(57)【要約】【課題】チャンネル数が複数であっても適応フィルタの数が増加せずに、エコーキャンセルを実現する。【解決手段】エコーキャンセル装置１０は、複数のスピーカ２１、２２、２３、２４が出力する音を入力するマイクロホン３０からの信号を取得して入力デジタルデータを生成する。また、複数のスピーカ２１、２２、２３、２４への出力信号に対応する通信相手からの受信音声データを、複数のスピーカ２１、２２、２３、２４それぞれからマイクロホン３０までの音の到達時間に基づいて、遅延部１０１、１０２、１０３、１０４で、それぞれ遅延させる。信号処理部１００において、受信音声データを参照データとし上記入力デジタルデータから参照データに対応する成分を除去する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロホンからの信号を取得する取得部と、
複数のスピーカへの出力信号に対応する通信相手からの受信音声データを、前記複数のスピーカそれぞれから前記マイクロホンまでの音の到達時間に基づいて、それぞれ遅延させる遅延部と、
前記受信音声データを参照データとし、前記取得部が取得した信号に対応する入力デジタルデータから前記参照データに対応する成分を除去する信号処理部と、を含むエコーキャンセル装置。
【請求項２】
前記遅延部は、前記マイクロホンと前記複数のスピーカそれぞれとの距離に基づいて算出される、前記音の到達時間に基づいて遅延量が設定される請求項１に記載のエコーキャンセル装置。
【請求項３】
前記遅延部それぞれに対応して設けられた加算部をさらに含み、
前記加算部は、前記加算部に対応する前記遅延部から出力されるデータに、音楽データを加算して前記スピーカへの出力信号として出力する請求項１または２に記載のエコーキャンセル装置。
【請求項４】
前記信号処理部は、
前記参照データが入力され、前記スピーカの出力から前記マイクロホンへの入力までの空間の特性に基づいて前記参照データを処理して生成したキャンセルデータを出力する適応フィルタと、
前記キャンセルデータを前記入力デジタルデータから減算する減算部と、を含む請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のエコーキャンセル装置。
【請求項５】
複数のスピーカへの出力信号に対応する通信相手からの受信音声データを、前記複数のスピーカそれぞれからマイクロホンまでの音の到達時間に基づいて、それぞれ遅延させる工程と、
前記マイクロホンからの信号を取得する工程と、
前記受信音声データを参照データとし、前記取得した信号に対応する入力デジタルデータから前記参照データに対応する成分を除去する工程と、
を含むエコーキャンセル方法。
【請求項６】
コンピュータを、
複数のスピーカへの出力信号に対応する通信相手からの受信音声データを、前記複数のスピーカそれぞれからマイクロホンまでの音の到達時間に基づいて、それぞれ遅延させる遅延部、
前記複数のスピーカへの出力信号に対応するデジタルデータを参照データとし、前記マイクロホンからの入力信号に対応する入力デジタルデータから前記参照データに対応する成分を除去する信号処理部、
として機能させるためのエコーキャンセルプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エコーキャンセル装置、エコーキャンセル方法およびエコーキャンセルプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
カーオーディオには、ユーザーの音声を検出するシステムとして、ハンズフリーと呼ばれるシステム（以下、ハンズフリーシステムと呼ぶ）を有するものがある。ハンズフリーシステムでは、マイクロホンを用いて集音した運転者の音声をデジタルデータに変換する。マイクロホンは、ルームミラーやピラーに設置される。集音した音声は電話機を通して先方の通話者に送られる。また、先方の発話した音声は電話機を通しカーオーディオのスピーカから鳴らす。
【０００３】
ここで、複数のスピーカを含むマルチチャンネル対応の拡声通話系システムにおいて、チャンネル間の音量バランスを設定する技術として、特許文献１が知られている。特許文献１では、チャンネルごとに適応フィルタを設けてエコーキャンセル処理を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０９４７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ハンズフリーシステムでは、エコー除去装置を設けて音響エコーを除去することがある。特許文献１に記載の技術によると、チャンネルごとに適応フィルタが必要になることから、チャンネル数が多いと適応フィルタの数も多くなるため、ハンズフリーシステムに適用するには改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、チャンネル数が複数であっても適応フィルタの数が増加せずに、エコーキャンセルを実現できるエコーキャンセル装置、エコーキャンセル方法およびエコーキャンセルプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のある態様によるエコーキャンセル装置は、マイクロホンからの信号を取得する取得部と、複数のスピーカへの出力信号に対応する通信相手からの受信音声データを、前記複数のスピーカそれぞれから前記マイクロホンまでの音の到達時間に基づいて、それぞれ遅延させる遅延部と、前記受信音声データを参照データとし、前記取得部が取得した信号に対応する入力デジタルデータから前記参照データに対応する成分を除去する信号処理部と、を含む。
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のある態様によるエコーキャンセル方法は、複数のスピーカへの出力信号に対応する通信相手からの受信音声データを、前記複数のスピーカそれぞれからマイクロホンまでの音の到達時間に基づいて、それぞれ遅延させる工程と、前記マイクロホンからの信号を取得する工程と、前記受信音声データを参照データとし、前記取得した信号に対応する入力デジタルデータから前記参照データに対応する成分を除去する工程と、を含む。
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のある態様によるエコーキャンセルプログラムは、コンピュータを、複数のスピーカへの出力信号に対応する通信相手からの受信音声データを、前記複数のスピーカそれぞれからマイクロホンまでの音の到達時間に基づいて、それぞれ遅延させる遅延部、前記複数のスピーカへの出力信号に対応するデジタルデータを参照データとし、前記マイクロホンからの入力信号に対応する入力デジタルデータから前記参照データに対応する成分を除去する信号処理部、として機能させるためのエコーキャンセルプログラムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかるエコーキャンセル装置、エコーキャンセル方法およびエコーキャンセルプログラムは、チャンネル数が複数であっても適応フィルタの数が増加せずに、エコーキャンセルを実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施形態によるエコーキャンセル装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、エコーキャンセル部の構成例を示す図である。
【図３】図３は、他の実施形態によるエコーキャンセル装置の構成例を示す図である。
【図４】図４は、遅延部を設けない構成を有する比較例の装置において、各スピーカからマイクへの入力を模式的に示す図である。
【図５】図５は、遅延部を設けない構成を有する比較例の装置において、エコーキャンセル部を複数設ける例を示す図である。
【図６】図６は、エコーキャンセル装置によって実現されるエコーキャンセル方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態の説明において、同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。なお、実施形態により本発明が限定されるものではない。また、実施形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、この実施形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。また、発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１３】
［エコーキャンセル装置］
図１は、本実施形態によるエコーキャンセル装置の構成例を示す図である。図１において、本実施形態によるエコーキャンセル装置１０は、車両１に搭載されて用いられる。図１は、ハンズフリーシステムに適用したエコーキャンセル装置の例を示す。
【００１４】
図１を参照すると、車両１には、４つのスピーカ２１、２２、２３および２４と、マイクロホン（以下、マイクと略称する）３０とが搭載される。スピーカ２１、２２、２３および２４は、車両１内に音声を出力する。スピーカ２１、２２、２３および２４は、入力されるアナログの音声信号を、音声に変換する。スピーカ２１は車両１内の左前、スピーカ２２は車両１内の右前、スピーカ２３は車両１内の左後、スピーカ２４は車両１内の右後に設けられる。スピーカ２１、２２、２３および２４は、サラウンド効果を実現する。
【００１５】
スピーカ２１、２２、２３および２４は、フルレンジ型のスピーカであってもよいし、セパレート型のスピーカであってもよい。スピーカ２１、２２、２３および２４がセパレート型のスピーカである場合、主に音の高域を出力するツイータと、主に音の中低域を出力するウーファとを含むことがある（図示せず）。車両１において、ツイータはダッシュボードに設置され、ウーファがドアの下に設置されるなど、ツイータとウーファとが異なる場所に設置されることがある。
【００１６】
マイク３０は、車両１内の音声を取得する。マイク３０は、取得した音声をアナログの音声信号に変換する。本実施形態において、マイク３０は、運転席のハンドルの位置に設置されている。マイク３０は、車両１内のルームミラーやピラーに設置されていてもよい。
【００１７】
また、図１において、本実施形態によるエコーキャンセル装置１０は、信号処理部１００と、増幅部（Amplifier；以下、ＡＭＰと呼ぶ）１１および１５と、アナログデジタル変換部（Analog  Digital  Converter；以下、ＡＤＣと呼ぶ）１２と、デジタルアナログ変換部（Digital  Analog  Converter；以下、ＤＡＣと呼ぶ）１３と、音量制御部（以下、ＶＯＬと呼ぶ）１４と、を有する。
【００１８】
信号処理部１００は、デジタルの音声データに対して、エコー等の対象の音声以外を除去する処理等を行う。信号処理部１００は、例えば、ＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）を利用して実現することができる。信号処理部１００は、ＳＯＣ（System-on-a-chip）によって実現してもよい。信号処理部１００は、ＤＳＰとＳＯＣとの両方を利用して実現してもよい。
【００１９】
ＡＭＰ１１は、マイクアンプである。ＡＭＰ１１は、マイク３０から出力されるアナログの音声信号を増幅する。
【００２０】
ＡＤＣ１２は、入力されるアナログの音声信号をデジタルの音声データに変換する変換部である。ＡＭＰ１１およびＡＤＣ１２は、マイク３０からの信号を取得する取得部として機能する。ＡＤＣ１２は、マイク３０から入力した信号を取得し、デジタルの音声データに変換する。つまり、ＡＤＣ１２は、複数のスピーカ２１、２２、２３および２４が出力する音を入力するマイク３０からの入力信号を、対応するデジタルデータに変換する。ＡＤＣ１２によって変換されたデジタルの音声データは、入力デジタルデータとして信号処理部１００に入力される。
【００２１】
ＤＡＣ１３は、入力されるデジタルの音声データをアナログの音声信号に変換する。ＤＡＣ１３によって変換されたアナログの音声信号は、ＶＯＬ１４に入力される。
【００２２】
ＶＯＬ１４は、スピーカ２１、２２、２３および２４から出力する音の出力レベルすなわち音量を調整する。ＶＯＬ１４によって音量が調整されたアナログの音声信号は、ＡＭＰ１５に入力される。
【００２３】
ＡＭＰ１５は、スピーカアンプである。ＡＭＰ１５は、入力されるアナログの音声信号を増幅する。ＡＭＰ１５が増幅したアナログの音声信号は、スピーカ２１、２２、２３および２４に入力される。
【００２４】
電話機４０は、音声信号を通話相手側に送信すると共に、通話相手側からの音声信号を受信する。電話機４０は、例えば、移動電話機やスマートフォンである。
【００２５】
［信号処理部］
信号処理部１００は、遅延部（Ｄｅｌａｙ）１０１、１０２、１０３および１０４と、エコーキャンセル部１０５と、を有する。遅延部１０１、１０２、１０３および１０４、ならびに、エコーキャンセル部１０５は、例えば、ＤＳＰを利用して実現することができる。
【００２６】
エコーキャンセル部１０５は、デジタルの音声データを参照データとして入力する。参照データは、受信音声データ４００である。エコーキャンセル部１０５は、マイク３０に入力された音声信号を変換したデジタルの音声データから、参照データに対応する成分を除去するエコー除去処理を行う。エコー除去処理とは、マイク３０に入力された音声信号を変換したデジタルの音声データから、参照データに対応する成分を差し引く処理である。このエコー除去処理を行うことにより、スピーカ２１、２２、２３、２４から出力される音声が通話相手に出力する音声に含まれないようにすることができる。
【００２７】
［遅延部］
遅延部１０１、１０２、１０３、１０４は、スピーカ２１、２２、２３、２４と同じ数だけ設けられる。遅延部１０１、１０２、１０３、１０４は、複数のスピーカ２１、２２、２３、２４への出力信号すなわち複数のチャネルに一対一に対応している。遅延部１０１、１０２、１０３、１０４には、電話機４０から入力されるデータすなわち通信相手からの受信音声データ４００が入力される。遅延部１０１、１０２、１０３、１０４は、複数のスピーカへの出力信号に対応する通信相手からの受信音声データ４００を、それぞれ遅延させる。遅延部１０１、１０２、１０３、１０４は、複数のスピーカ２１、２２、２３、２４それぞれからマイク３０までの音の到達時間に基づいて、通信相手からの受信音声データ４００を、それぞれ遅延させる。つまり、遅延部１０１、１０２、１０３、１０４は、同じ受信音声データ４００を、それぞれ異なる時間だけ遅延させる。以上のように、遅延部１０１、１０２、１０３、１０４は、複数のスピーカ２１、２２、２３、２４への出力信号に対応する通信相手からの受信音声データ４００を、複数のスピーカ２１、２２、２３、２４それぞれからマイク３０までの音の到達時間に基づいて、それぞれ遅延させる。
【００２８】
遅延部１０１、１０２、１０３、１０４は、信号処理部１００によって実現することができる。遅延部１０１、１０２、１０３、１０４は、信号処理部１００によって実現するのではなく、信号処理部１００の外部に設けてもよい。信号処理部１００の外部に遅延部１０１、１０２、１０３、１０４を設ける場合、可変ディレイラインを用いてもよい。
【００２９】
［遅延量の調整］
図１を参照すると、スピーカ２１、２２、２３および２４については、マイク３０との距離が互いに異なる。スピーカ２３とマイク３０との距離が最も長い。スピーカ２２とマイク３０との距離が最も短い。このように、距離が互いに異なるため、各スピーカ２１、２２、２３、２４からマイク３０までの音の到達時間が互いに異なる。
【００３０】
そこで、遅延部１０１、１０２、１０３および１０４について、例えば、次のように異なる遅延量を設定する。各スピーカ２１、２２、２３、２４からマイク３０までのそれぞれの距離を測定する。距離の測定は、例えば、巻尺を用いて行うことができる。測定した距離を音速で除算することにより、各スピーカ２１、２２、２３、２４からマイク３０までの音の到達時間を算出できる。このように算出した到達時間に基づき、各遅延部１０１、１０２、１０３、１０４の遅延量を設定する。
【００３１】
スピーカ２１、２２、２３および２４がツイータとウーファとを含み、ツイータとウーファとが異なる場所に設置されることがある。セパレート型のスピーカにおいて、人間が発話する音声は、主にウーファから出力される。このため、ウーファからマイク３０までの音の到達時間を算出し、算出結果に基づいて各遅延部の遅延量を設定すればよい。人間が発話する音声ではなく、より周波数が高い音についてエコーキャンセルを行う場合は、ツイータからマイク３０までの音の到達時間を算出し、算出結果に基づいて各遅延部の遅延量を設定すればよい。なお、ツイータとウーファとの両方の出力についてエコーキャンセルを行う場合は、それぞれについてマイク３０までの音の到達時間に相当する遅延量を有する遅延部を用意すればよい。
【００３２】
また、遅延部１０１、１０２、１０３および１０４について、次のように遅延量を設定してもよい。インパルス信号を１つのスピーカから出力し、マイク３０に入力する。インパルス信号の波形とマイク３０への入力信号の波形とを比較する。インパルス信号の波形のピーク点からマイク３０への入力信号の波形のピーク点までの時間を、スピーカからマイクまでの音の到達時間とする。マイク３０の位置に音が同じタイミングで到達するように、各スピーカ２１、２２、２３、２４から出力する前に到達時間に基づいて遅延させる。なお、インパルス信号を各スピーカ２１、２２、２３、２４から同時に出力し、各スピーカ２１、２２、２３、２４から出力したインパルス信号の波形が重なるように遅延量を調整してもよい。
【００３３】
この処理を各スピーカ２１、２２、２３、２４について行うことにより、複数のスピーカ２１、２２、２３、２４それぞれについて、マイク３０までの音の到達時間を算出する。上記のように算出した到達時間に基づき、各遅延部１０１、１０２、１０３、１０４の遅延量を設定する。エコーキャンセル装置１０の稼働前に遅延量を１度設定すれば、各スピーカまたはマイク３０の位置を変更しないかぎり、遅延量を再度設定する必要はない。
【００３４】
[エコーキャンセル部]
図２は、エコーキャンセル部１０５の構成例を示す図である。図２に示すように、エコーキャンセル部１０５は、適応フィルタ１０５１と、減算部１０５２とを有する。
【００３５】
適応フィルタ１０５１は、電話機４０から信号処理部１００に入力される受信音声データ４００を入力する。適応フィルタ１０５１は、各スピーカ２１、２２、２３および２４の出力からマイク３０への入力までの空間すなわちエコーパスの特性に基づいて参照データを処理してキャンセルデータを生成する。より具体的には、適応フィルタ１０５１は、エコーパスの特性を模擬した特性情報を、参照データに掛けてキャンセルデータを生成する。適応フィルタ１０５１は、適応フィルタ係数で畳み込み処理を行い、キャンセルデータを生成する。適応フィルタ１０５１は、生成したキャンセルデータを減算部１０５２に入力する。
【００３６】
減算部１０５２は、マイク３０に入力される音声信号に対応する音声データすなわち入力デジタルデータからキャンセルデータを減算する。入力デジタルデータは、マイク３０に入力された信号をＡＤＣ１２において変換した、デジタルの音声データである。減算部１０５２の出力は音声データとして電話機４０に入力されるとともに、誤差データとして適応フィルタ１０５１に入力される。適応フィルタ１０５１は、フィルタ係数を更新し、誤差信号が最小になるように収束させる動作を行う。
【００３７】
上記のように各遅延部１０１、１０２、１０３、１０４の遅延量を設定し、マイク３０への入力タイミングを調整することにより、エコーキャンセル部１０５を複数設ける必要はなく、単一のエコーキャンセル部１０５によってエコー除去処理を実現できる。
【００３８】
[動作]
次に、車両１に搭載されたハンズフリーシステムの動作について説明する。ハンズフリーシステムの動作については、エコーキャンセル装置１０の動作を中心に説明する。
【００３９】
エコーキャンセル部１０５は、電話機４０から出力されるデジタルの音声データすなわち受信音声データを参照データとして入力することで、参照データに対応する成分を除去する。マイク３０から入力するスピーカ２１、２２、２３、２４からの音声を消すことで、エコーの無い音がエコーキャンセル部１０５の出力から得られる。
【００４０】
通話相手側への送話側の経路は、以下のようになる。すなわち、マイク３０は、車両１内の音声を取得する。マイク３０は、取得した音声をアナログの音声信号に変換する。マイク３０によって変換された音声信号は、ＡＭＰ１１に入力される。ＡＭＰ１１は、音声信号の電圧レベルを増幅する。ＡＭＰ１１は、後段でクリップしない程度に、音声信号の電圧レベルを調整する。ＡＤＣ１２は、ＡＭＰ１１によってレベルが調整されたアナログの音声信号をデジタルの音声データに変換する。ＡＤＣ１２によって変換されたデジタルの音声データは、信号処理部１００に入力される。信号処理部１００は、デジタルの音声データについて、エコーを除去する処理を行う。信号処理部１００によってエコーが除去された音声データは、信号処理部１００から出力される。信号処理部１００から出力された音声データは、電話機４０に入力される。電話機４０は、音声データを通話相手側の図示しない電話機に送信する。
【００４１】
通話相手側の電話機からの受話側の経路は、以下のようになる。すなわち、電話機４０は、通話相手側の電話機から受信した、デジタルの音声データを出力する。エコーキャンセル装置１０は、電話機４０から出力されるデジタルの音声データを入力する。エコーキャンセル装置１０は、信号処理部１００においてデジタルの音声データについて必要な処理を行う。信号処理部１００は、デジタルの音声データを出力する。信号処理部１００が出力するデジタルの音声データは、ＤＡＣ１３に入力される。ＤＡＣ１３は、入力されるデジタルの音声データをアナログの音声信号に変換する。ＤＡＣ１３によって変換されたアナログの音声信号は、ＡＭＰ１５に入力される。ＡＭＰ１５は、音声信号の電圧レベルを増幅する。ＡＭＰ１５によって電圧レベルが増幅された音声信号は、スピーカ２１、２２、２３および２４に入力される。スピーカ２１、２２、２３および２４は、車両１内に音声を出力する。
【００４２】
ここで、車両１内に、スピーカ２１、２２、２３および２４とマイク３０とが設けられている。このため、スピーカ２１、２２、２３および２４が車両１内に出力した音声は、マイク３０に入力される。その場合、エコーが発生し聞き取りづらくなることがある。そこで、信号処理部１００のエコーキャンセル部１０５において、エコー除去処理を行う。
【００４３】
エコーキャンセル部１０５は、デジタルの音声データを参照データとして入力する。参照データであるデジタルの音声データは、遅延部１０１、１０２、１０３および１０４で遅延させる前の音声データである。エコーキャンセル部１０５は、マイク３０に入力された音声信号を変換したデジタルの音声データから、参照データに対応する成分を差し引くエコー除去処理を行う。このエコー除去処理を行うことにより、スピーカ２１、２２、２３および２４から出力される音声が、通話相手に出力する音声に含まれないようにすることができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態では、複数のスピーカ２１、２２、２３、２４それぞれからマイク３０までの音の到達時間に基づいて、通信相手からの受信音声データ４００を、それぞれ遅延させることにより、チャンネル数が複数であっても適応フィルタの数が増加せずに、エコーキャンセルを実現できる。また、複数のスピーカ２１、２２、２３、２４から出力された音がマイク３０に入力される際、各スピーカ２１、２２、２３、２４からの音が時間軸上でずれて重畳されることはなく、正確なエコーキャンセルを実現できる。
【００４５】
本実施形態のエコーキャンセル装置１０は、各遅延部１０１、１０２、１０３および１０４において遅延量を設定し、歪などを伴う非線形処理を行っていない。このため、本実施形態のエコーキャンセル装置１０によれば、本来の音が維持される。また、マイク３０への入力信号に対して追加処理を行っていないため、マイク３０の入力信号について劣化が発生しない。
【００４６】
[他の実施形態]
上記の各スピーカ２１、２２、２３および２４は、カーオーディオなどから出力される音楽の出力のためにも用いられることがある。つまり、スピーカが、電話機４０による通話用と音楽鑑賞用とに用いられることがある。カーオーディオなどから出力される音楽についてエコーキャンセルを行わない場合、音楽と通話に関する音声とを分離し、音楽については遅延部により遅延処理を行わず、通話に関する音声のみ遅延処理を行えばよい。以下、このように音楽と通話を分離した、他の実施形態によるエコーキャンセル装置について説明する。
【００４７】
図３は他の実施形態によるエコーキャンセル装置１０Ａの構成例を示す図である。図３において、本実施形態によるエコーキャンセル装置１０Ａは、図１に示すエコーキャンセル装置１０に、加算部１６１、１６２、１６３および１６４を追加した構成である。加算部１６１、１６２、１６３および１６４には、音楽データ１６０が入力される。
【００４８】
加算部１６１は、遅延部１０１に対応して設けられている。加算部１６２は、遅延部１０２に対応して設けられている。加算部１６３は、遅延部１０３に対応して設けられている。加算部１６４は遅延部１０４に対応して設けられている。加算部１６１、１６２、１６３、１６４は、遅延部１０１、１０２、１０３、１０４から出力されるデータに、音楽データ１６０を加算する。音楽データ１６０が加算されたデータは、ＤＡＣ１３、ＶＯＬ１４、ＡＭＰ１５を経由して、各スピーカ２１、２２、２３および２４への出力信号として出力される。
【００４９】
図３に示すエコーキャンセル装置１０Ａにおいて、各遅延部１０１、１０２、１０３および１０４についての遅延量の設定については、図１に示すエコーキャンセル装置１０の場合と同様である。
【００５０】
図３に示すエコーキャンセル装置１０Ａによるエコーキャンセルの動作は、図１に示すエコーキャンセル装置１０と同様である。音楽と通話に関する音声とを分離し、音楽については遅延部１０１、１０２、１０３および１０４による遅延処理を行わず、通話に関する音声について遅延部１０１、１０２、１０３および１０４で遅延させてマイク３０の位置に音が同じタイミングで到達するため、チャンネル数が複数であっても適応フィルタの数が増加せずに、エコーキャンセルを実現できる。
【００５１】
［比較例］
図４および図５は、上述した遅延部１０１、１０２、１０３および１０４を設けない構成を有する比較例の装置を説明する図である。図４は、各スピーカ２１、２２、２３および２４からマイク３０への入力を模式的に示す図である。図５は、エコーキャンセル部を複数設ける例を示す図である。
【００５２】
図４に示すように、各スピーカ２１、２２、２３および２４から出力される音声は、１つのマイク３０に入力される。各スピーカ２１、２２、２３および２４からマイク３０までの音の到達時間は互いに異なる。このため、各スピーカ２１、２２、２３および２４から同時に音を出力しても、出力された音はマイク３０と各スピーカ２１、２２、２３、２４との距離分の遅延時間を持ってマイク３０に入力される。図４に示すように、マイク３０に入力される信号３０１は、各スピーカ２１、２２、２３、２４から出力された信号が時間軸上でずれて重畳された状態になる。
【００５３】
同じ音が各スピーカ２１、２２、２３、２４から出力されていても、各スピーカ２１、２２、２３、２４の設置された位置や各スピーカのエンクロージャーの容積によってスピーカの能率が変わることで音の大きさが変わる。例えば、車両１のドアに搭載されたスピーカについては、ドアの厚さによって音の大きさが変わる。音が大きい場合、エコーが発生しやすくなる。
【００５４】
このため、図４に示すように、異なる遅延時間を持ってマイク３０に入力された音声信号についてエコーを除去する処理を行う場合、複数のスピーカそれぞれについてエコーをキャンセルする必要がある。複数のスピーカについてエコーをキャンセルするためには、エコーキャンセル部をスピーカのチャンネル数分用意するのが一般的である。つまり、４チャンネルの場合、図５に示すように、４つのエコーキャンセル部１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ、１０５Ｄを設けるのが一般的である。
【００５５】
エコーキャンセル部１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ、１０５Ｄは、それぞれ適応フィルタを有する。適応フィルタは処理が重いため、装置全体の処理への影響を考慮するとエコーキャンセル部を複数搭載することは難しい。このため、複数のスピーカから出力する場合でも、１つのエコーキャンセル部で対応する場合が多い。１つのエコーキャンセル部で対応する場合、エコーサプレッサを併用することがある。エコーサプレッサを用いると、強制的にエコーを落とす処理を行うことになり、声の品質が損なわれることがある。
【００５６】
上記のような比較例に対し、上述したエコーキャンセル装置１０、１０Ａによれば、エコーサプレッサを組み合わせて用いた場合でも、エコーを容易に除去できるため、エコーサプレッサの残留エコー低減効果を弱めることもできる。これにより、本実施形態のエコーキャンセル装置にエコーサプレッサを組み合わせて用いた場合でも、声の品質が低下することはない。
【００５７】
［エコーキャンセル方法］
上記エコーキャンセル装置１０、１０Ａにより、以下のエコーキャンセル方法が実現される。図６は、上記エコーキャンセル装置によって実現されるエコーキャンセル方法を示すフローチャートである。図６に示すように、エコーキャンセル方法は、複数のスピーカへの出力信号に対応する通信相手からの受信音声データを、上記複数のスピーカそれぞれからマイクロホンまでの音の到達時間に基づいて、それぞれ遅延させる工程（ステップＳ６０１）と、上記マイクロホンからの信号を取得する工程（ステップＳ６０２）と、上記受信音声データを参照データとし、上記取得した信号に対応する入力デジタルデータから上記参照データに対応する成分を除去する工程（ステップＳ６０３）とを含む。このエコーキャンセル方法によれば、チャンネル数が複数であっても適応フィルタの数が増加せずに、エコーキャンセルを実現できる。
【００５８】
[エコーキャンセルプログラム]
上記エコーキャンセル装置１０、１０Ａは、コンピュータを、複数のスピーカへの出力信号に対応する通信相手からの受信音声データを、上記複数のスピーカそれぞれからマイクロホンまでの音の到達時間に基づいて、それぞれ遅延させる遅延部、上記複数のスピーカへの出力信号に対応するデジタルデータを参照データとし、上記マイクロホンからの入力信号に対応する入力デジタルデータから上記参照データに対応する成分を除去する信号処理部、として機能させるためのエコーキャンセルプログラムを利用して実現してもよい。このエコーキャンセルプログラムを利用すれば、チャンネル数が複数であっても適応フィルタの数が増加せずに、エコーキャンセルを実現できる。
【００５９】
［まとめ］
以上説明したように、本実施形態では、各スピーカからマイクまでの音の到達時間に基づいて、上記複数のスピーカが出力する通信相手からの受信音声データを遅延させることにより、チャンネル数が複数であっても適応フィルタの数が増加せずに、エコーキャンセルを実現できる。スピーカと同数の遅延部を追加するだけであるため、処理の負荷がほとんど追加されることなく、エコーキャンセルを実現できる。
【００６０】
本実施形態によるエコーキャンセル装置は、複数のスピーカとマイクとを有する装置について適用することができる。例えば、インカーコミュニケーションをはじめとする自動車内でのハンズフリーシステムの他、テレビ電話、移動電話機やスマートフォンを用いたハンズフリー通話、テレビ会議システム、カラオケ装置について適用できる。
【符号の説明】
【００６１】
１  車両
１０、１０Ａ  エコーキャンセル装置
１１、１５  増幅部
１２  アナログデジタル変換部
１３  デジタルアナログ変換部
１４  音量制御部
２１、２２、２３、２４  スピーカ
３０  マイクロホン
４０  電話機
１００  信号処理部
１０１、１０２、１０３、１０４  遅延部
１０５、１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ、１０５Ｄ  エコーキャンセル部
１６０  音楽データ
１６１、１６２、１６３、１６４  加算部
４００  受信音声データ
１０５１  適応フィルタ
１０５２  減算部
【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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