(57)【要約】【課題】ハウリング検出の信頼性を増進することによって音質を高める。【解決手段】伝送されてきた受信信号を音声出力する音声出力手段と、捕捉した音声を電気信号に変換し当該電気信号を送信信号として送信する音声捕捉手段と、適応型エコーキャンセラ手段とを備え、当該適応型エコーキャンセラ手段が、前記受信信号に応じて適応的にタップ係数を更新し、タップ係数に応じて生成した疑似エコー信号を、所定の減算手段を用いて、前記送信信号から減算することによりエコー除去信号を得る環境で、ハウリングを処理するハウリング処理装置において、前記疑似エコー信号の値の大きさに応じた判定処理により、前記ハウリングの有無を判定するハウリング検出手段を備える。【選択図】  図１
2004165888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送されてきた受信信号を音声出力する音声出力手段と、捕捉した音声を電気信号に変換し当該電気信号を送信信号として送信する音声捕捉手段と、適応型エコーキャンセラ手段とを備え、当該適応型エコーキャンセラ手段が、前記受信信号に応じて適応的にタップ係数を更新し、タップ係数に応じて生成した疑似エコー信号を、所定の減算手段を用いて、前記送信信号から減算することによりエコー除去信号を得る環境で、ハウリングを処理するハウリング処理装置において、
前記疑似エコー信号の値の極性または大きさに応じた判定処理により、前記ハウリングの有無を判定するハウリング検出手段を備えたことを特徴とするハウリング処理装置。
【請求項２】
請求項１のハウリング処理装置において、
前記ハウリング検出手段がハウリングが有る旨の判定結果を出したときには、前記受信信号、前記送信信号、または、前記エコー除去信号を減衰させる減衰手段を備えたことを特徴とするハウリング処理装置。
【請求項３】
請求項１のハウリング処理装置において、
前記ハウリング検出手段がハウリングが有る旨の判定結果を出したときには、前記エコーキャンセラ手段のタップ係数を初期値にリセットする係数リセット手段を備えたことを特徴とするハウリング処理装置。
【請求項４】
請求項１のハウリング処理装置において、
前記送信信号と受信信号をもとに、エコー経路のエコー損失量を算出するエコー損失算出手段を設け、
前記ハウリング検出手段は、当該エコー損失量を利用して、前記ハウリングの有無を判定することを特徴とするハウリング処理装置。
【請求項５】
請求項１のハウリング処理装置において、
前記ハウリング検出手段は、
前記送信信号の振幅に応じた包絡線と前記エコー除去信号の振幅に応じた包絡線の値の差の大きさが第１のしきい値以下のときには、ハウリング無しと判定し、第１のしきい値を越えるときには、ハウリング有りと判定することを特徴とするハウリング処理装置。
【請求項６】
請求項１のハウリング処理装置において、
前記ハウリング検出手段は、
前記エコー除去信号の振幅に応じた包絡線と前記受信信号の振幅に応じた包絡線の値の差の大きさが第２のしきい値以下のときには、ハウリング無しと判定し、第２のしきい値を越えるときには、ハウリング有りと判定することを特徴とするハウリング処理装置。
【請求項７】
請求項１のハウリング処理装置において、
前記ハウリング検出手段は、
前記エコー除去信号の振幅に応じた包絡線と前記受信信号の振幅に応じた包絡線の値の差の大きさが、エコー経路のエコー損失量を反映した第３のしきい値以下のときには、ハウリング無しと判定し、当該第３のしきい値を越えるときには、ハウリング有りと判定することを特徴とするハウリング処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はハウリング処理装置に関し、例えば、適応型フィルタによるエコーキャンセラを用いる環境で、ハウリングを抑止する場合などに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
電話通信網には、ハイブリッド回路（２線４線変換回路）で回り込むエコー（回線エコー）や、電話端末のスピーカからマイクロフォンに回り込むエコー（アコースティックエコー）を除去するために、適応型のエコーキャンセラが広く用いられている。適応型のエコーキャンセラは、適応型のフィルタを主体とする演算手段で、交換機もしくは電話機に搭載される。
【０００３】
しかし、内線転送された時やハンズフリーフォン機能を用いて会話をしている時においては、エコー経路の変動が激しく、適応型のエコーキャンセラがこの変動に追随できなくなり、エコーの打ち消し誤りから通信網を音声が巡回し、ハウリングが発生する場合がある。そのため、エコーキャンセラには、ハウリングを検出し、抑止する装置が具備されている。
【０００４】
従来のハウリング検出装置としては、下記の特許文献１に示すものがある。当該特許文献１では、ハウリングが生じかけているとき、マイクロフォンに入力される信号のエネルギが狭い周波数帯域にのみ集中することに着目してハウリングを検出している。
【０００５】
【特許文献１】
特公平６−４４７２４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、信号のエネルギが狭い周波数帯域にのみ集中するのは必ずしもハウリングが生じかけている場合に限らず、まれには、話者音声の信号のエネルギが狭い周波数帯域にのみ集中することがある。
【０００７】
このような場合に、当該検出結果に基いて、拡声系利得の自動制御等によるハウリング抑圧装置を動作させると、ハウリングを確実に抑圧し防止することができるものの、ハウリング以外の本来の話者音声まで抑圧して、音質劣化をまねく可能性がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明では、伝送されてきた受信信号を音声出力する音声出力手段と、捕捉した音声を電気信号に変換し当該電気信号を送信信号として送信する音声捕捉手段と、適応型エコーキャンセラ手段とを備え、当該適応型エコーキャンセラ手段が、前記受信信号に応じて適応的にタップ係数を更新し、タップ係数に応じて生成した疑似エコー信号を、所定の減算手段を用いて、前記送信信号から減算することによりエコー除去信号を得る環境で、ハウリングを処理するハウリング処理装置において、前記疑似エコー信号の値の極性または大きさに応じた判定処理により、前記ハウリングの有無を判定するハウリング検出手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（Ａ）実施形態
以下、本発明にかかるハウリング処理装置の実施形態について説明する。
【００１０】
第１〜第６の実施形態に共通する特徴は、適応エコーキャンセラの周辺における、ある２点間の信号パワー包絡を比較することで、従来よりも精度良くハウリングを検出し、なおかつ、速やかにハウリングを抑止することで、音質向上を図ることにある。信号のエネルギが狭い周波数帯域にのみ集中しているか否かによってハウリングの有無を判定しないため、前記特許文献１のような誤検出が生じることがない。
【００１１】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
本実施形態のハウリング処理装置１０の主要部の構成例を、図１に示す。
【００１２】
図１において、当該ハウリング処理装置１０は、エコーキャンセラ１１と、線路Ｌ１〜Ｌ３と、ハイブリッド回路１０２と、電話機１３とを備えている。
【００１３】
このうちエコーキャンセラ１１は、線路Ｌ１、Ｌ２に接続する端子Ｒｉｎ、Ｒｏｕｔ、Ｓｉｎ、Ｓｏｕｔと、減算器１２と、適応フィルタ１０１と、Ｓｉｎパワー包絡算出部１０３と、Ｒｅｓパワー包絡算出部１０４と、ハウリング判定部１０５と、音声信号減衰部１０６とを備えている。
【００１４】
当該線路Ｌ１は図示しない通信相手から電話機１３へ送信される音声信号Ｘを伝送するための線路で、２本の信号線からなる。同様に、線路Ｌ２は電話機１３から当該通信相手へ送信される音声信号（Ｓ、Ｙなど）を伝送するための線路で、２本の信号線からなる。したがって、ハイブリッド回路１０２から左側は、線路Ｌ１とＬ２を合わせて４線式の構成となっている。
【００１５】
当該線路Ｌ１，Ｌ２の部分は通常、長距離線路となり、伝送による音声信号（Ｘ、Ｙなど）の損失を補償するために増幅器（図示せず）が必要となるから、伝送方向ごとに異なる線路を用意して、このような４線式の構成となる。
【００１６】
これに対し線路Ｌ３の部分は線路Ｌ１，Ｌ２に比べるとはるかに短距離であり、増幅器を設ける必要もないため、１つの線路で両方向の信号を伝送する２線式の構成となる。
【００１７】
ハイブリッド回路１０２はハイブリッドコイルを主体とする回路で、線路Ｌ１，Ｌ２と線路Ｌ３とのあいだの接続、すなわち、４線式と２線式の変換を行う。
【００１８】
ハイブリッドコイルをインピーダンスの整合を取るように構成しようとしても、線路Ｌ３の材質や長さにはバラツキが存在するために完全に整合させることは困難である。この困難性に起因するインピーダンス不整合のため、受信された音声信号Ｘが本来、伝送されるべき線路Ｌ３だけでなく、本来、伝送されてはならない線路Ｌ２側にも伝送されてしまうことが、エコーの発生原因であり、線路Ｌ１からＬ２へ向かうこの伝送を許してしまう経路ＰＡ１を、エコー経路（エコーパス）と呼ぶ。
【００１９】
ただしエコー経路はこのようなハイブリッド回路１０２のインピーダンス不整合に起因するものに限らない。例えば、電話機１３がテレビ会議システムなどで使用するハンズフリー用端末のように、周辺環境に対して、受信した音声信号Ｘに基づく、かなり大きな音響出力を行う装置の場合、出力した音響が送信するべきな話者信号Ｎに混入することによって、音響的なエコー経路が発生し得る。エコーキャンセラ１１からみた場合、エコー経路が音響的なものであっても、インピーダンス不整合に起因するものであっても同じであるから、ここでは、前記経路ＰＡ１に、このような音響的なエコー経路も含まれているものとする。
【００２０】
本実施形態で注目するハウリングでは、主として、この音響的なエコー経路が問題となる。
【００２１】
線路Ｌ１は電話機１３（またはエコーキャンセラ１１）からみて、通信相手が送信した音声信号Ｘを受信する側の線路であり、反対に、線路Ｌ２は電話機１３（またはエコーキャンセラ１１）からみて、通信相手に対して音声信号（Ｓなど）を送信する側の線路である。また、エコーキャンセラ１１にとって、４つの端子Ｒｉｎ、Ｒｏｕｔ、Ｓｉｎ、Ｓｏｕｔのうち、ＲｉｎとＳｉｎは受信端子であり、ＲｏｕｔとＳｏｕｔは送信端子である。
【００２２】
また、Ｒｉｎは受信側の線路Ｌ１に対応する受信端子であるため受信側受信端と呼び、Ｒｏｕｔは受信側の線路Ｌ１に対応する送信端子であるため受信側送信端と呼ぶ。同様に、Ｓｉｎは送信側の線路Ｌ２に対応する受信端子であるため送信側受信端と呼び、Ｓｏｕｔは送信側の線路Ｌ２に対応する送信端子であるため送信側送信端と呼ぶ。
【００２３】
適応フィルタ１０１は、いわゆるトランスバーサルフィルタから成り、受信した音声信号Ｘに基づいて得られたタップ係数を、残差信号Ｒに応じて適応的に更新しながら疑似エコー信号ＰＥを生成する。当該疑似エコー信号ＰＥは、実際には予め知ることのできないエコー信号Ｅ（または、エコー経路ＰＡ１の特性（インパルス応答））を適応フィルタ１０１が推定した結果であるといえる。
【００２４】
なお、当該適応フィルタ１０１がエコー信号Ｅを推定するために使用する推定法には様々なものがあり、例えば、学習同定法やＬＭＳ法などを用いることが可能である。
【００２５】
前記電話機１３を使用するユーザＵ１が発声した音声に対応する話者信号Ｎは前記線路Ｌ３を伝送されハイブリッド回路１０２を経て線路Ｌ２を伝送される。このときハイブリッド回路１０２では、前記エコー信号Ｅが混入するため、線路Ｌ２を伝送される音声信号Ｓは、話者信号Ｎとエコー信号Ｅを合わせた信号となる。音響的なエコー経路に対応するエコー信号は、話者信号Ｎとともに線路Ｌ３を伝送されることは当然であるが、以降の説明では、音響的なエコー経路に対応するエコー信号も、当該エコー信号Ｅに含まれているものとする。
【００２６】
前記減算器１２は、前記送信側受信端Ｓｉｎで受信した音声信号Ｓから、適応フィルタ１０１が出力する疑似エコー信号ＰＥを減算し、減算結果を残差信号Ｒとして出力する回路である。前記適応フィルタ１０１の推定結果が正確な理想的なケースでは、音声信号Ｓ中のエコー信号Ｅと当該疑似エコー信号ＰＥが過不足なく相殺されて、当該残差信号Ｒは、前記話者信号Ｎに一致するが、実際には、完全に一致することはなく、ある程度の誤差（残差エコーエラー）が残る。そして、前記適応フィルタ１０１は、この誤差が最小となるように、学習しながら動作するものである。
【００２７】
Ｓｉｎパワー包絡算出部１０３は、エコーキャンセラ１１の送信側受信端Ｓｉｎから入力された信号、すなわち前記音声信号Ｓにつき、（式１）に応じた演算（積和演算）を実行してパワー包絡（パワーの包絡線）ＰＳＩを算出する部分である。算出したパワー包絡ＰＳＩの値はハウリング判定部１０５に供給する。
【００２８】
【式１】
2004165888.tif 000003
ここで、パワーは音声信号の振幅の値の２乗に対応する演算情報であるが、音声信号のエネルギはその振幅の値（絶対値）で表現できるため、振幅の値に対応する演算情報であれば必ずしもパワーである必要はない。例えば、振幅の絶対値そのものを利用してもかまわない。
【００２９】
また、包絡線を利用するのは、音声信号の周知の性質、すなわち、短時間のうちに振幅が高頻度で変化し、その変化幅も大きく複雑である等の性質に配慮して、安定的に音声信号の性質を検査するためである。したがって安定的に音声信号の性質を検査することができれば、包絡線以外の演算情報を利用してもかまわない。例えば、（式２）に示すように、音声信号（ここでは、Ｓ）の振幅の絶対値をとり、任意サンプル数Ｍ分を加算して絶対値和を求めることによっても、音声信号の性質を安定的に検査することができる。
【００３０】
【式２】
2004165888.tif 000004
ただし、ここでは、パワー包絡を利用するものとする。この点、Ｒｅｓパワー包絡算出部１０４に関しても同様である。
【００３１】
なお、（式１）でパワー包絡を算出する際などに使用するサンプル数Ｍについては様々な値を用いることができる。サンプル数Ｍが小さい値であれば、速やかにハウリングを検出することが可能になる一方で、誤検出が発生しやすくなって検出の信頼性が低下する可能性が高まり、反対に、Ｍが大きい値であれば、速やかにハウリングを検出することは難しくなるが、誤検出が発生しにくく検出の信頼性が向上する。Ｍを適切な値に選定することにより、話者（例えば、Ｕ１）がハウリングを体感する前に（あるいは、ほとんど体感しないうちに）に、ハウリングを検出し、なおかつ、検出の信頼性も高く維持することが可能である。Ｍの具体値は、例えば、８０程度にするとよい。
【００３２】
Ｒｅｓパワー包絡算出部１０４は、前記減算器１２が出力する残差信号Ｒにつき、前記（式１）と同様な（式３）を用いて、そのパワー包絡ＰＲＥを算出する部分である。算出したパワー包絡ＰＲＥはハウリング判定部１０５に供給する。算出するのがパワー包絡である点で、当該Ｒｅｓパワー包絡算出部１０４は、前記Ｓｉｎパワー包絡算出部１０３と同じであるが、算出の基礎となるのが、音声信号Ｓではなく、残差信号Ｒである点が相違する。
【００３３】
【式３】
2004165888.tif 000005
当該Ｒｅｓパワー包絡算出部１０４からＲｅｓパワー包絡ＰＲＥを受け取り、前記Ｓｉｎパワー包絡算出部１０３からＳｉｎパワー包絡ＰＳＩを受け取るハウリング判定部１０５は、（式４）と（式５）をもとにハウリングの有無を判定し、判定結果に応じたハウリングフラグ信号Ｆを出力する部分である。
【００３４】
【式４】
2004165888.tif 000006
【００３５】
【式５】
2004165888.tif 000007
ここで、δはエコーキャンセラ許容誤学習範囲のことである。エコーキャンセラ許容誤学習範囲δは、会話様式（シングルトーク、ダブルトーク等）の変化等により当該エコーキャンセラ１１で瞬時的に発生する誤差につき、許容する範囲を指す。エコーキャンセラ許容誤学習範囲δは、エコーキャンセラの設計者が設定した値を用いる。
【００３６】
ここでは、δ＝１．０［ｄＢ］としているが、必要に応じてこれ以外の値を用いてもよいことは当然である。
【００３７】
ハウリング判定部１０６は、前記（式４）の不等式が成立するときは、ハウリング状態であると判定し、当該（式４）が成立しないとき（すなわち、前記（式５）の不等式が成立するとき）は、通常状態（ハウリング状態でない状態）であると判定する。
【００３８】
図１のような回路構成でハウリングが発生するのは、例えば、次のようなケースである。
【００３９】
通常状態では減算器１２でエコー信号に相当する分の振幅を低減されるため、残差信号Ｒの振幅は音声信号Ｓの振幅よりも小さい値を示すが、ハウリングが起きるときには、適応フィルタ１０１は前記エコー経路ＰＡ１の激しい変動に追随しようとしてタップ係数を最大限度に更新し、しかも本来の音声信号Ｓに対して矛盾する極性（＋または−の正負極性）の異常な疑似エコー信号ＰＥを出力することになり、むしろ残差信号Ｒの振幅のほうが、音声信号Ｓの振幅よりも大きくなってしまう。すなわち、適応フィルタ１０１と減算器１２の部分が、あたかも増幅器（仮想的な増幅器）のように機能してしまうのである。
【００４０】
もちろん、図１上でエコーキャンセラ１１の例えば左側の線路Ｌ１，Ｌ２などに介在する上述した増幅器もハウリングに関与し得るが、もし当該増幅器が存在しなかったとしても、このようなエコーキャンセラ１１と減算器１２の動作だけによってハウリングが発生し得る。
【００４１】
このため、ハウリングが発生するときには、前記Ｓｉｎパワー包絡ＰＳＩよりも、Ｒｅｓパワー包絡ＰＲＥのほうが大きくなる。また、ＰＲＥ／ＰＳＩの値が約１．３付近のとき、（式４）の右辺の値が１．０になるから、ＰＲＥの値がそれ以上に増大すると、前記（式４）が成立することになる。
【００４２】
ハウリング判定部１０５が出力したハウリングフラグ信号Ｆを受け取る音声信号減衰部１０６は、当該ハウリングフラグ信号Ｆがハウリングの発生を伝えるハウリング状態（例えば、１）のときには、残差信号Ｒの振幅を減衰させ、ハウリングが発生していないことを伝える通常状態（例えば、０）のときには、残差信号Ｒに対して何も処理を施すことなく透過的に通過させる部分である。当該音声信号減衰部１０６により、減衰され、または、透過されて、送信側送信端Ｓｏｕｔから線路Ｌ２へ出力される信号が、前記音声信号Ｙである。
【００４３】
以下、上記のような構成を有する本実施形態の動作について説明する。ここでは、電話機１３および／またはその通信相手の電話機が上述したハンズフリー用端末や、内線転送機能に対応したものであるとする。ハンズフリー用端末の場合、当該電話機１３は、周辺環境への音響出力のためのスピーカなどを搭載することは当然である。
【００４４】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
電話機１３のユーザＵ１が通信相手と会話しているとき、図１上で、線路Ｌ１を右方向へ音声信号Ｘが伝送され、その音声信号Ｘに応じた音声信号がハイブリッド回路１０２を介して線路Ｌ３を伝送されて電話機１３のユーザＵ３に伝えられるとともに、ユーザＵ３が発話した音声に応じた音声信号（話者信号）Ｎは、線路Ｌ３から、ハイブリッド回路１０２、線路Ｌ２を介して左方向へ伝送される。
【００４５】
ハウリングの発生していない通常状態では、上述したように、疑似エコー信号ＰＥは大きさも極性も正常であるため、残差信号Ｒの振幅は音声信号Ｓの振幅よりも小さい。
【００４６】
このため、Ｓｉｎパワー包絡算出部１０３が出力するＳｉｎパワー包絡ＰＳＩは、Ｒｅｓパワー包絡算出部１０４が出力するＲｅｓパワー包絡ＰＲＥより大きく、ＰＲＥ／ＰＳＩの値は１未満になる。
【００４７】
この場合、前記（式４）の右辺は負の値（一例として、−０．５［ｄＢ］など）を示すから、（式４）は成立せず、（式５）が成立し、ハウリング判定部１０５は、通常状態を示すハウリングフラグ信号Ｆを出力する。
【００４８】
通常状態を示すハウリングフラグ信号Ｆを受け取ると、音声信号減衰部１０６は、何も処理を施すことなく、前記減算器１２から受け取った残差信号Ｒを音声信号Ｙとして送信側送信端Ｓｏｕｔから線路Ｌ２へ出力する。
【００４９】
この状態ではまた、適応フィルタ１０１が当該残差信号Ｒや、前記音声信号Ｘに基づいて行うタップ係数の更新は、比較的、緩やかなものであり、エコー経路ＰＡ１の特性変動に対して、おおむね対応した疑似エコー信号ＰＥを出力し、高い品質で会話を行うことができる。
【００５０】
ところが、上述したハンズフリー機能による会話などのために、エコー経路ＰＡ１の特性が急激に変動すると、適応フィルタ１０１は前記エコー経路ＰＡ１の激しい変動に追随しようとしてタップ係数を最大限度に更新し、本来の音声信号Ｓに対して矛盾する極性の異常な疑似エコー信号ＰＥを出力するから、残差信号Ｒの振幅が、音声信号Ｓの振幅よりも大きくなって、前記ハウリングの兆候が出現する。
【００５１】
残差信号Ｒの振幅が大きくなり、（式４）の右辺の値が１．０を越えると、ハウリング判定部１０５がハウリング状態を示すハウリングフラグ信号Ｆを出力するから、音声信号減衰部１０６は、残差信号Ｒの振幅を減衰させた上で、音声信号Ｙとして出力する。
【００５２】
当該音声信号減衰部１０６で強制的に残差信号Ｒの振幅を減衰させれば、エコー経路ＰＡ１が安定し、適応フィルタ１０１のタップ係数も正常な値に更新され、適応フィルタ１０１も異常な疑似エコー信号ＰＥを出力しなくなって、ハウリングを抑止することができる。
【００５３】
この音声信号減衰部１０６による振幅の減衰は、上述した仮想的な増幅器による増幅を打ち消す作用ととらえることもできる。増幅度が１以下になれば発振現象であるハウリングは発生しない。
【００５４】
なお、ハウリング状態で振幅を減衰するときには、振幅が完全になくなるまで減衰させてもよいが、必要に応じて、耳障りでない程度の振幅を残すようにしてもよい。
【００５５】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
本実施形態よれば、従来よりも精度良くハウリングを検出し、なおかつ、速やかにハウリングを抑止することで、音質を向上することができる。
【００５６】
なお、本実施形態では、信号のエネルギが狭い周波数帯域にのみ集中しているか否かによってハウリングの有無を判定しないため、前記特許文献１のような誤検出が生じることがなく、ハウリングの検出精度が高い。
【００５７】
（Ｂ）第２の実施形態
以下では、本実施形態が第１の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【００５８】
本実施形態では、ハウリング状態であると判定したあとの処理が、第１の実施形態と相違する。
【００５９】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成および動作
本実施形態のハウリング処理装置２０の主要部の構成例を図２に示す。
【００６０】
図２において、当該ハウリング処理装置２０は、エコーキャンセラ２１と、線路Ｌ１〜Ｌ３と、ハイブリッド回路１０２と、電話機１３とを備えている。
【００６１】
図２上で、図１と同じ符号を付与した構成要素および信号の機能は、第１の実施形態と同じであるので、その詳しい説明は省略する。
【００６２】
本実施形態では、エコーキャンセラ２１の内部に、係数レジスタリセット部２０７を設ける。
【００６３】
当該係数レジスタリセット部２０７は、前記ハウリング判定部１０５から供給されるハウリングフラグ信号Ｆがハウリング状態を示す場合にのみ動作する部分である。当該係数レジスタリセット部２０７は、ハウリング状態を示すハウリングフラグ信号Ｆの供給を受けたとき、リセットレジスタ信号ＲＨを適応フィルタ１０１に供給して、適応フィルタ１０１のタップ係数（係数レジスタ）に、初期値（例えば、０）を上書きする。この上書きは、適応フィルタ１０１に対し、残差信号Ｒや音声信号Ｘにもとづく通常のタップ係数の更新動作よりも、優先して実行されることは当然である。
【００６４】
タップ係数の値がリセットされると、適応フィルタ１０１は、上述した異常な疑似エコー信号ＰＥを出力しなくなるから、異常な疑似エコー信号ＰＥに起因するハウリングを、強制的かつ直接的に抑止することができる。
【００６５】
（Ｂ−２）第２の実施形態の効果
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【００６６】
加えて、本実施形態では、係数レジスタを初期状態に戻すことにより、適応フィルタ（１０１）が瞬時に正常状態へ復帰するため、第１の実施形態よりも速やかにハウリングを抑止することができる。
【００６７】
（Ｃ）第３の実施形態
以下では、本実施形態が第１の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【００６８】
本実施形態は、上述した音声信号Ｓの替わりに音声信号Ｘに基づいてパワー包絡を得る点が、第１の実施形態と相違する。
【００６９】
エコーキャンセラを設計する際には、しばしば、エコー経路とエコーキャンセラの打ち消し量を合計したエコー減衰量を所望の値にする必要が生じる。本実施形態は、その点に配慮したものである。
【００７０】
（Ｃ−１）第３の実施形態の構成および動作
本実施形態のハウリング処理装置３０の主要部の構成例を図３に示す。
【００７１】
図３において、当該ハウリング処理装置３０は、エコーキャンセラ３１と、線路Ｌ１〜Ｌ３と、ハイブリッド回路１０２と、電話機１３とを備えている。
【００７２】
図３上で、図１と同じ符号を付与した構成要素および信号の機能は、第１の実施形態と同じであるので、その詳しい説明は省略する。
【００７３】
本実施形態では、エコーキャンセラ３１の内部に、Ｒｉｎパワー包絡算出部３０８を設ける。
【００７４】
このＲｉｎパワー包絡算出部３０８は、第１の実施形態におけるＳｉｎパワー包絡算出部１０３の替わりに機能する部分で、前記音声信号Ｘをもとに算出したＲｉｎパワー包絡ＰＲＩをハウリング判定部３０５に供給する。
【００７５】
ハウリング判定部３０５は基本的に第１の実施形態のハウリング判定部１０５と同じ機能を持つが、前記Ｓｉｎパワー包絡ＰＳＩの替わりに当該Ｒｉｎパワー包絡ＰＲＩを受け取るため、エコーキャンセラ３１に話者信号Ｎが入力されておらず、音声信号Ｘだけが入力されている時に、有効に機能することができる。
【００７６】
また、受信側受信端Ｒｉｎから得られるＲｉｎパワー包絡ＰＲＩには現時点のエコー経路ＰＡ１の特性が反映されておらず、残差信号Ｒには現時点の当該エコー経路ＰＡ１の特性と疑似エコー信号ＰＥが反映されているため、当該ハウリング判定部３０５は、設計者が意図する前記エコー減衰量からの乖離をもとに、ハウリング状態であるか否かの判定を行うことができる。
【００７７】
なお、当該ハウリング判定部３０５は、前記Ｓｉｎパワー包絡ＰＳＩの替わりに当該Ｒｉｎパワー包絡ＰＲＩを用いるため、前記（式４）、（式５）の対数における真数の分母がＰＲＩからＰＳＩに置き換わった式、すなわち、（式７）、（式８）を用いて、ハウリング状態であるか通常状態であるかの判定を行う。
【００７８】
【式７】
2004165888.tif 000008
【００７９】
【式８】
2004165888.tif 000009
ここで、（式７）は前記（式４）に対応し、（式８）は前記（式５）に対応する。δの値を１．０に限定しない点などは、第１の実施形態と同様である。
【００８０】
なお、Ｒｉｎパワー包絡ＰＲＩは、（式６）に示す積和演算によって求められる。
【００８１】
【式６】
2004165888.tif 000010
（Ｃ−２）第３の実施形態の効果
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果とほぼ同等な効果を得ることができる。
【００８２】
加えて、本実施形態では、設計者がエコー減衰量を所望の値にすることができ、より設計者の意図に忠実なハウリング処理装置を提供することができ、設計が容易となって、ハウリング処理装置の信頼性も高まる。
【００８３】
（Ｄ）第４の実施形態
以下では、本実施形態が第１〜第３の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【００８４】
本実施形態と第３の実施形態の相違は、音声信号減衰部１０６の替わりに係数レジスタリセット部２０７を設けた点にある。
【００８５】
したがって、本実施形態と第３の実施形態の関係は、第２の実施形態と第１の実施形態の関係と同じである。
【００８６】
（Ｄ−１）第４の実施形態の構成および動作
本実施形態のハウリング処理装置４０の主要部の構成例を図４に示す。
【００８７】
図４において、当該ハウリング処理装置４０は、エコーキャンセラ４１と、線路Ｌ１〜Ｌ３と、ハイブリッド回路１０２と、電話機１３とを備えている。
【００８８】
図４上で、図３と同じ符号を付与した構成要素および信号の機能は、第３の実施形態と同じであるので、その詳しい説明は省略する。
【００８９】
また、本実施形態でエコーキャンセラ４１の内部に設けた係数レジスタリセット部２０７の機能は、図２に示した第２の実施形態の係数レジスタリセット部２０７と同じである。
【００９０】
ハウリング状態において当該係数レジスタリセット部２０７によりタップ係数の値がリセットされると、適応フィルタ１０１は、上述した異常な疑似エコー信号ＰＥを出力しなくなるから、異常な疑似エコー信号ＰＥに起因するハウリングを、強制的かつ直接的に抑止することができる。
【００９１】
（Ｄ−２）第４の実施形態の効果
本実施形態によれば、第３の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【００９２】
加えて、本実施形態では、係数レジスタを初期状態に戻すことにより、適応フィルタ（１０１）が瞬時に正常状態へ復帰するため、第３の実施形態よりも速やかにハウリングを抑止することができる。
【００９３】
（Ｅ）第５の実施形態
以下では、本実施形態が第１の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【００９４】
（Ｅ−１）第５の実施形態の構成および動作
本実施形態のハウリング処理装置５０の主要部の構成例を図５に示す。
【００９５】
図５において、当該ハウリング処理装置５０は、エコーキャンセラ５１と、線路Ｌ１〜Ｌ３と、ハイブリッド回路１０２と、電話機１３とを備えている。
【００９６】
図５上で、図３と同じ符号を付与した構成要素および信号の機能は、第１の実施形態と同じであるので、その詳しい説明は省略する。
【００９７】
本実施形態では、エコーキャンセラ５１の内部に、ＡＥＣＨＯ算出部５０９を設ける。
【００９８】
ＡＥＣＨ０算出部５０９は、音声信号Ｘと音声信号Ｓをもとに、エコー経路でのエコーロス量Ｌ［ｄＢ］を既知の方法により算出する部分で、算出したエコーロス量Ｌはハウリング判定部５０５に供給する。
【００９９】
ハウリング判定部５０５は基本的に第１の実施形態のハウリング判定部１０５と同じ機能を有する部分であるが、当該エコーロス量Ｌを反映した判定を実行する点が相違する。この判定は、（式９）、（式１０）に応じて実行される。
【０１００】
【式９】
2004165888.tif 000011
【０１０１】
【式１０】
2004165888.tif 000012
ここで、（式９）は前記（式４）に対応し、（式１０）は前記（式５）に対応する。
【０１０２】
（式９）などから明らかなように、エコーロス量Ｌを反映した判定では、エコーロス量Ｌが大きいほど、ハウリング状態であるとの判定結果が出にくくなり、通常状態であるとの判定結果が出やすくなる。
【０１０３】
エコーロス量Ｌが大きいということは、ハイブリッド回路１０２を挟んで線路Ｌ１からＬ２へ伝送されるエコー信号Ｅの振幅が小さいことを意味する。したがってエコーロス量Ｌが大きければ、ハウリングは起こりにくくなる。例えば、第１の実施形態で行ったように、Ｒｅｓパワー包絡ＰＲＥとＳｉｎパワー包絡ＰＳＩの比だけに基づく判定ではハウリング状態と判定できるようなケースでも、実際には、エコー経路ＰＡ１におけるエコーロスによってハウリングが発生しないことも起こり得るから、判定にエコーロス量Ｌを反映させることによって判定の信頼性が向上する。
【０１０４】
また、ハウリング状態であるとの判定結果が出たときには、音声信号の振幅を減衰させたり、タップ係数を初期値にリセットすること等により、少なくとも一時的には会話の音質が低下するのであるから、判定の信頼性を高めてハウリング状態でないものをハウリング状態と判定する誤判定の発生率を低減すれば、音質の向上に寄与することができる。
【０１０５】
（Ｅ）第５の実施形態の効果
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【０１０６】
加えて、本実施形態では、ハウリング状態であるか否かの判定の信頼性が向上するため、音質を高めることができる。
【０１０７】
また、本実施形態では、設計者が意図するエコー経路を含んだエコー減衰量からの乖離でハウリング状態であるか否かを判定でき、なおかつ、速やかな判定を行うことができる。
【０１０８】
（Ｆ）第６の実施形態
以下では、本実施形態が第１〜第５の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【０１０９】
本実施形態と第５の実施形態の相違は、音声信号減衰部１０６の替わりに係数レジスタリセット部２０７を設けた点にある。
【０１１０】
したがって、本実施形態と第５の実施形態の関係は、第２の実施形態と第１の実施形態の関係と同じである。
【０１１１】
（Ｆ−１）第６の実施形態の構成および動作
本実施形態のハウリング処理装置６０の主要部の構成例を図６に示す。
【０１１２】
図６において、当該ハウリング処理装置６０は、エコーキャンセラ６１と、線路Ｌ１〜Ｌ３と、ハイブリッド回路１０２と、電話機１３とを備えている。
【０１１３】
図６上で、図５と同じ符号を付与した構成要素および信号の機能は、第５の実施形態と同じであるので、その詳しい説明は省略する。
【０１１４】
また、エコーキャンセラ６１中に設けた係数レジスタリセット部２０７は、図２に示した第２の実施形態の係数レジスタリセット部２０７と同じものである。
【０１１５】
したがって本実施形態では、係数レジスタリセット部２０７は、ハウリング状態を示すハウリングフラグ信号Ｆの供給を受けたとき、リセットレジスタ信号ＲＨを適応フィルタ１０１に供給し適応フィルタ１０１のタップ係数（係数レジスタ）に、初期値（例えば、０）を上書きしてリセットする。
【０１１６】
タップ係数の値が初期値にリセットされると、適応フィルタ１０１は、上述した異常な疑似エコー信号ＰＥを出力しなくなるから、異常な疑似エコー信号ＰＥに起因するハウリングを、強制的かつ直接的に抑止することができる。
【０１１７】
（Ｆ−２）第６の実施形態の効果
本実施形態によれば、第５の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【０１１８】
加えて、本実施形態では、係数レジスタを初期状態に戻すことにより、適応フィルタ（１０１）が瞬時に正常状態へ復帰するため、第５の実施形態よりも速やかにハウリングを抑止することができる。
【０１１９】
（Ｇ）他の実施形態
上記第１〜第６の実施形態と特許文献１の内容は、必ずしも同じ装置内で両立しない関係にはないため、両者を複合して１つの装置を構成することも可能である。
【０１２０】
例えば、信号のエネルギが狭い周波数帯域にのみ集中していると検出され、なおかつ、第１〜第６の実施形態のハウリング判定部（例えば、１０５）がハウリング状態であると判定した場合に、ハウリングの抑止処理（振幅の減衰や、
タップ係数のリセット）を実行するようにしてもよい。
【０１２１】
また、ハウリング状態であるとの判定結果が出たときに振幅を減衰させる信号は、必ずしも残差信号Ｒでなくてもかまわない。例えば、音声信号Ｘや、疑似エコー信号ＰＥの振幅を減衰させることによっても、ハウリングを抑止することが可能である。
【０１２２】
さらに、上記第１〜第６の実施形態では、（式４）などの対数表現を含む不等式を用いてハウリング状態であるか否かの判定を行ったが、（式４）などを、数学的な意味をほとんど変更することなく、対数表現を含まない形式に変換できることは当然である。例えば、（式４）の場合なら、真数の分子（ＰＲＥ）と分母（ＰＳＩ）の差が所定のしきい値を越えたか否かによって、ハウリング状態であるか否かの判定を行う不等式に変換することができる。
【０１２３】
このときまた、パワーの替わりに、上述した振幅の絶対値などを利用してもよいことは当然である。
また、上記第１〜第６の実施形態では、エコーキャンセラの内部でハウリングの抑止処理（振幅の減衰や、タップ係数のリセット）まで行う構成としたが、エコーキャンセラの内部ではハウリングの抑止処理は行わないようにしてもよい。エコーキャンセラ製品の機能としては、ハウリング状態であるか否かの判定までを行い、この判定に基づいて実行するハウリングの抑止処理は別の製品で行う等の構成変更も可能であるから、ハウリングの抑止処理を行わないエコーキャンセラであっても、有用性は高い。
【０１２４】
また、上述したハイブリッド回路１０２が存在しない構成においても、エコー経路が存在し得、本発明が適用できることは、すでに説明した通りである。
【０１２５】
さらに、上記第１〜第６の実施形態では、回線用エコーキャンセラを例に取って説明したが、本発明は音響用エコーキャンセラにおいても適用することができる。
【０１２６】
以上の説明では主としてハードウエア的に本発明を実現したが、本発明はソフトウエア的に実現することも可能である。
【０１２７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、ハウリング検出の信頼性が向上するため、前記送信信号の音質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係るハウリング処理装置の主要部の構成例を示す概略図である。
【図２】第２の実施形態に係るハウリング処理装置の主要部の構成例を示す概略図である。
【図３】第３の実施形態に係るハウリング処理装置の主要部の構成例を示す概略図である。
【図４】第４の実施形態に係るハウリング処理装置の主要部の構成例を示す概略図である。
【図５】第５の実施形態に係るハウリング処理装置の主要部の構成例を示す概略図である。
【図６】第６の実施形態に係るハウリング処理装置の主要部の構成例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０、２０，３０，４０，５０，６０…ハウリング処理装置、１１，２１，３１，４１，５１，６１…エコーキャンセラ、１２…減算器、１３…電話機、１０１…適応フィルタ、１０２…ハイブリッド回路、１０３…Ｓｉｎパワー包絡算出部、１０４…Ｒｅｓパワー包絡算出部、１０５、３０５、５０５…ハウリング判定部、１０６…音声信号減衰部、２０７…係数レジスタリセット部、３０８…Ｒｉｎパワー包絡算出部、５０９…ＡＥＣＨＯ算出部、Ｌ１〜Ｌ３…線路、ＰＡ１…エコー経路、ＰＥ…疑似エコー信号、Ｘ、Ｙ、Ｓ…音声信号、Ｒ…残差信号、ＰＳＩ…Ｓｉｎパワー包絡、ＰＲＥ…Ｒｅｓパワー包絡、ＰＲＩ…Ｒｉｎパワー包絡、Ｆ…ハウリングフラグ、Ｌ…エコーロス量、Ｕ１…電話機のユーザ。
【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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