(57)【要約】【課題】  任意の再生サンプリングレートをサポートする新規なエコーキャンセル技術によって、信号からエコーを除去するシステムおよび方法を提供すること。【解決手段】  新規なエコーキャンセル技術は、再生信号を周波数領域表現に変換し、再生信号のサンプリングレートを、適正な数の周波数ビンに対する、周波数領域変換された受信信号のサンプリングレートにコンバートする。このコンバージョンは、正確な手法または補間による手法によって遂行される。再サンプリングされた再生信号変換は次いで、受信信号変換と共に使われて、再生信号に関連づけられたエコーを、受信信号から除去する。【選択図】  図１
2005130475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意再生を用いた、適合サブバンドに基づくエコーキャンセルを利用して、取り込まれた信号からエコーを除去するシステムであって、
周波数領域内の再生信号を、前記取り込まれた信号のサンプルレートに合致するように再サンプリングするコンバータと、
前記再サンプリングされた再生信号を使用して、前記取り込まれた信号から、前記再生信号に関連づけられたエコーを、エコーキャンセルを介して除去するフィルタとを備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記コンバータは、正確な変換および２の累乗変換の一方と補間とを介して、前記再生信号を再サンプリングすることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記補間は、
【数１】
2005130475.tif 000017
によって規定され、上式で、
【数２】
2005130475.tif 000018
は線形補間変換の第ｍの周波数ビンであり、ａＸ（ｎ）は、係数ａと変換された信号ｘの第ｎの周波数ビンとの積であり、βＸ（ｎ＋１）は、係数βと変換された信号ｘの第ｎ＋１の周波数ビンとの積であり、λＸ（ｎ＋ｊ）は、係数λと変換された信号ｘの第ｎ＋ｊの周波数ビンとの積であることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
【数３】
2005130475.tif 000019
、λ＝０であり、かつ、拡張の残りのコンポーネントは０に等しく、上式で、ΔＸは、前記変換された信号の周波数ビンの幅であり、
【数４】
2005130475.tif 000020
は、所望の信号の周波数ビンの幅であることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記正確な変換は、２Ｎ地点ウィンドウおよび２Ｎ個のデータサンプルに基づくことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記補間は、
２Ｍ地点ウィンドウ、および過去の時間においてオーバーラップしている２Ｍ個のデータサンプル、
２Ｍ地点ウィンドウ、および先頭がゼロパッドされた２Ｎ個のデータサンプル、
２Ｍ地点ウィンドウ、先頭および末尾がゼロパッドされた２Ｎ個のデータサンプル、ならびに
２Ｍ地点ウィンドウ、および末尾がゼロパッドされた２Ｎ個のデータサンプルの１つに基づくことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記再サンプリングのサイズは、
【数５】
2005130475.tif 000021
によって規定され、上式で、Ｎは所望のサイズであり、Ｍは、２の累乗の変換サイズであり、
【数６】
2005130475.tif 000022
は、ｌｏｇ２（Ｎ）の天井関数であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記再生信号のサンプリングレートは、再サンプリング前は、前記取り込まれた信号の前記サンプリングレートに等しくないことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記取り込まれた信号を周波数領域表現に変換する第１のコンポーネントと、再サンプリングの前に前記再生信号を周波数領域表現に変換する第２のコンポーネントとをさらに備え、エコーは、前記周波数領域変換を使って除去されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記変換は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、ウィンドウＦＦＴ、および変調複合重複変換（ＭＣＬＴ）の少なくとも１つであることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記周波数領域変換の長さは、２の累乗または高度合成整数であることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
音声認識、インターネットゲーム、ブロードバンドモデム通信、およびＣＤ品質での再生の少なくとも１つを容易にするのに利用されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
任意の再生サンプリングレートを用いるエコーキャンセル方法であって、
所望の信号、および再生信号に関連づけられたエコーを含む信号を受信するステップと、
前記再生信号の周波数領域変換を、前記受信信号の周波数領域変換のサンプリングレートに合致するようにサンプルコンバートするステップと、
前記コンバートされた再生信号変換を利用して、前記受信信号変換から前記エコーを除去するステップとを備えることを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記再生信号のサンプリングレートとは異なるサンプリングレートで、前記受信信号をデジタル化するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、ウィンドウＦＦＴ、および変調複合重複変換（ＭＣＬＴ）の少なくとも１つを介して、前記再生信号およびデジタル化された受信信号を、それぞれの周波数領域変換に変換するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記再生信号変換は、正確な変換および２の累乗変換の少なくとも一方と補間とを介して、サンプルレートコンバートされることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記補間は、
【数７】
2005130475.tif 000023
によって規定され、上式で、
【数８】
2005130475.tif 000024
は線形補間変換の第ｍの周波数ビンであり、ａＸ（ｎ）は、係数ａと変換された信号ｘの第ｎの周波数ビンとの積であり、βＸ（ｎ＋１）は、係数βと変換された信号ｘの第ｎ＋１の周波数ビンとの積であり、λＸ（ｎ＋ｊ）は、係数λと変換された信号ｘの第ｎ＋ｊの周波数ビンとの積であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記コンバータは、
２Ｎ地点ウィンドウおよび２Ｎデータサンプルに基づく正確な変換、
２Ｍ地点ウィンドウ、および過去の時間においてオーバーラップしている２Ｍ個のデータサンプル、
２Ｍ地点ウィンドウ、および先頭がゼロパッドされた２Ｎ個のデータサンプル、
２Ｍ地点ウィンドウ、先頭および末尾がゼロパッドされた２Ｎ個のデータサンプル、ならびに
２Ｍ地点ウィンドウ、および末尾がゼロパッドされた２Ｎ個のデータサンプルの１つを使用し、ＭおよびＮは整数であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記再サンプリングのサイズは、
【数９】
2005130475.tif 000025
によって規定され、上式で、Ｎは所望のサイズであり、Ｍは、２の累乗の変換サイズであり、
【数１０】
2005130475.tif 000026
は、ｌｏｇ２（Ｎ）の天井関数であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
受信信号および再生信号を周波数変換する手段と、
前記周波数変換された再生信号に対するサンプルレートを、前記周波数変換された受信信号の前記サンプルレートと一致するようにコンバートする手段と、
前記サンプルコンバートされた周波数で変換された再生信号を利用して、前記周波数変換された受信信号からエコーを除去する手段とを備えることを特徴とするエコーキャンセルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には信号処理に関し、より詳細には、任意の再生サンプリングレートを用いた、周波数領域変換に基づくエコーキャンセルを利用するシステムおよび方法に関する。具体的には、本発明は、任意の再生サンプリングレートを用いた、周波数領域変換に基づくアコースティックエコーキャンセレーション（ＡＥＣ）に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
関連出願（群）の相互参照
本出願は、２００３年１０月２４日に出願した米国特許仮出願第６０／５１４，４４２号明細書「ＡＣＯＵＳＴＩＣ  ＥＣＨＯ  ＣＡＮＣＥＬＬＡＴＩＯＮ  ＷＩＴＨ  ＡＲＢＩＴＲＡＲＹ  ＰＬＡＹＢＡＣＫ  ＳＡＭＰＬＩＮＧ  ＲＡＴＥ」の利益を主張するものである。
【０００３】
通信システムは通常、あるエンティティから別のエンティティにデータを転送し（単方向）、またはエンティティの間でデータを交換する（双方向）のに使用され、データ交換には、データを１つまたは複数の通信エンティティによって並行して送信し受信することができる、半二重および／または全二重データ交換が含まれる。多くの例において、このようなデータは、グラフィックス（たとえば、静止画像および映像）、テキストおよび／または音声（たとえば、声および音）を含むことができる。データが音声を含む例において、エンティティの１つに関連づけられたレシーバ（たとえばマイクロホン）は、所望の信号（群）、ノイズ、および、たとえばエンティティから並行して送信されたオーディオ信号からの残響に関連づけられた望ましくないエコーを受信し得る。
【０００４】
例として、通常、ハンズフリーの（たとえば、インターコム）電話を使うときに、ユーザがマイクロホンに向かって話すとともにマイクロホンが並行して電話の拡声器からの声を含む背音を捕捉する場合、エコーが存在する。こうした例において、マイクロホンは、スピーカから、所望の信号（たとえば、ユーザの発声）、ノイズ（たとえば背音）および声を受信する。さらに、声は、たとえば壁などの構造物に反射して、レシーバによって並行して取り込まれ得るエコーを生じる場合がある。エコーの影響を受けやすい他のアプリケーションの例には、マルチメディア通信装置、インターネットゲーム、および音声認識がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、境界検出や適合的なサブバンドアコースティックエコーキャンセレーション（ＡＥＣ）などの技術が、受信信号中のエコーに対処し、またはそうしたエコーを除去するのに用いられてきた。概して、ＡＥＣは一般に、リアルタイム通信（ＲＴＣ）アプリケーションによって利用され、そうすることによって、ユーザは、ヘッドセットを使わずに、可聴的に通信できるようになる。しかし、現在のＡＥＣアルゴリズムはしばしば、再生サンプリングレート（サウンドカードを介してスピーカに送られるデータのサンプリングレート）を、受信された信号のサンプリングレート（同じまたは異なるインターフェイスを介してマイクロホンによって取り込まれたデータのサンプリングレート）に制限する。
【０００６】
この解決法は有用であり得るが、他のアプリケーションによって再生されるオーディオの品質を制限する場合がある。たとえば、ユーザが、リアルタイムで電話をかけながらＣＤ品質の音楽を４４．１ｋＨｚで再生したいと思う場合、音楽は、リアルタイムコールのサンプリングレートにダウンサンプリング（ｄｏｗｎ−ｓａｍｐｌｅ）され、その結果、ユーザが聞く音楽の品質を低下させる。従来の解決法は一般に、（多数のタップを有する）上位（ｈｉｇｈ−ｏｒｄｅｒ）フィルタを有する、計算コストが高いサンプリングレートコンバータを含み、概して、さらなる時間遅延につながり、エイリアシングアーティファクトの影響を受けやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下では、本発明のいくつかの態様の基本的な理解を可能にするために、本発明の簡略化した要約を表す。この要約は、本発明の包括的な概要ではない。本発明の主要な／重大な要素を明らかにすることも、本発明の範囲を詳述することも意図していない。後で提示するより詳細な説明の前置きとして、本発明のいくつかの概念を簡略化した形で提示することだけを目的としている。
【０００８】
本発明は、任意の再生サンプリングレートをサポートする新規なアコースティックエコーキャンセレーション（ＡＥＣ）技術に関する。従来のシステムは一般に、再生サンプリングレートを、並行して受信した信号のサンプリングレートに制限し、このことは、再生され得る音質を制限する。例として、ユーザが、リアルタイムで電話をかけながらＣＤ品質の音楽（４４．１ｋＨｚ）を再生したいと思う場合、音楽は、リアルタイムコールのサンプリングレートに（たとえば４４．１ｋＨｚから１６ｋＨｚに）ダウンサンプリングされ、したがって、ユーザが聞く音楽の品質が低下する。次善策は一般に、多数のタップを有する上位フィルタを有する、計算コストが高いサンプリングレートコンバータを含み、概して、さらなる時間遅延につながり、エイリアシングアーティファクトの影響を受けやすい。
【０００９】
本発明の新規なＡＥＣ技術は、計算コストが高いサンプリングレートコンバータを使うことなく、エコーを除去する。概して、本発明は、ＡＥＣアーキテクチャの内部にあるとともにスピーカ（群）に送られた信号の全帯域幅再生を提供する処理ステップを介して、再生信号のサンプリングレートを、受信された（すなわち取り込まれた）信号のサンプリングレートにコンバートする。より具体的には、周波数領域変換は、異なる変換長（一般に、２の累乗または、たとえば２ｍや５・２ｍとして因数分解可能な高度合成整数）を用いて、受信信号および再生信号に対して計算され、再生信号に対する変換は、周波数領域において（たとえば、正確な変換または補間を介して）コンバートされて、受信信号の変換サイズを適正な数の周波数ビンに合致させる。再サンプリングされた再生信号の変換は次いで、受信信号変換と共に使用されて、受信信号からエコーを除去する。
【００１０】
上記の技術は、信号中に顕著なひずみのない、リアルタイムのアプリケーションに実装することができる。対照的に、従来の時間領域に基づくサンプリングレートコンバータは、顕著なエイリアシングアーティファクトを回避するために、上位フィルタを必要とする。さらに、本発明は、音声認識およびインターネットゲームなど、他の様々なアプリケーションで使用することができる。たとえば、音声認識エンジンはしばしば、音楽再生より低いサンプリングレート（一般に、１６ｋＨｚまたは２２．０５ｋＨｚ）で、マイクロホンから発話データを取り込む。したがって、本発明は、通常のコンピュータ動作中に全帯域幅再生を提供して、システム音声、音楽、またはＤＶＤの音声など、比較的高いサンプリングレートの音をキャンセルすることができる。同様に、インターネットゲームアプリケーションはしばしば、インターネットを介してユーザの音声データを送信する。このデータは通常、８ｋＨｚ、１１．０２５ｋＨｚ、または１６ｋＨｚなど、比較的低いレートでサンプリングされる。ただし、ゲーム音はしばしば、２２．０５ｋＨｚや４４．１ｋＨｚなど、比較的高いサンプルレートで再生される。したがって、本発明は、全帯域幅のゲーム音の再生を実現するために利用することができる。さらに、本発明は、取込みサンプリングレートが再生サンプリングレートより高い例において用いることができる。たとえば、一部のコンピュータゲームは、再生用に１１．０２５ｋＨｚの音を用いるが、声は、インターネットを介して１６ｋＨｚで送信することができる。
【００１１】
本発明の一態様では、入力コンポーネントおよび信号処理コンポーネントを備えるエコーキャンセルシステムが提供される。入力コンポーネントは、所望の信号、エコー、およびノイズを含む第１の信号と、第１の信号のエコーコンポーネントに関連づけられた第２の信号とを取得するのに使用される。適切な信号処理、すなわち調整の後、第２の信号は、第１の信号から、エコーの少なくとも一部分を除去するのに利用される。エコー除去は、たとえばアコースティックエコーキャンセレーション（ＡＥＣ）、および信号減算技術など、公知のどのエコー除去アルゴリズムによっても遂行することができる。さらに、本システムは、ノイズコンポーネントの少なくとも一部分を除去するのに用いることができる。上記の技術は、たとえばオーディオシステム、音声認識システム、ブロードバンドモデム通信、およびインターネットゲームなど、リアルタイムの、および非リアルタイムのアプリケーションに関連づけられた信号から、エコーを除去することができる。
【００１２】
本発明の別の態様では、エコーキャンセルシステムは、コンバータおよびフィルタをさらに備えることができる。コンバータは、第２の信号を再サンプリングするのに使用することができる。たとえば、第２の信号は、第１の信号のサンプリングレートとは異なる第２のサンプリングレートを有するデジタル信号でよい。第２の信号を時間領域から周波数領域に変換すると、この変換は、第２の信号のサンプルレートが第１の信号のサンプルレートと一致するように、（たとえば、正確な変換または補間を介して）再サンプリングすることができる。第２の信号に関連づけられた、再サンプリングによる変換、および第１の信号の周波数領域変換は、フィルタに伝えることができ、フィルタは、第１の信号からエコーを除去するのに使用することができる。このようなフィルタリングは、別法としてはアナログ信号および／またはデジタル信号を用いて、時間領域中で実施できることを理解されたい。
【００１３】
本発明のさらに別の態様では、周波数領域変換およびサンプリングレートコンバージョンが組み合わされた、例示的な適合サブバンドベースのＡＥＣシステムが示される。本システムは、アナログコンバートされたオーディオ信号を送信するトランスミッタと、オーディオ信号を取り込むレシーバとを備える。本発明の一態様では、本システムは、所望の信号を取り込むのに使用することができる。所望の信号と共に、送信信号に関連づけられたノイズおよび／またはエコーを、並行して受信することができる。本システムは、取り込まれた信号からエコーを除去する新規なＡＥＣ技術を利用する。この新規な技術は、サンプルレートコンバージョンを利用し、このコンバージョンは、送信されたオーディオ信号が、取り込まれた信号とは異なるレートでサンプリングされることを可能にする。たとえば、送信された信号は、サンプリングレートが、取り込まれた信号のサンプリングレートと一致するように、周波数領域変換され、次いで再サンプリングされ得る。次いで、再サンプリングされた周波数領域変換、および取り込まれた信号に関連づけられた周波数領域変換は、ＡＥＣに提供することができ、ＡＥＣは、再サンプリングによる変換を使って、取り込まれた信号からエコーを除去する。ＡＥＣは、様々なアルゴリズム（たとえば、フーリエ変換（ＦＦＴ）、ウィンドウＦＦＴ、または変調複合重複変換（ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  ｃｏｍｐｌｅｘ  ｌａｐｐｅｄ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ，  ＭＣＬＴ））を実行して、信号変換を容易にすることができる。
【００１４】
本発明の他の態様では、取込み信号に対するエコー除去を容易にする方法を提供する。さらに、様々なグラフが、本発明に従って利用することができる様々な手法の、例示的な補間方式およびエコー帰還波損失改善（ｅｃｈｏ  ｒｅｔｕｒｎ  ｌｏｓｓ  ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ；ＥＲＬＥ）の比較を示す。
【００１５】
上記の目的および関連する目的を達成するために、本発明は、これ以降で十分に説明されるとともに特許請求の範囲において具体的に示される特徴を含む。以下の説明および添付の図面では、本発明の特定の例示的な態様および実装形態を詳細に説明する。ただし、こうした態様および実装形態は本発明の原理を利用することができる様々な方法のごくわずかを示すに過ぎない。本発明の他の目的、利点および新規な特徴は、本発明の以下の詳細な説明を図面と併せ読むことにより、明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、任意の再生サンプリングレートを用いた、適合サブバンドアコースティックエコーキャンセレーション（ＡＥＣ）のためのシステムおよび方法を提供する。概して、こうしたシステムおよび方法は、再生信号を周波数領域に変換し、そのサンプリングレートを、周波数領域変換された受信信号に関連づけられたサンプリングレートにコンバートする。このコンバージョンは、正確な変換を介しても、あるいは周波数領域中の再生信号を、適正な数の周波数ビンに対する受信信号の変換サイズに合致させるように補間することによっても、遂行することができる。適切な変換には、たとえば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、ウィンドウＦＦＴ、および変調複合重複変換（ＭＣＬＴ）がある。上記の技術は、ＡＥＣアーキテクチャ内部で実施することができ、その結果、計算コストが高いサンプリングレートコンバータを利用する従来の技術に対する改善がもたらされる。
【００１７】
ここで図面を参照して本発明を説明するが、同じ参照番号は、全体を通して同じ要素を指すのに使われる。以下の説明では、説明のために、多くの具体的な詳細を、本発明の完全な理解を可能にするために述べる。ただし、こうした具体的な詳細なしでも本発明を実施できることが明らかであろう。他の例では、本発明の説明を容易にするために、公知の構造および装置をブロック図の形で示す。
【００１８】
本出願において使う「コンポーネント」という用語は、コンピュータ関連のエンティティ、すなわちハードウェア、ハードウェアおよびソフトウェアの組合せ、ソフトウェア、または実行中のソフトウェアのいずれかを指すことを意図している。たとえば、コンポーネントは、プロセッサ上で実行されている処理、プロセッサ、オブジェクト、実行ファイル、実行スレッド、プログラム、および／またはコンピュータでよいが、それに限定されない。実例として、サーバ上で実行されているアプリケーションおよびそのサーバ両方がコンピュータのコンポーネントとなり得る。さらに、１つまたは複数のコンポーネントが実行の処理および／またはスレッド中に常駐することができ、コンポーネントは、１台のコンピュータに配置すること、および／または２台以上のコンピュータの間に分散することができる。さらに、コンポーネントは、オペレーティングシステムのカーネルが実行用にスケジュールする（たとえば処理内部の）エンティティでよい。さらに、コンポーネントは、コンテキスト（たとえば、システムレジスタ内部の内容）に関連づけることができ、コンテキストは、スレッドの実行に関連づけられた揮発性および／または不揮発性データでよい。
【００１９】
図１は、エコーキャンセルシステム１００を示す。エコーキャンセルシステム１００は、少なくとも１つの信号を受信する入力コンポーネント１１０と、その信号からエコーを除去する信号処理コンポーネント１２０とを備える。図示したように、入力コンポーネント１１０は、１３０で示すような信号Ｘを受信し、Ｘを信号処理コンポーネント１２０に伝える。通常、Ｘは、送信された信号に関連づけられた所望の信号、ノイズ、およびエコーを含む。後で示すように、ノイズは、信号伝達のどの段階（入力コンポーネント１１０による受信の前、入力コンポーネント１１０によって受信されるとき、信号処理コンポーネント１２０への伝達中、信号処理コンポーネント１２０によって受信されるとき、および／または信号処理コンポーネント１２０から出力されるとき）でも、少なくとも部分的にフィルタリングすることができる。これに対して、エコーは通常、信号処理コンポーネント１２０によって除去される。
【００２０】
エコー除去は、たとえばアコースティックエコーキャンセレーション（ＡＥＣ）および信号減算技術など、公知のどのエコー除去アルゴリズムによっても遂行することができる。たとえば、Ｘは、適切に調整することができ、次いで、エコーに関連づけられた信号を、Ｘから差し引くことができる。別の例では、エコーに関連づけられた信号と相互に関連するＸのコンポーネントを、Ｘから除去することができ、相関閾値（たとえば、エネルギーが正規化された信号を有する０から１）は、相関コンポーネントが除去されるかどうかを決定するために定義することができる。
【００２１】
Ｘの調整は、サンプリングレート、周波数、期間、波長、振幅、極性、位相などの変更を含むことができることを理解されたい。さらに、このような変更は、エコーに関連づけられた信号の同様の特性に基づいて決定することができる。このような情報は、信号処理コンポーネント１２０に提供することができ、かつ／または信号処理コンポーネント１２０は、たとえば情報抽出、分析、推論、含意、履歴などを介して、このような情報を判定することができる。
【００２２】
１４０で示す、結果として生じる信号Ｘ’は、エコーの少なくとも一部分が除去されたＸであり、信号処理コンポーネント１２０から出力される。Ｘ’は、さらに処理し、格納し、別のコンポーネントに伝えることなどができる。上記の技術は、リアルタイムまたは非リアルタイムのアプリケーションに関連づけられた信号からエコーを除去するのに使用することができ、所望の信号は、送信された信号に基づくエコーと共に受信することができる。このようなシステムの例には、たとえばオーディオシステム、音声認識システム、およびインターネットゲームがあるが、それに限定されない。
【００２３】
図２は、エコーキャンセルシステム２００を示す。エコーキャンセルシステム２００は、信号および／または関連づけられた情報を受信する入力コンポーネント２１０と、このデータを使用して、信号の少なくとも１つからエコーを除去する信号処理コンポーネント２２０とを備える。図に示すように、入力コンポーネント２１０は、２３０で信号Ｘを、２４０で信号Ｙを、かつ、任意選択で、２５０で情報Ｉを受信する。任意選択である情報Ｉは、一方または両方の受諾された信号に関連づけることができ、信号関連特性、たとえばサンプリングレート、周波数、期間、波長、振幅、極性、位相などを含むことができる。任意選択である情報Ｉが入力コンポーネント２１０に提供されない場合、上述した信号特性、ならびに他の信号特性は、たとえば抽出、分析、推論、含意、履歴などの技術を介して判定することができる。
【００２４】
信号ＸおよびＹ、ならびに／または任意選択による情報Ｉを受信すると、それぞれのデータは、信号処理コンポーネント２２０に伝えることができる。上で簡潔に述べたように、信号処理コンポーネント２２０は、このデータを使用して、信号ＸまたはＹの少なくとも１つからエコーを除去する。説明のために、信号Ｘは、エコー除去されている信号であると仮定する。通常、信号Ｘは、信号Ｙに関連づけられた所望の信号、ノイズ、およびエコーを含む。前述したように、ノイズは、信号伝達のどの段階でも、少なくとも部分的にフィルタリングすることができ、エコーは通常、信号処理コンポーネント２２０から除去される。本質的に、アコースティックエコーキャンセレーション（ＡＥＣ）および他の様々な減算技術など、公知のどのアルゴリズムも、エコーを除去するのに使用できることを理解されたい。たとえば、信号Ｘおよび信号Ｙは、適切に調整することができ、次いで、信号Ｙは、信号Ｘに基づくエコーに関連する信号Ｙを除去するために、信号Ｘから差し引くことができる。別の例では、信号Ｙと相互に関連する信号Ｘのコンポーネントを、信号Ｘから除去することができ、相関閾値（たとえば、エネルギーが正規化された信号を有する０から１）は、相関コンポーネントが除去されるかどうかを決定するために定義することができる。
【００２５】
２６０で示す、結果として生じる信号Ｘ’は、信号Ｙに関連づけられたエコーが少なくとも除去された信号Ｘであり、信号処理コンポーネント２２０から出力される。出力信号は、さらに処理し、格納し、別のコンポーネントに伝えることなどができる。上記の技術は、リアルタイムまたは非リアルタイムのアプリケーション内の信号からエコーを除去するのに使用することができ、所望の信号は、送信された信号にあるエコーと共に受信することができる。このようなシステムの例には、たとえばオーディオシステム、音声認識システム、およびインターネットゲームがあるが、それに限定されない。
【００２６】
どの段階、すなわち、入力コンポーネント２１０による受信の前、入力コンポーネント２１０によって受信されるとき、信号処理コンポーネント２２０への伝達中、信号処理コンポーネント２２０によって受信されるとき、および／または信号処理コンポーネント２２０から出力されるときでも、信号Ｘおよび／または信号Ｙを調整することも処理することもできることを理解されたい。たとえば、信号Ｘおよび／または信号Ｙは、増幅し、（たとえば、ノイズを除去するために）フィルタリングし、暗号化／暗号解除し、（たとえば、アナログからデジタルに、また、その逆に）コンバートし、変調／復調し、搬送波から抽出し、周波数偏移し、変換することなどができる。
【００２７】
図３は、信号からエコーを除去するのに使用することができる、例示的な信号処理システム３００を示す。システム３００は、信号からエコーを除去するフィルタ３１０と、エコー除去を容易にする情報をフィルタ３１０に提供するコンバータ３２０とを備える。概して、フィルタ３１０は、所望の信号およびエコーを含む第１の信号と、エコーの発信源である第２の信号とを受信することができる。フィルタ３１０は、第２の信号を使って、第１の信号からエコーを除去する。第１の信号からのエコー除去の後、結果として生じた信号は、フィルタ３１０から出力することができる。
【００２８】
コンバータ３２０は、第２の信号を適切に変更するのに使用することができる。たとえば、コンバータは、第２の信号を再サンプリングして、第１の信号のサンプリングレートに合致させることができる。このことは、コンバータ３２０によって受信された第２の信号が、第１の信号のサンプリングレートより小さいまたは大きいサンプリングレートに関連づけられる場合、有利であり得る。第２の信号のサンプリングレートが第１の信号より小さいか、または大きい例では、第１の信号のサンプリングレートに合致するように第２の信号を再サンプリングすることを容易にするために、第１の信号のサンプリングレートが決定され（たとえば、コンバータ３２０に提供され、コンバータ３２０によって決定され）、使用されることが可能である。
【００２９】
例として、本発明の一態様では、第１の信号および第２の信号は、異なる長さの変換を用いて周波数変換された信号でよい。第２の信号の変換は、たとえば、適正な数の周波数ビンに対する補間（たとえば、再近傍補間、スプライン補間、他の多項補間、非線形補間など）を介して、コンバータ３２０によって再サンプリンすることができる。第２の信号変換の長さが第１の信号変換の長さより短い場合、補間は、変換の長さを長くするためのゼロパッドを含むことができ、第２の信号変換の長さが第１の信号変換の長さより長い場合、補間は、その変換を短くするために値の破棄を含むことができる。第２の信号の補間された変換は次いで、フィルタ３１０に伝えることができ、フィルタ３１０は、この変換を使って、第１の信号の変換からエコーを除去することができる。
【００３０】
第１の信号のサンプリングレートを使って第２の信号を再サンプリングするために、コンバータ３２０には、第１の信号のサンプリングレートおよび／または第１の信号を提供することができ、コンバータ３２０は、第１の信号のサンプリングレートを決定する。第２の信号は、第１の信号のサンプリングレートに合致するように再サンプリングされるので、上記の技術は、任意の再生サンプリングレートを用いた、適合サブバンドアコースティックエコーキャンセレーション（ＡＥＣ）を実現することができ、その結果、計算コストが高いサンプリングレートコンバータを必要とする従来のシステムに対する改善をもたらすことができる。
【００３１】
図４は、周波数領域変換およびサンプリングレートコンバージョンを組み合わせる、例示的な適合サブバンドベースのＡＥＣシステム４００を示す。Ｆｘというサンプリングレート４１５を用いてトランスミッタ４１０（たとえば拡声器）によって再生されるべき、４０５のオーディオ信号Ｘが、デジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ４２０に伝えられる。その結果得られる４２５のアナログ信号が、送レシーバ４１０に提供され、この信号は、（たとえばトランスデューサを介して）４３０のオーディオ信号にコンバートされる。オーディオ信号は、リスナによって聞かれ、周囲の構造物に吸収され、かつ／または環境４３５（たとえば壁）によって反射される場合がある。このような反射は、所望の信号および／またはノイズを並行して受信するレシーバ４４５（たとえばマイクロホン）によって受信することができる、４４０のエコーを生じ得る。受信信号は、Ｆｙ４５０というサンプリングレートを用いて、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ４５５を介してデジタル信号にコンバートされる。デジタル信号は、周波数領域変換４６０に伝えられ、時間領域から周波数領域に変換される。
【００３２】
変換された信号は、ＡＥＣシステム４６５に伝えられる。オーディオ信号Ｘは、周波数領域変換４７０を介して、時間領域から周波数領域に変換することができる。オーディオ信号ＸのサンプルレートＦｘ４１５が、サンプルレートＦｙ４５０と一致する場合、ＡＥＣアルゴリズムは、周波数領域変換（たとえば、フーリエ変換（ＦＦＴ）、ウィンドウＦＦＴ、または変調複合重複変換（ＭＣＬＴ））を、サンプルレートＦｙ４５０で実行することができる。しかし、サンプリングレートＦｘ４１５とサンプリングレートＦｙ４５０が一致しない場合、オーディオ信号Ｘは、サンプルレートコンバータ４７５を介して、サンプリングレートＦｙ４５０に再サンプリングされる。本質的に公知のどのコンバージョン手法も、オーディオ信号Ｘを、Ｆｙ４５０と一致させるようにサンプルレートコンバートするのに使うことができる。ＡＥＣアルゴリズムは次いで、周波数領域信号に対して作用して、４８０で示す本質的にエコーのない周波数領域信号Ｚを生成することができる。システム４００は、従来のシステムと共に一般に利用される、計算コストが高いサンプリングレートコンバータを使うことなく、エコーを除去するのに使うことができる。この新規な手法により利益を受けることができるアプリケーションの例には、リアルタイムのアプリケーション、音声認識、およびインターネットゲームがある。
【００３３】
図５は、信号を再サンプリングするのに使用することができる、例示的な補間を記述するグラフを示す。上述したように、再生サンプリングレートＦｘ４１５が、受信したサンプリングレートＦｙ４５０と一致しない場合、再生信号の変換は、サンプリングレートＦｙ４５０に合致するように再サンプリングされる。再サンプリングされた変換のサイズは、式１によって規定することができる。
【００３４】
【数１】
2005130475.tif 000003
【００３５】
上式で、Ｎは正確な変換サイズであり、Ｍは、２の累乗の変換サイズであり、
【００３６】
【数２】
2005130475.tif 000004
【００３７】
は、ｌｏｇ２（Ｎ）の天井関数である。
【００３８】
例として、ＣＤ品質の音楽（たとえば、２０ミリ秒のバッファを用いた４４．１ｋＨｚのサンプルレート）を考えると、この場合の正確なＭＣＬＴ変換のサイズはＮ（たとえば８８２）であり、補間ＭＣＬＴのサイズはＭ（たとえば１０２４）である。正確な周波数領域変換に必要とされるＮ地点ＭＣＬＴとは異なり、Ｍ地点ＭＣＬＴは、２Ｍ（たとえば、エイリアシングを軽減するために２０４８）地点の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を使って実施することができる。その結果、Ｍ地点ＭＣＬＴは、Ｎ地点ＭＣＬＴよりはるかに高速に実行することができる。ＦＦＴのための２Ｍ個のサンプルは通常、従来のシステムにおける２Ｎ（たとえば１７６４）個のサンプルより大きい。この差分を管理するのに、以下の４つの手法（ＭがＮより大きく、ＭおよびＮが整数である）を使うことができる。
・２Ｍ地点ウィンドウと、過去の時間においてオーバーラップしている２Ｍ個のデータサンプルとを用いた補間、
・２Ｍ地点ウィンドウと、先頭がゼロパッドされた２Ｎ個のデータサンプルとを用いた補間、
・２Ｍ地点ウィンドウと、両端が等しくゼロパッドされた２Ｎ個のデータサンプルとを用いた補間、または
・２Ｍ地点ウィンドウと、末尾がゼロパッドされた２Ｎ個のデータサンプルとを用いた補間。
【００３９】
より長いサイズのＭＣＬＴを実行した後、周波数領域サブバンドは、受信したサンプルデータの適切な周波数ビンの位置に合致するように、サンプルレートコンバートすることができる。このサンプルレートコンバージョンは、周波数領域ビンに渡って補間することによって行うことができる。このことは、図５に示されており、図５は、信号の周波数領域係数の実数部分の線形補間を示す。他のタイプ（たとえば、より上位、非線形など）の補間を、別法として、かつ／または追加として使用できることを理解されたい。図では、周波数領域係数Ｘｒ（ｉ）およびＸｒ（ｉ＋１）の実数部分は、それぞれ、５１０および５２０で示すように周波数ビンｉおよびｉ＋１で補間することができる。こうした２つの周波数領域係数は、それぞれ周波数５３０（ｉΔＸ）および５４０（（ｉ＋１）ΔＸ）に置かれる。線形補間の結果
【００４０】
【数３】
2005130475.tif 000005
【００４１】
は、５５０において、周波数５６０
【００４２】
【数４】
2005130475.tif 000006
【００４３】
で示される。同様に、線形補間は、周波数領域係数の虚数部分に対して使用することができる。以下は、複合補間されたデータ、すなわち
【００４４】
【数５】
2005130475.tif 000007
【００４５】
を、元のデータ、すなわちＸ（ｉ）から計算する例示的な擬似コードを示す。
【００４６】
【数６】
2005130475.tif 000008
【００４７】
上記の擬似コードで、ＤｅｓｉｒｅｄＮｕｍｂｅｒＦｒｅｑｕｅｎｃｙＢｉｎｓは、再生信号に対する周波数領域ビンの最小数であり、取り込まれた信号中のビンの数と一致するように計算されなければならない。
【００４８】
本発明の別の態様では、式２に記述された形の拡張を利用することができる。
【００４９】
【数７】
2005130475.tif 000009
【００５０】
上式で、
【００５１】
【数８】
2005130475.tif 000010
【００５２】
は線形補間変換の第ｍの周波数ビンであり、ａＸ（ｎ）は、係数ａと変換された信号ｘの第ｎの周波数ビンとの積であり、βＸ（ｎ＋１）は、係数βと変換された信号ｘの第ｎ＋１の周波数ビンとの積であり、λＸ（ｎ＋ｊ）は、係数λと変換された信号ｘの第ｎ＋ｊの周波数ビンとの積である。
【００５３】
具体的な一例では、式２は、式３に短縮することができる。
【００５４】
【数９】
2005130475.tif 000011
【００５５】
上式で、
【００５６】
【数１０】
2005130475.tif 000012
【００５７】
であり、式３は、式４に示すように表すことができる。
【００５８】
【数１１】
2005130475.tif 000013
【００５９】
上式で、ΔＸは、変換された信号の周波数ビンの幅であり、
【００６０】
【数１２】
2005130475.tif 000014
【００６１】
は、所望の信号の周波数ビンの幅である。
【００６２】
図６は、正確な周波数領域変換およびサンプリングレートコンバータを利用して、効率的なリアルタイムのＡＥＣアルゴリズムをもたらす、例示的な適合サブバンドベースのＡＥＣシステム６００を示す。システム６００は、システム６００が別法として、元の周波数領域変換４７０ではなく、正確な長さを用いる周波数領域変換６１０を利用すること以外、システム４００と類似している。この例示的な実施形態では、サンプルレートコンバータは、周波数領域補間を実施しなくてよく、（出力サンプリングレートが比較的高い場合は）係数を破棄し、または（出力サンプリングレートが比較的低い場合は）ゼロパッドを実施するのみである。変換された信号およびデジタル化された受信信号は、ＡＥＣ４６５に伝えられて、６２０の、本質的にエコーのない周波数領域信号Ｚを生成することができる。
【００６３】
本発明の一態様では、ＣＤ品質での再生（２０ミリ秒のフレームを用いた４４．１ｋＨｚのサンプリングレート）という初期の仮定を続けると、Ｎ（たとえば８８２）地点ＭＣＬＴは、２Ｎ（たとえば１７６４）地点の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）によって実施することができる。たとえば、値２Ｎは、積２＊２＊３＊３＊７＊７によって決定することができ、したがって、ＭＣＬＴは、汎用クーリーチューキー（Ｃｏｏｌｅｙ−Ｔｕｋｅｙ）ＤＦＴを介して実施することができる。以下は、例示的な正確なウィンドウ生成手法であり、Ｎは整数である。
・２Ｎ（たとえば１７６４）地点ウィンドウおよび２Ｎ（たとえば１７６４）個のデータサンプル。
【００６４】
図７〜８は、本発明による方法７００および８００を示す。説明を簡単にするために、この方法を一連の動作として示す。本発明は例示した動作および／または動作の順序に限定されないことを理解されたい。たとえば、動作は、様々な順序で、かつ／または並行して起こることができ、本明細書に提示も記述もしていない他の動作と共に起こることができる。さらに、例示するすべての動作が、本発明による方法の実装に必要なわけではない。さらに、本方法は、別法として、状態図またはイベントによる一連の相関状態として表すこともできることが、当業者には理解されよう。
【００６５】
図７は、本明細書で説明するシステムと共に使用することができる、例示的なエコーキャンセル方法７００を示す。参照番号７１０で、第１の信号が受信される。第１の信号は、所望の信号、エコー、およびノイズを含むことができる。エコーは、第１の信号の取込みと並行して送信される第２の信号に関連づけることができ、第２の信号は、建物によって反射され、所望の信号を取り込む同じレシーバによって取り込まれる得る。ノイズおよび／またはエコーは、類似の処理段階および／または異なる処理段階で、第１の信号からフィルタリングすることができる。第１の信号からエコーを除去するのに、様々な技術を使うことができる。たとえば、アコースティックエコーキャンセレーション（ＡＥＣ）および信号減算技術を、本発明の態様に従って利用することができる。
【００６６】
参照番号７２０で、第２の信号を取得することができる。エコーキャンセルを容易にするために、第１の信号および第２の信号両方を適切に調整することができることを理解されたい。このような調整は、サンプリングレート、周波数、期間、波長、振幅、極性、位相、フィルタリング、暗号化、暗号解除、Ｄ／Ａ、Ａ／Ｄ、変調、復調、搬送波抽出、変換などの変更を含むことができる。さらに、このような変更は、エコーに関連づけられた信号の同様の特性に基づいて決定することができる。このような情報は、信号処理コンポーネントに提供することができ、かつ／または、たとえば情報抽出、分析、推論、含意、履歴などを介して決定することができる。
【００６７】
さらに、第２の信号は、たとえば第２の信号のサンプリングレートが第１の信号のサンプリングレートと一致するように、再サンプリングすることができる。このことは、第２の信号が、受信されると、第１の信号のサンプリングレートより小さいまたは大きいサンプリングレートに関連づけられる場合に有利であり得る。第２の信号のサンプリングレートが第１の信号より小さいか、または大きい例では、第１の信号のサンプリングレートは、第２の信号を、第１の信号のサンプリングレートに合致するように再サンプリングすることを容易にするように決定し、使用することができる。例として、第１の信号および第２の信号は、異なる変換長を用いて周波数変換された信号でよい。変換長を一致させるために、第２の信号の変換は、適正な数の周波数ビンに対する（たとえば、線形および非線形）補間を介して、再サンプリングすることができる。第２の信号変換の長さが第１の信号変換の長さより短い場合、補間は、変換長を拡張するためのゼロパッドを含むことができ、第２の信号変換の長さが第１の信号変換の長さより長い場合、補間は、変換サイズを短くするために値の破棄を含むことができる。第２の信号変換の長さが第１の信号変換の長さと等しい場合、補間をスキップすることもでき、１の伝達関数を有するアルゴリズムを使用することもできる。
【００６８】
７３０で、第１の信号および第２の信号は、エコーキャンセル技術に関連して使用されて、結果として生じる信号、すなわちエコーのない第１の信号を生じることができる。結果として生じる信号は次いで、その後の信号処理または使用のために伝達することができる。上記の技術は、リアルタイムの、または非リアルタイムのアプリケーションに関連づけられた信号からエコーを除去するのに使うことができ、所望の信号は、送信された信号にあるエコーと共に受信することができる。このようなシステムの例には、たとえば、オーディオシステム、音声認識システム、ブロードバンド通信、およびインターネットゲームがあるが、それに限定されない。上記の方法は、任意の再生サンプリングレートを用いた、適合サブバンドアコースティックエコーキャンセレーション（ＡＥＣ）を提供し、その結果、取り込まれた信号サンプリングレートと再生信号サンプリングレートの差分を処理するために、計算コストが高いサンプリングレートコンバータを必要とし、または再生サンプリングレートを受信信号のサンプリングレートに制限する従来のシステムに対する改善となり得る。
【００６９】
図８は、例示的なＡＥＣ方法８００を示す。参照番号８１０で、レシーバ（たとえばマイクロホン）が、所望の信号を取り込むのに使われる。並行して、再生信号に関連づけられたバックグラウンドノイズおよびエコーが、レシーバによって取り込まれる。再生信号は、（たとえばＤ／Ａコンバータを介して）アナログオーディオにデジタルオーディオコンバートすることができ、続いて、（たとえばスピーカを介して）音にトランスデュース（ｔｒａｎｓｄｕｃｅ）することができる。音は、リスナによって聞かれ、周囲の構造物によって吸収され、かつ／または環境（たとえば壁）によって反射される場合がある。このような反射は、レシーバによって取り込まれるエコーを生じ得る。
【００７０】
受信信号（所望の信号、エコー、およびノイズ）は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータを介して、第１のサンプリングレートを用いてデジタル信号にコンバートすることができる。参照番号８２０で、取り込まれた信号を周波数領域変換に伝えることができ、デジタル信号は、時間領域から周波数領域に変換することができる。同様に、第２のサンプリングレート（たとえば、取込み信号のサンプリングレートと比べて小さい、等しい、または大きい）を有する再生信号を、周波数領域変換に伝えることができ、再生信号は、時間領域から周波数領域に変換することができる。
【００７１】
８３０で、再生信号のサンプルレートは、取り込まれた信号のサンプルレートと一致しない場合、再サンプリングすることができる。このような再サンプリングは、補間を介しても、他の公知のサンプリング技術を介しても遂行することができる。８４０で、再サンプリングされた再生信号変換、および取り込まれた信号変換を、エコーキャンセルのためのＡＥＣに伝えることができる。ＡＥＣは、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、ウィンドウＦＦＴ、または変調複合重複変換（ＭＣＬＴ）など、公知のどのアルゴリズムも利用して、少なくともエコーの一部が除去された所望の信号を含む信号を生成することができる。
【００７２】
方法８００は、従来のシステムと共に一般に利用される、計算コストが高いサンプリングレートコンバータを使うことなく、エコーを除去するのに使うことができる。この新規な手法により利益を受けることができるアプリケーションの例には、リアルタイムのアプリケーション、音声認識、ラインエコーキャンセル、モデム（特に、マルチトーン変調に基づくもの）、通信、およびインターネットゲームがある。リアルタイムのアプリケーションの場合、上記の技術は、顕著なエイリアシングアーティファクトを回避するために上位フィルタを必要とする、従来の時間領域に基づくサンプリングレートコンバータとは異なり、顕著な信号ひずみなく実施することができる。音声認識エンジンはしばしば、音楽再生（通常、１６ｋＨｚまたは２２．０５ｋＨｚ）より低いサンプリングレートで、マイクロホンから発話データを取り込む。したがって、本発明は、通常のコンピュータ動作中に全帯域幅再生を実現して、ＤＶＤからのシステムサウンド、音楽、または音声など、サンプリングレートが比較的高い音をキャンセルすることができる。同様に、インターネットゲームアプリケーションはしばしば、インターネットを介して、ユーザのオーディオデータを送信する。このデータは一般に、８ｋＨｚ、１１．０２５ｋＨｚ、または１６ｋＨｚなど、比較的低いレートでサンプリングされる。しかし、ゲームの音は一般に、２２．０５ｋＨｚや４４．１ｋＨｚなど、比較的高いサンプルレートで再生される。したがって、本発明は、全帯域幅のゲーム音の再生を実現するのに利用することができる。さらに、本発明は、取込みサンプリングレートが再生サンプリングレートより高い例において利用することができる。たとえば、一部のコンピュータゲームは、再生用に１１．０２５ｋＨｚの音を使うが、声は、インターネットを介して１６ｋＨｚで送信される場合がある。
【００７３】
図９〜１２は、本明細書で説明したような周波数領域補間および正確な変換を使用するＡＥＣアーキテクチャに関する例示的な性能グラフを示す。こうした結果により、（広帯域による会議に特有である）約１６ｋＨｚのサンプリングレートを有する受信されたモノ信号が使用され、（システムオーディオまたはＣＤ品質の音楽再生に特有である）約４４．１ｋＨｚのサンプリングレートを有するモノ再生信号が使用される。受信されたエコー信号は、１０’ｘ１０’ｘ８’という概略的な大きさをもつ、標準的な会社のオフィス内で測定された伝達関数を使ってシミュレートされる。オフィスの伝達関数は、約４４．１ｋＨｚで、再生サンプリングレートおよび受信サンプリングレートを用いて推定される。オフィスの伝達関数を用いて音楽信号を畳み込むと、エコーを約４４．１ｋＨｚでシミュレートすることになる。シミュレートされたエコー信号は、高品質の多相フィルタを介して、所望の受信サンプリングレートである１６ｋＨｚにダウンサンプリングされる。
【００７４】
適合サブバンドフィルタリングを伴うサブバンドＡＥＣ、およびＭＣＬＴに基づくサブバンド分解が使用される。ただし、他のサブバンド変換、たとえばオーバーサンプリングされたＦＦＴフィルタバンクに基づく変換を使用できることが理解されよう。受信信号は、３２０地点ＭＣＬＴを用いて処理され、再生信号は、システム４００に関連して説明した以下の３つの補間手法用の１０２４地点ＭＣＬＴを用いて処理される。
・２０４８地点ウィンドウと、過去の時間においてオーバーラップしている２０４８個のデータサンプルとを用いた補間
・２０４８地点ウィンドウと、先頭がゼロパッドされた１７６４個のデータサンプルとを用いた補間
・２０４８地点ウィンドウと、両端が等しくゼロパッドされた１７６４個のデータサンプルとを用いた補間
【００７５】
また、再生信号は、システム６００に関連して説明した以下の補間手法用の８８２地点のＭＣＬＴを用いて処理される。
・１７６４地点のウィンドウおよび１７６４個のデータサンプルを用いた正確な変換。
【００７６】
それぞれのサブバンドにおける複合適合フィルタは、正規化平均２乗（ＮＬＭＳ）技術を用いて処理される。結果は、式５によって規定されるように、エコー帰還波損失の改善（ＥＲＬＥ）に基づいて、ｄＢで比較される。
【００７７】
【数１３】
2005130475.tif 000015
【００７８】
上式で、Ｅ｛｝は、時間サンプルｎにおける期待値である。オーバーラップがなく、長さがＮであるブロックに対する期待値は、式６によって規定される。
【００７９】
【数１４】
2005130475.tif 000016
【００８０】
第ｋのデータブロックに対して、上式でｎはデータブロックの先頭における時間索引であり、ｖａｒ｛｝は、データブロックの分散であり、ｄは、ＡＥＣ処理による処理の遅れを表す。ＭＣＬＴを伴うＡＥＣ処理の場合、ｄは、２フレーム分のデータ（たとえば、１６ｋＨｚで６４０個のサンプル）に等しい。
【００８１】
最初に図９を参照すると、正確な技法、過去の時間においてオーバーラップしている（ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ  ｂａｃｋ  ｉｎ  ｔｉｍｅ）技法、先頭ゼロパッド（ｚｅｒｏ  ｐａｄｄｅｄ  ａｔ  ｔｈｅ  ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ）技法、および両端ゼロパッド（ｚｅｒｏ  ｐａｄｄｅｄ  ａｔ  ｂｏｔｈ  ｅｎｄｓ）技法に対するＥＲＬＥグラフが、それぞれ９１０、９２０、９３０、および９４０で示される。それぞれのグラフに対して、Ｎは、フレームサイズの５倍、すなわち２０ミリ秒のフレームの場合は１００ミリ秒に等しい。図１０は、ＥＲＬＥ差分グラフを示す。グラフ１０２０、１０３０、および１０１０は、それぞれ、正確な周波数領域変換との間の、過去の時間においてオーバーラップしている技法、先頭ゼロパッド技法、および両端ゼロパッド技法に対するＥＲＬＥの差分を示す。
【００８２】
図１１および１２は、同様のデータ、ＥＲＬＥグラフ、および差分グラフを示すが、Ｎは、２秒のブロックに対して、フレームサイズの１００倍に等しい。図１１は、それぞれ１１１０、１１２０、１１３０、および１１４０で示される、正確な技法、過去の時間においてオーバーラップしている技法、先頭ゼロパッド技法、および両端ゼロパッド技法に対するＥＲＬＥグラフを示す。図１２は、それぞれ、正確な周波数領域変換との間の、過去の時間においてオーバーラップしている技法、先頭ゼロパッド技法、および両端ゼロパッド技法に対する差分を示すＥＲＬＥ差分グラフ１２１０、１２２０、および１２３０を示す。
【００８３】
本発明の様々な態様に関する状況を提供するために、図１３および１４ならびに以下の説明では、本発明の様々な態様を実装することができる適切なコンピューティング環境の、簡潔で一般的な説明を提供することを意図している。これまでは、一台のコンピュータおよび／またはコンピュータ群上で実行されるコンピュータプログラムのコンピュータ実行可能命令という一般的な状況において本発明を説明したが、本発明は他のプログラムモジュールとの組合せでも実装できることが当業者には理解されよう。概して、プログラムモジュールは、特定のタスクを実施し、かつ／または特定の抽象データタイプを実装するルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造などを含む。
【００８４】
さらに、発明性のある本方法は、他のコンピュータシステム構成と共に実施できることが当業者には理解されよう。他のコンピュータシステム構成には、シングルプロセッサコンピュータシステムまたはマルチプロセッサコンピュータシステム、ミニコンピュータ装置、メインフレームコンピュータ、ならびにパーソナルコンピュータ、ハンドヘルドコンピューティングデバイス、マイクロプロセッサベースの家電製品またはプログラム可能な家電製品などがある。例示した本発明の態様は、通信ネットワークを介してリンクされるリモート処理装置によってタスクが実施される分散型コンピューティング環境でも実施することができる。ただし、すべてではなくともいくつかの本発明の態様は、独立型のコンピュータにおいても実施することができる。分散型コンピューティング環境では、プログラムモジュールは、ローカルメモリ記憶装置およびリモートメモリ記憶装置内両方に配置することができる。
【００８５】
図１３を参照すると、本発明の様々な態様を実装する例示的な環境１３００は、コンピュータ１３１２を含む。コンピュータ１３１２は、処理装置１３１４、システムメモリ１３１６、およびシステムバス１３１８を含む。システムバス１３１８は、システムメモリ１３１６を含むがそれに限定されないシステムコンポーネントを処理装置１３１４に結合する。処理装置１３１４は、市販されている様々なプロセッサのいずれでもよい。デュアルマイクロプロセッサおよび他のマルチプロセッサアーキテクチャも、処理装置１３１４として利用することができる。
【００８６】
システムバス１３１８は、利用可能な様々などのバスアーキテクチャも用いるメモリバスもしくはメモリコントローラ、周辺バスもしくは外部バス、および／またはローカルバスを含むいくつかのタイプのバス構造（群）のどれでもよく、こうしたバス構造は、ＩＳＡ（業界標準アーキテクチャ）、ＭＳＡ（マイクロチャネルアーキテクチャ）、ＥＩＳＡ（拡張ＩＳＡ）、ＩＤＥ（インテリジェントドライブエレクトロニクス）、ＶＬＢ（ＶＥＳＡローカルバス）、ＰＣＩ（周辺装置相互接続）、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）、ＡＧＰ（拡張グラフィクスポート）、ＰＣＭＣＩＡ（ＰＣメモリカード国際協会）バス、およびＳＣＳＩ（小型コンピュータシステムインターフェイス）を含むが、それに限定されない。
【００８７】
システムメモリ１３１６は、揮発性メモリ１３２０および不揮発性メモリ１３２２を含む。たとえば起動中に、コンピュータ１３１２内部の要素の間で情報を転送するための基本ルーチンを含む基本入出力システム（ＢＩＯＳ）が、不揮発性メモリ１３２２に格納される。限定ではなく例として、不揮発性メモリ１３２２は、ＲＯＭ（読出し専用メモリ）、ＰＲＯＭ（プログラム可能ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（電気的プログラム可能ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能ＲＯＭ）、またはフラッシュメモリを含むことができる。揮発性メモリ１３２０は、外部キャッシュメモリとして作用するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）を含む。限定ではなく例として、ＲＡＭは、ＳＲＡＭ（同期ＲＡＭ）、ＤＲＡＭ（ダイナミックＲＡＭ）、ＳＤＲＡＭ（シンクロナスＤＲＡＭ）、ＤＤＲ  ＳＤＲＡＭ（ダブルデータレート方式ＳＤＲＡＭ）、ＥＳＤＲＡＭ（拡張ＳＤＲＡＭ）、ＳＬＤＲＡＭ（シンクリンクＤＲＡＭ）、およびＤＲＲＡＭ（ダイレクトランバスＲＡＭ）など、多くの形で利用可能である。
【００８８】
コンピュータ１３１２は、取外し可能／固定型、揮発性／不揮発性コンピュータ記憶媒体も含む。図１３には、たとえばディスク記憶装置１３２４を示す。ディスク記憶装置１３２４は、磁気ディスクドライブ、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、テープドライブ、Ｊａｚドライブ、Ｚｉｐドライブ、ＬＳ−１００ドライブ、フラッシュメモリカード、またはメモリスティックなどの装置を含むが、それに限定されない。さらに、ディスク記憶装置１３２４は、記憶媒体を、別個に含むことも、ＣＤ−ＲＯＭ（コンパクトディスクＲＯＭ装置）、ＣＤ−Ｒドライブ（書込み可能ＣＤドライブ）、ＣＤ−ＲＷドライブ（書換え可能ＣＤドライブ）、またはＤＶＤ−ＲＯＭ（デジタルビデオディスクＲＯＭドライブ）などの光ディスクドライブを含むがそれに限定されない他の記憶媒体と組み合わせて含むこともできる。システムバス１３１８へのディスク記憶装置１３２４の接続を容易にするために、取外し可能または固定型インターフェイスは通常、インターフェイス１３２６などとして使われる。
【００８９】
図１３は、適切な動作環境１３００において述べる、ユーザと基本的なコンピュータ資源との間の媒介として作用するソフトウェアを示すことを理解されたい。このようなソフトウェアは、オペレーティングシステム１３２８を含む。オペレーティングシステム１３２８は、ディスク記憶装置１３２４に格納することができ、コンピュータシステム１３１２の資源を制御し割り振るように作用する。システムアプリケーション１３３０は、システムメモリ１３１６またはディスク記憶装置１３２４のどちらかに格納された、プログラムモジュール１３３２およびプログラムデータ１３３４を介して、オペレーティングシステム１３２８による資源管理を利用する。本発明は、様々なオペレーティングシステム、またはオペレーティングシステムの組合せを用いて実装できることを理解されたい。
【００９０】
ユーザは、入力装置（群）１３３６を介して、コマンドまたは情報をコンピュータ１３１２に入力する。入力装置１３３６は、指示装置、たとえばマウス、トラックボール、スタイラス、タッチパッド、キーボード、マイクロホン、ジョイスティック、ゲームパッド、衛星パラボラアンテナ、スキャナ、ＴＶチューナカード、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ウェブカメラなどを含むが、それに限定されない。こうしたおよび他の入力装置は、インターフェイスポート（群）１３３８を介して、システムバス１３１８によって処理装置１３１４に接続される。インターフェイスポート（群）１３３８は、たとえば、シリアルポート、パラレルポート、ゲームポート、およびＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）を含む。出力装置（群）１３４０は、同じタイプのポートのいくつかを、入力装置（群）１３３６として使う。したがって、たとえば、ＵＳＢポートは、コンピュータ１３１２への入力を可能にし、コンピュータ１３１２から出力装置１３４０に情報を出力するのに用いることができる。出力アダプタ１３４２は、他の出力装置１３４０の中でも、専用アダプタを必要とする、モニタ、スピーカ、およびプリンタのようないくつかの出力装置１３４０があることを示すために図示してある。出力アダプタ１３４２は、限定ではなく例として、出力装置１３４０とシステムバス１３１８の間の接続手段を提供するビデオカードおよびサウンドカードを含む。他の装置および／または装置からなるシステムは、リモートコンピュータ（群）１３４４のように、入力および出力機能両方を提供することに留意されたい。
【００９１】
コンピュータ１３１２は、１つまたは複数のリモートコンピュータ、たとえばリモートコンピュータ（群）１３４４への論理接続を使用してネットワーク接続された環境において動作することができる。リモートコンピュータ（群）１３４４は、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ワークステーション、マイクロプロセッサベースの機器、ピア装置または他の共通ネットワークノードなどでよく、通常、コンピュータ１３１２に関連して説明した要素の多くまたはすべてを含む。簡潔にするために、メモリ記憶装置１３４６のみをリモートコンピュータ（群）１３４４と共に示した。リモートコンピュータ（群）１３４４は、ネットワークインターフェイス１３４８を介してコンピュータ１３１２に論理的に接続され、次いで、通信接続１３５０を介して物理的に接続される。ネットワークインターフェイス１３４８は、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）およびＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）などの通信ネットワークを包含する。ＬＡＮ技術は、ＦＤＤＩ（光ファイバ分散データインターフェイス）、ＣＤＤＩ（銅線配線データインターフェイス）、イーサネット（登録商標）、トークンリングなどを含む。ＷＡＮ技術は、二地点間リンク、ＩＳＤＮ（統合サービスデジタルネットワーク）およびその変形のような回路交換ネットワーク、パケット交換ネットワーク、ならびにＤＳＬ（デジタル加入者線）を含むが、それに限定されない。
【００９２】
通信接続（群）１３５０は、ネットワークインターフェイス１３４８をバス１３１８に接続するのに利用されるハードウェア／ソフトウェアを指す。通信接続１３５０は、コンピュータ１３１２内部に示してあるが、コンピュータ１３１２の外部にあってもよい。ネットワークインターフェイス１３４８への接続に必要なハードウェア／ソフトウェアは、単なる例として、標準的な電話レベルのモデム、ケーブルモデム、およびＤＳＬモデムを含むモデム、ＩＳＤＮアダプタ、ならびにイーサネット（登録商標）カードなど、内部および外部技術を含む。
【００９３】
図１４は、本発明で対話可能なサンプルコンピューティング環境１４００の概略的なブロック図である。システム１４００は、１つまたは複数のクライアント（群）１４１０を含む。クライアント（群）１４１０は、ハードウェアおよび／またはソフトウェア（たとえば、スレッド、プロセス、コンピューティングデバイス）でよい。システム１４００は、１つまたは複数のサーバ（群）１４２０も含む。サーバ（群）１４２０は、ハードウェアおよび／またはソフトウェア（たとえば、スレッド、処理、コンピューティングデバイス）でよい。サーバ１４２０は、たとえば、本発明を利用して変換を実施するためのスレッドを収容することができる。クライアント１４１０とサーバ１４２０の間の可能な１つの通信は、２つまたはそれ以上のコンピュータ処理の間で伝送されるように適合されたデータパケットの形をとることができる。システム１４００は、クライアント（群）１４１０とサーバ（群）１４２０の間の通信を容易にするのに利用することができる通信フレームワーク１４４０を含む。クライアント（群）１４１０は、クライアント（群）１４１０にローカルな情報を格納するのに利用することができる、１つまたは複数のクライアントデータストア（群）１４５０に動作可能に接続される。同様に、サーバ（群）１４２０は、サーバ１４２０にローカルな情報を格納するのに利用することができる、１つまたは複数のサーバデータストア（群）１４３０に動作可能に接続される。
【００９４】
上記の説明内容は、本発明のいくつかの例を含む。当然ながら、本発明を説明するためのコンポーネントまたは方法のあらゆる組合せを説明することはできないが、本発明のさらに多くの組合せおよび入替えが可能であることが当業者には理解できよう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲の精神および範囲内であるこのようなすべての変更形態、修正形態および変形形態を包含することを意図したものである。
【００９５】
特に、上述したコンポーネント、装置、回路、システムなどによって実施される様々な機能に関して、このようなコンポーネントを説明するのに用いた用語（「手段」への言及も含む）は、特に示さない限り、説明した（たとえば、機能的に等価な）コンポーネントの指定された機能を実施するとともに、開示した構造と構造的に等価でないとしても、本明細書において示した本発明の例示的な態様においてそうした機能を実施する、どのコンポーネントにも対応することを意図している。この点に関して、本発明は、システム、ならびに本発明の様々な方法の動作および／またはイベントを実施するコンピュータ実行可能命令を有するコンピュータ可読媒体を含むことも理解されよう。
【００９６】
さらに、本発明のある特定の特徴は、いくつかの実装形態のただ１つに関して開示したが、このような特徴は、所与のまたは特定のどのアプリケーションにとっても望ましく、有利であるように、他の実装形態の、１つまたは複数の他の特徴と組み合わせることができる。さらに、詳細な説明または特許請求の範囲において「含む（「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」、および「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」）」という用語およびその変形が使われている限りでは、そうした用語は、「備える、含む（「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」）」という用語と同様に包括的であることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】取込み信号からのエコー除去を容易にする、例示的なシステムを示す図である。
【図２】取込み信号からのエコー除去を容易にする、例示的な第２のシステムを示す図である。
【図３】取込み信号からのエコー除去を容易にするために、サンプルコンバータおよびフィルタを使用する例示的なシステムを示す図である。
【図４】変換補間手法を利用する、例示的なＡＥＣシステムを示す図である。
【図５】信号を再サンプリングするのに使用することができる、例示的な補間技術を示すグラフである。
【図６】正確な変換手法を利用する、例示的なＡＥＣシステムを示す図である。
【図７】取込み信号からのエコー除去を容易にする、例示的な方法を示す図である。
【図８】取込み信号からのエコー除去を容易にする、例示的な第２の方法を示す図である。
【図９】１００ｍｓのブロックに渡って平均を取った、例示的なエコー帰還波損失改善（ＥＲＬＥ）を示すグラフである。
【図１０】１００ｍｓのブロックに渡って平均を取った、例示的なエコー帰還波損失改善（ＥＲＬＥ）の差分を示すグラフである。
【図１１】２秒のブロックに渡って平均を取った、例示的なエコー帰還波損失改善（ＥＲＬＥ）を示すグラフである。
【図１２】２秒のブロックに渡って平均を取った、例示的なエコー帰還波損失改善（ＥＲＬＥ）の差分を示すグラフである。
【図１３】本発明の新規な態様を利用することができる、例示的な動作環境を示す図である。
【図１４】本発明の新規な態様を利用することができる、例示的なネットワーク接続環境を示す図である。
【符号の説明】
【００９８】
１１０  入力コンポーネント
１２０  信号処理コンポーネント
２１０  入力コンポーネント
２２０  信号処理コンポーネント
３１０  フィルタ
３２０  コンバータ
４０５  信号Ｘ
４１０  オーディオトランスミッタ
４３５  環境
４４０  エコー
４４５  レシーバ
４６０  周波数領域変換
４７０  周波数領域変換
４７５  サンプルレートコンバータ
４８０  信号Ｚ
６１０  正確な長さの周波数領域変換
６２０  信号Ｚ
１３１４  処理装置
１３１６  システムメモリ
１３１８  バス
１３２０  揮発性メモリ
１３２２  不揮発性メモリ
１３２４  ディスク記憶装置
１３２６  インターフェイス
１３２８  オペレーティングシステム
１３３０  アプリケーション
１３３２  モジュール
１３３４  データ
１３３６  入力装置（群）
１３３８  インターフェイスポート
１３４０  出力装置（群）
１３４２  出力アダプタ（群）
１３４４  リモートコンピュータ（群）
１３４６  メモリ記憶装置
１３４８  ネットワークインターフェイス
１３５０  通信接続（群）
１４１０  クライアント（群）
１４２０  サーバ（群）
１４３０  サーバデータストア（群）
１４４０  通信フレームワーク
１４５０  クライアントデータストア（群）
【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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【図１４】
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