(57)【要約】  エコーキャンセラ装置１０は、スピーカ７ＦＬ，７ＦＲが出力する出力信号を指示された混合比率で混合してマイク８Ａ，８Ｂの参照信号を生成する混合部１１Ａ，１１Ｂと、混合部１１Ａ，１１Ｂが生成した２個の参照信号から２個の擬似エコー信号を生成する適応フィルタ部１２と、マイク８Ａ，８Ｂの入力信号から２個の擬似エコー信号を減算して２個のエコー除去信号を生成する減算部１３Ａ，１３Ｂと、マイク８Ａ，８Ｂのエコー除去信号に残留している残留エコー量を検出する残留エコー検出部１４Ａ，１４Ｂと、残留エコー量に応じて、混合部１１Ａ，１１Ｂの各混合比率の変更を指示する混合比率変更部１５とを備える。
2016024345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスピーカが出力する複数の出力信号のうちの少なくとも１個は一時的に重畳信号が重畳されており、Ｎ（Ｎ≧２）個のマイクを通じて入力されるＮ個の入力信号からエコーを除去するエコーキャンセラ装置であって、
前記複数のスピーカが出力する複数の出力信号を、指示された混合比率で混合してＮ個の参照信号を生成するＮ個の混合部と、
Ｎ個の前記混合部が生成したＮ個の前記参照信号からＮ個の擬似エコー信号を生成する適応フィルタ部と、
Ｎ個の前記入力信号からＮ個の前記擬似エコー信号を減算してＮ個のエコー除去信号を生成するＮ個の減算部と、
Ｎ個の前記入力信号に混入する各エコー量に応じて、Ｎ個の前記混合部の各混合比率の変更を指示する混合比率変更部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】
Ｎ個の前記エコー除去信号からＮ個の残留エコー量を検出するＮ個の残留エコー検出部を備え、
前記混合比率変更部は、Ｎ個の前記残留エコー検出部で検出されるＮ個の前記残留エコー量それぞれが閾値以下になるまで、Ｎ個の前記混合部の各混合比率の変更を繰り返すことを特徴とする請求項１記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項３】
前記混合比率変更部は、前記重畳信号を出力しているスピーカとＮ個の前記混合部に指示する各混合比率との対応関係を示した設定情報を保有しており、混合比率が異なる複数の参照信号を用いて前記重畳信号を出力している前記スピーカを特定し、特定した前記スピーカに対応する混合比率を前記設定情報の中から選択してＮ個の前記混合部に指示することを特徴とする請求項１記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項４】
前記混合比率変更部は、
前記複数のスピーカから出力する前記複数の出力信号を、予め設定された第１の混合比率で混合して第１の参照信号を生成する第１の参照信号生成部と、
前記複数のスピーカから出力する前記複数の出力信号を、予め設定された第２の混合比率で混合して第２の参照信号を生成する第２の参照信号生成部と、
前記第１の参照信号および前記第２の参照信号を用いて、前記スピーカごとに前記重畳信号が重畳されていると仮定した場合の出力信号を算出し、算出した前記出力信号に基づいて前記重畳信号を出力しているスピーカを特定するスピーカ特定部とを有することを特徴とする請求項３記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項５】
前記出力信号は、車両に搭載されたハンズフリー通話システムが受信する受話音声であり、
前記重畳信号は、前記車両に搭載されたナビゲーション装置が出力する案内音声、または前記車両が後退するときの警告音であることを特徴とする請求項１記載のエコーキャンセラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のスピーカと複数のマイクとを具備したシステムに用いられるエコーキャンセラ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のハンズフリー通話システムは、スピーカの出力音声がマイクに回り込むことで生じるエコーを除去するためにエコーキャンセラ装置を用いる。エコーキャンセラ装置は、スピーカが出力する音声信号を参照信号として取得し、マイクの入力信号に生じたエコーを除去していた（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
従来のエコーキャンセラ装置は、車両内の前方左側に設置されたＦＬ（Ｆｒｏｎｔ  Ｌｅｆｔ）スピーカと前方右側に設置されたＦＲ（Ｆｒｏｎｔ  Ｒｉｇｈｔ）スピーカの出力が左右対称であることを前提としており、ＦＬかＦＲの一方から参照信号を取得していた。この構成においてＦＬ，ＦＲスピーカの出力が左右対称の場合、車内に左右に配置されたＦＬ，ＦＲマイクに入るエコー量は同等になるため、各マイクに対して同一の参照信号を用いればエコーを引き去ることができる。しかし、ＦＬ，ＦＲスピーカの出力が左右非対称の場合、例えばカーナビゲーション装置の案内音声等が運転席側のスピーカからのみ出力される場合には、各マイクに入るエコー量が異なるため、エコーを完全に除去することができない。そのため、現在車両がどの位置を走行中か等、案内音声に含まれるプライベートな情報が遠端側携帯電話に送信されてしまう。【０００４】
そこで、特許文献２では、ＦＬスピーカから出力される音声信号とＦＲスピーカから出力される音声信号とを混合して参照信号を生成することによって、ＦＬ，ＦＲマイクに入るエコー量のアンバランスを調整するエコーキャンセラ装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２１６８３５号公報
【特許文献２】特開平２−２４４０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献２のエコーキャンセラ装置は、ＦＬ，ＦＲスピーカの音声信号の混合比率が予め設定された固定値であるため、ＦＬ，ＦＲスピーカの出力比が動的に変化する状況ではエコーを完全に除去することができないという課題があった。【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、複数のスピーカの出力比が動的に変化する状況においても精度よくエコーを除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るエコーキャンセラ装置は、複数のスピーカが出力する複数の出力信号のうちの少なくとも１個は一時的に重畳信号が重畳されており、Ｎ（Ｎ≧２）個のマイクを通じて入力されるＮ個の入力信号からエコーを除去するものであって、複数のスピーカが出力する複数の出力信号を、指示された混合比率で混合してＮ個の参照信号を生成するＮ個の混合部と、Ｎ個の混合部が生成したＮ個の参照信号からＮ個の擬似エコー信号を生成する適応フィルタ部と、Ｎ個の入力信号からＮ個の擬似エコー信号を減算してＮ個のエコー除去信号を生成するＮ個の減算部と、Ｎ個の入力信号に混入する各エコー量に応じて、Ｎ個の混合部の各混合比率の変更を指示する混合比率変更部とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、Ｎ個の入力信号に混入する各エコー量に応じてＮ個の混合部の各混合比率を変更するようにしたので、複数のスピーカの出力比が動的に変化する状況においても精度よくエコーを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係るエコーキャンセラ装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係るエコーキャンセラ装置を車載用のハンズフリー通話システムに適用した場合の構成例を示すブロック図である。
【図３】ハンズフリー通話システムのスピーカとマイクの車両設置例を示す図であり、車両前方の２個のスピーカの出力が左右対称の場合を示す。
【図４】ハンズフリー通話システムのスピーカとマイクの車両設置例を示す図であり、車両前方の２個のスピーカの出力が左右非対称の場合を示す。
【図５】スピーカの出力が左右非対称、かつ、マイクごとの混合比率が同じ場合において、エコーキャンセラ装置の各部の信号波形を例示したグラフである。
【図６】スピーカの出力が左右非対称、かつ、マイクごとの混合比率が異なる場合において、エコーキャンセラ装置の各部の信号波形を例示したグラフである。
【図７】実施の形態１に係るエコーキャンセラ装置において混合比率を動的に変更する処理を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態２に係るエコーキャンセラ装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】実施の形態２に係るエコーキャンセラ装置の混合比率変更部の内部構成例を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態２に係るエコーキャンセラ装置のスピーカ特定処理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】
【００１１】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るエコーキャンセラ装置１０の構成例を示すブロック図である。図２は、実施の形態１に係るエコーキャンセラ装置１０を車載用のハンズフリー通話システム１に適用した場合の構成例を示すブロック図である。以下では、ハンズフリー通話システム１を例にして、エコーキャンセラ装置１０を説明する。
【００１２】
図２に示すように、ハンズフリー通話システム１は通信装置５およびエコーキャンセラ装置１０を含む。通話相手の音声信号は、遠端側の携帯電話２から携帯電話４に送信され、近距離無線通信等により携帯電話４から通信装置５に送信され、エコーキャンセラ装置１０を経由して、車両３に設置されたアンプ６で増幅されてスピーカ７ＦＬ，７ＦＲから音声出力される。また、実施の形態１では、車両３に搭載されたナビゲーション装置９が出力する案内音声等の音声信号が、アンプ６で増幅されてスピーカ７ＦＬ，７ＦＲから音声出力される。
車両３の乗員の発話はマイク８Ａ，８Ｂを通じて入力され、エコーキャンセラ装置１０でエコー（通話相手の音声および案内音声等）が除去された後、近距離無線通信等により通信装置５から携帯電話４に送信され、携帯電話４から遠端側の携帯電話２に送信される。
【００１３】
ここで、図３に、スピーカ７ＦＬ，７ＦＲとマイク８Ａ，８Ｂの車両設置例を示す。車両３の前方左側にスピーカ７ＦＬが設置され、前方右側にスピーカ７ＦＲが設置されている。後方左側（Ｒｅａｒ  Ｌｅｆｔ）にスピーカ７ＲＬが設置され、後方右側（Ｒｅａｒ  Ｒｉｇｈｔ）にスピーカ７ＲＲが設置されている。スピーカ７ＲＬ，７ＲＲは実施の形態１では使用しない。
また、車両３の前方右側にマイク８Ａが設置され、前方左側にマイク８Ｂが設置されている。
【００１４】
次に、エコーキャンセラ装置１０の詳細を説明する。
エコーキャンセラ装置１０は、汎用のプロセッサ、またはデジタル信号処理に適したＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）で構成されていてもよいし、汎用のプロセッサとＤＳＰとを組み合わせて構成されていてもよい。
【００１５】
ハンズフリー通話システム１が受信した受話音声およびナビゲーション装置９が一時的に出力する案内音声は、アンプ６の増幅部６１，６２で増幅され、スピーカ７ＦＬ，７ＦＲから出力される。時刻ｎにおいて、スピーカ７ＦＬから出力される音声信号を出力信号ＳＦＬ（ｎ）とし、スピーカ７ＦＲから出力される音声信号を出力信号ＳＦＲ（ｎ）とする。マイク８Ａ，８Ｂには、車両３の乗員の発話音声にスピーカ７ＦＬ，７ＦＲの出力音声が混入した状態で入力される。マイク８Ａに入力された音声信号を入力信号ＳＡ（ｎ）、マイク８Ｂに入力された音声信号を入力信号ＳＢ（ｎ）とする。
【００１６】
混合部１１Ａは、アンプ６から取得した出力信号ＳＦＬ（ｎ），ＳＦＲ（ｎ）を、混合比率変更部１５から指示された混合比率で混合して、マイク８Ａ用の参照信号ｒＡ（ｎ）を生成する。同様に、混合部１１Ｂは、アンプ６から取得した出力信号ＳＦＬ（ｎ），ＳＦＲ（ｎ）を、混合比率変更部１５から指示された混合比率で混合して、マイク８Ｂ用の参照信号ｒＢ（ｎ）を生成する。
【００１７】
適応フィルタ部１２は、マイク８Ａ，８Ｂに共通の１個のゲインを用いて、混合部１１Ａが生成した参照信号ｒＡ（ｎ）から擬似エコー信号を生成する。同様に、適応フィルタ部１２は、マイク８Ａ，８Ｂに共通のゲインを用いて、混合部１１Ｂが生成した参照信号ｒＢ（ｎ）から擬似エコー信号を生成する。
適応フィルタ部１２による適応フィルタ処理は公知の技術を用いればよいため、詳細な説明は省略する。また、適応フィルタの更新に、残留エコー検出部１４Ａ，１４Ｂで検出された残留エコー量を使用する等しても構わない。
【００１８】
減算部１３Ａは、マイク８Ａを通じて入力される入力信号ＳＡ（ｎ）から、参照信号ｒＡ（ｎ）を基に生成された擬似エコー信号を減算して、エコー除去信号ＳＡ（ｎ）を生成する。同様に、減算部１３Ｂは、マイク８Ｂを通じて入力される入力信号ＳＢ（ｎ）から、参照信号ｒＢ（ｎ）を基に生成された擬似エコー信号を減算して、エコー除去信号ＺＢ（ｎ）を生成する。
【００１９】
残留エコー検出部１４Ａは、減算部１３Ａが出力したエコー除去信号ＺＡ（ｎ）から残留エコー量ｅＡ（ｎ）を検出する。同様に、残留エコー検出部１４Ｂは、減算部１３Ｂが出力したエコー除去信号ＺＢ（ｎ）から残留エコー量ｅＢ（ｎ）を検出する。
残留エコー検出部１４Ａ，１４Ｂによる残留エコー量の検出処理は公知の技術を用いればよいため、詳細な説明は省略する。例えば、エコーキャンセラ装置１０からスピーカ７ＦＬ，７ＦＲへテスト信号を出力し、残留エコー検出部１４Ａ，１４Ｂにおいてテスト信号の残留量を検出する等の方法を用いてもよい。
【００２０】
混合比率変更部１５は、残留エコー検出部１４Ａで検出される残留エコー量ｅＡ（ｎ）および残留エコー検出部１４Ｂで検出される残留エコー量ｅＢ（ｎ）が閾値以下になるように、混合部１１Ａ，１１Ｂへ混合比率を指示する。閾値は、０を含む任意の値でよい。
【００２１】
図３に示すように、スピーカ７ＦＬ，７ＦＲの音声出力が左右対称の場合、マイク８Ａ，８Ｂへ入力されるエコー量も略等しい。従って、マイク８Ａ，８Ｂの参照信号ｒＡ（ｎ），ｒＢ（ｎ）は同一で問題ない。つまり、混合部１１Ａが出力信号ＳＦＬ（ｎ）：ＳＦＲ（ｎ）＝１：１の比率で混合してマイク８Ａの参照信号ｒＡ（ｎ）を生成し、混合部１１Ｂも同様に１：１の比率で混合してマイク８Ｂの参照信号ｒＢ（ｎ）を生成することで、両マイク８Ａ，８Ｂの入力信号ＳＡ（ｎ），ＳＢ（ｎ）からエコーを最適に除去することができる。
【００２２】
他方、図４に示すように、スピーカ７ＦＲのみから音声が出力されている場合、マイク８Ｂへ入力されるエコー量はマイク８Ａに入力されるエコー量と比較して小さくなるため、同一の参照信号ｒＡ（ｎ），ｒＢ（ｎ）ではエコーが残留してしまう。
ここで、図５（ａ）にマイク８Ａの入力信号ＳＡ（ｎ）、図５（ｄ）にマイク８Ｂの入力信号ＳＢ（ｎ）を示す。これらの入力信号ＳＡ（ｎ），ＳＢ（ｎ）に対して、図５（ｂ），（ｅ）に示すような同一波形の参照信号ｒＡ（ｎ），ｒＢ（ｎ）が用いられた場合、図５（ｃ）に示すように、エコー除去信号ＺＡ（ｎ）にエコーが残留してしまう。一方、図５（ｆ）のマイク８Ｂのエコー除去信号ＺＢ（ｎ）ではエコーが最適に除去されている。
【００２３】
例えば、ハンズフリー通話システム１の受話音声がスピーカ７ＦＬ，７ＦＲから左右対称に出力されている状況で、運転席側のスピーカ７ＦＲのみに重畳してナビゲーション装置９の案内音声が出力された場合、スピーカ７ＦＲに近いマイク８Ａのエコー除去信号ＺＡ（ｎ）に案内音声のエコーが残留してしまう。そのため、現在車両３がどの位置を走行中か等のプライベートな情報が遠端側の携帯電話２へ送信されてしまう。
【００２４】
そのような場合には、参照信号生成時の出力信号ＳＦＬ（ｎ）：ＳＦＲ（ｎ）の混合比率を、マイク８Ａとマイク８Ｂとで変える。
図６（ａ）に示すように、マイク８Ａの入力信号ＳＡ（ｎ）にはスピーカ７ＦＲのエコーが多く混入しているので、混合部１１Ａは出力信号ＳＦＬ（ｎ）：ＳＦＲ（ｎ）＝３：７の比率で混合して参照信号ｒＡ（ｎ）を生成する（図６（ｂ））。これにより、図６（ｃ）に示すようにエコーが最適に除去されたエコー除去信号ＺＡ（ｎ）が得られる。
一方、図６（ｄ）に示すように、マイク８Ｂの入力信号ＳＢ（ｎ）にはスピーカ７ＦＲのエコー混入量が少ないので、混合部１１Ｂは出力信号ＳＦＬ（ｎ）：ＳＦＲ（ｎ）＝７：３の比率で混合して参照信号ｒＢ（ｎ）を生成する（図６（ｅ））。これにより、図６（ｆ）に示すようにエコーが最適に除去されたエコー除去信号ＺＢ（ｎ）が得られる。
なお、本発明のエコーキャンセラ装置１０には、適応フィルタ１２の更新と、混合部１１Ａ，１１Ｂの混合比率の更新とがあるが、好ましくは、混合比率の更新を先に行い、その後に適応フィルタ１２の更新を行う。
【００２５】
次に、図７のフローチャートを参照して、混合比率を動的に変更する処理を説明する。エコーキャンセラ装置１０は図７のフローチャートを定期的に実行する。
まず、混合比率変更部１５が混合部１１Ａ，１１Ｂへ混合比率を指示し、混合部１１Ａ，１１Ｂが指示された混合比率を設定する（ステップＳＴ１）。混合部１１Ａ，１１Ｂのそれぞれは、設定した混合比率で出力信号ＳＦＬ（ｎ），ＳＦＲ（ｎ）を混合して参照信号ｒＡ（ｎ），ｒＢ（ｎ）を生成する（ステップＳＴ２）。
エコーキャンセラ装置１０の起動時（つまり、図７のフローチャートの初回実行時）は、混合比率の初期値を、例えば、出力信号ＳＦＬ（ｎ）：ＳＦＲ（ｎ）＝１：１にする。エコーキャンセラ装置１０の起動時以降（つまり、図７のフローチャートの２回目以降の実行時）は、前回のフローチャート実行時に設定された混合比率を初期値に用いる。
【００２６】
適応フィルタ部１２は、参照信号ｒＡ（ｎ）からマイク８Ａの擬似エコー信号を生成すると共に、参照信号ｒＢ（ｎ）からマイク８Ｂの擬似エコー信号を生成する（ステップＳＴ３）。減算部１３Ａは、参照信号ｒＡ（ｎ）から生成された擬似エコー信号を、マイク８Ａの入力信号ＳＡ（ｎ）から引き去り、エコー除去信号ＺＡ（ｎ）を生成する（ステップＳＴ４）。並行して減算部１３Ｂが、参照信号ｒＢ（ｎ）から生成された擬似エコー信号を、マイク８Ｂの入力信号ＳＢ（ｎ）から引き去り、エコー除去信号ＺＢ（ｎ）を生成する（ステップＳＴ４）。
【００２７】
残留エコー検出部１４Ａは、マイク８Ａのエコー除去信号ＺＡ（ｎ）に残留する残留エコー量ｅＡ（ｎ）を検出する（ステップＳＴ５）。並行して残留エコー検出部１４Ｂは、マイク８Ｂのエコー除去信号ＺＢ（ｎ）に残留する残留エコー量ｅＢ（ｎ）を検出する（ステップＳＴ５）。
【００２８】
混合比率変更部１５は、残留エコー量ｅＡ（ｎ），ｅＢ（ｎ）のそれぞれが閾値以下であるか判定し（ステップＳＴ６）、閾値以下の場合（ステップＳＴ６“ＹＥＳ”）、混合比率の変更処理を終了する。閾値より大きい場合（ステップＳＴ６“ＮＯ”）、混合比率変更部１５は、ステップＳＴ１へ戻り、前回のステップＳＴ１で混合部１１Ａ，１１Ｂへ指示した混合比率とは異なる値を指示する。
【００２９】
例えば、スピーカ７ＦＬ，７ＦＲの出力が対称のとき、混合比率の初期値（１：１）でマイク８Ａ，８Ｂに入力されるエコーを最適に除去できるので、残留エコー量ｅＡ（ｎ），ｅＢ（ｎ）が閾値以下となり（ステップＳＴ６“ＹＥＳ”）、エコーキャンセラ装置１０は混合比率の変更処理を終了する。一方、スピーカ７ＦＬ，７ＦＲの出力が非対称であって残留エコー量ｅＡ（ｎ），ｅＢ（ｎ）の少なくとも一方が閾値より大きくなる場合（ステップＳＴ６“ＮＯ”）、ステップＳＴ１に戻り、混合比率変更部１５が混合比率を変更して、混合部１１Ａ，１１Ｂへ指示する。
【００３０】
例えば、マイク８Ｂよりマイク８Ａの残留エコー量が大きい場合、混合比率変更部１５はマイク８Ａの近くに設置されているスピーカ７ＦＲの出力信号ＳＦＲ（ｎ）の比率が大きくなるよう出力信号ＳＦＬ（ｎ）：ＳＦＲ（ｎ）＝４：６に変更する（ステップＳＴ１）。混合比率変更後のステップＳＴ６において、残留エコー量が閾値以下になっていれば（ステップＳＴ６“ＹＥＳ”）、混合比率変更部１５は４：６の混合比率が最適と判断して変更処理を終了する。一方、混合比率変更後のステップＳＴ６において、残留エコー量が閾値より大きく、かつ、マイク８Ｂよりマイク８Ａの残留エコー量が大きい場合（ステップＳＴ６“ＮＯ”）、混合比率変更部１５は再びステップＳＴ１に戻り混合比率を３：７に変更する。このように、マイク８Ａ，８Ｂの入力信号ＳＡ（ｎ），ＳＢ（ｎ）からエコーを最適に除去できる混合比率になるまで、ステップＳＴ１〜ＳＴ６が繰り返される。
【００３１】
以上より、実施の形態１によれば、エコーキャンセラ装置１０は、複数のスピーカが出力する複数の出力信号を指示された混合比率で混合してマイクと同数の２個の参照信号を生成する混合部１１Ａ，１１Ｂと、混合部１１Ａ，１１Ｂが生成した２個の参照信号から２個の擬似エコー信号を生成する適応フィルタ部１２と、２個の入力信号から２個の擬似エコー信号を減算して２個のエコー除去信号を生成する減算部１３Ａ，１３Ｂと、２個の入力信号に混入する各エコー量に応じて、混合部１１Ａ，１１Ｂの各混合比率の変更を指示する混合比率変更部１５とを備える構成にした。このため、複数のスピーカが出力する複数の出力信号のうちの少なくとも１個に一時的に重畳信号が重畳されることによって複数のスピーカの出力比が動的に変化する状況において、精度よくエコーを除去することができる。
【００３２】
また、実施の形態１によれば、エコーキャンセラ装置１０は、マイクと同数の２個のエコー除去信号から２個の残留エコー量を検出する残留エコー検出部１４Ａ，１４Ｂを備え、混合比率変更部１５は、残留エコー検出部１４Ａ，１４Ｂで検出される２個の残留エコー量それぞれが閾値以下になるまで、混合部１１Ａ，１１Ｂの各混合比率の変更を繰り返すように構成した。このため、入力信号に混入したエコー量に応じた混合比率に変更でき、エコー除去性能が向上する。
【００３３】
なお、上記説明ではマイク８Ａ，８Ｂの２個を使用する場合を例示したが、３個以上であってもよい。マイクがＮ（Ｎ≧２）個のとき、混合部もＮ個、減算部もＮ個、残留エコー検出部もＮ個になる。また、スピーカ７ＦＬ，７ＦＲの２個を使用する場合を例示したが、３個以上であってもよい。
【００３４】
また、上記説明では、スピーカが出力する出力信号の例として、ハンズフリー通話システム１が受信する受話音声にナビゲーション装置９が出力する案内音声が重畳した例を示したが、これに限定されるものではなく、車両３が後退するときの警告音等でも構わない。
【００３５】
実施の形態２．
上記実施の形態１のエコーキャンセラ装置１０は、ナビゲーション装置９の案内音声がどのスピーカから出力されるか分からなかった。そのため、マイク８Ａ，８Ｂの入力信号のエコーを除去できる最適な混合比率になるまで、混合比率の変更を繰り返していた。この方法では、最適な混合比率が見つかるまでに多少の時間を要するため、案内音声の出力開始直後エコーを完全に除去できない可能性がある。そこで、本実施の形態２では、ナビゲーション装置９の案内音声がどのスピーカから出力されているか特定し、それに応じた混合比率に変更するエコーキャンセラ装置１０を構成する。
【００３６】
図８は、実施の形態２に係るエコーキャンセラ装置１０の構成を示すブロック図である。このエコーキャンセラ装置１０を車載用のハンズフリー通話システム１に適用した場合の構成例は、図面上は図２と同様であるため、以下では図２を援用する。また、実施の形態２では、車両３に４個のスピーカ７ＦＬ，７ＦＲ，７ＲＬ，７ＲＲが設置されている場合を例にする。４個のスピーカ７ＦＬ，７ＦＲ，７ＲＬ，７ＲＲの車両設置例は、図３に示したとおりである。時刻ｎにおいて、スピーカ７ＦＬから出力される音声信号を出力信号ＳＦＬ（ｎ）、スピーカ７ＦＲから出力される音声信号を出力信号ＳＦＲ（ｎ）、スピーカ７ＲＬから出力される音声信号を出力信号ＳＲＬ（ｎ）、スピーカ７ＲＲから出力される音声信号を出力信号ＳＲＲ（ｎ）とする。
【００３７】
混合比率変更部２０は、スピーカ７ＦＬ，７ＦＲ，７ＲＬ，７ＲＲの出力信号ＳＦＬ（ｎ），ＳＦＲ（ｎ），ＳＲＬ（ｎ），ＳＲＲ（ｎ）に基づいて混合比率を変更し、混合部１１Ａ，１１Ｂへ指示する。混合部１１Ａは、混合比率変更部２０から指示された混合比率で、出力信号ＳＦＬ（ｎ），ＳＦＲ（ｎ），ＳＲＬ（ｎ），ＳＲＲ（ｎ）を混合してマイク８Ａの参照信号ｒＡ（ｎ）を生成する。同様に、混合部１１Ｂも、混合比率変更部２０から指示された混合比率で、出力信号ＳＦＬ（ｎ），ＳＦＲ（ｎ），ＳＲＬ（ｎ），ＳＲＲ（ｎ）を混合してマイク８Ｂの参照信号ｒＢ（ｎ）を生成する。
【００３８】
図９は、混合比率変更部２０の内部構成例を示すブロック図である。混合比率変更部２０は、第１の参照信号生成部２１と、第２の参照信号生成部２２と、乗算部２３と、パワー比較部２４と、信号算出部２５と、混合比率選択部２６とを含む。
【００３９】
第１の参照信号生成部２１には、出力信号ＳＦＬ（ｎ）：ＳＦＲ（ｎ）＝１：１の混合比率が設定されている。第１の参照信号生成部２１は、スピーカ７ＦＬの出力信号ＳＦＬ（ｎ）とスピーカ７ＦＲの出力信号ＳＦＲ（ｎ）を１：１で混合して、下式（１）の第１の参照信号ｒ１（ｎ）を生成する。
一方、第２の参照信号生成部２２には、出力信号ＳＦＬ（ｎ）：ＳＦＲ（ｎ）：ＳＲＬ（ｎ）：ＳＲＲ（ｎ）＝１：２：３：４の混合比率が設定されている。第２の参照信号生成部２２は、スピーカ７ＦＬの出力信号ＳＦＬ（ｎ）とスピーカ７ＦＲの出力信号ＳＦＲ（ｎ）とスピーカ７ＲＬの出力信号ＳＲＬ（ｎ）とスピーカ７ＲＲの出力信号ＳＲＲ（ｎ）を１：２：３：４で混合して、下式（２）の第２の参照信号ｒ２（ｎ）を生成する。
【００４０】
ｒ１（ｎ）＝０．５・ＳＦＬ（ｎ）＋０．５・ＳＦＲ（ｎ）      （１）
ｒ２（ｎ）＝０．１・ＳＦＬ（ｎ）＋０．２・ＳＦＲ（ｎ）
＋０．３・ＳＲＬ（ｎ）＋０．４・ＳＲＲ（ｎ）      （２）
【００４１】
乗算部２３、パワー比較部２４および信号算出部２５はスピーカ特定部２７を構成している。スピーカ特定部２７は、ナビゲーション装置９の案内音声がどのスピーカから出力されているか特定する。
【００４２】
図１０は、スピーカ特定部２７のスピーカ特定処理を示すフローチャートである。エコーキャンセラ装置１０は図１０のフローチャートを定期的に実行する。
スピーカ特定部２７がスピーカ特定処理を行うに際し、前提条件として、案内音声が無いならスピーカ７ＦＬ，７ＦＲから同じ音声（ハンズフリー通話システム１の受話音声）が出力されているものとする。
【００４３】
スピーカ特定部２７は、まず、スピーカ７ＦＬ，７ＦＲ，７ＲＬ，７ＲＲのいずれかから案内音声が出力されているか否かを判断する（ステップＳＴ１１）。
いずれのスピーカからも案内音声が出力されていないと仮定すると、ＳＦＬ（ｎ）＝ＳＦＲ（ｎ）、ＳＲＬ（ｎ）＝ＳＲＲ（ｎ）＝０となり、上式（１）、（２）の連立方程式より下式（３）が導かれる。この式（３）が成立する場合、いずれのスピーカからも案内音声が出力されていないと判断できる。
【００４４】
ｒ１（ｎ）＝１０／３・ｒ２（ｎ）      （３）
【００４５】
乗算部２３は、式（３）に基づき、第２の参照信号ｒ２（ｎ）に１０／３を乗算する。パワー比較部２４は、第１の参照信号生成部２１が生成したｒ１（ｎ）のパワーと、乗算部２３が算出した１０／３・ｒ２（ｎ）のパワーを比較する。
スピーカ特定部２７は、両信号のパワーが同じなら上式（３）が成立するので、いずれのスピーカからも案内音声は出力されていないと判断し（ステップＳＴ１１“ＮＯ”）、パワーが異なれば、いずれかのスピーカから案内音声が出力されていると判断する（ステップＳＴ１１“ＹＥＳ”）。
【００４６】
スピーカ特定部２７は、いずれかのスピーカから案内音声が出力されていると判断した場合（ステップＳＴ１１“ＹＥＳ”）、続けて、案内音声がスピーカ７ＲＲから出力されているか否かを判断する（ステップＳＴ１２）。
スピーカ７ＲＲから案内音声が出力されていると仮定すると、ＳＦＬ（ｎ）＝ＳＦＲ（ｎ）、ＳＲＬ（ｎ）＝０となり、上式（１）、（２）の連立方程式より下式（４）が導かれる。式（４）のＳＲＲ（ｎ）が案内音声と等しい。従って、ＳＲＲ（ｎ）のパワーが０に近ければ、スピーカ７ＲＲからは案内音声が出力されていないと判断でき、ＳＲＲ（ｎ）のパワーがある程度大きい値であれば、スピーカ７ＲＲから案内音声が出力されていると判断できる。
【００４７】
ＳＲＲ（ｎ）＝−０．７５・ｒ１（ｎ）＋２．５・ｒ２（ｎ）      （４）
ｒ１（ｎ）＝１０／３・ｒ２（ｎ）                  （５）
【００４８】
実施の形態２では、式（４）において、スピーカ７ＲＲから案内音声が出力されていない、即ち、ＳＲＲ（ｎ）＝０としたときに導かれる式（５）に基づき、乗算部２３が第２の参照信号ｒ２（ｎ）に１０／３を乗算する。パワー比較部２４は、第１の参照信号生成部２１が生成したｒ１（ｎ）のパワーと、乗算部２３が算出した１０／３・ｒ２（ｎ）のパワーを比較する。
スピーカ特定部２７は、両信号のパワーが同じなら、スピーカ７ＲＲから案内音声は出力されていないと判断し（ステップＳＴ１２“ＮＯ”）、パワーが異なれば、スピーカ７ＲＲから案内音声が出力されていると判断し（ステップＳＴ１２“ＹＥＳ”）、スピーカ７ＲＲを案内音声出力スピーカに特定する（ステップＳＴ１３）。
【００４９】
スピーカ特定部２７は、スピーカ７ＲＲから案内音声が出力されていないと判断した場合（ステップＳＴ１２“ＮＯ”）、続けて、案内音声がスピーカ７ＲＬから出力されているか否かを判断する（ステップＳＴ１４）。
スピーカ７ＲＬから案内音声が出力されていると仮定すると、ＳＦＬ（ｎ）＝ＳＦＲ（ｎ）、ＳＲＲ（ｎ）＝０となり、上式（１）、（２）の連立方程式より下式（６）が導かれる。式（６）より、ＳＲＬ（ｎ）のパワーが０に近ければ、スピーカ７ＲＬからは案内音声が出力されていないと判断でき、ＳＲＬ（ｎ）のパワーがある程度大きい値であれば、スピーカ７ＲＬから案内音声が出力されていると判断できる。
【００５０】
ＳＲＬ（ｎ）＝−ｒ１（ｎ）＋３／１０・ｒ２（ｎ）      （６）
ｒ１（ｎ）＝３／１０・ｒ２（ｎ）                    （７）
【００５１】
実施の形態２では、式（６）において、スピーカ７ＲＬから案内音声が出力されていない、即ち、ＳＲＬ（ｎ）＝０としたときに導かれる式（７）に基づき、乗算部２３が第２の参照信号ｒ２（ｎ）に３／１０を乗算する。パワー比較部２４は、第１の参照信号生成部２１が生成したｒ１（ｎ）のパワーと、乗算部２３が算出した３／１０・ｒ２（ｎ）のパワーを比較する。
スピーカ特定部２７は、両信号のパワーが同じなら、スピーカ７ＲＬから案内音声は出力されていないと判断し（ステップＳＴ１４“ＮＯ”）、パワーが異なれば、スピーカ７ＲＬから案内音声が出力されていると判断し（ステップＳＴ１４“ＹＥＳ”）、スピーカ７ＲＬを案内音声出力スピーカに特定する（ステップＳＴ１５）。
【００５２】
スピーカ特定部２７は、スピーカ７ＲＬから案内音声が出力されていないと判断した場合（ステップＳＴ１４“ＮＯ”）、続けて、案内音声がスピーカ７ＦＬ，７ＦＲのいずれから出力されているかを判断する（ステップＳＴ１６，ＳＴ１７）。
スピーカ７ＲＲ，７ＲＬから案内音声が出力されていないので、ＳＲＲ（ｎ）＝ＳＲＬ（ｎ）＝０となり、上式（１）、（２）の連立方程式より下式（８）、（９）が導かれる。
【００５３】
ＳＦＬ（ｎ）＝４・ｒ１（ｎ）−１０・ｒ２（ｎ）      （８）
ＳＦＲ（ｎ）＝−２・ｒ１（ｎ）＋１０・ｒ２（ｎ）      （９）
【００５４】
信号算出部２５は、入力された第１の参照信号ｒ１（ｎ）と第２の参照信号ｒ２（ｎ）を用いて、式（８）よりＳＦＬ（ｎ）を算出し、式（９）よりＳＦＲ（ｎ）を算出する（ステップＳＴ１６）。パワー比較部２４は、信号算出部２５が算出したＳＦＬ（ｎ）のパワーとＳＦＲ（ｎ）のパワーを比較する（ステップＳＴ１７）。
スピーカ特定部２７は、信号のパワーが大きいほうのスピーカから案内音声が出力されていると判断する。つまり、ＳＦＬ（ｎ）のパワーよりＳＦＲ（ｎ）のパワーのほうが大きければ（ステップＳＴ１７“ＹＥＳ”）、スピーカ７ＦＲから案内音声が出力されていると判断し（ステップＳＴ１８）、ＳＦＲ（ｎ）のパワーよりＳＦＬ（ｎ）のパワーのほうが大きければ（ステップＳＴ１７“ＮＯ”），スピーカ７ＦＬから案内音声が出力されていると判断する（ステップＳＴ１９）。
【００５５】
スピーカ特定部２７は、特定した案内音声出力スピーカを混合比率選択部２６へ通知する。
混合比率選択部２６は、案内音声出力スピーカと混合比率との対応関係を示した設定情報を予め保有しており、スピーカ特定部２７から通知されたスピーカに対応した混合比率を設定情報の中から選択して、混合部１１Ａ，１１Ｂに指示する。
【００５６】
ここで、設定情報の一例を説明する。
例えば、案内音声がいずれのスピーカからも出力されていない場合、スピーカ７ＦＬ，７ＦＲからハンズフリー通話システム１の受話音声が左右対称に出力されている状態であるので、混合部１１Ａ，１１Ｂの各混合比率は、出力信号ＳＦＬ（ｎ）：ＳＦＲ（ｎ）：ＳＲＬ（ｎ）：ＳＲＲ（ｎ）＝１：１：０：０とする。
また例えば、案内音声出力スピーカがスピーカ７ＲＲの場合、混合部１１Ａの混合比率は４：４：０：２、混合部１１Ｂの混合比率は４：４：０：１とする。
また例えば、案内音声出力スピーカがスピーカ７ＲＬの場合、混合部１１Ａの混合比率は４：４：１：０、混合部１１Ｂの混合比率は４：４：２：０とする。
また例えば、案内音声出力スピーカがスピーカ７ＦＲの場合、混合部１１Ａの混合比率は３：７：０：０、混合部１１Ｂの混合比率は７：３：０：０とする。
また例えば、案内音声出力スピーカがスピーカ７ＦＬの場合、混合部１１Ａの混合比率は７：３：０：０、混合部１１Ｂの混合比率は３：７：０：０とする。
【００５７】
また、スピーカ特定部２７において案内音声を出力しているスピーカを特定できれば、ナビゲーション装置９の案内音声とハンズフリー通話システム１の受話音声とを分離可能である。例えば、図１０のステップＳＴ１７でＳＦＬ（ｎ）＜ＳＦＲ（ｎ）が成立する場合、スピーカ７ＦＲの出力信号ＳＦＲ（ｎ）が案内音声とハンズフリー通話システム１の受話音声、スピーカ７ＦＬの出力信号ＳＦＬ（ｎ）がハンズフリー通話システム１の受話音声である。よって、出力信号ＳＦＲ（ｎ）から出力信号ＳＦＬ（ｎ）を引き去り、案内音声を分離可能である。混合部１１Ａ，１１Ｂは、分離した案内音声とハンズフリー通話システム１の受話音声とを異なる比率で混合して参照信号を生成してもよい。
また、二つの適応フィルタ部を用いてエコーを効率的に消去する方法も考えられる。一方の適応フィルタ部は、分離した案内音声を参照信号に用いてエコーを消去し、もう一方の適応フィルタ部は、分離した受話音声を参照信号に用いてエコーを消去する。このような構成にすることで、適応フィルタ部が誤った動作をすることなく、安定してエコーを消去することができる。
【００５８】
なお、上記説明では、スピーカから一時的に出力される重畳信号の例としてナビゲーション装置９の案内音声を示したが、これに限定されるものではなく、例えば車両３が後退するときの警告音等であってもよい。
【００５９】
以上より、実施の形態２によれば、混合比率変更部２０は、重畳信号を出力しているスピーカと混合部１１Ａ，１１Ｂに指示する各混合比率との対応関係を示した設定情報を保有しており、混合比率が異なる複数の参照信号を用いて重畳信号を出力しているスピーカを特定し、特定したスピーカに対応する混合比率を設定情報の中から選択して混合部１１Ａ，１１Ｂに指示する構成にした。このため、複数のスピーカの出力比が動的に変化する状況においても精度よくエコーを除去することができる。
【００６０】
なお、上記実施の形態１と実施の形態２とを組合せてもよい。その場合、図８に示したエコーキャンセラ装置１０に、図１の残留エコー検出部１４Ａ，１４Ｂおよび混合比率変更部１５が追加された構成になる。これにより、混合比率変更部２０が案内音声出力スピーカの位置に応じて混合部１１Ａ，１１Ｂの混合比率を変更した後、その混合比率を混合比率変更部１５によってさらに最適化することができるので、エコーの除去性能が向上する。
【００６１】
上記実施の形態１，２では、エコーキャンセラ装置１０を、車両３に搭載されるハンズフリー通話システム１に適用した例を示したが、この用途に限定されるものではなく、例えば、テレビ電話会議システムのハンズフリー通話にも適用することが可能である。
【００６２】
また、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
この発明に係るエコーキャンセラ装置は、複数のスピーカの出力比の動的な変化に対応して参照信号生成時の混合比率を変更するようにしたので、ナビゲーション装置の案内音声等が存在する車両において使用されるハンズフリー通話システム用のエコーキャンセラ装置等に適している。
【符号の説明】
【００６４】
１  ハンズフリー通話システム、２，４  携帯電話、３  車両、５  通信装置、６  アンプ、７ＦＬ，７ＦＲ，７ＲＬ，７ＲＲ  スピーカ、８Ａ，８Ｂ  マイク、９  ナビゲーション装置、１０  エコーキャンセラ装置、１１Ａ，１１Ｂ  混合部、１２  適応フィルタ部、１３Ａ，１３Ｂ  減算部、１４Ａ，１４Ｂ  残留エコー検出部、１５，２０  混合比率変更部、２１  第１の参照信号生成部、２２  第２の参照信号生成部、２３  乗算部、２４  パワー比較部、２５  信号算出部、２６  混合比率選択部、２７  スピーカ特定部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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2016024345.tif 000014
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