(57)【要約】【課題】周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音が大きい場合でも的確な話者検出を行うことができる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フィルタリングする第一のフィルタ手段と、マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタ手段と、第一のフィルタ手段の出力の積分を行う第一の積分手段と、第二のフィルタ手段の出力の積分を行う第二の積分手段と、第一及び第二の積分手段の出力結果を比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較手段とを有する。【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、前記遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタ手段と、前記マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタ手段と、前記第一のフィルタ手段の出力の積分を行う第一の積分手段と、前記第二のフィルタ手段の出力の積分を行う第二の積分手段と、前記第一及び第二の積分手段の出力結果を比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較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、前記遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタ手段と、前記マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタ手段と、前記第一のフィルタ手段の出力の積分を行う第一の積分手段と、前記第二のフィルタ手段の出力の積分を行う第二の積分手段と、前記第一及び第二の積分手段の出力結果を比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較手段と、周囲の定常ノイズを測定する定常ノイズフロア測定手段と、前記定常ノイズフロア測定手段の結果を用いて前記音声パワー比較手段の係数を制御する係数制御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】
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、前記遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタ手段と、前記マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタ手段と、前記第一のフィルタ手段の出力の積分を行う第一の積分手段と、前記第二のフィルタ手段の出力の積分を行う第二の積分手段と、前記第一及び第二の積分手段の出力結果を比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較手段と、遠端話者が発話していない無音区間を計測する第一の無音区間計測手段と、近端話者が発話していない無音区間を計測する第二の無音区間計測手段と、前記第一の無音区間計測手段の結果を用いて前記第一の積分手段の積分窓長を制御する第一の積分窓長制御手段と、前記第二の無音区間計測手段の結果を用いて前記第二の積分手段の積分窓長を制御する第二の積分窓長制御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におけるエコーキャンセル方法であって、
前記遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタリング実行ステップと、前記マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタリング実行ステップと、前記第一のフィルタリング実行ステップにおける出力の積分を行う第一の積分実行ステップと、前記第二のフィルタリング実行ステップにおける出力の積分を行う第二の積分実行ステップと、前記第一の積分実行ステップにおける積分値と第二の積分実行ステップにおける積分値とを比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較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、
前記遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタリング実行ステップと、前記マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタリング実行ステップと、前記第一のフィルタリング実行ステップにおける出力の積分を行う第一の積分実行ステップと、前記第二のフィルタリング実行ステップにおける出力の積分を行う第二の積分実行ステップと、前記第一の積分実行ステップにおける積分値と第二の積分実行ステップにおける積分値とを比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較ステップと、周囲の定常ノイズを測定する定常ノイズフロア測定ステップと、前記定常ノイズフロア測定ステップにおける測定ノイズを用いて前記音声パワー比較ステップの係数を制御する係数制御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、
前記遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタリング実行ステップと、前記マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタリング実行ステップと、前記第一のフィルタリング実行ステップにおける出力の積分を行う第一の積分実行ステップと、前記第二のフィルタリング実行ステップにおける出力の積分を行う第二の積分実行ステップと、前記第一の積分実行ステップにおける積分値と第二の積分実行ステップにおける積分値とを比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較ステップと、前記遠端話者が発話していない無音区間を計測する第一の話者発話時間計測ステップと、前記近端話者が発話していない無音区間を計測する第二の話者発話時間計測ステップと、前記第一の話者発話時間計測ステップにおける計測無音区間を用いて前記第一の積分実行ステップにおける積分窓長を制御する第一の積分窓長制御ステップと、前記第二の話者発話時間計測ステップにおける計測無音区間を用いて前記第二の積分ステップの積分窓長を制御する第二の積分窓長制御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７】
請求項４乃至６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。
【請求項８】
請求項７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９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９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、上記従来のエコーキャンセル装置では、装置を設置した場所の周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音が大きい場合に、遠端話者若しくは近端話者若しくはダブルトークの検出に失敗し、エコーが発生する為会話に支障が生じるという問題点を有していた。
【０００７】
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、送話音声を低域部分および高域部分に分割してそれぞれの帯域に応じた積分出力を取得し、且つ受話音声を中域部分に限定してこの帯域に応じた積分出力を取得することにより、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音が大きい場合でも的確な話者検出を行うことが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、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音が大きい場合でも的確な話者検出を行うことができるエコーキャンセル装置、および、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音が大きい場合でも的確な話者検出を行う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および記録媒体を提供することを目的とする。
【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、遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタ手段と、マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタ手段と、第一のフィルタ手段の出力の積分を行う第一の積分手段と、第二のフィルタ手段の出力の積分を行う第二の積分手段と、第一及び第二の積分手段の出力結果を比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較手段とを有する構成を備えている。
【００１０】
これにより、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音が大きい場合でも的確な話者検出を行うことができるエコーキャンセル装置が得られる。
【００１１】
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であって、中央演算処理装置は、遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタ手段と、マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタ手段と、第一のフィルタ手段の出力の積分を行う第一の積分手段と、第二のフィルタ手段の出力の積分を行う第二の積分手段と、第一及び第二の積分手段の出力結果を比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較手段と、周囲の定常ノイズを測定する定常ノイズフロア測定手段と、定常ノイズフロア測定手段の結果を用いて音声パワー比較手段の係数を制御する係数制御手段とを有する構成を備えている。
【００１２】
これにより、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音が大きい場合でも的確な話者検出を行うエコーキャンセル方法が得られる。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【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、遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタ手段と、マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタ手段と、第一のフィルタ手段の出力の積分を行う第一の積分手段と、第二のフィルタ手段の出力の積分を行う第二の積分手段と、第一及び第二の積分手段の出力結果を比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較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、送話音声を例えば低域部分および高域部分に分割してそれぞれの帯域に応じた積分出力を取得し、且つ受話音声を例えば中域部分に限定してこの帯域に応じた積分出力を取得することができるので、エコーキャンセラの性能に依存すること無くそれぞれの話者音声を正確に検出することができ、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音が大きい場合でも的確な話者検出を行うことができるという作用を有する。
【００１９】
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、遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタ手段と、マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタ手段と、第一のフィルタ手段の出力の積分を行う第一の積分手段と、第二のフィルタ手段の出力の積分を行う第二の積分手段と、第一及び第二の積分手段の出力結果を比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較手段と、周囲の定常ノイズを測定する定常ノイズフロア測定手段と、定常ノイズフロア測定手段の結果を用いて音声パワー比較手段の係数を制御する係数制御手段とを有することとしたものである。
【００２０】
この構成により、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音の大きさに応じて音声パワー比較手段の係数を制御するようにしたので、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音が大きくなっても話者検出の精度が劣化しないという作用を有する。
【００２１】
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、遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタ手段と、マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタ手段と、第一のフィルタ手段の出力の積分を行う第一の積分手段と、第二のフィルタ手段の出力の積分を行う第二の積分手段と、第一及び第二の積分手段の出力結果を比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較手段と、遠端話者が発話していない無音区間を計測する第一の無音区間計測手段と、近端話者が発話していない無音区間を計測する第二の無音区間計測手段と、第一の無音区間計測手段の結果を用いて第一の積分手段の積分窓長を制御する第一の積分窓長制御手段と、第二の無音区間計測手段の結果を用いて第二の積分手段の積分窓長を制御する第二の積分窓長制御手段とを有することとしたものである。
【００２２】
この構成により、無音区間に応じて第一、第二の積分窓長を制御するようにしたので、送話音声を例えば低域部分および高域部分に分割した場合の積分出力と、受話音声を例えば中域部分に限定した場合の積分出力とを更に正確に取得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、遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタリング実行ステップと、マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタリング実行ステップと、第一のフィルタリング実行ステップにおける出力の積分を行う第一の積分実行ステップと、第二のフィルタリング実行ステップにおける出力の積分を行う第二の積分実行ステップと、第一の積分実行ステップにおける積分値と第二の積分実行ステップにおける積分値とを比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較ステップとを有することとしたものである。
【００２４】
この構成により、送話音声を例えば低域部分および高域部分に分割してそれぞれの帯域に応じた積分出力を取得し、且つ受話音声を例えば中域部分に限定してこの帯域に応じた積分出力を取得することができるので、それぞれの話者音声を正確に検出することができ、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音が大きい場合でも的確な話者検出を行うことができるという作用を有する。
【００２５】
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、遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタリング実行ステップと、マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタリング実行ステップと、第一のフィルタリング実行ステップにおける出力の積分を行う第一の積分実行ステップと、第二のフィルタリング実行ステップにおける出力の積分を行う第二の積分実行ステップと、第一の積分実行ステップにおける積分値と第二の積分実行ステップにおける積分値とを比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較ステップと、周囲の定常ノイズを測定する定常ノイズフロア測定ステップと、定常ノイズフロア測定ステップにおける測定ノイズを用いて音声パワー比較ステップの係数を制御する係数制御ステップとを有することとしたものである。
【００２６】
この構成により、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音の大きさに応じて音声パワー比較手段の係数を制御するようにしたので、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音が大きくなっても話者検出の精度が劣化しないという作用を有する。
【００２７】
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、遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタリング実行ステップと、マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタリング実行ステップと、第一のフィルタリング実行ステップにおける出力の積分を行う第一の積分実行ステップと、第二のフィルタリング実行ステップにおける出力の積分を行う第二の積分実行ステップと、第一の積分実行ステップにおける積分値と第二の積分実行ステップにおける積分値とを比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較ステップと、遠端話者が発話していない無音区間を計測する第一の話者発話時間計測ステップと、近端話者が発話していない無音区間を計測する第二の話者発話時間計測ステップと、第一の話者発話時間計測ステップにおける計測無音区間を用いて第一の積分実行ステップにおける積分窓長を制御する第一の積分窓長制御ステップと、第二の話者発話時間計測ステップにおける計測無音区間を用いて第二の積分ステップの積分窓長を制御する第二の積分窓長制御ステップとを有することとしたものである。
【００２８】
この構成により、無音区間に応じて第一、第二の積分窓長を制御するようにしたので、送話音声を例えば低域部分および高域部分に分割した場合の積分出力と、受話音声を例えば中域部分に限定した場合の積分出力とを更に正確に取得することができるという作用を有する。
【００２９】
請求項７に記載のプログラムは、請求項４乃至６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。
【００３０】
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４乃至６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。
【００３１】
請求項８に記載の記録媒体は、請求項７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。
【００３２】
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７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。
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図８を用いて説明する。
【００３４】
（実施の形態１）
図１は、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である。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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）。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２、３、４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。
【００４４】
図４において、３４は電話回線等の通信回線となるチャネル、３５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、３６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空間の伝達関数を推定する伝達関数推定手段、３７は推定し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、３８は減算手段である。
【００４５】
図５は、チャネル３４を通過した音声Ａ１とチャネル３４を通過していない音声Ａ２の周波数帯域でのパワー分布比較図である。図５において、チャネル３４として電話回線を例に挙げると、電話回線の周波数帯域は３００Ｈｚ〜３４００Ｈｚに制限されており、通常の人の音声帯域である１０Ｈｚ〜１０ｋＨｚの帯域よりも狭くなっている。
【００４６】
このように構成された中央演算処理装置１３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。
【００４７】
図６において、エコーキャンセル処理を開始すると（Ｓ１１）、話者検出手段３５においてチャネル３４の帯域に着目し、マイクロフォン１０からの送話音声をチャネル３４の帯域のみの音声を通過させる第一のフィルタ手段（話者検出手段３５内の図示しないフィルタ手段）とチャネルの帯域以外の音声を通過させる第二のフィルタ手段（話者検出手段３５内の図示しないフィルタ手段）とに入力させ（Ｓ１２）、第一のフィルタ手段の出力の積分を第一の積分手段（話者検出手段３５内の図示しない積分手段）により行い、第二のフィルタ手段の出力の積分を第二の積分手段（話者検出手段３５内の図示しない積分手段）により行い、各々のフィルタ手段の積分出力の音声パワーを測定し、話者検出手段３５内の図示しない音声パワー比較手段は、各々のフィルタ手段の積分出力を比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する。検出の結果、測定した音声パワーにおいて、チャネル３４の帯域のみに音声パワーが集中していれば、遠端話者の発話として検知し、伝達関数推定手段３６が伝達関数の推定を行う（Ｓ１３、Ｓ１４）。また、チャネル３４の帯域とチャネル３４の帯域以外の帯域との両方に音声パワーが存在するならば、近端話者発話もしくはダブルトークと判定して、伝達関数推定手段３６の推定動作を停止させる（Ｓ１３、Ｓ１５）。
【００４８】
以上のように本実施の形態によれば、遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタ手段と、マイクロフォン１０からの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタ手段と、第一のフィルタ手段の出力の積分を行う第一の積分手段と、第二のフィルタ手段の出力の積分を行う第二の積分手段と、第一及び第二の積分手段の出力結果を比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較手段とを有することにより、送話音声を例えば低域部分および高域部分に分割してそれぞれの帯域に応じた積分出力を取得し、且つ受話音声を例えば中域部分に限定してこの帯域に応じた積分出力を取得することができるので、エコーキャンセラの性能に依存すること無くそれぞれの話者音声を正確に検出することができ、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音が大きい場合でも的確な話者検出を行うことができる。
【００４９】
（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および中央演算処理装置１３の構成は、図１および図４に示す構成である。
【００５０】
このように構成された中央演算処理装置１３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７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３５が遠端発話、近端発話、ダブルトークを検出し、無音状態であれば、話者検出手段３５内の図示しない定常ノイズフロア測定手段はノイズフロアレベル（周囲の定常ノイズのレベル）を測定する（Ｓ２２）。測定したノイズフロアレベルが高ければ話者検出手段３５内の図示しない係数制御手段は、話者検出手段３５の検出閾値（前述した音声パワー比較手段における周波数帯域検出のための閾値、音声パワー比較手段の係数）を大きくし（Ｓ２３、Ｓ２４）、測定したノイズフロアレベルが低ければ話者検出手段３５の検出閾値を小さくする（Ｓ２３、Ｓ２５）。
【００５２】
以上のように本実施の形態によれば、遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタ手段と、マイクロフォン１０からの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタ手段と、第一のフィルタ手段の出力の積分を行う第一の積分手段と、第二のフィルタ手段の出力の積分を行う第二の積分手段と、第一及び第二の積分手段の出力結果を比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較手段と、周囲の定常ノイズを測定する定常ノイズフロア測定手段と、定常ノイズフロア測定手段の結果を用いて音声パワー比較手段の係数を制御する係数制御手段とを有することにより、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音の大きさに応じて音声パワー比較手段の係数を制御するようにしたので、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音が大きくなっても話者検出の精度が劣化しない。
【００５３】
（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および中央演算処理装置１３の構成は、図１および図４に示す構成である。
【００５４】
このように構成された中央演算処理装置１３について、その動作を図８を用いて説明する。図８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８において、エコーキャンセル処理を開始すると（Ｓ３１）、話者検出手段３５が遠端発話、近端発話、ダブルトークを検出し、無音状態であれば無音期間の長さを測定する（Ｓ３２）。無音期間が長ければ（Ｓ３３）、音声パワーのリーク積分窓長を短くし（Ｓ３４）、無音期間が短ければ音声パワーのリーク積分窓長を長くする（Ｓ３５）。すなわち、話者検出手段３５内の図示しない第一の無音区間計測手段は遠端話者が発話していない無音区間を計測し、話者検出手段３５内の図示しない第二の無音区間計測手段は近端話者が発話していない無音区間を計測する。また、話者検出手段３５内の図示しない第一の積分窓長制御手段は第一の無音区間計測手段の結果を用いて第一の積分手段の積分窓長を制御し、話者検出手段３５内の図示しない第二の積分窓長制御手段は第二の無音区間計測手段の結果を用いて第二の積分手段の積分窓長を制御する。
【００５６】
以上のように本実施の形態によれば、遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタ手段と、マイクロフォン１０からの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタ手段と、第一のフィルタ手段の出力の積分を行う第一の積分手段と、第二のフィルタ手段の出力の積分を行う第二の積分手段と、第一及び第二の積分手段の出力結果を比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較手段と、遠端話者が発話していない無音区間を計測する第一の無音区間計測手段と、近端話者が発話していない無音区間を計測する第二の無音区間計測手段と、第一の無音区間計測手段の結果を用いて第一の積分手段の積分窓長を制御する第一の積分窓長制御手段と、第二の無音区間計測手段の結果を用いて第二の積分手段の積分窓長を制御する第二の積分窓長制御手段とを有することにより、無音区間に応じて第一、第二の積分窓長を制御するようにしたので、送話音声を例えば低域部分および高域部分に分割した場合の積分出力と、受話音声を例えば中域部分に限定した場合の積分出力とを更に正確に取得することができる。
【００５７】
【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、遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタ手段と、マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタ手段と、第一のフィルタ手段の出力の積分を行う第一の積分手段と、第二のフィルタ手段の出力の積分を行う第二の積分手段と、第一及び第二の積分手段の出力結果を比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較手段とを有することにより、送話音声を例えば低域部分および高域部分に分割してそれぞれの帯域に応じた積分出力を取得し、且つ受話音声を例えば中域部分に限定してこの帯域に応じた積分出力を取得することができるので、エコーキャンセラの性能に依存すること無くそれぞれの話者音声を正確に検出することができ、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音が大きい場合でも的確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。
【００５８】
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、遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタ手段と、マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタ手段と、第一のフィルタ手段の出力の積分を行う第一の積分手段と、第二のフィルタ手段の出力の積分を行う第二の積分手段と、第一及び第二の積分手段の出力結果を比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較手段と、周囲の定常ノイズを測定する定常ノイズフロア測定手段と、定常ノイズフロア測定手段の結果を用いて音声パワー比較手段の係数を制御する係数制御手段とを有することにより、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音の大きさに応じて音声パワー比較手段の係数を制御するようにしたので、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音が大きくなっても話者検出の精度が劣化しないという有利な効果が得られる。
【００５９】
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、遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタ手段と、マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタ手段と、第一のフィルタ手段の出力の積分を行う第一の積分手段と、第二のフィルタ手段の出力の積分を行う第二の積分手段と、第一及び第二の積分手段の出力結果を比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較手段と、遠端話者が発話していない無音区間を計測する第一の無音区間計測手段と、近端話者が発話していない無音区間を計測する第二の無音区間計測手段と、第一の無音区間計測手段の結果を用いて第一の積分手段の積分窓長を制御する第一の積分窓長制御手段と、第二の無音区間計測手段の結果を用いて第二の積分手段の積分窓長を制御する第二の積分窓長制御手段とを有することにより、無音区間に応じて第一、第二の積分窓長を制御するようにしたので、送話音声を例えば低域部分および高域部分に分割した場合の積分出力と、受話音声を例えば中域部分に限定した場合の積分出力とを更に正確に取得することができるという有利な効果が得られる。
【００６０】
請求項４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、遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタリング実行ステップと、マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタリング実行ステップと、第一のフィルタリング実行ステップにおける出力の積分を行う第一の積分実行ステップと、第二のフィルタリング実行ステップにおける出力の積分を行う第二の積分実行ステップと、第一の積分実行ステップにおける積分値と第二の積分実行ステップにおける積分値とを比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較ステップとを有することにより、送話音声を例えば低域部分および高域部分に分割してそれぞれの帯域に応じた積分出力を取得し、且つ受話音声を例えば中域部分に限定してこの帯域に応じた積分出力を取得することができるので、それぞれの話者音声を正確に検出することができ、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音が大きい場合でも的確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。
【００６１】
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、遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタリング実行ステップと、マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタリング実行ステップと、第一のフィルタリング実行ステップにおける出力の積分を行う第一の積分実行ステップと、第二のフィルタリング実行ステップにおける出力の積分を行う第二の積分実行ステップと、第一の積分実行ステップにおける積分値と第二の積分実行ステップにおける積分値とを比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較ステップと、周囲の定常ノイズを測定する定常ノイズフロア測定ステップと、定常ノイズフロア測定ステップにおける測定ノイズを用いて音声パワー比較ステップの係数を制御する係数制御ステップとを有することにより、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音の大きさに応じて音声パワー比較手段の係数を制御するようにしたので、周囲の音響的な雑音若しくは装置の電気的な雑音が大きくなっても話者検出の精度が劣化しないという有利な効果が得られる。
【００６２】
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、遠端話者からの受話音声等の音声をフィルタリングする第一のフィルタリング実行ステップと、マイクロフォンからの入力音声をフィルタリングする第二のフィルタリング実行ステップと、第一のフィルタリング実行ステップにおける出力の積分を行う第一の積分実行ステップと、第二のフィルタリング実行ステップにおける出力の積分を行う第二の積分実行ステップと、第一の積分実行ステップにおける積分値と第二の積分実行ステップにおける積分値とを比較して音声パワーが存在する周波数帯域を検出する音声パワー比較ステップと、遠端話者が発話していない無音区間を計測する第一の話者発話時間計測ステップと、近端話者が発話していない無音区間を計測する第二の話者発話時間計測ステップと、第一の話者発話時間計測ステップにおける計測無音区間を用いて第一の積分実行ステップにおける積分窓長を制御する第一の積分窓長制御ステップと、第二の話者発話時間計測ステップにおける計測無音区間を用いて第二の積分ステップの積分窓長を制御する第二の積分窓長制御ステップとを有することにより、無音区間に応じて第一、第二の積分窓長を制御するようにしたので、送話音声を例えば低域部分および高域部分に分割した場合の積分出力と、受話音声を例えば中域部分に限定した場合の積分出力とを更に正確に取得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７に記載のログラムによれば、請求項４乃至６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４乃至６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。
【００６４】
請求項８に記載の記録媒体によれば、請求項７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７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、３、４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】チャネルを通過した音声とチャネルを通過していない音声の周波数帯域でのパワー分布比較図
【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】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９】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
３４  チャネル
３５  話者検出手段
３６  伝達関数推定手段
３７  フィルタ手段
３８  減算手段
【図１】
2004274683.tif 000003
【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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【図９】
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