(57)【要約】【課題】音響エコーキャンセラは、リアルタイムで動作しなければならないという制約がある。複数の発話者に対応するため、同時に複数のマイクロホンに対して音響エコーキャンセル処理を行うと処理量が多くなるため、処理量を減らすことを目的とする。【解決手段】複数のマイクロホンの音響エコーキャンセラを順次時分割で学習をするときに、マイク一つ当たりのエコーキャンセラの学習において短いタップ長から長いタップ長とするタップ長制御部１２と、マイクロホンを順次選択する入力音声選択制御部１１とを設けたことにより、マイクロホン全体に対する音響エコーキャンセラの処理量を減らすことができ、これによりマイクロホン全体に対する学習期間を短くし、音響空間の伝達特性の変化に対応しやすくなり、キャンセル量が大きく聞きやすく、ハウリングなどが起こりにくい安定したエコーキャンセラを実現できる。【選択図】図１
2006173871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカから出力された音声が複数のマイクロホンを介して入力され、前記スピーカと前記複数のマイクロホンとの間のそれぞれの伝達特性を推定して前記入力された音声のエコーをキャンセルする、エコーキャンセル処理を実行する、音響エコーキャンセラであって、
前記複数のマイクロホンそれぞれに対応してフィルタ係数を設定するフィルタ係数設定部と、
前記複数マイクロホンのうちいずれかのマイクロホンを介して入力される音声を選択する入力音声選択部と、
前記フィルタ係数設定部により設定されたフィルタ係数のタップ長を制御するタップ長制御部と、
前記タップ長制御部により制御されたタップ長に基づいて、前記入力音声選択部により選択された音声について、前記エコーキャンセル処理を実行するエコーキャンセル処理実行部と、
前記入力音声選択部により選択された音声が入力するマイクロホンを他のマイクロホンに切り替えて、当該入力音声選択部を実行させる入力音声選択実行部とを有する、
ことを特徴とする音響エコーキャンセラ。
【請求項２】
前記タップ長制御部は、短いタップ長から長いタップ長へ制御する、
ことを特徴とする請求項１記載の音響エコーキャンセラ。
【請求項３】
前記タップ長制御部は、タップ長をステップ状に制御する、
ことを特徴とする請求項２記載の音響エコーキャンセラ。
【請求項４】
前記タップ長制御部は、タップ長を２のべき乗のステップ状に制御する、
ことを特徴とする請求項３記載の音響エコーキャンセラ。
【請求項５】
前記スピーカと前記複数のマイクロホンとの間のそれぞれの伝達特性の変動による前記フィルタ係数の時間変動を検出し、前記複数のマイクロホンのそれぞれのフィルタ係数の変動の大きさに基づいて、前記マイクロホンを介して入力される音声を選択するように、前記入力音声選択部を制御するフィルタ係数変動制御部を有する、
ことを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載の音響エコーキャンセラ。
【請求項６】
前記スピーカから出力された音声が前記複数のマイクロホンを介して入力されたそれぞれの信号と、前記スピーカと前記複数のマイクロホンとの間の推定したそれぞれの伝達特性を用いてぞれぞれのマイクロホンに対して推定した信号とのエラーに基づくエコーキャンセル処理の、前記複数のマイクロホンに対応するそれぞれのエラー量に基づいて、前記マイクロホンを介して入力される音声を選択するように、前記入力音声選択部を制御するエラー量制御部を有する、
ことを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載の音響エコーキャンセラ。
【請求項７】
前記複数のマイクロホンに入力されるそれぞれの環境雑音の大きさと、前記スピーカから出力され前記複数のマイクロホン入力されるそれぞれの信号の大きさとに基づいて、前記マイクロホンを介して入力される音声を選択するように、前記入力音声選択部を制御する環境雑音制御部を有する、
ことを特徴とする請求項５または６記載の音響エコーキャンセラ。
【請求項８】
前記複数のマイクロホンに入力されるそれぞれの環境雑音の大きさと、前記スピーカから出力され前記複数のマイクロホン入力されるそれぞれの信号の大きさとに基づいて、前記マイクロホンを介して入力される音声を選択するように、前記入力音声選択部を制御する環境雑音制御部を有する、
ことを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載の音響エコーキャンセラ。
【請求項９】
前記複数のマイクロホンそれぞれに対するＡＤ変換時のオーバーフローを検出し、前記複数のマイクロホンそれぞれのオーバーフローの頻度に基づいて、前記マイクロホンを介して入力される音声を選択するように、前記入力音声選択部を制御するオーバーフロー制御部を有する、
ことを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載の音響エコーキャンセラ。
【請求項１０】
前記エコーキャンセル処理実行部は、前記エコーキャンセル処理の処理時間を所定時間に設定し、
前記エコーキャンセル処理を設定された所定時間で実行する、
ことを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載の音響エコーキャンセラ。
【請求項１１】
前記入力音声選択部により選択された音声が入力する前記複数のマイクロホンのうちの一つのマイクロホンから他のマイクロホンに切り替える前に、使用中であったマイクロホンに対応するフィルタ係数を保存し、次にマイクロホンが選択されたときに保存されている前記フィルタ係数を読出し、
前記エコーキャンセル処理実行部は、前記フィルタ係数設定部により読み出されたフィルタ係数を初期値としてエコーキャンセル処理を実行する、
ことを特徴とする請求項１から１０いずれか１項に記載の音響エコーキャンセラ。
【請求項１２】
請求項１から１１いずれか１項に記載の音響エコーキャンセラを用いる、
ことを特徴とするハンズフリー電話。
【請求項１３】
スピーカから出力された音声が複数のマイクロホンを介して入力され、前記スピーカと前記複数のマイクロホンとの間のそれぞれの伝達特性を推定して前記入力された音声のエコーをキャンセルする、エコーキャンセル処理を実行する、音響エコーキャンセル方法であって、
前記複数のマイクロホンそれぞれに対応してフィルタ係数を設定するフィルタ係数設定工程と、
前記複数マイクロホンのうちいずれかのマイクロホンを介して入力される音声を選択する入力音声選択工程と、
前記フィルタ係数設定工程により設定されたフィルタ係数のタップ長を制御するタップ長制御工程と、
前記タップ長制御工程により制御されたタップ長に基づいて、前記入力音声選択工程により選択された音声について、前記エコーキャンセル処理を実行するエコーキャンセル処理実行工程とを有し、
前記入力音声選択工程により選択された音声が入力するマイクロホンを他のマイクロホンに切り替えて、前記エコーキャンセル処理実行工程を繰り返す、
ことを特徴とする音響エコーキャンセル方法。
【請求項１４】
前記スピーカと前記複数のマイクロホンとの間のそれぞれの伝達特性の変動による前記フィルタ係数の時間変動を検出し、前記複数のマイクロホンのそれぞれのフィルタ係数の変動の大きさに基づいて、前記マイクロホンを介して入力される音声を選択するように、前記入力音声選択工程を制御する、
ことを特徴とする請求項１３記載の音響エコーキャンセル方法。
【請求項１５】
前記スピーカから出力された音声が前記複数のマイクロホンを介して入力されたそれぞれの信号と、前記スピーカと前記複数のマイクロホンとの間の推定したそれぞれの伝達特性を用いてぞれぞれのマイクロホンに対して推定した信号とのエラーに基づくエコーキャンセル処理の、前記複数のマイクロホンに対応するそれぞれのエラー量に基づいて、前記マイクロホンを介して入力される音声を選択するように、前記入力音声選択工程を制御する、ことを特徴とする請求項１３記載の音響エコーキャンセル方法。
【請求項１６】
前記複数のマイクロホンに入力されるそれぞれの環境雑音の大きさと、前記スピーカから出力され前記複数のマイクロホン入力されるそれぞれの信号の大きさとに基づいて、前記マイクロホンを介して入力される音声を選択するように、前記入力音声選択工程を制御する、
ことを特徴とする請求項１４または１５記載の音響エコーキャンセル方法。
【請求項１７】
前記複数のマイクロホンに入力されるそれぞれの環境雑音の大きさと、前記スピーカから出力され前記複数のマイクロホン入力されるそれぞれの信号の大きさとに基づいて、前記マイクロホンを介して入力される音声を選択するように、前記入力音声選択工程を制御する、
ことを特徴とする請求項１３記載の音響エコーキャンセル方法。
【請求項１８】
前記複数のマイクロホンそれぞれに対するＡＤ変換時のオーバーフローを検出し、前記複数のマイクロホンそれぞれのオーバーフローの頻度に基づいて、前記マイクロホンを介して入力される音声を選択するように、前記入力音声選択工程を制御する、
ことを特徴とする請求項１３記載の音響エコーキャンセル方法。
【請求項１９】
前記エコーキャンセル処理実行工程は、前記エコーキャンセル処理の処理時間を所定時間に設定し、
前記入力音声選択工程により選択された音声が入力するマイクロホンを前記所定時間で他のマイクロホンに切り替えて、前記エコーキャンセル処理実行工程を繰り返す、
ことを特徴とする請求項１３記載の音響エコーキャンセル方法。
【請求項２０】
前記入力音声選択工程により選択された音声が入力する前記複数のマイクロホンのうちの一つのマイクロホンから他のマイクロホンに切り替える前に、使用中であったマイクロホンに対応するフィルタ係数を保存し、次にマイクロホンが選択されたときに保存されている前記フィルタ係数を読出し、
前記エコーキャンセル処理実行工程は、前記フィルタ係数設定工程により読み出されたフィルタ係数を初期値としてエコーキャンセル処理を実行する、
ことを特徴とする請求項１３から１９いずれか１項に記載の音響エコーキャンセル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のマイクロホンを持ち、話者の方向のマイクロホンを選択して収音する音響エコーキャンセラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
音響エコーキャンセラは適応アルゴリズムを搭載し、スピーカ−マイクロホン間の音響経路の推定及び擬似エコーの生成・減算によって音響エコーを除去する動作を行うものである。音響エコーキャンセラに実装される適応アルゴリズムの代表的なものとして、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）法及びその改良型である学習同定法が挙げられる。
【０００３】
ハンズフリー電話を実現する際に要求されることとして、話者の音声を大きく収音し、かつ、スピーカから再生される音は小さく収音するということがある。
【０００４】
ハンズフリー電話におけるマイクロホンは、できるだけ発話者に指向性を向けたマイクロホンでできるだけ発話者の音声を大きく収音し、それ以外の音は小さく収音する構成とする必要がある。さらに、複数の話者が発声する使用方法においては、前記の条件を満足するためには、各話者に指向性を向けた複数のマイクロホンを準備し、各話者の発声において対応するマイクロホンを対応させることが必要である。
【０００５】
複数のマイクロホンを使用してエコーキャンセルする技術としては、下記の公知例がある。複数のマイクロホンそれぞれに対してエコーキャンセルした後、それぞれのマイクロホンに対応するエコーキャンセル出力を加算する（例えば特許文献１参照）。複数のマイクロホンの出力を加算してから、エコーキャンセル処理をする（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
また、一般的な音響エコーキャンセラの問題点として、できるだけ速く音響エコーキャンセラを収束させなければならない点があった。この問題点を解決する技術として、トランスバーサル型のフィルタを用いたエコーキャンセラにおいて、短いタップ長で収束速度を大きくし学習し、その後長いタップ長で精度の高い学習をする技術がある（例えば非特許文献１参照）。
【０００７】
しかし、複数のマイクロホンに関するタップ長を制御するエコーキャンセラ技術はなかった。
【特許文献１】特開昭６１−２６０７５１号公報
【特許文献２】特開昭６１−２６０７５２号公報
【非特許文献１】Ｔｓｕｙｏｓｈｉ  Ｕｓａｇａｗａ、外３名、「Ａ  Ｎｅｗ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  Ｆｏｒｃｕｓｅｄ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｂｙ  Ｃｏｌｏｅｒｅｄ  Ｉｎｐｕｔ  Ｓｉｇｎａｌ：  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔａｐ  Ｌｅｎｇｔｈ  ＬＭＳ」、ＩＥＩＣＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ、社団法人電子情報通信学会、１９９２、ＶＯＬ．Ｅ−７５Ａ、ＮＯ．１１、ｐ．１４９３−１４９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ハンズフリー電話を実現するためには、リアルタイムで音響エコーキャンセラを動作させなければならないという制約がある。しかし、複数の発話者に対応するため、同時に複数のマイクロホンそれぞれに対して音響エコーキャンセルを行うと処理量が多くなり、リアルタイムのための処理量が不足するため実現できないか、コストの高い処理能力の大きいＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｒ）を必要とする。しかし、複数のマイクロホンを持つ音響エコーキャンセラを処理量少なく制御するための制御技術がなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
まず、以下のハンズフリー電話において、通話相手を遠端話者、ハンズフリー電話機がある側にいる話者を近端話者と定義する。
【００１０】
複数のマイクロホンに対応する音響エコーキャンセラを動作させるために、遠端話者の音声がスピーカから再生される時に複数のマイクロホンの音響エコーキャンセラを順次時分割で学習することで処理量を減少させる。
【００１１】
ここで、遠端話者音声の再生時に複数のマイクロホンの音響エコーキャンセラを順次時分割で学習をするときに、マイクロホン一つ当たりのエコーキャンセラの学習期間において短いタップ長から長いタップ長に変化させて学習する。
【００１２】
近端話者が発声したときには、音響エコーキャンセラの学習を止めて、話者の方向を向いたマイクロホンを選択し、該当マイクロホンの入力に対して学習を停止したフィルタ係数で音響エコーキャンセラを動作させて近端話者音声を収音し、遠端話者側へ送信する。
【発明の効果】
【００１３】
遠端話者と近端話者の発声検出処理部において遠端話者発声のときに、マイクロホン一つ当たりのエコーキャンセラの学習期間において短いタップ長から長いタップ長に変化させて学習すると、固定長で学習するときより学習速度を早くすることができる。従って、複数のマイクロホン全部の学習時間が短くなるという作用がある。
【００１４】
複数のマイクロホンを順次時分割で収音し、それぞれのマイクロホンに対する音響空間の伝達特性を学習するように制御することで、リアルタイムで、かつ短い期間で全マイクロホンそれぞれに対するエコーキャンセラの動作ができる制御技術が提供できる。
【００１５】
複数マイクロホン全部の学習周期が長いと音響空間の伝達特性の変化に対応しにくくなる。複数マイクロホン全部の学習周期を短くすることにより、音響エコーキャンセラの動作対象となっている音響空間の伝達特性の変化に対応しやすくなり、キャンセル量が大きいため聞きやすく、ハウリングなどの現象が起こりにくいため安定したエコーキャンセラを実現できる。
【００１６】
上記のことから、複数のマイクロホンを入力とする音響エコーキャンセラがリアルタイムで、かつ安定して動作するという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
スピーカから出力された音声が複数のマイクロホンを介して入力され、スピーカと複数のマイクロホンとの間のそれぞれの伝達特性を推定して入力された音声のエコーをキャンセルする、エコーキャンセル処理を実行する、音響エコーキャンセラであって、
複数のマイクロホンそれぞれに対応してフィルタ係数を設定するフィルタ係数設定部と、
複数マイクロホンのうちいずれかのマイクロホンを介して入力される音声を選択する入力音声選択部と、
フィルタ係数設定部により設定されたフィルタ係数のタップ長を制御するタップ長制御部と、
タップ長制御部により制御されたタップ長に基づいて、入力音声選択部により選択された音声について、エコーキャンセル処理を実行するエコーキャンセル処理実行部と、
入力音声選択部により選択された音声が入力するマイクロホンを他のマイクロホンに切り替えて、当該入力音声選択部を実行させる入力音声選択実行部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
あるいは、スピーカから出力された音声が複数のマイクロホンを介して入力され、スピーカと複数のマイクロホンとの間のそれぞれの伝達特性を推定して入力された音声のエコーをキャンセルする、エコーキャンセル処理を実行する、音響エコーキャンセル方法であって、
複数のマイクロホンそれぞれに対応してフィルタ係数を設定するフィルタ係数設定工程と、
複数マイクロホンのうちいずれかのマイクロホンを介して入力される音声を選択する入力音声選択工程と、
フィルタ係数設定工程により設定されたフィルタ係数のタップ長を制御するタップ長制御工程と、
タップ長制御工程により制御されたタップ長に基づいて、入力音声選択工程により選択された音声について、エコーキャンセル処理を実行するエコーキャンセル処理実行工程とを有し、
入力音声選択工程により選択された音声が入力するマイクロホンを他のマイクロホンに切り替えて、エコーキャンセル処理実行工程を繰り返すことを特徴とする方法である。
【００１９】
この構成により、一つのフィルタ係数設定部が音響エコーキャンセラを使用している音響環境を学習する周期を短くすることができるという作用となる。その結果として、全部のフィルタ係数設定部を一回りする時間を短くすることができ、音響環境の変化に頑健な音響エコーキャンセラを実現できる。その効果として、音響環境の変化に頑健な音響エコーキャンセラを実現できるという効果を奏する。
【００２０】
また、短いタップ長から長いタップ長へ変化させることで、トランスバーサル型のフィルタにおいて、一つのフィルタ係数設定部が音響エコーキャンセラを使用している音響環境を学習する周期を短くすることができるという作用となる。その結果として、全部のフィルタ係数設定部を一回りする時間を短くすることができ、音響環境の変化に頑健な音響エコーキャンセラを実現できる。その効果として、音響環境の変化に頑健な音響エコーキャンセラを実現できるという効果を奏する。
【００２１】
さらに、ステップ状にタップ長を制御することにより、ＤＳＰで音響エコーキャンセラのプログラムを実現する場合、あるいはハードウェアで音響エコーキャンセラを実現する場合に、制御が簡単になるという作用があり、安価に音響エコーキャンセラを提供できるという効果がある。
【００２２】
そのうえ、２のべき乗のステップ状にタップ長を制御することにより、ＤＳＰで音響エコーキャンセラのプログラムを実現する場合、あるいはハードウェアで音響エコーキャンセラを実現する場合に、さらに制御が簡単になるという作用があり、さらに安価に音響エコーキャンセラを提供できるという効果がある。
【００２３】
次は、スピーカと複数のマイクロホンとの間のそれぞれの伝達特性の変動によるフィルタ係数の時間変動を検出し、
複数のマイクロホンのそれぞれのフィルタ係数の変動の大きさに基づいて、マイクロホンを介して入力される音声を選択するように、入力音声選択部を制御するフィルタ係数変動制御部とを備えたことを特徴とするものである。
【００２４】
あるいは、スピーカと複数のマイクロホンとの間のそれぞれの伝達特性の変動によるフィルタ係数の時間変動を検出し、
複数のマイクロホンのそれぞれのフィルタ係数の変動の大きさに基づいて、マイクロホンを介して入力される音声を選択するように、入力音声選択工程を制御することを特徴とする方法である。
【００２５】
この構成により、送話信号入力端子に入ってくるマイクロホンの周辺の音響環境の変動が大きい送話信号入力端子からの入力に対しては頻度を多く、変動が少ない送話信号入力端子からの入力に対しては頻度を少なくエコーキャンセル処理をすることができ、全送話信号入力端子からの入力に対して、エコーキャン処理が収束したときの消し残りをできるだけ一定に保つことができるという作用がある。
【００２６】
その結果、話者が違う送話信号入力端子に対応するマイクロホンを用いるようになってもエコーキャンセル処理を最適に配分できるようになり、エコーの消し残りの少ない、聞きやすい音響エコーキャンセラを提供できるという効果を奏する。
【００２７】
さらに次の実施例は、スピーカから出力された音声が複数のマイクロホンを介して入力されたそれぞれの信号と、
スピーカと複数のマイクロホンとの間の推定したそれぞれの伝達特性を用いてぞれぞれのマイクロホンに対して推定した信号と、
のエラーに基づくエコーキャンセル処理の、複数のマイクロホンに対応するそれぞれのエラー量に基づいて、マイクロホンを介して入力される音声を選択するように、入力音声選択部を制御するエラー量制御部を備えたことを特徴とするものである。
【００２８】
あるいは、スピーカから出力された音声が複数のマイクロホンを介して入力されたそれぞれの信号と、
スピーカと複数のマイクロホンとの間の推定したそれぞれの伝達特性を用いてぞれぞれのマイクロホンに対して推定した信号と、
のエラーに基づくエコーキャンセル処理の、複数のマイクロホンに対応するそれぞれのエラー量に基づいて、マイクロホンを介して入力される音声を選択するように、入力音声選択工程を制御することを特徴とする方法である。
【００２９】
この構成により、送話信号入力端子に入ってくるマイクロホンの周辺の音響環境に対し音響エコーキャンセル処理が収束していない送話信号入力端子からの入力に対しては頻度を多く、音響エコーキャンセル処理が収束している送話信号入力端子からの入力に対しては頻度を少なくエコーキャンセル処理をすることができ、全送話信号入力端子からの入力に対して、エコーキャン処理ができるだけ均一に収束することができるという作用がある。
【００３０】
その結果、話者が違う送話信号入力端子に対応するマイクロホンを用いるようになってもエコーキャンセル処理を最適に配分できるようになり、音響エコーキャンセル処理が均一に収束した、聞きやすい音響エコーキャンセラを提供できるという効果を奏する。
【００３１】
さらに次は、複数のマイクロホンに入力されるそれぞれの環境雑音の大きさと、
スピーカから出力され複数のマイクロホン入力されるそれぞれの信号の大きさと、
に基づいて、マイクロホンを介して入力される音声を選択するように、入力音声選択部を制御する環境雑音制御部を備えたことを特徴とするものである。
【００３２】
あるいは、複数のマイクロホンに入力されるそれぞれの環境雑音の大きさと、
スピーカから出力され複数のマイクロホン入力されるそれぞれの信号の大きさと、
に基づいて、マイクロホンを介して入力される音声を選択するように、入力音声選択工程を制御することを特徴とする方法である。
【００３３】
この構成により、環境雑音によって音響環境中に雑音源がある送話信号入力端子を使わないように入力音声制御部を制御することができる。そのため、環境雑音のない、あるいは少ない送話信号入力端子からの入力のみを選択し、その上で、送話信号入力端子に入ってくるマイクロホンの周辺の音響環境に対し音響エコーキャンセル処理が収束していない送話信号入力端子からの入力に対しては頻度を多く、音響エコーキャンセル処理が収束している送話信号入力端子からの入力に対しては頻度を少なくエコーキャン処理を、できるだけ均一に収束することができるという作用がある。
【００３４】
その結果、音響エコーキャンセラの処理が有効である送話入力端子を選択し、その上で話者が違う送話信号入力端子に対応するマイクロホンを用いるようになってもエコーキャンセル処理を最適に配分できるようになり、有効な送話入力端子に対応する音響エコーキャンセル処理が均一に収束した、聞きやすい音響エコーキャンセラを提供できるという効果を奏する。
【００３５】
さらに次は、複数のマイクロホンそれぞれに対するＡＤ変換時のオーバーフローを検出し、
複数のマイクロホンそれぞれのオーバーフローの頻度に基づいて、マイクロホンを介して入力される音声を選択するように、入力音声選択部を制御するオーバーフロー制御部を特徴とするものである。
【００３６】
あるいは、複数のマイクロホンそれぞれに対するＡＤ変換時のオーバーフローを検出し、
複数のマイクロホンそれぞれのオーバーフローの頻度に基づいて、マイクロホンを介して入力される音声を選択するように、入力音声選択工程を制御することを特徴する方法である。
【００３７】
この構成により、どの送話信号入力端子がオーバーフローしているかわかる。そこで、該当する送話信号入力端子からの入力に対して、音響エコーキャンセラの学習時間を与えず、別の送話信号入力端子からの入力に対して時間を与えることができる構成となる。
【００３８】
その結果、音響エコーキャンセラを動作させる時間を有効に用いることができ、音響エコーキャンセル処理が均一に収束した、聞きやすい音響エコーキャンセラを提供できるという効果を奏する。
【００３９】
さらに次は、エコーキャンセル処理実行部は、エコーキャンセル処理の処理時間を所定時間に設定し、
エコーキャンセル処理を設定された所定時間で実行することを特徴とするものである。
【００４０】
あるいは、エコーキャンセル処理実行工程は、エコーキャンセル処理の処理時間を所定時間に設定し、
入力音声選択工程により選択された音声が入力するマイクロホンを所定時間で他のマイクロホンに切り替えて、エコーキャンセル処理実行工程を繰り返すことを特徴とする方法である。
【００４１】
この構成により、簡単な構成で、全てのマイクロホンを介して入力される音響エコーキャンセラを実現できる。
【００４２】
さらに次の実施例では、前記入力音声選択部により選択された音声が入力する前記複数のマイクロホンのうちの一つのマイクロホンから他のマイクロホンに切り替える前に、使用中であったマイクロホンに対応するフィルタ係数を保存し、次にマイクロホンが選択されたときに保存されている前記フィルタ係数を読出し、
前記エコーキャンセル処理実行部は、前記フィルタ係数設定部により読み出されたフィルタ係数を初期値としてエコーキャンセル処理を実行する
ことを特徴とするものである。
【００４３】
あるいは、前記入力音声選択工程により選択された音声が入力する前記複数のマイクロホンのうちの一つのマイクロホンから他のマイクロホンに切り替える前に、使用中であったマイクロホンに対応するフィルタ係数を保存し、次にマイクロホンが選択されたときに保存されている前記フィルタ係数を読出し、
前記エコーキャンセル処理実行工程は、前記フィルタ係数設定工程により読み出されたフィルタ係数を初期値としてエコーキャンセル処理を実行する
ことを特徴とする構成である。
【００４４】
この構成により、マイクロホン一つあたりに対するエコーキャンセル処理を短縮でき、マイクロホン全体に対するエコーキャンセル処理も短縮することができる作用がある。その結果、安定した音響エコーキャンセラを提供できるという効果がある。
【実施例】
【００４５】
以下本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００４６】
（実施例１）
以下、本発明の実施例１における音響エコーキャンセラについて図面を参照しながら説明する。図１は実施例１のブロック図である。図２はタップ長の制御の動作を表す図である。
【００４７】
受話信号入力端子１から入力された受話信号は、受話信号出力端子へ出力されると同時にリファレンス信号蓄積部５に蓄積される。受話信号は受話信号出力端子２を介して接続されたスピーカから音響空間へ音波として出力される。
【００４８】
入力音声選択制御１１は、予め決められた所定時間毎に繰り返す、あるいは音響エコーキャンセラの動作状態の基準によりどのマイクロホンを選択するか選択し、該当するマイクロホンに対応する第１のフィルタ係数設定部７−１から第ｎのフィルタ係数設定部７−ｎを選択するように動作する。
【００４９】
入力音声選択制御１１は請求項における入力音声選択部と入力音声選択実行部をあわせたものに対応するものである。入力音声選択部はマイクロホン等の選択を行うものであり、入力音声選択実行部は次のマイクロホン等の選択するタイミングを作成するものである。
【００５０】
第１のフィルタ係数設定部７−１から第ｎのフィルタ係数設定部７−ｎのうち入力音声選択制御１１で選択された一つのフィルタ係数設定部は、後述のフィルタ係数更新部９の動作により、スピーカから音響空間へ出力され、同時に第１の送話信号入力端子３−１から第ｎの送話信号入力端子３−ｎのうち入力音声選択制御１１で対応するように選択された一つの送話信号入力端子から入力したときの伝達特性を模擬したフィルタ係数が蓄積されている。なお、この送話信号入力端子にはマイクロホンが接続されているため、スピーカから出力された音声が、各マイクロホンに入力されるようになっている。
【００５１】
以下、第１のフィルタ係数設定部７−１から第ｎのフィルタ係数設定部７−ｎのうち入力音声選択制御１１で選択された一つのフィルタ係数設定部を選択されたフィルタ係数設定部と記述する。また、第１の送話信号入力端子３−１から第ｎの送話信号入力端子３−ｎのうち入力音声選択制御１１で対応するように選択された一つの送話信号入力端子を選択された送話信号入力端子と記述する。
【００５２】
このリファレンス信号蓄積部５に蓄積されているリファレンス信号と選択されたフィルタ係数設定部に蓄積されているフィルタ係数をフィルタ処理部６でフィルタ処理して、選択された送話信号入力端子を介して入力した音波を模擬した信号とする。ここで、誤差計算処理部８で選択された送話信号入力端子からの信号からのフィルタ処理部の出力を、送話信号出力端子４から送話相手に音響空間で発生したエコーを除いた信号として送信する。
【００５３】
フィルタ処理部６はリファレンス信号蓄積部５のリファレンス信号と、選択されたフィルタ係数設定部のフィルタ係数を用いて、フィルタ処理を行う。誤差計算処理部８は、第フィルタ処理部６の出力と選択された送話信号入力端子からのデータとの誤差を計算して、フィルタ係数更新部９に出力し、その誤差に基づいて選択されたフィルタ係数設定部のフィルタ係数の更新がなされる。また、１０は音響エコーキャンセラ全体を示すものである。
【００５４】
ここで、フィルタ係数の更新を学習同定法で実施するならば、下記の式で更新が行われる。誤差を求める式を（数１）に示す。
【００５５】
【数１】
2006173871.tif 000003
【００５６】
ここで、ｄｋは選択された送話信号入力端子からの時刻ｋの信号、Ｘｋはリファレンス信号蓄積部５のデータ、Ｗｋは選択されたフィルタ係数設定部のフィルタ係数、εｋは誤差計算処理部８の結果である。Ｔは行列の転置を表す。
【００５７】
フィルタ係数を更新する式を（数２）に示す。
【００５８】
【数２】
2006173871.tif 000004
【００５９】
ここで、Ｗｋ＋１は時刻ｋ＋１である次のサンプリングでの選択されたフィルタ係数設定部の該当する区間のフィルタ係数、‖Ｘｋ‖２はＸｋのノルム、μは学習を進める速度を制御する定数である。
【００６０】
リファレンス信号蓄積部５と選択されたフィルタ係数設定部とフィルタ処理部６で残響特性を模擬した信号を作成し、誤差計算処理部８で選択された送話信号入力端子からの信号から差し引くことにより、エコーのない信号を生成する機能という音響エコーキャンセラの機能を実現している。
【００６１】
ここで、第１のフィルタ係数設定部７−１から第ｎのフィルタ係数設定部７−ｎのうち入力音声選択制御１１で選択された一つのフィルタ係数設定部を選択している期間、同時に第１の送話信号入力端子３−１から第ｎの送話信号入力端子３−ｎのうち入力音声選択制御１１で対応するように選択された一つの送話信号入力端子を選択している期間において、スピーカからマイクロホンまでの伝達特性を音響エコーキャンセラが学習する際のフィルタ処理とフィルタ係数の更新時のフィルタ処理のタップ長の制御を行う。
【００６２】
ここでのタップ長制御は非特許文献１で公知になっている方法で実施する。その動作例を図２に示す。
【００６３】
図２において、全学習可能期間は１．５秒の位置から７．３秒の位置であり、一つのフィルタ係数設定部を選択している期間は約１．０秒間である。この一つのフィルタ係数設定部を選択している期間において、５１２タップから、１０２４タップ、２０４８タップ、４０９６タップという可変のタップ長にしている。
【００６４】
短いタップ長ではエコーキャンセラが速く伝達特性に収束するが、その時間分しか伝達特性を表現できないが、長いタップ長では長い時間分の伝達特性を表現できるが、伝達特性の収束に時間がかかる性質をもっている。音響エコーキャンセラでは、一般に減衰形のインパルスレスポンスとなる伝達特性を持つことにより、短いタップ長で大きな値のタップ部分の係数をおおまかに学習し、だんだんタップ長を長くすることにより詳細に学習できることを利用したものである。
【００６５】
このタップ長を可変にし、短いタップ長から長いタップ長に変化させることで、一つのフィルタ係数設定部を選択している期間を短くすることができる。図２では各各信号入力端子について５１２タップ、１０２４タップ、２０４８タップ、４０９６タップと変化させて速くかつ詳細に学習するようにしたものである。
【００６６】
これにより、一つのフィルタ係数設定部が音響エコーキャンセラを使用している音響環境を学習する周期を短くすることができるという作用となる。その結果として、全部のフィルタ係数設定部を一回りする時間を短くすることができ、音響環境の変化に頑健な音響エコーキャンセラを実現できる。その効果として、音響環境の変化に頑健な音響エコーキャンセラを実現でき、複数のマイクロホンを入力とする音響エコーキャンセラがリアルタイムで、かつ安定して動作するという効果を奏する。
【００６７】
この制御において、一つのフィルタ係数設定部を選択している期間中のタップ長を、このようなステップ上にすることにより、デジタル回路あるいはデジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）で本実施例を実装する場合、デジタル回路の回路設計やＤＳＰプログラムの設計が簡単になるという作用がある。
【００６８】
さらに、タップ長を２のべき乗のステップ状にするとデジタル回路の回路設計やＤＳＰプログラムの設計がさらに簡単になるという作用がある。また、これにより、回路設計、プログラム設計が簡単になることから安価に回路およびプログラムが設計できるという効果を奏する。
【００６９】
さらに、入力音声選択部が音響エコーキャンセラの状態に基づいて、マイクロホンの選択を変更するではなく、音響エコーキャンセラが使用される音響環境が、例えばある程度の大きさの室内に限定される場合には、予め決められた所定時間毎に異なるマイクロホンに切り替えることで、それぞれのマイクロホンを介して入力されるそれぞれのマイクロホンに対応する送話信号入力端子に対して、音響エコーキャンセル処理してもよい。
【００７０】
これにより、簡単な構成で、全てのマイクロホンを介して入力される音響エコーキャンセラを実現できる。
【００７１】
（実施例２）
以下、本発明の実施例２における音響エコーキャンセラについて図面を参照しながら説明する。図３は音響エコーキャンセラ全体のブロック図、図４は実施例２において付加されたフィルタ係数変動制御部１３の詳細を表すブロック図である。
【００７２】
なお、実施例１と同様の構成を有するものについては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７３】
実施例２において、実施例１と異なった部分は、フィルタ係数変動制御部１３が付加され、その出力で入力音声選択制御部１１が制御されることである。
【００７４】
まず、フィルタ係数変動制御部１３の動作についておおまかに説明する。フィルタ係数変動制御部１３は、入力音声制御部１１が送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎとそれに対応するフィルタ係数設定部７−１からフィルタ係数設定部７−ｎの切替に対応した信号を入力とする。そして、各送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎに対応して動作している音響エコーキャンセラのフィルタ係数設定部７−１からフィルタ係数設定部７−ｎのフィルタ係数の変動分をそれぞれの各送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎに対応させて記憶する。
【００７５】
これにより、各送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎに対応した、フィルタ係数の変動量に基づいて、入力音声制御部１１に、制御信号を出力する構成となっている。その結果、各送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎに割り当てる時間をフィルタ係数の変動量に基づいて、制御できる構成となる。
【００７６】
図４は、フィルタ係数変動制御部１３の内部および関連するブロックの関係を表すブロック図である。
【００７７】
まず、フィルタ係数設定部７−１からフィルタ係数設定部７−ｎのうちどれの更新を行うか選択している入力音声制御部の切替信号から、対応するフィルタ係数変動記憶部１３−ａ−１からフィルタ係数変動記憶部１３−ａ−ｎへの入力を切り替える。各フィルタ係数変動記憶部では、（数３）のようなフィルタ係数更新の前後の差の自乗をタップ長区間で累積することにより、対応する各送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎの音響環境の変化を検知することができる。
【００７８】
【数３】
2006173871.tif 000005
【００７９】
ここで、Ｗｋは選択されたフィルタ係数設定部の時刻ｋ、タップ位置ｉのフィルタ係数を表し、Ｗｋ−１は選択されたフィルタ係数設定部の時刻ｋ−１、タップ位置ｉのフィルタ係数を表している。その差の自乗をタップ区間分だけ累積することにより変動量とする。
【００８０】
各変動量から、実際に各送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎを選択する方法は、次のようして決定する。ここで、送話信号入力端子が３−１から送話信号入力端子３−３までの３つあったとする。
【００８１】
各変動量を、一番少ない変動量を基準にして、送話信号入力端子３−１に対応する変動量が３．０、送話信号入力端子３−２に対応する変動量が２．０、送話信号入力端子３−３に対応する変動量が１．０であったとする。３つの送話信号入力端子を選択する一まとまりの中で、重みがそれぞれ３．０、２．０、１．０であることから一まとまりを６回の送話入力端子の切替とし、全６回中、送話入力端子３−１を使用する回数を３回、送話入力端子３−２を使用する回数を２回、送話入力端子３−３を使用する回数を１回とする。それを６回中にできるだけ同じ入力端子からの入力がないように選択すると、以下のような選択例となる。
【００８２】
「送話信号入力端子３−１」→「送話信号入力端子３−２」→「送話信号入力端子３−３」→「送話信号入力端子３−１」→「送話信号入力端子３−２」→「送話信号入力端子３−１」が一まとまりとなる。
【００８３】
このように入力音声制御部１１を制御することで、送話信号入力端子に入ってくるマイクロホンの周辺の音響環境の変動が大きい送話信号入力端子からの入力に対しては頻度を多く、変動が少ない送話信号入力端子からの入力に対しては頻度を少なくエコーキャンセル処理をすることができ、全送話信号入力端子からの入力に対して、エコーキャン処理が収束したときの消し残りをできるだけ一定に保つことができるという作用がある。
【００８４】
その結果、話者が違う送話信号入力端子に対応するマイクロホンを用いるようになってもエコーキャンセル処理を最適に配分できるようになり、エコーの消し残りの少ない、聞きやすい音響エコーキャンセラを提供できるという効果を奏する。
【００８５】
ここで、変動量の検知をフィルタ係数の更新量の累積自乗和で検知し、それぞれの送話入力端子の更新量の累積自乗和を正規化した送話入力端子の選択例を示したが、この方法に限るものではない。
【００８６】
（実施例３）
以下、本発明の実施例３における音響エコーキャンセラについて図面を参照しながら説明する。図５は音響エコーキャンセラ全体のブロック図、図６は実施例１に対して、実施例３において付加されたエラー量制御部１４の詳細を表すブロック図である。
【００８７】
なお、実施例１と同様の構成を有するものについては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８８】
実施例３において、実施例１と異なった部分は、エラー量制御部１４が付加され、その出力で入力音声選択制御部１１が制御されることである。
【００８９】
まず、エラー量制御部１４の動作についておおまかに説明する。エラー量制御部１４は、入力音声制御部１１が送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎとそれに対応するフィルタ係数設定部７−１からフィルタ係数設定部７−ｎの切替に対応した信号を入力とする。そして、各送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎに対応して動作している音響エコーキャンセル処理部１０の中の誤差計算処理部８の出力をそれぞれの各送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎに対応させて記憶する。
【００９０】
これにより、各送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎに対応した、音響エコーキャンセル処理部の中の誤差計算処理部８の出力である誤差量に基づいて、入力音声制御部１１に、制御信号を出力する構成となっている。その結果、各送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎに割り当てる時間を音響エコーキャンセル処理部の誤差量に基づいて、制御できる構成となる。
【００９１】
図６は、エラー量制御部１４の内部および関連するブロックの関係を表すブロック図である。
【００９２】
まず、フィルタ係数設定部７−１からフィルタ係数設定部７−ｎのうちどれの更新を行うか選択している入力音声制御部の切替信号から、対応するエラー量記憶部１４−ａ−１からエラー量記憶部１４−ａ−ｎへの入力を切り替える。各エラー量記憶部では、エラー量の時間変動を吸収するために一定区間の平均化により、平均的なエラー量を求める。これにより、対応する各送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎの音響環境を音響エコーキャンセル処理した結果のエラー量を検知することができる。
【００９３】
各エラー量から、実際に各送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎを選択する方法は、次のようして決定する。ここで、送話信号入力端子が３−１から送話信号入力端子３−３の３つあったとする。
【００９４】
各エラー量を、一番少ないエラー量を基準にして、送話信号入力端子に対応するエラー量３−１が３．０、送話信号入力端子３−２に対応するエラー量が２．０、送話信号入力端子３−３に対応するエラー量が１．０であったとする。３つの送話信号入力端子を選択する一まとまりの中で、重みがそれぞれ３．０、２．０、１．０であることから一まとまりを６回の送話入力端子の切替とし、全６回中、送話入力端子３−１を使用する回数を３回、送話入力端子３−２を使用する回数を２回、送話入力端子３−３を使用する回数を１回とする。それを６回中にできるだけ同じ入力端子からの入力がないように選択すると、以下のような選択例となる。
【００９５】
「送話信号入力端子３−１」→「送話信号入力端子３−２」→「送話信号入力端子３−３」→「送話信号入力端子３−１」→「送話信号入力端子３−２」→「送話信号入力端子３−１」が一まとまりとなる。
【００９６】
このように入力音声制御部１１を制御することで、送話信号入力端子に入ってくるマイクロホンの周辺の音響環境に対し音響エコーキャンセル処理が収束していない送話信号入力端子からの入力に対しては頻度を多く、音響エコーキャンセル処理が収束している送話信号入力端子からの入力に対しては頻度を少なくエコーキャンセル処理をすることができ、全送話信号入力端子からの入力に対して、エコーキャン処理ができるだけ均一に収束することができるという作用がある。
【００９７】
その結果、話者が違う送話信号入力端子に対応するマイクロホンを用いるようになってもエコーキャンセル処理を最適に配分できるようになり、音響エコーキャンセル処理が均一に収束した、聞きやすい音響エコーキャンセラを提供できるという効果を奏する。
【００９８】
ここで、エラー量を平均化と正規化をした送話入力端子の選択例を示したが、この方法に限るものではない。
【００９９】
（実施例４）
以下、本発明の実施例４における音響エコーキャンセラについて図面を参照しながら説明する。図７は音響エコーキャンセラ全体のブロック図、図８は実施例３に対して、実施例４において付加された環境雑音制御部１５の詳細を表すブロック図である。
【０１００】
なお、実施例３と同様の構成を有するものについては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１０１】
実施例４において、実施例３と異なった部分は、環境雑音制御部１５が付加され、その出力とフィルタ係数変動制御部１３とで入力音声選択制御部１１が制御されることである。
【０１０２】
まず、環境雑音制御部１５の動作についておおまかに説明する。環境雑音制御部１５は、入力音声制御部１１が送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎの切替に対応した信号と、そのときのリファレンス信号蓄積部５への信号とを入力する。そして、各送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎに対応した送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎの信号とリファレンス信号蓄積部５への信号とを記憶する。
【０１０３】
これにより、各送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎに対応した、受話信号出力端子２から出力される信号の大きさと送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎから入力される信号の大きさとに基づいて、入力音声制御部１１に、制御信号を出力する構成となっている。その結果、各送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎに割り当てる時間を、受話信号出力端子２を介してスピーカから出力される信号と音響環境を経てマイクロホンを介して送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎへ入力した信号との比に基づいて、入力音声制御部１１を制御できる構成となる。
【０１０４】
この比が一定量ならば、音響環境の中に雑音源がないこと判断できる。複数のマイクロホンを介した各送話信号入力端子毎に音響環境の中に雑音源の強度を判断でき、雑音源の強度に基づいて、制御できる構成となる。
【０１０５】
図８は、環境雑音制御部の内部および関連するブロックの関係を表すブロック図である。
【０１０６】
まず、送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎのうちどれから入力を行うか選択している入力音声制御部の切替信号から、対応するＳ／Ｎ計算部１５−ａ−１からＳ／Ｎ計算部１５−ａ−ｎへの入力を切り替える。各Ｓ／Ｎ計算部１５−ａ−１からＳ／Ｎ計算部１５−ａ−ｎでは、Ｓ／Ｎ比の時間変動を吸収するために一定区間の平均化により、平均的なＳ／Ｎ比を求める。これをそれぞれに対応するＳ／Ｎ記憶部１５−ｂ−１からＳ／Ｎ記憶部１５−ｂ−ｎに記憶する。
【０１０７】
残響雑音検出部１５−ｃでは、Ｓ／Ｎ記憶部部１５−ｂ−１からＳ／Ｎ記憶部部１５−ｂ−ｎに記憶されているそれぞれのＳ／Ｎ記憶部部の平均値と、それに対応するＳ／Ｎ計算部１５−ａ−１からＳ／Ｎ計算部１５−ａ−ｎへの最新の入力値を比較することにより、対応する各送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎの音響環境中の環境雑音の変化を検知することができる。
【０１０８】
これにより、音響エコーキャンセラがある音響環境中の各送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎに対応したＳ／Ｎの変化が検知できる。その変化があらかじめ決められた値より大きいときには、マイクロホンを介して該当する送話入力端子に送話音声が入っているか、あるいは、そのマイクロホンの近くに雑音源があるかということになり、該当する送話信号入力端子からの入力に対して、音響エコーキャンセラの学習時間を与えず、別の送話信号入力端子からの入力に対して時間を与えることができる構成となる。
【０１０９】
実施例３の構成に加えて、環境雑音によって音響環境中に雑音源がある送話信号入力端子を使わないように入力音声制御部を制御することができる。そのため、環境雑音のない、あるいは少ない送話信号入力端子からの入力のみを選択し、その上で、送話信号入力端子に入ってくるマイクロホンの周辺の音響環境に対し音響エコーキャンセル処理が収束していない送話信号入力端子からの入力に対しては頻度を多く、音響エコーキャンセル処理が収束している送話信号入力端子からの入力に対しては頻度を少なくエコーキャン処理を、できるだけ均一に収束することができるという作用がある。
【０１１０】
その結果、音響エコーキャンセラの処理が有効である送話入力端子を選択し、その上で話者が違う送話信号入力端子に対応するマイクロホンを用いるようになってもエコーキャンセル処理を最適に配分できるようになり、有効な送話入力端子に対応する音響エコーキャンセル処理が均一に収束した、聞きやすい音響エコーキャンセラを提供できるという効果を奏する。
【０１１１】
ここで、エラー量を平均化と正規化をした送話入力端子の選択例を示したが、この方法に限るものではない。さらに、Ｓ／Ｎ比の平均値からの変化を元に送話入力端子の選択例を示したが、この方法に限るものではない。
【０１１２】
（実施例５）
以下、本発明の実施例５における音響エコーキャンセラについて図面を参照しながら説明する。図９は音響エコーキャンセラ全体のブロック図である。
【０１１３】
なお、実施例１と同様の構成を有するものについては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１１４】
実施例５において、実施例１と異なった部分は、環境雑音制御部１５が付加され、その出力で入力音声選択制御部１１が制御されることである。
【０１１５】
環境雑音制御部１５の動作は実施例４と同様である。実施例１に対して環境雑音制御部１５を付加することにより、マイクロホンを介して該当する送話入力端子に送話音声が入っているか、あるいは、そのマイクロホンの近くに雑音源がある送話信号入力端子からの入力に対して、音響エコーキャンセラの学習時間を与えず、別の送話信号入力端子からの入力に対して時間を与えることができる構成となる。
【０１１６】
このように入力音声制御部１１を制御することで、音響環境中に雑音減がある送話信号入力端子を使わないため、環境雑音のない、あるいは少ない送話信号入力端子からの入力を用いて音響エコーキャンセル処理を行うことができるという効果がある。
【０１１７】
その結果、音響エコーキャンセラを動作させる時間を音響エコーキャンセル処理を有効な送話入力端子からの信号のみに配分することができ、音響エコーキャンセラ処理が有効に動作した聞きやすい音響エコーキャンセラを提供できるという効果を奏する。
【０１１８】
（実施例６）
以下、本発明の実施例６における音響エコーキャンセラについて図面を参照しながら説明する。図１０は音響エコーキャンセラ全体のブロック図、図１１は実施例６において付加されたオーバーフロー制御部１６の詳細を表すブロック図である。
【０１１９】
なお、実施例１と同様の構成を有するものについては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１２０】
実施例６において、実施例１と異なった部分は、オーバーフロー制御部１６が付加され、その出力で入力音声選択制御部１１が制御されることである。
【０１２１】
まず、オーバーフロー制御部１６の動作についておおまかに説明する。オーバーフロー制御部１６は、入力音声制御部１１が送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎの切替に対応した信号を入力を入力する。そして、各送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎに対応した送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎの信号を入力する。
【０１２２】
オーバーフローの検知は、例えば符号付１６ビットのＡ／Ｄ変換器からの入力を用いてい場合に、オーバーフローの際にはプラス３２７６７あるいはマイナス３２７６８の値を示すことによるものとする。
【０１２３】
これにより、各送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎからの信号のオーバーフローの検知により、入力音声制御部１１を制御できる構成となる。
【０１２４】
図１１は、環境雑音制御部の内部および関連するブロックの関係を表すブロック図である。
【０１２５】
オーバーフロー検出部１６−ａは、送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−ｎのうちどれから入力を行うか選択している入力音声制御部の切替信号から、どの送話信号入力端子がオーバーフローしているかわかる。そこで、該当する送話信号入力端子からの入力に対して、音響エコーキャンセラの学習時間を与えず、別の送話信号入力端子からの入力に対して時間を与えることができる構成となる。
【０１２６】
その結果、音響エコーキャンセラを動作させる時間を有効に用いることができ、音響エコーキャンセル処理が均一に収束した、聞きやすい音響エコーキャンセラを提供できるという効果を奏する。
【０１２７】
ここで、オーバーフローの検知をプラス３２７６７あるいはマイナス３２７６８の値を示すことによるものとしたが、この方法にこだわるものではない。
【０１２８】
これらの実施例において、以下のようにすると送話信号入力端子の切り替えの際に音響エコーキャンセラの学習を速くすることができる。
【０１２９】
複数のマイクロホンのうちの一つを用いて、エコーキャンセル処理をし、別のマイクロホンに切り替わる際に、切り替える前にマイクロホンを介した信号が入力される送話入力端子に対応するフィルタ係数設定部へフィルタ係数を保存し、別のマイクロホンに切り替える。その後、再度該当するマイクロホンが選択されたときに、以前にフィルタ係数設定部へ保存したフィルタ係数を初期値として、エコーキャンセル処理を実行する。
【０１３０】
これにより、マイクロホン一つあたりに対するエコーキャンセル処理を短縮でき、マイクロホン全体に対するエコーキャンセル処理も短縮することができる作用がある。その結果、安定した音響エコーキャンセラを提供できるという効果がある。
【０１３１】
（実施例７）
以下、本発明の実施例７におけるハンズフリー電話について図面を参照しながら説明する。
【０１３２】
図１２において、回線入力端子２９が筐体２８の内部にある実施例１から実施例６いずれかの音響エコーキャンセラ２７の受信信号入力端子１に電気的に接続されている。また、同様に音響エコーキャンセラ２７の送信信号出力端子４が回線信号出力端子３０に電気的に接続されている。
【０１３３】
筐体２８の内部にスピーカ２５とマイクロホン２６−１からマイクロホン２６−４が固定され、音響エコーキャンセラ２７の受話信号出力端子２にスピーカ２５が電気的に接続されている。また、音響エコーキャンセラ２７の送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−４に対して、それぞれマイク２６−１から２６−４が電気的に接続されている。
【０１３４】
この実施例では、回線入力端子２９からの音声が再生できるよう筐体２７の上面に向けてスピーカ２５が設置されている。また、筐体２８の周囲全体の話者の音声を収音するために４個のマイクロホン２６−１からマイクロホン２６−４を水平方向の指向性となるように設置している。
【０１３５】
また、回線信号入力端子２９からの信号は、音響エコーキャンセラ２７の受信信号端子２１に接続され、スピーカ２５から音声が出力されることで、ハンズフリー電話周辺にいる人に回線からの音声を聞かせることができる。
【０１３６】
筐体２８内のスピーカ２５から出力された音声の音波は、設置してある部屋の残響が付加された音波となって、筐体２８周辺から発生する音波を合わせてマイクロホン２６−１からマイクロホン２６−４を介して収音され、音響エコーキャンセラ２７の送話信号入力端子３−１から送話信号入力端子３−４にそれぞれ入力される。
【０１３７】
音響エコーキャンセラ２７は、スピーカ２５から出力され、部屋の残響が付加された成分をマイク２６で収音した信号から除去する。そのため、筐体２８周辺から発生する音波のみを音響エコーキャンセラ２７の送信信号出力端子２に接続された回線信号出力端子３０へ出力する。これにより、筐体２８周辺の人の音声のみを回線信号出力端子３０へ出力することができ、ハンズフリー電話が実現できる。
【０１３８】
ここで、マイクロホンの数を４個で説明しているが、この数に限るものではない。
【０１３９】
この実施例７の音響エコーキャンセラを用いた構成により、人の移動などによる部屋の環境の変化に追従するようにマイクロホンを制御し、安定した、かつエコー消去量が大きく会話のしやすいハンズフリー電話を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
本発明の音響エコーキャンセラは、複数のマイクロホン入力とする音響エコーキャンセラにおいて、タップ長を制御することで一つのマイクロホンあたりのエコーキャンセル処理時間を短縮し、複数のマイクロホンを順次学習してもリアルタイムで音響エコーキャンセル処理ができるよう構成したので、ハンズフリー電話を実現するためのＤＳＰプログラムあるいはハードウェアとして、またそれを用いたハンズフリー電話として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】本発明の実施例１における音響エコーキャンセラのブロック図
【図２】本発明の実施例１におけるタップ長の制御の動作を表す図
【図３】本発明の実施例２における音響エコーキャンセラのブロック図
【図４】本発明の実施例２におけるフィルタ係数変動制御部の詳細を示すブロック図
【図５】本発明の実施例３における音響エコーキャンセラのブロック図
【図６】本発明の実施例３におけるエラー量制御部の詳細を示すブロック図
【図７】本発明の実施例４における音響エコーキャンセラのブロック図
【図８】本発明の実施例４における環境雑音制御部の詳細を示すブロック図
【図９】本発明の実施例５における音響エコーキャンセラのブロック図
【図１０】本発明の実施例６における音響エコーキャンセラのブロック図
【図１１】本発明の実施例６におけるオーバーフロー制御部の詳細を示すブロック図
【図１２】本発明の実施例７におけるハンズフリー電話の斜視図
【符号の説明】
【０１４２】
５    リファレンス信号蓄積部
６    フィルタ処理部
７−１    フィルタ係数設定部
７−２    フィルタ係数設定部
７−ｎ    フィルタ係数設定部
８    誤差計算処理部
９    フィルタ係数更新部
１０    エコーキャンセル処理実行部
１１    入力音声選択制御部
１２    タップ長制御部
１３    フィルタ係数変動制御部
１４    エラー量制御部
１５    環境雑音制御部
１６    オーバーフロー制御部
２５    スピーカ
２６−１    マイク
２６−２    マイク
２６−３    マイク
２６−４    マイク
２７    音響エコーキャンセラ
２８    筐体
２９    回線信号入力端子
３０    回線信号出力端子
【図１】
2006173871.tif 000006
【図２】
2006173871.tif 000007
【図３】
2006173871.tif 000008
【図４】
2006173871.tif 000009
【図５】
2006173871.tif 000010
【図６】
2006173871.tif 000011
【図７】
2006173871.tif 000012
【図８】
2006173871.tif 000013
【図９】
2006173871.tif 000014
【図１０】
2006173871.tif 000015
【図１１】
2006173871.tif 000016
【図１２】
2006173871.tif 000017