CN111345048A - 语音通信装置、语音通信方法、程序 - Google Patents

语音通信装置、语音通信方法、程序 Download PDF

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Abstract

提供即使使用无指向性麦克风也能够实现高品质的回声消除的语音通信技术。将近端说话人发出的语音设为说话人语音，将扬声器对作为远端说话人的语音信号的受话信号进行了放音的声音设为再现音，将第一麦克风对包含说话人语音和再现音的声响信号进行拾取而得到的信号设为第一拾音信号，将第二麦克风对包含说话人语音和再现音的声响信号进行拾取而得到的信号设为第二拾音信号，且包含：第一减法部，生成已校正拾音信号、与第二拾音信号或者第一拾音信号之差即已进行第一减法的第一拾音信号，该已校正拾音信号是基于扬声器和第一麦克风的距离d1、与扬声器和第二麦克风的距离d2(d2≤d1)的差异的振幅的差异而对第一拾音信号和第二拾音信号中的任一个信号进行校正而得到的已校正拾音信号；以及第二减法部，通过从已进行第一减法的第一拾音信号中减去消除了回声的已自适应滤波的第二拾音信号，生成向远端说话人发送的送话信号。

Description

语音通信装置、语音通信方法、程序
技术领域
本发明涉及在免提通话中消除从扬声器绕回麦克风的声音即回声的回声消除技术。
背景技术
在TV会议或语音会议等免提通话中消除从扬声器绕回麦克风的声音即回声(音响回声)的装置被称为回声消除装置。图16表示专利文献1中所公开的包含现有技术的回声消除装置805的语音通信装置800的结构。如图16所示，回声消除装置805包含减法部820、加法部830、第一自适应滤波器840、以及第二自适应滤波器850。此外，回声消除装置800加上扬声器890、主麦克风892、以及副麦克风894的结构的是语音通信装置800。回声消除装置805连接至主麦克风892和副麦克风894，其中，主麦克风892被配置为尽量大地拾取近端说话人10的语音且尽量不拾取来自扬声器890的声音，副麦克风894被配置为尽量大地拾取来自扬声器890的声音且尽量不拾取近端说话人10的语音。主麦克风892、副麦克风894分别由面向说话人方向的指向性麦克风、面向扬声器方向的指向性麦克风来实现。回声消除装置805使用处理副麦克风894的拾音信号的第一自适应滤波器840和处理从扬声器输出之前的受话信号(即，经由网络900而被传达的远端说话人(未图示)的语音信号)的第二自适应滤波器850这2个自适应滤波器来消除回声。由此，能够还包含扬声器声音的失真成分在内将回声消除，即使语音通信装置800的壳体较为小型，也能够实现高性能的免提通话。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2011－160429号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，用于构成语音通信装置800的指向性麦克风比无指向性麦克风成本高。此外，将指向性麦克风安装至语音通信装置800的壳体时需要很多声孔，在设计上限制大。
因此，本发明的目的在于，提供即使使用无指向性麦克风也能够实现高品质的回声消除的语音通信技术。
用于解决课题的手段
本发明的一方式，包含：扬声器，对作为远端说话人的语音信号的受话信号进行放音；第一麦克风，将包含作为近端说话人发出的语音的说话人语音和对所述受话信号进行放音的再现音的声响信号作为第一拾音信号而拾取；第二麦克风，将包含所述说话人语音和所述再现音的声响信号作为第二拾音信号而拾取；校正部，根据所述第一拾音信号和所述第二拾音信号中的任一个信号生成已校正拾音信号，所述已校正拾音信号是对基于从所述扬声器到所述第一麦克风的距离d1和从所述扬声器到所述第二麦克风的距离d2的差异的振幅的差异进行校正而得到的信号(这里，d2≤d1)；第一减法部，生成已进行第一减法的第一拾音信号，所述已进行第一减法的第一拾音信号是从所述已校正拾音信号减去所述第二拾音信号而得到的信号或者从所述第一拾音信号减去所述已校正拾音信号而得到的信号；自适应滤波器，通过从所述第二拾音信号和发送给所述远端说话人的送话信号中消除随时间变化的回声，从而生成已自适应滤波的第二拾音信号；以及第二减法部，生成从所述已进行第一减法的第一拾音信号中减去所述已自适应滤波的第二拾音信号而得到的信号来作为所述送话信号。
发明效果
根据本发明，即使使用无指向性麦克风也能够进行实现高品质的回声消除的语音通信。
附图说明
图1是表示语音通信装置100的结构的一例的框图。
图2是表示语音通信装置100的动作的一例的流程图。
图3A是表示扬声器和麦克风的位置关系的例子的图。
图3B是表示扬声器和麦克风的位置关系的例子的图。
图3C是表示扬声器和麦克风的位置关系的例子的图。
图3D是表示扬声器和麦克风的位置关系的例子的图。
图4是表示语音通信装置200的结构的一例的框图。
图5是表示语音通信装置200的动作的一例的流程图。
图6是表示语音通信装置300的结构的一例的框图。
图7是表示语音通信装置300的动作的一例的流程图。
图8是表示语音通信装置400的结构的一例的框图。
图9是表示语音通信装置400的动作的一例的流程图。
图10是表示语音通信装置500的结构的一例的框图。
图11是表示语音通信装置500的动作的一例的流程图。
图12是表示语音通信装置600的结构的一例的框图。
图13是表示语音通信装置600的动作的一例的流程图。
图14是表示语音通信装置601的结构的一例的框图。
图15是表示语音通信装置601的动作的一例的流程图。
图16是表示语音通信装置800的结构的一例的框图。
具体实施方式
以下，详细地说明本发明的实施方式。另外，对具有相同功能的结构部附加相同标号，省略重复说明。
＜第一实施方式＞
以下，参照图1～图2说明语音通信装置100。图1是表示语音通信装置100的结构的框图。图2是表示语音通信装置100的动作的流程图。如图1所示，语音通信装置100包含扬声器102、第一麦克风104、第二麦克风106、乘法部110、第一减法部120、第二减法部130、以及自适应滤波器140。
扬声器102对经由网络900而传达的、远端说话人(未图示)的语音信号(以下，称为受话信号)进行放音。此外，近端说话人10适当地说话。将近端说话人10发出的语音称为说话人语音。
第一麦克风104被配置于比第二麦克风106更远离扬声器102的位置。即，第二麦克风106被配置于比第一麦克风104更靠近扬声器102的位置。第一麦克风104、第二麦克风106可以是无指向性麦克风。扬声器102、第一麦克风104、第二麦克风106被容纳于语音通信装置100的壳体中。例如，扬声器102和第一麦克风104的距离大约是30mm，扬声器102和第二麦克风106的距离大约是10mm，语音通信装置100的壳体的大小是大约80mm×40mm的较为小型的壳体。
语音通信装置100输出向远端说话人发送的送话信号。送话信号经由网络900而被传达给远端说话人。
以下，参照图2，说明语音通信装置100的动作。乘法部110生成对由第二麦克风106拾取到的拾音信号(以下，称为第二拾音信号)乘以规定的固定系数而得到的信号(以下，称为已增益第二拾音信号)(S110)。第二拾音信号是拾取对说话人语音或受话信号进行放音的再现音等而得到的信号。在后面叙述固定系数的决定方法。
第一减法部120生成从由第一麦克风104拾取到的拾音信号(以下，称为第一拾音信号)中减去已增益第二拾音信号而得到的信号(以下，称为已进行第一减法的第一拾音信号)(S120)。第一拾音信号也与第二拾音信号同样地，是对说话人语音或再现音等进行拾取而得到的信号。通过S120，第一拾音信号所包含的回声成分被消除，得到回声成分变小了的信号(即，已进行第一减法的第一拾音信号)。
自适应滤波器140通过从第二拾音信号和送话信号中消除随时间变化的回声，从而生成已自适应滤波的第二拾音信号(S140)。换言之，自适应滤波器140生成从送话信号中消除了回声的已自适应滤波的第二拾音信号来作为第二拾音信号。回声成分中包含由于麦克风特性的偏差、语音通信装置100的壳体特性或使用语音通信装置100的房间的回响特性等影响而残留下来的再现音成分。即，自适应滤波器140被用于消除在事先没有考虑的房间的回响特性等的影响引起的回声。为了应对随时间变化的回声，在自适应滤波器140中所设定的滤波系数被逐次更新。在后面叙述滤波系数的更新方法(适应算法)。
为了将在扬声器102中产生的失真成分也包含在内进行消除，使用由位于离扬声器102更近的位置的第二麦克风106对包含该失真的再现音进行拾取而得到的第二拾音信号，执行S140的处理。
第二减法部130生成从已进行第一减法的第一拾音信号中减去了已自适应滤波的第二拾音信号而得到的信号来作为送话信号(S130)。
[固定系数]
这里，说明固定系数。就在自由空间中均等地被发射的语音信号而言，振幅与距离成反比例地减小。若设从扬声器102到第二麦克风106的距离为d2，设从扬声器102到第一麦克风104的距离为d1(这里，d2≤d1)，则在由第一麦克风104观测到的声音的振幅P1和由第二麦克风106观测到的声音的振幅P2之间成立以下关系。
【数学式1】
P1＝(d2/d1)·P2…(1)
利用该关系，能够估计从扬声器102直接到达第一麦克风104的声音而将其减去。具体而言，将根据麦克风配置计算出的值，即扬声器102和第二麦克风106的距离d2与扬声器102和第一麦克风104的距离d1之比d2/d1设为固定系数，并将第二拾音信号乘以固定系数d2/d1而得到的信号(已增益第二拾音信号)从第一拾音信号中减去。
这里，期待第二麦克风106拾取的第二拾音信号包含扬声器102的再现音作为主要成分。
另外，也可以取代单纯地使用2个距离之比d2/d1，而通过实验求取第一减法部120输出的回声成为最小的情况下的值，并将该值设为固定系数。
[扬声器和2个麦克风的位置关系]
在上述说明中，仅要求第二麦克风106位于比第一麦克风104更靠近扬声器102的位置。图3A、图3B、图3C、图3D表示了扬声器和麦克风的位置关系的例子。图3A是诸如麦克风仅位于扬声器的单侧的位置关系，但也可以如图3B所示2个麦克风隔着扬声器而配置。此外，也可以如图3C所示配置为扬声器与2个麦克风相距几乎相等的距离。进一步，也可以如图3D所示配置为(该图上)在左右方向上存在偏离。
[适应算法]
在自适应滤波器中使用对滤波系数进行逐次更新的适应算法。作为该适应算法的代表性的算法，存在NLMS(归一化最小均方(Normalized Least Mean Squares))算法或LMS(最小均方(Least Mean Squares))算法等。使用来自远端说话人的受话信号x(t)和发向远端说话人的送话信号e(t)等来更新滤波系数。以下，简单地说明NLMS算法和LMS算法(参照专利文献1)。
(NLMS算法)
NLMS算法是仅使用所观测到的最新的1个样本的送话信号e(t)来更新滤波系数的算法，具有运算量少的特征。滤波系数的更新式由以下2个式子来表示。
【数学式2】
Figure BDA0002487821850000061
Figure BDA0002487821850000062
这里，H1(t)、Hm(t)(m＝2,…,M，M是2以上的整数，表示麦克风的数量)是对于时刻t的受话信号x(t)的滤波系数的向量，由Hm(t)＝(hm(t,0),…,hm(t,L-1))T(m＝1,…,M)来表示，L是抽头数。a1和am(m＝2,…,M)是事先设定的NLMS算法的步长，满足0<a1<2,0<am<2。此外，X(t)是时刻t的受话信号x(t)的L个样本量的向量，由X(t)＝(x(t-0),…,x(t-L+1))T表示。Y(t)是时刻t的受音信号y(t)的L个样本量的向量，由Ym(t)＝(ym(t-0),…,ym(t-L+1))T来表示(受音信号ym(t)是由麦克风m拾取到的语音信号)。
(LMS算法)
LMS算法也与NLMS算法同样地，是仅使用所观测到的最新的1个样本的送话信号e(t)来更新滤波系数的算法，具有运算量少的特征。LMS算法的更新式能够由以下2个式子来表示。
【数学式3】
H1(t+1)＝H1(t)+b1·X(t)·e(t)
Hm(t+1)＝Hm(t)+bm·Ym(t)·e(t)
这里，b1和bm(m＝2,…,M)是事先被设定的LMS算法的步长。
在从扬声器输出远端说话人的语音信号(受话信号)的同时，发出近端说话人的语音(说话人语音)的双向交谈状态下，若进行用于滤波系数更新的自适应滤波器的学习，则有可能更新滤波系数而使得近端说话人的语音(说话人语音)也被消除。为了避免如此，着眼于在第二减法部130的输出信号(送话信号)中，来自扬声器的远端说话人的语音信号(受话信号)衰减。将第二麦克风106的输出信号(第二拾音信号)的功率和第二减法部130的输出信号(送话信号)的功率进行比较，在第二减法部130的输出信号(送话信号)的功率与第二麦克风106的输出信号(第二拾音信号)的功率相比足够小的情况下使自适应滤波器学习(即，更新自适应滤波器的滤波系数)。足够小是指，例如0.5～0.1倍左右。即，将阈值设为规定的实数(例如，0.1以上0.5以下的某个实数)，第二减法部130的输出信号(送话信号)的功率Pow1和第二麦克风106的输出信号(第二拾音信号)的功率Pow2之比Pow1/Pow2成为阈值以下，或者变得小于阈值。另外，将比例Pow1/Pow2成为阈值以下或者变得小于阈值称作其位于表示比例Pow1/Pow2小的规定的范围中。
此外，也可以使用参考专利文献1中记载的适应算法(以下，称为修正仿射投影算法)。
(参考专利文献1：(日本)特开2006－135886号公报)
设回声消除装置具有模拟回响路径，该模拟回响路径保持了具有扬声器和麦克风之间的回响路径的脉冲响应作为元素的、长度为L的向量h*(以下，**表示向量)的模拟特性h'*(k)(k是用于指规定间隔的离散时间的步数)。这里，模拟特性h'*(k)与滤波系数对应。模拟特性h'*(k)的更新式由以下的式子表示。
【数学式4】
Figure BDA0002487821850000071
这里，x(k)是来自远端说话人的受话信号，x*(k)＝(x(k),x(k-1),…,x(k-L+1))T，X*(k)＝(x*(k),x*(k-1),…,x*(k-p+1))T，μ(k)是固定或者时变的更新调整系数(0<μ(k)<2)，e(k)是发向远端说话人的送话信号，e*(k)是由下式表示的误差信号向量。
【数学式5】
Figure BDA0002487821850000072
此外，限幅函数ψ(a)是具有随着输入值a增大而压抑该值的特性的任意的函数。
在修正仿射投影算法中，将限幅函数ψ(a)的上限值设定为小于1的值，在包含较多近端说话人的语音成分的区间中延迟自适应滤波器的学习。即，设阈值为规定的实数(例如，0.1以上0.5以下的某个实数)，限幅函数ψ(a)的上限值成为阈值以下或变得小于阈值。另外，将限幅函数ψ(a)的上限值成为阈值以下或者变得小于阈值称作其位于表示限幅函数ψ(a)的上限值小的规定的范围中。
通过将限幅函数ψ(a)的上限值设定为比规定的值小的值，并通过修正仿射投影算法来更新滤波系数，能够防止消除近端说话人的语音(说话人语音)。
根据本实施方式的发明，即使使用无指向性麦克风也能够进行实现高品质的回声消除的语音通信。特别地，即使是扬声器声音的失真大的小型的语音通信装置，也能够使用廉价的无指向性麦克风而实现高品质的回声消除。
在本实施方式的发明中，由于预先以已知的信息(比例d2/d1)来设定固定系数，因此能够从初始状态起实现回声消除。进一步，通过使用自适应滤波器，能够进一步消除由于麦克风特性的偏差、语音通信装置的壳体特性或使用语音通信装置的房间的回响特性等的影响而残留下来的再现音成分。由此，即使麦克风特性的偏差或组装到壳体的组装误差较大，也能够实现稳定的回声消除。
＜第二实施方式＞
由于扬声器102和第二麦克风106的距离d2比扬声器102和第一麦克风104的距离d1小，因此受音信号从扬声器102被放音的再现音按照第二麦克风106、第一麦克风104的顺序被拾取。通过考虑该拾音的时机的偏离，能够进一步提高回声消除性能。以下，说明考虑了拾音时机的偏离的第二实施方式。
以下，参照图4～图5来说明语音通信装置200。图4是表示语音通信装置200的结构的框图。图5是表示语音通信装置200的动作的流程图。如图4所示，语音通信装置200包含扬声器102、第一麦克风104、第二麦克风106、延迟部210、乘法部110、第一减法部120、第二减法部130、以及自适应滤波器140。即，语音通信装置200在还包含延迟部210这一点上与语音通信装置100不同。
以下，参照图5说明语音通信装置200的动作。延迟部210生成对第二拾音信号施加了规定的延迟的信号(以下，称为已延迟第二拾音信号)(S210)。在后面叙述延迟时间的决定方法。
乘法部110通过将已延迟第二拾音信号乘以规定的固定系数，生成已增益第二拾音信号(S110)。第一减法部120通过从第一拾音信号中减去已增益第二拾音信号，生成已进行第一减法的第一拾音信号(S120)。自适应滤波器140通过从第二拾音信号和送话信号中消除随时间变化的回声，生成已自适应滤波的第二拾音信号(S140)。第二减法部130通过从已进行第一减法的第一拾音信号中减去已自适应滤波的第二拾音信号，生成送话信号(S130)。
[延迟时间]
这里，说明由延迟部210施加的延迟时间。将声音前进相当于扬声器102和第一麦克风104的距离d1、与扬声器102和第二麦克风106的距离d2之差的距离d1-d2所花的时间τ设为延迟时间即可。
【数学式6】
τ＝(d1-d2)/v…(2)
这里，v表示声速。
根据本实施方式的发明，即使使用无指向性麦克风也能够进行实现高品质的回声消除的语音通信。特别地，即使是扬声器声音的失真大的小型的语音通信装置，也能够使用廉价的无指向性麦克风而实现高品质的回声消除。
在本实施方式的发明中，由于考虑扬声器和麦克风的位置关系引起的拾音时机的偏离，因此能够进一步提高回声消除性能。
＜第三实施方式＞
在第二实施方式的延迟部210和乘法部110中，能够考虑第一麦克风104和第二麦克风106之间的拾音时机的偏离(延迟时间差)或拾音信号的振幅之差，但是不能够考虑第一麦克风104和第二麦克风106之间的频率特性之差。因此，在第三实施方式中，说明使用了也能处理第一麦克风104和第二麦克风106之间的频率特性之差的固定滤波器的结构。
以下，参照图6～图7说明语音通信装置300。图6是表示语音通信装置300的结构的框图。图7是表示语音通信装置300的动作的流程图。如图6所示语音通信装置300包含扬声器102、第一麦克风104、第二麦克风106、固定滤波器310、第一减法部120、第二减法部130、以及自适应滤波器140。即，语音通信装置300在取代延迟部210和乘法部110而包含固定滤波器310这一点上与语音通信装置200不同。
以下，参照图7，说明语音通信装置300的动作。固定滤波器310通过对第二拾音信号进行规定的滤波，生成已滤波第二拾音信号(S310)。在固定滤波器310中例如能够使用FIR(有限脉冲响应(Finite Impulse Response))滤波器。以下，说明固定滤波器的设定。考虑由于扬声器102的声音的发射特性或麦克风特性的偏差，到达第一麦克风104和第二麦克风106的回声的直接声音成分的频率特性上有时出现差异。因此，通过实验或仿真来求取第一麦克风104和第二麦克风106之间的延迟时间差、振幅差、频率特性差，并对固定滤波器设定这些差。
第一减法部120通过从第一拾音信号中减去已滤波第二拾音信号，生成已进行第一减法的第一拾音信号(S120)。自适应滤波器140通过从第二拾音信号和送话信号中消除随时间变化的回声，生成已自适应滤波的第二拾音信号(S140)。第二减法部130通过从已进行第一减法的第一拾音信号中减去已自适应滤波的第二拾音信号，生成送话信号(S130)。
根据本实施方式的发明，即使使用无指向性麦克风也能够进行实现高品质的回声消除的语音通信。特别地，即使是扬声器声音的失真大的小型的语音通信装置，也能够使用廉价的无指向性麦克风而实现高品质的回声消除。
在本实施方式的发明中，在固定滤波器中也考虑麦克风的频率特性差，因此相比于第一实施方式或第二实施方式，回声直接声音成分的估计精度提高，回声消除性能提升。
＜第四实施方式＞
在第三实施方式中，从第一拾音信号中减去已滤波第二拾音信号，但由此，可能产生对于作为目的声音的近端说话人的语音的频率特性的劣化。在扬声器102和第一麦克风104的距离d1、与扬声器102和第二麦克风106的距离d2越近的情况下，该劣化越大。因此，在第四实施方式中说明加上了用于校正该频率特性的劣化的固定滤波器的结构。
以下，参照图8～图9来说明语音通信装置400。图8是表示语音通信装置400的结构的框图。图9是表示语音通信装置400的动作的流程图。如图8所示，语音通信装置400包含扬声器102、第一麦克风104、第二麦克风106、固定滤波器310、第二固定滤波器410、第一减法部120、第二减法部130、以及自适应滤波器140。即，语音通信装置400在还包含第二固定滤波器410这一点上与语音通信装置300不同。
以下，参照图9说明语音通信装置400的动作。第二固定滤波器410通过对第一拾音信号进行规定的滤波，生成已滤波第一拾音信号(S410)。在固定滤波器410中，例如能够使用FIR(有限脉冲响应(Finite Impulse Response))滤波器。
固定滤波器310通过对第二拾音信号进行规定的滤波，生成已滤波第二拾音信号(S310)。第一减法部120通过从已滤波第一拾音信号中减去已滤波第二拾音信号，生成已进行第一减法的第一拾音信号(S120)。自适应滤波器140通过从第二拾音信号和送话信号中消除随时间变化的回声，生成已自适应滤波的第二拾音信号(S140)。第二减法部130通过从已进行第一减法的第一拾音信号中减去已自适应滤波的第二拾音信号，生成送话信号(S130)。
根据本实施方式的发明，即使使用无指向性麦克风也能够进行实现高品质的回声消除的语音通信。特别地，即使是扬声器声音的失真大的小型的语音通信装置，也能够使用廉价的无指向性麦克风而实现高品质的回声消除。
在本实施方式的发明中，通过对第一拾音信号施加规定的滤波而进行校正，能够抑制作为目的声音的近端说话人的语音的频率特性的劣化。
＜第五实施方式＞
在目前为止说明了的各实施方式中，使用将第二拾音信号作为输入的自适应滤波器140来进行回声消除。这里，作为第五实施方式而说明追加了将受话信号作为输入的第二自适应滤波器的结构。另外，这里，说明对第四实施方式追加了第二自适应滤波器的结构，但也可以取代第四实施方式而设为对第一实施方式～第三实施方式中的任一个追加该自适应滤波器的结构。
以下，参照图10～图11来说明语音通信装置500。图10是表示语音通信装置500的结构的框图。图11是表示语音通信装置500的动作的流程图。如图10所示，语音通信装置500包含扬声器102、第一麦克风104、第二麦克风106、固定滤波器310、第二固定滤波器410、第一减法部120、第二减法部130、自适应滤波器140、以及第二自适应滤波器540。即，语音通信装置500在还包含第二自适应滤波器540这一点上与语音通信装置400不同。
以下，参照图11，说明语音通信装置500的动作。第二固定滤波器410通过对第一拾音信号进行规定的滤波，生成已滤波第一拾音信号(S410)。固定滤波器310通过对第二拾音信号进行规定的滤波，生成已滤波第二拾音信号(S310)。第一减法部120通过从已滤波第一拾音信号中减去已滤波第二拾音信号，生成已进行第一减法的第一拾音信号(S120)。自适应滤波器140通过从第二拾音信号和送话信号中消除随时间变化的回声，生成已自适应滤波的第二拾音信号(S140)。
第二自适应滤波器540通过从受话信号和送话信号中消除随时间变化的回声，生成已自适应滤波受话信号(S540)。换言之，第二自适应滤波器540将受话信号作为输入，生成从送话信号中消除了回声而得到的已自适应滤波受话信号。
第二减法部130生成从已进行第一减法的第一拾音信号中减去了已自适应滤波的第二拾音信号和已自适应滤波受话信号而得到的信号来作为送话信号(S130)。
根据本实施方式的发明，即使使用无指向性麦克风也能够进行实现高品质的回声消除的语音通信。特别地，即使是扬声器声音的失真大的小型的语音通信装置，也能够使用廉价的无指向性麦克风而实现高品质的回声消除。
在本实施方式的发明中，通过追加将受话信号作为输入的自适应滤波器，能够进一步消除残留的扬声器声音，提升回声消除性能。
＜第六实施方式＞
以下，参照图12～图13来说明语音通信装置600。图12是表示语音通信装置600的结构的框图。图13是表示语音通信装置600的动作的流程图。如图12所示，语音通信装置600包含扬声器102、第一麦克风104、第二麦克风106、校正部610、第一减法部120、第二减法部130、以及自适应滤波器140。即，语音通信装置600在取代乘法部110而包含校正部610这一点上与语音通信装置100不同。
以下，参照图13，说明语音通信装置600的动作。校正部610根据第一拾音信号生成已校正拾音信号，该已校正拾音信号是对基于从扬声器102到第一麦克风104的距离d1和从扬声器102到第二麦克风106的距离d2的差异的振幅的差异进行校正而得到的信号(S610)。校正的程度例如可以考虑在第一实施方式的[固定系数]中说明的式(1)而决定。
第一减法部120通过从在S610中生成的已校正拾音信号中减去第二拾音信号，生成已进行第一减法的第一拾音信号(S120)。自适应滤波器140通过从第二拾音信号和送话信号中消除随时间变化的回声，生成已自适应滤波的第二拾音信号(S140)。第二减法部130通过从已进行第一减法的第一拾音信号中减去已自适应滤波的第二拾音信号，生成送话信号(S130)。
(变形例)
在语音通信装置600中，构成为校正第一拾音信号，但也能够构成为校正第二拾音信号。说明作为这种结构的语音通信装置601。
以下，参照图14～图15来说明语音通信装置601。图14是表示语音通信装置601的结构的框图。图15是表示语音通信装置601的动作的流程图。如图14所示，语音通信装置601包含扬声器102、第一麦克风104、第二麦克风106、校正部611、第一减法部120、第二减法部130、以及自适应滤波器140。即，语音通信装置601在取代校正部610而包含校正部611这一点上与语音通信装置600不同。
以下，参照图15，说明语音通信装置601的动作。校正部611根据第二拾音信号生成已校正拾音信号，该已校正拾音信号是对基于从扬声器102到第一麦克风104的距离d1和从扬声器102到第二麦克风106的距离d2的差异的振幅的差异进行校正而得到的信号(S611)。校正的程度例如可以考虑在第一实施方式的[固定系数]中说明的式(1)而决定。
第一减法部120通过从第一拾音信号中减去在S611中生成的已校正拾音信号，生成已进行第一减法的第一拾音信号(S120)。自适应滤波器140通过从第二拾音信号和送话信号中消除随时间变化的回声，生成已自适应滤波的第二拾音信号(S140)。第二减法部130通过从已进行第一减法的第一拾音信号中减去已自适应滤波的第二拾音信号，生成送话信号(S130)。
根据本实施方式的发明，即使使用无指向性麦克风也能够进行实现高品质的回声消除的语音通信。特别地，即使是扬声器声音的失真大的小型的语音通信装置，也能够使用廉价的无指向性麦克风而实现高品质的回声消除。
＜补记＞
本发明的装置作为单一的硬件实体，例如具有：能够连接键盘等的输入部、能够连接液晶显示器等的输出部、能够连接到可以和硬件实体的外部进行通信的通信装置(例如通信电缆)的通信部、CPU(中央处理单元(Central Processing Unit)，可以具备高速缓存或寄存器等)、作为存储器的RAM或ROM、作为硬盘的外部存储装置、以及将这些输入部、输出部、通信部、CPU、RAM、ROM、外部存储装置之间连接以使能够进行数据交换的总线。另外，根据需要，也可以在硬件实体中设置能够读写CD-ROM等存储介质的装置(驱动器)等。作为具备这样的硬件资源的物理性实体，有通用计算机等。
在硬件实体的外部存储装置中存储有实现上述功能所需的程序以及该程序的处理所需的数据等(不限于外部存储装置，例如也可以将程序存储在作为读出专用存储装置的ROM中)。此外，通过这些程序处理得到的数据等被适当地存储在RAM或外部存储装置等中。
在硬件实体中，根据需要，存储在外部存储装置(或者ROM等)中的各程序和处理该各程序所需的数据被读入存储器，适当地由CPU进行解释执行、处理。结果上，CPU实现规定的功能(上述由……部、……装置等表示的各构成要件)。
如上所述，在上述实施方式中说明的硬件实体(本发明的装置)中的处理功能通过计算机来实现的情况下，硬件实体应具有的功能的处理内容由程序来记述。然后，通过在计算机上执行该程序，在计算机上实现上述硬件实体的处理功能。
记述该处理内容的程序能够预先存储在计算机可读取的存储介质上。作为计算机可读取的存储介质，例如可以是磁存储装置、光盘、光磁存储介质、半导体存储器等。具体而言，例如，作为磁存储装置，能够利用硬盘装置、柔性盘、磁带等，作为光盘，能够利用DVD(数字多功能盘(Digital Versatile Disc))、DVD-RAM(随机存取存储器(Random AccessMemory))、CD-ROM(紧凑盘只读存储器(Compact Disc Read Only Memory))、CD-R(可记录(Recordable))/RW(可重写(ReWritable))等，作为光磁性存储介质，能够利用MO(磁光盘(Magneto-Optical disc))等，作为半导体存储器，能够利用EEP-ROM(电子可擦可编程只读存储器(Electronically Erasable and Programmable-Read Only Memory))等。
此外，该程序的流通例如通过销售、转让、借出存储了该程序的DVD、CD-ROM等便携式存储介质等来进行。进一步，也可以构成为将该程序存储在服务器计算机的存储装置中，通过经由网络将该程序从服务器计算机转发到其他的计算机，从而使该程序流通。
执行这种程序的计算机例如首先将存储录在便携式存储介质中的程序或从服务器计算机转发的程序暂时存储在自己的存储装置中。然后，在执行处理时，该计算机读取存储在自己的存储装置中的程序，执行根据所读取到的程序的处理。另外，作为该程序的另一执行方式，计算机也可以从便携型存储介质直接读取程序，执行按照该程序的处理，而且，还可以每当从服务器计算机向该计算机转发程序时，按照所接收的程序依次执行处理。另外，也可以构成为不从服务器计算机向该计算机转发程序，而基于只通过该执行指示和结果获取来实现处理功能的、所谓的ASP(应用服务供应商(Application ServiceProvider))型服务来执行上述处理。另外，设为在本方式的程序中包含基于程序且供电子计算机处理用的信息(不是对于计算机的直接指令，但具有规定计算机的处理的性质的数据等)。
另外，在该方式中，设为通过在计算机上执行规定的程序，构成硬件实体，但也可以设为以硬件的形式来实现这些处理内容的至少一部分。
上述本发明的实施方式的记载是为了例证和记载的目的而被提示的。没有穷尽性的意思，也没有将发明限定为所公开的严密的形式的意思。根据上述的教导，能够进行变形和变化。为了提供本发明的原理的最佳例证，并且为了使本领域的技术人员能够以各种实施方式或附加各种变形而利用本发明以符合经过深思熟虑的实际使用，从而选择并表现实施方式。所有这样的变形、变化都在本发明的范围内，该范围由按照公正、合法、公平地给出的幅度而解释的、附加的权利要求书确定。

Claims (7)

1.一种语音通信装置，包含：
扬声器，对作为远端说话人的语音信号的受话信号进行放音；
第一麦克风，将包含作为近端说话人发出的语音的说话人语音和对所述受话信号进行放音的再现音的声响信号作为第一拾音信号而拾取；
第二麦克风，将包含所述说话人语音和所述再现音的声响信号作为第二拾音信号而拾取；
校正部，根据所述第一拾音信号和所述第二拾音信号中的任一个信号生成已校正拾音信号，所述已校正拾音信号是对基于从所述扬声器到所述第一麦克风的距离d1和从所述扬声器到所述第二麦克风的距离d2的差异的振幅的差异进行校正而得到的信号(其中，d2≤d1)；
第一减法部，生成已进行第一减法的第一拾音信号，所述已进行第一减法的第一拾音信号是从所述已校正拾音信号减去所述第二拾音信号而得到的信号或者从所述第一拾音信号减去所述已校正拾音信号而得到的信号；
自适应滤波器，通过从所述第二拾音信号和发送给所述远端说话人的送话信号中消除随时间变化的回声，从而生成已自适应滤波的第二拾音信号；以及
第二减法部，生成从所述已进行第一减法的第一拾音信号中减去所述已自适应滤波的第二拾音信号而得到的信号来作为所述送话信号。
2.一种语音通信装置，包含：
扬声器，对作为远端说话人的语音信号的受话信号进行放音；
第一麦克风，将包含作为近端说话人发出的语音的说话人语音和对所述受话信号进行放音的再现音的声响信号作为第一拾音信号而拾取；
第二麦克风，将包含所述说话人语音和所述再现音的声响信号作为第二拾音信号而拾取；
延迟部，生成已延迟第二拾音信号，所述已延迟第二拾音信号是对所述第二拾音信号施加规定的延迟而得到的信号；
乘法部，生成已增益第二拾音信号，所述已增益第二拾音信号是对所述已延迟第二拾音信号乘以规定的固定系数而得到的信号；
第一减法部，生成已进行第一减法的第一拾音信号，所述已进行第一减法的第一拾音信号是从所述第一拾音信号中减去所述已增益第二拾音信号而得到的信号；
自适应滤波器，通过从所述第二拾音信号和发送给所述远端说话人的送话信号中消除随时间变化的回声，从而生成已自适应滤波的第二拾音信号；以及
第二减法部，生成从所述已进行第一减法的第一拾音信号中减去所述已自适应滤波的第二拾音信号而得到的信号来作为所述送话信号，
其中，
从所述扬声器到所述第一麦克风的距离d1为从所述扬声器到所述第二麦克风的距离d2以上，
所述固定系数是所述距离d2和所述距离d1之比d2/d1。
3.如权利要求1或2所述的语音通信装置，其特征在于，
在所述自适应滤波器的滤波系数位于表示所述送话信号的功率Pow1和所述第二拾音信号的功率Pow2之比Pow1/Pow2小的规定的范围中的情况下，使用Normalized Least MeanSquares算法即NLMS算法或者Least Mean Squares算法即LMS算法来更新所述滤波系数。
4.如权利要求1或2所述的语音通信装置，其特征在于，
在所述自适应滤波器的滤波系数位于表示在修正仿射投影算法中使用的限幅函数ψ(a)的上限值小的规定的范围中的情况下，使用所述修正仿射投影算法来更新所述滤波系数。
5.一种语音通信方法，是语音通信装置生成向远端说话人发送的送话信号的语音通信方法，
所述语音通信装置包含：
扬声器，对作为所述远端说话人的语音信号的受话信号进行放音；
第一麦克风，将包含作为近端说话人发出的语音的说话人语音和对所述受话信号进行放音的再现音的声响信号作为第一拾音信号而拾取；以及
第二麦克风，将包含所述说话人语音和所述再现音的声响信号作为第二拾音信号而拾取，
所述语音通信方法包含：
校正步骤，所述语音通信装置根据所述第一拾音信号和所述第二拾音信号中的任一个信号生成已校正拾音信号，所述已校正拾音信号是对基于从所述扬声器到所述第一麦克风的距离d1和从所述扬声器到所述第二麦克风的距离d2的差异的振幅的差异进行校正而得到的信号(其中，d2≤d1)；
第一减法步骤，所述语音通信装置生成已进行第一减法的第一拾音信号，所述已进行第一减法的第一拾音信号是从所述已校正拾音信号减去所述第二拾音信号而得到的信号或者从所述第一拾音信号减去所述已校正拾音信号而得到的信号；
自适应滤波步骤，所述语音通信装置通过从所述第二拾音信号和所述送话信号中消除随时间变化的回声，从而生成已自适应滤波的第二拾音信号；以及
第二减法步骤，所述语音通信装置生成从所述已进行第一减法的第一拾音信号中减去所述已自适应滤波的第二拾音信号而得到的信号来作为所述送话信号。
6.一种语音通信方法，是语音通信装置生成向远端说话人发送的送话信号的语音通信方法，
所述语音通信装置包含：
扬声器，对作为所述远端说话人的语音信号的受话信号进行放音；
第一麦克风，将包含作为近端说话人发出的语音的说话人语音和对所述受话信号进行放音的再现音的声响信号作为第一拾音信号而拾取；以及
第二麦克风，将包含所述说话人语音和所述再现音的声响信号作为第二拾音信号而拾取，
所述语音通信方法包含：
延迟步骤，所述语音通信装置生成已延迟第二拾音信号，所述已延迟第二拾音信号是对所述第二拾音信号施加规定的延迟而得到的信号；
乘法步骤，所述语音通信装置生成已增益第二拾音信号，所述已增益第二拾音信号是对所述已延迟第二拾音信号乘以规定的固定系数而得到的信号；
第一减法步骤，所述语音通信装置生成已进行第一减法的第一拾音信号，所述已进行第一减法的第一拾音信号是从所述第一拾音信号中减去所述已增益第二拾音信号而得到的信号；
自适应滤波步骤，所述语音通信装置通过从所述第二拾音信号和所述送话信号中消除随时间变化的回声，从而生成已自适应滤波的第二拾音信号；以及
第二减法步骤，所述语音通信装置生成从所述已进行第一减法的第一拾音信号中减去所述已自适应滤波的第二拾音信号而得到的信号来作为所述送话信号，
从所述扬声器到所述第一麦克风的距离d1为从所述扬声器到所述第二麦克风的距离d2以上，
所述固定系数是所述距离d2和所述距离d1之比d2/d1。
7.一种程序，
用于使计算机作为权利要求1至4中任一项所述的的语音通信装置而发挥功能。
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