(57)【要約】【課題】音響エコーキャンセラ（ＡＥＣ）評価のために特別な装置が必要であるという従来技術の課題を解決した簡便なＡＥＣ評価方法、及びそれに用いる媒体を提供する【解決手段】近端音声データと、遠端音声データと、前記近端音声データと、前記遠端音声データを所定の音響系を介して得た反響音声データと、を合成した合成音声データと、を時間的に同期したデータとして用意するステップを有し、これにより音声エコーキャンセラを評価することを特徴とする。これにより、評価のために特別な装置としない簡便なＡＥＣ評価方法、及びそれに用いる媒体が得られる。【選択図】図４
2007228028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響エコーキャンセラの評価方法であって、
近端音声データと、
遠端音声データと、
前記近端音声データと、前記遠端音声データを所定の音響系を介して得た反響音声データと、を合成した合成音声データと、
を時間的に同期したデータとして用意するステップと、
前記遠端音声データと、前記合成音声データを前記音響エコーキャンセラへ入力し、
前記合成音声データをエコーキャンセル処理させた処理後音声データを出力させるステップと、
を有することを特徴とする音響エコーキャンセラの評価方法。
【請求項２】
請求項１に記載の音響エコーキャンセラの評価方法であって、
前記近端音声データと、前記遠端音声データを所定の音響系を介して得た反響音声データと、を合成した合成音声データと、を時間的に同期したデータとして用意するステップは、
前記近端音声データと、前記遠端音声データを所定の音響系を介して得た反響音声データと、を合成した合成音声データと、を時間的に同期した一つのファイル形式で表されるデータとして用意するステップ
であることを特徴とする請求項１記載の音響エコーキャンセラの評価方法。
【請求項３】
請求項１に記載の音響エコーキャンセラの評価方法であって、
前記近端音声データと、前記遠端音声データを所定の音響系を介して得た反響音声データと、を合成した合成音声データと、を時間的に同期したデータとして用意するステップは、  
前記近端音声データと、前記遠端音声データと、前記反響音声データとを
時間的に同期した一つのファイル形式で表されるデータとして用意するステップと、
前記近端音声データと、前記反響音声データとを合成して合成音声データとするステップとからなる
ことを特徴とする請求項１記載の音響エコーキャンセラの評価方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３において、反響音声データを生成する際に、前記所定の室内音響系の時間的な遅れを生じさせるようにデータ処理して反響音声データを生成することを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の音響エコーキャンセラの評価方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４において、所定の音響系には、前記近端音声データ、前記遠端音声データ、前記反響音声データとの時間の同期関係を所定の規則で編集した複数のデータとして用意する音響系を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項４記載の音響エコーキャンセラの評価方法。
【請求項６】
音響エコーキャンセラの評価方法に用いる評価データを記録した評価用の記憶媒体であって、
近端音声データと、
遠端音声データと、
前記近端音声データと、前記遠端音声データを所定の音響系を介して得た反響音声データと、を合成した合成音声データと、
を時間的に同期した前記評価データとして前記記憶媒体に記録しており、
前記遠端音声データと、
前記合成音声データと、
を前記音響エコーキャンセラに入力して、前記音響エコーキャンセラの性能評価を行うための記憶媒体。
【請求項７】
音響エコーキャンセラの評価方法に用いる評価データを記録した評価用の記憶媒体であって、
近端音声データと、
遠端音声データと、
前記遠端音声データを前記所定の音響系を介して得た反響遠端音声データとを時間的に同期した前記評価データとして前記記憶媒体に記録しており、
前記遠端音声データと、
前記近端音声データと、前記反響音声データとを合成した合成音声データと、
を前記音響エコーキャンセラに入力して、前記音響エコーキャンセラの性能評価を行うための記憶媒体。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響エコーキャンセラを評価する方法、及びそれに用いる記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
音響エコーキャンセラは携帯電話のスピーカ・マイクロフォン間に発生するエコー除去に使われており、特にハンズフリーシステムを搭載する電話機には必須のフィルタである。近年、携帯電話の普及とともに音響エコーキャンセラの需要が増えている。
【０００３】
ここで、一般的な音響エコーキャンセラ（以下ＡＥＣとも略称する）の機能について説明する。ＡＥＣは、図１の機能説明図において、携帯電話などの電話機10に備えられている。通常、音響エコーキャンセラが働くシーケンスは以下の５段階である。第１段階：電話回路網より、遠端話者の音声1（黒塗り矢印）が電話機に入力され、音響エコーキャンセラに入力される。第２段階：遠端話者の音声は音響エコーキャンセラの内部にコピーされ、スピーカへ出力される。データの保持に使えるバッファ容量は限られているため、通常、古いデータから順に廃棄する構成になっている。
【０００４】
第３段階：スピーカから出力された遠端話者の音声がエコーを起こしてマイクロフォンに流入し、近端話者の音声（白抜き矢印）と混合される。遠端話者の音声はエコーによって振幅が減衰し、時間的な遅延が生ずる。これら減衰／遅延の度合いは、近端側室内音響系20（例えば室内／屋外／電車内など）の条件次第で大きく変化する。
【０００５】
第４段階：近端話者の音声と遠端話者の音声２が混合した状態で音響エコーキャンセラへ入力される。音響エコーキャンセラは上記第２段階によってコピーされた遠端話者の音声をもとに遠端話者の音声２を推測し、混合音声から減算することで、近端話者の音声のみを抽出する。第５段階：抽出された近端話者の音声を、電話回路網に向けて出力する。
【０００６】
音響エコーキャンセラの性能は、上記第４段階における「遠端話者の音声の推測」が適切に行われるか否かに依存している。そのため、音響エコーキャンセラを実装する場合は、その性能の評価が不可欠となる。
【０００７】
また、例えば自動車の中などで携帯電話を用いる場合などでは、音響エコーキャンセラの性能が低いと通話品質が低下するなどの問題もあり、携帯電話などの携帯型電子機器の開発の期間短縮などにより、音響エコーキャンセラも迅速な開発が求められていた。
【０００８】
しかし、音響エコーキャンセラは、前述のように実装して個別に性能評価をする必要があった。従来、これは個別に行っていたので、評価に時間がかかるなどの問題点があった。この課題を解決すべく特許文献１は、評価用音声データとして音声をデータベースに保存しておき、評価のたびに音声生成シミュレータがそれを用いることによって再現性を高めるようにしている。
【０００９】
特許文献１に開示された従来技術を図２のブロック図を参照してその概要を述べると、ハンズフリー装置のチューニングにかかる時間を削減するため、評価用音声をあらかじめデータベースに保管しておき、繰り返し使用することでハンズフリー装置の評価の再現性を高める。この目的のため、近端音声のデータベース、遠端音声のデータベース、および室内音響系（図１の近端側室内音響系２０に相当）の特性を表すデータベースの３つのデータベースを用意しており、これらを用いて音響エコーキャンセラ（ＡＥＣ）の評価を行うことで、ハンズフリー装置のチューニング効率の向上を図ろうとするものである。
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２８１４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
音響エコーキャンセラの評価では、前述のように近端および遠端の音声（人の声、周りの音など）をそれぞれ入力する必要がある。しかし、従来技術では、近端／遠端音声データを別々のデータとして管理しており、再現性を高める為には、それぞれを同期して入力させる特別な装置を必要とする。
【００１２】
上記の理由に関してもう少し詳しく述べる。特許文献１に開示された従来技術、つまり図２の遠端側音源データベースでは、遠端側として発生する音声がデータベースで保管されている。これを電話回路網シミュレータに通すことにより遠端音声データとして生成され、評価対象である音響エコーキャンセラに入力される。近端側室内音響データベースは近端側の室内音響系（電車の中、部屋の中など）ごとの音響の特性をデータベース化して保管したものであり、これを近端側室内シミュレータに通すことにより、遠端音声のエコーを再現する。これを近端側音源データベースの音声と加算して音響エコーキャンセラへ入力し、動作させる。
【００１３】
この従来技術は、遠端側音源、近端側音源、および近端側室内音響系特性の３つをデータベースに保管し、遠端側（回路網側）・近端側ともに専用のシミュレータを介して音声を再現して音響エコーキャンセラを動作させることにより、評価用音声データを常に同一の質で用意することができるものである。
【００１４】
しかしながら、これを実現するには、遠端側音声と近端側音声の、音響エコーキャンセラへ入力するタイミングを揃える必要がある。前述の従来技術にはこの辺は具体的に開示されていないが、入力用の近端／遠端音声データのタイミングの同期を取って音響エコーキャンセラに入力するには特別な装置が必要になる、という課題が生じる。
【００１５】
本発明は、評価のために特別な装置が必要であるという従来技術の課題を解決した簡便なＡＥＣ評価方法、及びそれに用いる媒体を提供しようとするものである。なお、本発明のその他の効果は後述する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の音響エコーキャンセラ評価方法は、近端音声データと、遠端音声データと、前記近端音声データと、前記遠端音声データを所定の音響系を介して得た反響音声データとを合成した合成音声データと、を時間的に同期したデータとして用意するステップと、前記遠端音声データと、前記合成音声データとを前記音響エコーキャンセラへ入力し、前記合成音声データをエコーキャンセル処理させた処理後音声データを出力させるステップと、を有することを特徴とする。
【００１７】
つまり、本発明は、近端音声データと、遠端音声データと、前記合成音声データと、を時間的に同期したデータとして用意したものを使用することにより、入力用の近端／遠端音声データ等のタイミングの同期を取って音響エコーキャンセラに入力するための特別な装置が必要になる、という前述の課題を解決するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、評価のために特別な装置を必要としない簡便なＡＥＣ評価方法、及びそれに用いる記憶媒体が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の第１の実施形態の要旨を図３を用いて説明する。図３は、本発明の第１の実施形態で用いる音声データのファイルの概要と、ＡＥＣ１０への入力、出力との関係を示している。入力データ１は、共にデジタル化されたデータとして遠端音声データ、反響音声データ、近端音声データとを有している。また、これら音声データは、サンプリング定理に基づき、所定のレートでサンプリングされたものである。ここで、反響音声データとは、遠端音声データに近端側室内音響系特性を加味したものである。なお、入力データ１は、一つのファイル形式になっている。ファイル形式のデータとはハードディスクやフロッピー（登録商標）ディスク、CD-ROMなどの記憶媒体に記録されたデータのまとまりをいう。本発明では記憶媒体はその種類を問わず用いることができる。ここで一つのファイル形式とは、単一のファイル形式という意味であり、複数の番号（名称）を持つファイルに入っていても良い。なお、番号（名称）が同一の一つのファイルに入っていれば、そこに記録・保存されたデータ相互の管理がより簡便にできるというメリットはあるので、ファイル名が同一の、通常いう一ファイルにデータを記録・保存しても良いのは勿論である。
【００２０】
ここで、近端側室内音響系特性とは、遠端音声データを聞く話者のいる環境、例えば自動車の中とか、オフイス環境とか、体育館などの環境の音響系特性をいう。従って、室内音響系特性という場合の室内とは一般にいう室内とは異なり、所定の空間内ともいうべきものである。従って、厳密に言うと単に所定の音響系特性というべきものであるが、従来の慣用に従い室内音響系特性という。
【００２１】
図３によれば、近端音声データと、反響音声データとを合成ポイント１１で合成して合成音声データとしてＡＥＣ１０に入れる。なお、近端音声データ、反響音声データはデジタルデータであるので、後述するように合成する際には、図示しないＤＡコンバータ等を用いてアナログデータとし、それを物理的に合成した後に図示しないＡＤコンバータ等を用いてデジタルデータとして、ＡＥＣ１０の入力端子に入れることとなる。
【００２２】
ＡＥＣ１０では、他の入力端子から得たデジタルの遠端音声データ、つまり遠端話者の音声データをもとに、合成音声データから減算することで、近端話者の音声のみを抽出して、処理後出力として出力する。出力データファイルとして、この処理後出力データ、つまりＡＥＣから出力された想定近端音声データと処理前データが得られる。ＡＥＣの評価は、この処理後出力データと現実の近端音声データとを比較して判断される。また、この際には、処理前出力データもときに参照される。なお、具体的な実施形態は後述する
【００２３】
表１を用いてこの入力データファイルのデータ構造をもう少し詳しく説明する。表１のデータファイルは、次の３つの種類のデータを持つ、遠端音声データ、反響音声データ、近端音声データである。ここで、反響音声データは、遠端音声データに特定の室内音響系特性をミックスして得たものである。反響音声データを得るのは実測及びシミュレーションのいずれで行っても良いが実測がより好ましいのはいうまでもない。なお、前述のようにいずれもデジタルデータである。
【００２４】
表１の反響音声データをより詳説すると、特定の遠端音声データＡ１(t)に対して、種々の室内音響系特性を有する場で所定の時間に渡って測定したデータをデジタル変換したものである。例えばファイル１は、普通の乗用自動車、いわゆる普通車の中、ファイル２は、大型バスの中、ファイル３は、列車の中などというものである。この場合ｆ１(t)は、普通車の室内音響系を示し、Ａ１・ｆ１(t)は、普通車の室内音響系の影響を受けた反響音声データであることを示す。また、ｆ２(t)は、大型バスの室内音響系を示し、Ａ１・ｆ２(t)は、大型バスの室内音響系の影響を受けた反響音声データであることを示す。以下、同様であり、種々の室内音響系で測定したもののデータである。
【００２５】
なお、近端音声データもこの場合特定の一のデータを用いている。遠端音声データ、近端音声データを変えていないのは、この入力ファイルでは、ＡＥＣの評価として、種々の室内音響系の変化でどうなるか、という観点で見たいためである。勿論、後述するようにファイルの構成は種々変えて得ることもできる。
【００２６】
【表１】
2007228028.tif 000003
本発明の第１の実施形態に用いるデータを説明する表である。
【００２７】
図６は、この入力データを用いて、具体的にＡＥＣを評価する際の一例を示す例である。ここで入力データファイルは、各音声等をデジタル変換されて記録されているものである。入力データは図示しない入力端末を介してパーソナルコンピュータ（以下ＰＣという）２０の記憶装置２２に記憶される。そのＰＣ２０の図示しない出力端子から、遠端音声データ（ＩＤ１）、反響音声データ（ＩＤ２）、近端音声データ（ＩＤ３）が出力される。
【００２８】
このうち、遠端音声データ（ＩＤ１）は、そのままＡＥＣ１０に入力される。反響音声データ（ＩＤ２）、近端音声データ（ＩＤ３）は、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）１２を介して、合成器１３のＲとＬの端子へそれぞれ入る。合成器は例えばステレオスピーカのＲとＬの端子を用い、出力側を共通にしておくことで、アナログ化されたデータを電圧合成して、一つのアナログデータとして出力し、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）１４を介してこれらを合成した合成音声データ（ＩＤ４）としてＡＥＣ１０へ入力する。  
【００２９】
なお、ここで、合成器１３の一例としてステレオスピーカを紹介したのは、単に入力端子が２つ有り、これらの音声を合成するのに都合が良いからであって、基本的には何でも良い。つまり、２つのデータをＤＡ変換して、アナログデータとした後、電気的に同一の端子に入れて一つのアナログデータとした後、再度ＡＤＣ１４を通してＡＥＣ１０に加えれば良いので、合成器は入力側に２端子を有してそれを１端子の出力として取り出すことができれば良い。ここで、２つの入力データを合成するイメージ図を図５に示す。図５に示すように加算点でデータが加算されることが分かる。また、図３の合成ポイント１１は、図５の加算点、図６の合成器１３の機能を果すものである。
【００３０】
この結果、ＡＥＣ１０から出力データとして処理後音声データ（ＯＤ１）が得られる。この処理後音声データは、ＡＥＣ１０が理想的な特性を示した場合には最初の近端音声データ（ＩＤ３）のみを出力するはずである。従ってこの１Ｄ３と比較すれば良い。なお、比較すべき近端音声データ（ＩＤ３）が見えないが、これは、入力ファイルにあるデジタルデータを用いれば良い。具体的にはＰＣ２０における音響エコーキャンセラ評価環境の設定により、音響エコーキャンセラ処理を行う前の状態のデータを保管しておき、処理されたデータと同時に出力することで、出力ファイルを得ることができる。例えばＡＥＣ１０には、通常、データを同期させるプログラムが組み込まれているので、これを用いても良い。より具体的には音響エコーキャンセラ評価の際には図示しないDSP評価ボードを用い、DSP評価ボードを制御するエミュレータソフトがインストールされたPCで制御することとしても良い。
【００３１】
また、ＡＥＣ１０の評価の一手段として、処理前の合成音声データと、処理後の音声データを比較することも考えられるので、これも図示しない入力端子を介してＰＣ２０に戻している。ＰＣ２０の中でこれらの比較データのファイルを作ることにより、デジタルデータとしてのＡＥＣ評価データファイルを得ることができる。
【００３２】
以上のように実施形態１では、簡単な構成を用いて簡便にＡＥＣの評価を行うことができる。従って、従来技術の場合には、入力用の近端／遠端音声データのタイミングの同期を取って音響エコーキャンセラに入力するには特別な装置が必要になり、この特別な装置は評価を実行するシミュレータまたはエミュレータなどのソフトウェアなどで実現することになるため、これにより評価環境が複雑となるという問題もあったが、これらも解決している。
【００３３】
次に本発明の第２の実施形態について、図４、図７、表２などを用いて説明する。第２の実施形態は、簡単にいうと、予め、合成音声データを第１の実施形態で用いたＰＣ２０、ＤＡＣ１２、ステレオスピーカ１３、ＡＤＣ１４などを用いて得ておき、これを図４のようにデジタルデータファイルにしておけば、種々のＡＥＣに対して簡単に評価することができるというものである。
【００３４】
説明の重複をさけるために実施形態１と異なる点を中心に説明すると、前述のように第２の実施形態では、前述のように反響音声データに代えて合成音声データを入力ファイルとして用い、合成作業をしない点が異なる。このデータファイルの構造は、表２に示す。従って、図４では、合成音声データをそのままＡＥＣ１０に入力する。また、図７では、このため、合成器１２やＤＡＣ１１、ＡＤＣ１３は必要ない。従って、より簡便に種々のＡＥＣの評価を行うことができるという効果を奏する。
【００３５】
【表２】
2007228028.tif 000004
本発明の第２の実施形態に用いるデータを説明する表である。
【００３６】
なお、前述のように音声データは、サンプリング定理に基づき、所定のレートでサンプリングされたディジタルデータを用意する。反響音声データを用意するには、ホワイトノイズ等の場合は一般の波形編集ツールの音声生成機能などを用いて作成する。また実在の音声（人の声など）を使用する場合は、録音したアナログ信号を所定のサンプリングレートでサンプリングしたものを用いる。
【００３７】
また、ＡＥＣの処理後出力と、入力ファイルの近端音声データの比較は、ステレオデータの左右を同期させて出力する装置は一般的に普及しているので、特別な装置を用意しなくても同期して出力することができる。波形編集ツールでステレオ表示（L側波形とR側波形を別々に表示）させれば、比較・確認作業が行いやすい。
【００３８】
なお、実施形態１や２において、そのデータは室内音響系を種々に１回変えた実測データ（反響音響データ）を用いたが、１回の実測で得た反響音声データと近端音声データとの時間の同期を種々に変えることで、異なる室内音響系をシミュレートすることも可能である。また、音響エコーキャンセラの評価では、近端音声と遠端音声のタイミングを微妙にずらした音声データのセット（近端・遠端音声）を複数用いる。この場合、従来技術ではタイミングのバリエーションを評価データ自体に含めることができず、評価用データが 近端音声データ/遠端音声データ/タイミングデータ に別れる為、管理が複雑になるという課題も生じていたが、本発明ではこの課題も解決されている。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】音響エコーキャンセラ（ＡＥＣ）の機能を説明する図である。
【図２】従来技術の図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の要旨を説明する説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の要旨を説明する説明図である。
【図５】音声合成を説明する説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態のブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態のブロック図である。
【符号の説明】
【００４０】
１        入力データ
２        出力データ
１０        音響エコーキャンセラ（ＡＥＣ）
１１        合成ポイント
１２        ＤＡＣ
１３        合成器
１４        ＡＤＣ
２０        ＰＣ
２１        ＣＰＵ
２２        記憶装置
２３        表示装置  
【図１】
2007228028.tif 000005
【図２】
2007228028.tif 000006
【図３】
2007228028.tif 000007
【図４】
2007228028.tif 000008
【図５】
2007228028.tif 000009
【図６】
2007228028.tif 000010
【図７】
2007228028.tif 000011