JP2003101445A - エコー処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信しようとする入力信号のスペクトルに従
った、自然性の高い擬似背景雑音を生成できるエコー処
理装置を得る。 【解決手段】 エコー処理装置は、エコー抑圧量算出部
４、時間・周波数変換部５、雑音スペクトル推定部７、
混合部９、周波数・時間変換部１１を備える。エコー抑
圧量算出部４は、エコー信号が混入した送信しようとす
る送信入力信号と、受信した受信入力信号の状態を比較
し、この比較に基づいてエコー抑圧量を算出する。時間
・周波数変換部５は、送信入力信号をＦＦＴ処理して、
振幅スペクトルと位相スペクトルを生成する。雑音スペ
クトル推定部７は、振幅スペクトルから雑音スペクトル
を推定する。混合部９は振幅スペクトルにエコー抑圧量
に応じて雑音スペクトルを混合する。周波数・時間変換
部１１は、雑音スペクトルが混合された振幅スペクトル
と位相スペクトルに基づいて、時間領域の表現形式の雑
音が混合された送信出力信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、音声通信システ
ムやテレビ会議装置等において、通信路やスピーカとマ
イク間の反響路で生じる、送信音声信号に含まれるエコ
ーを低減するエコー処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、テレビ会議装置や自動車の車内
でのハンズフリー通話、または通信回線で生じる音響・
回線エコー消去のためにエコー処理装置（エコーキャン
セラ）が用いられる。このエコーキャンセラは、エコー
成分を消去する適応フィルタと、残留エコー成分を抑圧
するエコーサプレッサを備え、適応フィルタによりエコ
ー成分を消去した後、消去しきれなかったエコー成分
（残留エコー成分）の振幅をエコーサプレッサにより抑
圧処理する。ところが、エコーサプレッサは残留エコー
成分以外の音響的な背景雑音信号をも抑圧してしまうた
め、通話信号中の背景雑音の断続感が生じて通話品質の
劣化が生じる。そこで、擬似背景雑音を生成して出力信
号に重畳することで断続感の軽減を行う。

【０００３】このエコー処理装置の一例が、例えば特開
２０００−２２４０８１号公報「エコーキャンセラ装
置」中に開示されている。

【０００４】図１２は上記特開２０００−２２４０８１
号公報に開示されている従来のエコー処理装置の構成を
示すブロック図である。図１２において、１００は適応
フィルタ、１２０は擬似背景雑音発生器、１３１はＡＦ
Ｂ（Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｆｉｌｔｅｒ Ｂａｎｋ）、１
３２は第１の抑圧部、１３３は加算器、１３４はＳＦＢ
（Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ Ｆｉｌｔｅｒ Ｂａｎｋ）、１
３５は第２の抑圧部、１３６は第１のレベル推定部、１
３７は第２のレベル推定部、１３８は検出部である。

【０００５】次に動作について説明する。適応フィルタ
１００は、エコー信号が混入した入力信号Ｓ［ｔ］から
エコーを部分的に消去し、エコー消去後の信号Ｕ［ｔ］
を出力する。ただし、適応フィルタ１００では完全にエ
コーを消去することができないので、このエコー消去後
の入力信号Ｕ［ｔ］は残留エコー信号を含んでいる。

【０００６】残留エコー信号を含む入力信号Ｕ［ｔ］を
ＡＦＢ１３１は周波数帯域により分割して各帯域の入力
信号Ｕ［ｔ，ｊ］を生成し、第１の抑圧部１３２および
擬似背景雑音発生器１２０にこれらを供給する。ここで
ｊは各帯域の番号を表す。各帯域の残留エコーについ
て、第１の抑圧部１３２は、残留エコー信号に損失（Ｌ
ｏｓｓ１）を与えて減衰させエコー信号を抑圧して消去
する。損失Ｌｏｓｓ１の算出方法は以下の通りである。

【０００７】まず、遠端話者音声信号Ｒ_inの平均パワー
Ｐｏｗ（Ｒ_in）と、入力信号Ｕ［ｔ，ｊ］の平均パワー
Ｐｏｗ（Ｓ［ｊ］）とを比較し、前者が後者よりも大き
ければ、式（１）に従って既存の損失Ｌｏｓｓ１からμ
を差し引く。 Ｌｏｓｓ１［ｊ］＝Ｌｏｓｓ１［ｊ］−μ （１） ここで、μは抑圧量のステップ値であり定数である。

【０００８】一方、平均パワーＰｏｗ（Ｒ_in）が、平均
パワーＰｏｗ（Ｓ［ｊ］）以下であれば、式（２）に従
って既存の損失Ｌｏｓｓ１にμを加える。 Ｌｏｓｓ１［ｊ］＝Ｌｏｓｓ１［ｊ］＋μ （２）

【０００９】ただし、いずれの場合にも、式（３）に示
された範囲に入るように損失Ｌｏｓｓ１を調整する。 Ｌｏｓｓ（ｍａｘ）≦Ｌｏｓｓ１［ｊ］≦０（ｄＢ） （３） ここで、Ｌｏｓｓ（ｍａｘ）は第１の抑圧部１３２が与
えることの可能な最大の損失量である。

【００１０】以上の比較と調整を繰り返すことにより、
損失Ｌｏｓｓ１を収束させるとともに、残留エコーのレ
ベルに従って損失Ｌｏｓｓ１を制御することができる。
この過程で残留エコー信号は、第１の抑圧部１３２によ
り抑圧されて大部分のエコー信号は消去されるが、エコ
ー信号に重畳した音響的な背景雑音信号も抑圧され、こ
のままでは通話の断続感の原因となる。

【００１１】一方、擬似背景雑音発生器１２０は、ＡＦ
Ｂ１３１によって帯域分割された信号Ｕ［ｔ，ｊ］の背
景雑音のレベルを推定して、背景雑音レベルと同一レベ
ルの擬似背景雑音Ｎ［ｔ，ｊ］を生成する。生成された
擬似背景雑音Ｎ［ｔ，ｊ］は加算器１３３に供給され、
第１の抑圧部１３２でエコーが低減された信号に擬似背
景雑音Ｎ［ｔ，ｊ］が、この加算器１３３により加算さ
れる。このときには、加算後の背景雑音レベルが、擬似
背景雑音レベルと同一となるようにされる。

【００１２】加算器１３３の出力信号Ｏ［ｔ，ｊ］は、
各帯域ごとに分離されているが、これらはＳＦＢ１３４
に供給され、ＳＦＢ１３４により合成されて出力信号Ｏ
［ｔ］として出力され、さらに第２の抑圧部１３５に入
力される。

【００１３】また、加算器１３３が出力した各帯域の出
力信号Ｏ［ｔ，ｊ］の瞬時レベルは、第２のレベル推定
部１３７で測定される。さらに、擬似背景雑音発生器１
２０が出力した各帯域の擬似背景雑音Ｎ［ｔ，ｊ］の瞬
時レベルは第１のレベル推定部１３６で測定される。レ
ベル推定部１３６，１３７の両者の測定結果を比較する
ことにより、近端話者の音声が実際に存在したか否かを
判断することができる。

【００１４】両方のレベル推定部１３６，１３７の測定
結果は、検出部１３８に供給され、これらに基づいて検
出部１３８は各帯域毎の有音・無音の検出（近端話者の
音声が実際に存在したか否かの判断）を行う。さらに、
各帯域の有音・無音結果を合成して、１つ以上の帯域で
有音が検出されると有音を示すディジタル信号「１」、
すべての周波数帯域で無音が検出された場合は無音を示
すディジタル信号「０」を出力する。

【００１５】検出部１３８の出力結果は第２の抑圧部１
３５に入力され、これに基づいて第２の抑圧部１３５は
抑圧量Ｌｏｓｓ２を以下のように決定し、信号Ｏ［ｔ］
に損失Ｌｏｓｓ２を与えて減衰させる。

【００１６】まず、検出部１３８の検出結果が０（無
音）の場合には、式（４）に従って既存の損失Ｌｏｓｓ
２にμ’を加える。 Ｌｏｓｓ２＝Ｌｏｓｓ２＋μ’ （４） ここで、μ’は抑圧量のステップ値であり、絶対値が十
分小さい正の定数（例えば０．１ｄＢ〜０．０１ｄＢ）
である。

【００１７】一方、検出部１３８の検出結果が１（有
音）の場合には、式（５）に従って損失Ｌｏｓｓ２をゼ
ロにする。 Ｌｏｓｓ２＝０（ｄＢ） （５）

【００１８】式（４）より明らかなように、無音の場合
には段階的に抑圧量（Ｌｏｓｓ２）が増加して背景雑音
のみ抑圧することができる。逆に有音の場合には、式
（５）より明らかなように、瞬時的に抑圧量（Ｌｏｓｓ
２）を０（ｄＢ）に設定することにより音声信号の抑圧
を防止する。

【００１９】以上に述べた従来のエコー処理装置は、エ
コー消去後の入力信号を帯域分割フィルタにより帯域別
の時間信号に分割し、背景雑音の各帯域毎のレベルを推
定して背景雑音と同じ振幅スペクトルを持つ擬似的な背
景雑音信号を生成し、ＮＬＰ（ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒ
ｐｒｏｃｅｓｓ）処理により抑圧された信号に対し擬似
背景雑音信号を重畳処理することにより、背景雑音の断
続感を軽減する。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のエコー
処理装置は以上のように構成されているので、後から混
入する擬似背景雑音は各小帯域毎に入力信号の背景雑音
レベルを推定することで入力信号の背景雑音と同様の振
幅スペクトルを得ているが、その位相スペクトルは入力
信号の位相スペクトルとは違うものであり、疑似背景雑
音が混合された最終的な出力信号は依然として不自然感
・違和感を招くなどの課題があった。

【００２１】この発明は、送信しようとする入力信号の
スペクトルに従った、自然性の高い擬似背景雑音を生成
できるエコー処理装置を得ることを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】この発明に係るエコー処
理装置は、エコー信号が混入した送信しようとする送信
入力信号と、受信した受信入力信号の状態を比較し、こ
の比較に基づいてエコー抑圧量を算出するエコー抑圧量
算出部と、送信入力信号を時間領域の表現形式から周波
数領域の表現形式に変換して、振幅スペクトルと位相ス
ペクトルを生成する時間・周波数変換部と、振幅スペク
トルから雑音スペクトルを推定する雑音スペクトル推定
部と、振幅スペクトルにエコー抑圧量に応じて雑音スペ
クトルを混合する混合部と、混合部により雑音スペクト
ルが混合された振幅スペクトルと、位相スペクトルに基
づいて、時間領域の表現形式の雑音が混合された送信出
力信号を生成して、送信出力信号を出力する周波数・時
間変換部とを備えたものである。

【００２３】この発明に係るエコー処理装置は、混合部
が、エコー抑圧量に応じて振幅スペクトルのスペクトル
振幅の調整を行う振幅調整部を具備するものである。

【００２４】この発明に係るエコー処理装置は、振幅ス
ペクトルから、雑音スペクトルにスペクトル減算率を乗
じたスペクトルを減算して雑音除去スペクトルを生成
し、雑音除去スペクトルを振幅スペクトルの代わりに混
合部に供給するスペクトル減算部を具備するものであ
る。

【００２５】この発明に係るエコー処理装置は、エコー
信号が混入した送信しようとする送信入力信号と、受信
した受信入力信号の状態を比較し、この比較に基づいて
エコー抑圧量を算出するエコー抑圧量算出部と、送信入
力信号を時間領域の表現形式から周波数領域の表現形式
に変換して、振幅スペクトルと位相スペクトルを生成す
る時間・周波数変換部と、振幅スペクトルから雑音スペ
クトルを推定する雑音スペクトル推定部と、振幅スペク
トルに雑音スペクトルを混合する混合部と、エコー抑圧
量に応じて位相スペクトルの位相を擾乱する位相ランダ
ム化部と、混合部により雑音スペクトルが混合された振
幅スペクトルと、位相ランダム化部により位相が擾乱さ
れた位相スペクトルに基づいて、時間領域の表現形式の
雑音が混合された送信出力信号を生成して、送信出力信
号を出力する周波数・時間変換部とを備えたものであ
る。

【００２６】この発明に係るエコー処理装置は、エコー
抑圧量算出部が算出するエコー抑圧量が所定の値より小
さい場合には、位相ランダム化部は、送信しようとする
送信入力信号の位相スペクトルのうち高周波領域の位相
を擾乱し、エコー抑圧量が大きくなるに従って、位相ラ
ンダム化部は高周波領域だけでなく低周波領域の位相を
擾乱するようにしたものである。

【００２７】この発明に係るエコー処理装置は、エコー
信号が混入した送信しようとする送信入力信号と、受信
した受信入力信号の状態を比較し、この比較に基づいて
エコー抑圧量を算出するエコー抑圧量算出部と、送信入
力信号を時間領域の表現形式から周波数領域の表現形式
に変換して、振幅スペクトルと位相スペクトルを生成す
る時間・周波数変換部と、振幅スペクトルから雑音スペ
クトルを推定する雑音スペクトル推定部と、振幅スペク
トルに雑音スペクトルを混合する混合部と、エコー抑圧
量に応じて振幅スペクトルの振幅を擾乱する振幅ランダ
ム化部と、振幅ランダム化部により振幅が擾乱されて混
合部により雑音スペクトルが混合された振幅スペクトル
と、位相スペクトルに基づいて、時間領域の表現形式の
雑音が混合された送信出力信号を生成して、送信出力信
号を出力する周波数・時間変換部とを備えたものであ
る。

【００２８】この発明に係るエコー処理装置は、エコー
抑圧量算出部が算出するエコー抑圧量が所定の値より小
さい場合には、振幅ランダム化部は、送信しようとする
送信入力信号の振幅スペクトルのうち高周波領域の振幅
を擾乱し、エコー抑圧量が大きくなるに従って、振幅ラ
ンダム化部は高周波領域だけでなく低周波領域の振幅を
擾乱するようにしたものである。

【００２９】この発明に係るエコー処理装置は、エコー
信号が混入した送信しようとする送信入力信号を時間領
域の表現形式から周波数領域の表現形式に変換して、振
幅スペクトルと位相スペクトルを生成する時間・周波数
変換部と、振幅スペクトルから雑音スペクトルを推定す
る雑音スペクトル推定部と、送信入力信号の背景雑音レ
ベルに応じて、雑音スペクトルの振幅を擾乱する雑音振
幅ランダム化部と、雑音振幅ランダム化部で振幅が擾乱
された雑音スペクトルを振幅スペクトルに混合する混合
部と、混合部により雑音スペクトルが混合された振幅ス
ペクトルと、位相スペクトルに基づいて、時間領域の表
現形式の雑音が混合された送信出力信号を生成して、送
信出力信号を出力する周波数・時間変換部とを備えたも
のである。

【００３０】この発明に係るエコー処理装置は、送信し
ようとする送信入力信号の背景雑音レベルが所定の値よ
り小さい場合には、雑音振幅ランダム化部は、雑音スペ
クトルのうち高周波領域の振幅を擾乱し、背景雑音レベ
ルが大きくなるに従って、雑音振幅ランダム化部は高周
波領域だけでなく低周波領域の振幅を擾乱するようにし
たものである。

【００３１】この発明に係るエコー処理装置は、エコー
抑圧量算出部が算出するエコー抑圧量が所定の値より大
きい場合には、混合部は大きな割合の雑音スペクトルを
振幅スペクトルに混合し、エコー抑圧量が所定の値より
小さい場合には、混合部は小さな割合の雑音スペクトル
を振幅スペクトルに混合するものである。

【００３２】この発明に係るエコー処理装置は、エコー
抑圧量算出部が算出するエコー抑圧量が所定の値よりも
大きい場合には、混合部が振幅スペクトルに雑音スペク
トルを混合する代わりに、振幅スペクトルを雑音スペク
トルで置換するものである。

【００３３】この発明に係るエコー処理装置は、受信し
た受信入力信号と、通信路伝達特性あるいはマイクとス
ピーカ間の音響伝達特性に基づいてフィルタ係数を推定
し、擬似エコー信号を生成する適応フィルタと、エコー
信号が混入した送信しようとする送信入力信号から擬似
エコー信号を減算することによりエコー信号を除去する
減算部とを具備し、適応フィルタのフィルタ係数が収束
するまでの間、他の場合より大きな割合の雑音スペクト
ルを混合部が振幅スペクトルに混合するか、あるいは振
幅スペクトルに雑音スペクトルを混合する代わりに、振
幅スペクトルを雑音スペクトルで置換するものである。

【００３４】この発明に係るエコー処理装置は、混合部
は、送信しようとする送信入力信号の振幅スペクトルの
うち低周波領域の振幅スペクトル成分に所定の値より大
きな割合の雑音スペクトル成分を混合し、高周波数領域
になるに従ってより小さい割合の雑音スペクトル成分を
振幅スペクトル成分に混合するようにしたものである。

【００３５】この発明に係るエコー処理装置は、雑音ス
ペクトル推定部が、複数の推定雑音スペクトルを算出
し、そのうちのいずれか１つの推定雑音スペクトルをラ
ンダムに選択して、雑音スペクトルとして出力するもの
である。

【００３６】この発明に係るエコー処理装置は、雑音ス
ペクトル推定部が、遅い更新速度を用いて第１の推定雑
音スペクトルを算出し、早い更新速度を用いて第２の推
定雑音スペクトルを算出し、そのうちのいずれか１つの
推定雑音スペクトルをランダムに選択して、雑音スペク
トルとして出力するものである。

【００３７】この発明に係るエコー処理装置は、雑音ス
ペクトル推定部が、複数の推定雑音スペクトルを算出
し、これらの複数の推定雑音スペクトルの重みつき加算
を行って得られる重みつき平均雑音スペクトルを雑音ス
ペクトルとして出力するものである。

【００３８】この発明に係るエコー処理装置は、雑音ス
ペクトル推定部が、遅い更新速度を用いて第１の推定雑
音スペクトルを算出し、早い更新速度を用いて第２の推
定雑音スペクトルを算出し、これらの複数の推定雑音ス
ペクトルの重みつき加算を行って得られる重みつき平均
雑音スペクトルを雑音スペクトルとして出力するもので
ある。

【００３９】この発明に係るエコー処理装置は、雑音ス
ペクトル推定部における重み付き加算に用いる重み係数
を、雑音スペクトル推定部が、雑音スペクトルのスペク
トル成分毎に一定の範囲内でランダムに設定するもので
ある。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるエ
コー処理装置の構成を示すブロック図である。図１にお
いて、１はエコーキャンセル部、２は適応フィルタ、３
は減算器（減算部）、４はエコー抑圧量算出部、５は時
間・周波数変換部、６は有音・雑音判定部、７は雑音ス
ペクトル推定部、８は雑音振幅ランダム化部、９は混合
部、１０は位相ランダム化部、１１は周波数・時間変換
部、１２は平滑化部、３０は擬似背景雑音生成部、４０
はマイク、４１はスピーカ、４２は送信回路、４３は受
信回路、４４は分割部である。図１に示すように、エコ
ー処理装置は、エコーキャンセル部１、擬似背景雑音生
成部３０、エコー抑圧量算出部４、マイク４０、スピー
カ４１、送信回路４２および受信回路４３を備える。

【００４１】また、図２は図１に示された混合部９の内
部構成を示すブロック図であり、１３は第１の振幅調整
部、１４は第２の振幅調整部、１５は加算器、１６は選
択部、１７は正規化部である。

【００４２】次に動作について説明する。マイク４０は
近端話者音声と背景雑音とエコーが含まれる周囲の音に
従って、送信入力信号Ｓｄ［ｔ］を発生させ、これをエ
コーキャンセル部１に供給する。

【００４３】受信回路４３は、遠端話者音声に起因する
遠端話者音声信号Ｒ_inを受信し、これに基づいて受信入
力信号Ｒｄ［ｔ］を生成する。受信入力信号Ｒｄ［ｔ］
はスピーカ４１に供給され、これに基づいてスピーカ４
１は音声を発する。また、受信入力信号Ｒｄ［ｔ］はエ
コーキャンセル部１およびエコー抑圧量算出部４にも供
給される。

【００４４】エコーキャンセル部１は、適応フィルタ２
と減算器３と分割部４４を備える。エコーキャンセル部
１の減算器３には送信入力信号Ｓｄ［ｔ］が供給され
る。減算器３は、送信入力信号Ｓｄ［ｔ］から、擬似エ
コーＳＥ［ｔ］を減算することにより、エコーが部分的
に消去されたエコー消去後送信入力信号Ｕ［ｔ］を生成
してこれを出力する。

【００４５】このエコー消去後送信入力信号Ｕ［ｔ］
は、適応フィルタ２に供給される。また、エコー消去後
送信入力信号Ｕ［ｔ］は、分割部４４により、一定の長
さのフレーム長（例えば２０ｍｓ）を有するフレームに
分割され、分割されたフレームが擬似背景雑音生成部３
０およびエコー抑圧量算出部４に供給される。

【００４６】上述のように、適応フィルタ２には、エコ
ー消去後送信入力信号Ｕ［ｔ］と遠端話者音声に係る受
信入力信号Ｒｄ［ｔ］が供給される。適応フィルタ２
は、受信入力信号Ｒｄ［ｔ］とエコー消去後送信入力信
号Ｕ［ｔ］を用いて、スピーカ４１とマイク４０間の音
響反響特性、あるいは通信回線反響特性を推定してフィ
ルタ係数ｈ［ｎ］を逐次求めると共に、受信入力信号Ｒ
ｄ［ｔ］とフィルタ係数ｈ［ｎ］により擬似エコーＳＥ
［ｔ］を生成する。ただし、上記フィルタ係数ｈ［ｎ］
の推定が収束しない初期状態では、適応フィルタ２は擬
似エコーＳＥ［ｔ］を生成せず、フィルタ初期状態フラ
グＥＣ＿ｉｎｉｔをオンして、これを混合部９に出力す
る。初期状態の終了後では、適応フィルタ２はフィルタ
初期状態フラグＥＣ＿ｉｎｉｔをオフする。

【００４７】エコー消去後送信入力信号Ｕ［ｔ］には、
エコーのうちの消去し切れなかった成分（残留エコー）
が混入している。エコー抑圧量算出部４は、フレームと
して分割されたエコー消去後送信入力信号Ｕ［ｔ］と受
信入力信号Ｒｄ［ｔ］のレベルを求めて、これらをある
閾値とそれぞれ比較することにより、残留エコー抑圧量
ｅｇ（ｄＢ）を算出してこれを出力する。但し、初期状
態では、エコー抑圧量算出部４は残留エコー抑圧量ｅｇ
の算出を行わず、２４ｄＢより大きい残留エコー抑圧量
ｅｇを出力する。

【００４８】残留エコー抑圧量ｅｇは、エコー消去後送
信入力信号Ｕ［ｔ］中の残留エコー信号の振幅を抑圧す
るために用いられる情報であって、これが高いほど残留
エコーを排除する性能が高いことを意味する。エコー抑
圧量算出部４が出力する残留エコー抑圧量ｅｇは、例え
ば表１のように場合（ケース）により異なる。

【００４９】

【表１】

【００５０】表１のケース１のように、エコー消去後送
信入力信号Ｕ［ｔ］と受信入力信号Ｒｄ［ｔ］の両方の
レベルが高い（ある閾値を越えている）場合には、近端
話者と遠端話者の両方が話しているダブルトーク状態で
ある。この場合（ケース１）には、近端話者の装置の残
留エコーの存在は遠端話者にはさほど気にならないの
で、エコー抑圧量算出部４は、残留エコー抑圧量ｅｇを
ゼロではないがあまり高くない６ｄＢに決定する。

【００５１】一方、ケース２のように、エコー消去後送
信入力信号Ｕ［ｔ］が高く、受信入力信号Ｒｄ［ｔ］が
低い場合には、近端話者だけが話している状態である。
この場合には、残留エコーの存在は遠端話者にはほとん
ど気にならないので、エコー抑圧量算出部４は、残留エ
コー抑圧量ｅｇを０ｄＢに決定する。

【００５２】ケース４のように、エコー消去後送信入力
信号Ｕ［ｔ］も受信入力信号Ｒｄ［ｔ］も低い場合に
は、近端話者も遠端話者も話していない状態である。こ
の場合にも、残留エコーの存在は会話の支障にならない
ので、エコー抑圧量算出部４は、残留エコー抑圧量ｅｇ
を０ｄＢに決定する。

【００５３】しかし、表１のケース３のように、エコー
消去後送信入力信号Ｕ［ｔ］が低く、受信入力信号Ｒｄ
［ｔ］が高い場合には、遠端話者だけが話している状態
であり、遠端話者の話し声のエコーがマイク４０に検出
され、遠端話者の耳に入る可能性が高い。このような場
合には、エコー抑圧量算出部４は、背景雑音のレベルに
応じて、１２ｄＢより大きく２４ｄＢ以下の範囲で残留
エコー抑圧量ｅｇを決定する。即ち、背景雑音のレベル
が高い場合（ＳＮ比が低い）には、残留エコー抑圧量ｅ
ｇを小さくし、背景雑音のレベルが低くなるにつれて残
留エコー抑圧量ｅｇの値を大きくする。これは背景雑音
のレベルが低くなるにつれて、送信入力信号中の残留エ
コーが目立つようになるので振幅抑圧量を大きくする必
要があるためである。逆に、背景雑音レベルが高い場合
には残留エコーは背景雑音によりマスクされて目立たな
くなるため抑圧量を大きくする必要はない。

【００５４】上記の背景雑音レベルの算出は、エコー抑
圧量算出部４のみで行うことが可能である。例えば、エ
コー抑圧量算出部４は、エコー消去後送信入力信号Ｕ
［ｔ］の各フレームを受けるたびに、そのパワーを計測
し、現フレーム以前の過去５０フレーム分のパワー計測
結果を保存する。そして、過去のフレーム中の最低のパ
ワーレベルを背景雑音レベルとする。

【００５５】フレームに分割されたエコー消去後送信入
力信号Ｕ［ｔ］は擬似背景雑音生成部３０の時間・周波
数変換部５にも供給される。時間・周波数変換部５は、
エコー消去後送信入力信号Ｕ［ｔ］の各フレームに対し
て、例えば２５６点のＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理
を行い、エコー消去後送信入力信号Ｕ［ｔ］を振幅スペ
クトルＳ［ｆ］と位相スペクトルＰ［ｆ］に変換する。
振幅スペクトルＳ［ｆ］は、有音・雑音判定部６および
混合部９に供給される一方、位相スペクトルＰ［ｆ］は
位相ランダム化部１０に供給される。

【００５６】有音・雑音判定部６は、振幅スペクトルＳ
［ｆ］と雑音スペクトル［ｆ］とに基づき、現フレーム
のエコー消去後送信入力信号Ｕ［ｔ］が有音（近端話者
の音声があること）に起因するか、ほとんど背景雑音に
起因するかどうかの判定を行い、この判定結果を表す有
音・雑音判定情報ＶＡＤを生成し、これを雑音スペクト
ル推定部７に供給する。この有音・雑音判定部６の好適
な実施の形態として、例えば特開２０００−３４７６８
８号公報「雑音抑圧装置」中に開示されている雑音らし
さ判定手段の雑音らしさレベル（ＬＥＶＥＬｎｏｉｓ
ｅ）を、表２に示すように有音・雑音判定情報ＶＡＤと
対応付けることができるものが挙げられる。

【００５７】この有音・雑音判定部６（雑音らしさ判定
手段）の動作説明を以下に行う。上述の公報中で供給さ
れるローパス残差信号の自己相関係数最大値ＲＡＣｍａ
ｘと、ローパス残差パワーＰＯＷｒｅｓと、フレームパ
ワーＰＯＷｆｒと、それぞれの係数に対応する所定の閾
値ＴＨ＿ＲＡＣｍａｘ．ｈ、ＴＨ＿ＲＡＣｍａｘ．ｌ、
ＴＨ＿ＰＯＷｒｅｓ、ＴＨ＿ＰＯＷｆｒを用いて、次の
ようにして、ＬＥＶＥＬｎｏｉｓｅの成分Ｌ１，Ｌ２，
Ｌ３を求める。

【００５８】まず成分Ｌ１は、自己相関係数最大値ＲＡ
Ｃｍａｘの値に応じて次のように求められる。ＲＡＣｍ
ａｘ＞ＴＨ＿ＲＡＣｍａｘ．ｈの場合、Ｌ１は２であ
る。ＴＨ＿ＲＡＣｍａｘ．ｈ≧ＲＡＣｍａｘ＞ＴＨ＿Ｒ
ＡＣｍａｘ．ｌの場合、Ｌ１は１である。ＴＨ＿ＲＡＣ
ｍａｘ．ｌ≧ＲＡＣｍａｘの場合、Ｌ１は０である。

【００５９】成分Ｌ２は、ローパス残差パワーＰＯＷｒ
ｅｓの値に応じて次のように求められる。ＰＯＷｒｅｓ
＞ＴＨ＿ＰＯＷｒｅｓの場合、Ｌ２は１である。それ以
外の場合には、Ｌ２は０である。

【００６０】成分Ｌ３は、フレームパワーＰＯＷｆｒの
値に応じて次のように求められる。ＰＯＷｆｒ＞ＴＨ＿
ＰＯＷｆｒの場合、Ｌ３は１である。それ以外の場合に
は、Ｌ３は０である。

【００６１】ＬＥＶＥＬｎｏｉｓｅは、これらの成分Ｌ
１，Ｌ２，Ｌ３の合計である。すなわち、ＬＥＶＥＬｎ
ｏｉｓｅ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３である。なお、これらの３
つの係数の算出方法に関しては、上述の公報を参照する
こととし説明は省略する。

【００６２】

【表２】

【００６３】有音・雑音判定部６は、表２に従い、ＬＥ
ＶＥＬｎｏｉｓｅに応じて有音・雑音判定情報ＶＡＤを
出力する。雑音スペクトル推定部７には、有音・雑音判
定部６が出力する有音・雑音判定情報ＶＡＤと、振幅ス
ペクトルＳ［ｆ］が供給される。有音・雑音判定情報Ｖ
ＡＤが０（ほとんど雑音）である場合には、雑音スペク
トル推定部７は式（６）に従って入力信号中に存在する
背景雑音の平均的なスペクトルである雑音スペクトルＮ
［ｆ］を推定する。 Ｎ［ｆ］＝（１−Ｃ）・Ｓ［ｆ］＋Ｃ・Ｎ_old ［ｆ］ （６） ここで、Ｎ_old ［ｆ］は過去に雑音と判定されたフレー
ムから推定された雑音スペクトルの平均であり、雑音ス
ペクトル推定部７の内部のメモリに蓄えられている。ま
た、Ｃは適切に定められた定数（例えば０．９）であっ
て、雑音スペクトルＮ［ｆ］の更新速度を決定する係数
である。

【００６４】一方、有音・雑音判定情報ＶＡＤが１（有
音）である場合には、雑音スペクトル推定部７は式
（７）に従って入力信号中に存在する背景雑音の平均的
なスペクトルである雑音スペクトルＮ［ｆ］を推定す
る。即ち、過去の雑音スペクトルＮ _old ［ｆ］をそのま
ま現在の雑音スペクトルＮ［ｆ］とみなす。 Ｎ［ｆ］＝Ｎ_old ［ｆ］ （７）

【００６５】そして、雑音スペクトル推定部７は、式
（８）に示されるように、内部メモリに蓄えられている
過去の雑音スペクトルＮ_old ［ｆ］の内容を、推定した
現フレームの雑音スペクトルＮ［ｆ］に置き換える（更
新する）。 Ｎ_old ［ｆ］＝Ｎ［ｆ］ （８）

【００６６】このようにして得られた雑音スペクトルＮ
［ｆ］は、有音・雑音判定部６および雑音振幅ランダム
化部８に供給される。有音・雑音判定部６は、式（８）
に示されるように、内部メモリに蓄えられている過去の
雑音スペクトルＮ_old ［ｆ］の内容を、推定した現フレ
ームの雑音スペクトルＮ［ｆ］に置き換える（更新す
る）。

【００６７】雑音振幅ランダム化部８は、擬似背景雑音
に対して時間に関するランダム性を加えるため、式
（９）に従って雑音スペクトル推定部７が出力する雑音
スペクトルＮ［ｆ］の各スペクトル成分に所定の小振幅
のランダムゲインｒａｎｄ［ｆ］を乗じ、各フレームに
応じて少しづつ形状が異なる振幅擾乱された雑音スペク
トルＮｒ［ｆ］を得て、これを混合部９に供給する。 Ｎｒ［ｆ］＝ｒａｎｄ［ｆ］・Ｎ［ｆ］ （９）

【００６８】この計算は雑音スペクトルＮ［ｆ］の各ス
ペクトル成分について行う。即ち、周波数ゼロからｆｃ
までにわたる各スペクトル成分にランダムゲインを乗ず
る。なお、ｆｃはこのエコー処理装置が扱うナイキスト
周波数である。

【００６９】混合部９には、時間・周波数変換部５が出
力する振幅スペクトルＳ［ｆ］と、雑音振幅ランダム化
部８が出力する振幅擾乱した雑音スペクトルＮｒ［ｆ］
と、残留エコー抑圧量ｅｇと、フィルタ初期状態フラグ
ＥＣ＿ｉｎｉｔが供給される。混合部９は、後述するよ
うに各種の処理を行うとともに、フィルタ初期状態フラ
グＥＣ＿ｉｎｉｔと残留エコー抑圧量ｅｇに基づいた振
幅スペクトルＳＮｏ［ｆ］を周波数・時間変換部１１に
供給する。以降、図２を用いて混合部９の動作を詳しく
説明する。

【００７０】図２の第１の振幅調整部１３には、時間・
周波数変換部５が出力する振幅スペクトルＳ［ｆ］と、
エコー抑圧量算出部４が出力する残留エコー抑圧量ｅｇ
が供給され、これらに基づいて第１の振幅調整部１３は
振幅スペクトルＳ［ｆ］のスペクトル成分の振幅調整、
特に残留エコーの振幅の抑圧を行う。

【００７１】具体的には、第１の振幅調整部１３は、ま
ず式（１０）に従って、残留エコー抑圧量ｅｇに第１の
周波数重み付け係数Ｗ１［ｆ］(ｄＢ)を用いて、周波数
に応じた重み付けを行い、第１の残留エコー抑圧量ｇ１
［ｆ］を算出する。第１の周波数重み付け係数Ｗ１
［ｆ］については後述する。 ｇ１［ｆ］＝ｅｇ＋Ｗ１［ｆ］（ｄＢ） （１０）

【００７２】次に、第１の振幅調整部１３は、式（１
０）で得られた第１の残留エコー抑圧量ｇ１［ｆ］を用
いて、式（１１）に従って振幅スペクトルＳ［ｆ］の振
幅調整を行い、振幅調整した振幅スペクトルＳｓ［ｆ］
を出力する。 Ｓｓ［ｆ］＝１０^g1[f]/20・Ｓ［ｆ］ （１１）

【００７３】これらの計算は振幅スペクトルＳ［ｆ］の
各スペクトル成分について行う。即ち、周波数ゼロから
ｆｃまでにわたる各スペクトル成分に式（１０）および
式（１１）を適用する。

【００７４】周波数と第１の周波数重み付け係数Ｗ１
［ｆ］の相関関係を図３に示す。図３に示すように、振
幅スペクトルＳ［ｆ］は低周波数領域では重み付けが大
きく（振幅抑圧を強める）、高周波数領域では重み付け
が小さくされている（振幅抑圧を弱める）。残留エコー
信号の成分は主に音声信号であり、低域に残留エコー信
号のパワーが偏っているので、低域で振幅の抑圧を大き
くし高域で振幅抑圧を小さくすることで、高域の抑圧感
を増加させず効果的に残留エコー信号の振幅を抑圧する
ことができる。

【００７５】図２に戻り、混合部９の第２の振幅調整部
１４には、雑音振幅ランダム化部８が出力する振幅擾乱
された雑音スペクトルＮｒ［ｆ］と、エコー抑圧量算出
部４が出力する残留エコー抑圧量ｅｇが供給される。第
２の振幅調整部１４は、これらに基づいて、振幅擾乱さ
れた雑音スペクトルＮｒ［ｆ］のスペクトル成分の振幅
調整を行う。

【００７６】具体的には、第２の振幅調整部１４は、ま
ず、式（１２）に従って、残留エコー抑圧量ｅｇに第２
の周波数重み付け係数Ｗ２［ｆ］（ｄＢ）を用いて周波
数に応じた重み付けを行い、第２の残留エコー抑圧量ｇ
２［ｆ］を算出する。第２の周波数重み付け係数Ｗ２
［ｆ］については後述する。 ｇ２［ｆ］＝ｅｇ＋Ｗ２［ｆ］（ｄＢ） （１２）

【００７７】次に、第２の振幅調整部１４は、式（１
２）で得られた第２の残留エコー抑圧量ｇ２［ｆ］を用
いて、式（１３）に従って、振幅擾乱された雑音スペク
トルＮｒ［ｆ］の振幅調整を行い、振幅調整した雑音ス
ペクトルＮｓ［ｆ］を出力する。 Ｎｓ［ｆ］＝１０^g2[f]/20・Ｎｒ［ｆ］ （１３）

【００７８】第１の振幅調整部１３が出力する振幅スペ
クトルＳｓ［ｆ］と、第２の振幅調整部１４が出力する
振幅調整した雑音スペクトルＮｓ［ｆ］は、加算器１５
に供給される。加算器１５は、式（１４）に従って、振
幅調整した振幅スペクトルＳｓ［ｆ］と振幅調整した雑
音スペクトルＮｓ［ｆ］との加算を行い、雑音を混合し
た振幅スペクトルＳＮ［ｆ］を出力する。 ＳＮ［ｆ］＝Ｓｓ［ｆ］＋Ｎｓ［ｆ］ （１４）

【００７９】周波数と第２の周波数重み付け係数Ｗ２
［ｆ］の相関関係を図４に示す。図４に示すように、雑
音スペクトルＮｓ［ｆ］は低周波数領域では重み付けが
小さく（雑音スペクトルの振幅抑圧強度を弱める）、高
周波数領域では重み付けが大きくされているので（雑音
スペクトルの振幅抑圧強度を強める）、低周波数領域で
の擬似背景雑音の混入量を大きくし、高周波数領域では
擬似背景雑音の混入量を小さくできる。従って、低域に
多い残留エコー成分を擬似背景雑音によって大きくマス
クすることができ、更に残留エコー感を軽減することが
できる。

【００８０】また、図２に示される混合部９の選択部１
６には、残留エコー抑圧量ｅｇのレベルとフィルタ初期
状態フラグＥＣ＿ｉｎｉｔが供給される。これらの条件
に従って、選択部１６は、表３に示すように、場合に応
じた振幅スペクトルＳＮｏ［ｆ］を場合に応じた端子か
ら出力する。

【００８１】

【表３】

【００８２】図２の選択部１６は３つの端子１６Ａ，１
６Ｂ，１６Ｃを有しており、上記の条件に応じて端子１
６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃのうち、信号を出力する端子を選
択し、選択した端子にスイッチ１６Ｄを合わせる。具体
的には、表３に示されるように、端子１６Ａが選択され
る場合は、送信入力信号Ｓｄ［ｔ］中に近端話者音声が
無くエコーのみが有る場合であり（前述の表１のケース
３に相当する）、背景雑音を混合した振幅スペクトルＳ
Ｎ［ｆ］を振幅スペクトルＳＮｏ［ｆ］として選択部１
６は出力する。

【００８３】端子１６Ｂが選択される場合は、フィルタ
初期状態フラグＥＣ＿ｉｎｉｔがオンの場合、即ち初期
状態の場合であり、適応フィルタ２のフィルタ係数ｈ
［ｎ］が収束していないので、振幅調整した雑音スペク
トルＮｓ［ｆ］を混合した振幅スペクトルＳＮ［ｆ］を
出力せずに、選択部１６は、振幅擾乱した雑音スペクト
ルＮｒ［ｆ］を振幅スペクトルＳＮｏ［ｆ］として出力
する。この処理は、振幅擾乱した雑音スペクトルＮｒ
［ｆ］で振幅スペクトルＳＮ［ｆ］を置き換えることに
相当する。

【００８４】端子１６Ｃが選択される場合は、残留エコ
ー抑圧量ｅｇが所定値（６ｄＢ）である場合である。表
１によれば、これは、送信入力信号Ｓｄ［ｔ］に近端話
者音声があり、かつ受信入力信号Ｒｄ［ｔ］に遠端話者
音声がある状態（表１のケース１、つまりダブルトーク
状態）である。この場合には、選択部１６は、雑音混入
を行わず、第１の振幅調整部１３の振幅調整により残留
エコーの振幅が抑圧されただけの振幅スペクトルＳｓ
［ｆ］を振幅スペクトルＳＮｏ［ｆ］として出力する。

【００８５】但し、残留エコー抑圧量ｅｇが０ｄＢであ
る場合には、選択部１６は端子１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ
のいずれも選択せず、振幅スペクトルＳＮｏ［ｆ］を出
力しない。これは、送信入力信号Ｓｄ［ｔ］に近端話者
音声があるが、受信入力信号Ｒｄ［ｔ］に遠端話者音声
がない状態（表１のケース２）、または両方に音声がな
い場合（表１のケース４、つまり無入力状態）である。

【００８６】正規化部１７には、混合部９に入力された
元々の振幅スペクトルＳ［ｆ］が供給され、混合部９が
振幅スペクトルＳＮｏ［ｆ］を出力する場合には、振幅
スペクトルＳＮｏ［ｆ］も正規化部１７に供給される。
混合部９が振幅スペクトルＳＮｏ［ｆ］を出力しない場
合（残留エコー抑圧量ｅｇが０ｄＢである場合）には、
正規化部１７は混合部９に入力された元々の振幅スペク
トルＳ［ｆ］をそのまま振幅スペクトルＳＮｏ［ｆ］と
して出力する。

【００８７】一方、混合部９が振幅スペクトルＳＮｏ
［ｆ］を出力する場合には、正規化部１７は、混合部９
から出力されるべき振幅スペクトルＳＮｏ［ｆ］のパワ
ーが、混合部９に入力された元々の振幅スペクトルＳ
［ｆ］のパワーと同じになるように正規化を行う。以上
のように、混合部９は、送信入力信号Ｓｄ［ｔ］中に近
端話者音声が無くエコーのみが有る場合には、背景雑音
を混合した振幅スペクトルを出力する。一方、初期状態
には、振幅擾乱した雑音スペクトルを出力する。また、
ダブルトーク状態では、背景雑音の混入のない振幅調整
した振幅スペクトルを出力する。さらに、近端話者だけ
が話している状態、または無入力状態では、背景雑音の
混入がなく振幅調整もしていない振幅スペクトルを出力
する。

【００８８】図１に戻り、位相ランダム化部１０には、
時間・周波数変換部５が出力する位相スペクトルＰ
［ｆ］と、エコー抑圧量算出部４が出力する残留エコー
抑圧量ｅｇが供給される。位相ランダム化部１０は、式
（１５）ないし式（１７）のいずれかに従い、残留エコ
ー抑圧量ｅｇの大きさに応じて各フレームの位相スペク
トルＰ［ｆ］の位相擾乱を行い、位相擾乱された位相ス
ペクトルＰｒ［ｆ］を出力する。

【００８９】ただし、残留エコー抑圧量ｅｇが所定値
（１２ｄＢ）以下の場合、即ちダブルトーク時または無
入力状態または近端話者音声のみがある場合（表１のケ
ース１、２、４に相当）には、位相擾乱を行わない。つ
まりＰｒ［ｆ］＝Ｐ［ｆ］である。これは音声無入力状
態では、位相を擾乱する意味がないからであり、少なく
とも近端話者音声がある場合には、位相を擾乱すること
は遠端話者に違和感を与える結果に帰するからである。

【００９０】結局、位相ランダム化部１０が位相を擾乱
するのは、表１に示されていない初期状態の場合か、表
１のケース３の場合、つまり近端話者の音声がなく、遠
端話者の音声がある場合である。位相ランダム化部１０
は残留エコー抑圧量ｅｇの大きさに応じて式（１５）な
いし式（１７）のいずれかに従って、位相擾乱された位
相スペクトルＰｒ［ｆ］を求める。上述の通り、初期状
態では、残留エコー抑圧量ｅｇは２４ｄＢより大きい。
この場合には式（１５）が適用される。 Ｐｒ［ｆ］＝Ｐ［ｆ］・ｓｉｎ（π／４＊ＲＮＤ（ｘ）） （１５） ここで、ＲＮＤ（ｘ）は−１．０≦ＲＮＤ（ｘ）＜１．
０の範囲の一様乱数を発生する関数である。この計算は
位相スペクトルＰ［ｆ］の各スペクトル成分について行
う。具体的には、周波数ｆｃ／２からｆｃまでにわたる
各スペクトル成分に式（１５）を適用する。なお、ｆｃ
はこのエコー処理装置が扱うナイキスト周波数である。

【００９１】ケース３において、エコー抑圧量算出部４
からの残留エコー抑圧量ｅｇは１２ｄＢより大きく、２
４ｄＢ以下である。１８ｄＢ＜ｅｇ≦２４ｄＢの場合に
は式（１６）が適用される。 Ｐｒ［ｆ］＝Ｐ［ｆ］・ｓｉｎ（π／８＊ＲＮＤ（ｘ）） （１６） この計算は位相スペクトルＰ［ｆ］の周波数ｆｃ／４か
らｆｃまでにわたる各スペクトル成分について行う。

【００９２】一方、１２ｄＢ＜ｅｇ≦１８ｄＢの場合に
は式（１７）が適用される。 Ｐｒ［ｆ］＝Ｐ［ｆ］・ｓｉｎ（π／１６＊ＲＮＤ（ｘ）） （１７） この計算は位相スペクトルＰ［ｆ］の周波数ｆｃ／８か
らｆｃまでにわたる各スペクトル成分について行う。な
お、式（１５）ないし式（１７）を使い分ける閾値は、
２４，１８，１２ｄＢに限定されず、エコー処理装置の
使用環境その他の条件に基づいて任意の値に設定可能で
ある。

【００９３】表１に関連した上記の説明から明らかなよ
うに、残留エコー抑圧量ｅｇが大きいということは、抑
圧されるべきエコーのレベルが背景雑音に相対して大き
いということであり、その結果位相スペクトルＰ［ｆ］
の成分にはエコー信号成分が大きく占めることとなる。
逆に、残留エコー抑圧量ｅｇが小さいならば、位相スペ
クトルＰ［ｆ］の成分には背景雑音の成分が大きく占め
ることとなる。位相スペクトルに残留エコー信号成分が
大きく混入することは擬似背景雑音の自然性を損なうの
で、式（１５）ないし式（１７）に従って、残留エコー
抑圧量ｅｇの大きさに応じて位相スペクトルの位相擾乱
を行い、擬似背景雑音のランダム化調整を行う。その結
果、残留エコー抑圧量ｅｇが大きい場合には、擬似背景
雑音の位相スペクトルに混入する残留エコー成分を白色
化できるので、聴感上残留エコーを軽減することができ
る。

【００９４】一方、残留エコー抑圧量ｅｇが小さい場合
には、位相ランダム化部１０は位相スペクトルＰ［ｆ］
の位相擾乱を行わずに送信入力信号の位相を維持するの
で、擬似背景雑音の自然性を保つことができる。

【００９５】上述のように、送信入力信号の振幅スペク
トルＳ［ｆ］については、雑音スペクトルＮ［ｆ］を推
定し、振幅スペクトルＳ［ｆ］に雑音スペクトルＮ
［ｆ］を混合するが、位相スペクトルＰ［ｆ］について
は雑音混合処理を行わずにそのまま出力する。従って、
送信入力信号の位相スペクトルは維持され、自然性の高
い擬似背景雑音を生成できる。

【００９６】周波数・時間変換部１１には、混合部９が
出力する（場合により疑似背景雑音が混入された）振幅
スペクトルＳＮｏ［ｆ］と、位相ランダム化部１０が出
力する位相擾乱された位相スペクトルＰｒ［ｆ］が供給
される。そして、周波数・時間変換部１１は、これらの
周波数領域の表現形式のスペクトルから時間領域の表現
形式の送信出力信号Ｓｏ［ｔ］へ変換し、これを出力す
る。

【００９７】平滑化部１２は、周波数・時間変換部１１
が出力する送信出力信号Ｓｏ［ｔ］のフレーム間の不連
続感の軽減のために、式（１８）および図５に示す三角
波形状の窓関数Ｗｉｎ_es［ｔ］を用いて送信出力信号Ｓ
ｏ［ｔ］のフレーム間平滑を行い、その結果得られる出
力信号Ｓｏｕｔ［ｔ］を出力する。 Ｓｏｕｔ［ｔ］＝Ｗｉｎ_es［ｔ］・Ｓｏ_old ［ｔ］ ＋Ｗｉｎ_es［Ｎ−ｔ］・Ｓｏ［ｔ］ （１８） ここで、Ｓｏ_old ［ｔ］は直前のフレームの送信出力信
号Ｓｏ［ｔ］であり、Ｎはフレーム長に相当するサンプ
ル時間ｔの最大値である。即ち、サンプル時間はゼロか
らＮまでである。

【００９８】図６は、近端から送信しようとする送信信
号および遠端から受信した受信信号の状態と、残留エコ
ー抑圧量ｅｇの変化に対する擬似背景雑音生成部３０の
動作を示すタイムチャートである。図６より上記の動作
に関する説明がさらに容易に理解されるであろう。送信
信号中にエコーのみの場合は振幅抑圧と雑音混合処理が
行われ、送信信号に近端話者音声とエコーが含まれてい
る場合（ダブルトーク時）には振幅抑圧のみが行われ
る。また、フィルタ初期状態（フィルタ初期状態フラグ
ＥＣ＿ｉｎｉｔがオンのとき）では雑音置換処理が行わ
れる。

【００９９】この実施の形態では、フィルタ初期状態フ
ラグＥＣ＿ｉｎｉｔがオンのときだけ、表３に示すよう
に端子１６Ｂを選択して、選択部１６から出力される振
幅スペクトルＳＮｏ［ｆ］をＮｒ［ｆ］、即ち振幅擾乱
してあるが振幅調整していない雑音スペクトルＮｒ
［ｆ］にしたが、他の場合に端子１６Ｂを選択すること
も可能である。例えば、残留エコー抑圧量ｅｇが所定値
（例えば２０ｄＢ）より大きい場合、端子１６Ｂを選択
して雑音置換処理を行ってもよい。上述の通り、残留エ
コー抑圧量ｅｇが大きい場合には、背景雑音のレベルが
低く、送信入力信号中の残留エコーが目立つので振幅抑
圧量を大きくするのが望ましいためである。また、残留
エコー抑圧量ｅｇが大きい場合には、遠端話者の音声は
あっても近端話者の音声はないので、会話に支障はな
い。

【０１００】また、フィルタ初期状態フラグＥＣ＿ｉｎ
ｉｔがオンの時（つまり初期状態で）、あるいは残留エ
コー抑圧量ｅｇが所定値（例えば２０ｄＢ）より大きい
場合に、式（１２）で算出される第２の残留エコー抑圧
量ｇ２からある値を減算（雑音スペクトルの振幅抑圧を
更に弱める）して、雑音スペクトルの混合の割合を更に
増加させることにより、擬似背景雑音を大きく混合する
ことも可能である。

【０１０１】この実施の形態に係るエコー処理装置は、
エコーキャンセル部１を含んでいるが、エコーキャンセ
ル部１が無く、送信入力信号Ｓｄ［ｔ］が直接時間・周
波数変換部５に入力される構成としてもよい。その場
合、フィルタ初期状態フラグＥＣ＿ｉｎｉｔに関する処
理は選択部１６で行われない。

【０１０２】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、送信入力信号の振幅スペクトルＳ［ｆ］について
は、雑音スペクトルＮ［ｆ］を推定し、振幅スペクトル
Ｓ［ｆ］に雑音スペクトルＮ［ｆ］を混合するが、位相
スペクトルＰ［ｆ］については雑音混合処理を行わずに
そのまま出力する。従って、送信入力信号の位相スペク
トルは維持され、自然性の高い擬似背景雑音を生成で
き、聴感上良好なエコー処理装置を提供することができ
るなどの効果が得られる。

【０１０３】また、有音・雑音判定部６が送信入力信号
の有音・雑音判定を行い、雑音と判定されたフレームか
ら雑音スペクトルを雑音スペクトル推定部７が推定し、
雑音振幅ランダム化部８が平均化することにより、時間
・周波数に関して安定した雑音スペクトルを生成でき
る。従って、場合に応じて適切で自然性の高い擬似背景
雑音を生成でき、聴感上良好なエコー処理装置を提供す
ることができる。

【０１０４】さらに、残留エコー抑圧量ｅｇが大きくな
るにつれて、送信入力信号の位相スペクトルのランダム
化の程度が大きくなり、さらに位相擾乱する周波数領域
が低域までおよぶために送信出力信号Ｓｏ［ｔ］は白色
雑音に近くなる。その結果、送信入力信号中に残留する
エコー信号がランダム化されて背景雑音に近くなるの
で、聴感上残留エコーを聞こえ難くする効果がある。一
方、残留エコー抑圧量ｅｇが小さい場合には、位相スペ
クトルの位相擾乱を行わずに、送信入力信号の位相を維
持するので、擬似背景雑音の自然性を保つことができ
る。

【０１０５】また、残留エコー抑圧量ｅｇが所定の閾値
より大きい場合に、雑音スペクトルを大きく混合する
か、あるいは雑音スペクトルを混入する代わりに振幅ス
ペクトルを雑音スペクトルで置き換えるようにしたの
で、エコー消去量が不充分な場合においても残留エコー
成分を消去して擬似背景雑音を挿入することができるの
で、聴感上良好なエコー処理装置を提供することができ
る。

【０１０６】さらに、適応フィルタのフィルタ係数が収
束するまでの間、適応フィルタが強制的に雑音置換処理
を行うようにするフィルタ初期状態フラグＥＣ＿ｉｎｉ
ｔを出力し、擬似背景雑音生成部３０で雑音スペクトル
置換処理を行うようにしたので、適応フィルタ２に代わ
って、あるいはこれに加えて残留エコーを消去して、擬
似背景雑音を挿入することができるので、聴感上良好な
エコー処理装置を提供することができる。

【０１０７】さらに、混合部９における送信入力信号の
振幅スペクトルに雑音スペクトルを混合する割合を、残
留エコー抑圧量ｅｇが大きい場合には大きくし、残留エ
コー抑圧量ｅｇが小さい場合には小さくするように調整
できるので、残留エコーレベルと送信・受信入力信号の
状態に応じた擬似背景雑音を混入することができ、聴感
上良好なエコー処理装置を提供することができる。

【０１０８】また、低周波数領域での擬似背景雑音の混
入量を大きくし、高周波数領域では擬似背景雑音の混入
量を小さくするようにしたので、高域の雑音感を増加さ
せず、低域にパワーが偏る残留エコー信号を効果的に抑
圧することができ、聴感上良好なエコー処理装置を提供
することができる。

【０１０９】実施の形態２．上記の実施の形態１におい
ては、位相ランダム化部１０で送信入力信号の位相スペ
クトルのランダム化を行う。しかし、この代わりに、以
下に述べるこの発明の実施の形態２のように、送信入力
信号の振幅スペクトルの振幅ランダム化を行っても同様
の効果がある。図７はこの発明の実施の形態２によるエ
コー処理装置の構成を示すブロック図である。図におい
て、１８は振幅ランダム化部を示す。図１の構成と異な
り、このエコー処理装置には、位相ランダム化部１０が
無く、代わりに振幅ランダム化部１８が設けられてい
る。その他の構成については図１と同様であるので、詳
細には説明しない。

【０１１０】次に動作について説明する。実施の形態１
と異なり、時間・周波数変換部５が出力した振幅スペク
トルＳ［ｆ］は、混合部９に直接供給されるのではな
く、振幅ランダム化部１８に供給される。また、振幅ラ
ンダム化部１８には、エコー抑圧量算出部４が出力する
残留エコー抑圧量ｅｇが供給される。振幅ランダム化部
１８は、式（１９）ないし式（２１）のいずれかに従
い、残留エコー抑圧量ｅｇの大きさに応じて各フレーム
の振幅スペクトルＳ［ｆ］の振幅成分に擾乱を与え、振
幅擾乱された振幅スペクトルＳｒ［ｆ］を出力する。

【０１１１】ただし、残留エコー抑圧量ｅｇが所定値
（１２ｄＢ）以下の場合、即ちダブルトーク時または無
入力状態または近端話者音声のみがある場合（表１のケ
ース１、２、４に相当）には、振幅擾乱を行わない。つ
まり、Ｓｒ［ｆ］＝Ｓ［ｆ］である。これは音声無入力
状態では、振幅を擾乱する意味がないからであり、少な
くとも近端話者音声がある場合には、振幅を擾乱するこ
とは遠端話者に違和感を与える結果に帰するからであ
る。

【０１１２】結局、振幅ランダム化部１８が振幅を擾乱
するのは、表１に示されていない初期状態の場合か、表
１のケース３の場合、つまり近端話者の音声がなく、遠
端話者の音声がある場合である。振幅ランダム化部１８
は残留エコー抑圧量ｅｇの大きさに応じて式（１９）な
いし式（２１）のいずれかに従って、振幅擾乱された振
幅スペクトルＳｒ［ｆ］を求める。上述の通り、初期状
態では、残留エコー抑圧量ｅｇは２４ｄＢより大きい。
この場合には式（１９）が適用される。 Ｓｒ［ｆ］＝Ｓ［ｆ］・ｇｒ１［ｆ］ ＝Ｓ［ｆ］・（１．０＋０．２５・ＲＮＤ（ｘ）） （１９） ここで、ｇｒ１［ｆ］はランダムなゲインであり、ＲＮ
Ｄ（ｘ）は−１．０≦ＲＮＤ（ｘ）＜１．０の範囲の一
様乱数を発生する関数である。この計算は振幅スペクト
ルＳ［ｆ］の各スペクトル成分について行う。具体的に
は、周波数ｆｃ／２からｆｃまでにわたる各スペクトル
成分に式（１９）を適用する。なお、ｆｃはこのエコー
処理装置が扱うナイキスト周波数である。

【０１１３】表１のケース３において、エコー抑圧量算
出部４からの残留エコー抑圧量ｅｇは１２ｄＢより大き
く、２４ｄＢ以下である。１８ｄＢ＜ｅｇ≦２４ｄＢの
場合には式（２０）が適用される。 Ｓｒ［ｆ］＝Ｓ［ｆ］・ｇｒ２［ｆ］ ＝Ｓ［ｆ］・（１．０＋０．１２５・ＲＮＤ（ｘ）） （２０） この計算は振幅スペクトルＳ［ｆ］の周波数ｆｃ・（３
／４）からｆｃまでにわたる各スペクトル成分について
行う。

【０１１４】一方、１２ｄＢ＜ｅｇ≦１８ｄＢの場合に
は式（２１）が適用される。 Ｓｒ［ｆ］＝Ｓ［ｆ］・ｇｒ３［ｆ］ ＝Ｓ［ｆ］・（１．０＋０．０６２５・ＲＮＤ（ｘ））（２１） この計算は振幅スペクトルＳ［ｆ］の周波数ｆｃ・（７
／８）からｆｃまでにわたる各スペクトル成分について
行う。

【０１１５】式（１９）ないし式（２１）から明らかな
ように、残留エコー抑圧量ｅｇが１８ｄＢより小さい場
合には高域のスペクトル成分のみをランダム化し、また
そのランダム化の程度は小さい。一方、残留エコー抑圧
量ｅｇが１８ｄＢより大きい場合には、振幅のランダム
化の程度が大きく、低域の周波数範囲までランダム化さ
れる。なお、式（１９）ないし式（２１）を使い分ける
閾値は、２４，１８，１２ｄＢに限定されず、エコー処
理装置の使用環境その他の条件に基づいて任意の値に設
定可能である。

【０１１６】表１に関連した上記の説明から明らかなよ
うに、残留エコー抑圧量ｅｇが大きいということは、抑
圧されるべきエコーのレベルが背景雑音に相対して大き
いということであり、その結果振幅スペクトルＳ［ｆ］
の成分にはエコー信号成分が大きく占めることとなる。
逆に、残留エコー抑圧量ｅｇが小さいならば、振幅スペ
クトルＳ［ｆ］の成分には背景雑音の成分が大きく占め
ることとなる。振幅スペクトルに残留エコー信号成分が
大きく混入することは擬似背景雑音の自然性を損なうの
で、式（１９）ないし式（２１）に従って、残留エコー
抑圧量ｅｇの大きさに応じて振幅スペクトルの振幅擾乱
を行い、擬似背景雑音のランダム化調整を行う。その結
果、残留エコー抑圧量ｅｇが大きい場合には、擬似背景
雑音の振幅スペクトルに混入する残留エコー成分を白色
化できるので、聴感上残留エコーを軽減することができ
る。

【０１１７】一方、残留エコー抑圧量ｅｇが小さい場合
には、振幅ランダム化部１８は振幅スペクトルＳ［ｆ］
の振幅擾乱を行わずに送信入力信号の振幅を維持するの
で、擬似背景雑音の自然性を保つことができる。

【０１１８】このようにして振幅擾乱された振幅スペク
トルＳｒ［ｆ］は混合部９に供給される。また、混合部
９には、雑音振幅ランダム化部８から出力された雑音ス
ペクトルＮｒ［ｆ］、適応フィルタ２から出力されたフ
ィルタ初期状態フラグＥＣ＿ｉｎｉｔおよびエコー抑圧
量算出部４から出力された残留エコー抑圧量ｅｇが供給
される。混合部９の構造および機能は、実施の形態１に
おける混合部９の構造および機能と実質的に同様であ
る。換言すれば、実施の形態１における混合部９に関す
る説明のうち、振幅スペクトルＳ［ｆ］を振幅擾乱され
た振幅スペクトルＳｒ［ｆ］と読み替えれば、実施の形
態２における混合部９の構造および機能は理解される。

【０１１９】従って、混合部９においては、送信入力信
号Ｓｄ［ｔ］中に近端話者音声が無くエコーのみが有る
場合には、選択部１６が端子１６Ａを選択し（図２参
照）、背景雑音を混合した振幅スペクトルＳＮ［ｆ］を
振幅スペクトルＳＮｏ［ｆ］として出力する。一方、初
期状態には、選択部１６が端子１６Ｂを選択し、振幅擾
乱された雑音スペクトルＮｒ［ｆ］を振幅スペクトルＳ
Ｎｏ［ｆ］として出力する。また、ダブルトーク状態で
は、選択部１６が端子１６Ｃを選択し、背景雑音の混入
のない振幅調整した振幅スペクトルＳｓ［ｆ］を振幅ス
ペクトルＳＮｏ［ｆ］として出力する。さらに、近端話
者だけが話している状態、または無入力状態では、背景
雑音の混入がなく振幅調整もしていないが振幅擾乱され
た振幅スペクトルＳｒ［ｆ］を振幅スペクトルＳＮｏ
［ｆ］として出力する。

【０１２０】このようにして、混合部９から、場合によ
り雑音が混合された振幅スペクトルＳＮｏ［ｆ］が周波
数・時間変換部１１に供給される。実施の形態１と異な
り、この実施の形態２には位相ランダム化部１０（図１
参照）が設けられておらず、時間・周波数変換部５が出
力した位相スペクトルＰ［ｆ］はそのまま周波数・時間
変換部１１に供給される。そして、周波数・時間変換部
１１は、これらの周波数領域の表現形式のスペクトルか
ら時間領域の表現形式の送信出力信号Ｓｏ［ｔ］へ変換
し、これを出力する。他の構成要素の動作は実施の形態
１のそれと同じである。

【０１２１】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、送信入力信号の振幅スペクトルＳ［ｆ］について
は、雑音スペクトルＮ［ｆ］を推定し、振幅スペクトル
Ｓ［ｆ］に雑音スペクトルＮ［ｆ］を混合するが、位相
スペクトルＰ［ｆ］については雑音混合処理を行わずに
そのまま出力する。従って、送信入力信号の位相スペク
トルは維持され、自然性の高い擬似背景雑音を生成で
き、聴感上良好なエコー処理装置を提供することができ
るなどの効果が得られる。

【０１２２】また、有音・雑音判定部６が送信入力信号
の有音・雑音判定を行い、雑音と判定されたフレームか
ら雑音スペクトルを雑音スペクトル推定部７が推定し、
雑音振幅ランダム化部８が平均化することにより、時間
・周波数に関して安定した雑音スペクトルを生成でき
る。従って、場合に応じて適切で自然性の高い擬似背景
雑音を生成でき、聴感上良好なエコー処理装置を提供す
ることができる。

【０１２３】さらに、残留エコー抑圧量ｅｇが大きくな
るにつれて、送信入力信号の振幅スペクトルＳｒ［ｆ］
のランダム化の程度が大きくなり、さらに位相擾乱する
周波数領域が低域までおよぶために送信出力信号Ｓｏ
［ｔ］は白色雑音に近くなる。その結果、送信入力信号
中に残留するエコー信号がランダム化されて背景雑音に
近くなるので、聴感上残留エコーを聞こえ難くする効果
がある。一方、残留エコー抑圧量ｅｇが小さい場合に
は、振幅スペクトルＳ［ｆ］の振幅擾乱を行わないの
で、擬似背景雑音の自然性を保つことができる。

【０１２４】実施の形態３．上記の実施の形態１または
２では、図２の第１の振幅調整部１３での振幅スペクト
ルＳ［ｆ］または振幅擾乱された振幅スペクトルＳｒ
［ｆ］の振幅抑圧、および図２の第２の振幅調整部１４
での雑音スペクトルＮ［ｆ］の振幅抑圧を全周波数帯域
にわたって行っている。しかし、これらを変形したこの
発明の実施の形態３として、例えば３ｋＨｚ以下の中〜
低域成分だけ振幅抑圧するなど一部帯域についてだけ振
幅の抑圧を行うことも可能である。

【０１２５】送信入力信号中の中〜低域成分だけ振幅抑
圧を行うことで、高域の背景雑音の自然性を損なわず
に、音声のために低域にパワーが偏っている残留エコー
だけを効果的に振幅抑圧できるので、良好なエコー処理
装置を提供することができる。

【０１２６】実施の形態４．実施の形態１〜３の別の形
態として、雑音振幅ランダム化部８が出力する一様の乱
数で振幅擾乱した雑音スペクトルＮｒ［ｆ］に、背景雑
音レベルに応じた大きさの振幅擾乱を与えることも可能
である。図８はこの発明の実施の形態４によるエコー処
理装置の構成を示すブロック図である。図において１９
は第２の雑音振幅ランダム化部を示す。図１の構成と比
較して、新たな要素として、このエコー処理装置には、
第２の雑音振幅ランダム化部１９が設けられている。そ
の他の構成については図１と同様であるので、詳細には
説明しない。

【０１２７】次に動作について説明する。雑音振幅ラン
ダム化部８が出力した振幅擾乱した雑音スペクトルＮｒ
［ｆ］は第２の雑音振幅ランダム化部１９に供給され
る。第２の雑音振幅ランダム化部１９は、まず供給され
た振幅擾乱した雑音スペクトルＮｒ［ｆ］のパワーＮｐ
ｏｗ（ｄＢ）を計測する。あるいは、エコー抑圧量算出
部４が背景雑音レベルを算出するために各フレームのパ
ワーを計測した計測結果が第２の雑音振幅ランダム化部
１９に供給されるようになっていてもよい。

【０１２８】パワーＮｐｏｗに基づいて、第２雑音振幅
ランダム化部１９は、式（２２）ないし式（２４）のい
ずれかを用いて、雑音振幅ランダム化部８が出力する一
様の乱数で振幅擾乱された雑音スペクトルＮｒ［ｆ］の
うちのある周波数領域における振幅をさらに擾乱して、
雑音スペクトルＮｒ２［ｆ］を生成する。パワーＮｐｏ
ｗが６０ｄＢより小さいときは、式（２２）が適用され
る。 Ｎｒ２［ｆ］＝Ｎｒ［ｆ］・ｇｒ１１［ｆ］ ＝Ｎｒ［ｆ］・（１．０＋０．２５・ＲＮＤ（ｘ））（２２） ここで、ｇｒ１１［ｆ］はランダムなゲインであり、Ｒ
ＮＤ（ｘ）は−１．０≦ＲＮＤ（ｘ）＜１．０の範囲の
一様乱数を発生する関数である。この計算は振幅スペク
トルＳ［ｆ］の各スペクトル成分について行う。具体的
には、周波数ｆｃ／２からｆｃまでにわたる各スペクト
ル成分に式（２２）を適用する。なお、ｆｃはこのエコ
ー処理装置が扱うナイキスト周波数である。

【０１２９】パワーＮｐｏｗが４０ｄＢより大きく、６
０ｄＢ以下の場合には、式（２３）が適用される。 Ｎｒ２［ｆ］＝Ｎｒ［ｆ］・ｇｒ１２［ｆ］ ＝Ｎｒ［ｆ］・（１．０＋０．１２５・ＲＮＤ（ｘ））（２３） この計算は振幅スペクトルＳ［ｆ］の周波数ｆｃ・（３
／４）からｆｃまでにわたる各スペクトル成分について
行う。

【０１３０】パワーＮｐｏｗが３０ｄＢより大きく、４
０ｄＢ以下の場合には、式（２４）が適用される。 Ｎｒ２［ｆ］＝Ｎｒ［ｆ］・ｇｒ１３［ｆ］ ＝Ｎｒ［ｆ］・（１．０＋０．０６２５・ＲＮＤ（ｘ）） （２４） この計算は振幅スペクトルＳ［ｆ］の周波数ｆｃ・（７
／８）からｆｃまでにわたる各スペクトル成分について
行う。

【０１３１】式（２２）ないし式（２４）から明らかな
ように、雑音スペクトルのパワーＮｐｏｗが小さい場合
には、高域のスペクトル成分のみをランダム化し、また
そのランダム化の程度は小さい。一方、雑音スペクトル
のパワーが大きい場合には、振幅のランダム化の程度が
大きく、低域の周波数範囲までランダム化される。な
お、式（２２）ないし式（２４）を使い分ける閾値は、
３０，４０，６０ｄＢに限定されず、エコー処理装置の
使用環境その他の条件に基づいて任意の値に設定可能で
ある。

【０１３２】背景雑音レベル、即ち雑音スペクトルのパ
ワーが大きくなるにつれて、送信入力信号のＳＮ比は小
さくなり、その結果有音・雑音判定部６での有音・雑音
判定精度は劣化する（有音を雑音として誤判定する比率
が高くなる）。しかし、この実施の形態のように、背景
雑音レベルが高くなるにつれて、雑音スペクトルの振幅
のランダム化の程度とランダム化する周波数範囲を大き
くすることで、背景雑音が白色雑音に近くなる。このた
め、例えば有音・雑音判定部６の誤判定が原因で誤って
雑音スペクトルに残留エコー成分が混入した場合でも、
残留エコー成分を白色化することができる。このように
して、振幅がランダム化された雑音スペクトルＮｒ２
［ｆ］は第２の雑音振幅ランダム化部１９から混合部９
に供給される。

【０１３３】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、背景雑音レベルに応じて、雑音スペクトルの振幅の
ランダム化の程度とランダム化する周波数範囲を調整で
きるようにしたので、例えば、背景雑音が大きい場合に
は背景雑音が白色雑音に近くなるので、誤って雑音スペ
クトルに残留エコー成分が混入した場合でも、残留エコ
ー成分を白色化することができるなどの効果が得られ
る。

【０１３４】実施の形態５．図９はこの発明の実施の形
態５によるエコー処理装置の構成を示すブロック図であ
る。図において、２０はランダム選択部を示す。図１の
構成と比較して、このエコー処理装置には、雑音振幅ラ
ンダム化部８の代わりにランダム選択部２０が設けられ
ている。その他の構成については図１と同様であるの
で、詳細には説明しない。

【０１３５】次に動作について説明する。この実施の形
態において、雑音スペクトル推定部７は、２種類の雑音
スペクトルＮ１［ｆ］とＮ２［ｆ］を出力する。雑音ス
ペクトル推定部７には、有音・雑音判定部６が出力する
有音・雑音判定情報ＶＡＤと、振幅スペクトルＳ［ｆ］
が供給され、有音・雑音判定情報ＶＡＤが０（ほとんど
雑音）である場合には、雑音スペクトル推定部７は式
（２５）に従って入力信号中に存在する背景雑音の平均
的なスペクトルである第１の雑音スペクトルＮ１［ｆ］
を推定する。 Ｎ１［ｆ］＝（１−Ｃ１）・Ｓ［ｆ］＋Ｃ１・Ｎ１_old ［ｆ］ （２５） ここで、Ｎ１_old ［ｆ］は過去に雑音と判定されたフレ
ームから推定された第１の雑音スペクトルの平均であ
り、雑音スペクトル推定部７の内部のメモリに蓄えられ
ている。また、Ｃ１は適切に定められた定数（例えば
０．９）であって、第１の雑音スペクトルＮ１［ｆ］の
更新速度を決定する係数である。

【０１３６】一方、有音・雑音判定情報ＶＡＤが１（有
音）である場合には、雑音スペクトル推定部７は式（２
６）に従って第１の雑音スペクトルＮ１［ｆ］を推定す
る。即ち、過去の第１の雑音スペクトルＮ１_old ［ｆ］
をそのまま現在の第１の雑音スペクトルＮ１［ｆ］とみ
なす。 Ｎ１［ｆ］＝Ｎ１_old ［ｆ］ （２６）

【０１３７】そして、雑音スペクトル推定部７は、式
（２７）に示されるように、内部メモリに蓄えられてい
る過去の第１の雑音スペクトルＮ１_old ［ｆ］の内容
を、推定した現フレームの第１の雑音スペクトルＮ１
［ｆ］に置き換える（更新する）。Ｎ１_old ［ｆ］＝Ｎ
１［ｆ］ （２７）この
ようにして得られた第１の雑音スペクトルＮ１［ｆ］
は、有音・雑音判定部６およびランダム選択部２０に供
給される。有音・雑音判定部６は、式（２７）に示され
るように、内部メモリに蓄えられている過去の第１の雑
音スペクトルＮ１_old ［ｆ］の内容を、推定した現フレ
ームの第１の雑音スペクトルＮ１［ｆ］に置き換える
（更新する）。

【０１３８】また、雑音スペクトル推定部７は、第１の
雑音スペクトルＮ１［ｆ］に加えて、第２の雑音スペク
トルＮ２［ｆ］を出力する。具体的には、有音・雑音判
定情報ＶＡＤが０（ほとんど雑音）である場合には、雑
音スペクトル推定部７は式（２８）に従って、第２の雑
音スペクトルＮ２［ｆ］を推定する。 Ｎ２［ｆ］＝（１−Ｃ２）・Ｓ［ｆ］＋Ｃ２・Ｎ２_old ［ｆ］ （２８） ここで、Ｎ２_old ［ｆ］は過去に雑音と判定されたフレ
ームから推定された第２の雑音スペクトルの平均であ
り、雑音スペクトル推定部７の内部のメモリに蓄えられ
ている。また、Ｃ２は適切に定められた定数（例えば
０．８）であって、第２の雑音スペクトルＮ２［ｆ］の
更新速度を決定する係数である。従って、第１の雑音ス
ペクトルＮ１［ｆ］に比べて第２の雑音スペクトルＮ２
［ｆ］の更新速度は大きい。また、第２の雑音スペクト
ルＮ２［ｆ］の振幅は、第１の雑音スペクトルＮ１
［ｆ］のそれとは異なる。

【０１３９】一方、有音・雑音判定情報ＶＡＤが１（有
音）である場合には、雑音スペクトル推定部７は式（２
９）に従って第２の雑音スペクトルＮ２［ｆ］を推定す
る。即ち、過去の第２の雑音スペクトルＮ２_old ［ｆ］
をそのまま現在の第２の雑音スペクトルＮ２［ｆ］とみ
なす。 Ｎ２［ｆ］＝Ｎ２_old ［ｆ］ （２９）

【０１４０】そして、雑音スペクトル推定部７は、式
（３０）に示されるように、内部メモリに蓄えられてい
る過去の第２の雑音スペクトルＮ２_old ［ｆ］の内容
を、推定した現フレームの第２の雑音スペクトルＮ２
［ｆ］に置き換える（更新する）。 Ｎ２_old ［ｆ］＝Ｎ２［ｆ］ （３０） このようにして得られた第２の雑音スペクトルＮ２
［ｆ］は、ランダム選択部２０に供給される。

【０１４１】ランダム選択部２０は、雑音スペクトル推
定部７が出力する第１の雑音スペクトルＮ１［ｆ］と、
第２の雑音スペクトルＮ２［ｆ］に基づいて、フレーム
毎にスペクトル形状が異なる（振幅擾乱された）雑音ス
ペクトルＮｒ［ｆ］を決定してこれを出力する。また、
ランダム選択部２０は、１を出力する確率がｘ（％）の
ランダム関数Ｐｒｏｂ（ｘ）を演算する機能を有してお
り、雑音スペクトルＮｒ［ｆ］の決定にあたって、ラン
ダム選択部２０は、１を出力する確率が５０％となるラ
ンダム関数Ｐｒｏｂ（５０）を実行し、その実行結果を
利用する。

【０１４２】具体的には、ランダム関数Ｐｒｏｂ（５
０）の実行結果が１であれば、第１の雑音スペクトルＮ
１［ｆ］をランダム選択部２０は出力する。他の場合に
は、第２の雑音スペクトルＮ２［ｆ］をランダム選択部
２０は出力する。このようにして振幅が擾乱された雑音
スペクトルＮｒ［ｆ］は混合部９に供給される。他の構
成要素の動作は実施の形態１のそれと同じである。

【０１４３】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、フレーム毎に複数の異なる更新速度で推定した雑音
スペクトルＮ１［ｆ］およびＮ２［ｆ］からランダムに
いずれか一つを選択することによって、振幅擾乱された
雑音スペクトルＮｒ［ｆ］を求めるようにしたので、雑
音スペクトルの自然性を維持することができながらも、
振幅スペクトルに混入する雑音スペクトルの時間に関す
るランダム性が高くなるので擬似背景雑音の自然性が向
上し、聴感上良好なエコー処理装置を提供することがで
きるなどの効果が得られる。

【０１４４】実施の形態６．図１０はこの発明の実施の
形態６によるエコー処理装置の構成を示すブロック図で
ある。この実施の形態６は、図９に示された実施の形態
５の改良である。図において、２１は重み付け加算部を
示す。図９の構成と異なり、このエコー処理装置には、
ランダム選択部２０が無く、代わりに重み付け加算部２
１が設けられている。その他の構成については図９と同
様であるので、詳細には説明しない。

【０１４５】重み付け加算部２１には、雑音スペクトル
推定部７が出力する第１の雑音スペクトルＮ１［ｆ］
と、第２の雑音スペクトルＮ２［ｆ］が供給される。実
施の形態５に関連して説明したように、第１の雑音スペ
クトルＮ１［ｆ］に比べて、第２の雑音スペクトルＮ２
［ｆ］は高い推定速度を有する。これらの雑音スペクト
ルＮ１［ｆ］とＮ２［ｆ］を重み付け加算部２１は、重
み付けして加算し、その結果の振幅が擾乱された雑音ス
ペクトルＮｒ［ｆ］を出力する。重み付け加算部２１
は、１を出力する確率がｘ（％）のランダム関数Ｐｒｏ
ｂ（ｘ）を演算する機能を有しており、雑音スペクトル
Ｎｒ［ｆ］の決定にあたって、重み付け加算部２１は、
１を出力する確率が５０％となるランダム関数Ｐｒｏｂ
（５０）を実行し、その実行結果を利用する。

【０１４６】具体的には、ランダム関数Ｐｒｏｂ（５
０）の実行結果が１であれば、０からナイキスト周波数
ｆｃまでの周波数領域にわたって、式（３１）を適用す
る。 Ｎｒ［ｆ］＝Ｃ３・Ｎ１［ｆ］＋（１−Ｃ３）・Ｎ２［ｆ］ （３１）

【０１４７】但し、Ｃ３は重み係数であり、式（３２）
により求められるランダムな変数である。 Ｃ３＝０．７＋０．１＊ＲＮＤ（ｘ） （３２） ここで、ＲＮＤ（ｘ）は−１．０≦ＲＮＤ（ｘ）＜１．
０の範囲の一様乱数を発生する関数である。式（３２）
から明らかなように、重み係数Ｃ３は０．６以上、０．
８以下の範囲内で変化する。但し、第１項の０．７は他
の定数で置換してもよい。

【０１４８】一方、ランダム関数Ｐｒｏｂ（５０）の実
行結果が１以外であれば、０からナイキスト周波数ｆｃ
までの周波数領域にわたって、式（３３）を適用する。 Ｎｒ［ｆ］＝（１−Ｃ３）・Ｎ１［ｆ］＋Ｃ３・Ｎ２［ｆ］ （３３）

【０１４９】このようにして、重み付け加算部２１は、
フレーム毎にスペクトル形状が異なる（振幅が擾乱され
た）雑音スペクトルＮｒ［ｆ］を出力する。このように
して振幅が擾乱された雑音スペクトルＮｒ［ｆ］は混合
部９に供給される。他の構成要素の動作は実施の形態５
のそれと同じである。

【０１５０】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、振幅スペクトルＳ［ｆ］に混入する雑音スペクトル
Ｎｒ［ｆ］を、複数の異なる更新速度の雑音スペクトル
Ｎ１［ｆ］およびＮ２［ｆ］の重み付き加算により算出
するようにしたので、雑音スペクトルＮｒ［ｆ］の周波
数特性（スペクトル形状）の概形を保ちながらも、時間
に関して雑音スペクトルＮｒ［ｆ］の振幅をランダム化
できるので、聴感上良好なエコー処理装置を提供するこ
とができるなどの効果が得られる。

【０１５１】また、振幅スペクトルＳ［ｆ］に混入する
雑音スペクトルＮｒ［ｆ］を、各周波数について、雑音
スペクトルＮ１［ｆ］およびＮ２［ｆ］のスペクトル成
分の重み付き加算により算出するようにしたので、雑音
スペクトルの周波数特性（スペクトル形状）の概形を保
ちながらも、周波数に関して振幅をランダム化できるの
で擬似背景雑音の自然性が向上し、聴感上良好なエコー
処理装置を提供することができる。

【０１５２】実施の形態７．図１１はこの発明の実施の
形態７によるエコー処理装置の構成を示すブロック図で
ある。この実施の形態７は、図１に示された実施の形態
１の改良である。図において、２２はスペクトル減算
部、３１は雑音抑圧部を示す。図１の構成と比較して、
新たな要素として、このエコー処理装置には、スペクト
ル減算部２２が設けられている。雑音抑圧部３１は、時
間・周波数変換部５、有音・雑音判定部６、雑音スペク
トル推定部７およびスペクトル減算部２２を有する。そ
の他の構成については図１と同様であるので、詳細には
説明しない。

【０１５３】この実施の形態７では、エコー消去後送信
入力信号Ｕ［ｔ］を時間・周波数変換部５で振幅スペク
トルＳ［ｆ］に変換した後、スペクトル減算部２２が公
知のスペクトルサブトラクション法を用いて振幅スペク
トルＳ［ｆ］に対して雑音抑圧処理を行う。

【０１５４】次に動作について説明する。エコーキャン
セル部１でエコー消去された送信入力信号Ｕ［ｔ］が時
間・周波数変換部５に入力され、時間・周波数変換部５
により振幅スペクトルＳ［ｆ］と位相スペクトルＰ
［ｆ］に変換される。有音・雑音判定部６は、例えば前
述の実施の形態１の方法を用い、現フレームの入力信号
が有音に起因するか、ほとんど背景雑音に起因するかど
うかの判定を行い、その結果を用いて雑音スペクトル推
定部７が、雑音スペクトルＮ［ｆ］を推定する。

【０１５５】スペクトル減算部２２には、時間・周波数
変換部５が出力する振幅スペクトルＳ［ｆ］と、雑音ス
ペクトル推定部７が出力する雑音スペクトルＮ［ｆ］が
供給される。このスペクトル減算部２２には、あるスペ
クトル減算率α（例えば１．２）とある定数Ａ［ｆ］が
あらかじめ入力されている。定数Ａは１．０未満であ
る。スペクトル減算部２２は、振幅スペクトルＳ［ｆ］
と雑音スペクトルＮ［ｆ］とスペクトル減算率αに基づ
いて式（３４）に従って、スペクトル減算結果Ｓ’
［ｆ］を算出する。 Ｓ’［ｆ］＝Ｓ［ｆ］−α・Ｎ［ｆ］ （３４）

【０１５６】このようにして、振幅スペクトルＳ［ｆ］
から減算率αを乗じた雑音スペクトルＮ［ｆ］の減算を
行うことにより雑音抑圧を行う。但し、式（３４）に従
ったスペクトル減算結果Ｓ’［ｆ］が０以下である場合
には、スペクトル減算結果Ｓ’［ｆ］を廃棄し、あらた
めて式（３５）によりスペクトル減算結果Ｓ’［ｆ］を
算出する。 Ｓ’［ｆ］＝Ａ［ｆ］・Ｓ［ｆ］ （３５）

【０１５７】このようにして得られたスペクトル減算結
果Ｓ’［ｆ］をスペクトル減算部２２は混合部９に供給
する。また、混合部９には、雑音振幅ランダム化部８か
ら出力された雑音スペクトルＮｒ［ｆ］、適応フィルタ
２から出力されたフィルタ初期状態フラグＥＣ＿ｉｎｉ
ｔおよびエコー抑圧量算出部４から出力された残留エコ
ー抑圧量ｅｇが供給される。混合部９の構造および機能
は、実施の形態１における混合部９の構造および機能と
実質的に同様である。換言すれば、実施の形態１におけ
る混合部９に関する説明のうち、振幅スペクトルＳ
［ｆ］をスペクトル減算結果Ｓ’［ｆ］と読み替えれ
ば、この実施の形態７における混合部９の構造および機
能は理解される。他の構成要素の動作は実施の形態１の
それと同じである。

【０１５８】この実施の形態に係るエコー処理装置は、
エコーキャンセル部１を含んでいるが、エコーキャンセ
ル部１が無く、送信入力信号Ｓｄ［ｔ］が直接時間・周
波数変換部５に入力される構成としてもよい。その場
合、フィルタ初期状態フラグＥＣ＿ｉｎｉｔに関する処
理は選択部１６で行われない。

【０１５９】以上のように、この実施の形態７によれ
ば、スペクトルサブトラクション法による雑音抑圧部３
１と、このエコー処理装置の一部の要素を共有できるの
で、簡便な構成で雑音抑圧と擬似背景雑音生成を実現す
ることができるなどの効果が得られる。

【０１６０】この実施の形態７では、雑音抑制にスペク
トルサブトラクション法を用いるが、この発明をこの形
態に限定する意図ではない。他の適当な雑音抑制方法を
利用することも可能であり、そのような形態もこの発明
の範囲内にある。例えば、前述の特開２０００−３４７
６８８号公報「雑音抑圧装置」で用いられているスペク
トル減算とスペクトル振幅抑圧を組み合わせた雑音抑圧
の方法を雑音抑圧部３１が実行してもよい。

【０１６１】以上、この発明をその好適な複数の実施の
形態を参照しながら詳細に図示して説明したが、請求の
範囲に記載されたこの発明の趣旨および範囲の区域内
で、形式および細部に関する様々な変更が可能であるこ
とは当業者であれば理解できることだろう。かかる変
更、代替、修正もこの発明の範囲に含まれるものである
と意図する。例えば、上述した複数の実施の形態は、相
互に組み合わせることが可能であり、そのような組み合
わせもこの発明の範囲にある。

【０１６２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、エコ
ー信号が混入した送信しようとする送信入力信号と、受
信した受信入力信号の状態を比較し、この比較に基づい
てエコー抑圧量を算出するエコー抑圧量算出部と、送信
入力信号を時間領域の表現形式から周波数領域の表現形
式に変換して、振幅スペクトルと位相スペクトルを生成
する時間・周波数変換部と、振幅スペクトルから雑音ス
ペクトルを推定する雑音スペクトル推定部と、振幅スペ
クトルにエコー抑圧量に応じて雑音スペクトルを混合す
る混合部と、混合部により雑音スペクトルが混合された
振幅スペクトルと、位相スペクトルに基づいて、時間領
域の表現形式の雑音が混合された送信出力信号を生成し
て、送信出力信号を出力する周波数・時間変換部とを備
えるように構成したので、時間領域の表現形式の信号を
直接的に修正する場合に比べて、自然性の高い疑似背景
雑音を生成することが可能であるなどの効果がある。ま
た、送信入力信号と受信入力信号の比較に基づいてエコ
ー抑圧量算出部により算出されたエコー抑圧量に応じて
雑音スペクトルを混合部が混合するので、場合に応じて
適切で自然性の高い擬似背景雑音を生成でき、聴感上良
好なエコー処理装置を提供することができるなどの効果
がある。

【０１６３】この発明によれば、混合部が、エコー抑圧
量に応じて振幅スペクトルのスペクトル振幅の調整を行
う振幅調整部を具備するように構成したので、送信入力
信号中のエコー成分を効果的に抑圧することができるな
どの効果がある。しかも、時間領域の表現形式の信号を
直接的に修正する場合に比べて、最終的に送信される信
号の自然性を高めることが可能であるなどの効果があ
る。

【０１６４】この発明によれば、振幅スペクトルから、
雑音スペクトルにスペクトル減算率を乗じたスペクトル
を減算して雑音除去スペクトルを生成し、雑音除去スペ
クトルを振幅スペクトルの代わりに混合部に供給するス
ペクトル減算部を具備するように構成したので、送信入
力信号中の雑音成分を効果的に抑圧した後に、背景雑音
を混合することができるなどの効果がある。しかも、雑
音スペクトル推定部の推定結果たる雑音スペクトルをス
ペクトル減算部で利用できるので、構成要素の数の増加
を最小限に抑えることが可能であるなどの効果がある。

【０１６５】この発明によれば、エコー信号が混入した
送信しようとする送信入力信号と、受信した受信入力信
号の状態を比較し、この比較に基づいてエコー抑圧量を
算出するエコー抑圧量算出部と、送信入力信号を時間領
域の表現形式から周波数領域の表現形式に変換して、振
幅スペクトルと位相スペクトルを生成する時間・周波数
変換部と、振幅スペクトルから雑音スペクトルを推定す
る雑音スペクトル推定部と、振幅スペクトルに雑音スペ
クトルを混合する混合部と、エコー抑圧量に応じて位相
スペクトルの位相を擾乱する位相ランダム化部と、混合
部により雑音スペクトルが混合された振幅スペクトル
と、位相ランダム化部により位相が擾乱された位相スペ
クトルに基づいて、時間領域の表現形式の雑音が混合さ
れた送信出力信号を生成して、送信出力信号を出力する
周波数・時間変換部とを備えるように構成したので、エ
コー抑圧量が高い場合には、位相スペクトルの位相の擾
乱の程度を大きくしてエコーを聞こえ難くし、エコー抑
圧量が低い場合には、位相スペクトルの位相の擾乱の程
度を小さくして音声の自然性を維持することが可能であ
るなどの効果がある。

【０１６６】この発明によれば、エコー抑圧量算出部が
算出するエコー抑圧量が所定の値より小さい場合には、
位相ランダム化部は、送信しようとする送信入力信号の
位相スペクトルのうち高周波領域の位相を擾乱し、エコ
ー抑圧量が大きくなるに従って、位相ランダム化部は高
周波領域だけでなく低周波領域の位相を擾乱するように
構成したので、遠端話者の音声に起因する低周波領域の
エコーを必要な時に効果的に抑制することができるなど
の効果がある。

【０１６７】この発明によれば、エコー信号が混入した
送信しようとする送信入力信号と、受信した受信入力信
号の状態を比較し、この比較に基づいてエコー抑圧量を
算出するエコー抑圧量算出部と、送信入力信号を時間領
域の表現形式から周波数領域の表現形式に変換して、振
幅スペクトルと位相スペクトルを生成する時間・周波数
変換部と、振幅スペクトルから雑音スペクトルを推定す
る雑音スペクトル推定部と、振幅スペクトルに雑音スペ
クトルを混合する混合部と、エコー抑圧量に応じて振幅
スペクトルの振幅を擾乱する振幅ランダム化部と、振幅
ランダム化部により振幅が擾乱されて混合部により雑音
スペクトルが混合された振幅スペクトルと、位相スペク
トルに基づいて、時間領域の表現形式の雑音が混合され
た送信出力信号を生成して、送信出力信号を出力する周
波数・時間変換部とを備えるように構成したので、エコ
ー抑圧量が高い場合には、振幅スペクトルの振幅の擾乱
の程度を大きくしてエコーを聞こえ難くし、エコー抑圧
量が低い場合には、振幅スペクトルの振幅の擾乱の程度
を小さくして音声の自然性を維持することが可能である
などの効果がある。

【０１６８】この発明によれば、エコー抑圧量算出部が
算出するエコー抑圧量が所定の値より小さい場合には、
振幅ランダム化部は、送信しようとする送信入力信号の
振幅スペクトルのうち高周波領域の振幅を擾乱し、エコ
ー抑圧量が大きくなるに従って、振幅ランダム化部は高
周波領域だけでなく低周波領域の振幅を擾乱するように
構成したので、遠端話者の音声に起因する低周波領域の
エコーを必要な時に効果的に抑制することができるなど
の効果がある。

【０１６９】この発明によれば、エコー信号が混入した
送信しようとする送信入力信号を時間領域の表現形式か
ら周波数領域の表現形式に変換して、振幅スペクトルと
位相スペクトルを生成する時間・周波数変換部と、振幅
スペクトルから雑音スペクトルを推定する雑音スペクト
ル推定部と、送信入力信号の背景雑音レベルに応じて、
雑音スペクトルの振幅を擾乱する雑音振幅ランダム化部
と、雑音振幅ランダム化部で振幅が擾乱された雑音スペ
クトルを振幅スペクトルに混合する混合部と、混合部に
より雑音スペクトルが混合された振幅スペクトルと、位
相スペクトルに基づいて、時間領域の表現形式の雑音が
混合された送信出力信号を生成して、送信出力信号を出
力する周波数・時間変換部とを備えるように構成したの
で、背景雑音レベルが所定の値より大きい場合には雑音
スペクトルの振幅のランダム化の程度が大きくなり、仮
に雑音スペクトルに残留エコー成分が混入した場合で
も、残留エコー成分を白色化することができるなどの効
果がある。

【０１７０】この発明によれば、送信しようとする送信
入力信号の背景雑音レベルが所定の値より小さい場合に
は、雑音振幅ランダム化部は、雑音スペクトルのうち高
周波領域の振幅を擾乱し、背景雑音レベルが大きくなる
に従って、雑音振幅ランダム化部は高周波領域だけでな
く低周波領域の振幅を擾乱するように構成したので、背
景雑音レベルが所定の値より大きい場合には、ランダム
化の周波数範囲が低域まで及んで白色雑音に近くなるの
で、仮に雑音スペクトルに残留エコー成分が混入した場
合でも、残留エコー成分を白色化することができるなど
の効果がある。

【０１７１】この発明によれば、エコー抑圧量算出部が
算出するエコー抑圧量が所定の値より大きい場合には、
混合部は大きな割合の雑音スペクトルを振幅スペクトル
に混合し、エコー抑圧量が所定の値より小さい場合に
は、混合部は小さな割合の雑音スペクトルを振幅スペク
トルに混合するように構成したので、残留エコーレベル
と送信入力信号および受信入力信号の状態に応じた擬似
背景雑音を混入することができ、聴感上良好なエコー処
理装置を提供することができるなどの効果がある。

【０１７２】この発明によれば、エコー抑圧量算出部が
算出するエコー抑圧量が所定の値よりも大きい場合に
は、混合部が振幅スペクトルに雑音スペクトルを混合す
る代わりに、振幅スペクトルを雑音スペクトルで置換す
るように構成したので、残留エコーが大きい場合でも残
留エコー成分を消去して擬似背景雑音を挿入することが
できるので、聴感上良好なエコー処理装置を提供するこ
とができるなどの効果がある。

【０１７３】この発明によれば、受信した受信入力信号
と、通信路伝達特性あるいはマイクとスピーカ間の音響
伝達特性に基づいてフィルタ係数を推定し、擬似エコー
信号を生成する適応フィルタと、エコー信号が混入した
送信しようとする送信入力信号から擬似エコー信号を減
算することによりエコー信号を除去する減算部とを具備
し、適応フィルタのフィルタ係数が収束するまでの間、
他の場合より大きな割合の雑音スペクトルを混合部が振
幅スペクトルに混合するか、あるいは振幅スペクトルに
雑音スペクトルを混合する代わりに、振幅スペクトルを
雑音スペクトルで置換するように構成したので、フィル
タ係数が収束するまでの間、適応フィルタに代わって混
合部が残留エコーを消去して擬似背景雑音を挿入するこ
とができるので、聴感上良好なエコー処理装置を提供す
ることができるなどの効果がある。

【０１７４】この発明によれば、混合部は、送信しよう
とする送信入力信号の振幅スペクトルのうち低周波領域
の振幅スペクトル成分に所定の値より大きな割合の雑音
スペクトル成分を混合し、高周波数領域になるに従って
より小さい割合の雑音スペクトル成分を振幅スペクトル
成分に混合するように構成したので、高域の雑音感を増
加させず低域にパワーが偏る残留エコー信号を抑圧する
ことができ、聴感上良好なエコー処理装置を提供するこ
とができるなどの効果がある。

【０１７５】この発明によれば、雑音スペクトル推定部
が、複数の推定雑音スペクトルを算出し、そのうちのい
ずれか１つの推定雑音スペクトルをランダムに選択し
て、雑音スペクトルとして出力するように構成したの
で、雑音スペクトルの自然性を維持することができなが
らも、振幅スペクトルに混入する雑音スペクトルの時間
に関するランダム性が高くなるので擬似背景雑音の自然
性が向上し、聴感上良好なエコー処理装置を提供するこ
とができるなどの効果がある。

【０１７６】この発明によれば、雑音スペクトル推定部
が、遅い更新速度を用いて第１の推定雑音スペクトルを
算出し、早い更新速度を用いて第２の推定雑音スペクト
ルを算出し、そのうちのいずれか１つの推定雑音スペク
トルをランダムに選択して、雑音スペクトルとして出力
するように構成したので、雑音スペクトルの自然性を維
持することができながらも、振幅スペクトルに混入する
雑音スペクトルの時間に関するランダム性が高くなるの
で擬似背景雑音の自然性が向上し、聴感上良好なエコー
処理装置を提供することができるなどの効果がある。

【０１７７】この発明によれば、雑音スペクトル推定部
が、複数の推定雑音スペクトルを算出し、これらの複数
の推定雑音スペクトルの重みつき加算を行って得られる
重みつき平均雑音スペクトルを雑音スペクトルとして出
力するように構成したので、出力される雑音スペクトル
の周波数特性（スペクトル形状）の概形を維持すること
ができながらも、時間に関して雑音スペクトルの振幅を
ランダム化できるので、聴感上良好なエコー処理装置を
提供することができるなどの効果がある。

【０１７８】この発明によれば、雑音スペクトル推定部
が、遅い更新速度を用いて第１の推定雑音スペクトルを
算出し、早い更新速度を用いて第２の推定雑音スペクト
ルを算出し、これらの複数の推定雑音スペクトルの重み
つき加算を行って得られる重みつき平均雑音スペクトル
を雑音スペクトルとして出力するように構成したので、
出力される雑音スペクトルの周波数特性（スペクトル形
状）の概形を維持することができながらも、時間に関し
て振幅をランダム化できるので擬似背景雑音の自然性が
向上し、聴感上良好なエコー処理装置を提供することが
できるなどの効果がある。

【０１７９】この発明によれば、雑音スペクトル推定部
における重み付き加算に用いる重み係数を、雑音スペク
トル推定部が、雑音スペクトルのスペクトル成分毎に一
定の範囲内でランダムに設定するように構成したので、
雑音スペクトルの周波数特性（スペクトル形状）の概形
を保ちながらも、周波数に関して振幅をランダム化でき
るので擬似背景雑音の自然性が向上し、聴感上良好なエ
コー処理装置を提供することができるなどの効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるエコー処理装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】 図１に示されたエコー処理装置の混合部の詳
細を示すブロック図である。

【図３】 図２に示された混合部の第１の振幅調整部で
使われる第１の周波数重み付け係数Ｗ１［ｆ］と周波数
の相関関係を示す図である。

【図４】 図２に示された混合部の第２の振幅調整部で
使われる第２の周波数重み付け係数Ｗ２［ｆ］と周波数
の相関関係を示す図である。

【図５】 図１に示されたエコー処理装置の平滑化部で
使われる三角波形状の窓関数Ｗｉｎ_es［ｔ］を説明する
ために参照される図である。

【図６】 図１に示されたエコー処理装置における送信
信号と受信信号の状態と、これらに基づいて生成された
残留エコー抑圧量と、残留エコー抑圧量に基づくこの装
置の擬似背景雑音生成部の動作を示すタイムチャートで
ある。

【図７】 この発明の実施の形態２によるエコー処理装
置の構成を示すブロック図である。

【図８】 この発明の実施の形態４によるエコー処理装
置の構成を示すブロック図である。

【図９】 この発明の実施の形態５によるエコー処理装
置の構成を示すブロック図である。

【図１０】 この発明の実施の形態６によるエコー処理
装置の構成を示すブロック図である。

【図１１】 この発明の実施の形態７によるエコー処理
装置の構成を示すブロック図である。

【図１２】 従来のエコー処理装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ エコーキャンセル部、２ 適応フィルタ、３ 減算
器（減算部）、４ エコー抑圧量算出部、５ 時間・周
波数変換部、６ 有音・雑音判定部、７ 雑音スペクト
ル推定部、８ 雑音振幅ランダム化部、９ 混合部、１
０ 位相ランダム化部、１１ 周波数・時間変換部、１
２ 平滑化部、１３ 第１の振幅調整部、１４ 第２の
振幅調整部、１５ 加算器、１６ 選択部、１６Ａ，１
６Ｂ，１６Ｃ 端子、１６Ｄ スイッチ、１７ 正規化
部、１８ 振幅ランダム化部、１９ 第２の雑音振幅ラ
ンダム化部、２０ ランダム選択部、２１ 重み付け加
算部、２２ スペクトル減算部、３０ 擬似背景雑音生
成部、３１ 雑音抑圧部、４０ マイク、４１ スピー
カ、４２ 送信回路、４３ 受信回路、４４ 分割部。

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エコー信号が混入した送信しようとする
   送信入力信号と、受信した受信入力信号の状態を比較
   し、この比較に基づいてエコー抑圧量を算出するエコー
   抑圧量算出部と、 前記送信入力信号を時間領域の表現形式から周波数領域
   の表現形式に変換して、振幅スペクトルと位相スペクト
   ルを生成する時間・周波数変換部と、 前記振幅スペクトルから雑音スペクトルを推定する雑音
   スペクトル推定部と、 前記振幅スペクトルに前記エコー抑圧量に応じて前記雑
   音スペクトルを混合する混合部と、 前記混合部により前記雑音スペクトルが混合された振幅
   スペクトルと、前記位相スペクトルに基づいて、時間領
   域の表現形式の雑音が混合された送信出力信号を生成し
   て、前記送信出力信号を出力する周波数・時間変換部と
   を備えたエコー処理装置。
2. 【請求項２】 混合部が、エコー抑圧量に応じて振幅ス
   ペクトルのスペクトル振幅の調整を行う振幅調整部を具
   備することを特徴とする請求項１記載のエコー処理装
   置。
3. 【請求項３】 振幅スペクトルから、雑音スペクトルに
   スペクトル減算率を乗じたスペクトルを減算して雑音除
   去スペクトルを生成し、前記雑音除去スペクトルを振幅
   スペクトルの代わりに混合部に供給するスペクトル減算
   部を具備することを特徴とする請求項１または請求項２
   記載のエコー処理装置。
4. 【請求項４】 エコー信号が混入した送信しようとする
   送信入力信号と、受信した受信入力信号の状態を比較
   し、この比較に基づいてエコー抑圧量を算出するエコー
   抑圧量算出部と、 前記送信入力信号を時間領域の表現形式から周波数領域
   の表現形式に変換して、振幅スペクトルと位相スペクト
   ルを生成する時間・周波数変換部と、 前記振幅スペクトルから雑音スペクトルを推定する雑音
   スペクトル推定部と、 前記振幅スペクトルに前記雑音スペクトルを混合する混
   合部と、 前記エコー抑圧量に応じて前記位相スペクトルの位相を
   擾乱する位相ランダム化部と、 前記混合部により前記雑音スペクトルが混合された振幅
   スペクトルと、前記位相ランダム化部により位相が擾乱
   された前記位相スペクトルに基づいて、時間領域の表現
   形式の雑音が混合された送信出力信号を生成して、前記
   送信出力信号を出力する周波数・時間変換部とを備えた
   エコー処理装置。
5. 【請求項５】 エコー抑圧量算出部が算出するエコー抑
   圧量が所定の値より小さい場合には、位相ランダム化部
   は、送信しようとする送信入力信号の位相スペクトルの
   うち高周波領域の位相を擾乱し、前記エコー抑圧量が大
   きくなるに従って、位相ランダム化部は高周波領域だけ
   でなく低周波領域の位相を擾乱するようにしたことを特
   徴とする請求項４記載のエコー処理装置。
6. 【請求項６】 エコー信号が混入した送信しようとする
   送信入力信号と、受信した受信入力信号の状態を比較
   し、この比較に基づいてエコー抑圧量を算出するエコー
   抑圧量算出部と、 前記送信入力信号を時間領域の表現形式から周波数領域
   の表現形式に変換して、振幅スペクトルと位相スペクト
   ルを生成する時間・周波数変換部と、 前記振幅スペクトルから雑音スペクトルを推定する雑音
   スペクトル推定部と、 前記振幅スペクトルに前記雑音スペクトルを混合する混
   合部と、 前記エコー抑圧量に応じて前記振幅スペクトルの振幅を
   擾乱する振幅ランダム化部と、 前記振幅ランダム化部により振幅が擾乱されて前記混合
   部により前記雑音スペクトルが混合された振幅スペクト
   ルと、前記位相スペクトルに基づいて、時間領域の表現
   形式の雑音が混合された送信出力信号を生成して、前記
   送信出力信号を出力する周波数・時間変換部とを備えた
   エコー処理装置。
7. 【請求項７】 エコー抑圧量算出部が算出するエコー抑
   圧量が所定の値より小さい場合には、振幅ランダム化部
   は、送信しようとする送信入力信号の振幅スペクトルの
   うち高周波領域の振幅を擾乱し、前記エコー抑圧量が大
   きくなるに従って、振幅ランダム化部は高周波領域だけ
   でなく低周波領域の振幅を擾乱するようにしたことを特
   徴とする請求項６記載のエコー処理装置。
8. 【請求項８】 エコー信号が混入した送信しようとする
   送信入力信号を時間領域の表現形式から周波数領域の表
   現形式に変換して、振幅スペクトルと位相スペクトルを
   生成する時間・周波数変換部と、 前記振幅スペクトルから雑音スペクトルを推定する雑音
   スペクトル推定部と、 前記送信入力信号の背景雑音レベルに応じて、前記雑音
   スペクトルの振幅を擾乱する雑音振幅ランダム化部と、 前記雑音振幅ランダム化部で振幅が擾乱された前記雑音
   スペクトルを前記振幅スペクトルに混合する混合部と、 前記混合部により前記雑音スペクトルが混合された振幅
   スペクトルと、前記位相スペクトルに基づいて、時間領
   域の表現形式の雑音が混合された送信出力信号を生成し
   て、前記送信出力信号を出力する周波数・時間変換部と
   を備えたエコー処理装置。
9. 【請求項９】 送信しようとする送信入力信号の背景雑
   音レベルが所定の値より小さい場合には、雑音振幅ラン
   ダム化部は、雑音スペクトルのうち高周波領域の振幅を
   擾乱し、前記背景雑音レベルが大きくなるに従って、雑
   音振幅ランダム化部は高周波領域だけでなく低周波領域
   の振幅を擾乱するようにしたことを特徴とする請求項８
   記載のエコー処理装置。
10. 【請求項１０】 エコー抑圧量算出部が算出するエコー
    抑圧量が所定の値より大きい場合には、混合部は大きな
    割合の雑音スペクトルを振幅スペクトルに混合し、前記
    エコー抑圧量が所定の値より小さい場合には、混合部は
    小さな割合の雑音スペクトルを振幅スペクトルに混合す
    ることを特徴とする請求項１から請求項９のうちのいず
    れか１項記載のエコー処理装置。
11. 【請求項１１】 エコー抑圧量算出部が算出するエコー
    抑圧量が所定の値よりも大きい場合には、混合部が振幅
    スペクトルに雑音スペクトルを混合する代わりに、振幅
    スペクトルを雑音スペクトルで置換することを特徴とす
    る請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項記載の
    エコー処理装置。
12. 【請求項１２】 受信した受信入力信号と、通信路伝達
    特性あるいはマイクとスピーカ間の音響伝達特性に基づ
    いてフィルタ係数を推定し、擬似エコー信号を生成する
    適応フィルタと、 エコー信号が混入した送信しようとする送信入力信号か
    ら前記擬似エコー信号を減算することによりエコー信号
    を除去する減算部とを具備し、 前記適応フィルタのフィルタ係数が収束するまでの間、
    他の場合より大きな割合の雑音スペクトルを混合部が振
    幅スペクトルに混合するか、あるいは振幅スペクトルに
    雑音スペクトルを混合する代わりに、振幅スペクトルを
    雑音スペクトルで置換することを特徴とする請求項１か
    ら請求項１１のうちのいずれか１項記載のエコー処理装
    置。
13. 【請求項１３】 混合部は、送信しようとする送信入力
    信号の振幅スペクトルのうち低周波領域の振幅スペクト
    ル成分に所定の値より大きな割合の雑音スペクトル成分
    を混合し、高周波数領域になるに従ってより小さい割合
    の雑音スペクトル成分を振幅スペクトル成分に混合する
    ようにしたことを特徴とする請求項１から請求項１２の
    うちのいずれか１項記載のエコー処理装置。
14. 【請求項１４】 雑音スペクトル推定部が、複数の推定
    雑音スペクトルを算出し、そのうちのいずれか１つの推
    定雑音スペクトルをランダムに選択して、雑音スペクト
    ルとして出力することを特徴とする請求項１から請求項
    １３のうちのいずれか１項記載のエコー処理装置。
15. 【請求項１５】 雑音スペクトル推定部が、遅い更新速
    度を用いて第１の推定雑音スペクトルを算出し、早い更
    新速度を用いて第２の推定雑音スペクトルを算出し、そ
    のうちのいずれか１つの推定雑音スペクトルをランダム
    に選択して、雑音スペクトルとして出力することを特徴
    とする請求項１４記載のエコー処理装置。
16. 【請求項１６】 雑音スペクトル推定部が、複数の推定
    雑音スペクトルを算出し、これらの複数の推定雑音スペ
    クトルの重みつき加算を行って得られる重みつき平均雑
    音スペクトルを雑音スペクトルとして出力することを特
    徴とする請求項１から請求項１３のうちのいずれか１項
    記載のエコー処理装置。
17. 【請求項１７】 雑音スペクトル推定部が、遅い更新速
    度を用いて第１の推定雑音スペクトルを算出し、早い更
    新速度を用いて第２の推定雑音スペクトルを算出し、こ
    れらの複数の推定雑音スペクトルの重みつき加算を行っ
    て得られる重みつき平均雑音スペクトルを雑音スペクト
    ルとして出力することを特徴とする請求項１６記載のエ
    コー処理装置。
18. 【請求項１８】 雑音スペクトル推定部における重み付
    き加算に用いる重み係数を、前記雑音スペクトル推定部
    が、雑音スペクトルのスペクトル成分毎に一定の範囲内
    でランダムに設定することを特徴とする請求項１６また
    は請求項１７記載のエコー処理装置。