を乗算器２０４に設定する。これは、初期状態ではＥＲＬマージンを低く抑えて早急な収束を図るためである。
【００３９】
ダブルトーク制御手段１１０は、推定エコーの電力と残留エコー信号の電力を比較している。その結果、前者が後者より大きい場合はシングルトークと判定され、他の場合はダブルトークと判定される。前述のように、リーク積分手段２０２に設定される初期値はシングルトーク検出の制限条件を緩和する値であるから、当然にシングルトークと判定される。
【００４０】
シングルトークの場合、ダブルトーク制御手段１１０はフィルタ係数更新手段１０８の適応動作を開始させる。フィルタ係数更新手段１０８はフィルタ係数を残留エコー信号により更新して適応ＦＩＲフィルタ１０５へ出力する。適応ＦＩＲフィルタ１０５は各入力信号にフィルタ係数を乗算したものを合成することにより擬似エコー信号を生成する。加算器１０７は擬似エコー信号を逆位相に変換して近端入力信号と加算することでエコー信号の消去を図る。残留エコー信号はダブルトーク制御手段１１０とフィルタ係数更新手段１０８へフィードバックされる。
【００４１】
一方、ダブルトーク制御手段１１０はＥＲＬ推定手段１０９も動作させ、リーク積分手段２０２はリーク積分を実行する。リーク積分の対象は、フィルタ係数更新手段１０８が出力しているフィルタ係数の係数パワー総和である。最早、初期値を使用することはない。ＥＲＬ推定手段１０９が出力する推定ＥＲＬ値はダブルトーク制御手段１１０へ提供され、シングルトークとダブルトークの判定のために使用される。
【００４２】
以上の処理がダブルトークと判定されるまで逐次繰り返される。ＥＲＬ推定手段１０９は逐次更新されるフィルタ係数により推定ＥＲＬ値ERLを出力するので、推定ＥＲＬ値ERLは初期値から真のＥＲＬ値へ向けて収束していく。この様子を図３にグラフ表示する。初期値から真のＥＲＬ値へ到るまでの過渡状態では、ＥＲＬ推定手段１０９は粗い精度の推定であるが、収束状態に近づくにつれて、高い精度の推定となっていく。
【００４３】
図３は、適応ＦＩＲフィルタの係数パワーリーク積分を算出する手段１０９の時間推移を示すグラフである。エコーキャンセラ起動直後の適応ＦＩＲフィルタが初期状態（係数の値が零近傍の初期値）において、推定ＥＲＬには音響エコー経路の最悪条件を保証する値を設定し、適応フィルタ係数の更新に同期して、係数パワー総和のリーク積分を更新することで、収束状態に推移するに従い、推定ＥＲＬは音響エコー経路の実際のＥＲＬ（真のＥＲＬ）に近似する。
【００４４】
ＥＲＬ推定手段１０９の重み付け手段２０６は、ＥＲＬ推定手段１０９が推定出力している推定ＥＲＬ値に応じて、重み係数M(ERL)を初期値の１から次第に離れる値とする。これによりＥＲＬマージンを設定する。
【００４５】
［他の実施例］
図４は、本発明のエコーキャンセラの実施例２を表したブロック図である。実施例１では、推定エコーの電力と、残留エコー信号の電力の比較を行なうことによって、シングルトークとダブルトークの判定を行なっているが、この実施例２では、推定エコーの電力と、周波数分割された近端入力信号の電力を比較することによって、シングルトークとダブルトークの判定を行なう点が異なる。前者が大きい場合がシングルトーク、その他の場合がダブルトークである。これ以外は動作も含めて実施例１と同様である。
【００４６】
図５は、本発明のエコーキャンセラの実施例３を表したブロック図である。実施例１では、推定エコーの電力と、残留エコー信号の電力を比較することによって、シングルトークとダブルトークの判定を行なっているが、この実施例３では、図５に示すように、遠端入力信号の電力が所定の大きさ以上であることをシングルトーク判定の条件に付け加える。これ以外は動作も含めて実施例１と同様である。
【００４７】
また、実施例２では、推定エコーの電力と、周波数分割された近端入力信号の電力を比較することによって、シングルトークとダブルトークの判定を行なっているが、図６に示すように、遠端入力信号の電力が所定の大きさ以上であることをシングルトーク判定の条件に付け加えた実施例４も考えられる。
【００４８】
以上の実施例１〜４は、適応FIRフィルタ係数更新におけるダブルトーク判定精度の改善を図ることを目的として、ダブルトーク制御手段１１０が適応動作の実行と停止を制御している。このダブルトーク制御手段１１０と同様な動作を行うことにより、残留エコーを抑圧するようにした実施例５を図７に示す。実施例５は、図１に示した実施例１における加算器１０７の出力と合成フィルタ１１１の入力の間にエコー抑圧手段１１３を付加している。なお、図４〜図６に示した実施例２〜実施例４に対しても、図７と同様な構成を採用した実施例６〜実施例８を容易に実現することができる。
【００４９】
エコー抑圧手段１１３は、推定エコーの電力と残留エコー信号の電力の比較を行なう。その結果、推定エコーの電力が残留エコー信号の電力より大きい（シングルトーク）場合は残留エコーを抑圧する。一方、この条件を外れる（ダブルトーク）場合は、残留エコーの抑圧量を０dBとするように制御する。エコーと送信音声の判別精度の向上に有効な情報である推定エコーを残留エコーの抑圧のためにも使用する狙いである。これにより、残留エコーを抑圧すると共に、近端入力音声の歪を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の活用例として、本発明のエコーキャンセラ装置は、ハンズフリーによる音声通話を目的とした音声会議装置、ＴＶ会議装置、携帯電話などのＴＶ電話の音声入出力部分に適用が可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０１ 遠端入力手段
１０２ スピーカ出力手段
１０３ マイク入力手段
１０４ 分析フィルタ
１０５ 適応FIRフィルタ
１０６ 分析フィルタ
１０７ 加算器
１０８ フィルタ係数更新手段
１０９ ＥＲＬ推定手段
１１０ ダブルトーク制御手段
１１１ 合成フィルタ
１１２ 遠端出力手段
１１３ エコー抑圧手段
２０１ 係数パワー総和算出手段
２０２ リーク積分手段
２０３ 平方根手段
２０４ 乗算器
２０５ 初期値設定手段
２０６ 係数重み付け手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠端話者の音声（遠端入力信号）がスピーカから音響空間を通じてマイク入力に回り込むエコー信号を消去するためのエコーキャンセラ装置において、
遠端入力信号を多数のタップに入力し、各入力信号にフィルタ係数を乗算したものを合成することにより擬似エコー信号を生成する適応ＦＩＲフィルタと、
前記擬似エコー信号を逆位相に変換して近端入力信号と加算することでエコー信号の消去を図る加算器と、
前記フィルタ係数を前記加算器からの残留エコー信号により、該残留エコー信号を０にすることを目指して逐次更新（適応動作）するフィルタ係数更新手段と、
シングルトークの場合は前記適応動作を実行させ、ダブルトーク場合は前記適応動作を停止するように制御するダブルトーク制御手段と、
前記ダブルトーク制御手段が適応動作をさせているときに逐次更新している前記フィルタ係数の係数パワーリーク積分値、即ちエコー信号のエコーリターン量（推定エコー）を算出し、前記ダブルトーク制御手段へ出力するＥＲＬ推定手段を備え、
前記ダブルトーク制御手段は、前記推定エコーの電力と前記残留エコー信号の電力の比較を行ない、推定エコーの電力が残留エコー信号の電力より大きい場合はシングルトーク、この条件を外れる場合はダブルトークと判定することを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項２】
遠端話者の音声がスピーカから音響空間を通じてマイク入力に回り込むエコー信号を消去するためのエコーキャンセラ装置において、
遠端入力信号を多数のタップに入力し、各入力信号にフィルタ係数を乗算したものを合成することにより擬似エコー信号を生成する適応ＦＩＲフィルタと、
前記擬似エコー信号を逆位相に変換して近端入力信号と加算することでエコー信号の消去を図る加算器と、
前記フィルタ係数を前記加算器からの残留エコー信号により、該残留エコー信号を０にすることを目指して逐次更新（適応動作）するフィルタ係数更新手段と、
シングルトークの場合は前記適応動作を実行させ、ダブルトーク場合は前記適応動作を停止するように制御するダブルトーク制御手段と、
前記ダブルトーク制御手段が適応動作をさせているときに逐次更新している前記フィルタ係数の係数パワーリーク積分値、即ちエコー信号のエコーリターン量（推定エコー）を算出し、推定ＥＲＬ値として前記ダブルトーク制御手段へ出力するＥＲＬ推定手段を備え、
前記ダブルトーク制御手段は、前記推定エコーの電力と前記近端入力信号の電力の比較を行ない、推定エコーの電力が残留エコー信号の電力より大きい場合はシングルトーク、この条件を外れる場合はダブルトークと判定することを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項３】
前記ＥＲＬ推定手段は、
前記フィルタ係数更新手段が出力しているフィルタ係数の係数パワー総和を算出する係数パワー総和算出手段と、
前記ダブルトーク制御手段が前記適応動作を行わせているときに前記係数パワー総和のリーク積分値を算出するリーク積分手段と、
前記リーク積分値の平方根を算出する平方根算出手段と、
前記平方根算出手段の出力に重み付け係数を乗算する乗算器で構成されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項４】
前記リーク積分値の初期値として、前記音響空間の最悪条件を保証することを想定した所定の値を前記リーク積分手段に設定する初期値設定手段を設けたことを特徴とする請求項３記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項５】
前記推定ＥＲＬ値に応じた前記重み付け係数を前記乗算器に出力する係数重み付け手段を設けたことを特徴とする請求項３または請求項４記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項６】
前記ダブルトーク制御手段は、前記遠端入力信号のパワーのリーク積分を算出し、有音閾値と比較する手段を付加し、前記シングルトークと前記ダブルトーク判定の付加条件とすることを特徴とする請求項１〜請求項５記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項７】
前記遠端入力信号を複数周波数帯域に分割する分析フィルタと、前記近端入力信号を複数周波数帯域に分割する分析フィルタを設け、
前記適応ＦＩＲフィルタ，前記加算器，前記フィルタ係数更新手段，前記ダブルトーク制御手段および前記ＥＲＬ推定手段は、それぞれの処理を周波数帯域単位に行うことを特徴とする請求項１〜請求項６記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項８】
前記推定エコーの電力と前記残留エコー信号の電力の比較を行ない、推定エコーの電力が残留エコー信号の電力より大きい（シングルトーク）場合は残留エコーを抑圧し、この条件を外れる（ダブルトーク）場合は残留エコーの抑圧量を０dBとするように制御するエコー抑圧手段を付加したことを特徴とする請求項１〜７に記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項１】
遠端話者の音声（遠端入力信号）がスピーカから音響空間を通じてマイク入力に回り込むエコー信号を消去するためのエコーキャンセラ装置において、
遠端入力信号を多数のタップに入力し、各入力信号にフィルタ係数を乗算したものを合成することにより擬似エコー信号を生成する適応ＦＩＲフィルタと、
前記擬似エコー信号を逆位相に変換して近端入力信号と加算することでエコー信号の消去を図る加算器と、
前記フィルタ係数を前記加算器からの残留エコー信号により、該残留エコー信号を０にすることを目指して逐次更新（適応動作）するフィルタ係数更新手段と、
シングルトークの場合は前記適応動作を実行させ、ダブルトーク場合は前記適応動作を停止するように制御するダブルトーク制御手段と、
前記ダブルトーク制御手段が適応動作をさせているときに逐次更新している前記フィルタ係数の係数パワーリーク積分値、即ちエコー信号のエコーリターン量（推定エコー）を算出し、前記ダブルトーク制御手段へ出力するＥＲＬ推定手段を備え、
前記ダブルトーク制御手段は、前記推定エコーの電力と前記残留エコー信号の電力の比較を行ない、推定エコーの電力が残留エコー信号の電力より大きい場合はシングルトーク、この条件を外れる場合はダブルトークと判定することを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項２】
遠端話者の音声がスピーカから音響空間を通じてマイク入力に回り込むエコー信号を消去するためのエコーキャンセラ装置において、
遠端入力信号を多数のタップに入力し、各入力信号にフィルタ係数を乗算したものを合成することにより擬似エコー信号を生成する適応ＦＩＲフィルタと、
前記擬似エコー信号を逆位相に変換して近端入力信号と加算することでエコー信号の消去を図る加算器と、
前記フィルタ係数を前記加算器からの残留エコー信号により、該残留エコー信号を０にすることを目指して逐次更新（適応動作）するフィルタ係数更新手段と、
シングルトークの場合は前記適応動作を実行させ、ダブルトーク場合は前記適応動作を停止するように制御するダブルトーク制御手段と、
前記ダブルトーク制御手段が適応動作をさせているときに逐次更新している前記フィルタ係数の係数パワーリーク積分値、即ちエコー信号のエコーリターン量（推定エコー）を算出し、推定ＥＲＬ値として前記ダブルトーク制御手段へ出力するＥＲＬ推定手段を備え、
前記ダブルトーク制御手段は、前記推定エコーの電力と前記近端入力信号の電力の比較を行ない、推定エコーの電力が残留エコー信号の電力より大きい場合はシングルトーク、この条件を外れる場合はダブルトークと判定することを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項３】
前記ＥＲＬ推定手段は、
前記フィルタ係数更新手段が出力しているフィルタ係数の係数パワー総和を算出する係数パワー総和算出手段と、
前記ダブルトーク制御手段が前記適応動作を行わせているときに前記係数パワー総和のリーク積分値を算出するリーク積分手段と、
前記リーク積分値の平方根を算出する平方根算出手段と、
前記平方根算出手段の出力に重み付け係数を乗算する乗算器で構成されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項４】
前記リーク積分値の初期値として、前記音響空間の最悪条件を保証することを想定した所定の値を前記リーク積分手段に設定する初期値設定手段を設けたことを特徴とする請求項３記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項５】
前記推定ＥＲＬ値に応じた前記重み付け係数を前記乗算器に出力する係数重み付け手段を設けたことを特徴とする請求項３または請求項４記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項６】
前記ダブルトーク制御手段は、前記遠端入力信号のパワーのリーク積分を算出し、有音閾値と比較する手段を付加し、前記シングルトークと前記ダブルトーク判定の付加条件とすることを特徴とする請求項１〜請求項５記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項７】
前記遠端入力信号を複数周波数帯域に分割する分析フィルタと、前記近端入力信号を複数周波数帯域に分割する分析フィルタを設け、
前記適応ＦＩＲフィルタ，前記加算器，前記フィルタ係数更新手段，前記ダブルトーク制御手段および前記ＥＲＬ推定手段は、それぞれの処理を周波数帯域単位に行うことを特徴とする請求項１〜請求項６記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項８】
前記推定エコーの電力と前記残留エコー信号の電力の比較を行ない、推定エコーの電力が残留エコー信号の電力より大きい（シングルトーク）場合は残留エコーを抑圧し、この条件を外れる（ダブルトーク）場合は残留エコーの抑圧量を０dBとするように制御するエコー抑圧手段を付加したことを特徴とする請求項１〜７に記載のエコーキャンセラ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２８４４６５（Ｐ２００９−２８４４６５Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５３５０４（Ｐ２００９−５３５０４）
【出願日】平成２１年３月６日（２００９．３．６）
【出願人】（３０３０１３７６３）ＮＥＣエンジニアリング株式会社 (651)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月６日（２００９．３．６）
【出願人】（３０３０１３７６３）ＮＥＣエンジニアリング株式会社 (651)
【Ｆターム（参考）】
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