(57)【要約】【課題】伝達関数が急激に変化した場合でもエコーの増大やハウリング発生を抑制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、推定したエコー成分を除去するエコーフィルタ手段と、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出手段１６とを有し、話者検出手段は、受話音声信号としての遠端話者音声信号および送話音声信号としての近端話者音声信号のパワーを演算してリーク積分するリーク積分手段２１、２２と、リーク積分手段の保持する演算結果をもとに遠端話者および近端話者の発話状態を検出する検出手段２５とを有する。【選択図】  図４
2004289242.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、推定した前記エコー成分を除去するエコーフィルタ手段と、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出手段とを有し、
前記話者検出手段は、受話音声信号としての遠端話者音声信号および送話音声信号としての近端話者音声信号のパワーを演算してリーク積分するリーク積分手段と、前記リーク積分手段の保持する演算結果をもとに遠端話者および近端話者の発話状態を検出する検出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】
前記話者検出手段は、受話音声信号のリーク積分値の平均値を計算して保持する受話平均値保持手段と、送話音声信号のリーク積分値の平均値を計算して保持する送話平均値保持手段とを有することを特徴とする請求項１に記載のエコーキャンセル装置。
【請求項３】
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、推定した前記エコー成分を除去するエコーフィルタ手段と、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出手段とを有し、
前記話者検出手段は、遠端話者、近端話者およびダブルトークの発話期間を計算すると共に計算した前記発話期間の長短に応じて前記伝達関数推定手段における学習係数項の値を制御することを特徴とするを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、推定した前記エコー成分を除去するエコーフィルタ手段と、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出手段とを有し、
前記話者検出手段は、無音期間を計算すると共に計算した前記無音期間の長短に応じて前記伝達関数推定手段における正規化ＬＭＳ方式のオフセット項の値を制御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、推定した前記エコー成分を除去するエコーフィルタステップと、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出ステップとを有し、
前記話者検出ステップは、受話音声信号としての遠端話者音声信号および送話音声信号としての近端話者音声信号のパワーを演算してリーク積分するリーク積分ステップと、前記リーク積分ステップにおける演算結果をもとに遠端話者および近端話者の発話状態を検出する検出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】
前記話者検出ステップは、受話音声信号のリーク積分値の平均値を計算して保持する受話平均値保持ステップと、送話音声信号のリーク積分値の平均値を計算して保持する送話平均値保持ステップとを有することを特徴とする請求項５に記載のエコーキャンセル方法。
【請求項７】
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、推定した前記エコー成分を除去するエコーフィルタステップと、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出ステップとを有し、
前記話者検出ステップでは、遠端話者、近端話者およびダブルトークの発話期間を計算すると共に計算した前記発話期間の長短に応じて前記伝達関数推定ステップにおける学習係数項の値を制御することを特徴とするを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、推定した前記エコー成分を除去するエコーフィルタステップと、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出ステップとを有し、
前記話者検出ステップでは、無音期間を計算すると共に計算した前記無音期間の長短に応じて前記伝達関数推定ステップにおける正規化ＬＭＳ方式のオフセット項の値を制御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ことを特徴とするコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【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１のエコーキャンセル部、４は第１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２のエコーキャンセル部である。
【０００５】
第２の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、第２の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、近端話者の空間移動などに伴って伝達関数が急激に変化した場合に、話者検出の誤判定を招き、結果としてエコーの増大やハウリング発生を招来するという問題点を有していた。
【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、近端話者の空間移動などに伴って伝達関数が急激に変化した場合でも、エコーの増大やハウリング発生が抑制され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、伝達関数が急激に変化した場合でもエコーの増大やハウリング発生を抑制することができるエコーキャンセル装置、および、伝達関数が急激に変化した場合でもエコーの増大やハウリング発生を抑制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、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、推定したエコー成分を除去するエコーフィルタ手段と、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出手段とを有し、話者検出手段は、受話音声信号としての遠端話者音声信号および送話音声信号としての近端話者音声信号のパワーを演算してリーク積分するリーク積分手段と、リーク積分手段の保持する演算結果をもとに遠端話者および近端話者の発話状態を検出する検出手段とを有する構成を備えている。
【００１１】
これにより、伝達関数が急激に変化した場合でもエコーの増大やハウリング発生を抑制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、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、推定したエコー成分を除去するエコーフィルタステップと、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出ステップとを有し、話者検出ステップは、受話音声信号としての遠端話者音声信号および送話音声信号としての近端話者音声信号のパワーを演算してリーク積分するリーク積分ステップと、リーク積分ステップにおける演算結果をもとに遠端話者および近端話者の発話状態を検出する検出ステップとを有する構成を備えている。
【００１３】
これにより、伝達関数が急激に変化した場合でもエコーの増大やハウリング発生を抑制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、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、推定したエコー成分を除去するエコーフィルタ手段と、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出手段とを有し、話者検出手段は、受話音声信号としての遠端話者音声信号および送話音声信号としての近端話者音声信号のパワーを演算してリーク積分するリーク積分手段と、リーク積分手段の保持する演算結果をもとに遠端話者および近端話者の発話状態を検出する検出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、話者検出手段が前回検出動作までに利用した遠端話者音声信号および近端話者音声信号のパワーの平均値を閾値として用いることができるので、近端話者の空間移動などに伴って伝達関数の急激な変化が生じた場合にも、変化に追従することができ、エコーの増大やハウリング発生を抑制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、請求項１に記載のエコーキャンセル装置において、話者検出手段は、受話音声信号のリーク積分値の平均値を計算して保持する受話平均値保持手段と、送話音声信号のリーク積分値の平均値を計算して保持する送話平均値保持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、リーク積分値の平均値すなわち背景騒音のレベルに自動適応可能な話者検出を行う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、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、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、推定したエコー成分を除去するエコーフィルタ手段と、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出手段とを有し、話者検出手段は、遠端話者、近端話者およびダブルトークの発話期間を計算すると共に計算した発話期間の長短に応じて伝達関数推定手段における学習係数項の値を制御することとしたものである。
【００２３】
この構成により、発話期間の長い場合には伝達関数推定手段における学習係数項の値を増加させ、発話期間の短い場合には伝達関数推定手段における学習係数項の値を減少させることができるので、突発性のノイズに対してエコーキャンセル処理の耐性を高め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、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、推定したエコー成分を除去するエコーフィルタ手段と、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出手段とを有し、話者検出手段は、無音期間を計算すると共に計算した無音期間の長短に応じて伝達関数推定手段における正規化ＬＭＳ方式のオフセット項の値を制御することとしたものである。
【００２５】
この構成により、無音期間の長い場合には伝達関数推定手段における正規化ＬＭＳ方式のオフセット項の値を増加させ、無音期間の短い場合には伝達関数推定手段における正規化ＬＭＳ方式のオフセット項の値を減少させることができるので、突発性のノイズに対してエコーキャンセル処理の耐性を高め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、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、推定したエコー成分を除去するエコーフィルタステップと、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出ステップとを有し、話者検出ステップは、受話音声信号としての遠端話者音声信号および送話音声信号としての近端話者音声信号のパワーを演算してリーク積分するリーク積分ステップと、リーク積分ステップにおける演算結果をもとに遠端話者および近端話者の発話状態を検出する検出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、話者検出手段が前回検出動作までに利用した遠端話者音声信号および近端話者音声信号のパワーの平均値を閾値として用いることができるので、近端話者の空間移動などに伴って伝達関数の急激な変化が生じた場合にも、変化に追従することができ、エコーの増大やハウリング発生を抑制する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、請求項５に記載のエコーキャンセル方法であって、話者検出ステップは、受話音声信号のリーク積分値の平均値を計算して保持する受話平均値保持ステップと、送話音声信号のリーク積分値の平均値を計算して保持する送話平均値保持ステップとを有することとしたものである。
【００２９】
この構成により、リーク積分値の平均値すなわち背景騒音のレベルに自動適応可能な話者検出を行う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、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、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、推定したエコー成分を除去するエコーフィルタステップと、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出ステップとを有し、話者検出ステップでは、遠端話者、近端話者およびダブルトークの発話期間を計算すると共に計算した発話期間の長短に応じて伝達関数推定ステップにおける学習係数項の値を制御することとしたものである。
【００３１】
この構成により、発話期間の長い場合には伝達関数推定手段における学習係数項の値を増加させ、発話期間の短い場合には伝達関数推定手段における学習係数項の値を減少させることができるので、突発性のノイズに対してエコーキャンセル処理の耐性を高め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、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、推定したエコー成分を除去するエコーフィルタステップと、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出ステップとを有し、話者検出ステップでは、無音期間を計算すると共に計算した無音期間の長短に応じて伝達関数推定ステップにおける正規化ＬＭＳ方式のオフセット項の値を制御することとしたものである。
【００３３】
この構成により、無音期間の長い場合には伝達関数推定手段における正規化ＬＭＳ方式のオフセット項の値を増加させ、無音期間の短い場合には伝達関数推定手段における正規化ＬＭＳ方式のオフセット項の値を減少させることができるので、突発性のノイズに対してエコーキャンセル処理の耐性を高め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の話者検出手段を示す機能ブロック図であり、エコーキャンセル方式における話者検出方法を示す。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、本実施の形態によるエコーキャンセル装置の中央演算処理装置の構成は図２に示す構成である。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、２１は受話音声（遠端話者音声）のリーク積分（リーク積分とは、積分値＝積分値×定数＋入力データの形で行う入力データの積分）を行うリーク積分手段、２２は送話音声（近端話者音声）のリーク積分を行うリーク積分手段、２３はリーク積分手段２１の演算結果の平均値を保持する受話平均値保持手段、２４はリーク積分手段２２の演算結果の平均値を保持する送話平均値保持手段、２５は受話平均値保持手段２３と送話平均値保持手段２４に保持されている値を閾値として、遠端話者発話、近端話者発話、ダブルトークを判定する検出手段である。
【００５０】
このように構成された話者検出手段１６について、その動作を図５を用いて説明する。図５は図４の話者検出手段１６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）、リーク積分手段２１が受話音声のリーク積分を算出し（Ｓ１２）、その平均値を受話平均値保持手段２３が記憶する（Ｓ１３）、リーク積分手段２２が送話音声のリーク積分を算出し（Ｓ１４）、その平均値を送話平均値保持手段２４が記憶する（Ｓ１５）。検出手段２５は受話平均値保持手段２３と送話平均値保持手段２４とに保持されている値を閾値として、遠端話者発話、近端話者発話、ダブルトークを判定する。
【００５２】
以上のように本実施の形態によれば、中央演算処理装置１３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１７と、推定したエコー成分を除去するエコーフィルタ手段１８〜１９と、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出手段１６とを有し、話者検出手段１６は、受話音声信号としての遠端話者音声信号および送話音声信号としての近端話者音声信号のパワーを演算してリーク積分するリーク積分手段２１、２２と、リーク積分手段２１、２２の保持する演算結果をもとに遠端話者および近端話者の発話状態を検出する検出手段２５とを有することにより、話者検出手段１６が前回検出動作までに利用した遠端話者音声信号および近端話者音声信号のパワーの平均値を閾値として用いることができるので、近端話者の空間移動などに伴って伝達関数の急激な変化が生じた場合にも、変化に追従することができ、エコーの増大やハウリング発生を抑制することができる。
【００５３】
また、話者検出手段１６は、受話音声信号のリーク積分値の平均値を計算して保持する受話平均値保持手段２３と、送話音声信号のリーク積分値の平均値を計算して保持する送話平均値保持手段２４とを有することにより、リーク積分値の平均値すなわち背景騒音のレベルに自動適応可能な話者検出を行うことができる。
【００５４】
（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、本実施の形態によるエコーキャンセル装置の中央演算処理装置の構成は図２に示す構成である。また、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の話者検出手段１６の構成は図４に示す構成である。
【００５５】
このように構成された話者検出手段１６について、その動作を図６を用いて説明する。図６は図４の話者検出手段１６の動作を示すフローチャートである。
【００５６】
図６において、エコーキャンセル処理を開始すると（Ｓ２１）、検出手段２５が発話期間を計算し（Ｓ２２）、発話期間が一定期間より長ければ（Ｓ２３）、伝達関数推定手段１７における学習係数項の値を大きくし（Ｓ２４）、発話期間が一定期間より短ければ伝達関数推定手段１７における学習係数項の値を小さくする（Ｓ２５）。
【００５７】
以上のように本実施の形態によれば、中央演算処理装置１３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１７と、推定したエコー成分を除去するエコーフィルタ手段１８〜１９と、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出手段１６とを有し、話者検出手段１６は、遠端話者、近端話者およびダブルトークの発話期間を計算すると共に計算した発話期間の長短に応じて伝達関数推定手段における学習係数項の値を制御することにより、発話期間の長い場合には伝達関数推定手段における学習係数項の値を増加させ、発話期間の短い場合には伝達関数推定手段における学習係数項の値を減少させることができるので、突発性のノイズに対してエコーキャンセル処理の耐性を高めることができる。
【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、本実施の形態によるエコーキャンセル装置の中央演算処理装置の構成は図２に示す構成である。また、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の話者検出手段１６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話者検出手段１６について、その動作を図７を用いて説明する。図７は図４の話者検出手段１６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）、検出手段２５が無音期間を計算し（Ｓ３２）、無音期間が一定期間より長ければ（Ｓ３３）、伝達関数推定手段１７における正規化ＬＭＳ方式のオフセット項の値を大きくし（Ｓ３４）、無音期間が一定期間より短ければ伝達関数推定手段１７における正規化ＬＭＳ方式のオフセット項の値を小さくする（Ｓ３５）。
【００６１】
以上のように本実施の形態によれば、中央演算処理装置１３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１７と、推定したエコー成分を除去するエコーフィルタ手段１８〜１９と、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出手段１６とを有し、話者検出手段１６は、無音期間を計算すると共に計算した無音期間の長短に応じて伝達関数推定手段における正規化ＬＭＳ方式のオフセット項の値を制御することにより、無音期間の長い場合には伝達関数推定手段における正規化ＬＭＳ方式のオフセット項の値を増加させ、無音期間の短い場合には伝達関数推定手段における正規化ＬＭＳ方式のオフセット項の値を減少させることができるので、突発性のノイズに対してエコーキャンセル処理の耐性を高めることができる。
【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、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、推定したエコー成分を除去するエコーフィルタ手段と、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出手段とを有し、話者検出手段は、受話音声信号としての遠端話者音声信号および送話音声信号としての近端話者音声信号のパワーを演算してリーク積分するリーク積分手段と、リーク積分手段の保持する演算結果をもとに遠端話者および近端話者の発話状態を検出する検出手段とを有することにより、話者検出手段が前回検出動作までに利用した遠端話者音声信号および近端話者音声信号のパワーの平均値を閾値として用いることができるので、近端話者の空間移動などに伴って伝達関数の急激な変化が生じた場合にも、変化に追従することができ、エコーの増大やハウリング発生を抑制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、請求項１に記載のエコーキャンセル装置において、話者検出手段は、受話音声信号のリーク積分値の平均値を計算して保持する受話平均値保持手段と、送話音声信号のリーク積分値の平均値を計算して保持する送話平均値保持手段とを有することにより、リーク積分値の平均値すなわち背景騒音のレベルに自動適応可能な話者検出を行う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、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、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、推定したエコー成分を除去するエコーフィルタ手段と、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出手段とを有し、話者検出手段は、遠端話者、近端話者およびダブルトークの発話期間を計算すると共に計算した発話期間の長短に応じて伝達関数推定手段における学習係数項の値を制御することにより、発話期間の長い場合には伝達関数推定手段における学習係数項の値を増加させ、発話期間の短い場合には伝達関数推定手段における学習係数項の値を減少させることができるので、突発性のノイズに対してエコーキャンセル処理の耐性を高め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、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、推定したエコー成分を除去するエコーフィルタ手段と、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出手段とを有し、話者検出手段は、無音期間を計算すると共に計算した無音期間の長短に応じて伝達関数推定手段における正規化ＬＭＳ方式のオフセット項の値を制御することにより、無音期間の長い場合には伝達関数推定手段における正規化ＬＭＳ方式のオフセット項の値を増加させ、無音期間の短い場合には伝達関数推定手段における正規化ＬＭＳ方式のオフセット項の値を減少させることができるので、突発性のノイズに対してエコーキャンセル処理の耐性を高め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、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、推定したエコー成分を除去するエコーフィルタステップと、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出ステップとを有し、話者検出ステップは、受話音声信号としての遠端話者音声信号および送話音声信号としての近端話者音声信号のパワーを演算してリーク積分するリーク積分ステップと、リーク積分ステップにおける演算結果をもとに遠端話者および近端話者の発話状態を検出する検出ステップとを有することにより、話者検出手段が前回検出動作までに利用した遠端話者音声信号および近端話者音声信号のパワーの平均値を閾値として用いることができるので、近端話者の空間移動などに伴って伝達関数の急激な変化が生じた場合にも、変化に追従することができ、エコーの増大やハウリング発生を抑制する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、請求項５に記載のエコーキャンセル方法であって、話者検出ステップは、受話音声信号のリーク積分値の平均値を計算して保持する受話平均値保持ステップと、送話音声信号のリーク積分値の平均値を計算して保持する送話平均値保持ステップとを有することにより、リーク積分値の平均値すなわち背景騒音のレベルに自動適応可能な話者検出を行う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、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、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、推定したエコー成分を除去するエコーフィルタステップと、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出ステップとを有し、話者検出ステップでは、遠端話者、近端話者およびダブルトークの発話期間を計算すると共に計算した発話期間の長短に応じて伝達関数推定ステップにおける学習係数項の値を制御することにより、発話期間の長い場合には伝達関数推定手段における学習係数項の値を増加させ、発話期間の短い場合には伝達関数推定手段における学習係数項の値を減少させることができるので、突発性のノイズに対してエコーキャンセル処理の耐性を高め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、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、推定したエコー成分を除去するエコーフィルタステップと、遠端話者の発話、近端話者の発話およびダブルトークを検出する話者検出ステップとを有し、話者検出ステップでは、無音期間を計算すると共に計算した無音期間の長短に応じて伝達関数推定ステップにおける正規化ＬＭＳ方式のオフセット項の値を制御することにより、無音期間の長い場合には伝達関数推定手段における正規化ＬＭＳ方式のオフセット項の値を増加させ、無音期間の短い場合には伝達関数推定手段における正規化ＬＭＳ方式のオフセット項の値を減少させることができるので、突発性のノイズに対してエコーキャンセル処理の耐性を高め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の話者検出手段を示す機能ブロック図
【図５】図４の話者検出手段の動作を示すフローチャート
【図６】図４の話者検出手段の動作を示すフローチャート
【図７】図４の話者検出手段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  話者検出手段
１７  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  減算手段
２１、２２  リーク積分手段
２３  受話平均値保持手段
２４  送話平均値保持手段
２５  検出手段
【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】
2004289242.tif 000009
【図８】
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