JP2009513054A - 音響エコーキャンセラ - Google Patents

Abstract

遠端信号（ｘ）に応じてマイクロホン信号（ｚ）中のエコーをキャンセルする音響エコーキャンセル装置（１）であって、エコーキャンセル信号（ｙ）を発生するように前記遠端信号（ｘ）をフィルタするように構成された適応フィルタ部（１０）と、残差信号（ｒ）を発生するように前記エコーキャンセル信号（ｙ）を前記マイクロホン信号（ｚ）と結合するように構成された結合部（１２）と、前記残差信号から残留エコーを実質的に除去するように構成された後処理部（１３）とを有する。本発明では、前記装置はさらに、前記マイクロホン信号（ｚ）に含まれる近端信号（ｓ）のピッチを推定し、推定ピッチのハーモニクスを実質的に保存するように前記推定ピッチに応じて前記後処理部（１３）を制御するように構成された近端ピッチ推定部（１８）を有する。制御部は、前記残差信号の推定ピッチに加えて前記残差信号の推定ピッチに応じて前記後処理部（１３）を制御するようにさらに構成されてもよい。

Description

本発明は、音響エコーキャンセラ（acoustic echo canceller）に関する。より具体的には、本発明は遠端信号（far-end signal）に応答してマイクロホン信号のエコーをキャンセルする音響エコーキャンセル装置に関する。該装置は、エコーキャンセル信号を発生するように前記遠端信号をフィルタリングする適応フィルタ部と、残差信号（residual signal）を発生するように前記エコーキャンセル信号を前記マイクロホン信号と結合する結合部と、前記残差信号から残留エコー（remaining echoes）を実質的に除去する後処理部とを有する。

エコーキャンセル装置は周知である。（ハンズフリー）電話のように、スピーカとマイクロホンを近くに配置して同時に使用すると、遠端信号の一部がエコーとしてマイクロホン信号に現れる。一般的なエコーキャンセル装置は、遠端信号を発生するスピーカと、エコー及び遠端信号を受信するマイクロホンとの間の音響経路（acoustic path）をモデル化する適応フィルタを含む。適応フィルタが発生するエコーキャンセル信号がマイクロホン信号中のエコーと等しいとき、エコーはキャンセルされて消え、遠端信号のみが残る。しかし、マイクロホン信号とエコーキャンセル信号とを結合した結果の残差信号は、一般的にはまだエコー成分を含んでいる。かかるエコー成分を除去するため、後処理部を使用して残差信号をさらに処理して、残留エコー成分を除去する。後処理部は、時間と周波数に依存する利得関数（gain function）を提供し、大きな残留遠端エコー（residual far-end echo）がある周波数をその利得関数が選択的に減衰する。

米国特許第６，５４６，０９９号（フィリップス）には、後処理部を含む音響エコーキャンセル装置が開示されている。この先行技術のエコーキャンセル装置は、さらに、エコーキャンセル信号の周波数スペクトルを決定するスペクトル推定器を含む。この後処理部は、エコーキャンセル信号の周波数スペクトルに依存するフィルタを含む。かかる後処理部を使用することにより、残差信号中の残留エコーの抑制が改善される。米国特許第６，５４６，０９９号の全内容は本明細書に援用する。

米国特許第６，５４６，０９９号により知られている構成はほとんどの場合うまくいく。しかし、場合によって、遠端信号の全体を抑圧しなければ残留エコーが十分抑圧できないことがある。例えば、現在の携帯（セルラー）電話装置では、スピーカとマイクロホンが非常に近くに配置される。ハンズフリーモードで使用したとき、エコーは遠端信号よりも非常に大きいので、先行技術のエコーキャンセル装置では可聴の信号歪みが生じてしまう。

本発明の目的の１つは、先行技術のこうした問題を克服し、遠端エコーが近端信号よりも非常に大きいときでも、良好にエコーを抑制しつつ可聴な信号の歪みを引き起こさないエコーキャンセル装置及び方法を提供することである。

したがって、本発明は遠端信号に応答してマイクロホン信号中のエコーをキャンセルする音響エコーキャンセル装置を提供する。該装置は、エコーキャンセル信号を発生するように前記遠端信号をフィルタリングする適応フィルタ部と、残差信号（residual signal）を発生するように前記エコーキャンセル信号を前記マイクロホン信号と結合する結合部と、前記残差信号から残留エコー（remaining echoes）を実質的に除去する後処理部とを有する。前記装置はさらに、前記マイクロホン信号に含まれる近端信号のピッチを推定し、推定ピッチのハーモニクスを実質的に保存するように前記推定ピッチに応じて前記後処理部を制御するように構成された近端ピッチ推定部を有する。

近端信号のピッチを推定できる近端ピッチ推定部と、推定されたピッチに応じて前記後処理部を制御できる制御部とを設けることにより、後処理部を近端信号のピッチに応じて動作させる。特に、制御部は、推定ピッチのハーモニクスを保存、または少なくとも実質的に保存する。すなわち、近端信号の推定ピッチに応じて、推定ピッチのハーモニクスが後処理部ユニットにより大幅には減衰されない。そのピッチのハーモニクスを保存することにより、後処理部による近端信号の不測の抑制が防止できる。

留意すべき点として、ピッチという用語はオーディオ信号（スピーチ信号等）の知覚周波数を指すことが多い。これは基本周波数とそのハーモニクスにより決定される。しかし、ピッチという用語は信号の基本周波数（fundamental frequency）（ｆ_０）のみを指す用語として使われる。後者の意味では、スピーチ信号のその他の周波数はほとんどはピッチのハーモニクス（ｎ×ｆ_０、ｎ＝２、３、４、．．．）であり、ピッチ（すなわち基本周波数）は「第１ハーモニクス」（ｎ＝１）と呼ばれることもある。場合によっては、この基本周波数の信号パワーが非常に小さく、実質的にはないが、その周波数はハーモニクスにより決定できる。本明細書においてあるピッチのハーモニクスの保存というとき、一般的にはピッチそのもの（第１ハーモニクス）も保存されることを意味する。

ここでは制御部は別のユニットとして説明したが、後処理部に組み込んでもよい。すなわち、後処理部は、制御部のその他の機能だけでなく、ピッチに応じた制御機能を有する。

好ましい実施形態では、本発明の近端ピッチ推定部は、前記近端信号のピッチを近似するために前記残留信号のピッチを推定するように構成された残留ピッチ推定部と、推定ピッチのハーモニクスが実質的に保存されるように前記推定ピッチに応じて減衰制御信号を供給するように構成された制御部とを有する。

近端信号はマイクロホン信号に含まれており、マイクロホン信号はエコー信号も含んでいるので、近端信号は直接的には推定できない。近端信号ピッチの間接的な推定は、残差信号のピッチの推定により得られる。適応フィルタにより発生されたエコーキャンセル信号がエコー信号と等しいとき、結合部が発生する残差信号は近端信号と等しい。したがって、残差信号のピッチは近端信号のピッチのよい第１近似となる。

しかし、場合によっては、エコーが完全にキャンセルされてなく、残差信号が残差エコー成分を含み、残差信号が近端信号からずれてしまう。かかる場合には、残差信号に基づくピッチ推定は十分に正しくはなくなる。

したがって、本発明の装置の好ましい実施形態は、前記エコーキャンセル信号のピッチを推定するように構成されたエコーピッチ推定部をさらに有し、前記制御部は、前記残留信号の推定ピッチと前記エコーキャンセル信号の推定ピッチとの両方に応じて後処理部を制御するように構成される。エコーキャンセル信号のピッチを推定するエコーピッチ推定部を設け、エコー信号のピッチを間接的に推定することにより、近端信号ピッチをより正確に推定できる。

より好ましくは、前記制御部は、前記残差信号の推定ピッチと前記エコーキャンセル信号の推定ピッチとを比較して、前記推定ピッチが異なる場合にのみ、前記推定ピッチのハーモニクスが実質的に保存されるように前記後処理部を制御するように構成される。残差信号の推定ピッチとエコーキャンセル信号の推定ピッチが実質的に等しいとき、残差信号ピッチの推定は間違って残差エコーに基づいて行われ、そのハーモニクスは保存されるべきではない。

有利にも、前記近端ピッチ推定部は、前記残差信号を前記残差ピッチ推定部に供給する前に前記残差信号をフィルタするように構成されたコムフィルタ部を更に有する。

前記コムフィルタ部は、好ましくは、前記エコーピッチ推定部により制御される。コムフィルタ部は、エコーのハーモニクス（harmonics）を減衰するために、残差信号ｒのピッチを推定する前に、その残差信号ｒをフィルタするように構成されている。

本発明は、上記の装置を有する音声処理システムと、上記の装置を有するポータブルコンシューマ装置（携帯電話装置等）も提供する。

本発明は、さらに、遠端信号に応じてマイクロホン信号中のエコーをキャンセルする方法を提供する。該方法は、エコーキャンセル信号を発生するように前記遠端信号をフィルタする段階と、残差信号を発生するように前記エコーキャンセル信号を前記マイクロホン信号と結合する段階と、前記信号から残留エコーを実質的に除去するために前記残留信号を後処理する段階とを有し、前記方法は、前記マイクロホン信号に含まれる近端信号のピッチを推定する段階と、推定ピッチのハーモニクスが実質的に保存されるように前記推定ピッチに応じて前記後処理する段階を制御する段階とをさらに有する。

本発明の方法は、近端信号のピッチハーモニクスの不測の減衰を防止することにより、後処理された残留信号の音質を大幅に改善する。

本発明の方法は、好ましくは、前記エコーキャンセル信号のピッチを推定する段階をさらに有し、前記制御する段階は、前記残差信号の推定ピッチと前記エコーキャンセル信号の推定ピッチとの両方に応じて制御するように構成される。

また、本発明は上記の方法を実行するコンピュータプログラム製品も提供する。コンピュータプログラム製品は、ＣＤやＤＶＤ等のデータ担体に記憶された一組のコンピュータ実行可能な命令を含む。その一組のコンピュータ実行可能な命令は、プログラマブルコンピュータに上記の方法を実行させるが、インターネット等を介して遠隔地のサーバからダウンロードすることもできる。

添付した図面に示した実施形態例を参照して、本発明をさらに説明する。

図１に概略的に示した先行技術による音響エコーキャンセル装置１′は、適応フィルタ（ＡＦ）部１０と、フィルタ係数（ＦＣ）部１１と、結合部１２と、後処理部（ＰＰ）部１３とを有する。装置１′は、さらに、図を分かりやすくするために図１には示していないが、デジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータと、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータと、増幅器と、その他のコンポーネントとを有してもよい。

遠端信号ｘは、装置１′の入力端子Ａで受け取る。入力信号ｘはスピーカ２に送られ、スピーカ２はこの信号を音声に変換する。この音声の一部は、音響エコーｅとしてマイクロホン３が受け取る。マイクロホン３は、音響近端音声（acoustic near-end sound）ｓも受け取り、エコーｅと近端音声ｓの組み合わせをマイクロホン信号ｚに変換する。そのマイクロホン信号ｚは結合部１２に送られる。

入力信号ｘは、適応フィルタ部１０と、これに付随するフィルタ係数（またはフィルタ更新）部１１にも送られる。フィルタ係数部１１は、残差信号ｒも受け取り、信号ｘと信号ｒの間の相関が最小化されるように適応フィルタ部１０の係数を設定する。

適応フィルタ部１０は、入力信号ｘをフィルタして、エコーキャンセル信号ｙを発生する。このエコーキャンセル信号ｙは、理想的にはマイクロホン信号ｚのエコー成分に等しい。マイクロホン信号ｚとエコーキャンセル信号ｙは結合部１２で結合される。この結合部１２は、この例では加算器で構成されている。エコーキャンセル信号ｙはマイナス符号で加算されるので、マイクロホン信号ｚから減算され、残差信号ｒを発生する。

残差信号ｒは、理想的にはエコー成分を含まないが、実際にはエコー成分が少し残っている。このため、後処理部１３を加え、残差信号ｒをさらに処理して、処理済み残差信号ｒ_ｐを発生する。後処理部１３は、エコーキャンセル信号ｙも受け取り、さらに信号ｙとは独立に残差信号ｒを処理する。好適な処理はスペクトル減算（spectral subtraction）である。これは、残差信号ｒ_ｐの周波数スペクトルの絶対視｜Ｒ_ｐ｜を、例えば、｜Ｒ_ｐ｜＝｜Ｒ｜−γ・｜Ｙ｜で求める。ここで、｜Ｒ｜と｜Ｙ｜は、それぞれ信号ｒとｙの周波数スペクトルの絶対値であり、γは過減算パラメータ（over-subtraction parameter）である。このタイプの後処理は上記の米国特許第６，５４６，０９９号に詳細に記載されている。後処理部１３の処理済み残差信号ｒ_ｐは、装置１′の出力端子Ｂに送られる。

場合によっては、図１に示した先行技術による装置１′が発生する出力信号ｒ_ｐの音質は満足できるものではないことが分かった。例えば、（携帯または無線）電話ハンドセットをハンヅフリーモードで使用するとき、エコーｅは近端音声ｓより非常に大きく、特に、話者がハンドセットから比較的離れて話すときにそうである。結果として近端信号（near-end signal）は装置１′により大幅に抑制される。エコーキャンセル信号ｙはマイクロホン信号ｚとほとんど同じであり、近端信号の残余成分は後処理部により減衰される。その結果、出力信号ｒ_ｐが歪んでしまう。

本発明は、後処理部を近端信号とは独立に適切に制御することにより、この問題を解決するものである。

限定ではなく例として図２に示した本発明による音響エコーキャンセル装置１も、適応フィルタ（ＡＦ）部１０と、フィルタ係数（ＦＣ）部１１と、結合部１２と、後処理部（ＰＰ）部１３とを有する。また、本発明の装置１は近端ピッチ推定部１８を有する。この近端ピッチ推定部１８は、近端信号ｓのピッチを推定し、減衰制御信号（またはそのセット）ｃを発生するように構成されている。

当業者には明らかなことだが、図を分かりやすくするために図２には示さなかったが、装置１はさらに、増幅器、デジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ、１つ以上のバンドパスフィルタ、その他のコンポーネントを有していてもよい。

図２に示した近端ピッチ推定部１８は、結合部１２の出力、及び適応フィルタ部１０の出力に結合しており、それぞれ残差信号ｒとエコーキャンセル信号ｙを受け取る。図示した近端ピッチ推定部１８は、残差信号ｒが送られる残差ピッチ推定（ＲＰＥ）部１５と、エコーキャンセル信号ｙを受け取るエコーピッチ推定（ＥＰＥ）部１６とを有する。これらのピッチ推定部１５、１６はそれぞれ信号のピッチ（基本周波数）を推定し、このピッチ情報をピッチベース制御（ＰＢＣ）部１７に入力する。このピッチベース制御部１７は、図示した実施形態では近端ピッチ推定部１８の一部である。ピッチベース制御（ＰＢＣ）部１７は、ピッチ情報を比較して、対応する減衰制御信号ｃを出力する。この減衰制御信号ｃは、後処理部１３に送られる。

後処理部１３は、時間と周波数に依存する減衰により残差信号ｒに残っているエコー成分を除去することを試みる。このため、後処理部は、時間と周波数に依存する利得関数（gain function）を提供し、大きな残留遠端エコー（residual far-end echo）がある周波数をその利得関数が選択的に減衰させる。この利得関数、図１を参照して説明したように、スペクトル減算（spectral subtraction）を用いて決定できる。残差信号ｒ_ｐの周波数スペクトルの絶対値｜Ｒ_ｐ｜は、例えば、｜Ｒ_ｐ｜＝｜Ｒ｜−γ・｜Ｙ｜で求める。ここで、｜Ｒ｜と｜Ｙ｜は、それぞれ信号ｒとｙの周波数スペクトルの絶対値であり、γは過減算パラメータ（over-subtraction parameter）である。他のスペクトル減算法では、スペクトルをそれぞれγ値を有する構成部分に分離し、及び／またはマイクロホン信号ｚのスペクトルＺを使用してもよい。このタイプの後処理（post processing）は上記の米国特許第６，５４６，０９９号に詳細に記載されている。

エコーｅが近端音声ｓよりも非常に大きいとき、エコー抑制信号ｙの信号レベルは近端信号と比較して高い。結果として、後処理部は、出力信号（処理された残差信号）ｒ_ｐが歪むまで近端信号を減衰する。これを防止するため、図２に示した後処理部１３は、減衰制御信号ｃを受け取る別の入力を有している。この減衰制御信号ｃにより、一定時間、一定の周波数帯域が減衰を免除され、または少なくともこれらの周波数帯域における減衰が制限され、これらの周波数帯域にある近端信号の成分が保存される。これについては、図４を参照してこれをさらに説明する。

留意すべき点として、周波数帯域の減衰は一様（近端信号成分を含むすべての周波数帯域が後処理部で一様な減衰を受ける。典型的には減衰されない）でも、選択的（すべての周波数帯域がそれぞれの減衰を受ける）でもよい。選択的減衰により、処理済みの残差信号の周波数整形（frequency shaping）が可能であり、例えばこの信号に周波数とともに大きくなる減衰を課すことにより可能である。選択的減衰の情報をピッチベース制御部１７で使用して、減衰制御信号ｃを発生することができる。

近端ピッチ推定部１８は、近端信号のピッチを推定する。この信号は直接的には得られないので、間接的に推定するか近似しなければならない。第一近似は残差信号ｒに基づく。残差信号ｒは近端信号を含む。残差ピッチ推定（ＲＰＥ）部１５は、このピッチを推定し、この推定情報をピッチベース制御（ＰＢＣ）部１７に入力する。推定情報は減衰制御信号ｃに変換される。

理想的な状態では、近端信号は残差信号ｒで推定できる。しかし、エコーが比較的大きいとき、残差信号は一般的にはまだエコー成分を含むので、近端ピッチの推定の信頼性が低くなる。また、残差ピッチ推定部１５は、近端ピッチと（残差）エコーピッチを区別できない。このため、図２に示した近端ピッチ推定部１８も、エコーキャンセル信号のピッチを推定するように構成されたエコーピッチ推定（ＥＰＥ）部１６を含む。別の実施形態（図示せず）では、近端ピッチ推定部１８はエコーピッチ推定（ＥＰＥ）部１６を含まず、減衰制御信号ｃは残差信号ｒのみのピッチに基づく。

エコーピッチ推定（ＥＰＥ）部１６はエコーキャンセル信号ｙのピッチを推定する。留意すべき点として、ピッチ推定方法は本技術分野では周知である。好適なピッチ推定方法は、Ｊ．Ｄ．Ｗｉｓｅ、Ｊ．Ｒ．Ｃａｐｒｉｏ及びＴｈ．Ｗ．Ｐａｒｋｓ著「最大尤度ピッチ推定」（IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing, Vol. ASSP-24, No. 5, October 1976）に記載されている。

エコーキャンセル信号ｙのピッチがエコーピッチ推定（ＥＰＥ）部１６により決定されると、ピッチベース制御部１７は残差ピッチ推定部１５とエコーピッチ推定部１６により発生されたピッチ推定（すなわち周波数）を比較する。推定されたピッチの値が異なるとき、残差信号ピッチ推定は正しいとみなされ、減衰制御信号ｃを発生する。しかし、推定されたピッチの値が略等しいとき、残差信号ピッチ推定は正しくないとみなされ、後処理部の減衰は変更されない。効果的に、ピッチベース制御部１７は、ＲＰＥ１５が推定したピッチが近端信号のピッチであるかチェックする。

留意すべき点として、ピッチ推定と減衰制御信号ｃの決定とは、例えば時間フレームごと、またはミリ秒ごとに規則的に繰り返されてもよい。

近端推定部１８は、近端信号が有声音声（voiced speech）を含むか検出する有声・無声検出部（図示せず）をさらに含んでもよい。有声・無声検出部は残差ピッチ推定部１５と並列に接続され、結合部１２の出力から残差信号ｒを受け取り、有声・無声信号をピッチベース制御部１７に送り、有声音声信号があるときにのみ、検出したピッチとそのハーモニクスを保存する。有声音声信号のみが本明細書で言うところのピッチを有するので、無声音声の場合にピッチを保存しても歪みが生じてしまう。そのため、ピッチベース制御部１７は、有声・無声検出部が有声音声信号を検出した時にのみ、推定ピッチとそのハーモニクスの減衰を防止するように構成されてもよい。有声・無声検出方法は本技術分野において周知である。

図３の実施形態では、図示した近端推定部１８は、結合部１２と残差ピッチ推定（ＲＰＥ）部１５との間に配置されたコムフィルタ（ＣＦ）部１４を有する。コムフィルタ１４は、エコーピッチ推定（ＥＰＥ）部１５から制御信号を受け取る。

コムフィルタ部１４は、エコーすなわち遠端信号ｘのハーモニクス（harmonics）を減衰するために、残差信号ｒのピッチを推定する前に、その残差信号ｒをフィルタするように構成されている。コムフィルタ１４の係数はエコーキャンセル信号ｙの推定ピッチに依存し、エコーピッチ推定部１６が制御している。エコーハーモニクスが抑制されるので、残差ピッチ推定部１５が提供する推定がよくなる。

図３の実施形態には、さらに、結合部１２の入力と後処理部１３との間に任意的な接続Ｃが示されている。この接続により、マイクロホン信号ｚが後処理部に送られるので、後処理部がこの信号を利用できる。しかし、この接続は必須のものではなく、必要に応じて、式ｚ＝ｒ＋ｙを用いて、エコーキャンセル信号ｙと残差信号ｒからマイクロホン信号ｚを求めてもよい。

また、図３の実施形態は、マイクロホン３と結合部１２との間に結合された任意的なバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）部１９を有する。このフィルタ部の機能は近端音声ｓの一部ではない周波数の抑制であり、音響エコーキャンセラ１の動作（task）を容易にする。

本発明が提供する選択的減衰を図４に示した。図４は周波数（または周波数ビン番号）ｆの関数として、後処理部（図２及び図３の１３）の利得Ｇを概略的に示している。図４に示した例では、図示した利得Ｇは２つのレベルを有する：比較的低いレベルＧ_１と（例えば、１．０である）比較的高いレベルＧ_２である。低いレベルＧ_１は、例えば、利得０．３（これは−１０．５ｄＢの減衰量である）に対応し、高いレベルＧ_２は、例えば、利得１．０（これは０ｄＢの減衰量である）に対応する。

周波数ｆ_０、ｆ_１、ｆ_２及びｆ_３にあるプロテクト周波数帯域（protected frequency ranges）（または周波数ビン）Ｈ_ｐにおいて、利得は高いレベルＧ_２にあり、残りの周波数にあるアンプロテクト周波数帯域（unprotected frequency ranges）Ｈ_ｕにおいて、利得は低いレベルＧ_１にある。図示した例では、プロテクト周波数帯域Ｈ_ｐは、近端信号の推定ピッチすなわち基本周波数ｆ_０と、そのハーモニクスｆ_１、ｆ_２及びｆ_３に対応する。周知のように、ハーモニクスはｎ×ｆ_０（ｎ＝２、３、４、．．．）のところにある。例えば推定によりピッチすなわち基本周波数ｆ_０が分かっていれば、ハーモニクスの周波数も分かる。

本発明では近端信号のピッチｆ_０を推定する。このピッチが分かれば、好適な減衰制御信号（図２及び図３のｃ）が後処理部に送信され、これらの周波数の減衰が実質的に防止されるか、制限される。図４の例では、周波数帯域Ｈ_ｐを定義した。この周波数帯域は一般的には近端信号（図示せず）の周波数スペクトルのピークに対応している。これらのプロテクト周波数帯域（protected frequency bands）では、後処理部による減衰は実質的に防止される。

したがって、基本周波数及びハーモニクスにおける近端信号の減衰を防止（prevent）することにより、後処理部が近端信号の歪みを引き起こすことを防止し、出力信号ｒｐ（処理済み残差信号）の音質が大幅に改善する。

図５に概略的に示したコンシューマ装置５は、本発明による音響エコーキャンセル装置（ＡＥＣ）１と、スピーカ２と、マイクロホン３とを有する。図５に示した実施形態では、コンシューマ装置５は携帯（すなわちセルラー）電話装置であり、モバイル通信（ＭＣ）部６を有する。このモバイル通信部６は、音響エコーキャンセル装置（ＡＥＣ）１とスピーカ２とマイクロホン３とに結合している。本発明のコンシューマ装置５の音質は、音響エコーキャンセル装置１の優れた特性により大幅に改善される。

本発明はハードウェアでもソフトウェアでも実施可能である。ハードウェアによる実施にはＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）が含まれる。ソフトウェアによる実施には、汎用コンピュータまたは専用コンピュータで実行可能なソフトウェアプログラムが含まれる。

本発明は、近端信号の周波数構造を考慮することにより、特に近端信号のハーモニクスの減衰を防止することにより音響エコーキャンセラの残差信号の後処理（post-processing）を改善できるという洞察に基づく。本発明は、残差信号及び好ましくはエコーキャンセル信号を用いて近端信号のピッチを推定できるというさらに別の洞察によるものである。

留意すべきことは、本明細書で使用した用語は、本発明の範囲を限定するものとして解釈してはならないことである。特に、「有する」という用語は、特に記載されていないいかなる要素をも排除するものではない。単一の（回路）要素を複数の（回路）要素またはその等価物で置き換えることもできる。

当業者には当然のことながら、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、添付した請求項に記載した本発明の範囲から逸脱することなく、多くの修正や追加をすることができる。

先行技術による音響エコーキャンセル装置を示す概略図である。 本発明による音響エコーキャンセル装置の第１の実施形態を示す概略図である。 本発明による音響エコーキャンセル装置の第２の実施形態を示す概略図である。 周波数の関数としてスピーチ信号のパワーを示す概略図である。 本発明によるコンシューマ装置を示す概略図である。

Claims (15)

1. 遠端信号に応じてマイクロホン信号中のエコーをキャンセルする音響エコーキャンセル装置であって、
   エコーキャンセル信号を発生するように前記遠端信号をフィルタするように構成された適応フィルタ部と、
   残差信号を発生するように前記エコーキャンセル信号を前記マイクロホン信号と結合するように構成された結合部と、
   前記残差信号から残留エコーを実質的に除去するように構成された後処理部とを有し、
   前記装置はさらに、
   前記マイクロホン信号に含まれる近端信号のピッチを推定し、推定ピッチのハーモニクスを実質的に保存するように前記推定ピッチに応じて前記後処理部を制御するように構成された近端ピッチ推定部を有する装置。
2. 前記近端ピッチ推定部は、
   前記近端信号のピッチを近似するために前記残留信号のピッチを推定するように構成された残留ピッチ推定部と、
   推定ピッチのハーモニクスが実質的に保存されるように前記推定ピッチに応じて減衰制御信号を供給するように構成された制御部とを有する、請求項１に記載の装置。
3. 前記近端ピッチ推定部は、前記エコーキャンセル信号のピッチを推定するように構成されたエコーピッチ推定部をさらに有し、
   前記制御部は、前記残留信号の推定ピッチと前記エコーキャンセル信号の推定ピッチとの両方に応じて前記減衰制御信号を供給するように構成された、請求項２に記載の装置。
4. 前記制御部は、前記残差信号の推定ピッチと前記エコーキャンセル信号の推定ピッチとを比較して、前記推定ピッチが異なる場合にのみ、前記推定ピッチのハーモニクスが実質的に保存されるように前記後処理部を制御するように構成された、請求項３に記載の装置。
5. 前記近端ピッチ推定部は、前記残差信号を前記残差ピッチ推定部に供給する前に前記残差信号をフィルタするように構成されたコムフィルタ部を更に有する、請求項１に記載の装置。
6. 前記コムフィルタ部は前記エコーピッチ推定部により制御される、請求項５に記載の装置。
7. 前記近端信号が有声か無声か検出する有声・無声検出部をさらに有する、請求項１に記載の装置。
8. 前記後処理部は前記マイクロホン信号を付加的に利用するように構成された、請求項１に記載の装置。
9. 前記結合部にマイクロホン信号を供給する前に前記マイクロホン信号をバンドパスフィルタするバンドパスフィルタ部をさらに有する、請求項１に記載の装置。
10. 請求項１に記載の音響エコーキャンセル装置を有する、音声処理システム。
11. 請求項１に記載の音響エコーキャンセル装置を有する、携帯電話装置などのポータブルコンシューマ装置。
12. 遠端信号に応じてマイクロホン信号中のエコーをキャンセルする方法であって、
    エコーキャンセル信号を発生するように前記遠端信号をフィルタする段階と、
    残差信号を発生するように前記エコーキャンセル信号を前記マイクロホン信号と結合する段階と、
    前記信号から残留エコーを実質的に除去するために前記残留信号を後処理する段階とを有し、
    前記方法は、
    前記マイクロホン信号に含まれる近端信号のピッチを推定する段階と、
    推定ピッチのハーモニクスが実質的に保存されるように前記推定ピッチに応じて前記後処理する段階を制御する段階とをさらに有する方法。
13. 前記エコーキャンセル信号のピッチを推定する段階をさらに有し、前記制御する段階は、前記残差信号の推定ピッチと前記エコーキャンセル信号の推定ピッチとの両方に応じて制御するように構成された、請求項１２に記載の方法。
14. 前記近端信号が有声か無声か検出する段階をさらに有する、請求項１２に記載の方法。
15. コンピュータに、請求項１２に記載のエコーキャンセル方法を実行させる、コンピュータプログラム。

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