JP3552967B2 - エコーキャンセラ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエコーキャンセラ装置に関し、例えば、自動車の車内で使用される移動電話端末やテレビ会議システム端末などのハンズフリー用端末に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のハンズフリーホンに搭載するエコーキャンセラ装置１０の構成を図２に示す。
【０００３】
図２において、このエコーキャンセラ装置１０は、スピーカＳＰ１と、マイクＭ１と、エコーキャンセラＥＣ１と、受話入力端子１１と、送話出力端子１２とを備えている。
【０００４】
このうちエコーキャンセラＥＣ１は、受話入力端子１１に供給される受話入力信号Ｒｉｎに応じてスピーカＳＰ１から出力される音声信号（相手話者音声）ＡＳ２の一部が、本来は話者Ｕの音声（話者音声）ＡＳ１だけを捕捉することを目的とするマイクＭ１に捕捉されてしまうことによって、マイクＭ１から取り出される音声入力信号Ｓ１に混入する音響エコー成分を除去する部分である。
【０００５】
このために、エコーキャンセラＥＣ１は、適応フィルタＡＤＦ１と、トーク状態検出器ＤＴＤ１と、減算器１３とを備えている。
【０００６】
適応フィルタＡＤＦ１は、受話入力信号Ｒｉｎに基づいて得られたタップ係数を、減算器１３の出力する残差信号Ｅ１に応じて適応的に更新しながら擬似エコー信号Ｒｅｓ１を形成する回路である。
【０００７】
当該減算器１３において、擬似エコー信号Ｒｅｓ１が音声入力信号Ｓ１から除去されることによって、前記残差信号Ｅ１が得られる。
【０００８】
トーク状態検出器ＤＴＤ１は、音声入力信号Ｓ１、残差信号Ｅ１、受話入力信号Ｒｉｎをもとに、トーク状態を識別する。
【０００９】
例えば、受話入力信号Ｒｉｎと残差信号Ｅ１の双方のパワーなどを調べることにより、Ｒｉｎに有効な音声が含まれていてなおかつＥ１にも有効な音声が含まれているときをダブルトーク状態とし、Ｒｉｎだけに有効な音声が含まれているときを受信シングルトーク状態とし、Ｅ１だけに有効な音声が含まれているときを送信シングルトーク状態とすると、トーク状態検出器ＤＴＤ１は、少なくともこれら３種類のトーク状態を識別する機能を装備している。
【００１０】
そして、受信シングルトーク状態であると検出されたときに、適応フィルタＡＤＦ１のタップ係数を更新すると、エコーキャンセラ装置１０周辺の音響環境（例えば話者Ｕの空間位置）などの変化、すなわちエコーパス（音響経路）の伝達特性の変化に対応してタップ係数を適応的に更新することができ、適応フィルタＡＤＦ１の出力する擬似エコー信号Ｒｅｓ１を適正化することが可能である。
【００１１】
したがって、これにつづくダブルトーク状態では、エコーキャンセラＥＣ１が、音声入力信号Ｓ１から当該擬似エコー信号Ｒｅｓ１を除去することにより、音響エコー成分の影響の少ない残差信号Ｅ１を生成し、送話出力Ｓｏｕｔとして出力することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、エコーキャンセラ装置１０の音響環境には、話者Ｕの発声する音声ＡＳ１、スピーカＳＰ１の受話出力ＡＳ２以外にも、例えば雑音源ＮＳなどから出力される雑音ＡＳ３などを成分とする背景雑音が存在するのが普通である。雑音ＡＳ３などの背景雑音は、受話出力ＡＳ２と相関がないためエコーキャンセラＥＣ１では除去することはできない。
【００１３】
背景雑音を除去することができないということは、背景雑音レベル以下の音響エコー成分も除去しきれずに残ってしまうことを意味する。
【００１４】
したがってエコーキャンセラ装置１０のダブルトーク状態や送信シングルトーク状態には、背景雑音成分や音響エコー成分の１部が混入した状態の、必ずしも信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）の良くない送話出力Ｓｏｕｔが、送話出力端子１２から送信されることになる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明では、伝送されてきた受信信号を音声出力する音声出力手段と、捕捉した音声を電気信号に変換して当該電気信号を送信信号として送信する音声捕捉手段と、エコーキャンセラ手段とを備え、当該エコーキャンセラ手段が、前記受信信号に基づいて得られたタップ係数を、係数更新制御手段の制御に応じて適応的に更新しながら擬似エコー信号を形成する適応フィルタ手段と、当該擬似エコー信号を前記送信信号から減算することによりエコー除去信号を得る減算手段と、前記送信信号と受信信号をもとにトーク状態を判定し、判定結果として得られる当該トーク状態に応じて前記係数更新制御手段に前記タップ係数の更新を行わせるかどうかを決めるトーク状態判定手段とを有しているエコーキャンセラ装置において、（１）前記音声捕捉手段と同一機能を持つ音声捕捉手段であって、前記音声捕捉手段とは空間的に異なる位置に配置された比較音声捕捉手段と、（２）前記エコーキャンセラ手段と同一機能を持つエコーキャンセラ手段であって、当該比較音声捕捉手段に接続された比較エコーキャンセラ手段と、（３）前記エコーキャンセラ手段で得られるエコー除去信号と当該比較エコーキャンセラ手段で得られるエコー除去信号とを、その遅延時間差に応じて合成することで合成送信信号を得る送信信号合成手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（Ａ）実施形態
以下、本発明のエコーキャンセラ装置の実施形態について説明する。
【００１７】
第１〜第８の実施形態は、マイクを複数個用意し、各々のマイクに相手話者信号を参照信号とするエコーキャンセラを設置して、各々のマイクに入力される相手話者音声を当該エコーキャンセラで消去するとともに、各々のマイクに入力される話者音声は、エコーキャンセラで消去せずに相関計算器を用いて時間差をあわせた上で話者音声が最大になるように同相化し、同相化後、各マイクからの話者音声を加算して、目的とする話者音声を強調するとともに背景雑音成分を低減することを特徴とする。
【００１８】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
本実施形態のエコーキャンセラ装置２０の構成を図１に示す。このエコーキャンセラ装置２０は、前記エコーキャンセラ装置１０と同様にハンズフリーホンに搭載されるものとする。
【００１９】
エコーキャンセラ装置２０はディジタル信号処理を実行するが、マイク、スピーカに設置されるアナログ−ディジタル変換器は図示していない。また、マイクなどは３個以上設置することが可能であるが、説明の簡単化のため２個までとしている。
【００２０】
図１において、ハンズフリー用エコーキャンセラ装置２０は、スピーカＳＰ１と、マイクＭ１、Ｍ２と、エコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２と、受話入力端子２１と、送話出力端子２２と、遅延和計算回路２４とを備えている。
【００２１】
このうちエコーキャンセラＥＣ１は、図２のエコーキャンセラＥＣ１と同一の構成、同一の機能を持っている。
【００２２】
すなわち、エコーキャンセラＥＣ１は、適応フィルタＡＤＦ１と、減算器１３と、トーク状態検出器ＤＴＤ１とを備えている。
【００２３】
当該適応フィルタＡＤＦ１は、受話入力信号Ｒｉｎに基づいて得られたタップ係数を、減算器１３の出力する残差信号Ｅ１に応じて適応的に更新しながら擬似エコー信号Ｒｅｓ１を形成する回路であり、減算器１３は、擬似エコー信号Ｒｅｓ１を音声入力信号Ｓ１から除去することによって、前記残差信号Ｅ１を得る回路であり、トーク状態検出器ＤＴＤ１は、音声入力信号Ｓ１、残差信号Ｅ１、受話入力信号Ｒｉｎをもとに、トーク状態を識別してトーク状態検出信号ｖｄ１を出力する部分である。
【００２４】
換言するなら適応フィルタＡＤＦ１は、エコーパスの伝達特性（インパルス応答）を分析して擬似エコー信号Ｒｅｓ１を生成する回路であり、そのために音声入力信号（近端入力信号）Ｓ１のサンプル値をタップ数だけ保持する保持レジスタと、タップ数分だけのタップ係数を保持する係数レジスタと、同一タップに関する近端入力信号サンプル値とタップ係数とを乗算するタップ数個の乗算器と、すべての乗算結果の総和を求める総和器と、残差信号Ｅ１に応じて係数レジスタに保持するタップ係数を例えば学習同定法にしたがって更新するタップ係数更新部とを備えている。
【００２５】
また、前記トーク状態検出器ＤＴＤ１は、例えば受話入力信号Ｒｉｎと残差信号Ｅ１の双方のパワーなどを調べる（例えば所定の閾値と比較する）ことにより、Ｒｉｎに有効な音声が含まれていてなおかつＥ１にも有効な音声が含まれているときをダブルトーク状態とし、Ｒｉｎだけに有効な音声が含まれているときを受信シングルトーク状態とし、Ｅ１だけに有効な音声が含まれているときを送信シングルトーク状態とし、少なくともこれら３種類のトーク状態を識別する機能を装備している。
【００２６】
そして、例えば受信シングルトーク状態であると検出されたときに、適応フィルタＡＤＦ１のタップ係数を更新すると、エコーキャンセラ装置２０周辺の音響環境（例えば話者Ｕの空間位置）などの変化、すなわちエコーパスの伝達特性の変化に対応してタップ係数を適応的に更新することができ、適応フィルタＡＤＦ１の出力する擬似エコー信号Ｒｅｓ１を適正化することが可能である。
【００２７】
前記ダブルトーク状態や送信シングルトーク状態では、適応フィルタＡＤＦ１によるタップ係数の更新は行われない。
【００２８】
一方、エコーキャンセラＥＣ２は、適応フィルタＡＤＦ２と、減算器２３と、トーク状態検出器ＤＴＤ２とを備えている。
【００２９】
ここで、適応フィルタＡＤＦ２は前記適応フィルタＡＤＦ１と同じ適応フィルタであり、減算器２３は前記減算器１３と同じ減算器であり、トーク状態検出器ＤＴＤ２は前記ＤＴＤ１と同じトーク状態検出器であってよい。
【００３０】
またこれらの接続関係もエコーキャンセラＥＣ１と同じなので、全体としてエコーキャンセラＥＣ２はエコーキャンセラＥＣ１と同じ機能を持っている。そしてトーク状態検出器ＤＴＤ２に供給される受話入力信号Ｒｉｎは、前記トーク状態検出器ＤＴＤ１に供給される受話入力信号と同じ信号である。
【００３１】
ただし、エコーキャンセラＥＣ２に音声入力信号Ｓ２を供給するマイクＭ２は、前記マイクＭ１とは空間的に離れた位置に配置されている。スピーカＳＰ１の位置は、図１ではマイクＭ１に近接して配置されているが、必ずしもそのようにする必要はなく、例えばマイクＭ２に近接させてもよい。
【００３２】
ここで、マイクＭ２から入力される音声入力信号Ｓ２に応じてエコーキャンセラＥＣ２から出力される残差信号をＥ２とする。残差信号Ｅ２は、残差信号Ｅ１に対応する信号であるが、主としてマイクＭ２、マイクＭ１、話者Ｕの位置関係に応じて、Ｅ１とは異なる情報をもたらす。
【００３３】
また、トーク状態検出器ＤＴＤ２から出力されるトーク状態検出信号ｄｖ２は、前記トーク状態検出信号ｄｖ１に対応する信号であるが、主としてマイクＭ２、マイクＭ１、話者Ｕの位置関係に応じて、受信シングルトーク状態などからダブルトーク状態に移行した場合のダブルトーク状態の検出タイミング、および受信シングルトーク状態などから送信シングルトーク状態に移行した場合の送信シングルトーク状態の検出タイミングに、時間差がある。
【００３４】
残差信号Ｅ１、Ｅ２、トーク状態検出信号ｄｖ１、ｄｖ２の供給を受けて送話出力Ｓｏｕｔ１を出力する遅延和計算回路２４は、図４に示すような内部構成を備えている。
【００３５】
（Ａ−１−１）遅延和計算回路２４の内部構成
図４において、遅延和計算回路２４は、遅延時間検出回路２５と、遅延時間保持回路２６と、相関計算器２７とを備えている。
【００３６】
トーク状態検出信号ＤＴＤ１とＤＴＤ２からトーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２の供給を受ける遅延時間検出回路２５は、当該トーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２が例えば受信シングルトーク状態からダブルトーク状態に移行するタイミングの時間差を検出する。
【００３７】
この時間差は、話者Ｕが発声した同じ音声に対してマイクＭ１、Ｍ２から出力される音声入力信号Ｓ１、Ｓ２が、トーク状態検出器ＤＴＤ１によって検出されるタイミングと、トーク状態検出器ＤＴＤ２によって検出されるタイミングとの時間差（遅延差）である。当該遅延差を検出することは、以降に２つエコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２から出力される残差信号Ｅ１とＥ２の遅延差ｔｄ３を推定することに相当する。
【００３８】
この遅延差ｔｄ３は、トーク状態検出器ＤＴＤ１によってマイクＭ１から出力される音声入力信号Ｓ１が検出された時刻をｔ１とし、トーク状態検出器ＤＴＤ２によってマイクＭ２から出力される音声入力信号Ｓ２が検出された時刻をｔ２とすると、次の式（１）により求めることができる。
【００３９】
ｔｄ３＝ｔ１−ｔ２ …（１）
この式（１）は、本実施形態では検出することができない基準となる時刻ｔｃ（図５（Ａ）参照）を想定してこの時刻と前記時刻ｔ１との差をｔｄ１とし、前記時刻ｔ２との差をｔｄ２とすると、次の式（２）に等しい。
【００４０】
ｔｄ３＝ｔｄ１−ｔｄ２ …（２）
遅延時間検出回路２５から遅延差ｔｄ３の供給を受ける遅延時間保持回路２６は、当該遅延差ｔｄ３を保持して、相関計算器２７に設定する回路である。
【００４１】
前記残差信号（誤差信号）Ｅ１、Ｅ２の供給を受ける相関計算器２７は、これらＥ１、Ｅ２に、遅延時間保持回路２６から供給される遅延差ｔｄ３だけの時間差（相互遅延）を持たせて相関演算を実行し、その演算結果Ｓ３を送話出力端子２２から送話出力Ｓｏｕｔとして出力する部分である。
【００４２】
以下、上記のような構成を有する第１の実施形態の動作について説明する。
【００４３】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
最初は、受話入力信号Ｒｉｎと残差信号Ｅ１の双方のパワーなどを調べたトーク状態検出器ＤＴＤ１が、Ｒｉｎだけに有効な音声が含まれている受信シングルトーク状態を検出しているものとする。このときトーク状態検出器ＤＴＤ２も、受信シングルトーク状態を検出しており、エコーキャンセラＥＣ１およびＥＣ２内の適応フィルタＡＤＦ１およびＡＤＦ２は、タップ係数の更新を行っている。
【００４４】
タップ係数の更新は、スピーカＳＰ１から出力された受話出力（参照信号）ＡＳ２が話者Ｕで反射されることなどでマイクＭ２に捕捉される音響エコー成分だけに対応するものではなく、当該音響エコー成分と相関関係の無い背景雑音ＡＳ３の影響も受けることになる。
【００４５】
ここで、それまで発声していなかった話者Ｕが有効な音声ＡＳ１を発声すると、当該音声ＡＳ１はマイクＭ１とＭ２によって受信される。ただし、マイクＭ１とＭ２の音声受信時間差は、話者Ｕの各マイクからの距離などに応じて相違する。実際にはこの時間差は、周辺の音響環境によって音声ＡＳ１がどのように反響するかに依存して音響工学的に決定されると考えられるが、本実施形態では説明の簡単のために、単純に話者Ｕと各マイクＭ１、Ｍ２の距離に依存して決まるものとする。
【００４６】
また、図１に示すように、話者ＵのマイクＭ１からの距離はｄ１、マイクＭ２からの距離はｄ２で、ｄ１のほうがｄ２よりも長い（ｄ１＞ｄ２）ものとする。
【００４７】
この距離の相違に対応して、マイクＭ２に接続されたエコーキャンセラＥＣ２内のトーク状態検出器ＤＴＤ２が、図５（Ａ）の音声ＡＳ１に応じた図５（Ｂ）の音声入力信号Ｓ２を検出することでダブルトーク状態を検出する図５（Ｃ）のタイミングｔｄ２は、マイクＭ１に接続されたエコーキャンセラＥＣ１内のトーク状態検出器ＤＴＤ１が当該音声ＡＳ１に応じた図５（Ｄ）の音声入力信号Ｓ１を検出することでダブルトーク状態を検出する図５（Ｅ）のタイミングｔｄ１よりも早い。
【００４８】
トーク状態検出器ＤＴＤ１、ＤＴＤ２がダブルトーク状態を検出すると、トーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２の状態がダブルトーク状態を示す状態に変化し、適応フィルタＡＤＦ１、ＡＤＦ２では、前記タップ係数の更新が停止される。
【００４９】
また、ダブルトーク状態においては、マイクＭ１、Ｍ２が出力する音声入力信号Ｓ１、Ｓ２（図５（Ｄ）および（Ｂ））のなかには、話者Ｕが発声した音声ＡＳ１に対応する成分のほかに、スピーカＳＰ１から出力される受話出力ＡＳ２に対応する音響エコー成分と、雑音源ＮＳが出力する背景雑音ＡＳ３が含まれている。
【００５０】
このうち音響エコー成分は、エコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２内の処理で擬似エコー信号Ｒｅｓ１、Ｒｅｓ２を減算されることにより、ある程度低減されるが、適応フィルタＡＤＦ１、ＡＤＦ２のタップ係数は前記受信シングルトーク状態において背景雑音ＡＳ３の影響を受けているために、音響エコー成分を完全に除去することはできない。
【００５１】
したがってエコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２から出力される図５（Ｈ）、（Ｆ）の残差信号Ｅ１、Ｅ２のなかには、除去し切れなかった音響エコー成分や背景雑音成分が含まれている。
【００５２】
トーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２の供給を受けた遅延時間検出回路２５が、前記式（１）によって、２つのトーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２がダブルトーク状態に変化したタイミングの遅延差（相互遅延）ｔｄ３を求めると、このｔｄ３を保持した遅延時間保持回路２６は、当該ｔｄ３を相関計算器２７に供給する。
【００５３】
相関計算器２７は、図５（Ｆ）に示す早いほうの残差信号Ｅ２の位相を、当該ｔｄ３だけ遅らせて図５（Ｇ）の残差信号Ｅ２’を得て、当該Ｅ２’を図５（Ｈ）の残差信号Ｅ１に加算する。
【００５４】
この加算結果が、図５（Ｉ）に示す遅延和計算回路出力Ｓ３となる。
【００５５】
遅延差ｔｄ３は、上述したように話者Ｕから見たマイクＭ１、Ｍ２までの距離ｄ１、ｄ２の差に対応した時間差であり、音響エコー成分や背景雑音ＡＳ３には対応していないため、この加算によって、残差信号Ｅ１、Ｅ２中の話者音声ＡＳ１に対応する成分は強め合い、音響エコー成分や背景雑音ＡＳ３に対応する成分は打ち消し合って弱まる。
【００５６】
図５（Ａ）〜（Ｉ）は、アナログ的な波形でエコーキャンセラ装置２０の動作原理を説明したものであるが、遅延和計算回路２４の動作はディジタル的に表現すると図６（Ａ）〜（Ｃ）のようになる。
【００５７】
図６（Ａ）において、残差信号Ｅ２は、Ｔｅ２−ｎ、Ｔｅ２−…、Ｔｅ２−１、Ｔｅ２、Ｔｅ２＋１、Ｔｅ２＋…、Ｔｅ２＋ｎのビット列から構成され、残差信号Ｅ１は、Ｔｅ１−ｎ、Ｔｅ１−…、Ｔｅ１−１、Ｔｅ１、Ｔｅ１＋１、Ｔｅ１＋…、Ｔｅ１＋ｎのビット列から構成されている。
【００５８】
遅延時間検出回路２５に供給された時点では、残差信号Ｅ２、Ｅ１のタイミングは、図６（Ａ）に示すように、Ｔｅ２−ｎはＴｅ１−ｎに対応し、Ｔｅ２−…はＴｅ１−…に対応し、Ｔｅ２−１はＴｅ１−１に対応し、…、Ｔｅ２＋ｎはＴｅ１＋ｎに対応する。
【００５９】
遅延時間保持回路２６から供給される遅延差（相互遅延）ｔｄ３が０の場合には、相関計算器２７は、これら対応関係にあるビットどうしを加算することにより、遅延和出力Ｓ３を得ることができる。
【００６０】
相互遅延ｔｄ３が＋１の場合には、図６（Ｂ）に示すように、図６（Ａ）の状態から相対的に残差信号Ｅ１を左方向へ１ビットずらして、Ｔｅ２とＴｅ１＋１を対応付け、Ｔｅ２−１とＴｅ１とを対応付けるなど新たな対応関係を形成し、当該対応関係にあるビットどうしを加算することによって遅延和出力Ｓ３を得ることになる。
【００６１】
また、相互遅延ｔｄ３が−１の場合には、図６（Ｃ）に示すように、図６（Ａ）の状態から相対的に残差信号Ｅ１を右方向に１ビットずらしてから、対応関係にある残差信号Ｅ１と加算することにより遅延和出力Ｓ３を得ることになる。
【００６２】
なお、以上ではダブルトーク状態の動作について説明したが、送信シングルトーク状態でも、遅延和計算回路２４周辺の上記動作によって、背景雑音ＡＳ３によって生じる雑音成分の割合は低下し、背景雑音の影響は軽減される。
【００６３】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
本実施形態によれば、遅延和計算回路における処理で、２つのエコーキャンセラから出力される残差信号中の話者音声に対応する成分は強め合い、音響エコー成分や背景雑音に対応する成分は打ち消し合って弱まるため、ダブルトーク状態および送信シングルトーク状態において、送話出力の信号対雑音比が改善される。
【００６４】
（Ｂ）第２の実施形態
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成および動作
図１９に、本実施形態のエコーキャンセラ装置３０の構成を示す。このエコーキャンセラ装置３０は、第１の実施形態のエコーキャンセラ装置２０と同様にハンズフリーホンに搭載されるものとする。
【００６５】
図１９において、エコーキャンセラ装置３０は、エコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２と、マイクＭ１、Ｍ２と、スピーカＳＰ１、ＳＰ２と、遅延量推定回路３５，３６と、遅延和計算回路３７と、切替スイッチ３１〜３４と、受話入力端子２１と、送話出力端子２２とを備えている。
【００６６】
図１９において第１の実施形態の各部と同一の符号を付した部分は、第１の実施形態の各部と機能面で、同じである。
【００６７】
すなわち、本実施形態と第１の実施形態は、構成および動作のほとんどが同じである。
【００６８】
以下では、本実施形態が第１の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【００６９】
実質的にこの相違点は、２つ目のスピーカＳＰ２と、遅延量推定回路３５，３６、信号発生器ＳＧ、遅延和計算回路３７に関連する部分に限られる。
【００７０】
本実施形態のエコーキャンセラ装置３０は、送話出力Ｓｏｕｔ２や受話入力Ｒｉｎをやり取りする通常のハンズフリー通話動作のまえに、遅延量を推定するための遅延量推定動作を前置する。
【００７１】
遅延量推定動作は、擬似的な受信シングルトーク状態を作り出して実行される。
【００７２】
すなわちこの遅延量推定動作においては、参照信号Ｐ１に対応して第１スピーカＳＰ１から出力した参照音声ＡＰ１が話者Ｕで反射して第１マイクＭ１で捕捉される場合に対応する第１系統推定動作と、当該参照信号Ｐ１に対応して第２スピーカＳＰ２から出力した参照音声ＡＰ２が話者Ｕで反射して第２マイクＭ２で捕捉される場合に対応する第２系統推定動作からなる。動作の手順は、第１系統推定動作が先でも第２系統推定動作が先でもかまわない。
【００７３】
本実施形態の特質上、第１マイクＭ１と第１スピーカＳＰ１とは空間的にできるだけ接近して配置するとともに、第２マイクＭ２と第２スピーカＳＰ２も空間的にできるだけ接近して配置し、なおかつ第１マイクＭ１と第２マイクＭ２とは空間的に十分に離して配置することが望ましい。
【００７４】
１つの信号発声器ＳＧから出力される参照信号Ｐ１を用いて、第１系統および第２系統の推定動作を行うために、４つの切替スイッチ３１〜３５を切り替える必要がある。
【００７５】
すなわち第１系統推定動作時には、切替スイッチ３１は第１スピーカＳＰ１を他の回路に接続するために接点Ｃ２を選択し、切替スイッチ３３は信号発生器ＳＧが出力する参照信号Ｐ１を第１スピーカＳＰ１に供給するために接点Ｃ５を選択する。このとき、切替スイッチ３２は、第２スピーカＳＰ２の音声出力を確実に停止するために接点Ｃ３に接続して第２スピーカＳＰ２を他の回路から切り離す。切替スイッチ３４に関しては、このとき接点Ｃ７を選択していても接点Ｃ８を選択していてもかまわないが、本実施形態では、接点Ｃ７を選択するものとする。
【００７６】
したがって、図１９に示した各スイッチ３１〜３４の切替状態が、当該第１系統推定動作を行う状態である。
【００７７】
なお、前記参照信号Ｐ１としては、擬似ランダム波形を用いることもできる。
【００７８】
一方、第２系統推定動作時には、第２スピーカＳＰ２に参照信号Ｐ１を供給するために切替スイッチ３２は接点Ｃ４を選択し、切替スイッチ３４は接点Ｃ７を選択する。このとき切替スイッチ３１は接点Ｃ１を選択して第１スピーカＳＰ１を他の回路から切り離してその音声出力を確実に停止するが、切替スイッチ３３については接点Ｃ５を選択してよい。
【００７９】
本実施形態の場合、通常のハンズフリー通話動作時には、第１または第２のスピーカＳＰ１、ＳＰ２の片方を使用する。スピーカＳＰ１を使用する場合、切替スイッチ３１が接点Ｃ２を選択するとともに、切替スイッチ３２が接点Ｃ３を選択する。この通話動作時にはまた、同じ受話入力Ｒｉｎを２つのエコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２に供給するために切替スイッチ３３は接点Ｃ６を選択し、切替スイッチ３４は接点Ｃ８を選択する。
【００８０】
前記第１系統推定動作時とハンズフリー通話動作時において使用される前記遅延量推定回路３５の内部構成を、図７に示す。
【００８１】
（Ｂ−１−１）遅延量推定回路の内部構成および動作
図７において、遅延量推定回路３５は、信号検出器４０，４１と、遅延量検出回路４２とを備えている。
【００８２】
信号検出器４０は、マイクＭ１から出力される音声入力信号Ｓ１の供給を受け、信号検出器４１は信号発生器ＳＧから出力された参照信号Ｐ１の供給を受ける。
【００８３】
信号検出器４０に供給された音声入力信号Ｓ１は、信号検出器４１に供給された参照信号Ｐ１に比べて、第１スピーカＭ１から始まり話者Ｕを経て第１マイクＭ１に到達する音声の伝達行程の距離に相当するだけの遅延を持っている。
【００８４】
信号検出器４０に供給された音声入力信号Ｓ１と、信号検出器４１に供給された参照信号Ｐ１の遅延差は、遅延量検出回路４２によって検出される。
【００８５】
この遅延差は、上述したように、第１スピーカＳＰ１で出力された参照音声ＡＰ１が話者Ｕに反射して第１マイクＭ１に戻ってくるまでの総遅延時間２＊ｔｄ１であるため、その半分の時間が話者Ｕと第１マイクＭ１のあいだの距離ｄ１に対応する遅延差ｔｄ１となる。ここで、「＊」は乗算を意味する（以下においても同じ）。
【００８６】
いったん検出されたこの遅延差ｔｄ１は、遅延量検出回路４２によって保持され、ハンズフリー通話動作時には遅延和計算回路３７に供給される。
【００８７】
第１の実施形態では、基準となる図５（Ａ）の時刻ｔｃを実測する手段がなかったために前記式（１）に基づいて２つの時刻ｔ１、ｔ２の相対的な差から遅延差ｔｄ３を求めたが、本実施形態の遅延量推定回路４２では、基準となる時刻ｔ０１（この時刻ｔ０１は参照信号Ｐ１の位相に相当する）を求めることが可能であるため、この時刻ｔ０１を絶対的な基準として、次の式（３）によって遅延差ｔｄ１を求めることができる。
【００８８】
ｔｄ１＝ｔ１−ｔ０１ …（３）
これは、図９（Ａ）〜（Ｄ）に対応する操作である。
【００８９】
なお、遅延量推定回路３６の内部構成も、当該遅延量推定回路３５の内部構成と同じである。
【００９０】
ただし遅延量推定回路３６は、第２マイクＭ２から出力される音声入力信号Ｓ２と参照信号Ｐ１とを入力して、図９（Ｅ）〜（Ｈ）に示すようにこれらの遅延差ｔｄ２を推定することになる。
【００９１】
次に、本実施形態の遅延和計算回路３７の内部構成について、図８に基づき説明する。遅延和計算回路３７は、ハンズフリー通話時に動作する回路である。
【００９２】
（Ｂ−１−２）遅延和計算回路の内部構成および動作
図８において、遅延和計算回路３７は、遅延差検出設定回路４３と、遅延時間保持回路４４と、相関計算器４５とを備えている。
【００９３】
遅延時間保持回路４６は第１の実施形態の遅延時間保持回路２６に対応し、相関計算器４７は第１の実施形態の相関計算器２７に対応するが、遅延差検出設定回路４３は、第１の実施形態の遅延時間検出回路２５のようにトーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２から遅延差を求めるのではなく、遅延量推定回路３５、３６から供給される前記遅延差ｔｄ１、ｔｄ２を用い、次の式（４）に基づいて求められる。
【００９４】
ｔｄ＝ｔｄ２−ｔｄ１ …（４）
これは図９（Ｉ）に対応する操作である。
【００９５】
（Ｂ−２）第２の実施形態の効果
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【００９６】
加えて、本実施形態では、絶対的な参照信号（Ｐ１）を基準として遅延差を推定するため、音響環境、話者の位置などの条件によっては第１の実施形態よりも信頼性の高い遅延差を求めることができる可能性がある。
【００９７】
（Ｃ）第３の実施形態
（Ｃ−１）第３の実施形態の構成および動作
図３に、本実施形態のエコーキャンセラ装置５０の構成を示す。このエコーキャンセラ装置５０は、第２の実施形態のエコーキャンセラ装置３０と同様にハンズフリーホンに搭載されるものとする。
【００９８】
図３において、エコーキャンセラ装置５０は、エコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２と、マイクＭ１、Ｍ２と、スピーカＳＰ１、ＳＰ２と、遅延量推定回路５１，５２と、遅延和計算回路５５と、受話入力端子２１と、送話出力端子２２と、切替スイッチ３１〜３４とを備えている。
【００９９】
図３において第２の実施形態の各部と同一の符号を付した部分は、第２の実施形態の各部と機能面で、同じである。
【０１００】
すなわち、本実施形態と第２の実施形態は、構成および動作のほとんどが同じである。
【０１０１】
以下では、本実施形態が第２の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【０１０２】
実質的にこの相違点は、遅延量推定回路５１，５２に関連する部分に限られる。
【０１０３】
本実施形態の遅延量推定回路５１は、図１０に示すような内部構成を備えている。
【０１０４】
図１０において、遅延量推定回路５１は、係数サーチ制御回路５３と、ＡＤＦタップ係数サーチ回路５４とを備えている。
【０１０５】
係数サーチ制御回路５３は、第１系統推定動作時に、エコーキャンセラＥＣ１から受け取る残差信号Ｅ１と信号発生源ＳＧから出力される参照信号Ｐ１とを受け取り、適応フィルタＡＤＦ１のタップ係数が十分に収束したかどうかを判定する部分である。
【０１０６】
ここで、適応フィルタＡＤＦ１のタップ係数が十分に収束したかどうかの判定は、参照信号Ｐ１と残差信号Ｅ１のパワーが、Ｐ１＞＞Ｅ１の関係を満足しかつＥ１の値が一定時間変化しない場合、適応フィルタＡＤＦ１のタップ係数が十分収束したと判定することによって行われる。
【０１０７】
係数サーチ制御回路５３が当該タップ係数が収束したものと判定すると、ＡＤＦタップ係数サーチ回路５４は、適応フィルタＡＤＦ１から図１２（Ａ）に示すようなタップ係数を受け取り、同図（Ｂ）のように、当該タップ係数が最大となるタップ係数のピーク位置２＊ｔｐ１を求める。
【０１０８】
図１２（Ｂ）、（Ｅ）に示すように、このピーク位置２＊ｔｐ１は、第１スピーカＳＰ１で出力された参照音声ＡＰ１が話者Ｕに反射して第１マイクＭ１に戻ってくるまでの総遅延時間に対応しているため、その半分のｔｐ１が話者Ｕと第１マイクＭ１のあいだの遅延差に対応するサンプル時間数となる。
【０１０９】
このピーク位置に対応するサンプル時間数ｔｐ１はハンズフリー通話時に遅延和計算回路５５に供給される。
【０１１０】
なお、遅延量推定回路５２も当該遅延量推定回路５１と同様な内部構成を備えており、第２系統推定動作時に、図１２（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、適応フィルタＡＤＦ２のタップ係数のピーク位置に対応するサンプル時間数ｔｐ２（２＊ｔｐ２の半分）を求める。このｔｐ２も、前記ｔｐ１と同様に、ハンズフリー通話時に遅延和計算回路５５に供給される。
【０１１１】
ｔｐ１、ｔｐ２、Ｅ１、Ｅ２を受け取る本実施形態の遅延和計算回路５５は、図１１に示すような内部構成を備えている。
【０１１２】
図１１において、遅延和計算回路５５は、遅延差設定回路５６と、遅延時間保持回路５７と、相関計算器５８とを備えている。
【０１１３】
前記遅延量推定回路５１，５２からｔｐ１、ｔｐ２の供給を受ける遅延差設定回路５６は、これらｔｐ１、ｔｐ２に基づき、図１２（Ｅ）に示すように、次の式（５）に基づいて遅延差に対応するサンプル時間数ｔｐ３を求める。
【０１１４】
ｔｐ３＝ｔｐ１−ｔｐ２ …（５）
１サンプル時間をＴとすると、ｔｐ３に対応する遅延時間差（遅延差）ｔｄ３は、次の式（６）によって与えられる。
【０１１５】
ｔｄ３＝ｔｐ３＊Ｔ …（６）
遅延差設定回路５６は、この式（６）に基づいて算出した遅延差ｔｄ３を遅延時間保持回路５７に供給する。
【０１１６】
遅延時間保持回路５７の機能は、第２の実施形態の遅延時間保持回路４６と同じであり、相関計算器５８の機能も第２の実施形態の相関計算器４７と同じである。
【０１１７】
したがって、当該遅延和計算回路５５内の遅延保持回路５７から遅延差ｔｄ３を受け取った相関計算器５８は、前記残差信号（誤差信号）Ｅ１、Ｅ２に、当該ｔｄ３だけの時間差（相互遅延）を持たせて相関演算を実行し、その演算結果を送話出力端子２２から送話出力Ｓｏｕｔ２として出力する。
【０１１８】
（Ｃ−２）第３の実施形態の効果
本実施形態によれば、第２の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【０１１９】
また、本実施形態では、第２の実施形態と異なる構成上、動作上のバリエーションを提供することができる。
【０１２０】
（Ｄ）第４の実施形態
（Ｄ−１）第４の実施形態の構成および動作
以下では、本実施形態が第１の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【０１２１】
本実施形態のエコーキャンセラ装置６０が、図１に示した第１の実施形態のエコーキャンセラ装置２０と相違するのは、遅延和計算回路６１の内部構成および内部動作だけである。したがって図１はそのまま、本実施形態のエコーキャンセラ装置６０の全体構成を示す図面でもある。
【０１２２】
当該遅延和計算回路６１の内部構成を図１３に示す。
【０１２３】
図１３において、当該遅延和計算回路６１は、音声検出回路６２と、ピークタップ検出器６３と、遅延時間保持回路６４と、相関計算器６５と、スイッチ６６とを備えている。
【０１２４】
遅延和計算回路６１では、入力されたトーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２がダブルトーク状態または送信シングルトーク状態を示す状態となると、音声検出回路６２は、相関計算器６５とピークタップ検出器６３に動作開始信号Ｓｔを出力する。
【０１２５】
相関計算器６５はエコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２から入力される残差信号（誤差信号）Ｅ１、Ｅ２を相関計算器６５内部の遅延タップＤＴに一定時間分保存してあり、動作開始信号ＳＴの供給を受けるとこの遅延タップＤＴに保存された誤差信号Ｅ１、Ｅ２の遅延差（位相差）をずらしながら相関演算（積和演算）を行い、その演算結果をピークタップ検出器６３に出力する。このときスイッチ６６はオフ状態で、演算結果が送話出力端子２２から出力されないようにする。
【０１２６】
ピークタップ検出器６３は、この積和演算結果が最大となる遅延差ｔｄ３を検出すると、当該遅延差ｔｄ３を遅延時間保持回路６４に供給する。
【０１２７】
図１４（Ａ）に示す同じ話者音声ＡＳ１に対する音声入力信号は、マイクＭ１側の音声入力信号Ｓ１とマイクＭ２側の音声入力信号Ｓ２とで、図１４（Ｂ）、（Ｃ）に示すように異なる遅延差を持っている。図１４（Ｂ）、（Ｃ）に対応する残差信号Ｅ２、Ｅ１が前記、遅延タップＤＴに保存されているものとすると、上述したように遅延差をすらしながら積和演算を行う操作は、第１の実施形態の遅延差ｔｄ３を求める操作に相当する。
【０１２８】
本実施形態において、ピークタップ検出器６３が前記遅延差ｔｄ３を求めると、スイッチ６６はオン状態となり、相関計算器６５は遅延タップＤＴに保存してある前記残差信号Ｅ１、Ｅ２の積和演算を当該遅延差ｔｄ３で行い、以降は遅延差をこのｔｄ３に固定する。
【０１２９】
したがって新たな残差信号Ｅ１、Ｅ２が相関計算器６５に供給されると、図１４（Ｄ）〜（Ｇ）に示すように、この遅延差ｔｄ３を相互遅延として相関演算が行われることになる。
【０１３０】
すなわち、新たな残差信号Ｅ１、Ｅ２が供給されると相関計算器６５は、遅延時間保持回路６４が保持している遅延差ｔｄ３だけ、これらの残差信号Ｅ１、Ｅ２に遅延差（位相差）をもたせた上で相関演算を実行し、当該演算結果を送話出力Ｓｏｕｔ１として送話出力端子２２から出力する。
【０１３１】
（Ｄ−２）第４の実施形態の効果
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【０１３２】
加えて、本実施形態では、第１の実施形態よりも高い精度で遅延差（ｔｄ３）を求めることができるため、信号対雑音比を第１の実施形態よりも向上することが可能である。
【０１３３】
（Ｅ）第５の実施形態
（Ｅ−１）第５の実施形態の構成および動作
以下では、本実施形態が第４の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【０１３４】
本実施形態のエコーキャンセラ装置７０が、図１に示した第４の実施形態のエコーキャンセラ装置６０と相違するのは、遅延和計算回路７１の内部構成および内部動作だけである。したがって図１はそのまま、本実施形態のエコーキャンセラ装置７０の全体構成を示す図面でもある。
【０１３５】
当該遅延和計算回路７１の内部構成を図１５に示す。
【０１３６】
図１５において、当該遅延和計算回路７１は、遅延時間検出回路７２と、ピークタップ検出回路７３と、遅延時間保持回路７４と、相関計算器７５と、スイッチ７６とを備えている。
【０１３７】
遅延和計算回路７１では、入力されたトーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２がダブルトーク状態または送信シングルトーク状態を示す状態となると、遅延時間検出回路７２は、ｖｄ１、ｖｄ２がダブルトーク状態または送信シングルトーク状態に変化したタイミングの時間差（遅延差）ｔｄ３を求め、この遅延差ｔｄ３を、相関計算器７５とピークタップ検出器７３に出力する。
【０１３８】
遅延差ｔｄ３を受け取った相関計算器７５は、当該遅延差ｔｄ３で相関器７５内部の遅延回路ＤＣ１、ＤＣ２の遅延差ｔｄ３を初期設定する。
【０１３９】
この初期設定は、いっそう詳細な遅延差ｔｄｐ３を求めるための仮の設定である。
【０１４０】
次に相関計算器７５では、この遅延差ｔｄ３を初期値として遅延回路ＤＣ１とＤＣ２の遅延差（位相差）をずらしながら相関演算（積和演算）を行い、その演算結果をピークタップ検出器７３に出力する。このときスイッチ７６はオフ状態で、演算結果が送話出力端子２２から出力されないようにする。
【０１４１】
ピークタップ検出器７３は、この積和演算結果が最大となる遅延差ｔｄｐ３を検出すると、当該遅延差ｔｄｐ３を遅延時間保持回路７４に供給する。
【０１４２】
このあと、スイッチ７６はオン状態となり、相関計算器７５は遅延回路ＤＣ１、ＤＣ２に保存してある前記残差信号Ｅ１、Ｅ２の積和演算を当該遅延差ｔｄｐ３で行い、以降は遅延差をこのｔｄｐ３に固定する。
【０１４３】
したがって新たな残差信号Ｅ１、Ｅ２が相関計算器６５に供給されると、この遅延差ｔｄｐ３を相互遅延として相関演算が行われることになる。
【０１４４】
（Ｅ−２）第５の実施形態の効果
本実施形態によれば、第４の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【０１４５】
また、本実施形態では、トーク状態検出信号（ｖｄ１、ｖｄ２）がダブルトーク状態または送信シングルトーク状態に変化したタイミングの時間差を求め、この遅延差（時間差）を初期値として、相関計算器が残差信号の遅延差をずらしながら相関演算を行うため、最終的な遅延差（ｔｄｐ３）を求めるまでの演算数や演算時間を、第４の実施形態よりも低減、短縮することが可能である。
【０１４６】
（Ｆ）第６の実施形態
（Ｆ−１）第６の実施形態の構成および動作
本実施形態のエコーキャンセラ装置８０を図１６に示す。
【０１４７】
以下では、本実施形態が第１の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【０１４８】
本実施形態のエコーキャンセラ装置８０が、図１に示した第１の実施形態のエコーキャンセラ装置２０と相違するのは、３つ目のエコーキャンセラＥＣ３を装備している点である。
【０１４９】
図１６において、当該エコーキャンセラＥＣ３は、適応フィルタＡＤＦ３と、減算器８１とを備えている点でエコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２と同じであるが、独自のトーク状態検出器を備えていない点がこれらと相違する。
【０１５０】
適応フィルタＡＤＦ３には、エコーキャンセラＥＣ１内のトーク状態検出器ＤＴＤ１とエコーキャンセラＥＣ２内のトーク状態検出器ＤＴＤ２の出力端子が接続されている。
【０１５１】
当該適応フィルタＡＤＦ３は、トーク状態検出器ＤＴＤ１、ＤＴＤ２から供給されるトーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２がともに、受信シングルトーク状態を示している場合に、エコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２および遅延和計算回路８２で消去し切れなかった音響エコー成分を除去するための、タップ係数の更新を行う。
【０１５２】
適応フィルタＡＤＦ３が、エコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２および遅延和計算回路８２で消去し切れなかった音響エコー成分や背景雑音成分を除去することができるのは、遅延和計算回路８３の出力信号Ｃｏｒ１の品質が、残差信号Ｅ１やＥ２よりも高いためである。品質が高いとは、不要な音響エコー成分や背景雑音成分の割合が少なく、必要な話者音声成分の割合が高いことを意味する。
【０１５３】
一方、トーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２のいずれか一方でもダブルトーク状態を示している場合には、当該適応フィルタＡＤＦ３は、タップ係数を更新せず、適応制御を行わない。
【０１５４】
（Ｆ−２）第６の実施形態の効果
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【０１５５】
加えて、本実施形態では、３つ目のエコーキャンセラ（ＥＣ３）がエコーキャンセラ（ＥＣ１、ＥＣ２）および遅延和計算回路で消去し切れなかった音響エコー成分を除去するため、エコー消去量をいっそう向上させることが可能である。
【０１５６】
（Ｇ）第７の実施形態
（Ｇ−１）第７の実施形態の構成および動作
本実施形態のエコーキャンセラ装置９０を図１７に示す。
【０１５７】
本実施形態と第２の実施形態の関係は、第６の実施形態と第１の実施形態の関係に等しい。
【０１５８】
以下では、本実施形態が第２の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【０１５９】
本実施形態のエコーキャンセラ装置９０が、図１９に示した第２の実施形態のエコーキャンセラ装置３０と相違するのは、３つ目のエコーキャンセラＥＣ３を装備している点である。
【０１６０】
図１７において、当該エコーキャンセラＥＣ３は、適応フィルタＡＤＦ３と、減算器８１とを備えている点でエコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２と同じであるが、独自のトーク状態検出器を備えていない点がこれらと相違する。
【０１６１】
適応フィルタＡＤＦ３には、エコーキャンセラＥＣ１内のトーク状態検出器ＤＴＤ１とエコーキャンセラＥＣ２内のトーク状態検出器ＤＴＤ２の出力端子が接続されている。
【０１６２】
当該適応フィルタＡＤＦ３は、トーク状態検出器ＤＴＤ１、ＤＴＤ２から供給されるトーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２がともに、受信シングルトーク状態を示している場合に、エコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２および遅延和計算回路９１で消去し切れなかった音響エコー成分を除去するための、タップ係数の更新を行う。
【０１６３】
適応フィルタＡＤＦ３が、エコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２および遅延和計算回路９１で消去し切れなかった音響エコー成分や背景雑音成分を除去することができるのは、遅延和計算回路９１の出力信号Ｃｏｒ１の品質が、残差信号Ｅ１やＥ２よりも高いためである。
【０１６４】
一方、トーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２のいずれか一方でもダブルトーク状態を示している場合には、当該適応フィルタＡＤＦ３は、タップ係数を更新せず、適応制御を行わない。
【０１６５】
（Ｇ−２）第７の実施形態の効果
本実施形態によれば、第２の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【０１６６】
加えて、本実施形態では、３つ目のエコーキャンセラ（ＥＣ３）がエコーキャンセラ（ＥＣ１、ＥＣ２）および遅延和計算回路で消去し切れなかった音響エコー成分を除去するため、エコー消去量をいっそう向上させることが可能である。
【０１６７】
（Ｈ）第８の実施形態
（Ｈ−１）第８の実施形態の構成および動作
本実施形態のエコーキャンセラ装置１００を図１８に示す。
【０１６８】
本実施形態と第７の実施形態の関係は、第３の実施形態と第２の実施形態の関係に等しい。すなわち、本実施形態と第７の実施形態の相違点は、遅延量推定回路１０１、１０２に関連する部分に限られる。
【０１６９】
以下では、本実施形態が第７の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【０１７０】
図１８において、本実施形態の遅延量推定回路１０１，１０２は、図１０に示したような内部構成を備えており、前記遅延差ｔｐ１、ｔｐ２を出力する。
【０１７１】
当該遅延差ｔｐ１を生成するのに必要なタップ係数を受け取るために、遅延量推定回路１０１はエコーキャンセラＥＣ１内の適応フィルタＡＤＦ１に接続されており、ｔｐ２を生成するのに必要なタップ係数を受け取るために、遅延量推定回路１０２はエコーキャンセラＥＣ２内の適応フィルタＡＤＦ２に接続されている。
【０１７２】
（Ｈ−２）第８の実施形態の効果
本実施形態によれば、第７の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【０１７３】
また、本実施形態では、第７の実施形態と異なる構成上、動作上のバリエーションを提供することができる。
【０１７４】
（Ｉ）他の実施形態
なお、第４の実施形態は、図１に示す全体構成のうち、遅延和計算回路６１の内部構成を図１３に示すようにしたものであったが、この第４の実施形態のエコーキャンセラ装置６０の出力段に３つ目のエコーキャンセラＥＣ３を付加するような構成をとることもできる。
【０１７５】
また、第５の実施形態は、図１に示す全体構成のうち、遅延和計算回路７１の内部構成を図１５に示すようにしたものであったが、この第５の実施形態のエコーキャンセラ装置７０の出力段に３つ目のエコーキャンセラＥＣ３を付加するような構成をとることもできる。
【０１７６】
これらによっても、第４、第５の実施形態よりもエコー消去量が改善され、構成上、動作上のバリエーションを増加することができる。
【０１７７】
すなわち、本発明は、伝送されてきた受信信号を音声出力する音声出力手段と、捕捉した音声を電気信号に変換して当該電気信号を送信信号として送信する音声捕捉手段と、エコーキャンセラ手段とを備え、当該エコーキャンセラ手段が、前記受信信号に基づいて得られたタップ係数を、係数更新制御手段の制御に応じて適応的に更新しながら擬似エコー信号を形成する適応フィルタ手段と、当該擬似エコー信号を前記送信信号から減算することによりエコー除去信号を得る減算手段と、前記送信信号と受信信号をもとにトーク状態を判定し、判定結果として得られる当該トーク状態に応じて前記係数更新制御手段に前記タップ係数の更新を行わせるかどうかを決めるトーク状態判定手段とを有しているエコーキャンセラ装置について、広く適用することができる。
【０１７８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、合成送信信号として、従来よりも品質の高い信号を出力することができるので、エコーキャンセラ装置の精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態などに係るエコーキャンセラ装置の構成を示す概略図である。
【図２】従来のエコーキャンセラ装置の構成を示す概略図である。
【図３】第３の実施形態などに係るエコーキャンセラ装置の構成を示す概略図である。
【図４】第１の実施形態などのエコーキャンセラ装置に使用する遅延和計算回路の構成を示す概略図である。
【図５】第１の実施形態の動作を示す波形図である。
【図６】第１の実施形態の動作を示す波形図である。
【図７】第２の実施形態のエコーキャンセラ装置に使用する遅延量推定回路の構成を示す概略図である。
【図８】第２の実施形態のエコーキャンセラ装置に使用する遅延和計算回路の構成を示す概略図である。
【図９】第２の実施形態の動作を示す波形図である。
【図１０】第３の実施形態のエコーキャンセラ装置に使用する遅延量推定回路の構成を示す概略図である。
【図１１】第３の実施形態に係るエコーキャンセラ装置に使用する遅延和計算回路の構成を示す概略図である。
【図１２】第３の実施形態の動作を示す波形図である。
【図１３】第３の実施形態のエコーキャンセラ装置に使用する遅延和計算回路の構成を示す概略図である。
【図１４】第４の実施形態の動作を示す波形図である。
【図１５】第５の実施形態のエコーキャンセラ装置に使用する遅延和計算回路の構成を示す概略図である。
【図１６】第６の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の構成を示す概略図である。
【図１７】第７の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の構成を示す概略図である。
【図１８】第８の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の構成を示す概略図である。
【図１９】第２の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１０、２０、３０、５０，６０，７０，８０，９０，１００…エコーキャンセラ装置、２４，３７，５５，６１，７１、８１，９１，１０３…遅延和計算回路、３５，３６，５１，５２，１０１，１０２…遅延量推定回路、Ｕ…話者、Ｅ１、Ｅ２…残差信号、ＥＣ１〜ＥＣ３…エコーキャンセラ、ＤＴＤ１、ＤＴＤ２…トーク状態検出器、Ｍ１、Ｍ２…マイク、ＳＰ１、ＳＰ２…スピーカ。
【発明の属する技術分野】
本発明はエコーキャンセラ装置に関し、例えば、自動車の車内で使用される移動電話端末やテレビ会議システム端末などのハンズフリー用端末に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のハンズフリーホンに搭載するエコーキャンセラ装置１０の構成を図２に示す。
【０００３】
図２において、このエコーキャンセラ装置１０は、スピーカＳＰ１と、マイクＭ１と、エコーキャンセラＥＣ１と、受話入力端子１１と、送話出力端子１２とを備えている。
【０００４】
このうちエコーキャンセラＥＣ１は、受話入力端子１１に供給される受話入力信号Ｒｉｎに応じてスピーカＳＰ１から出力される音声信号（相手話者音声）ＡＳ２の一部が、本来は話者Ｕの音声（話者音声）ＡＳ１だけを捕捉することを目的とするマイクＭ１に捕捉されてしまうことによって、マイクＭ１から取り出される音声入力信号Ｓ１に混入する音響エコー成分を除去する部分である。
【０００５】
このために、エコーキャンセラＥＣ１は、適応フィルタＡＤＦ１と、トーク状態検出器ＤＴＤ１と、減算器１３とを備えている。
【０００６】
適応フィルタＡＤＦ１は、受話入力信号Ｒｉｎに基づいて得られたタップ係数を、減算器１３の出力する残差信号Ｅ１に応じて適応的に更新しながら擬似エコー信号Ｒｅｓ１を形成する回路である。
【０００７】
当該減算器１３において、擬似エコー信号Ｒｅｓ１が音声入力信号Ｓ１から除去されることによって、前記残差信号Ｅ１が得られる。
【０００８】
トーク状態検出器ＤＴＤ１は、音声入力信号Ｓ１、残差信号Ｅ１、受話入力信号Ｒｉｎをもとに、トーク状態を識別する。
【０００９】
例えば、受話入力信号Ｒｉｎと残差信号Ｅ１の双方のパワーなどを調べることにより、Ｒｉｎに有効な音声が含まれていてなおかつＥ１にも有効な音声が含まれているときをダブルトーク状態とし、Ｒｉｎだけに有効な音声が含まれているときを受信シングルトーク状態とし、Ｅ１だけに有効な音声が含まれているときを送信シングルトーク状態とすると、トーク状態検出器ＤＴＤ１は、少なくともこれら３種類のトーク状態を識別する機能を装備している。
【００１０】
そして、受信シングルトーク状態であると検出されたときに、適応フィルタＡＤＦ１のタップ係数を更新すると、エコーキャンセラ装置１０周辺の音響環境（例えば話者Ｕの空間位置）などの変化、すなわちエコーパス（音響経路）の伝達特性の変化に対応してタップ係数を適応的に更新することができ、適応フィルタＡＤＦ１の出力する擬似エコー信号Ｒｅｓ１を適正化することが可能である。
【００１１】
したがって、これにつづくダブルトーク状態では、エコーキャンセラＥＣ１が、音声入力信号Ｓ１から当該擬似エコー信号Ｒｅｓ１を除去することにより、音響エコー成分の影響の少ない残差信号Ｅ１を生成し、送話出力Ｓｏｕｔとして出力することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、エコーキャンセラ装置１０の音響環境には、話者Ｕの発声する音声ＡＳ１、スピーカＳＰ１の受話出力ＡＳ２以外にも、例えば雑音源ＮＳなどから出力される雑音ＡＳ３などを成分とする背景雑音が存在するのが普通である。雑音ＡＳ３などの背景雑音は、受話出力ＡＳ２と相関がないためエコーキャンセラＥＣ１では除去することはできない。
【００１３】
背景雑音を除去することができないということは、背景雑音レベル以下の音響エコー成分も除去しきれずに残ってしまうことを意味する。
【００１４】
したがってエコーキャンセラ装置１０のダブルトーク状態や送信シングルトーク状態には、背景雑音成分や音響エコー成分の１部が混入した状態の、必ずしも信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）の良くない送話出力Ｓｏｕｔが、送話出力端子１２から送信されることになる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明では、伝送されてきた受信信号を音声出力する音声出力手段と、捕捉した音声を電気信号に変換して当該電気信号を送信信号として送信する音声捕捉手段と、エコーキャンセラ手段とを備え、当該エコーキャンセラ手段が、前記受信信号に基づいて得られたタップ係数を、係数更新制御手段の制御に応じて適応的に更新しながら擬似エコー信号を形成する適応フィルタ手段と、当該擬似エコー信号を前記送信信号から減算することによりエコー除去信号を得る減算手段と、前記送信信号と受信信号をもとにトーク状態を判定し、判定結果として得られる当該トーク状態に応じて前記係数更新制御手段に前記タップ係数の更新を行わせるかどうかを決めるトーク状態判定手段とを有しているエコーキャンセラ装置において、（１）前記音声捕捉手段と同一機能を持つ音声捕捉手段であって、前記音声捕捉手段とは空間的に異なる位置に配置された比較音声捕捉手段と、（２）前記エコーキャンセラ手段と同一機能を持つエコーキャンセラ手段であって、当該比較音声捕捉手段に接続された比較エコーキャンセラ手段と、（３）前記エコーキャンセラ手段で得られるエコー除去信号と当該比較エコーキャンセラ手段で得られるエコー除去信号とを、その遅延時間差に応じて合成することで合成送信信号を得る送信信号合成手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（Ａ）実施形態
以下、本発明のエコーキャンセラ装置の実施形態について説明する。
【００１７】
第１〜第８の実施形態は、マイクを複数個用意し、各々のマイクに相手話者信号を参照信号とするエコーキャンセラを設置して、各々のマイクに入力される相手話者音声を当該エコーキャンセラで消去するとともに、各々のマイクに入力される話者音声は、エコーキャンセラで消去せずに相関計算器を用いて時間差をあわせた上で話者音声が最大になるように同相化し、同相化後、各マイクからの話者音声を加算して、目的とする話者音声を強調するとともに背景雑音成分を低減することを特徴とする。
【００１８】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
本実施形態のエコーキャンセラ装置２０の構成を図１に示す。このエコーキャンセラ装置２０は、前記エコーキャンセラ装置１０と同様にハンズフリーホンに搭載されるものとする。
【００１９】
エコーキャンセラ装置２０はディジタル信号処理を実行するが、マイク、スピーカに設置されるアナログ−ディジタル変換器は図示していない。また、マイクなどは３個以上設置することが可能であるが、説明の簡単化のため２個までとしている。
【００２０】
図１において、ハンズフリー用エコーキャンセラ装置２０は、スピーカＳＰ１と、マイクＭ１、Ｍ２と、エコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２と、受話入力端子２１と、送話出力端子２２と、遅延和計算回路２４とを備えている。
【００２１】
このうちエコーキャンセラＥＣ１は、図２のエコーキャンセラＥＣ１と同一の構成、同一の機能を持っている。
【００２２】
すなわち、エコーキャンセラＥＣ１は、適応フィルタＡＤＦ１と、減算器１３と、トーク状態検出器ＤＴＤ１とを備えている。
【００２３】
当該適応フィルタＡＤＦ１は、受話入力信号Ｒｉｎに基づいて得られたタップ係数を、減算器１３の出力する残差信号Ｅ１に応じて適応的に更新しながら擬似エコー信号Ｒｅｓ１を形成する回路であり、減算器１３は、擬似エコー信号Ｒｅｓ１を音声入力信号Ｓ１から除去することによって、前記残差信号Ｅ１を得る回路であり、トーク状態検出器ＤＴＤ１は、音声入力信号Ｓ１、残差信号Ｅ１、受話入力信号Ｒｉｎをもとに、トーク状態を識別してトーク状態検出信号ｖｄ１を出力する部分である。
【００２４】
換言するなら適応フィルタＡＤＦ１は、エコーパスの伝達特性（インパルス応答）を分析して擬似エコー信号Ｒｅｓ１を生成する回路であり、そのために音声入力信号（近端入力信号）Ｓ１のサンプル値をタップ数だけ保持する保持レジスタと、タップ数分だけのタップ係数を保持する係数レジスタと、同一タップに関する近端入力信号サンプル値とタップ係数とを乗算するタップ数個の乗算器と、すべての乗算結果の総和を求める総和器と、残差信号Ｅ１に応じて係数レジスタに保持するタップ係数を例えば学習同定法にしたがって更新するタップ係数更新部とを備えている。
【００２５】
また、前記トーク状態検出器ＤＴＤ１は、例えば受話入力信号Ｒｉｎと残差信号Ｅ１の双方のパワーなどを調べる（例えば所定の閾値と比較する）ことにより、Ｒｉｎに有効な音声が含まれていてなおかつＥ１にも有効な音声が含まれているときをダブルトーク状態とし、Ｒｉｎだけに有効な音声が含まれているときを受信シングルトーク状態とし、Ｅ１だけに有効な音声が含まれているときを送信シングルトーク状態とし、少なくともこれら３種類のトーク状態を識別する機能を装備している。
【００２６】
そして、例えば受信シングルトーク状態であると検出されたときに、適応フィルタＡＤＦ１のタップ係数を更新すると、エコーキャンセラ装置２０周辺の音響環境（例えば話者Ｕの空間位置）などの変化、すなわちエコーパスの伝達特性の変化に対応してタップ係数を適応的に更新することができ、適応フィルタＡＤＦ１の出力する擬似エコー信号Ｒｅｓ１を適正化することが可能である。
【００２７】
前記ダブルトーク状態や送信シングルトーク状態では、適応フィルタＡＤＦ１によるタップ係数の更新は行われない。
【００２８】
一方、エコーキャンセラＥＣ２は、適応フィルタＡＤＦ２と、減算器２３と、トーク状態検出器ＤＴＤ２とを備えている。
【００２９】
ここで、適応フィルタＡＤＦ２は前記適応フィルタＡＤＦ１と同じ適応フィルタであり、減算器２３は前記減算器１３と同じ減算器であり、トーク状態検出器ＤＴＤ２は前記ＤＴＤ１と同じトーク状態検出器であってよい。
【００３０】
またこれらの接続関係もエコーキャンセラＥＣ１と同じなので、全体としてエコーキャンセラＥＣ２はエコーキャンセラＥＣ１と同じ機能を持っている。そしてトーク状態検出器ＤＴＤ２に供給される受話入力信号Ｒｉｎは、前記トーク状態検出器ＤＴＤ１に供給される受話入力信号と同じ信号である。
【００３１】
ただし、エコーキャンセラＥＣ２に音声入力信号Ｓ２を供給するマイクＭ２は、前記マイクＭ１とは空間的に離れた位置に配置されている。スピーカＳＰ１の位置は、図１ではマイクＭ１に近接して配置されているが、必ずしもそのようにする必要はなく、例えばマイクＭ２に近接させてもよい。
【００３２】
ここで、マイクＭ２から入力される音声入力信号Ｓ２に応じてエコーキャンセラＥＣ２から出力される残差信号をＥ２とする。残差信号Ｅ２は、残差信号Ｅ１に対応する信号であるが、主としてマイクＭ２、マイクＭ１、話者Ｕの位置関係に応じて、Ｅ１とは異なる情報をもたらす。
【００３３】
また、トーク状態検出器ＤＴＤ２から出力されるトーク状態検出信号ｄｖ２は、前記トーク状態検出信号ｄｖ１に対応する信号であるが、主としてマイクＭ２、マイクＭ１、話者Ｕの位置関係に応じて、受信シングルトーク状態などからダブルトーク状態に移行した場合のダブルトーク状態の検出タイミング、および受信シングルトーク状態などから送信シングルトーク状態に移行した場合の送信シングルトーク状態の検出タイミングに、時間差がある。
【００３４】
残差信号Ｅ１、Ｅ２、トーク状態検出信号ｄｖ１、ｄｖ２の供給を受けて送話出力Ｓｏｕｔ１を出力する遅延和計算回路２４は、図４に示すような内部構成を備えている。
【００３５】
（Ａ−１−１）遅延和計算回路２４の内部構成
図４において、遅延和計算回路２４は、遅延時間検出回路２５と、遅延時間保持回路２６と、相関計算器２７とを備えている。
【００３６】
トーク状態検出信号ＤＴＤ１とＤＴＤ２からトーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２の供給を受ける遅延時間検出回路２５は、当該トーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２が例えば受信シングルトーク状態からダブルトーク状態に移行するタイミングの時間差を検出する。
【００３７】
この時間差は、話者Ｕが発声した同じ音声に対してマイクＭ１、Ｍ２から出力される音声入力信号Ｓ１、Ｓ２が、トーク状態検出器ＤＴＤ１によって検出されるタイミングと、トーク状態検出器ＤＴＤ２によって検出されるタイミングとの時間差（遅延差）である。当該遅延差を検出することは、以降に２つエコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２から出力される残差信号Ｅ１とＥ２の遅延差ｔｄ３を推定することに相当する。
【００３８】
この遅延差ｔｄ３は、トーク状態検出器ＤＴＤ１によってマイクＭ１から出力される音声入力信号Ｓ１が検出された時刻をｔ１とし、トーク状態検出器ＤＴＤ２によってマイクＭ２から出力される音声入力信号Ｓ２が検出された時刻をｔ２とすると、次の式（１）により求めることができる。
【００３９】
ｔｄ３＝ｔ１−ｔ２ …（１）
この式（１）は、本実施形態では検出することができない基準となる時刻ｔｃ（図５（Ａ）参照）を想定してこの時刻と前記時刻ｔ１との差をｔｄ１とし、前記時刻ｔ２との差をｔｄ２とすると、次の式（２）に等しい。
【００４０】
ｔｄ３＝ｔｄ１−ｔｄ２ …（２）
遅延時間検出回路２５から遅延差ｔｄ３の供給を受ける遅延時間保持回路２６は、当該遅延差ｔｄ３を保持して、相関計算器２７に設定する回路である。
【００４１】
前記残差信号（誤差信号）Ｅ１、Ｅ２の供給を受ける相関計算器２７は、これらＥ１、Ｅ２に、遅延時間保持回路２６から供給される遅延差ｔｄ３だけの時間差（相互遅延）を持たせて相関演算を実行し、その演算結果Ｓ３を送話出力端子２２から送話出力Ｓｏｕｔとして出力する部分である。
【００４２】
以下、上記のような構成を有する第１の実施形態の動作について説明する。
【００４３】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
最初は、受話入力信号Ｒｉｎと残差信号Ｅ１の双方のパワーなどを調べたトーク状態検出器ＤＴＤ１が、Ｒｉｎだけに有効な音声が含まれている受信シングルトーク状態を検出しているものとする。このときトーク状態検出器ＤＴＤ２も、受信シングルトーク状態を検出しており、エコーキャンセラＥＣ１およびＥＣ２内の適応フィルタＡＤＦ１およびＡＤＦ２は、タップ係数の更新を行っている。
【００４４】
タップ係数の更新は、スピーカＳＰ１から出力された受話出力（参照信号）ＡＳ２が話者Ｕで反射されることなどでマイクＭ２に捕捉される音響エコー成分だけに対応するものではなく、当該音響エコー成分と相関関係の無い背景雑音ＡＳ３の影響も受けることになる。
【００４５】
ここで、それまで発声していなかった話者Ｕが有効な音声ＡＳ１を発声すると、当該音声ＡＳ１はマイクＭ１とＭ２によって受信される。ただし、マイクＭ１とＭ２の音声受信時間差は、話者Ｕの各マイクからの距離などに応じて相違する。実際にはこの時間差は、周辺の音響環境によって音声ＡＳ１がどのように反響するかに依存して音響工学的に決定されると考えられるが、本実施形態では説明の簡単のために、単純に話者Ｕと各マイクＭ１、Ｍ２の距離に依存して決まるものとする。
【００４６】
また、図１に示すように、話者ＵのマイクＭ１からの距離はｄ１、マイクＭ２からの距離はｄ２で、ｄ１のほうがｄ２よりも長い（ｄ１＞ｄ２）ものとする。
【００４７】
この距離の相違に対応して、マイクＭ２に接続されたエコーキャンセラＥＣ２内のトーク状態検出器ＤＴＤ２が、図５（Ａ）の音声ＡＳ１に応じた図５（Ｂ）の音声入力信号Ｓ２を検出することでダブルトーク状態を検出する図５（Ｃ）のタイミングｔｄ２は、マイクＭ１に接続されたエコーキャンセラＥＣ１内のトーク状態検出器ＤＴＤ１が当該音声ＡＳ１に応じた図５（Ｄ）の音声入力信号Ｓ１を検出することでダブルトーク状態を検出する図５（Ｅ）のタイミングｔｄ１よりも早い。
【００４８】
トーク状態検出器ＤＴＤ１、ＤＴＤ２がダブルトーク状態を検出すると、トーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２の状態がダブルトーク状態を示す状態に変化し、適応フィルタＡＤＦ１、ＡＤＦ２では、前記タップ係数の更新が停止される。
【００４９】
また、ダブルトーク状態においては、マイクＭ１、Ｍ２が出力する音声入力信号Ｓ１、Ｓ２（図５（Ｄ）および（Ｂ））のなかには、話者Ｕが発声した音声ＡＳ１に対応する成分のほかに、スピーカＳＰ１から出力される受話出力ＡＳ２に対応する音響エコー成分と、雑音源ＮＳが出力する背景雑音ＡＳ３が含まれている。
【００５０】
このうち音響エコー成分は、エコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２内の処理で擬似エコー信号Ｒｅｓ１、Ｒｅｓ２を減算されることにより、ある程度低減されるが、適応フィルタＡＤＦ１、ＡＤＦ２のタップ係数は前記受信シングルトーク状態において背景雑音ＡＳ３の影響を受けているために、音響エコー成分を完全に除去することはできない。
【００５１】
したがってエコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２から出力される図５（Ｈ）、（Ｆ）の残差信号Ｅ１、Ｅ２のなかには、除去し切れなかった音響エコー成分や背景雑音成分が含まれている。
【００５２】
トーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２の供給を受けた遅延時間検出回路２５が、前記式（１）によって、２つのトーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２がダブルトーク状態に変化したタイミングの遅延差（相互遅延）ｔｄ３を求めると、このｔｄ３を保持した遅延時間保持回路２６は、当該ｔｄ３を相関計算器２７に供給する。
【００５３】
相関計算器２７は、図５（Ｆ）に示す早いほうの残差信号Ｅ２の位相を、当該ｔｄ３だけ遅らせて図５（Ｇ）の残差信号Ｅ２’を得て、当該Ｅ２’を図５（Ｈ）の残差信号Ｅ１に加算する。
【００５４】
この加算結果が、図５（Ｉ）に示す遅延和計算回路出力Ｓ３となる。
【００５５】
遅延差ｔｄ３は、上述したように話者Ｕから見たマイクＭ１、Ｍ２までの距離ｄ１、ｄ２の差に対応した時間差であり、音響エコー成分や背景雑音ＡＳ３には対応していないため、この加算によって、残差信号Ｅ１、Ｅ２中の話者音声ＡＳ１に対応する成分は強め合い、音響エコー成分や背景雑音ＡＳ３に対応する成分は打ち消し合って弱まる。
【００５６】
図５（Ａ）〜（Ｉ）は、アナログ的な波形でエコーキャンセラ装置２０の動作原理を説明したものであるが、遅延和計算回路２４の動作はディジタル的に表現すると図６（Ａ）〜（Ｃ）のようになる。
【００５７】
図６（Ａ）において、残差信号Ｅ２は、Ｔｅ２−ｎ、Ｔｅ２−…、Ｔｅ２−１、Ｔｅ２、Ｔｅ２＋１、Ｔｅ２＋…、Ｔｅ２＋ｎのビット列から構成され、残差信号Ｅ１は、Ｔｅ１−ｎ、Ｔｅ１−…、Ｔｅ１−１、Ｔｅ１、Ｔｅ１＋１、Ｔｅ１＋…、Ｔｅ１＋ｎのビット列から構成されている。
【００５８】
遅延時間検出回路２５に供給された時点では、残差信号Ｅ２、Ｅ１のタイミングは、図６（Ａ）に示すように、Ｔｅ２−ｎはＴｅ１−ｎに対応し、Ｔｅ２−…はＴｅ１−…に対応し、Ｔｅ２−１はＴｅ１−１に対応し、…、Ｔｅ２＋ｎはＴｅ１＋ｎに対応する。
【００５９】
遅延時間保持回路２６から供給される遅延差（相互遅延）ｔｄ３が０の場合には、相関計算器２７は、これら対応関係にあるビットどうしを加算することにより、遅延和出力Ｓ３を得ることができる。
【００６０】
相互遅延ｔｄ３が＋１の場合には、図６（Ｂ）に示すように、図６（Ａ）の状態から相対的に残差信号Ｅ１を左方向へ１ビットずらして、Ｔｅ２とＴｅ１＋１を対応付け、Ｔｅ２−１とＴｅ１とを対応付けるなど新たな対応関係を形成し、当該対応関係にあるビットどうしを加算することによって遅延和出力Ｓ３を得ることになる。
【００６１】
また、相互遅延ｔｄ３が−１の場合には、図６（Ｃ）に示すように、図６（Ａ）の状態から相対的に残差信号Ｅ１を右方向に１ビットずらしてから、対応関係にある残差信号Ｅ１と加算することにより遅延和出力Ｓ３を得ることになる。
【００６２】
なお、以上ではダブルトーク状態の動作について説明したが、送信シングルトーク状態でも、遅延和計算回路２４周辺の上記動作によって、背景雑音ＡＳ３によって生じる雑音成分の割合は低下し、背景雑音の影響は軽減される。
【００６３】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
本実施形態によれば、遅延和計算回路における処理で、２つのエコーキャンセラから出力される残差信号中の話者音声に対応する成分は強め合い、音響エコー成分や背景雑音に対応する成分は打ち消し合って弱まるため、ダブルトーク状態および送信シングルトーク状態において、送話出力の信号対雑音比が改善される。
【００６４】
（Ｂ）第２の実施形態
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成および動作
図１９に、本実施形態のエコーキャンセラ装置３０の構成を示す。このエコーキャンセラ装置３０は、第１の実施形態のエコーキャンセラ装置２０と同様にハンズフリーホンに搭載されるものとする。
【００６５】
図１９において、エコーキャンセラ装置３０は、エコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２と、マイクＭ１、Ｍ２と、スピーカＳＰ１、ＳＰ２と、遅延量推定回路３５，３６と、遅延和計算回路３７と、切替スイッチ３１〜３４と、受話入力端子２１と、送話出力端子２２とを備えている。
【００６６】
図１９において第１の実施形態の各部と同一の符号を付した部分は、第１の実施形態の各部と機能面で、同じである。
【００６７】
すなわち、本実施形態と第１の実施形態は、構成および動作のほとんどが同じである。
【００６８】
以下では、本実施形態が第１の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【００６９】
実質的にこの相違点は、２つ目のスピーカＳＰ２と、遅延量推定回路３５，３６、信号発生器ＳＧ、遅延和計算回路３７に関連する部分に限られる。
【００７０】
本実施形態のエコーキャンセラ装置３０は、送話出力Ｓｏｕｔ２や受話入力Ｒｉｎをやり取りする通常のハンズフリー通話動作のまえに、遅延量を推定するための遅延量推定動作を前置する。
【００７１】
遅延量推定動作は、擬似的な受信シングルトーク状態を作り出して実行される。
【００７２】
すなわちこの遅延量推定動作においては、参照信号Ｐ１に対応して第１スピーカＳＰ１から出力した参照音声ＡＰ１が話者Ｕで反射して第１マイクＭ１で捕捉される場合に対応する第１系統推定動作と、当該参照信号Ｐ１に対応して第２スピーカＳＰ２から出力した参照音声ＡＰ２が話者Ｕで反射して第２マイクＭ２で捕捉される場合に対応する第２系統推定動作からなる。動作の手順は、第１系統推定動作が先でも第２系統推定動作が先でもかまわない。
【００７３】
本実施形態の特質上、第１マイクＭ１と第１スピーカＳＰ１とは空間的にできるだけ接近して配置するとともに、第２マイクＭ２と第２スピーカＳＰ２も空間的にできるだけ接近して配置し、なおかつ第１マイクＭ１と第２マイクＭ２とは空間的に十分に離して配置することが望ましい。
【００７４】
１つの信号発声器ＳＧから出力される参照信号Ｐ１を用いて、第１系統および第２系統の推定動作を行うために、４つの切替スイッチ３１〜３５を切り替える必要がある。
【００７５】
すなわち第１系統推定動作時には、切替スイッチ３１は第１スピーカＳＰ１を他の回路に接続するために接点Ｃ２を選択し、切替スイッチ３３は信号発生器ＳＧが出力する参照信号Ｐ１を第１スピーカＳＰ１に供給するために接点Ｃ５を選択する。このとき、切替スイッチ３２は、第２スピーカＳＰ２の音声出力を確実に停止するために接点Ｃ３に接続して第２スピーカＳＰ２を他の回路から切り離す。切替スイッチ３４に関しては、このとき接点Ｃ７を選択していても接点Ｃ８を選択していてもかまわないが、本実施形態では、接点Ｃ７を選択するものとする。
【００７６】
したがって、図１９に示した各スイッチ３１〜３４の切替状態が、当該第１系統推定動作を行う状態である。
【００７７】
なお、前記参照信号Ｐ１としては、擬似ランダム波形を用いることもできる。
【００７８】
一方、第２系統推定動作時には、第２スピーカＳＰ２に参照信号Ｐ１を供給するために切替スイッチ３２は接点Ｃ４を選択し、切替スイッチ３４は接点Ｃ７を選択する。このとき切替スイッチ３１は接点Ｃ１を選択して第１スピーカＳＰ１を他の回路から切り離してその音声出力を確実に停止するが、切替スイッチ３３については接点Ｃ５を選択してよい。
【００７９】
本実施形態の場合、通常のハンズフリー通話動作時には、第１または第２のスピーカＳＰ１、ＳＰ２の片方を使用する。スピーカＳＰ１を使用する場合、切替スイッチ３１が接点Ｃ２を選択するとともに、切替スイッチ３２が接点Ｃ３を選択する。この通話動作時にはまた、同じ受話入力Ｒｉｎを２つのエコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２に供給するために切替スイッチ３３は接点Ｃ６を選択し、切替スイッチ３４は接点Ｃ８を選択する。
【００８０】
前記第１系統推定動作時とハンズフリー通話動作時において使用される前記遅延量推定回路３５の内部構成を、図７に示す。
【００８１】
（Ｂ−１−１）遅延量推定回路の内部構成および動作
図７において、遅延量推定回路３５は、信号検出器４０，４１と、遅延量検出回路４２とを備えている。
【００８２】
信号検出器４０は、マイクＭ１から出力される音声入力信号Ｓ１の供給を受け、信号検出器４１は信号発生器ＳＧから出力された参照信号Ｐ１の供給を受ける。
【００８３】
信号検出器４０に供給された音声入力信号Ｓ１は、信号検出器４１に供給された参照信号Ｐ１に比べて、第１スピーカＭ１から始まり話者Ｕを経て第１マイクＭ１に到達する音声の伝達行程の距離に相当するだけの遅延を持っている。
【００８４】
信号検出器４０に供給された音声入力信号Ｓ１と、信号検出器４１に供給された参照信号Ｐ１の遅延差は、遅延量検出回路４２によって検出される。
【００８５】
この遅延差は、上述したように、第１スピーカＳＰ１で出力された参照音声ＡＰ１が話者Ｕに反射して第１マイクＭ１に戻ってくるまでの総遅延時間２＊ｔｄ１であるため、その半分の時間が話者Ｕと第１マイクＭ１のあいだの距離ｄ１に対応する遅延差ｔｄ１となる。ここで、「＊」は乗算を意味する（以下においても同じ）。
【００８６】
いったん検出されたこの遅延差ｔｄ１は、遅延量検出回路４２によって保持され、ハンズフリー通話動作時には遅延和計算回路３７に供給される。
【００８７】
第１の実施形態では、基準となる図５（Ａ）の時刻ｔｃを実測する手段がなかったために前記式（１）に基づいて２つの時刻ｔ１、ｔ２の相対的な差から遅延差ｔｄ３を求めたが、本実施形態の遅延量推定回路４２では、基準となる時刻ｔ０１（この時刻ｔ０１は参照信号Ｐ１の位相に相当する）を求めることが可能であるため、この時刻ｔ０１を絶対的な基準として、次の式（３）によって遅延差ｔｄ１を求めることができる。
【００８８】
ｔｄ１＝ｔ１−ｔ０１ …（３）
これは、図９（Ａ）〜（Ｄ）に対応する操作である。
【００８９】
なお、遅延量推定回路３６の内部構成も、当該遅延量推定回路３５の内部構成と同じである。
【００９０】
ただし遅延量推定回路３６は、第２マイクＭ２から出力される音声入力信号Ｓ２と参照信号Ｐ１とを入力して、図９（Ｅ）〜（Ｈ）に示すようにこれらの遅延差ｔｄ２を推定することになる。
【００９１】
次に、本実施形態の遅延和計算回路３７の内部構成について、図８に基づき説明する。遅延和計算回路３７は、ハンズフリー通話時に動作する回路である。
【００９２】
（Ｂ−１−２）遅延和計算回路の内部構成および動作
図８において、遅延和計算回路３７は、遅延差検出設定回路４３と、遅延時間保持回路４４と、相関計算器４５とを備えている。
【００９３】
遅延時間保持回路４６は第１の実施形態の遅延時間保持回路２６に対応し、相関計算器４７は第１の実施形態の相関計算器２７に対応するが、遅延差検出設定回路４３は、第１の実施形態の遅延時間検出回路２５のようにトーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２から遅延差を求めるのではなく、遅延量推定回路３５、３６から供給される前記遅延差ｔｄ１、ｔｄ２を用い、次の式（４）に基づいて求められる。
【００９４】
ｔｄ＝ｔｄ２−ｔｄ１ …（４）
これは図９（Ｉ）に対応する操作である。
【００９５】
（Ｂ−２）第２の実施形態の効果
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【００９６】
加えて、本実施形態では、絶対的な参照信号（Ｐ１）を基準として遅延差を推定するため、音響環境、話者の位置などの条件によっては第１の実施形態よりも信頼性の高い遅延差を求めることができる可能性がある。
【００９７】
（Ｃ）第３の実施形態
（Ｃ−１）第３の実施形態の構成および動作
図３に、本実施形態のエコーキャンセラ装置５０の構成を示す。このエコーキャンセラ装置５０は、第２の実施形態のエコーキャンセラ装置３０と同様にハンズフリーホンに搭載されるものとする。
【００９８】
図３において、エコーキャンセラ装置５０は、エコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２と、マイクＭ１、Ｍ２と、スピーカＳＰ１、ＳＰ２と、遅延量推定回路５１，５２と、遅延和計算回路５５と、受話入力端子２１と、送話出力端子２２と、切替スイッチ３１〜３４とを備えている。
【００９９】
図３において第２の実施形態の各部と同一の符号を付した部分は、第２の実施形態の各部と機能面で、同じである。
【０１００】
すなわち、本実施形態と第２の実施形態は、構成および動作のほとんどが同じである。
【０１０１】
以下では、本実施形態が第２の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【０１０２】
実質的にこの相違点は、遅延量推定回路５１，５２に関連する部分に限られる。
【０１０３】
本実施形態の遅延量推定回路５１は、図１０に示すような内部構成を備えている。
【０１０４】
図１０において、遅延量推定回路５１は、係数サーチ制御回路５３と、ＡＤＦタップ係数サーチ回路５４とを備えている。
【０１０５】
係数サーチ制御回路５３は、第１系統推定動作時に、エコーキャンセラＥＣ１から受け取る残差信号Ｅ１と信号発生源ＳＧから出力される参照信号Ｐ１とを受け取り、適応フィルタＡＤＦ１のタップ係数が十分に収束したかどうかを判定する部分である。
【０１０６】
ここで、適応フィルタＡＤＦ１のタップ係数が十分に収束したかどうかの判定は、参照信号Ｐ１と残差信号Ｅ１のパワーが、Ｐ１＞＞Ｅ１の関係を満足しかつＥ１の値が一定時間変化しない場合、適応フィルタＡＤＦ１のタップ係数が十分収束したと判定することによって行われる。
【０１０７】
係数サーチ制御回路５３が当該タップ係数が収束したものと判定すると、ＡＤＦタップ係数サーチ回路５４は、適応フィルタＡＤＦ１から図１２（Ａ）に示すようなタップ係数を受け取り、同図（Ｂ）のように、当該タップ係数が最大となるタップ係数のピーク位置２＊ｔｐ１を求める。
【０１０８】
図１２（Ｂ）、（Ｅ）に示すように、このピーク位置２＊ｔｐ１は、第１スピーカＳＰ１で出力された参照音声ＡＰ１が話者Ｕに反射して第１マイクＭ１に戻ってくるまでの総遅延時間に対応しているため、その半分のｔｐ１が話者Ｕと第１マイクＭ１のあいだの遅延差に対応するサンプル時間数となる。
【０１０９】
このピーク位置に対応するサンプル時間数ｔｐ１はハンズフリー通話時に遅延和計算回路５５に供給される。
【０１１０】
なお、遅延量推定回路５２も当該遅延量推定回路５１と同様な内部構成を備えており、第２系統推定動作時に、図１２（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、適応フィルタＡＤＦ２のタップ係数のピーク位置に対応するサンプル時間数ｔｐ２（２＊ｔｐ２の半分）を求める。このｔｐ２も、前記ｔｐ１と同様に、ハンズフリー通話時に遅延和計算回路５５に供給される。
【０１１１】
ｔｐ１、ｔｐ２、Ｅ１、Ｅ２を受け取る本実施形態の遅延和計算回路５５は、図１１に示すような内部構成を備えている。
【０１１２】
図１１において、遅延和計算回路５５は、遅延差設定回路５６と、遅延時間保持回路５７と、相関計算器５８とを備えている。
【０１１３】
前記遅延量推定回路５１，５２からｔｐ１、ｔｐ２の供給を受ける遅延差設定回路５６は、これらｔｐ１、ｔｐ２に基づき、図１２（Ｅ）に示すように、次の式（５）に基づいて遅延差に対応するサンプル時間数ｔｐ３を求める。
【０１１４】
ｔｐ３＝ｔｐ１−ｔｐ２ …（５）
１サンプル時間をＴとすると、ｔｐ３に対応する遅延時間差（遅延差）ｔｄ３は、次の式（６）によって与えられる。
【０１１５】
ｔｄ３＝ｔｐ３＊Ｔ …（６）
遅延差設定回路５６は、この式（６）に基づいて算出した遅延差ｔｄ３を遅延時間保持回路５７に供給する。
【０１１６】
遅延時間保持回路５７の機能は、第２の実施形態の遅延時間保持回路４６と同じであり、相関計算器５８の機能も第２の実施形態の相関計算器４７と同じである。
【０１１７】
したがって、当該遅延和計算回路５５内の遅延保持回路５７から遅延差ｔｄ３を受け取った相関計算器５８は、前記残差信号（誤差信号）Ｅ１、Ｅ２に、当該ｔｄ３だけの時間差（相互遅延）を持たせて相関演算を実行し、その演算結果を送話出力端子２２から送話出力Ｓｏｕｔ２として出力する。
【０１１８】
（Ｃ−２）第３の実施形態の効果
本実施形態によれば、第２の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【０１１９】
また、本実施形態では、第２の実施形態と異なる構成上、動作上のバリエーションを提供することができる。
【０１２０】
（Ｄ）第４の実施形態
（Ｄ−１）第４の実施形態の構成および動作
以下では、本実施形態が第１の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【０１２１】
本実施形態のエコーキャンセラ装置６０が、図１に示した第１の実施形態のエコーキャンセラ装置２０と相違するのは、遅延和計算回路６１の内部構成および内部動作だけである。したがって図１はそのまま、本実施形態のエコーキャンセラ装置６０の全体構成を示す図面でもある。
【０１２２】
当該遅延和計算回路６１の内部構成を図１３に示す。
【０１２３】
図１３において、当該遅延和計算回路６１は、音声検出回路６２と、ピークタップ検出器６３と、遅延時間保持回路６４と、相関計算器６５と、スイッチ６６とを備えている。
【０１２４】
遅延和計算回路６１では、入力されたトーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２がダブルトーク状態または送信シングルトーク状態を示す状態となると、音声検出回路６２は、相関計算器６５とピークタップ検出器６３に動作開始信号Ｓｔを出力する。
【０１２５】
相関計算器６５はエコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２から入力される残差信号（誤差信号）Ｅ１、Ｅ２を相関計算器６５内部の遅延タップＤＴに一定時間分保存してあり、動作開始信号ＳＴの供給を受けるとこの遅延タップＤＴに保存された誤差信号Ｅ１、Ｅ２の遅延差（位相差）をずらしながら相関演算（積和演算）を行い、その演算結果をピークタップ検出器６３に出力する。このときスイッチ６６はオフ状態で、演算結果が送話出力端子２２から出力されないようにする。
【０１２６】
ピークタップ検出器６３は、この積和演算結果が最大となる遅延差ｔｄ３を検出すると、当該遅延差ｔｄ３を遅延時間保持回路６４に供給する。
【０１２７】
図１４（Ａ）に示す同じ話者音声ＡＳ１に対する音声入力信号は、マイクＭ１側の音声入力信号Ｓ１とマイクＭ２側の音声入力信号Ｓ２とで、図１４（Ｂ）、（Ｃ）に示すように異なる遅延差を持っている。図１４（Ｂ）、（Ｃ）に対応する残差信号Ｅ２、Ｅ１が前記、遅延タップＤＴに保存されているものとすると、上述したように遅延差をすらしながら積和演算を行う操作は、第１の実施形態の遅延差ｔｄ３を求める操作に相当する。
【０１２８】
本実施形態において、ピークタップ検出器６３が前記遅延差ｔｄ３を求めると、スイッチ６６はオン状態となり、相関計算器６５は遅延タップＤＴに保存してある前記残差信号Ｅ１、Ｅ２の積和演算を当該遅延差ｔｄ３で行い、以降は遅延差をこのｔｄ３に固定する。
【０１２９】
したがって新たな残差信号Ｅ１、Ｅ２が相関計算器６５に供給されると、図１４（Ｄ）〜（Ｇ）に示すように、この遅延差ｔｄ３を相互遅延として相関演算が行われることになる。
【０１３０】
すなわち、新たな残差信号Ｅ１、Ｅ２が供給されると相関計算器６５は、遅延時間保持回路６４が保持している遅延差ｔｄ３だけ、これらの残差信号Ｅ１、Ｅ２に遅延差（位相差）をもたせた上で相関演算を実行し、当該演算結果を送話出力Ｓｏｕｔ１として送話出力端子２２から出力する。
【０１３１】
（Ｄ−２）第４の実施形態の効果
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【０１３２】
加えて、本実施形態では、第１の実施形態よりも高い精度で遅延差（ｔｄ３）を求めることができるため、信号対雑音比を第１の実施形態よりも向上することが可能である。
【０１３３】
（Ｅ）第５の実施形態
（Ｅ−１）第５の実施形態の構成および動作
以下では、本実施形態が第４の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【０１３４】
本実施形態のエコーキャンセラ装置７０が、図１に示した第４の実施形態のエコーキャンセラ装置６０と相違するのは、遅延和計算回路７１の内部構成および内部動作だけである。したがって図１はそのまま、本実施形態のエコーキャンセラ装置７０の全体構成を示す図面でもある。
【０１３５】
当該遅延和計算回路７１の内部構成を図１５に示す。
【０１３６】
図１５において、当該遅延和計算回路７１は、遅延時間検出回路７２と、ピークタップ検出回路７３と、遅延時間保持回路７４と、相関計算器７５と、スイッチ７６とを備えている。
【０１３７】
遅延和計算回路７１では、入力されたトーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２がダブルトーク状態または送信シングルトーク状態を示す状態となると、遅延時間検出回路７２は、ｖｄ１、ｖｄ２がダブルトーク状態または送信シングルトーク状態に変化したタイミングの時間差（遅延差）ｔｄ３を求め、この遅延差ｔｄ３を、相関計算器７５とピークタップ検出器７３に出力する。
【０１３８】
遅延差ｔｄ３を受け取った相関計算器７５は、当該遅延差ｔｄ３で相関器７５内部の遅延回路ＤＣ１、ＤＣ２の遅延差ｔｄ３を初期設定する。
【０１３９】
この初期設定は、いっそう詳細な遅延差ｔｄｐ３を求めるための仮の設定である。
【０１４０】
次に相関計算器７５では、この遅延差ｔｄ３を初期値として遅延回路ＤＣ１とＤＣ２の遅延差（位相差）をずらしながら相関演算（積和演算）を行い、その演算結果をピークタップ検出器７３に出力する。このときスイッチ７６はオフ状態で、演算結果が送話出力端子２２から出力されないようにする。
【０１４１】
ピークタップ検出器７３は、この積和演算結果が最大となる遅延差ｔｄｐ３を検出すると、当該遅延差ｔｄｐ３を遅延時間保持回路７４に供給する。
【０１４２】
このあと、スイッチ７６はオン状態となり、相関計算器７５は遅延回路ＤＣ１、ＤＣ２に保存してある前記残差信号Ｅ１、Ｅ２の積和演算を当該遅延差ｔｄｐ３で行い、以降は遅延差をこのｔｄｐ３に固定する。
【０１４３】
したがって新たな残差信号Ｅ１、Ｅ２が相関計算器６５に供給されると、この遅延差ｔｄｐ３を相互遅延として相関演算が行われることになる。
【０１４４】
（Ｅ−２）第５の実施形態の効果
本実施形態によれば、第４の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【０１４５】
また、本実施形態では、トーク状態検出信号（ｖｄ１、ｖｄ２）がダブルトーク状態または送信シングルトーク状態に変化したタイミングの時間差を求め、この遅延差（時間差）を初期値として、相関計算器が残差信号の遅延差をずらしながら相関演算を行うため、最終的な遅延差（ｔｄｐ３）を求めるまでの演算数や演算時間を、第４の実施形態よりも低減、短縮することが可能である。
【０１４６】
（Ｆ）第６の実施形態
（Ｆ−１）第６の実施形態の構成および動作
本実施形態のエコーキャンセラ装置８０を図１６に示す。
【０１４７】
以下では、本実施形態が第１の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【０１４８】
本実施形態のエコーキャンセラ装置８０が、図１に示した第１の実施形態のエコーキャンセラ装置２０と相違するのは、３つ目のエコーキャンセラＥＣ３を装備している点である。
【０１４９】
図１６において、当該エコーキャンセラＥＣ３は、適応フィルタＡＤＦ３と、減算器８１とを備えている点でエコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２と同じであるが、独自のトーク状態検出器を備えていない点がこれらと相違する。
【０１５０】
適応フィルタＡＤＦ３には、エコーキャンセラＥＣ１内のトーク状態検出器ＤＴＤ１とエコーキャンセラＥＣ２内のトーク状態検出器ＤＴＤ２の出力端子が接続されている。
【０１５１】
当該適応フィルタＡＤＦ３は、トーク状態検出器ＤＴＤ１、ＤＴＤ２から供給されるトーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２がともに、受信シングルトーク状態を示している場合に、エコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２および遅延和計算回路８２で消去し切れなかった音響エコー成分を除去するための、タップ係数の更新を行う。
【０１５２】
適応フィルタＡＤＦ３が、エコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２および遅延和計算回路８２で消去し切れなかった音響エコー成分や背景雑音成分を除去することができるのは、遅延和計算回路８３の出力信号Ｃｏｒ１の品質が、残差信号Ｅ１やＥ２よりも高いためである。品質が高いとは、不要な音響エコー成分や背景雑音成分の割合が少なく、必要な話者音声成分の割合が高いことを意味する。
【０１５３】
一方、トーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２のいずれか一方でもダブルトーク状態を示している場合には、当該適応フィルタＡＤＦ３は、タップ係数を更新せず、適応制御を行わない。
【０１５４】
（Ｆ−２）第６の実施形態の効果
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【０１５５】
加えて、本実施形態では、３つ目のエコーキャンセラ（ＥＣ３）がエコーキャンセラ（ＥＣ１、ＥＣ２）および遅延和計算回路で消去し切れなかった音響エコー成分を除去するため、エコー消去量をいっそう向上させることが可能である。
【０１５６】
（Ｇ）第７の実施形態
（Ｇ−１）第７の実施形態の構成および動作
本実施形態のエコーキャンセラ装置９０を図１７に示す。
【０１５７】
本実施形態と第２の実施形態の関係は、第６の実施形態と第１の実施形態の関係に等しい。
【０１５８】
以下では、本実施形態が第２の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【０１５９】
本実施形態のエコーキャンセラ装置９０が、図１９に示した第２の実施形態のエコーキャンセラ装置３０と相違するのは、３つ目のエコーキャンセラＥＣ３を装備している点である。
【０１６０】
図１７において、当該エコーキャンセラＥＣ３は、適応フィルタＡＤＦ３と、減算器８１とを備えている点でエコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２と同じであるが、独自のトーク状態検出器を備えていない点がこれらと相違する。
【０１６１】
適応フィルタＡＤＦ３には、エコーキャンセラＥＣ１内のトーク状態検出器ＤＴＤ１とエコーキャンセラＥＣ２内のトーク状態検出器ＤＴＤ２の出力端子が接続されている。
【０１６２】
当該適応フィルタＡＤＦ３は、トーク状態検出器ＤＴＤ１、ＤＴＤ２から供給されるトーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２がともに、受信シングルトーク状態を示している場合に、エコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２および遅延和計算回路９１で消去し切れなかった音響エコー成分を除去するための、タップ係数の更新を行う。
【０１６３】
適応フィルタＡＤＦ３が、エコーキャンセラＥＣ１、ＥＣ２および遅延和計算回路９１で消去し切れなかった音響エコー成分や背景雑音成分を除去することができるのは、遅延和計算回路９１の出力信号Ｃｏｒ１の品質が、残差信号Ｅ１やＥ２よりも高いためである。
【０１６４】
一方、トーク状態検出信号ｖｄ１、ｖｄ２のいずれか一方でもダブルトーク状態を示している場合には、当該適応フィルタＡＤＦ３は、タップ係数を更新せず、適応制御を行わない。
【０１６５】
（Ｇ−２）第７の実施形態の効果
本実施形態によれば、第２の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【０１６６】
加えて、本実施形態では、３つ目のエコーキャンセラ（ＥＣ３）がエコーキャンセラ（ＥＣ１、ＥＣ２）および遅延和計算回路で消去し切れなかった音響エコー成分を除去するため、エコー消去量をいっそう向上させることが可能である。
【０１６７】
（Ｈ）第８の実施形態
（Ｈ−１）第８の実施形態の構成および動作
本実施形態のエコーキャンセラ装置１００を図１８に示す。
【０１６８】
本実施形態と第７の実施形態の関係は、第３の実施形態と第２の実施形態の関係に等しい。すなわち、本実施形態と第７の実施形態の相違点は、遅延量推定回路１０１、１０２に関連する部分に限られる。
【０１６９】
以下では、本実施形態が第７の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【０１７０】
図１８において、本実施形態の遅延量推定回路１０１，１０２は、図１０に示したような内部構成を備えており、前記遅延差ｔｐ１、ｔｐ２を出力する。
【０１７１】
当該遅延差ｔｐ１を生成するのに必要なタップ係数を受け取るために、遅延量推定回路１０１はエコーキャンセラＥＣ１内の適応フィルタＡＤＦ１に接続されており、ｔｐ２を生成するのに必要なタップ係数を受け取るために、遅延量推定回路１０２はエコーキャンセラＥＣ２内の適応フィルタＡＤＦ２に接続されている。
【０１７２】
（Ｈ−２）第８の実施形態の効果
本実施形態によれば、第７の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【０１７３】
また、本実施形態では、第７の実施形態と異なる構成上、動作上のバリエーションを提供することができる。
【０１７４】
（Ｉ）他の実施形態
なお、第４の実施形態は、図１に示す全体構成のうち、遅延和計算回路６１の内部構成を図１３に示すようにしたものであったが、この第４の実施形態のエコーキャンセラ装置６０の出力段に３つ目のエコーキャンセラＥＣ３を付加するような構成をとることもできる。
【０１７５】
また、第５の実施形態は、図１に示す全体構成のうち、遅延和計算回路７１の内部構成を図１５に示すようにしたものであったが、この第５の実施形態のエコーキャンセラ装置７０の出力段に３つ目のエコーキャンセラＥＣ３を付加するような構成をとることもできる。
【０１７６】
これらによっても、第４、第５の実施形態よりもエコー消去量が改善され、構成上、動作上のバリエーションを増加することができる。
【０１７７】
すなわち、本発明は、伝送されてきた受信信号を音声出力する音声出力手段と、捕捉した音声を電気信号に変換して当該電気信号を送信信号として送信する音声捕捉手段と、エコーキャンセラ手段とを備え、当該エコーキャンセラ手段が、前記受信信号に基づいて得られたタップ係数を、係数更新制御手段の制御に応じて適応的に更新しながら擬似エコー信号を形成する適応フィルタ手段と、当該擬似エコー信号を前記送信信号から減算することによりエコー除去信号を得る減算手段と、前記送信信号と受信信号をもとにトーク状態を判定し、判定結果として得られる当該トーク状態に応じて前記係数更新制御手段に前記タップ係数の更新を行わせるかどうかを決めるトーク状態判定手段とを有しているエコーキャンセラ装置について、広く適用することができる。
【０１７８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、合成送信信号として、従来よりも品質の高い信号を出力することができるので、エコーキャンセラ装置の精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態などに係るエコーキャンセラ装置の構成を示す概略図である。
【図２】従来のエコーキャンセラ装置の構成を示す概略図である。
【図３】第３の実施形態などに係るエコーキャンセラ装置の構成を示す概略図である。
【図４】第１の実施形態などのエコーキャンセラ装置に使用する遅延和計算回路の構成を示す概略図である。
【図５】第１の実施形態の動作を示す波形図である。
【図６】第１の実施形態の動作を示す波形図である。
【図７】第２の実施形態のエコーキャンセラ装置に使用する遅延量推定回路の構成を示す概略図である。
【図８】第２の実施形態のエコーキャンセラ装置に使用する遅延和計算回路の構成を示す概略図である。
【図９】第２の実施形態の動作を示す波形図である。
【図１０】第３の実施形態のエコーキャンセラ装置に使用する遅延量推定回路の構成を示す概略図である。
【図１１】第３の実施形態に係るエコーキャンセラ装置に使用する遅延和計算回路の構成を示す概略図である。
【図１２】第３の実施形態の動作を示す波形図である。
【図１３】第３の実施形態のエコーキャンセラ装置に使用する遅延和計算回路の構成を示す概略図である。
【図１４】第４の実施形態の動作を示す波形図である。
【図１５】第５の実施形態のエコーキャンセラ装置に使用する遅延和計算回路の構成を示す概略図である。
【図１６】第６の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の構成を示す概略図である。
【図１７】第７の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の構成を示す概略図である。
【図１８】第８の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の構成を示す概略図である。
【図１９】第２の実施形態に係るエコーキャンセラ装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１０、２０、３０、５０，６０，７０，８０，９０，１００…エコーキャンセラ装置、２４，３７，５５，６１，７１、８１，９１，１０３…遅延和計算回路、３５，３６，５１，５２，１０１，１０２…遅延量推定回路、Ｕ…話者、Ｅ１、Ｅ２…残差信号、ＥＣ１〜ＥＣ３…エコーキャンセラ、ＤＴＤ１、ＤＴＤ２…トーク状態検出器、Ｍ１、Ｍ２…マイク、ＳＰ１、ＳＰ２…スピーカ。
Claims (5)
- 伝送されてきた受信信号を音声出力する音声出力手段と、
捕捉した音声を電気信号に変換して当該電気信号を送信信号として送信する音声捕捉手段と、
エコーキャンセラ手段とを備え、
当該エコーキャンセラ手段が、
前記受信信号に基づいて得られたタップ係数を、係数更新制御手段の制御に応じて適応的に更新しながら擬似エコー信号を形成する適応フィルタ手段と、当該擬似エコー信号を前記送信信号から減算することによりエコー除去信号を得る減算手段と、前記送信信号と受信信号をもとにトーク状態を判定し、判定結果として得られる当該トーク状態に応じて前記係数更新制御手段に前記タップ係数の更新を行わせるかどうかを決めるトーク状態判定手段とを有しているエコーキャンセラ装置において、
前記音声捕捉手段と同一機能を持つ音声捕捉手段であって、前記音声捕捉手段とは空間的に異なる位置に配置された比較音声捕捉手段と、
前記エコーキャンセラ手段と同一機能を持つエコーキャンセラ手段であって、当該比較音声捕捉手段に接続された比較エコーキャンセラ手段と、
前記エコーキャンセラ手段で得られるエコー除去信号と当該比較エコーキャンセラ手段で得られるエコー除去信号とを、その遅延時間差に応じて合成することで合成送信信号を得る送信信号合成手段とを備えたことを特徴とするエコーキャンセラ装置。 - 請求項１のエコーキャンセラ装置において、
前記トーク状態判定手段は、
前記送信信号と受信信号の内、受信信号だけが有効な受信シングルトーク状態と、送信信号だけが有効な送信シングルトーク状態と、送信信号と受信信号の双方が有効なダブルトーク状態とを識別するトーク状態識別部を備え、
前記送信信号合成手段は、
前記エコーキャンセラ手段内のトーク状態識別部がダブルトーク状態又は送信シングルトーク状態を識別したタイミングと、前記比較エコーキャンセラ手段内のトーク状態識別部が、ダブルトーク状態又は送信シングルトーク状態を識別したタイミングの時間差に応じて、前記遅延時間差を求める状態変化時間差検出手段を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。 - 請求項２のエコーキャンセラ装置において、
出力部に出力エコーキャンセラ手段を備え、
当該出力エコーキャンセラ手段は、
前記受信信号に基づいて得られたタップ係数を、係数更新制御手段の制御に応じて適応的に更新しながら高品位擬似エコー信号を形成する適応フィルタ手段と、
当該高品位擬似エコー信号を前記合成送信信号から減算することにより高品位エコー除去信号を得る減算手段とを備え、
前記エコーキャンセラ手段および比較エコーキャンセラ手段内のトーク状態識別部によるトーク状態の識別に応じて、前記係数更新制御手段の制御を行うことを特徴とするエコーキャンセラ装置。 - 請求項１のエコーキャンセラ装置において、
前記音声捕捉手段の近端に配置され、基準電気信号に応じた基準音声を音声出力する基準音声出力手段と、
前記比較音声捕捉手段の近端に配置され、前記基準電気信号に応じた比較基準音声を音声出力する比較基準音声出力手段とを備え、
前記送信信号合成手段は、
設定された音響環境で前記基準音声が反射したあとに前記音声捕捉手段から出力された送信信号を、前記エコーキャンセラ手段が処理することによって得られるエコー除去信号と、前記基準電気信号との遅延差をもとに、前記音響環境、音声捕捉手段、基準音声出力手段の間の基準伝達特性を求める第１の伝達特性推定手段と、
当該音響環境で前記比較基準音声が反射したあとに前記比較音声捕捉手段から出力された比較送信信号を、前記比較エコーキャンセラ手段が処理することによって得られるエコー除去信号と、前記基準電気信号との遅延差をもとに、前記音響環境、比較音声捕捉手段、比較基準音声出力手段の間の伝達特性として比較伝達特性を求める第２の伝達特性推定手段とから構成される伝達特性推定手段セット、又は、
当該音響環境で前記基準音声が反射したあとに前記音声捕捉手段から出力された送信信号を、前記エコーキャンセラ手段が処理することによって得られるエコー除去信号と、前記基準電気信号とを受け取り、これらエコー除去信号と基準電気信号の関係に基づいて、前記エコーキャンセラ手段内の適応フィルタ手段のタップ係数が収束したかどうかを判定する収束判定手段と、この収束判定手段によって当該タップ係数が収束したもの判定されると、当該タップ係数を適応フィルタ手段から受け取り、当該タップ係数に基づいて前記基準伝達特性を求めるタップ演算手段とを備えた第１のタップ伝達特性推定手段と、
当該音響環境で前記比較基準音声が反射したあとに前記比較音声捕捉手段から出力された比較送信信号を、前記比較エコーキャンセラ手段が処理することによって得られるエコー除去信号と、前記基準電気信号とを受け取り、これらエコー除去信号と基準電気信号の関係に基づいて、前記比較エコーキャンセラ手段内の適応フィルタ手段のタップ係数が収束したかどうかを判定する比較収束判定手段と、この比較収束判定手段によって当該タップ係数が収束したもの判定されると、当該タップ係数を適応フィルタ手段から受け取り、当該タップ係数に基づいて前記比較伝達特性を求める比較タップ演算手段とを備えた第２のタップ伝達特性推定手段とから構成されるタップ伝達特性推定手段セットを備えると共に、
前記伝達特性推定手段セット又はタップ伝達特性推定手段セットに接続され、前記基準伝達特性と比較伝達特性との差分に基づいて、前記遅延時間差を求める伝達特性合成演算手段を備え、
この伝達特性合成演算手段が、当該遅延時間差に応じて前記合成送信信号を合成することを特徴とするエコーキャンセラ装置。 - 請求項４のエコーキャンセラ装置において、
出力部に出力エコーキャンセラ手段を備え、
当該出力エコーキャンセラ手段は、
前記受信信号に基づいて得られたタップ係数を、係数更新制御手段の制御に応じて適応的に更新しながら高品位擬似エコー信号を形成する適応フィルタ手段と、
当該高品位擬似エコー信号を前記合成送信信号から減算することにより高品位エコー除去信号を得る減算手段とを備え、
前記エコーキャンセラ手段および比較エコーキャンセラ手段内のトーク状態識別部によるトーク状態の識別に応じて、前記係数更新制御手段の制御を行うことを特徴とするエコーキャンセラ装置。
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