(57)【要約】【課題】適応フィルタによるエコーキャンセラとして、システム伝送遅延が不定である条件下においても、システム遅延を吸収する遅延回路に適切な遅延時間を設定し、有効なエコーキャンセル効果が常に得られるようにする。【解決手段】遅延回路に入力される再生用音声信号が、スピーカ−マイクロフォンの空間を経由して、適応フィルタシステムの処理対象信号として入力されるまでの伝送経路の時間差を求め、この時間差に対応する遅延時間を、遅延回路に設定する。このときに、スピーカ−マイクロフォンの距離を近接して配置し、遅延回路の遅延時間を０としておけば、求められた時間差は、上記伝送経路におけるシステム伝送遅延を示しているものとなる。つまり、遅延回路に対しては、システム伝送遅延に応じた遅延時間を正確に設定できる。【選択図】図５
2008306535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信相手側から送信されてきた音声信号を受信してスピーカから音として放出するまでの所定の処理を実行する第１の処理経路における所定の処理段階を経た第１の信号を入力して、設定された遅延時間により遅延して出力させる信号遅延手段と、
上記信号遅延手段から出力される信号を入力信号として得ることにより、マイクロフォンにより収音した音を通信相手側に送出するまでの所定の処理を実行する第２の処理経路における所定の処理段階を経た第２の信号から、上記マイクロフォンにより収音したものとされる上記スピーカから放出された音の信号成分をキャンセル対象として除去するための処理を実行するキャンセル処理手段と、
上記第１の信号が、スピーカから放音されてマイクロフォンにより収音され、上記第２の信号を成す信号成分として現れるまでの時間差を判定する時間差判定手段と、
上記時間差判定手段により取得された時間差に基づいて、上記信号遅延手段の遅延時間を設定する遅延時間設定手段と、
を備えることを特徴とする音声信号処理装置。
【請求項２】
上記キャンセル処理手段は、
上記入力信号と、残差信号とに基づいて、第２の信号に含まれる上記キャンセル対象となる音の信号成分が最小となるようにして動作する適応フィルタを備え、
上記時間差判定手段は、
上記キャンセル処理手段が上記信号遅延手段をパスさせたとする入力信号を取り込んでいるときの上記適応フィルタに設定される係数ベクトルを上記時間差の情報として得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】
上記時間差判定手段は、上記第１の信号と上記第２の信号を直接的に入力し、第１の信号の入力タイミングと第２の信号の入力タイミングとの時間差を、判定すべき時間差として得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】
通信相手側から送信されてきた音声信号を受信してスピーカから音として放出するまでの所定の処理を実行する第１の処理経路における所定の処理段階を経た第１の信号を入力して、設定された遅延時間により遅延して出力させる信号遅延部と、この信号遅延部から出力される信号を入力信号として得ることにより、マイクロフォンにより収音した音を通信相手側に送出するまでの所定の処理を実行する第２の処理経路における所定の処理段階を経た第２の信号から、上記マイクロフォンにより収音したものとされる上記スピーカから放出された音の信号成分をキャンセル対象として除去するための処理を実行するキャンセル処理部とを備える音声信号処理装置における遅延時間の設定方法であって、
上記スピーカから放出される音が上記マイクロフォンに収音される経路の物理的距離ができる限り短くなるようにして、上記スピーカとマイクロフォンとが配置される状態のもとで、
上記第１の信号が、スピーカから放音されてマイクロフォンにより収音され、上記第２の信号を成す信号成分として現れるまでの時間差を判定する時間差判定手順と、
上記時間差判定手順により取得された時間差に基づいて、上記信号遅延部の遅延時間を設定する遅延時間設定手順と、
を実行するように構成したことを特徴とする遅延時間の設定方法。
【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、この音声信号処理装置が備える信号遅延部に対する遅延時間の設定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、これで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ラなどといわれる音声信号処理系を備えることが知られている。
このエコーキャンセラとしては、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、自分が話した声のエコー音は消えている（キャンセルされている）こととなる。
【０００５】
ところで、エコーキャンセラの入力からスピーカまでの信号路、若しくはマイクロフォンからエコーキャンセラまでの信号路の少なくとも一方において、信号処理回路、若しくは伝送路などが介在する場合には、これらの信号処理回路や伝送路により伝送遅延が生じる。この伝送遅延によっては、エコーキャンセラに入力信号が入力されるタイミングと、マイクロフォンにて収音して得たエコー音の信号成分がエコーキャンセラに入力されるタイミングとに大きな時間差が生じ、適切なエコーキャンセル動作が行われなくなる場合がある。
そこで、特許文献１には、スピーカから出力されるべき音である受話信号をエコーキャンセラに入力信号として入力する経路に遅延回路を挿入して、この遅延回路に、上記の伝送遅延分の遅延時間を設定しておくようにした構成が開示されている。この構成により、上記の時間差は吸収されることとなる。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２７４６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記の特許文献１に記載される内容によると、エコーキャンセラの入力からスピーカまでの信号路、若しくはマイクロフォンからエコーキャンセラまでの信号路に介在する信号処理回路、伝送路における伝送遅延時間を予め知っておいたうえで、遅延回路に対しては、この伝送遅延時間に応じて遅延時間を設定するようにされている。そして、以降においては、遅延回路は、このようにして予め設定した固定の遅延時間により動作するようにされる。
つまり、特許文献１においては、エコーキャンセラの入力からスピーカまでの信号路、若しくはマイクロフォンからエコーキャンセラまでの信号路に介在する信号処理回路、伝送路などについては既知であることを前提にして遅延時間を設定しているものである。しかし、このことは、換言すれば、上記信号処理回路などとしてどのようなものが接続されるのか特定できないような状況では、伝送遅延が不定となって遅延回路について適切な遅延時間を設定することができなくなるということであり、この場合には有効なエコーキャンセル効果を期待できなくなるという問題を生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、通信相手側から送信されてきた音声信号を受信してスピーカから音として放出するまでの所定の処理を実行する第１の処理経路における所定の処理段階を経た第１の信号を入力して、設定された遅延時間により遅延して出力させる信号遅延手段と、この信号遅延手段から出力される信号を入力信号として得ることにより、マイクロフォンにより収音した音を通信相手側に送出するまでの所定の処理を実行する第２の処理経路における所定の処理段階を経た第２の信号から、上記マイクロフォンにより収音したものとされるスピーカから放出された音の信号成分をキャンセル対象として除去するための処理を実行するキャンセル処理手段と、第１の信号がスピーカから放音されてマイクロフォンにより収音され、第２の信号を成す信号成分として現れるまでの時間差を判定する時間差判定手段と、この時間差判定手段により取得された時間差に基づいて、上記信号遅延手段の遅延時間を設定する遅延時間設定手段とを備えることとした。
【０００９】
また、通信相手側から送信されてきた音声信号を受信してスピーカから音として放出するまでの所定の処理を実行する第１の処理経路における所定の処理段階を経た第１の信号を入力して、設定された遅延時間により遅延して出力させる信号遅延部と、この信号遅延部から出力される信号を入力信号として得ることにより、マイクロフォンにより収音した音を通信相手側に送出するまでの所定の処理を実行する第２の処理経路における所定の処理段階を経た第２の信号から、上記マイクロフォンにより収音したものとされるスピーカから放出された音の信号成分をキャンセル対象として除去するための処理を実行するキャンセル処理部とを備える音声信号処理装置における遅延時間の設定方法として、スピーカから放出される音がマイクロフォンに収音される経路の物理的距離ができる限り短くなるようにして、スピーカとマイクロフォンとが配置される状態のもとで、第１の信号が、スピーカから放音されてマイクロフォンにより収音され、第２の信号を成す信号成分として現れるまでの時間差を判定する時間差判定手順と、この時間差判定手順により取得された時間差に基づいて、信号遅延部の遅延時間を設定する遅延時間設定手順とを実行するように構成することとした。
【００１０】
上記各構成によっては、通信相手側から送信されてきた音声信号を受信してスピーカから音として放出するまでの所定の処理を実行する第１の処理経路と、マイクロフォンにより収音した音を通信相手側に送出するまでの所定の処理を実行する第２の処理経路とが在るようにされた環境が前提とされている。つまり、拡声通話系のシステムが前提となっている。そのうえで、第２の処理経路における所定の処理段階を経た第２の信号からスピーカから放出された音を上記マイクロフォンにより収音して得たとされる音の信号成分をキャンセルする処理を実行するようにされている。つまり、いわゆるエコーキャンセラとしての基本構成を採るものとされている。
そして、このエコーキャンセラにあっては、第１の信号について信号遅延手段により遅延させたものを入力するようにされている。この信号遅延手段の遅延時間は、第１の信号がスピーカから放音されてマイクロフォンにより収音され第２の信号を成す信号成分として現れるまでの時間差を判定し、この時間差に基づいて設定するようにされている。
つまり、本願発明においては、エコーキャンセラの入力信号に設定する遅延時間は、第１の信号がスピーカから放音されてマイクロフォンにより収音され第２の信号を成す信号成分として現れるまでの伝達経路の時間差に適応させるようにして可変設定されることになる。ここで、説明を簡単にするために、上記の伝達経路において、マイクロフォンとスピーカの間の空間的距離の最小値が理想的に０であるとして考えると、上記の時間差は、第１の信号がスピーカから放音されるまでの処理経路の伝送遅延と、マイクロフォンにより収音された音が第２の信号として得られるまでの処理系路の伝送遅延とを合わせたものに相当することになる。すると、本願発明では、第１の信号がスピーカから放音されるまでの処理経路に介在する信号処理回路（及び伝送回路）と、マイクロフォンにより収音された音が第２の信号として得られるまでの処理系路に介在する信号処理回路（及び伝送回路）の伝送遅延に応じた遅延時間を適応的に設定していることになる。このことは、第１の信号がスピーカから放音されるまでの処理経路に介在する信号処理回路と、マイクロフォンにより収音された音が第２の信号として得られるまでの処理経路に介在する信号処理回路とが不定であっても、エコーキャンセラの入力信号に対して適切な遅延時間が設定され、結果として、常に適切なエコーキャンセル動作を得ることができる、ということを意味する。
【発明の効果】
【００１１】
上記のようにして本願発明によっては、拡声通話系システムにおいてエコーキャンセルを行うのにあたり、第１の信号がスピーカから放音されるまでの処理経路と、マイクロフォンにより収音された音が第２の信号として得られるまでの処理経路とに介在する信号処理回路に関わらず、適切なエコーキャンセル効果が得られるものである。また、これによって、本願発明に基づくエコーキャンセラを使用することによっては、上記信号処理回路としてどのようなものでも接続可能となるような、自由度の高い拡声通話系システムを提供することも可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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ラ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ラ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。
【００１７】
音声信号処理部１３によりエコーキャンセルの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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
次に、エコーキャンセラである音声信号処理部１３として、現状において順当に考えることのできる構成例を、図３により説明する。なお、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。
【００２１】
この図３に示される音声信号処理部１３は、適応フィルタシステム２０と遅延回路２３を備える。適応フィルタシステム２０は、適応フィルタ２１と減算器２２から成る。
適応フィルタシステム２０に対するシステム入力信号は、適応フィルタ２１の入力端子に入力されるようになっており、この場合には、遅延回路２３の出力が入力される形態となっている。遅延回路２３は、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入力するようにされている。なお、遅延回路２３に設定する遅延時間については後述する。
また、減算器２２は、Ａ／Ｄコンバータ１１からエンコーダ１５に対して入力させる段階の送信用音声信号から、適応フィルタ２１の出力信号(キャンセル用信号)を減算するようにして設けられる。従って、適応フィルタシステム２０においては、キャンセル対象の信号成分を含むことにより処理対象として減算器２２に入力されるべき信号（所望信号）が、Ａ／Ｄコンバータ１１から出力されてエンコーダ１５に入力される段階の送信用音声信号となる。また、適応フィルタシステム２０の出力信号は減算器２２の出力となるが、適応フィルタ２１に入力される減算器２２の出力は誤差信号、残差信号といわれるものとなる。
【００２２】
この構成では、適応フィルタシステム２０の適応フィルタ２１は、システム入力信号として、遅延回路２３を経由してはいるが、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２１の内部は、図示による説明は省略するが、上記のシステム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)を可変設定することのでき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２１の出力信号(キャンセル用信号)となる。
そして、適応フィルタ２１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、係数設定回路により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２１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を経由して適応フィルタシステム２０の減算器２２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、再生用音声信号についての疑似エコーとして捉えられるものとなる。適応フィルタシステム２０においては、減算器２２により、送信用音声信号から、この再生用音声信号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、音声信号処理部１３は、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を実行するものである。そして、音声通信端末装置１は、このエコー音の成分が除去された音声信号を、通信相手側の音声通信端末装置に対して送信するようにされる。これにより、通信相手側の音声通信端末装置にて受信した音声信号をスピーカから放出させて聴こえる音からも、エコー音が取り除かれる。このようにしてエコーキャンセル効果が生じるものである。
【００２３】
ところで、上記のようにして、音声信号処理部１３が除去する対象は、上記のキャンセル音伝達経路を経由する音となるのであるが、先ず、マイクロフォン２にて収音された音が適応フィルタシステム２０の減算器２２にて処理対象信号として得られるまでの経路(第１の経路)には、図示するようにして、信号処理部位としてＡ／Ｄコンバータ１１が介在している。また、図示してはいないが、この第１の経路において、Ａ／Ｄコンバータ１１のほかにも何らかの信号処理部位が介在する可能性もある。そして、これらの信号処理部が信号処理を実行することによっては、この経路を通過する信号について、処理時間に応じた伝送遅延が生じる。この伝送遅延時間を、図においては、dlt1として表している。
同様に、遅延回路２３を経由して適応フィルタシステム２０にシステム入力信号として入力させる再生用音声信号が、スピーカ３に至るまでの経路(第２の経路)にも、信号処理部位として少なくともＤ／Ａコンバータ１２が介在している状態が示されており、さらに、第２の経路において、Ｄ／Ａコンバータ１２のほかにも何らかの信号処理部位が介在する可能性もある。従って、この第２の経路を通過する信号についても、処理時間に応じた伝送遅延が生じる。図では、この伝送遅延時間をdlt2として表している。
【００２４】
そこで、この場合の遅延回路２３には、上記の伝送遅延時間dlt1、dlt2を足し合わせた、dlt1＋dlt2で表される遅延時間を設定するようにされる。
これにより、適応フィルタシステム２０のシステム入力信号としては、デコーダ１６から出力されてＤ／Ａコンバータ１２側に入力しようとする信号が、dlt1＋dlt2で表される時間だけ遅延して入力されてくることになる。この結果、適応フィルタシステム２０は、キャンセル音伝達経路における空間伝搬経路Ｓを伝搬する音のみを対象としたキャンセル信号の生成を行えばよいことになる。
【００２５】
例えば仮に、図３に示す音声信号処理部１３の構成から遅延回路２３を省略したとすると、適応フィルタシステム２０が対応して生成すべきキャンセル信号は、上記のキャンセル音伝達経路を伝達する音であることになり、従って、キャンセル信号には、dlt1＋dlt2の伝送遅延時間も反映させた特性を持たせるべきことになる。このような信号処理遅延に由来する伝送遅延時間は、エコーキャンセル処理の観点からすると相当に大きな遅延量となるものであり、従って、誤差を一定以内にまで小さくなるようにして収束させることが困難になって、充分なエコーキャンセル性能が得られなくなる可能性がある。また、伝送遅延時間分に応じて、例えばＦＩＲフィルタにより構成される適応フィルタ２１の次数(タップ数)を増加させる必要が生じ、これに伴って例えば係数演算量も増加し、例えばリソースを多く確保する必要が出てくる。これにより、処理負担の増加、コストアップ、回路規模の拡大などを招くことになる。
これに対して、図３に示した構成であれば、上記もしたように、適応フィルタシステム２０は、キャンセル音伝達経路における空間伝搬経路Ｓを伝搬する音のみを対象とする処理となるために、良好なエコーキャンセル効果を期待できる。また、適応フィルタ２１に必要なタップ数なども少なくて済むことになり、演算処理も簡易なものとなり、コストや回路規模の点でも有利となる。
【００２６】
ただし、図３に示した構成にあっては、遅延回路２３に設定する遅延時間は固定とされており、一度設定した後の変更は不可とされる。従って、適切なエコーキャンセル効果を得ようとするためには、第１の経路の伝送遅延時間dlt1と第2の経路の伝送遅延時間dlt2を予め把握し、この把握した伝送遅延時間dlt1、dlt2に基づいて遅延回路２３の遅延時間を設定することが必要になる。即ち、第１の経路の伝送遅延時間dlt1と第2の経路の伝送遅延時間dlt2は、ともに既知である必要がある。
【００２７】
しかし、現実においては、上記の伝送遅延時間dlt1、dlt2の少なくとも何れか一方が、既知ではなく、さらには、使用環境に応じて変わってしまうような状況さえある。
具体例として、例えばテレビ会議システムの場合では、次のような状況を考えることができる。
テレビ会議システムにおいては、会議を行っている各場所で、通信相手側から送信されてきた映像を表示させるとともに、通信相手側から送信されてきた音声をスピーカから放出させる必要があるが、この映像表示とスピーカ音声の放出のために、テレビジョン受像機であるとか、スピーカを備えたディスプレイモニタなどを使用することがしばしば行われる。
つまり、例えば図４に示すようにして、一台のディスプレイモニタ３０に対して、ここでは図示していない映像通信端末装置により受信取得した、通信相手側から送信されてきた映像信号を入力させると共に、音声通信端末装置１により受信取得した、上記と同じ通信相手側から送信されてきた音声信号を入力させるものである。このような信号の入力は、例えば実際においては、ディスプレイモニタ３０が備える映像入力端子と、映像通信端末装置側の映像出力端子とをケーブルにより接続し、同様にして、ディスプレイモニタ３０が備える音声入力端子と、音声通信端末装置１の(アナログ)音声出力端子とを接続することで可能となるものである。
そして、ディスプレイモニタ３０においては、入力された映像信号について、映像出力回路３１により表示のための所定の信号処理を施し、ディスプレイ部３２により画像として表示させる。また、入力された音声信号については、音声出力回路３３により所要の信号処理、増幅などを行って、スピーカ３を駆動し、スピーカ３から音として放出させる。
【００２８】
現状においては、テレビジョン受像機であるとかディスプレイモニタなどの表示装置は、デジタル信号処理により画像処理を行うことが一般的であるが、このようなデジタル画像信号処理は、或る程度以上の処理時間を要する。この処理時間は、その信号処理の手順、方式などによって異なってくることから、例えばメーカによる相違があるのはもちろんのこと、同一メーカであっても、機種によって異なってくる場合がある。その一方で、音声出力処理は、デジタル画像信号処理に比較すれば処理時間は短くはなるものの、リップシンクといわれるように、音声は、映像と同期させて再生出力させる必要がある。このために、音声出力処理にあっては、音声信号の出力タイミングについて必要時間だけ遅延させて、映像との同期が図られるようにしている。
そして、例えば図４のディスプレイモニタ３０においても、上記のようにして、映像出力回路３１においてデジタル画像信号処理を実行し、これに応じて、音声出力回路３３にあっては、リップシンクのために、音声信号に対して一定の遅延時間を設定して出力させているとすれば、図示するようにして、音声出力回路３３においては上記の遅延時間の設定に応じた伝送遅延時間dlt3を有することになる。この伝送遅延時間dlt3は、上記の説明からも理解されるようにして、ディスプレイモニタ３０のメーカ、機種などに応じて異なるものとなってくる。つまり、テレビ会議システムにおいて使用するディスプレイモニタやテレビジョン受像機が不定である場合には、上記の伝送遅延時間dlt3も既知ではなく、不定であることになる。この伝送遅延時間dlt3は、第２の経路内に含まれることになるので、結局、第２の経路の伝送遅延時間dlt2が不定であることになる。
このようにして、図３による構成であると、第１又は第２の経路の伝送遅延時間dlt1、dlt2の少なくとも一方が不定になるような状況では、接続されるディスプレイモニタやテレビジョン受像機によっては、遅延回路３３に設定されている遅延時間が適切ではなくなってしまい、かえって良好なエコーキャンセル効果が得られなくなってしまう。
【００２９】
そこで、本実施の形態としては、上記のようにして、伝送遅延時間dlt1、dlt2の少なくとも一方が不定になるような状況にも対応して常に適切なエコーキャンセル動作が得られるように、音声信号処理部１３を構成するようにされる。これにより、例えば具体的なメリットとして、映像音声の出力に用いるディスプレイモニタ、テレビジョン受像機のメーカ、機種を問わずに、常に良好なエコーキャンセル効果を得ることが可能になる。
【００３０】
図５は、本実施の形態による音声信号処理部１３の構成としての第１例を示している。なお、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１例に対応する音声信号処理部１３においては、図３の構成に対して、テスト信号発生回路２４、スイッチ部２５、及び遅延時間設定部２６が備えられる。また、この場合の遅延回路２３は、外部からの制御により遅延時間が可変とされている。
これらの構成を備えることにより、次に説明するようにして、伝送遅延時間dlt1、dlt2が不定な環境において、実際の伝送遅延時間dlt1、dlt2を特定することに相当する動作を実行して、遅延回路２３に対して、dlt1＋dlt2で表される適切な遅延時間を設定するようにされる。
【００３１】
遅延回路２３に対して遅延時間を設定するのにあたっては、先ず、ユーザが、音声通信端末装置１とともに使用するマイクロフォン２とスピーカ３とを可能な限り、極力近づけて向き合わせて配置するようにされる。これは、キャンセル音伝達経路における空間伝搬経路Ｓの経路区間の伝送遅延を、極力０とすることを目的として行うものである。理想的に、空間伝搬経路Ｓの伝送遅延が０となれば、キャンセル音伝達経路における伝送遅延は、いわゆるシステム遅延などといわれる、信号処理回路をはじめとする回路経由の遅延のみにより形成されることとなる。
【００３２】
次にユーザは、操作部１９に対して、遅延回路２３に対する遅延時間の設定動作（遅延時間設定モード動作）を開始させるための所定操作を行うようにされる。この操作に応じて、制御部１８は、先ず、スイッチ部２５において端子ｔ１に対して端子ｔ２を接続することで、再生用音声信号の経路に対して、テスト信号発生回路２４の出力が供給される状態を形成するようにされる。そのうえで、制御部１８は、テスト信号発生回路２４からテスト信号の出力を開始させる。
なお、このテスト信号発生回路２４が出力するテスト信号としては、ホワイトノイズを用いることができる。ホワイトノイズは、全ての周波数帯域において均一な強度を有するので、インパルス応答を測定するのには好適となる。ただし、テスト信号についてはホワイトノイズのみに限定されるべきものではなく、例えば他には、全ての周波数帯域において均一な強度を有するという点で、ＴＳＰ(Time Stretched Pulse)信号等を採用することも妥当となる。
また、制御部１８は、遅延回路２３の遅延時間について０を設定する。つまり、システム入力信号については、遅延させることなく適応フィルタシステム２０の適応フィルタ２１に対して入力させる。これにより、遅延回路２３は省略されて、適応フィルタシステム２０がテスト信号を直接入力しているのと同じ回路形態を得ることができる。なお、例えばスイッチなどにより、遅延回路２３の入力段の信号が遅延回路２３を通過する経路と、遅延回路２３をパスする経路とで切り換え可能に構成して、この遅延時間設定モード動作時においては、遅延回路２３をパスさせた経路により適応フィルタ２１に入力させるように構成することも考えられる。
そして、この状態の下で、制御部１８は、適応フィルタシステム２１、Ａ／Ｄコンバータ１１、Ｄ／Ａコンバータ１２を起動させておくようにされる。
また、確認のために述べておくと、図４にて例説したように、音声通信端末装置１とスピーカ３との間に、何らかの音声再生回路が介在する場合には、この音声再生回路についても動作させておくようにする。
【００３３】
上記の動作状態の下では、テスト信号発生回路２４から出力されたテスト信号は、スイッチ部２５を介して、Ｄ／Ａコンバータ１２に入力される。これにより、テスト信号はスピーカ３から音として放出され、さらにマイクロフォン２により収音されて、Ａ／Ｄコンバータ１１を介して適応フィルタシステム２０の減算器２２に入力されることになる。
また、テスト信号は、上記Ｄ／Ａコンバータ１２に入力されると共に、分岐して遅延回路２３から適応フィルタシステム２０（適応フィルタ２１）にも入力される。このときの適応フィルタシステム２０は、減算器２２の出力信号（誤差信号）として、テスト信号成分が最小となるように、適応フィルタ２１の係数ベクトルを設定することになる。
【００３４】
適応フィルタ２１に対する係数ベクトルの可変設定動作は、適応フィルタ２１に入力される信号が、減算器２２にて現れるまでの経路（キャンセル音伝達経路）の伝達関数に対応したインパルス応答を測定していることと等価であると見ることができる。そして、設定された係数ベクトルは、このインパルス応答の出現時刻に対応するものとなる。つまり、インパルス応答の出現時刻が早いほど、係数ベクトルにおけるエネルギーのピークは、入力により近い前段側の次元(タップ)において得られ、逆に、インパルス応答の出現時刻が遅いほど、係数ベクトルにおけるエネルギーのピークは、入力から離れた後段側の次元において得られるものとなる。そして、インパルス応答の出現時間は、キャンセル音伝達経路にて現れるまでの経路における伝送遅延にほぼ対応したものとなる。従って、係数ベクトルにおけるエネルギーのピークは、キャンセル音伝達経路にて得られる伝送遅延が少ないほど前段の次元に在ることになり、伝送遅延が大きいほど前段の次元に在ることになる。
即ち、このときの係数ベクトルは、キャンセル音伝達経路の始点であるＤ／Ａコンバータ１２への入力段の信号(第１の信号)がスピーカから放音されてマイクロフォンにより収音され、終点である減算器２２に入力される処理対象信号（第２の信号）を成す信号成分として現れるまでの経路（キャンセル音伝達経路）の時間差（伝搬時間差）を表しているものとしてみることができる。
【００３５】
そのうえで、この遅延時間設定動作モードにあっては、マイクロフォン２とスピーカ３は極力近づけられて配置されていることから、先にも述べたように、キャンセル音伝達経路における伝送遅延は、空間伝搬経路Ｓの伝送遅延(伝達関数)を排除してよく、従ってシステム遅延のみであることになる。また、この動作モードでは、適応フィルタ２１に入力させるシステム入力信号の経路について遅延回路２３をパスさせたのと等価の回路形態となっている。
すると、遅延時間設定動作モードにおいて適応フィルタシステム２０が収束した状態での適応フィルタ２１の係数ベクトルは、キャンセル音伝達経路におけるシステム遅延時間のみに対応したエネルギーのピーク位置を有していることになる。つまり、このときの係数ベクトルにより示されるキャンセル音伝達経路の始点から終点までの伝搬時間差は、システム遅延時間に対応するものとなる。そこで、この場合の遅延時間設定部２６は、このようにして得られた係数ベクトルの内容を、適応フィルタ２１から取り込み、この係数ベクトルが示すエネルギーのピーク位置に基づき、例えば所定の関数を用いた演算などを行って、この係数ベクトルに応じた伝送遅延時間を求めるようにされる。このようにして求めた伝送遅延時間が、即ち、dlt1＋dlt2で表されるシステム遅延時間であることになる。そして、遅延時間設定部２６は、求めたシステム遅延時間に対応する遅延時間を、遅延回路２３に対して設定するようにされる。
【００３６】
これにより、遅延回路２３には、dlt1＋dlt2で表される遅延時間が設定されることになるのであるが、この場合の遅延時間dlt1＋dlt2には、例えば図４にて説明したように不定の伝送遅延時間dlt3が含まれている可能性がある。即ち、本実施の形態の遅延時間設定動作によっては、キャンセル音伝達経路に対して、その伝送遅延時間が未知の回路(伝送路)が介在しても、この回路(伝送路)の伝送遅延時間を含むキャンセル音伝達経路におけるシステム遅延時間を適正に求めて、これに対応した遅延時間を遅延回路２３に対して設定可能とされているものである。
なお、確認のために述べておくと、本実施の形態の遅延時間設定動作によっては、図４にてそのまま示されているように、不定の伝送遅延時間dlt3は、Ｄ／Ａコンバータ１２の入力からスピーカ３までの伝達経路に対応する伝送遅延dlt2に含まれている場合だけではなく、不定の伝送遅延時間dlt3が、マイクロフォン２から減算器２２に入力されるまでの伝達経路に対応する伝送遅延dlt1に含まれている場合にも、キャンセル音伝達経路内におけるシステム遅延時間のみを特定することが可能である。さらに、伝送遅延dlt2と伝送遅延dlt3の双方に不定の伝送遅延時間が含まれていても、同様にして、キャンセル音伝達経路内におけるシステム遅延時間のみを特定可能である。
【００３７】
そして、上記のようにして遅延回路２３に対して遅延時間が設定されることで、遅延時間設定動作モードは終了することになる。この終了に際しては、制御部１８は、スイッチ部２５について端子ｔ１に対して端子ｔ３を接続した状態に切り換えて、デコーダ１６からの再生用音声信号が、遅延回路２３及びＤ／Ａコンバータ１２に対して入力される状態とする。また、テスト信号発生回路２４からのテスト信号の出力動作を停止させる。また、遅延回路２３には、今回の遅延時間設定動作モードにより設定された遅延時間が以降においても継続して設定されることになる。
【００３８】
そして、以降においては、ユーザは、マイクロフォン２とスピーカ３とを、会議で使用する環境に応じてしかるべき位置に配置し直したうえで、通常に、本実施の形態の音声通信端末装置１を使用しての会議などを行う。このときには、遅延回路２３は、上記遅延時間設定の動作により設定された遅延時間により遅延させた再生用音声信号をシステム入力信号として出力する。このとき、適応フィルタシステム２０としては、実際のマイクロフォン２とスピーカ３の配置位置に応じた空間伝搬経路（エコーパス）Ｓの伝達関数のみを対象としたエコーキャンセルのための適応処理を実行することになる。
【００３９】
続いては、図６を参照して、本実施の形態による音声信号処理部１３の構成としての第２例について説明する。なお、この図において図５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例にあっては、遅延時間設定部２６に対して、適応フィルタ２１から係数ベクトルを示す情報を入力させるのに代えて、減算器２２に入力されるべき送信用音声信号と、遅延回路２３への入力信号（再生用音声信号）を、それぞれ分岐して入力させている。
【００４０】
この第２例において、例えばユーザ操作に応じて遅延時間設定動作モードとされた場合には、先ず、第１例と同様にして、マイクロフォン２とスピーカ３とを極力近づけて向き合わせ、また、スイッチ部２５について端子ｔ１と端子ｔ２とを接続し、テスト信号発生回路２４からテスト信号を出力させる。但し、第２例に対応する遅延時間設定動作モードでは、以降の説明から理解されるように、適応フィルタ２１を動作させる必要性はない。また、これに伴って、敢えて遅延回路２３の遅延時間について０を設定する必要もない。
【００４１】
上記の遅延時間設定動作モードとしての回路形態では、テスト信号発生回路２４から出力されたテスト信号は、先ず、Ｄ／Ａコンバータ１２に入力されるのと同じタイミングで遅延時間設定部２６に入力される。この入力信号を、ここでは第１の参照入力信号という。また、テスト信号発生回路２４からのテスト信号は、以降の再生用音声信号の経路を伝達し、Ｄ／Ａコンバータ１２を経由してスピーカ３から音として放出され、さらに、マイクロフォン２により収音されて、送信用音声信号の経路を伝達してＡ／Ｄコンバータ１１を介し、減算器２２に入力されるのと同じタイミングで遅延時間設定部２６に入力される。この入力信号については、第２の参照入力信号という。
上記のようにして遅延時間設定部２６には、第１、第２の参照入力信号が入力されることになるが、これは、キャンセル音伝達経路の始点にて得られる信号と、終点にて得られる信号とを入力していることになる。そこで、遅延時間設定部２６としては、第１の参照入力信号として或る所定波形のテスト信号が入力されてきたタイミングと、第２の参照入力信号として、同じテスト信号の波形が入力されてきたタイミングとの時間差を求めるようにされる。第１の参照入力信号は、遅延回路２３及びＤ／Ａコンバータ１２に対して分岐して入力される信号であり、第２の参照入力信号は、Ａ／Ｄコンバータ１１から出力されて減算器２２に入力される信号である。従って、上記の時間差が、即ち、システム伝送遅延時間であることになる。そこで、遅延時間設定部２６は、この求めた時間差に応じた遅延時間を、遅延回路２３に対して設定するようにされる。
なお、第２例の遅延時間設定部２６としては、上記のようにして、第１の参照入力信号が遅延して第２の参照入力信号として現れる時間差を求めることになるので、ホワイトノイズなど周期性のない信号をテスト信号として、下記の相互相関関数
φxy(τ)=Σx(n)*y(n+τ), (n=0, …, N-1)
を生成して、その出力を最大ならしめるτ(=τxy)を遅延時間として利用することができる。あらるいは、例えばパルス音などに対応した波形を持たせた音声信号をテスト信号として、より簡易的に遅延時間を測定することも可能である。
【００４２】
制御部１８は、上記のようにして遅延回路２３に対して遅延時間が設定されると、遅延時間設定動作モードを終了させる。このときには、第１例と同様にして、スイッチ部２５については端子ｔ１と端子ｔ３とを接続した状態に切り換えて、テスト信号発生回路２４からのテスト信号の出力を停止させる。そして、遅延回路２３に対しては、今回の遅延時間設定動作モードにより設定された遅延時間を、以降においても継続して設定するようにされる。
これにより、第２例としても、通常の動作時においては、適応フィルタシステム２０は、実際のマイクロフォン２とスピーカ３の配置位置に応じた空間伝搬経路（エコーパス）Ｓの伝達関数のみを対象としたエコーキャンセルのための適応処理を実行するようにされる。
【００４３】
ところで、これまでの実施の形態では、音声チャンネル構成としては最も基本的な、モノラルチャンネルの音声を送受信する構成を前提にして説明を行ってきた。しかしながら、実際においても、テレビ会議システムなどでは、Ｌ(左)、Ｒ(右)によるステレオチャンネルの音声を送受信するものも知られている。
そこで、他の実施の形態として、ステレオチャンネルを送受信するように構成された音声通信端末装置１に対して、本実施の形態としての音声信号処理部１３を適用した構成例について説明することとし、先ずは、第１例としての音声信号処理部１３の構成を適用した場合について説明することとする。
【００４４】
図７は、ステレオチャンネル対応の音声通信端末装置１に対して、上記第１例を適用した音声信号処理部１３の構成例を示している。なお、この図において、図５と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。また、この図においては、制御部１８及び、この制御部１８からの適応フィルタ２１、遅延回路２３、テスト信号発生回路２４、スイッチ部２５、遅延時間設定部２６などへのコントロール信号（図５において破線により示した矢印）の図示は省略している。
ステレオチャンネルによるテレビ会議システムでは、図７にも示されているように、ＬチャンネルとＲチャンネルのそれぞれに対応した２つのマイクロフォン２Ｌ、２Ｒが備えられ、これに対応するようにして、スピーカについても、ＬチャンネルとＲチャンネルに対応した２つのスピーカ３Ｌ、３Ｒが備えられる。
【００４５】
そして、音声通信端末装置１としては、先ず、上記マイクロフォン２Ｌ、２Ｒに対応して、２つのＡ／Ｄコンバータ１１Ｌ、１１Ｒを備える。Ａ／Ｄコンバータ１１Ｌは、マイクロフォン２Ｌにより収音して得られた音声信号をデジタル信号に変換して出力し、Ａ／Ｄコンバータ１１Ｒは、マイクロフォン２Ｒにより収音して得られた音声信号をデジタル信号に変換して出力する。
【００４６】
この場合の音声信号処理部１３においては、適応フィルタシステム２０ＬＬ、２０ＲＬ、２０ＬＲ、２０ＲＲの４つが設けられる。なお、これらの適応フィルタシステム２０ＬＬ、２０ＲＬ、２０ＬＲ、２０ＲＲを形成する適応フィルタ２１ＬＬ、２１ＲＬ、２１ＬＲ、２１ＲＲ、減算器２２ＬＬ、２２ＲＬ、２２ＬＲ、２２ＲＲ、及び適応フィルタ２１ＬＬ、２１ＲＬ、２１ＬＲ、２１ＲＲの入力端子の前段に設けられる遅延回路２３ＬＬ、２３ＲＬ、２３ＬＲ、２３ＲＲの接続態様は、図５、図６と同様とされる。
Ｌチャンネルに対応するＡ／Ｄコンバータ１１Ｌから出力された送信用音声信号は、適応フィルタシステム２０ＬＬ、２０ＲＬにおける減算器２２ＬＬ、２２ＲＬに分岐して入力される。また、減算器２２ＬＬ、２２ＲＬの出力は、加算器２７Ｌにより加算合成されたうえで、Ｌチャンネルの送信用音声信号としてエンコーダ１５Ｌに対して入力される。
また、Ｒチャンネルに対応するＡ／Ｄコンバータ１１Ｒから出力された送信用音声信号は、適応フィルタシステム２０ＬＲ、２０ＲＲにおける減算器２２ＬＲ、２２ＲＲに分岐して入力される。また、減算器２２ＬＲ、２２ＲＲの出力は、加算器２７Ｒにより加算合成されたうえで、Ｒチャンネルの送信用音声信号としてエンコーダ１５に対して入力される。
【００４７】
この場合のエンコーダ１５では、ステレオチャンネルに対応する音声圧縮符号化処理を実行する。つまり、入力されたＬチャンネル、Ｒチャンネルの音声信号を圧縮符号化して、所定のステレオ形式としての１つの圧縮符号化音声信号を生成し、これを通信部１７に出力する。
【００４８】
また、この場合のデコーダ１６は、相手側の音声通信端末装置から送信され、通信部１７にて受信復調して得たステレオ形式の圧縮符号化音声信号を入力して復号処理を実行し、例えば所定のＰＣＭ信号形式によるＬチャンネル、Ｒチャンネルの各再生用音声信号を出力する。
Ｌチャンネルの再生用音声信号は、Ｌチャンネル対応のＤ／Ａコンバータ１２Ｌに対して出力する。また、これとともに、このＬチャンネルの再生用音声信号は、スイッチ部２５の端子ｔ３に対しても出力される。スイッチ部２５において端子ｔ１に端子ｔ３が接続されている状態では、Ｌチャンネルの再生用音声信号は、このスイッチ部２５を経由して、遅延回路２３ＬＬに対して入力されるようになっている。また、このＬチャンネルの再生用音声信号は、適応フィルタシステム２０ＬＲに対応する遅延回路２３ＬＲに対しても出力されるようになっている。
また、Ｒチャンネルの再生用音声信号は、Ｒチャンネル対応のＤ／Ａコンバータ１２Ｒに対して出力されるとともに、適応フィルタシステム２０ＲＬに対応する遅延回路２３ＲＬと、適応フィルタシステム２０ＲＲに対応する遅延回路２３ＲＲとに対して出力されるようになっている。
【００４９】
この図７に示されるステレオチャンネル対応の拡声通話系システムとしての構成では、空間伝搬経路Ｓとして、Ｌチャンネルのスピーカ３ＬからＬチャンネルのマイクロフォン２Ｌに到達する空間伝搬経路Ｓll、Ｒチャンネルのスピーカ３ＲからＬチャンネルのマイクロフォン２Ｌに到達する空間伝搬経路Ｓrl、Ｌチャンネルのスピーカ３ＬからＲチャンネルのマイクロフォン２Ｒに到達する空間伝搬経路Ｓlr、Ｒチャンネルのスピーカ３ＲからＲチャンネルのマイクロフォン２Ｒに到達する空間伝搬経路Ｓrrとが在ることになる。
そして、適応フィルタシステム２０ＬＬ及び遅延回路２３ＬＬから成る回路部、適応フィルタシステム２０ＲＬ及び遅延回路２３ＲＬから成る回路部、適応フィルタシステム２０ＬＲ及び遅延回路２３ＬＲから成る回路部、適応フィルタシステム２０ＲＲ及び遅延回路２３ＲＲから成る回路部は、それぞれ、空間伝搬経路Ｓll、Ｓrl、Ｓlr、Ｓrrを経由して生じるとされるエコー音をキャンセルするためのものとされる。
つまり、適応フィルタシステム２０ＬＬ及び遅延回路２３ＬＬから成る回路部は、Ｌチャンネルの再生用音声信号をシステム入力信号として取り込むとともに、処理対象信号としてＬチャンネルの送信用音声信号を減算器２２ＬＬに入力させることで、空間伝搬経路Ｓllを伝搬してくるエコー音の成分をキャンセルするようにされる。
また、適応フィルタシステム２０ＲＬ及び遅延回路２３ＲＬから成る回路部は、Ｒチャンネルの再生用音声信号をシステム入力信号として取り込むとともに、処理対象信号としてＬチャンネルの送信用音声信号を減算器２２ＲＬに入力させることで、空間伝搬経路Ｓrlを伝搬してくるエコー音の成分をキャンセルするようにされる。
そして、上記の各回路部の減算器２２ＬＬ、２２ＬＲから出力される音声信号を加算器２７Ｌにより加算合成することで、加算器２７Ｌから出力される送信用音声信号としては、空間伝搬経路Ｓllと空間伝搬経路Ｓrlをそれぞれ伝搬してくるエコー音の成分が除去されたものとなっている。
また、適応フィルタシステム２０ＬＲ及び遅延回路２３ＬＲから成る回路部は、Ｌチャンネルの再生用音声信号をシステム入力信号として取り込むとともに、処理対象信号としてＲチャンネルの送信用音声信号を減算器２２ＬＲに入力させることで、空間伝搬経路Ｓlrを伝搬してくるエコー音の成分をキャンセルするようにされる。
また、適応フィルタシステム２０ＲＲ及び遅延回路２３ＲＲから成る回路部は、Ｒチャンネルの再生用音声信号をシステム入力信号として取り込むとともに、処理対象信号としてＲチャンネルの送信用音声信号を減算器２２ＲＲに入力させることで、空間伝搬経路Ｓrrを伝搬してくるエコー音の成分をキャンセルするようにされる。
そして、上記の各回路部の減算器２２ＬＲ、２２ＲＲから出力される音声信号を加算器２７Ｒにより加算合成することで、加算器２７Ｒから出力される送信用音声信号としては、空間伝搬経路Ｓlrと空間伝搬経路Ｓrrをそれぞれ伝搬してくるエコー音の成分が除去されたものとなっている。
【００５０】
そのうえで、この図７に示す構成においては、図５と同様のテスト信号発生回路２４、スイッチ部２５、及び遅延時間設定部２６が１組設けられる。
この場合の遅延時間設定部２６は、４つの適応フィルタシステム２０ＬＬ、２０ＲＬ、２０ＬＲ、２０ＲＲのうち、適応フィルタシステム２０ＬＬの適応フィルタ２１ＬＬにて設定された係数ベクトルの情報を取り込むようにして設けられる。これに対応して、スイッチ部２５は、端子ｔ１を遅延回路２３ＬＬに接続し、端子ｔ３をＬチャンネルの再生用音声信号のラインと接続するようにされている。端子ｔ２には、例えばテスト信号発生回路２４のテスト信号出力が接続される。そのうえで、この場合の遅延時間設定部２６は、遅延時間設定のためのコントロール信号を、遅延回路２３ＬＬのみではなく、残る３つの遅延回路２３ＲＬ、２３ＬＲ、２３ＲＲに対しても分岐して出力するように構成されている。
【００５１】
例えば図４に示したような音声出力回路３３として、ステレオに対応するものが介在する場合を考えてみた場合、この音声出力回路３３における伝送遅延時間dlt3は、ＬチャンネルとＲチャンネルとでは同一であるとみてよい。例えばリップシンクを目的として映像出力回路３１側の映像出力タイミングに音声出力タイミングを同期させる（即ち遅延時間を与える）という意味では、Ｌチャンネル音声とＲチャンネル音声とで、同じ遅延時間を与えることが必要になるからである。また、Ａ／Ｄコンバータ１１Ｌ、１１Ｒそれぞれの伝送遅延時間と、Ｄ／Ａコンバータ１２Ｌ、１１Ｒそれぞれの伝送遅延時間も同一であるとみてよい。このことに着眼すれば、Ｌチャンネル又はＲチャンネルの何れか一方のみに対応して、即ち、空間伝搬経路Ｓll、Ｓrl、Ｓlr、Ｓrrの何れか１つを含むキャンセル音伝達経路のみを対象としてシステム遅延時間を特定すれば、このシステム遅延時間は、他の３つのキャンセル音伝達経路においても同じようにして存在するものであるということがいえる。つまり、１つのキャンセル音伝達経路におけるシステム遅延に対応した遅延回路の遅延時間が決定されれば、この遅延時間を、４つの遅延回路２３ＬＬ、２３ＲＬ、２３ＬＲ、２３ＲＲのそれぞれに共通に設定することができる、ということになる。
そこで、図７の構成においては、空間伝搬経路Ｓllを含むキャンセル音伝達経路を対象としてシステム遅延時間に対応する係数ベクトルを求め、この係数ベクトルに基づいて得られる遅延時間を、４つの遅延回路２３ＬＬ、２３ＲＬ、２３ＬＲ、２３ＲＲに対して共通に設定するようにしているものである。このようにして遅延時間が設定された音声通信端末装置１としても、以降におけるエコーキャンセルの動作が適正に実行されることになる。
そして、このような構成であれば、テスト信号発生回路２４、スイッチ部２５、及び遅延時間設定部２６から成る遅延時間設定のための回路部を、４つの適応フィルタシステム２０に対応させて設ける必要は無いこととなる。
なお、確認のために述べておくと、図７の構成の音声通信端末装置１について遅延時間設定を行わせるのにあたっては、ユーザは、Ｌチャンネル同士のマイクロフォン２Ｌとスピーカ３Ｌとをできるだけ近接させて配置するようにされる。
【００５２】
図８は、ステレオチャンネル対応の音声通信端末装置１に対して、先に図６に示した第２例を適用した音声信号処理部１３の構成例を示している。なお、この図において、図６及び図７と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
この図においては、適応フィルタシステム２０ＬＬ及び遅延回路２３ＬＬから成る回路部に対して、第２例の構成に対応する遅延時間設定のための回路部（テスト信号発生回路２４、スイッチ部２５、及び遅延時間設定部２６）が設けられている。
そして、この場合には、遅延時間設定部２６が、Ｌチャンネルに対応する再生用音声信号である第１の参照入力信号と、Ｌチャンネルの送信用音声信号である第２の参照入力信号との時間差を求めることになる。この時間差は、空間伝搬経路Ｓllを含むキャンセル音伝達経路におけるシステム遅延時間となるが、上記したことによれば、他の３つのキャンセル音伝達経路におけるシステム遅延時間であることになる。そして、遅延時間設定部２６は、求めた時間差に応じた遅延時間を、遅延回路２３ＬＬ、２３ＲＬ、２３ＬＲ、２３ＲＲのそれぞれに対して共通に設定するようにされる。このようにして遅延時間が設定された音声通信端末装置１としても、以降におけるエコーキャンセルの動作が適正に実行されることになる。
【００５３】
なお、例えば適応フィルタ２１（２１ＬＬ、２１ＲＬ、２１ＬＲ、２１ＲＲ）として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、将来的には、現在以降において提案される技術のうちから、適切とされるものを選択すればよい。
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】音声通信端末装置における音声信号処理部として順当とされる一構成例を示す図である。
【図４】エコーキャンセル対象となる経路において遅延時間が不定のシステム(回路)が介在する場合の具体例を示す図である。
【図５】実施の形態における第１例としての音声信号処理部の構成例を示すブロック図である。
【図６】実施の形態における第２例としての音声信号処理部の構成例を示すブロック図である。
【図７】実施の形態として、ステレオチャンネル対応の音声通信端末装置に対して、第１例としての音声信号処理部を適用した場合の構成例を示すブロック図である。
【図８】実施の形態として、ステレオチャンネル対応の音声通信端末装置に対して、第２例としての音声信号処理部を適用した場合の構成例を示すブロック図である。
【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、１８  制御部、１９  操作部、２０  適応フィルタシステム、２１  適応フィルタ、２３  遅延回路、２４  テスト信号発生回路、２５  スイッチ部、２６  遅延時間設定部
【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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