(57)【要約】      （修正有）【課題】１００α百分比点を指定する必要のない残留エコー消去方法を提供する。【解決手段】エコー消去装置は、各スペクトルの推定の自由度の数をＴ、周波数領域収音信号をＹ（ｆ，ｊ）、残留エコー成分をＹ＾（ｆ，ｊ）として、2015201787.tif 000059により定義される補正後残留エコー成分Ｙ２＾（ｆ，ｊ）を求める。【選択図】図３
2015201787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍは１以上の整数であり、Ｍ個のスピーカと１個以上のマイクロホンが共通の音場に配置され、前記スピーカから受話信号を再生した際に、エコー経路を介して前記マイクロホンに回り込むエコーを消去するエコー消去装置であって、
前記受話信号と前記マイクロホンで収音した第一収音信号から得られる信号（以下「収音信号」という）とを短時間区間毎に周波数領域の信号に変換する周波数領域変換部と、
ｍ＝１，…，Ｍ、ｍ’＝１，…，Ｍ、ｍ≠ｍ’とし、周波数領域の前記受話信号と前記収音信号とを用いて、第ｍチャネルの前記受話信号のパワースペクトルと、第ｍチャネルの受話信号と第ｍ'チャネルの受話信号とのクロススペクトルと、第ｍチャネルの前記受話信号と前記収音信号とのクロススペクトルとを求める入出力相関係数算出部と、
前記パワースペクトルと前記クロススペクトルとを用いて、周波数領域の前記受話信号と前記収音信号との入出力伝達特性の推定値を周波数毎に推定する入出力伝達特性推定部と、
周波数領域の前記受話信号と前記入出力伝達特性の前記推定値とから、周波数領域の前記収音信号に含まれる残留エコー成分を予測する残留エコー予測部と、
周波数領域の前記収音信号を用いて、前記残留エコー成分を補正して補正後残留エコー成分を求める残留エコー補正部と、
周波数領域の前記収音信号と前記補正後残留エコー成分との差分を送話信号として求める減算部と、
周波数領域の前記送話信号を時間領域の信号に変換する時間領域変換部と、
を含み、
各スペクトルの推定の自由度の数をＴとし、前記周波数領域収音信号をＹ（ｆ，ｊ）とし、前記残留エコー成分をＹ＾（ｆ，ｊ）とし、前記残留エコー補正部において、
【数４３】
2015201787.tif 000045
により定義される前記補正後残留エコー成分Ｙ２＾（ｆ，ｊ）を求める、
エコー消去装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエコー消去装置であって、
前記受話信号を適応フィルタでフィルタリングし、予測エコー信号を生成し、前記マイクロホンで収音した前記第一収音信号と前記予測エコー信号との差分を第二収音信号として求め、この第二収音信号と前記受話信号とに基づき適応フィルタのフィルタ係数を更新するエコー消去部と、をさらに含み、
前記周波数領域変換部と前記入出力相関係数算出部と前記残留エコー補正部と前記減算部において、前記収音信号として前記第二収音信号を用いる、
エコー消去装置。
【請求項３】
請求項２記載のエコー消去装置であって、
前記予測エコー信号を短時間区間毎に周波数領域の信号に変換する第二周波数領域変換部と、をさらに含み、
ｑ’≠ｑとし、ｑ＝０，１，…，Ｍとし、ｑ’＝０，１，…，Ｍとし、周波数領域の前記予測エコー信号をＸ０（ｆ，ｊ）とし、周波数領域の第ｍチャネルの前記受話信号をＸｍ（ｆ，ｊ）とし、周波数領域の前記第二収音信号をＵ（ｆ，ｊ）とし、前記予測エコー信号のパワースペクトルをＰ００（ｆ，ｊ）とし、第ｍチャネルの前記受話信号のパワースペクトルをＰｍｍ（ｆ，ｊ）とし、前記予測エコー信号と第ｍチャネルの前記受話信号との間のクロススペクトルをＰ０ｍ（ｆ，ｊ）とし、第ｍ’チャネルの前記受話信号と第ｍチャネルの前記受話信号の間のクロススペクトルをＰｍ’ｍ（ｆ，ｊ）とし、前記予測エコー信号と前記第二収音信号との間のクロススペクトルをＱ０（ｆ，ｊ）とし、第ｍ’チャネルの前記受話信号と前記第二収音信号との間のクロススペクトルをＱｍ’（ｆ，ｊ）とし、Ａ＊をＡの複素共役とし、Ｅ［Ａ］をＡの平均をとる関数とし、
前記入出力相関係数算出部において、前記パワースペクトルＰ００と前記パワースペクトルＰｍｍを
【数４４】
2015201787.tif 000046
として求め、前記クロススペクトルＰ０ｍ（ｆ，ｊ）と前記クロススペクトルＰｍ’ｍ（ｆ，ｊ）を
【数４５】
2015201787.tif 000047
として求め、前記クロススペクトルＱ０（ｆ，ｊ）と前記クロススペクトルＱｍ’（ｆ，ｊ）を、
【数４６】
2015201787.tif 000048
として求め、
前記入出力伝達特性推定部において、前記入出力伝達特性の前記推定値Ｇ（ｆ，ｊ）を、
【数４７】
2015201787.tif 000049
として推定し、
前記残留エコー予測部において、前記残留エコー成分を、
【数４８】
2015201787.tif 000050
として予測する、
エコー消去装置。
【請求項４】
Ｍは１以上の整数であり、Ｍ個のスピーカと１個以上のマイクロホンが共通の音場に配置され、前記スピーカから受話信号を再生した際に、エコー経路を介して前記マイクロホンに回り込むエコーを消去するエコー消去装置であって、
前記受話信号を適応フィルタでフィルタリングし、予測エコー信号を生成し、前記マイクロホンで収音した第一収音信号と前記予測エコー信号との差分を第二収音信号として求めるエコー消去部と、
前記受話信号と前記第二収音信号とを短時間区間毎に周波数領域の信号に変換する周波数領域変換部と、
ｍ＝１，…，Ｍ、ｍ’＝１，…，Ｍ、ｍ≠ｍ’とし、周波数領域の前記受話信号と前記第二収音信号とを用いて、第ｍチャネルの前記受話信号のパワースペクトルと、第ｍチャネルの受話信号と第ｍ'チャネルの受話信号とのクロススペクトルと、第ｍチャネルの前記受話信号と前記第二収音信号とのクロススペクトルとを求める入出力相関係数算出部と、
前記パワースペクトルと前記クロススペクトルとを用いて、周波数領域の前記受話信号と前記第二収音信号との入出力伝達特性の推定値を周波数毎に推定する入出力伝達特性推定部と、
周波数領域の前記受話信号と前記入出力伝達特性の前記推定値とから、周波数領域の前記第二収音信号に含まれる残留エコー成分を予測する残留エコー予測部と、
周波数領域の前記第二収音信号を用いて、前記残留エコー成分を補正して補正後残留エコー成分を求める残留エコー補正部と、
周波数領域の前記第二収音信号と補正後残留エコー成分とを用いて、周波数領域の前記第二収音信号に対する前記補正後残留エコー成分の比率である残留エコーパワー比率を求める残留エコーパワー比率計算部と、を含み、
各スペクトルの推定の自由度の数をＴとし、周波数領域の前記第二収音信号をＵ（ｆ，ｊ）とし、前記残留エコー成分をＵ＾（ｆ，ｊ）とし、前記残留エコー補正部において、
【数４９】
2015201787.tif 000051
により定義される前記補正後残留エコー成分Ｕ２＾（ｆ，ｊ）を求め、
前記エコー消去部において、前記残留エコーパワー比率と前記受話信号と前記第二収音信号とに基づき適応フィルタのフィルタ係数を更新する、
エコー消去装置。
【請求項５】
請求項４のエコー消去装置であって、
前記予測エコー信号を短時間区間毎に周波数領域の信号に変換する第二周波数領域変換部と、をさらに含み、
ｑ’≠ｑとし、ｑ＝０，１，…，Ｍとし、ｑ’＝０，１，…，Ｍとし、周波数領域の前記予測エコー信号をＸ０（ｆ，ｊ）とし、周波数領域の第ｍチャネルの前記受話信号をＸｍ（ｆ，ｊ）とし、周波数領域の前記第二収音信号をＵ（ｆ，ｊ）とし、前記予測エコー信号のパワースペクトルをＰ００（ｆ，ｊ）とし、第ｍチャネルの前記受話信号のパワースペクトルをＰｍｍ（ｆ，ｊ）とし、前記予測エコー信号と第ｍチャネルの前記受話信号との間のクロススペクトルをＰ０ｍ（ｆ，ｊ）とし、第ｍ’チャネルの前記受話信号と第ｍチャネルの前記受話信号の間のクロススペクトルをＰｍ’ｍ（ｆ，ｊ）とし、前記予測エコー信号と前記第二収音信号との間のクロススペクトルをＱ０（ｆ，ｊ）とし、第ｍ’チャネルの前記受話信号と前記第二収音信号との間のクロススペクトルをＱｍ’（ｆ，ｊ）とし、Ａ＊をＡの複素共役とし、Ｅ［Ａ］をＡの平均をとる関数とし、
前記入出力相関係数算出部において、前記パワースペクトルＰ００と前記パワースペクトルＰｍｍを
【数５０】
2015201787.tif 000052
として求め、前記クロススペクトルＰ０ｍ（ｆ，ｊ）と前記クロススペクトルＰｍ’ｍ（ｆ，ｊ）を
【数５１】
2015201787.tif 000053
として求め、前記クロススペクトルＱ０（ｆ，ｊ）と前記クロススペクトルＱｍ’（ｆ，ｊ）を、
【数５２】
2015201787.tif 000054
として求め、
前記入出力伝達特性推定部において、前記入出力伝達特性の前記推定値Ｇ（ｆ，ｊ）を、
【数５３】
2015201787.tif 000055
として推定し、
前記残留エコー予測部において、前記残留エコー成分を、
【数５４】
2015201787.tif 000056
として予測する、
エコー消去装置。
【請求項６】
Ｍは１以上の整数であり、Ｍ個のスピーカと１個以上のマイクロホンが共通の音場に配置され、前記スピーカから受話信号を再生した際に、エコー経路を介して前記マイクロホンに回り込むエコーを消去するエコー消去方法であって、
前記受話信号と前記マイクロホンで収音した第一収音信号から得られる信号（以下「収音信号」という）とを短時間区間毎に周波数領域の信号に変換する周波数領域変換ステップと、
ｍ＝１，…，Ｍ、ｍ’＝１，…，Ｍ、ｍ≠ｍ’とし、周波数領域の前記受話信号と前記収音信号とを用いて、第ｍチャネルの前記受話信号のパワースペクトルと、第ｍチャネルの受話信号と第ｍ'チャネルの受話信号とのクロススペクトルと、第ｍチャネルの前記受話信号と前記収音信号とのクロススペクトルとを求める入出力相関係数算出ステップと、
前記パワースペクトルと前記クロススペクトルとを用いて、周波数領域の前記受話信号と前記収音信号との入出力伝達特性の推定値を周波数毎に推定する入出力伝達特性推定ステップと、
周波数領域の前記受話信号と前記入出力伝達特性の前記推定値とから、周波数領域の前記収音信号に含まれる残留エコー成分を予測する残留エコー予測ステップと、
周波数領域の前記収音信号を用いて、前記残留エコー成分を補正して補正後残留エコー成分を求める残留エコー補正ステップと、
周波数領域の前記収音信号と前記補正後残留エコー成分との差分を送話信号として求める減算ステップと、
周波数領域の前記送話信号を時間領域の信号に変換する時間領域変換ステップと、
を含み、
各スペクトルの推定の自由度の数をＴとし、周波数領域の前記収音信号をＹ（ｆ，ｊ）とし、前記残留エコー成分をＹ＾（ｆ，ｊ）とし、前記残留エコー補正ステップにおいて、
【数５５】
2015201787.tif 000057
により定義される前記補正後残留エコー成分Ｙ２＾（ｆ，ｊ）を求める、
エコー消去方法。
【請求項７】
Ｍは１以上の整数であり、Ｍ個のスピーカと１個以上のマイクロホンが共通の音場に配置され、前記スピーカから受話信号を再生した際に、エコー経路を介して前記マイクロホンに回り込むエコーを消去するエコー消去方法であって、
前記受話信号を適応フィルタでフィルタリングし、予測エコー信号を生成し、前記マイクロホンで収音した第一収音信号と前記予測エコー信号との差分を第二収音信号として求めるエコー消去ステップと、
前記受話信号と前記第二収音信号とを短時間区間毎に周波数領域の信号に変換する周波数領域変換ステップと、
ｍ＝１，…，Ｍ、ｍ’＝１，…，Ｍ、ｍ≠ｍ’とし、周波数領域の前記受話信号と前記第二収音信号とを用いて、第ｍチャネルの前記受話信号のパワースペクトルと、第ｍチャネルの受話信号と第ｍ'チャネルの受話信号とのクロススペクトルと、第ｍチャネルの前記受話信号と前記第二収音信号とのクロススペクトルとを求める入出力相関係数算出ステップと、
前記パワースペクトルと前記クロススペクトルとを用いて、周波数領域の前記受話信号と前記第二収音信号との入出力伝達特性の推定値を周波数毎に推定する入出力伝達特性推定ステップと、
周波数領域の前記受話信号と前記入出力伝達特性の前記推定値とから、周波数領域の前記第二収音信号に含まれる残留エコー成分を予測する残留エコー予測ステップと、
周波数領域の前記第二収音信号を用いて、前記残留エコー成分を補正して補正後残留エコー成分を求める残留エコー補正ステップと、
周波数領域の前記第二収音信号と補正後残留エコー成分とを用いて、周波数領域の前記第二収音信号に対する前記補正後残留エコー成分の比率である残留エコーパワー比率を求める残留エコーパワー比率計算ステップと、
前記残留エコーパワー比率と前記受話信号と前記第二収音信号とに基づき適応フィルタのフィルタ係数を更新する適応フィルタ更新ステップと、を含み、
各スペクトルの推定の自由度の数をＴとし、周波数領域の前記第二収音信号をＵ（ｆ，ｊ）とし、前記残留エコー成分をＵ＾（ｆ，ｊ）とし、前記残留エコー補正ステップにおいて、
【数５６】
2015201787.tif 000058
により定義される前記補正後残留エコー成分Ｕ２＾（ｆ，ｊ）を求める、
エコー消去方法。
【請求項８】
請求項１から請求項５の何れかに記載のエコー消去装置として、コンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｍ（但し、Ｍは１以上の整数）個のスピーカと１個以上のマイクロホンが共通の音場に配置され、スピーカから受話信号を再生した際に、エコー経路を介してマイクロホンに回り込む音響エコー（以下、単に「エコー」という）を消去する技術、特にテレビ会議システム等の拡声通話系におけるエコーを消去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカで受話信号が再生され、その音声がマイクロホンで収音されてエコーが生じる。そのまま送信されると通話の障害や不快感等の問題が生じる。さらに、スピーカやマイクロホンの音量が大きい場合にはハウリングが生じ、通話が不可能になる。特に拡声通話系では、このような問題が顕著となる。
【０００３】
この問題を解決するために、従来技術として、適応フィルタを用いてエコーを消去するエコー消去装置がある。非特許文献１が従来技術の多チャネルエコー消去方法として知られている。図１を用いて従来の多チャネルエコー消去装置８０を説明する。
【０００４】
スピーカ２１，…，２Ｍとマイクロホン３１，…，３Ｎが共通の音場に配置され、スピーカ２１，…，２Ｍからそれぞれ受話信号ｘ１（ｋ），…，ｘＭ（ｋ）を再生した場合に、多チャネルエコー消去装置８０内のエコー消去部８ｎは、マイクロホン３ｎにＭ本のエコー経路ｈｍｎ（ｋ）を介して回り込む再生音を消去する。但し、Ｍは１以上の整数であり、Ｎは１以上の整数であり、ｍ＝１，…，Ｍであり、ｎ＝１，…，Ｎである。多チャネルエコー消去装置８０は、受話端子１１，…，１Ｍと、送話端子４１，…，４Ｎと、マイクロホン３１，…，３Ｎとが接続されており、受話信号ｘ１（ｋ），…，ｘＭ（ｋ）及び収音信号ｙ１（ｋ），…，ｙＮ（ｋ）が入力され、送話信号ｕ１（ｋ），…，ｕＮ（ｋ）をそれぞれ送話端子４１，…，４Ｎに出力する。多チャネルエコー消去装置８０は、Ｎ個のエコー消去部８１，…，８Ｎを含み、エコー消去部８ｎは、エコー予測部８１と、減算部８２と、エコー経路推定部８３とを有する。図１において、ｙｎ（ｋ）をｙ（ｋ）とし、ｕｎ（ｋ）をｕ（ｋ）とし、ｈ１ｎ（ｋ），…，ｈＭｎ（ｋ）をそれぞれｈ１（ｋ），…，ｈＭ（ｋ）として表す。他のマイクロホンからの収音信号についても同様の処理を行うことができ、図１のエコー消去部８ｎの構成を並列に並べるだけでよいため、以下では図１を用いて説明する。
【０００５】
エコー消去部８ｎは、エコー予測部８１において、受話信号ｘ１（ｋ），…，ｘＭ（ｋ）を適応フィルタでフィルタリングし、予測エコー信号ｙ’（ｋ）を生成する。減算部８２において、収音信号ｙ（ｋ）と予測エコー信号ｙ’（ｋ）との差分（以下「誤差信号」という）ｕ（ｋ）を求め、これを送話信号として出力する。また、エコー経路推定部８３において、誤差信号ｕ（ｋ）と受話信号ｘ１（ｋ），…，ｘＭ（ｋ）とからエコー経路を逐次推定し、この推定結果（適応フィルタのフィルタ係数ｈ’（ｋ））をエコー予測部８１にコピーする。エコー経路推定が精度よく行われた状態では、収音信号ｙ（ｋ）に含まれるエコー成分と予測エコー信号ｙ’（ｋ）がほぼ等しくなり、誤差信号ｕ（ｋ）中にエコーは殆ど含まれなくなる。
【０００６】
しかし実際に多チャネルエコー消去装置が使用される状況では、いつも十分にエコー消去できるとは限らず、残留エコーが生じて通話品質が劣化しうる。それは、人の動き等によりエコー経路は絶えず変動しているからであり、適応フィルタによるエコー経路推定が瞬時には完了しないためである。またダブルトーク状態でエコー経路の推定が若干乱れうるからである。
【０００７】
さらに受話信号が多チャネルの場合には、受話信号間の相関が高いために、エコーが消去されている状態であっても推定されたエコー経路と真のエコー経路は必ずしも一致しない場合がある。そのため、話者が交代して受話信号間の相互相関が変化すると突然残留エコーが大きくなりうる（非特許文献１参照）。
【０００８】
快適な拡声通話を実現するには、適応フィルタによるエコー経路推定及び消去が十分でない状態において、受話信号のチャネル数や会話状態によらず、迅速に残留エコーを低減する必要がある。チャネル数や会話状態によらず残留エコーを低減させるために、受話信号から残留エコーへの伝達特性を高速に推定し、誤差信号から残留エコーを差し引く方法として非特許文献２が知られている。この方法において、伝達特性の推定では、周波数毎に受話信号と誤差信号の相関を利用することで、推定が高速化され、残留エコー以外の信号による推定揺らぎが抑えられる。伝達特性と残留エコーに関して振幅と位相を推定するため、チャネル数によらず適用可能である。また引き算により残留エコーの消去をはかるため、ダブルトーク時でも送話音質の歪みを小さくできる。
【０００９】
非特許文献２では、残留エコーが精度良く求められている必要がある。しかし残留エコーを限られた時間長（短時間区間）の受話信号と誤差信号とから推定するために、時間長を十分長くとる場合と比較すると推定のばらつきが大きくなり、残留エコーを大きめに推定してしまう場合がある。
【００１０】
送話の品質を高くするには、上記のような状況でも残留エコーの推定精度を高める必要がある。そのために、残留エコー推定値を補正する方法が、特許文献１で提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１１−０９０４２２号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】M.M.Sondhi, D.R.Morgan, and J.L.Hall, “Stereophonic Acoustic Echo Cancellation-An Overview of the Fundamental Problem”, IEEE Signal Processing Letters, AUGUST 1995, vol.2, no.8, pp.148-151
【非特許文献２】江村暁、羽田陽一、「多段エコー推定による多チャネルエコー消去法」、日本音響学会研究発表会講演論文集、２０１０年、pp.717-719
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１では、周波数領域の第一収音信号Ｙ（ｆ，ｊ）と残留エコー成分Ｙ＾（ｆ，ｊ）とを入力とし、これを用いて、残留エコー成分Ｙ＾（ｆ，ｊ）を補正して補正後残留エコー成分Ｙ２＾（ｆ，ｊ）を求め、出力する。ここでｆは周波数であり、ｊはフレーム番号である。
【００１４】
残留エコー成分Ｙ＾（ｆ，ｊ）にその信頼区間の期待値からの比率に基づく値を乗じることにより、残留エコー成分を補正して補正後残留エコー成分Ｙ２＾（ｆ，ｊ）を求める。補正後残留エコー成分Ｙ２＾（ｆ，ｊ）は、以下の式により、求めることができる。
【数１】
2015201787.tif 000003
但し、式（Ａ１）中のＺ＾（ｆ，ｊ）は、
【数２】
2015201787.tif 000004
で定義される送話信号の予測値である。また、式（Ａ１）において、Ｔは各スペクトルの推定の自由度の数であり、パワースペクトル及びクロススペクトルを算出するときのフレーム数が、これに該当する。Ｔ−２Ｍ＞０になるように、利用に先立ち、または、受話信号のチャネル数Ｍを設定後に、適切な値がＴに設定される。Ｆ２Ｍ，Ｔ−２Ｍ，αは、自由度ｎ１＝２Ｍ、ｎ２＝Ｔ−２ＭのＦ分布の１００α百分比点である。Ｆ分布は統計学で用いられる連続確率分布である。統計的仮説検定の一手法である分散分析において、観測データにおける変動を誤差変動と各要因の変動に分解し、各要因の効果・有意性を判定する際に使用される。
【００１５】
特許文献１では、Ｆ２Ｍ，Ｔ−２Ｍ，αを確定するために、１００α百分比点をパラメータとして事前に確定させ、指定する必要がある。
【００１６】
本発明は、この１００α百分比点を指定する必要のない残留エコー消去方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様によれば、エコー消去装置は、Ｍは１以上の整数であり、Ｍ個のスピーカと１個以上のマイクロホンが共通の音場に配置され、スピーカから受話信号を再生した際に、エコー経路を介してマイクロホンに回り込むエコーを消去する。エコー消去装置は、受話信号とマイクロホンで収音した第一収音信号から得られる信号（以下「収音信号」という）とを短時間区間毎に周波数領域の信号に変換する周波数領域変換部と、ｍ＝１，…，Ｍ、ｍ’＝１，…，Ｍ、ｍ≠ｍ’とし、周波数領域の受話信号と収音信号とを用いて、第ｍチャネルの受話信号のパワースペクトルと、第ｍチャネルの受話信号と第ｍ'チャネルの受話信号とのクロススペクトルと、第ｍチャネルの受話信号と収音信号とのクロススペクトルとを求める入出力相関係数算出部と、パワースペクトルとクロススペクトルとを用いて、周波数領域の受話信号と収音信号との入出力伝達特性の推定値を周波数毎に推定する入出力伝達特性推定部と、周波数領域の受話信号と入出力伝達特性の推定値とから、周波数領域の収音信号に含まれる残留エコー成分を予測する残留エコー予測部と、周波数領域の収音信号を用いて、残留エコー成分を補正して補正後残留エコー成分を求める残留エコー補正部と、周波数領域の収音信号と補正後残留エコー成分との差分を送話信号として求める減算部と、周波数領域の送話信号を時間領域の信号に変換する時間領域変換部と、を含む。各スペクトルの推定の自由度の数をＴとし、周波数領域収音信号をＹ（ｆ，ｊ）とし、残留エコー成分をＹ＾（ｆ，ｊ）とし、残留エコー補正部において、
【数３】
2015201787.tif 000005
により定義される補正後残留エコー成分Ｙ２＾（ｆ，ｊ）を求める。
【００１８】
上記の課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、エコー消去装置は、Ｍは１以上の整数であり、Ｍ個のスピーカと１個以上のマイクロホンが共通の音場に配置され、スピーカから受話信号を再生した際に、エコー経路を介してマイクロホンに回り込むエコーを消去する。エコー消去装置は、受話信号を適応フィルタでフィルタリングし、予測エコー信号を生成し、マイクロホンで収音した第一収音信号と予測エコー信号との差分を第二収音信号として求めるエコー消去部と、受話信号と第二収音信号とを短時間区間毎に周波数領域の信号に変換する周波数領域変換部と、ｍ＝１，…，Ｍ、ｍ’＝１，…，Ｍ、ｍ≠ｍ’とし、周波数領域の受話信号と第二収音信号とを用いて、第ｍチャネルの受話信号のパワースペクトルと、第ｍチャネルの受話信号と第ｍ'チャネルの受話信号とのクロススペクトルと、第ｍチャネルの受話信号と第二収音信号とのクロススペクトルとを求める入出力相関係数算出部と、パワースペクトルとクロススペクトルとを用いて、周波数領域の受話信号と第二収音信号との入出力伝達特性の推定値を周波数毎に推定する入出力伝達特性推定部と、周波数領域の受話信号と入出力伝達特性の推定値とから、周波数領域の第二収音信号に含まれる残留エコー成分を予測する残留エコー予測部と、周波数領域の第二収音信号を用いて、残留エコー成分を補正して補正後残留エコー成分を求める残留エコー補正部と、周波数領域の第二収音信号と補正後残留エコー成分とを用いて、周波数領域の第二収音信号に対する補正後残留エコー成分の比率である残留エコーパワー比率を求める残留エコーパワー比率計算部と、を含む。各スペクトルの推定の自由度の数をＴとし、周波数領域の第二収音信号をＵ（ｆ，ｊ）とし、残留エコー成分をＵ＾（ｆ，ｊ）とし、残留エコー補正部において、
【数４】
2015201787.tif 000006
により定義される補正後残留エコー成分Ｕ２＾（ｆ，ｊ）を求め、エコー消去部において、残留エコーパワー比率と受話信号と第二収音信号とに基づき適応フィルタのフィルタ係数を更新する。
【００１９】
上記の課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、エコー消去方法は、Ｍは１以上の整数であり、Ｍ個のスピーカと１個以上のマイクロホンが共通の音場に配置され、スピーカから受話信号を再生した際に、エコー経路を介してマイクロホンに回り込むエコーを消去する。エコー消去方法は、受話信号とマイクロホンで収音した第一収音信号から得られる信号（以下「収音信号」という）とを短時間区間毎に周波数領域の信号に変換する周波数領域変換ステップと、ｍ＝１，…，Ｍ、ｍ’＝１，…，Ｍ、ｍ≠ｍ’とし、周波数領域の受話信号と収音信号とを用いて、第ｍチャネルの受話信号のパワースペクトルと、第ｍチャネルの受話信号と第ｍ'チャネルの受話信号とのクロススペクトルと、第ｍチャネルの受話信号と収音信号とのクロススペクトルとを求める入出力相関係数算出ステップと、パワースペクトルとクロススペクトルとを用いて、周波数領域の受話信号と収音信号との入出力伝達特性の推定値を周波数毎に推定する入出力伝達特性推定ステップと、周波数領域の受話信号と入出力伝達特性の推定値とから、周波数領域の収音信号に含まれる残留エコー成分を予測する残留エコー予測ステップと、周波数領域の収音信号を用いて、残留エコー成分を補正して補正後残留エコー成分を求める残留エコー補正ステップと、周波数領域の収音信号と補正後残留エコー成分との差分を送話信号として求める減算ステップと、周波数領域の送話信号を時間領域の信号に変換する時間領域変換ステップと、を含む。各スペクトルの推定の自由度の数をＴとし、周波数領域の収音信号をＹ（ｆ，ｊ）とし、残留エコー成分をＹ＾（ｆ，ｊ）とし、残留エコー補正ステップにおいて、
【数５】
2015201787.tif 000007
により定義される補正後残留エコー成分Ｙ２＾（ｆ，ｊ）を求める。
【００２０】
上記の課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、エコー消去方法は、Ｍは１以上の整数であり、Ｍ個のスピーカと１個以上のマイクロホンが共通の音場に配置され、スピーカから受話信号を再生した際に、エコー経路を介してマイクロホンに回り込むエコーを消去する。エコー消去方法は、受話信号を適応フィルタでフィルタリングし、予測エコー信号を生成し、マイクロホンで収音した第一収音信号と予測エコー信号との差分を第二収音信号として求めるエコー消去ステップと、受話信号と第二収音信号とを短時間区間毎に周波数領域の信号に変換する周波数領域変換ステップと、ｍ＝１，…，Ｍ、ｍ’＝１，…，Ｍ、ｍ≠ｍ’とし、周波数領域の受話信号と第二収音信号とを用いて、第ｍチャネルの受話信号のパワースペクトルと、第ｍチャネルの受話信号と第ｍ'チャネルの受話信号とのクロススペクトルと、第ｍチャネルの受話信号と第二収音信号とのクロススペクトルとを求める入出力相関係数算出ステップと、パワースペクトルとクロススペクトルとを用いて、周波数領域の受話信号と第二収音信号との入出力伝達特性の推定値を周波数毎に推定する入出力伝達特性推定ステップと、周波数領域の受話信号と入出力伝達特性の推定値とから、周波数領域の第二収音信号に含まれる残留エコー成分を予測する残留エコー予測ステップと、周波数領域の第二収音信号を用いて、残留エコー成分を補正して補正後残留エコー成分を求める残留エコー補正ステップと、周波数領域の第二収音信号と補正後残留エコー成分とを用いて、周波数領域の第二収音信号に対する補正後残留エコー成分の比率である残留エコーパワー比率を求める残留エコーパワー比率計算ステップと、残留エコーパワー比率と受話信号と第二収音信号とに基づき適応フィルタのフィルタ係数を更新する適応フィルタ更新ステップと、を含む。各スペクトルの推定の自由度の数をＴとし、周波数領域の第二収音信号をＵ（ｆ，ｊ）とし、残留エコー成分をＵ＾（ｆ，ｊ）とし、残留エコー補正ステップにおいて、
【数６】
2015201787.tif 000008
により定義される補正後残留エコー成分Ｕ２＾（ｆ，ｊ）を求める。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るエコー消去技術では、残留エコー推定値のバイアスを考慮して補正する際に、パラメータを調整せずに、残留エコーの推定精度を高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来の多チャネルエコー消去装置８０の構成例を示す図。
【図２】エコー消去装置１００の構成例を示す図。
【図３】エコー消去装置１００の処理フローを示す図。
【図４】入出力相関係数算出部１６３の構成例を示す図。
【図５】エコー消去装置２００の構成例を示す図。
【図６】エコー消去装置２００の処理フローを示す図。
【図７】エコー消去部２８ｎ、３８ｎの構成例を示す図。
【図８】エコー消去部２８ｎ、３８ｎの処理フローを示す図。
【図９】エコー消去装置３００の構成例を示す図。
【図１０】エコー消去装置３００の処理フローを示す図。
【図１１】エコー消去装置５００の構成例を示す図。
【図１２】エコー消去装置５００の処理フローを示す図。
【図１３】エコー消去部５８ｎの構成例を示す図。
【図１４】エコー消去部５８ｎの処理フローを示す図。
【図１５】エコー消去装置６００の構成例を示す図。
【図１６】エコー消去装置６００の処理フローを示す図。
【図１７】エコー消去装置７００の構成例を示す図。
【図１８】エコー消去装置７００の処理フローを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、同じ機能を持つ構成部や同じ処理を行うステップには同一の符号を記し、重複説明を省略する。以下の説明において、テキスト中で使用する記号「^」等は、本来直前の文字の真上に記載されるべきものであるが、テキスト記法の制限により、当該文字の直後に記載する。式中においてはこれらの記号は本来の位置に記述している。また、ベクトルや行列の各要素単位で行われる処理は、特に断りが無い限り、そのベクトルやその行列の全ての要素に対して適用されるものとする。
【００２４】
＜第一実施形態＞
＜本実施形態のポイント＞
非特許文献２では、残留エコーを推定する際に、非定常の音声信号を対象とし、短時間で定常とみなして信号処理を行っている。そのために、再生信号と送話信号の相関が高めに推定される傾向がある。つまり残留エコーの推定値にバイアスがのり、本来より大きい値になる傾向がある。
このバイアスの特性が、参考文献１において、コヒーレンスを用いて解析されている。
（参考文献１）R. K. Otnes and L. Enochson, "Digital Time Series Analysis", John Wiley & sons, 1972.
【００２５】
コヒーレンスγ２（ｆ，ｊ）は、出力信号のうちで、入力信号と線形関係にある成分のパワー比である。その推定値γ＾２（ｆ，ｊ）は、特許文献１の信号表記を用いると
【数７】
2015201787.tif 000009
となる。ただし、Ｚ＾（ｆ，ｊ）は前述の式（Ａ２）により定義される値である。なお、以下の記述では式の意味をとりやすくするために、フレーム番号ｊを省略している。
【００２６】
参考文献１の解析によれば、コヒーレンスの推定値の平方根γ＾（ｆ）の分布は、変換
【数８】
2015201787.tif 000010
を適用することで、ガウス分布で精度良く近似できる。このとき、ｚの平均Ｅ［ｚ］は
【数９】
2015201787.tif 000011
の関係がある。前述の通り、Ｔは各スペクトルの推定の自由度の数であり、後述するパワースペクトル及びクロススペクトルを算出するときのフレーム数が、これに該当する。Ｔ−２Ｍ＞０になるように、利用に先立ち、または、受話信号のチャネル数Ｍを設定後に、適切な値が設定される。
【００２７】
ここで、ｚの平均Ｅ［ｚ］に対応するコヒーレンスの推定値の平方根をγ＾ａ（ｆ）とすると、
【数１０】
2015201787.tif 000012
になる。これを用いると、本来のコヒーレンスの平方根γ（ｆ）は
【数１１】
2015201787.tif 000013
とあらわされる。
【００２８】
ここで、ｔａｎｈの導関数
【数１２】
2015201787.tif 000014
をつかい、コヒーレンスの推定値の平方根γ＾ａ（ｆ）のところで線形近似すると、コヒーレンスの平方根γ（ｆ）は
【数１３】
2015201787.tif 000015
とあらわされる。
【００２９】
以上より、コヒーレンスの推定値の平方根γ＾（ｆ）のバイアスを
【数１４】
2015201787.tif 000016
で推定する。さらに
【数１５】
2015201787.tif 000017
で定義された比率η（ｆ）をかけることで、コヒーレンスの推定値の平方根γ＾（ｆ）を補正して、本来のコヒーレンスの平方根γ（ｆ）に近づけることができる。なお比率η（ｆ）＜０のとき、η（ｆ）＝０を代わりに用いる。
【００３０】
コヒーレンスの推定値の平方根γ＾（ｆ）は信号振幅に対応するため（式（Ｂ１）参照）、残留エコーの推定値Ｙ＾（ｆ）に比率η（ｆ）をかけることで、残留エコー推定値をよりよく補正することができる。なお、特許文献１では、Ｆ２Ｍ，Ｔ−２Ｍ，αを確定するために、１００α百分比点をパラメータとして事前に確定させ、指定する必要があるが、本実施形態では、そもそもＦ分布を用いないため、その必要がない。
【００３１】
＜エコー消去装置１００＞
図２及び図３を用いて第一実施形態に係るエコー消去装置１００を説明する。Ｍ個のスピーカ２１，…，２ＭとＮ個のマイクロホン３１，…，３Ｎが共通の音場に配置され、スピーカ２１，…，２Ｍからそれぞれ受話信号ｘ１（ｋ），…，ｘＭ（ｋ）を再生した場合に、エコー消去装置１００は、Ｍ×Ｎ本のエコー経路ｈｍｎ（ｋ）を介してマイクロホンに回り込む再生音（エコー）を消去する。より詳しく説明すると、エコー消去装置１００内の残留エコー消去部１６ｎは、マイクロホン３nにＭ本のエコー経路ｈｍｎ（ｋ）を介して回り込む再生音（エコー）を消去する。エコー消去装置１００は、受話側の全Ｍチャネルの受話端子１１，…，１Ｍと、送話側の全Ｎチャネルの送話端子４１，…，４Ｎと、マイクロホン３１，…，３Ｎとが接続されており、受話信号ｘ１（ｋ），…，ｘＭ（ｋ）及び収音信号ｙ１（ｋ），…，ｙＮ（ｋ）が入力され、送話信号ｕ１（ｋ），…，ｕＮ（ｋ）をそれぞれ送話端子４１，…，４Ｎに出力する。
エコー消去装置１００は、Ｎ個の残留エコー消去部１６１，…，１６Ｎを含む。
【００３２】
＜残留エコー消去部１６ｎ＞
残留エコー消去部１６ｎは、受話側の全Ｍチャネルの受話端子１１，…，１Ｍと、送話側の１チャネルの送話端子４ｎと、マイクロホン３ｎとが接続されており、Ｍチャネルの受話信号ｘ１（ｋ），…，ｘＭ（ｋ）及び１チャネルの収音信号ｙｎ（ｋ）が入力され、１チャネルの送話信号ｕｎ（ｋ）を送話端子４ｎに出力する。なお、各図において、ｙｎ（ｋ）をｙ（ｋ）とし、ｕｎ（ｋ）をｕ（ｋ）とし、ｈ１ｎ（ｋ），…，ｈＭｎ（ｋ）をそれぞれｈ１（ｋ），…，ｈＭ（ｋ）として表す。また、各図において、第ｎチャネルの処理部についてのみ説明する。他のマイクロホンからの収音信号についても同様の処理を行うことができ、第ｎチャネルの処理部の構成を並列に並べるだけでよいため、説明を省略する。
【００３３】
残留エコー消去部１６ｎは、Ｍ個の周波数領域変換部１６１１，…，１６１Ｍと、周波数領域変換部１６２と、入出力相関係数算出部１６３と、入出力伝達特性推定部１６４と、残留エコー予測部１６５と、残留エコー補正部１６６と、減算部１６７と、時間領域変換部１６８とを含む。
【００３４】
＜周波数領域変換部１６１１，…，１６１Ｍと周波数領域変換部１６２＞
周波数領域変換部１６１１，…，１６１Ｍは、それぞれ受話信号ｘ１（ｋ），…，ｘＭ（ｋ）を入力とし、これを短時間区間毎に周波数領域の受話信号Ｘ１（ｆ，ｊ），…，ＸＭ（ｆ，ｊ）に変換し、出力する（ｓ１６１）。同様に、周波数領域変換部１６２は、マイクロホン３ｎで収音した第一収音信号ｙ（ｋ）を入力とし、短時間区間毎に周波数領域の信号Ｙ（ｆ，ｊ）に変換し出力する（ｓ１６２）。
【００３５】
各信号を１フレーム＝２Ｌサンプルとし、Ｌ／Ｄサンプル毎にブロック化し、Ｌ／Ｄサンプルずつずらして、フレームを作成する場合について説明する。但し、Ｌは１以上の整数であり、ＤはＬを割り切ることができる整数であり、ｊはフレーム番号を表し、時刻ｋ＝ｊＬ／Ｄである。ｆは周波数番号を表し、例えば、ｆはサンプリング周波数ｆｓの半分をＬ等分した離散点（周波数ビン）に対応し、ｆ＝０，１，…，Ｌ−１であり、ｆ＝０は周波数０に対応し、ｆ＝１は周波数（１／Ｌ）ｆｓ／２に対応し、…、ｆ＝Ｌ−１は（（Ｌ−１）／Ｌ）ｆｓ／２に対応する。
【００３６】
周波数領域への変換は例えば、ＦＦＴ（Fast Fourier transform）やＤＦＴ（discrete Fourier transform）により行い、計算を簡略化・高速化するために、Ｌを２のべき乗にとることが好ましい。例えば、Ｌ＝６４〜１０２４、Ｄ＝２〜８等とする。フレーム長（１フレームに含まれるサンプル数）を１０ｍｓ〜２０ｍｓに対応するように設定すればよい。
【００３７】
＜入出力相関係数算出部１６３＞
入出力相関係数算出部１６３は、周波数領域の受話信号Ｘ１（ｆ，ｊ），…，ＸＭ（ｆ，ｊ）と第一収音信号Ｙ（ｆ，ｊ）とを入力とし、これらの値を用いて、第ｍチャネルの受話信号Ｘｍ（ｆ，ｊ）のパワースペクトルＰｍｍ（ｆ，ｊ）と、第ｍチャネルの受話信号Ｘｍ（ｆ，ｊ）と第ｍ’（但し、ｍ’＝１，…，Ｍであり、ｍ≠ｍ’である）チャネルの受話信号Ｘｍ’（ｆ，ｊ）とのクロススペクトルＰｍ’ｍ（ｆ，ｊ）と、第ｍ’チャネルの受話信号Ｘｍ’（ｆ，ｊ）と第一収音信号Ｙ（ｆ，ｊ）とのクロススペクトルＱｍ’（ｆ，ｊ）とを求め、出力する（ｓ１６３）。
【００３８】
なお、各クロススペクトル及びパワースペクトルは、時刻ｋ＝ｊＬ／Ｄにおける値である。パワースペクトルＰｍｍ（ｆ，ｊ）は入力信号（第ｍチャネルの受話信号Ｘｍ（ｆ，ｊ））の自己相関係数を表し、クロススペクトルＰｍ’ｍ（ｆ，ｊ）は入力信号（第ｍチャネルの受話信号Ｘｍ（ｆ，ｊ）と第ｍ’チャネルの受話信号Ｘｍ’（ｆ，ｊ））間の相関係数を表す。上述のパワースペクトルＰｍｍ（ｆ，ｊ）とクロススペクトルＰｍ’ｍ（ｆ，ｊ）からなる行列を入力信号の相関係数Ｐ（ｆ，ｊ）として、以下のように表す。
【数１６】
2015201787.tif 000018
【００３９】
一方、クロススペクトルＱｍ’（ｆ，ｊ）は、入力信号（第ｍ’チャネルの受話信号Ｘｍ’（ｆ，ｊ））と出力信号（第一収音信号Ｙ（ｆ，ｊ））との間の相関係数を表し、入出力間の相関係数Ｑ（ｆ，ｊ）を
【数１７】
2015201787.tif 000019
と表す。図４を用いて入出力相関係数算出部１６３を説明する。例えば、入出力相関係数算出部１６３はパワースペクトル算出部１６３ａと、受話信号間クロススペクトル算出部１６３ｂと、入出力信号間クロススペクトル算出部１６３ｃを有する。
【００４０】
パワースペクトル算出部１６３ａは、周波数領域の第ｍチャネルの受話信号Ｘｍ（ｆ，ｊ）を用いて、パワースペクトルＰｍｍ（ｆ，ｊ）を算出する。
【００４１】
受話信号間クロススペクトル算出部１６３ｂは、周波数領域のＭ個の受話信号Ｘ１（ｆ，ｊ），…，ＸＭ（ｆ，ｊ）を用いて、第ｍチャネルの受話信号Ｘｍ（ｆ，ｊ）と第ｍ’チャネルの受話信号Ｘｍ’（ｆ，ｊ））間のクロススペクトルＰｍ’ｍ（ｆ，ｊ）を算出する。
【００４２】
入出力信号間クロススペクトル算出部１６３ｃは、Ｘ１（ｆ，ｊ），…，ＸＭ（ｆ，ｊ）と第一収音信号Ｙ（ｆ，ｊ）とを用いて、Ｘ１（ｆ，ｊ），…，ＸＭ（ｆ，ｊ）と第一収音信号Ｙ（ｆ，ｊ）間のクロススペクトルＱｍ’（ｆ，ｊ）を算出する。
【００４３】
例えば、Ｐｍｍ（ｆ，ｊ），Ｐｍ’ｍ（ｆ，ｊ），Ｑｍ’（ｆ，ｊ）は、時刻ｋ＝ｊＬ／Ｄにおける第ｍチャネルの受話信号Ｘｍ（ｆ，ｊ）と第一収音信号Ｙ（ｆ，ｊ）からそれぞれ以下の式（３）、（４）、（５）により算出する。
【数１８】
2015201787.tif 000020
【００４４】
Ｘ＊はＸの複素共役を、Ｅ［ ］は平均をとることを意味する。平均処理の一例としては、
【数１９】
2015201787.tif 000021
のように、１フレーム前の処理結果と０〜１の値をとる平滑化定数βを用いる方法や過去の数フレームに時定数を乗じて求める方法等が考えられる。Ｐｍｍ（ｆ，ｊ）及びＱｍ’（ｆ，ｊ）についても同様の方法により求めることができる。
【００４５】
＜入出力伝達特性推定部１６４＞
入出力伝達特性推定部１６４は、パワースペクトルＰｍｍ（ｆ，ｊ）とクロススペクトルＰｍ’ｍ（ｆ，ｊ）、Ｑｍ’（ｆ，ｊ）とを入力とし、これらの値を用いて、周波数領域のＭ個の受話信号Ｘ１（ｆ，ｊ），…，ＸＭ（ｆ，ｊ）と第一収音信号Ｙ（ｆ，ｊ）との入出力伝達特性の推定値Ｇ（ｆ，ｊ）＝［Ｇ１（ｆ，ｊ），…，ＧＭ（ｆ，ｊ）］Ｔを周波数毎に推定し、出力する（ｓ１６４）。
【００４６】
例えば、入出力伝達特性推定部１６４は、入出力伝達特性の推定値Ｇ（ｆ，ｊ）を以下の式（７）により推定する。
【数２０】
2015201787.tif 000022
【００４７】
なお上記パワースペクトルとクロススペクトルからなる行列について、逆行列計算を安定化するために、対角成分に微小定数δを加えて、
【数２１】
2015201787.tif 000023
としてもよい。
【００４８】
＜残留エコー予測部１６５＞
残留エコー予測部１６５は、周波数領域のＭ個の受話信号Ｘ１（ｆ，ｊ），…，ＸＭ（ｆ，ｊ）と入出力伝達特性の推定値Ｇ（ｆ，ｊ）とを入力とし、これらの値から、周波数領域の第一収音信号Ｙ（ｆ，ｊ）に含まれる残留エコー成分Ｙ＾（ｆ，ｊ）を予測し、出力する（ｓ１６５）。
【００４９】
例えば、残留エコー成分Ｙ＾（ｆ，ｊ）を、
【数２２】
2015201787.tif 000024
として予測する。
【００５０】
＜残留エコー補正部１６６＞
残留エコー補正部１６６は、周波数領域の第一収音信号Ｙ（ｆ，ｊ）と残留エコー成分Ｙ＾（ｆ，ｊ）とを入力とし、これを用いて、残留エコー成分Ｙ＾（ｆ，ｊ）を補正して補正後残留エコー成分Ｙ２＾（ｆ，ｊ）を求め、出力する（ｓ１６６）。補正後残留エコー成分Ｙ２＾（ｆ，ｊ）は例えば、以下の式により、求めることができる。
【数２３】
2015201787.tif 000025
但し、Ｔは各スペクトルの推定の自由度の数であり、入出力相関係数算出部１６３において、パワースペクトルＰｍｍ（ｆ，ｊ）及びクロススペクトルＰｍ’ｍ（ｆ，ｊ）、Ｑｍ’（ｆ，ｊ）を算出するときのフレーム数が、これに該当する。Ｔ−２Ｍ＞０になるように、利用に先立ち、または、受話信号のチャネル数Ｍを設定後に、適切な値が設定される。なお、式（Ｂ９）の結果、比率η（ｆ，ｊ）＜０となる場合には、式（９）において、η（ｆ）＝０を代わりに用いる。
【００５１】
なお、図示しない記憶部にコヒーレンスの推定値γ＾２（ｆ）と式（Ｂ９）により定義される比率η（ｆ）との対応付けを記憶しておいてもよい。このような構成により、式（Ｂ９）の計算時間を短縮できる。つまり、残留エコー補正部１６６は、周波数領域の第一収音信号Ｙ（ｆ，ｊ）と残留エコー成分Ｙ＾（ｆ，ｊ）とを用いて、式（Ａ２）、（Ｂ１）を計算し、コヒーレンスの推定値γ＾２（ｆ）を求め、図示しない記憶部から求めた推定値γ＾２（ｆ）に対応する比率η（ｆ）を取り出し、残留エコー成分Ｙ＾（ｆ，ｊ）に乗じて（式（９）参照）、補正後残留エコー成分Ｙ２＾（ｆ，ｊ）を求め、出力すればよい。別の言い方をすると、ＭおよびＴは事前に分かっている定数であり、比率η（ｆ）は、０から１の間をとる推定値γ＾２（ｆ）の関数とみなせる。すなわち比率η（ｆ）を推定値γ＾２（ｆ）の関数とみて、事前に計算して表を作成できる。実際の信号処理では、この表を引いて比率η（ｆ）を求めることで、√を計算することなくη（ｆ）を効率良く求められる。
【００５２】
＜減算部１６７＞
減算部１６７は、周波数領域の第一収音信号Ｙ（ｆ，ｊ）と補正後残留エコー成分Ｙ２＾（ｆ，ｊ）を入力とし、この差分を送話信号Ｖ（ｆ，ｊ）として求め、出力する（ｓ１６７）。例えば、以下の式（１２）により、送話信号をＶ（ｆ，ｊ）を求める。
【数２４】
2015201787.tif 000026
【００５３】
＜時間領域変換部１６８＞
時間領域変換部１６８は、周波数領域の送話信号Ｖ（ｆ，ｊ）を入力とし、この信号を時間領域の信号ｖ（ｋ）に変換し、これをエコー消去装置１００の出力値として出力する（ｓ１６８）。なお、時間領域変換部１６８では、周波数領域変換部１６１ｍ及び１６２において用いた周波数領域変換方法に対応する時間領域変換方法を用いればよい。
【００５４】
＜効果＞
このような構成によって、残留エコー推定値のバイアスを考慮して補正する際に、パラメータを調整せずに、残留エコーの推定精度を高めることができる。
【００５５】
＜変形例＞
第一実施形態では、主にＭ＞１のときについて説明しているが、Ｍ＝１であってもよい。この場合、入出力相関係数算出部１６３では、第ｍチャネルの受話信号Ｘｍ（ｆ，ｊ）と第ｍ’チャネルの受話信号Ｘｍ’（ｆ，ｊ）とのクロススペクトルＰｍ’ｍ（ｆ，ｊ）を求める必要はなくなる。入出力伝達特性推定部１６４では、パワースペクトルＰ１１（ｆ，ｊ）とクロススペクトルＱ１（ｆ，ｊ）とを用いて、周波数領域の受話信号Ｘ１（ｆ，ｊ）と第一収音信号Ｙ（ｆ，ｊ）との入出力伝達特性の推定値Ｇ（ｆ，ｊ）を周波数毎に推定し、出力する。
【００５６】
＜第二実施形態＞
第一実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
＜エコー消去装置２００＞
図５及び図６を用いて第二実施形態に係るエコー消去装置２００を説明する。エコー消去装置２００は、Ｎ個のエコー消去部２８１，…，２８ＮとＮ個の残留エコー消去部２６１，…，２６Ｎを含み、残留エコー消去部２６ｎの前段にエコー消去部２８ｎを設ける。
【００５７】
＜エコー消去部２８ｎ＞
エコー消去部２８ｎには、受話端子１１，…，１Ｍと、残留エコー消去部２６ｎと、マイクロホン３ｎとが接続されており、受話信号ｘ１（ｋ），…，ｘＭ（ｋ）及び第一収音信号ｙｎ（ｋ）が入力され、１チャネルの第二収音信号ｕｎ（ｋ）を残留エコー消去部２６ｎに出力する。なお、第一収音信号からエコー成分を消去した誤差信号を便宜的に第二収音信号と呼ぶ。
【００５８】
エコー消去部２８ｎは、受話信号ｘ１（ｋ），…，ｘＭ（ｋ）を適応フィルタでフィルタリングし、予測エコー信号ｙ’（ｋ）を生成し、さらに、マイクロホン３ｎで収音した第一収音信号ｙ（ｋ）と予測エコー信号ｙ’（ｋ）との差分を第二収音信号ｕ（ｋ）として求め、第二収音信号ｕ（ｋ）と受話信号ｘ１（ｋ），…，ｘＭ（ｋ）とに基づき、適応フィルタのフィルタ係数ｈ’（ｋ）を更新する（ｓ２８）。
【００５９】
以下、図７及び図８を用いて、詳細を説明する。エコー消去部２８ｎは、エコー予測部２８１と減算部２８２とエコー経路推定部２８３とを有する。
【００６０】
エコー消去部２８ｎの処理内容を説明するために、まず、受話信号と第一収音信号との関係を説明する。スピーカ２１，…，２Ｍからマイクロホン３ｎまでのエコー経路のインパルス応答をｈ１，…，ｈＭ（ｋ）とし、その長さをＬ１とすると、受話信号ｘ１（ｋ），…，ｘＭ（ｋ）と第一収音信号ｙ（ｋ）の間には次の関係がある。
【数２５】
2015201787.tif 000027
【００６１】
第ｍチャネルのインパルス応答ｈｍと受話信号ｘｍを
hm=[hm(0)…hm(L1-1)]T        (22)
xm=[xm(0)…xm(L1-1)]T        (23)
として、ベクトル化すると、受話信号ｘ１（ｋ），…，ｘＭ（ｋ）と第一収音信号ｙ（ｋ）の関係は次のように記述される。
y(k)=h1Tx1(k)+…+hMTxM(k)        (24)
但し、Ｔは転置を表す。
【００６２】
＜エコー予測部２８１＞
エコー予測部２８１は、適応フィルタによる予測エコー経路に受話信号ｘ１（ｋ），…，ｘＭ（ｋ）を入力して予測エコー信号ｙ’（ｋ）を生成し、出力する（ｓ２８１）。エコー予測部２８１は適応フィルタによって構成され、受話状態における減算部２８２の誤差信号が最小となるように後述するエコー経路推定部２８３で適応フィルタの特性が制御される。
【００６３】
例えば、第ｍチャネルの適応フィルタのフィルタ係数を
h'm=[h'm(0)…h'm(LE-1)]T        (25)
とし、予測エコー信号
y'(k)=h'1Tx1(k)+…+h'MTxM(k)         (26)
を生成する。但し、ＬＥは適応フィルタのタップ長を表す。エコー予測部２８１は、生成した予測エコー信号ｙ’（ｋ）を減算部２８２に出力する。なお、例えば、適応フィルタのタップ長は１００〜３００ｍｓ程度に設定されることが多い。
【００６４】
＜減算部２８２＞
減算部２８２は、第一収音信号ｙ（ｋ）と予測エコー信号ｙ’（ｋ）を入力とし、第一収音信号ｙ（ｋ）から予測エコー信号ｙ’（ｋ）を差し引き、第二収音信号ｕ（ｋ）を求める（ｓ２８２）。
u(k)=y(k)-y'(k)         (27)
求めた第二収音信号ｕ（ｋ）をエコー経路推定部２８３と残留エコー消去部２６ｎ内の周波数領域変換部２６２に出力する。
【００６５】
＜エコー経路推定部２８３＞
エコー経路推定部２８３は、第二収音信号ｕ（ｋ）と受話信号ｘ１（ｋ），…，ｘＭ（ｋ）を入力とし、これらを用いて、適応フィルタのフィルタ係数ｈ’（ｋ）を更新し、出力する（ｓ２８３）。適応フィルタの係数修正法としてNormalized Least Mean Squareアルゴリズム（NLMSアルゴリズム）を用いた場合を、以下の式（２８）により、フィルタ係数を更新する。
h'm(k+1)=h'm(k)+μu(k)xm(k)         (28)
但し、μはステップサイズであり、
【数２６】
2015201787.tif 000028
により決定される。なお、μ０は入力信号のパワーに基づいて制御され、安定した推定を行うために、予め０〜１の値に設定されるパラメータである。エコー経路推定部２８３は、更新したフィルタ係数ｈ’（ｋ＋１）をコピーして、エコー予測部２８１に出力する。なお、フィルタ係数の更新方法は上述の方法に限定されるものではなく、他の更新方法を用いてもよい。
【００６６】
＜残留エコー消去部２６ｎ＞
第一実施形態の残留エコー消去部１６ｎにおいて第一収音信号ｙｎ（ｋ）を用いて行っていた処理を、残留エコー消去部２６ｎにおいて上述の第二収音信号ｕｎ（ｋ）を用いて行う。例えば、周波数領域変換部２６２において、第二収音信号ｕ（ｋ）を周波数領域の信号Ｕ（ｆ，ｊ）に変換し、この信号を用いて入出力相関係数算出部２６３と残留エコー補正部２６６と減算部２６７において各処理を行う。また、残留エコー予測部２６５で行われる処理は、第一実施形態と同様であるが、予測する残留エコー成分Ｕ＾（ｆ，ｊ）は、第一収音信号ｙｎ（ｋ）に含まれる残留エコー成分ではなく、第二収音信号ｕｎ（ｋ）に含まれる残留エコー成分である。つまり、残留エコー消去部２６ｎは、第一収音信号ｙｎ（ｋ）に含まれる残留エコー成分ではなく、第二収音信号ｕｎ（ｋ）に含まれる残留エコー成分を消去する。
【００６７】
＜効果＞
このような構成により、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。エコー経路に大きな変動がない場合には、前段のエコー消去部２８ｎにおいて、精度の高いエコー経路の推定が可能となるため、送話品質が向上する。また、エコー経路が大きく変動した場合には、エコー消去部２８ｎにおいて行われるエコー経路の推定が安定するまで、後段の残留エコー消去部２６ｎにおいて、残留エコー成分を消去することができる。よって、適応フィルタのみを用いてエコー消去を行う装置（例えば、図１の多チャネルエコー消去装置８０）に比べ、エコー経路安定時及び変動時を通じて、高い送話品質を維持することができる。
【００６８】
＜第三実施形態＞
第二実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
＜エコー消去装置３００＞
図９及び図１０を用いて第三実施形態に係るエコー消去装置３００を説明する。エコー消去装置３００は、Ｎ個のエコー消去部３８１，…，３８ＮとＮ個の残留エコー消去部３６１，…，３６Ｎを含み、残留エコー消去部３６ｎの前段にエコー消去部３８ｎを設ける。
【００６９】
＜エコー消去部３８ｎ＞
エコー消去部３８ｎの処理内容はエコー消去部２８ｎと同様である。但し、エコー予測部２８１で求めた予測エコー信号ｙ’（ｋ）を、減算部２８２だけではなく、残留エコー消去部３６ｎ内の第二周波数領域変換部３６９にも出力する点が異なる（図７及び図９参照、但し図７中、予測エコー信号ｙ’（ｋ）の出力を破線で示す）。
【００７０】
＜残留エコー消去部３６ｎ＞
残留エコー消去部３６ｎは、Ｍ個の周波数領域変換部１６１１，…，１６１Ｍと、周波数領域変換部２６２と、入出力相関係数算出部３６３と、入出力伝達特性推定部３６４と、残留エコー予測部３６５と、残留エコー補正部２６６と、減算部２６７と、時間領域変換部１６８と、第二周波数領域変換部３６９とを含む。
【００７１】
＜第二周波数領域変換部３６９＞
第二周波数領域変換部３６９は、予測エコー信号ｙ’（ｋ）を入力とし、これを短時間区間毎に周波数領域の予測エコー信号に変換し、入出力相関係数算出部３６３と残留エコー予測部３６５とに出力する（ｓ３６９）。なお、周波数領域の予測エコー信号を便宜上Ｘ０（ｆ，ｊ）と表す。変換方法は、周波数領域変換部１６１ｍ及び２６２と同様の方法を用いる。
【００７２】
＜入出力相関係数算出部３６３＞
入出力相関係数算出部３６３は、周波数領域の受話信号Ｘ１（ｆ，ｊ），…，ＸＭ（ｆ，ｊ）と予測エコー信号Ｘ０（ｆ，ｊ）と第二収音信号Ｕ（ｆ，ｊ）とを入力とし、これらの値を用いて、第ｍチャネルの受話信号Ｘｍ（ｆ，ｊ）のパワースペクトルＰｍｍ（ｆ，ｊ）と、予測エコー信号Ｘ０（ｆ，ｊ）のパワースペクトルＰ００（ｆ，ｊ）と、第ｍチャネルの受話信号Ｘｍ（ｆ，ｊ）と第ｍ’チャネルの受話信号Ｘｍ’（ｆ，ｊ）とのクロススペクトルＰｍ’ｍ（ｆ，ｊ）と、第ｍチャネルの受話信号Ｘｍ（ｆ，ｊ）と予測エコー信号Ｘ０（ｆ，ｊ）とのクロススペクトルＰ０ｍ（ｆ，ｊ）と、第ｍ’チャネルの受話信号Ｘｍ’（ｆ，ｊ）と第二収音信号Ｕ（ｆ，ｊ）とのクロススペクトルＱｍ’（ｆ，ｊ）と、予測エコー信号Ｘ０（ｆ，ｊ）と第二収音信号Ｕ（ｆ，ｊ）とのクロススペクトルＱ０（ｆ，ｊ）とを求め、出力する（ｓ３６３）。
【００７３】
なお、パワースペクトルＰ００（ｆ，ｊ）とクロススペクトルＰ０ｍ（ｆ，ｊ）とクロススペクトルＱ０（ｆ，ｊ）を以下の式により求める。
【数２７】
2015201787.tif 000029
なお、平均処理の方法は第一実施形態で用いた方法と同様の方法を用いればよい。
【００７４】
第三実施形態において、ｐ＝０，１，…，Ｍ、ｑ’＝０，１，…，Ｍ、ｑ≠ｑ’とし、パワースペクトルＰ００（ｆ，ｊ）とクロススペクトルＰｍ’ｍ（ｆ，ｊ）を
【数２８】
2015201787.tif 000030
として表す。クロススペクトルＰ０ｍ（ｆ，ｊ）とクロススペクトルＰｍ’ｍ（ｆ，ｊ）を
【数２９】
2015201787.tif 000031
として表す。クロススペクトルＱ０（ｆ，ｊ）とクロススペクトルＱｍ’（ｆ，ｊ）を、
【数３０】
2015201787.tif 000032
として表す。上述のパワースペクトルＰ００（ｆ，ｊ）、Ｐｍｍ（ｆ，ｊ）とクロススペクトル、Ｐ０ｍ（ｆ，ｊ）、Ｐｍ’ｍ（ｆ，ｊ）からなる行列を入力信号の相関係数Ｐ（ｆ，ｊ）として、以下のように表す。
【数３１】
2015201787.tif 000033
【００７５】
一方、クロススペクトルＱｍ’（ｆ，ｊ）、Ｑ０（ｆ，ｊ）からなる入出力間の相関係数Ｑ（ｆ，ｊ）を
【数３２】
2015201787.tif 000034
として表す。
【００７６】
＜入出力伝達特性推定部３６４＞
入出力伝達特性推定部３６４は、パワースペクトルＰｍｍ（ｆ，ｊ）、Ｐ００（ｆ，ｊ）とクロススペクトルＰｍ’ｍ（ｆ，ｊ）、Ｐ０ｍ（ｆ，ｊ）、Ｑ０（ｆ，ｊ）、Ｑｍ’（ｆ，ｊ）とを入力とし、これらの値を用いて、周波数領域のＭ個の受話信号Ｘ１（ｆ，ｊ），…，ＸＭ（ｆ，ｊ）、予測エコー信号Ｘ０（ｆ，ｊ）と第二収音信号Ｕ（ｆ，ｊ）との入出力伝達特性の推定値Ｇ（ｆ，ｊ）＝［Ｇ０（ｆ，ｊ），Ｇ１（ｆ，ｊ），…，ＧＭ（ｆ，ｊ）］Ｔを周波数毎に推定し、出力する（ｓ３６４）。
【００７７】
例えば、入出力伝達特性推定部３６４は、入出力伝達特性の推定値Ｇ（ｆ，ｊ）を以下の式（３９）により推定する。
【数３３】
2015201787.tif 000035
【００７８】
＜残留エコー予測部３６５＞
残留エコー予測部３６５は、周波数領域のＭ個の受話信号Ｘ１（ｆ，ｊ），…，ＸＭ（ｆ，ｊ）と予測エコー信号Ｘ０（ｆ，ｊ）、入出力伝達特性の推定値Ｇ（ｆ，ｊ）とを入力とし、これらの値から、周波数領域の第二収音信号Ｕ（ｆ，ｊ）に含まれる残留エコー成分Ｕ＾（ｆ，ｊ）を予測し、出力する（ｓ３６５）。
【００７９】
例えば、残留エコー成分Ｕ＾（ｆ，ｊ）を、
【数３４】
2015201787.tif 000036
として予測する。
【００８０】
＜効果＞
このような構成とすることで第二実施形態と同様の効果を得ることができる。残留エコー消去部３６ｎにおいて、その処理遅延量は周波数領域変換部１６１ｍ、１６２、第二周波数領域変換部３６９で設定されるＬ／Ｄにより決定される。予測性能を向上させるために、フレーム長を長くすると、その遅延量が大きくなる。一方、処理遅延を短くするためにフレーム長を（エコー予測部２８１で用いる）適応フィルタのタップ長ＬＥより短くすると、残響成分のうちフレーム長よりも遅れて到達する残留エコー成分に対応できなくなる。そのために残留エコー消去性能が低下する。例えばフレーム長を１０ｍｓにとった場合、通常の会議室の残響時間は３００ｍｓ以上なので、エコー経路インパルス応答の１０ｍｓより後ろの部分（つまり、１０ｍｓ〜３００ｍｓ以上）に含まれる残留エコー成分に対応できないために、残留エコー消去性能は大幅に劣化する。
【００８１】
そこで、適応フィルタが生成する予測エコー信号ｙ’（ｋ）には、フレーム長を超える残響成分を含むことに着目した。残留エコー予測部６０５において、予測エコー信号ｙ’（ｋ）を用いて、残留エコーを推定することで、遅延量を増大させることなく、残留エコー消去性能を向上させることができる。これにより、残響が長い部屋でも残留エコー消去性能を確保することができる。
【００８２】
＜第四実施形態＞
第二実施形態と異なる部分についてのみ説明する。第四実施形態では第二実施形態の方法で適応フィルタの出力信号（第二収音信号）に占める残留エコー成分のパワー比率を高精度で推定し、この比率に基づき適応フィルタを更新する方法を示す。
【００８３】
＜エコー消去装置５００＞
図１１及び図１２を用いて第四実施形態に係るエコー消去装置５００を説明する。エコー消去装置５００は、Ｎ個のエコー消去部５８１，…，５８ＮとＮ個の残留エコー消去部５６１，…，５６Ｎを含み、残留エコー消去部５６ｎの前段にエコー消去部５８ｎを設ける。
【００８４】
＜エコー消去部５８ｎ＞
図１３及び図１４を用いてエコー消去部５８ｎについて説明する。エコー消去部５８ｎは、周波数領域変換部５８４とエコー予測部５８１と減算部２８２とエコー経路推定部５８３とを有する。例えば、エコー消去部５８ｎにおいて、参考文献２記載の方法を用いて、エコー成分を消去する（ｓ５８）。
［参考文献２］特開２００３−２５０１９３号公報
【００８５】
＜周波数領域変換部５８４＞
周波数領域変換部５８４は、受話信号ｘ１（ｋ），…，ｘＭ（ｋ）をそれぞれ周波数領域の信号Ｘ’１（ｊ），…，Ｘ’Ｍ（ｊ）に変換し、出力する（ｓ５８４）。例えば、以下の式（５１）により、周波数領域の受話信号Ｘ’ｍ（ｊ）を求める。
X'm(j)=diag(FFT([xm(k-2L+1),…,xm(k)]))    (51)
各信号を１フレーム＝２Ｌサンプルとし、Ｌ／Ｄサンプル毎にブロック化し、Ｌ／Ｄサンプルずつずらして、フレームを作成する場合、時刻ｋとフレーム番号ｊにはｋ＝ｊＬ／Ｄの関係があり、ＤはＬを割り切ることができる整数である。ＦＦＴ（Ａ）はベクトルＡをＦＦＴ変換（高速フーリエ変換）する関数であり、ｄｉａｇ（Ａ）はベクトルＡを、その要素を対角成分とする行列に変換する関数である。つまり、Ｘ’ｍ（ｊ）の対角成分をＸ’ｍ（ｆ’，ｊ）（但し、ｆ’は周波数番号を表し、ｆ’＝０，１，…，２Ｌ−１）とすると、Ｘ’ｍ（ｊ）は以下のような値となる。
【数３５】
2015201787.tif 000037
【００８６】
＜エコー予測部５８１＞
エコー予測部５８１は、周波数領域の受話信号Ｘ’１（ｊ），…，Ｘ’Ｍ（ｊ）を入力とし、それぞれのエコー経路ｈｍ（ｋ）に対応する周波数領域での適応フィルタでフィルタリングし、時間領域の信号に変換し、Ｍ個のチャネルに対応する予測エコー信号ベクトルｙ１’（ｋ），…，ｙＭ’（ｋ）を合算して予測エコー信号ベクトルｙ’（ｋ）を生成する（ｓ５８１）。例えば、以下の式により、予測エコー信号ベクトルｙ’（ｋ）を生成する。
ym(k)=[0L ＩL ]IFFT(X'm(j)Hm'(j))    (52)
y'(k)=ΣMm=1ym(k)    (53)
但し、Ｈｍ’（ｊ）は要素数２Ｌの複素数ベクトルであり、時間領域に変換して前半Ｌ個を取り出すと、適応フィルタのインパルス応答になる。０ＬはＬ×Ｌの零行列を、ＩＬはＬ×Ｌの単位行列を表す。ＩＦＦＴ（Ａ）はベクトルＡをＩＦＦＴ変換（逆高速フーリエ変換）する関数である。
【００８７】
＜減算部５８２＞
減算部５８２の処理内容は、第二実施形態の減算部２８２と同様である。但し、第二収音信号ｕ（ｋ）を、エコー消去装置５００の出力値（送話信号）として、出力する点が、第二実施形態とは異なる。
【００８８】
＜エコー経路推定部５８３＞
エコー消去部５８ｎは、残留エコーパワー比率ε２（ｆ’，ｊ）と周波数領域の受話信号Ｘ’１（ｊ），…，Ｘ’Ｍ（ｊ）と第二収音信号ｕ（ｋ）とを入力とし、これらの値に基づき周波数領域の適応フィルタのフィルタ係数Ｈ’（ｊ）を更新し、コピーし、エコー予測部５８１に出力する（ｓ５８３）。なお、エコー経路の推定（ｓ５８３）は、残留エコーパワー比率ε２（ｆ’，ｊ）の算出後に行う（図１２参照）。残留エコーパワー比率ε２（ｆ’，ｊ）の詳細は後述する。例えば、参考文献２記載の方法を用いて、フィルタ係数Ｈ’（ｊ）を更新する。以下、概要を説明する。
【００８９】
第二収音信号ｕ（ｋ）と周波数領域の受話信号Ｘ’１（ｊ），…，Ｘ’Ｍ（ｊ）とを用いて
【数３６】
2015201787.tif 000038
を求める。
【００９０】
さらに、周波数領域の受話信号Ｘ’（ｊ）の対角成分Ｘ’１（ｆ，ｊ），…，Ｘ’Ｍ（ｆ，ｊ）を用いて、
【数３７】
2015201787.tif 000039
を求める。但し、βは短時間平均をとるための平滑化定数であり、０より大きく１より小さい実数に設定される。
【００９１】
さらに、残留エコーパワー比率ε２（ｆ’，ｊ）を用いて、行列
【数３８】
2015201787.tif 000040
を求める。
【００９２】
最後に、上述の処理によって得られたＭ（ｊ）、Ｐ（ｊ）、Ｍ個のｄＨ＾ｍ（ｊ）を用いて、以下の式によりフィルタ係数Ｈ’（ｊ）を更新する。
【数３９】
2015201787.tif 000041
但し、μ０は固定値であり、０より大きく１より小さい実数に設定される。なお式（５７）の代わりに
【数４０】
2015201787.tif 000042
を用いることも可能である。
【００９３】
＜残留エコー消去部５６ｎ＞
図１１及び図１２を用いて残留エコー消去部５６ｎについて説明する。残留エコー消去部５６ｎは、Ｍ個の周波数領域変換部１６１１，…，１６１Ｍと、周波数領域変換部２６２と、入出力相関係数算出部２６３と、入出力伝達特性推定部１６４と、残留エコー予測部２６５と、残留エコー補正部２６６と、残留エコーパワー比率計算部５６９とを含む。
【００９４】
周波数領域変換部２６２の出力値である周波数領域の第二収音信号Ｕ（ｆ，ｊ）及び残留エコー補正部２６６の出力値である補正後残留エコー成分Ｕ２＾（ｆ，ｊ）は、減算部ではなく、残留エコーパワー比率計算部５６９に出力される。
【００９５】
＜残留エコーパワー比率計算部５６９＞
残留エコーパワー比率計算部５６９は、周波数領域の第二収音信号Ｕ（ｆ，ｊ）と補正後残留エコー成分Ｕ２＾（ｆ，ｊ）とを入力とし、これらの値を用いて、周波数領域の第二収音信号Ｕ（ｆ，ｊ）に対する補正後残留エコー成分Ｕ２＾（ｆ，ｊ）の比率である残留エコーパワー比率ε２（ｆ’，ｊ）を求める（ｓ５６９）。例えば、以下の式（６３）または式（６４）によって、残留エコーパワー比率ε２（ｆ’，ｊ）（但し、ｆ’＜Ｌ、ｆ＝ｆ’）を求め、
【数４１】
2015201787.tif 000043
さらにε２（２Ｌ−ｆ’，ｊ）＝ε２（ｆ’，ｊ）（但し、Ｌ≦２Ｌ−ｆ’＜２Ｌ）を求め、ε２（ｆ’，ｊ）（ｆ’＝０，１，…，２Ｌ−１）をエコー消去部５８ｎに出力する。
【００９６】
但し、残留エコーパワー比率計算部５６９において、残留エコーパワー比率ε２（ｆ’，ｊ）を対角成分とする行列
【数４２】
2015201787.tif 000044
を求め、エコー消去部５８ｎに出力する構成としてもよい。
【００９７】
＜効果＞
このような構成によって、パラメータを調整せずに、予測した残留エコーを補正し、残留エコーの推定精度を高めることができる。推定精度の高い残留エコーを用いて、周波数領域の第二収音信号Ｕ（ｆ，ｊ）に対する補正後残留エコー成分Ｕ２＾（ｆ，ｊ）の比率である残留エコーパワー比率ε２（ｆ’，ｊ）を求め、残留エコーパワー比率ε２（ｆ’，ｊ）に基づき、適応フィルタのフィルタ係数の更新式のステップサイズを制御するため、より高精度のエコー成分推定が可能となり、高い送話品質を実現できる。
【００９８】
＜第四実施形態の第一変形例＞
第四実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
＜エコー消去装置６００＞
図１５及び図１６を用いて第四実施形態の第一変形例に係るエコー消去装置６００を説明する。エコー消去装置６００は、Ｎ個のエコー消去部５８１，…，５８ＮとＮ個の残留エコー消去部６６１，…，６６Ｎを含み、残留エコー消去部６６ｎの前段にエコー消去部５８ｎを設ける。
【００９９】
Ｎ個のエコー消去部５８ｎの処理内容は第四実施形態と同様である。但し、その出力値ｕ（ｋ）は、残留エコー消去部６６ｎ内の周波数領域変換部２６２のみに出力し、エコー消去装置６００の出力値（送話信号）とはしない点が異なる。
【０１００】
＜残留エコー消去部６６ｎ＞
残留エコー消去部６６ｎは、Ｍ個の周波数領域変換部１６１１，…，１６１Ｍと、周波数領域変換部２６２と、入出力相関係数算出部２６３と、入出力伝達特性推定部１６４と、残留エコー予測部２６５と、残留エコー補正部２６６と、残留エコーパワー比率計算部５６９と、減算部２６７と、時間領域変換部１６８とを含む。つまり、第二実施形態の残留エコー消去部２６ｎに残留エコーパワー比率計算部５６９を加えた構成である。減算部２６７と、時間領域変換部１６８を含む点が、残留エコー消去部５６ｎとは異なる。
【０１０１】
周波数領域変換部２６２の出力値Ｕ（ｆ，ｊ）及び残留エコー補正部２６６の出力値Ｕ２＾（ｆ，ｊ）は、残留エコーパワー比率計算部だけではなく、減算部２６７にも出力される。減算部２６７及び時間領域変換部１６８の処理内容は、第二実施形態で説明したものと同様である（ｓ２６７、ｓ１６８）。エコー消去装置６００は、時間領域変換部１６８の出力値ｖ（ｋ）を送話信号として出力する。
【０１０２】
＜効果＞
このような構成とすることで第二実施形態と同様の効果に加え、第四実施形態と同様の効果も得ることができる。
【０１０３】
＜第四実施形態の第二変形例＞
第四実施形態の第一変形例と異なる部分についてのみ説明する。
＜エコー消去装置７００＞
図１７及び図１８を用いて第四実施形態の第二変形例に係るエコー消去装置７００を説明する。エコー消去装置７００は、Ｎ個のエコー消去部５８１，…，５８ＮとＮ個の残留エコー消去部７６１，…，７６Ｎを含み、残留エコー消去部７６ｎの前段にエコー消去部５８ｎを設ける。
【０１０４】
＜残留エコー消去部７６ｎ＞
残留エコー消去部７６ｎは、Ｍ個の周波数領域変換部１６１１，…，１６１Ｍと、周波数領域変換部２６２と、入出力相関係数算出部３６３と、入出力伝達特性推定部３６４と、残留エコー予測部３６５と、残留エコー補正部２６６と、残留エコーパワー比率計算部５６９とを、減算部２６７と、時間領域変換部１６８と、第二周波数領域変換部３６９とを含む。つまり、第三実施形態の残留エコー消去部３６ｎに残留エコーパワー比率計算部５６９を加えた構成である。
各部の処理は、第三実施形態及び第四実施形態で説明した内容と同様である。
【０１０５】
＜効果＞
このような構成とすることで第三実施形態と同様の効果に加え、第四実施形態と同様の効果も得ることができる。
【０１０６】
＜プログラム及び記録媒体＞
上述したエコー消去装置は、コンピュータにより機能させることもできる。この場合はコンピュータに、目的とする装置（各種実施形態及びその変形例で図に示した機能構成をもつ装置）として機能させるためのプログラム、またはその処理手順（各実施例で示したもの）の各過程をコンピュータに実行させるためのプログラムを、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気ディスク、半導体記憶装置などの記録媒体から、あるいは通信回線を介してそのコンピュータ内にダウンロードし、そのプログラムを実行させればよい。
【０１０７】
＜その他の変形例＞
本発明は上記の実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【０１０８】
例えば、第四実施形態の第二変形例において、第四実施形態と同じように、残留エコー消去部７６ｎが減算部２６７と、時間領域変換部１６８とを含まない構成とし、エコー消去部５８ｎの出力をエコー消去装置７００の出力値（送話信号）としてもよい。
【０１０９】
なお、請求項における収音信号とは、マイクロホンで収音した第一収音信号から得られる信号であり、マイクロホンで収音した第一収音信号自体や、第一収音信号と予測エコー信号との差分として求められる第二収音信号を含む概念である。さらに、第一または第二収音信号に対し多チャネルの受話信号の相互相関が変化するような工夫を施された信号（例えば、ノイズが負荷された信号、半波整流、遅延変動、レベル変動等の処理を施された信号）であってもよいし、第一収音信号に対し上述の工夫が施された信号と予測エコー信号との差分として求められる第二収音信号であってもよい。
【図１】
2015201787.tif 000060
【図２】
2015201787.tif 000061
【図３】
2015201787.tif 000062
【図４】
2015201787.tif 000063
【図５】
2015201787.tif 000064
【図６】
2015201787.tif 000065
【図７】
2015201787.tif 000066
【図８】
2015201787.tif 000067
【図９】
2015201787.tif 000068
【図１０】
2015201787.tif 000069
【図１１】
2015201787.tif 000070
【図１２】
2015201787.tif 000071
【図１３】
2015201787.tif 000072
【図１４】
2015201787.tif 000073
【図１５】
2015201787.tif 000074
【図１６】
2015201787.tif 000075
【図１７】
2015201787.tif 000076
【図１８】
2015201787.tif 000077