(57)【要約】【課題】コストの増加の抑制を図りつつ、固定小数点形式の信号によってフィルタ処理を行う場合よりも、エコーを効果的に抑圧することが可能なエコーキャンセラを提供する。【解決手段】エコーキャンセラ１は、浮動小数点ＤＳＰ部１０、固定小数点ＤＳＰ部２０を備える。浮動小数点ＤＳＰ部１０は、ＦＩＲフィルタ処理部１２、加算器１４、第１変換部１６を有する。ＦＩＲフィルタ処理部１２は浮動小数点形式の擬似エコー信号を生成し、加算器１４は上記擬似エコー信号を収音信号から差し引き第１補正信号を生成する。第１変換部１６は第１補正信号を固定小数点形式に変換し、ゲインを調節する。固定小数点ＤＳＰ部２０は、ＦＩＲフィルタ処理部２１、加算器２２を有する。ＦＩＲフィルタ処理部２１は固定小数点形式の擬似エコー信号を生成し、加算器２２は上記擬似エコー信号を固定小数点形式に変換した第１補正信号から差し引き出力信号を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収音して収音信号を生成する収音部、および放音信号に基づく音を放音する放音部に接続され、前記放音部から放音された音が前記収音部に収音されて生じるエコーを低減させる第１音響処理部および第２音響処理部を備えたエコーキャンセラであって、
前記第１音響処理部は、前記放音信号に基づく浮動小数点形式の擬似エコー信号を生成する第１フィルタ処理部と、前記浮動小数点形式の擬似エコー信号を浮動小数点形式で入力した前記収音信号から差し引いて第１補正信号を生成する第１演算処理部と、前記第１演算処理部から出力される浮動小数点形式の第１補正信号を固定小数点形式に変換するとともにゲインを調節する第１変換部と、を有し、
前記第２音響処理部は、前記放音信号に基づく固定小数点形式の擬似エコー信号を生成する第２フィルタ処理部と、前記固定小数点形式の擬似エコー信号を固定小数点形式に変換した前記第１補正信号から差し引いて出力音声信号を生成する第２演算処理部と、を有している、
エコーキャンセラ。
【請求項２】
前記第２フィルタ処理部は、フィルタ演算に用いた第２係数情報を前記第１音響処理部へ出力し、
前記第１音響処理部は、前記第２係数情報に基づいて第１係数情報を算出する係数演算部をさらに有し、
前記第１フィルタ処理部は、前記第１係数情報によりフィルタ係数を補正して前記浮動小数点形式の擬似エコー信号の生成を行う、
請求項１に記載のエコーキャンセラ。
【請求項３】
前記第１音響処理部は、前記第２フィルタ処理部から出力される前記第２係数情報を浮動小数点形式に変換するとともにゲインを調節して前記係数演算部へ出力する第２変換部と、前記第２演算処理部からの前記出力音声信号のゲインを調節する第３変換部と、をさらに有し、
前記第１変換部、前記第２変換部、前記３変換部におけるゲインの値をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃとしたときに式（１）の関係を満たしている、
（１．０／Ａ）＝Ｂ＝Ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（1）
請求項２に記載のエコーキャンセラ。
【請求項４】
前記第２係数情報に含まれる数値を監視する監視部をさらに備え、
前記監視部は、前記数値が所定の閾値よりも小さくなると、前記第１変換部のゲインを増加させる、
請求項３に記載のエコーキャンセラ。
【請求項５】
前記第１音響処理部は、前記第２係数情報の所定時間当たりの変化量が予め設定された上限値を超える場合には、前記第２係数情報を平滑化して前記係数演算部へ出力する緩和演算処理部をさらに有している、
請求項２から４のいずれか１項に記載のエコーキャンセラ。
【請求項６】
放音信号のゲインを調節するゲイン制御部をさらに備えている、
請求項１から５のいずれか１項に記載のエコーキャンセラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、収音した音からエコーを取り除くエコーキャンセラに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、マイクロホン及びスピーカを用いる、電話機、カラオケ装置等では、スピーカから放音される音の一部がマイクロホンに回り込み収音信号として取り込まれ、放音した音がエコーとなって相手側のスピーカから放音されることがある。そして、エコーのレベルが高い場合には不快感を生じさせるといった問題があった。
【０００３】
そこで、上述のようなエコーを抑圧する一つの手段として、エコーキャンセラがこれまでに提案されている。
【０００４】
このようなエコーキャンセラの中には、スピーカ信号を増幅してエコーキャンセラに与えることにより、エコーが大きくてもエコーを低減することができるものがある（特許文献１参照。）。
【０００５】
また、適応フィルタが学習に用いる信号、すなわち、スピーカからの受話信号を増幅して出力することで背景雑音とのＳ／Ｎ比を改善し、適応フィルタの学習精度の向上を図ることでエコーを低減させたものがある（特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２９０２８６号公報
【特許文献２】特開２０００−１０１４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に示すエコーキャンセラでは、エコーの大きさによってマイク入力信号（収音信号）のゲインの最大値が決定されるため、収音信号のダイナミックレンジが小さくなってしまうという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２に示すエコーキャンセラでは、スピーカ信号を増幅することでエコーも増幅されてしまうため、収音信号のダイナミックレンジが小さくなるという問題があった。すなわち、スピーカからの放音音声の回り込みにより発生するエコーが本来収音するべき話者の発声よりも大きいと、話者音声のダイナミックレンジを十分に得ることができない。
【０００８】
一般に、固定小数点ＤＳＰ（Digital Signal Processing）よりも浮動小数点ＤＳＰ（DigitalSignal Processing）の方が表現可能なデータの範囲が広く、製造コストが高い。そのため、収音信号のダイナミックレンジを広くする方法として、浮動小数点形式の信号を用いてフィルタ処理を行うことも考えられる。しかし、エコーキャンセラの演算はメモリを多量に必要とする。また、メモリが多い浮動小数点ＤＳＰは高価であり、浮動小数点形式の信号によって処理を行うと、固定小数点形式の信号を用いる場合よりも製造コストの増加を招くという問題もあった。
【０００９】
そこで、本発明では、コストの増加の抑制を図りつつ、固定小数点形式の信号によってフィルタ処理を行う場合よりも、エコーを効果的に抑圧することが可能なエコーキャンセラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明のエコーキャンセラは、収音部、および放音部に接続され、放音部から放音された音が収音部に収音されて生じるエコーを低減させる第１音響処理部および第２音響処理部を備えたエコーキャンセラである。収音部は、収音して収音信号を生成する。放音部は、放音信号に基づく音を放音する。第１音響処理部は、第１フィルタ処理部と、第１演算処理部と、第１変換部と、を有している。第１フィルタ処理部は、放音信号に基づく浮動小数点形式の擬似エコー信号を生成する。第１演算処理部は、浮動小数点形式の擬似エコー信号を浮動小数点形式で入力した収音信号から差し引いて第１補正信号を生成する。第１変換部は、第１演算処理部から出力される浮動小数点形式の第１補正信号を固定小数点形式に変換するとともにゲインを調節する。第２音響処理部は、第２フィルタ処理部と、第２演算処理部と、を有している。第２フィルタ処理部は、放音信号に基づく固定小数点形式の擬似エコー信号を生成する。第２演算処理部は、固定小数点形式の擬似エコー信号を固定小数点形式に変換した第１補正信号から差し引いて出力音声信号を生成する。
【００１１】
この構成では、浮動小数点形式の擬似エコー信号を収音信号から差し引いて第１補正信号を生成する。そして、固定小数点形式に変換した第１補正信号から固定小数点形式の疑似エコー信号をさらに差し引く。これにより、浮動小数点形式の擬似エコー信号によって収音信号を補正した後に、さらに固定小数点形式の擬似エコー信号によって収音信号を補正することができる。この際、浮動小数点形式の第１音響処理部によりある程度エコー成分が抑圧された信号が、第２音響処理部へ入力される。このため、第２音響処理部は、元の収音信号よりも、目的とする音声成分の比率が高い信号を固定小数点形式でエコーキャンセルする。これにより、目的とする音声成分のダイナミックレンジが大きく取れるので、エコーキャンセルの精度が高くなる。
【００１２】
この構成において、第２フィルタ処理部は、フィルタ演算に用いた第２係数情報を第１音響処理部へ出力する。第１音響処理部は、第２係数情報に基づいて演算処理を行って第１係数情報を算出する係数演算部をさらに有している。第１フィルタ処理部は、第１係数情報によりフィルタ係数を補正して浮動小数点形式の擬似エコー信号の生成を行うようにしても良い。これにより、第１音響処理部は、第２係数情報に基づいて算出された第１係数情報によりフィルタ係数を補正して浮動小数点形式の擬似エコー信号の生成を行うことができる。
【００１３】
さらに、第１音響処理部は、第２変換部と、第３変換部と、をさらに有していても良い。第２変換部は、第２フィルタ処理部から出力される第２係数情報を浮動小数点形式に変換するとともにゲインを調節して係数演算部へ出力する。第３変換部は、第２演算処理部からの出力音声信号のゲインを調節する。第１変換部、第２変換部、第３変換部、におけるゲインの値をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、としたときに式（1）の関係を満たしている。
【００１４】
（１．０／Ａ）＝Ｂ＝Ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（1）
この構成では、第２音響処理部に入力される第１補正信号が、ゲインＡで増幅された場合、第２音響処理部は増幅された信号に基づく出力音声信号や第２係数情報を算出する。しかしながら、増幅された信号は、元々の収音信号に対して、ゲインＡで増幅されたものであるので、そのまま出力したり第１音響処理部にフィードバックすると、元の収音信号のレベルに準じた処理が実行できなくなる。従って、第２音響処理部から出力される信号に、ゲインＡの逆数であるＢ、Ｃを乗算することで、元の収音信号のレベルに準じた処理を行うことができる。
【００１５】
なお、この構成において、エコーキャンセラは、第２係数情報に含まれる数値を監視する監視部をさらに備えていても良い。監視部は、数値が所定の閾値よりも小さくなると、第１変換部のゲインを増加させる。この構成では、第２係数情報に含まれる値が所定の閾値よりも小さくなる、すなわち浮動小数点形式でのエコー除去が向上すると、第１変換部のゲインを増加させる。これにより、自装置側の発話者の発生音のような目的とする音声信号の比が高くなった第１補正信号が、第２音響処理部で処理される。
【００１６】
また、第１音響処理部は、緩和演算処理部をさらに有していても良い。緩和演算処理部は、第２係数情報の所定時間当たりの変化量が予め設定された上限値を超える場合には、第２係数情報を平滑化して係数演算部へ出力する。ここで、予め設定された上限値は、第１フィルタ処理部におけるフィルタ処理が安定して実行できる変化量に基づいて設定されている。これにより、第２係数情報の所定時間当たりの変化量が予め設定された上限値を超える場合には、第２係数情報の変化量を平滑化して除々に変化させることでフィルタ処理が不安定になるのを防止することができる。
【００１７】
また、エコーキャンセラは、放音信号のゲインを調節するゲイン制御部をさらに備えていても良い。これにより、放音部の音量が急激に上昇して収音信号がオーバーフローするのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、エコーが話者の発生音よりも大きな環境であっても、収音信号のダイナミックレンジを広くとり、効果的にエコーを抑圧するエコーキャンセラを安価に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照してこの発明の一実施形態であるエコーキャンセラ１について説明する。エコーキャンセラ１は、会議システムに搭載されたマイコンを駆動することによって形成される。
【００２０】
図１は、エコーキャンセラ１の全体の構成を模式的に示す図である。図２は、図１に含まれる固定小数点ＤＳＰ部２０の構成を模式的に示す図である。
【００２１】
図１において、エコーキャンセラ１は、浮動小数点ＤＳＰ部１０、ゲイン制御部１１、固定小数点ＤＳＰ部２０、監視部３０、を備えており、エコーを収音信号から除去する。なお、本実施形態に係るエコーキャンセラ１では、浮動小数点ＤＳＰ部１０内に監視部３０が配置されている例を挙げて説明する。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、監視部３０は浮動小数点ＤＳＰ部１０以外の場所に配置されていても良い。
【００２２】
マイク２は、マイク２周囲の音を収音して収音信号、いわゆる近端信号を生成しＡ／Ｄコンバータ２Ａへ出力する。Ａ／Ｄコンバータ２Ａは、マイク２からの収音信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換して加算器（第１演算処理部）１４へ出力する。
【００２３】
スピーカ３は、遠端信号に基づいて放音する。ここで、遠端信号は、入出力インターフェースＩ／Ｆ（図示せず）からエコーキャンセラ１へ入力されるデジタル信号である。そして、遠端信号は、エコーキャンセラ１のゲイン制御部１１（後段にて詳述）を経由してＤ／Ａコンバータ３Ａによってアナログ信号に変換されスピーカ３へ出力される。
【００２４】
ゲイン制御部１１は、入出力インターフェースＩ／Ｆから入力される遠端信号のゲインを調節して、Ｄ／Ａコンバータ３Ａ、信号変換部１８へ出力する。これにより、遠端信号のレベルが急激に増加しスピーカ３から放音される音量が急激に増大するのを防止することができる。この結果、スピーカ３から放音された音がマイク２に収音されて生じるエコーが急激に増加して、収音信号がオーバーフロー（すなわち、クリップ）することを防止することができる。
【００２５】
浮動小数点ＤＳＰ部１０は、図１に示すように、ＦＩＲフィルタ処理部１２、ＦＩＲ係数部１３、加算器（第１演算処理部）１４、緩和演算処理部１５、第１変換部１６、第２変換部１７、信号変換部１８、第３変換部１９、を有している。浮動小数点ＤＳＰ部１０は、浮動小数点形式の収音信号に含まれるエコーの除去を行う。なお、第２変換部１７と緩和演算処理部１５、ＦＩＲ係数部１３からなる回路が本発明の係数演算部に相当する。
【００２６】
固定小数点ＤＳＰ部２０は、図１および図２に示すように、ＦＩＲフィルタ処理部２１、加算器（第２演算処理部）２２を有している。固定小数点ＤＳＰ部２０は、浮動小数点ＤＳＰ部１０においてエコーが除去されて固定小数点形式の信号に変換された第１補正信号に対してエコーの除去を行う。このように、浮動小数点ＤＳＰ部１０、固定小数点ＤＳＰ部２０の２つのＤＳＰ部にて収音信号のエコーキャンセル処理を行うことで、効果的にエコーキャンセル処理を行うことができる。
【００２７】
なお、浮動小数点ＤＳＰ部１０および固定小数点ＤＳＰ部２０では、約１０〜２０ｄＢ程度エコーを減衰、すなわち抑圧している。
【００２８】
信号変換部１８は、ゲイン制御部１１から入力される遠端信号をＦＩＲフィルタ処理部１２およびＦＩＲフィルタ処理部２１へ出力する。この際、信号変換部１８は、固定小数点ＤＳＰ部２０の演算可能範囲内に遠端信号のレベルが納まるようにゲインを調整する。
【００２９】
ＦＩＲフィルタ処理部１２は、ＦＩＲ係数部１３に保持されている第１係数情報を使用してフィルタ処理を行う。ＦＩＲフィルタ処理部１２は、信号変換部１８から出力される浮動小数点形式の遠端信号をフィルタ処理関数に入力して浮動小数点形式の擬似エコー信号を生成するフィルタである。
【００３０】
ＦＩＲ係数部１３は、ＦＩＲフィルタ処理部１２のフィルタ処理に用いられる係数データとして、第1係数情報を保持している。
【００３１】
ここで、第１係数情報に含まれる各係数の初期値は０に設定されている。第１係数情報の各係数は、第２係数情報に基づいて設定されている。すなわち、ＦＩＲ係数部１３は、第２変換部１７および緩和演算処理部１５を経て入力される第２係数情報に基づく信号を用いて第１係数情報を算出する。本実施形態では、上記各係数の初期値を全て０とする例を挙げて説明する。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、浮動小数点ＤＳＰ部１０の仕様や、使用環境等の諸条件に応じて初期値を変更しても良い。また、各係数の全ての初期値を一致させなくても良い。
【００３２】
加算器１４は、浮動小数点形式の収音信号から上記浮動小数点形式の擬似エコー信号を差し引いて第１補正信号を生成して第１変換部１６へ出力する。
【００３３】
第１変換部１６は、第１補正信号を固定小数点形式に変換するとともに、監視部３０（後段にて詳述）により設定されたゲイン量に基づいてゲインを調節して固定小数点ＤＳＰ部２０の加算器２２（図２参照）へ出力する。
【００３４】
ＦＩＲフィルタ処理部２１は、信号変換部１８から出力される固定小数点形式の遠端信号をフィルタ処理関数に入力して固定小数点形式の擬似エコー信号を生成する適応型のフィルタ処理部である。ここで、ＦＩＲフィルタ処理部２１は、加算器２２を通過した出力音声信号を参照してフィルタ処理関数に用いられる第２係数情報を更新する。さらに、ＦＩＲフィルタ処理部２１は、第２係数情報を第２変換部１７へ出力する。
【００３５】
第２変換部１７は、第２係数情報を浮動小数点形式の信号に変換するとともに第１変換部１６のゲインに応じてゲインを調節して緩和演算処理部１５へ出力する。
【００３６】
加算器２２は、第１変換部１６から出力される固定小数点形式の第１補正信号からＦＩＲフィルタ処理部２１から出力される固定小数点形式の擬似エコー信号を差し引いて出力音声信号を生成し第３変換部１９へ出力する。
【００３７】
第３変換部１９は、上記固定小数点形式の出力音声信号を浮動小数点形式の出力音声信号へ変換するとともに第１変換部１６のゲインに応じて出力ゲインを調節してエコーサプレッサ（図示せず）へ出力する。エコーサプレッサは、入力された出力音声信号のゲインを約２０〜３０ｄＢ減衰させてから入出力Ｉ／Ｆインターフェース（図示せず）へ出力する。
【００３８】
なお、本実施形態では、エコーサプレッサによって出力音声信号のゲインを減衰させる例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。出力音声信号に含まれるエコーを十分に減衰させることができる場合には、エコーサプレッサを設けなくても良い。
【００３９】
また、エコーを消去させるためには、収音信号を４０〜５０ｄＢ程度減衰させることが好ましいが、仮にエコーサプレッサによってのみ減衰させると音質の劣化を招く場合もある。
【００４０】
これに対しエコーキャンセラ１では、浮動小数点ＤＳＰ部１０および固定小数点ＤＳＰ部２０によって２０ｄＢ程度エコーを減衰させてからエコーサプレッサに入力するため音質の劣化を抑制するといった効果を得ることもできる。
【００４１】
ここで、第１変換部１６、第２変換部１７、第３変換部１９におけるゲイン調整についてより具体的に説明すると以下の通りである。
【００４２】
第１変換部１６、第２変換部１７、第３変換部１９におけるゲインの値をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃとしたときに各ゲインの増減値は式（１）の関係を満たしている、
（１．０／Ａ）＝Ｂ＝Ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（1）
これにより、加算器１４から第１変換部１６へ出力される第１補正信号（図１に示すＳ２参照）と、固定小数点ＤＳＰ部２０から第３変換部１９を介して出力される出力音声信号と、におけるゲインの大きさを等しくすることができる。また、第２変換部１７は、緩和演算処理部１５へ第２係数情報を出力する際に、第１変換部１６において増加させたゲインの大きさだけゲインを下げる。これにより、第１変換部１６において第１補正信号に与えられたゲインの影響を打ち消した第２係数情報を設定することができる。
【００４３】
緩和演算処理部１５は、第２変換部１７から出力された第２係数情報に含まれる各係数の所定時間単位毎の変化量が予め設定された上限値を超える場合には、上記各係数を平滑化してからＦＩＲ係数部１３へ出力する。
【００４４】
また、緩和演算処理部１５を介さずに第２変換部１７から直接ＦＩＲ係数部１３へ第２係数情報を入力すると、ＦＩＲフィルタ処理部１２におけるフィルタ処理にとって第２係数情報に含まれる各係数の時間変化率が大きすぎる場合もある。すなわち、上記各係数の経時変化の非線形性が大きすぎる場合がある。
【００４５】
このように、第１係数情報の非線形性が大きすぎる場合には、浮動小数点ＤＳＰ部１０および固定小数点ＤＳＰ部２０におけるエコー除去処理の不安定化、すなわちシステムの不安定化を招くおそれもある。
【００４６】
そこで、緩和演算処理部１５では、第２変換部１７から出力された第２係数情報に含まれる各係数の経時的変化が所定の変化量よりも大きい場合には、上記各係数を平滑化して経時的変化を緩やかにする。これにより、エコーの除去処理が不安定化するのを防止することができる。
【００４７】
監視部３０は、第２フィルタ処理部２１において算出される第２係数情報に含まれる各係数の大きさをモニタリングする。そして、監視部３０は、第２係数情報に含まれる各係数の大きさが所定の閾値よりも小さくなると、第１変換部１６におけるゲインの量を増加させる。
【００４８】
なお、第２係数情報は出力音声信号を参照して所定の時間ごとに更新され、第１係数情報は第２係数情報に基づいて同様に更新される。
【００４９】
より具体的には、浮動小数点ＤＳＰ部１０および固定小数点ＤＳＰ部２０におけるエコー除去処理の開始時点において、第１係数情報に含まれる各係数の初期値は０に設定されている。このため、浮動小数点ＤＳＰ部１０においてエコーの除去処理はなされず、信号処理の下流側に位置する固定小数点ＤＳＰ部２０においてのみエコーの除去処理が実行される。
【００５０】
そして、ＦＩＲフィルタ処理部２１におけるエコーの除去処理が実行されると、ＦＩＲ係数部１３では第２係数情報に基づいて算出された情報、すなわち、第２係数情報に第２変換部１７と緩和演算処理部１５の係数を乗じて得られた値を第１係数情報に足し込むことで第１係数情報を更新する。更新された第１係数情報は、ＦＩＲフィルタ処理部１２へ入力され、ＦＩＲフィルタ処理部１２は、第１係数情報を用いてフィルタ処理を実行する。これにより、ＦＩＲフィルタ処理部１２において浮動小数点形式の擬似エコー信号が生成され、エコー除去処理が浮動小数点ＤＳＰ部１０においても実行される。
【００５１】
浮動小数点ＤＳＰ部１０においてエコー除去処理が実行されることにより、浮動小数点ＤＳＰ部１０から固定小数点ＤＳＰ部２０へ出力される第１補正信号に含まれるエコー成分が減少する。これにより、浮動小数点ＤＳＰ部１０におけるエコーの除去処理が固定小数点ＤＳＰ部２０におけるエコーの除去処理結果に基づいてより最適なものに更新され、処理時間の経過とともにエコー除去処理の精度が向上する。より具体的には、処理時間が経過すると、出力音声信号に含まれるエコー信号成分の減少に伴い第２係数情報に含まれる各係数の値が小さくなっていく。
【００５２】
監視部３０は、第２係数情報に含まれる各係数の大きさが所定の閾値を下回ると、第１変換部１６において第１補正信号に加えるゲインの大きさを所定の値だけ増加させる。この際、第２係数情報に含まれる各係数の値は一時的に増加するが、さらに処理時間が経過するとエコーの信号成分がさらに減少するため、再び上記各係数が減少する。このように、一連の浮動小数点ＤＳＰ部１０および固定小数点ＤＳＰ部２０におけるエコーの除去処理が繰り返し実行されることにより、出力音声信号に含まれるエコー信号成分を精度良く除去することができる。
【００５３】
さらに、上記エコー除去処理が繰り返し実行されていくと、ある時点で第１補正信号に含まれるエコー信号が本来収音したい音の信号、例えば、話者発声信号よりも小さくなる。このようにエコーが話者発声音を下回ると、第１変換部１６におけるゲインの増加量を話者発声音のレベルによって決定することができる。そのため、固定小数点ＤＳＰ部２０のダイナミックレンジ一杯に話者発声音を増幅させるといったことが可能となる。
【００５４】
これにより、エコーが話者発声音等よりも大きな環境においても目的とする話者発生音に対するダイナミックレンジを広くとり、効果的にエコーを減衰させるエコーキャンセラを安価に構成することができる。
【００５５】
浮動小数点ＤＳＰ部１０および固定小数点ＤＳＰ部２０におけるエコー除去処理における信号波形（音圧値）の上記処理による変化を図３〜図６を用いて説明すると、以下の通りである。
【００５６】
図３は、Ａ／Ｄコンバータ２Ａを通過して加算器１４に入力される前の収音信号に含まれる話者の音声信号とエコーの信号との経時的変化の一例を模式的に示した図である（図１に示すＳ１参照）。図４は、加算器１４から第１変換部１６へ出力される第１補正信号に含まれる話者の音声信号とエコーの信号とを模式的に示した図である（図１に示すＳ２参照）。図５は、第１変換部１６から固定小数点ＤＳＰ部２０へ出力される信号に含まれる話者の音声信号とエコーの信号とを模式的に示した図である（図１に示すＳ３参照）。図６は、加算器２２から第３変換部１９へ出力される音声信号に含まれる話者の音声信号とエコーの信号とを模式的に示した図である（図１に示すＳ４参照）。なお、上記Ｓ１、Ｓ２における信号は、1ビットの符号部、８ビットの指数部、２３ビットの仮数部、によって形成される３２ビットの浮動小数点形式の信号である。このため、図３および図４に示す信号波形は上記仮数部の数値を示している。また、上記Ｓ３、Ｓ４における信号は、１ビットの符号部を含む±１６ビットからなる３２ビットの固定小数点形式の信号である。
【００５７】
加算器１４において、ＦＩＲフィルタ処理部１２で生成された擬似エコー信号がＡ／Ｄコンバータ２Ａから出力される収音信号から差し引かれ、図３に示すエコーの信号が図４に示すエコーの信号のレベルまで低減（抑圧）された第１補正信号が生成される。
【００５８】
次に、第１変換部１６において、固定小数点ＤＳＰ部２０における信号処理が適切に行えるように第１補正信号のゲインが増幅される（図５参照）。これにより、固定小数点ＤＳＰ部２０における信号処理において、オーバーフローの発生を防止しつつダイナミックレンジを効率良く使用して信号処理を実行することができる。
【００５９】
さらに、加算器２２において、第１変換部１６から出力された固定小数点形式の信号はＦＩＲフィルタ処理部２１において生成された擬似エコー信号を差し引かれ出力音声信号が生成される（図６参照）。
【００６０】
最後に、上記生成された出力音声信号は、エコーサプレッサ（図示せず）によって減衰され、入出力Ｉ／Ｆインターフェース（図示せず）へ出力される。
【００６１】
以上のように、浮動小数点ＤＳＰ部１０によるエコーキャンセルの後に、さらに固定小数点ＤＳＰ部２０によるエコーキャンセルを行うことで、単に固定小数点ＤＳＰ部２０を用いてエコーキャンセルを行うよりも効果的にエコーキャンセルを行うことができる。この際、浮動小数点ＤＳＰ部１０で予めエコーキャンセルされ、固定小数点ＤＳＰ部２０に入力される信号を固定小数点ＤＳＰ部２０のダイナミックレンジに応じてゲイン調整することで、エコーキャンセル処理に対して固定小数点ＤＳＰ部２０をより効果的に利用することができる。これにより、さらに高精度なエコーキャンセルを実現することができる。また、このような処理を、浮動小数点ＤＳＰおよび固定小数点ＤＳＰの機能を包括する浮動小数点ＤＳＰで実行することも考えられるが、当該浮動小数点ＤＳＰは高コスト化してしまうので、本実施形態の構成を用いることによってコストダウンが可能となる。
【００６２】
なお、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】エコーキャンセラの構成を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す固定小数点ＤＳＰ部の構成を模式的に示す図である。
【図３】図１に示すＳ1における収音信号に含まれる話者音声信号およびエコーの信号の一例を模式的に示す図である。
【図４】図１に示すＳ２における第１補正信号に含まれる話者音声信号およびエコーの信号の一例を模式的に示す図である。
【図５】図１に示すＳ３における信号に含まれる話者音声信号およびエコーの信号の一例を模式的に示す図である。
【図６】図１に示すＳ４における音声信号に含まれる話者音声信号およびエコーの信号の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  エコーキャンセラ
２Ａ  Ａ／Ｄコンバータ
２  マイク
３Ａ  Ｄ／Ａコンバータ
３  スピーカ
１０  浮動小数点ＤＳＰ部
１１  ゲイン制御部
１２  ＦＩＲフィルタ処理部
１３  ＦＩＲ係数部
１４  加算器（第１演算処理部）
１５  緩和演算処理部
１６  第１変換部
１７  第２変換部
１８  信号変換部
１９  第３変換部
２０  固定小数点ＤＳＰ部
２１  ＦＩＲフィルタ処理部
２２  加算器（第２演算処理部）
３０  監視部
【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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