(57)【要約】【課題】  スピーカからマイクへの伝達特性に非線形性が存在する場合でも、エコーを十分に抑圧することができ、かつ、エコーの抑圧に多大な計算量を要することのない音声処理装置、方法およびプログラムを提供すること。【解決手段】  スピーカ１０１から出力される音声信号がマイク１０２に入力されることにより生じるエコーを低減させるための音声処理装置であって、音声信号からマイクへの入力信号を予測して予測信号を生成し、マイク１０２に入力した入力信号から予測信号を減算するエコーキャンセラ部１００と、このエコーキャンセラ部１００の出力信号とマイクに入力した入力信号のパワー比に応じて該出力信号に対するゲイン制御の制御係数を決定する制御係数決定部１０７と、この制御係数に基づいて出力信号のゲイン制御を行うゲイン制御部１０８とから構成される。【選択図】      図１
2005198093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカから出力される音声信号がマイクに入力されることにより生じるエコーを低減させるための音声処理装置であって、前記音声信号からマイクへの入力信号を予測して予測信号を生成し、前記マイクに入力した入力信号から前記予測信号を減算するエコーキャンセラ部と、前記エコーキャンセラ部の出力信号と前記マイクに入力した入力信号のパワー比に応じて該出力信号に対するゲイン制御の制御係数を決定する第１の制御係数決定部と、前記制御係数に基づいて前記出力信号のゲイン制御を行う第１のゲイン制御部とを具備したことを特徴とする音声処理装置。
【請求項２】
前記エコーキャンセラ部は、適応フィルタを用いて予測信号を生成し、前記マイクに入力される入力信号から前記予測信号を減算することを特徴とする請求項１記載の音声処理装置。
【請求項３】
更に、前記音声信号のパワーに応じてゲイン制御の制御係数を決定する第2の制御係数決定部と、前記第2の制御係数決定部により決定された制御係数に基づいて前記第1のゲイン制御部の出力信号のゲイン制御を行う第2のゲイン制御部を具備したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の音声処理装置。
【請求項４】
前記第2の制御係数決定部により決定される制御係数は、前記音声信号のパワーと前記第1の制御係数決定部における制御係数とに応じて決定されることを特徴とする請求項３記載の音声処理装置。
【請求項５】
更に、前記第１の制御係数決定部の制御係数に応じて雑音信号を重畳する雑音重畳部を具備したことを特徴とする請求項１記載の音声処理装置。
【請求項６】
更に、前記第１の制御係数決定部と前記第２の制御係数決定部の制御係数に応じて雑音信号を重畳する雑音重畳部を具備したことを特徴とする請求項３または請求項４記載の音声処理装置。
【請求項７】
スピーカから出力される音声信号がマイクに入力されることにより生じるエコーを低減させるための音声処理方法であって、前記音声信号からマイクへの入力信号を予測して予測信号を生成し、前記マイクに入力した入力信号から前記予測信号を減算するエコーキャンセルステップと、前記エコーキャンセルステップにより出力した出力信号と前記マイクに入力した入力信号のパワー比に応じて該出力信号に対するゲイン制御の制御係数を決定する第１の制御係数決定ステップと、前記制御係数に基づいて前記出力信号のゲイン制御を行う第１のゲイン制御ステップとを有することを特徴とする音声処理方法。
【請求項８】
更に、前記音声信号のパワーに応じてゲイン制御の制御係数を決定する第2の制御係数決定ステップと、前記第2の制御係数決定ステップにより決定された制御係数に基づいて前記第1のゲイン制御ステップの出力信号のゲイン制御を行う第2のゲイン制御ステップとを有することを特徴とする請求項７記載の音声処理方法。
【請求項９】
前記第2の制御係数決定ステップにより決定される制御係数は、前記音声信号のパワーと前記第1の制御係数決定ステップにおける制御係数とに応じて決定されることを特徴とする請求項８記載の音声処理方法。
【請求項１０】
更に、前記第１の制御係数決定ステップの制御係数に応じて雑音信号を重畳する雑音重畳ステップを有することを特徴とする請求項７記載の音声処理方法。
【請求項１１】
更に、前記第１の制御係数決定ステップと前記第２の制御係数決定ステップの制御係数に応じて雑音信号を重畳する雑音重畳ステップを有することを特徴とする請求項８または請求項９記載の音声処理方法。
【請求項１２】
コンピュータに、スピーカから出力される音声信号がマイクに入力されることにより生じるエコーを低減させるための音声処理を実行させるための音声処理プログラムであって、前記音声信号からマイクへの入力信号を予測して予測信号を生成し、前記マイクに入力した入力信号から前記予測信号を減算するエコーキャンセル手段と、前記エコーキャンセル手段の出力信号と前記マイクに入力した入力信号のパワー比に応じて該出力信号に対するゲイン制御の制御係数を決定する制御係数決定手段と、前記制御係数に基づいて前記出力信号のゲイン制御を行うゲイン制御手段とを実行させるための音声処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばスピーカから出力される音声信号がマイクに入力されることにより生じるエコーを低減させるためのエコーキャンセル技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電話機のような通信機能を有するシステムにおいてハンズフリー通話を行うためには、スピーカから出力される相手側の発話がマイクにまわり込んで入力され、「こだま」のように相手側に戻る、いわゆるエコーバックをいかに防ぐかが快適な通話を実現する上で重要な課題となっている。これを実現する技術として、古くからエコーキャンセル技術が開発されてきた。エコーキャンセル技術とは、スピーカから再生される受話信号がマイクへ到達するまでの伝達特性を推定することにより、マイクに入力される予測信号を作成し、これをマイクに実際に入力された信号から差し引くことにより、マイクに入力される信号のうち、スピーカから再生された音声成分を除去してエコーが生じるのを防ぐ技術である。
【０００３】
従来、代表的なエコーキャンセル技術としては、適応フィルタを用いる方法がある。特に適応アルゴリズムとしては、入力信号と予測信号の自乗誤差を最小にするように線形フィルタを適応させるNLMS法（Normalized least-mean-square 法）が、簡便かつ効率的にエコーを除去できる方法として広く用いられている（非特許文献１を参照）。
【０００４】
しかし、スピーカからマイクへの伝達特性は、通話システムが用いられる環境によっては必ずしも線形フィルタでは表せない場合も多い。例えば、スピーカから出力される信号のパワーが大きい場合には、スピーカ歪みにより伝達特性に非線形性が生じる場合もある。また、スピーカとマイクの間の距離が近い場合には、スピーカから出力される信号によってマイクゲインのオーバーフローが生じて伝達特性に非線形性が生じる場合もある。このような場合には、もはや伝達特性を線形フィルタで表すことは不可能であり、上述した線形フィルタを用いたエコーキャンセルではエコーを十分に除去することができない。この問題を解決するために、線形フィルタの代わりに、非線型フィルタを用いるエコーキャンセル方法も提案されている（非特許文献２を参照）。
【０００５】
しかし、非線型フィルタには、その構造の複雑さゆえに、線形フィルタを用いる場合に比べて、フィルタを適応させるための収束時間が長くなり、また適応のための計算量が大きくなるという問題がある。また、非線形な伝達特性が時間と共に変動する場合には、収束速度が遅くなると、もはやエコーを除去することができなくなるという問題もある。
【０００６】
【非特許文献１】大賀ほか著：「音響システムとデジタル処理」、電子情報通信学会、1995、pp.141〜144,pp.210〜211
【非特許文献２】梶川嘉延：「適応Volterraフィルタの現状と展望」、電子情報通信学会論文誌 A Vol. J82-A No. 6 pp. 759-768、1999
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、エコーキャンセル技術を用いてハンズフリー通話を実現する場合、線形フィルタを用いれば、スピーカからマイクへの伝達特性に非線形性が存在する場合に十分にエコーを除去することができないという問題があり、一方、非線形フィルタを用いれば、収束速度および計算量が大きくなるため、実用性に乏しいという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、スピーカからマイクへの伝達特性に非線形性が存在する場合でも、エコーを十分に抑圧することができ、かつ、エコーの抑圧に多大な計算量を要することのない音声処理装置、方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために本発明に係る音声処理装置は、スピーカから出力される音声信号がマイクに入力されることにより生じるエコーを低減させるための音声処理装置であって、前記音声信号からマイクへの入力信号を予測して予測信号を生成し、前記マイクに入力した入力信号から前記予測信号を減算するエコーキャンセラ部と、前記エコーキャンセラ部の出力信号と前記マイクに入力した入力信号のパワー比に応じて該出力信号に対するゲイン制御の制御係数を決定する第１の制御係数決定部と、前記制御係数に基づいて前記出力信号のゲイン制御を行う第１のゲイン制御部とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
また、前記エコーキャンセラ部は、適応フィルタを用いて予測信号を生成し、前記マイクに入力される入力信号から前記予測信号を減算することを特徴とする。
更に、前記音声信号のパワーに応じてゲイン制御の制御係数を決定する第2の制御係数決定部と、前記第2の制御係数決定部により決定された制御係数に基づいて前記第1のゲイン制御部の出力信号のゲイン制御を行う第2のゲイン制御部を具備したことを特徴とする。
【００１１】
また、前記第2の制御係数決定部により決定される制御係数は、前記音声信号のパワーと前記第1の制御係数決定部における制御係数とに応じて決定されることを特徴とする。
【００１２】
更に、前記第１の制御係数決定部と前記第２の制御係数決定部の制御係数に応じて雑音信号を重畳する雑音重畳部を具備したことを特徴とする。
また、本発明に係る音声処理方法は、スピーカから出力される音声信号がマイクに入力されることにより生じるエコーを低減させるための音声処理方法であって、前記音声信号からマイクへの入力信号を予測して予測信号を生成し、前記マイクに入力した入力信号から前記予測信号を減算するエコーキャンセルステップと、前記エコーキャンセルステップにより出力した出力信号と前記マイクに入力した入力信号のパワー比に応じて該出力信号に対するゲイン制御の制御係数を決定する第１の制御係数決定ステップと、前記制御係数に基づいて前記出力信号のゲイン制御を行う第１のゲイン制御ステップとを有することを特徴とする。
【００１３】
更に、前記音声信号のパワーに応じてゲイン制御の制御係数を決定する第2の制御係数決定ステップと、前記第2の制御係数決定ステップにより決定された制御係数に基づいて前記第1のゲイン制御ステップの出力信号のゲイン制御を行う第2のゲイン制御ステップとを有することを特徴とする。
【００１４】
また、前記第2の制御係数決定ステップにより決定される制御係数は、前記音声信号のパワーと前記第1の制御係数決定ステップにおける制御係数とに応じて決定されることを特徴とする。
【００１５】
更に、前記第１の制御係数決定ステップと前記第２の制御係数決定ステップの制御係数に応じて雑音信号を重畳する雑音重畳ステップを有することを特徴とする。
また、本発明に係る音声処理プログラムは、コンピュータにスピーカから出力される音声信号がマイクに入力されることにより生じるエコーを低減させるための音声処理を実行させるための音声処理プログラムであって、前記音声信号からマイクへの入力信号を予測して予測信号を生成し、前記マイクに入力した入力信号から前記予測信号を減算するエコーキャンセル手段と、前記エコーキャンセル手段の出力信号と前記マイクに入力した入力信号のパワー比に応じて該出力信号に対するゲイン制御の制御係数を決定する制御係数決定手段と、前記制御係数に基づいて前記出力信号のゲイン制御を行うゲイン制御手段とを実行させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、スピーカからマイクへの伝達特性に非線形性が存在する場合でも、スピーカから出力されてマイクに入力されるエコーを抑圧することができ、かつ、エコーの抑圧に多大な計算量を要することのないエコーキャンセルが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明の第１の実施形態に係る音声処理装置の概略を示すブロック図である。図１に示されるように第１の実施形態の音声処理装置は、音声信号を出力するスピーカ１０１と、入力信号を入力するマイク１０２と、スピーカから出力される音声信号から予測信号を作成する適応フィルタ１０３と、マイク１０２から入力した入力信号のパワーを計算する第１のパワー計算部１０４と、入力信号から予測信号を差し引いた誤差信号のパワーを計算する第２のパワー計算部１０５と、第１のパワー計算部１０４および第２のパワー計算部１０５によって計算された信号のパワー比を計算するパワー比計算部１０６と、パワー比計算部１０６により計算されたパワー比に応じてゲイン制御部１０８において用いられる制御係数を決定する制御係数決定部１０７と、制御係数決定部１０７において決定された制御係数に基づいて誤差信号ｅ（ｎ）のゲインを制御するゲイン制御部１０８とから構成される。
【００１９】
適応フィルタ１０３は、スピーカ１０１から出力される音声信号ｘ（ｎ）とマイク１０２から入力される入力信号ｙ（ｎ）とを用いて、入力信号と予測信号の誤差が小さくなるように適応的に学習される。当該適応フィルタが線形フィルタである場合は、誤差信号ｅ（ｎ）は、
【００２０】
【数１】
2005198093.tif 000003
【００２１】
と表すことができる。ここでＨ（ｎ）はフィルタ係数、Ｘ（ｎ）は音声信号の時系列である。Ｈ（ｎ）およびＸ（ｎ）は以下のように表すことができる。
【００２２】
【数２】
2005198093.tif 000004
【００２３】
なおＮは適応フィルタのタップ数を表す。
適応フィルタの更新は、NLMS（Normalized least-mean-square）法を用いることができる（例えば非特許文献１を参照）。この場合、適応フィルタの更新式は、以下のように表すことができる。
【００２４】
【数３】
2005198093.tif 000005
【００２５】
ここで、γは更新係数（ステップサイズ）を表す。
ただし、適応フィルタの更新方式によらず適用することが可能であり、更新方式には上述したNLMS法の代わりにRLS(Recursive least-square)法や射影法を用いることも可能である（例えば、非特許文献１を参照）。
【００２６】
第１のパワー計算部１０４では、以下の式に従い、マイクから入力した入力信号のパワー（pow_mic）が計算される。
【００２７】
【数４】
2005198093.tif 000006
【００２８】
第２のパワー計算部１０５では、以下の式に従い、誤差信号のパワー（pow_err）が計算される。
【００２９】
【数５】
2005198093.tif 000007
【００３０】
パワー比計算部では、以下の式に従い、入力信号と誤差信号のパワー比ＥＭＲ（Error signal to Microphone signal Ratio）が計算される。
【００３１】
【数６】
2005198093.tif 000008
【００３２】
ここで音声信号が十分に小さく、スピーカ１０１から音声信号が出力されていない場合には、マイク１０２から入力される入力信号から差し引かれる予測信号も小さくなるため、誤差信号のパワーと入力信号のパワーはほぼ等しくなり、ＥＭＲの値は1に近くなる。
【００３３】
一方、音声信号が大きく、スピーカ１０１から信号が出力されている場合には、マイクから入力した入力信号のうちスピーカ１０１から出力される信号の成分は、適応フィルタ１０３からの予測信号を差し引くことによって一定量除去されることになるため、誤差信号のパワーは入力信号のパワーに比べて小さくなる。したがってＥＭＲは1よりも小さくなる。
【００３４】
制御係数決定部１０７ではＥＭＲに基づいて誤差信号のゲインを制御する係数を決定する。上述したように、音声信号のパワーが大きく、生じたエコーが大きい場合にはＥＭＲは1より小さく、逆に音声信号のパワーが小さく、生じたエコーが小さい場合にはＥＭＲは1に近くなるという性質を利用して、図２に模式的に示すようにＥＭＲによって制御係数αを決定する。
【００３５】
ゲイン制御部１０８では、制御係数決定部１０７において求まる制御係数αを用いて、以下の式に従い誤差信号のゲインが制御される。
【００３６】
【数７】
2005198093.tif 000009
【００３７】
このように制御係数を決定し、エコーキャンセラ部１００から出力される信号に対してゲイン制御を行うことにより、音声信号のパワーが大きく、生じたエコーが大きい場合には、制御係数αが小さく設定されているため、生じたエコーを抑圧することが可能になる。一方、音声信号のパワーが小さく、生じたエコーが小さい場合には、制御係数αは1に近く設定されるため、エコーキャンセラ部からの出力信号は抑圧されることがない。そのためＥＭＲに応じて誤差信号のゲインを制御するようにしたので、適応フィルタ１０３によって十分にエコーが除去できない場合でも、マイク１０２から入力される入力信号におけるエコーの影響を小さくすることができる。
【００３８】
この音声処理装置の具体的な処理動作について、図３に示されるフローチャートを用いて説明する。マイク１０２に入力信号が入力され（Ｓ１）、この入力信号のパワーが第１のパワー計算部１０４で計算される（Ｓ２）。マイク１０２に入力された入力信号およびスピーカ１０１から出力される音声信号とから適応フィルタ１０３を用いてエコーキャンセラ部１００でエコーキャンセル処理が行われて、誤差信号が出力される（Ｓ３）。エコーキャンセル後の誤差信号のパワーがパワー計算部１０５で計算され（Ｓ４）、Ｓ２で計算された入力信号のパワーとＳ４で計算されたエコーキャンセル後の誤差信号のパワーからパワー比ＥＭＲが計算される（Ｓ５）。ＥＭＲから制御係数決定部１０７により制御係数αが決定され（Ｓ６）、制御係数αを用いて、エコーキャンセル後の誤差信号に対してゲイン制御部１０８でゲイン制御が行われる（Ｓ７）。以上動作処理は図４に示すようなスピーカ１０１とマイク１０２を備えたＰＣ端末でも適用できる。また、上述したＳ１〜Ｓ７の動作処理はＰＣ端末に内蔵されたＣＰＵ（図示しない）で実行されるプログラムで実施してもよい。
【００３９】
このように構成された音声処理装置を用いて電話機のような通信システムを作成すれば、伝達特性の非線形性により、エコーキャンセラ部において、エコーが十分に除去されない場合であっても、ゲイン制御部において、相手側に送信すべき信号のゲインが抑圧されるため、適応フィルタにより生じるエコーの影響を小さく抑えることが可能になる。また、適応フィルタ自体は線形フィルタであるため、適応のための計算量は非線形フィルタを用いる場合と比較して小さく抑えることが可能であり、またゲイン制御部はパワー比等に応じた制御係数を誤差信号に乗じるのみであるため、計算量の増大を抑えることが可能になる。
【実施例２】
【００４０】
図５は本発明の第２の実施形態に係る音声処理装置を概略的に示すブロック図である。第2の実施形態の音声処理装置は、音声信号を出力するスピーカ２０１と、入力信号を入力するマイク２０２と、スピーカから出力される音声信号から予測信号を作成する適応フィルタ２０３と、マイク２０２から入力した入力信号のパワーを計算する第１のパワー計算部２０４と、入力信号から予測信号を差し引いた誤差信号のパワーを計算する第２のパワー計算部２０５と、第１のパワー計算部２０４および第２のパワー計算部２０５によって計算された信号のパワー比を計算するパワー比計算部２０６と、パワー比計算部２０６により計算されたパワー比に応じて第１のゲイン制御部２０８において用いられる制御係数を決定する制御係数決定部２０７と、制御係数決定部２０７において決定された制御係数に基づいて誤差信号ｅ（ｎ）のゲインを制御する第１のゲイン制御部２０８と、音声信号のパワーを計算する第3のパワー計算部２０９と、この第3のパワー計算部２０９によって計算された音声信号のパワーから、第２のゲイン制御部２１１において用いられる制御係数を決定する第2の制御係数決定部２１０と、この第2の制御係数決定部２１０により決定された制御係数により、第２の制御係数決定部２１０において決定された制御係数に基づいてゲイン制御を行う第２のゲイン制御部２１１とから構成される。つまり、第１の実施形態とは、第3のパワー計算部２０９と、第2の制御係数決定部２１０と、第２のゲイン制御部２１１とを有する点が異なるのみである。従って、第1の実施形態と共通する部分（２００〜２０８）については説明を省略する。
【００４１】
第3のパワー計算部２０９では、以下の式に従い、音声信号のパワー（pow_ref）が計算される。
【００４２】
【数８】
2005198093.tif 000010
【００４３】
ここで、音声信号のパワーが大きい場合には、スピーカ２０１からマイク２０２への伝達特性に非線形性が存在すれば、エコーキャンセラ部において除去できないエコー成分も大きくなる。この除去できないエコーは、第１のゲイン制御部２０８により抑圧することが可能であるが、適応フィルタ２０３が十分に収束しておらず、適応フィルタ２０３によってマイクから入力した入力信号から音声信号の成分をほとんど除去できない場合には、前述したＥＭＲは1に近くなるため、第１のゲイン制御部２０８では、エコーを十分に抑圧できない場合もある。
【００４４】
そこで、音声信号のパワーに基づいて、第１のゲイン制御部２０８の出力信号のゲインを小さくすれば、エコーキャンセラ部２００および第１のゲイン制御部２０８によって十分にエコーを抑圧することができず、エコーが残存する場合でも、第２のゲイン制御部でエコーを抑圧することができる。
【００４５】
第２の制御係数決定部２１０では、 音声信号のパワーに基づいて誤差信号のゲインを制御する係数を決定する。上述したように、音声信号のパワーが大きい場合には、除去できず残存するエコーも大きくなるため、図６に模式的に示すように音声信号のパワーが大きい場合には、制御係数βを小さく設定し、逆に音声信号のパワーが小さい場合には、制御係数βを大きく設定する。
【００４６】
第２のゲイン制御部２１１では、第２の制御係数決定部２１０において求まる制御係数βを用いて、以下の式に従い、誤差信号のゲインが制御される。
【００４７】
【数９】
2005198093.tif 000011
【００４８】
このように構成された音声処理装置を用いれば、適応フィルタが収束しておらずパワー比によるゲイン制御部においてエコーを十分に除去できない場合でも、エコーを抑圧することが可能になる。
【実施例３】
【００４９】
図７は本発明の第３の実施形態に係る音声処理装置を概略的に示すブロック図である。第3の実施形態の音声処理装置は、音声信号を出力するスピーカ３０１と、入力信号を入力するマイク３０２と、スピーカから出力される音声信号から予測信号を作成する適応フィルタ３０３と、マイク３０２から入力した入力信号のパワーを計算する第１のパワー計算部３０４と、入力信号から予測信号を差し引いた誤差信号のパワーを計算する第２のパワー計算部３０５と、第１のパワー計算部３０４および第２のパワー計算部３０５によって計算された信号のパワー比を計算するパワー比計算部３０６と、パワー比計算部３０６により計算されたパワー比に応じて第１のゲイン制御部３０８において用いられる制御係数を決定する制御係数決定部３０７と、制御係数決定部３０７において決定された制御係数に基づいて誤差信号ｅ（ｎ）のゲインを制御する第１のゲイン制御部３０８と、音声信号のパワーを計算する第3のパワー計算部３０９と、この第3のパワー計算部３０９によって計算された音声信号のパワーと第１の制御係数決定部３０７で決定された制御係数により、第２のゲイン制御部３１１において用いられる制御係数を決定する第2の制御係数決定部３１０と、この第2の制御係数決定部３１０により決定された制御係数により、第２の制御係数決定部３１０において決定された制御係数に基づいてゲイン制御を行う第２のゲイン制御部３１１とから構成される。つまり、本発明の第2の実施形態とは第2の制御係数決定部３１０の構成および機能が異なるだけである。従って、第２の実施形態と共通する部分（３００〜３０９、３１１）については説明を省略する。
【００５０】
第2の制御係数決定部３１０は、前記第3のパワー計算部３０９によって計算された音声信号のパワーと、第１の制御係数決定部３０７によって決定された制御係数αを用いて、制御係数βを決定する。
【００５１】
すなわち、既に第1の制御係数決定部３０７において制御係数αが十分に小さく設定されており、第１のゲイン制御部３０８において、十分にエコーが抑圧できている場合には、第2の制御係数決定部３１０で決定される制御係数βを小さく設定する必要はないため、この場合には、制御係数αおよびβに応じて、第２のゲイン制御部３１１で用いる制御係数β’を以下のように決定する。
【００５２】
【数１０】
2005198093.tif 000012
【００５３】
ただしＴＨはあらかじめ設定する閾値であり、残存するエコーの許容量によって定まる値である。
このように構成された音声処理装置を用いれば、第１のゲイン制御部において、十分にエコーが除去できている場合には、第２のゲイン制御部３１１において過剰に信号を抑圧することを防ぐことが可能になる。
【実施例４】
【００５４】
図８は本発明の第４の実施形態に係る音声処理装置を概略的に示すブロック図である。第４の実施形態の音声処理装置は、音声信号を出力するスピーカ４０１と、入力信号を入力するマイク４０２と、スピーカから出力される音声信号から予測信号を作成する適応フィルタ４０３と、マイク４０２から入力した入力信号のパワーを計算する第１のパワー計算部４０４と、入力信号から予測信号を差し引いた誤差信号のパワーを計算する第２のパワー計算部４０５と、第１のパワー計算部４０４および第２のパワー計算部４０５によって計算された信号のパワー比を計算するパワー比計算部４０６と、パワー比計算部４０６により計算されたパワー比に応じて第１のゲイン制御部４０８において用いられる制御係数を決定する制御係数決定部４０７と、制御係数決定部４０７において決定された制御係数に基づいて誤差信号ｅ（ｎ）のゲインを制御する第１のゲイン制御部４０８と、音声信号のパワーを計算する第3のパワー計算部４０９と、この第3のパワー計算部４０９によって計算された音声信号のパワーと第１の制御係数決定部４０７で決定された制御係数により、第２のゲイン制御部４１１において用いられる制御係数を決定する第2の制御係数決定部４１０と、この第2の制御係数決定部４１０により決定された制御係数により、第２の制御係数決定部４１０において決定された制御係数に基づいてゲイン制御を行う第２のゲイン制御部４１１と、第1の制御係数決定部４０７および第2の制御係数決定部４１０により決定される制御係数β’に基づいて雑音を重畳する雑音重畳部４１２とから構成される。つまり、第３の実施形態とは雑音を重畳する雑音重畳部４１２を有する点が異なるのみである。従って、第３の実施形態と共通する部分（４００〜４１１）については説明を省略する。
【００５５】
雑音重畳部４１２では、第1の制御係数決定部４０７および第2の制御係数決定部４１０において決定された制御係数に基づいて第２のゲイン制御部の出力信号に対して雑音信号を重畳する。重畳する雑音信号をｓ（ｎ）とすると、雑音重畳は以下の式に従って行われる。
【００５６】
【数１１】
2005198093.tif 000013
【００５７】
ここでは、第1の制御係数決定部４０７および第2の制御係数決定部４１０において決定された制御係数に基づいて雑音信号を重畳する構成について説明しているが、第１の実施形態に雑音重畳部４１２を加えた構成であってもよい。このとき雑音重畳は以下の式に従って行なわれる。
【００５８】
【数１２】
2005198093.tif 000014
【００５９】
重畳する雑音は、マイクに入力される信号のうち、雑音と判断される信号を保存しておき、これを用いて重畳してもよく、別途収録しておいた雑音信号を、マイクに入力される信号のゲインレベルに応じて調整して用いてもよい。
【００６０】
このように構成された音声処理装置を用いれば、図９に示すように、ゲイン制御部においてエコーキャンセル後の信号の制御係数が時刻によって異なるような、時刻ごとに抑圧された信号のゲインレベルに差が生じることを防ぐことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１の実施形態に係わる音声処理装置の構成を示すブロック図。
【図２】ＥＭＲと制御係数αとの関係を示すグラフ。
【図３】第１の実施形態に係わる音声処理動作を表すフローチャート図。
【図４】音声処理装置を構成するＰＣ端末を表す図。
【図５】第２の実施形態に係わる音声処理装置の構成を示すブロック図。
【図６】音声信号パワーと制御係数βの関係を示すグラフ。
【図７】第３の実施形態に係わる音声処理装置の構成を示すブロック図。
【図８】第４の実施形態に係わる音声処理装置の構成を示すブロック図。
【図９】雑音重畳により信号のゲインレベルが調整される様子を表す図。
【符号の説明】
【００６２】
１００、２００、３００、４００・・・エコーキャンセラ部
１０１、２０１、３０１、４０１・・・スピーカ
１０２、２０２、３０２、４０２・・・マイク
１０３、２０３、３０３、４０３・・・適応フィルタ
１０４、２０４、３０４、４０４・・・第１のパワー計算部
１０５、２０５、３０５、４０５・・・第２のパワー計算部
１０６、２０６、３０６、４０６・・・パワー比計算部
１０７、２０７、３０７、４０７・・・第１の制御係数決定部
１０８、２０８、３０８、４０８・・・第１のゲイン制御部
２０９、３０９、４０９・・・第３のパワー計算部
２１０、３１０、４１０・・・第２の制御係数決定部
２１１、３１１、４１１・・・第２のゲイン制御部
４１２・・・雑音重畳部
【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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