(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長応答タップ係数と遠端話者から受信された信号との積和演算により、応答長が長いが時間的に変動の少ない応答に対応する長応答疑似エコー信号を作成し、近端話者からの入力信号に含まれる長応答エコー信号を相殺する長応答エコーキャンセラ部と、短応答タップ係数と遠端話者から受信された信号との積和演算により、応答長が短いが時間的に変動が大きい応答に対応する短応答擬似エコー信号を作成し、近端話者からの入力信号中に含まれる短応答エコー信号を相殺する短応答エコーキャンセラ部とを有するエコーキャンセラ装置であって、
上記長応答エコーキャンセラ部は、第ｉ（ｉは０〜Ｎ）の受信信号Ｘｉと第ｉの長応答タップ係数とをそれぞれ乗算して第ｉの擬似エコー成分を形成する擬似エコー成分形成部と、第ｉの加算器が、第ｉ−１の加算器の出力（ｉ−１が−１のときは入力信号）と上記第ｉの擬似エコー成分との差分を求めて出力するように、第０〜第Ｎの加算器が接続されている相殺部とを備えると共に、
上記短応答エコーキャンセラ部における第ｉの受信信号Ｘｉと第ｉの短応答タップ係数とをそれぞれ乗算する乗算器群への少なくとも一方の入力経路上、及び又は、第ｉの受信信号Ｘｉと第ｉの短応答タップ係数との乗算出力を、総和を求める加算器に導く経路上に介在され、短応答擬似エコー信号の形成に有効に機能するタップ位置を切り替えるスイッチ手段と、
上記相殺部内の各加算器の出力及び又は入力信号に基づいて、上記長応答エコーキャンセラ部における第０〜第Ｎの擬似エコー成分の中で、その擬似エコー成分によるエコーの相殺量の時間的変動が大きい擬似エコー成分のタップ位置ｊ（ｊは０〜Ｎ）を全て求め、そのタップ位置ｊを、上記短応答エコーキャンセラ部における積和演算で有効とするタップ位置に決定して、上記スイッチ手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエコーキャンセラ装置において、
上記制御手段は、上記第ｊの加算器からの出力と、第ｊ−１の加算器からの出力（ｊ−１が−１のときは入力信号）との相違量を、第ｊの加算器に係る個別のエコー消去量として求め、さらに、このエコー消去量の時間的な平滑値を求め、この時間的な平滑値を閾値と比較して、エコーの相殺量の時間的変動が大きい擬似エコー成分のタップ位置ｊを定め、上記短応答エコーキャンセラ部における積和演算で有効とするタップ位置に決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】
請求項１に記載のエコーキャンセラ装置において、
上記制御手段は、遠端話者からの受信信号のパワーの時間的な平滑値であるパワー平滑値と、上記各加算器からの出力の時間的な平滑値である加算器出力平滑値を各加算器のそれぞれについて求め、上記パワー平滑値に対する加算器出力平滑値の相違量をその第ｊの加算器に係る個別のエコー減衰量とし、この個別のエコー減衰量の時間的な平滑値が閾値より大きい、第ｊの加算器があれば、そのパラメータｊを有する上記短応答エコーキャンセラ部におけるタップ位置を、上記短応答エコーキャンセラ部における積和演算で有効とするタップ位置に決定することを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のエコーキャンセラ装置において、
上記制御手段に、上記第ｊの加算器からの出力と、第ｊ−１の加算器からの出力（ｊ−１が−１のときは入力信号）との相違量を、第ｊの加算器に係る個別のエコー消去量として求め、このエコー消去量の時間的な平滑値として、平滑の時定数が異なる２種類の平滑値を算出し、算出した２種類の時間的な平滑値の差が、所定の範囲を超えているときに、そのパラメータｊを有する上記短応答エコーキャンセラ部におけるタップ位置を、上記短応答エコーキャンセラ部における積和演算で有効とするタップ位置に決定することを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項５】
請求項３に記載のエコーキャンセラ装置において、
上記制御手段に、遠端話者からの受信信号のパワーの時間的な平滑値であるパワー平滑値と、上記各加算器からの出力の時間的な平滑値である加算器出力平滑値を各加算器のそれぞれについて求め、上記パワー平滑値に対する加算器出力平滑値の相違量をその第ｊの加算器に係る個別のエコー減衰量とし、この個別のエコー減衰量の時間的な平滑値として、平滑の時定数が異なる２種類の平滑値を算出し、算出した２種類の時間的な平滑値の差が、所定の範囲を超えているときに、そのパラメータｊを有する上記短応答エコーキャンセラ部におけるタップ位置を、上記短応答エコーキャンセラ部における積和演算で有効とするタップ位置に決定することを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項６】
長応答タップ係数と遠端話者から受信された信号との積和演算により、応答長が長いが時間的に変動の少ない応答に対応する長応答疑似エコー信号を作成し、近端話者からの入力信号に含まれる長応答エコー信号を相殺する長応答エコーキャンセラ部を有するエコーキャンセラ装置であって、
上記長応答エコーキャンセラ部は、第ｉ（ｉは０〜Ｎ）の受信信号Ｘｉと第ｉの長応答タップ係数とをそれぞれ乗算して第ｉの擬似エコー成分を形成する擬似エコー成分形成部と、第ｉの加算器が、第ｉ−１の加算器の出力（ｉ−１が−１のときは入力信号）と上記第ｉの擬似エコー成分との差分を求めて出力するように、第０〜第Ｎの加算器が接続されている相殺部とを備えると共に、
上記長応答擬似エコー信号の作成時に使用される上記第０〜第Ｎの長応答タップ係数の個々の更新速度を決定するステップゲインを個別に発生可能な発生する個別ステップゲイン発生部と、
上記第ｊの加算器からの出力と、第ｊ−１の加算器からの出力（ｊ−１が−１のときは入力信号）との相違量を、第ｊの加算器に係る個別のエコー消去量として求め、さらに、このエコー消去量の時間的な平滑値を求め、この時間的な平滑値を閾値と比較して、平滑値が閾値以上のタップ位置ｊを定め、当該タップ位置ｊに対応する長応答タップ係数についての更新速度を高めるべく、ステップゲインの増大を上記個別ステップゲイン発生部に指示する制御手段と
を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項７】
長応答タップ係数と遠端話者から受信された信号との積和演算により、応答長が長いが時間的に変動の少ない応答に対応する長応答疑似エコー信号を作成し、近端話者からの入力信号に含まれる長応答エコー信号を相殺する長応答エコーキャンセラ部を有するエコーキャンセラ装置であって、
上記長応答エコーキャンセラ部は、第ｉ（ｉは０〜Ｎ）の受信信号Ｘｉと第ｉの長応答タップ係数とをそれぞれ乗算して第ｉの擬似エコー成分を形成する擬似エコー成分形成部と、第ｉの加算器が、第ｉ−１の加算器の出力（ｉ−１が−１のときは近入力信号）と上記第ｉの擬似エコー成分との差分を求めて出力するように、第０〜第Ｎの加算器が接続されている相殺部とを備えると共に、
上記長応答擬似エコー信号の作成時に使用される上記第０〜第Ｎの長応答タップ係数の個々の更新速度を決定するステップゲインを個別に発生可能な発生する個別ステップゲイン発生部と、
上記第ｊの加算器からの出力と、第ｊ−１の加算器からの出力（ｊ−１が−１のときは入力信号）との相違量を、第ｊの加算器に係る個別のエコー消去量として求め、このエコー消去量の時間的な平滑値として、平滑の時定数が異なる２種類の平滑値を算出し、算出した２種類の時間的な平滑値の差が、所定の範囲を超えているときに、そのパラメータｊを有するタップ位置に対応する長応答タップ係数についての更新速度を高めるべく、ステップゲインの増大を上記個別ステップゲイン発生部に指示する制御手段と
を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項８】
長応答タップ係数と遠端話者から受信された信号との積和演算により、応答長が長いが時間的に変動の少ない応答に対応する長応答疑似エコー信号を作成し、近端話者からの入力信号に含まれる長応答エコー信号を相殺する長応答エコーキャンセラ部を有するエコーキャンセラ装置であって、
上記長応答エコーキャンセラ部は、第ｉ（ｉは０〜Ｎ）の受信信号Ｘｉと第ｉの長応答タップ係数とをそれぞれ乗算して第ｉの擬似エコー成分を形成する擬似エコー成分形成部と、第ｉの加算器が、第ｉ−１の加算器の出力（ｉ−１が−１のときは入力信号）と上記第ｉの擬似エコー成分との差分を求めて出力するように、第０〜第Ｎの加算器が接続されている相殺部とを備えると共に、
上記長応答擬似エコー信号の作成時に使用される上記第０〜第Ｎの長応答タップ係数の個々の更新速度を決定するステップゲインを個別に発生可能な発生する個別ステップゲイン発生部と、
遠端話者からの受信信号のパワーの時間的な平滑値であるパワー平滑値と、上記各加算器からの出力の時間的な平滑値である加算器出力平滑値を各加算器のそれぞれについて求め、上記パワー平滑値に対する加算器出力平滑値の相違量をその第ｊの加算器に係る個別のエコー減衰量とし、この個別のエコー減衰量の時間的な平滑値が閾値より大きい、第ｊの加算器があれば、そのパラメータｊを有するタップ位置に対応する長応答タップ係数についての更新速度を高めるべく、ステップゲインの増大を上記個別ステップゲイン発生部に指示する制御手段と
を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項９】
長応答タップ係数と遠端話者から受信された信号との積和演算により、応答長が長いが時間的に変動の少ない応答に対応する長応答疑似エコー信号を作成し、近端話者からの入力信号に含まれる長応答エコー信号を相殺する長応答エコーキャンセラ部を有するエコーキャンセラ装置であって、
上記長応答エコーキャンセラ部は、第ｉ（ｉは０〜Ｎ）の受信信号Ｘｉと第ｉの長応答タップ係数とをそれぞれ乗算して第ｉの擬似エコー成分を形成する擬似エコー成分形成部と、第ｉの加算器が、第ｉ−１の加算器の出力（ｉ−１が−１のときは入力信号）と上記第ｉの擬似エコー成分との差分を求めて出力するように、第０〜第Ｎの加算器が接続されている相殺部とを備えると共に、
上記長応答擬似エコー信号の作成時に使用される上記第０〜第Ｎの長応答タップ係数の個々の更新速度を決定するステップゲインを個別に発生可能な発生する個別ステップゲイン発生部と、
遠端話者からの受信信号のパワーの時間的な平滑値であるパワー平滑値と、上記各加算器からの出力の時間的な平滑値である加算器出力平滑値を各加算器のそれぞれについて求め、上記パワー平滑値に対する加算器出力平滑値の相違量をその第ｊの加算器に係る個別のエコー減衰量とし、この個別のエコー減衰量の時間的な平滑値として、平滑の時定数が異なる２種類の平滑値を算出し、算出した２種類の時間的な平滑値の差が、所定の範囲を超えているときに、そのパラメータｊを有するタップ位置に対応する長応答タップ係数についての更新速度を高めるべく、ステップゲインの増大を上記個別ステップゲイン発生部に指示する制御手段と
を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項１０】
請求項１〜５のいずれかに記載のエコーキャンセラ装置において、
上記制御手段は、上記相殺部を構成する第０〜第Ｎの加算器の出力を入力し、第ｊの加算器の出力絶対値が第ｊ−１の加算器の出力絶対値より減少している、２個の加算器の組数をカウントし、カウント値が予め定めた閾値を超過したとき、短応答タップ係数の更新と上記スイッチ制御部による上記スイッチ手段の制御を有効とする状態判定部を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項１１】
請求項２又は４に記載のエコーキャンセラ装置において、
上記制御手段は、上記相殺部を構成する第０〜第Ｎの加算器に係るエコー消去量を入力し、第ｊの加算器のエコー消去量の絶対値が第ｊ−１の加算器のエコー消去量の絶対値より減少している、２個の加算器の組数をカウントし、カウント値が予め定めた閾値を超過したとき、短応答タップ係数の更新と上記スイッチ制御部による上記スイッチ手段の制御を有効とする状態判定部を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項１２】
請求項３又は５に記載のエコーキャンセラ装置において、
上記制御手段は、上記相殺部を構成する第０〜第Ｎの加算器に係るエコー減衰量を入力し、第ｊの加算器のエコー減衰量の絶対値が第ｊ−１の加算器のエコー減衰量の絶対値より減少している、２個の加算器の組数をカウントし、カウント値が予め定めた閾値を超過したとき、短応答タップ係数の更新と上記スイッチ制御部による上記スイッチ手段の制御を有効とする状態判定部を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項１３】
請求項１〜５のいずれかに記載のエコーキャンセラ装置において、
上記制御手段は、上記相殺部を構成する第０〜第Ｎの加算器の出力を入力し、第ｊの加算器の出力絶対値が第ｊ−１の加算器の出力絶対値より減少している、２個の加算器の組の連続発生数をカウントし、カウント値が予め定めた閾値を超過したときに、短応答タップ係数の更新と上記スイッチ制御部による上記スイッチ手段の制御を有効とするエコー判定部を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項１４】
請求項２又は４に記載のエコーキャンセラ装置において、
上記制御手段は、上記相殺部を構成する第０〜第Ｎの加算器に係るエコー消去量を入力し、第ｊの加算器のエコー消去量の絶対値が第ｊ−１の加算器のエコー消去量の絶対値より減少している、２個の加算器の組の連続発生数をカウントし、カウント値が予め定めた閾値を超過したときに、短応答タップ係数の更新と上記スイッチ制御部による上記スイッチ手段の制御を有効とするエコー判定部を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項１５】
請求項３又は５に記載のエコーキャンセラ装置において、
上記制御手段は、上記相殺部を構成する第０〜第Ｎの加算器に係るエコー減衰量を入力し、第ｊの加算器のエコー減衰量の絶対値が第ｊ−１の加算器のエコー減衰量の絶対値より減少している、２個の加算器の組の連続発生数をカウントし、カウント値が予め定めた閾値を超過したときに、短応答タップ係数の更新と上記スイッチ制御部による上記スイッチ手段の制御を有効とするエコー判定部を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項１６】
請求項１〜５のいずれかに記載のエコーキャンセラ装置において、
上記制御手段は、上記相殺部を構成する第０〜第Ｎの加算器の出力のうち、後方タップ部分に相当する加算器の出力を入力し、第ｊの加算器の出力絶対値が第ｊ−１の加算器の出力絶対値より減少している、２個の加算器の組の連続発生数をカウントし、カウント値が予め定めた閾値を超過したときに、短応答タップ係数の更新と上記スイッチ制御部による上記スイッチ手段の制御を有効とする長応答エコー判定部を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項１７】
請求項２又は４に記載のエコーキャンセラ装置において、
上記制御手段は、上記相殺部を構成する第０〜第Ｎの加算器に係るエコー消去量のうち、後方タップ部分に相当する加算器のエコー消去量を入力し、第ｊの加算器のエコー消去量の絶対値が第ｊ−１の加算器のエコー消去量の絶対値より減少している、２個の加算器の組の連続発生数をカウントし、カウント値が予め定めた閾値を超過したときに、短応答タップ係数の更新と上記スイッチ制御部による上記スイッチ手段の制御を有効とする長応答エコー判定部を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項１８】
請求項３又は５に記載のエコーキャンセラ装置において、
上記制御手段は、上記相殺部を構成する第０〜第Ｎの加算器に係るエコー減衰量のうち、後方タップ部分に相当する加算器のエコー減衰量を入力し、第ｊの加算器のエコー減衰量の絶対値が第ｊ−１の加算器のエコー減衰量の絶対値より減少している、２個の加算器の組の連続発生数をカウントし、カウント値が予め定めた閾値を超過したときに、短応答タップ係数の更新と上記スイッチ制御部による上記スイッチ手段の制御を有効とする長応答エコー判定部を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項１９】
請求項１〜５のいずれかに記載のエコーキャンセラ装置において、
上記制御手段は、上記相殺部を構成する第０〜第Ｎの加算器の出力を入力し、第ｊの加算器の出力絶対値が第ｊ−１の加算器の出力絶対値より減少している、２個の加算器の組の連続発生数をブロック毎にカウントし、各ブロック毎のカウント値が連続的に順次増加して予め定めた閾値を超過したとき、短応答タップ係数の更新と上記スイッチ制御部による上記スイッチ手段の制御を有効とするブロックエコー判定部を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項２０】
請求項２又は４に記載のエコーキャンセラ装置において、
上記制御手段は、上記相殺部を構成する第０〜第Ｎの加算器に係るエコー消去量を入力し、第ｊの加算器のエコー消去量の絶対値が第ｊ−１の加算器のエコー消去量の絶対値より減少している、２個の加算器の組の連続発生数をブロック毎にカウントし、各ブロック毎のカウント値が連続的に増加して予め定めた閾値を超過したとき、短応答タップ係数の更新と上記スイッチ制御部による上記スイッチ手段の制御を有効とするブロックエコー判定部を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項２１】
請求項３又は５に記載のエコーキャンセラ装置において、
上記制御手段は、上記相殺部を構成する第０〜第Ｎの加算器に係るエコー減衰量を入力し、第ｊの加算器のエコー減衰量の絶対値が第ｊ−１の加算器のエコー減衰量の絶対値より減少している、２個の加算器の組の連続発生数をブロック毎にカウントし、各ブロック毎のカウント値が連続的に順次増加して予め定めた閾値を超過したとき、短応答タップ係数の更新と上記スイッチ制御部による上記スイッチ手段の制御を有効とするブロックエコー判定部を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エコーキャンセラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
参考文献：特開平８−３３１０２２号公報「時間変動の補償を含む多段エコー相殺器」
従来、この種の装置について記述したものに上記参考文献がある。その構成例を図２に示す。図２に示すように、このエコーキャンセラ装置は、入力端子２００、スピーカ２０１、マイクロホン２０２、出力端子２０３、長応答エコーキャンセラ２０４、遅延制御器２０５、可変遅延回路２０６、短応答エコーキャンセラ２０７を備えてなる。以下、図２を用いて従来技術を説明する。
【０００３】
入力端子２００から入力された入力信号は、スピーカ２０１、長応答エコーキャンセラ２０４、可変遅延回路２０６のそれぞれに入力される。スピーカ２０１に入力された入力信号は、スピーカ２０１によって電気音響変換され、音響信号として室内に放射される。なお、このように放射された音響信号の一部が室内の壁などに反射してマイクロホン２０２に帰還入力しエコーの原因となる。
【０００４】
マイクロホン２０２では、通話者の発声した音響信号等が音響電気変換され、電気信号として出力される。ここで、マイクロホン２０２の出力は、図示しないＡ／Ｄ変換器によってディジタル信号に変換された後、長応答エコーキャンセラ２０４に入力される。なお、前述しなかったが、入力端子２００より入力される入力信号もディジタル信号である。
【０００５】
長応答エコーキャンセラ２０４では、入力端子２００から入力のあった入力信号とマイクロホン２０２から与えられたマイクロホン出力から疑似エコー信号の作成が行われる。かかる疑似エコー信号が作成されると、長応答エコーキャンセラ２０４は、マイクロホン２０２を介して入力のあったマイクロホン出力に含まれる「相対的に時間変動が緩やかな」長応答インパルス応答によるエコー信号からそれに対応する疑似エコー信号を減算し、その減算後の信号を短応答エコーキャンセラ２０７に出力する。
【０００６】
短応答エコーキャンセラ２０７も、「相対的に時間変動が急峻な」短応答インパルス応答による疑似エコー信号を作成し、「相対的に時間変動が急峻な」短応答インパルス応答によるエコー信号から当該疑似エコー信号を減算して出力端子２０３に出力する。なお、短応答エコーキャンセラ２０７におけるタップ係数の個数は長応答エコーキャンセラ２０４のそれに比べて小さく、長応答エコーキャンセラ２０４のタップ係数のうち最も変化の激しいタップ係数を中心にそれらを補うように配置される。
【０００７】
具体的には、長応答エコーキャンセラ２０４のタップ係数の値を遅延制御器２０５に出力し、そこで各係数の時間変化の計算を行う。そして、遅延制御器２０５が、変化の最も大きい係数の場所に、短応答エコーキャンセラ２０７のタップ中心（一定の幅をもつものの中心）が配置されるように可変遅延回路２０６の制御が実行される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来装置の場合には、以下に示すような技術的課題があった。
【０００９】
（１）当該装置を装備する通信装置の使用条件によっては、例えば部屋が小さい等の場合には、長時間インパルス応答と短時間インパルス応答との差がほとんど無いことが多く、このような場合にあっては、長応答エコーキャンセラと短応答エコーキャンセラを重複して装備することに意味がなく、むしろ消費電力や装置規模の点で好ましくない。
【００１０】
（２）重複した短応答エコーキャンセラはむしろ演算誤差を発生する方向に作用し、出力端子へ出力する音声信号に品質の劣化を与えるおそれがある。
【００１１】
（３）従来装置では、短応答エコーキャンセラのタップ数が固定である。このため、短応答エコーキャンセラに用意されているタップ数が実際に必要とされるタップ数よりも多く存在すると、実際には長応答エコーキャンセラを補助する必要のない範囲にまで短応答エコーキャンセラの演算結果が影響することになる。この「実際には補助する必要のない部分」のタップ係数は演算誤差を発生し、出力端子に出力される信号の音質を劣化させる原因となる。
【００１２】
これに対し、短応答エコーキャンセラに用意されているタップ数が実際に必要とされるタップ数よりも少ないと、実際には補助する必要のある範囲についての演算結果が得られない。このため、十分なエコー消去を実現できず、出力信号にエコーが残留してしまう。結果、遠端話者に不快なエコー音を聞かせてしまうことになる。
【００１３】
（４）従来装置では、エコーパスの変動のみを考慮しており、長応答エコーキャンセラのタップ係数の乱れは全てエコーパスに起因するものとしている。しかし当該装置を装備するハンドフリー電話機等の実際の電話機では、近端話者（例えば、自動車電話の運転手）が、遠端話者の話中に発生する双方向通話状態（以下「ダブルトーク」という。）でもエコーキャンセラのタップ係数に乱れが生じ、しかも残念なことに、ダブルトーク状態で乱されるタップ係数の被害の方が一般に遥かに大きい。
【００１４】
従来技術では、このダブルトーク状態とエコーパス変動によるタップ係数の違いを区別していないため、一度ダブルトークが発生すると、誤った適応動作による係数を基に長応答エコーキャンセラのタップ係数の最大値が決定され、その最大値に基づいた遅延の半分を短応答エコーキャンセラの前段に配置して短応答エコーキャンセラを駆動するため、エコーキャンセラの動作は全く誤ったものとなり、出力端子に出力される音声信号の音質に甚大な劣化を与えることがある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、第１の発明においては、以下の構成を用いるようにする。すなわち、（１）長応答タップ係数と遠端話者から受信された信号との積和演算により、応答長が長いが時間的に変動の少ない応答に対応する長応答疑似エコー信号を作成し、近端話者からの入力信号に含まれる長応答エコー信号を相殺する長応答エコーキャンセラ部と、（２）短応答タップ係数と遠端話者から受信された信号との積和演算により、応答長が短いが時間的に変動が大きい応答に対応する短応答擬似エコー信号を作成し、近端話者からの入力信号中に含まれる短応答エコー信号を相殺する短応答エコーキャンセラ部とを有するエコーキャンセラ装置であって、（３）上記長応答エコーキャンセラ部は、第ｉ（ｉは０〜Ｎ）の受信信号Ｘｉと第ｉの長応答タップ係数とをそれぞれ乗算して第ｉの擬似エコー成分を形成する擬似エコー成分形成部と、第ｉの加算器が、第ｉ−１の加算器の出力（ｉ−１が−１のときは入力信号）と上記第ｉの擬似エコー成分との差分を求めて出力するように、第０〜第Ｎの加算器が接続されている相殺部とを備えると共に、（４）上記短応答エコーキャンセラ部における第ｉの受信信号Ｘｉと第ｉの短応答タップ係数とをそれぞれ乗算する乗算器群への少なくとも一方の入力経路上、及び又は、第ｉの受信信号Ｘｉと第ｉの短応答タップ係数との乗算出力を、総和を求める加算器に導く経路上に介在され、短応答擬似エコー信号の形成に有効に機能するタップ位置を切り替えるスイッチ手段と、（５）  上記相殺部内の各加算器の出力及び又は入力信号に基づいて、上記長応答エコーキャンセラ部における第０〜第Ｎの擬似エコー成分の中で、その擬似エコー成分によるエコーの相殺量の時間的変動が大きい擬似エコー成分のタップ位置ｊ（ｊは０〜Ｎ）を全て求め、そのタップ位置ｊを、上記短応答エコーキャンセラ部における積和演算で有効とするタップ位置に決定して、上記スイッチ手段を制御する制御手段とを備えるようにする。
【００１６】
以上のように、第１の発明は、長応答エコーキャンセラ部によってエコーが十分に相殺されたと判定されたタップ位置に関しては、重ねて短応答エコーキャンセラ部による相殺動作が行われないようにできるため、従来装置のように過剰な相殺動作を原因とする音質の劣化を招くことがなく、遠端話者に不快なエコー音を聞かせるおそれのないエコーキャンセラ装置を実現できる。
第２の発明は、（１）長応答タップ係数と遠端話者から受信された信号との積和演算により、応答長が長いが時間的に変動の少ない応答に対応する長応答疑似エコー信号を作成し、近端話者からの入力信号に含まれる長応答エコー信号を相殺する長応答エコーキャンセラ部を有するエコーキャンセラ装置であって、（２）上記長応答エコーキャンセラ部は、第ｉ（ｉは０〜Ｎ）の受信信号Ｘｉと第ｉの長応答タップ係数とをそれぞれ乗算して第ｉの擬似エコー成分を形成する擬似エコー成分形成部と、第ｉの加算器が、第ｉ−１の加算器の出力（ｉ−１が−１のときは入力信号）と上記第ｉの擬似エコー成分との差分を求めて出力するように、第０〜第Ｎの加算器が接続されている相殺部とを備えると共に、（３）上記長応答擬似エコー信号の作成時に使用される上記第０〜第Ｎの長応答タップ係数の個々の更新速度を決定するステップゲインを個別に発生可能な発生する個別ステップゲイン発生部と、（４）上記第ｊの加算器からの出力と、第ｊ−１の加算器からの出力（ｊ−１が−１のときは入力信号）との相違量を、第ｊの加算器に係る個別のエコー消去量として求め、さらに、このエコー消去量の時間的な平滑値を求め、この時間的な平滑値を閾値と比較して、平滑値が閾値以上のタップ位置ｊを定め、当該タップ位置ｊに対応する長応答タップ係数についての更新速度を高めるべく、ステップゲインの増大を上記個別ステップゲイン発生部に指示する制御手段とを備えることを特徴とする。
第３の発明は、（１）長応答タップ係数と遠端話者から受信された信号との積和演算により、応答長が長いが時間的に変動の少ない応答に対応する長応答疑似エコー信号を作成し、近端話者からの入力信号に含まれる長応答エコー信号を相殺する長応答エコーキャンセラ部を有するエコーキャンセラ装置であって、（２）上記長応答エコーキャンセラ部は、第ｉ（ｉは０〜Ｎ）の受信信号Ｘｉと第ｉの長応答タップ係数とをそれぞれ乗算して第ｉの擬似エコー成分を形成する擬似エコー成分形成部と、第ｉの加算器が、第ｉ−１の加算器の出力（ｉ−１が−１のときは入力信号）と上記第ｉの擬似エコー成分との差分を求めて出力するように、第０〜第Ｎの加算器が接続されている相殺部とを備えると共に、（３）上記長応答擬似エコー信号の作成時に使用される上記第０〜第Ｎの長応答タップ係数の個々の更新速度を決定するステップゲインを個別に発生可能な発生する個別ステップゲイン発生部と、（４）上記第ｊの加算器からの出力と、第ｊ−１の加算器からの出力（ｊ−１が−１のときは入力信号）との相違量を、第ｊの加算器に係る個別のエコー消去量として求め、このエコー消去量の時間的な平滑値として、平滑の時定数が異なる２種類の平滑値を算出し、算出した２種類の時間的な平滑値の差が、所定の範囲を超えているときに、そのパラメータｊを有するタップ位置に対応する長応答タップ係数についての更新速度を高めるべく、ステップゲインの増大を上記個別ステップゲイン発生部に指示する制御手段とを備えることを特徴とする。
第４の発明は、（１）長応答タップ係数と遠端話者から受信された信号との積和演算により、応答長が長いが時間的に変動の少ない応答に対応する長応答疑似エコー信号を作成し、近端話者からの入力信号に含まれる長応答エコー信号を相殺する長応答エコーキャンセラ部を有するエコーキャンセラ装置であって、（２）上記長応答エコーキャンセラ部は、第ｉ（ｉは０〜Ｎ）の受信信号Ｘｉと第ｉの長応答タップ係数とをそれぞれ乗算して第ｉの擬似エコー成分を形成する擬似エコー成分形成部と、第ｉの加算器が、第ｉ−１の加算器の出力（ｉ−１が−１のときは入力信号）と上記第ｉの擬似エコー成分との差分を求めて出力するように、第０〜第Ｎの加算器が接続されている相殺部とを備えると共に、（３）  上記長応答擬似エコー信号の作成時に使用される上記第０〜第Ｎの長応答タップ係数の個々の更新速度を決定するステップゲインを個別に発生可能な発生する個別ステップゲイン発生部と、（４）遠端話者からの受信信号のパワーの時間的な平滑値であるパワー平滑値と、上記各加算器からの出力の時間的な平滑値である加算器出力平滑値を各加算器のそれぞれについて求め、上記パワー平滑値に対する加算器出力平滑値の相違量をその第ｊの加算器に係る個別のエコー減衰量とし、この個別のエコー減衰量の時間的な平滑値が閾値より大きい、第ｊの加算器があれば、そのパラメータｊを有するタップ位置に対応する長応答タップ係数についての更新速度を高めるべく、ステップゲインの増大を上記個別ステップゲイン発生部に指示する制御手段とを備えることを特徴とする。
第５の発明は、（１）長応答タップ係数と遠端話者から受信された信号との積和演算により、応答長が長いが時間的に変動の少ない応答に対応する長応答疑似エコー信号を作成し、近端話者からの入力信号に含まれる長応答エコー信号を相殺する長応答エコーキャンセラ部を有するエコーキャンセラ装置であって、（２）上記長応答エコーキャンセラ部は、第ｉ（ｉは０〜Ｎ）の受信信号Ｘｉと第ｉの長応答タップ係数とをそれぞれ乗算して第ｉの擬似エコー成分を形成する擬似エコー成分形成部と、第ｉの加算器が、第ｉ−１の加算器の出力（ｉ−１が−１のときは入力信号）と上記第ｉの擬似エコー成分との差分を求めて出力するように、第０〜第Ｎの加算器が接続されている相殺部とを備えると共に、（３）上記長応答擬似エコー信号の作成時に使用される上記第０〜第Ｎの長応答タップ係数の個々の更新速度を決定するステップゲインを個別に発生可能な発生する個別ステップゲイン発生部と、（４）遠端話者からの受信信号のパワーの時間的な平滑値であるパワー平滑値と、上記各加算器からの出力の時間的な平滑値である加算器出力平滑値を各加算器のそれぞれについて求め、上記パワー平滑値に対する加算器出力平滑値の相違量をその第ｊの加算器に係る個別のエコー減衰量とし、この個別のエコー減衰量の時間的な平滑値として、平滑の時定数が異なる２種類の平滑値を算出し、算出した２種類の時間的な平滑値の差が、所定の範囲を超えているときに、そのパラメータｊを有するタップ位置に対応する長応答タップ係数についての更新速度を高めるべく、ステップゲインの増大を上記個別ステップゲイン発生部に指示する制御手段とを備えることを特徴とする。
第２〜第５の発明においては、短応答エコーキャンセラ部を必要としないため、音質の向上を図りつつ装置の小型化を同時に実現することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るエコーキャンセラ装置の各実施形態を、図面を用いて順に説明する。
【００１８】
（Ａ）第１の実施形態
（Ａ−１）装置構成
図１に、第１の実施形態に係るエコーキャンセラ装置を搭載する通信装置の送受話系の回路部分を示し、図３に、第１の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の機能ブロック構成例を示す。
【００１９】
図１に示す回路部分は、大きく分類して、入力端子１と、スピーカ２と、マイクロホン３と、出力端子４と、エコーキャンセラ５とからなる。このうち、本発明装置に対応するのがエコーキャンセラ５である。エコーキャンセラ５は、長応答エコーキャンセラ部（長応答係数レジスタ６、乗算器群７、相殺部１２、係数更新部１６）と、短応答エコーキャンセラ部（短応答係数レジスタ１１、乗算器群１０、加算器１３、係数更新部１７）と、遅延レジスタ８と、スイッチ群９と、個別消去量計算部１４と、スイッチ制御部１５とからなる。
【００２０】
なお、入力端子１は、図示されていない伝送路から入力のあった入力信号Ｘ（ｎ）をスピーカ２に与えるための端子であり、出力端子４は、エコーキャンセル処理の施された後の音声信号を図示されていない伝送路へ出力するための端子である。また、スピーカ２は、図示されていないディジタル／アナログ変換器を経由して入力のあった音声信号を音響信号に変換して空間中に放射する音響手段であり、マイクロホン３は、話者の音声その他の音響信号（スピーカ２から放出された後、物体表面（自動車室内の壁や人間）で反射されて戻ってきた信号、すなわちエコー信号ｙ（ｎ）を含む。）を電気信号に変換する音響手段である。ここで、マイクロホン３とエコーキャンセラ５との間には、図示されていないアナログ／ディジタル変換器が設けられているものとする。
【００２１】
遅延レジスタ８は、入力端子１から入力のあった入力信号Ｘ（ｎ）を遅延し、演算処理に必要なタップ数分の遅延出力（サンプリング出力）を得る手段である。図３に示すように、遅延レジスタ８は、Ｎ個の遅延素子の直列接続でなり、実時間信号を含めてＮ＋１個のサンプリング値が並列出力される。
【００２２】
スイッチ群９は、長応答エコーキャンセル部による処理後も残存すると認められるサンプリング時刻の音声信号のみを選択的に乗算器群１０に与え、短インパルス応答によるエコーキャンセル処理を実行させるための手段である。図３に示すように、スイッチ群９はＮ＋１個のスイッチ素子の集合でなり、それぞれの素子が遅延レジスタ８の各出力に対応する。
【００２３】
なお、スイッチ群９の配置位置については、図１の場合に限られず、短応答係数レジスタ１１と乗算器群１０との間、乗算器群１０と加算器１３との間に設けることも可能である。他の実施形態についても同様である。
【００２４】
乗算器群７及び１０は、各サンプリング時刻の音声信号と対応する係数値とを乗算するための演算器である。図３に示すように、乗算器群７及び１０のそれぞれは、Ｎ個の乗算器の集合でなり、それぞれの乗算器が係数レジスタ６及び１１に格納された各係数値に対応している。なお、これら乗算器群からの出力を畳み込み演算したものが、長応答擬似エコー信号Ｙ（ｎ）及び短応答擬似エコー信号ＹＳ（ｎ）となる。
【００２５】
長応答係数レジスタ６は、長インパルス応答によるエコーキャンセル処理に使用する係数を保持するためのレジスタであり、短応答係数レジスタ１１は、短インパルス応答によるエコーキャンセル処理に使用する係数を保持するためのレジスタである。
【００２６】
相殺部１２は、乗算器群７の各段から与えられる乗算結果の畳み込み演算を行って長応答擬似エコー信号を作成し、これを入力信号から減算することにより、入力信号に重畳しているエコー信号ｙ（ｎ）の相殺を図る手段である。このため、相殺部１２は、乗算器群７を構成する乗算器のそれぞれからの出力を逐次加算する多段構成の加算器により構成されてなる。図３に、回路構成の一例を示す。
【００２７】
なお、最終的に得られる信号ｅ１（ｎ） は、相殺部１２より加算器１３及び係数更新部１６に対して出力される。また、相殺部１２は、かかる信号ｅ１（ｎ） を算出する過程で得られる部分和（すなわち、各加算器の出力）Ｐ０ 〜ＰＮ−１ を個別消去量計算部１４に逐次出力するよう構成されている。
【００２８】
加算器１３は、相殺部１２の出力（すなわち、長インパルス応答によるエコーキャンセル後の信号）から、乗算器群１０の和出力（すなわち、選択的に計算された短応答擬似エコー信号Ｙｓ（ｎ））を減算する演算器である。加算器１３の出力ｅ２（ｎ） は、出力端子４及び係数更新部１７に出力される。なお、図３では加算器１３の構成を概念的に表している。
【００２９】
個別消去量計算部１４は、相殺部１２を構成する加算器の出力のうち前後の出力同士の差分を計算することにより（加算器群のうち初段に位置する加算器の出力については入力信号（エコー信号ｙ（ｎ））との差分も含む。）、各加算器の演算により個別にどの程度のエコーが消去されたか（改善されたか）を計算するための手段である。因みに、エコーパスの変動がない場合には、各差分値はほぼ一定となるはずである。
【００３０】
従って、差分値が急激に変化している箇所がエコーパスの変化部分（長インパルス応答によるエコーキャンセルによっては取り除けない部分）であることが分かる。詳細は後述するが、個別消去量計算部１４は、算出された各差分値を平滑化したものをスイッチ制御部１５に対して並列に出力する。
【００３１】
スイッチ制御部１５は、個別消去量計算部１４から与えられる各差分値のそれぞれと予め定めた閾値ＴＨとを比較し、閾値ＴＨを超える差分値の得られるタップ（サンプリング時刻）に対応するスイッチ群９のスイッチを閉動作させる制御信号を出力する手段である。なお、必要に応じて開動作も制御する。
【００３２】
係数更新部１６及び１７は、それぞれ相殺部１２の出力ｅ１（ｎ） 及び加算器１３の出力ｅ２（ｎ） を入力して対応する係数レジスタの係数値を更新する手段である。なお、係数更新部１６及び１７は、周知の学習同定法、ＲＬＳ法等を用いて前述の更新動作を実行する。
【００３３】
（Ａ−２）エコーキャンセル動作
続いて、図１及び図３を用いて、エコーキャンセル動作がどのように進行するかを具体的に説明する。
【００３４】
まず、入力端子１から入力された入力信号Ｘ（ｎ）（ｎ＝０，１，２，…ｍ）は、スピーカ２を経由して空間に放射されると同時に、入力順に遅延レジスタ８内の各レジスタに保持される。ここで、ｎはサンプリング時刻であり、サンプリング順を示す。すなわち、遅延レジスタ８には、同一サンプリング時刻にサンプリング時刻を異にするＮ個の入力信号が保持される。
【００３５】
例えば、サンプリング時刻"９"の入力Ｘ（９）は、サンプリング時刻"１０"において、遅延レジスタ８の第１番目のレジスタに保持される。すなわち、サンプリング時刻"９"の入力Ｘ（９）とサンプリング時刻"１０"における第１番目のレジスタに保持される値Ｘ1（10） とは同じである。
【００３６】
同様に、サンプリング時刻"０"の入力Ｘ（０）は、サンプリング時刻"１０"において、遅延レジスタ８の第１０番目のレジスタに保持される。すなわち、サンプリング時刻"０"の入力Ｘ（０）とサンプリング時刻"１０"における第１０番目のレジスタに保持される値Ｘ10（10）とは同じである。
【００３７】
以下、スピーカ２から放射された音響信号の一部がマイクロホン３に帰還入力されたものとして説明する。この信号成分はエコー信号ｙ（ｎ）として相殺部１２に入力される。また、相殺部１２には、乗算器群７より長応答擬似エコー信号Ｙ（ｎ）も入力される。ただし、乗算器群７から実際に与えられるのは、遅延レジスタ８に保持されているサンプリング値と長応答係数レジスタ６に格納されている係数ＣＬｋ（ｎ） との乗算結果（部分積）であって、それらの加算は、次の（１）式で与えられるように、相殺部１２内で実行される。
【００３８】
Ｙ（ｎ）＝ΣＣＬｉ・Ｘｉ（ｎ）                                …（１）
ここで、Σは、ｉ＝０からＮまでの総和を求める演算子である。また、Ｎは、長応答係数レジスタ６のタップ数である。
【００３９】
相殺部１２は、図３に示すように、初段の加算器で、エコー信号ｙ（ｎ）から第０番目の部分積（＝ＣＬ0（ｎ）・Ｘ0（ｎ））を減算した値を得、２段目の加算器で、初段の減算結果から第１番目の部分積（＝ＣＬ1（ｎ）・Ｘ1（ｎ））を減算した値を得、以下同様に最終段の加算器で、第Ｎ−１段目の減算結果から第Ｎ番目の部分積（＝ＣＬＮ（ｎ）・ＸＮ（ｎ））を減算した値を得る。すなわち、相殺部１２の最終段からは、（２）式で表されるように、エコー信号ｙ（ｎ）から全ての部分積を減算した値（エコー信号から長応答擬似エコー信号を除去した信号）が出力される。
【００４０】
ｅ１（ｎ） ＝ｙ（ｎ）−Ｙ（ｎ）                                …（２）
相殺部１２は、このように算出された信号ｅ１（ｎ） を加算器１３及び係数更新部１６に与える。また、相殺部１２は、当該信号ｅ１（ｎ） の算出過程で得られる各加算器の出力Ｐ0 〜ＰN をエコー信号ｙ（ｎ）（＝Ｐ-1）と共に個別消去量計算部１４に与える。なお、係数更新部１６では、周知の学習同定法やＲＬＳ法などによって長応答係数レジスタ６の係数が更新される。
【００４１】
個別消去量計算部１４は、相殺部１２から入力のあったこれら出力Ｐj（ｎ） （ｊ＝０，１，…Ｎ）を用い、各加算器Ａｊ で改善されたエコー消去量ＡＣＡＮＣｊ（ｎ） を（３）式のように計算する。
【００４２】
ＡＣＡＮＣｊ（ｎ） ＝｜Ｐｊ（ｎ）−Ｐｊ−１（ｎ）｜              …（３）
ただし、Ｐ−１（ｎ）は、エコー信号ｙ（ｎ）とする。また、｜｜は、絶対値を求める演算子とする。
【００４３】
なお、エコー消去量ＡＣＡＮＣｊ（ｎ） の算出には、上述の（３）式の代わりに次の（３）'式を用いることも可能である。
【００４４】
ＡＣＡＮＣｊ（ｎ） ＝20ｌｏｇ｛Ｐｊ（ｎ）／Ｐｊ−１（ｎ）｝    …（３）'
ところで、エコーパスに変動が無いとき、すなわち、定常状態においては、ＡＣＡＮＣｊ（ｎ）に時間変動は現れずほぼ一定の値となる。本発明はこの性質を利用する。
【００４５】
すなわち、個別消去量計算部１４は、エコー消去量ＡＣＡＮＣｊ（ｎ） が得られると、それらの値を平均化すべく、低域フィルタを用いて平滑値Ｌ_ＡＣＡＮＣｊ（ｎ）を計算する。ここで、平滑値Ｌ_ＡＣＡＮＣｊ（ｎ）は、次の（４）式に基づいて計算される。
【００４６】
Ｌ_ＡＣＡＮＣｊ（ｎ）
＝δ・ＡＣＡＮＣｊ（ｎ）＋（１−δ）・Ｌ_ＡＣＡＮＣｊ（ｎ−１）  …（４）
ここで、ｊ＝０，１，…Ｎである。また、δは平滑定数であり、δが大きいとき急峻なＡＣＡＮＣｊ（ｎ） の変化によく追従し、δが小さいとき大局的なＡＣＡＮＣｊ（ｎ） の変化によく追従する。また、ｎ＝０以前において、Ｌ_ＡＣＡＮＣｊ（ｎ）＝０とする。
【００４７】
計算された平滑値Ｌ_ＡＣＡＮＣｊ（ｎ）は、個別消去量計算部１４からスイッチ制御部１５に与えられ、予め定めた閾値と比較される。かかる処理を行うのは、前述の通り、定常状態における平滑値Ｌ_ＡＣＡＮＣｊ（ｎ）はほぼ一定のはずであり、もしもｊ番目の平滑値Ｌ_ＡＣＡＮＣｊ（ｎ）に急峻な変動が現れたとすると、それはその時点においてエコーパスが変化しているためと推測されるからである。
【００４８】
そこで、スイッチ制御部１５は、このように急峻に変化しているエコー成分の位置が判明した場合にはその成分のみを除去するため、スイッチ群９を構成するスイッチのうち該当するスイッチ、すなわち第ｊ番目のスイッチのみを閉じるように制御信号を出す。なお、スイッチ群９の各スイッチは初期状態において開放状態にある。
【００４９】
例えば、スイッチ制御部１５は、第１５〜第３０番目の平滑値Ｌ_ＡＣＡＮＣｊ（ｎ）、すなわちＬ_ＡＣＡＮＣ10（ｎ）〜Ｌ_ＡＣＡＮＣ30（ｎ）が予め定めた閾値ＴＨを越えたとき、この部分においてエコーパスに急峻な変化があったとしてスイッチＳＷ10〜ＳＷ30を閉じるように動作する。
【００５０】
なお、本実施形態においては、閾値ＴＨを、１サンプリング時刻前の平滑値Ｌ_ＡＣＡＮＣｊ（ｎ）の２倍に設定する。勿論、閾値ＴＨの値はこれに限らず適宜適当な値に定めることができる。
【００５１】
この結果、乗算器群１０には、スイッチ制御部１５がスイッチの閉動作を命じたサンプリング時刻の入力信号Ｘj（ｎ） のみが与えられ、短応答係数レジスタ１１の係数ＣＳj（ｎ） との乗算演算が実行される。すなわち、スイッチ制御部１５が閉動作を命じたスイッチのうち開始位置をｋとし、またそれらの終了位置をＮＳとすると、乗算器群１０では、次の（５）式の部分積を求める演算が実行される。
【００５２】
ＹＳ（ｎ）＝ΣＣＳi・Ｘi（ｎ）                                …（５）
ここで、Σは、ｉ＝ｋからＮＳまでの総和を求める演算子である。また、（５）式で与えられる畳み込み演算それ自体については、前述の乗算器７と同様、加算器１３において行われる。
【００５３】
このように、乗算器群１０からは、短応答擬似エコー信号ＹＳ（ｎ）として必要十分な部分積が算出され出力される。かくして、加算器１３では、相殺部１２から与えられる信号ｅ１（ｎ）（すなわち、エコー信号から長応答擬似エコー信号を除去した信号）から、乗算器１０から与えられる短応答擬似エコー信号ＹＳ（ｎ）を減算する演算が実行される。これを（６）式に示す。
【００５４】
ｅ2（ｎ）＝ｅ1（ｎ）−ＹＳ（ｎ）                              …（６）
このように、加算器１３からは、相殺部１２の出力信号ｅ1（ｎ） から最適演算された短応答擬似エコー信号ＹＳ（ｎ）を除去した信号ｅ2（ｎ） が出力端子４及び係数更新部１７に出力される。なお、係数更新部１７では、周知の学習同定法やＲＬＳ法などによって短応答係数レジスタ１１の係数が更新される。
【００５５】
（Ａ−３）実施形態の効果
以上のように、第１の実施形態によれば、長応答係数レジスタ６に保持された係数値と、遅延レジスタ８に保持された入力信号Ｘ（ｎ）の各サンプル値との乗算結果（部分積）を相殺部１２に入力して、当該乗算結果（部分積）をエコー信号Ｙ（ｎ）から１サンプル分づつ相殺し、各乗算結果（部分積）によって消去されるエコー消去量を個別消去量計算部１４で計算する。さらに、個別消去量計算部１４において各エコー消去量の平滑値を求め、平滑値からの逸脱を各タップ（サンプル時刻）に対応する加算器毎に計算する。
【００５６】
そして、平滑値からの逸脱の起こっている加算器、すなわちタップ係数位置を無駄なく正確に推定し、推定された位置に対応するスイッチのみを閉じる。これにより、該当する位置の遅延レジスタ８に保持されている入力信号Ｘ（ｎ）の各サンプル値と短応答係数レジスタ１１に保持されているデータのみが乗算処理され、真に残存する短応答長エコーに相当する短応答擬似エコー信号ＹＳ（ｎ）を生成することができる。
【００５７】
すなわち、本実施形態におけるエコーキャンセラ装置においては、短応答エコーパスの計算に使用する短応答係数レジスタ１１の係数を過不足無く使用して、十分なエコー消去量を実現できるので、遠端話者に不快なエコー音を聞かせてしまうことがない。また、短応答レジスタを使う必要のない場合には、スイッチを開放して短応答エコーの計算を停止できるようにしたので、無駄な電力を消費することがないエコーキャンセラ装置を提供できる。
【００５８】
（Ｂ）第２の実施形態
（Ｂ−１）装置構成
図４に、第２の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の機能ブロック構成例を示す。なお、図４では、図１との対応部分に対応符号を付し、同一部分に同一符号を付して示している。図４に示すように、第２の実施形態に係るエコーキャンセラ装置と、第１の実施形態に係るエコーキャンセラ装置との違いは、パワー計算部２０が新たに増設される点と、個別消去量計算部１４が個別減衰量計算部２１に置き換わる点の２点である。その他の部分は第１の実施形態と同じであるため、以下説明を省略する。
【００５９】
なお、パワー計算部２０は、遠端話者からの入力信号Ｘ（ｎ）のパワー平均値Ｌ_Ｘ（ｎ） を計算するための手段である。
【００６０】
他方、個別減衰量計算部２１は、相殺部１２から各差出力Ｐ0（ｎ） 〜ＰN-1（ｎ） を入力してその平滑値Ｌ_Ｐj（ｎ）を求め、この値とパワー計算部２０で計算されたパワー平均値Ｌ_Ｘ（ｎ） を基に、相殺部１２を構成する各加算器の出力毎のエコー減衰量ＡＣＯＭj（ｎ） を計算する手段である。因みに、エコーパスの変動がない場合には、各減衰値はほぼ一定の値となる。
【００６１】
従って、減衰値が急激に変化している箇所がエコーパスの変化部分（長インパルス応答によるエコーキャンセルによっては取り除けない部分）であることが分かる。詳細は後述するが、個別減衰量計算部２１は、算出された各減衰値を平滑化したものＬ_ＡＣＯＭj（ｎ）をスイッチ制御部１５に対して並列に出力する。
【００６２】
（Ｂ−２）エコーキャンセル動作
続いて、図４を用いて、エコーキャンセル動作がどのように進行するかを具体的に説明する。なお、基本的な動作については第１の実施形態と同様であるため、以下では、本実施形態に特有の動作部分を中心に説明する。
【００６３】
まず、入力端子１から入力された入力信号Ｘ（ｎ）（ｎ＝０，１，２，…ｍ）は、スピーカ２を経由して空間に放射されると同時に、入力順に遅延レジスタ８内の各レジスタに保持されると共に、パワー計算部２０に入力される。
【００６４】
ここで、パワー計算部２０は、以下の（７）式に基づいて、入力信号Ｘ（ｎ）のパワー平滑値Ｌ_Ｘ（ｎ） を計算する。
【００６５】
Ｌ_Ｘ（ｎ）＝δ1・ｌＸ（ｎ）ｌ＋（１−δ1）Ｌ_Ｘ（ｎ−１）    …（７）
ここで、δ1 は平滑定数であり、δ1 が大きいと急峻なＸ（ｎ）によく追従し、δ1 が小さいと大局的なＸ（ｎ）の動きによく追従する。また、ｎ＝Ｏ以前のＬ_Ｘ（ｎ） の値は０とする。
【００６６】
個別減衰量計算部２１は、この計算結果をパワー計算部２０より入力する。また、個別減衰量計算部２１は、マイクロホン３からの出力（エコー信号ｙ（ｎ）を含む。）Ｐ−１と相殺部１２を構成する各加算器Ａ0 〜ＡN の各出力Ｐ0 〜ＰN を入力する。
【００６７】
これら信号を入力すると、個別減衰量計算部２１は、まず、各加算器Ａ0 〜ＡN の各出力Ｐ0 〜ＰN について平滑値Ｌ_Ｐj（ｎ）を、以下の（８）式により計算する。
【００６８】
Ｌ_Ｐj（ｎ）＝δ1 ・ｌＰj（ｎ）ｌ＋（１−δ1 ）Ｌ_Ｐj（ｎ−１） …（８）
ここで、ｎ＝０以前ではＬ_Ｐj（ｎ）は０である。
【００６９】
続いて、個別減衰量計算部２１は、以下の（９）式のように各加算器Ａ0 〜ＡN の各出力毎に、個別の「エコー減衰量」を計算する。ここで、パラメータｊは０〜Ｎの値をとる。
【００７０】
ＡＣＯＭj（ｎ）＝20ｌｏｇ｛Ｌ_Ｘ（ｎ）／Ｌ_Ｐj（ｎ）｝        …（９）
なお、このエコー減衰量ＡＣＯＭj（ｎ） の算出には、上述の（９）式の代わりに次の（９）'式を用いることも可能である。
【００７１】
ＡＣＯＭj（ｎ）＝Ｌ_Ｘ（ｎ）−Ｌ_Ｐj（ｎ）                  …（９）'
このようにエコー減衰量ＡＣＯＭj（ｎ） が算出されると、個別減衰量計算部２１は、さらに（１０）式のようにエコー減衰量平滑値Ｌ_ＡＣＯＭj（ｎ）を計算する。
【００７２】
Ｌ_ＡＣＯＭj（ｎ）
＝δ・ＡＣＯＭj（ｎ）＋（１−δ）・Ｌ_ＡＣＯＭj（ｎ−１）      …（10）
ただし、ｊ＝０，１，２，…Ｎである。また、ｎ≦０ではＬ_ＡＣＯＭj（ｎ）＝０である。
【００７３】
さて、エコーパスに変動のない場合（定常状態の場合）、Ｌ_ＡＣＯＭj（ｎ）はほぼ一定の値となる。従って、例えば、ｊ番目のＬ_ＡＣＯＭj（ｎ）に急峻な変動が検出された場合には、当該部分でエコーパスの変動が生じていると推測される。
【００７４】
そこで、スイッチ制御部１５は、このように急速に変化しているエコー成分の位置が判明した場合にはその成分のみを除去するため、スイッチ群９を構成するスイッチのうち該当するスイッチ、すなわち第ｊ番目のスイッチのみを閉じるように制御信号を出す。なお、スイッチ群９の各スイッチは初期状態において開放状態にある。
【００７５】
例えば、スイッチ制御部１５は、第１０〜３０番目の平滑値Ｌ_ＡＣＯＭｊ（ｎ）、すなわちＬ_ＡＣＯＭ10（ｎ）〜Ｌ_ＡＣＯＭ30（ｎ）が予め定めた閾値ＴＨ２を越えたとき、スイッチ制御部１５は、この部分においてエコーパスに急峻な変化があったとしてスイッチＳＷ10〜ＳＷ30を閉じるように動作する。
【００７６】
なお、本実施形態においては、閾値ＴＨ２を、１サンプリング時刻前の平滑値Ｌ_ＡＣＯＭj（ｎ）の２倍に設定する。勿論、閾値ＴＨ２の値はこれに限らず適宜適当な値に定めることができる。
【００７７】
この結果、乗算器群１０には、スイッチ制御部１５がスイッチの閉動作を命じたサンプリング時刻の入力信号Ｘj（ｎ） のみが与えられ、短応答係数レジスタ１１の係数ＣＳj（ｎ） との乗算演算が実行される。すなわち、スイッチ制御部１５が閉動作を命じたスイッチのうち開始位置をｋとし、またそれらの終了位置をＮＳとすると、乗算器群１０では、前述の（５）式の部分積を求める演算が実行される。
【００７８】
そして、乗算器群１０からは、短応答擬似エコー信号ＹＳ（ｎ）として必要十分な部分積が算出され出力される。かくして、加算器１３では、相殺部１２から与えられる信号ｅ１（ｎ）（すなわち、エコー信号から長応答擬似エコー信号を除去した信号）から、乗算器１０から与えられる短応答擬似エコー信号ＹＳ（ｎ）を減算する演算が上述の（６）式に示すように実行される。
【００７９】
かくして、加算器１３からは、相殺部１２の出力信号ｅ1（ｎ）から短応答擬似エコー信号ＹＳ（ｎ）の除去された信号ｅ2（ｎ） が出力端子４及び係数更新部１７に出力される。なお、係数更新部１７では、周知の学習同定法やＲＬＳ法などによって短応答係数レジスタ１１の係数が更新される。
【００８０】
（Ｂ−３）実施形態の効果
以上のように、第２の実施形態によれば、長応答係数レジスタ６に保持された係数値と、遅延レジスタ８に保持された入力信号Ｘ（ｎ）の各サンプル値との乗算結果（部分積）を相殺部１２に入力して、当該乗算結果（部分積）をエコー信号Ｙ（ｎ）から１サンプル分づつ相殺し、各乗算結果（部分積）によって消去されるエコー消去量を個別減衰量計算部２１で計算する。またこれと並行して、入力信号のパワーをパワー計算部２０で計算する。個別減衰量計算部２１では、算出された入力信号のパワーを基に、相殺部１２から与えられる各乗算結果（部分積）のエコー減衰量を個別に計算すると共に、その平滑値を求め、平滑値からの逸脱を各タップ（サンプル時刻）に対応する加算器毎に計算する。
【００８１】
そして、平滑値からの逸脱の起こっている加算器、すなわちタップ係数位置を無駄なく正確に推定し、推定された位置に対応するスイッチのみを閉じる。これにより、該当する位置の遅延レジスタ８に保持されている入力信号Ｘ（ｎ）の各サンプル値と短応答係数レジスタ１１に保持されているデータのみが乗算処理され、真に残存する短応答長エコーに相当する短応答擬似エコー信号ＹＳ（ｎ）を生成することができる。
【００８２】
すなわち、本実施形態におけるエコーキャンセラ装置においても、第１の実施形態の場合と同様に、短応答エコーパスの計算に使用する短応答係数レジスタ１１の係数を過不足無く使用して、十分なエコー消去量を実現できるので、遠端話者に不快なエコー音を聞かせてしまうことがない。また、短応答レジスタを使う必要のない場合には、スイッチを開放して短応答エコーの計算を停止できるようにしたので、無駄な電力を消費することがないエコーキャンセラ装置を提供できる。
【００８３】
（Ｃ）第３の実施形態
（Ｃ−１）装置構成
図５に、第３の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の機能ブロック構成例を示す。なお、図５では、図１との対応部分に対応符号を付し、同一部分に同一符号を付して示している。図５に示すように、第３の実施形態に係るエコーキャンセラ装置と、第１の実施形態に係るエコーキャンセラ装置との違いは、個別消去量計算部１４とスイッチ制御部１５との間に消去量変動計算部３０が設けられる点である。その他の部分は第１の実施形態と同じであるため、以下説明を省略する。
【００８４】
なお、本実施形態における個別消去量計算部１４にあっては、相殺部１２を構成する各加算器Ａｊ によって改善されたエコー消去量ＡＣＡＮＣｊ（ｎ） を計算した段階で計算結果を出力し、その平滑演算は消去量変動計算部３０に委ねる点で異なっている。
【００８５】
また、消去量変動計算部３０は、前述の通り、各加算器Ａｊ によって改善されたエコー消去量ＡＣＡＮＣｊ（ｎ） の平滑演算を実行する手段であるが、第１の実施形態の場合とは異なり、同一対象について２種類の平滑演算を実行する点で異なっている。すなわち、消去量変動計算部３０は、急峻な変動がより反映される短平滑消去量と平坦な変動がより反映される長平滑消去量の２種類を算出する点で異なっている。詳細については後述するが、消去量変動計算部３０は、本来は長平滑消去量と近い値を示すはずの短平滑消去量が、長平滑消去量より所定の閾値ＴＨＣＨ分以上離れた場合にエコーパスの変動があったと推定するように動作する。
【００８６】
（Ｃ−２）エコーキャンセル動作
続いて、図５を用いて、エコーキャンセル動作がどのように進行するかを具体的に説明する。なお、基本的な動作については第１の実施形態と同様であるため、以下では、本実施形態に特有の動作部分を中心に説明する。すなわち、個別消去量計算部１４と消去量変動計算部３０の動作について説明する。
【００８７】
まず、個別消去量計算器１４において、前述の（３）式又は（３）'式に基づいた、各加算器Ａｊ の出力ごとのエコー消去量ＡＣＡＮＣｊ（ｎ） の計算が行われる。この計算は、前述の通り、第１の実施形態の動作と同じである。ただし、個別消去量計算器１４は、かかる計算が終了した時点で計算結果を後段に位置する消去量変動計算部３０に出力する。
【００８８】
消去量変動計算部３０は、各加算器Ａｊ の出力ごとに算出されたエコー消去量ＡＣＡＮＣｊ（ｎ） を入力すると、予め用意している２種類の時定数δL とδS を用い、以下の（11）式及び（12）式に示す性質を異にする２種類の平滑演算を実行する。
【００８９】
Ｌ_ＡＣＡＮＣｊ（ｎ）
＝δL・ＡＣＡＮＣj（ｎ）＋（１−δL）・Ｌ_ＡＣＡＮＣj（ｎ−１）  …（11）
Ｓ_ＡＣＡＮＣｊ（ｎ）
＝δS・ＡＣＡＮＣｊ（ｎ）＋（１−δS）・Ｓ_ＡＣＡＮＣj（ｎ−１） …（12）
ここで、いずれの場合も、ｊ＝０，…Ｎである。また、δL とδS は平滑定数であり、平滑定数が大きいと急峻なＡＣＡＮＣj（ｎ） の変化によく追従し、平滑定数が小さいと大局的なＡＣＡＮＣj（ｎ） の変化によく追従する。
【００９０】
本実施形態の場合、δL ＜δS のように定める。従って、長平滑消去量Ｌ_ＡＣＡＮＣj（ｎ）は、短平滑消去量Ｓ_ＡＣＡＮＣj（ｎ）よりもなだらかに変化する。このため、エコーキャンセラが収束した定常状態においては、以下に示す（13）式の関係が成り立つ。
【００９１】
Ｓ_ＡＣＡＮＣj（ｎ）≦Ｌ_ＡＣＡＮＣj（ｎ）±ＴＨＣＨ          …（13）
なお、ＴＨＣＨは閾値であり、本実施形態においては、６ｄＢ相当の値を用いる。
【００９２】
この関係を用い、スイッチ制御部１５は、短応答擬似エコー信号を作成すべきか否かを判断する。例えば、第ｊ番目の時定数について（13）式が成り立つとき、スイッチ制御部１５は、第ｊ番目の時定数については定常状態にあると判断して第ｊ番目のスイッチを開放し、短応答レジスタに格納されている係数を短応答擬似エコーの作成に用いないようにする。
【００９３】
一方、（13）式が成り立たない場合、すなわち、以下の（14）式が成り立つ場合、スイッチ制御部１５は、第ｊ番目の時定数について短平滑消去量が長平滑消去量から逸脱したこと、すなわち、当該サンプリング時刻にエコーパスの変化があったと判断する。
【００９４】
Ｓ_ＡＣＡＮＣj（ｎ）＞Ｌ_ＡＣＡＮＣj（ｎ）＋ＴＨＣＨ
Ｓ_ＡＣＡＮＣj（ｎ）＜Ｌ_ＡＣＡＮＣj（ｎ）−ＴＨＣＨ          …（14）
かくして、スイッチ制御部１５は、（14）式が成立する場合には第ｊ番目のスイッチを短絡し、短応答レジスタを用いて短応答擬似エコーの作成に用いるようにする。
【００９５】
このように本実施形態では、個別のエコー消去量の変化ををより詳細に計算し、その計算結果を基にスイッチの開閉を制御するため、第１の実施形態よりも更に正確かつ迅速に、短応答擬似エコーの算出に使用する係数が格納される短応答レジスタのタップ位置、すなわちサンプリング時刻を算出できる。その結果、第１の実施形態よりも、正確かつ迅速に短応答エコーを除去することが可能となり、遠端話者にエコーの少ない音声を送信できる。
【００９６】
（Ｃ−３）実施形態の効果
以上のように、第３の実施形態においては、個別消去量計算１４においてエコー消去量の計算のみを実行し、その平滑値は消去量変動計算部３０において異なる２種類の時定数について算出するようにしたことにより、２種の時定数の乖離度からエコーパスの変化を検出可能とし、エコーパスの変化があったタップ係数のみを用いて短応答疑似エコーを作成するようにできる。
【００９７】
このように、第３の実施形態においては、第１の実施形態の場合に比してより一層正確かつ迅速に短応答擬似エコーの算出に使用すべきタップ係数の位置及びサンプリング時刻の算出を可能とでき、より正確かつ迅速なエコーの除去を実現することができ、遠端話者についてもエコーの少ない音声を送信することができる。
【００９８】
（Ｄ）第４の実施形態
（Ｄ−１）装置構成
図６に、第４の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の機能ブロック構成例を示す。この第４の実施形態は、第２の実施形態との関係において、第１の実施形態に対する第３の実施形態の関係と同様な関係を有するものである。このため、図６には、図４との対応部分に対応符号を付し、同一部分に同一符号を付して示している。
【００９９】
図６に示すように、第４の実施形態に係るエコーキャンセラ装置と、第２の実施形態に係るエコーキャンセラ装置との違いは、個別減衰量計算部２１とスイッチ制御部１５との間に減衰量変動計算部４０が設けられる点である。その他の部分は第２の実施形態と同じであるため、以下説明を省略する。
【０１００】
前述の通り、本実施形態は、第１の実施形態に対して第３の実施形態と同様の関係にあるものであるため、本実施形態における個別減衰量計算部２１は、第３の実施形態における個別消去量計算部１４に対応する。従って、この個別減衰量計算部２１の場合も、相殺部１２を構成する各加算器Ａｊ によって改善されたエコー減衰量ＡＣＯＭj（ｎ） を計算した段階で計算結果を出力し、その平滑演算は減衰量変動計算部４０に委ねるものとする。
【０１０１】
同様に、本実施形態における減衰量変動計算部４０は、第３の実施形態における消去量変動計算部３０に対応し、前述の消去量変動計算部３０と同様、各加算器Ａｊ によって改善されたエコー減衰量ＡＣＯＭｊ（ｎ） の平滑演算を２種類の時定数δL とδS について実行するものとする。なおここでも、２種類の時定数δL とδS の関係は、第３の実施形態の場合と同じものとする。
【０１０２】
すなわち、本実施形態における減衰量変動計算部４０の動作は、第３の実施形態における消去量変動計算部３０のエコー消去量ＡＣＡＮＣｊ（ｎ） に対する処理を、エコー減衰量ＡＣＯＭｊ（ｎ） について実行するものとなる点を除いて同一の結果となる。従って、重複した説明を省くため、その詳細な説明は省略する。
【０１０３】
（Ｄ−２）実施形態の効果
以上のように、第４の実施形態においても、エコー減衰量に基づいた短応答擬似エコーの生成処理において、第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、個別減衰量計算２１においてエコー減衰量の計算のみを実行し、その平滑値は減衰量変動計算部４０において異なる２種類の時定数について算出するようにしたことにより、２種の時定数の乖離度からエコーパスの変化を検出可能とし、エコーパスの変化があったタップ係数のみを用いて短応答疑似エコーを作成するようにできる。
【０１０４】
かくして、この第４の実施形態においても、第２の実施形態の場合に比してより一層正確かつ迅速に短応答擬似エコーの算出に使用すべきタップ係数の位置（サンプリング時刻）の算出を可能とでき、より正確かつ迅速なエコーの除去を実現することができ、遠端話者についてもエコーの少ない音声を送信することができる。
【０１０５】
（Ｅ）第５の実施形態
（Ｅ−１）装置構成
図７に、第５の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の機能ブロック構成例を示す。なお、図７には、図１との対応部分に対応符号を付し、同一部分に同一符号を付して示している。
【０１０６】
図７に示すように、本実施形態と第１の実施形態との最大の相違点は、その構成要素に、短応答エコーキャンセラ部（短応答係数レジスタ１１、乗算器群１０、加算器１３、係数更新部１７）、スイッチ群９、スイッチ制御部１５が設けられておらず、主要な構成要素は長応答エコーキャンセラ部である点である。
【０１０７】
そして、この実施形態では、個別消去量計算部１４の計算結果によって長応答エコーキャンセラ部を制御するものとし、そのための回路として、個別ステップゲイン発生部５０を設けた点に特徴を有している。
【０１０８】
この実施形態に特有の構成要素である個別ステップゲイン発生部５０は、第１の実施形態のスイッチ制御部１５と同様の判定動作を行う手段であり、個別消去量計算部１４と係数更新部１６の間に設けられている。
【０１０９】
すなわち、個別ステップゲイン発生部５０は、個別消去量計算部１４から与えられるエコー消去量の平滑値Ｌ_ＡＣＡＮＣｊ（ｎ）と閾値ＴＨとを比較し、エコーパスの変動部分を検出するよう構成されている。なお、個別ステップゲイン発生部５０は、エコーパスの変化部分に対応するタップ係数の収束を他のタップ係数に比して早めるため、係数更新部１６の更新速度を決定するステップゲインμとしてより大きな値を発生する機能が設けられている。
【０１１０】
この機能により、本実施形態に係るエコーキャンセラ装置は、長応答擬似エコー信号の適応制御を実現する。
【０１１１】
（Ｅ−２）エコーキャンセル動作
続いて、図７を用いて、エコーキャンセル動作がどのように進行するかを具体的に説明する。なお、共通する回路部分の動作は第１の実施形態と同様であるため、以下では、本実施形態に特有の動作部分についてのみ説明する。
【０１１２】
本実施形態における個別消去量計算部１４の場合も、前述の（４）式に基づいたエコー消去量の平滑値Ｌ_ＡＣＡＮＣｊ（ｎ）の計算が実行され、その計算結果がそれぞれ個別ステップゲイン発生部５０に出力される。
【０１１３】
個別ステップゲイン発生部５０は、第１の実施形態におけるスイッチ制御部１５が行ったと同様、平滑値Ｌ_ＡＣＡＮＣｊ（ｎ）と閾値ＴＨとを比較することによってエコーパスの変動を検出し、どのタップで平滑値が大きく変化しているかを検出する。具体的には、予め定めた閾値ＴＨを越えるとき、平滑値が大きく変化しているとの判断を行う。
【０１１４】
例えば、個別ステップゲイン発生部５０は、第３０〜第５０番目の平滑値Ｌ_ＡＣＡＮＣｊ（ｎ）、すなわちＬ_ＡＣＡＮＣ30（ｎ）〜Ｌ_ＡＣＡＮＣ50（ｎ）が予め定めた閾値ＴＨを越えたとき、これらに対応する第３０〜第５０番目のタップ係数の更新速度を決定する「ステップゲイン」μ３０〜μ５０を通常の値よりも大きい値に変更し、その値を係数更新部１６に出力するようにする。なお、他のタップに関するステップゲインについては、予め定めた初期値を与えるものとする。ここで、０＜μｊ＜１ （ｊ＝０…Ｎ）である。
【０１１５】
因みに、本実施形態においては、通常の値より大きい値を与えるステップゲインμＬ として「1.0」 を与え、予め定めた初期値を与えるステップゲインμＳ として「0.5」 を与えるものとするが、この値に限定されないのは勿論である。
【０１１６】
ここで、ステップゲインμは、係数の適応の早さを決めるパラメータであり、μが大きいほど早く収束するが誤差が大きいという特質があり、反対にμが小さいほど正確な値に収束するが収束の早さが遅くなるという特質がある。
【０１１７】
本実施形態の場合、係数更新部１６は、個別ステップゲイン発生部５０から与えられるステップゲインμに基づく係数の更新を以下の（15）式によって実行し、その更新後の係数を長応答係数レジスタ６に出力する。
【０１１８】
ＣＬj（ｎ＋１）
＝ＣＬj（ｎ）＋μｊ・ｅ1（ｎ）Ｘj（ｎ）／ΣＸi（ｎ）              …（15）
ここで、Σは、ｉ＝０からＮまでの総和を求める演算子である。
【０１１９】
（Ｅ−３）実施形態の効果
以上のように、第５の実施形態においては、長応答エコーキャンセラ部のみでエコーキャンセラを構成したことにより、短応答エコーキャンセラを備える場合に比して、その装置規模及び消費電力を共に小さくすることができる。
【０１２０】
しかも、本実施形態においては、第１の実施形態と同様、個別に算出されるエコー消去量の平滑値からエコーパスが変動するタップ係数を過不足無く推定し、推定されたタップ係数についてはその係数の収束を早めるステップゲインを発生して各タップ毎の収束の早さを制御可能なようにしたことにより、短応答エコーの消去特性についても第１の実施形態と同様に優れた特性を示す、送話品質に優れたエコーキャンセラを実現できる。
【０１２１】
（Ｆ）第６の実施形態
（Ｆ−１）装置構成
図８に、第６の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の機能ブロック構成例を示す。この第６の実施形態は、第２の実施形態との関係において、第１の実施形態に対する第５の実施形態の関係と同様な関係を有するものである。このため、図８には、図４との対応部分に対応符号を付し、同一部分に同一符号を付して示している。
【０１２２】
図８に示すように、第６の実施形態に係るエコーキャンセラ装置と、第２の実施形態に係るエコーキャンセラ装置との違いは、その構成要素に、短応答エコーキャンセラ部（短応答係数レジスタ１１、乗算器群１０、加算器１３、係数更新部１７）、スイッチ群９、スイッチ制御部１５が設けられておらず、主要な構成要素は長応答エコーキャンセラ部である点である。
【０１２３】
そして、本実施形態に係るエコーキャンセラ装置は、第５の実施形態の場合と同様、係数更新部１６における係数の収束速度を個別に制御する手段として、個別ステップゲイン発生部５０が設けられている点で、第２の実施形態と相違するものである。
【０１２４】
換言すると、本実施形態に係るエコーキャンセラ装置は、第５の実施形態に係るエコーキャンセラ装置のうち、個別消去量計算部１４の部分を個別減衰量計算部２１に置き換えたものに相当する。
【０１２５】
このため、本実施形態に係るエコーキャンセラ装置のエコーキャンセル動作は、個別ステップゲイン発生部５０に与えられる情報が、エコー減衰量の平滑値Ｌ_ＡＣＯＭｊ（ｎ）であり、エコーパスの変動の検出にその値に応じた閾値ＴＨ２が用いられることを除いて同様な動作となる。従って、説明の重複を避けるため、その動作の説明は省略する。
【０１２６】
（Ｆ−２）実施形態の効果
以上のように、第６の実施形態の場合も、長応答エコーキャンセラ部のみでエコーキャンセラを構成したことにより、短応答エコーキャンセラを備える場合に比して、その装置規模及び消費電力を共に小さくすることができる。
【０１２７】
しかも、本実施形態においては、第２の実施形態と同様、個別に算出されるエコー減衰量の平滑値からエコーパスが変動するタップ係数を過不足無く推定し、推定されたタップ係数についてはその係数の収束を早めるステップゲインを発生して各タップ毎の収束の早さを制御可能なようにしたことにより、短応答エコーの消去特性についても第２の実施形態と同様に優れた特性を示す、送話品質に優れたエコーキャンセラを実現できる。
【０１２８】
（Ｇ）第７の実施形態
（Ｇ−１）装置構成
図９に、第７の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の機能ブロック構成例を示す。この第７の実施形態は、第３の実施形態との関係において、第１の実施形態に対する第５の実施形態の関係と同様な関係を有するものである。このため、図９においては、図５との対応部分に対応符号を付し、同一部分に同一符号を付して示している。
【０１２９】
なお、この構成は換言すると、第５の実施形態の構成に、消去量変動計算部３０を加えたものと言うことができる。すなわち、本実施形態に係るエコーキャンセラ装置は、消去量変動計算部３０において２種類の時定数についてエコー消去量の平滑値を計算し、その２種類の平滑値からエコーパスの変動部分を正確に推測できるようにした点で第５の実施形態と異なるものである。
【０１３０】
従って、個別ステップゲイン発生部５０におけるステップゲインの発生基準が、消去量変動計算部３０から与えられる２種類の平滑値の関係となる点を除き、第５の実施形態と同じ結果になる。
【０１３１】
（Ｇ−２）実施形態の効果
以上のように、第７の実施形態の場合にも、長応答エコーキャンセラ部のみでエコーキャンセラを構成したことにより、短応答エコーキャンセラを備える場合に比して、その装置規模及び消費電力を共に小さくすることができる。
【０１３２】
しかも、本実施形態においては、第３の実施形態と同様、個別に算出されるエコー消去量について２種類の平滑値を求め、その乖離度からエコーパスが変動するタップ係数を過不足無く正確に推定できるため、第５の実施形態に比して一段と音質と送話品質に優れたエコーキャンセラを実現できる。
【０１３３】
（Ｈ）第８の実施形態
（Ｈ−１）装置構成
図１０に、第８の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の機能ブロック構成例を示す。この第８の実施形態は、第４の実施形態との関係において、第１の実施形態に対する第５の実施形態の関係と同様な関係を有するものである。このため、図１０においては、図６との対応部分に対応符号を付し、同一部分に同一符号を付して示している。
【０１３４】
なお、この構成は換言すると、第６の実施形態の構成に、減衰量変動計算部４０を加えたものと言うことができる。すなわち、本実施形態に係るエコーキャンセラ装置は、減衰量変動計算部４０において２種類の時定数についてエコー減衰量の平滑値を計算し、その２種類の減衰値からエコーパスの変動部分を正確に推測できるようにした点で第６の実施形態と異なるものである。
【０１３５】
従って、個別ステップゲイン発生部５０におけるステップゲインの発生基準が、減衰量変動計算部４０から与えられる２種類の平滑値の関係となる点を除き、第６の実施形態と同じ結果になる。
【０１３６】
（Ｈ−２）実施形態の効果
以上のように、第８の実施形態の場合にも、長応答エコーキャンセラ部のみでエコーキャンセラを構成したことにより、短応答エコーキャンセラを備える場合に比して、その装置規模及び消費電力を共に小さくすることができる。
【０１３７】
しかも、本実施形態においては、第４の実施形態と同様、個別に算出されるエコー減衰量について２種類の平滑値を求め、その乖離度からエコーパスが変動するタップ係数を過不足無く正確に推定できるため、第６の実施形態に比して一段と音質と送話品質に優れたエコーキャンセラを実現できる。
【０１３８】
（Ｉ）第９の実施形態
（Ｉ−１）装置構成
図１１に、第９の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の機能ブロック構成例を示す。なお、図１１では、図１との対応部分に対応符号を付し、同一部分に同一符号を付して示している。図１１に示すように、第９の実施形態に係るエコーキャンセラ装置は、第１の実施形態に係るエコーキャンセラ装置に状態判定部９０が新たに追加されている点で相違する。その他の部分は第１の実施形態と同じであるため、以下説明を省略する。
【０１３９】
ここで、状態判定部９０は、相殺部１２から順次出力される差出力Ｐ-1（ｎ） 〜ＰN-1（ｎ） の制御を有効とするか否かによって（詳細は後述する。）、スイッチ制御部１５を機能させるか、また、係数更新部１６、１７による係数の更新を有効とするか判定し制御する手段である。
【０１４０】
因みに、状態判定部９０は、前述の減衰傾向が比較的顕著に確認された場合には、遠端話者のみが話しているいわゆる「シングルトーク状態」もしくは、エコーパス変動が起きている「シングルトーク状態」と判定して、スイッチ制御部１５及び係数更新部１６、１７の機能を有効とする機能を備える。
【０１４１】
これに対し、状態判定部９０は、前述の減衰傾向が余り生じていない確認した場合には、エコーとは異なる性質の信号がマイクロホン３に入力されていると判定し、誤ったエコー処理が行われないように、スイッチ制御部１５及び係数更新部１６、１７の機能を無効とする機能を備える。
【０１４２】
（Ｉ−２）エコーキャンセル動作
続いて、図１１を用いて、エコーキャンセル動作がどのように進行するかを具体的に説明する。なお、基本的な動作については第１の実施形態と同様であるため、以下では、本実施形態に特有の動作部分、すなわち、状態判定部９０の動作についてのみ説明する。
【０１４３】
状態判定部９０には、個別消去量計算部１４に入力されるのと同じ信号、すなわち、相殺部１２から出力されたＮ＋１個の差出力Ｐj（ｎ） （ｊ＝−１，０，１，…Ｎ）が入力される。状態判定部９０は、これら差出力Ｐj（ｎ） を入力すると、これら差出力に減衰傾向が現れているか否かを判定すべく、（16）式にて与えられる変数ΔＰj（ｎ） の計算を実行する。
【０１４４】
△Ｐj（ｎ）＝ｌＰj-1（ｎ）ｌ−ｌＰj（ｎ）ｌ                    …（16）
ここで、ｊ＝０，１，２，…Ｎとする。
【０１４５】
かかる式を用いたのは、一般に、エコーパスの絶対値は指数関数的に減少する特性があるためである。なお、エコーパスに変動が生じた場合でも、エコーパスの後方部分は単調な減衰特性をもったエコーパスになるため、エコーパスの後方部分では、次の（17）式が成立する傾向がある。
【０１４６】
ΔＰj（ｎ）＞０                                               …（17）
そこで、状態判定部９０は、入力された差出力Ｐj（ｎ） （ｊ＝０，１，…Ｎ）について上述の（17）式が成立する個数ＳＮＧＬを計数し、その値と予め定めた閾値ＴＨ_ＥＰ との比較を実行する。なお、本実施形態では、閾値ＴＨ_ＥＰ の値として、タップ数Ｎの３０％の数を採用する。勿論、発明を実施する上では、この値に限られるものではない。
【０１４７】
かかる条件において、状態判定部９０は、次の（18）式が成立すること（すなわち、減衰傾向の発生）を確認すると、その時点において通信端末が、遠端話者だけが話しているいわゆる「シングルトーク状態」又はエコーパス変動が起きている「シングルトーク状態」にあるものと判定する。
【０１４８】
ＳＮＧＬ＞ＴＨ_ＥＰ                                          …（18）
この場合、状態判定部９０は、スイッチ制御部１５と係数更新部１６及び１７にその機能を有効にする指示を発し、第１の実施形態で説明した動作、すなわち、スイッチ制御部１５によるスイッチ群９のスイッチング動作と、係数更新部１６及び１７による長応答係数レジスタ６及び短応答係数レジスタ１１の更新動作を共に実行可能な状態にする。つまり、この動作は、第１の実施形態の動作そのものに当る。
【０１４９】
一方、状態判定部９０は、次の（19）式が成立すること（すなわち、減衰傾向がないこと）を確認すると、その時点において通信端末が、エコーとは異なる性質の信号を入力中（すなわち、近端話者の音声入力中）と判定する。
【０１５０】
ＳＮＧＬ≦ＴＨ_ＥＰ                                          …（19）
この場合、状態判定部９０は、スイッチ制御部１５と係数更新部１６及び１７にその機能を無効にする指示を発し、第１の実施形態で説明した動作が実行されないように制御する。勿論、この場合、スイッチ群９のスイッチは、スイッチ制御部１５によって全て開放状態にされる。
【０１５１】
（Ｉ−３）実施形態の効果
以上のように、第９の実施形態においては、状態判定部９０を新たに設けることにより、相殺部１２から出力される各加算器の出力に減衰傾向が現れているか否かを判定可能とし、減衰傾向があると判定した場合には係数レジスタの係数を更新し、減衰傾向が無いと判定した場合には係数レジスタの係数更新を中止するようにしたので、エコーパスの変動によって発生するタップ系変動と、近端話者の音声信号が入力されたこと（すなわち、ダブルトーク）によって発生するタップ系変動とを確実に区別して係数の更新を行うようにしたため、ダブルトークによる係数の誤更新を防止し、エコー除去能力に優れると共に、送話品質の良いエコーキャンセラを提供できる。
【０１５２】
なお、本実施形態の手法を、前述の第２〜第８の実施形態に係るエコーキャンセラ装置に付加的に実施できることは勿論である。
【０１５３】
（Ｊ）第１０の実施形態
（Ｊ−１）装置構成
図１２に、第１０の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の機能ブロック構成例を示す。なお、図１２では、図１との対応部分に対応符号を付し、同一部分に同一符号を付して示している。図１２に示すように、第１０の実施形態に係るエコーキャンセラ装置は、第１の実施形態に係るエコーキャンセラ装置に状態判定部９０が新たに追加されている点で相違する。その他の部分は第１の実施形態と同じであるため、以下説明を省略する。
【０１５４】
図に示すように、本実施形態に係るエコーキャンセラ装置も、状態判定部９０を新たな構成要素とする点において、前述の第９の実施形態に係るエコーキャンセラ装置と同じである。違いは、本実施形態における状態判定部９０の場合、個別消去量計算部１４から与えられる信号に基づいて減衰傾向の判定を行う点である。つまり、本実施形態に係るエコーキャンセラ装置は、個別のエコー消去量ＡＣＡＮＣj（ｎ） に基づいて減衰傾向の有無を判定する点に特徴を有している。
【０１５５】
（Ｊ−２）エコーキャンセル動作
続いて、図１２を用いて、エコーキャンセル動作がどのように進行するかを具体的に説明する。なお、基本的な動作については第９の実施形態と同様であるため、以下では、本実施形態に特有の動作部分、すなわち、状態判定部９０の動作についてのみ説明する。
【０１５６】
前述の通り、本実施形態における状態判定部９０は、個別消去量計算部１４から（３）式又は（３）'式で与えられる個別エコー消去量ＡＣＡＮＣj（ｎ） を入力すると、これら消去量に減衰傾向が現れているか否かを判定すべく、（20）式にて与えられる変数ΔＡＣＡＮＣj（ｎ） の計算を実行する。
【０１５７】
ΔＡＣＡＮＣj(ｎ)＝ｌＡＣＡＮＣj-1(ｎ)ｌ−ｌＡＣＡＮＣj(ｎ)ｌ  …（20）
ここで、ｊ＝０，１，２，…Ｎとする。
【０１５８】
かかる式を用いる理由は、一般に、エコーパスは指数関数的に減少する特性があり、それに伴ってエコー消去量も順次減衰傾向をもつからである。なお、エコーパスに変動が生じた場合でも、エコーパスの後方部分は単調な減衰特性をもったエコーパスになるため、エコーパスの後方部分では、次の（21）式が成立する傾向がある。
【０１５９】
ΔＡＣＡＮＣj（ｎ）＞０                                      …（21）
そこで、状態判定部９０は、入力されたエコー消去量ＡＣＡＮＣj（ｎ） （ｊ＝０，１，…Ｎ）について上述の（21）式が成立する個数ＳＮＧＬを計数し、その値と予め定めた閾値ＴＨ_ＥＰ との比較を実行する。なお、本実施形態の場合も、閾値ＴＨ_ＥＰ の値として、タップ数Ｎの３０％の数を採用する。勿論、発明を実施する上では、この値に限られるものではない。
【０１６０】
かかる条件において、状態判定部９０は、前述した（18）式が成立すること（すなわち、減衰傾向の発生）を確認すると、その時点において通信端末が、遠端話者だけが話しているいわゆる「シングルトーク状態」又はエコーパス変動が起きている「シングルトーク状態」にあるものと判定する。
【０１６１】
この場合、状態判定部９０は、スイッチ制御部１５と係数更新部１６及び１７にその機能を有効にする指示を発し、第１の実施形態で説明した動作、すなわち、スイッチ制御部１５によるスイッチ群９のスイッチング動作と、係数更新部１６及び１７による長応答係数レジスタ６及び短応答係数レジスタ１１の更新動作を共に実行可能な状態にする。つまり、この動作は、第１の実施形態の動作そのものに当る。
【０１６２】
一方、状態判定部９０は、前述の（19）式が成立すること（すなわち、減衰傾向がないこと）を確認すると、その時点において通信端末が、エコーとは異なる性質の信号を入力中（すなわち、近端話者の音声入力中）と判定する。
【０１６３】
この場合、状態判定部９０は、スイッチ制御部１５と係数更新部１６及び１７にその機能を無効にする指示を発し、第１の実施形態で説明した動作が実行されないように制御する。勿論、この場合、スイッチ群９のスイッチは、スイッチ制御部１５によって全て開放状態にされる。
【０１６４】
（Ｊ−３）実施形態の効果
以上のように、第１０の実施形態においては、状態判定部９０を新たに設けることにより、個別消去量計算部１４において算出されるエコー消去量に減衰傾向が現れているか否かを判定可能とし、減衰傾向があると判定した場合には係数レジスタの係数を更新し、減衰傾向が無いと判定した場合には係数レジスタの係数更新を中止するようにしたので、エコーパスの変動によって発生するタップ系変動と、近端話者の音声信号が入力されたこと（すなわち、ダブルトーク）によって発生するタップ系変動とを確実に区別して係数の更新を行うようにしたため、ダブルトークによる係数の誤更新を防止し、エコー除去能力に優れると共に、送話品質の良いエコーキャンセラを提供できる。
【０１６５】
なお、本実施形態の手法を、前述の第３、第５、第７の実施形態に係るエコーキャンセラ装置に付加的に実施することは勿論可能である。
【０１６６】
（Ｋ）第１１の実施形態
（Ｋ−１）装置構成
図１３に、第１１の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の機能ブロック構成例を示す。なお、図１３では、図４との対応部分に対応符号を付し、同一部分に同一符号を付して示している。図１３に示すように、第１１の実施形態に係るエコーキャンセラ装置は、第２の実施形態に係るエコーキャンセラ装置に状態判定部９０が新たに追加されている点で相違する。その他の部分は第２の実施形態と同じであるため、以下説明を省略する。
【０１６７】
図に示すように、本実施形態に係るエコーキャンセラ装置も、状態判定部９０を新たな構成要素とする点において、前述の第９の実施形態に係るエコーキャンセラ装置と同じである。違いは、本実施形態における状態判定部９０の場合、個別減衰量計算部２１から与えられる信号に基づいて減衰傾向の判定を行う点である。つまり、本実施形態に係るエコーキャンセラ装置は、個別減衰量ＡＣＯＭj（ｎ） に基づいて減衰傾向の有無を判定する点に特徴を有するものである。
【０１６８】
（Ｋ−２）エコーキャンセル動作
続いて、図１３を用いて、エコーキャンセル動作がどのように進行するかを具体的に説明する。なお、基本的な動作については第９の実施形態と同様であるため、以下では、本実施形態に特有の動作部分、すなわち、状態判定部９０の動作についてのみ説明する。
【０１６９】
前述の通り、本実施形態における状態判定部９０は、個別減衰量計算部２１から（９）式又は（９）'式で与えられる個別エコー減衰量ＡＣＯＭj（ｎ） を入力すると、これら消去量に減衰傾向が現れているか否かを判定すべく、（22）式にて与えられる変数ΔＡＣＯＭj（ｎ） の計算を実行する。
【０１７０】
ΔＡＣＯＭj(ｎ)＝ｌＡＣＯＭj-1(ｎ)ｌ−ｌＡＣＯＭj(ｎ)ｌ        …（22）
ここで、ｊ＝０，１，２…Ｎとする。
【０１７１】
かかる式を用いる理由は、一般に、エコーパスは指数関数的に減少する特性があり、それに伴ってエコー減衰量も順次減衰傾向をもつからである。なお、エコーパスに変動が生じた場合でも、エコーパスの後方部分は単調な減衰特性をもったエコーパスになるため、エコーパスの後方部分では、次の（23）式が成立する傾向がある。
【０１７２】
ΔＡＣＯＭj（ｎ）＞０                                        …（23）
そこで、状態判定部９０は、入力されたエコー減衰量ＡＣＯＭj（ｎ） （ｊ＝０，１，…Ｎ）について上述の（23）式が成立する個数ＳＮＧＬを計数し、その値と予め定めた閾値ＴＨ_ＥＰ との比較を実行する。なお、本実施形態の場合も、閾値ＴＨ_ＥＰ の値として、タップ数Ｎの３０％の数を採用する。勿論、発明を実施する上では、この値に限られるものではない。
【０１７３】
かかる条件において、状態判定部９０は、前述した（18）式が成立すること（すなわち、減衰傾向の発生）を確認すると、その時点において通信端末が、遠端話者だけが話しているいわゆる「シングルトーク状態」又はエコーパス変動が起きている「シングルトーク状態」にあるものと判定する。
【０１７４】
この場合、状態判定部９０は、スイッチ制御部１５と係数更新部１６及び１７にその機能を有効にする指示を発し、第２の実施形態で説明した動作、すなわち、スイッチ制御部１５によるスイッチ群９のスイッチング動作と、係数更新部１６及び１７による長応答係数レジスタ６及び短応答係数レジスタ１１の更新動作を共に実行可能な状態にする。つまり、この動作は、第２の実施形態の動作そのものに当る。
【０１７５】
一方、状態判定部９０は、前述の（19）式が成立すること（すなわち、減衰傾向がないこと）を確認すると、その時点において通信端末が、エコーとは異なる性質の信号を入力中（すなわち、近端話者の音声入力中）と判定する。
【０１７６】
この場合、状態判定部９０は、スイッチ制御部１５と係数更新部１６及び１７にその機能を無効にする指示を発し、第２の実施形態で説明した動作が実行されないように制御する。勿論、この場合、スイッチ群９のスイッチは、スイッチ制御部１５によって全て開放状態にされる。
【０１７７】
（Ｋ−３）実施形態の効果
以上のように、第１１の実施形態においては、状態判定部９０を新たに設けることにより、個別減衰量計算部２１において算出されるエコー減衰量に減衰傾向が現れているか否かを判定可能とし、減衰傾向があると判定した場合には係数レジスタの係数を更新し、減衰傾向が無いと判定した場合には係数レジスタの係数更新を中止するようにしたので、エコーパスの変動によって発生するタップ系変動と、近端話者の音声信号が入力されたこと（すなわち、ダブルトーク）によって発生するタップ系変動とを確実に区別して係数の更新を行うようにしたため、ダブルトークによる係数の誤更新を防止し、エコー除去能力に優れると共に、送話品質の良いエコーキャンセラを提供できる。
【０１７８】
なお、本実施形態の手法を、前述の第４、第６、第８の実施形態に係るエコーキャンセラ装置に付加的に実施することは勿論可能である。
【０１７９】
（Ｌ）第１２の実施形態
（Ｌ−１）装置構成
図１４に、第１２の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の機能ブロック構成例を示す。なお、図１４では、図１１との対応部分に対応符号を付し、同一部分に同一符号を付して示している。図１４に示すように、第１２の実施形態に係るエコーキャンセラ装置は、第９の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の状態判定部９０をエコー判定部１２０に置き換えた点でのみ相違し、その他の部分は第９の実施形態と同じである。以下、共通部についての説明は省略する。
【０１８０】
なお、エコー判定部１２０は、前述の第９の実施形態で使用した減衰傾向の判定式（すなわち、（17）式）を満たすサンプリング時刻の連続数が所定の閾値を越えるか否かで減衰傾向の有無を判定することで、判定精度の向上を図るものである。
【０１８１】
（Ｌ−２）エコーキャンセル動作
続いて、図１４を用いて、エコーキャンセル動作がどのように進行するかを具体的に説明する。なお、基本的な動作については第９の実施形態と同様であるため、以下では、本実施形態に特有の動作部分、すなわち、エコー判定部１２０の動作についてのみ説明する。
【０１８２】
まず、エコー判定部１２０を適用する理由を説明する。前述の第９の実施形態においては、エコーパスは順次減衰傾向を持つことを述べ、相殺器１２内の加算器の演算の結果、各加算器の加算後の信号が減衰している「個数」を検出することで、エコーパスによる変化とダブルトークによる変化の区別が可能なことを説明した。
【０１８３】
しかし、「個数」だけを監視した場合、極まれにダブルトーク状態でも、偶然、減衰を示す個数がエコーパス変動と同条件程度まで多くなってしまうことがある。本実施形態ではそのような状態であってもより確実にエコーパス変動とダブルトーク状態の判別を可能とし、適切な係数レジスタの更新を行えるようにしたものである。
【０１８４】
本実施形態に係るエコー判定部１２０の場合も、まず最初に（16）式で与えられる変数ΔＰj（ｎ） を計算する点は、前述の状態判定部９０と同様である。ただし、このエコー判定部１２０においては、（17）式が成立した場合に、保持しておいた１サンプリング時刻前の変数ΔＰj-1（ｎ） の大きさを調べ、連続して（17）式が成立する場合は、連続性確認カウンタのカウント値ＣＯＮＴＰに"１"を加えるような動作を実行する。なお、連続して（17）式が成立しなかったときは、その時点で連続性確認カウンタのカウント値ＣＯＮＴＰを"０"にし、その後同様の加算動作を再開する。ここで、"０"は初期値である。
【０１８５】
かかる動作によりカウント値を得ると、エコー判定部１２０は、予め定めた閾値ＴＨ_ＥＰ_ＣＯＮＴとカウント値ＣＯＮＴＰとを比較し、次の（24）式が成り立つ場合には、減衰状態の連続を確認した信号としてＥＰ_ＣＯＮＴ ＝１を設定する。
【０１８６】
ＴＨ_ＥＰ_ＣＯＮＴ≦ＣＯＮＴＰ                                …（24）
なお、本実施形態では、閾値ＴＨ_ＥＰ_ＣＯＮＴの値として、長応答タップ数の２０％の値を採用する。勿論、発明を実施する上では、この値に限られるものではない。
【０１８７】
これに対し、予め定めた閾値ＴＨ_ＥＰ_ＣＯＮＴとカウント値ＣＯＮＴＰとの比較の結果、次の（25）式が成り立つ場合には、エコー判定部１２０は、減衰状態の連続が確認されなかった信号としてＥＰ_ＣＯＮＴ ＝０を設定する。
【０１８８】
ＴＨ_ＥＰ_ＣＯＮＴ＞ＣＯＮＴＰ                                …（25）
かかる動作を採用したのは、エコーパスの振幅絶対値特性が指数関数的な特性を示すためである。すなわち、本実施形態におけるエコー判定部１２０は、単に変数ΔＰj（ｎ）＞０ なる個数が（18）式を満足する（すなわち、個数が大きい）だけでなく、（17）式の条件が連続して発生していることを合わせて確認することで、第９の実施形態よりも更に確実にエコーパスの変化とダブルトーク状態の区別を可能とするのである。
【０１８９】
すなわち、本実施形態におけるエコー判定部１２０においては、たとえ（18）式の条件が満足されるにしても、更に（24）式を満足しない限り、計数レジスタの係数更新を行わないようにスイッチ制御部１５及び係数更新部１６、１７を制御する。
【０１９０】
（Ｌ−３）実施形態の効果
以上のように、第１２の実施形態においては、各加算器の加算後の信号に現れる減衰特性の連続数を計数し、その連続数が予め定めた閾値を越えた場合のみ係数レジスタの更新を実行するようにしたことにより、エコーパスの変動によって発生するタップ系の変動とダブルトークによって発生するタップ系の変動を第９の実施形態の場合よりも更に確実に区別して判定することができる。かかる手法によって係数の更新を行うようにしたため、ダブルトークによる係数の誤更新を防止し、エコー除去能力に優れた送話品質の良いエコーキャンセラ装置を実現できる。
【０１９１】
また、同様の手法を第１〜第８の実施形態に適用できることは勿論である。また、（24）式及び（25）式を単独で用いてエコーパスの判定に用いても良い。
【０１９２】
さらに、本実施形態においては、相殺部１２の出力をエコー判定部１２０の入力として使用したが、個別消去量計算部１４の出力を用いるようにしても良い。さらに言えば、第１１の実施形態での状態判定部９０に代えて本実施形態のエコー判定部１２０を用いても良いのは勿論である。
【０１９３】
（Ｍ）第１３の実施形態
（Ｍ−１）装置構成
図１５に、第１３の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の機能ブロック構成例を示す。なお、図１５では、図１４との対応部分に対応符号を付し、同一部分に同一符号を付して示している。第１３の実施形態に係るエコーキャンセラ装置は、第１２の実施形態に係るエコーキャンセラ装置におけるエコー判定部１２０が長応答エコー判定部１３０に置き換えられている点で相違する。その他の部分は第１２の実施形態と同じであるため、以下説明を省略する。
【０１９４】
（Ｍ−２）エコーキャンセル動作
続いて、図１５を用いて、エコーキャンセル動作がどのように進行するかを具体的に説明する。なお、基本的な動作については第１２の実施形態と同様であるため、以下では、本実施形態に特有の動作部分、すなわち、長応答エコー判定部１３０の動作についてのみ説明する。
【０１９５】
エコーパスの変化が起きるのは、室内に人間がいたとき、人間の姿勢が変化したときや動作が行われたときなどであり、この時、部屋自体の長応答エコーパスに比較して、インパルス応答の短応答部分、すなわち短応答エコーパスに変化が起きることは周知の通りである。
【０１９６】
本実施形態においては、比較的変化の少ない長応答エコーパスの後方部分に関するエコー処理信号でエコー変化とダブルトークを区別することにする。因みに、第１２の実施形態は、タップ位置に関わらず、（24）式や（25）式を計算することでダブルトークとエコーパス変化を区別するものであった。
【０１９７】
本実施形態では、長応答エコーパスの後方部分は人間の姿勢変化等に影響を受けにくいことに着目し、長応答係数レジスタ６によるエコー除去処理結果、すなわち、相殺部１２の比較的後方に配置された加算器の出力に関してのみ（24）式及び（25）式の連続性を確認する。例えば、相殺部１２の差出力のうちＰＮ 〜ＰＮ-20の２１個についてのみ、連続性の確認を行うようにする。勿論、この値は一例であり、エコーパスの後方部分に対応する差出力の個数はかかる値に限定するものでない。
【０１９８】
また、本実施形態では、相殺部１２からの差出力を長応答エコー判定部１３０の入力として使用したが、個別消去量計算部１４の出力を用いるようにしても良い。さらに言えば、第１１の実施形態での状態判定部９０の変わりに本実施形態のエコー判定部１３０を用いても良いのは勿論である。
【０１９９】
（Ｍ−３）実施形態の効果
以上のように、第１３の実施形態においては、エコーパスの後方部分について行われるエコー除去処理のみに限定して減衰傾向の連続性を確認するようにしたことにより、第１２の実施形態の場合に比してその装置規模、ソフトウエア規模の小さい装置を実現することができる。
【０２００】
（Ｎ）第１４の実施形態
（Ｎ−１）装置構成
図１６に、第１４の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の機能ブロック構成例を示す。なお、図１６においては、図１５との対応部分に対応符号を付し、同一部分に同一符号を付して示している。図１６に示すように、第１４の実施形態に係るエコーキャンセラ装置は、第１３の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の長応答エコー判定部１３０をブロックエコー判定部１４０に置き換えた点でのみ相違し、その他の部分は第１３の実施形態と同じである。以下、共通部についての説明は省略する。
【０２０１】
（Ｎ−２）エコーキャンセル動作
続いて、図１６を用いて、エコーキャンセル動作がどのように進行するかを具体的に説明する。なお、基本的な動作については第１３の実施形態と同様であるため、以下では、本実施形態に特有の動作部分、すなわち、ブロックエコー判定部１４０の動作についてのみ説明する。
【０２０２】
前述の通り、エコーパスの振幅絶対値特性は指数関数的に減衰する特性があるが、しばしば細かな振動を伴いながら大局的には指数関数的に減衰していく特性を示す。このような場合、包絡線的には指数関数減少を観察できるが、インパルス応答の絶対値を毎サンプリング時刻ごとに監視すると、減少が連続していないという状態が発生する。
【０２０３】
このため、インパルス応答を推定した係数レジスタにも上記インパルス応答の推定値が格納されるため、それらを用いた処理信号にもインパルス応答の特性がそのまま反映されることになる。
【０２０４】
具体的には、相殺部１２の加算器出力のパワー、加算器前後のパワー差分、各加算器毎のエコー消去量（エコー減衰量）も振動しながら大局的には減衰していくという特性を示すのである。
【０２０５】
このとき、単に加算器毎の減衰連続性を計算すると、振動動作のために連続性を表す指標値は小さな値を示し、結果として係数の適応を阻害することがある。これを防止するため、相殺器１２の加算器を適当ないくつかのブロックにまとめ（本実施形態では１ブロック２０個）、各ブロック毎に（17）式が成立する個数ＳＮＧＬを計数し、そのブロックの代表値ＳＮＧＬ_ＢＬJとする。ここで、Ｊはブロック番号である。
【０２０６】
ブロックエコー判定部１４０は、各ブロックの代表値ＳＮＧＬ_ＢＬJで、次式を計算する。
【０２０７】
ΔＳＮＧＬ_ＢＬJ＝ＳＮＧＬ_ＢＬJ-1−ＳＮＧＬ_ＢＬJ             …（26）
ここで、ブロックエコー判定部１４０は、ΔＳＮＧＬ_ＢＬJ＞０であれば、エコーパスは減少傾向ありとして連続減少カウンタのカウント値ＣＯＮＴＰに"１"を加える。これに対し、連続していなかったとき、ブロックエコー判定部１４０は、連続減少カウンタのカウント値ＣＯＮＴＰを"０"にする。ここで、"０"は初期値である。
【０２０８】
その上で、ブロックエコー判定部１４０は、予め定めた閾値ＴＨ_ＥＰ_ＣＯＮＴとカウント値ＣＯＮＴＰとを比較し、（24）式が成り立つ場合には、連続を確認した信号としてＥＰ_ＣＯＮＴ＝１ を設定する。
【０２０９】
これに対し、ブロックエコー判定部１４０は、予め定めた閾値ＴＨ_ＥＰ_ＣＯＮＴとカウント値ＣＯＮＴＰとを比較し、（25）式が成り立つ場合には、連続を確認できなかった信号としてＥＰ_ＣＯＮＴ＝０ を設定する。
【０２１０】
この動作は、処理単位がブロックの代表値であることを除いて、第１２の実施形態の場合と同じである。すなわち、各加算器の出力を用いるのではなく、いくつかの加算器の出力をまとめたブロックの減衰傾向を監視することで、振動動作の影響を軽減するのである。
【０２１１】
また、本実施形態においては、相殺部１２の差出力をブロックエコー判定部１４０の入力として使用したが、個別消去量計算部１４の出力を用いるようにしても良い。さらに言えば、第１１の実施形態での状態判定部９０の代わりに本実施形態のブロックエコー判定部１４０を用いても良いのは勿論である。
【０２１２】
（Ｎ−３）実施形態の効果
以上のように、第１４の実施形態においては、相殺部１２の差出力を幾つかのブロックにまとめ、各ブロック毎に順次減衰傾向を監視するようにしたので、第１２の実施形態の効果に加え、エコーパスが振動しながら大局的に減衰する傾向を示すような場合であっても、エコーパスの変動によって発生するタップ系変動と、ダブルトークとを確実に区別して係数の更新を行うことができ、ダブルトーク信号による係数の誤更新を防止することができる。これにより、エコー除去能力に優れた送話品質の良いエコーキャンセラ装置を実現できる。
【０２１３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、長応答エコーキャンセラ部によってエコーが十分に相殺されたと判定されたタップ位置に関しては、重ねて短応答エコーキャンセラ部による相殺動作が行われないようにできるため、従来装置のように過剰な相殺動作を原因とする音質の劣化を招くことがなく、遠端話者に不快なエコー音を聞かせるおそれのない、長応答エコーキャンセラ部及び短応答エコーキャンセラ部を有するエコーキャンセラ装置を実現できる。
【０２１４】
また、他の本発明によれば、上述の本発明とは異なり、短応答エコーキャンセラ部を必要としないため、音質の向上を図りつつ装置の小型化を同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エコーキャンセラ装置を搭載する通信装置の送受話系回路部分を示す機能ブロック図である。
【図２】従来装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】エコーキャンセラ装置の第１の実施形態例を示す図である。
【図４】エコーキャンセラ装置の第２の実施形態例を示す図である。
【図５】エコーキャンセラ装置の第３の実施形態例を示す図である。
【図６】エコーキャンセラ装置の第４の実施形態例を示す図である。
【図７】エコーキャンセラ装置の第５の実施形態例を示す図である。
【図８】エコーキャンセラ装置の第６の実施形態例を示す図である。
【図９】エコーキャンセラ装置の第７の実施形態例を示す図である。
【図１０】エコーキャンセラ装置の第８の実施形態例を示す図である。
【図１１】エコーキャンセラ装置の第９の実施形態例を示す図である。
【図１２】エコーキャンセラ装置の第１０の実施形態例を示す図である。
【図１３】エコーキャンセラ装置の第１１の実施形態例を示す図である。
【図１４】エコーキャンセラ装置の第１２の実施形態例を示す図である。
【図１５】エコーキャンセラ装置の第１３の実施形態例を示す図である。
【図１６】エコーキャンセラ装置の第１４の実施形態例を示す図である。
【符号の説明】
５…エコーキャンセラ、６…長応答係数レジスタ、７、１０…乗算器群、８…遅延レジスタ、９…スイッチ群、１１…短応答係数レジスタ、１２…相殺部、１３…加算器、１４…個別消去量計算部、１５…スイッチ制御部、１６…係数更新部、１７…係数更新部、２０…パワー計算部、２１…個別減衰量計算部、３０…消去量変動計算部、４０…減衰量変動計算部、５０…個別ステップゲイン発生部、９０…状態判定部、１２０…エコー判定部、１３０…長応答エコー判定部、１４０…ブロックエコー判定部。
【図１】
0003611493.tif 000002
【図２】
0003611493.tif 000003
【図３】
0003611493.tif 000004
【図４】
0003611493.tif 000005
【図５】
0003611493.tif 000006
【図６】
0003611493.tif 000007
【図７】
0003611493.tif 000008
【図８】
0003611493.tif 000009
【図９】
0003611493.tif 000010
【図１０】
0003611493.tif 000011
【図１１】
0003611493.tif 000012
【図１２】
0003611493.tif 000013
【図１３】
0003611493.tif 000014
【図１４】
0003611493.tif 000015
【図１５】
0003611493.tif 000016
【図１６】
0003611493.tif 000017