(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
適応フィルタを含む擬似エコー生成手段が受話信号に基づいて擬似エコー信号を生成し、エコー消去手段が送話信号から擬似エコー信号を減算することにより、送話信号からエコー信号を消去するエコーキャンセラにおいて、
上記送話信号から、この送話信号を平滑化した平滑送話信号を算出する平滑送話信号計算手段と、
上記受話信号から、この受話信号を平滑化した平滑受話信号を算出する平滑受話信号計算手段と、
上記平滑送話信号及び上記平滑受話信号の相関に基づき、エコー経路による遅延特性を反映させた遅延時間情報を得る遅延時間情報形成手段と、
上記送話信号、上記受話信号及び上記遅延時間情報に基づき、上記適応フィルタのタップ係数の更新又は更新停止を指示する更新情報を得る更新情報形成手段と、
上記遅延時間情報形成手段から出力された遅延時間情報の値を、所定幅毎の複数の範囲のどの範囲に属するかを捉え、その属する範囲の代表値に置き換えた後、上記擬似エコー手段に与える遅延調整手段とを備え、
上記擬似エコー生成手段は、上記更新情報が更新を指示していることを条件に上記タップ係数の更新を実行すると共に、上記遅延時間情報を、エコー経路による遅延特性を反映させたものとして取り込んで処理する
ことを特徴とするエコーキャンセラ。
【請求項２】
適応フィルタを含む擬似エコー生成手段が受話信号に基づいて擬似エコー信号を生成し、エコー消去手段が送話信号から擬似エコー信号を減算することにより、送話信号からエコー信号を消去するエコーキャンセラにおいて、
上記送話信号から、この送話信号を平滑化した平滑送話信号を算出する平滑送話信号計算手段と、
上記受話信号から、この受話信号を平滑化した平滑受話信号を算出する平滑受話信号計算手段と、
上記平滑送話信号及び上記平滑受話信号の相関に基づき、エコー経路による遅延特性を反映させた遅延時間情報を得る遅延時間情報形成手段と、
上記送話信号、上記受話信号及び上記遅延時間情報に基づき、上記適応フィルタのタップ係数の更新又は更新停止を指示する更新情報を得る更新情報形成手段とを備え、
上記擬似エコー生成手段は、上記更新情報が更新を指示していることを条件に上記タップ係数の更新を実行すると共に、上記遅延時間情報を、エコー経路による遅延特性を反映させたものとして取り込んで処理すると共に、到来した上記遅延時間情報の値に変動があるときに、過去の送話信号と、変動後の遅延時間情報に対応する過去の受話信号とを用いて係数更新を実施し、変動後の遅延時間情報を参照して現在時刻における擬似エコー信号の生成及び係数更新を実施する
ことを特徴とするエコーキャンセラ。
【請求項３】
上記遅延時間情報形成手段は、今回に得た遅延時間情報を、前回までに得た遅延時間情報によって平滑化し、平滑化した遅延時間情報を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載のエコーキャンセラ。
【請求項４】
上記擬似エコー生成手段は、擬似エコー信号の形成に用いるタップ係数の数であるタップ長を、上記遅延時間情報に応じて切り換えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエコーキャンセラ。
【請求項５】
送話信号の周波数帯域を制限して上記平滑送話信号計算手段に与える送話帯域制限手段と、
受話信号の周波数帯域を制限して上記平滑受話信号計算手段に与える受話帯域制限手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエコーキャンセラ。
【請求項６】
上記擬似エコー生成手段は、上記送話帯域制限手段によって周波数帯域が制限された送話信号及び上記受話帯域制限手段によって周波数帯域が制限された受話信号を用いて、上記擬似エコー信号の生成及びタップ係数の更新を実施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ラ。
【請求項７】
上記エコー消去手段は、
送話信号から、上記送話帯域制限手段によって周波数帯域が制限された送話信号を減算する第１の加算部と、
上記更新情報が更新を指示しているときに、上記第１の加算部の出力信号を減衰する減衰部と、
上記送話帯域制限手段によって周波数帯域が制限された送話信号から、上記擬似エコー生成手段から出力された上記擬似エコー信号を減算する第２の加算部と、
上記減衰部の出力信号と上記第２の加算部の出力信号とを加算し、エコー消去後の信号として出力する第３の加算部とを有する
ことを特徴とする請求項６に記載のエコーキャンセラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエコーキャンセラに関し、例えば、パーソナルコンピュータに搭載するエコーキャンセラに適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットのようなＩＰネットワークを利用して音声信号を送信する技術であるＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  ＩＰ）を用いたＩＰ電話が普及している。この一例としてパーソナルコンピュータ（ＰＣ）上で動作するソフトフォンと呼ばれるＩＰ電話も多く利用されるようになった。このようなソフトフォンでは、ＰＣに内蔵されたサウンドデバイス（Ａ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器などを含む）を用いて音声の入出力を行っている。
【０００３】
ところが、サウンドデバイスのドライバは、ＰＣ上で動作する他のソフトウェアと時分割で動作させているため、他のソフトウェアの処理によっては、音声の入出力を考慮した規定の時間で音声信号を処理することができない場合も生じる。
【０００４】
この結果、音声信号の入出力に途切れや欠落が生じて不連続になり、エコーキャンセラからはエコー経路の特性（例えば遅延時間）が変化しているように見え、しかも、このようなエコー経路の特性変化は他のソフトウェア処理との時分割処理との関係で突発的な変化であり、マイクロフォンからの音声信号に含まれている音響エコー成分を消去するのは困難であった。
【０００５】
このようなエコー特性の変化に対応する方法として、特許文献１のように、ハードウェア構成を工夫する方法が提案されている。
【０００６】
特許文献１の記載技術は、ステレオ出力端子とステレオ入力端子間を接続線で短絡し、また、ＰＣ内の参照信号線となる送信側ステレオ信号線をアダプティブフィルタへ接続するだけで、受信側バッファと送信側バッファを通過させる参照信号線を配線でき、音楽データを入出力するために用いられるサウンドボードをその内部構造を変えずにそのまま利用することができるというものである。
【特許文献１】特開２００４−４０５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の記載技術は、ＰＣの改修又は特殊な装置の追加が必要になり、汎用的なＰＣの機能特性を阻害する恐れがあり、話者であるＰＣユーザにとっては、使い勝手の悪いものとなっていた。
【０００８】
そのため、エコー経路の遅延特性の変化が突発的にたびたび起きるような環境であっても、エコーを適切に消去することができる、しかも、入出力線以外の外部との配線を必要としない、外部に特殊な装置を設けることを要しないエコーキャンセラが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するため、第１の本発明は、適応フィルタを含む擬似エコー生成手段が受話信号に基づいて擬似エコー信号を生成し、エコー消去手段が送話信号から擬似エコー信号を減算することにより、送話信号からエコー信号を消去するエコーキャンセラにおいて、（１）上記送話信号から、この送話信号を平滑化した平滑送話信号を算出する平滑送話信号計算手段と、（２）上記受話信号から、この受話信号を平滑化した平滑受話信号を算出する平滑受話信号計算手段と、（３）上記平滑送話信号及び上記平滑受話信号の相関に基づき、エコー経路による遅延特性を反映させた遅延時間情報を得る遅延時間情報形成手段と、（４）上記送話信号、上記受話信号及び上記遅延時間情報に基づき、上記適応フィルタのタップ係数の更新又は更新停止を指示する更新情報を得る更新情報形成手段と、（５）上記遅延時間情報形成手段から出力された遅延時間情報の値を、所定幅毎の複数の範囲のどの範囲に属するかを捉え、その属する範囲の代表値に置き換えた後、上記擬似エコー手段に与える遅延調整手段とを備え、（６）上記擬似エコー生成手段は、上記更新情報が更新を指示していることを条件に上記タップ係数の更新を実行すると共に、上記遅延時間情報を、エコー経路による遅延特性を反映させたものとして取り込んで処理することを特徴とする。また、第２の本発明は、適応フィルタを含む擬似エコー生成手段が受話信号に基づいて擬似エコー信号を生成し、エコー消去手段が送話信号から擬似エコー信号を減算することにより、送話信号からエコー信号を消去するエコーキャンセラにおいて、（１）上記送話信号から、この送話信号を平滑化した平滑送話信号を算出する平滑送話信号計算手段と、（２）上記受話信号から、この受話信号を平滑化した平滑受話信号を算出する平滑受話信号計算手段と、（３）上記平滑送話信号及び上記平滑受話信号の相関に基づき、エコー経路による遅延特性を反映させた遅延時間情報を得る遅延時間情報形成手段と、（４）上記送話信号、上記受話信号及び上記遅延時間情報に基づき、上記適応フィルタのタップ係数の更新又は更新停止を指示する更新情報を得る更新情報形成手段とを備え、（５）上記擬似エコー生成手段は、上記更新情報が更新を指示していることを条件に上記タップ係数の更新を実行すると共に、上記遅延時間情報を、エコー経路による遅延特性を反映させたものとして取り込んで処理すると共に、到来した上記遅延時間情報の値に変動があるときに、過去の送話信号と、変動後の遅延時間情報に対応する過去の受話信号とを用いて係数更新を実施し、変動後の遅延時間情報を参照して現在時刻における擬似エコー信号の生成及び係数更新を実施することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、受話信号を平滑化した信号と送話信号を平滑化した信号との時間的相関を利用して、エコー消去動作に必要な初期遅延時間やタップ係数の更新可否などの情報を得ることができ、エコー特性の突発的な変化にも即応可能で、エコーキャンセラ外部の変更を伴わないエコーキャンセラを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明によるエコーキャンセラの第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
第１の実施形態のエコーキャンセラは、例えば、ＰＣに搭載されているものである。第１の実施形態のエコーキャンセラは、例えば、専用ボードとして構築されたものであっても良く、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）へのエコーキャンセルプログラムの書き込みによって実現されたものであっても良く、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行するソフトウェア（エコーキャンセルプログラム）によって実現されたものであっても良いが、機能的には、図１で表すことができる。
【００１３】
図１において、第１の実施形態のエコーキャンセラ１００は、時間特性分析判定回路１０１、擬似エコー生成回路１０２及び加算器１０３を有する。
【００１４】
第１の実施形態のエコーキャンセラ１００は、図示しないマイクロフォンが捕捉し、デジタル化されたデジタル送話信号（以下、送話信号と呼ぶ）ｓ（ｎ）に含まれている、遠方からのデジタル受話信号（以下、受話信号と呼ぶ）ｒ（ｎ）の成分を消去するものである。この第１の実施形態の場合、エコーキャンセラ１００から出力されたある時点の受話信号ｒ（ｎ）が、エコー成分として、エコーキャンセラ１００へ入力される送話信号ｓ（ｎ）に含まれているようになる、エコー経路での遅延特性は一定でないことを前提としている。例えば、エコーキャンセラ１００よりスピーカ側で受話信号を処理する構成や、エコーキャンセラ１００よりマイクロフォン側で送話信号を処理する構成が、ＣＰＵによる時分割処理によるソフトウェア処理構成である場合に、このような遅延特性の変化が生じる。
【００１５】
擬似エコー生成回路１０２は、適応フィルタを内蔵し、受話信号ｒ（ｎ）とタップ係数ｈ（ｋ）の畳み込み演算によって擬似エコー信号ｒｐ（ｎ）を生成して加算器１０３に与えるものである。ここで、適応フィルタのタップ係数の更新に係る適応アルゴリズムとしては、ＬＭＳ法や学習同定法などの一般的なアルゴリズムを適用できる。
【００１６】
この第１の実施形態の場合、擬似エコー生成回路１０２は、時間特性分析判定回路１０１からの後述する更新情報ＡＳＷに応じて、内蔵する適応フィルタのタップ係数の更新を停止したり実行したりするようになされている。また、擬似エコー生成回路１０２は、時間特性分析判定回路１０１からの後述する時間差情報Ｄに応じて、擬似エコー信号ｒｐ（ｎ）の形成に利用するタップ係数の範囲（タップ長Ｐや最新タップにおける受話信号の時刻Ｄ×Ｎ）を制御するようになされている。擬似エコー生成回路１０２は、例えば、初期遅延時間Ｄとタップ長Ｐとを対応付けたテーブルを内蔵しており、時間特性分析判定回路１０１から与えられた時間差情報Ｄに応じて、タップ長Ｐを切り換えるようになされている。なお、用意しておくタップの数はタップ長Ｐが取り得る最大の数と等しくしておき、例えば、未使用のタップにはタップ係数として０を与えることにより、実質的に、そのときのタップ長Ｐを達成する。
【００１７】
加算器１０３は、送話信号ｓ（ｎ）から擬似エコー信号ｒｐ（ｎ）を減算して送話信号ｓ（ｎ）におけるエコー成分を消去するものであり、エコー消去後の送話信号ｓｏ（ｎ）を出力するものである。
【００１８】
時間特性分析判定回路１０１は、第１の実施形態のエコーキャンセラ１００の特徴をなす構成部分である。時間特性分析判定回路１０１は、受話信号ｒ（ｎ）及び送話信号ｓ（ｎ）から、更新情報ＡＳＷ及び時間差情報Ｄを形成して擬似エコー生成回路１０２に与えるものである。
【００１９】
図２は、第１の実施形態の時間特性分析判定回路１０１の機能的な詳細構成を示すブロック図である。図２において、時間特性分析判定回路１０１は、送話エンベローブ計算部２００、受話エンベローブ計算部２０１、時間差情報形成部２０２及び更新情報形成部２０３を有する。なお、時間特性分析判定回路１０１が、例えば、ＣＰＵ、及び、ＣＰＵが実行するプログラムでなる場合、送話エンベローブ計算部２００、受話エンベローブ計算部２０１、時間差情報形成部２０２及び更新情報形成部２０３はそれぞれ、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行するサブプログラムが該当する。
【００２０】
送話エンベローブ計算部２００は、送話信号ｓ（ｎ）から、それを平滑化した送話エンベロープ信号ｓｅ（ｉ）を計算するものである。
【００２１】
受話エンベローブ計算部２０１は、受話信号ｒ（ｎ）から、それを平滑化した受話エンベロープ信号ｒｅ（ｉ）を計算するものである。
【００２２】
時間差情報形成部２０２は、送話エンベロープ信号ｓｅ（ｉ）及び受話エンベロープ信号ｒｅ（ｉ）から時間差情報Ｄを形成するものである。
【００２３】
更新情報形成部２０３は、送話信号ｓ（ｉ）、受話信号ｒ（ｉ）及び時間差情報Ｄから更新情報ＡＳＷを形成するものである。
【００２４】
送話エンベローブ計算部２００、受話エンベローブ計算部２０１、時間差情報形成部２０２及び更新情報形成部２０３の具体的な処理については、後述する動作の項で明らかにする。
【００２５】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態のエコーキャンセラ１００の動作（エコーキャンセル方法）を説明する。以下に説明する動作を、ＣＰＵが、エコーキャンセルプログラムを実行することによって実行するようにしても良い。
【００２６】
第１の実施形態は、時間特性分析判定回路１０１を設けたことに大きな特徴を有するので、時間特性分析判定回路１０１の動作を中心にして説明する。
【００２７】
時間特性分析判定回路１０１（の送話エンベローブ計算部２００及び受話エンベローブ計算部２０１）は、送話信号ｓ（ｎ）、受話信号ｒ（ｎ）からそれぞれ、送話エンベロープ信号ｓｅ（ｉ）、受話エンベロープ信号ｒｅ（ｉ）を、例えば、（１）式、（２）式により計算する。
【００２８】
ｓｅ（ｉ）＝Σ｜ｓ（ｎ）｜                                        …（１）
ｒｅ（ｉ）＝Σ｜ｒ（ｎ）｜                                        …（２）
ここで、総和（Σ）の範囲（時間長）をＮとする。Ｎは予め定められた値であり、例えば、８とする。Ｎを大きくとれば、エンベロープ信号が緩やかになり、雑音に影響されることが少なくなるが、音声信号の絶対値の包絡特性の微細な特性を反映しない。一方、Ｎを小さくすれば、音声信号の絶対値の包絡特性の微細な特性を反映するが、雑音による影響を受けやすくなる。図３に示す例ではＮを８としたが、これに限定されないことは言うまでもない。また、総和（Σ）の範囲（時間長）は、図３では重ならないものを示しているが、一部ずつ重なるようなものであっても良い。
【００２９】
上記では、エンベロープ信号の計算に絶対値の和を使用したが、例えば、二乗の和など、音声信号の包絡特性を表すパラメータであれば他の計算式を適用するようにしても良い。
【００３０】
時間特性分析判定回路１０１（の時間差情報形成部２０２）は、受話エンベロープ信号ｒｅ（ｉ）に時間差ｊを付加して遅延させた信号ｒｅ（ｉ＋ｊ）と送話エンベロープ信号ｓｅ（ｉ）との間の相関度ＲＥ（ｊ）を（３）式に従って算出し、この相関度ＲＥ（ｊ）が最も高くなるときの時間差ｊ＝Ｄを時間差情報（擬似エコー生成回路１０２内の適応フィルタの初期遅延時間）として出力する。図４は、相関度ＲＥ（ｊ）の算出に供する２信号の関係の説明図であり、jが６のときである。
【００３１】
ＲＥ（ｊ）＝（Σ（ｓｅ（ｉ）×ｒｅ（ｉ＋ｊ）））２
÷Σ（ｒｅ（ｉ＋ｊ）×ｒｅ（ｉ＋ｊ））      …（３）
相関度ＲＥ（ｊ）の算出方法は（３）式に限定されず、受話エンベロープ信号ｒｅ（ｉ）と送話エンベロープ信号ｓｅ（ｉ）の相似度を計算する手法であればいかなる方法を適用しても良い。
【００３２】
なお、時間特性分析判定回路１０１による時間差情報Ｄの算出周期は任意であって良いが、例えば、１０ｍｓ毎に、時間差情報Ｄを算出するようにしても良い。
【００３３】
時間特性分析判定回路１０１（の更新情報形成部２０３）は、送話信号ｓ（ｎ）と受話信号ｒ（ｎ）と時間差情報Ｄ（初期遅延時間Ｄ×Ｎ）とに基づいて、エコー信号パワーＰＳＤ、参照信号パワーＰＲＤ、相関度ＲＤ及びエコー経路ロスＡＥを計算した後、タップ係数の更新が必要か否かを判定する。エコー信号パワーＰＳＤ、参照信号パワーＰＲＤ、相関度ＲＤ及びエコー経路ロスＡＥは、送話信号ｓ（ｎ）及び受話信号ｒ（ｎ）のうち、受話信号ｒ（ｎ）だけに有効な音声の信号が存在するシングルトーク状態を考慮して、それぞれ、（４）式〜（７）式に従って計算する。なお、上述のようなシングルトーク状態では、送話信号ｓ（ｎ）のパワーの殆どがエコー成分である。
【００３４】
ＰＳＤ＝Σ（ｓ（ｎ）×ｓ（ｎ））                                    …（４）
ＰＲＤ＝Σ（ｒ（ｎ＋Ｄ×Ｎ）×ｒ（ｎ＋Ｄ×Ｎ））                    …（５）
ＲＤ＝Σ（ｓ（ｎ）×ｒ（ｎ＋Ｄ×Ｎ））／√（ＰＳＤ）／√（ＰＲＤ）  …（６）
ＡＥ＝１０×ｌｏｇ１０（ＰＲＤ／ＰＳＤ）                            …（７）
（４）式〜（６）式での総和（Σ）の範囲（時間長）をＭとする。Ｍは予め定められた値であり、例えば、１６０を適用できる。
【００３５】
（４）式及び（５）式から明らかなように、エコー信号パワーＰＳＤ及び参照信号パワーＰＲＤは、初期遅延時間Ｄ×Ｎだけ異なるタイミングの送話信号及び受話信号で計算され、所定周期（例えば１０ｍｓ）毎に更新された時間差情報Ｄが直ちに反映され、エコー信号パワーＰＳＤ及び参照信号パワーＰＲＤの比率の対数であるエコー経路ロスＡＥも、所定周期（例えば１０ｍｓ）毎に更新された時間差情報Ｄが直ちに反映される。（７）式から明らかなように、送話信号ｓ（ｎ）及び受話信号ｒ（ｎ）間の相関度ＲＤも、所定周期（例えば１０ｍｓ）毎に更新された時間差情報Ｄが直ちに反映されて求められる。
【００３６】
時間特性分析判定回路１０１（の更新情報形成部２０３）は、下記の３種類の条件Ｃ１〜Ｃ３の全てに合致した場合には、更新情報ＡＳＷを「更新する（例えば「１」）」に設定して出力し、そうでない場合は「更新しない（例えば「０」）」に設定して出力する。
【００３７】
（条件Ｃ１）  ＰＲＤ＞ＰＴＨＤ    但し、ＰＴＨＤは予め定められた基準値
（条件Ｃ２）  ＲＤ＞ＲＴＨＤ      但し、ＲＴＨＤは予め定められた基準値
（条件Ｃ３）  ＡＥ＞ＡＴＨＤ      但し、ＡＴＨＤは予め定められた基準値
条件Ｃ１〜Ｃ３に基づいたタップ係数の更新有無の制御によれば、従来技術の課題の項で言及したようなエコー経路の遅延時間だけが変わってしまったような場合でも、所定周期（例えば１０ｍｓ）毎に更新された時間差情報Ｄを利用して制御を行うので、擬似エコー生成回路１０２にエコー消去動作させ、エコーを直ちに適切に消去できる状態にできる。例えば、ＰＣに内蔵されているサウンドデバイスの動作により、エコー経路の初期遅延時間が変わってしまった場合でも、直ちに、タップ係数の更新動作を実行させ、エコーを適切に消去することができる。
【００３８】
上述した条件Ｃ１の成立によって、音響エコーの元になる受話信号ｒ（ｎ）のパワーが存在することが判定できる。条件Ｃ２の成立によって、送話信号ｓ（ｎ）と受話信号ｒ（ｎ）との相関が高いこと（送話信号ｓ（ｎ）の主成分がエコー成分であること）が分かる。条件Ｃ３の成立によって、図示しないスピーカから図示しないマイクロフォンに回り込む信号の量が、経路ロスの想定内であることを判定できる。これら３種類の条件Ｃ１〜Ｃ３の成立により、送話信号ｓ（ｎ）のパワーの大半は、受話信号ｒ（ｎ）が元になったエコーによるものであると判定できる。このときには、更新情報ＡＳＷを「更新する」に設定する。
【００３９】
なお、条件Ｃ１〜Ｃ３によって、従来のタップ係数の更新停止事由も、ほぼ同様に更新停止事由となっている。
【００４０】
例えば、仮に、送話信号ｓ（ｎ）に送話者の発声による音声信号成分が入っていれば（例えば、ダブルトーク状態）、送話信号ｓ（ｎ）におけるエコー成分の比率が小さいので、送話信号ｓ（ｎ）と受話信号ｒ（ｎ）とは相関のない信号と判断される。すなわち、条件Ｃ２は成立しない。この際に、擬似エコー生成回路１０２内の適応フィルタのタップ係数ｈ（ｋ）を更新してしまうと、タップ係数ｈ（ｋ）を破壊することになる。そのため、上述したようなときには、条件Ｃ２の不成立によって、更新情報ＡＳＷは「更新しない」として、タップ係数ｈ（ｋ）の破壊を防止する。
【００４１】
なお、条件Ｃ１〜Ｃ３における判定基準値ＰＴＨＤ、ＲＴＨＤ、ＡＴＨＤとして、例えば、５０００００００、０．９、２０を適用できるが、各基準値は適宜設定すれば良い。
【００４２】
また、上述の説明では、条件Ｃ１〜条件Ｃ３の全てが成立したときに、時間特性分析判定回路１０１からの更新情報ＡＳＷを「更新する」にするものとした。これ以外に、例えば、条件Ｃ３がいつでも成立することが分かっている場合、例えば、図示しないマイクロフォンと図示しないスピーカとの間の音響結合がいつでも十分なことが予め判明している場合などは、条件Ｃ１及び条件Ｃ２の成立の組み合わせだけで更新情報ＡＳＷを「更新する」とするようにしても良い。
【００４３】
また、それ以外でも、装置設計時の条件に応じて、条件Ｃ１〜条件Ｃ３の単独、若しくは、組み合わせの成立で更新情報ＡＳＷを「更新する」に設定するようにしても良い。
【００４４】
次に、擬似エコー生成回路１０２及び加算器１０３の動作を簡単に説明する。
【００４５】
擬似エコー生成回路１０２は、タップ係数ｈ（ｋ）と受話信号ｒ（ｎ）との畳み込み演算（Σｈ（ｋ）×ｒ（ｎ））により、擬似エコー信号ｒｐ（ｎ）を計算して出力する。擬似エコー生成回路１０２は、タップ係数ｈ（ｋ）の有効範囲を時間特性分析判定回路１０１から与えられた時間差情報Ｄを基に定まる、予め決められたタップ長Ｐとし、畳み込み演算を実施する。
【００４６】
図５は、擬似エコー信号ｒｐ（ｎ）を形成する畳み込み演算に供するタップ係数ｈ（ｋ）と受話信号ｒ（ｎ）の範囲の説明図である。現在時刻（ここでは０としており、過去側を正値で表している）よりＤ×Ｎ前の受話信号ｒ（０＋Ｄ×Ｎ）から、さらにタップ長Ｐ分だけ前の受話信号ｒ（０＋Ｄ×Ｎ＋Ｐ）までのタップ長Ｐ分の受話信号（０＋Ｄ×Ｎ）〜受話信号ｒ（０＋Ｄ×Ｎ＋Ｐ）が、現在時刻の擬似エコー信号ｒｐ（０）を形成させる畳み込み演算に用いられる。
【００４７】
擬似エコー生成回路１０２は、更新情報ＡＳＷが「更新する」であった場合には、ＬＭＳ法や学習同定法等の既知のタップ係数更新アルゴリズムによりタップ係数ｈ（ｋ）を更新し、更新情報ＡＳＷが「更新しない」であった場合には、上述した擬似エコー信号ｒｐ（０）の生成のみを実施する。
【００４８】
加算器１０３は、送話信号ｓ（ｎ）から擬似エコー信号ｒｐ（ｎ）を減じ、エコー消去後の送話信号ｓｏ（ｎ）を計算する。
【００４９】
なお、擬似エコー生成回路１０２は、前回到来した時間差情報Ｄ０を記憶しておき、今回到来した時間差情報Ｄと比較して変動の有無を捕らえ（従って、エコー経路の初期遅延時間Ｄ×Ｎの変動の有無を捕らえ）、変動が生じている場合には、タップ係数のリセット、又は、タップ係数の値を一様にアッテネートする等の処理を行うようにしても良い。
【００５０】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、受話信号と送話信号との時間的相関を利用して、エコーキャンセル動作に必要な情報（初期遅延時間、タップ係数更新可否）を短い周期で繰り返し得ることができ、エコー経路の特性の突発的な変化にも即応可能である。
【００５１】
また、エコーキャンセラ内の変更のみで、上記効果を奏することができる。すなわち、当該エコーキャンセラを搭載した装置のハードウェアの変更を伴わずに、エコー経路の特性の突発的な変化にも即応可能であるという効果を奏することができる。
【００５２】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明によるエコーキャンセラの第２の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００５３】
上述した第１の実施形態においては、送話信号ｓ（ｎ）に近端話者信号があり、受話信号ｒ（ｎ）に遠端話者信号があるときに、稀に、偶然、双方の話者の声質、口調が似ているなど、送話信号ｓ（ｎ）と受話信号ｒ（ｎ）との相関度が高くなる場合があり、たまたま、条件Ｃ１〜Ｃ３が成立して、タップ係数の更新を実行させてエコーキャンセラ機能の性能が劣化することがある。
【００５４】
ここで、相関度に基づいて算出された時間差情報Ｄが急激に変動する事象が観測されるのは、大きく二つの場合がある。（１）エコー経路の特性が変動した場合であり、（２）受話信号にだけ話者信号（音響信号などの他の有効な成分を含む）が含まれている状態から、送話信号にも話者信号が含まれるように変化した場合である。（２）の場合（いわゆるダブルトーク状態へ変化した場合）には、元々時間相関がない信号同士で時間相関を求めようとするため、求めた時間差情報Ｄは、エコー以外の信号が含まれている間は常に激変する。このとき、稀に相関度（ＲＤ）が大きくなることがあり、この結果、更新情報ＡＳＷが誤る場合がある。さらに、更新情報が誤ると、擬似エコー信号の生成に不具合が生じ、この結果、エコーが適切に消去できなくなる。第２の実施形態のエコーキャンセラは、このような点に鑑みなされたものである。
【００５５】
第２の実施形態のエコーキャンセラ１００Ａも、全体構成を機能ブロック図で表すと、上述した図１で表すことができ、時間特性分析判定回路１０１Ａ、擬似エコー生成回路１０２及び加算器１０３を有する。
【００５６】
しかし、時間特性分析判定回路１０１Ａの詳細構成が、第１の実施形態のものと異なっている。
【００５７】
図６は、第２の実施形態の時間特性分析判定回路１０１Ａの機能的な詳細構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図２との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。
【００５８】
図６において、第２の実施形態の時間特性分析判定回路１０１Ａは、送話エンベローブ計算部２００、受話エンベローブ計算部２０１、時間差情報形成部２０２、更新情報形成部２０３Ａ及び時間差情報修正部２０４を有する。
【００５９】
ここで、送話エンベローブ計算部２００、受話エンベローブ計算部２０１及び時間差情報形成部２０２は、第１の実施形態のものと同様である。
【００６０】
時間差情報修正部２０４は、時間差情報形成部２０２が形成した時間差情報Ｄを、（８）式に従って修正し、修正した時間差情報ＤＭを出力するものである。
【００６１】
ＤＭ＝α×ＤＭＤ＋（１−α）×Ｄ                                  …（８）
但し、ＤＭＤは、前回の演算タイミングで計算された修正時間差情報ＤＭであり、αは０＜α＜１の範囲を有する予め設定された値である。従って、（８）式の修正式は、前回の修正時間差情報ＤＭと、今回の時間差情報Ｄの重み付け加算値を修正時間差情報ＤＭとするものである。
【００６２】
なお、時間差情報Ｄを滑らかに変動（修正）させるものであれば、（８）式以外の修正式を適用するようにしても良い。
【００６３】
第２の実施形態の更新情報形成部２０３Ａは、時間差情報Ｄに代え、修正時間差情報ＤＭを適用して、第１の実施形態のものと同様な更新情報ＡＳＷの形成機能を実行するものである。
【００６４】
第２の実施形態によっても、第１の実施形態とほぼ同様な効果を奏することができる。また、第２の実施形態によれば、時間差情報Ｄの激変が連続して発生する場合であっても、相関度（ＲＤ）の計算には変化を緩和した修正時間差情報ＤＭを適用しているため、更新情報（ＡＳＷ）の誤りが減少し、この結果、擬似エコーの生成不具合が減少するという効果が得られる。ここで、エコー特性が変動した瞬間は、第１の実施形態より、追従が遅れるが、このことによる劣化は少なく、上述した効果が大きく上回ることになる。
【００６５】
（Ｃ）第３の実施形態
次に、本発明によるエコーキャンセラの第３の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６６】
上述した第１の実施形態において、時間特性分析判定回路１０１から出力される時間差情報Ｄは、エコーと背景雑音の条件（例えば、時々刻々と変化する両者のパワー比や、初期遅延時間、エコーと雑音の相関性）により、エコー特性（初期遅延時間）が一定であっても、相関性の時間的な変動や、計算誤差等で微小に変動する場合がある。本来、このような変動がなく、時間特性分析判定回路１０１から出力される時間差情報Ｄが一定になることが望ましい。しかしながら、この微小変動に擬似エコーの生成が追従してしまうと、エコーが適切に消去できなくなる事象が発生する。第３の実施形態のエコーキャンセラは、このような点に鑑みなされたものである。
【００６７】
図７は、第３の実施形態のエコーキャンセラの構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。
【００６８】
図７において、第３の実施形態のエコーキャンセラ１００Ｂは、時間特性分析判定回路１０１、擬似エコー生成回路１０２Ｂ及び加算器１０３に加え、遅延調整回路１０４を有する。
【００６９】
遅延調整回路１０４は、時間特性分析判定回路１０１から出力された時間差情報Ｄを、次の（９）式に従って修正し、修正した時間差情報ＤＭＱを擬似エコー生成回路１０２Ｂに出力するものである。
【００７０】
ＤＭＱ＝ＩＮＴ（Ｄ／Ｑ）×Ｑ                                      …（９）
（９）式において、ＩＮＴ（Ｄ／Ｑ）は値Ｄ／Ｑの整数部分を取り出す関数を表している。Ｑは、予め設定された正の整数であり、例えば１０を適用できる（これに限らない）。例えば、時間差情報Ｄの値が１２３であり、Ｑが１０の場合には、（９）式の演算により修正時間差情報ＤＭＱは１２０となる。
【００７１】
第３の実施形態の擬似エコー生成回路１０２Ｂは、時間差情報Ｄに代え、修正時間差情報ＤＭＱを適用して、第１の実施形態の擬似エコー生成回路１０２と同様な機能を実行するものである。
【００７２】
第３の実施形態によっても、第１の実施形態とほぼ同様な効果を奏することができる。また、第３の実施形態によれば、背景雑音とエコーとの関係などによって、時間差情報Ｄが微小変動しても、修正時間差情報ＤＭＱは微小変動を消去されたものとなり、この結果、エコーが適切に消去されるように動作することができる。
【００７３】
この第３の実施形態の技術思想は、第１の実施形態の技術思想と組合せるだけでなく、第２の実施形態の技術思想と組み合わせることができる。
【００７４】
（Ｄ）第４の実施形態
次に、本発明によるエコーキャンセラの第４の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００７５】
第１の実施形態においては、擬似エコー生成回路１０２内の適応フィルタのタップ係数の収束には時間がかかるため、時間差情報Ｄが変動したとき、変動の瞬間には新たな時間差情報Ｄをもつエコー経路に対応するタップ係数に十分に更新できていない場合がある。このため、時間差情報Ｄが変化した後のしばらくの間は、効果的な擬似エコーが生成できず、異音感を伴うことがある。第４の実施形態のエコーキャンセラは、以上の点に鑑みなされたものである。
【００７６】
第４の実施形態のエコーキャンセラ１００Ｃも、全体構成を機能ブロック図で表すと、上述した図１で表すことができ、時間特性分析判定回路１０１、擬似エコー生成回路１０２Ｃ及び加算器１０３を有する。
【００７７】
しかし、擬似エコー生成回路１０２Ｃの機能が、第１の実施形態のものから多少異なっている。図８は、第４の実施形態の擬似エコー生成回路１０２Ｃの機能的な詳細構成を示すブロック図である。
【００７８】
図８において、擬似エコー生成回路１０２Ｃは、適応フィルタ３００、タップ係数演算部３０１、タップ係数更新制御部３０２、時間差比較部３０３及び前時間差記憶部３０４を有する。
【００７９】
適応フィルタ３００は、受話信号ｒ（ｎ）及びタップ係数ｈ（ｋ）との畳み込み演算を行って擬似エコー信号ｒｐ（ｎ）を形成するものである。
【００８０】
タップ係数演算部３０１は、所定のアルゴリズムに従って、タップ係数ｈ（ｋ）を更新させるものである。
【００８１】
タップ係数更新制御部３０２は、タップ係数演算部３０１によるタップ係数ｈ（ｋ）の更新、更新停止を制御すると共に、更新時に必要となる時間パラメータをタップ係数演算部３０１に与えるものである。タップ係数更新制御部３０２が、時間差比較部３０３の比較結果を参照して、タップ係数ｈ（ｋ）の更新、更新停止を制御したり、パラメータを切り換えたりする点が、一般的な擬似エコー生成回路とは異なっている。
【００８２】
前時間差記憶部３０４は、タップ係数更新制御部３０２によって、到来した時間差情報Ｄを、次の動作時刻の更新制御のために記憶しておくものである。言い換えると、新たな動作時刻から見ると、前時間差記憶部３０４に記憶されている時間差情報Ｄ０は、前回の動作時刻の際に到来した時間差情報である。
【００８３】
時間差比較部３０３は、現在の動作時刻が更新されると（新たな動作時刻になると）、現在の動作時刻で到来した時間差情報Ｄと、前時間差記憶部３０４に記憶されている前回の動作時刻での時間差情報Ｄ０とを比較し、比較結果をタップ係数更新制御部３０２に与えるものである。
【００８４】
以下、タップ係数更新制御部３０２による制御動作を、比較結果と更新情報ＡＳＷとの組み合わせ毎に詳述する。
【００８５】
タップ係数更新制御部３０２は、時間差比較部３０３による比較結果が一致するときには、到来した更新情報ＡＳＷに従い、第１の実施形態で説明したような制御動作を行う。
【００８６】
これに対して、タップ係数更新制御部３０２は、前回の動作時刻の時間差情報Ｄ０と比べて、時間特性分析判定回路１０１から与えられた現在の動作時刻の時間差情報Ｄが変化した場合には、更新情報ＡＳＷの内容に応じて、以下のように動作する。
【００８７】
更新情報ＡＳＷが「更新しない」であった場合には、タップ係数更新制御部３０２は、タップ係数演算部３０１による前回の動作時刻の時間差Ｄ０に基づいたタップ係数ｈ（ｋ）を保持させ、適応フィルタ３００から、前回の動作時刻の時間差Ｄ０に基づいたタップ係数ｈ（ｋ）と受話信号ｒ（ｎ）との畳み込み演算によって形成された擬似エコー信号ｒｐ（ｎ）を出力させる。タップ係数更新制御部３０２は、現動作時刻の時間差情報Ｄを、次回の動作時刻のために前時間差記憶部３０４に保持する。
【００８８】
更新情報ＡＳＷが「更新する」であった場合には、タップ係数更新制御部３０２は、タップ係数演算部３０１に対し、時間Ｔだけ前の時刻にさかのぼって、現在の動作時刻の時間差情報Ｄに基づいたタップ係数ｈ（ｋ）の更新の開始を指示する。しかし、タップ係数更新制御部３０２は、過去の信号に対するタップ係数の更新がなされている間は、タップ係数演算部３０１から適応フィルタ３００へのタップ係数の転送を禁止し、擬似エコー信号ｒｐ（ｎ）の生成は実施させない。
【００８９】
なお、以上のように、時間差情報Ｄ（従って、エコー経路の初期遅延時間Ｄ×Ｎ）に変更が生じた場合には、タップ係数の更新を開始させる直前で、タップ係数のリセット、又は、タップ係数の値を一様にアッテネートする等の処理を併用するようにしても良い。
【００９０】
タップ係数更新制御部３０２は、現在の動作時刻の期間内で、現在の動作時刻の信号に対する処理に追いつくまで、引続き、タップ係数の更新を継続させ、現在の動作時刻の信号に対するタップ係数の更新を実行させたときには、擬似エコー信号ｒｐ（ｎ）の生成も実行させる。タップ係数更新制御部３０２は、更新情報ＡＳＷが「更新する」であった場合にも、現在の動作時刻の時間差情報Ｄを、次回の動作時刻のために前時間差記憶部３０４に保持する。
【００９１】
以上のように、時間差情報Ｄ（従って、エコー経路の初期遅延時間Ｄ×Ｎ）に変更が生じた場合には、過去の送話信号と、変動後の初期遅延に対応する過去の受話信号とを用いて係数更新を実施し、その後、変動後の時間差情報Ｄを参照して現在の動作時刻における擬似エコー信号の生成及び係数更新を実施するようにしている。
【００９２】
第４の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、以下の効果を奏することができる。すなわち、新たな時間差情報Ｄに対して、予めタップ係数の更新が実施でき、実際に擬似エコー信号を生成するときには、タップ係数の更新をある程度実施した状態にして、擬似エコー信号を生成できる。この結果、上述したような、時間差情報が変動したときでも、突発的に発生する異音感を解消することができる。
【００９３】
第４の実施形態の技術思想を、第１の実施形態の技術思想と組合せるだけでなく、第２や第３の実施形態の技術思想と組み合わせることができる。
【００９４】
（Ｅ）第５の実施形態
次に、本発明によるエコーキャンセラの第５の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００９５】
第１の実施形態においては、エコーが非常に小さい、若しくは、全くないとき、話者同士の信号で稀に相関度（ＲＤ）が一時的に大きくなることがあり、この結果、時間特性分析判定回路１０１の判定において、エコー経路の変動が発生したことを表す「更新する」に更新情報（ＡＳＷ）が誤る場合がある。この更新情報（ＡＳＷ）に基づいて、擬似エコー信号を生成した場合、擬似エコー生成回路１０２は一瞬の間、話者同士の信号で適応フィルタのタップ係数を更新してしまうことになり、誤ったエコー経路を推定する。そして、それ以後は誤ったタップ係数を用いて擬似エコー信号を生成し続けることになる。このように、話者同士の信号で稀に相関度（ＲＤ）が高くなって更新情報ＡＳＷが誤ると、擬似エコー信号の生成に不具合が生じ、その結果、エコーが適切に消去できなくなる。第２の実施形態も、同様な不都合の回避策を有するものであったが、それでもなおかつ更新情報ＡＳＷが誤る場合が生じることがある。第５の実施形態のエコーキャンセラは、以上のような点に鑑みなされたものである。
【００９６】
図９は、第５の実施形態のエコーキャンセラの構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。
【００９７】
図９において、第５の実施形態のエコーキャンセラ１００Ｄは、時間特性分析判定回路１０１、擬似エコー生成回路１０２Ｄ及び加算器１０３に加え、不正係数検出回路１０５を有する。
【００９８】
不正係数検出回路１０５は、エコー信号パワーＰＳＤ、参照信号パワーＰＲＤ、残差信号パワーＰＯＤ、エコー消去量ＡＣをそれぞれ、（１０）式〜（１３）式に従って算出する。なお、エコー信号パワーＰＳＤ及び参照信号パワーＰＲＤについては、時間特性分析判定回路１０１が算出したものを流用するようにしても良い。
【００９９】
ＰＳＤ＝Σ（ｓ（ｎ）×ｓ（ｎ））                                  …（１０）
ＰＲＤ＝Σ（ｒ（ｎ＋Ｄ×Ｎ）×ｒ（ｎ＋Ｄ×Ｎ））                  …（１１）
ＰＯＤ＝Σ（ｓｏ（ｎ）×ｓｏ（ｎ））                              …（１２）
ＡＣ＝１０×ｌｏｇ１０（ＰＳＤ／ＰＯＤ）                          …（１３）
（１０）式〜（１２）式において、総和（Σ）の範囲（時間長）をＭとする。Ｍは予め定められた値であり、例えば、１６０を適用できるが、この値に限定されるものではない。
【０１００】
不正係数検出回路１０５は、下記の３種類の条件Ｒ１〜Ｒ３の全てに合致した場合には、タップ係数初期化情報ＲＳＴを「タップ係数を初期化する（例えば「１」）」として擬似エコー生成回路１０２Ｄに出力し、そうでない場合には「タップ係数を初期化しない（例えば「０」）」として出力する。
【０１０１】
（条件Ｒ１）  ＰＲＤ＜ＰＴＨＤＲ    但し、ＰＴＨＤＲは予め定められた基準値
（条件Ｒ２）  ＡＳＷ＝「更新しない」
（条件Ｒ３）  ＡＣ＜ＡＴＨＤＲ      但し、ＡＴＨＤＲは予め定められた基準値
例えば、基準値ＰＴＨＤＲ、ＡＴＨＤＲの値としてそれぞれ、５０００００００、０を適用可能であるが、これらの値を適宜設定すれば良い。
【０１０２】
受話信号パワーが弱いときは、時間特性分析判定回路１０１の判定で誤りが起こり易く、条件Ｒ１によって、誤りが起こり易い状況であることを判別できる。誤ったタップ係数が継続することが問題であるので、タップ係数を継続させる条件Ｒ２も、タップ係数の初期化の条件となる。なお、更新情報ＡＳＷは送受話状態を示す情報とみることができる。エコー消去量ＡＣが少ないことは、タップ係数が誤っているときに起こりやすく、条件Ｒ３によって、そのような状況であることを判別できる。
【０１０３】
第５の実施形態の擬似エコー生成回路１０２Ｄは、タップ係数初期化情報ＲＳＴが「タップ係数を初期化する」であった場合には、内部に保持するタップ係数ｈ（ｋ）を初期化する。
【０１０４】
第５の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、以下の効果を奏することができる。すなわち、擬似エコー信号を生成するとき、本来のエコーを消去するための信号が、例えば、話者同士の信号で稀に相関度（ＲＤ）が一時的に大きくなるような状況で、逆にエコーを増強してしまう等の不具合を発生させることがあるが、第５の実施形態によればかかる不具合を検出可能であり、その不具合を解消することができる。
【０１０５】
第５の実施形態の技術思想を、第１の実施形態の技術思想と組合せるだけでなく、第２、第３、第４の実施形態の技術思想と組み合わせることができる。
【０１０６】
（Ｆ）第６の実施形態
次に、本発明によるエコーキャンセラの第６の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１０７】
第１の実施形態において、マイクロフォン入力側の周囲雑音の環境が劣悪な場合には、送話側の話者が発話していなくても、エコー信号が雑音の影響を受け、受話信号との相関度が小さくなる場合がある。その結果、更新情報ＡＳＷの内容が誤ったものとなり（「更新する」が「更新しない」に誤る）、エコーが適切に消去できなくなることがある。第６の実施形態のエコーキャンセラは、以上のような点に鑑みなされたものである。
【０１０８】
図１０は、第６の実施形態のエコーキャンセラの構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。
【０１０９】
図１０において、第６の実施形態のエコーキャンセラ１００Ｅは、時間特性分析判定回路１０１、擬似エコー生成回路１０２及び加算器１０３に加え、２個のバンドパスフィルタ回路１０７、１０８及び２個の遅延補償回路１０６、１０９を有する。時間特性分析判定回路１０１、擬似エコー生成回路１０２及び加算器１０３は、第１の実施形態のものと同様である。
【０１１０】
バンドパスフィルタ回路１０７は、送話信号ｓ（ｎ）の所定帯域を通過させるものであり、フィルタリングした送話信号ｓｂｐ（ｎ）を時間特性分析判定回路１０１に与えるものである。
【０１１１】
バンドパスフィルタ回路１０８は、受話信号ｒ（ｎ）の所定帯域を通過させるものであり、フィルタリングした受話信号ｒｂｐ（ｎ）を時間特性分析判定回路１０１に与えるものである。バンドパスフィルタ回路１０８の通過帯域は、バンドパスフィルタ回路１０７の通過帯域と同様になされている。
【０１１２】
遅延補償回路１０６は、送話信号ｓ（ｎ）を、バンドパスフィルタ回路１０７の処理遅延時間だけ遅延させ、遅延させた送話信号ｓｄ（ｎ）を擬似エコー生成回路１０２及び加算器１０３に与えるものである。
【０１１３】
遅延補償回路１０９は、受話信号ｒ（ｎ）を、バンドパスフィルタ回路１０８の処理遅延時間だけ遅延させ、遅延させた受話ｒｄ（ｎ）を擬似エコー生成回路１０２に与えるものである。
【０１１４】
バンドパスフィルタ回路１０７及び１０８の通過帯域としては、例えば、３００〜３０００Ｈｚを適用する。
【０１１５】
図１０は、バンドパスフィルタ回路１０７及び１０８を設けた理由の説明図である。一般的に、雑音周波数成分（Ｎ）はフラットな強度特性（例えばパワー）を有している。一方、話者発音による音声の周波数成分は山形の特性を有し、受話信号が回り込んで送話信号のエコー信号になった場合も同様である。話者発音による音声の周波数成分は、例えば、３００〜３０００Ｈｚの範囲においては、強度がかなり大きな範囲である。すなわち、３００〜３０００Ｈｚの範囲においては、Ｓ／Ｎ比（Ｓ：エコー信号、Ｎ：周囲雑音）が良好であり、他の帯域においては、Ｓ／Ｎ比は低い。
【０１１６】
時間特性分析判定回路１０１が、Ｓ／Ｎ比が良好な送話信号ｓ（ｎ）を利用することにより、分析精度を高めることができる。
【０１１７】
第６の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、以下の効果を奏することができる。すなわち、音声信号パワーの大きい部分の周波数帯を用いて時間特性分析判定回路１０１が動作するので、比較的Ｓ／Ｎ比の高い状態で分析判定を実施することが可能となり、タップ係数の更新判定の誤りを低減させることができる。
【０１１８】
なお、第６の実施形態は、近端での背景雑音の存在を考慮したものであるので、受話信号の処理系に設けたバンドパスフィルタ回路１０８及び遅延補償回路１０９を省略するようにしても良い。
【０１１９】
第６の実施形態の技術思想を、第１の実施形態の技術思想と単独で組合せるだけでなく、第１〜第５の実施形態の技術思想の１以上と組み合わせることができる。
【０１２０】
（Ｇ）第７の実施形態
次に、本発明によるエコーキャンセラの第７の実施形態を、第６の実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１２１】
第６の実施形態においては、擬似エコー生成回路１０２はバンドパスフィルタ回路１０７、１０８を通さない送話信号及び受話信号で動作するものであった。図１１を用いて説明したように、音声信号の周波数成分を見ると、パワーが集中している周波数帯（以下、集中帯と呼ぶ）がある一方、このパワーの集中帯以外の成分パワーは比較的小さい。ここで、パワーの集中帯以外の周波数成分に着目すると、エコーとしても元々聴こえ難い成分である。擬似エコー生成回路１０２のタップ係数ｈ（ｋ）は、エコー経路の伝達特性を模擬するものであるが、全周波数帯域を考慮して模擬する場合と、一部の周波数帯のみを考慮して模擬する場合とを比較すると、同じタップ長Ｐであれば、後者の方がより正確に模擬することができる。つまり、生成される擬似エコー信号も、対象とする周波数帯に対してより適切なものとなる。第７の実施形態のエコーキャンセラは、以上のような点に鑑みなされたものである。
【０１２２】
図１２は、第７の実施形態のエコーキャンセラの構成を示すブロック図であり、第６の実施形態に係る図１０との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。
【０１２３】
図１２において、第７の実施形態のエコーキャンセラ１００Ｆは、時間特性分析判定回路１０１、擬似エコー生成回路１０２、加算器１０３、２個のバンドパスフィルタ回路１０７、１０８、遅延補償回路１０６及び加算器１１０を有する。
【０１２４】
時間特性分析判定回路１０１、擬似エコー生成回路１０２、加算器１０３、２個のバンドパスフィルタ回路１０７、１０８及び遅延補償回路１０６は、第６の実施形態のものと同様である。
【０１２５】
第７の実施形態の場合、擬似エコー生成回路１０２は、バンドパスフィルタ回路１０７及び１０８を介した後の送話信号ｓｂｐ（ｎ）及び受話信号ｒｂｐ（ｎ）に基づいて、擬似エコー信号ｒｐ（ｎ）を作成するものである。
【０１２６】
加算器１０３は、第６の実施形態と同様に、遅延補償回路１０６を介した送話信号ｓｄ（ｎ）から擬似エコー信号ｒｐ（ｎ）を除去して、除去後の送話信号ｓｏ（ｎ）を出力するものである。
【０１２７】
既に説明した実施形態のように、また一般的に、除去後の送話信号ｓｏ（ｎ）は、エコーの消去特性を評価するために、擬似エコー生成回路１０２にフィードバックされるものである。この第７の実施形態の場合、擬似エコー生成回路１０２にはバンドパスフィルタ回路１０７及び１０８を介した送話信号ｓｂｐ（ｎ）及び受話信号ｒｂｐ（ｎ）が入力されているが、加算器１０３から出力された除去後の送話信号ｓｏ（ｎ）は、擬似エコー生成回路１０２への送話信号ｓｂｐ（ｎ）及び受話信号ｒｂｐ（ｎ）とは周波数帯域が異なっている。
【０１２８】
そのため、バンドパスフィルタ回路１０７を介した送話信号ｓｂｐ（ｎ）から擬似エコー信号ｒｐ（ｎ）を除去するダミーの加算器１１０を設け、ダミーの加算器１１０による除去後の送話信号ｓｏｌ（ｎ）を擬似エコー生成回路１０２へフィードバックさせることとし、擬似エコー生成回路１０２への全ての入力信号の周波数帯域を揃えるようにしている。
【０１２９】
第７の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、以下の効果を奏することができる。すなわち、音声信号パワーの大きい集中帯を用いて時間特性分析判定回路１０１が動作するので、比較的Ｓ／Ｎ比の高い状態で分析判定を実施することが可能となり、タップ係数の更新判定の誤りを低減させることができる。ここで、パワーの集中帯以外のエコー成分を消去しない代わりに、パワーの集中帯におけるエコー成分の消去能力を大幅に向上させることができる。パワーの集中帯以外のエコー成分は、元々影響が少ないので、全体としてエコー消去能力が向上することができる。
【０１３０】
第７の実施形態の技術思想を、第１〜第５の実施形態の技術思想の１以上と組み合わせることができる。
【０１３１】
（Ｈ）第８の実施形態
次に、本発明によるエコーキャンセラの第８の実施形態を、第７の実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１３２】
第７の実施形態は、影響が少ないとはいえ、パワーの集中帯以外のエコー成分を消去しないものである。第８の実施形態のエコーキャンセラは、以上のような点に鑑みなされたものであり、パワーの集中帯以外のエコー成分を減衰させようとしたものである。
【０１３３】
図１３において、第８の実施形態のエコーキャンセラ１００Ｇは、時間特性分析判定回路１０１、擬似エコー生成回路１０２、２個のバンドパスフィルタ回路１０７、１０８、遅延補償回路１０６、加算器１１０、加算器１１１、減衰回路１１２及び加算回路１１３を有する。時間特性分析判定回路１０１、擬似エコー生成回路１０２、２個のバンドパスフィルタ回路１０７、１０８、遅延補償回路１０６及び加算器１１０は、第７の実施形態のものと同様である。
【０１３４】
新たに設けられた加算器１１１に対しては、遅延補償回路１０６から出力された遅延送話信号ｓｄ（ｎ）が被減算入力として与えられると共に、バンドパスフィルタ回路１０７から出力されたフィルタリング送話信号ｓｂｐ（ｎ）が減算入力として与えられる。これにより、加算器１１１からの出力信号として、パワーの集中帯以外の成分が大半である送話信号ｓｄｈ（ｎ）が得られ、新たに設けられた減衰回路１１２に出力される。
【０１３５】
減衰回路１１２には更新情報ＡＳＷも与えられている。減衰回路１１２は、更新情報ＡＳＷが「更新する」であるときには、入力信号ｓｄｈ（ｎ）をＸｄＢだけ減衰させてから新たに設けられた加算回路１１３に出力し、更新情報ＡＳＷが「更新しない」であるときには、入力信号ｓｄｈ（ｎ）をそのまま加算回路１１３に出力する。ここで、Ｘは予め設定された値であり、例えば、６を適用できるが、この値に限らない。
【０１３６】
加算回路１１３には、減衰回路１１２からの出力信号（集中帯外減衰送話信号）ｓｄｈｄ（ｎ）に加え、加算器１１０からの出力信号（エコー消去送話信号）ｓｏｌ（ｎ）も与えられる。加算器１１０からの出力信号ｓｏｌ（ｎ）は、上述した第７の実施形態で説明したように、パワーの集中帯の成分を主成分とするエコー消去送話信号であり、減衰回路１１２からの出力信号ｓｄｈｄ（ｎ）は、パワーの集中帯以外の成分を主成分とする減衰送話信号である。従って、両信号を加算器１１３で加算することにより、集中帯のエコー成分は消去され、集中帯以外のエコー成分は減衰された送話信号ｓｏ（ｎ）が得られ、この送話信号ｓｏ（ｎ）が、当該エコーキャンセラ１００Ｇからの出力信号として送出される。
【０１３７】
第８の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、以下の効果を奏することができる。すなわち、音声信号パワーの大きい集中帯を用いて時間特性分析判定回路１０１が動作するので、比較的Ｓ／Ｎ比の高い状態で分析判定を実施することが可能となり、タップ係数の更新判定の誤りを低減させることができる。しかも、パワーの集中帯におけるエコー成分の消去能力を大幅に向上させることができ、かつ、パワーの集中帯以外のエコー成分も減衰することにより、その影響を少なくすることができる。
【０１３８】
第８の実施形態の技術思想を、第１〜第５の実施形態の技術思想の１以上と組み合わせることができる。
【０１３９】
（Ｉ）他の実施形態
上記各実施形態の説明においても、種々変形実施形態に言及したが、さらに、以下に、例示するような変形実施形態を挙げることができる。
【０１４０】
上記各実施形態においては、擬似エコー生成回路１０２、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄが、到来した時間差情報Ｄ、ＤＭＱに応じて、適応フィルタでのタップ長Ｐを切り換えるものを示したが、タップ長Ｐを、時間差情報Ｄ、ＤＭＱの値に拘らず、固定するようにしても良い。ここで、遅延差情報Ｄ、ＤＭＱが変動した場合には、タップ係数のリセット、タップ係数の値を一様にアッテネートする等の処理を併用するようにしても良い。タップ長Ｐを固定値にすると、タップ長を可変する場合に比較して、ハードウェア量（演算構成量、メモリ量）又はソフトウェアによる処理量を節約することが可能となる。
【０１４１】
また、上記各実施形態において、固定値（例えば、判断用の基準値）として説明した部分を可変設定し得るものとするようにしても良い。
【０１４２】
さらに、上記各実施形態においては、ＰＣ上のソフトフォンに係るエコーキャンセラを意図してなされたものであるが、本発明の用途は、それに限定されるものではない。エコー経路の特性（特に遅延特性）が突発的に変化する可能性がある装置のエコーキャンセラとして適用することができるだけでなく、エコー経路の特性の変化が緩やかである装置のエコーキャンセラとしても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】第１の実施形態のエコーキャンセラの構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態の時間特性分析判定回路の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態の時間特性分析判定回路で算出されるエンベロープ信号の説明図である。
【図４】第１の実施形態の時間特性分析判定回路で算出される相関度の説明図である。
【図５】第１の実施形態の擬似エコー生成回路での畳み込み処理に供する信号部分の説明図である。
【図６】第２の実施形態の時間特性分析判定回路の詳細構成を示すブロック図である。
【図７】第３の実施形態のエコーキャンセラの構成を示すブロック図である。
【図８】第４の実施形態の擬似エコー生成回路の詳細構成を示すブロック図である。
【図９】第５の実施形態のエコーキャンセラの構成を示すブロック図である。
【図１０】第６の実施形態のエコーキャンセラの構成を示すブロック図である。
【図１１】第６の実施形態においてバンドパスフィルタ回路を設けた理由の説明図である。
【図１２】第７の実施形態のエコーキャンセラの構成を示すブロック図である。
【図１３】第８の実施形態のエコーキャンセラの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１４４】
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ…エコーキャンセラ、
１０１、１０１Ａ…時間特性分析判定回路、
１０２、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ…擬似エコー生成回路、
１０３、１１０、１１１、１１３…加算器、
１０４…遅延調整回路、
１０５…不正係数検出回路、
１０６、１０９…遅延補償回路、
１０７、１０８…バンドパスフィルタ回路、
１１２…減衰回路、
２００…送話エンベローブ計算部、
２０１…受話エンベローブ計算部、
２０２…時間差情報形成部、
２０３、２０３Ａ…更新情報形成部、
２０４…時間差情報修正部、
３００…適応フィルタ、
３０１…タップ係数演算部、
３０２…タップ係数更新制御部、
３０３…時間差比較部、
３０４…前時間差記憶部。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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