JP2003324370A - エコーキャンセラ - Google Patents
エコーキャンセラInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ダブルトーク状態において適応フィルタのフィ
ルタ係数の発散を抑制する。 【解決手段】ステップゲイン設定部３６は、遠端信号Ｘ
nの推定値ＰXnに対する近端信号Ｙnの推定値ＰYnの比を
求め、この推定値の比が所定のしきい値よりも大きいか
否かを判定する。そして、上記推定値の比がしきい値よ
りも大きいと判定した場合、適応フィルタ３１における
ステップゲインを相対的に小さい値に設定してフィルタ
係数Ｈn（ｍ）の収束を相対的に遅くする。故に上記推
定値の比がしきい値よりも大きい場合にフィルタ係数Ｈ
n（ｍ）の収束の速さを相対的に遅くすれば、ダブルト
ーク検出部３４でダブルトークが検出される前にフィル
タ係数Ｈn（ｍ）が発散する可能性が低くなり、発散を
未然に防止して抑制することができる。
ルタ係数の発散を抑制する。 【解決手段】ステップゲイン設定部３６は、遠端信号Ｘ
nの推定値ＰXnに対する近端信号Ｙnの推定値ＰYnの比を
求め、この推定値の比が所定のしきい値よりも大きいか
否かを判定する。そして、上記推定値の比がしきい値よ
りも大きいと判定した場合、適応フィルタ３１における
ステップゲインを相対的に小さい値に設定してフィルタ
係数Ｈn（ｍ）の収束を相対的に遅くする。故に上記推
定値の比がしきい値よりも大きい場合にフィルタ係数Ｈ
n（ｍ）の収束の速さを相対的に遅くすれば、ダブルト
ーク検出部３４でダブルトークが検出される前にフィル
タ係数Ｈn（ｍ）が発散する可能性が低くなり、発散を
未然に防止して抑制することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、拡声通話機能を有
する電話機やインターホンなどの拡声通話装置に用いら
れるエコーキャンセラに関するものである。
する電話機やインターホンなどの拡声通話装置に用いら
れるエコーキャンセラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】マイクロホン及びスピーカを用いて拡声
通話（ハンズフリー通話）を実現する電話機やインター
ホンなどの拡声通話装置においては、スピーカから送出
される受話音声の一部がマイクロホンに回り込み、これ
が送話音声（送話信号）となって相手側の通話端末に伝
送されるため、相手側の通話者には自分の発した音声が
エコーとなって聞こえてしまい、そのレベルが高い場合
には不快感を生じてしまうことになる。そこで、従来よ
り、上述のようなエコーを抑圧する技術が提案あるいは
提供されており、その一つの手段としてエコーキャンセ
ラがある。
通話（ハンズフリー通話）を実現する電話機やインター
ホンなどの拡声通話装置においては、スピーカから送出
される受話音声の一部がマイクロホンに回り込み、これ
が送話音声（送話信号）となって相手側の通話端末に伝
送されるため、相手側の通話者には自分の発した音声が
エコーとなって聞こえてしまい、そのレベルが高い場合
には不快感を生じてしまうことになる。そこで、従来よ
り、上述のようなエコーを抑圧する技術が提案あるいは
提供されており、その一つの手段としてエコーキャンセ
ラがある。
【０００３】エコーキャンセラは、スピーカとマイクロ
ホンの音響結合などにより形成される帰還経路（エコー
経路）のインパルス応答を適応的に同定して帰還経路へ
の入力信号（受話信号）から上記帰還経路のエコー成分
を推定する適応フィルタと、適応フィルタで推定された
エコー成分を帰還経路からの出力信号（送話信号）より
減算する減算器とを備えている。適応フィルタは可変の
係数を有するプロセッサと係数を随時決定していくアル
ゴリズムからなる従来周知のものであって、減算器の出
力信号の自乗平均値を最小化するアルゴリズム、例え
ば、ＬＭＳ（Least-Mean-Square）アルゴリズムにより
可変のフィルタ係数を適応更新することによって帰還経
路のエコー成分（帰還経路を介した受話信号の回り込み
成分）を推定する。そして、適応フィルタで推定された
エコー成分を減算器において送話信号から減算すること
により、送話信号に含まれるエコー成分のみを相殺し、
マイクロホンで集音されたエコー以外の成分（マイクロ
ホンに対して通話者から発せられた音声や周囲の騒音）
に対しては損失を与えないものである。
ホンの音響結合などにより形成される帰還経路（エコー
経路）のインパルス応答を適応的に同定して帰還経路へ
の入力信号（受話信号）から上記帰還経路のエコー成分
を推定する適応フィルタと、適応フィルタで推定された
エコー成分を帰還経路からの出力信号（送話信号）より
減算する減算器とを備えている。適応フィルタは可変の
係数を有するプロセッサと係数を随時決定していくアル
ゴリズムからなる従来周知のものであって、減算器の出
力信号の自乗平均値を最小化するアルゴリズム、例え
ば、ＬＭＳ（Least-Mean-Square）アルゴリズムにより
可変のフィルタ係数を適応更新することによって帰還経
路のエコー成分（帰還経路を介した受話信号の回り込み
成分）を推定する。そして、適応フィルタで推定された
エコー成分を減算器において送話信号から減算すること
により、送話信号に含まれるエコー成分のみを相殺し、
マイクロホンで集音されたエコー以外の成分（マイクロ
ホンに対して通話者から発せられた音声や周囲の騒音）
に対しては損失を与えないものである。
【０００４】図３はエコーキャンセラを備えた拡声通話
装置としてのインターホン親機（以下、「親機」と略
す）Ｍ’と、相手側通話端末としてのドアホン子機Ｓと
からなり、双方向の同時通話を実現可能とした所謂ハン
ズフリーインターホンの従来例を示すブロック図であ
る。親機Ｍ’は、マイクロホン１、スピーカ２、２線−
４線変換回路３、マイクロホンアンプＧ１、回線（２線
の伝送路）への送話信号を増幅する回線出力アンプＧ
２、回線からの受話信号を増幅する回線入力アンプＧ
３、スピーカアンプＧ４、送話音量調整用増幅器Ｇ５、
受話音量調整用増幅器Ｇ６、並びに第１及び第２のエコ
ーキャンセラ３０Ａ’，３０Ｂ’で構成される。また、
ドアホン子器Ｓはマイクロホン１’、スピーカ２’、２
線−４線変換回路３’、マイクロホンアンプＧ１’並び
にスピーカアンプＧ４’で構成される。
装置としてのインターホン親機（以下、「親機」と略
す）Ｍ’と、相手側通話端末としてのドアホン子機Ｓと
からなり、双方向の同時通話を実現可能とした所謂ハン
ズフリーインターホンの従来例を示すブロック図であ
る。親機Ｍ’は、マイクロホン１、スピーカ２、２線−
４線変換回路３、マイクロホンアンプＧ１、回線（２線
の伝送路）への送話信号を増幅する回線出力アンプＧ
２、回線からの受話信号を増幅する回線入力アンプＧ
３、スピーカアンプＧ４、送話音量調整用増幅器Ｇ５、
受話音量調整用増幅器Ｇ６、並びに第１及び第２のエコ
ーキャンセラ３０Ａ’，３０Ｂ’で構成される。また、
ドアホン子器Ｓはマイクロホン１’、スピーカ２’、２
線−４線変換回路３’、マイクロホンアンプＧ１’並び
にスピーカアンプＧ４’で構成される。
【０００５】第１のエコーキャンセラ３０Ａ’は適応フ
ィルタ３１Ａと減算器３２Ａからなり、上述のようにス
ピーカ２−マイクロホン１間の音響結合により形成され
る帰還経路（音響エコー経路）ＨACのインパルス応答を
適応フィルタ３１Ａにより適応的に同定し、遠端側の入
力信号（スピーカアンプＧ４へ入力する受話信号）Ｘ n
から推定したエコー成分（音響エコー）Ｇnを減算器３
２ＡによりマイクロホンアンプＧ１から出力する近端側
の入力信号Ｙn（図３における点Ａの送話信号）から減
算することでエコー成分ｇnを相殺して消去する。ま
た、第２のエコーキャンセラ３０Ｂ’も適応フィルタ３
１Ｂと減算器３２Ｂからなり、２線−４線変換回路３と
伝送路との間のインピーダンスの不整合による反射およ
びドアホン子機Ｓにおけるスピーカ２’−マイクロホン
１’間の音響結合とにより形成される帰還経路（回線エ
コー経路）ＨLINのインパルス応答を適応フィルタ３１
Ｂにより適応的に同定し、参照信号（回線出力アンプＧ
２への入力信号、すなわち送話信号）から推定したエコ
ー成分（回線エコー）を減算器３２Ｂにより受話信号
（図３における点Ｃの信号）から減算することでエコー
成分を相殺して消去する。
ィルタ３１Ａと減算器３２Ａからなり、上述のようにス
ピーカ２−マイクロホン１間の音響結合により形成され
る帰還経路（音響エコー経路）ＨACのインパルス応答を
適応フィルタ３１Ａにより適応的に同定し、遠端側の入
力信号（スピーカアンプＧ４へ入力する受話信号）Ｘ n
から推定したエコー成分（音響エコー）Ｇnを減算器３
２ＡによりマイクロホンアンプＧ１から出力する近端側
の入力信号Ｙn（図３における点Ａの送話信号）から減
算することでエコー成分ｇnを相殺して消去する。ま
た、第２のエコーキャンセラ３０Ｂ’も適応フィルタ３
１Ｂと減算器３２Ｂからなり、２線−４線変換回路３と
伝送路との間のインピーダンスの不整合による反射およ
びドアホン子機Ｓにおけるスピーカ２’−マイクロホン
１’間の音響結合とにより形成される帰還経路（回線エ
コー経路）ＨLINのインパルス応答を適応フィルタ３１
Ｂにより適応的に同定し、参照信号（回線出力アンプＧ
２への入力信号、すなわち送話信号）から推定したエコ
ー成分（回線エコー）を減算器３２Ｂにより受話信号
（図３における点Ｃの信号）から減算することでエコー
成分を相殺して消去する。
【０００６】さらに第１のエコーキャンセラ３０Ａ’を
例に適応フィルタ３１Ａの動作を詳しく説明すると、Ｌ
ＭＳアルゴリズムにおいては次式によってフィルタ係数
（「タップ重み」ともいう）Ｈn（ｍ）を再帰的に更新
していく。
例に適応フィルタ３１Ａの動作を詳しく説明すると、Ｌ
ＭＳアルゴリズムにおいては次式によってフィルタ係数
（「タップ重み」ともいう）Ｈn（ｍ）を再帰的に更新
していく。
【０００７】
Ｈn+1（ｍ）＝Ｈn（ｍ）＋μＥn・Ｘn-m
但し、ｍはタップ番号、ｎはサンプル時間を示す。
【０００８】ここで、Ｅnは、遠端側（ドアホン子器
Ｓ）からのみ発声が行われて近端側（親機Ｍ’）では発
声が行われていない、いわゆるシングルトークの状態で
ある場合にＥn＝ｇn−Ｇnとなり、サンプル時間ｎにお
けるエコー成分ｇnの推定誤差（瞬時誤差）を表し、μ
は毎回の繰り返しにおける補正量の大きさ（すなわち、
収束の速さ）を制御するための定数であるステップゲイ
ン（あるいは「ステップサイズパラメータ」ともいう）
を表す。なお、エコー成分ｇnの推定値Ｇnは上記フィル
タ係数Ｈn（ｍ）と受話信号Ｘnとから次式によって求め
られる。
Ｓ）からのみ発声が行われて近端側（親機Ｍ’）では発
声が行われていない、いわゆるシングルトークの状態で
ある場合にＥn＝ｇn−Ｇnとなり、サンプル時間ｎにお
けるエコー成分ｇnの推定誤差（瞬時誤差）を表し、μ
は毎回の繰り返しにおける補正量の大きさ（すなわち、
収束の速さ）を制御するための定数であるステップゲイ
ン（あるいは「ステップサイズパラメータ」ともいう）
を表す。なお、エコー成分ｇnの推定値Ｇnは上記フィル
タ係数Ｈn（ｍ）と受話信号Ｘnとから次式によって求め
られる。
【０００９】
【式１】
【００１０】そして、フィルタ係数Ｈn（ｍ）を再帰的
に更新することで上記推定誤差Ｅnの平均自乗誤差を最
小とする最適解に到達する（収束する）と、その最適解
のフィルタ係数Ｈn（ｍ）から求められるエコー成分の
推定値Ｇnを送話信号Ｙnから減算することでエコー成分
を相殺した出力信号Ｅnが得られることになる。
に更新することで上記推定誤差Ｅnの平均自乗誤差を最
小とする最適解に到達する（収束する）と、その最適解
のフィルタ係数Ｈn（ｍ）から求められるエコー成分の
推定値Ｇnを送話信号Ｙnから減算することでエコー成分
を相殺した出力信号Ｅnが得られることになる。
【００１１】而して、第１及び第２のエコーキャンセラ
３０Ａ’，３０Ｂ’により帰還経路ＨACおよびＨLINの
エコー成分を相殺して閉ループを断ち切るため、不快な
エコーを抑制することができる。また、上記従来例によ
れば、マイクロホンアンプＧ１の出力信号に含まれるエ
コー以外の成分、すなわち、親機Ｍ’に対して通話者が
発声した音声信号および親機Ｍ’の周囲の騒音について
は全く損失を与えずにドアホン子機Ｓ側へ伝送すること
ができ、同様に受話信号に含まれるエコー以外の成分、
すなわち、ドアホン子機Ｓに対して通話者が発声した音
声信号およびドアホン子機Ｓの周囲の騒音については全
く損失を与えずに親機Ｍ’側へ伝送することができる。
３０Ａ’，３０Ｂ’により帰還経路ＨACおよびＨLINの
エコー成分を相殺して閉ループを断ち切るため、不快な
エコーを抑制することができる。また、上記従来例によ
れば、マイクロホンアンプＧ１の出力信号に含まれるエ
コー以外の成分、すなわち、親機Ｍ’に対して通話者が
発声した音声信号および親機Ｍ’の周囲の騒音について
は全く損失を与えずにドアホン子機Ｓ側へ伝送すること
ができ、同様に受話信号に含まれるエコー以外の成分、
すなわち、ドアホン子機Ｓに対して通話者が発声した音
声信号およびドアホン子機Ｓの周囲の騒音については全
く損失を与えずに親機Ｍ’側へ伝送することができる。
【００１２】ところで、親機Ｍ’とドアホン子器Ｓで同
時に発声が行われる、いわゆるダブルトークの状態にお
いてエコーキャンセラ３０Ａ’，３０Ｂ’の適応フィル
タ３１Ａ，３１Ｂがフィルタ係数Ｈn（ｍ）の更新を継
続すると、フィルタ係数Ｈn（ｍ）が収束せずに発散し
てしまう虞がある。例えば図３の第１のエコーキャンセ
ラ３０Ａ’において、マイクロホン１から入力するダブ
ルトーク成分Ｎnが存在する場合、送話信号ＹnはＹn＝
Ｎn＋ｇnとなり、推定誤差ＥnはＥn＝Ｎn＋（ｇn−
Ｇn）と表される。このとき、フィルタ係数Ｈn（ｍ）を
再帰的に更新することで推定誤差Ｅnの平均自乗誤差を
最小とする最適解を求めようとすると、参照信号（受話
信号Ｘn）と相関のないダブルトーク成分Ｎnの項が推定
誤差Ｅnに含まれているためにフィルタ係数Ｈn（ｍ）が
収束せず、逆に発散する虞がある。すなわち、ダブルト
ーク成分Ｎnは適応フィルタ３１Ａの動作においては外
乱成分となる。
時に発声が行われる、いわゆるダブルトークの状態にお
いてエコーキャンセラ３０Ａ’，３０Ｂ’の適応フィル
タ３１Ａ，３１Ｂがフィルタ係数Ｈn（ｍ）の更新を継
続すると、フィルタ係数Ｈn（ｍ）が収束せずに発散し
てしまう虞がある。例えば図３の第１のエコーキャンセ
ラ３０Ａ’において、マイクロホン１から入力するダブ
ルトーク成分Ｎnが存在する場合、送話信号ＹnはＹn＝
Ｎn＋ｇnとなり、推定誤差ＥnはＥn＝Ｎn＋（ｇn−
Ｇn）と表される。このとき、フィルタ係数Ｈn（ｍ）を
再帰的に更新することで推定誤差Ｅnの平均自乗誤差を
最小とする最適解を求めようとすると、参照信号（受話
信号Ｘn）と相関のないダブルトーク成分Ｎnの項が推定
誤差Ｅnに含まれているためにフィルタ係数Ｈn（ｍ）が
収束せず、逆に発散する虞がある。すなわち、ダブルト
ーク成分Ｎnは適応フィルタ３１Ａの動作においては外
乱成分となる。
【００１３】そこで本発明者らは、図４に示すように参
照信号（受話信号Ｘn）の瞬時パワーを推定する遠端信
号パワー推定部３３Ａと、ダブルトークを検出するダブ
ルトーク検出部３４Ａとを設け、適応フィルタ３１Ａが
遠端信号パワー推定部３３Ａの推定値が参照信号Ｘｎに
音声成分が含まれると見なせる所定の閾値を超え、且つ
ダブルトーク検出処理部３４Ａによりダブルトークが検
出されない状態でのみフィルタ係数Ｈn（ｍ）を更新す
るとともに、その他の状態ではフィルタ係数Ｈn（ｍ）
を更新せずにそれ以前の値に固定するようにして、上述
のようなフィルタ係数Ｈn（ｍ）の発散を防止したエコ
ーキャンセラ３０Ａ”を既に提案している。
照信号（受話信号Ｘn）の瞬時パワーを推定する遠端信
号パワー推定部３３Ａと、ダブルトークを検出するダブ
ルトーク検出部３４Ａとを設け、適応フィルタ３１Ａが
遠端信号パワー推定部３３Ａの推定値が参照信号Ｘｎに
音声成分が含まれると見なせる所定の閾値を超え、且つ
ダブルトーク検出処理部３４Ａによりダブルトークが検
出されない状態でのみフィルタ係数Ｈn（ｍ）を更新す
るとともに、その他の状態ではフィルタ係数Ｈn（ｍ）
を更新せずにそれ以前の値に固定するようにして、上述
のようなフィルタ係数Ｈn（ｍ）の発散を防止したエコ
ーキャンセラ３０Ａ”を既に提案している。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に広く
用いられているダブルトークの検出方法は、帰還経路へ
の入力信号（参照信号）Ｘnと帰還経路からの出力信号
Ｙnの瞬時パワーの比（Ｐ Yn／ＰXn）を求め、この値が
所定のしきい値を越えた場合をダブルトークと判別する
ものである。この方法はエコー経路の利得変動が少ない
系において使用する場合には有効である。しかしなが
ら、マイクロホン１やスピーカ２の前に手をかざしたり
顔を近づけたりすることでエコー経路の利得が頻繁に変
動する系に使用する場合には、ダブルトークの状態とエ
コー経路の利得が変動した状態とを判別することができ
ず、また、エコー成分ｇnに対してダブルトーク成分Ｎn
のパワーが小さい場合にはダブルトークの検出が困難と
なる。
用いられているダブルトークの検出方法は、帰還経路へ
の入力信号（参照信号）Ｘnと帰還経路からの出力信号
Ｙnの瞬時パワーの比（Ｐ Yn／ＰXn）を求め、この値が
所定のしきい値を越えた場合をダブルトークと判別する
ものである。この方法はエコー経路の利得変動が少ない
系において使用する場合には有効である。しかしなが
ら、マイクロホン１やスピーカ２の前に手をかざしたり
顔を近づけたりすることでエコー経路の利得が頻繁に変
動する系に使用する場合には、ダブルトークの状態とエ
コー経路の利得が変動した状態とを判別することができ
ず、また、エコー成分ｇnに対してダブルトーク成分Ｎn
のパワーが小さい場合にはダブルトークの検出が困難と
なる。
【００１５】これに対して、帰還経路への入力信号Ｘn
と帰還経路からの出力信号Ｙnの瞬時パワーを単純に比
較するのではなく、例えば、入力信号Ｘnと推定誤差
（減算器３２Ａの出力）Ｅnとの相互相関を利用するこ
とでエコーに埋もれた微少なダブルトーク成分も精度良
く検出することができる方法がある。すなわち、シング
ルトーク状態では推定誤差Ｅnが純粋な残留エコー成分
を表し、入力信号Ｘnと推定誤差Ｅnとの相互相関は大き
いが、ダブルトーク状態においては推定誤差Ｅnとダブ
ルトーク成分Ｎnとがほぼ等しくなって相互相関が小さ
くなるという性質を利用している。
と帰還経路からの出力信号Ｙnの瞬時パワーを単純に比
較するのではなく、例えば、入力信号Ｘnと推定誤差
（減算器３２Ａの出力）Ｅnとの相互相関を利用するこ
とでエコーに埋もれた微少なダブルトーク成分も精度良
く検出することができる方法がある。すなわち、シング
ルトーク状態では推定誤差Ｅnが純粋な残留エコー成分
を表し、入力信号Ｘnと推定誤差Ｅnとの相互相関は大き
いが、ダブルトーク状態においては推定誤差Ｅnとダブ
ルトーク成分Ｎnとがほぼ等しくなって相互相関が小さ
くなるという性質を利用している。
【００１６】しかしながら、上述のように相互相関を利
用してダブルトークを検出する場合、相互相関を求める
ために要する周期に比例してダブルトーク検出における
遅延が大きくなり、逆に相互相関を求める周期が短すぎ
るとダブルトークの検出精度が低下して適応フィルタに
おけるフィルタ係数の発散を防止することが困難になっ
てしまう。
用してダブルトークを検出する場合、相互相関を求める
ために要する周期に比例してダブルトーク検出における
遅延が大きくなり、逆に相互相関を求める周期が短すぎ
るとダブルトークの検出精度が低下して適応フィルタに
おけるフィルタ係数の発散を防止することが困難になっ
てしまう。
【００１７】本発明は上記事情に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、ダブルトーク状態において適応フィ
ルタのフィルタ係数の発散を抑制することができるエコ
ーキャンセラを提供することにある。
あり、その目的は、ダブルトーク状態において適応フィ
ルタのフィルタ係数の発散を抑制することができるエコ
ーキャンセラを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、マイクロホンとスピーカを用い
て拡声通話を行う拡声通話系に用いられ、スピーカから
マイクロホンへの回り込みなどによって生じるエコーを
抑圧するエコーキャンセラであって、スピーカとマイク
ロホンの音響結合などにより形成される帰還経路のイン
パルス応答を適応的に同定して帰還経路への入力信号か
ら帰還経路のエコー成分を推定する適応フィルタと、適
応フィルタで推定されたエコー成分を帰還経路からの出
力信号より減算する減算器と、遠端側の信号の瞬時パワ
ーを推定する遠端信号パワー推定部と、帰還経路からの
出力信号と帰還経路への入力信号と減算器の出力信号の
うちの複数の信号の相互相関を利用してダブルトークを
検出するダブルトーク検出部とを有し、適応フィルタ
は、遠端信号パワー推定部の推定値が遠端側の信号に音
声成分が含まれると見なせる所定の閾値を超え、且つダ
ブルトーク検出部によりダブルトークが検出されない状
態でのみフィルタ係数を更新するとともに、その他の状
態ではフィルタ係数を固定してなるエコーキャンセラに
おいて、近端側の信号の瞬時パワーを推定する近端信号
パワー推定部と、遠端信号パワー推定部の推定値に対す
る近端信号パワー推定部の推定値の比が所定のしきい値
よりも大きい場合に適応フィルタにおけるステップゲイ
ンを相対的に小さい値に設定するステップゲイン設定部
とを備えたことを特徴とし、ダブルトーク検出部でダブ
ルトークを検出する前にステップゲイン設定部において
遠端信号パワー推定部の推定値に対する近端信号パワー
推定部の推定値の比が所定のしきい値よりも大きいか否
かを判定し、上記比がしきい値よりも大きいと判定した
場合に適応フィルタにおけるステップゲインを相対的に
小さい値に設定するため、ダブルトークか否かにかかわ
らず、遠端信号パワー推定部の推定値に対する近端信号
パワー推定部の推定値の比がしきい値よりも大きければ
適応フィルタにおけるフィルタ係数の収束の速さを相対
的に遅くすることで発散を未然に防止して抑制すること
ができる。
目的を達成するために、マイクロホンとスピーカを用い
て拡声通話を行う拡声通話系に用いられ、スピーカから
マイクロホンへの回り込みなどによって生じるエコーを
抑圧するエコーキャンセラであって、スピーカとマイク
ロホンの音響結合などにより形成される帰還経路のイン
パルス応答を適応的に同定して帰還経路への入力信号か
ら帰還経路のエコー成分を推定する適応フィルタと、適
応フィルタで推定されたエコー成分を帰還経路からの出
力信号より減算する減算器と、遠端側の信号の瞬時パワ
ーを推定する遠端信号パワー推定部と、帰還経路からの
出力信号と帰還経路への入力信号と減算器の出力信号の
うちの複数の信号の相互相関を利用してダブルトークを
検出するダブルトーク検出部とを有し、適応フィルタ
は、遠端信号パワー推定部の推定値が遠端側の信号に音
声成分が含まれると見なせる所定の閾値を超え、且つダ
ブルトーク検出部によりダブルトークが検出されない状
態でのみフィルタ係数を更新するとともに、その他の状
態ではフィルタ係数を固定してなるエコーキャンセラに
おいて、近端側の信号の瞬時パワーを推定する近端信号
パワー推定部と、遠端信号パワー推定部の推定値に対す
る近端信号パワー推定部の推定値の比が所定のしきい値
よりも大きい場合に適応フィルタにおけるステップゲイ
ンを相対的に小さい値に設定するステップゲイン設定部
とを備えたことを特徴とし、ダブルトーク検出部でダブ
ルトークを検出する前にステップゲイン設定部において
遠端信号パワー推定部の推定値に対する近端信号パワー
推定部の推定値の比が所定のしきい値よりも大きいか否
かを判定し、上記比がしきい値よりも大きいと判定した
場合に適応フィルタにおけるステップゲインを相対的に
小さい値に設定するため、ダブルトークか否かにかかわ
らず、遠端信号パワー推定部の推定値に対する近端信号
パワー推定部の推定値の比がしきい値よりも大きければ
適応フィルタにおけるフィルタ係数の収束の速さを相対
的に遅くすることで発散を未然に防止して抑制すること
ができる。
【００１９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、ステップゲイン設定部は、上記比がしきい値よりも
大きくない場合にはステップゲインを相対的に大きい値
に設定することを特徴とし、遠端信号パワー推定部の推
定値に対する近端信号パワー推定部の推定値の比がしき
い値よりも大きくない状況、すなわち、ダブルトーク検
出部でダブルトークが検出される可能性が低い状況では
適応フィルタにおけるフィルタ係数の収束の速さを相対
的に速くすることによって応答の遅れを防止することが
できる。
て、ステップゲイン設定部は、上記比がしきい値よりも
大きくない場合にはステップゲインを相対的に大きい値
に設定することを特徴とし、遠端信号パワー推定部の推
定値に対する近端信号パワー推定部の推定値の比がしき
い値よりも大きくない状況、すなわち、ダブルトーク検
出部でダブルトークが検出される可能性が低い状況では
適応フィルタにおけるフィルタ係数の収束の速さを相対
的に速くすることによって応答の遅れを防止することが
できる。
【００２０】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、上記しきい値を、通常の使用状況におけるエ
コー経路の利得に応じた値に設定したことを特徴とし、
請求項１又は２の発明と同様の作用を奏する。
において、上記しきい値を、通常の使用状況におけるエ
コー経路の利得に応じた値に設定したことを特徴とし、
請求項１又は２の発明と同様の作用を奏する。
【００２１】請求項４の発明は、上記目的を達成するた
めに、マイクロホンとスピーカを用いて拡声通話を行う
拡声通話系に用いられ、スピーカからマイクロホンへの
回り込みなどによって生じるエコーを抑圧するエコーキ
ャンセラであって、スピーカとマイクロホンの音響結合
などにより形成される帰還経路のインパルス応答を適応
的に同定して帰還経路への入力信号から帰還経路のエコ
ー成分を推定する適応フィルタと、適応フィルタで推定
されたエコー成分を帰還経路からの出力信号より減算す
る減算器と、遠端側の信号の瞬時パワーを推定する遠端
信号パワー推定部と、帰還経路からの出力信号と帰還経
路への入力信号と減算器の出力信号のうちの複数の信号
の相互相関を利用してダブルトークを検出するダブルト
ーク検出部とを有し、適応フィルタは、遠端信号パワー
推定部の推定値が遠端側の信号に音声成分が含まれると
見なせる所定の閾値を超え、且つダブルトーク検出部に
よりダブルトークが検出されない状態でのみフィルタ係
数を更新するとともに、その他の状態ではフィルタ係数
を固定してなるエコーキャンセラにおいて、適応フィル
タにおけるフィルタ係数が発散状態にあるか否かを検出
するとともに発散状態にあることを検出した場合に適応
フィルタ、減算器、遠端信号パワー推定部並びにダブル
トーク検出部の処理及び変数を初期化する発散検出処理
部を備えたことを特徴とし、仮に適応フィルタにおける
フィルタ係数が発散したとしても発散状態を検出した発
散検出処理部が直ちに適応フィルタ、減算器、遠端信号
パワー推定部並びにダブルトーク検出部の処理及び変数
を初期化するため、発散を早期に解消して抑制すること
ができる。
めに、マイクロホンとスピーカを用いて拡声通話を行う
拡声通話系に用いられ、スピーカからマイクロホンへの
回り込みなどによって生じるエコーを抑圧するエコーキ
ャンセラであって、スピーカとマイクロホンの音響結合
などにより形成される帰還経路のインパルス応答を適応
的に同定して帰還経路への入力信号から帰還経路のエコ
ー成分を推定する適応フィルタと、適応フィルタで推定
されたエコー成分を帰還経路からの出力信号より減算す
る減算器と、遠端側の信号の瞬時パワーを推定する遠端
信号パワー推定部と、帰還経路からの出力信号と帰還経
路への入力信号と減算器の出力信号のうちの複数の信号
の相互相関を利用してダブルトークを検出するダブルト
ーク検出部とを有し、適応フィルタは、遠端信号パワー
推定部の推定値が遠端側の信号に音声成分が含まれると
見なせる所定の閾値を超え、且つダブルトーク検出部に
よりダブルトークが検出されない状態でのみフィルタ係
数を更新するとともに、その他の状態ではフィルタ係数
を固定してなるエコーキャンセラにおいて、適応フィル
タにおけるフィルタ係数が発散状態にあるか否かを検出
するとともに発散状態にあることを検出した場合に適応
フィルタ、減算器、遠端信号パワー推定部並びにダブル
トーク検出部の処理及び変数を初期化する発散検出処理
部を備えたことを特徴とし、仮に適応フィルタにおける
フィルタ係数が発散したとしても発散状態を検出した発
散検出処理部が直ちに適応フィルタ、減算器、遠端信号
パワー推定部並びにダブルトーク検出部の処理及び変数
を初期化するため、発散を早期に解消して抑制すること
ができる。
【００２２】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、発散検出処理部は、近端側の信号と適応フィルタに
よるエコー成分の推定値との相互相関値に基づいて発散
状態を検出することを特徴とし、請求項４の発明と同様
の作用を奏する。
て、発散検出処理部は、近端側の信号と適応フィルタに
よるエコー成分の推定値との相互相関値に基づいて発散
状態を検出することを特徴とし、請求項４の発明と同様
の作用を奏する。
【００２３】請求項６の発明は、請求項４の発明におい
て、発散検出処理部は、遠端側の信号のパワーに対する
適応フィルタによるエコー成分の推定値の比に基づいて
発散状態を検出することを特徴とし、請求項４の発明と
同様の作用を奏する。
て、発散検出処理部は、遠端側の信号のパワーに対する
適応フィルタによるエコー成分の推定値の比に基づいて
発散状態を検出することを特徴とし、請求項４の発明と
同様の作用を奏する。
【００２４】請求項７の発明は、請求項４の発明におい
て、発散検出処理部は、ダブルトーク検出部にてダブル
トークが検出されていない状態における近端側の信号の
パワーに対する減算器の出力信号のパワーの比に基づい
て発散状態を検出することを特徴とし、請求項４の発明
と同様の作用を奏する。
て、発散検出処理部は、ダブルトーク検出部にてダブル
トークが検出されていない状態における近端側の信号の
パワーに対する減算器の出力信号のパワーの比に基づい
て発散状態を検出することを特徴とし、請求項４の発明
と同様の作用を奏する。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を従来例で説明した
親機Ｍ’の音響エコー経路のエコーを抑圧する第１のエ
コーキャンセラに適用した実施形態について説明する。
但し、本発明を回線エコー経路のエコーを抑圧する第２
のエコーキャンセラに適用可能であることは言うまでも
ない。
親機Ｍ’の音響エコー経路のエコーを抑圧する第１のエ
コーキャンセラに適用した実施形態について説明する。
但し、本発明を回線エコー経路のエコーを抑圧する第２
のエコーキャンセラに適用可能であることは言うまでも
ない。
【００２６】（実施形態１）図１は本実施形態のエコー
キャンセラ３０を用いた拡声通話装置の一部を抜粋した
ブロック図である。なお、本実施形態の基本構成は図４
に示した従来例と共通であるから、共通の構成要素には
同一の符合（但し、「Ａ」の文字は省略する）を付して
説明を省略する。
キャンセラ３０を用いた拡声通話装置の一部を抜粋した
ブロック図である。なお、本実施形態の基本構成は図４
に示した従来例と共通であるから、共通の構成要素には
同一の符合（但し、「Ａ」の文字は省略する）を付して
説明を省略する。
【００２７】本実施形態は、近端側の信号（送話信号）
Ｙnの瞬時パワーを推定する近端信号パワー推定部３５
と、遠端信号パワー推定部３３の推定値ＰXn並びに近端
信号パワー推定部３５の推定値ＰYnに基づいて適応フィ
ルタ３１におけるステップゲインを設定するステップゲ
イン設定部３６とを備えた点に特徴がある。
Ｙnの瞬時パワーを推定する近端信号パワー推定部３５
と、遠端信号パワー推定部３３の推定値ＰXn並びに近端
信号パワー推定部３５の推定値ＰYnに基づいて適応フィ
ルタ３１におけるステップゲインを設定するステップゲ
イン設定部３６とを備えた点に特徴がある。
【００２８】ステップゲイン設定部３６は、遠端信号Ｘ
nの瞬時パワー推定値ＰXnに対する近端信号Ｙnの瞬時パ
ワー推定値ＰYnの比（＝ＰYn／ＰXn）を求め、この推定
値の比が所定のしきい値よりも大きいか否かを判定す
る。そして、上記比がしきい値よりも大きいと判定した
場合、ステップゲイン設定部３６は適応フィルタ３１に
おけるステップゲインを相対的に小さい値（例えば、ダ
ブルトークでない状態で設計的に求めた最適値よりも小
さい値）に設定して適応フィルタ３１におけるフィルタ
係数Ｈn（ｍ）の収束を相対的に遅くする。反対に上記
比がしきい値よりも大きくないと判定した場合、ステッ
プゲイン設定部３６はステップゲインを相対的に大きい
値に設定して適応フィルタ３１におけるフィルタ係数Ｈ
n（ｍ）の収束を相対的に速くする。ここで、ステップ
ゲインを相対的に大きい値に設定する場合には、例え
ば、最適値よりも小さい値に設定されているステップゲ
インを最適値に設定する場合、あるいは最適値に設定さ
れているステップゲインを最適値よりも大きい値に設定
する場合がある。なお、上記しきい値は通常の使用状況
におけるエコー経路（音響エコー経路ＨAC）の利得に応
じた値、例えば、拡声通話装置の設置環境において実測
した上記エコー経路の利得に所定のマージンを加えた値
とすればよい。
nの瞬時パワー推定値ＰXnに対する近端信号Ｙnの瞬時パ
ワー推定値ＰYnの比（＝ＰYn／ＰXn）を求め、この推定
値の比が所定のしきい値よりも大きいか否かを判定す
る。そして、上記比がしきい値よりも大きいと判定した
場合、ステップゲイン設定部３６は適応フィルタ３１に
おけるステップゲインを相対的に小さい値（例えば、ダ
ブルトークでない状態で設計的に求めた最適値よりも小
さい値）に設定して適応フィルタ３１におけるフィルタ
係数Ｈn（ｍ）の収束を相対的に遅くする。反対に上記
比がしきい値よりも大きくないと判定した場合、ステッ
プゲイン設定部３６はステップゲインを相対的に大きい
値に設定して適応フィルタ３１におけるフィルタ係数Ｈ
n（ｍ）の収束を相対的に速くする。ここで、ステップ
ゲインを相対的に大きい値に設定する場合には、例え
ば、最適値よりも小さい値に設定されているステップゲ
インを最適値に設定する場合、あるいは最適値に設定さ
れているステップゲインを最適値よりも大きい値に設定
する場合がある。なお、上記しきい値は通常の使用状況
におけるエコー経路（音響エコー経路ＨAC）の利得に応
じた値、例えば、拡声通話装置の設置環境において実測
した上記エコー経路の利得に所定のマージンを加えた値
とすればよい。
【００２９】而して、従来技術で説明したようにダブル
トーク検出部３４では相互相関を利用してダブルトーク
を検出することでエコーに埋もれたダブルトーク成分で
も精度良く検出することができるものの、相互相関を求
めるために要する周期に比例してダブルトーク検出にお
ける遅延や検出ミスが生じているが、上述のように瞬時
パワー推定値の比（ＰYn／ＰXn）がしきい値よりも大き
い場合に適応フィルタ３１におけるフィルタ係数Ｈ
n（ｍ）の収束の速さを相対的に遅くすれば、ダブルト
ーク検出部３４でダブルトークが検出される前にフィル
タ係数Ｈn（ｍ）が発散する可能性が低くなり、発散を
未然に防止して抑制することができる。また、瞬時パワ
ー推定値の比（ＰYn／ＰXn）がしきい値よりも大きくな
い場合には、適応フィルタ３１におけるフィルタ係数Ｈ
n（ｍ）の収束の速さを相対的に速くすることでエコー
キャンセラ３０の応答の遅れを防止することができる。
なお、ステップゲイン設定部３６において瞬時パワー推
定値の比（ＰYn／ＰXn）がしきい値よりも大きくない場
合に設定するステップゲインの上限は適応フィルタ３１
のフィルタ係数Ｈn（ｍ）が発散しない範囲で最も大き
い値とすればよい。また、瞬時パワー推定値の比（ＰYn
／ＰXn）がしきい値よりも大きくないと判定した場合、
ステップゲイン設定部３６にて瞬時パワー推定値の比
（ＰYn／ＰXn）に応じて段階的に変化させた値をステッ
プゲインとして設定するようにしても良い。
トーク検出部３４では相互相関を利用してダブルトーク
を検出することでエコーに埋もれたダブルトーク成分で
も精度良く検出することができるものの、相互相関を求
めるために要する周期に比例してダブルトーク検出にお
ける遅延や検出ミスが生じているが、上述のように瞬時
パワー推定値の比（ＰYn／ＰXn）がしきい値よりも大き
い場合に適応フィルタ３１におけるフィルタ係数Ｈ
n（ｍ）の収束の速さを相対的に遅くすれば、ダブルト
ーク検出部３４でダブルトークが検出される前にフィル
タ係数Ｈn（ｍ）が発散する可能性が低くなり、発散を
未然に防止して抑制することができる。また、瞬時パワ
ー推定値の比（ＰYn／ＰXn）がしきい値よりも大きくな
い場合には、適応フィルタ３１におけるフィルタ係数Ｈ
n（ｍ）の収束の速さを相対的に速くすることでエコー
キャンセラ３０の応答の遅れを防止することができる。
なお、ステップゲイン設定部３６において瞬時パワー推
定値の比（ＰYn／ＰXn）がしきい値よりも大きくない場
合に設定するステップゲインの上限は適応フィルタ３１
のフィルタ係数Ｈn（ｍ）が発散しない範囲で最も大き
い値とすればよい。また、瞬時パワー推定値の比（ＰYn
／ＰXn）がしきい値よりも大きくないと判定した場合、
ステップゲイン設定部３６にて瞬時パワー推定値の比
（ＰYn／ＰXn）に応じて段階的に変化させた値をステッ
プゲインとして設定するようにしても良い。
【００３０】（実施形態２）図２は本実施形態のエコー
キャンセラ３０を用いた拡声通話装置の一部省略したブ
ロック図である。なお、本実施形態の基本構成は図４に
示した従来例と共通であるから、共通の構成要素には同
一の符合（但し、「Ａ」の文字は省略する）を付して説
明を省略する。
キャンセラ３０を用いた拡声通話装置の一部省略したブ
ロック図である。なお、本実施形態の基本構成は図４に
示した従来例と共通であるから、共通の構成要素には同
一の符合（但し、「Ａ」の文字は省略する）を付して説
明を省略する。
【００３１】本実施形態は、適応フィルタ３１における
フィルタ係数Ｈn（ｍ）が発散状態にあるか否かを検出
するとともに発散状態にあることを検出した場合に適応
フィルタ３１、減算器３２、遠端信号パワー推定部３３
並びにダブルトーク検出部３４の処理及び変数を初期化
する発散検出処理部３７を備えた点に特徴がある。
フィルタ係数Ｈn（ｍ）が発散状態にあるか否かを検出
するとともに発散状態にあることを検出した場合に適応
フィルタ３１、減算器３２、遠端信号パワー推定部３３
並びにダブルトーク検出部３４の処理及び変数を初期化
する発散検出処理部３７を備えた点に特徴がある。
【００３２】発散検出処理部３７は、近端側の信号（送
話信号）Ｙnと適応フィルタ３１によるエコー成分の推
定値Ｇnとの相互相関Ｒを下記の式２により演算し、こ
の相互相関Ｒに基づいて発散状態を検出している。
話信号）Ｙnと適応フィルタ３１によるエコー成分の推
定値Ｇnとの相互相関Ｒを下記の式２により演算し、こ
の相互相関Ｒに基づいて発散状態を検出している。
【００３３】
【式２】
【００３４】但し、Ｊ＝相関を求める際の周期（数１０
ｍｓ程度）／サンプリング周期とする。この相互相関Ｒ
の値は、適応フィルタ３１のフィルタ係数Ｈn（ｍ）が
収束に向かうにつれて１に近づき、逆にフィルタ係数Ｈ
n（ｍ）が発散していくにつれて１よりも小さくなって
いく。したがって、発散検出処理部３７では、ダブルト
ーク検出部３４でダブルトークが検出されていない状況
において、通常の使用環境におけるエコーキャンセラ３
０の収束（適応フィルタ３１のフィルタ係数Ｈn（ｍ）
の収束）に要する時間よりも若干長い時間以上連続して
しきい値Ｒ０（≪１）を下回った場合を発散状態として
検出する。
ｍｓ程度）／サンプリング周期とする。この相互相関Ｒ
の値は、適応フィルタ３１のフィルタ係数Ｈn（ｍ）が
収束に向かうにつれて１に近づき、逆にフィルタ係数Ｈ
n（ｍ）が発散していくにつれて１よりも小さくなって
いく。したがって、発散検出処理部３７では、ダブルト
ーク検出部３４でダブルトークが検出されていない状況
において、通常の使用環境におけるエコーキャンセラ３
０の収束（適応フィルタ３１のフィルタ係数Ｈn（ｍ）
の収束）に要する時間よりも若干長い時間以上連続して
しきい値Ｒ０（≪１）を下回った場合を発散状態として
検出する。
【００３５】而して、適応フィルタ３１のフィルタ係数
Ｈn（ｍ）が一端発散してしまった場合、そのままフィ
ルタ係数Ｈn（ｍ）の更新処理を継続しても再度収束さ
せることは困難であるから、このような場合には発散を
早期に検出してエコーキャンセラ３０の動作を初期化し
てしまう方が有効である。また、通話系においてはエコ
ーキャンセラ３０の発散の早期解消はハウリングやブロ
ッキングを未然に又は早期に抑圧することにつながる。
Ｈn（ｍ）が一端発散してしまった場合、そのままフィ
ルタ係数Ｈn（ｍ）の更新処理を継続しても再度収束さ
せることは困難であるから、このような場合には発散を
早期に検出してエコーキャンセラ３０の動作を初期化し
てしまう方が有効である。また、通話系においてはエコ
ーキャンセラ３０の発散の早期解消はハウリングやブロ
ッキングを未然に又は早期に抑圧することにつながる。
【００３６】本実施形態は上述のように構成したもので
あるから、仮に適応フィルタ３１におけるフィルタ係数
Ｈn（ｍ）が発散したとしても発散状態を検出した発散
検出処理部３７が直ちに適応フィルタ３１、減算器３
２、遠端信号パワー推定部３３並びにダブルトーク検出
部３４の処理及び変数を初期化するため、発散を早期に
解消することができるものである。
あるから、仮に適応フィルタ３１におけるフィルタ係数
Ｈn（ｍ）が発散したとしても発散状態を検出した発散
検出処理部３７が直ちに適応フィルタ３１、減算器３
２、遠端信号パワー推定部３３並びにダブルトーク検出
部３４の処理及び変数を初期化するため、発散を早期に
解消することができるものである。
【００３７】なお、発散検出処理部３７における発散状
態の検出方法は上記の方法以外にも次のような方法でも
構わない。
態の検出方法は上記の方法以外にも次のような方法でも
構わない。
【００３８】すなわち、遠端側の信号（受話信号）Ｘn
のパワーに対する適応フィルタ３１によるエコー成分の
推定値Ｇnの比Ｓを下記の式３により演算し、その比Ｓ
に基づいて発散状態を検出する方法がある。
のパワーに対する適応フィルタ３１によるエコー成分の
推定値Ｇnの比Ｓを下記の式３により演算し、その比Ｓ
に基づいて発散状態を検出する方法がある。
【００３９】
【式３】
【００４０】但し、Ｋ＝パワーを求める際の周期（≫エ
コー遅延時間）／サンプリング周期とする。この比Ｓの
値は、適応フィルタ３１のフィルタ係数Ｈn（ｍ）が収
束に向かうにつれてエコー経路（音響エコー経路ＨAC）
の帰還利得を自乗した値に近付き、逆にフィルタ係数Ｈ
n（ｍ）が発散していくにつれて時間とともに増加す
る。したがって、発散検出処理部３７では、通常の使用
環境におけるエコー遅延時間よりも充分に長い時間以上
連続してしきい値Ｓ０を上回った場合を発散状態として
検出する。なお、しきい値Ｓ０は通常の使用環境におけ
る上記帰還利得よりも充分に大きい値に設定される。
コー遅延時間）／サンプリング周期とする。この比Ｓの
値は、適応フィルタ３１のフィルタ係数Ｈn（ｍ）が収
束に向かうにつれてエコー経路（音響エコー経路ＨAC）
の帰還利得を自乗した値に近付き、逆にフィルタ係数Ｈ
n（ｍ）が発散していくにつれて時間とともに増加す
る。したがって、発散検出処理部３７では、通常の使用
環境におけるエコー遅延時間よりも充分に長い時間以上
連続してしきい値Ｓ０を上回った場合を発散状態として
検出する。なお、しきい値Ｓ０は通常の使用環境におけ
る上記帰還利得よりも充分に大きい値に設定される。
【００４１】あるいは他の方法として、ダブルトーク検
出部３４にてダブルトークが検出されていない状態にお
ける近端側の信号（送話信号）Ｙnのパワーに対する減
算器３２の出力信号Ｅnのパワーの比Ｔを下記式４によ
り演算し、その比Ｔに基づいて発散状態を検出する方法
がある。
出部３４にてダブルトークが検出されていない状態にお
ける近端側の信号（送話信号）Ｙnのパワーに対する減
算器３２の出力信号Ｅnのパワーの比Ｔを下記式４によ
り演算し、その比Ｔに基づいて発散状態を検出する方法
がある。
【００４２】
【式４】
【００４３】但し、Ｌ＝パワーを求める際の周期（数１
０ｍｓ程度）／サンプリング周期とする。この比Ｔの値
は、適応フィルタ３１のフィルタ係数Ｈn（ｍ）が収束
に向かうにつれて０に近づき、逆にフィルタ係数Ｈ
n（ｍ）が発散していくにつれて時間とともに増加す
る。したがって、発散検出処理部３７では、ダブルトー
ク検出部３４でダブルトークが検出されていない状況に
おいて、通常の使用環境におけるダブルトーク検出部３
４でのダブルトーク検出に要する時間よりも充分に長い
時間以上連続してしきい値Ｔ０を上回った場合を発散状
態として検出する。なお、しきい値Ｔ０は、エコーキャ
ンセラ３０が非収束状態（学習開始直後など）における
最低エコー抑圧量の設計値から算出される値である。
０ｍｓ程度）／サンプリング周期とする。この比Ｔの値
は、適応フィルタ３１のフィルタ係数Ｈn（ｍ）が収束
に向かうにつれて０に近づき、逆にフィルタ係数Ｈ
n（ｍ）が発散していくにつれて時間とともに増加す
る。したがって、発散検出処理部３７では、ダブルトー
ク検出部３４でダブルトークが検出されていない状況に
おいて、通常の使用環境におけるダブルトーク検出部３
４でのダブルトーク検出に要する時間よりも充分に長い
時間以上連続してしきい値Ｔ０を上回った場合を発散状
態として検出する。なお、しきい値Ｔ０は、エコーキャ
ンセラ３０が非収束状態（学習開始直後など）における
最低エコー抑圧量の設計値から算出される値である。
【００４４】
【発明の効果】請求項１の発明は、マイクロホンとスピ
ーカを用いて拡声通話を行う拡声通話系に用いられ、ス
ピーカからマイクロホンへの回り込みなどによって生じ
るエコーを抑圧するエコーキャンセラであって、スピー
カとマイクロホンの音響結合などにより形成される帰還
経路のインパルス応答を適応的に同定して帰還経路への
入力信号から帰還経路のエコー成分を推定する適応フィ
ルタと、適応フィルタで推定されたエコー成分を帰還経
路からの出力信号より減算する減算器と、遠端側の信号
の瞬時パワーを推定する遠端信号パワー推定部と、帰還
経路からの出力信号と帰還経路への入力信号と減算器の
出力信号のうちの複数の信号の相互相関を利用してダブ
ルトークを検出するダブルトーク検出部とを有し、適応
フィルタは、遠端信号パワー推定部の推定値が遠端側の
信号に音声成分が含まれると見なせる所定の閾値を超
え、且つダブルトーク検出部によりダブルトークが検出
されない状態でのみフィルタ係数を更新するとともに、
その他の状態ではフィルタ係数を固定してなるエコーキ
ャンセラにおいて、近端側の信号の瞬時パワーを推定す
る近端信号パワー推定部と、遠端信号パワー推定部の推
定値に対する近端信号パワー推定部の推定値の比が所定
のしきい値よりも大きい場合には適応フィルタにおける
ステップゲインを相対的に小さい値に設定するとともに
上記比がしきい値よりも大きくない場合にはステップゲ
インを相対的に大きい値に設定するステップゲイン設定
部とを備えたので、ダブルトーク検出部でダブルトーク
を検出する前にステップゲイン設定部において遠端信号
パワー推定部の推定値に対する近端信号パワー推定部の
推定値の比が所定のしきい値よりも大きいか否かを判定
し、上記比がしきい値よりも大きいと判定した場合に適
応フィルタにおけるステップゲインを相対的に小さい値
に設定するため、ダブルトークか否かにかかわらず、遠
端信号パワー推定部の推定値に対する近端信号パワー推
定部の推定値の比がしきい値よりも大きければ適応フィ
ルタにおけるフィルタ係数の収束の速さを相対的に遅く
することで発散を未然に防止して抑制することができる
という効果がある。
ーカを用いて拡声通話を行う拡声通話系に用いられ、ス
ピーカからマイクロホンへの回り込みなどによって生じ
るエコーを抑圧するエコーキャンセラであって、スピー
カとマイクロホンの音響結合などにより形成される帰還
経路のインパルス応答を適応的に同定して帰還経路への
入力信号から帰還経路のエコー成分を推定する適応フィ
ルタと、適応フィルタで推定されたエコー成分を帰還経
路からの出力信号より減算する減算器と、遠端側の信号
の瞬時パワーを推定する遠端信号パワー推定部と、帰還
経路からの出力信号と帰還経路への入力信号と減算器の
出力信号のうちの複数の信号の相互相関を利用してダブ
ルトークを検出するダブルトーク検出部とを有し、適応
フィルタは、遠端信号パワー推定部の推定値が遠端側の
信号に音声成分が含まれると見なせる所定の閾値を超
え、且つダブルトーク検出部によりダブルトークが検出
されない状態でのみフィルタ係数を更新するとともに、
その他の状態ではフィルタ係数を固定してなるエコーキ
ャンセラにおいて、近端側の信号の瞬時パワーを推定す
る近端信号パワー推定部と、遠端信号パワー推定部の推
定値に対する近端信号パワー推定部の推定値の比が所定
のしきい値よりも大きい場合には適応フィルタにおける
ステップゲインを相対的に小さい値に設定するとともに
上記比がしきい値よりも大きくない場合にはステップゲ
インを相対的に大きい値に設定するステップゲイン設定
部とを備えたので、ダブルトーク検出部でダブルトーク
を検出する前にステップゲイン設定部において遠端信号
パワー推定部の推定値に対する近端信号パワー推定部の
推定値の比が所定のしきい値よりも大きいか否かを判定
し、上記比がしきい値よりも大きいと判定した場合に適
応フィルタにおけるステップゲインを相対的に小さい値
に設定するため、ダブルトークか否かにかかわらず、遠
端信号パワー推定部の推定値に対する近端信号パワー推
定部の推定値の比がしきい値よりも大きければ適応フィ
ルタにおけるフィルタ係数の収束の速さを相対的に遅く
することで発散を未然に防止して抑制することができる
という効果がある。
【００４５】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、ステップゲイン設定部は、上記比がしきい値よりも
大きくない場合にはステップゲインを相対的に大きい値
に設定するので、遠端信号パワー推定部の推定値に対す
る近端信号パワー推定部の推定値の比がしきい値よりも
大きくない状況、すなわち、ダブルトーク検出部でダブ
ルトークが検出される可能性が低い状況では適応フィル
タにおけるフィルタ係数の収束の速さを相対的に速くす
ることによって応答の遅れを防止することができるとい
う効果がある。
て、ステップゲイン設定部は、上記比がしきい値よりも
大きくない場合にはステップゲインを相対的に大きい値
に設定するので、遠端信号パワー推定部の推定値に対す
る近端信号パワー推定部の推定値の比がしきい値よりも
大きくない状況、すなわち、ダブルトーク検出部でダブ
ルトークが検出される可能性が低い状況では適応フィル
タにおけるフィルタ係数の収束の速さを相対的に速くす
ることによって応答の遅れを防止することができるとい
う効果がある。
【００４６】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、上記しきい値を、通常の使用状況におけるエ
コー経路の利得に応じた値に設定したので、請求項１又
は２の発明と同様の効果を奏する。
において、上記しきい値を、通常の使用状況におけるエ
コー経路の利得に応じた値に設定したので、請求項１又
は２の発明と同様の効果を奏する。
【００４７】請求項４の発明は、マイクロホンとスピー
カを用いて拡声通話を行う拡声通話系に用いられ、スピ
ーカからマイクロホンへの回り込みなどによって生じる
エコーを抑圧するエコーキャンセラであって、スピーカ
とマイクロホンの音響結合などにより形成される帰還経
路のインパルス応答を適応的に同定して帰還経路への入
力信号から帰還経路のエコー成分を推定する適応フィル
タと、適応フィルタで推定されたエコー成分を帰還経路
からの出力信号より減算する減算器と、遠端側の信号の
瞬時パワーを推定する遠端信号パワー推定部と、帰還経
路からの出力信号と帰還経路への入力信号と減算器の出
力信号のうちの複数の信号の相互相関を利用してダブル
トークを検出するダブルトーク検出部とを有し、適応フ
ィルタは、遠端信号パワー推定部の推定値が遠端側の信
号に音声成分が含まれると見なせる所定の閾値を超え、
且つダブルトーク検出部によりダブルトークが検出され
ない状態でのみフィルタ係数を更新するとともに、その
他の状態ではフィルタ係数を固定してなるエコーキャン
セラにおいて、適応フィルタにおけるフィルタ係数が発
散状態にあるか否かを検出するとともに発散状態にある
ことを検出した場合に適応フィルタ、減算器、遠端信号
パワー推定部並びにダブルトーク検出部の処理及び変数
を初期化する発散検出処理部を備えたので、仮に適応フ
ィルタにおけるフィルタ係数が発散したとしても発散状
態を検出した発散検出処理部が直ちに適応フィルタ、減
算器、遠端信号パワー推定部並びにダブルトーク検出部
の処理及び変数を初期化するため、発散を早期に解消し
て抑制することができるという効果がある。
カを用いて拡声通話を行う拡声通話系に用いられ、スピ
ーカからマイクロホンへの回り込みなどによって生じる
エコーを抑圧するエコーキャンセラであって、スピーカ
とマイクロホンの音響結合などにより形成される帰還経
路のインパルス応答を適応的に同定して帰還経路への入
力信号から帰還経路のエコー成分を推定する適応フィル
タと、適応フィルタで推定されたエコー成分を帰還経路
からの出力信号より減算する減算器と、遠端側の信号の
瞬時パワーを推定する遠端信号パワー推定部と、帰還経
路からの出力信号と帰還経路への入力信号と減算器の出
力信号のうちの複数の信号の相互相関を利用してダブル
トークを検出するダブルトーク検出部とを有し、適応フ
ィルタは、遠端信号パワー推定部の推定値が遠端側の信
号に音声成分が含まれると見なせる所定の閾値を超え、
且つダブルトーク検出部によりダブルトークが検出され
ない状態でのみフィルタ係数を更新するとともに、その
他の状態ではフィルタ係数を固定してなるエコーキャン
セラにおいて、適応フィルタにおけるフィルタ係数が発
散状態にあるか否かを検出するとともに発散状態にある
ことを検出した場合に適応フィルタ、減算器、遠端信号
パワー推定部並びにダブルトーク検出部の処理及び変数
を初期化する発散検出処理部を備えたので、仮に適応フ
ィルタにおけるフィルタ係数が発散したとしても発散状
態を検出した発散検出処理部が直ちに適応フィルタ、減
算器、遠端信号パワー推定部並びにダブルトーク検出部
の処理及び変数を初期化するため、発散を早期に解消し
て抑制することができるという効果がある。
【００４８】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、発散検出処理部は、近端側の信号と適応フィルタに
よるエコー成分の推定値との相互相関値に基づいて発散
状態を検出するので、請求項４の発明と同様の効果を奏
する。
て、発散検出処理部は、近端側の信号と適応フィルタに
よるエコー成分の推定値との相互相関値に基づいて発散
状態を検出するので、請求項４の発明と同様の効果を奏
する。
【００４９】請求項６の発明は、請求項４の発明におい
て、発散検出処理部は、遠端側の信号のパワーに対する
適応フィルタによるエコー成分の推定値の比に基づいて
発散状態を検出するので、請求項４の発明と同様の効果
を奏する。
て、発散検出処理部は、遠端側の信号のパワーに対する
適応フィルタによるエコー成分の推定値の比に基づいて
発散状態を検出するので、請求項４の発明と同様の効果
を奏する。
【００５０】請求項７の発明は、請求項４の発明におい
て、発散検出処理部は、ダブルトーク検出部にてダブル
トークが検出されていない状態における近端側の信号の
パワーに対する減算器の出力信号のパワーの比に基づい
て発散状態を検出するので、請求項４の発明と同様の効
果を奏する。
て、発散検出処理部は、ダブルトーク検出部にてダブル
トークが検出されていない状態における近端側の信号の
パワーに対する減算器の出力信号のパワーの比に基づい
て発散状態を検出するので、請求項４の発明と同様の効
果を奏する。
【図１】実施形態１を示すブロック図である。
【図２】実施形態２を示すブロック図である。
【図３】従来のエコーキャンセラを用いた拡声通話装置
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図４】他の従来例を示すブロック図である。
１ マイクロホン
２ スピーカ
３０ エコーキャンセラ
３１ 適応フィルタ
３２ 減算器
３３ 遠端信号パワー推定部
３４ ダブルトーク検出部
３５ 近端信号パワー推定部
３６ ステップゲイン設定部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 前田 裕子
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株
式会社内
(72)発明者 寺澤 章
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株
式会社内
(72)発明者 菊池 彰洋
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株
式会社内
Ｆターム(参考） 5K027 AA09 BB03 DD10
5K046 AA01 BB01 HH02 HH39 HH77
HH78 HH79
Claims (7)
- 【請求項１】 マイクロホンとスピーカを用いて拡声通
話を行う拡声通話系に用いられ、スピーカからマイクロ
ホンへの回り込みなどによって生じるエコーを抑圧する
エコーキャンセラであって、スピーカとマイクロホンの
音響結合などにより形成される帰還経路のインパルス応
答を適応的に同定して帰還経路への入力信号から帰還経
路のエコー成分を推定する適応フィルタと、適応フィル
タで推定されたエコー成分を帰還経路からの出力信号よ
り減算する減算器と、遠端側の信号の瞬時パワーを推定
する遠端信号パワー推定部と、帰還経路からの出力信号
と帰還経路への入力信号と減算器の出力信号のうちの複
数の信号の相互相関を利用してダブルトークを検出する
ダブルトーク検出部とを有し、適応フィルタは、遠端信
号パワー推定部の推定値が遠端側の信号に音声成分が含
まれると見なせる所定の閾値を超え、且つダブルトーク
検出部によりダブルトークが検出されない状態でのみフ
ィルタ係数を更新するとともに、その他の状態ではフィ
ルタ係数を固定してなるエコーキャンセラにおいて、近
端側の信号の瞬時パワーを推定する近端信号パワー推定
部と、遠端信号パワー推定部の推定値に対する近端信号
パワー推定部の推定値の比が所定のしきい値よりも大き
い場合に適応フィルタにおけるステップゲインを相対的
に小さい値に設定するステップゲイン設定部とを備えた
ことを特徴とするエコーキャンセラ。 - 【請求項２】 ステップゲイン設定部は、上記比がしき
い値よりも大きくない場合にはステップゲインを相対的
に大きい値に設定することを特徴とする請求項１記載の
エコーキャンセラ。 - 【請求項３】 上記しきい値を、通常の使用状況におけ
るエコー経路の利得に応じた値に設定したことを特徴と
する請求項１又は２記載のエコーキャンセラ。 - 【請求項４】 マイクロホンとスピーカを用いて拡声通
話を行う拡声通話系に用いられ、スピーカからマイクロ
ホンへの回り込みなどによって生じるエコーを抑圧する
エコーキャンセラであって、スピーカとマイクロホンの
音響結合などにより形成される帰還経路のインパルス応
答を適応的に同定して帰還経路への入力信号から帰還経
路のエコー成分を推定する適応フィルタと、適応フィル
タで推定されたエコー成分を帰還経路からの出力信号よ
り減算する減算器と、遠端側の信号の瞬時パワーを推定
する遠端信号パワー推定部と、帰還経路からの出力信号
と帰還経路への入力信号と減算器の出力信号のうちの複
数の信号の相互相関を利用してダブルトークを検出する
ダブルトーク検出部とを有し、適応フィルタは、遠端信
号パワー推定部の推定値が遠端側の信号に音声成分が含
まれると見なせる所定の閾値を超え、且つダブルトーク
検出部によりダブルトークが検出されない状態でのみフ
ィルタ係数を更新するとともに、その他の状態ではフィ
ルタ係数を固定してなるエコーキャンセラにおいて、適
応フィルタにおけるフィルタ係数が発散状態にあるか否
かを検出するとともに発散状態にあることを検出した場
合に適応フィルタ、減算器、遠端信号パワー推定部並び
にダブルトーク検出部の処理及び変数を初期化する発散
検出処理部を備えたことを特徴とするエコーキャンセ
ラ。 - 【請求項５】 発散検出処理部は、近端側の信号と適応
フィルタによるエコー成分の推定値との相互相関値に基
づいて発散状態を検出することを特徴とする請求項４記
載のエコーキャンセラ。 - 【請求項６】 発散検出処理部は、遠端側の信号のパワ
ーに対する適応フィルタによるエコー成分の推定値の比
に基づいて発散状態を検出することを特徴とする請求項
４記載のエコーキャンセラ。 - 【請求項７】 発散検出処理部は、ダブルトーク検出部
にてダブルトークが検出されていない状態における近端
側の信号のパワーに対する減算器の出力信号のパワーの
比に基づいて発散状態を検出することを特徴とする請求
項４記載のエコーキャンセラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002127558A JP3979169B2 (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | エコーキャンセラ |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2002127558A JP3979169B2 (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | エコーキャンセラ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003324370A true JP2003324370A (ja) | 2003-11-14 |
| JP3979169B2 JP3979169B2 (ja) | 2007-09-19 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2006332872A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 音響結合量推定方法、その装置、そのプログラム及びその記録媒体 |
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-
2002
- 2002-04-26 JP JP2002127558A patent/JP3979169B2/ja not_active Expired - Fee Related
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