(57)【要約】【課題】演算量を低減することによりハードウェアの規模を縮小し、瞬時にエコー抑圧を行うことで計算量が膨大であること、残響特性の変化に追従できないことに起因するエコー消去装置の性能劣化を改善する。【解決手段】本発明では、再生信号の総和の周波数成分と、収音信号の周波数成分を分析し、各周波数成分をグループ化し、当該グループごとに振幅比からエコーの振幅スペクトルを推定し、収音信号の周波数成分と推定されたエコー振幅スペクトルの周波数成分ごとの振幅比からエコー消去信号の周波数成分を計算し、エコー消去信号の周波数成分を時間領域に変換して出力する。【選択図】図２
2006246397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された複数チャンネルの再生信号を加算し、加算再生信号を出力する総和部と、
上記加算再生信号を周波数領域に変換し、周波数成分の分析を行い、加算再生信号振幅スペクトルを出力する第１の周波数分析部と、
入力された収音信号を周波数領域に変換し、周波数成分の分析を行い、収音信号周波数成分を出力する第２の周波数分析部と、
上記加算再生信号振幅スペクトルと上記収音信号周波数成分を１成分以上から構成されるグループに分け、当該グループごとに振幅比から推定したエコーの振幅スペクトルである推定エコー振幅スペクトルを出力するエコー振幅スペクトル計算部と、
上記収音信号周波数成分と上記推定エコー振幅スペクトルの周波数成分ごとの振幅比からエコー消去信号周波数成分を出力する目的成分選択計算部と、
上記エコー消去信号周波数成分を時間領域に変換し、出力信号を出力する周波数合成部と、
を備えるエコー消去装置。
【請求項２】
入力される複数チャンネルの再生信号を、チャンネルごとに周波数領域に変換し、周波数成分の分析を行い、再生信号振幅スペクトルを出力する第１の周波数分析部と、
複数チャンネルの上記再生信号振幅スペクトルを加算し、加算再生信号振幅スペクトルを出力する総和部と、
入力された収音信号を周波数領域に変換し、周波数成分の分析を行い、収音信号周波数成分を出力する第２の周波数分析部と、
上記加算再生信号振幅スペクトルと上記収音信号周波数成分を１成分以上から構成されるグループに分け、当該グループごとに振幅比から推定したエコーの振幅スペクトルである推定エコー振幅スペクトルを出力するエコー振幅スペクトル計算部と、
上記収音信号周波数成分と上記推定エコー振幅スペクトルの周波数成分ごとの振幅比からエコー消去信号周波数成分を出力する目的成分選択計算部と、
上記エコー消去信号周波数成分を時間領域に変換し、出力信号を出力する周波数合成部と、
を備えるエコー消去装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のエコー消去装置であって、
再生信号のシングルトークか否かの状態を示す信号も入力でき、再生信号のシングルトーク状態の場合に、エコー消去信号周波数成分を０として出力する上記目的成分選択計算部
を備えるエコー消去装置。
【請求項４】
請求項１または２記載のエコー消去装置であって、
上記収音信号周波数成分と上記推定エコー振幅スペクトルの周波数成分ごとの振幅比から再生信号のシングルトークか否かの状態を判断する手段を有し、再生信号のシングルトーク状態の場合に、エコー消去信号周波数成分を０として出力する上記目的成分選択計算部
を備えるエコー消去装置。
【請求項５】
請求項３または４記載のエコー消去装置であって、
再生信号のシングルトーク状態の場合であって、上記収音信号周波数成分と上記推定エコー振幅スペクトルの振幅比があらかじめ定めた値未満の時に、上記エコー振幅スペクトル計算部でのエコーの振幅スペクトルの推定に使用する補正量を増加させて記録する上記目的成分選択計算部、
を備えるエコー消去装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のエコー消去装置であって、
エコー消去信号周波数成分にあらかじめ定めた第１の係数を乗ずる第１の積算部と、
収音信号周波数成分にあらかじめ定めた第２の係数を乗ずる第２の積算部と、
上記第１の積算部の出力と、上記第２の積算部の出力とを加算する加算部も備え、
上記加算部からの出力を時間領域に変換し、出力信号を出力する周波数合成部
を備えるエコー消去装置。
【請求項７】
総和部で、入力された複数チャンネルの再生信号を加算し、加算再生信号を出力し、
第１の周波数分析部で、上記加算再生信号を周波数領域に変換し、周波数成分の分析を行い、加算再生信号振幅スペクトルを出力し、
第２の周波数分析部で、入力された収音信号を周波数領域に変換し、周波数成分の分析を行い、収音信号周波数成分を出力し、
エコー振幅スペクトル計算部で、上記加算再生信号振幅スペクトルと上記収音信号周波数成分を１成分以上から構成されるグループに分け、当該グループごとに振幅比から推定したエコーの振幅スペクトルである推定エコー振幅スペクトルを出力し、
目的成分選択計算部で、上記収音信号周波数成分と上記推定エコー振幅スペクトルの周波数成分ごとの振幅比からエコー消去信号周波数成分を出力し、
周波数合成部で、上記エコー消去信号周波数成分を時間領域に変換し、出力信号を出力する、
ことを特徴とするエコー消去方法。
【請求項８】
第１の周波数分析部で、入力される複数チャンネルの再生信号を、チャンネルごとに周波数領域に変換し、周波数成分の分析を行い、再生信号振幅スペクトルを出力し、
総和部で、複数チャンネルの上記再生信号振幅スペクトルを加算し、加算再生信号振幅スペクトルを出力し、
第２の周波数分析部で、入力された収音信号を周波数領域に変換し、周波数成分の分析を行い、収音信号周波数成分を出力し、
エコー振幅スペクトル計算部で、上記加算再生信号振幅スペクトルと上記収音信号周波数成分を１成分以上から構成されるグループに分け、当該グループごとに振幅比から推定したエコーの振幅スペクトルである推定エコー振幅スペクトルを出力し、
目的成分選択計算部で、上記収音信号周波数成分と上記推定エコー振幅スペクトルの周波数成分ごとの振幅比からエコー消去信号周波数成分を出力し、
周波数合成部で、上記エコー消去信号周波数成分を時間領域に変換し、出力信号を出力する、
ことを特徴とするエコー消去方法。
【請求項９】
請求項７または８記載のエコー消去方法であって、
上記目的成分選択計算部で、再生信号のシングルトークか否かの状態を示す信号を受信し、再生信号のシングルトーク状態の場合に、エコー消去信号周波数成分を０として出力する
ことを特徴とするエコー消去方法。
【請求項１０】
請求項７または８記載のエコー消去方法であって、
上記目的成分選択計算部で、上記収音信号周波数成分と上記推定エコー振幅スペクトルの周波数成分ごとの振幅比から再生信号のシングルトークか否かの状態を判断し、再生信号のシングルトーク状態の場合に、エコー消去信号周波数成分を０として出力する
ことを特徴とするエコー消去方法。
【請求項１１】
請求項９または１０記載のエコー消去方法であって、
上記目的成分選択計算部で、再生信号のシングルトーク状態の場合であって、上記収音信号周波数成分と上記推定エコー振幅スペクトルの振幅比があらかじめ定めた値未満の時に、上記エコー振幅スペクトル計算部でのエコーの振幅スペクトルの推定に使用する補正量を増加させて記録する
ことを特徴とするエコー消去方法。
【請求項１２】
請求項７から１１のいずれかに記載のエコー消去方法であって、
第１の積算部で、エコー消去信号周波数成分にあらかじめ定めた第１の係数を乗じ、
第２の積算部で、収音信号周波数成分にあらかじめ定めた第２の係数を乗じ、
加算部で、上記第１の積算部の出力と、上記第２の積算部の出力とを加算し、
周波数合成部では、上記加算部からの出力を時間領域に変換し、出力信号を出力する
ことを特徴とするエコー消去方法。
【請求項１３】
請求項１から６のいずれかに記載のエコー消去装置をコンピュータにより実現するエコー消去プログラム。
【請求項１４】
請求項１３記載のエコー消去プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば多チャネル音響再生系を有する通信会議システムに適用され、ハウリングの原因及び聴覚上の障害となる音響エコーを消去するエコー消去装置、エコー消去方法、エコー消去プログラムおよびその記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図1に示すように、Ｎ(≧２の整数)チャンネルの再生信号ｘ１（ｋ）〜ｘＮ（ｋ）がスピーカ１１〜１Ｎからマイクロホン２へ回り込むエコーを消去した出力信号ｅ（ｋ）を生成する従来の多チャンネルエコー消去装置は、非特許文献１に記載する手法を用いて、スピーカ１１〜１Ｎとマイクロホン２間のエコー経路のインパルス応答を要素として持つ長さ（即ちタップ数）Ｌのベクトルｈ１〜ｈＮの疑似特性ｈ＾１（ｋ）〜ｈ＾Ｎ（ｋ）を保持する疑似エコー経路を適応フィルタ３１〜３Ｎで実現している。ここで、ｋは、所定間隔の離散的な時刻を指す数（サンプル点の番号）である。サンプリングとは、アナログの音声信号をディジタル信号に変換するために変数のある区間の値を１つの代表する値に置き換えることで、たとえばサンプリング周波数１６ｋＨｚ（１秒間に１６０００回）で行われる。なお、スピーカ１１〜１Ｎに与える信号、マイクロホン２で収音された信号はアナログ信号であり、以下の説明では、ディジタル信号を扱うので、それぞれＤＡ変換器、ＡＤ変換器によって変換を行う必要があるが、それは当黙のことであり、図示していない。
【０００３】
適応フイルタ３１〜３Ｎは再生信号ｘ１（ｋ）〜ｘＮ（ｋ）と疑似特性ｈ＾１（ｋ）〜ｈ＾Ｎ（ｋ）との畳み込み演算により疑似エコー信号ｄ’１（ｋ）〜ｄ’Ｎ（ｋ）を生成し、実際のエコー信号を含むマイクロホン２の収音信号（「エコー消去前信号」とも呼ぶ。）ｙ（ｋ）から減算することで、エコー消去装置の出力信号（「エコー消去信号」とも呼ぶ。）ｅ（ｋ）を出力する。再生信号ｘ１（ｋ）〜ｘＮ（ｋ）と出力信号ｅ（ｋ）とを用いて、疑似特性ｈ＾１（ｋ）〜ｈ＾Ｎ（ｋ）の特性を随時更新し、適応フィルタ３１〜３Ｎに設定する。
適応フィルタ３１〜３Ｎにおいて、たとえば学習同定アルゴリズムを用いた場合の疑似特性ｈ＾１（ｋ）〜ｈ＾Ｎ（ｋ）の推定は、
【０００４】
【数１】
2006246397.tif 000003
で表される。ここで、チャンネルｎは１〜Ｎの間の自然数、ｘｎ（ｋ）＝［ｘｎ（ｋ），ｘｎ（ｋ−１），…，ｘｎ（ｋ―Ｌ＋１）］Ｔ、ψは係数の更新幅を与えるステップサイズであり、０〜２の間の値をとる実数である。δは分母が０になることを防止するための微小な定数である。式（１）が示すように、前回の疑似特性ｈ＾１（ｋ−１）に対し更新量を加えて今回の疑似特性ｈ＾１（ｋ）を得る。
【非特許文献１】藤井哲郎、島田正治、“多チャンネル適応ディジタルフィルタ、”電子通信学会論文誌’８６／１０、Ｖｏｌ．Ｊ６９−Ａ  Ｎｏ．１０．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
式（１）において、再生信号ｘ１（ｋ）〜ｘＮ（ｋ）のチャンネル数と同数の疑似特性ｈ＾１（ｋ）〜ｈ＾Ｎ（ｋ）を随時更新しているため、演算量が飛躍的に増大するという問題点があった。また、適応フィルタ３１〜３Ｎの収束には一定時間を要するため、学習途中において推定誤差が起こり、エコー推定精度が劣化するという問題点もあった。本発明の課題は、演算量を低減することによりハードウェアの規模を縮小し、瞬時にエコー抑圧を行うことで上記問題に起因するエコー消去装置の性能劣化を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、再生信号の総和の周波数成分と、収音信号の周波数成分を分析し、各周波数成分をグループ化し、当該グループごとに振幅比からエコーの振幅スペクトルを推定し、収音信号の周波数成分と推定されたエコー振幅スペクトルの周波数成分ごとの振幅比からエコー消去信号の周波数成分を計算し、エコー消去信号の周波数成分を時間領域に変換して出力する。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、収音信号周波数成分と推定エコー振幅スペクトルの振幅比のみを用いてエコー消去信号周波数成分を算出できるので、従来のような膨大な計算量となる多チャンネルの適応フィルタ演算を避けることができる。また、推定エコー振幅スペクトルをほぼ瞬時に算出することができるため、エコー消去精度が適応フィルタの収束精度に大きく依存するという従来の問題を解決できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下にこの発明の実施形態を、図面を参照しながら説明するが、各図中の対応する部分は同一参照番号を付けて重複説明を省略する。
［第１実施形態］
図２は本発明のエコー消去装置１００の機能構成例を示す図、図３は処理フローを示す図である。エコー消去装置１００は、総和部４Ａ、再生信号用の周波数分析部１０１、収音信号用の周波数分析部１０２、エコー振幅スペクトル計算部１０３、目的成分選択計算部１０４、および周波数合成部１０５から構成される。以下に、図２と図３とを参照しながら説明する。
【０００９】
ステップＳ４Ａ
総和部４Ａでは、複数（Ｎ個、Ｎは２以上の整数）のチャンネルの再生信号ｘ１（ｋ）〜ｘＮ（ｋ）を入力とし、各チャンネルの再生信号ｘ１（ｋ）〜ｘＮ（ｋ）をサンプルごとに加算した加算再生信号ｘ（ｋ）＝ΣＮｎ＝１ｘｎ（ｋ）を出力する。ここで、ｋは、所定間隔の離散的な時刻を指す数（サンプル点の番号）である。サンプリングは、たとえばサンプリング周波数１６ｋＨｚ（１秒間に１６０００回）で行われる。
ステップＳ１０１
周波数分析部１０１は、加算再生信号ｘ（ｋ）を入力とし、各周波数成分の振幅スペクトルを加算再生信号振幅スペクトル｜Ｘω｜として出力する。ここで、ωは所定の周波数間隔で求めた振幅スペクトルの周波数成分の番号を示す数である。たとえば、１６ｋＨｚでサンプリングした５１２個の加算再生信号ｘ（ｋ−５１１），…，ｘ（ｋ）を１フレームとし、加算再生信号ｘ（ｋ）をフレーム単位で、８ｋＨｚまでの周波数帯域をサンプル点数２５６で表した加算再生信号振幅スペクトル｜Ｘω｜（ω＝１，…，２５６）へ変換する。
【００１０】
ステップＳ１０２
周波数分析部１０２は、収音信号ｙ（ｋ）を入力とし、各周波数成分の収音信号振幅スペクトル｜Ｙω｜と位相スペクトルａｒｇ（Ｙω）を出力する。ｋおよびωはステップＳ１０１での説明と同じである。またａｒｇ（Ｙω）は０以上２π未満の実数である。
ステップＳ１０３
エコー振幅スペクトル計算部１０３は、入力の加算再生信号振幅スペクトル｜Ｘω｜と収音信号振幅スペクトル｜Ｙω｜から、推定エコー振幅スペクトル｜Ｄ＾ω｜を出力とする。ステップＳ１０３１からＳ１０３４は、Ｍ個（Ｍは２以上の整数）の周波数成分のグループごとに行い、すべてのｍ（１≦ｍ≦Ｍ）の処理が終了するとステップＳ１０３５へ進む（ステップＳ１０３７、Ｓ１０３８、Ｓ１０３９により、周波数グループ単位の繰り返し処理を行っている。）。たとえば、ω＝１，…，２５６、Ｍ＝３２の場合は、８個のω（ω＝８ｍ−７，…，８ｍ）の各周波数成分が１つのグループとなる。内部の具体的な処理手順は以下の通りである。
【００１１】
ステップＳ１０３１
周波数グループ中の複数個の｜Ｙω（ｊ）｜（たとえば、１つのグループが８個のωで構成されている場合には、｜Ｙ８ｍ−７（ｊ）｜，…，｜Ｙ８ｍ（ｊ）｜）のうちの最大値とその最大値をとるωＹｍを求める。
次に、周波数グループ中の複数個の｜Ｘω（ｊ）｜（たとえば、１つのグループが８個のωで構成されている場合には、｜Ｘ８ｍ−７（ｊ）｜，…，｜Ｘ８ｍ（ｊ）｜）から、フレームｊでの残響付加再生信号振幅スペクトル
【００１２】
【数２】
2006246397.tif 000004
を求める。ただし、
【数３】
2006246397.tif 000005
である。また、ξはエコー消去装置１００を使用する場所の残響時間を考慮して過去の残響付加再生信号振幅スペクトルを加算再生信号振幅スペクトル｜Ｘω（ｊ）｜に付加する割合を表し、０〜１の範囲（たとえば０．７）で値を設定する。なお、たとえば残響付加再生信号振幅スペクトルの初期値は０、変形補正量ｃｍ（０）は１とする。
このように周波数グループｍ内の全てのωに対して求めた残響付加再生信号振幅スペクトル（たとえば、１つのグループが８個のωで構成されている場合には、
【００１３】
【数４】
2006246397.tif 000006
）のうちの最大値とその最大値をとるωＸｍを求める。
次に、暫定補正量ｚｍ（ｊ）を
【数５】
2006246397.tif 000007
により計算する。ｊは、フレームの番号を示す値であり、νは変形補正量の変化を調整するための重み係数（たとえば０．４）であり、δは式（１）と同様に分母が０とならないために加える微小な値である。｜Ｙω（ｊ）｜は、フレームｊでの収音信号振幅スペクトルである。
ステップＳ１０３２
次に、ステップＳ１０３５で用いる変形補正量ｃｍ（ｊ）を、たとえば以下の２つの条件（条件１、条件２）の組合せによる判断で求める。
【００１４】
条件１：グループｍ（１≦ｍ≦Ｍ）での残響付加再生信号振幅スペクトルが最大となるωＸｍと収音信号周波数成分振幅スペクトルが最大となるωＹｍが一致し、かつ当該ωでの２つの振幅スペクトルがあらかじめ定めた所定の閾値以上の値を持つ。
あらかじめ定める閾値とは、エコー消去装置１００を使用する環境の雑音などによって異なり、音として認識できる程度の値（たとえば、６０ｄＢｍ、１０００など）である。
条件２：暫定補正量ｚｍ（ｊ）が、ｃｍ（ｊ−１）と比較してあらかじめ定めた範囲以内(たとえば、０．５・ｃｍ（ｊ−１）＜ｚｍ（ｊ）＜２・ｃｍ（ｊ−１）)である。
【００１５】
ここで、範囲を定めるのは、本発明ではチャンネル間の位相差を検出（計算）していないため、２つ以上の音が強めあう場合や弱めあう場合があるが、このような特定の周波数での誤動作、および近端話者（マイクロホン２に対する話者）が話した場合に、話者の成分でｃｍ（ｊ）が大きくなりすぎたり小さくなりすぎたりすることを避けるためである。
上記の２つの条件（条件１、条件２）とも満たす場合にはステップＳ１０３３へ進み、どちらか一方でも条件を満たさない場合にはステップＳ１０３４へ進む。
ステップＳ１０３３
ステップＳ１０３２の条件を満足する場合は、ステップＳ１０３１で求めた暫定補正量ｚｍ（ｊ）を変形補正量ｃｍ（ｊ）とする。ここで求めた変形補正量ｃｍ（ｊ）は次フレームのＳ１０３２およびＳ１０３４で前フレームの変形補正量として用いるために記憶しておく。
【００１６】
ステップＳ１０３４
ステップＳ１０３２の条件を満足しない場合は、前フレームで用いた変形補正量ｃｍ（ｊ−１）を変形補正量ｃｍ（ｊ）とする。ここで求めた変形補正量ｃｍ（ｊ）は次フレームのＳ１０３２およびＳ１０３４で前フレームの変形補正量として用いるために記憶しておく。
ステップＳ１０３１からステップＳ１０３４は、周波数成分のグループｍごとに行ない、すべてのｍ（１≦ｍ≦Ｍ）の処理が終了するとステップＳ１０３５へ進む。
【００１７】
ステップＳ１０３５
各周波数成分ωごとの推定エコー振幅スペクトル｜Ｄ＾ω｜（すなわち、｜Ｄ＾1｜，…，｜Ｄ＾256｜）を
【００１８】
【数６】
2006246397.tif 000008
により求める。この処理は周波数成分ωごとに行い、当該周波数成分ωが属するグループｍのステップＳ１０３３またはＳ１０３４で求めた変形補正量ｃｍ（ｊ）を用いて計算する。
ステップＳ１０４
目的成分選択計算部１０４では、エコー消去信号振幅スペクトル｜Ｅω｜を周波数成分ωごとに、
【００１９】
【数７】
2006246397.tif 000009
より求め、出力する。ただし、
【数８】
2006246397.tif 000010
である。また、βは推定エコー振幅スペクトル｜Ｄ＾ω｜を実際より小さく推定することによって生じる近端話者による誤動作を軽減するためにあらかじめ設定する閾値であり、この閾値は１よりやや小さく設定する（たとえば、β＝２．５）。
なお、既存の再生信号のシングルトーク検出装置２００を利用して、再生信号のシングルトーク状態（近端話者が話していない状態）を検出したとき（ステップＳ２００）、式（４）のエコー消去信号振幅スペクトル｜Ｅω｜を振幅比ΔＡωに関わらず０にする方法もある。
【００２０】
ステップＳ１０５
周波数合成部１０５では、ステップＳ１０４で求めた各周波数成分ωに対応するエコー消去信号振幅スペクトル｜Ｅω｜とステップＳ１０２で求めた位相スペクトルａｒｇ（Ｙω）から、時間領域の信号ｅ（ｋ）を再合成して出力する。
［第２実施形態］
第１実施形態では複数の再生信号ｘ１（ｋ）〜ｘＮ（ｋ）を加算した後に周波数分析したが、本発明では、それぞれの再生信号を周波数分析した後に、周波数成分ωごとに加算する点が異なる。このように先に再生信号ごとの周波数分析を行うことで、周波数分析部の数は多くなるが、再生信号間の位相差による強めあいや弱めあいの影響を避けることができる。図４にエコー消去装置１００’の機能構成例、図５に処理フローを示す。
【００２１】
第１実施形態と異なる点のみについて、以下に説明する。
エコー消去装置１００’は、第１実施形態のエコー消去装置１００の総和部４Ａと周波数分析部１０１の代わりに、複数の周波数分析部１０１１〜１０１Ｎと総和部４Ｂを備えている。
ステップＳ１０１およびＳ１０１７〜Ｓ１０１９
ハードウェアとして周波数分析部を構成する場合には、Ｎ個の周波数分析部１０１１〜１０１Ｎが存在し、再生信号ｘ１（ｋ）〜ｘＮ（ｋ）をそれぞれ周波数分析し、再生信号振幅スペクトル｜Ｘ１ω｜〜｜ＸＮω｜を得る。一方、周波数分析部がソフトウェアによって構成される場合には、Ｎ回の繰り返し処理によってＮ個の再生信号ｘ１（ｋ）〜ｘＮ（ｋ）からＮ個の再生信号振幅スペクトル｜Ｘ１ω｜〜｜ＸＮω｜を得る。図５の処理フローでは、ソフトウェアによって構成した場合を示しており、ステップＳ１０１７〜Ｓ１０１９の繰り返し処理によって、Ｎ回の周波数分析が行われている。
【００２２】
ステップＳ４Ｂ
総和部４Ｂでは、再生信号振幅スペクトル｜Ｘ１ω｜〜｜ＸＮω｜を入力とし、周波数ごとに振幅スペクトルを加算し、加算再生信号振幅スペクトル｜Ｘω｜を
【００２３】
【数９】
2006246397.tif 000011
のように求めて、出力する。
残りの処理は、第１実施形態と同じである。
［第３実施形態］
再生信号のシングルトーク時には、収音信号ｙ（ｋ）は再生信号ｘ１（ｋ）〜ｘＮ（ｋ）のエコーと雑音のみから構成されているため、式（５）の振幅比ΔＡωは１に近い値となるはずである。もし、振幅比ΔＡωが1/β未満になる周波数成分が存在すれば、それは推定エコー振幅スペクトル｜Ｄ＾ω｜の誤推定により、変形補正量ｃｍの設定が小さすぎるためである。このような特定の周波数成分の変形補正量ｃｍが小さすぎると、ミュージカルノイズが発生する原因となるため、本実施形態では、変形補正量ｃｍを増加させる処理を加える。具体的には、エコー消去装置１００または１００’の目的成分選択計算部１０４での処理を以下のように変更する。本実施形態での処理フローを図６に示す。なお、図６は第１実施形態からの変更例を示しているが、第２実施形態の場合にも同じように適用できる。
【００２４】
ステップＳ１０４２の追加
目的成分選択計算部１０４では、振幅比ΔＡωが1/β未満になる周波数成分が存在するか否かを確認する。そのような周波数成分がない場合にはステップＳ１０４に進み、条件を満足する周波数成分がある場合には、ステップＳ１０４３に進む。
ステップＳ１０４３の追加
目的成分選択計算部１０４では、変形補正量ｃｍ（ｊ）を増加させる処理として、たとえば、
【００２５】
【数１０】
2006246397.tif 000012
を行う。ここで、ｃｍ（ｊ）は増加させる処理後の変形補正量、ｃｍ’（ｊ）はステップＳ１０３３またはＳ１０３４でもとめたフレームｊの変形補正量（増加させる処理前の変形補正量）、εは変形補正量ｃｍ（ｊ）の更新値を微増減する係数であり、あらかじめ値を設定する。本ステップでは、ステップＳ１０３２のような変形補正量ｃｍ（ｊ）の更新を行うか否かの判断は行わず、強制的に変形補正量ｃｍ（ｊ）を増加させるので、大きな変化を避けるため、εをたとえば０．２のような値とする。
【００２６】
このように増加された変形補正量ｃｍ（ｊ）を記録し、次フレームでの暫定補正量ｚｍ（ｊ＋１）の計算やステップＳ１０３４の処理に使用される。
残りの処理は第１実施形態および第２実施形態と同じである。
［第４実施形態］
わずかな推定誤差が含まれることによってもミュージカルノイズや近端話者の音がこもるなどの問題が発生する。本実施形態では、このような問題を解決するための手法として、一般的に使用されている原音付加の方法を適用した場合を示す。図７にエコー消去装置１００または１００’の変更する部分を示す。この原音付加の方法は、第１実施形態から第３実施形態までの実施形態と組み合わせることができるが、図８には第２実施形態と組み合わせた処理フローを示す。
【００２７】
ステップＳ５Ａの追加
積算部５Ａでは、収音信号振幅スペクトル｜Ｙω｜に（１−α）を積算する。ここで、αはエコー消去信号振幅スペクトル｜Ｅω｜と収音信号振幅スペクトル｜Ｙω｜との比をあらかじめ定める値であり、たとえば、α＝０．９９などの値である。
ステップＳ５Ｂの追加
積算部５Ｂでは、エコー消去信号振幅スペクトル｜Ｅω｜にαを積算する。
ステップＳ６の追加
加算部６では、積算部５Ａからの出力と積算部５Ｂからの出力とを加算する。
【００２８】
残りの処理は第１実施形態、第２実施形態、および第３実施形態と同じである。
［第５実施形態］
本実施形態では、再生信号のシングルトーク状態か否かの判断手段１０４１を目的成分選択計算部１０４’に追加している。この機能構成例を図９、１０に示す。この方法の場合、図２および図４に示したシングルトーク検出装置２００は不要である。図９は第１実施形態から変更した場合であり、図１０は第２実施形態から変更した場合である。図１１は図９の機能構成例（第１実施形態からの変更）の場合の処理フローを示す図である。図１０の機能構成例の場合も、変更箇所は同じであり、再生信号のシングルトーク検出（ステップＳ１０４１）を追加するだけである。
【００２９】
ステップＳ１０４１
目的成分選択計算部１０４’のシングルトーク判断手段１０４１では、すべての周波数成分の振幅比ΔＡωが1/β’以上の時、再生信号のシングルトーク状態と判断し、シングルトーク状態であることを示す情報を出力する。ここで、β’はあらかじめ定める値であり、たとえばβ’＝１０のようなβよりも大きな値を設定する。
目的成分選択計算部１０４’で行う、ステップＳ１０４２やステップＳ１０４では、このシングルトーク状態か否かを示す情報を用いて、これらの処理を行う。
【００３０】
残りの処理は第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、および第４実施形態と同じである。
なお、本発明のすべての実施形態は、上記の処理手順の全部または一部を、コンピュータと当該コンピュータを動作させるプログラムによっても実行することができる。また、当該プログラムはコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録しておき、必要に応じてコンピュータに読み取らせて実行することも可能である。
［実験例］
実験では、第２実施形態に第３実施形態から第５実施形態での変更を適用したエコー消去装置を用いて従来方法との違いを確認した。図１２は本実験で使用したエコー処理装置の処理フローを示す図である。
【００３１】
なお、サンプリング周波数は１６ｋＨｚとし、残響時間２００ｍｓの部屋で実測したインパルス応答を２０４８点で打ち切り、与えた。本発明のエコー消去装置では、周波数分析点数を５１２点、周波数帯域のグループ数を３２、ξ＝０．７、ν＝０．４、β＝２．５、β’＝１０と設定した。なお、適応フィルタはステップサイズ０．５、タップ数Ｌ＝２０４８の学習同定アルゴリズムとし、送話音声存在区間で適応を停止させた。
図１３に各信号の時間波形を、図１４に各信号をパワーエンベローブに変換したエコー抑圧量を示す。図１３で、Ａはエコー信号を、Ｂは送話信号を、Ｃは適応フィルタによるエコー消去信号を、Ｄは本発明のエコー消去方法によるエコー消去信号を示している。図１４では、点線は収音信号、細線は適応フィルタによるエコー消去の比率、太線は本発明のエコー消去方法によるエコー消去の比率を示している。また、区間（１）は受話シングルトーク状態、区間（２）は送話シングルトーク状態、区間（３）はダブルトーク状態、区間（４）はステレオ信号の相関による適応フィルタの誤収束の影響を確認するために左右の再生信号を入れ替えた受話シングルトーク状態である。
【００３２】
図１４より、区間（１）において、本発明によるエコー抑圧量は約４０ｄＢに達し、適応フィルタと比べて少なくとも約３０ｄＢエコーを低減している。区間（２）では、出力信号の波形が送話信号の波形とほぼ同じであり、送話音声に悪影響が無いことが確認できる。区間（４）では、本発明のエコー消去方法が瞬時にエコーを４０ｄＢ程度抑圧し、エコー経路の変動に頑健であることが分かる。これに対し、適応フィルタでは残留エコーが区間の初期には多いことが分かる。図１３の区間（３）では、本発明のエコー消去方法は、送話信号の波形をほぼ復元していることが分かる。また、内観聴取からミュージカルノイズがほとんど無いことも確認した。このように、本発明のエコー消去方法を用いることで、使用する部屋の環境の変化などにも即応でき、送話音声パワーを保持したままでエコーを抑圧できることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来の多チャンネルエコー消去装置の機能構成例を示す図。
【図２】第１実施形態のエコー消去装置１００の機能構成例を示す図。
【図３】第１実施形態のエコー消去装置１００の処理フローを示す図。
【図４】第２実施形態のエコー消去装置１００’の機能構成例を示す図。
【図５】第２実施形態のエコー消去装置１００’の処理フローを示す図。
【図６】第３実施形態の処理フローを示す図。
【図７】第４実施形態の機能構成例を示す図。
【図８】第２実施形態と組み合わせた第４実施形態の処理フローを示す図。
【図９】第５実施形態のエコー消去装置１００’’の機能構成例を示す図。
【図１０】第５実施形態のエコー消去装置１００’’’の機能構成例を示す図。
【図１１】第５実施形態のエコー消去装置１００’’の処理フローを示す図。
【図１２】実験で使用したエコー処理装置の処理フローを示す図。
【図１３】各信号の時間波形を示す図。
【図１４】各信号をパワーエンベローブに変換したエコー抑圧量を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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