(57)【要約】【課題】音声などのように時々刻々とパワー及びスペクトルが変動するような信号に対しても、またノイズ存在下においても収束度合いの判定を安定して行うことができる適応等化器、適応等化方法および記録媒体を提供することを目的とする。【解決手段】通信機器や音声信号処理装置等に用いられる適応等化器であって、等化対象となる伝達関数を推定する伝達関数推定手段と、等化処理を行うフィルタ手段と、伝達関数推定手段における推定結果に基づきフィルタ手段の係数値を更新するフィルタ係数更新手段と、フィルタ手段のフィルタ係数群のうち指定の任意数あるいは全てのフィルタ係数の持つ係数電力和を計算するフィルタ係数電力演算手段と、フィルタ係数電力演算手段の演算結果に基づきフィルタ手段の収束度合いを判定する収束度判定手段とを有し、フィルタ係数の更新進行状況を直接検出して収束度判定に利用することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信機器や音声信号処理装置等に用いられる適応等化器であって、等化対象となる伝達関数を推定する伝達関数推定手段と、等化処理を行うフィルタ手段と、前記伝達関数推定手段における推定結果に基づき前記フィルタ手段の係数値を更新するフィルタ係数更新手段と、前記フィルタ手段のフィルタ係数群のうち指定の任意数あるいは全てのフィルタ係数の持つ係数電力和を計算するフィルタ係数電力演算手段と、前記フィルタ係数電力演算手段の演算結果に基づき前記フィルタ手段の収束度合いを判定する収束度判定手段とを有することを特徴とする適応等化器。
【請求項２】
前記収束度判定手段は、前記フィルタ係数電力演算手段によって演算された係数電力和の変化量を検知することを特徴とする請求項１に記載の適応等化器。
【請求項３】
前記収束度判定手段は、前記フィルタ係数電力演算手段によって演算された係数電力和の変化量として、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の比を用いることを特徴とする請求項２に記載の適応等化器。
【請求項４】
前記収束度判定手段は、前記フィルタ係数電力演算手段によって演算された係数電力和の変化量として、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の差を用いることを特徴とする請求項２に記載の適応等化器。
【請求項５】
前記収束度判定手段は、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和との差を演算し、前記演算結果の符号状態の変化を検知することを特徴とする請求項４に記載の適応等化器。
【請求項６】
前記フィルタ係数電力演算手段は、各フィルタ係数値の電力演算において、各フィルタ係数値の二乗演算を行うことに代えて、各フィルタ係数値の絶対値を用いることを特徴とする請求項１に記載の適応等化器。
【請求項７】
前記収束度判定手段は、前記フィルタ係数更新手段がフィルタ係数を更新するタイミングに同期して前記フィルタ係数電力演算手段によって演算された電力和の変化量を検知することを特徴とする請求項２に記載の適応等化器。
【請求項８】
通信機器や音声信号処理装置等に用いられる適応等化方法であって、等化対象となる伝達関数を推定する伝達関数推定ステップと、等化処理を行うフィルタステップと、前記伝達関数推定ステップにおける推定結果に基づき前記フィルタステップの係数値を更新するフィルタ係数更新ステップと、前記フィルタステップのフィルタ係数群のうち指定の任意数あるいは全てのフィルタ係数の持つ係数電力和を計算するフィルタ係数電力演算ステップと、前記フィルタ係数電力演算ステップの演算結果に基づき前記フィルタステップの収束度合いを判定する収束度判定ステップとを有することを特徴とする適応等化方法。
【請求項９】
前記収束度判定ステップは、前記フィルタ係数電力演算ステップによって演算された係数電力和の変化量を検知することを特徴とする請求項８に記載の適応等化方法。
【請求項１０】
前記収束度判定ステップは、前記フィルタ係数電力演算ステップによって演算された係数電力和の変化量として、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の比を用いることを特徴とする請求項９に記載の適応等化方法。
【請求項１１】
前記収束度判定ステップは、前記フィルタ係数電力演算ステップによって演算された係数電力和の変化量として、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の差を用いることを特徴とする請求項９に記載の適応等化方法。
【請求項１２】
前記収束度判定ステップは、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和との差を演算し、前記演算結果の符号状態の変化を検知することを特徴とする請求項１１に記載の適応等化方法。
【請求項１３】
前記フィルタ係数電力演算ステップは、各フィルタ係数値の電力演算において、各フィルタ係数値の二乗演算を行うことに代えて、各フィルタ係数値の絶対値を用いることを特徴とする請求項８に記載の適応等化方法。
【請求項１４】
前記収束度判定ステップは、前記フィルタ係数更新ステップがフィルタ係数を更新するタイミングに同期して前記フィルタ係数電力演算ステップによって演算された電力和の変化量を検知することを特徴とする請求項８に記載の適応等化方法。
【請求項１５】
請求項８乃至１４のいずれか１に記載の適応等化方法の各ステップを実行するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信機器や音声信号処理装置等において使用される適応等化器、適応等化方
法および、その適応等化方法を実行するための記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信機器における信号伝送路特性の補償や、音声装置におけるエコーやノイズの除去といった音声信号処理等において用いられる装置として適応等化器（「適応フィルタ」もしくは「アダプティブフィルタ」とも呼ばれる）がある。適応等化器は、前記信号伝送路特性、前記エコー経路あるいは前記ノイズ経路を未知システムと捉え、未知システムの推定動作を行うものである。
【０００３】
以下に基本的な適応等化器の構成について図１２を用いて説明する。
【０００４】
図１２は基本的な適応等化器の構成を示す図である。図１２において、１２０１は参照信号、１２０２は適応推定の対象となる未知システム、１２０３は未知システム１２０２の推定動作を行う適応等化器、１２０４は所望信号、１２０５は適応等化器１２０３の出力であるフィルタ出力信号、１２０６は所望信号１２０４からフィルタ出力信号１２０５を差し引き、推定動作の誤差となる信号を出力する減算器、１２０７は減算器１２０６の出力となる誤差信号である。適応等化器１２０３は、未知システム１２０２の推定動作を行いながら、未知システム１２０２の出力である所望信号１２０４のレプリカ候補信号としてのフィルタ出力信号１２０５を出力する。さらに、適応等化器１２０３は所望信号１２０４とフィルタ出力信号１２０５の差分である誤差信号１２０７の状態をフィードバックすることで、未知システムの推定精度を上げるために適応動作を行う。
【０００５】
続いて、適応等化器の応用例について図１３を用いて説明する。
【０００６】
図１３（ａ）は、適応等化器をダクトノイズに対するＡＮＣ（アクティブノイズコントロール）装置として適用した場合の構成例を示す図である。以下に、ノイズ発生源近傍に設置される第一のマイク１３０３、ノイズを推定しフィルタ出力信号を生成するための適応等化器１２０３、フィルタ出力信号の逆位相信号を生成するための位相反転器１３０４、推定された前記ノイズの逆位相信号をダクト内に放出するためのスピーカ１３０５、ノイズ低減の効果を収音するための第二のマイク１３０６によって構成されるアクティブノイズコントロール装置１３０７の例を示している。以下、アクティブノイズコントロール装置１３０７の基本的な動作を説明する。
【０００７】
１３０１は空調あるいは排気ガスなどの通路となるダクト、１３０２はダクト１３０１において発生するノイズの伝達経路となるダクトノイズ経路である。アクティブノイズコントロール装置１３０７内の適応等化器１２０３は第一のマイク１３０３によって収音されたノイズを参照信号１２０１とし、ダクトノイズ経路１３０２によって伝達されると推測されるノイズを推定したフィルタ出力信号１２０５を生成する。フィルタ出力信号１２０５は続く位相反転器１３０４によって逆位相信号とされ、スピーカ１３０５からダクト内に放出され、ダクトノイズを打ち消し低減する。さらに、スピーカ１３０５の後段に設置した第二のマイク１３０６によってノイズ低減後の信号を誤差信号１２０７として収音し、適応等化器１２０３にフィードバックすることで更なる適応動作を進め、よりノイズ低減効果を高める。
【０００８】
図１３（ｂ）は、適応等化器を通信機器における回線エコーキャンセラとして適用した場合の構成例を示す図である。以下に、適応等化器１２０３および減算器１２０６によって構成されるエコーキャンセラ１３０９の基本的な動作を説明する。
【０００９】
通信機器が通信回線に対して回線送出信号を送出すると、回線エコー経路１３０８を経由して回線受信信号に重畳することがある。この場合、回線送出信号を参照信号１２０１、回線受信信号を所望信号１２０４として適応等化動作を行う適応等化器１２０３と、所望信号１２０４からフィルタ出力信号１２０５を差し引く減算器１２０６によりエコーキャンセラ１３０９を適用することでエコー低減信号としての誤差信号１２０７を出力することが可能である。さらに、エコー低減信号としての誤差信号１２０７を適応等化器１３０４にフィードバックすることで更なる適応動作を進め、よりエコー低減効果を高める。
【００１０】
以下に、適応等化器を回線エコーキャンセル装置として利用した場合の技術について（特許文献１）を用いて説明する。
【００１１】
図１４は、従来の技術による適応等化器を示すブロック図であり、（特許文献１）に記載された装置（回線エコーキャンセル装置）である。
【００１２】
図１４において、１４０１は加算器、１４０２は適応フィルタ、１４０３はエコーキャンセラ部、１４０４はハイブリッド回路、１４０５および１４０７は電力算出部、１４０６は収束度判定部、１４０８は遅延回路、１４０９は参照信号、１４１０は入力信号、１４１１は出力信号である。ここで、適応フィルタ１４０２は、ハイブリッド回路１４０４を介して回り込んだ回線エコー成分を加算器１４０１において打ち消すものであり、そのときの残留エコー成分である出力信号１４１１の電力を第１の電力算出部１４０５において算出し、第２の電力算出部１４０７において参照信号１４０９の電力を算出し、これら電力の比を基に収束度判定部１４０６において収束度を判定する。また、遅延回路１４０８は参照信号１４０９と出力信号１４１１の時間的なずれを補正する。
【００１３】
図１５は、従来の技術による適応等化器の収束度判定部１４０６と電力算出部１４０５、１４０７を示す機能ブロック図である。
【００１４】
図１５において、電力算出部１４０５、１４０７は同一構成を有し、１５０１は乗算器、１５０２は係数器、１５０３は加算器、１５０４は係数器、１５０５は遅延回路である。また、収束度判定部１４０６は、除算器１５０６と、比較判定制御部１５０７と、閾値設定部１５０８とを含む構成を有する。
【００１５】
このように構成された各部の動作を説明する。第１、第２の電力算出部１４０５、１４０７の出力信号は、各々残留エコー成分である出力信号１４１１の電力（パワー）および参照信号１４０９の電力を示すものとなる。そして、収束度判定部１４０６の除算器１４０６により、収束度Ａを、
Ａ＝（第１の電力算出部１４０５の出力）／（第２の電力算出部１４０７の出力）
によって求め、除算器１５０６の出力の収束度Ａと閾値設定部１５０８に設定された予め規定されている閾値とを比較判定制御部１５０７に於いて比較することで収束度を判定する。
【特許文献１】特開平０８−０３７４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
適応等化器においては、その適応の度合い、すなわち収束度合いを判別し、評価することは制御上最も基本的な要求である。しかしながら上記従来の適応等化器では、適応等化器参照信号１４０９および等化後出力信号１４１１のパワーを比較し、収束度合いを判定するため、音声などのように時々刻々とパワー及びスペクトルが変動するような信号に対しては、適応等化器自体の等化性能は信号のパワー及びスペクトル変動に対して大きく依存するため、上記の電力比を演算するだけでは、収束度合いを安定して判定することは困難であるという問題点を有していた。また、ノイズ存在下においては、上記パワーの差が相対的に小さくなってしまうため、収束度合いの判定を正しく行うことができないという問題点をも有していた。
【００１７】
この適応等化器、適応等化方法および記録媒体では、音声などのように時々刻々とパワー及びスペクトルが変動するような信号に対しても収束度合いの判定を安定して行うことができ、またノイズ存在下においても収束度合いの判定を安定して行うことができることが要求されている。
【００１８】
本発明は、この要求を満たすため、音声などのように時々刻々とパワー及びスペクトルが変動するような信号に対しても収束度合いの判定を安定して行うことができ、またノイズ存在下においても収束度合いの判定を安定して行うことができる適応等化器、および、音声などのように時々刻々とパワー及びスペクトルが変動するような信号に対しても収束度合いの判定を安定して行い、またノイズ存在下においても収束度合いの判定を安定して行うための適応等化方法、ならびにその適応等化方法を実行するための記録媒体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】
【００１９】
本発明の適応等化器は、通信機器や音声信号処理装置等に用いられる適応等化器であって、等化対象となる伝達関数を推定する伝達関数推定手段と、等化処理を行うフィルタ手段と、前記伝達関数推定手段における推定結果に基づき前記フィルタ手段の係数値を更新するフィルタ係数更新手段と、前記フィルタ手段のフィルタ係数群のうち指定の任意数あるいは全てのフィルタ係数の持つ係数電力和を計算するフィルタ係数電力演算手段と、前記フィルタ係数電力演算手段の演算結果に基づき前記フィルタ手段の収束度合いを判定する収束度判定手段とを有する構成を備えている。
【００２０】
これにより、音声などのように時々刻々とパワー及びスペクトルが変動するような信号に対しても収束度合いの判定を安定して行うことができ、またノイズ存在下においても収束度合いの判定を安定して行うことができる適応等化器が得られる。
【００２１】
本発明の適応等化方法は、通信機器や音声信号処理装置等に用いられる適応等化方法であって、等化対象となる伝達関数を推定する伝達関数推定ステップと、等化処理を行うフィルタステップと、前記伝達関数推定ステップにおける推定結果に基づき前記フィルタステップの係数値を更新するフィルタ係数更新ステップと、前記フィルタステップのフィルタ係数群のうち指定の任意数あるいは全てのフィルタ係数の持つ係数電力和を計算するフィルタ係数電力演算ステップと、前記フィルタ係数電力演算ステップの演算結果に基づき前記フィルタステップの収束度合いを判定する収束度判定ステップとを有する構成を備えている。
【００２２】
これにより、音声などのように時々刻々とパワー及びスペクトルが変動するような信号に対しても収束度合いの判定を安定して行い、またノイズ存在下においても収束度合いの判定を安定して行うための適応等化方法が得られる。
【００２３】
本発明の記録媒体は、上記適応等化方法の各ステップを実行するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である構成を備えている。
【００２４】
これにより、上記適応等化方法を実行するための記録媒体が得られる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の適応等化器は、通信機器や音声信号処理装置等に用いられる適応等化器であって、等化対象となる伝達関数を推定する伝達関数推定手段と、等化処理を行うフィルタ手段と、前記伝達関数推定手段における推定結果に基づき前記フィルタ手段の係数値を更新するフィルタ係数更新手段と、前記フィルタ手段のフィルタ係数群のうち指定の任意数あるいは全てのフィルタ係数の持つ係数電力和を計算するフィルタ係数電力演算手段と、前記フィルタ係数電力演算手段の演算結果に基づき前記フィルタ手段の収束度合いを判定する収束度判定手段とを有することにより、フィルタ係数更新手段の係数更新結果であるフィルタ係数の更新進行状況を直接検出して収束度判定に利用することが可能となるため、音声などのように時々刻々とパワー及びスペクトルが変動するような信号に対しても適応等化器の収束度合いの判定を安定して行うことができ、また、ノイズ存在下においても収束度合いの判定を安定して行うことができるという有利な効果が得られる。
【００２６】
さらに、収束度判定手段は、フィルタ係数電力演算手段によって演算された係数電力和の変化量を検知することにより、音声などのように時々刻々とパワー及びスペクトルが変動するような信号やノイズ存在下においても変動の影響を受けにくいフィルタ係数自体の更新進行状況を収束度判定に利用することが可能となるため、収束度合いの判定を安定して行うことができるという有利な効果が得られる。
【００２７】
さらに、収束度判定手段は、フィルタ係数電力演算手段によって演算された係数電力和の変化量として、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の比を用いることにより、回路もしくは演算規模の削減および判定の高速化への要求と、判定精度の向上の要求という２つの相反する要求に対して柔軟に対応することが可能となるという有利な効果が得られる。
【００２８】
さらに、収束度判定手段は、フィルタ係数電力演算手段によって演算された係数電力和の変化量として、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の差を用いることにより、回路もしくは演算規模の削減および判定の高速化への要求と、判定精度の向上の要求という２つの相反する要求に対して柔軟に対応することが可能となるという有利な効果が得られる。
【００２９】
さらに、収束度判定手段は、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和との差を演算し、演算結果の符号状態の変化を検知することにより、演算結果の符号において正符号と負符号が均等確率で出現するようになったらフィルタが収束状態にあると判定することができるので、単に電力和の時間変化を判定し収束度合いをトレースし続けるよりも簡便に収束完了を判定することが可能となるという有利な効果が得られる。
【００３０】
さらに、フィルタ係数電力演算手段は、各フィルタ係数値の電力演算において、各フィルタ係数値の二乗演算を行うことに代えて、各フィルタ係数値の絶対値を用いることにより、回路もしくは演算規模の削減および判定の高速化への要求に対し対応することが可能となるという有利な効果が得られる。
【００３１】
さらに、収束度判定手段は、フィルタ係数更新手段がフィルタ係数を更新するタイミングに同期してフィルタ係数電力演算手段によって演算された電力和の変化量を検知することにより、適切にフィルタ更新動作が動作していないタイミングの下で電力和の変化が認められないとして誤った収束度判定を行ってしまうことを防止することで安定した判定を行うことが可能となるという有利な効果が得られる。
【００３２】
本発明の適応等化方法は、通信機器や音声信号処理装置等に用いられる適応等化方法であって、等化対象となる伝達関数を推定する伝達関数推定ステップと、等化処理を行うフィルタステップと、伝達関数推定ステップにおける推定結果に基づきフィルタステップの係数値を更新するフィルタ係数更新ステップと、フィルタステップのフィルタ係数群のうち指定の任意数あるいは全てのフィルタ係数の持つ係数電力和を計算するフィルタ係数電力演算ステップと、フィルタ係数電力演算ステップの演算結果に基づきフィルタステップの収束度合いを判定する収束度判定ステップとを有することにより、フィルタ係数更新手段の係数更新結果であるフィルタ係数の更新進行状況を直接検出して収束度判定に利用することが可能となるため、音声などのように時々刻々とパワー及びスペクトルが変動するような信号に対しても適応等化器の収束度合いの判定を安定して行うことができ、また、ノイズ存在下においても収束度合いの判定を安定して行うことができるという有利な効果が得られる。
【００３３】
さらに、収束度判定ステップは、フィルタ係数電力演算ステップによって演算された係数電力和の変化量を検知することにより、音声などのように時々刻々とパワー及びスペクトルが変動するような信号やノイズ存在下においても変動の影響を受けにくいフィルタ係数自体の更新進行状況を収束度判定に利用することが可能となるため、収束度合いの判定を安定して行うことができるという有利な効果が得られる。
【００３４】
さらに、収束度判定ステップは、フィルタ係数電力演算ステップによって演算された係数電力和の変化量として、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の比を用いることにより、回路もしくは演算規模の削減および判定の高速化への要求と、判定精度の向上の要求という２つの相反する要求に対して柔軟に対応することが可能となるという有利な効果が得られる。
【００３５】
さらに、収束度判定ステップは、フィルタ係数電力演算ステップによって演算された係数電力和の変化量として、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の差を用いることにより、回路もしくは演算規模の削減および判定の高速化への要求と、判定精度の向上の要求という２つの相反する要求に対して柔軟に対応することが可能となるという有利な効果が得られる。
【００３６】
さらに、収束度判定ステップは、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和との差を演算し、前記演算結果の符号状態の変化を検知することにより、演算結果の符号において正符号と負符号が均等確率で出現するようになったらフィルタが収束状態にあると判定することができるので、単に電力和の時間変化を判定し収束度合いをトレースし続けるよりも簡便に収束完了を判定することが可能となるという有利な効果が得られる。
【００３７】
さらに、フィルタ係数電力演算ステップは、各フィルタ係数値の電力演算において、各フィルタ係数値の二乗演算を行うことに代えて、各フィルタ係数値の絶対値を用いることにより、回路もしくは演算規模の削減および判定の高速化への要求に対し対応することが可能となるという有利な効果が得られる。
【００３８】
さらに、収束度判定ステップは、フィルタ係数更新ステップがフィルタ係数を更新するタイミングに同期してフィルタ係数電力演算ステップによって演算された電力和の変化量を検知することにより、適切にフィルタ更新動作が動作していないタイミングの下で電力和の変化が認められないとして誤った収束度判定を行ってしまうことを防止することで安定した判定を行うことが可能となるという有利な効果が得られる。
【００３９】
本発明の記録媒体は、第８の発明乃至第１４の発明のいずれかの発明に記載の適応等化方法の各ステップを実行するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることにより、第８の発明乃至第１４の発明のいずれかの発明に記載の適応等化方法を任意の時間に任意の場所で実行することができるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明は、音声などのように時々刻々とパワー及びスペクトルが変動するような信号に対しても収束度合いの判定を安定して行い、またノイズ存在下においても収束度合いの判定を安定して行うという目的を、フィルタ手段のフィルタ係数群のうち指定の任意数あるいは全てのフィルタ係数の持つ係数電力和を演算し、その演算結果に基づきフィルタ手段の収束度合いを判定することにより実現した。
【００４１】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、通信機器や音声信号処理装置等に用いられる適応等化器であって、等化対象となる伝達関数を推定する伝達関数推定手段と、等化処理を行うフィルタ手段と、前記伝達関数推定手段における推定結果に基づき前記フィルタ手段の係数値を更新するフィルタ係数更新手段と、前記フィルタ手段のフィルタ係数群のうち指定の任意数あるいは全てのフィルタ係数の持つ係数電力和を計算するフィルタ係数電力演算手段と、前記フィルタ係数電力演算手段の演算結果に基づき前記フィルタ手段の収束度合いを判定する収束度判定手段とを有することとしたものであり、フィルタ係数更新手段の係数更新結果であるフィルタ係数の更新進行状況を直接検出して収束度判定に利用することが可能となるため、音声などのように時々刻々とパワー及びスペクトルが変動するような信号に対しても適応等化器の収束度合いの判定を安定して行うことができ、また、ノイズ存在下においても収束度合いの判定を安定して行うことができるという作用・効果を有する。
【００４２】
上記課題を解決するためになされた第２の発明は、収束度判定手段は、フィルタ係数電力演算手段によって演算された係数電力和の変化量を検知することとしたものであり、音声などのように時々刻々とパワー及びスペクトルが変動するような信号やノイズ存在下においても変動の影響を受けにくいフィルタ係数自体の更新進行状況を収束度判定に利用することが可能となるため、収束度合いの判定を安定して行うことができるという作用・効果を有する。
【００４３】
上記課題を解決するためになされた第３の発明は、収束度判定手段は、フィルタ係数電力演算手段によって演算された係数電力和の変化量として、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の比を用いることとしたものであり、回路もしくは演算規模の削減および判定の高速化への要求と、判定精度の向上の要求という２つの相反する要求に対して柔軟に対応することが可能となるという作用・効果を有する。
【００４４】
上記課題を解決するためになされた第４の発明は、収束度判定手段は、フィルタ係数電力演算手段によって演算された係数電力和の変化量として、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の差を用いることとしたものであり、回路もしくは演算規模の削減および判定の高速化への要求と、判定精度の向上の要求という２つの相反する要求に対して柔軟に対応することが可能となるという作用・効果を有する。
【００４５】
上記課題を解決するためになされた第５の発明は、収束度判定手段は、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和との差を演算し、演算結果の符号状態の変化を検知することとしたものであり、演算結果の符号において正符号と負符号が均等確率で出現するようになったらフィルタが収束状態にあると判定することができるので、単に電力和の時間変化を判定し収束度合いをトレースし続けるよりも簡便に収束完了を判定することが可能となるという作用・効果を有する。
【００４６】
上記課題を解決するためになされた第６の発明は、フィルタ係数電力演算手段は、各フィルタ係数値の電力演算において、各フィルタ係数値の二乗演算を行うことに代えて、各フィルタ係数値の絶対値を用いることとしたものであり、回路もしくは演算規模の削減および判定の高速化への要求に対し対応することが可能となるという作用・効果を有する。
【００４７】
上記課題を解決するためになされた第７の発明は、収束度判定手段は、フィルタ係数更新手段がフィルタ係数を更新するタイミングに同期してフィルタ係数電力演算手段によって演算された電力和の変化量を検知することとしたものであり、適切にフィルタ更新動作が動作していないタイミングの下で電力和の変化が認められないとして誤った収束度判定を行ってしまうことを防止することで安定した判定を行うことが可能となるという作用・効果を有する。
【００４８】
上記課題を解決するためになされた第８の発明は、通信機器や音声信号処理装置等に用いられる適応等化方法であって、等化対象となる伝達関数を推定する伝達関数推定ステップと、等化処理を行うフィルタステップと、伝達関数推定ステップにおける推定結果に基づきフィルタステップの係数値を更新するフィルタ係数更新ステップと、フィルタステップのフィルタ係数群のうち指定の任意数あるいは全てのフィルタ係数の持つ係数電力和を計算するフィルタ係数電力演算ステップと、フィルタ係数電力演算ステップの演算結果に基づきフィルタステップの収束度合いを判定する収束度判定ステップとを有することとしたものであり、フィルタ係数更新手段の係数更新結果であるフィルタ係数の更新進行状況を直接検出して収束度判定に利用することが可能となるため、音声などのように時々刻々とパワー及びスペクトルが変動するような信号に対しても適応等化器の収束度合いの判定を安定して行うことができ、また、ノイズ存在下においても収束度合いの判定を安定して行うことができるという作用・効果を有する。
【００４９】
上記課題を解決するためになされた第９の発明は、収束度判定ステップは、フィルタ係数電力演算ステップによって演算された係数電力和の変化量を検知することとしたものであり、音声などのように時々刻々とパワー及びスペクトルが変動するような信号やノイズ存在下においても変動の影響を受けにくいフィルタ係数自体の更新進行状況を収束度判定に利用することが可能となるため、収束度合いの判定を安定して行うことができるという作用・効果を有する。
【００５０】
上記課題を解決するためになされた第１０の発明は、収束度判定ステップは、フィルタ係数電力演算ステップによって演算された係数電力和の変化量として、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の比を用いることとしたものであり、回路もしくは演算規模の削減および判定の高速化への要求と、判定精度の向上の要求という２つの相反する要求に対して柔軟に対応することが可能となるという作用・効果を有する。
【００５１】
上記課題を解決するためになされた第１１の発明は、収束度判定ステップは、フィルタ係数電力演算ステップによって演算された係数電力和の変化量として、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の差を用いることとしたものであり、回路もしくは演算規模の削減および判定の高速化への要求と、判定精度の向上の要求という２つの相反する要求に対して柔軟に対応することが可能となるという作用・効果を有する。
【００５２】
上記課題を解決するためになされた第１２の発明は、収束度判定ステップは、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和との差を演算し、前記演算結果の符号状態の変化を検知することとしたものであり、演算結果の符号において正符号と負符号が均等確率で出現するようになったらフィルタが収束状態にあると判定することができるので、単に電力和の時間変化を判定し収束度合いをトレースし続けるよりも簡便に収束完了を判定することが可能となるという作用・効果を有する。
【００５３】
上記課題を解決するためになされた第１３の発明は、フィルタ係数電力演算ステップは、各フィルタ係数値の電力演算において、各フィルタ係数値の二乗演算を行うことに代えて、各フィルタ係数値の絶対値を用いることとしたものであり、回路もしくは演算規模の削減および判定の高速化への要求に対し対応することが可能となるという作用・効果を有する。
【００５４】
上記課題を解決するためになされた第１４の発明は、収束度判定ステップは、フィルタ係数更新ステップがフィルタ係数を更新するタイミングに同期してフィルタ係数電力演算ステップによって演算された電力和の変化量を検知することとしたものであり、適切にフィルタ更新動作が動作していないタイミングの下で電力和の変化が認められないとして誤った収束度判定を行ってしまうことを防止することで安定した判定を行うことが可能となるという作用・効果を有する。
【００５５】
上記課題を解決するためになされた第１５の発明は、第８の発明乃至第１４の発明のいずれかの発明に記載の適応等化方法の各ステップを実行するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることとしたものであり、第８の発明乃至第１４の発明のいずれかの発明に記載の適応等化方法を任意の時間に任意の場所で実行することができるという作用・効果を有する。
【００５６】
（実施の形態１）
図１は、適応等化器を実現する一般的なブロック図である。
【００５７】
図１において、１０１はアナログ音声信号である受話音声信号をデジタル信号に変換してデジタル音声信号（等化入力信号）として出力するＡ／Ｄ変換装置、１０２はデジタル音声信号（等化出力信号）をアナログ音声信号へ変換するＤ／Ａ変換装置、１０３はＡ／Ｄ変換装置１０１から得られたデジタル音声信号に対してデジタル信号処理を行い、その演算結果をＤ／Ａ変換装置１０２に出力する中央演算処理装置（適応等化器）、１０４はエコーキャンセル装置としての中央演算処理装置１０３を動作させるためのプログラムが記憶されているＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、１０５はＲＯＭ１０４に記憶されているプログラムに従って中央演算処理装置１０３が動作する際に使用するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。
【００５８】
図２は、図１の適応等化器としての中央演算処理装置１０３を示す機能ブロック図であり、ＲＯＭ１０４に記憶のプログラムを実行することにより実現される機能ブロックを示す。
【００５９】
図２において、２０１は参照信号、２０２は所望信号（等化入力信号）、２０３は誤差信号（等化出力信号）、２０４は推定した伝達関数と参照信号２０１との畳み込み演算を行うフィルタ手段、２０５はフィルタ手段２０４のフィルタ出力信号、２０６は所望信号（等化入力信号）２０２よりフィルタ出力信号２０５を減算し、誤差信号（等化出力信号）２０３を生成する減算手段、２０７はＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）方式やＮＬＭＳ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  ＬＭＳ）方式等により伝達関数を推定する伝達関数推定手段、２０８は伝達関数推定手段２０７の推定結果をフィルタ手段２０４内のフィルタ係数に対して反映更新するフィルタ係数更新手段、２０９はフィルタ手段２０４内のフィルタ係数群のうち指定の任意数あるいは全てのフィルタ係数の持つ係数電力和を計算するフィルタ係数電力演算手段、２１０はフィルタ係数電力演算手段２０９の出力を参照してフィルタ手段２０４の係数の収束度合いを判定する収束度判定手段である。この構成により、フィルタ手段２０４の係数の収束度合いを判定することが可能となる。
【００６０】
図３は、フィルタ手段２０４内のフィルタ係数の適応状態についてノイズの有無における影響を比較したグラフであり、図３（ａ）は、適応動作が正常に進み収束に至った場合のフィルタ係数の時間変化例を示すグラフ、図３（ｂ）は、適応動作の途中より発散に至った場合のフィルタ係数の時間変化例を示すグラフである。
【００６１】
まず、適応動作が正常に進み収束に至った場合のフィルタ係数の時間変化例を示すグラフ図３（ａ）に示されるように、適応動作時間が経過するとともに、各々のフィルタ係数の値が徐々に変化し、一定時間を経過した時点で前記の変化が停止し、収束に至るという動作を行っていることが読み取れる。一方、適応動作の途中より発散に至った場合のフィルタ係数の時間変化例を示すグラフ図３（ｂ）のように、適応過程において適応動作に失敗し、発散に至る場合には、各々のフィルタ係数の値が再び急激に変化し発散に至るという動作が読み取れる。このフィルタ係数変動特性に着目し、フィルタ手段２０４の収束度判定を行うことが可能である。そこで、本発明においては、フィルタ手段２０４の持つ係数の動作を簡便な構成でトレースするために、フィルタ係数群のうち指定の任意数あるいは全てのフィルタ係数の持つ係数電力和を計算するフィルタ係数電力演算手段２０９を設ける。
【００６２】
以下、図４を用いて本発明の収束度検出の原理を示す。
【００６３】
図４は、フィルタ係数電力演算手段２０９において、係数電力和を出力するための演算対象を全てのフィルタ係数とした場合に関する図３（ａ）および図３（ｂ）に対するフィルタ係数の時間変化例に対応する係数電力和の時間変化を示すグラフである。適応動作が正常に進み収束に至った場合のフィルタ係数の時間変化例図３（ａ）に対応するグラフに関しては適応動作の経過時間に伴い電力和が一定値に収斂するのに対し、適応動作の途中より発散に至った場合のフィルタ係数の時間変化例を示すグラフ図３（ｂ）に対応するグラフに関しては適応動作の途中より急激な電力和の増減が発生していることが読み取れる。従って、フィルタ係数電力演算手段２０９の出力である電力和の変化量を都度検出することでフィルタ手段２０４の収束性判定を実施することが可能である。なお、図４においては、フィルタ係数電力演算手段２０９における演算対象を前記のように全てのフィルタ係数を対象としているが、演算対象となるフィルタ係数の選択方法としては、最大あるいは最小の係数を持つフィルタ係数番号の周囲を任意区間連続して選択する方法や、フィルタのうち偶数番号、あるいは奇数番号のみを選択とする方法、フィルタ全体をｎ分割（ｎは２以上の整数）し、各分割区間の中央に存在するフィルタ係数を対象とする方法など、様々な方法が考えられる。また、フィルタ係数電力演算手段２０９における電力和の演算には、フィルタ係数の二乗和を用いるものとするが、フィルタ係数の電力和に順ずる他の物理量を演算する式に代えることも可能である。
【００６４】
続いて、図５を用いて収束性判定動作について説明する。
【００６５】
図５は、図２の収束度判定手段２１０の実施の一例を示すフローチャートである。図５において、まず、収束度判定手段２１０が動作を開始すると、フィルタ係数電力演算手段２０９から最新の電力和Ｓｃを取得し（Ｓ５０１）、既に前回取得済みの電力和Ｓｐとの比Ｒを演算し、その比が１近傍にあるかどうかを判断する（Ｓ５０２）。ここで、Ｒ＝Ｓｃ／Ｓｐ、もしくは、Ｒ＝Ｓｐ／Ｓｃのいずれを用いてもよく、また、Ｒが１近傍にあるかどうかの判断においては、例えば下限閾値Ｔ１と上限閾値Ｔ２を各々独立して決め、Ｔ１＜Ｒ＜Ｔ２（ただしＴ１＜１、かつＴ２＞１）に存在することを判断するような方法もあれば、１に対する許容範囲となるＡ％を決めておき、１±Ａ％以内にＲが存在しているかを判断するような方法などがある。さらに、比を求める際に除算を用いるとゼロによる除算（ゼロ割）エラーが発生する可能性があるため、ゼロ割を例外処理するか、あるいは、除算が発生しないよう等価式により評価する（例えば、Ｒ＝Ｓｃ／Ｓｐ＜Ｔ２であるかどうかを評価する際には、式を変形してＳｃ＜Ｓｐ×Ｔ２であるかどうかを評価する）といった工夫を行うことは有効である。
【００６６】
Ｓ５０２において、前記比Ｒが１近傍であると判断された場合には、カウンタの値を増やし（Ｓ５０３）、そうでなければカウンタの値を減らす（Ｓ５０４）。ここで、以上のＳ５０２〜Ｓ５０４をカウンタ更新（Ｓ５１０）と称す。さらに、前記カウンタの値が予め規定されている上限値に達したかどうかを判定し（Ｓ５０５）、上限値に達していれば収束が一段階進んだものと判定するとともにカウンタを初期化する（Ｓ５０６）。一方、Ｓ５０５において前記カウンタの値が予め規定されている上限値に達していないと判断された場合には、カウンタが予め規定されている下限値に達したかどうかを判定し（Ｓ５０７）、下限値に達していれば発散が一段階進んだものと判定するとともにカウンタを初期化する（Ｓ５０８）。ここで、以上のＳ５０５〜Ｓ５０８を収束度判定ステップ（Ｓ５１１）と称す。
【００６７】
最後に最新の電力和Ｓｃによって前回の電力和Ｓｐを上書きする更新処理を行い（Ｓ５０９）、終了する。
【００６８】
なお、収束度判定手段２１０の動作としては、上記Ｓ５０１〜Ｓ５１１に記載したようにカウンタを設けることなく、瞬時々々で収束が一段階進んだか否かの判定を行うより簡便な方法なども考えられる。その一例を図６において説明する。
【００６９】
図６は、図２の収束度判定手段２１０の実施の一例を示すフローチャートである。図６において、まず、収束度判定手段２１０が動作を開始すると、フィルタ係数電力演算手段２０９から最新の電力和Ｓｃを取得し（Ｓ６０１）、既に前回取得済みの電力和Ｓｐとの比Ｒを演算し、その比が１近傍にあるかどうかを判断する（Ｓ６０２）。Ｓ６０２において、前記比Ｒが１近傍であると判断された場合には、収束が一段階進んだものと判定し（Ｓ６０３）、そうでなければ発散が一段階進んだものと判定する（Ｓ６０４）。最後に最新の電力和Ｓｃによって前回の電力和Ｓｐを上書きする更新処理を行い（Ｓ６０５）、終了する。
【００７０】
以上、図５および図６においては、収束度度合いの判定結果として、収束が一段階進んだか、発散が一段階進んだかという２値に分類する例を示したが、３値以上の多値に分類しても同様に実施可能である。また、収束側の判定のみを必要とする場合は発散側判定に係るステップを省くことができ、逆に、発散側の判定のみを必要とする場合は、収束側判定に係るステップを省いて実施することも容易である。
【００７１】
以上のように本実施の形態によれば、通信機器や音声信号処理装置等に用いられる適応等化器において、等化対象となる伝達関数を推定する伝達関数推定手段２０７と、等化処理を行うフィルタ手段２０４と、前記伝達関数推定手段２０７における推定結果に基づき前記フィルタ手段２０４の係数値を更新するフィルタ係数更新手段２０７と、前記フィルタ手段２０４のフィルタ係数群のうち指定の任意数あるいは全てのフィルタ係数の持つ係数電力和を計算するフィルタ係数電力演算手段２０９と、前記フィルタ係数電力演算手段２０９の演算結果に基づき前記フィルタ手段２０４の収束度合いを判定する収束度判定手段２１０とを有することにより、フィルタ係数更新の進行状況を直接フィルタ係数電力演算手段２０９によって検出し、その検出結果を収束度判定手段２１０の判定に利用することが可能になるため、音声などのように時々刻々とパワー及びスペクトルが変動するような信号に対しても適応等化器の収束度合いの判定を安定して行うことができ、さらに、ノイズ存在下においても収束度合いの判定を安定して行うことができるという作用・効果を有する。
【００７２】
また、収束度判定手段２１０は、前記フィルタ係数電力演算手段２０９によって演算された係数電力和の変化量を検知することにより収束度を判定するようにすることで、音声などのように時々刻々とパワー及びスペクトルが変動するような信号やノイズ存在下においても変動の影響を受けにくいフィルタ係数自体の更新進行状況を収束度判定に利用することが可能となるため、収束度合いの判定を安定して行うことができるという作用・効果を有する。
【００７３】
また、収束度判定手段２１０は、フィルタ係数電力演算手段２０９によって演算された係数電力和の変化量として、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の比を用いるようにすることで、回路もしくは演算規模の削減および判定の高速化への要求と、判定精度の向上の要求という２つの相反する要求に対して柔軟に対応することが可能となるという作用・効果を有する。
【００７４】
さらに、図５乃至図６の各ステップを実行するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いれば、その記録媒体をコンピュータで読み取ることにより、任意の時間に任意の場所で図５乃至図６の方法を実行することができる。
【００７５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２による適応等化器の構成は、実施の形態１と同様、図２の構成であるが、収束度判定手段２１０において、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の差を判定に利用するものである。すなわち、収束度判定手段２１０の判定方法が実施の形態１とは異なる。
【００７６】
図７（ａ）は、図３（ａ）（ｂ）の例において、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の比の変動の時間変化を示すグラフであり、フィルタ手段２０４の収束度が高くなると前記電力和の比Ｒが１近傍に収斂する性質があり、この性質を用いた収束度判定手段２１０の動作については実施の形態１に記載のとおりである。
【００７７】
一方、図７（ｂ）は、図３（ａ）（ｂ）の例において、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の差の変動の時間変化を示すグラフである。このグラフから、フィルタ手段２０４の収束度が高くなると前記電力和の差が０近傍に収斂する性質があることは明白であり、この性質を用いてフィルタ手段２０４の収束度を判定することが可能である。
【００７８】
本実施の形態にとる適応等化器の動作は、図５のフローチャートに示す動作と同じであるが、収束度判定手段２１０において、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の比に代えて前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の差を扱うものである。
【００７９】
図８は、図２の収束度判定手段２１０の実施の一例を示すフローチャートである。図８において、まず、収束度判定手段２１０が動作を開始すると、フィルタ係数電力演算手段２０９から最新の電力和Ｓｃを取得し（Ｓ８０１）、既に前回取得済みの電力和Ｓｐとの差Ｄを演算し、その比が０近傍にあるかどうかを判断する（Ｓ８０２）。ここで、Ｄ＝Ｓｃ−Ｓｐ、もしくは、Ｄ＝Ｓｐ−Ｓｃのいずれを用いてもよく、また、Ｄが０近傍にあるかどうかの判断においては、例えば下限閾値Ｔ１と上限閾値Ｔ２を各々独立して決め、Ｔ３＜Ｄ＜Ｔ４（ただしＴ３＜０、かつＴ４＞０）に存在することを判断するような方法もあれば、Ｄの絶対値が任意の閾値Ｔ５（ただしＴ５＞０かつ０近傍の任意の値）未満であるかどうかを判断するような方法などがある。
【００８０】
Ｓ８０２において、前記差Ｄが０近傍であると判断された場合には、カウンタの値を増やし（Ｓ８０３）、そうでなければカウンタの値を減らす（Ｓ８０４）。ここで、以上のＳ８０２〜Ｓ８０４をカウンタ更新ステップ（Ｓ８１０）と称す。
【００８１】
続いて、前記カウンタの値が予め規定されている上限値に達したかどうかを判定し（Ｓ８０５）、上限値に達していれば収束が一段階進んだものと判定するとともにカウンタを初期化する（Ｓ８０６）。一方、Ｓ８０５において前記カウンタの値が予め規定されている上限値に達していないと判断された場合には、カウンタが予め規定されている下限値に達したかどうかを判定し（Ｓ８０７）、下限値に達していれば発散が一段階進んだものと判定するとともにカウンタを初期化する（Ｓ８０８）。ここで、以上のＳ８０５〜Ｓ８０８を収束度判定ステップ（Ｓ８１１）と称す。
【００８２】
最後に最新の電力和Ｓｃによって前回の電力和Ｓｐを上書きする更新処理を行い（Ｓ８０９）、終了する。
【００８３】
なお、収束度判定手段２１０の動作としては、上記Ｓ８０１〜Ｓ８１１に記載したようにカウンタを設けることなく、瞬時々々で収束が一段階進んだか否かの判定を行うより簡便な方法なども考えられる。さらには、収束度度合いの判定結果として、収束が一段階進んだか、発散が一段階進んだかという２値に分類する例を示したが、３値以上の多値に分類しても同様に実施可能である。また、収束側の判定のみを必要とする場合は発散側判定に係るステップを省くことができ、逆に、発散側の判定のみを必要とする場合は、収束側判定に係るステップを省いて実施することも容易である。
【００８４】
以上のように本実施の形態によれば、収束度判定手段２１０は、フィルタ係数電力演算手段２０９によって演算された係数電力和の変化量として、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の差を用いるようにすることで、回路もしくは演算規模の削減および判定の高速化への要求と、判定精度の向上の要求という２つの相反する要求に対して柔軟に対応することが可能となるという作用・効果を有する。
【００８５】
さらに、図８の各ステップを実行するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いれば、その記録媒体をコンピュータで読み取ることにより、任意の時間に任意の場所で図８の方法を実行することができる。
【００８６】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３による適応等化器の構成は、実施の形態２と同様、図２の構成であるが、フィルタ係数電力演算手段２０９において、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和との差を演算し、前記演算結果の符号状態の変化を検知するものである。すなわち、収束度判定手段２１０の判定方法が実施の形態２とは異なる。
【００８７】
図９は、図２の収束度判定手段２１０の実施の一例を示すフローチャートである。図９において、まず、収束度判定手段２１０が動作を開始すると、フィルタ係数電力演算手段２０９から最新の電力和Ｓｃを取得し（Ｓ９０１）、既に前回取得済みの電力和Ｓｐとの差Ｄを演算し、その符号が正もしくは負のいずれにあるかを判断する（Ｓ９０２）。Ｓ９０２において０を検出した場合には、正／負のいずれにも分類しないことが望ましいが、いずれかに分類するもしくは双方に分類するという方法も選択可能である。また、Ｄの演算には、Ｄ＝Ｓｃ−Ｓｐ、もしくは、Ｄ＝Ｓｐ−Ｓｃのいずれを用いてもよい。
【００８８】
Ｓ９０２において、前記差Ｄの符号が正であると判断された場合には、正符号検出カウンタの値を増やし（Ｓ９０３）、前記差Ｄの符号が負であると判断された場合には、負符号検出カウンタの値を増やす（Ｓ９０４）。ここで、以上のＳ９０２〜Ｓ９０４をカウンタ更新ステップ（Ｓ９０８）と称す。
【００８９】
続いて、前記正符号検出カウンタと負符号検出カウンタの比が１近傍であるかどうかを判断する（Ｓ９０５）。Ｓ９０５におけるカウンタの比が１近傍であるかどうかの判断においては、実施の形態１に記載した方法と同一の方法が使用可能である。さらに、Ｓ９０５において前記カウンタの比が１近傍であると判断される場合には、収束が一段階進んだものと判定するとともにカウンタを初期化する（Ｓ９０６）。ここで、以上のＳ９０５〜Ｓ９０６を収束度判定ステップ（Ｓ９０９）と称す。
【００９０】
最後に最新の電力和Ｓｃによって前回の電力和Ｓｐを上書きする更新処理を行い（Ｓ９０７）、終了する。
【００９１】
以上のように本実施の形態によれば、フィルタ係数電力演算手段２０９において、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和との差を演算し、前記演算結果の符号状態の変化を検知するようにすることで、演算結果の符号において正符号と負符号が均等確率で出現するようになったらフィルタが収束状態にあると判定することができるので、単に電力和の時間変化を判定し収束度合いをトレースし続けるよりも簡便に収束完了を判定することが可能となるという作用・効果を有する。
【００９２】
さらに、図９の各ステップを実行するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いれば、その記録媒体をコンピュータで読み取ることにより、任意の時間に任意の場所で図９の方法を実行することができる。
【００９３】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４による適応等化器の構成は、実施の形態１と同様、図２および図５の構成であるが、フィルタ係数電力演算手段２０９において、各フィルタ係数値の電力演算において、各フィルタ係数値の二乗演算を行うことに代えて、各フィルタ係数値の絶対値を用いるものである。すなわち、フィルタ係数電力演算手段２０９の電力演算における演算式が実施の形態１とは異なる。
【００９４】
フィルタ係数電力演算手段２０９の演算対象となる係数の数が増えるほど、また、フィルタ手段２０４の収束が進むほど、フィルタ係数電力演算手段２０９の扱う値は大きくなり多くの演算量やメモリを必要とする。そこで、フィルタ係数電力演算手段２０９において、フィルタ係数値の二乗和を演算することに代えてフィルタ係数値の絶対値和を演算することでより少ない演算量やメモリによって同等の判定を実行することが可能である。
【００９５】
以上のように本実施の形態によれば、フィルタ係数電力演算手段２０９において、各フィルタ係数値の電力演算において、各フィルタ係数値の二乗演算を行うことに代えて、各フィルタ係数値の絶対値を用いることにより、回路もしくは演算規模の削減および判定の高速化への要求に対し対応することが可能となるという作用・効果を有する。
【００９６】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５による適応等化器の構成は、実施の形態１と同様、図２および図５の構成であるが、収束度判定手段２１０において、フィルタ係数更新手段２０８がフィルタ係数を更新するタイミングに同期してフィルタ係数電力演算手段２０９によって演算された電力和の変化量を検知するとしたものである。すなわち、収束度判定手段２１０の判定タイミングをより具体的に限定した点が実施の形態１とは異なる。
【００９７】
本発明の適応等化器をエコーキャンセラ等の音声信号処理装置に適応した場合における収束度判定手段２１０の判定タイミングについて図１０を用いて説明する。
【００９８】
図１０はエコーキャンセラ等の音声信号処理装置におけるフィルタ係数更新手段２０８の動作タイミングを示すグラフである。音声信号処理装置においては、一般に、適応等化器のフィルタ係数更新手段２０８がフィルタ手段２０４内のフィルタ係数を更新するタイミングは、参照信号２０２として用いる音声信号の有音区間に同期している。この場合、図１０（ａ）のような参照信号２０２に対するフィルタ係数更新手段２０８のフィルタ係数更新動作タイミングは図１０（ｂ）のようになる。逆に、図１０（ａ）に示す参照信号音声の無音区間においては、フィルタ係数の更新動作が停止しているために、この更新動作停止期間において収束度判定手段２１０がフィルタ係数電力演算手段２０９によって演算された電力和の変化量を検知しようとした場合、電力和の変化が認められないとして誤った収束度判定を行ってしまう。この誤判定を防止するために、本発明においては、収束度判定手段２１０がフィルタ係数電力演算手段２０９によって演算された電力和の変化量を検知するタイミングをフィルタ係数更新手段２０８がフィルタ係数を更新するタイミングに同期するものとする。
【００９９】
同期タイミングの例として、例えば、図１０（ｃ）のようにフィルタ係数更新期間の開始から起動するカウンタを設けておき、前記カウンタに同期することで判定を行う方法や、図１０（ｄ）のように、フィルタ係数更新期間の終了点において判定を実施する方法など様々な方法が考えられるが、いずれにせよ、収束度判定手段２１０が収束度判定を実施する各タイミングの合間においては必ず一定期間以上のフィルタ係数更新期間が存在することが実施の形態５における要件となる。
【０１００】
なお、図１０の例においては、フィルタ係数更新手段２０８のフィルタ係数更新動作段階が更新あるいは非更新の２段階であるとした例を示しているが、前記更新段階が２段階を超える複数段階である場合も考えうる。この場合は段階の大きさに対する閾値を設けることで２段階として解釈する方法もあれば、更新段階の大きさに応じて前述の同期タイミング間隔を適応的に変化させるなど様々な方法が考えられる。
【０１０１】
以下、図１０（ｃ）の例に示す収束度判定手段２１０の判定タイミング同期動作について図１１を用いて説明する。
【０１０２】
図１１は、図２の収束度判定手段２１０の実施の一例を示すフローチャートである。図１１において、まず、収束度判定手段２１０が動作を開始すると、まず、同期カウンタの値が０に達しているかどうかを判断し（Ｓ１１０１）、カウンタが０に達していれば収束度判定処理を実施し（Ｓ１１０２）、続いてカウンタを初期化して（Ｓ１１０４）、終了する。ここで、Ｓ１１０２は実施の形態１乃至４において例示した方法をそのまま用いることができる。一方、Ｓ１１０１において同期カウンタが０に達していないと判断された場合には、続いてフィルタ係数更新手段２０８がフィルタ係数更新期間にあるかどうかを判断し（Ｓ１１０３）、フィルタ係数更新期間にないと判断される場合には同期カウンタを初期化して（Ｓ１１０４）、終了する。また、Ｓ１１０３においてフィルタ係数更新期間にあると判断される場合には同期カウンタを減算して（Ｓ１１０６）、終了する。
【０１０３】
図１１に示す実施の一例であるフローチャートの動作開始タイミングについては、システムに応じた適切なタイミングとして定期的に実施されるものであって、例えば、中央演算処理装置（適応等化器）１０３内に別途設けるタイマ周期に同期する、Ａ／Ｄ変換装置１０１あるいはＤ／Ａ変換装置１０２の標本化周波数周期に同期して実施するなど様々な方法が考えられる。また、本フローチャートにおいては、収束度判定手段２１０において判定タイミング同期を図る場合の例を示したが、他にもフィルタ係数更新手段２０８において判定タイミングを決定する方法など様々な方法が考えられる。
【０１０４】
以上のように本実施の形態によれば、収束度判定手段２１０において、フィルタ係数更新手段２０８がフィルタ係数を更新するタイミングに同期してフィルタ係数電力演算手段２０９によって演算された電力和の変化量を検知するようにすることで、適切にフィルタ更新動作が動作していないタイミングの下で電力和の変化が認められないとして誤った収束度判定を行ってしまうことを防止することで安定した判定を行うことが可能となるという作用・効果を有する。
【０１０５】
また、図１１の各ステップを実行するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いれば、その記録媒体をコンピュータで読み取ることにより、任意の時間に任意の場所で図１１の方法を実行することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、通信機器や音声信号処理装置等において使用される適応等化器、適応等化方
法およびその適応等化方法を実行するための記録媒体に関し、音声などのように時々
刻々とパワー及びスペクトルが変動するような信号に対しても収束度合いの判定を安定して行うことができ、またノイズ存在下においても収束状態の判定を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】適応等化器を実現する一般的なブロック図
【図２】図１の適応等化器としての中央演算処理装置を示す機能ブロック図
【図３】（ａ）適応動作が正常に進み収束に至った場合のフィルタ係数の時間変化例を示すグラフ、（ｂ）適応動作の途中より発散に至った場合のフィルタ係数の時間変化例を示すグラフ
【図４】図３（ａ）および図３（ｂ）に対するフィルタ係数の時間変化例に対応する係数電力和の時間変化を示すグラフ
【図５】本発明の実施の形態１による収束度判定手段の動作を示すフローチャート
【図６】本発明の実施の形態１による収束度判定手段の動作を示すフローチャート
【図７】（ａ）図３（ａ）（ｂ）の例において、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の比の変動の時間変化を示すグラフ、（ｂ）図３（ａ）（ｂ）の例において、前回判定時の電力和と今回判定時の電力和の差の変動の時間変化を示すグラフ
【図８】本発明の実施の形態２による収束度判定手段の動作を示すフローチャート
【図９】本発明の実施の形態３による収束度判定手段の動作を示すフローチャート
【図１０】判定タイミングの説明図
【図１１】本発明の実施の形態５による収束度判定手段の動作を示すフローチャート
【図１２】基本的な適応等化器の構成図
【図１３】（ａ）適応等化器をダクトノイズに対するＡＮＣ（アクティブノイズコントロール）として適用した場合の構成例を示す図、（ｂ）適応等化器を通信機器における回線エコーキャンセラとして適用した場合の構成例を示す図
【図１４】従来の技術による適応等化器を示すブロック図
【図１５】従来の技術による適応等化器の収束度判定手段と電力算出部を示す機能ブロック図
【符号の説明】
【０１０８】
１０１    Ａ／Ｄ変換装置
１０２    Ｄ／Ａ変換装置
１０３    中央演算処理装置（適応等化器）
１０４    ＲＯＭ
１０５    ＲＡＭ
２０１    参照信号
２０２    所望信号（等化入力信号）
２０３    誤差信号（等化出力信号）
２０４    フィルタ手段
２０５    フィルタ出力信号
２０６    減算手段
２０７    伝達関数推定手段
２０８    フィルタ係数更新手段
２０９    フィルタ係数電力演算手段
２１０    収束度判定手段
１２０１    参照信号
１２０２    未知システム
１２０３    適応等化器
１２０４    所望信号
１２０５    フィルタ出力信号
１３０１    ダクト
１３０２    ダクトノイズ経路（未知システム）
１３０３    第一のマイク
１３０４    位相反転器
１３０５    スピーカ
１３０６    第二のマイク
１３０７    アクティブノイズコントロール装置
１３０８    回線エコー経路
１３０９    エコーキャンセラ
１４０１    加算器
１４０２    適応フィルタ
１４０３    エコーキャンセラ部
１４０４    ハイブリッド回路
１４０５    電力算出部
１４０６    収束度判定部
１４０７    電力算出部
１４０８    遅延回路
１４０９    参照信号
１４１０    入力信号
１４１１    出力信号
１５０１    乗算器
１５０２    係数器
１５０３    加算器
１５０４    係数器
１５０５    遅延回路
１５０６    除算器
１５０７    比較判定制御部
１５０８    閾値設定部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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