JP2002016691A - エコーキャンセラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】受話信号が様々なレベルで到来する状況でも良
好なエコーキャンセル動作を行うことができるエコーキ
ャンセラを提供する。 【解決手段】受話信号ｘと送話入力信号ｙに混入したエ
コーとの関係の学習に基づいて生成される擬似エコー信
号を送話入力信号ｙから差し引くことによりエコーを打
ち消すエコーキャンセル部、及び受話信号ｘのパワーが
閾値を超えたときに受話状態と判定してエコーキャンセ
ル部に学習を行わせる受話状態判定器を有し、受話状態
判定閾値を互いに異ならせた複数の単位エコーキャンセ
ラ１３−１〜１３−ｎ、各単位エコーキャンセラ１３−
１〜１３−ｎから出力されるエコー残差信号のうちパワ
ーが最も小さい残差信号を判定する最小値判定器１４、
及び残差エコー信号のパワーが最も小さいと判定された
単位エコーキャンセルの出力信号を送話出力信号として
選択する送話出力選択器１５を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、拡声電話機のよう
な送話用マイクロフォンと受話用スピーカを備えた通信
装置に装備されるエコーキャンセラに関する。

【０００２】

【従来の技術】拡声電話機では、一般に受話用スピーカ
から放音される受話音声が直接あるいは部屋の壁等に反
射した後、送話用マイクロホンに回り込むことにより、
エコーとなって送話音声に重畳され、このエコーが快適
な通話を妨げるという問題がある。このようなエコーを
除去するために、従来からエコーキャンセラが用いられ
ている。

【０００３】エコーキャンセラは、エコー信号に等しい
大きさの擬似エコー信号を生成し、これを送話入力信号
から差し引くことによってエコーを消去する回路であ
り、擬似エコー信号は受話信号をエコーパス（受話用ス
ピーカからの受話音声が送話用マイクロフォンに至る経
路）のインパルス応答と等しい特性を持つ適応フィルタ
を通すことによって生成される。適応フィルタは、エコ
ーパスの特性（インパルス応答）を推定し、これと等し
い特性を持つようにフィルタ係数が適応的に制御され
る。具体的には、例えばエコーキャンセラから出力され
る送話出力信号が最小になるようにフィルタ係数を更新
することによって行われる。このフィルタ係数の更新を
行う適応アルゴリズムとしては、例えば「学習同定法」
が知られている。

【０００４】このようなエコーキャンセラにおいては、
受話信号が存在していないときにエコーパス特性の推定
を行うと、適応フィルタは受話信号と送話信号の相関を
学習できないため、推定精度は著しく劣化する。その結
果、エコーキャンセラの出力には、消去しきれないエコ
ー、すなわちエコー残差信号が多く発生してしまう。

【０００５】この問題に対して、受話信号レベルがある
閾値（受話状態判定閾値という）を超えたときに受話状
態と判定してエコーキャンセラでの適応制御を行い、受
話信号レベルが閾値以下で受話音声が存在していないと
きは、エコーキャンセラでの適応制御、つまり係数更新
制御を停止することによって、適応フィルタの推定精度
の低下を防止する技術が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】拡声電話機における実
際の通話では、送話用マイクロホンと話者の口の距離は
様々であり、また話者によって声の大きさや周波数分布
の特徴も様々である。さらに伝送回線の通過、中継時に
受話信号のレベル、周波数特性も様々に変形したりす
る。このため受話信号レベルも種々変化するので、例え
ば受話状態判定閾値をあまり高く設定すると、通話状況
によっては受話信号が入力されても受話状態と判定され
ないことがある。このような場合、エコーキャンセラの
学習がなかなか進まず、適応フィルタの収束が遅くなる
ため、実質的にエコーキャンセル動作ができなくなると
いう問題が生じる。

【０００７】逆に、受話状態判定閾値をあまり低く設定
すると、受話信号の到来していないときやパワーの小さ
い区間でも受話状態と判定されてエコーキャンセラが学
習を行ってしまい、適応フィルタの推定精度が低下して
しまうという問題が生じる。従来では、エコーキャンセ
ラを学習させることを優先して、受話状態判定閾値を低
めに設定することが多いため、適応フィルタの推定精度
が低く、エコーを十分に消しきれないという問題があっ
た。

【０００８】本発明は、このような問題点を解消すべく
なされたもので、受話信号が様々なレベルで到来する状
況であっても、良好なエコーキャンセル動作を行うこと
ができるエコーキャンセラを提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係るエコーキャンセラは、受話信号と送話
入力信号に混入したエコーとの関係の学習に基づいて前
記受話信号から推定される擬似エコー信号を送話入力信
号から差し引くことによりエコーを打ち消すエコーキャ
ンセル手段、及び受話信号のパワーが閾値（受話状態判
定閾値）を超えたときに受話状態と判定してエコーキャ
ンセル手段に学習を行わせる受話状態判定手段をそれぞ
れ有し、受話状態判定閾値を互いに異ならせた複数の単
位エコーキャンセラと、これら複数の単位エコーキャン
セラから出力される残差エコー信号のうちパワーが最も
小さい残差信号を判定する最小値判定手段と、この最小
値判定手段により残差信号のパワーが最も小さいと判定
された単位エコーキャンセルの出力信号を送話出力信号
として選択する出力選択手段とを具備することを特徴と
する。

【００１０】実際の通話では前述したように、様々な原
因で受話信号レベルが種々変化するが、本発明では受話
状態判定閾値を固定値とせず、受話信号レベルに応じて
適応的に変化させ、等価的に受話状態判定閾値を受話信
号レベルが高いときは高く設定し、受話信号レベルが低
いときは低く設定することにより、適応フィルタの推定
精度を必要以上に低下させることなく学習を行わせて、
確実なエコーキャンセル動作を行うことができる。

【００１１】本発明に係る他のエコーキャンセラは、受
話信号と送話入力信号に混入したエコーとの関係の学習
に基づき受話信号から推定される擬似エコー信号を送話
入力信号から差し引くことによりエコーを打ち消して送
話出力信号を生成するエコーキャンセル手段と、受話信
号のパワーが受話状態判定閾値を超えたときに受話状態
と判定してエコーキャンセル手段に学習を行わせるため
の受話状態判定手段と、送話入力信号と送話出力信号の
パワー相関または受話信号と送話出力信号のパワー相関
に基づいて受話状態判定閾値を変更する閾値変更手段と
を具備することを特徴とする。

【００１２】すなわち、このエコーキャンセラは言い換
えれば、適応フィルタを用いて構成され、受話信号と送
話入力信号に混入したエコーとの関係の学習に基づき受
話信号から適応フィルタによって推定される擬似エコー
信号を送話入力信号から差し引くことによりエコーを打
ち消して送話出力信号を生成するエコーキャンセル手段
と、受話信号のパワーが受話状態閾値を超えたときに受
話状態と判定してエコーキャンセル手段に学習を行わせ
るための受話状態判定手段と、適応フィルタの収束状態
を判定して受話状態判定閾値を上げる制御を行うフィル
タ収束判定手段とを具備することを特徴とする。

【００１３】このように受話状態においても適応フィル
タがまだ収束していないと判断したときは受話状態判定
閾値を下げ、適応フィルタが収束したと判断したときは
受話状態判定閾値を上げることによって、より早く、か
つより精度良く適応フィルタを収束させることができ、
受話信号が様々なレベルで到来する状況であっても良好
なエコーキャンセル動作を行うことが可能となる。

【００１４】さらに、本発明に係るエコーキャンセラに
おいては、受話信号と送話入力信号のパワー相関、受話
信号と送話出力信号のパワー相関、または送話入力信号
と送話出力信号のパワー相関に基づいて、エコーキャン
セル手段に学習を行わせるか否かを決定する手段をさら
に具備してもよく、例えばこれらのパワー相関に基づい
て送受話同時通話状態（ダブルトーク状態）か否かを判
定し、ダブルトーク状態と判定したときエコーキャンセ
ル手段の学習を停止させるようにしてもよい。このよう
にすることによって、適応フィルタに対して外乱として
作用する送話音声による適応フィルタの推定精度の劣化
を防止して、残差信号を低減させることができ、より安
定したエコーキャンセル動作が可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。なお、以下では各図を通じて同じ
回路要素には同じ参照番号を付して説明を行うものとす
る。

【００１６】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係るエコーキャンセラを示すブロック図で
ある。図１において、通話の相手側から送信された信号
は受話入力端子Ｒinに受話信号ｘとして入力され、受話
出力端子Ｒoutを経て受話用スピーカ１１から受話音声
として放音される。この受話音声の一部はエコーパスを
経て送話用マイクロホン１２に回り込み、マイクロフォ
ン１２に入力された送話音声にエコーとして重畳する。

【００１７】エコーが重畳された送話音声は、マイクロ
ホン１２からエコーキャンセラの入力端子Ｓinに送話入
力信号ｙとして与えられる。送話音声に重畳したエコー
は、以下に示すエコーキャンセラによって除去され、出
力端子Ｓoutから送話出力信号として出力される。

【００１８】本実施形態では、複数の単位エコーキャン
セラ１３−１〜１３−ｎが用意されている。単位エコー
キャンセラ１３−１〜１３−ｎは、基本的には従来のエ
コーキャンセラと同様に、受話信号ｘと送話入力信号ｙ
に混入したエコーとの関係に基づき内部の適応フィルタ
の係数を更新して、受話信号ｘからエコー信号に等しい
大きさの擬似エコー信号を生成し、これを送話入力信号
ｙから差し引くことによってエコーを打ち消すエコーキ
ャンセル動作を行う。

【００１９】単位エコーキャンセラ１３−１〜１３−ｎ
の出力信号は、最小値判定器１４と送話出力選択器１５
に入力される。最小値判定器１４は、エコーキャンセラ
１３−１〜１３−ｎの出力にそれぞれ含まれる残差エコ
ー信号のパワーを比較し、パワーが最も小さい残差信号
を判定する。送話出力選択器１５は、この最小値判定器
１４の判定結果に従って、単位エコーキャンセラ１３−
１〜１３−ｎの出力信号のうち残差信号のパワーが最も
小さいと判定された一つの単位エコーキャンセラの出力
信号を送話出力信号として選択し、出力端子Ｓoutへ出
力する。

【００２０】ここで、単位エコーキャンセラ１３−１〜
１３−ｎは基本的には全て同一構成であり、後述するよ
うに受話信号のパワーが閾値（受話状態判定閾値）を超
えたとき受話状態と判定して学習を行わせる構成となっ
ているが、この受話状態判定閾値が各単位エコーキャン
セラ１３−１〜１３−ｎ間で互いに異なっていることが
ポイントである。

【００２１】図２は、単位エコーキャンセラ１３−１〜
１３−ｎとして用いられるエコーキャンセラの詳細な構
成を示している。このエコーキャンセラは、エコーキャ
ンセル部２０、減算器２５、レベル算出器２６及び受話
状態判定器２７から構成される。エコーキャンセル部２
０は、データメモリ２１、係数更新回路２２、係数メモ
リ２３及びフィルタ演算回路２４からなっており、適応
フィルタを構成している。

【００２２】エコーキャンセル部２０では、受話信号ｘ
をエコーパスの特性（インパルス応答）と等しい特性を
持つ適応フィルタに通すことによってエコーを推定し、
この推定に基づき疑似エコー信号ｙhatを生成する。す
なわち、データメモリ２１に所定長さだけ格納された受
話信号ｘと、係数メモリ２２に格納されたフィルタ係数
との畳み込み演算をフィルタ演算回路２４で行うことに
よって、擬似エコー信号ｙhatが生成される。係数メモ
リ２３に格納されているフィルタ係数は、例えば次式に
示す公知の学習同定法に従って、エコーキャンセル部２
０がエコーパスと等しい特性を持つように、係数更新回
路２２によって適応的に更新される。

【００２３】

【数１】

【００２４】ここで、ｈ_k(n)は時刻ｎにおけるｋ番目の
タップのフィルタ係数値、μはステップサイズ、ｅ(n)
は時刻ｎにおける残差エコー信号、ｘ(n)は時刻ｎにお
ける受話信号ｘ、Ｎは適応フィルタのタップ数であり、
係数更新回路２２は式（１）に従って係数更新を行う。

【００２５】こうしてエコーキャンセル部２０によって
生成された疑似エコー信号ｙhaは減算器２５に入力さ
れ、送話入力信号ｙから疑似エコー信号ｙhaが差し引か
れることによって、エコーが消去された送話出力信号が
得られる。

【００２６】一方、受話信号ｘはレベル算出器２６にも
入力され、そのレベルがＬｘが検出される。レベル比判
定器２７は、レベル算出器２６で算出された受話信号レ
ベルＬｘが予め設定された閾値（受話状態判定閾値）Ｋ
ｉを超えたときに受話状態と判定する。

【００２７】レベル比判定器２７から出力される受話状
態判定結果ＲＣは、エコーキャンセル部２０の係数更新
回路２２に入力される。係数更新回路２２は、この判定
結果ＲＣが「受話状態」のとき、係数メモリ２３に格納
されているフィルタ係数の更新を行う。ここで、受話状
態判定閾値Ｋｉは前述したように図１の各単位エコーキ
ャンセラ１３−１〜１３−ｎで異なる値に設定されてい
る。

【００２８】単位エコーキャンセラ１３−１〜１３−ｎ
の中で、受話信号レベルＬｘに最適な受話状態判定閾値
Ｋｉを有する単位エコーキャンセラの出力が最も適応フ
ィルタの推定精度が良く、残差エコー信号のレベルが低
いと考えられる。そこで、図１に示したように最小値判
定器１４によって残差エコー信号ｅのパワーが最も小さ
い単位エコーキャンセラの出力信号を判定し、その単位
エコーキャンセラの出力信号を送話出力選択器１５によ
り選択して送話出力信号として出力端子Ｓoutへ出力す
る。このようにすれば、受話信号レベルＬｘに最適な受
話状態判定閾値Ｋｉを有するエコーキャンセラによって
エコーを打消したことと等価になる。

【００２９】すなわち、本実施形態によれば受話信号レ
ベルＬｘが高いときは、受話状態判定閾値Ｋｉの大きい
単位エコーキャンセラの出力信号、また受話信号レベル
Ｌｘが低いときは、受話状態判定閾値Ｋｉの小さい単位
エコーキャンセラの出力信号をそれぞれ選択して送話出
力信号とすることにより、受話信号レベルＬｘが様々に
変化する状況であっても、適応フィルタの推定精度をあ
まり低下させることなく学習を行って、確実なエコーキ
ャンセル動作を行うことができる。

【００３０】（第２の実施形態）図３に、本発明の第２
の実施形態に係るエコーキャンセラの構成を示す。本実
施形態のエコーキャンセラは、図２の構成にフィルタ収
束判定部３０Ａを追加した構成となっている。また、本
実施形態のエコーキャンセラは、第１の実施形態におけ
る単位エコーキャンセラ１３−１〜１３−ｎとしてでな
く、基本的に単独で使用されるものであるが、単位エコ
ーキャンセラ１３−１〜１３−ｎとして使用することも
可能である。

【００３１】フィルタ収束判定部３０Ａは、エコーキャ
ンセル部２０を構成する適応フィルタの収束状態、すな
わち適応フィルタが収束しているか否かを判定する回路
であり、送話入力信号のレベルＬｙを算出するレベル算
出器３１、送話出力信号のレベルＬｅを算出するレベル
算出器３２、送話入力信号レベルＬｙに対する送話出力
信号レベルＬｅの比Ｃ１（＝Ｌｅ／Ｌｙ）を算出するレ
ベル比算出器３３、及びレベル比Ｃ１を所定の閾値Ｋ１
と比較判定してフィルタ収束判定結果ＦＣを出力するレ
ベル比判定器３４によって構成される。レベル比判定器
３４は、送話入出力信号のレベル比Ｃ１（＝Ｌｅ／Ｌ
ｙ）が閾値Ｋ１以下のとき、適応フィルタが収束したと
判定する。送話出力信号のレベルＬｅは、送話出力信号
に含まれる残差エコー信号ｅのレベルである。

【００３２】このフィルタ収束判定部３０Ａの判定結果
ＦＣは受話状態判定器２７に入力され、この判定結果Ｆ
Ｃに従って受話状態判定器２７の受話状態判定閾値Ｋｉ
が変更される。すなわち、受話状態にも関わらずフィル
タ収束判定部３０Ａにおいて送話入出力信号のレベル比
Ｃ１が閾値Ｋ１を超えたときは、エコー残差信号ｅのレ
ベルが大きく、適応フィルタがまだ収束していないと判
断して受話状態判定閾値Ｋｉは下げられる。逆に、受話
状態でレベル比Ｃ１が閾値Ｋ１以下であったときは、エ
コー残差信号ｅが十分に小さくなり、適応フィルタが十
分収束したと判断して受話状態判定閾値Ｋｉは上げられ
る。

【００３３】従って、本実施形態によれば、より早く、
かつより精度良く適応フィルタを収束させることがで
き、受話信号が様々なレベルで到来する状況であっても
良好なエコーキャンセル動作を行うことができる。

【００３４】（第３の実施形態）図４は、本発明の第３
の実施形態に係るエコーキャンセラの構成を示す図であ
り、第２の実施形態と同様にフィルタ収束判定部３０Ｂ
が図２の構成に追加された構成となっている。

【００３５】本実施形態におけるフィルタ収束判定部３
０Ｂが図３に示したフィルタ収束判定部３０Ａと異なる
点は、図３における送話入力信号ｙのレベルを算出する
レベル算出器３１が除去され、代わってレベル算出器２
６によって算出された受話信号レベルＬｘがレベル比算
出器３３に入力されている点である。この場合、レベル
比算出器３３では、受話信号レベルＬｘに対する送話出
力信号レベルＬｅの比Ｃ２（＝Ｌｅ／Ｌｘ）を算出し、
レベル比判定器３４では、この比Ｃ２（＝Ｌｅ／Ｌｘ）
が閾値Ｋ２以下のとき、適応フィルタが収束したと判定
する。

【００３６】従って、本実施形態によってもフィルタ収
束判定部３０Ｂの判定結果ＦＣに従い、受話状態にも関
わらずフィルタ収束判定部３０Ｂにおいてレベル比Ｃ２
が閾値Ｋ２を超えたときは、適応フィルタがまだ収束し
ていないと判断して受話状態判定閾値Ｋｉを下げ、逆に
受話状態でレベル比Ｃ２が閾値Ｋ２以下であったとき
は、適応フィルタが十分収束したと判断して受話状態判
定閾値Ｋｉを上げることにより、第２の実施形態と同様
の効果を得ることができる。

【００３７】（第４の実施形態）図５に、本発明の第４
の実施形態に係るエコーキャンセラの構成を示す。本実
施形態のエコーキャンセラは、基本的に第１の実施形態
における単位エコーキャンセラ１３−１〜１３−ｎとし
て使用されるものであるが、単独で使用することも可能
である。

【００３８】一般的に、適応フィルタがエコーパスのイ
ンパルス特性を推定中に（このとき受話音声は存在して
いる）、送話音声が存在する、いわゆるダブルトーク状
態では、送話音声が適応フィルタにとって外乱となり、
適応フィルタの推定精度は著しく劣化する。その結果、
エコーキャンセラの出力に消去しきれないエコー、すな
わち残差信号が含まれるようになる。

【００３９】本実施形態は、この問題を解決するために
図２に示したエコーキャンセラの構成にダブルトーク判
定部４０Ａを追加してダブルトーク状態にあるか否かを
判定し、ダブルトーク状態の間はエコーキャンセル部２
０での学習（適応制御）、すなわち係数更新制御を停止
することによって、適応フィルタの推定精度の劣化を防
止するようにしたものである。

【００４０】ダブルトーク判定部４０Ａは、受話信号の
レベルＬｘを算出するレベル算出器２６、送話入力信号
のレベルＬｙを算出するレベル算出器４１、受話信号レ
ベルＬｘに対する送話入力信号レベルＬｙの比Ｃ３（＝
Ｌｙ／Ｌｘ）を算出するレベル比算出器４３、及びレベ
ル比Ｃ３を所定の閾値Ｋ３と比較判定してダブルトーク
判定結果ＤＴを出力するレベル比判定器４４から構成さ
れる。

【００４１】レベル比判定器４４は、レベル比Ｃ３（＝
Ｌｙ／Ｌｘ）が閾値Ｋ３より大きいとき、ダブルトーク
状態と判定する。レベル比判定器４４の判定結果ＤＴは
エコーキャンセル部２０に送出され、ダブルトーク状態
のとき係数更新回路２２による係数更新制御を停止させ
る。

【００４２】このように本実施形態によれば、ダブルト
ーク状態のときはエコーキャンセル部２０での学習を停
止させることによって、適応フィルタに対して外乱とし
て作用する送話音声による適応フィルタの推定精度劣化
を防止して、残差エコー信号を低減させることができ、
より安定したエコーキャンセル動作が可能となる。

【００４３】（第５の実施形態）図６は、本発明の第５
の実施形態に係るエコーキャンセラの構成を示す図であ
り、第４の実施形態と同様にダブルトーク判定部４０Ｂ
が図２の構成に追加された構成となっている。

【００４４】本実施形態におけるダブルトーク判定部４
０Ｂが第４の実施形態の図５に示したダブルトーク判定
部４０Ａと異なる点は、図５における送話入力信号ｙの
レベルＬｙを算出するレベル算出器４１に代えて送話出
力信号のレベルＬｅを算出するレベル算出器４２が用い
られている点である。この場合、レベル比算出器４３で
は、受話信号レベルＬｘに対する送話出力信号レベルＬ
ｅの比Ｃ２（＝Ｌｅ／Ｌｘ）を算出し、レベル比判定器
４４では、この比Ｃ２（＝Ｌｅ／Ｌｘ）が閾値Ｋ２より
大きいとき、ダブルトーク状態と判定する。

【００４５】従って、本実施形態によっても第４の実施
形態と同様に、ダブルトーク判定部４０Ｂの判定結果Ｄ
Ｔに従い、ダブルトーク状態のときはエコーキャンセル
部２０での学習を停止させることによって、適応フィル
タに対して外乱として作用する送話音声による適応フィ
ルタの推定精度劣化を防止して、残差信号を低減させる
ことができ、より安定したエコーキャンセル動作が可能
となる。

【００４６】（第６の実施形態）図７は、本発明の第６
の実施形態に係るエコーキャンセラの構成を示す図であ
り、やはりダブルトーク判定部４０Ｃが図２の構成に追
加された構成となっている。

【００４７】本実施形態におけるダブルトーク判定部４
０Ｃが第４、第５の実施形態の図５及び図６に示したダ
ブルトーク判定部４０Ａ，４０Ｂと異なる点は、送話入
力信号ｙのレベルＬｙを算出するレベル算出器４１と送
話出力信号のレベルＬｅを算出するレベル算出器４２が
用いられ、レベル比算出器４３では送話入力信号レベル
Ｌｙに対する送話出力信号レベルＬｅの比Ｃ１（＝Ｌｅ
／Ｌｙ）を算出し、レベル比判定器４４で、この比Ｃ１
（＝Ｌｅ／Ｌｙ）が閾値Ｋ１より大きいとき、ダブルト
ーク状態と判定するようにした点である。

【００４８】従って、本実施形態によっても第４、第５
の実施形態と同様に、ダブルトーク判定部４０Ｃの判定
結果ＤＴに従い、ダブルトーク状態のときはエコーキャ
ンセル部２０での学習を停止させることによって、適応
フィルタに対して外乱として作用する送話音声による適
応フィルタの推定精度劣化を防止して、残差信号を低減
させることができ、より安定したエコーキャンセル動作
が可能となる。

【００４９】（第７の実施形態）図８は、本発明の第７
の実施形態に係るエコーキャンセラの構成を示す図であ
り、第１の実施形態の図１に示した構成に、ダブルトー
ク判定部４０Ｃを組み合わせた構成となっている。

【００５０】すなわち、本実施形態ではダブルトーク判
定器４０Ｃに送話出力信号として送話出力選択器１５で
選択された送話出力信号を入力して、そのレベルをレベ
ル算出器４１で算出する点が図７に示した第６の実施形
態と異なっている。

【００５１】このような構成により、第１の実施形態と
同様に受話信号レベルＬｘが高いときは、受話状態判定
閾値Ｋｉの大きい単位エコーキャンセラの出力信号、ま
た受話信号レベルＬｘが低いときは、受話状態判定閾値
Ｋｉの小さい単位エコーキャンセラの出力信号をそれぞ
れ選択して送話出力信号とすることにより、受話信号レ
ベルＬｘが様々に変化する状況であっても、適応フィル
タの推定精度をあまり低下させることなく学習を行って
確実なエコーキャンセル動作を行うという効果に加え
て、ダブルトーク判定部４０Ｃの判定結果ＤＴに従い、
ダブルトーク状態のときはエコーキャンセル部２０での
学習を停止させることで、送話音声による適応フィルタ
の推定精度劣化を防止して残差エコー信号を低減させ、
安定したエコーキャンセル動作が可能となる、という効
果を得ることができる。

【００５２】なお、上述の各実施形態では、エコーキャ
ンセル部２０として学習同定法により係数更新を行う適
応フィルタの例について説明したが、係数更新制御のア
ルゴリズムはこれに限定されるものではなく、例えば、
ＬＭＳ法、ＲＬＳ法、またアフィン射影法等を用いて係
数更新制御を行うことも可能である。

【００５３】また、第２、第３の実施形態では、フィル
タ収束判定部３０Ａ，３０Ｂにおいて二つの入力信号、
すなわち(a)送話入力信号と送話出力信号、または(b)受
話信号と送話出力信号のレベル比を算出し、そのレベル
比を閾値と比較して適応フィルタの収束状態の判定を行
ったが、二つの入力信号（送話入力信号と送話出力信
号、または受話信号と送話出力信号）の差を算出し、そ
のレベル差を閾値と比較して適応フィルタの収束状態の
判定を行ってもよく、要するに二つの入力信号のパワー
相関を求め、このパワー相関に基づいて例えば相関値が
閾値以下のとき適応フィルタが収束したと判定してもよ
い。

【００５４】さらに、第４〜第７の実施形態ではダブル
トーク判定部４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃにおいて二つの入
力信号、すなわち(a)受話信号と送話入力信号、(b)受話
信号と送話出力信号、(c)送話入力信号と送話出力信号
のレベル比を算出し、そのレベル比を閾値と比較してダ
ブルトーク状態の判定を行ったが、二つの入力信号（受
話信号と送話入力信号、(b)受話信号と送話出力信号、
(c)送話入力信号と送話出力信号）の差を算出し、その
レベル差を閾値と比較してダブルトーク状態の判定を行
ってもよく、要するに二つの入力信号のパワー相関を求
め、このパワー相関に基づいて例えば相関値が閾値より
大きいときダブルトーク状態と判定してもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のエコーキ
ャンセラによれば、受話状態判定閾値の異なるエコーキ
ャンセラを複数設け、これらの各エコーキャンセラの出
力信号のうちからエコー残差信号のパワーが最も小さい
信号を送話出力信号として選択して出力するか、あるい
は送話入力信号と送話出力信号のパワー相関または受話
信号と送話出力信号のパワー相関に基づいて受話状態判
定閾値を変更することにより、通話毎に最適な受話状態
判定閾値を選択でき、必要以上に受話状態判定閾値を下
げることなく、適応フィルタの推定精度低下を防止し、
受話信号が様々なレベルで到来する状況であっても、良
好なエコーキャンセル動作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るエコーキャンセ
ラの構成を示すブロック図

【図２】同実施形態における一つのエコーキャンセラの
構成を示すブロック図

【図３】本発明の第２の実施形態に係るエコーキャンセ
ラの構成を示すブロック図

【図４】本発明の第３の実施形態に係るエコーキャンセ
ラの構成を示すブロック図

【図５】本発明の第４の実施形態に係るエコーキャンセ
ラの構成を示すブロック図

【図６】本発明の第５の実施形態に係るエコーキャンセ
ラの構成を示すブロック図

【図７】本発明の第６の実施形態に係るエコーキャンセ
ラの構成を示すブロック図

【図８】本発明の第７の実施形態に係るエコーキャンセ
ラの構成を示すブロック図

【符号の説明】

１１…受話用スピーカ １２…送話用マイクロホン １３−１〜１３−ｎ…単位エコーキャンセラ １４…最小値判定器 １５…送話出力選択器 ２０…エコーキャンセル部 ２１…データメモリ ２２…係数更新回路 ２３…係数メモリ ２４…フィルタ演算回路 ２５…減算器 ２６…受話信号レベル算出器 ２７…受話状態判定器 ３０Ａ，３０Ｂ…フィルタ収束判定部 ３１…送話入力信号レベル算出器 ３２…送話出力信号レベル算出器 ３３…レベル比算出器 ３４…レベル比判定器 ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ…ダブルトーク判定部 ４１…送話入力信号レベル算出器 ４２…送話出力信号レベル算出器 ４３…レベル比算出器 ４４…レベル比判定器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】受話信号と送話入力信号に混入したエコー
   との関係の学習に基づいて前記受話信号から推定される
   擬似エコー信号を前記送話入力信号から差し引くことに
   より前記エコーを打ち消すエコーキャンセル手段、及び
   前記受話信号のパワーが閾値を超えたときに受話状態と
   判定して前記エコーキャンセル手段に前記学習を行わせ
   る受話状態判定手段をそれぞれ有し、前記閾値を互いに
   異ならせた複数の単位エコーキャンセラと、 前記複数の単位エコーキャンセラから出力される残差エ
   コー信号のうちパワーが最も小さい残差信号を判定する
   最小値判定手段と、 前記最小値判定手段により前記残差信号のパワーが最も
   小さいと判定された前記単位エコーキャンセルの出力信
   号を送話出力信号として選択する出力選択手段とを具備
   することを特徴とするエコーキャンセラ。
2. 【請求項２】受話信号と送話入力信号に混入したエコー
   との関係の学習に基づき前記受話信号から推定される擬
   似エコー信号を前記送話入力信号から差し引くことによ
   り前記エコーを打ち消して送話出力信号を生成するエコ
   ーキャンセル手段と、 前記受話信号のパワーが閾値を超えたときに受話状態と
   判定して前記エコーキャンセル手段に前記学習を行わせ
   るための受話状態判定手段と、 前記送話入力信号と前記送話出力信号のパワー相関また
   は前記受話信号と前記送話出力信号のパワー相関に基づ
   いて前記閾値を変更する閾値変更手段とを具備すること
   を特徴とするエコーキャンセラ。
3. 【請求項３】適応フィルタを用いて構成され、受話信号
   と送話入力信号に混入したエコーとの関係の学習に基づ
   き前記受話信号から適応フィルタによって推定される擬
   似エコー信号を前記送話入力信号から差し引くことによ
   り前記エコーを打ち消して送話出力信号を生成するエコ
   ーキャンセル手段と、 前記受話信号のパワーが閾値を超えたときに受話状態と
   判定して前記エコーキャンセル手段に前記学習を行わせ
   るための受話状態判定手段と、 前記適応フィルタの収束状態を判定して前記閾値を上げ
   る制御を行うフィルタ収束判定手段とを具備することを
   特徴とするエコーキャンセラ。
4. 【請求項４】前記受話信号と前記送話入力信号のパワー
   相関、前記受話信号と前記送話出力信号のパワー相関、
   または前記送話入力信号と前記送話出力信号のパワー相
   関に基づいて前記エコーキャンセル手段に前記学習を行
   わせるか否かを決定する手段をさらに具備することを特
   徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のエコーキ
   ャンセラ。
5. 【請求項５】前記受話信号と前記送話入力信号のパワー
   相関、前記受話信号と前記送話出力信号のパワー相関、
   または前記送話入力信号と前記送話出力信号のパワー相
   関に基づいて送受話同時通話状態か否かを判定し、送受
   話同時通話状態と判定したとき前記エコーキャンセル手
   段の前記学習を停止させる送受話同時通話判定手段をさ
   らに具備することを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
   か１項記載のエコーキャンセラ。