JP2006279191A - エコーキャンセラ - Google Patents

Abstract

【課題】 ダブルトーク状態をより正確に検出して、エコーパス推定の精度の劣化を防止する。これにより、残留エコーを減少させて、エコーキャンセラに対する信頼性を向上させる。
【解決手段】 疑似エコーｙ´を生成してエコーキャンセル処理を行うと共に疑似エコーの生成時に用いるフィルタ係数の更新動作を行う適応フィルタ１０９と、ダブルトーク状態を検出したとき適応フィルタ１０９でのフィルタ係数の更新動作を停止させるダブルトーク検出部１０８とを備えたエコーキャンセラ１００である。ダブルトーク検出部１０８で用いるフィルタ係数αを、入力側及び出力側の音声信号のパワー包絡を用いて更新するパワー包絡適応フィルタ１０４を備え、ダブルトーク検出部１０８が、パワー包絡適応フィルタ１０４で更新されたフィルタ係数αを用いてダブルトークを検出する。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば電話システムにおけるハイブリッド回路で起こる回線エコーや、音響の回り込みにより発生する音響エコー等のエコーを消去するエコーキャンセラに関するものである。

現在、インターネットのネットワークを利用した音声通信（ＶｏＩＰ：Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が盛んに行われている。このインターネットでの音声通信に対して、既存の公衆網ではエコーと自分の声とのずれが数ｍｓ単位しかないため支障がない。即ち、既存の公衆網の様に、遅延のごく少ないネットワークでは、ハイブリッド回路や受話空間で発話側に回り込んでしまうエコーがあっても、会話に支障がなかった。

しかし、ＶｏＩＰによる音声通信の場合、ネットワークの伝送遅延が１００ｍｓ単位で発生するため、エコーがあると会話に支障をきたしてしまう。そこで、この発話側に返ってしまうエコーを除去するために広く用いられているのが、エコーキャンセラである。

エコーキャンセラは、適応フィルタを備え、遠端話者からの受信信号に対して畳み込み演算を行い、エコー信号と推定された疑似エコー信号を生成している。適応フィルタは、エコー経路の推定インパルス応答のタップ係数を有している。そして、エコーを含んだ近端入力信号から、上記疑似エコー信号を減算することによりエコーを除去している。

エコーキャンセラの適応フィルタには一般的には学習同定法のアルゴリズムが用いられている。このような例としては非特許文献１がある。
金田豊著、「適応フィルタの概要」、日本音響学会誌４８巻７号、Ｐ．４８９〜４９２、１９９２年。

ところで、上記学習同定法などの適応アルゴリズムを適用しているエコーキャンセラにおいて、遠端話者と近端話者とが同時に通話している状態（以下、この状態のことをダブルトーク状態という）では、適応フィルタの係数を乱す。そのため、従来のエコーキャンセラでは、ダブルトーク検出器を設けて、このダブルトーク検出器がダブルトーク状態と判断したときは、適応フィルタの係数更新動作を停止させ、エコーパス推定の誤学習による劣化を防いでいる。

しかし、従来のダブルトーク検出器では、遠端話者からの受信信号と近端音声信号のレベルを比較することによってダブルトーク判定を実施していたため、その判定が誤ることがあった。例えば、近端音声信号の成分のうち、エコー信号のレベルに対して近端話者からの送信信号が小さい場合は、近端話者からの送信信号の有無を判断することが難しくなる。このため、近端話者からの送信信号が含まれているにも関わらず、近端話者からの送信信号がエコー信号のレベルよりも小さいために、従来のダブルトーク検出器がダブルトーク状態と判定できなくて、エコーパス推定の誤学習を招くという問題があった。

本発明のエコーキャンセラは、上記課題を解決するために、ダブルトーク状態の検出をより正確に行えるダブルトーク検出手段を具備するものである。具体的には、ダブルトーク検出手段で用いるフィルタ係数を、入力側及び出力側の音声信号のパワー包絡を用いて更新するフィルタ係数更新手段を備え、ダブルトーク検出手段が、上記フィルタ係数更新手段で更新されたフィルタ係数を用いてエコーパス減衰量を算出すると共に当該エコーパス減衰量を用いてダブルトークを検出する機能を備えたものである。

上記フィルタ係数更新手段は、Ｒｏｕｔ端の音声信号のパワー包絡を算出するＲｏｕｔパワー包絡算出部と、当該Ｒｏｕｔパワー包絡算出部で算出したパワー包絡を格納するＲｏｕｔパワー包絡格納部と、Ｓｉｎ端の音声信号のパワー包絡を算出するＳｉｎパワー包絡算出部と、上記Ｒｏｕｔパワー包絡格納部に格納されたＲｏｕｔパワー包絡を入力として上記Ｓｉｎ端の音声信号のパワー包絡を予測すると共に上記Ｓｉｎパワー包絡算出部で算出したＳｉｎパワー包絡から上記予測パワー包絡を差し引いてエラーパワー包絡を算出し、当該エラーパワー包絡と上記Ｒｏｕｔパワー包絡とを基に上記フィルタ係数を更新するパワー包絡適応フィルタとを備え、上記ダブルトーク検出手段が、上記パワー包絡適応フィルタで更新されたフィルタ係数を用いてダブルトークを検出するものである。

上記ダブルトーク検出手段は、上記Ｒｏｕｔ端の音声信号の瞬時パワーを取得するＲｏｕｔ瞬時パワー取得部と、上記Ｓｉｎ端の音声信号の瞬時パワーを取得するＳｉｎ瞬時パワー取得部と、ダブルトーク状態を検出するダブルトーク検出部とを備え、上記ダブルトーク検出部が、上記パワー包絡適応フィルタで更新したフィルタ係数を用いてエコーパス減衰量を算出すると共に、当該エコーパス減衰量と、上記Ｒｏｕｔ瞬時パワー取得部で取得したＲｏｕｔ瞬時パワーと、上記Ｓｉｎ瞬時パワー取得部で取得したＳｉｎ瞬時パワーとを用いてダブルトークを検出するものである。

また、上記ダブルトーク検出手段には、当該ダブルトーク検出手段で求めたエコーパス減衰量を調整するエコーパス減衰量調整部を備え、当該エコーパス減衰量調整部が、上記ダブルトーク検出手段で求めたエコーパス減衰量の下落幅が小さくなる方向に調整することが望ましい。

ダブルトーク状態をより正確に検出することができるようになり、エコーパス推定の精度の劣化を防止して、残留エコーを減少させることができる。この結果、エコーキャンセラに対する信頼性が向上する。

以下に、本発明の実施形態に係るエコーキャンセラについて説明する。

本発明は、ダブルトークの検出性能をより正確に行えるダブルトーク検出器を具備することで、ダブルトーク状態であるにも関わらずフィルタの係数更新動作を行うことによって発生するエコーパス推定の制度の劣化を防止して、残留エコーを減少させることができるエコーキャンセラを提供するものである。本発明は、具体的には、エコーキャンセラのＲｏｕｔ端パワー包絡と、Ｒｏｕｔ端パワー包絡から得た予測パワー包絡をＳｉｎ端パワー包絡から差し引いたエラーパワー包絡とを用いてフィルタ係数を更新し、その適応フィルタのフィルタ係数からエコーパス減衰量を求めることで、ダブルトークを精度良く検出することができ、エコーパス推定の精度の劣化を防止できるものである。

なお、本実施形態においては、エコーキャンセラとして回線エコーキャンセラを例に挙げて説明していくが、音響エコーキャンセラ等の他のエコーキャンセラにも適用することができる。

［第１実施形態］
本実施形態のエコーキャンセラ１００を図１に示す。図１は本発明の第１実施形態に係るエコーキャンセラの全体構成を示すブロック図である。

電話機１５は、ハイブリッド回路１４を介して電話網に接続されている。さらに、エコーキャンセラ１００は、ハイブリッド回路１４と電話網との間に介在されている。電話機１５は、ハイブリッド回路１４とエコーキャンセラ１００を介して電話網に接続され、この電話網を介して通話相手の電話機(図示せず)と接続される。ハイブリッド回路１４は、電話網に存在する４線−２線変換回路であり、インピーダンス不整合によるエコーの発生源となっている。エコーキャンセラ１００は、電話機１５に対向する図示しない別の電話機側に戻るエコー信号を消去するものである。

エコーキャンセラ１００は、疑似エコーを生成してエコーキャンセル処理を行うと共に上記疑似エコーの生成時に用いるフィルタ係数の更新動作を行うエコーキャンセル手段と、ダブルトーク状態を検出したとき上記エコーキャンセル手段でのフィルタ係数の更新動作を停止させるダブルトーク検出手段と、上記ダブルトーク検出手段で用いるフィルタ係数を、入力側及び出力側の音声信号のパワー包絡を用いて更新するフィルタ係数更新手段とを備えて構成されている。

上記フィルタ係数更新手段は、ダブルトーク検出手段でダブルトークを検出するときに用いるフィルタ係数を更新するための手段である。このフィルタ係数更新手段は、Ｒｏｕｔ端子１１の音声信号のパワー包絡を算出するＲｏｕｔパワー包絡算出部１０１と、このＲｏｕｔパワー包絡算出部１０１で算出したパワー包絡を格納するＲｏｕｔパワー包絡格納部１０３と、Ｓｉｎ端子１２の音声信号のパワー包絡を算出するＳｉｎパワー包絡算出部１０２と、フィルタ係数を更新するパワー包絡適応フィルタ１０４と、Ｓｉｎパワー包絡算出部１０２のＳｉｎパワー包絡からパワー包絡適応フィルタ１０４の予測パワー包絡を差し引く加算器１０５とから構成されている。以下、各部について説明する。

Ｒｏｕｔパワー包絡演算部１０１は、Ｒｉｎ端子１０からの遠端話者音声信号ｘを入力とし、遠端話者音声信号のパワー包絡値ｒｏｕｔＰを算出する部分である。パワー包絡値は、例えば、１０ｍｓの音声信号を１フレームとした場合、１フレームあたりの音声信号サンプルの振幅値ｘを２乗和して算出するものとする（式１参照）。なおここでは、式１で示す方法を例に挙げて説明していくが、これに限定されるものではない。パワー包絡が得られる方法であれば、他の方法を用いても良い。例えば、音声信号の絶対値の総和から求めてもよい。ただし、Ｓｉｎパワー包絡演算部１０２と同じ方法でなければならない。

Ｌ：１フレームあたりのサンプル数（例えば１０ｍｓ分の音声信号サンプル数）
ｎ：サンプルの番号（時刻に相当）

Ｓｉｎパワー包絡演算部１０２は、近端音声信号ｙ（エコー信号ｘ’と近端話者信号ｖを含む）を入力とし、近端音声信号のパワー包絡値ｓｉｎＰを算出する部分である。パワー包絡値は、例えば、１０ｍｓの音声信号を１フレームとした場合、１フレームあたりの音声信号サンプルの振幅値ｙを２乗和して算出するのとする（式２参照）。なおここでは、式２で示す方法を例に挙げて説明していくが、これに限定するものではない。上記Ｒｏｕｔパワー包絡演算部１０１の場合と同様に、パワー包絡が得られる方法であれば、他の方法を用いても良い。例えば、音声信号の絶対値の総和から求めてもよい。ただし、Ｒｏｕｔパワー包絡演算部１０１と同じ方法でなければならない。

Ｌ：１フレームあたりのサンプル数（例えば１０ｍｓ分の音声信号サンプル数）
ｎ：サンプルの番号（時刻に相当）

Ｒｏｕｔパワー包絡格納部１０３は、Ｒｏｕｔ端子１１とＳｉｎ端子１２間の対応すべきエコー消去領域分のＲｏｕｔパワー包絡値ｒｏｕｔＰを格納するキューである。例えば、エコーの消去領域を１００ｍｓまでとしたい場合は、ｒｏｕｔＰを１０フレーム分（１フレームは１０ｍｓとする）格納するキューｒｏｕｔＰ＿ｑｕｅを用意する。この時、畳み込み区間Ｄの値は１０となる。

パワー包絡適応フィルタ１０４は、Ｒｏｕｔパワー包絡キューｒｏｕｔＰ＿ｑｕｅを入力とし、パワー包絡適応フィルタ係数αで畳み込み演算を行うことによって、予測パワー包絡ｐｒｅｄｉｃｔＰを生成する適応フィルタである（式３参照）。

ｎ：時刻（パワー包絡算出毎にインクリメント）
Ｄ：畳み込み区間

加算器１０５は、Ｓｉｎパワー包絡ｓｉｎＰから、予測パワー包絡ｐｒｅｄｉｃｔＰを差し引き、エラーパワー包絡ｅｒｒＰを出力する（式４参照）。

ｎ：時刻（パワー包絡算出毎にインクリメント）

パワー包絡適応フィルタ１０４には、ＦＩＲフィルタが用いられており、このＦＩＲフィルタのフィルタ係数は、Ｒｏｕｔパワー包絡キューｒｏｕｔＰ＿ｑｕｅと加算器１０５の出力信号であるエラーパワー包絡ｅｒｒＰをもとに、学習同定法等の公知のアルゴリズムによりパワー包絡適応フィルタ係数αの更新動作（式５参照）を行い、予測パワー包絡ｐｒｅｄｉｃｔＰを生成する。更新されたパワー包絡適応フィルタ係数αは、ダブルトーク検出部１０８でのダブルトーク状態の検出の際に用いられる。パワー包絡適応フィルタ１０４のフィルタ係数αの更新は、Ｒｏｕｔ端のパワーが予め設けておいた有音、無音との閾値（例えば、−４０ｄＢ）に相当する値より大きい場合であり、且つＲｏｕｔ端のパワーがＳｉｎ端のパワーより大きい場合にだけ動作する。これ以外の状態、即ちＲｏｕｔ端のパワーが閾値より小さい場合であったり、Ｒｏｕｔ端のパワーがＳｉｎ端のパワーより小さい場合には、パワー包絡適応フィルタの係数更新動作は停止させる。

ｎ：時刻（パワー包絡算出毎にインクリメント）
μ：ステップゲイン
Ｄ：畳み込み区間

ダブルトーク検出手段は、上記フィルタ係数更新手段で更新されたフィルタ係数を用いてエコーパス減衰量を算出すると共にこのエコーパス減衰量を用いてダブルトークを検出するための手段である。このダブルトーク検出手段は、Ｒｏｕｔ端子１１の音声信号の瞬時パワーを取得するＲｏｕｔ瞬時パワー取得部１０６と、Ｓｉｎ端子１２の音声信号の瞬時パワーを取得するＳｉｎ瞬時パワー取得部１０７と、ダブルトーク状態を検出するダブルトーク検出部１０８とを備えて構成されている。以下、各部について説明する。

Ｒｏｕｔ瞬時パワー取得部１０６は、遠端話者音声信号ｘを入力とし、瞬時パワーｐ＿ｒｏｕｔを求める部分である。瞬時パワーｐ＿ｒｏｕｔは、遠端話者音声信号ｘの振幅値を２乗し、対数軸をとることによって求める（式６参照）。なおここでは、式６で示す方法を例に挙げて説明するが、瞬時パワーと近似値が得られる方法であれば、これに限定するものでない。例えば、式７で示すように、音声信号の絶対値から求めてもよい。

Ｓｉｎ瞬時パワー取得部１０７は、近端音声信号ｙを入力とし、瞬時パワーｐ＿ｓｉｎを求める部分である。瞬時パワーｐ＿ｓｉｎは、近端音声信号ｙの振幅値を２乗じ、対数軸をとることによって求める（式８参照）。なおここでは、式８で示す方法を例に挙げて説明するが、瞬時パワーと近似値が得られる方法であれば、これに限定するものでない。例えば、式９で示すように、音声信号の絶対値から求めてもよい。

ダブルトーク検出部１０８は、パワー包絡適応フィルタ１０４のフィルタ係数α、Ｒｏｕｔ瞬時パワーｐ＿ｒｏｕｔ、Ｓｉｎ瞬時パワーｐ＿ｓｉｎを入力とし、ダブルトーク状態の有無を判定する部分である。このダブルトーク検出部１０８は、パワー包絡適応フィルタ１０４で更新したフィルタ係数を用いてエコーパス減衰量を算出すると共に、このエコーパス減衰量と、Ｒｏｕｔ瞬時パワー取得部１０６で取得したＲｏｕｔ瞬時パワーと、Ｓｉｎ瞬時パワー取得部１０７で取得したＳｉｎ瞬時パワーとを用いてダブルトークを検出する。

まず初めに、Ｒｏｕｔ端子１１とＳｉｎ端子１２間のエコーパス減衰量ＡＥＣＨＯを求める。フィルタ係数の和をとった値が１．０の場合は、ハイブリッド回路１４で信号が減衰することなく遠端話者側にエコーとして全反射することを示す。これを基にすると、エコーパス減衰量は式１０を用いて求めることができる。なお、Ｒｏｕｔパワー包絡演算部１０１、Ｓｉｎパワー包絡演算部１０２において、パワー包絡を音声信号の絶対値の総和から求めた場合は、式１１によって求められる。

次に、求めたエコーパス減衰量ＡＥＣＨＯ、Ｒｏｕｔ瞬時パワーｐ＿ｒｏｕｔ、Ｓｉｎ瞬時パワーｐ＿ｓｉｎを用いて、ダブルトーク状態の判定を行う。Ｒｏｕｔ瞬時パワーｐ＿ｒｏｕｔに予め有音、無音との閾値（例えば、−４０ｄＢ）を設けておき（式１２参照）、式１２と式１３の条件を満たす場合は、ダブルトーク状態であると判定する。逆に、式１２と式１４の条件を満たす場合は、遠端話者音声信号が入力されたＲｉｎシングルトーク状態であると判定する。ダブルトーク状態と判定した時はダブルトーク判定フラグＤＦを１とし、Ｒｉｎシングルトーク状態と判定した時はダブルトーク判定フラグＤＦを０とする。このダブルトーク判定フラグＤＦ信号は適応フィルタ１０９に出力される。

エコーキャンセル手段は、疑似エコーを生成してエコーキャンセル処理を行うと共に疑似エコーの生成時に用いるフィルタ係数の更新動作を行う部分である。このエコーキャンセル手段は、適応フィルタ１０９と、加算器１１０とから構成されている。

適応フィルタ１０９は、遠端話者音声信号ｘを入力とし、疑似エコーｙ’を生成する一般的なエコーキャンセラで用いられている適応フィルタである。一般的にＦＩＲフィルタが用いられており、このフィルタ係数は、適応フィルタ１０９への遠端話者音声信号ｘと加算器１１０の出力信号である残留エコー信号ｚをもとに、学習同定法等の公知のアルゴリズムにより適応フィルタ係数の更新動作を開始し疑似エコーｙ’を生成する。このとき、適応フィルタ係数の更新動作は、ダブルトーク状態で停止させる必要がある。このため、ダブルトーク検出部１０８から出力されたダブルトーク判定フラグＤＦを入力とし、ＤＦ＝１（ダブルトーク状態）の場合は適応フィルタの係数更新動作を停止する。

加算器１１０は、Ｓｉｎ端子１２に入力される近端音声信号ｙから、疑似エコーｙ’を差し引くことによってエコー信号ｘ’を消去する部分である。

［動作］
以上のように構成されたエコーキャンセラ１００は、次のように動作してエコーをキャンセルする。

まず、Ｒｏｕｔパワー包絡演算部１０１が遠端話者音声信号ｘを基にパワー包絡値ｒｏｕｔＰを算出する。また、Ｓｉｎパワー包絡演算部１０２が近端音声信号ｙを基にパワー包絡値ｓｉｎＰを算出する。Ｒｏｕｔパワー包絡演算部１０１で算出されたパワー包絡値ｒｏｕｔＰはＲｏｕｔパワー包絡格納部１０３に格納される。

パワー包絡適応フィルタ１０４では、Ｒｏｕｔパワー包絡格納部１０３からのＲｏｕｔパワー包絡キューｒｏｕｔＰ＿ｑｕｅを入力とし、パワー包絡適応フィルタ係数αで畳み込み演算を行って、予測パワー包絡ｐｒｅｄｉｃｔＰを生成し、加算器１０５に出力する。

加算器１０５では、パワー包絡適応フィルタ１０４からの予測パワー包絡ｐｒｅｄｉｃｔＰと、Ｓｉｎパワー包絡演算部１０２からのパワー包絡値ｓｉｎＰとが入力され、Ｓｉｎパワー包絡ｓｉｎＰから予測パワー包絡ｐｒｅｄｉｃｔＰが差し引かれて、エラーパワー包絡ｅｒｒＰがパワー包絡適応フィルタ１０４に出力される。

パワー包絡適応フィルタ１０４では、Ｒｏｕｔパワー包絡キューｒｏｕｔＰ＿ｑｕｅとエラーパワー包絡ｅｒｒＰをもとに、フィルタ係数αの更新動作が行われ、予測パワー包絡ｐｒｅｄｉｃｔＰが生成されると共に、更新されたパワー包絡適応フィルタ係数αがダブルトーク検出部１０８に出力される。

ダブルトーク検出手段では、次のように動作する。

まず、Ｒｏｕｔ瞬時パワー取得部１０６で、遠端話者音声信号ｘを基に瞬時パワーｐ＿ｒｏｕｔが求める。また、Ｓｉｎ瞬時パワー取得部１０７で、近端音声信号ｙを基に瞬時パワーｐ＿ｓｉｎを求める。

ダブルトーク検出部１０８では、パワー包絡適応フィルタ１０４のフィルタ係数α、Ｒｏｕｔ瞬時パワーｐ＿ｒｏｕｔ、Ｓｉｎ瞬時パワーｐ＿ｓｉｎを入力とし、ダブルトーク状態の有無を判定する。ここでは、まずパワー包絡適応フィルタ１０４で更新したフィルタ係数を用いてエコーパス減衰量ＡＥＣＨＯを算出する。次いで、このエコーパス減衰量ＡＥＣＨＯと、Ｒｏｕｔ瞬時パワー取得部１０６で取得したＲｏｕｔ瞬時パワーと、Ｓｉｎ瞬時パワー取得部１０７で取得したＳｉｎ瞬時パワーとを用いて上記式によってダブルトークを検出する。ここで、ダブルトーク状態と判定した時は、ダブルトーク判定フラグＤＦを１とし、Ｒｉｎシングルトーク状態と判定した時はダブルトーク判定フラグＤＦを０として、このダブルトーク判定フラグＤＦ信号を適応フィルタ１０９に出力される。

このとき、適応フィルタ１０９では、ＤＦ＝１（ダブルトーク状態）の場合は適応フィルタの係数更新動作を停止する。ＤＦ＝０（シングルトーク状態）の場合は適応フィルタの係数更新動作を開始する。

［効果］
以上のように、パワー包絡適応フィルタ１０４が、Ｒｏｕｔパワー包絡キューｒｏｕｔＰ＿ｑｕｅを用いてＳｉｎ端パワー包絡を予測し、Ｓｉｎパワー包絡演算部１０２のＳｉｎパワー包絡ｓｉｎＰから予測パワー包絡ｐｒｅｄｉｃｔＰを差し引いて得たエラーパワー包絡ｅｒｒＰとＲｏｕｔパワー包絡キューｒｏｕｔＰ＿ｑｕｅを用いてフィルタ係数を更新して、この更新されたフィルタ係数をダブルトーク検出部１０８で用いるため、学習動作が進み収束した場合、正確なエコーパス減衰量を求めることができる。そして、この正確なエコーパス減衰量を用いて、ダブルトーク判定を実施することによって、ダブルトークを精度良く検出することができ、エコーパス推定の精度の劣化を防止でき、残留エコーを減少させることができる。

この結果、エコーキャンセラ１００に対する信頼性を向上させることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係るエコーキャンセラ２００について、図２を基に説明する。

エコーキャンセラ２００は、電話機１５に対向する図示しない別の電話機側に戻るエコー信号を消去するものである。ハイブリッド回路１４は、電話網に存在する４線−２線変換回路であり、インピーダンス不整合によるエコーの発生源となっている。エコーキャンセラ２００を構成する、Ｒｏｕｔパワー包絡演算部１０１、Ｓｉｎパワー包絡演算部１０２、Ｒｏｕｔパワー包絡格納部１０３、パワー包絡適応フィルタ１０４、加算器１０５、Ｒｏｕｔ瞬時パワー取得部１０６、Ｓｉｎ瞬時パワー取得部１０７、適応フィルタ１０９及び加算器１１０は、上述した第１実施形態と同様の部材であり、同様に動作する。

ダブルトーク検出部２０１は、パワー包絡適応フィルタ１０４内のフィルタ係数α、Ｒｏｕｔ瞬時パワーｐ＿ｒｏｕｔ、Ｓｉｎ瞬時パワーｐ＿ｓｉｎを入力とし、ダブルトーク状態の有無を判定する部分である。このダブルトーク検出部２０１は、基本的には、第１実施形態で具備しているダブルトーク検出部１０８と同様の動作をするが、求めたエコーパス減衰量ＡＥＣＨＯをそのまま用いるのではなく、調整したエコーパス減衰量ＡＥＣＨＯ’を用いてダブルトークを判定するところに違いがある。このため、エコーパス減衰量ＡＥＣＨＯを調整するＡＥＣＨＯ調整部２０２を設けた。

ＡＥＣＨＯ調整部２０２は、エコーパス減衰量ＡＥＣＨＯを入力とし、エコーパス減衰量ＡＥＣＨＯの値が小さくなる方向の速度を遅くする部分である。１フレーム前のエコーパス減衰量ＡＥＣＨＯ＿ｏｌｄと現フレームのエコーパス減衰量ＡＥＣＨＯを比較して、設計者が任意に設けた閾値（ここでは、２ｄＢとする）より小さくなった場合（式１５参照）は、エコーパス減衰量を設計者が任意に設けた速度（ここでは、０．１ｄＢ／フレーム）で下落幅を調整する。調整したエコーパス減衰量をＡＥＣＨＯ’とする（式１６参照）。ここで例として挙げた２ｄＢより大きい下落幅は、ダブルトーク状態になりパワー包絡適応フィルタ１０４が誤学習してしまったことによるものと考えられる。

ＡＥＣＨＯ＿ｏｌｄ−ＡＥＣＨＯ＞２ ・・・（式１５）
ＡＥＣＨＯ＿ｏｌｄ−０．１＝ＡＥＣＨＯ’ ・・・（式１６）
逆に、式１５が成立しない場合は、エコーパス減衰量ＡＥＣＨＯをそのまま調整したＡＥＣＨＯ’とする。

ダブルトーク検出部２０１は、調整したＡＥＣＨＯ’、Ｒｏｕｔ瞬時パワーｐ＿ｒｏｕｔ、Ｓｉｎ瞬時パワーｐ＿ｓｉｎを用いて、ダブルトーク状態の判定を行う。

Ｒｏｕｔ瞬時パワーｐ＿ｒｏｕｔに予め有音、無音との閾値（例えば、−４０ｄＢ）を設けておき（式１２参照）、式１２と式１７の条件を満たす場合は、ダブルトーク状態であると判定する。逆に、式１２と式１８の条件を満たす場合は、遠端話者音声信号が入力されたＲｉｎシングルトーク状態であると判定する。

ダブルトーク状態と判定した時はダブルトーク判定フラグＤＦを１とし、Ｒｉｎシングルトーク状態と判定した時はダブルトーク判定フラグＤＦを０として、適応フィルタ１０９に出力する。

これ以外の動作は、上述した第１実施形態の動作と同様である。

［効果］
ダブルトーク状態の時、パワー包絡適応フィルタ１０４の更新停止が遅れ、フィルタ係数αが乱れた場合においても、エコーパス減衰量の算出誤りを軽減することができる。

これにより、より高い精度でダブルトークを検出することができ、エコーパス推定の精度の劣化を防止でき、残留エコーを減少させることができる。

本発明の第１実施形態に係るエコーキャンセラの全体構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係るエコーキャンセラの全体構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０：Ｒｉｎ端子、１１：Ｒｏｕｔ端子、１２：Ｓｉｎ端子、１４：ハイブリッド回路、１５：電話機、１００：エコーキャンセラ、１０１：Ｒｏｕｔパワー包絡算出部、１０２：Ｓｉｎパワー包絡算出部、１０３：Ｒｏｕｔパワー包絡格納部、１０４：パワー包絡適応フィルタ、１０５：加算器、１０６：Ｒｏｕｔ瞬時パワー取得部、１０７：Ｓｉｎ瞬時パワー取得部、１０８：ダブルトーク検出部、１０９：適応フィルタ、１１０：加算器、２００：エコーキャンセラ、２０１：ダブルトーク検出部、２０２：ＡＥＣＨＯ調整部。

Claims (4)

1. 疑似エコーを生成してエコーキャンセル処理を行うと共に上記疑似エコーの生成時に用いるフィルタ係数の更新動作を行うエコーキャンセル手段と、ダブルトーク状態を検出したとき上記エコーキャンセル手段でのフィルタ係数の更新動作を停止させるダブルトーク検出手段とを備えたエコーキャンセラであって、
   上記ダブルトーク検出手段で用いるフィルタ係数を、入力側及び出力側の音声信号のパワー包絡を用いて更新するフィルタ係数更新手段を備え、
   上記ダブルトーク検出手段が、上記フィルタ係数更新手段で更新されたフィルタ係数を用いてエコーパス減衰量を算出すると共に当該エコーパス減衰量を用いてダブルトークを検出する機能を備えたことを特徴とするエコーキャンセラ。
2. 請求項１に記載のエコーキャンセラにおいて、
   上記フィルタ係数更新手段が、
   Ｒｏｕｔ端の音声信号のパワー包絡を算出するＲｏｕｔパワー包絡算出部と、
   当該Ｒｏｕｔパワー包絡算出部で算出したパワー包絡を格納するＲｏｕｔパワー包絡格納部と、
   Ｓｉｎ端の音声信号のパワー包絡を算出するＳｉｎパワー包絡算出部と、
   上記Ｒｏｕｔパワー包絡格納部に格納されたＲｏｕｔパワー包絡を入力として上記Ｓｉｎ端の音声信号のパワー包絡を予測すると共に上記Ｓｉｎパワー包絡算出部で算出したＳｉｎパワー包絡から上記予測パワー包絡を差し引いてエラーパワー包絡を算出し、当該エラーパワー包絡と上記Ｒｏｕｔパワー包絡とを基に上記フィルタ係数を更新するパワー包絡適応フィルタとを備え、
   上記ダブルトーク検出手段が、上記パワー包絡適応フィルタで更新されたフィルタ係数を用いてダブルトークを検出することを特徴とするエコーキャンセラ。
3. 請求項２に記載のエコーキャンセラにおいて、
   上記ダブルトーク検出手段が、上記Ｒｏｕｔ端の音声信号の瞬時パワーを取得するＲｏｕｔ瞬時パワー取得部と、上記Ｓｉｎ端の音声信号の瞬時パワーを取得するＳｉｎ瞬時パワー取得部と、ダブルトーク状態を検出するダブルトーク検出部とを備え、
   上記ダブルトーク検出部が、上記パワー包絡適応フィルタで更新したフィルタ係数を用いてエコーパス減衰量を算出すると共に、当該エコーパス減衰量と、上記Ｒｏｕｔ瞬時パワー取得部で取得したＲｏｕｔ瞬時パワーと、上記Ｓｉｎ瞬時パワー取得部で取得したＳｉｎ瞬時パワーとを用いてダブルトークを検出することを特徴とするエコーキャンセラ。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のエコーキャンセラにおいて、
   上記ダブルトーク検出手段で求めたエコーパス減衰量を調整するエコーパス減衰量調整部を備え、
   当該エコーパス減衰量調整部が、上記ダブルトーク検出手段で求めたエコーパス減衰量の下落幅が小さくなる方向に調整することを特徴とするエコーキャンセラ。
   
   

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