(57)【要約】【課題】スピーカ出力音声の音量を大きくしても会話におけるエコー感やハウリング発生を抑制することができるハウリング防止装置、ハウリング防止方法、プログラムおよび記憶媒体を提供することを目的とする。【解決手段】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１３とを有するハウリング防止装置であって、中央演算処理装置１３は、受話音声等の音声の音量を設定する受話音量設定手段５１と、受話音量設定手段５１で設定された音量に応じてピーク周波数のゲインは上げずスロープのゲインを上げるようなスピーカ出力周波数特性を有するフィルタ手段５２と、マイクロフォンからの入力音声に対してはフィルタ手段５２の逆特性を有する逆特性フィルタ手段５３とを有する。【選択図】  図４
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【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ハウリング防止装置であって、
前記中央演算処理装置は、前記受話音声等の音声の音量を設定する受話音量設定手段と、前記受話音量設定手段で設定された音量に応じてピーク周波数のゲインは上げずスロープのゲインを上げるようなスピーカ出力周波数特性を有するフィルタ手段と、前記マイクロフォンからの入力音声に対しては前記フィルタ手段の逆特性を有する逆特性フィルタ手段とを有することを特徴とするハウリング防止装置。
【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ハウリング防止装置におけるハウリング防止方法であって、
前記受話音声等の音声の音量を設定する受話音量設定ステップと、前記受話音量設定ステップで設定された音量に応じてピーク周波数のゲインは上げずスロープのゲインを上げるようなスピーカ出力周波数特性を有するフィルタステップと、前記マイクロフォンからの入力音声に対しては前記フィルタステップの逆特性を有する逆特性フィルタステップとを有することを特徴とするハウリング防止方法。
【請求項３】
請求項２に記載されたハウリング防止方法の各ステップを実行するためのプログラム。
【請求項４】
請求項３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ハウリング防止装置、および、そのハウリング防止装置におけるハウリング防止方法、ならびに、そのハウリング防止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６は従来のハウリング防止装置として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６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】
【特許文献１】
特開平５−４８５４７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のハウリング防止装置では、スピーカからの音量を大きくした場合に音響結合量が増大し、会話にエコー感が発生したり、最悪ハウリングが発生する問題を有していた。
【０００７】
このハウリング防止装置、ハウリング防止方法、プログラムおよび記録媒体では、スピーカ出力音声の音量を大きくしても会話におけるエコー感やハウリング発生を抑制できることが要求されている。
【０００８】
本発明は、この要求を満たすため、スピーカ出力音声の音量を大きくしても会話におけるエコー感やハウリング発生を抑制することができるハウリング防止装置、および、スピーカ出力音声の音量を大きくしても会話におけるエコー感やハウリング発生を抑制するためのハウリング防止方法、ならびに、そのハウリング防止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。
【０００９】
【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ハウリング防止装置は、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ハウリング防止装置であって、中央演算処理装置は、受話音声等の音声の音量を設定する受話音量設定手段と、受話音量設定手段で設定された音量に応じてピーク周波数のゲインは上げずスロープのゲインを上げるようなスピーカ出力周波数特性を有するフィルタ手段と、マイクロフォンからの入力音声に対してはフィルタ手段の逆特性を有する逆特性フィルタ手段とを有する構成を備えている。
【００１０】
これにより、スピーカ出力音声の音量を大きくしても会話におけるエコー感やハウリング発生を抑制することができるハウリング防止装置が得られる。
【００１１】
上記課題を解決するために本発明のハウリング防止方法は、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ハウリング防止装置におけるハウリング防止方法であって、受話音声等の音声の音量を設定する受話音量設定ステップと、受話音量設定ステップで設定された音量に応じてピーク周波数のゲインは上げずスロープのゲインを上げるようなスピーカ出力周波数特性を有するフィルタステップと、マイクロフォンからの入力音声に対してはフィルタステップの逆特性を有する逆特性フィルタステップとを有する構成を備えている。
【００１２】
これにより、スピーカ出力音声の音量を大きくしても会話におけるエコー感やハウリング発生を抑制するためのハウリング防止方法が得られる。
【００１３】
請求項３に記載のプログラムは、請求項２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構成を備えている。
【００１４】
これにより、上記ハウリング防止方法を実行するためのプログラムが得られる。
【００１５】
請求項４に記載の記録媒体は、請求項３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構成を備えている。
【００１６】
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。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載のハウリング装置は、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ハウリング防止装置であって、中央演算処理装置は、受話音声等の音声の音量を設定する受話音量設定手段と、受話音量設定手段で設定された音量に応じてピーク周波数のゲインは上げずスロープのゲインを上げるようなスピーカ出力周波数特性を有するフィルタ手段と、マイクロフォンからの入力音声に対してはフィルタ手段の逆特性を有する逆特性フィルタ手段とを有することとしたものである。
【００１８】
この構成により、スピーカ出力音声の音量を大きくしても、スピーカ出力音声がエコーとしてマイクロフォンに入力される音声を極力押さえることができるので、会話におけるエコー感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。
【００１９】
請求項２に記載のハウリング防止方法は、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ハウリング防止装置におけるハウリング防止方法であって、受話音声等の音声の音量を設定する受話音量設定ステップと、受話音量設定ステップで設定された音量に応じてピーク周波数のゲインは上げずスロープのゲインを上げるようなスピーカ出力周波数特性を有するフィルタステップと、マイクロフォンからの入力音声に対してはフィルタステップの逆特性を有する逆特性フィルタステップとを有することとしたものである。
【００２０】
この構成により、スピーカ出力音声の音量を大きくしても、スピーカ出力音声がエコーとしてマイクロフォンに入力される音声を極力押さえることができるので、会話におけるエコー感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。
【００２１】
請求項３に記載のプログラムは、請求項２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。
【００２２】
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２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。
【００２３】
請求項４に記載の記録媒体は、請求項３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。
【００２４】
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３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。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１によるハウリング防止装置の基本構成を示すブロック図である。
【００２７】
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１０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ＲＯＭ１４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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
図３は、図２の中央演算処理装置１３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。
【００３２】
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）。
【００３３】
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。
【００３４】
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。したがって、会話におけるエコー感やハウリング発生を抑制することができる。
【００３５】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２によるハウリング防止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ハウリング防止方法を示す。なお、本実施の形態によるハウリング防止装置の基本構成は図１に示す構成である。また、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。
【００３６】
図４において、５１は受話音量設定手段、５２は受話音量設定手段５１で設定された音量に最適な周波数特性に可変なフィルタ手段、５３はフィルタ手段５２の周波数特性に対して逆特性を有する逆特性フィルタ手段である。
【００３７】
このように構成されたハウリング防止装置について、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１３の動作を示すフローチャートである。
【００３８】
図５において、まず、受話音量設定手段５１により受話音量を設定する（Ｓ１１）。受話音量設定手段５１により音量を大きくした場合、スピーカ出力音声の周波数特性において、ピーク周波数のゲインは上げず、そのスロープのゲインを上げるようなスピーカ出力周波数特性を有するフィルタ特性にフィルタ手段５２を変更し、スピーカ出力音声とフィルタ手段５２との畳み込み演算を行い（Ｓ１２）、マイクロフォン１０からの入力音声に対してはフィルタ手段５２の逆特性を有する逆特性フィルタ手段５３を畳み込む（Ｓ１３）。
【００３９】
以上のように本実施の形態によれば、受話音声等の音声の音量を設定する受話音量設定手段５１と、受話音量設定手段５１で設定された音量に応じてピーク周波数のゲインは上げずスロープのゲインを上げるようなスピーカ出力周波数特性を有するフィルタ手段５２と、マイクロフォン１０からの入力音声に対してはフィルタ手段５２の逆特性を有する逆特性フィルタ手段５３とを有することにより、スピーカ出力音声の音量を大きくしても、スピーカ出力音声がエコーとしてマイクロフォン１０に入力される音声を極力押さえることができるので、会話におけるエコー感やハウリング発生を抑制することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載のハウリング防止装置によれば、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ハウリング防止装置であって、中央演算処理装置は、受話音声等の音声の音量を設定する受話音量設定手段と、受話音量設定手段で設定された音量に応じてピーク周波数のゲインは上げずスロープのゲインを上げるようなスピーカ出力周波数特性を有するフィルタ手段と、マイクロフォンからの入力音声に対してはフィルタ手段の逆特性を有する逆特性フィルタ手段とを有することにより、スピーカ出力音声の音量を大きくしても、スピーカ出力音声がエコーとしてマイクロフォンに入力される音声を極力押さえることができるので、会話におけるエコー感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。
【００４１】
請求項２に記載のハウリング防止方法によれば、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ハウリング防止装置におけるハウリング防止方法であって、受話音声等の音声の音量を設定する受話音量設定ステップと、受話音量設定ステップで設定された音量に応じてピーク周波数のゲインは上げずスロープのゲインを上げるようなスピーカ出力周波数特性を有するフィルタステップと、マイクロフォンからの入力音声に対してはフィルタステップの逆特性を有する逆特性フィルタステップとを有することにより、スピーカ出力音声の音量を大きくしても、スピーカ出力音声がエコーとしてマイクロフォンに入力される音声を極力押さえることができるので、会話におけるエコー感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。
【００４２】
請求項３に記載のプログラムによれば、請求項２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２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。
【００４３】
請求項４に記載の記録媒体によれば、請求項３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３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によるハウリング防止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によるハウリング防止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】従来のハウリング防止装置として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
５１  受話音量設定手段
５２  フィルタ手段
５３  逆特性フィルタ手段
【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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