(57)【要約】【課題】マイクロフォンに突発性のノイズや強度のエコーが入力された場合にもエコーの増大やハウリング発生を防止することができるエコーキャンセル装置を提供することを目的とする。【解決手段】中央演算処理装置１３は、マイクロフォン出力におけるノイズを検出するノイズ検出手段３１と、ノイズ検出手段においてノイズを検出しなかったときには遠端話者の発話状態か近端話者の発話状態かを検出する話者検出手段２６と、話者検出手段において遠端話者の発話状態と判定したときにはスピーカからマイクロフォンへと回り込むエコー成分を推定する伝達関数推定手段２７と、エコー成分の推定に基づいてエコー成分を除去すると共にノイズ検出手段においてノイズを検出したときにはエコー成分の推定に基づくことなくエコー成分を除去するフィルタ手段２８、減算手段２９とを有する。【選択図】  図４
2004282434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置であって、
前記中央演算処理装置は、前記マイクロフォン出力におけるノイズを検出するノイズ検出手段と、前記ノイズ検出手段においてノイズを検出しなかったときには遠端話者の発話状態か近端話者の発話状態かを検出する話者検出手段と、前記話者検出手段において遠端話者の発話状態と判定したときには前記スピーカから前記マイクロフォンへと回り込むエコー成分を推定する伝達関数推定手段と、前記エコー成分の推定に基づいてエコー成分を除去すると共に前記ノイズ検出手段においてノイズを検出したときには前記エコー成分の推定に基づくことなくエコー成分を除去するエコーフィルタ手段とを有することを特徴とするエコーキャンセル装置。
【請求項２】
遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置であって、
前記中央演算処理装置は、話者を検出したか否かを判定する話者検出手段と、前記マイクロフォン出力を記憶すると共に前記話者検出手段において話者を検出した場合にはバッファ長を短くし、前記話者検出手段において話者を検出しなかった場合にはバッファ長を長くするバッファ手段とを有することを特徴とするエコーキャンセル装置。
【請求項３】
前記バッファ手段におけるバッファ長を制御する遅延時間コントロール手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載のエコーキャンセル装置。
【請求項４】
遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置であって、
前記中央演算処理装置は、前記マイクロフォン出力を記憶して遅延させるバッファ手段と、前記バッファ手段に記憶された送話音声の振幅レベルを測定し、測定した前記振幅レベルが所定の閾値以上のレベルの場合にはノイズとして検出するノイズ検出手段と、前記ノイズ検出手段がノイズを検出した場合には警告を発する警告手段とを有することを特徴とするエコーキャンセル装置。
【請求項５】
遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置におけるエコーキャンセル方法であって、前記マイクロフォン出力におけるノイズを検出するノイズ検出ステップと、前記ノイズ検出ステップにおいてノイズを検出したときには遠端話者の発話状態か近端話者の発話状態かを検出する話者検出ステップと、前記話者検出ステップにおいて遠端話者の発話状態と判定したときには前記スピーカから前記マイクロフォンへと回り込むエコー成分を推定する伝達関数推定ステップと、前記エコー成分の推定に基づいてエコー成分を除去するエコーフィルタステップとを有することを特徴とするエコーキャンセル方法。
【請求項６】
遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置におけるエコーキャンセル方法であって、
前記中央演算処理装置は、話者を検出したか否かを判定する話者検出ステップと、前記マイクロフォン出力を記憶すると共に前記話者検出ステップにおいて話者を検出した場合にはバッファ長を短くし、前記話者検出ステップにおいて話者を検出しなかった場合にはバッファ長を長くするバッファ手段とを有することを特徴とするエコーキャンセル方法。
【請求項７】
前記バッファステップにおけるバッファ長を制御する遅延時間コントロールステップを備えたことを特徴とする請求項６に記載のエコーキャンセル方法。
【請求項８】
遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置におけるエコーキャンセル方法であって、
前記マイクロフォン出力を記憶して遅延させるバッファステップと、前記バッファステップにおいて記憶された送話音声の振幅レベルを測定し、測定した前記振幅レベルが所定の閾値以上のレベルの場合にはノイズとして検出するノイズ検出ステップと、前記ノイズ検出ステップにおいてノイズを検出した場合には警告を発する警告ステップとを有することを特徴とするエコーキャンセル方法。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれか１に記載のエコーキャンセル方法の各ステップを実行することを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載のプログラムを実行するためのコンピュータで読み取り可能なことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置、および、そのエコーキャンセル装置におけるエコーキャンセル方法、ならびに、そのエコーキャンセル方法を実行するためのプログラム、ならびに、そのプログラムを実行するための記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スピーカフォン方式電話等の音声ハンズフリー装置において、ハウリングやエコーを防止するためにエコーキャンセル技術がある。このエコーキャンセル技術によれば、スピーカから出力された音声が部屋等の空間を通ってマイクロフォンに入力された音声（エコー）から、その空間を擬似的に模擬した伝達関数とスピーカへ出力した音声とを畳み込んだ信号を差し引くことにより、あたかもエコーがないようにすることができる。
【０００３】
以下に、従来のエコーキャンセル技術について（特許文献１）を用いて説明する。図８は従来のエコーキャンセル装置を示す機能ブロック図である。
【０００４】
図８において、１はスピーカフォン方式電話等における受話音声（遠端話者からの音声）を再生するスピーカ、２は送話音声（近端話者からの音声）を拾うマイクロフォン、３は直接伝搬経路を経たエコーを消去する第一のエコーキャンセル部、４は第一のエコーキャンセル部３の出力信号を用いてダブルトーク状態を検出するダブルトーク検出部、５は間接伝搬経路を経たエコーを消去する第二のエコーキャンセル部である。
【０００５】
エコーキャンセル部５においては、伝搬経路の変化に追従するために、適応型制御が行われており、その方法として正規化ＬＭＳ（  Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）など数種が知られている。また、ダブルトーク検出部４は、送信信号のレベルと受信信号のレベルの比を演算し、所定の閾値と比較することで、話者判定を行い、エコーキャンセル部５の上記適応制御動作の有無をコントロールする。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−４８５４７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のエコーキャンセル装置では、適応フィルタの適応動作部分において、フィルタ自身の出力のフィードバックに基づく適応演算動作を行っていることから、マイクロフォンに突発性のノイズや強度のエコーが入力された場合においては、適応フィルタが誤った学習を招き、結果として、エコーの増大やハウリング発生へと至る問題を有している。
【０００８】
このエコーキャンセル装置、エコーキャンセル方法、プログラムおよび記録媒体では、マイクロフォンに突発性のノイズや強度のエコーが入力された場合にもエコーの増大やハウリング発生を防止することが要求されている。
【０００９】
本発明は、この要求を満たすため、マイクロフォンに突発性のノイズや強度のエコーが入力された場合にもエコーの増大やハウリング発生を防止することができるエコーキャンセル装置、および、マイクロフォンに突発性のノイズや強度のエコーが入力された場合にもエコーの増大やハウリング発生を防止するエコーキャンセル方法、ならびに、そのエコーキャンセル方法を実行するためのプログラム、ならびに、そのプログラムを実行するための記録媒体を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のエコーキャンセル装置は、遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置であって、中央演算処理装置は、マイクロフォン出力におけるノイズを検出するノイズ検出手段と、ノイズ検出手段においてノイズを検出しなかったときには遠端話者の発話状態か近端話者の発話状態かを検出する話者検出手段と、話者検出手段において遠端話者の発話状態と判定したときにはスピーカからマイクロフォンへと回り込むエコー成分を推定する伝達関数推定手段と、エコー成分の推定に基づいてエコー成分を除去すると共にノイズ検出手段においてノイズを検出したときにはエコー成分の推定に基づくことなくエコー成分を除去するエコーフィルタ手段とを有する構成を備えている。
【００１１】
これにより、マイクロフォンに突発性のノイズや強度のエコーが入力された場合にもエコーの増大やハウリング発生を防止することができるエコーキャンセル装置が得られる。
【００１２】
上記課題を解決するために本発明のエコーキャンセル方法は、遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置におけるエコーキャンセル方法であって、マイクロフォン出力におけるノイズを検出するノイズ検出ステップと、ノイズ検出ステップにおいてノイズを検出したときには遠端話者の発話状態か近端話者の発話状態かを検出する話者検出ステップと、話者検出ステップにおいて遠端話者の発話状態と判定したときにはスピーカからマイクロフォンへと回り込むエコー成分を推定する伝達関数推定ステップと、エコー成分の推定に基づいてエコー成分を除去するエコーフィルタステップとを有する構成を備えている。
【００１３】
これにより、マイクロフォンに突発性のノイズや強度のエコーが入力された場合にもエコーの増大やハウリング発生を防止するエコーキャンセル方法が得られる。
【００１４】
上記課題を解決するために本発明のプログラムは、上記エコーキャンセル方法の各ステップを実行するためのプログラムである構成を備えている。
【００１５】
これにより、上記エコーキャンセル方法を実行するためのプログラムが得られる。
【００１６】
上記課題を解決するために本発明の記録媒体は、上記プログラムを実行するためのコンピュータで読み取り可能な記録媒体である構成を備えている。
【００１７】
これにより、上記プログラムを実行するための記録媒体が得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載のエコーキャンセル装置は、遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置であって、中央演算処理装置は、マイクロフォン出力におけるノイズを検出するノイズ検出手段と、ノイズ検出手段においてノイズを検出しなかったときには遠端話者の発話状態か近端話者の発話状態かを検出する話者検出手段と、話者検出手段において遠端話者の発話状態と判定したときにはスピーカからマイクロフォンへと回り込むエコー成分を推定する伝達関数推定手段と、エコー成分の推定に基づいてエコー成分を除去すると共にノイズ検出手段においてノイズを検出したときにはエコー成分の推定に基づくことなくエコー成分を除去するエコーフィルタ手段とを有することとしたものである。
【００１９】
この構成により、突発性のノイズや強度のエコーがマイクロフォンに入力された場合、適応型フィルタの学習動作を停止あるいは抑制することができるので、エコーの増大やハウリング発生を防止することができるという作用を有する。
【００２０】
請求項２に記載のエコーキャンセル装置は、遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置であって、中央演算処理装置は、話者を検出したか否かを判定する話者検出手段と、マイクロフォン出力を記憶すると共に話者検出手段において話者を検出した場合にはバッファ長を短くし、話者検出手段において話者を検出しなかった場合にはバッファ長を長くするバッファ手段とを有することとしたものである。
【００２１】
この構成により、突発性のノイズや強度のエコーがマイクロフォンに入力された場合、突発性のノイズや強度のエコーをバッファ手段から出力しないようにすることができるので、エコーの増大やハウリング発生を防止することができるという作用を有する。
【００２２】
請求項３に記載のエコーキャンセル装置は、請求項２に記載のエコーキャンセル装置において、バッファ手段におけるバッファ長を制御する遅延時間コントロール手段を備えることとしたものである。
【００２３】
この構成により、有音区間を検知した場合にはバッファ手段の遅延時間を短くし、無音区間を検出した場合にはバッファ手段のバッファ時間を長くするようコントロールすることで、無音時のノイズ耐性を上げつつ、有音時におけるバッファの影響を軽減することができるという作用を有する。
【００２４】
請求項４に記載のエコーキャンセル装置は、遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置であって、中央演算処理装置は、マイクロフォン出力を記憶して遅延させるバッファ手段と、バッファ手段に記憶された送話音声の振幅レベルを測定し、測定した振幅レベルが所定の閾値以上のレベルの場合にはノイズとして検出するノイズ検出手段と、ノイズ検出手段がノイズを検出した場合には警告を発する警告手段とを有することとしたものである。
【００２５】
この構成により、エコーキャンセル処理の妨害となるノイズを抑制させることができるので、より安定したエコーキャンセル動作を行うことができ、エコーの増大やハウリング発生を防止することができ、また、ノイズが発生したときに警告灯として発光ダイオード等を点灯させることにより、ユーザに対してエコーキャンセル処理の妨害となるノイズを抑制させるエコーキャンセル処理を実現することができるという作用を有する。
【００２６】
請求項５に記載のエコーキャンセル方法は、遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置におけるエコーキャンセル方法であって、マイクロフォン出力におけるノイズを検出するノイズ検出ステップと、ノイズ検出ステップにおいてノイズを検出したときには遠端話者の発話状態か近端話者の発話状態かを検出する話者検出ステップと、話者検出ステップにおいて遠端話者の発話状態と判定したときにはスピーカからマイクロフォンへと回り込むエコー成分を推定する伝達関数推定ステップと、エコー成分の推定に基づいてエコー成分を除去するエコーフィルタステップとを有することとしたものである。
【００２７】
この構成により、突発性のノイズや強度のエコーがマイクロフォンに入力された場合、適応型フィルタの学習動作を停止あるいは抑制することができるので、エコーの増大やハウリング発生を防止することができるという作用を有する。
【００２８】
請求項６に記載のエコーキャンセル方法は、遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置におけるエコーキャンセル方法であって、中央演算処理装置は、話者を検出したか否かを判定する話者検出ステップと、マイクロフォン出力を記憶すると共に話者検出ステップにおいて話者を検出した場合にはバッファ長を短くし、話者検出ステップにおいて話者を検出しなかった場合にはバッファ長を長くするバッファ手段とを有することとしたものである。
【００２９】
この構成により、突発性のノイズや強度のエコーがマイクロフォンに入力された場合、突発性のノイズや強度のエコーをバッファ手段から出力しないようにすることができるので、エコーの増大やハウリング発生を防止することができるという作用を有する。
【００３０】
請求項７に記載のエコーキャンセル方法は、請求項６に記載のエコーキャンセル方法において、バッファステップにおけるバッファ長を制御する遅延時間コントロールステップを備えることとしたものである。
【００３１】
この構成により、有音区間を検知した場合にはバッファ手段の遅延時間を短くし、無音区間を検出した場合にはバッファ手段のバッファ時間を長くするようコントロールすることで、無音時のノイズ耐性を上げつつ、有音時におけるバッファの影響を軽減することができるという作用を有する。
【００３２】
請求項８に記載のエコーキャンセル方法は、遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置におけるエコーキャンセル方法であって、マイクロフォン出力を記憶して遅延させるバッファステップと、バッファステップにおいて記憶された送話音声の振幅レベルを測定し、測定した振幅レベルが所定の閾値以上のレベルの場合にはノイズとして検出するノイズ検出ステップと、ノイズ検出ステップにおいてノイズを検出した場合には警告を発する警告ステップとを有することとしたものである。
【００３３】
この構成により、エコーキャンセル処理の妨害となるノイズを抑制させることができるので、より安定したエコーキャンセル動作を行うことができ、エコーの増大やハウリング発生を防止することができるという作用を有する。
【００３４】
請求項９に記載のプログラムは、請求項５乃至８のいずれか１に記載されたエコーキャンセル方法の各ステップを実行するためのプログラムであることとしたものである。
【００３５】
この構成により、上記プログラムを実行するコンピュータを用いることにより、請求項５乃至８のいずれか１に記載されたエコーキャンセル方法を任意の場所で任意の時間に実行することができるという作用を有する。
【００３６】
請求項１０に記載の記録媒体は、請求項９に記載されたプログラムを実行するためのコンピュータで読み取り可能な記録媒体であることとしたものである。
【００３７】
この構成により、コンピュータで読み取り可能な記録媒体からプログラムを読み取ることにより、請求項９に記載されたプログラムを任意の場所で任意の時間に実行することができるという作用を有する。
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を用いて説明する。
【００３９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１によるエコーキャンセル装置の基本構成を示すブロック図である。
【００４０】
図１において、６は電話回線とのインタフェースを有する電話回路装置、７はアナログ電気信号である受話音声電気信号をデジタル電気信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換装置、８はデジタル電気信号をアナログ電気信号へ変換する第１のＤ／Ａ変換装置、９はＤ／Ａ変換装置８からのアナログ電気信号を音声に変換するスピーカ、１０は音声をアナログ電気信号に変換するマイクロフォン、１１はマイクロフォンからのアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換装置、１２はデジタル電気信号をアナログ電気信号（送話音声電気信号）に変換する第２のＤ／Ａ変換装置、１３はＡ／Ｄ変換装置７およびＡ／Ｄ変換装置１１から得られたデジタル電気信号に対してデジタル信号処理を行い、その演算結果をＤ／Ａ変換装置８およびＤ／Ａ変換装置１２に出力する中央演算処理装置、１４は中央演算処理装置１３を動作させるためのプログラムが記憶されているＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、１５は前記ＲＯＭに記憶されているプログラムに従って中央演算処理装置１３が動作する際に使用するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。
【００４１】
図２は、図１の中央演算処理装置１３における機能実現手段（プログラムによって機能が実現される手段）を示す機能ブロック図であり、スピーカフォン方式電話におけるエコーキャンセル方法を示す。本機能はＲＯＭ１４に記録されているプログラムの概略を示している。
【００４２】
図２において、１６はスピーカフォン方式電話等において、エコーキャンセル装置の動作を制御するために遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトーク（遠端話者と近端話者の同時発話）を検出する話者検出手段、１７は正規化ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）方式等に代表される最急降下法によりスピーカ９とマイクロフォン１０との間の空間の伝達関数を推定する伝達関数推定手段、１８は直接エコー成分の伝達関数と受話音声との畳み込み演算を行う直接エコーフィルタ手段、１９は間接エコー成分の伝達関数と受話音声との畳み込み演算を行う間接エコーフィルタ手段、２０は減算手段である。
【００４３】
このように構成されたエコーキャンセル装置について、その概略動作を説明する。スピーカ９から放射された音声は空間を介してマイクロフォン１０にエコーとして入力され、閉ループが構成され、エコーキャンセル処理を行わなければ最悪ハウリングが発生してしまう。また、スピーカ９から放射された音声は、直接マイクロフォン１０へ入力される直接エコー成分と、空間内の壁、床、天井等の物体によって反射された後にマイクロフォン１０に入る間接エコー成分に分類できる。
【００４４】
図３は、図２の中央演算処理装置３の動作を示すフローチャートであり、スピーカフォン方式電話におけるエコーキャンセル方法を示す。
【００４５】
図３において、エコーキャンセル処理を開始すると（Ｓ１）、話者検出手段１６が遠端話者発話、近端話者発話、ダブルトークを判定し（Ｓ２）、遠端話者発話ならば伝達関数推定手段１７がＮＬＭＳ等のアルゴリズムを用いて直接波成分伝達関数推定（Ｓ３）および間接波成分伝達関数推定（Ｓ４）を行い、直接エコーフィルタ手段１８は推定結果と受話音声との畳み込み演算を行い（Ｓ５）、間接エコーフィルタ手段１９は推定結果と受話音声との畳み込み演算を行い（Ｓ６）、マイクロフォン１０からの送話音声と畳み込み演算結果とを減算手段２０を用いて減算して直接エコー成分と間接エコー成分を除去する（Ｓ７）。
【００４６】
これにより、伝達関数推定の高速化と高精度化を両方実現したエコーキャンセル処理が可能である。
【００４７】
以上のように本実施の形態によれば、直接エコーフィルタ手段１８により推定結果と受話音声との畳み込み演算を行い、間接エコーフィルタ手段１９により推定結果と受話音声との畳み込み演算を行い、マイクロフォン１０からの送話音声と畳み込み演算結果とを減算手段２０を用いて減算して直接エコー成分と間接エコー成分を除去するようにしたので、スピーカからの音量を大きくした場合でもダブルトークの判定精度を高くすることができ、受話音声と送話音声の音声パワー比が同じ場合でもダブルトーク検出精度を高くすることができる。
【００４８】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２によるエコーキャンセル装置の中央演算処理装置１３を示す機能ブロック図であり、スピーカフォン方式電話におけるエコーキャンセル方法を示す。なお、本実施の形態によるエコーキャンセル装置の基本構成は図１に示す構成であり、また図４の機能はＲＯＭ１４に記録されているプログラムの概略を示している。
【００４９】
図４において、２６はスピーカフォン方式電話においてエコーキャンセラの動作を制御するために遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトーク（遠端話者と近端話者の同時発話）を検出する話者検出手段、２７は正規化ＬＭＳ方式等に代表される最急降下法により空間の伝達関数を推定する伝達関数推定手段、２８は推定された伝達関数と受話音声との畳み込み演算を行うフィルタ手段、２９は減算手段、３０は送話音声を一定期間遅延して出力するバッファ手段、３１はバッファ手段３０に記憶された送話音声信号の振幅レベルを測定し、所定の閾値以上の振幅レベルがあればノイズとして検出するノイズ検出手段、３２はバッファ手段３０のバッファ長を制御する遅延時間コントロール手段、３３は警告手段である。上記フィルタ手段２８と減算手段２９とはエコーフィルタ手段を構成する。
【００５０】
このように構成されたエコーキャンセル装置の中央演算処理装置１３について、その動作を図５を用いて説明する。図５は図４の中央演算処理装置の動作を示すフローチャートである。
【００５１】
図５において、エコーキャンセル処理を開始すると（Ｓ１１）、バッファ手段３０により送話音声（近端話者音声）を遅延させ（Ｓ１２）、ノイズ検出手段３１がバッファ手段３０に記憶された送話音声（近端話者音声）の振幅レベルを測定し、所定の閾値以上の振幅レベルがあればノイズとして検出し（Ｓ１３）、ノイズを検出したならば伝達関数推定を行わない（Ｓ１３、Ｓ１７）。話者検出手段２６が遠端話者発話、近端話者発話またはダブルトークを判定し（ステップ１４）、遠端話者発話ならば伝達関数推定手段２７がＮＬＭＳ等のアルゴリズムを用いて伝達関数を推定し（Ｓ１５）、フィルタ手段２８は推定結果と受話音声（遠端話者音声）との畳み込み演算を行い（Ｓ１６）、バッファ手段３０からの送話音声（近端話者音声）と畳み込み演算結果とを減算手段２９により減算してエコー成分を除去する（Ｓ１７）。
【００５２】
以上のように本実施の形態によれば、マイクロフォン出力におけるノイズを検出するノイズ検出手段３１と、ノイズ検出手段３１においてノイズを検出しなかったときには遠端話者の発話状態か近端話者の発話状態かを検出する話者検出手段２６と、話者検出手段２６において遠端話者の発話状態と判定したときにはスピーカ９からマイクロフォン１０へと回り込むエコー成分を推定する伝達関数推定手段２７と、エコー成分の推定に基づいてエコー成分を除去すると共にノイズ検出手段においてノイズを検出したときにはエコー成分の推定に基づくことなくエコー成分を除去するエコーフィルタ手段２８、２９とを有することにより、突発性のノイズや強度のエコーがマイクロフォンに入力された場合、適応型フィルタの学習動作を停止あるいは抑制することができるので、エコーの増大やハウリング発生を防止することができる。
【００５３】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３によるエコーキャンセル装置の基本構成は図１に示す構成であり、本発明の実施の形態３によるエコーキャンセル装置の中央演算処理装置１３の構成は図４に示す構成である。
【００５４】
このように構成されたエコーキャンセル装置の中央演算処理装置１３について、その動作を説明する。図６は図４の中央演算処理装置の動作を示すフローチャートである。
【００５５】
図６において、エコーキャンセル処理を開始すると（Ｓ２１）、話者検出手段２６が遠端発話、近端発話またはダブルトークを検出し（Ｓ２２）、遠端発話、近端発話、ダブルトークのいずれかの場合においては（Ｓ２３）、バッファ手段３０のバッファ長を短くし（Ｓ２４）、無音であればバッファ手段３０のバッファ長を長くする（Ｓ２５）。バッファ長の長短制御は、遅延時間コントロール手段３２がバッファ手段３０を制御することにより行われる。
【００５６】
以上のように本実施の形態によれば、話者を検出したか否かを判定する話者検出手段２６と、マイクロフォン出力を記憶すると共に話者検出手段２６において話者を検出した場合にはバッファ長を短くし、話者検出手段２６において話者を検出しなかった場合にはバッファ長を長くするバッファ手段３０とを有することにより、突発性のノイズや強度のエコーがマイクロフォンに入力された場合、突発性のノイズや強度のエコーをバッファ手段から出力しないようにすることができるので、エコーの増大やハウリング発生を防止することができる。
【００５７】
また、バッファ手段３０におけるバッファ長を制御する遅延時間コントロール手段３２を備えたことにより、有音区間を検知した場合にはバッファ手段の遅延時間を短くし、無音区間を検出した場合にはバッファ手段のバッファ時間を長くするようコントロールすることで、無音時のノイズ耐性を上げつつ、有音時におけるバッファの影響を軽減することができる。
【００５８】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４によるエコーキャンセル装置の基本構成は図１に示す構成であり、本発明の実施の形態４によるエコーキャンセル装置の中央演算処理装置１３の構成は図４に示す構成である。
【００５９】
このように構成されたエコーキャンセル装置の中央演算処理装置１３について、その動作を説明する。図７は図４の中央演算処理装置の動作を示すフローチャートである。
【００６０】
図７において、エコーキャンセル処理を開始すると（Ｓ３１）、バッファ手段３０により送話音声（近端話者音声）を遅延させ（Ｓ３２）、ノイズ検出手段３１がバッファ手段３０に記憶された送話音声（近端話者音声）の振幅レベルを測定し、所定の閾値以上の振幅レベルがあればノイズとして検出し（Ｓ３３）、ノイズを検出したならば、警告手段３３は警告装置の警告灯（図示せず）を点灯させる（Ｓ３４）。
【００６１】
以上のように本実施の形態によれば、マイクロフォン出力を記憶して遅延させるバッファ手段３０と、バッファ手段３０に記憶された送話音声の振幅レベルを測定し、測定した振幅レベルが所定の閾値以上のレベルの場合にはノイズとして検出するノイズ検出手段３１と、ノイズ検出手段３１がノイズを検出した場合には警告を発する警告手段３３とを有することにより、エコーキャンセル処理の妨害となるノイズを抑制させることができるので、より安定したエコーキャンセル動作を行うことができ、エコーの増大やハウリング発生を防止することができる。また、ノイズが発生したときに警告灯として発光ダイオード等を点灯させることにより、ユーザに対してエコーキャンセル処理の妨害となるノイズを抑制させるエコーキャンセル処理を実現することができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載のエコーキャンセル装置によれば、遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置であって、中央演算処理装置は、マイクロフォン出力におけるノイズを検出するノイズ検出手段と、ノイズ検出手段においてノイズを検出しなかったときには遠端話者の発話状態か近端話者の発話状態かを検出する話者検出手段と、話者検出手段において遠端話者の発話状態と判定したときにはスピーカからマイクロフォンへと回り込むエコー成分を推定する伝達関数推定手段と、エコー成分の推定に基づいてエコー成分を除去すると共にノイズ検出手段においてノイズを検出したときにはエコー成分の推定に基づくことなくエコー成分を除去するエコーフィルタ手段とを有することにより、突発性のノイズや強度のエコーがマイクロフォンに入力された場合、適応型フィルタの学習動作を停止あるいは抑制することができるので、エコーの増大やハウリング発生を防止することができるという有利な効果が得られる。
【００６３】
請求項２に記載のエコーキャンセル装置によれば、遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置であって、中央演算処理装置は、話者を検出したか否かを判定する話者検出手段と、マイクロフォン出力を記憶すると共に話者検出手段において話者を検出した場合にはバッファ長を短くし、話者検出手段において話者を検出しなかった場合にはバッファ長を長くするバッファ手段とを有することにより、突発性のノイズや強度のエコーがマイクロフォンに入力された場合、突発性のノイズや強度のエコーをバッファ手段から出力しないようにすることができるので、エコーの増大やハウリング発生を防止することができるという有利な効果が得られる。
【００６４】
請求項３に記載のエコーキャンセル装置によれば、請求項２に記載のエコーキャンセル装置において、バッファ手段におけるバッファ長を制御する遅延時間コントロール手段を備えたことにより、有音区間を検知した場合にはバッファ手段の遅延時間を短くし、無音区間を検出した場合にはバッファ手段のバッファ時間を長くするようコントロールすることで、無音時のノイズ耐性を上げつつ、有音時におけるバッファの影響を軽減することができるという有利な効果が得られる。
【００６５】
請求項４に記載のエコーキャンセル装置によれば、遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置であって、中央演算処理装置は、マイクロフォン出力を記憶して遅延させるバッファ手段と、バッファ手段に記憶された送話音声の振幅レベルを測定し、測定した振幅レベルが所定の閾値以上のレベルの場合にはノイズとして検知するノイズ検出手段と、ノイズ検出手段がノイズを検出した場合には警告を発する警告手段とを有することにより、エコーキャンセル処理の妨害となるノイズを抑制させることができるので、より安定したエコーキャンセル動作を行うことができ、エコーの増大やハウリング発生を防止することができ、また、ノイズが発生したときに警告灯として発光ダイオード等を点灯させることにより、ユーザに対してエコーキャンセル処理の妨害となるノイズを抑制させるエコーキャンセル処理を実現することができるという有利な効果が得られる。
【００６６】
請求項５に記載のエコーキャンセル方法によれば、遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置におけるエコーキャンセル方法であって、マイクロフォン出力におけるノイズを検出するノイズ検出ステップと、ノイズ検出ステップにおいてノイズを検出したときには遠端話者の発話状態か近端話者の発話状態かを検出する話者検出ステップと、話者検出ステップにおいて遠端話者の発話状態と判定したときにはスピーカからマイクロフォンへと回り込むエコー成分を推定する伝達関数推定ステップと、エコー成分の推定に基づいてエコー成分を除去するエコーフィルタステップとを有することにより、突発性のノイズや強度のエコーがマイクロフォンに入力された場合、適応型フィルタの学習動作を停止あるいは抑制することができるので、エコーの増大やハウリング発生を防止することができるという有利な効果が得られる。
【００６７】
請求項６に記載のエコーキャンセル方法によれば、遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置におけるエコーキャンセル方法であって、中央演算処理装置は、話者を検出したか否かを判定する話者検出ステップと、マイクロフォン出力を記憶すると共に話者検出ステップにおいて話者を検出した場合にはバッファ長を短くし、話者検出ステップにおいて話者を検出しなかった場合にはバッファ長を長くするバッファ手段とを有することにより、突発性のノイズや強度のエコーがマイクロフォンに入力された場合、突発性のノイズや強度のエコーをバッファ手段から出力しないようにすることができるので、エコーの増大やハウリング発生を防止することができるという有利な効果が得られる。
【００６８】
請求項７に記載のエコーキャンセル方法によれば、請求項６に記載のエコーキャンセル方法において、バッファステップにおけるバッファ長を制御する遅延時間コントロールステップを備えたことにより、有音区間を検知した場合にはバッファ手段の遅延時間を短くし、無音区間を検出した場合にはバッファ手段のバッファ時間を長くするようコントロールすることで、無音時のノイズ耐性を上げつつ、有音時におけるバッファの影響を軽減することができるという有利な効果が得られる。
【００６９】
請求項８に記載のエコーキャンセル方法によれば、遠端話者からの受話音声等の音声を出力するスピーカと、近端話者等の音声が入力されるマイクロフォンと、全体を制御する中央演算処理装置とを有するエコーキャンセル装置におけるエコーキャンセル方法であって、マイクロフォン出力を記憶して遅延させるバッファステップと、バッファステップにおいて記憶された送話音声の振幅レベルを測定し、測定した振幅レベルが所定の閾値以上のレベルの場合にはノイズとして検知するノイズ検出ステップと、ノイズ検出ステップにおいてノイズを検出した場合には警告を発する警告ステップとを有することにより、エコーキャンセル処理の妨害となるノイズを抑制させることができるので、より安定したエコーキャンセル動作を行うことができ、エコーの増大やハウリング発生を防止することができるという有利な効果が得られる。
【００７０】
請求項９に記載のプログラムによれば、請求項５乃至８のいずれか１に記載されたエコーキャンセル方法の各ステップを実行するためのプログラムであることにより、上記プログラムを実行するコンピュータを用いることにより、請求項５乃至８のいずれか１に記載されたエコーキャンセル方法を任意の場所で任意の時間に実行することができるという有利な効果が得られる。
【００７１】
請求項１０に記載の記録媒体によれば、請求項９に記載されたプログラムを実行するためのコンピュータで読み取り可能な記録媒体であることにより、コンピュータで読み取り可能な記録媒体からプログラムを読み取ることにより、請求項９に記載されたプログラムを任意の場所で任意の時間に実行することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１、２、３、４によるエコーキャンセル装置の基本構成を示すブロック図
【図２】図１の中央演算処理装置における機能実現手段を示す機能ブロック図
【図３】図２の中央演算処理装置の動作を示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態２によるエコーキャンセル装置の中央演算処理装置を示す機能ブロック図
【図５】図４の中央演算処理装置の動作を示すフローチャート
【図６】図４の中央演算処理装置の動作を示すフローチャート
【図７】図４の中央演算処理装置の動作を示すフローチャート
【図８】従来のエコーキャンセル装置を示す機能ブロック図
【符号の説明】
６  電話回路装置
７、１１  Ａ／Ｄ変換装置
８、１２  Ｄ／Ａ変換装置
９  スピーカ
１０  マイクロフォン
１３  中央演算処理装置
１４  ＲＯＭ
１５  ＲＡＭ
１６、２６  話者検出手段
１７、２７  伝達関数推定手段
１８  直接エコーフィルタ手段
１９  間接エコーフィルタ手段
２０、２９  減算手段
２８  フィルタ手段
３０  バッファ手段
３１  ノイズ検出手段
３２  遅延時間コントロール手段
３３  警告手段
【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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