(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声通信用の音響エコー消去装置において、
受信入力信号を受話音声として出力するスピーカ、
送話音声を収音し送信入力信号として出力するマイク、
前記マイクで収音した送信入力信号から、フィルタで濾波した受信入力信号を引き去り、送信中間信号を出力するエコー引去り手段、
前記受信入力信号と前記送信入力信号と前記送信中間信号を入力し、これらの一定時間過去に入力された信号を保持するそれぞれの入力信号に対応する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された受信入力信号と送信入力信号と送信中間信号に対して、現時点で判定の対象としている時間フレームに等しい範囲領域を対象とする第１の時間窓によって通話状態の分析を行う第１の状態分析部と、
第１の時間窓とは異なり、現時点で判定の対象としている時間フレームと、これより後の、所定の数フレームを含む領域を対象とする第２の時間窓によって、前記記憶手段に記憶された受信入力信号と送信入力信号と送信中間信号に対して、通話状態の分析を行う第２の状態分析部をもち、
この二つの状態分析部による分析結果をもとに通話状態判定を行うダブルトーク判定手段と、
前記受信入力信号と前記送信入力信号を入力し、前記ダブルトーク判定手段による判定結果に従って、フィルタを適応化学習する適応フィルタ手段、
前記適応フィルタ手段で学習したフィルタ係数を、一定の周期で、エコー引き去り手段に転送し、フィルタ係数を書き換える転送手段、
前記適応フィルタ手段に入力される受信入力信号に所定の遅延を挿入する第１の遅延手段、
前記適応フィルタ手段に入力される送信入力信号に所定の遅延を挿入する第２の遅延手段を備えたエコー消去装置。
【請求項２】
前記ダブルトーク判定手段は、前記第１の状態分析部による状態分析結果が、直前の、前記ダブルトーク判定手段の判定結果と異なり、かつ前記第１と第２の状態分析部の状態分析結果が一致するときに、前記第１、第２の状態分析部の分析結果を判定結果として出力し、上記に該当しない場合は、直前の前記ダブルトーク判定手段の判定結果と同じ判定結果を出力することを特徴とする請求項１に記載のエコー消去装置
【請求項３】
音声通信用の音響エコー消去装置において、
受信入力信号を受話音声として出力するスピーカ、
送話音声を収音し送信入力信号として出力するマイク、
前記マイクで収音した送信入力信号から、フィルタで濾波した受信入力信号を引き去り、送信中間信号を出力するエコー引去り手段、
前記受信入力信号と前記送信入力信号と前記送信中間信号を入力し、所定の時間窓によって通話状態の分析を行う状態分析部をもち、状態分析部の分析時間窓は、現時点でダブルトーク判定の対象としている時間フレームと、これより後の、所定の数フレームを含む領域を対象とし、現時点で判定の対象としている時間フレームを時間窓内に含む、過去の全ての分析結果をもとに通話状態の判定を行うダブルトーク判定手段、
前記受信入力信号と前記送信入力信号を入力し、前記ダブルトーク判定手段による判定結果に従って、フィルタを適応化学習する適応フィルタ手段、
前記適応フィルタ手段で学習したフィルタ係数を、一定の周期で、前記エコー引き去り手段に転送し、フィルタ係数を書き換える転送手段、
前記適応フィルタ手段に入力される受信入力信号に所定の遅延を挿入する第１の遅延手段、
前記適応フィルタ手段に入力される送信入力信号に所定の遅延を挿入する第２の遅延手段を備えたエコー消去装置。
【請求項４】
前記ダブルトーク判定手段は、現時点で判定の対象としている時間フレームを時間窓内に含む、過去の全ての分析結果のうち、最も多数を占める分析結果を判定結果とすることを特徴とする請求項３に記載のエコー消去装置。
【請求項５】
前記ダブルトーク判定手段は、他の状態から、送話側のシングルトーク状態への変化を検出した場合に、この変化点より所定の時間フレーム前から送話側のシングルトークであると判定することを特徴とする請求項１に記載のエコー消去装置。
【請求項６】
前記ダブルトーク判定手段は、送話側のシングルトーク状態から、他の状態への変化を検出した場合に、この変化点より所定の時間フレーム後までを送話側のシングルトークであると判定することを特徴とする請求項１に記載のエコー消去装置。
【請求項７】
音声通信用の音響エコー消去装置において、
受信入力信号を受話音声として出力するスピーカ、
送話音声を収音し送信入力信号として出力するマイク、
前記マイクで収音した送信入力信号から、フィルタで濾波した受信入力信号を引き去り、送信中間信号を出力する適応フィルタ手段、
前記受信入力信号と前記送信入力信号と前記送信中間信号を入力し、所定の時間フレーム毎に最新の入力信号に対して通話状態を判定し、判定結果により前記適応フィルタ手段のフィルタ係数を更新する第１のダブルトーク判定手段、
一定時間過去の受信入力信号と送信入力信号と送信中間信号を入力し、これらの一定時間過去に入力された信号を保持するそれぞれの入力信号に対応する記憶手段と、
受信入力信号、送信入力信号、送信中間信号に対して、現時点でダブルトーク判定の対象としている時間フレームに等しい範囲領域を対象とする第１の時間窓によって通話状態の分析を行う第１の状態分析部と、
受信入力信号、送信入力信号、送信中間信号に対して、現時点でダブルトーク判定の対象としている時間フレームと、これより後の、所定の数フレームを含む領域を対象とする第１の時間窓とは異なる第２の時間窓によって通話状態の分析を行う第２の状態分析部をもち、
この二つの状態分析部による分析結果をもとに状態判定を行う第２のダブルトーク判定手段、
第２のダブルトーク判定手段による判定結果に従って適応フィルタ手段からの送信中間信号のエコー抑圧を行なうエコーサプレス手段、
エコーサプレス手段に入力される送信出力信号に所定の遅延を挿入する遅延手段を備えたエコー消去装置。
【請求項８】
前記第２のダブルトーク判定手段は、前記第１の状態分析部による状態分析結果が、直前の、前記第２のダブルトーク判定手段の判定結果と異なり、かつ前記第１と第２の状態分析部の状態分析結果が一致するときに、前記第１、第２の状態分析部の分析結果を判定結果として出力し、上記に該当しない場合は、直前の前記第２のダブルトーク判定手段の判定結果と同じ判定結果を出力することを特徴とする請求項７に記載のエコー消去装置。
【請求項９】
音声通信用の音響エコー消去装置において、
受信入力信号を受話音声として出力するスピーカ、
送話音声を収音し送信入力信号として出力するマイク、
前記マイクで収音した送信入力信号から、フィルタで濾波した受信入力信号を引き去り、送信中間信号を出力する適応フィルタ手段、
前記受信入力信号と前記送信入力信号と前記送信中間信号を入力し、所定の時間フレーム毎に最新の入力信号に対して通話状態を判定し、判定結果により前記適応フィルタ手段のフィルタ係数を更新する第１のダブルトーク判定手段、
一定時間過去の受信入力信号と送信入力信号と送信中間信号を入力し、これらの一定時間過去に入力された信号を保持するそれぞれの入力信号に対応する記憶手段と、
前記受信入力信号、前記送信入力信号、前記送信中間信号に対して、所定の時間窓によって通話状態の分析を行う状態分析部をもち、状態分析部の分析時間窓は、現時点でダブルトーク判定の対象としている時間フレームと、これより後の、所定の数フレームを含む領域を対象とし、現時点でダブルトーク判定の対象としている時間フレームを時間窓内に含む、過去の全ての分析結果をもとに通話状態の判定を行う第２のダブルトーク判定手段、
前記第２のダブルトーク判定手段による判定結果に従って前記適応フィルタ手段からの送信中間信号のエコー抑圧を行なうエコーサプレス手段、
前記エコーサプレス手段に入力される送信出力信号に所定の遅延を挿入する遅延手段を備えたエコー消去装置。
【請求項１０】
前記第２のダブルトーク判定手段は、現時点で判定の対象としている時間フレームを時間窓内に含む、過去の全ての分析結果のうち、最も多数を占める分析結果を判定結果とすることを特徴とする請求項９に記載のエコー消去装置。
【請求項１１】
前記第２のダブルトーク判定手段は、他の状態から、送話側のシングルトーク状態への変化を検出した場合に、この変化点より所定の時間フレーム前から送話側のシングルトークであると判定することを特徴とする請求項９に記載のエコー消去装置。
【請求項１２】
前記第２のダブルトーク判定手段は、送話側のシングルトーク状態から、他の状態への変化を検出した場合に、この変化点より所定の時間フレーム後までを送話側のシングルトークであると判定することを特徴とする請求項９に記載のエコー消去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音声通信用のエコー消去装置に関し、特に精度良くシングルトークかダブルトークかの通話状態の判定を行い効果的にエコーを消去するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、音声通信用の音響エコー消去装置において、適応フィルタの適応化学習の実行・停止、及び、振幅制御によるエコーサプレッサの動作・停止は、現在の通話状態、すなわち、シングルトークか、ダブルトークかの判断に基づいて行われる。
従来のエコー消去装置では、この判定を、その判定時点で装置に入力された、受信入力信号または送信入力信号に基づいて行っている。このような技術が、例えば特開平10-13310号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されているエコー消去装置では、予め計算しておいたエコーゲインをもとに、現時点の受信信号レベルとエコーゲインからエコーレベルを推定し、このエコーレベルと、現時点の残差信号レベルとの比較を行うことによって、ダブルトークか否かを判定し、適応化学習の制御を行っている。
しかし、瞬間的な状態量をもとにしたダブルトーク判定は、ノイズやエコー経路の変化などの外乱が大きい条件では判断を誤りやすい。誤判定によって短い時間の間に判定結果が何度も変わると、エコー消去装置の動作が安定せず、音質が著しく低下する。
【０００４】
外乱によって状態の判断が不安定となる問題を解決する為に、状態が変化した時点において、所定の時間、判定の切換えを待つことによって誤判定を低減させるという技術が、例えば特開2004-153483号公報（特許文献２）に開示されている。
しかし、この方法では、状態変化の誤検知による誤判定は減らせるものの、真に状態が変化した際に、所定の時間だけ、判定の切換えを遅らせることによってその間、結果的に誤判定を生じさせてしまう。
すなわち、特許文献２に開示された従来のエコー消去装置では、実際に通話状態の変化が観測された際に、その真偽を判断する為に一定の時間を要し、これがタイムロスとなって、装置の反応が遅れ、効果的にエコーを消去できないという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平10-13310号公報（段落番号[0016]から[0020]）
【特許文献２】特開2004-153483号公報（段落番号[0069]から[0071]、 [0112]）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のエコー消去装置はシングルトークか、ダブルトークかの判定を、判定時点で装置に入力された、受信入力信号または送信入力信号に基づいて行っているので、外乱に対して精度良く通話状態を判定できず、この結果エコー消去効果が安定しないという問題があった。
また、効果を安定させるために、状態の変化に対して、所定の時間、判定の切換えを待つようにしても、この間のタイムロスによって、装置の反応が遅れ、効果的にエコーを消去できなくなるという問題があった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、精度良くダブルトーク判定を行う事によって効果的にエコーを消去するエコー消去装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るエコー消去装置は、
受信入力信号を受話音声として出力するスピーカ、
送話音声を収音し送信入力信号として出力するマイク、
前記マイクで収音した送信入力信号から、フィルタで濾波した受信入力信号を引き去り、送信中間信号を出力するエコー引去り手段、
前記受信入力信号と前記送信入力信号と前記送信中間信号を入力し、これらの一定時間過去に入力された信号を保持するそれぞれの入力信号に対応する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された受信入力信号と送信入力信号と送信中間信号に対して、現時点で判定の対象としている時間フレームに等しい範囲領域を対象とする第１の時間窓によって通話状態の分析を行う第１の状態分析部と、
第１の時間窓とは異なり、現時点で判定の対象としている時間フレームと、これより後の、所定の数フレームを含む領域を対象とする第２の時間窓によって、前記記憶手段に記憶された受信入力信号と送信入力信号と送信中間信号に対して、通話状態の分析を行う第２の状態分析部をもち、
この二つの状態分析部による分析結果をもとに通話状態判定をするダブルトーク判定手段、
前記受信入力信号と前記送信入力信号を入力し、前記ダブルトーク判定手段による判定結果に従って、フィルタを適応化学習する適応フィルタ手段、
前記適応フィルタ手段で学習したフィルタ係数を、一定の周期で、エコー引き去り手段に転送し、フィルタ係数を書き換える転送手段、
前記適応フィルタ手段に入力される受信入力信号に所定の遅延を挿入する第１の遅延手段、
前記適応フィルタ手段に入力される送信入力信号に所定の遅延を挿入する第２の遅延手段を備える。
【発明の効果】
【０００９】
この発明のエコー消去装置によれば、エコーを引去る為のフィルタ係数を生成する適応フィルタ手段に入力される信号を遅延させ、ダブルトーク判定手段において、判定の対象とする時間フレームよりも後に入力された時系列信号データを判定に用いることができるようにした事で、精度良く通話状態を判定し、効果的に適応化学習を行うことによって、エコーの消去効果を高める効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
この発明に係る実施の形態１のエコー消去装置は、適応フィルタ手段への入力信号を所定の時間分、遅延させることにより、ダブルトーク判定において、判定の対象とする時系列信号よりも後に入力された時系列信号を用いて分析を行えるようにし、これによって精度よくダブルトーク判定を行えるようにしたエコー消去装置である。
【００１１】
図１はこの発明の実施の形態１によるエコー消去装置を示す構成図である。以下、この図を用いて本装置の詳細を説明する。
受信入力信号R(n)はスピーカ101により音声再生され、この音声がエコーとして、送話音声に重畳され、マイク102に入力される。このためマイク102で収音された送信入力信号S(n)には、送話音声とエコーが含まれている。エコー引去り手段103はこれに対し、まず受信入力信号R(n)をフィルタ係数列FN(k)で表されるFIR(Finite Impulse Response)フィルタ103aによって濾波してエコー引去り信号D(n)を得、これを送信入力信号S(n)から加算器103bにより引去る事によって、エコーの引去りを行い、送信中間信号Se(n)を出力する。この処理は以下の式１で表される。
【００１２】
【数１】
0005020057.tif 000002
【００１３】
フィルタ系数列FN(k)で表されるFIRフィルタ103aはエコー経路の空間伝達特性を模擬しており、これによって生成されるエコー引去り信号D(n)は、到来するエコーを予測した信号である。フィルタ系数列FN(k)の算出は後述の適応フィルタ手段105を用いて行われる。
【００１４】
送信入力信号S(n)と受信入力信号R(n)および送信中間信号Se(n)はダブルトーク判定手段104に入力され、ダブルトーク判定手段104は、これら送信入力信号S(n)と受信入力信号R(n)および送信中間信号Se(n)を用いて通話状態の判定を行う。なお、ダブルトーク判定手段104は、過去に入力された時系列信号データを、所定のL時間フレーム分だけ記憶する手段を内部に備え、通話状態の判定は、L時間フレーム分だけ過去に入力された時系列信号について行われるものとする。すなわち、通話状態判定は、入力された最新の時系列信号データよりも、L時間フレーム分前の時系列信号データに対して行う。
【００１５】
ダブルトーク判定手段104の内部の処理を図２を用いて具体的に説明する。ダブルトーク判定手段104に入力された受信入力信号R(n)、 送信入力信号S(n)、 送信中間信号Se(n)は、それぞれ受信信号記憶部201、送信入力信号記憶部202、残差信号記憶部203に入力される。これらの各記憶手段には、所定の時間だけ、過去に入力されたそれぞれの時系列信号データが蓄えられている。
第１の状態分析部204および第２の状態分析部205は、一定の周期で、各記憶手段201〜203に記憶された時系列信号データを読出し、通話状態の分析を行う。
【００１６】
第１、第２の状態分析部204、205は、それぞれ異なる分析時間窓をもち、それらの分析時間窓に対応する時系列信号データから、通話状態が、送話側シングルトークか、受話側のシングルトークか、ダブルトークかの判断を行う。例えば送話側のシングルトークは、信号レベルと有音検出閾値を用いて、受話側が無音であり、送話側が有音であると検知される場合に、送話側シングルトークと見なし、これを分析結果として出力する。また、受話側のシングルトーク、及びダブルトークの分析方法は、例えば特許文献１に記載されている方法が好適な例として挙げられる。
【００１７】
第１の状態分析部204および第２の状態分析部205による分析結果は、それぞれ第１の状態分析結果Flg_dt1(k) および第２の状態分析結果Flg_dt2(k)として出力される。分析結果Flg_dt1(k)、 Flg_dt2(k)は通話状態を示す識別信号であり、これらの信号は数値で表されるようなものであってもよい。またkは、分析を行ったフレーム番号を表している。
第１、第２の状態分析部204、205は、上述のようにそれぞれ別個の分析時間窓を持っており、これらを第１の時間窓、第２の時間窓と称することとする。第１、第２の時間窓は、図３に図示されるように範囲が異なっており、第１の時間窓は、現時点で判定の対象となっている時間フレームと一致する時間窓を持つものとし、第２の時間窓は、この時間フレームを起点とし、前述のL時間フレーム分まで後を含んでいるものとする。
【００１８】
このような時間窓を設定することにより、第１の状態分析部204は、通話状態の変化に速やかに反応できるが、反面、瞬間的な外乱に弱い性質を持つ。一方、第２の状態分析部205は、外乱に強く、また判定対象とする時間フレームよりも後の通話状態を先行して捉えることができるが、一方で時間分解能が低いという性質をもつ。
このため状態判定部206は、第１の状態分析結果Flg_dt1(k)、および第２の状態分析結果Flg_dt2(k)をもとに、これらの分析結果を組み合わせて最終的な状態判定結果Flg_dt(k)を出力する。すなわち、第１の状態分析結果Flg_dt1(k)に対して、第２の状態分析結果Flg_dt2(k)をもとに外乱によるエラーを検出し、これを排除する事によって、正確な判定結果を得る。
【００１９】
具体的には、図４のフローチャートに基づいて、次のように判定する。
まずステップST1において、第１の状態分析結果Flg_dt1(k)が、直前の状態判定結果Flg_dt(k-1)とは異なるか否か、すなわち次式２の条件が成り立つか否かを判定する。
【００２０】
【数２】
0005020057.tif 000003
【００２１】
式(2)が成り立つ場合はステップST2の処理に移行する。また成り立たない場合はステップST4の処理に移行する。
ステップST2では、 Flg_dt1(k)が第２の状態分析結果Flg_dt2(k)と一致するか否か、すなわち式３の条件が成り立つか否かを判定する。
【００２２】
【数３】
0005020057.tif 000004
【００２３】
式３が成り立つ場合はステップST3の処理に移行する。また成り立たない場合はステップST4の処理に移行する。
ステップST3では、状態が変化したものと判断し、判定結果Flg_dt(k)を、式４として出力する。
【００２４】
【数４】
0005020057.tif 000005
【００２５】
一方、ステップST4では、状態が変化していないものと判断し、判定結果Flg_dt(k)を、式５として出力する。
【００２６】
【数５】
0005020057.tif 000006
【００２７】
以上のようにしてダブルトーク判定手段104より出力された判定結果Flg_dt(k)は、適応フィルタ手段105に入力される。適応フィルタ105はこの判定結果をもとに適応化学習の実行、停止が制御される。即ち、判定結果Flg_dt(k)が受話側のシングルトークを示す時にのみ、適応化学習が行われる。
また適応フィルタ手段105には、第１の遅延手段106にて所定の遅延が付加された遅延受信入力信号Rd(n)と、第２の遅延手段107にて同様に遅延を付加された遅延送信入力信号Sd(n)が入力される。ここで、第１の遅延手段106および第２の遅延手段107は、判定結果Flg_dt(k)と、遅延送信入力信号Sd(n)および遅延受信入力信号Rd(n)の時刻が整合するように、ダブルトーク判定手段104における、判定の遅延であるL時間フレーム分の遅延を付加するものとする。
【００２８】
適応フィルタ手段105は入力された遅延送信入力信号Sd(n)および遅延受信入力信号Rd(n)を用いて適応化学習を行い、フィルタ係数列HN(k)を生成する。適応フィルタの適応化アルゴリズムには、例えばLMS(Least Mean Square)アルゴリズムなどの、よく知られたアルゴリズムを使用することができる。
転送手段108は、適応フィルタ手段105の適応化学習によって生成されたフィルタ系数列HN(k)を所定の周期ごとに読出し、エコー引去り手段103に転送してFIRフィルタ103aのフィルタ系数列FN(k)に上書きする。
【００２９】
また、エコー引去り手段103によって出力された送信中間信号Se(n)は、第３の遅延手段109において、第１の遅延手段106、第２の遅延手段107と同様に、ダブルトーク判定結果Flg_dt(k)と送信中間信号Se(n)の時刻が整合するように、L時間フレーム分の遅延を付加して遅延送信中間信号Sde(n)を出力する。
遅延送信中間信号Sde(n)はエコーサプレス手段110に入力され、エコーサプレス手段110は、ダブルトーク判定判定手段104の判定結果Flg_dt(k)にもとづき、残留エコーを抑えるための抑圧処理を行う。この抑圧処理には、例えば、判定結果Flg_dt(k)にもとづいて減衰量を制御する可変アッテネータ処理を用いてもよい。具体的には、判定結果Flg_dt(k)が受話側のシングルトークを示している時はエコーを完全に抑えるよう第１の所定のゲインA[dB]を、ダブルトークを示している時は第２の所定のゲインB[dB]を、それ以外の場合はゲイン0[dB]を付加する可変アッテネータであって、これらのゲインの関係は式(6)のように設定されているものとする。
【００３０】
【数６】
0005020057.tif 000007
【００３１】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、エコーを引去る為のフィルタを生成する適応フィルタ手段に入力される信号を遅延させ、ダブルトーク判定手段において、判定の対象とする時間フレームよりも後に入力された時系列信号データを判定に用いることができるようにした事で、精度良く通話状態を判定し、効果的に適応化学習を行うことによって、エコーの消去効果を高める効果を奏する。
また、通話状態の判定結果をもとにエコーサプレス処理を行うようにしたことで、エコーサプレス処理において送話音声が誤って抑圧されることを防ぎ、高いダブルトーク性能を実現する効果を奏する。
【００３２】
実施の形態２．
実施の形態２のエコー消去装置は、ダブルトーク判定手段104において、時間窓の異なる複数の状態分析を設けず、単一の状態分析によって簡易に状態判定を行うことを可能としたものである。
図５はこの発明の実施の形態２によるエコー消去装置のダブルトーク判定手段104の構成を示す構成図である。状態分析部504が単一である点のみが実施の形態１と異なり、これ以外の構成要素は実施の形態１と同様である。
図５において、状態分析部504は、実施の形態１の第２の状態分析部205と同様の時間窓を持つ。即ち、状態分析部504の分析時間窓は、現時点で判定の対象となっている時間フレームを起点とし、所定のL時間フレーム分まで後を領域としている。
【００３３】
状態判定部505は、状態分析部504が過去から現在まで出力した状態分析結果Flg_dtF(k)のうち、現時点で判定の対象としている時間フレームを時間領域として含む、全ての状態分析結果をもとに状態判定を行う。すなわち、図６に示すように、L時間フレーム過去から現在までの分析結果Flg_dtF(k-L+1)、 Flg_dtF(k-L+2)・・・、 Flg_dtF(k)をもちいて、このなかから最も多数を占める状態分析結果を、判定結果として採用する。
【００３４】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、ある時間フレームの信号に対して、この時間フレームよりも長い時間窓を、時間軸上でスライドさせながら状態分析を重ねて行う事によって、外乱による誤判定を抑え、単一の時間窓による状態分析のみで精度良く状態判定を行う事を可能にし、簡易な構成で、高いダブルトーク性能を実現しつつ、エコーの消去効果を高める効果を奏する。
【００３５】
実施の形態３．
実施の形態３のエコー消去装置は、ダブルトーク判定手段104において、通話状態が送話シングルトークとなる直前と直後において、送話シングルトークと判定する時間領域を拡長することによって、送話音声が僅かにでも存在する区間で、適応フィルタが誤って学習する事を回避するようにしたものである。
【００３６】
図７は、この発明の実施の形態３によるエコー消去装置におけるダブルトーク判定手段104の構成を示す構成図である。ここでは、実施の形態２と同様に単一の状態分析部を持っているものとして説明するが、実施の形態１と同様に、時間窓の異なる２個の状態分析部を持っていてもよい。
以下、図７を用いて実施の形態３によるエコー消去装置の動作を説明する。受信信号記憶部701、送信入力信号記憶部702、残差信号記憶部703および状態分析部704の動作は実施の形態２と同様であり説明を省略する。
【００３７】
状態分析部704から出力された状態分析結果Flg_dtF(k)は中間判定部705に入力される。中間判定部705は、実施の形態２の状態判定部505と同様の判定処理を行い、中間判定結果Flg_dtM(k)を出力する。中間判定結果Flg_dtM(k)は、最終判定部706に入力され、最終判定部706は、さらに１単位時間フレーム分、判定を遅延させて次のフレームk+1におけるFlg_dtM(k+1)の入力を待ち、それまでに入力されたFlg_dtM(k-1)、 Flg_dt(k)、 Flg_dt(k+1)を用いて最終判定を行う。
【００３８】
最終判定部706における判定手順を図８のフローチャートにしたがって説明する。図８のフローチャートにおいて、”SST”は、判定結果が送話側のシングルトークである事を示している。はじめにステップST5において、中間判定結果Flg_dtM(k+1)がSSTすなわち送話シングルトークであるか否かを判定し、SSTであればステップST7の処理に移行し、SSTでなければステップST6の処理に移行する。また、ステップST6では、Flg_dtM(k-1)がSSTであるか否かを判定し、SSTであればステップST7の処理に移行し、SSTでなければステップST9の処理に移行する。
【００３９】
ステップST7では、Flg_dtM(k)がSST以外であるか否かを判定し、SST以外であればステップST8の処理に移行し、SSTであればステップST9の処理に移行する。ステップST8では、最終判定部706は中間判定結果Flg_dtM(k)と異なり、送話側のシングルトークであるものと判断して、Flg_dt(k)=SSTとして最終判定結果Flg_dt(k)を出力する。一方、ステップST9では、中間判定結果Flg_dtM(k)が正であるものと判断して、Flg_dt(k)=Flg_dtM(k)として最終判定結果Flg_dt(k)を出力する。
【００４０】
図９、図１０はダブルトーク判定手段104における通話状態の判定例を示した概念図である。これらの図において、RSTは受話シングルトークを表している。図９は中間判定結果がRSTからSSTに遷移する場合の例であり、ここでは、最終判定結果は中間判定結果よりも1フレーム前にSSTを出力する。また、図１０は中間判定結果がSSTからRSTに遷移する場合の例であり、ここでは最終判定結果は中間判定結果よりも1フレーム後にSSTを出力する。この結果、送話シングルトークとして判定する範囲が拡大し、送話音声の語頭および語尾のような、わずかでも送話音声が含まれる送信入力信号に対して、適応フィルタが適応化学習を行い、学習効果が低下する事を回避している。また、同様にエコーサプレス処理において、送話音声がわずかでも含まれる送信入力信号に対してエコーサプレス処理が働くことを抑える事により、エコーサプレス処理によって送話音声が誤って抑圧される事を回避している。
【００４１】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、送話シングルトーク状態と他の状態との変化点において、送話シングルトークとして判定される時間区間を拡張することで、適応フィルタ手段による誤適応と、エコーサプレス手段による送話音声の誤抑圧を防ぎ、高いダブルトーク性能を維持したままをエコー消去効果を向上させるという効果を奏する。
【００４２】
実施の形態４．
実施の形態１のエコー消去装置は、適応フィルタの制御の為の通話状態の判定に遅延を設けたため、適応フィルタをそのままエコーの引去りには使えず、別途エコー引去りのためのフィルタを設ける必要があった。
実施の形態４のエコー消去装置は、適応フィルタの制御のための通話状態の判定は遅延を設けずに行い、エコーサプレッサの制御のための通話状態の判定は遅延を設けて行うことで、適応フィルタをそのままエコーの引去りに用いることができるようにし、一方で、精度良く判定された判定結果をエコーサプレッサに用いる事で、エコーサプレス手段によって送話音声が損なわれないようにしたものである。
【００４３】
図１１は、この発明の実施の形態４によるエコー消去装置の構成を示した構成図である。以下、この図を用いて実施の形態４によるエコー消去装置の動作を説明する。
マイク1102、 スピーカ1101の動作は実施の形態１と同様である。適応フィルタ手段1103は、受信入力信号R(n)をフィルタで濾波して引去り信号D(n)を生成し、この引去り信号D(n)を送信入力信号S(n)から引去ることでエコーの引去りを行い、送信中間信号Se(n)を出
力する。また、適応フィルタ手段1103は、この送信中間信号Se(n)および受信入力信号R(n)を用いて適応化学習を行い、最終的にSe(n)に含まれるエコーが最小となるようにフィルタ係数を更新する。
【００４４】
第１のダブルトーク判定手段1104は、受信入力信号R(n)、送信入力信号S(n)、送信中間信号Se(n)から、現在の入力信号について通話状態を判定し、第１の判定結果Flg_dtADP(k)を出力する。第１の判定結果Flg_dtADP(k)は、適応フィルタ手段1103に入力され、適応フィルタ手段1103は適応化学習の実行・停止を、この第１の判定結果Flg_dtADP(k)に従って制御する。
また、第２のダブルトーク判定手段1105は、受信入力信号R(n)、送信入力信号S(n)、送信中間信号Se(n)から、一定時間過去に入力された時系列信号について通話状態の判定を行い、第２の判定結果Flg_dtES(k)を出力する。
第２のダブルトーク判定手段1105の構成及び判定方法は、実施の形態１、２、３のダブルトーク判定手段について述べた何れかの構成及び判定方法を用いることが可能である。
また、遅延手段1106は、第２の判定結果Flg_dtES(k)と送信中間信号Se(n)の時刻が整合するように、所定の遅延を付加して遅延送信中間信号Sde(n)を出力する。エコーサプレス手段1107は、第２の判定結果Flg_dtES(k)にもとづき、遅延送信中間信号Sde(n)に対して残留エコーを抑えるための抑圧処理を行い、送信出力信号So(n)を出力する。
【００４５】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、適応フィルタの制御のための通話状態の判定は遅延を設けずに行い、エコーサプレッサの制御のための通話状態の判定は遅延を設けて行うことで、エコー引去り処理に要する演算量を低減しつつ、エコーサプレス手段による送話音声の誤抑圧を防ぎ、高いダブルトーク性能を実現するという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
この発明のエコー消去装置はカーナビゲーションシステムや携帯電話等の音声通信装置に適用され、特にカーナビゲーションシステムなどのハンズフリー通話装置への適用が好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の実施の形態１によるエコー消去装置を示す構成図である。
【図２】ダブルトーク判定手段の構成を示す構成図である。
【図３】第１および第２の状態分析部それぞれの時間窓の説明図である。
【図４】状態判定部の状態判定処理動作のフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２によるエコー消去装置のダブルトーク判定手段の構成を示す構成図である。
【図６】実施の形態２の状態分析部による時間窓の説明図である。
【図７】この発明の実施の形態３によるエコー消去装置のダブルトーク判定手段の構成を示す構成図である。
【図８】実施の形態３による最終判定部の判定手順フローチャートである。
【図９】ダブルトーク判定手段における通話状態の判定例で、中間判定結果がRSTからSSTに遷移する場合の概念図である。
【図１０】ダブルトーク判定手段における通話状態の判定例で、中間判定結果がSSTからRSTに遷移する場合の概念図である。
【図１１】この発明の実施の形態４によるエコー消去装置の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
101、1101；スピーカ、102、1102；マイク、103；エコー引去り手段、103a；FIRフィルタ、103b；加算器、104；ダブルトーク判定手段、105、1103；適応フィルタ手段、106；第１の遅延手段、107；第２の遅延手段、108；転送手段、109；第３の遅延手段、110、1107；エコーサプレス手段、201、501、701；受信信号記憶部、202、502、702；送信入力信号記憶部、203、503、703；残差信号記憶部、204；第１の状態分析部、205；第２の状態分析部、206、505；状態判定部、504、704；状態分析部、705；中間判定部、706；最終判定部、1104；第１のダブルトーク判定手段、1105；第２のダブルトーク判定手段、1106；遅延手段。
【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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