(57)【要約】【課題】エコーキャンセルシステムにおける再生音声の品質向上を図る。【解決手段】エコーキャンセル対象とする音声信号については、所定の周波数帯域に分割して、帯域別信号を得る。周波数帯域が一定以下の帯域別信号は適応フィルタによりエコーキャンセルを行い、一定以上の帯域別信号は音声スイッチによりエコーキャンセルを行う。これらの信号を合成して相手側に送信する。その上で、音声スイッチがオフとなって損失の生じた分割帯域信号については、適応フィルタシステム側から選択した出力信号を基にして、損失の生じた分割帯域信号の周波数帯域を持つ倍音成分を生成し、これを代替信号として送信用の信号に合成するようにされる。これにより、音声スイッチがオフとなって高域に損失が生じたとしても、これを補償できることになり、音質の変化が大幅に抑制される。【選択図】図３
2008306446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロフォンにより収音して得た音声信号であり、相手側通信装置に対して送信出力すべき送信用音声信号を入力して所定の周波数帯域ごとに分割することにより生成した複数の帯域別収音音声信号を出力する帯域分割手段と、
上記帯域別収音声信号ごとに対応して設けられ、結果的に通信相手側から送信されてきた受信音声信号がスピーカから音として放出されマイクロフォンにより収音されることで上記帯域別収音音声信号に含まれることとなった信号成分が抑制されるようにするための処理を実行するエコーキャンセル手段と、
上記エコーキャンセル手段から出力される上記帯域別収音声信号を少なくとも合成要素信号として入力して合成し、通信相手側に対して送信すべき送信用音声信号を生成する、送信用音声信号生成手段と、
上記合成要素信号として有効となる上記帯域別収音音声信号の出力を為していないとされる無効的エコーキャンセル手段があるときに、上記合成要素信号として有効となる上記帯域別収音音声信号の出力を為しているとされる他のエコーキャンセル手段のうちから選択した特定のエコーキャンセル手段から出力される帯域別収音音声信号を利用して、上記無効的エコーキャンセル手段が対応する周波数帯域の音声信号である帯域補償信号を生成し、上記送信用音声信号生成手段に対して上記合成要素信号として出力する帯域補償手段と、
を備えることを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項２】
上記エコーキャンセル手段の各々は、所定の１以上の上記帯域別収音声信号ごとに対応して設けられ、通信相手側から送信されてきた受信音声信号がスピーカから音として放出されマイクロフォンにより収音されることで上記帯域別収音音声信号に含まれることとなった信号成分が最小となるようにして適応処理を実行する適応型エコーキャンセル手段と、これらのエコーキャンセル手段が対応する以外の上記帯域別収音音声信号に対応して設けられ、所定の制御アルゴリズムに従って、対応する上記帯域別収音音声信号に対する減衰量を可変設定する音声スイッチ手段の何れかであり、
上記無効的エコーキャンセル手段は、通過信号に対する一定以上の減衰量が設定されることで開状態にあるとされる音声スイッチ手段とされ、
上記帯域補償手段は、上記特定のエコーキャンセル手段を、上記適応型エコーキャンセル手段のうちから選択するようにされている、
ことを特徴とする請求項１に記載の音声信号処理装置。
【請求項３】
上記周波数帯域ごとに応じた上記エコーキャンセル手段においては、所定の１以上の上記帯域別収音声信号ごとに対応して設けられ、通信相手側から送信されてきた受信音声信号がスピーカから音として放出されマイクロフォンにより収音されることで上記帯域別収音音声信号に含まれることとなった信号成分が最小となるようにして適応処理を実行する適応型エコーキャンセル手段とされるものを含むこととされたうえで、
上記無効的エコーキャンセル手段は、上記適応処理が収束していない適応型エコーキャンセル手段とされ、
送信用音声信号生成手段は、上記無効的エコーキャンセル手段から出力される帯域別収音音声信号を上記合成要素信号としては入力しないようにされ、
上記帯域補償手段は、上記特定のエコーキャンセル手段を、上記適応動作が収束している適応型エコーキャンセル手段のうちから選択するようにされている、
ことを特徴とする請求項１に記載の音声信号処理装置。
【請求項４】
マイクロフォンにより収音して得た音声信号であり、相手側通信装置に対して送信出力すべき送信用音声信号を入力して所定の周波数帯域ごとに分割することにより生成した複数の帯域別収音音声信号を出力する帯域分割手順と、
上記帯域別収音声信号ごとに対応して、結果的に通信相手側から送信されてきた受信音声信号がスピーカから音として放出されマイクロフォンにより収音されることで上記帯域別収音音声信号に含まれることとなった信号成分が抑制されるようにするための処理を実行するエコーキャンセル処理手順と、
上記エコーキャンセル処理手順の処理により出力される上記帯域別収音声信号を少なくとも合成要素信号として入力して合成し、通信相手側に対して送信すべき送信用音声信号を生成する、送信用音声信号生成手順と、
上記エコーキャンセル処理手順の処理により出力される上記帯域別収音音声信号のうちで、上記合成要素信号として有効とならない無効信号があるときに、上記合成要素信号として有効となる有効信号のうちから選択した特定の信号を利用して、上記無効信号が対応する周波数帯域の音声信号である帯域補償信号を生成し、上記送信用音声信号生成手順により上記合成要素信号として入力させる帯域補償手順と、
を実行することを特徴とする音声信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるエコーキャンセルといわれる音声信号処理機能を有する音声信号処理装置と、その方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電話機でのハンズフリー通話のほか、音声会議システム及びテレビ会議システムなどにおける音声送受信処理系などのようにして、互いに離れた場所や位置に居る話者間での通話、会話などが行えるように構成された音響システムは、拡声通話系などともいわれ、既に実用化され、また、普及している。
上記の拡声通話系システムでは、例えば、なんらかの通信方式に従って相互に通信可能な通信端末装置が複数の異なる場所に配置される。そのうえで、一方の通信端末装置側にてマイクロフォンで収音した音声が、上記一方の通信端末装置から他方の通信端末装置に対して送信され、これを受信した他方の通信端末装置側にてスピーカから音として放出するようにされる。これにより、遠隔した場所にいる話者同士の会話が可能となるものである。
【０００３】
ただし、拡声通話系システムでは、一方の通信端末装置側にてスピーカから放出された他方の通信端末装置側からの音声が、一方の通信端末装置側にて、再度マイクロフォンにより収音されて他方の通信端末装置のスピーカから音として放出される。そして、このような動作が循環（ループ）するようにして繰り返されることになる。これにより、例えばスピーカから、相手側の話した音声以外に、自分の話した声もこだまのようにして混ざって聴こえる、いわゆるエコーといわれる現象が生じる。また、エコー音が大きくなれば、上記のループが無限に繰り返されてハウリングといわれる現象が発生する。このようして、拡声通話系システムでは、エコー、ハウリングによる通話音声品質の低下であるとか、通話システムが使いにくくなるなどの問題を抱えることになる。
【０００４】
そこで、拡声通話系システムに対してエコーキャンセルのための音声信号処理系を備えることが知られている。
このようなエコーキャンセルのための信号処理としては、先ず、適応フィルタシステムを採用したものが知られている。
この適応フィルタシステムは、スピーカとマイクロフォンの間の伝達音（エコーパス）についてのインパルス応答の特性を得たうえで、スピーカから放出させるべき音を入力信号として、この入力信号に上記のインパルス応答を畳み込むことで出力として擬似的なエコー音の信号成分を生成する。そして、このエコー音の信号成分を、マイクロフォンにより収音して相手側の通信端末装置に送信すべき音声信号から差し引くようにされる。このような適応フィルタシステムの動作が収束した状態では、相手側の通信端末装置に対しては、エコー音がキャンセルされた音声を送信することになり、従って、スピーカから放出される音からエコー音は聴こえなくなっている（キャンセルされている）こととなる。
【０００５】
また、エコーキャンセルのための信号処理として、音声スイッチといわれるものも知られている。音声スイッチは、マイクロフォンにて収音した音声を相手側通信装置に対して送信するための送話音経路において、例えば話者の声が無音であるとして判断したときに応じて、損失（信号の減衰）を挿入するようにして構成されるものである。このようにして話者側の声が無音であるときに応じて、送話音経路からの音声の出力を抑制、停止することとすれば、スピーカから放出された受話音をマイクロフォンにて収音して得たものとされる音声信号は、相手側通信装置に遠端側に送信されなくなる。これにより、遠端側ではエコー音が聴こえないようにされる。
【０００６】
ところで、前者の適応フィルタシステムでは、例えば会議参加者（話者）が移動するなどしてエコーパスに変化が生じた場合にも、これに適応、追随するようにして新たにインパルス応答を求めて疑似エコー音を生成してエコーキャンセル動作を実行する。このようなエコーキャンセル処理により得られる音声は、例えば途中で途切れたりすることもなく、相応に高品質である。しかし、このようなエコーパスの変化などに追随して適応フィルタシステムが収束するまでには、比較的に長い時間を要することが分かっている。適応フィルタシステムが収束していないときには、適切な疑似エコー音は生成されていないので、エコーキャンセル効果も不充分なものとなり、実際には、残留エコーが未だ聴こえてしまったり、ハウリングが生じてしまったりもする。
また、適応フィルタシステムは、例えば相応の次数のＦＩＲ(Finite Impulse Response：有限インパルス応答)フィルタを備えることから、演算量やリソースも相応に必要となり、コストアップや回路規模の拡大などにつながりやすい。
【０００７】
これに対して、後者の音声スイッチは、エコー音をほぼ遮断するようにして動作することになるので、適応フィルタシステムのようにして、残留エコーが残るようなことにはならず、この点で、確実なエコーキャンセル効果が得られる。また、適応フィルタシステムと比較すれば回路構成は簡易であり、コストや回路規模の点で有利である。しかし、現実の会話は双方の音声が重なりがちであることなどの要因により、完全な音声スイッチ制御は非常に困難とされており、実際においては、例えば受話音声の冒頭が削られて聴こえなかったり、話者が話し中であるのにかかわらず音声スイッチの状態が切り換わって不用意に音声が切れたりするなどの現象が生じやすい。このため、音声スイッチのみによって通信端末装置間の会話を円滑に交替させることは非常に困難であるとされている。
【０００８】
そこで、適応フィルタシステムと音声スイッチを併用したエコーキャンセルシステムが以前から知られている。また、このような適応フィルタシステムと音声スイッチを併用したハイブリッドのエコーキャンセルシステムとして、特許文献１の拡声式インターホン装置のように、処理対象信号（例えばマイクロフォンにて収音して得た音声信号であり、相手側通信装置に対して送信すべき音声信号である）を例えば２つの周波数帯域に分割して、低い方の帯域の信号を適応フィルタシステム（エコーキャンセラ）に入力し、これより高い帯域の信号を音声スイッチに入力させるようにした、フィルタバンク的な構成が知られている。
【０００９】
【特許文献１】特願平１０−９９２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のフィルタバンク的構成を基とした適応フィルタシステムと音声スイッチのハイブリッド構成であれば、適応フィルタシステムを介在する経路により全二重通信が実現され、音声スイッチのみによる構成の場合のようにして音声が途切れたりすることはなくなる。また、エコー音のキャンセルについては、音声スイッチも備えることで、適応フィルタシステム飲みとされる場合と比較して、エコーキャンセル効果を補強できることになる。
【００１１】
しかしながら、音質という点では、上記特許文献１に記載されるエコーキャンセルシステム（拡声式インターホン装置）も充分ではないといえる。
それは、例えば、音声スイッチがオフ状態になって通過信号を減衰させている状態では、この周波数帯域の音声信号成分は送信されなくなるために、これを再生して聴いたときには、例えば高音域が抜けた音質に変化してしまうような現象を生じるからである。このようにして、スピーカから聴こえる音の音質が途中で変化することは好ましいことではないものであり、この点についての改善を図ることが求められるものである。
例えば、各周波数帯域の信号について適応フィルタシステムによりエコーキャンセル処理を行わせるようにしたフィルタバンクの構成であれば、上記のような音質変化はもちろん生じないが、この場合には、依然として、適応フィルタシステムが収束するまでは、エコー音が残留してしまうという、当初の問題を抱えることになる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで本発明は上記した課題を考慮して、音声信号処理装置として次のように構成する。
つまり、マイクロフォンにより収音して得た音声信号であり、相手側通信装置に対して送信出力すべき送信用音声信号を入力して所定の周波数帯域ごとに分割することにより生成した複数の帯域別収音音声信号を出力する帯域分割手段と、帯域別収音声信号ごとに対応して設けられ、結果的に通信相手側から送信されてきた受信音声信号がスピーカから音として放出されマイクロフォンにより収音されることで上記帯域別収音音声信号に含まれることとなった信号成分が抑制されるようにするための処理を実行するエコーキャンセル手段と、このエコーキャンセル手段から出力される上記帯域別収音声信号を少なくとも合成要素信号として入力して合成し、通信相手側に対して送信すべき送信用音声信号を生成する送信用音声信号生成手段と、合成要素信号として有効となる帯域別収音音声信号の出力を為していないとされる無効的エコーキャンセル手段があるときに、合成要素信号として有効となる帯域別収音音声信号の出力を為しているとされる他のエコーキャンセル手段のうちから選択した特定のエコーキャンセル手段から出力される帯域別収音音声信号を利用して無効的エコーキャンセル手段が対応する周波数帯域の音声信号である帯域補償信号を生成し、送信用音声信号生成手段に対して合成要素信号として出力する帯域補償手段とを備えることとした。
【００１３】
また、音声信号処理方法としては次のように構成することとした。
マイクロフォンにより収音して得た音声信号であり、相手側通信装置に対して送信出力すべき送信用音声信号を入力して所定の周波数帯域ごとに分割することにより生成した複数の帯域別収音音声信号を出力する帯域分割手順と、帯域別収音声信号ごとに対応して、結果的に通信相手側から送信されてきた受信音声信号がスピーカから音として放出されマイクロフォンにより収音されることで上記帯域別収音音声信号に含まれることとなった信号成分が抑制されるようにするための処理を実行するエコーキャンセル処理手順と、エコーキャンセル処理手順の処理により出力される上記帯域別収音声信号を少なくとも合成要素信号として入力して合成し、通信相手側に対して送信すべき送信用音声信号を生成する送信用音声信号生成手順と、エコーキャンセル処理手順の処理により出力される帯域別収音音声信号のうちで、合成要素信号として有効とならない無効信号があるときに、合成要素信号として有効となる有効信号のうちから選択した特定の信号を利用して、無効信号が対応する周波数帯域の音声信号である帯域補償信号を生成し、送信用音声信号生成手順により合成要素信号として入力させる帯域補償手順とを実行するようにして構成する。
【００１４】
上記各構成では、マイクロフォンにて収音して相手側通信装置に対して送信出力すべき送信用音声信号を所定帯域ごとの帯域別収音音声信号に分割して、これら帯域別収音音声信号ごとにエコーキャンセルのための処理を実行するようにされる。そして処理後の信号を合成して送信用音声信号を得るようにされる。
そのうえで、送信用音声信号に合成するための要素（合成要素信号）としての有効性を持たないとされる帯域別収音音声信号があるときには、他の有効性を持つとされる帯域別収音音声信号を利用して補償用信号を生成し、これを合成要素信号として出力させる。この補償用信号は、上記の合成要素信号としての有効性を持たない帯域別収音音声信号に対応する周波数帯域を持つ。つまり、合成要素信号としての有効性を持たない帯域別収音音声信号に代わり、有効性を持つ信号となるものである。つまり、本願発明では、エコーキャンセル手段の何れかから有効な帯域別収音音声信号の出力が得られないときであっても、これを他のエコーキャンセル手段から出力されている有効性を持つ帯域別収音音声信号から生成して補償しているものである。これにより、エコーキャンセル処理を経た帯域別収音音声信号のうちで、送信用音声信号の生成のために有効に使用できないものが出てきたとしても、これを補填して、送信用音声信号を生成することが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
そして、上記のようにして送信用音声信号が生成されることにより、この送信用音声信号を再生して得られる音質としても、一定以上の品位を維持することが可能になる。即ち、拡声通話系システムにおける通話音声の再生品質について、これまでよりも向上が図られることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本願発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態という）としては、テレビジョン会議システム(テレビ会議システム)における音声送受信系に本願発明を適用する。
テレビ会議システムは、場所の異なる会議場ごとに通信端末装置を設置し、この通信端末装置から、カメラ装置により撮影した画像と、マイクロフォンにより収音した音声を他の通信端末装置に送信させると共に、他の通信装置から送信されてきた画像と音声を受信して、それぞれ、表示装置、スピーカから出力させるように構成される。つまり、テレビ会議システムでは、画像を相互に送受信する映像送受信系と、音声を相互に送受信する音声送受信系とを備える。そして、本実施の形態としては、上記音声送受信系として音声を送受信するために設けられる、通信端末装置（音声通信端末装置）とされるものである。
【００１７】
図１は、テレビ会議システムにおける音声送受信系のシステム構成例を示している。
この場合には、互いに離れた２つの場所Ａ、場所Ｂが会議場とされており、これらの場所Ａ，Ｂのそれぞれにおいて、音声送受信系を成す音声通信端末装置１−１、１−２が設置される。これらの音声通信端末装置１−１は、所定の通信方式に対応する通信回線により接続されて、相互通信が可能なようにされている。また、場所Ａ、Ｂのそれぞれには、マイクロフォン２−１、２−２、スピーカ３−１、３−２が設置される。マイクロフォン２−１、２−２は、それぞれ、場所Ａ，Ｂ内に居る会議参加者の声を収音するためのもので、各場所内の適当な位置に設けられる。スピーカ３−１、３−２は、他の場所の会議参加者の声を聴くためのもので、これも各場所内の適当な位置に設けられる。なお、以降の説明において、音声通信端末装置、マイクロフォン、及びスピーカについて、特に離れた場所にある同一のものを区別する必要のない場合には、音声通信端末装置１、マイクロフォン２、スピーカ３などのようにして表記する。
【００１８】
先ず、場所Ａにおいて、マイクロフォン２−１により収音して得た音声信号は、音声通信端末装置１−１に入力される。音声通信端末装置１−１は、入力された音声信号を、通信回線を経由して音声通信端末装置１−２に対して送信する。音声通信端末装置１−２は、上記のようにして送信されてきた音声信号を受信し、スピーカ３−２から出力させる。これにより、場所Ｂの会議参加者は、場所Ａの会議参加者の声を聴くことができる。
また、同様にして、場所Ｂ内のマイクロフォン２−２により収音して得られた音声は、音声通信端末装置１−２により音声通信端末装置１−１に送信される。音声通信端末装置１−１では、受信した音声信号を、スピーカ３−１から出力させる。
このようにして、テレビ会議システムの音声送受信系では、音声の双方向通信を行うものであり、これにより、例えば或る１つの場所にいる会議参加者と、他の場所に居る会議参加者との間で会話を行うことが可能になる。また、このテレビ会議システムの場合には、各場所において、複数の会議参加者が居ることを想定しており、このために、各場所の会議参加者の全員が、他の場所の会議参加者の声を聴くことができるように、スピーカ３を備えることとしているものである。このようにしてスピーカを用いて双方向で音声のやりとりを行うシステムは、拡声通話系などともいわれる。
【００１９】
図２は、音声通信端末装置１の構成例を示している。確認のために述べておくと、図１に示した音声通信端末装置１−１、１−２は、この図２に示す構成を共通に有するものとされる。
音声通信端末装置１は、例えばこの図に示すようにして、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）１１、Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）１２、音声信号処理部１３、コーデック部１４、通信部１７、制御部１８、操作部１９を備えて成る。
【００２０】
Ａ／Ｄコンバータ１１は、マイクロフォン２により収音して得られたアナログの音声信号を入力し、デジタル信号に変換して音声信号処理部１３に出力する。なお、以降において、上記のようにしてマイクロフォン２により収音して得られ、他の音声通信端末装置に対して送信出力されるべき音声信号については、送信用音声信号ということにする
先に述べたように、拡声通話系システムは、そのまま使用したのでは、エコー、ハウリングなどの現象を生じる。つまり、図２において示しているように、スピーカ３から空間に放出された音は、直接音及び間接音としての空間伝搬経路（エコーパス）Ｓを経て、マイクロフォン２に到達する。つまり、通信相手側の音声通信端末装置から送信されスピーカ３から放出された通話相手の声がマイクロフォン２にて収音され、再び、通信相手側の音声通信端末装置に送信される。また、通信相手側においても、さらにスピーカから放出された音がマイクロフォンで収音されて、こちらの音声通信端末装置に送信されてくる。即ち、拡声通話系システムでは、一度空間に放出された音が、音声通信端末装置間で循環するようにして送受信される。これにより、スピーカから放出される音には、自分が今話している声が、或る遅延時間をもってこだまのようにして聴こえるものが含まれることになる。これがエコーであり、ループが或る程度以上に繰り返されればハウリングとなる。
そこで、拡声通話系システムでは、このようなエコーの現象を解消、抑制するエコーキャンセルシステムを備えることが行われている。音声信号処理部１３は、このエコーキャンセルシステムとしての信号処理機能を有するようにして構成されている。なお、この音声信号処理部１３は、例えば実際には、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)として構成される。また、音声信号処理部１３によるエコーキャンセルのための構成については後述する。
【００２１】
音声信号処理部１３によりエコーキャンセル処理が施された送信用音声信号は、コーデック部１４内のエンコーダ１５に対して入力される。エンコーダ１５は、入力された音声信号について、例えば所定方式に応じた音声圧縮符号化などの信号処理を施して通信部１７に対して出力する。通信部１７は、入力された送信用音声信号を、所定の通信方式に従って、通信回線経由で、他の音声通信端末装置に対して出力するようにされる。
【００２２】
また、通信部１７は、他の音声通信端末装置から送信されてきた送信用音声信号を受信して所定の圧縮符号化形式の音声信号に復元し、コーデック部１４のデコーダ１６に出力する。なお、このようにして、通信部１７にて受信復調し、最終的にスピーカ３から出力されるべき音声信号については、再生用音声信号ということにする。
デコーダ１６では、入力された再生用音声信号の圧縮符号化に対する復調処理を実行して、所定のＰＣＭ形式のデジタル音声信号に変換し、音声信号処理部１３に出力する。音声信号処理部１３を経由した再生用音声信号は、Ｄ／Ａコンバータ１２によりアナログ信号に変換されたうえで出力される。この出力された再生用音声信号を、最終的にはスピーカ３から出力させるようにする。
【００２３】
制御部１８は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成されるマイクロプロセッサであるとかマイクロコンピュータを備えて構成されているもので、音声通信端末装置１における各種の制御処理を実行する。
操作部１９は、音声通信端末装置１の本体に設けられる各種の操作子と、これらの操作子に対する操作に応じた操作信号を制御部１８に出力する操作信号出力部とを一括して示している。なお、この操作部１９として、リモートコントローラと、このリモートコントローラから送信された命令信号を受信して、操作信号として制御部１９に出力するような構成が含まれてもよいものである。
【００２４】
図３は、本実施の形態におけるエコーキャンセルシステムである音声信号処理部１３の内部構成例を示している。なお、この図に示す音声信号処理部１３の構成は、第１の実施の形態としての構成となるものである。
この図においては、音声信号処理部１３とともに、Ａ／Ｄコンバータ１１、Ｄ／Ａコンバータ１２、及びコーデック部１４（エンコーダ１５、デコーダ１６）を示している。
【００２５】
この図３に示される音声信号処理部１３は、帯域分割処理部２１、２２、エコーキャンセルブロック２３、帯域合成処理部２４、及び帯域補償信号生成部２５を有して成る。
【００２６】
先ず、Ａ／Ｄコンバータ１１から出力された送信用音声信号は、帯域分割処理部２１に対して入力される。帯域分割処理部２１は、例えばそれぞれ異なる通過帯域特性が設定されたバンドパスフィルタなどを備えて形成されるもので、入力された送信用音声信号を、上記のバンドパスフィルタの特性に対応した周波数帯域の信号成分から成るｍ個の送信用帯域別音声信号d(0)、d(1)・・・d(k)、d(k+1)・・・d(m-1)、d(m)に分割して出力する。ここでは、送信用帯域別音声信号d(0)が最も低い周波数帯域を有し、以降、d(1)・・・d(k)、d(k+1)・・・d(m-1)、d(m)の順で各周波数帯域が高くなっていくようにされる。
【００２７】
また、もう一方の帯域分割処理部２２は、デコーダ１６からＤ／Ａコンバータ１２に対して入力される段階の再生用音声信号を入力し、この信号を、上記帯域分割処理部２１と同様のバンドパスフィルタ構成により、ｍ個の再生用帯域別音声信号x(0)、x(1)・・・x(k)、x(k+1)・・・x(m-1)、x(m)に分割して出力する。これにより、再生用帯域別音声信号x(0)、x(1)・・・x(k)、x(k+1)・・・x(m-1)、x(m)としては、それぞれ、送信用帯域別音声信号d(0)、d(1)・・・d(k)、d(k+1)・・・d(m-1)、d(m)と同じ分割周波数帯域を持つ信号となる。
【００２８】
エコーキャンセルブロック２３は、全体としてはエコーキャンセル動作に相当する音声信号処理動作を実行する部位とされ、ｍ個のエコーキャンセル処理部３０(0)、３０(1)・・・３０(k)、３０(k+1)・・・３０(m-1)、３０(m)を備える。
そして、これらのエコーキャンセル処理部３０(0)、３０(1)・・・３０(k)、３０(k+1)・・・３０(m-1)、３０(m)に対しては、それぞれ、送信用帯域別音声信号d(0)、d(1)・・・d(k)、d(k+1)・・・d(m-1)、d(m)を入力させている。同様に、再生用帯域別音声信号x(0)、x(1)・・・x(k)、x(k+1)・・・x(m-1)、x(m)を入力させている。つまり、エコーキャンセル処理部３０ごとに、互いに同じ周波数帯域を有する送信用帯域別音声信号と再生用帯域別音声信号とを入力させるようにしているものである。この場合、エコーキャンセル処理部３０(0)が最も低い分割周波数帯域を有する送信用帯域別音声信号と再生用帯域別音声信号を入力し、以降、エコーキャンセル処理部３０(1)・・・３０(k)、３０(k+1)・・・３０(m-1)、３０(m)の順で、入力する送信用帯域別音声信号と再生用帯域別音声信号の分割周波数帯域が高くなっていくことになる。
【００２９】
また、これらのエコーキャンセル処理部３０のうち、入力する音声信号の分割周波数帯域が低い側のｋ個のエコーキャンセル処理部３０(0)、３０(1)・・・３０(k)は、適応フィルタブロック２３Ａに属するものとされ、入力する音声信号の分割周波数帯域が高い側の（ｍ−ｋ）個のエコーキャンセル処理部３０(k+1)・・・３０(m-1)、３０(m)は音声スイッチブロック２３Ｂに属するものとされる。
適応フィルタブロック２３Ａに属するエコーキャンセル処理部３０(0)、３０(1)・・・３０(k)の各々は、例えば図４により後述する、適応フィルタシステムとしての内部構成を有するものとされ、一方、音声スイッチブロック２３Ｂに属するエコーキャンセル処理部３０(k+1)・・・３０(m-1)、３０(m)の各々は、例えば図５により後述する音声スイッチとしての内部構成を有するものとされる。
【００３０】
そして、エコーキャンセル処理部３０(0)、３０(1)・・・３０(k)、３０(k+1)・・・３０(m-1)、３０(m)の各々から出力される信号y(0)、y(1)・・・y(k)、y(k+1)・・・y(m-1)、y(m)の各々は、帯域合成処理部２４に対して入力され、ここで１つの信号に合成され、合成器２６に対して出力される。
【００３１】
なお、帯域分割処理部２１、２２が実行するものとされる帯域分割(分析)処理と、例えば現状であれば、ＤＦＴ(Discrete Fuorier Transform)フィルタバンク、ＱＭＦ(Quadrature Mirror Filter)フィルタバンクなどといわれる技術を採用することが考えられる。また、帯域別音声信号を入力して信号処理を実行し、帯域合成処理部２４により再合成する技術については、マルチレート信号処理などといわれる、サンプリング周波数を変換したうえでの信号処理過程を含むようにされた手法を採用できる。もちろん、これ以外の帯域分割、及び帯域合成の処理手法が採用されて構わない。
【００３２】
合成器２６は、後述する帯域補償信号生成部２５から帯域補償信号Ｓ２が出力されている場合には、この帯域補償信号Ｓ２を、上記帯域合成処理部２４から出力される信号に対して合成するようにされる。この合成器２６から出力される信号は、以降の説明からも理解されるようにしてエコー音の成分が抑制、除去された送信用音声信号となるものであり、これをエンコーダ１５に対して入力させる。
【００３３】
図４は、適応フィルタブロック２３Ａに属するエコーキャンセル処理部３０(0)についての、最も基本的とされる内部構成例を示している。
エコーキャンセル処理部３０(0)は、例えば図示するようにして、適応フィルタ（ADF：Adaptive Digital Filter）３１及び減算器３２から成る適応フィルタシステムとして構成される。
適応フィルタ３１には再生用帯域別音声信号x(0)が入力信号として入力される。適応フィルタ３１は、所定の適応アルゴリズムに従って、上記入力信号から疑似エコー信号(キャンセル用信号)を生成して出力し、減算器２１に入力する。
減算器３２は、所望信号（処理対象信号）である送信用帯域別音声信号d(0)から、上記適応フィルタ３１の出力信号を減算し、その出力を信号y(0)として出力する。また、適応フィルタ３２に入力される減算器３２の出力は誤差信号、残差信号といわれるものとなる。
【００３４】
この構成では、適応フィルタ３１は、入力信号としてデコーダ１６から出力されてＤ／Ａコンバータ１２に入力される段階の再生用音声信号を取り込んでいることになる。
適応フィルタ３１の内部は、図示による説明は省略するが、上記の入力信号が通過する、必要次数によるＦＩＲ(Finite Impulse Response：有限インパルス応答)型のデジタルフィルタと、このデジタルフィルタの係数(フィルタ係数)を、所定の適応アルゴリズムに従って可変設定する係数設定回路とを備えている。上記のデジタルフィルタの出力が、適応フィルタ３１の出力信号であり、疑似エコー信号（キャンセル用信号）となる。
そして、適応フィルタ３１においては、上記の誤差信号により示される残差量を最小とする出力信号(キャンセル用信号)が常に得られるようにして、係数設定回路が必要な次数段階の係数器のフィルタ係数を変更設定していくようにされる。
この結果、適応フィルタ３１の係数ベクトル（次数段階に応じた係数の配列に相当する）は、Ｄ／Ａコンバータ１２に入力される段階の再生用音声信号(第１の音声信号)がスピーカ３から出力され、次に空間伝搬経路Ｓ(図２参照)を経由してマイクロフォン２にて収音され、さらにＡ／Ｄコンバータ１１から帯域分割処理部２１を経由して減算器３２に対して処理対象信号(所望信号：第２の信号)として入力されるまでの伝達経路(以降、キャンセル音伝達経路ともいう)の擬似的な伝達関数を表現するインパルス応答を形成することになる。この動作は即ち、上記キャンセル音伝達経路を経由して得られる音の信号成分を、そのときの処理対象信号の状態に応じて適応的にキャンセルする動作であることになる。
そして、上記の伝達経路を経由する音は、エコーパスである空間伝搬経路Ｓを経由することからも分かるように、再生用音声信号を基としたエコー音の成分である。従って、適応フィルタ２１の出力信号（キャンセル用信号）は、再生用帯域別音声信号x(0)についての疑似エコーとして捉えられることとなる。この適応フィルタシステムとしてのエコーキャンセル処理部３０(0)においては、減算器２２により、送信用帯域別音声信号d(0)から、上記再生用音声信号x(0)についての疑似エコー音を差し引くことになる。このようにして、エコーキャンセル処理部３０(0)は、送信用帯域別音声信号x(0)からエコー音の成分を適応的に除去するという動作を実行するものである。
【００３５】
そして、適応フィルタブロック２３Ａに含まれる残りのエコーキャンセル処理部３０(1)・・・３０(k)についても、上記と同様の構成を与えるようにされる。
これにより、適応フィルタブロック２３Ａによっては、送信用帯域別音声信号d(0)、d(1)・・・d(k)までに対応する周波数帯域範囲の送信用音声信号から、エコー音の成分を適応的に除去するという動作が得られることになる。
【００３６】
また、音声スイッチブロック２３Ｂに属するエコーキャンセル処理部として、エコーキャンセル処理部３０(k+1)の内部構成例を図５に示す。
この図に示されるエコーキャンセル処理部３０(k+1)は、減衰器３５及びスイッチ制御部３６から成るものとしている。減衰器３５は、送信用帯域別音声信号d(k+1)を入力して、スイッチ制御部３６の制御に応じて所定の減衰率を与えて出力する。この出力が信号ｙ(k+1)となる。
スイッチ制御部３６は、上記送信用帯域別音声信号d(k+1)と再生用帯域別音声信号x(k+1)を入力する。そして、これらの信号を利用して、送信用帯域別音声信号d(k+1)に、相手側通信端末装置に送信すべき、こちら側の音声通信端末装置(近端装置)の話者(近端話者)の声が有るとする状態と、無いとする状態の何れであるのかについて判断するようにされる。そして、上記近端話者の声が有るとする状態では、例えば減衰器３５の減衰率は一定以下に設定し、送信用帯域別音声信号d(k+1)がほぼそのまま信号ｙ(k+1)として出力されるようにする。つまり、音声スイッチの動作状態としてはオン状態とするものである。これに対して、上記近端話者の声が無いとする状態では、減衰器３５に対して一定以上の減衰率を設定し、送信用帯域別音声信号d(k+1)について一定以上の損失を与えて、信号ｙ(k+1)として出力させる。即ち、音声スイッチをオフの状態とする。
なお、スイッチ制御部３６が実行するとされるスイッチ制御のアルゴリズムについては特に限定されるべきものではなく、これまでに知られているもののほか、将来的には、現在以降において開発、提案されるもののうちから適切なものを採用すればよい。
【００３７】
音声スイッチシステムでは、例えば近端話者の声が無いとする状態は、相手側通信装置(遠端装置)の側の話者が話している声の音声が、近端装置側にて受信されてスピーカから出力されている状態であると捉える。従って、上記のようにしてスイッチ制御を実行するということは、近端装置側においてスピーカからマイクロフォンに到達する遠端話者の声を、遠端装置側に再送信しないということであり、この結果、遠端装置側においては、スピーカからエコー音の成分が出力されないことになる。つまり、エコーキャンセル効果を生じる。
そして、例えば、音声スイッチブロック２３Ｂに属する残りのエコーキャンセル処理部３０(k+2)・・・３０(m-1)、３０(m)についても、同様の構成を与えるようにされる。これにより、音声スイッチブロック２３Ｂによっては、送信用帯域別音声信号d(k+1)・・・d(m-1)、d(m)に対応する周波数帯域範囲の送信用音声信号について、音声スイッチによるエコーキャンセルを行う動作が得られることとなる。
【００３８】
すると、本実施の形態エコーキャンセルブロック２３は、処理対象信号を所定の周波数帯域ごとに分割して、計ｍ個のエコーキャンセル処理部により処理させるという、フィルタバンク的な処理構成を採ることとしたうえで、相手側通信装置に送信すべき音声信号の全周波数帯域のうち、最低の帯域から或る中間の帯域までの音声信号成分については、適応フィルタシステムによって適応的なエコーキャンセル処理を施し、これより高域とされる音声信号成分については音声スイッチによるエコーキャンセル処理を施すようにして構成していることになる。
このようにしてエコーキャンセル処理として、適応フィルタと音声スイッチとを併用することによっては、例えば先ず、音声スイッチによる高域側で半二重通信になって音の途切れが発生したとしても、適応フィルタから成る低域側にて全二重通信が確保されるので、スピーカから聞き取ることのできる話者の声については途切れるようなことはなくなる。また、適応フィルタでは収束しにくい高域の処理を音声スイッチに割り当てることで、より適応性の早いエコーキャンセル動作が得られるようにしているので、全周波数帯域としてみた場合には、収束の速い良好なエコーキャンセル動作が得られるものである。
また、コストについても、例えばエコーキャンセル処理部の全てを適応フィルタとする場合と比較すれば、より低く抑えることができる。
【００３９】
しかしながら、上記図３により説明した構成のエコーキャンセルブロック２３から出力される信号y(0)〜y(m)を、単にそのまま帯域合成処理部２４により合成しただけで相手側通信装置に送信したのでは、送信用音声信号の再生音質について次のような劣化を招く結果となる。
つまり、エコーキャンセルブロック２３における各エコーキャンセル処理部３０から出力される信号ｙ(0)〜ｙ(m)は、帯域合成処理部２４により合成されたうえで、合成器２６を介してエンコーダ１５に対して送信用音声信号として出力されるようになっている。従って、帯域合成処理部２４から出力される送信用音声信号としては、相手側通信装置に対して送信すべき再生用音声信号としての全周波数帯域をカバーしたものとなっている。
しかし、このときに音声スイッチブロック２３Ｂにおいて或るエコーキャンセル処理部３０がエコーキャンセル動作を行ったとすると、即ち、入力された送信用帯域別音声信号を減衰（損失）させて信号ｙとして出力させたとすると、帯域合成処理部２４から出力される送信用音声信号においては、上記信号ｙに対応する周波数帯域は存在しなくなる。音声スイッチブロック２３に属するエコーキャンセル処理部は、送信用音声信号の全周波数帯域において一定以上の高域に対応して処理を実行するので、上記のようにして音声スイッチにより信号が減衰されたときには、実際に送信用音声信号を再生して得られる音としては、高域の抜けた、こもったような音質に変化することになる。これは、再生音質の劣化としてみてよい。そのうえ、音声スイッチは、先に図５により説明したように、定常的に近端話者の声の有無を監視して、入力信号の減衰量を可変しているので、スピーカから再生される音は、しばしば音質に変化を生じるようなことになる。つまり、音声スイッチの動作に応じて、スピーカからの再生音質は劣化し、さらにこの音質が或る頻度で変化する。このような再生音は、ユーザにとっては聞き苦しく、心地よいものではない。
【００４０】
そこで、本実施の形態としては、図３にも示しているように、帯域補償信号生成部２５を追加して設けたうえで、以降説明するようにして、上記の問題を解消する構成を採るようにされる。
先ず、図６により、帯域補償信号生成部２５の内部構成例について説明しておく。
帯域補償信号生成部２５に対しては、帯域合成処理部２４から帯域補償信号の生成元となるｎ本の入力信号Ｓ１〜Ｓｎを並列的に入力可能とされている。第１の実施の形態にあって、この入力信号Ｓ１〜Ｓｎは、適応フィルタブロック２３Ａから入力した信号ｙ(0)〜ｙ(k)のうちから、帯域合成処理部２４が所定の選択アルゴリズムにより選択した信号とされるものであり、帯域合成処理部２４は、適宜、１以上の信号を選択して、これらの信号を、信号Ｓ１〜Ｓｎの何れかとして出力することができる。
例えば信号Ｓ１に対応しては、クリッピング処理部４０−１、及びバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４１−１から成る信号処理系が備えられる。クリッピング処理部４０−１は、信号Ｓ１を入力して、クリッピング処理を実行する。信号Ｓ１は、信号ｙ(0)〜ｙ(k)のうちのいずれかであり、従って、一定以下の周波数帯域において、或る周波数帯域を有する信号とされるが、クリッピング処理を施されることにより、信号Ｓ１が有する周波数帯域の音を基音として倍音(高周波成分)が付加された信号が得られることになる。バンドパスフィルタ４１−１は、指定された周波数帯域に対応する通過周波数帯域特性(カットオフ周波数)を設定し、クリッピング処理部４０−１によりクリッピング処理の施された信号を通過させる。バンドパスフィルタ４１−１に対するカットオフ周波数の指定は、例えば信号Ｓ１の出力と共に、帯域合成処理部２４が実行するようにして構成すればよい。
このようにしてバンドパスフィルタ４１−１から出力された信号は、入力信号Ｓ１よりも高い周波数帯域で、かつ、カットオフ周波数に応じた周波数帯域のみを持つ信号となるのであるが、ここで、バンドパスフィルタ４１−１のカットオフ周波数について、音声スイッチブロック２３Ｂにおいて音声スイッチがオフ（開）状態にあって有効な出力が為されていない信号ｙ（無効信号）の周波数帯域を指定すれば、信号Ｓ１を基として、この無効信号ｙの周波数帯域の音声が得られることになる。つまり、無効信号ｙの代わりとなる代替信号が得られる。
【００４１】
そして、残る[クリッピング処理部４０−２、バンドパスフィルタ４１−２]・・・[クリッピング処理部４０−ｎ、バンドパスフィルタ４１−ｎ]から成る各信号処理系も、上記と同様にして、信号Ｓ２・・・Ｓｎが入力されたときには、無効信号ｙについての代替信号を得るようにされる。そして、これらの代替信号を合成器４２により合成して、帯域補償信号Ｓ２として出力する。この帯域補償信号Ｓ２は、上記代替信号を合成したものであり、従って、そのときの音声スイッチブロック２３Ｂにおいて出力が減衰（損失）されている無効信号に対応する周波数帯域を有していることになる。そして、この帯域補償信号Ｓ２を合成器２６にて帯域合成処理部２４からの出力信号と合成するようにされる。この合成器２６による合成処理は、帯域合成処理部２４からの出力信号において、音声スイッチブロック２３Ｂにおいて出力が減衰されたことにより欠落している周波数帯域を、帯域補償信号Ｓ２により補うという処理に相当する。そして、このようにして帯域補償が行われた信号を、送信用音声信号としてデコーダ１５に出力する。
例えば、このようにして得られた送信用音声信号を、相手側通信装置にて受信してスピーカから出力させたときには、帯域補償が適応的に行われていることで、たとえ音声スイッチブロック２３Ｂにおいて音声スイッチが動作しているとしても、先に述べたような音質の変化は大幅に抑制、解消されることになるものである。
【００４２】
図７のフローチャートは、上記第１の実施の形態としての帯域補償動作に対応して、帯域合成処理部２４が実行するものとされる動作手順例を示している。なお、この図に示す手順は、例えば音声信号処理部１３がＤＳＰとして構成されることを前提とすれば、このＤＳＰに対して与えるインストラクションなどとしてのプログラムにより実現される。
【００４３】
ステップＳ１０１においては先ず帯域合成処理部２４は、音声スイッチブロック２３Ｂ内のエコーキャンセル処理部３０(k+1)〜３０(m)のうちで、内部の音声スイッチをオフ状態に設定しているエコーキャンセル処理部、即ち、再生出力して有効な信号を出力していないエコーキャンセル処理部(無効的エコーキャンセル手段)を判定する。このためには、エコーキャンセル処理部３０(k+1)〜３０(m)のそれぞれから入力されてくる信号y(k+1)〜y(m)のレベル状態を監視すればよい。あるいはエコーキャンセル処理部３０(k+1)〜３０(m)のそれぞれから、音声スイッチをオン／オフの何れに相当する状態としているのかを示すステイタス信号を帯域合成処理部２４に対して出力させるように構成したうえで、このステイタス信号に基づいて判断するようにしてもよい。
【００４４】
続くステップＳ１０２においては、上記ステップＳ１０１により音声スイッチをオフ状態としているものとして判定されたエコーキャンセル処理部が対応して入出力する帯域別音声信号の周波数帯域を確認したうえで、この周波数帯域を補償する補償信号成分を生成するのに適合する周波数帯域（補償信号生成源帯域）を、信号y(0)〜y(k)が対応する周波数帯域のうちから決定する。確認のために述べておくと、信号y(0)〜y(k)は、適応フィルタブロック２３Ａ側のエコーキャンセル処理部３０(0)〜３０(k)から出力される信号である。つまり、補償信号生成源帯域としての周波数帯域は、適応フィルタブロック２３Ａ側に割り当てた分割周波数帯域が決定候補となる。
【００４５】
ステップＳ１０３においては、先ず、帯域補償信号生成部２５において、そのときに代替信号の生成を行っていない（未使用の）信号処理系（クリッピング処理部４０とその後段のバンドパスフィルタ４１からなる処理系）を１つ選択したうえで、この選択した未使用の信号処理系におけるバンドパスフィルタ４１に対して、上記ステップＳ１０２により決定した補償信号生成源帯域に対応するカットオフ周波数（通過周波数帯域特性）を設定する。
【００４６】
そして、ステップＳ１０４では、適応フィルタブロック２３Ａ内のエコーキャンセル処理部３０(0)〜３０(k)から出力される信号y(0)〜y(k)のうちから、先のステップＳ１０２により決定した補償信号生成源帯域に対応する周波数帯域の信号を選択し、これを上記ステップＳ１０３により選択した帯域補償信号生成部２５内の未使用の信号処理系に対して出力するようにされる。これにより、ステップＳ１０１にて音声スイッチをオフ状態としているエコーキャンセル処理部３０から出力される信号yに対応する帯域成分を持つ代替信号が、それまで未使用とされていた信号処理系から出力されることになる。
【００４７】
図８は、第２の実施の形態に対応した音声信号処理部１３の構成例を示している。この図において図３と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
この第２の実施の形態に対応しては、エコーキャンセルブロック２３を形成するエコーキャンセル処理部３０(0)〜３０(m)は、全て適応フィルタブロック２３Ａに属するものとされる。即ち、この場合のエコーキャンセル処理部３０(0)〜３０(m)の各々は、全て、例えば図４に示した適応フィルタシステムの内部構成を有するようにされる。
【００４８】
このような構成を採る場合には、先の説明からも分かるように、適応フィルタシステムが収束してエコー音が充分に除去されるまでに相応の時間を要し、収束するまでの時間においてエコー音が残留する状態が避けられなくなる。そして、この問題は、適応フィルタシステムが収束しにくくなる高域になるほど顕著になる。
【００４９】
そこで、第２の実施の形態としては、例えば以下に説明する構成により、上記の問題解決を図るようにされる。
先ずは、エコーキャンセル処理部３０(0)〜３０(m)の各々から、ステイタス信号st(0)〜st(m)を出力させるようにする。このステイタス信号stは、エコーキャンセル処理部内部の適応フィルタシステムが収束している状態であるか否かを示す信号である。エコーキャンセル処理部３０は、例えば内部の適応フィルタシステムが収束していない状態であれば、収束していない状態にあることを示すステイタス信号stを出力し、例えば残差信号が示す残留エコー(誤差量)が一定以下になる、あるいは係数ベクトルの変化が一定範囲内に収まってきたことなどにより、適応フィルタシステムが収束した状態になったのであれば、収束している状態にあることを示すステイタス信号stを出力するように構成する。
【００５０】
そのうえで、帯域合成処理部２４には、図９のフローチャートに示す処理手順を実行させるようにする。
図９のフローチャートにおいては、先ずステップＳ２０１により、エコーキャンセル処理部３０(0)〜３０(m)の各々から入力されるステイタス信号stを監視して、内部適応フィルタシステムが収束していないエコーキャンセル処理部３０を判定するようにされる。なお、帯域合成処理部２４にて、エコーキャンセル処理部３０(0)〜３０(m)から出力される信号yの状態により、収束しているか否かについての判定が行えるのであれば、ステイタス信号stを出力させる構成を省略することもできる。
次に、ステップＳ２０２によっては、帯域合成処理部２４が、上記ステップＳ２０１により収束していないと判定されたエコーキャンセル処理部３０から出力される信号yの入力を遮断して無効化するようにされる。これにより、以降の処理において、エコー音成分が残留する信号ｙが他の有効な信号yと合成されることはなくなる。
そのうえで、ステップＳ２０３においては、ステップＳ２０１により収束していないことが判定されたエコーキャンセル処理部３０が分担する周波数帯域を補償する補償信号成分を生成するのに適合する周波数帯域（補償信号生成源帯域）を、信号y(0)〜y(k)が対応する周波数帯域のうちから決定する。
次にステップＳ２０４においては、先のステップＳ１０３と同様にして、帯域補償信号生成部２５から選択した１つの未使用信号処理系のバンドパスフィルタ４１に対して、ステップＳ２０３により決定した補償信号生成源帯域に対応したカットオフ周波数を設定する。
そして、ステップＳ２０５においては、適応フィルタブロック２３Ａ内のエコーキャンセル処理部(この場合には、エコーキャンセルブロック２３内全てのエコーキャンセル処理部３０(0)〜３０(m)となる)から出力される信号y(0)〜y(m)のうちから、先のステップＳ２０３により決定した補償信号生成源帯域に対応する周波数帯域の信号を選択し、これを上記ステップＳ３０３により選択した帯域補償信号生成部２５内の未使用の信号処理系に対して出力するようにされる。
【００５１】
図１０は、第３の実施の形態に対応する音声信号処理部１３の構成例を示している。この図において、図３、図８と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
第３の実施の形態としては、先ず、エコーキャンセルブロック２３は、第１の実施の形態と同様にして、適応フィルタシステムを内部に備えるエコーキャンセル処理部３０(0)〜３０(k)を含む適応フィルタブロック２３Ａと、音声スイッチを内部に備えるエコーキャンセル処理部３０(k+1)〜３０(m)を含む音声スイッチブロック２３Ｂから成るものとされる。つまり、第３の実施の形態としても、フィルタバンク的な構成の下で、適応フィルタシステムと音声スイッチとを、分割周波数帯域に応じて使い分けるようにして併用する。
そのうえで、適応フィルタブロック２３Ａ内に属するエコーキャンセル処理部３０(0)〜３０(k)の各々からは、ステイタス信号st(0)〜st(k)を帯域合成処理部２４に対して出力するようにされる。このステイタス信号st(0)〜st(k)は、第２の実施の形態の場合と同様に、内部適応フィルタシステムの状態として収束しているか否かを示す信号である。
【００５２】
そして、このような構成の下で、帯域合成処理部２４としては、図７、図９に示した手順を併行的に実行するようにされる。
つまり、第３の実施の形態では、先ず、第１の実施の形態と同様にして、音声スイッチをオフ状態としているエコーキャンセル処理部３０に対応する信号yの代替信号を、適応フィルタブロック２３Ａ側から出力される信号yのうちの適当なものから生成するようにされる。
また、これと併行して、適応フィルタブロック２３Ａ内のエコーキャンセル処理部３０のうちで収束していないものがあるときには、この収束していないエコーキャンセル処理部３０から出力される信号ｙの入力を遮断したうえで、この遮断した信号ｙの代替信号を、他のエコーキャンセル処理部３０の信号yのうちの適当なものから生成するようにされる。この場合において、代替信号を生成する元となる信号yは、代替信号が持つべき周波数帯域よりも低い周波数帯域を持ち、かつ、適応フィルタブロック２３Ａにおいて収束状態にあるエコーキャンセル処理部３０から出力される信号ｙのうちから適当なものを選択するようにされる。
【００５３】
なお、図４に示した適応フィルタシステムに採用する適応アルゴリズムとしては、これまでに知られているもののほか、現在以降において提案される将来技術のうちから、適切とされるものとを選択すればよい。また、図４に示した適応フィルタシステムは、説明を分かりやすいものとすることの都合上、最も基本的な構成を示しており、実際にあっては、より発展、改善された構成が採られてもよいものである。
また、これまでの実施の形態においては、エコーキャンセラとしての音声信号処理部１３は、デジタル信号処理を実行するものとして説明したが、例えば同様のエコーキャンセル動作の少なくとも一部をアナログ回路により構成しようとした場合にも本願発明は適用可能とされる。
また、これまで説明した実施の形態は、送受信される音声がモノラルとされる場合の構成を示しているが、現状においては、ステレオなどのマルチチャンネルの音声を送受信する拡声通話系システムも知られている。本願発明の構成は、このようなマルチチャンネルに対応する拡声通話系システムにも適用が可能である。
また、これまでの実施の形態の説明では、テレビ会議システムにおいて２つの音声通信端末装置１−１、１−２が一対一の関係で通信をする場合を前提としているが、これは、説明を簡単なものとすることを配慮して、テレビ会議システムとして最もシンプルな形態を例に挙げたためである。従って、実際においては、３以上の音声通信端末装置によりテレビ会議システムを構築して、一対多の通信を行うようにすることも考えられるが、このようなシステム構成においても、本願発明に基づいた構成は、個々の音声通信端末装置に対して適用可能である。
また、音声通信端末装置１における送信用音声信号、及び再生用音声信号の処理は、主にデジタル信号処理によるものとしているが、デジタル信号処理を施すときの送信用音声信号及び再生用音声信号の形式については特に限定されるべきものではない。例えば、再生用音声信号を出力させる場合には、ΔΣ変調されたビットストリーム形式の音声信号をD級増幅によって再生するような構成とすることも場合によっては考えられる。
また、実施の形態としてはテレビ会議システムにおいて音声送受信のために設けられる音声通信端末装置を例に挙げているが、これ以外にも、例えば、音声会議システムであるとか、電話装置におけるハンズフリー通話機能などをはじめとして、いわゆる拡声通話系システムとして捉えることのできる装置全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態に対応するテレビ会議システムにおける音声送受信系の構成例を示すブロック図である。
【図２】実施の形態の音声通信端末装置の内部構成例を示すブロック図である。
【図３】第１の実施の形態に対応する音声通信端末装置内の音声信号処理部の構成例を示す図である。
【図４】音声信号処理部内の適応フィルタブロックに属するエコーキャンセル処理部の構成例を示す図である。
【図５】音声信号処理部内の音声スイッチブロックに属するエコーキャンセル処理部の構成例を示す図である。
【図６】帯域補償信号生成部２５の構成例を示す図である。
【図７】第１の実施の形態に対応して帯域合成処理部が実行するものとされる処理手順例を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施の形態に対応する音声通信端末装置内の音声信号処理部の構成例を示す図である。
【図９】第２の実施の形態に対応して帯域合成処理部が実行するものとされる処理手順例を示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施の形態に対応する音声通信端末装置内の音声信号処理部の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１（１−１・１−２）  音声通信端末装置、２（２−１・２−２）  マイクロフォン、３（３−１・３−２）  スピーカ、１１  Ａ／Ｄコンバータ、１２  Ｄ／Ａコンバータ、１３  音声信号処理部、１４  コーデック部、１５  エンコーダ、１６  デコーダ、１７  通信部、２１・２２  帯域分割処理部、２３  エコーキャンセルブロック、２３Ａ  適応フィルタブロック、２３Ｂ  音声スイッチブロック、２４  帯域合成処理部、２５  帯域補償信号生成部、２６  合成器、３０(0)〜３０(m)  エコーキャンセル処理部、３１  適応フィルタ、３２  減算器、３５  減衰器、３６  スイッチ制御部、４０−１〜４０−ｎ  クリッピング処理部、４１−１〜４１−ｎ  バンドパスフィルタ
【図１】
2008306446.tif 000003
【図２】
2008306446.tif 000004
【図３】
2008306446.tif 000005
【図４】
2008306446.tif 000006
【図５】
2008306446.tif 000007
【図６】
2008306446.tif 000008
【図７】
2008306446.tif 000009
【図８】
2008306446.tif 000010
【図９】
2008306446.tif 000011
【図１０】
2008306446.tif 000012