(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回線からの音声信号を参照して推定エコー信号を生成し、かつ実際の残留エコー信号からマイクとスピーカ間の伝達関数を推定してフィルタ係数を更新する機能を備えた適応フィルタと、マイクより入力された実エコー信号から前記推定エコー信号を減算する減算器と、を有するエコーキャンセラシステムであって、
前記回線から伝送されてきた音声信号の利得調整を行う音声制御部と、
前記音声制御部で利得調整された音声信号について、所定の聴覚特性における被マスク成分を除去する被マスク成分除去手段と、を有し、
前記被マスク成分除去手段で前記被マスク成分を除去された音声信号は、前記スピーカから出力される音声として用いられることを特徴とするエコーキャンセラシステム。
【請求項２】
請求項１のエコーキャンセラシステムにおいて、被マスク成分除去手段で除去される被マスク成分は、同時マスキング、前向性継時マスキング、及び後向性継時マスキングのうちいずれかの聴覚特性においてマスクされる成分であることを特徴とするエコーキャンセラシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンズフリー装置やテレビ会議システムに応用される音響エコーキャンセラシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、音響エコーキャンセラシステムにおいて、エコー量を低減させる技術としては、特許第０２８６１８８８号、特開２０００−５９２７０号公報や特開２０００−０４０９８５号公報に開示している様に、入出力の利得を調整するものが一般的である。
図５は従来のエコーキャンセラシステムの構成図である。このエコーキャンセラシステムは、マイク１、音量制御部２、算出された推定エコーと実エコーを減算する減算器３、回線へ送出する利得を調整する音量制御部４、残留エコーの低減の処理を行うノイズ制御部５、マイク１とスピーカ間の伝達関数を推定し、フィルタ係数を自動的に更新する機能を備えた適応フィルタ６、回線からの音声を伝達するスピーカ７、スピーカ７の音量を調節する音量制御部８、回線からの音の利得を調整する音量制御部１０を備えている。
図中の各音量制御ブロック２、４、８、１０にて最適な利得調整が行われた場合、回線へ伝送されるエコー量が最小になる。エコー量を低減させる別の手段として、指向性マイクを用いるものもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、利得の調整を行うと、エコー量は小さくなるが、実際に使用するにあたり、音が小さく使用者が聞きづらくなる問題が生じる。特に図５で示した音量制御部１０で利得を下げると、利用者Ａ側で聞きづらくなり、音量制御部４で利得を下げると利用者Ｂ側で聞きづらくなる。この様に、エコー量の調整と使用者の聞きやすさは相反するため、利得調整だけでは限界がある。
そこで、エコー量の調整を利得だけでなく、聴覚的に聞こえない不要な音（聴覚マスクされる音）を除去することを考える。利用者Ａ側のスピーカから発生した音は、利用者Ａ側の伝達特性の影響を受けることにより、本来なら聞こえない（聴覚マスクされる）はずの音がマイクに入力される場合がある。
本発明は、この様なエコー成分を除去し、利用者に不快感なく、残留エコーをより低減させることができるエコーキャンセラシステムを提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、回線からの音声信号を参照して推定エコー信号を生成し、かつ実際の残留エコー信号からマイクとスピーカ間の伝達関数を推定してフィルタ係数を更新する機能を備えた適応フィルタと、マイクより入力された実エコー信号から推定エコー信号を減算する減算器と、を有するエコーキャンセラシステムであって、回線から伝送されてきた音声信号の利得調整を行う音声制御部と、音声制御部で利得調整された音声信号について、所定の聴覚特性における被マスク成分を除去する被マスク成分除去手段と、を有し、被マスク成分除去手段で被マスク成分を除去された音声信号は、スピーカから出力される音声として用いられることを特徴とする。また、請求項２記載の発明は、請求項１のエコーキャンセラシステムにおいて、被マスク成分除去手段で除去される被マスク成分は、同時マスキング、前向性継時マスキング、及び後向性継時マスキングのうちいずれかの聴覚特性においてマスクされる成分であることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係るエコーキャンセラシステムの構成図である。このエコーキャンセラシステムは、マイク１、音量制御部２、算出された推定エコーと実エコーを減算する減算器３、回線へ送出する利得を調整する音量制御部４、残留エコーの低減の処理を行うノイズ制御部５、マイク１とスピーカ間の伝達関数を推定し、フィルタ係数を自動的に更新する機能を備えた適応フィルタ６、回線からの音声を伝達するスピーカ７、スピーカ７の音量を調節する音量制御部８、聴覚的に聞こえない不要な音（聴覚マスクされる音）を除去する聴覚マスク処理部９、回線からの音の利得を調整する音量制御部１０を備えている。
まず第１のエコーキャンセル処理例を説明する。回線から伝送されてきた利用者Ｂ側の音声はまず、音量制御部１０で利得調整される。その後、聴覚マスク処理部９で利用者Ａが聞き取れないと判定される成分を除去する。ここで、除去するモデルとして同時マスキングとする。同時マスキングとは、図２に示すようにマスクする音響成分と、マスクされる音響成分が同一領域上に存在するモデルである。
聴覚マスク処理部９で処理された信号は適応フィルタ６の参照信号となるとともに、利用者Ａ側に伝送され、音量制御部８で音量調整された後、スピーカ７により利用者Ａに伝えられる。そのスピーカ７より発生された音は実エコーとしてマイク１より入力される。
ここで、この信号は聴覚マスク処理部９で利用者Ａが聞き取れないと判定される成分を除去されているため、利用者Ａ側の伝達特性の影響を受けその成分が利用者Ｂに感知できる実エコーとして入力されることがない。マイク１からの信号はその後、音量制御部２で利得の調整が行われ、減算器３で適応フィルタ６の出力と減算される。減算された信号は残留エコーとなり、音量制御部４で利得調整された後、ノイズを除去するノイズ制御部５を通過し、回線に伝送される。
次に第２のエコーキャンセル処理例を説明する。回線から伝送されてきた利用者Ｂ側の音声はまず、音量制御部１０で利得調整される。その後、聴覚マスク処理部９で利用者Ａが聞き取れないと判定される成分を除去する。ここで、除去するモデルとして継時マスキングとする。継時マスキングとは、図３に示すようにマスクする音響成分と、マスクされる音響成分が時間的に差があるモデルである。
図３に示されているケースは、マスクする音がマスクされる音の前にある場合で、これは前向性マスキング（順向マスキング）と呼ばれるものである。また、図４に示されるように、マスクする音がマスクされる音の後にある場合もある。これは後向性マスキング（逆向性マスキング）と呼ばれる。
聴覚マスク処理部９は、これらの成分を除去するものである。聴覚マスク処理部９で処理された信号は適応フィルタ６の参照信号となるとともに、利用者Ａ側に伝送され、音量制御部８で音量調整された後、スピーカ７により利用者Ａに伝えられる。そのスピーカ７より発生された音は実エコーとしてマイク１より入力される。
ここで、この信号は聴覚マスク処理部９で利用者Ａが聞き取れないと判定される成分を除去されているため、利用者Ａ側の伝達特性の影響を受けその成分が利用者Ｂに感知できる実エコーとして入力されることがない。マイク１からの信号はその後、音量制御部２で利得の調整が行われ、減算器３で適応フィルタ６の出力と減算される。減算された信号は残留エコーとなり、音量制御部４で利得調整された後、ノイズを除去するノイズ制御部５を通過し、回線に伝送される。
【０００６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によると、以下の様な効果がある。
【０００７】
請求項１のエコーキャンセラシステムにおいては、利得の調整だけでは限界であったものが、聴覚特性を利用することにより、利用者に負担を与えることなくエコー量を低減させることが可能となり、延いては残留エコーを低減させることができる。
請求項２のエコーキャンセラシステムにおいては、継時マスキングを利用することにより、利用者に負担を与えることなくさらにエコー量を低減させることが可能となり、延いては残留エコーを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るエコーキャンセラシステムの構成図である。
【図２】同時マスキングの説明図である。
【図３】継時マスキング（前向性）の説明図である。
【図４】継時マスキング（後向性）の説明図である。
【図５】従来のエコーキャンセラシステムの構成図である。
【符号の説明】
１  マイク
２  音量制御部
３  減算器
４  音量制御部
５  ノイズ制御部
６  適応フィルタ
７  スピーカ
８  音量制御部
９  聴覚マスク処理部（聴覚マスク処理手段）
１０  音量制御部
【図１】
0003973481.tif 000002
【図２】
0003973481.tif 000003
【図３】
0003973481.tif 000004
【図４】
0003973481.tif 000005
【図５】
0003973481.tif 000006