JP3566158B2 - 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】
この発明は近端話者と遠端話者が伝送路を経由して通話を行うシステムにおいて、近端話者側で発生するエコーを抑圧するエコーキャンセラ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は例えば特開平１０−２４２８９１号公報に示された、従来のエコーキャンセラ装置の構成を示すブロック図である。図において、１は受信信号、２は送信信号、３は第一適応フィルタ手段、４は第一減算手段、５は第二適応フィルタ手段、６は第二減算手段、７は適応フィルタ制御手段、８はフィルタ選択手段、９はタップ係数メモリ手段、１０は擬似エコー生成手段、１１は第三減算手段、１２，１３は遅延手段、１４はエコーキャンセラ出力信号である。
【０００３】
次に動作について説明する。
このように構成された従来のエコーキャンセラ装置は、第一タップ係数、第二タップ係数、および第三タップ係数を持っている。第一タップ係数は第一適応フィルタ手段３で第一収束係数を用いて毎サンプルごとに更新される。そして同時に、第一適応フィルタ手段３は、この第一タップ係数と受信信号１を用いて第一擬似エコー信号を生成し、それを第一減算手段４に出力する。第一減算手段４は送信信号２からこの第一擬似エコー信号を減算して第一誤差信号を生成し、適応フィルタ制御手段７に出力する。なお、第一適応フィルタ手段３のタップ係数の更新には、以下の式（１）が用いられる。
【０００４】
【０００５】
ここで、上記式（１）において、ｋはタップの番号（ｋ＝０，１，…，Ｎ）、ｊはｊ時点であり、Ｈｋ，ｊはｋタップのｊ時点でのタップ係数、Ｈｋ，ｊ＋１はｋタップのｊ＋１時点でのタップ係数、つまり次のサンプル時点のタップ係数を示す。また、Ｅ１ｊはｊ時点での誤差信号であり、Ｘｊ−ｋはｊ−ｋ時点での受信信号１である。μは収束係数と呼ばれる収束速度を決定するためのパラメータであり、この収束係数μを大きくすると収束速度が速くなり、小さくすると収束速度が遅くなる。なお、式（１）中のαは次の式（２）で与えられる。
【０００６】
【数１】
【０００７】
第二タップ係数は、第二適応フィルタ手段５において、第一収束係数より小さい第二収束係数で上記式（１）を用いて、第一適応フィルタ手段３の場合と同様に毎サンプルごとに更新される。そして同時に、第二適応フィルタ手段５は、この第二タップ係数と受信信号１とを用いて第二擬似エコー信号を生成し、それを第二減算手段６に出力する。第二減算手段６はこの第二擬似エコー信号を送信信号２から減算して第二誤差信号を生成し、それを適応フィルタ制御手段７に出力する。
【０００８】
また、第三タップ係数は、上記第一タップ係数と第二タップ係数、およびタップ係数メモリ手段９からの第三タップ係数のいずれかから、フィルタ選択手段８によって選択されたタップ係数を持つ。この第三タップ係数はタップ係数メモリ手段９に送られて保持される。
【０００９】
なお、適応フィルタ制御手段７は、第一誤差信号と第二誤差信号、および受信信号１と送信信号２を入力し、タップ係数更新周期であるＭサンプルごとに、Ｍサンプル間の各信号の平均パワーを算出し、以下に示す式（３）から式（６）とその条件判断によって、第一タップ係数、第二タップ係数、および第三タップ係数のいずれを選択するかの情報をフィルタ選択手段８へ出力する。
【００１０】
Ｘ＜ｐ１ ．．．．．． （３）
Ｓ＞ｐ２×Ｘ （ただし、ｐ２≦０．５） ．．．．．． （４）
ｐ３×｜Ｅ１｜ ＜ ｜Ｅ２｜ ．．．．．． （５）
ｐ４×｜Ｅ２｜ ＜ ｜Ｓ｜ ．．．．．． （６）
【００１１】
なお、上記式（３）から式（６）においては、送信信号２のレベルをＳ、受信信号１のレベルをＸ、第一誤差信号のレベルをＥ１、第二誤差信号のレベルをＥ２としている。また各式中のｐ１からｐ４は所定の定数であり、これらは使用環境に応じて決定される。
【００１２】
ここで、上記式（３）から式（６）を用いたタップ係数の選択条件は以下の通りである。
条件［１］：式（３）が成立した場合、または式（３）が不成立で式（４）が成立した場合、第三タップ係数を選択する。
条件［２］：式（３），式（４）がともに不成立で、かつ式（５）が成立した場合、第一タップ係数を選択する。
条件［３］：式（３），式（４），式（５）が全て不成立で、かつ式（６）が成立した場合、第二タップ係数を選択する。
条件［４］：式（３）から式（６）の全てが不成立の場合、第三タップ係数を選択する。
【００１３】
次に、擬似エコー生成手段１０では、上記フィルタ選択手段８で選択されてタップ係数メモリ手段９に保持されたタップ係数と、遅延手段１３で遅延させた受信信号１とを用いて第三擬似エコー信号を生成し、それを第三減算手段１１に出力する。第三減算手段１１では、遅延手段１２で遅延させた送信信号２からこの第三擬似エコー信号を減算し、それをエコーキャンセラ出力信号１４として出力する。
【００１４】
なお、このようなエコーキャンセラ装置に関する記載がある文献としては、この他にも、例えば特開平９−１４８９６５号公報、特開平９−１８１６５３号公報などがある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエコーキャンセラ装置は以上のように構成されているので、以下に述べるような課題があった。
【００１６】
式（４）に含まれる定数ｐ２の値は、使用するエコーパスの環境に応じて予め決定しておく必要があり、従来のエコーキャンセラ装置の適応フィルタ制御手段７はこの所定の定数に応じたエコーパス環境のみにしか対応できない。
【００１７】
第一適応フィルタ手段３および第二適応フィルタ手段５はタップ係数を毎サンプルごとに必ず更新しているため、受信信号１、送信信号２ともに入力がない時や、送信信号２のみ入力されている時、あるいはダブルトーク時には、第一適応フィルタ手段３および第二適応フィルタ手段５の双方のタップ係数が劣化してしまい、ダブルトーク時においては、その劣化の程度によっては第一誤差信号のレベルが第二誤差信号のレベルを下回る可能性があり、そのような場合には上記条件［２］が成立し、誤って劣化した第一タップ係数が選択されて、劣化したタップ係数を保持するタップ係数メモリ手段９と擬似エコー生成手段１０から出力される擬似エコー信号は、エコーを消去するための信号とは異なるものとなり、エコーを消去するだけでなくエコーを増幅させてしまう可能性がある。
【００１８】
タップ係数更新周期であるＭの値を小さくすると、その区間中におけるタップ係数の更新の回数が少ないため、第一タップ係数と第二タップ係数の推定の精度にほとんど差が現れず、送信信号２と第一誤差信号と第二誤差信号のレベルに差が現れないため、上記条件［２］あるいは条件［３］を満たせなくなって、常時条件［４］が選択されて、タップ係数の推定が進まない可能性があり、それを回避するために、上記Ｍとしてある程度の大きな値をとると、エコーキャンセラ出力信号１４の遅延時間が長くなって、その遅延により遠端側の話者が通話時に違和感を感じる可能性が生じ、また遅延時間が長くなるとその遅延信号を保持するためのメモリ量も大きくなって、遅延手段１２，１３の回路規模が大きくなる。
【００１９】
第一適応フィルタ手段３および第二適応フィルタ手段５とタップ係数メモリ手段９の３箇所で、タップ係数を保持しておく必要があるため、長いタップ係数を必要とするエコーキャンセラ装置においては、タップ係数を保持するためのメモリ量が大きくなって回路規模が大きくなる。
【００２０】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、使用環境に依存しないエコーキャンセラ装置を提供しながらも、エコー消去性能の劣化をなくし、エコーキャンセラ出力信号に遅延時間を持たせることがなく、かつ回路規模を大きくすることのないエコーキャンセラ装置を得ることを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るエコーキャンセラ装置は、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数の更新の有無を第一適応フィルタ更新制御手段によって制御して第一擬似エコー信号を、また第二適応フィルタ手段の第二タップ係数の更新の有無を第二適応フィルタ更新制御手段によって制御して第二擬似エコー信号を生成し、その第一適応フィルタ手段からの第一擬似エコー信号を減算入力とする第一減算手段から出力される第一誤差信号をエコーキャンセラ出力信号とし、第二適応フィルタ手段からの第二擬似エコー信号を減算入力とする第二減算手段から出力される第二誤差信号、上記第一減算手段からの第一誤差信号、受信信号、送信信号、および上記第二適応フィルタ手段で推定した第二タップ係数を適応フィルタ選択手段に入力し、この適応フィルタ選択手段にて、送信信号、第一誤差信号、第二誤差信号、および受信信号のレベル関係に応じて、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数を入力された第二タップ係数に置き換えるようにしたものである。
【００２２】
この発明に係るエコーキャンセラ装置は、受信信号と第一誤差信号を入力とする第一適応フィルタ手段で、所定のタップ係数更新アルゴリズムによる第一タップ係数の更新を行い、その第一タップ係数を用いて第一擬似エコー信号を生成するとともに、受信信号と第二誤差信号を入力とする第二適応フィルタ手段で、第一適応フィルタ手段で用いたものとは異なるタップ係数更新アルゴリズムによる第二タップ係数の更新を行い、その第二タップ係数を用いて第二擬似エコー信号を生成するようにしたものである。
【００２３】
この発明に係るエコーキャンセラ装置は、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数の更新と、第二適応フィルタ手段の第二タップ係数の更新とで、互いに異なったタップ係数更新アルゴリズムとフィルタ更新制御手段を用いるようにしたものである。
【００２４】
この発明に係るエコーキャンセラ装置は、適応フィルタ選択手段に第一タップ係数も入力し、その適応フィルタ選択手段に、送信信号と第一誤差信号と第二誤差信号と受信信号のレベル関係に応じて、入力された第二タップ係数による第一適応フィルタ手段の第一タップ係数の置き換え、もしくは入力された第一タップ係数による第二適応フィルタ手段の第二タップ係数の置き換えを行う機能を持たせたものである。
【００２５】
この発明に係るエコーキャンセラ装置は、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数を入力された第二タップ係数によって、もしくは第二適応フィルタ手段の第二タップ係数を入力された第一タップ係数によって置き換える際に、線形的な補間方法を用いてその置き換えを行う機能を、適応フィルタ選択手段に持たせたものである。
【００２６】
この発明に係るエコーキャンセラ装置は、誤差信号緩衝制御手段が判定結果に基づいて第一乗算係数と第二乗算係数を生成し、その第一乗算係数を第一乗算手段にて第一減算手段からの第一誤差信号に、第二乗算係数を第二乗算手段にて第二減算手段からの第二誤差信号にそれぞれ乗算し、第一乗算誤差信号と第二乗算誤差信号とを生成して加算手段に入力し、それら両信号の和をエコーキャンセラ出力信号として出力するようにしたものである。
【００２７】
この発明に係るエコーキャンセラ装置は、第一適応フィルタ手段と第二適応フィルタ手段との間で、第一タップ係数更新用の収束係数の値と、第二タップ係数の更新用の収束係数の値に違いを持たせるようにしたものである。
【００２８】
この発明に係るエコーキャンセラ装置は、第一適応フィルタ手段と第二適応フィルタ手段との間で、それらが持つ第一タップ係数の長さと第二タップ係数の長さを、互いに異なる値に設定するようにしたものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるエコーキャンセラ装置の構成を示すブロック図である。図において、１０１は遠端話者側の音声が伝送路（図示省略）を経由して近端話者側に送られてくる受信信号である。１０２は遠端話者側に近端話者側から送られる音声に、受信信号１０１の出力端子から近端話者側のエコーパスを通って発生したエコー信号が重畳された送信信号である。
【００３０】
また、１０３はこの受信信号１０１と後述する第一減算手段からの第一誤差信号を入力とし、後述する第一適応フィルタ更新制御手段の判定結果によって第一タップ係数の更新の有無が制御され、かつその第一タップ係数を用いて第一擬似エコー信号を生成する第一適応フィルタ手段である。１０４は送信信号１０２を加算入力に、第一適応フィルタ手段１０３からの第一擬似エコー信号を減算入力にそれぞれ入力することで、送信信号１０２からエコー成分を消去した第一誤差信号を生成し、それをエコーキャンセラ出力信号として出力する上記第一減算手段である。１０５は受信信号１０１と後述する第二減算手段からの第二誤差信号を入力とし、後述する第二適応フィルタ更新制御手段の判定結果によって第二タップ係数の更新の有無が制御され、かつその第二タップ係数を用いて第二擬似エコー信号を生成する第二適応フィルタ手段である。１０６は送信信号１０２を加算入力、第二適応フィルタ手段１０５からの第二擬似エコー信号を減算入力にそれぞれ入力することで、送信信号１０２からエコー成分を消去した第二誤差信号を生成する上記第二減算手段である。
【００３１】
１０７は第一減算手段１０４の出力する第一誤差信号と、受信信号１０１および送信信号１０２とを入力とし、第一タップ係数の更新を行うか否かの判定を行う上記第一適応フィルタ更新制御手段である。１０８は受信信号１０１を入力とし、第一適応フィルタ更新制御手段１０７とは異なる制御方法を用いて、第二タップ係数の更新を行うか否かの判定を行う上記第二適応フィルタ更新制御手段である。１０９は受信信号１０１と送信信号１０２、第一減算手段１０４より出力された第一誤差信号と第二減算手段１０６より出力された第二誤差信号、および第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を入力として、送信信号１０２、第一誤差信号、第二誤差信号、および受信信号１０１のレベル関係によって、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を、その入力された第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数に置き換える適応フィルタ選択手段である。１１０は第一減算手段１０４より出力された第一誤差信号によるエコーキャンセラ出力信号である。
【００３２】
次に動作について説明する。
第一適応フィルタ手段１０３は第一タップ係数を持ち、受信信号１０１と第一減算手段１０４の出力結果である第一誤差信号とを入力として、自身が持っている第一タップ係数の更新を行う。ここで、この実施の形態１では、このタップ係数の更新方法については、適応フィルタを用いた適応アルゴリズムとして、例えばＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムを使用するものとする。第一適応フィルタ手段１０３においてはこのＬＭＳアルゴリズムによって、第一タップ係数を近端話者側のエコーパスのインパルス応答に近似させる処理を行う。この第一適応フィルタ手段１０３における第一タップ係数の更新は、第一適応フィルタ更新制御手段１０７の出力する第一タップ係数の更新を行うか否かの判定結果によって制御される。また第一適応フィルタ手段１０３では、第一タップ係数と受信信号１０１との畳み込み演算によって第一擬似エコー信号を生成する。
【００３３】
なお、上記説明においては、ＬＭＳアルゴリズムを用いてタップ係数の更新を行う場合について記述したが、カルマンアルゴリズムなどの他の適応アルゴリズムを用いてもよく、上記ＬＭＳアルゴリズムを用いた場合と同様の効果が期待できる。
【００３４】
また、第一減算手段１０４は送信信号１０２を加算入力とし、上記第一適応フィルタ手段１０３からの第一擬似エコー信号を減算入力として両者の差分を演算し、第一誤差信号を求めて出力する。なお、この第一誤差信号は第一適応フィルタ手段１０３自身と、第一適応フィルタ更新制御手段１０７および適応フィルタ選択手段１０９に入力されるとともに、エコーキャンセラ出力信号１１０として伝送路（図示省略）に出力される。
【００３５】
第二適応フィルタ手段１０５も同様に、第二タップ係数を持ち、受信信号１０１と第二減算手段１０６の出力結果である第二誤差信号を入力として、自身の第二タップ係数の更新を行う。このタップ係数の更新方法については、上記第一適応フィルタ手段１０３の場合と同様に、例えばＬＭＳアルゴリズムを用いて行われる。この第二適応フィルタ手段１０５よる第二タップ係数の更新は、第二適応フィルタ更新制御手段１０８の出力する第二タップ係数の更新要否の判定結果に基づく制御信号によって制御される。なお、この第二適応フィルタ手段１０５においては、第二タップ係数と受信信号１０１との畳み込み演算によって第二擬似エコー信号を生成する。
【００３６】
第二減算手段１０６においても同様に、送信信号１０２を加算入力とし、第二適応フィルタ手段１０５からの第二擬似エコー信号を減算入力として、両者の差分である第二誤差信号を求めて出力する。なお、この第二誤差信号は第二適応フィルタ手段１０５自身、および適応フィルタ選択手段１０９に入力される。
【００３７】
第一適応フィルタ更新制御手段１０７では、受信信号１０１および送信信号１０２と、第一減算手段１０４で求めた第一誤差信号とを入力として、第一タップ係数の更新を行うか否かの判定を行い、第一タップ係数の更新の要否を示す制御信号を生成して第一適応フィルタ手段１０３に出力する。なお、第二適応フィルタ更新制御手段１０８では、受信信号１０１のみを入力とし、第一適応フィルタ更新制御手段１０７とは異なる制御方法によって第二タップ係数の更新を行うか否かの判定を行い、第二タップ係数の更新の要否を示す制御信号を生成して第二適応フィルタ手段１０５に出力する。
【００３８】
適応フィルタ選択手段１０９は、受信信号１０１および送信信号１０２と、第一減算手段１０４からの第一誤差信号、第二減算手段１０６からの第二誤差信号、および第二適応フィルタ手段１０５の持つ第二タップ係数を入力とし、第二タップ係数の推定精度が第一タップ係数のそれに比べてより高いと判断されると、その入力された第二タップ係数を第一適応フィルタ手段１０３に出力する。第一適応フィルタ手段１０３はこの適応フィルタ選択手段１０９から受け取った第二タップ係数を第一タップ係数へ代入する。
【００３９】
以下、第一適応フィルタ更新制御手段１０７および第二適応フィルタ更新制御手段１０８と、適応フィルタ選択手段１０９について詳細に説明する。
ここで、送信信号１０２には、受信信号１０１の出力端子から近端話者側のエコーパスを通って発生したエコー信号となって入力されるエコー成分と、近端話者側の音声として入力される近端信号成分の２つの成分が存在する。第一適応フィルタ更新制御手段１０７および第二適応フィルタ更新制御手段１０８は、送信信号１０２にこのエコー成分のみが存在しているか否かを検知するものである。第一適応フィルタ更新制御手段１０７および第二適応フィルタ更新制御手段１０８はその検知結果に基づいて、送信信号１０２においてエコー成分のみが存在する場合には、第一適応フィルタ手段１０３および第二適応フィルタ手段１０５による第一タップ係数と第二タップ係数の更新を行う。
【００４０】
一方、それ以外の、送信信号１０２に近端信号成分のみが存在する場合や、エコー成分と近端信号成分の双方がともに存在する場合（ダブルトーク時）には、第一適応フィルタ手段１０３および第二適応フィルタ手段１０５での第一タップ係数および第二タップ係数の推定が正しく行われなくなる。そのため、第一タップ係数および第二タップ係数の劣化を招き、エコーを消去するだけでなく、エコーをかえって増幅させてしまう危険性がある。従って、そのような場合には、第一適応フィルタ手段１０３および第二適応フィルタ手段１０５における第一タップ係数および第二タップ係数の更新を停止させる。
【００４１】
なお、この第一タップ係数および第二タップ係数の更新の停止は、次のように制御される。すなわち、第一適応フィルタ更新制御手段１０７では、以下に示す式（７）と式（８）の組み合わせを用いて、次の条件［５］あるいは条件［６］で示された選択条件が成立した場合に、第一適応フィルタ手段１０３における第一タップ係数の、第二タップ係数による更新を停止する。
【００４２】
Ｘ＜ｐ１ ．．．．．． （７）
Ｅｎ１×ｐ５＞Ｓ ．．．．．． （８）
条件［５］：式（７）が成立した場合。
条件［６］：式（７）が不成立でかつ式（８）が成立した場合。
【００４３】
また第二適応フィルタ更新制御手段１０８では、上記式（７）のみを用い、条件［５］で示された選択条件が成立した場合に、第二適応フィルタ手段１０５における第二タップ係数の、第一タップ係数による更新を停止する。
【００４４】
ここで、上記式（７）および式（８）において、Ｓは送信信号１０２のＫサンプル間の平均パワーレベル、Ｘは受信信号１０１のＫサンプル間の平均パワーレベル、Ｅｎ１は第一誤差信号のＫサンプル間の平均パワーレベルであり、ｐ１とｐ５は所定の定数である。
【００４５】
なお、この第一適応フィルタ更新制御手段１０７で用いる式（８）の定数ｐ５の値は、「従来の技術」の欄で説明した式（６）の定数ｐ４の値よりも大きいものに設定しておく。ここで、第一タップ係数の推定が十分でない初期推定時や、エコーパスが変動して推定すべき第一タップ係数が変化した場合などでは、送信信号１０２がエコー成分だけであっても誤ってダブルトークであると判断し、第一適応フィルタ手段１０３による第一タップ係数の更新を停止させてしまう可能性がある。しかしながら、式（８）の定数ｐ５を式（６）の定数ｐ４よりも大きくしておくことにより、送信信号１０２のレベルが第一誤差信号レベルを大きく上回るときのみ、ダブルトーク時でも第一適応フィルタ手段１０３による第一タップ係数の更新が行われるため、ダブルトーク時にタップ係数を大きく劣化させる要因がなくなり、第一タップ係数を発散させることはない。
【００４６】
よって、安定した第一タップ係数と受信信号１０１の畳み込みから、第一適応フィルタ手段１０３によって生成される第一擬似エコー信号を、第一減算手段１０４にて送信信号１０２から減算して生成した第一誤差信号は常に安定しており、エコーを増幅させることもなく、安定したエコーキャンセラ出力信号１１０を得ることができる。
【００４７】
しかしながら、第一適応フィルタ手段１０３だけでは、エコー増幅を伴わない安定したエコーキャンセラ出力信号１１０を得られたとしても、第一適応フィルタ手段１０３において、第一タップ係数の更新停止が頻繁に発生してタップ係数が収束せず、送信信号１０２に含まれるエコー成分をいつまでも消し去ることができない可能性がある。この問題を解決するのが、第二適応フィルタ手段１０５と第二適応フィルタ更新制御手段１０８、および適応フィルタ選択手段１０９である。
【００４８】
この第二適応フィルタ更新制御手段１０８では上記式（７）のみの判定によって、第二適応フィルタ手段１０５による第二タップ係数の更新を行うか否かの判定を行っている。このため、受信信号１０１が有音状態では、常に第二適応フィルタ手段１０５での第二タップ係数の更新を行うことになる。この場合、ダブルトーク時などにおいては第二タップ係数が劣化する可能性があるが、送信信号１０２においてエコー成分のみが存在する時には、常に第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を更新することが可能であるため、第一適応フィルタ手段１０３で推定される第一タップ係数と比べて、第二タップ係数は素早く収束させることが可能となる。
【００４９】
なお、この実施の形態１では、第一適応フィルタ更新制御手段１０７および第二適応フィルタ更新制御手段１０８による適応フィルタ更新制御方法として、式（７）および式（８）を用いるものを示したが、第一適応フィルタ更新制御手段１０７については、ダブルトーク時などを正しく検知し、第一タップ係数の更新を行うか否かの判定精度が高い別の適応フィルタ更新制御方法を使用することも可能であり、また、第二適応フィルタ更新制御手段１０８については、第二タップ係数を素早く収束させることのできる別の適応フィルタ更新制御方法を使用することも可能である。
【００５０】
次に、適応フィルタ選択手段１０９では、安定度の高い第一タップ係数を選択するか、収束が早い第二タップ係数を選択するかの決定を行う。適応フィルタ選択手段１０９では、以下に示す式（９）〜式（１２）の４つの式を用いて、第一タップ係数あるいは第二タップ係数のいずれを選択するかの判定を行う。判定の結果、第二タップ係数が選択された場合には、第一適応フィルタ手段１０３は適応フィルタ選択手段１０９から第二タップ係数を入力し、それを自身の第一タップ係数に代入する。
【００５１】
Ｘｎ（ｉ）＞ｐ１ ．．．．． （９）
Ｅｎ２（ｉ）×ｐ５＜Ｓｎ（ｉ） ．．．． （１０）
Ｅｎ１（ｉ）×ｐ６＜Ｓｎ（ｉ） ．．．． （１１）
Ｅｎ１（ｉ）＞Ｅｎ２（ｉ）×ｐ７ ．．．． （１２）
【００５２】
なお、上記式（９）〜式（１２）において、Ｓｎ（ｉ）は時刻ｉにおける送信信号１０２のＫサンプル間の平均パワーレベル、Ｘｎ（ｉ）は時刻ｉにおける受信信号１０１のＫサンプル間の平均パワーレベルであり、Ｅｎ１（ｉ）は時刻ｉにおける第一誤差信号のＫサンプル間の平均パワーレベル、Ｅｎ２（ｉ）は時刻ｉにおける第二誤差信号のＫサンプル間の平均パワーレベルである。ｐ１，ｐ５，ｐ６およびｐ７は所定の定数であり、定数ｐ５，ｐ６，ｐ７の値は１以上となっている。
【００５３】
また、この適応フィルタ選択手段１０９では、内部に初期推定前モードと初期推定後モードの２つのモードを持っており、エコーキャンセラ動作を開始する場合には上記初期推定前モードから開始する。初期推定前においては、第一適応フィルタ更新制御手段１０７で上記式（８）における定数ｐ５の値を大きく設定しているため、送信信号１０２がエコー成分だけであってもダブルトーク時と判定されて、第一適応フィルタ手段１０３による第一タップ係数の更新はほとんど行われない。そのため、できるだけ早く収束した第二タップ係数を第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数に代入させるために、式（９）と式（１０）がともに成立した場合に、適応フィルタ選択手段１０９は第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数に代入することを決定する。この式（１０）によって、送信信号１０２のレベルＳｎ（ｉ）が第二誤差信号レベルＥｎ２（ｉ）を大きく上回ったこと検知し、第二タップ係数が十分推定できていると判定することができる。
【００５４】
これにより、第一タップ係数は劣化したタップ係数が選択されることはなくなる。このように、図１０に示した従来のエコーキャンセラ装置とは異なり、第一タップ係数として劣化した第二タップ係数を選択して擬似エコー信号を生成することはないため、エコーを増幅させる危険性は回避される。そして、その第二タップ係数の第一タップ係数への代入完了後に、初期推定前モードから初期推定後モードへモードを遷移させる。
【００５５】
初期推定後では、エコーパスの変動がなければ、第一適応フィルタ更新制御手段１０７において、送信信号１０２がダブルトークかエコー成分のみかを正しく判断することができ、第一適応フィルタ手段１０３での第一タップ係数の更新が停止することもなく、適切なタップ係数の更新が行われる。
【００５６】
しかし、自動車電話用のハンズフリー通話などに適応したエコーキャンセラ装置では、初期推定後においても、受信信号１０１の出力端子であるスピーカと、送信信号１０２の入力端子であるマイクの間のエコーパスは、自動車に乗車している人の動きによって、あるいは車内の窓の開閉状況等に応じて刻々と変化している。従って、送信信号１０２から常にエコー成分を消し去るには、そのエコーパスの変動に追従して第一タップ係数および第二タップ係数を推定してゆかなければならない。
【００５７】
上記のようなエコーパスの変動によって、現時刻で推定を完了している第一タップ係数および第二タップ係数と、エコーパス変動後の推定しなければならない第一タップ係数および第二タップ係数との間に隔たりが生まれる。そのため、第一適応フィルタ手段１０３からの第一擬似エコー信号と、送信信号１０２のエコー成分となるエコー信号との間に差が生じ、送信信号１０２からエコー成分を消去する性能が劣化してしまう。そのため、上記式（８）の条件が成立する状況になり、第一適応フィルタ更新制御手段１０７でタップ係数更新停止区間であると判断する可能性が生じる。その際に素早く適切な第二タップ係数を第一タップ係数に代入して追従性を高めるために、式（９）、式（１１）および式（１２）が全て成立した場合に、適応フィルタ選択手段１０９は第二タップ係数を第一タップ係数に代入することを決定する。
【００５８】
すなわち、まず式（９）と式（１１）が成立することにより、第一誤差信号レベルＥｎ１（ｉ）が送信信号１０２のレベルＳｎ（ｉ）を一定比率だけ下回るため、現在の送信信号１０２がエコー成分のみの状態であると検知できる。そして式（１２）が成立することにより、第一誤差信号レベルＥｎ１（ｉ）が第二誤差信号レベルＥｎ２（ｉ）を一定比率だけ上回るレベルであることから、第一タップ係数は推定の進んでいないエコーパス変動前のタップ係数を持ち、第二タップ係数はエコーパス変動後に推定が進んだタップ係数であると判断できる。よって、これら全てが成立した場合には、エコーパス変動が発生したと検知でき、第一タップ係数はエコーパス変動においても常に安定した係数を保てる。このようにして、エコーパスが変動した場合でも常に送信信号１０２からエコー成分を消去することが可能となり、かつ第一適応フィルタ手段１０３による第一タップ係数の更新を停止させることはない。
【００５９】
ただし、ダブルトーク時においては、第一適応フィルタ更新制御手段１０７の式（８）によって、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数は更新されないため、第一タップ係数は劣化することはなく、そして式（９）、式（１１）および式（１２）が全て成立することはないので、適応フィルタ選択手段１０９が第二タップ係数を第一タップ係数に代入する決定を行わない。そのため、図１０に示した従来のエコーキャンセラ装置のように、第一減算手段１０４からの第一誤差信号のレベルが、第二減算手段１０６からの第二誤差信号のレベルを下回ることだけを条件とする場合とは異なり、ダブルトーク時に劣化したタップ係数を誤って選択し、そのタップ係数によって擬似エコー信号を生成するようなことはないため、エコーを増幅することはなくなる。
【００６０】
さらに、無限大損失といわれる、エコーパスの一部が切断されてエコーパスの内容が瞬時に開放状態になる極めて大きいエコーパスの変動に追従してゆくために、単なるエコーパス変動時の検知とは別に、上記式（９）と式（１０）が成立し、式（１１）が不成立となる状態がＰ回連続して満たされた場合、無限大損失があったと判断して、適応フィルタ選択手段１０９は第二タップ係数の第一タップ係数への代入を決定する。まず式（９）と式（１０）が成立することにより、第二タップ係数が十分推定できていると検知できる。しかし、式（１１）は不成立であるため、第一誤差信号のレベルＥｎ１（ｉ）が送信信号１０２のレベルＳｎ（ｉ）を一定比率だけ下回っておらず、現在の送信信号１０２がエコー成分のみの状態であるとは検知できない。そのため、式（９）と式（１０）が成立してもすぐには第二タップ係数が十分推定できているとは判断しないが、式（９）と式（１０）が成立し、式（１１）が不成立の状態がＰ回連続して満たされた場合には、式（９）と式（１０）で検知した第二タップ係数が十分推定できていると判定して、無限大損失によって第一タップ係数の推定精度が大きく劣化していると判断する。
【００６１】
このように、式（９）と式（１０）が成立し、式（１１）が不成立となる状態がＰ回連続して満たされた場合には、無限大損失が発生したことを検知できる。これによって、無限大損失が発生した場合でも常に送信信号２からエコー成分を消去することが可能であり、かつ第一適応フィルタ手段１０３による第一タップ係数の更新を停止させることはない。ただし、ダブルトーク時においては、第一適応フィルタ更新制御手段１０７の式（８）によって、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数は更新されないため第一タップ係数は劣化せず、式（９）と式（１０）が成立し、式（１１）が不成立の状態がＰ回連続して満たされることはなく、適応フィルタ選択手段１０９が第二タップ係数を第一タップ係数に代入する決定を行うことはない。そのため、図１０に示した従来のエコーキャンセラ装置のように、第一誤差信号のレベルが第二誤差信号のレベルを下回ることだけを条件とする場合とは異なり、誤ってダブルトーク時に劣化したタップ係数を選択し、そのタップ係数で擬似エコー信号を生成することがなくなり、エコーを増幅させる危険性を回避することができる。
【００６２】
図２はこの実施の形態１における第一タップ係数および第二タップ係数の選択タイミングを示す説明図であり、縦軸はエコーキャンセラ出力信号１１０のレベル、横軸は時間を示している。なお、図中の実線は第一誤差信号のレベルＥｎ１（ｉ）、二点鎖線は第二誤差信号のレベルＥｎ２（ｉ）、点線は送信信号１０２のレベルＳｎ（ｉ）をそれぞれ表している。ここで、この図２における、時刻０からｔ６までは、送信信号１０２がエコー成分のみの区間である。また時刻ｔ１はエコーキャンセラ動作開始から徐々に推定を行ってゆき、初期推定前モードにおいて第二タップ係数を第一タップ係数に代入するタイミングを示している。この第二タップ係数の第一タップ係数への代入完了後に、初期推定前モードから初期推定後モードへモードが遷移する。
【００６３】
また、時刻ｔ２はエコーパスが変動したタイミングを示しており、時刻ｔ３はそのエコーパス変動を検知して、初期推定後モードにおいて第二タップ係数を第一タップ係数に代入するタイミングを示している。時刻ｔ４は無限大損失が発生したタイミングを示しており、時刻ｔ５はその無限大損失を検知して、初期推定後モードにおいて第二タップ係数を第一タップ係数に代入するタイミングを示している。時刻ｔ６から時刻ｔ７まではダブルトーク区間である。この間、第二タップ係数は第二適応フィルタ更新制御手段１０８にて、式（７）のみによって制御されるため、推定精度が大きく劣化し、第二誤差信号レベルも送信信号１０２のレベルを上回ることになる。しかし、第一タップ係数は第一適応フィルタ更新制御手段１０７の式（７）および式（８）で制御され、かつ定数ｐ５の値も大きなものであるため、ほとんどタップ係数の推定精度を劣化されることはない。そして、このダブルトーク区間では第二タップ係数を第一タップ係数へ代入する判定も行われない。よって、この時刻ｔ６から時刻ｔ７までのダブルトーク区間にエコーが増幅され、エコーキャンセラ出力信号１１０である第一誤差信号レベルが送信信号１０２のレベルより大きく上回るようなことはない。
【００６４】
時刻ｔ７以降は、再度送信信号１０２がエコー成分のみとなる区間である。第一タップ係数はダブルトーク区間においてもタップ係数の推定劣化がほとんどないため、時刻ｔ６直前からタップ係数の推定精度にほとんど差がない。よって、エコーキャンセラ出力信号１１０のレベルは時刻ｔ６直前の第一誤差信号レベルとほとんど差がない出力が可能となる。
【００６５】
図３は従来のエコーキャンセラ装置とこの実施の形態１によるエコーキャンセラ装置の性能比較を示した説明図であり、縦軸はエコーキャンセラ出力信号１１０（１４）のレベル、横軸は時間を示している。なお、図中の実線はこの実施の形態１のエコーキャンセラ装置におけるエコーキャンセラ出力信号１１０のレベル、２点鎖線は従来のエコーキャンセラ装置におけるエコーキャンセラ出力信号１４のレベルをそれぞれ表している。従来のエコーキャンセラ装置では、Ｍサンプルのタップ係数更新周期を持っているため、Ｍサンプルの間隔ごとにタップ係数の更新が行われ、エコーキャンセラ出力信号１４のレベルは階段状に減少してゆく。また、Ｍサンプルの遅延手段１２を持って処理されるため、Ｍサンプル分の遅延が生じる。
【００６６】
一方、この実施の形態１によるエコーキャンセラ装置では、適応フィルタ選択手段１０９で毎サンプルごとの判定を行っているため、従来のエコーキャンセラ装置のようなＭサンプルのタップ係数更新周期を必要としない。また、遅延手段１２も持っておらず、その遅れがないため、従来のエコーキャンセラ装置と比べてエコーキャンセラ出力信号１１０のレベルをより早く低下させることができる。そして、この実施の形態１によるエコーキャンセラ装置は従来のエコーキャンセラ装置とは異なり、ダブルトーク時に２つのタップ係数を更新して、双方のタップ係数を劣化させることがないため、ダブルトーク時においても、タップ係数劣化の可能性を抑えることができ、ダブルトーク後に送信信号がエコー成分となったときにおいても、エコーキャンセラ出力信号１１０のレベルの増加を抑えることができる。
【００６７】
また、この実施の形態１によるエコーキャンセラ装置では、従来のエコーキャンセラ装置における適応フィルタ更新制御方法で用いた式（４）を必要としないため、所定の定数に応じたエコーパス環境のみにしか対応できない従来のエコーキャンセラ装置とは異なり、使用するエコーパス環境に依存しないエコーキャンセラ装置を実現することができ、また、第一タップ係数と第二タップ係数のみを用いており、遅延手段１２，１３も保有していない。
【００６８】
以上のように、この実施の形態１によれば、送信信号１０２、受信信号１０１、第一疑似エコー信号に基づいて第一減算手段１０４が生成した第一誤差信号、および第二疑似エコー信号に基づいて第二減算手段１０６が生成した第二誤差信号のレベル関係に応じて、第一適応フィルタ手段１０３が第一擬似エコー信号の生成に用いる第一タップ係数を、第二適応フィルタ手段１０５が第二擬似エコー信号の生成に用いる第二タップ係数に置き換えているので、常に安定したタップ係数で送信信号１０２からエコー成分を消去できるエコーキャンセラ出力信号１１０を得ながらも、タップ係数の更新が停止することなく、かつエコーパス変動や無限大損失に対しても追従性の高いタップ係数の更新が行え、また、従来のエコーキャンセラ装置と比べて、使用エコーパス環境に依存せずエコーを増幅させる危険性をなくしつつも、回路規模を小さくし、かつエコーキャンセラ出力信号１１０に遅延を伴わないエコーキャンセラ装置を実現することが可能になるなどの効果が得られる。
【００６９】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１においては、第一適応フィルタ手段と第二適応フィルタ手段が同一のタップ係数更新アルゴリズムを持っているエコーキャンセラ装置について説明したが、第一適応フィルタ手段と第二適応フィルタ手段とに互いに異なるタップ係数更新アルゴリズムを持たせるようにしてもよい。図４はそのようなこの発明の実施の形態２によるエコーキャンセラ装置の構成を示すブロック図である。図において、１０１は受信信号、１０２は送信信号、１０４は第一減算手段、１０６は第二減算手段、１０９は適応フィルタ選択手段、１１０はエコーキャンセラ出力信号（第一誤差信号）であり、これらは図１に同一符号を付して示した実施の形態１のそれらと同等の部分である。なお、実施の形態１の場合と同様に、受信信号１０１は遠端話者側の音声が伝送路を経由して入力されたもので、送信信号１０２は近端話者側の音声と受信信号１０１の出力端子から近端話者側のエコーパスを通って発生したエコー信号とが入力されたものである。
【００７０】
図１では、第一適応フィルタ手段１０３のタップ係数更新アルゴリズムと第二適応フィルタ手段１０５のタップ係数更新アルゴリズムは両者で同じ方式を用いていたが、１１１と１１２では異なるタップ係数更新アルゴリズムを用いている点で実施の形態１のそれらと異なっている。
【００７１】
１１３は図１に符号１０７を付して示した、上記第一適応フィルタ手段１１１の第一タップ係数の更新を行うか否かを判定する第一適応フィルタ更新制御手段に相当する第一適応フィルタ更新制御手段、１１４は同じく符号１０８を付して示した、第二適応フィルタ手段１１２の第二タップ係数の更新を行うか否かを判定する第二適応フィルタ更新制御手段に相当する第二適応フィルタ更新制御手段であるが、その判定に両者で同じ方法を用いている点で実施の形態１のそれらとは異なっている。
【００７２】
次に動作について説明する。
ここで、第一適応フィルタ手段１１１において第一タップ係数の更新に用いられるタップ係数更新アルゴリズムと、第二適応フィルタ手段１１２において第二タップ係数の更新に用いられるタップ係数更新アルゴリズムとしては、ＬＭＳアルゴリズム、高域強調型ＬＭＳアルゴリズム、アフィンアルゴリズム、カルマンアルゴリズム等の様々な種類があり、それぞれにおいてタップ係数の収束速度の違いを持っている。また、第一適応フィルタ更新制御手段１１３と第二適応フィルタ更新制御手段１１４とは、互いに同一の制御方法によって第一適応フィルタ手段１１１あるいは第二適応フィルタ手段１１２における、第一タップ係数もしくは第二タップ係数の更新を行うか否かを判定している。
【００７３】
この実施の形態２によるエコーキャンセラ装置では、第一適応フィルタ手段１１１で用いられる第一タップ係数のタップ係数更新アルゴリズムとして、第二適応フィルタ手段１１２で用いられる第二タップ係数のタップ係数更新アルゴリズムよりも収束速度の遅いタップ係数更新アルゴリズムを用いる。これによって、その収束速度の差から、ダブルトーク時などに誤って適応フィルタのタップ係数更新を行ってしまったとしても、タップ係数の劣化の程度を小さく抑えることが可能となる。これにより、図１に示した実施の形態１によるエコーキャンセラ装置の第一適応フィルタ更新制御手段１０７において、ダブルトーク時に第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を大きく劣化させる要因をなくしたように、この実施の形態２のエコーキャンセラ装置でも、第一適応フィルタ手段１１１の第一タップ係数を大きく劣化させる要因をなくすことができる。
【００７４】
このように、第一適応フィルタ手段１１１より出力される第一擬似エコー信号は、この第一適応フィルタ手段１１１における安定した第一タップ係数と受信信号１０１の畳み込みから生成されるので、第一減算手段１０４からの第一誤差信号は常に安定し、エコーを増幅させることもなく、安定したエコーキャンセラ出力信号１１０を得ることができる。
【００７５】
また、第二適応フィルタ手段１１２で用いられる第二タップ係数のタップ係数更新アルゴリズムとしては、第一適応フィルタ手段１１１で用いられる第一タップ係数のタップ係数更新アルゴリズムよりも収束速度の速いタップ係数更新アルゴリズムが用いられている。従って、ダブルトーク時などにおいてはタップ係数が劣化する可能性があるが、第一適応フィルタ手段１１１で推定される第一タップ係数と比べて第二タップ係数は素早く収束することが可能である。そのため、図１に示した実施の形態１によるエコーキャンセラ装置の第二適応フィルタ更新制御手段１０８において、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を素早く収束させたように、この実施の形態２のエコーキャンセラ装置においても、第二適応フィルタ手段１１２の第二タップ係数を素早く収束させることが可能であるため、エコーパス変動や無限大損失に対して追従性の高いタップ係数の推定が可能となる。
【００７６】
なお、上記説明においては、第一適応フィルタ更新制御手段１１３と第二適応フィルタ更新制御手段１１４とで、第一タップ係数もしくは第二タップ係数を更新するか否かの判定に同一の制御方法を用いたものを示したが、実施の形態１の場合と同様に、両者で異なった制御方法を用い、第一適応フィルタ手段１１１と第二適応フィルタ手段１１２とで異なるタップ更新アルゴリズムによる第一タップ係数もしくは第二タップ係数の更新を行わせるようにしてもよい。
【００７７】
以上のように、この実施の形態２によれば、第一適応フィルタ手段１０３における第一タップ係数のタップ係数更新アルゴリズムとして収束速度の遅いものを用い、第二適応フィルタ手段１０５における第二タップ係数のタップ係数更新アルゴリズムとして収束速度の早いものを用いているので、より安定したエコーキャンセラ出力信号１１０を得ることができ、かつエコーパス変動や無限大損失に対して、さらに追従性の高いタップ推定を行うことが可能となり、さらに、従来のエコーキャンセラ装置と比べて、使用エコーパス環境に依存せず、エコーを増幅させる危険性をなくしつつ、回路規模を小さくし、かつエコーキャンセラ出力信号１１０に遅延を伴わないエコーキャンセラ装置を実現することが可能になるなどの効果が得られる。
【００７８】
実施の形態３．
また、上記実施の形態１および実施の形態２においては、適応フィルタ選択手段が、受信信号、送信信号、第一誤差信号、第二誤差信号および第二タップ係数を入力して、第一タップ係数の第二タップ係数への置き換えを行うものについて説明したが、受信信号、送信信号、第一誤差信号、第二誤差信号、第二タップ係数とともに第一タップ係数も入力して、第一タップ係数の第二タップ係数による置き換え、および第二タップ係数の第一タップ係数による置き換えを行うようにしてもよい。
【００７９】
図５はそのようなこの発明の実施の形態３によるエコーキャンセラ装置の構成を示すブロック図である。図において、１０１は受信信号、１０２は送信信号、１０３は第一適応フィルタ手段、１０４は第一減算手段、１０５は第二適応フィルタ手段、１０６は第二減算手段、１０７は第一適応フィルタ更新制御手段、１０８は第二適応フィルタ更新制御手段、１１０はエコーキャンセラ出力信号であり、これらは図１に同一符号を付して示した実施の形態１のそれらと同等の部分である。なお、実施の形態１の場合と同様に、受信信号１０１は遠端話者側の音声が伝送路を経由して入力されたもので、送信信号１０２は近端話者側の音声と受信信号１０１の出力端子から近端話者側のエコーパスを通って発生したエコー信号とが入力されたものである。
【００８０】
また、１１５は図１に符号１０９を付して示した、実施の形態１の適応フィルタ選択手段に相当する適応フィルタ選択手段であるが、受信信号１０１、送信信号１０２、第一減算手段１０４からの第一誤差信号、第二減算手段１０６からの第二誤差信号、および第二適応フィルタ手段１０５の持つ第二タップ係数とともに、第一適応フィルタ手段１０３の持つ第一タップ係数も入力し、送信信号と第一誤差信号と第二誤差信号と受信信号のレベル関係に応じて、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数による、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数の置き換えを行うとともに、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数による、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数の置き換えも行っている点で、実施の形態１の適応フィルタ選択手段１０９とは異なっている。
【００８１】
次に動作について説明する。
第一適応フィルタ手段１０３は第一タップ係数を持ち、受信信号１０１と第一減算手段１０４の出力結果である第一誤差信号とを入力として、その第一タップ係数の更新を行う。ここで、このタップ係数の更新方法については、実施の形態１の場合と同様に、ＬＭＳアルゴリズムなどが用いられる。第一適応フィルタ手段１０３では第一タップ係数を近端話者側のエコーパスのインパルス応答に近似させる処理を行う。この第一適応フィルタ手段１０３における第一タップ係数の更新は、第一適応フィルタ更新制御手段１０７の出力する第一タップ係数の更新要否の判定結果によって制御される。また、第一適応フィルタ手段１０３では、第一タップ係数と受信信号１０１との畳み込み演算によって第一擬似エコー信号を生成する。
【００８２】
また、第一減算手段１０４は送信信号１０２を加算入力とし、上記第一適応フィルタ手段１０３より出力される第一擬似エコー信号を減算入力として両者の差分を演算し、それを第一誤差信号として出力する。なお、この第一誤差信号は第一適応フィルタ手段１０３自身と、第一適応フィルタ更新制御手段１０７および適応フィルタ選択手段１１５に入力されるとともに、エコーキャンセラ出力信号１１０として伝送路（図示省略）にも出力される。
【００８３】
同様に、第二適応フィルタ手段１０５も第二タップ係数を持ち、受信信号１０１と第二減算手段１０６の出力結果である第二誤差信号を入力として、その第二タップ係数の更新を行う。なお、タップ係数の更新方法については、上記第一適応フィルタ手段１０３の場合と同様である。この第二適応フィルタ手段１０５による第二タップ係数の更新は、第二適応フィルタ更新制御手段１０８の出力する第二タップ係数の更新要否の判定結果に基づく制御信号によって制御される。なお、この第二適応フィルタ手段１０５においては、第二タップ係数と受信信号１０１との畳み込み演算によって第二擬似エコー信号を生成する。
【００８４】
第二減算手段１０６においても同様に、送信信号１０２を加算入力とし、第二適応フィルタ手段１０５より出力される第二擬似エコー信号を減算入力として両者の差分を求め、それを第二誤差信号として出力する。なお、この第二誤差信号は第二適応フィルタ手段１０５自身、および適応フィルタ選択手段１１５に入力される。
【００８５】
第一適応フィルタ更新制御手段１０７では、受信信号１０１および送信信号１０２と、第一減算手段１０４からの第一誤差信号とを入力として、第一タップ係数の更新を行うか否かの判定を行い、第一タップ係数の更新の要否を示す制御信号を生成して第一適応フィルタ手段１０３に出力する。第二適応フィルタ更新制御手段１０８では、受信信号１０１を入力として、上記第一適応フィルタ更新制御手段１０７とは異なる制御方法によって第二タップ係数の更新を行うか否かの判定を行い、第二タップ係数の更新の要否を示す制御信号を生成して第二適応フィルタ手段１０５に出力する。
【００８６】
適応フィルタ選択手段１１５は、受信信号１０１および送信信号１０２と、第一減算手段１０４からの第一誤差信号および第二減算手段１０６からの第二誤差信号と、第一適応フィルタ１０３の第一タップ係数および第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を入力とし、上記第一タップ係数と第二タップ係数との推定精度の比較を行う。比較の結果、第二タップ係数の推定精度の方が第一タップ係数のそれより高いと判断されると、その第二タップ係数を第一適応フィルタ手段１０３に出力する。第一適応フィルタ手段１０３はこの適応フィルタ選択手段１１５から受け取った第二タップ係数を、自身の持つ第一タップ係数へ代入する。一方、第一タップ係数の推定精度の方が第二タップ係数のそれより高いと判断されると、その第一タップ係数を第二適応フィルタ手段１０５に出力する。第二適応フィルタ手段１０５はこの適応フィルタ選択手段１１５から受け取った第一タップ係数を、自身の持つ第二タップ係数へ代入する。
【００８７】
以下、第一適応フィルタ更新制御手段１０７および第二適応フィルタ更新制御手段１０８と、適応フィルタ選択手段１１５について詳細に説明する。
ここで、上記実施の形態１ないし実施の形態２における第二適応フィルタ更新制御手段１０８においては、実施の形態１で説明した式（７）のみの制御によって第二タップ係数の更新を行うか否かの判定が行われる。そのため、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数は、送信信号１０２がエコー成分のみの時だけではなく、ダブルトーク時においても第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を更新することがある。これによって、ダブルトーク時の第二タップ係数は自ずと劣化し、次に送信信号１０２がエコー成分だけの時となって正しく推定が行える区間になっても、第二適応フィルタ手段１０５における第二タップ係数の収束に若干の遅れが生じることになる。
【００８８】
そこで、ダブルトーク時などで第二タップ係数が第一タップ係数と比べて劣化が進んでいると判断された場合には、第一タップ係数を第二タップ係数へ代入するようにすれば、ダブルトーク時の第二タップ係数の劣化を防止することが可能となる。このように第一タップ係数を第二タップ係数へ代入することにより、送信信号１０２がエコー成分のみとなったときのタップ係数の収束速度が向上するため、収束までの遅れを減らすことが可能となる。そのため、適応フィルタ選択手段１１５は、式（９）、式（１０）および式（１１）を用いて、式（９）が成立し、式（１０）が不成立で、式（１１）が成立した時に、第二適応フィルタ手段１０５に第一タップ係数を出力し、第二適応フィルタ手段１０５はその第一タップ係数を自身の第二タップ係数に代入する。
【００８９】
以上のように、この実施の形態３によれば、適応フィルタ選択手段１１５に第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数も入力し、それを第二適応フィルタ手段１０５に出力して、第二適応フィルタ手段１０５がその第一タップ係数を自身の持つ第二タップ係数に代入しているので、実施の形態１ないし実施の形態２によるエコーキャンセラ装置と同様の効果を得ながらも、ダブルトーク後のタップ係数の収束速度をさらに高めることが可能なエコーキャンセラ装置が実現できる効果がある。
【００９０】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態１ないし実施の形態３では、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数への第二タップ係数による置き換えを、適応フィルタ選択手段の条件判定の直後に全てのタップ係数において一度に行うようにしたものについて説明したが、第一適応フィルタ手段にてその第一タップ係数を第二タップ係数で置き換える際に、時間的推移によるタップ係数の線形補間によって置き換えを行うようにしてもよい。図６はそのようなこの発明の実施の形態４によるエコーキャンセラ装置の構成を示すブロック図である。
【００９１】
図において、対応部分には図１および図５と同一の符号を付してそれらの説明を省略する。また、１１６は図１において符号１０９を付して示した実施の形態１の適応フィルタ選択手段や、図５において符号１１５を付して示した実施の形態３の適応フィルタ選択手段に相当する適応フィルタ選択手段であるが、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を第二タップ係数で置き換える際に、時間的推移によるタップ係数の線形補間によって当該置き換えを行っている点で、実施の形態１あるいは実施の形態３におけるそれらとは異なった適応フィルタ選択手段である。なお、実施の形態１から実施の形態３の場合と同様に、受信信号１０１は遠端話者側の音声が伝送路を経由して入力されたもので、送信信号１０２は近端話者側の音声と受信信号１０１の出力端子から近端話者側のエコーパスを通って発生したエコー信号とが入力されたものである。
【００９２】
次に動作について説明する。
実施の形態１ないし実施の形態３では、第一適応フィルタ手段１０３における第二タップ係数による第一タップ係数の置き換えは、適応フィルタ選択手段１０９あるいは適応フィルタ選択手段１１５の条件判定の直後に全てのタップ係数において一度に行うようにしている。そのため、第一適応フィルタ手段１０３によって、置き換え前の第一タップ係数と受信信号１０１との畳み込みによって生成される第一擬似エコー信号と、置き換え後の第一タップ係数と受信信号１０１との畳み込みによって生成される第一擬似エコー信号とでは、置き換え前後の２つのタップ係数の間に相関がなく、不連続点が発生することがある。この不連続点によって、第一減算手段１０４の演算結果による第一誤差信号にも不連続点が発生し、自ずとエコーキャンセラ出力信号１１０においても不連続点が存在することになる。
【００９３】
そこで、上記不連続点をできる限り解消するため、この実施の形態４では、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数で置き換える際、もしくは第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数で置き換える際に、当該書き換えを線形的な補間方法によって行う機能を適応フィルタ選択手段１１６に持たせておき、第一適応フィルタ手段１０３でその第一タップ係数を第二タップ係数で置き換える際に、時間的推移によるタップ係数の線形補間によって置き換えを行う。そのとき、この時間的推移によるタップ係数の線形補間方法は、以下に示す式（１３）を用いて行う。
【００９４】
Ａ１ｔ（ｉ）＝Ａ２ｔ（ｉ）＋ｔ／ＭＭ・ＴＡ（ｉ） ．．． （１３）
【００９５】
なお、上記式（１３）において、ｔ，ＭＭ，Ｎ，Ａ１ｔ（ｉ），Ａ２ｔ（ｉ）およびＴＡ（ｉ）はそれぞれ以下の通りである。
ｔ：０，Ｎ，２Ｎ，３Ｎ，．．．，ＭＭ
ＭＭ：時間的推移のサンプル数
Ｎ：タップ係数置き換え間隔サンプル数
Ａ１ｔ（ｉ）：タップ係数置き換え検知からｔサンプル後のｉ番目の第一タップ係数
Ａ２ｔ（ｉ）：タップ係数置き換え検知からｔサンプル後のｉ番目の第二タップ係数
ＴＡ（ｉ）：Ａ１０（ｉ）−Ａ２０（ｉ）
【００９６】
タップ係数置き換え開始から、ＭＭサンプルの時間的推移の間で、タップ係数置き換え開始時における第一タップ係数と第二タップ係数の各係数差を用いて、Ｎサンプルごとに第一タップ係数を徐々に第二タップ係数に近づけてゆくものである。これによって、第二タップ係数で第一タップ係数を置き換えた時に発生するエコーキャンセラ出力信号１１０の不連続点が軽減される。
【００９７】
以上のように、この実施の形態４によれば、実施の形態１ないし実施の形態３によるエコーキャンセラ装置の第一適応フィルタ手段１０３において、自身の持つ第一タップ係数を第二タップ係数で置き換える際、その置き換えを線形補間によって行うようにしたので、実施の形態１ないし実施の形態３によるエコーキャンセラ装置と同様の効果を得ながらも、タップ係数の置き換え時に発生するエコーキャンセラ出力信号１１０の不連続点を軽減することが可能なエコーキャンセラ装置を実現することができるという効果が得られる。
【００９８】
実施の形態５．
なお、上記各実施の形態においては、第一減算手段の出力する第一誤差信号をそのままエコーキャンセラ出力信号として出力するものについて説明したが、誤差信号緩衝制御手段からの第一乗算係数を第一誤差信号に、第二乗算係数を第二誤差信号にそれぞれ乗算し、得られた第一乗算誤差信号と第二乗算誤差信号の和をエコーキャンセラ出力信号として出力するようにしてもよい。図７はそのようなこの発明の実施の形態５によるエコーキャンセラ装置の構成を示すブロック図である。なお、図中の実施の形態１から実施の形態４の各部に対応する部分には図１、図５、図６と同一の符号を付してそれらの説明を省略する。ここで、受信信号１０１は遠端話者側の音声が伝送路を経由して入力されたものであり、送信信号１０２は近端話者側の音声と受信信号１０１の出力端子から近端話者側のエコーパスを通って発生したエコー信号とが入力されたものであることも、実施の形態１から実施の形態４の場合と同様である。
【００９９】
図において、１１７は適応フィルタ選択手段１０９による、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数に置き換えるか否かの判定結果、もしくは第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数に置き換えるか否かの判定結果が入力され、その判定結果に基づいて第一乗算係数と第二乗算係数を生成する誤差信号緩衝制御手段である。１１８はこの誤差信号緩衝制御手段１１７で生成された第一乗算係数が入力され、第一減算手段１０４にて送信信号１０２からエコー成分が除去された第一誤差信号に、その第一乗算係数を乗じて第一乗算誤差信号を生成する第一乗算手段である。１１９は同じく、誤差信号緩衝制御手段１１７で生成された第二乗算係数が入力され、第二減算手段１０６にて送信信号１０２からエコー成分が除去された第二誤差信号に、その第二乗算係数を乗じて第二乗算誤差信号を生成する第二乗算手段である。１２０はこれら第一乗算手段１１８からの第一乗算誤差信号と第二乗算手段１１９からの第二乗算誤差信号とを入力とし、それら２つの信号の和を求める加算手段であり、１２１はこの加算手段１２０より出力されるエコーキャンセラ出力信号である。
【０１００】
次に動作について説明する。
第一適応フィルタ手段１０３は第一タップ係数を持ち、受信信号１０１と、第一減算手段１０４の出力結果である第一誤差信号とを入力として第一タップ係数の更新を行う。なお、このタップ係数の更新方法については、実施の形態１で説明した場合と同様である。第一適応フィルタ手段１０３では第一タップ係数を近端話者側のエコーパスのインパルス応答に近似させる処理を行う。この第一適応フィルタ手段１０３での第一タップ係数の更新は、第一適応フィルタ更新制御手段１０７の出力結果によって制御される。また、第一適応フィルタ手段１０３では、第一タップ係数と受信信号１０１との畳み込み演算によって第一擬似エコー信号を生成し、それを第一減算手段１０４に出力する。第一減算手段１０４は送信信号１０２を加算入力とし、この第一適応フィルタ手段１０３からの第一擬似エコー信号を減算入力として第一誤差信号を求め、それを第一乗算手段１１８に入力する。
【０１０１】
同様に、第二適応フィルタ手段１０５は第二タップ係数を持ち、受信信号１０１と第二減算手段１０６の出力結果である第二誤差信号とを入力として第二タップ係数の更新を行う。このタップ係数の更新方法は上記第一適応フィルタ手段１０３の場合と同様である。第二適応フィルタ手段１０５での第二タップ係数の更新は、第二適応フィルタ更新制御手段１０８の出力結果によって制御される。また、第二適応フィルタ手段１０５では、第二タップ係数と受信信号１０１との畳み込み演算によって第二擬似エコー信号を生成し、それを第二減算手段１０６に出力する。第二減算手段１０６は送信信号１０２を加算入力とし、この第二適応フィルタ手段１０５からの第二擬似エコー信号を減算入力として第二誤差信号を求め、それを第二乗算手段１１９に出力する。
【０１０２】
また、第一適応フィルタ更新制御手段１０７は受信信号１０１および送信信号１０２と、上記第一減算手段１０４からの第一誤差信号を入力として、第一タップ係数の更新を行うか否かの判定を行い、制御信号を第一適応フィルタ手段１０３に出力する。同様に、第二適応フィルタ更新制御手段１０８は受信信号１０１を入力とし、第一適応フィルタ更新制御手段１０７とは異なる制御方法によって、第二タップ係数の更新を行うか否かの判定を行い、制御信号を第二適応フィルタ手段１０５に出力する。
【０１０３】
適応フィルタ選択手段１０９は、受信信号１０１と送信信号１０２、第一減算手段１０４からの第一誤差信号と第二減算手段１０６からの第二誤差信号、および第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数と第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を入力し、第一タップ係数と第二タップ係数の推定精度を比較する。その結果、第二タップ係数の推定精度が第一タップ係数のそれより高いと判断すると、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を第一適応フィルタ手段１０３に出力し、このことを適応フィルタ選択結果信号として、誤差信号緩衝制御手段１１７に出力する。第二タップ係数を受けた第一適応フィルタ手段１０３はその第二タップ係数を自身の第一タップ係数へ代入する。一方、適応フィルタ選択手段１０９は、第一タップ係数の推定精度が第二タップ係数のそれより高いと判断すると、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を第二適応フィルタ手段１０５に出力し、第二適応フィルタ手段１０５はこの第一タップ係数を自身の第二タップ係数へ代入する。
【０１０４】
誤差信号緩衝制御手段１１７はこの適応フィルタ選択手段１０９からの適応フィルタ選択結果信号が入力されると、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数へ代入する事象を検知して、第一乗算手段１１８に第一乗算係数を、第二乗算手段１１９に第二乗算係数をそれぞれ出力する。第一乗算手段１１８は第一減算手段１０４からの第一誤差信号を入力し、それにこの誤差信号緩衝制御手段１１７からの第一乗算係数で乗じて第一乗算誤差信号を生成し、それを加算手段１２０に出力する。第二乗算手段１１９も同様に、第二減算手段１０６からの第二誤差信号を入力し、それにこの誤差信号緩衝制御手段１１７からの第二乗算係数で乗じて第二乗算誤差信号を生成し、それを加算手段１２０に出力する。加算手段１２０はこれら第一乗算手段１１８からの第一乗算誤差信号と、第二乗算手段１１９からの第二乗算誤差信号を入力し、それら２つの信号を加えたエコーキャンセラ出力信号１２１を生成して出力する。
【０１０５】
以下、誤差信号緩衝制御手段１１７と、第一乗算手段１１８、第二乗算手段１１９および加算手段１２０について詳細に説明する。
上記実施の形態４では、第一適応フィルタ手段１０３において、その第一タップ係数を第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数で置き換える際、時間的推移による線形補間によっての置き換えが必要なため、タップ係数の長さが長いほど、その線形補間を行うサンプル間の演算規模が大きくなる。そこで、この実施の形態５では、その演算規模を削減するために、適応フィルタ選択手段１０９が第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を第二タップ係数に置き換える必要があると判定すると、その結果を通知するための適応フィルタ選択結果を誤差信号緩衝制御手段１１７に出力する。
【０１０６】
ここで、図８は上記第一乗算係数と第二乗算係数の時間的変化を示した説明図で、縦軸は第一乗算係数と第二乗算係数の値、横軸は時間であり、第一乗算係数を実線で、第二乗算係数を二点鎖線でそれぞれ表している。
【０１０７】
第一適応フィルタ手段１０３での第一タップ係数の第二タップ係数への置き換えは、ＭＭサンプル後に行うようにする。実施の形態４では、ＭＭサンプルの全区間で全タップ係数の線形補間を行っていたが、実施の形態５ではそのＭＭサンプルの区間は、第一乗算手段１１８と第二乗算手段１１９による２つの積と加算手段１２０による１つの和を行う演算規模で、実施の形態４と同等に第二タップ係数を第一タップ係数へ置き換える際に発生するエコーキャンセラ出力信号１２１の不連続点が軽減される結果を得ることができる。
【０１０８】
誤差信号緩衝手段１１７は適応フィルタ選択手段１０９からの適応フィルタ選択結果が、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を第二タップ係数へ置き換えることを示すものであった場合、第一減算手段１０４からの第一誤差信号に乗ずるための第一乗算係数を、１から開始し、ＭＭサンプルの時間的推移によって徐々に変化して０となる値として求め、これを第一乗算手段１１８に出力する。また、誤差信号緩衝手段１１７は、第二減算手段１０６からの第二誤差信号に乗ずるための第二乗算係数は、０から開始し、ＭＭサンプルの時間的推移によって徐々に変化して１となる値として求め、これを第二乗算手段１１９に第二乗算係数として出力する。第一乗算手段１１８はその第一乗数係数を第一誤差信号に乗じて第一乗算誤差信号を求め、第二乗算手段１１９は第二誤差信号に第二乗算係数を乗じて第二乗算誤差信号を求める。加算手段１２０はこの第一乗算手段１１８からの第一乗算誤差信号と、第二乗算手段１１９からの第二乗算誤差信号とを足しあわせ、それをエコーキャンセラ出力信号１２１として出力する。
【０１０９】
なお、タップ係数置き換え検知ポイント以前、あるいはタップ係数置き換え実行ポイント以後の、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を第二タップ係数へ置き換えることを必要としない、ＭＭサンプル区間以外の区間においては、第一減算手段１０４からの第一誤差信号には、第一乗算手段１１８によって１が乗じられ、第二減算手段１０６からの第二誤差信号には、第二乗算手段１１９によって０が乗じられるため、加算手段１２０からは第一誤差信号がそのままエコーキャンセラ出力信号１２１として出力される。
【０１１０】
なお、上記説明では、図１に示した実施の形態１によるエコーキャンセラ装置に適用した場合について述べたが、図４から図６に示した実施の形態２から実施の形態４によるエコーキャンセラ装置に適用することも可能であり、何れの場合においても、実施の形態１に適用した上記エコーキャンセラ装置の場合と同様の効果を奏する。
【０１１１】
以上のように、この実施の形態５によれば、適応フィルタ選択手段１０９より第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を第二タップ係数に置き換えることを通知する適応フィルタ選択結果を出力し、誤差信号緩衝手段１１７でその適応フィルタ選択結果をもとに第一誤差信号に乗ずるための第一乗算係数と、第二誤差信号に乗ずるための第二乗算係数とを生成し、第一誤差信号にその第一乗算係数を乗じた第一乗算誤差信号と、第二誤差信号にその第二乗算係数を乗じた第二乗算誤差信号を足しあわせ、それをエコーキャンセラ出力信号１２１として出力するようにしたので、実施の形態１ないし実施の形態４によるエコーキャンセラ装置と同様の効果を得ながらも、タップ係数の置き換え時における演算規模を削減することが可能なエコーキャンセラ装置を実現することができるという効果が得られる。
【０１１２】
実施の形態６．
また、上記各実施の形態においては、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数を更新する際の収束係数と、第二適応フィルタ手段の第二タップ係数を更新する際の収束係数とが、同一の値を持っている場合について説明したが、両者の収束係数の値に違いを持たせるようにしてもよい。この実施の形態６は、そのような第一適応フィルタ手段と第二適応フィルタ手段の収束係数の値が異なるエコーキャンセラ装置に関するものであり、その装置構成は図１に示すものと同様であるため、ここではその図示と説明を割愛する。
【０１１３】
上記実施の形態１ないし実施の形態５によるエコーキャンセラ装置では、第一適応フィルタ手段１０３が持っている第一タップ係数を更新するための収束係数と、第二適応フィルタ手段１０５が持っている第二タップ係数を更新するための収束係数とは同じ値が設定されている。この収束係数はステップゲインとも呼ばれ、第一適応フィルタ手段１０３、第二適応フィルタ手段１０５のタップ係数更新アルゴリズムに用いられるものである。この収束係数を小さくした場合、それらタップ係数の収束速度は低下するが、ダブルトーク時などの送信信号１０２がエコー成分だけでない状態でのタップ係数更新においても劣化の程度を少なくすることができるという特性を持っている。また逆に、この収束係数を大きくした場合には、ダブルトーク時などの状態でのそれらタップ係数の更新では、タップ係数の劣化の程度は大きくなるが、タップ係数の収束速度を向上させることができるという特性を持っている。
【０１１４】
そこで、この実施の形態６においては、第一適応フィルタ手段１０３に用いられる収束係数を小さな値に設定し、第二適応フィルタ手段１０５に用いられる収束係数を大きな値に設定する。第一適応フィルタ手段１０３の収束係数を小さくすることで、第一適応フィルタ更新制御手段１０７の誤った検知で、ダブルトーク時などに適応フィルタのタップ係数更新を行ってしまったとしても、第一タップ係数の劣化の程度をさらに小さくすることが可能となる。また、第二適応フィルタ手段１０５の収束係数を大きくすることで、第二タップ係数の収束速度をさらに向上させることができ、エコーパス変動や無限大損失に対してもさらに追従性の高いタップ係数推定が可能となる。
【０１１５】
ここで、図９は実施の形態１のエコーキャンセラ装置とこの実施の形態６によるエコーキャンセラ装置の性能比較を示した説明図であり、縦軸はエコーキャンセラ出力信号１１０のレベル、横軸は時間を示している。なお、図中の実線はこの実施の形態６のエコーキャンセラ装置におけるエコーキャンセラ出力信号１１０のレベル、点線は実施の形態１のエコーキャンセラ装置におけるエコーキャンセラ出力信号１１０のレベルをそれぞれ表している。図９からも分かる通り、この実施の形態６によるエコーキャンセラ装置は、実施の形態１のエコーキャンセラ装置と比べて、エコーキャンセラ出力信号１１０のレベルを素早く収束状態へ近づけることができ、かつダブルトーク時における第一タップ係数の劣化の程度をさらに小さくすることが可能となる。そして、ダブルトーク後で、送信信号１０２がエコー成分のみとなった場合でも、エコーキャンセラ出力信号１１０のレベルの増加をさらに抑えることができる。
【０１１６】
以上のように、この実施の形態６によれば、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を更新する際に用いられる収束係数の値と、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を更新する際に用いられるの収束係数の値との間に違いを持たせているので、第一タップ係数更新用の収束係数を小さくし、第二タップ係数更新用の収束係数を大きくすることにより、実施の形態１ないし実施の形態５のエコーキャンセラ装置と比べて、さらに安定したエコーキャンセラ出力信号１１０を生成することが可能であり、かつエコーパス変動や無限大損失に対しても、さらに追従性の高いタップ係数の推定を行うことができるなどの効果が得られる。
【０１１７】
実施の形態７．
また、上記各実施の形態においては、第一適応フィルタ手段が持っている第一タップ係数と、第二適応フィルタ手段が持っている第二タップ係数とが、同一の長さである場合について説明したが、それら第一タップ係数の長さと第二タップ係数の長さとの間に違いを持たせるようにしてもよい。この実施の形態７は、そのような第一適応フィルタ手段の第一タップ係数と第二適応フィルタ手段の第二タップ係数とでその長さが異なるエコーキャンセラ装置に関するものであり、その装置構成は図１に示すものと同様であるため、ここではその図示と説明を割愛する。
【０１１８】
上記実施の形態１ないし実施の形態６によるエコーキャンセラ装置では、第一適応フィルタ手段１０３が持っている第一タップ係数と、第二適応フィルタ手段１０５が持っている第二タップ係数とが同一の長さに設定されている。第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数、あるいは第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数の更新において、それら第一タップ係数と第二タップ係数の収束係数が同一の値を持っていた場合、第一タップ係数および第二タップ係数の長さが短いほど、それらタップ係数の収束速度を向上させることができるという特性を持っている。そのため、この実施の形態７のエコーキャンセラ装置では、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数の長さを第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数の長さよりも短く設定している。このことで、第二タップ係数の推定の速度を向上させることができ、エコーパス変動や無限大損失に対してさらに追従性の高いタップ係数推定が可能となる。
【０１１９】
以上のように、この実施の形態７によれば、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数と、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数との間で、その長さに違いを持たせているので、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数の長さを、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数のタップ係数の長さより短くすることにより、実施の形態１ないし実施の形態６のエコーキャンセラ装置と比べて、エコーパス変動や無限大損失に対して、さらに追従性の高いタップ係数の推定を行うことができるという効果が得られる。
【０１２０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、第一適応フィルタ更新制御手段で制御される第一適応フィルタ手段から出力された第一擬似エコー信号を減算入力とする第一減算手段が出力した第一誤差信号をエコーキャンセラ出力信号として出力するとともに、第二適応フィルタ更新制御手段で制御される第二適応フィルタ手段から出力された第二擬似エコー信号を減算入力とする第二減算手段が出力した第二誤差信号と、上記第一誤差信号、および受信信号と、送信信号と、第二適応フィルタ手段で推定した第二タップ係数を入力した適応フィルタ選択手段によって、第二タップ係数を第一適応フィルタ手段で推定された第一タップ係数に置き換えるように構成したので、常に安定したタップ係数で送信信号からエコー成分を消去することができるエコーキャンセラ出力信号を得ながらも、タップ係数の更新が停止することなく、かつエコーパス変動や無限大損失に対しても追従性の高いタップ係数の更新が実現でき、さらに、従来のエコーキャンセラ装置と比べて、使用エコーパス環境に依存せずエコーを増幅させる危険性をなくしつつ、回路規模を小さくし、かつエコーキャンセラ出力信号に遅延を伴うことのないエコーキャンセラ装置が得られる効果がある。
【０１２１】
この発明によれば、第一適応フィルタ手段および第二適応フィルタ手段で、互いに異なるタップ係数更新アルゴリズムを用いて、第一タップ係数と第二タップ係数の更新を行い、それら第一タップ係数あるいは第二タップ係数を用いて、第一擬似エコー信号または第二擬似エコー信号をそれぞれ生成するように構成したので、より安定したエコーキャンセラ出力信号を得ることができ、かつエコーパス変動や無限大損失に対して、さらに追従性の高いタップ推定を行うことが可能となり、さらに、使用エコーパス環境に依存せず、エコーを増幅させる危険性をなくしつつ、回路規模も小さくでき、エコーキャンセラ出力信号に遅延を伴うことのないエコーキャンセラ装置が得られるという効果がある。
【０１２２】
この発明によれば、互いに異なったタップ係数更新アルゴリズムを用いて、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数の更新と、第二適応フィルタ手段の第二タップ係数の更新を行うように構成したので、エコーキャンセラ出力信号の安定化、タップ推定におけるエコーパス変動や無限大損失に対する追従性の向上、使用エコーパス環境に依存することなくエコー増幅の危険性排除、回路規模の小型化、遅延を伴わないエコーキャンセラ出力信号の出力などが可能となるという効果がある。
【０１２３】
この発明によれば、適応フィルタ選択手段に受信信号、送信信号、第一誤差信号、第二誤差信号および第二タップ係数とともに、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数も入力し、適応フィルタ選択手段がその送信信号、第一誤差信号、第二誤差信号および受信信号のレベル関係に応じて、第二タップ係数の第一適応フィルタ手段への代入、もしくは第一タップ係数の第二タップ係数への代入を行うように構成したので、ダブルトーク後のタップ係数の収束速度をより高めることも可能になるという効果がある。
【０１２４】
この発明によれば、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数を第二適応フィルタ手段の第二タップ係数にて置き換える際、もしくは第二適応フィルタ手段の第二タップ係数を第一適応フィルタ手段の第一タップ係数にて置き換える際に、その置き換えを適応フィルタ選択手段が、線形的な補間方法を用いて行うように構成したので、タップ係数の置き換え時に発生するエコーキャンセラ出力信号の不連続点の軽減も可能になるという効果がある。
【０１２５】
この発明によれば、誤差信号緩衝制御手段からの第一乗算係数を第一誤差信号に、第二乗算係数を第二誤差信号にそれぞれ乗算し、得られた第一乗算誤差信号と第二乗算誤差信号とを加えあわせてエコーキャンセラ出力信号を生成、出力するように構成したので、タップ係数の置き換え時における演算規模の削減も可能になるという効果がある。
【０１２６】
この発明によれば、第一適応フィルタ手段と第二適応フィルタ手段とで、異なった値の収束係数を設定するように構成したので、より安定したエコーキャンセラ出力信号を得ることができ、エコーパス変動や無限大損失に対してもさらに追従性の高いタップ推定を行うことが可能になるなどの効果がある。
【０１２７】
この発明によれば、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数と、第二適応フィルタ手段の第二タップ係数とで、互いの長さに違いを持たせるように構成したので、エコーパス変動や無限大損失に対してもさらに追従性の高いタップ推定を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるエコーキャンセラ装置を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１における第一タップ係数および第二タップ係数の選択タイミングを示す説明図である。
【図３】従来のエコーキャンセラ装置と実施の形態１におけるエコーキャンセラ装置の性能比較を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるエコーキャンセラ装置を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態３によるエコーキャンセラ装置を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態４によるエコーキャンセラ装置を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態５によるエコーキャンセラ装置を示すブロック図である。
【図８】実施の形態５における第一乗算係数と第二乗算係数の時間的変化を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態１によるエコーキャンセラ装置と実施の形態６によるエコーキャンセラ装置の性能比較を示す説明図である。
【図１０】従来のエコーキャンセラ装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１ 受信信号、１０２ 送信信号、１０３ 第一適応フィルタ手段、１０４ 第一減算手段、１０５ 第二適応フィルタ手段、１０６ 第二減算手段、１０７ 第一適応フィルタ更新制御手段、１０８ 第二適応フィルタ更新制御手段、１０９ 適応フィルタ選択手段、１１０ エコーキャンセラ出力信号（第一誤差信号）、１１１ 第一適応フィルタ手段、１１２ 第二適応フィルタ手段、１１３ 第一適応フィルタ更新制御手段、１１４ 第二適応フィルタ更新制御手段、１１５，１１６ 適応フィルタ選択手段、１１７ 誤差信号緩衝制御手段、１１８ 第一乗算手段、１１９ 第二乗算手段、１２０ 加算手段、１２１ エコーキャンセラ出力信号。
【発明の属する技術分野】
この発明は近端話者と遠端話者が伝送路を経由して通話を行うシステムにおいて、近端話者側で発生するエコーを抑圧するエコーキャンセラ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は例えば特開平１０−２４２８９１号公報に示された、従来のエコーキャンセラ装置の構成を示すブロック図である。図において、１は受信信号、２は送信信号、３は第一適応フィルタ手段、４は第一減算手段、５は第二適応フィルタ手段、６は第二減算手段、７は適応フィルタ制御手段、８はフィルタ選択手段、９はタップ係数メモリ手段、１０は擬似エコー生成手段、１１は第三減算手段、１２，１３は遅延手段、１４はエコーキャンセラ出力信号である。
【０００３】
次に動作について説明する。
このように構成された従来のエコーキャンセラ装置は、第一タップ係数、第二タップ係数、および第三タップ係数を持っている。第一タップ係数は第一適応フィルタ手段３で第一収束係数を用いて毎サンプルごとに更新される。そして同時に、第一適応フィルタ手段３は、この第一タップ係数と受信信号１を用いて第一擬似エコー信号を生成し、それを第一減算手段４に出力する。第一減算手段４は送信信号２からこの第一擬似エコー信号を減算して第一誤差信号を生成し、適応フィルタ制御手段７に出力する。なお、第一適応フィルタ手段３のタップ係数の更新には、以下の式（１）が用いられる。
【０００４】
ここで、上記式（１）において、ｋはタップの番号（ｋ＝０，１，…，Ｎ）、ｊはｊ時点であり、Ｈｋ，ｊはｋタップのｊ時点でのタップ係数、Ｈｋ，ｊ＋１はｋタップのｊ＋１時点でのタップ係数、つまり次のサンプル時点のタップ係数を示す。また、Ｅ１ｊはｊ時点での誤差信号であり、Ｘｊ−ｋはｊ−ｋ時点での受信信号１である。μは収束係数と呼ばれる収束速度を決定するためのパラメータであり、この収束係数μを大きくすると収束速度が速くなり、小さくすると収束速度が遅くなる。なお、式（１）中のαは次の式（２）で与えられる。
【０００６】
【数１】
第二タップ係数は、第二適応フィルタ手段５において、第一収束係数より小さい第二収束係数で上記式（１）を用いて、第一適応フィルタ手段３の場合と同様に毎サンプルごとに更新される。そして同時に、第二適応フィルタ手段５は、この第二タップ係数と受信信号１とを用いて第二擬似エコー信号を生成し、それを第二減算手段６に出力する。第二減算手段６はこの第二擬似エコー信号を送信信号２から減算して第二誤差信号を生成し、それを適応フィルタ制御手段７に出力する。
【０００８】
また、第三タップ係数は、上記第一タップ係数と第二タップ係数、およびタップ係数メモリ手段９からの第三タップ係数のいずれかから、フィルタ選択手段８によって選択されたタップ係数を持つ。この第三タップ係数はタップ係数メモリ手段９に送られて保持される。
【０００９】
なお、適応フィルタ制御手段７は、第一誤差信号と第二誤差信号、および受信信号１と送信信号２を入力し、タップ係数更新周期であるＭサンプルごとに、Ｍサンプル間の各信号の平均パワーを算出し、以下に示す式（３）から式（６）とその条件判断によって、第一タップ係数、第二タップ係数、および第三タップ係数のいずれを選択するかの情報をフィルタ選択手段８へ出力する。
【００１０】
Ｘ＜ｐ１ ．．．．．． （３）
Ｓ＞ｐ２×Ｘ （ただし、ｐ２≦０．５） ．．．．．． （４）
ｐ３×｜Ｅ１｜ ＜ ｜Ｅ２｜ ．．．．．． （５）
ｐ４×｜Ｅ２｜ ＜ ｜Ｓ｜ ．．．．．． （６）
【００１１】
なお、上記式（３）から式（６）においては、送信信号２のレベルをＳ、受信信号１のレベルをＸ、第一誤差信号のレベルをＥ１、第二誤差信号のレベルをＥ２としている。また各式中のｐ１からｐ４は所定の定数であり、これらは使用環境に応じて決定される。
【００１２】
ここで、上記式（３）から式（６）を用いたタップ係数の選択条件は以下の通りである。
条件［１］：式（３）が成立した場合、または式（３）が不成立で式（４）が成立した場合、第三タップ係数を選択する。
条件［２］：式（３），式（４）がともに不成立で、かつ式（５）が成立した場合、第一タップ係数を選択する。
条件［３］：式（３），式（４），式（５）が全て不成立で、かつ式（６）が成立した場合、第二タップ係数を選択する。
条件［４］：式（３）から式（６）の全てが不成立の場合、第三タップ係数を選択する。
【００１３】
次に、擬似エコー生成手段１０では、上記フィルタ選択手段８で選択されてタップ係数メモリ手段９に保持されたタップ係数と、遅延手段１３で遅延させた受信信号１とを用いて第三擬似エコー信号を生成し、それを第三減算手段１１に出力する。第三減算手段１１では、遅延手段１２で遅延させた送信信号２からこの第三擬似エコー信号を減算し、それをエコーキャンセラ出力信号１４として出力する。
【００１４】
なお、このようなエコーキャンセラ装置に関する記載がある文献としては、この他にも、例えば特開平９−１４８９６５号公報、特開平９−１８１６５３号公報などがある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエコーキャンセラ装置は以上のように構成されているので、以下に述べるような課題があった。
【００１６】
式（４）に含まれる定数ｐ２の値は、使用するエコーパスの環境に応じて予め決定しておく必要があり、従来のエコーキャンセラ装置の適応フィルタ制御手段７はこの所定の定数に応じたエコーパス環境のみにしか対応できない。
【００１７】
第一適応フィルタ手段３および第二適応フィルタ手段５はタップ係数を毎サンプルごとに必ず更新しているため、受信信号１、送信信号２ともに入力がない時や、送信信号２のみ入力されている時、あるいはダブルトーク時には、第一適応フィルタ手段３および第二適応フィルタ手段５の双方のタップ係数が劣化してしまい、ダブルトーク時においては、その劣化の程度によっては第一誤差信号のレベルが第二誤差信号のレベルを下回る可能性があり、そのような場合には上記条件［２］が成立し、誤って劣化した第一タップ係数が選択されて、劣化したタップ係数を保持するタップ係数メモリ手段９と擬似エコー生成手段１０から出力される擬似エコー信号は、エコーを消去するための信号とは異なるものとなり、エコーを消去するだけでなくエコーを増幅させてしまう可能性がある。
【００１８】
タップ係数更新周期であるＭの値を小さくすると、その区間中におけるタップ係数の更新の回数が少ないため、第一タップ係数と第二タップ係数の推定の精度にほとんど差が現れず、送信信号２と第一誤差信号と第二誤差信号のレベルに差が現れないため、上記条件［２］あるいは条件［３］を満たせなくなって、常時条件［４］が選択されて、タップ係数の推定が進まない可能性があり、それを回避するために、上記Ｍとしてある程度の大きな値をとると、エコーキャンセラ出力信号１４の遅延時間が長くなって、その遅延により遠端側の話者が通話時に違和感を感じる可能性が生じ、また遅延時間が長くなるとその遅延信号を保持するためのメモリ量も大きくなって、遅延手段１２，１３の回路規模が大きくなる。
【００１９】
第一適応フィルタ手段３および第二適応フィルタ手段５とタップ係数メモリ手段９の３箇所で、タップ係数を保持しておく必要があるため、長いタップ係数を必要とするエコーキャンセラ装置においては、タップ係数を保持するためのメモリ量が大きくなって回路規模が大きくなる。
【００２０】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、使用環境に依存しないエコーキャンセラ装置を提供しながらも、エコー消去性能の劣化をなくし、エコーキャンセラ出力信号に遅延時間を持たせることがなく、かつ回路規模を大きくすることのないエコーキャンセラ装置を得ることを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るエコーキャンセラ装置は、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数の更新の有無を第一適応フィルタ更新制御手段によって制御して第一擬似エコー信号を、また第二適応フィルタ手段の第二タップ係数の更新の有無を第二適応フィルタ更新制御手段によって制御して第二擬似エコー信号を生成し、その第一適応フィルタ手段からの第一擬似エコー信号を減算入力とする第一減算手段から出力される第一誤差信号をエコーキャンセラ出力信号とし、第二適応フィルタ手段からの第二擬似エコー信号を減算入力とする第二減算手段から出力される第二誤差信号、上記第一減算手段からの第一誤差信号、受信信号、送信信号、および上記第二適応フィルタ手段で推定した第二タップ係数を適応フィルタ選択手段に入力し、この適応フィルタ選択手段にて、送信信号、第一誤差信号、第二誤差信号、および受信信号のレベル関係に応じて、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数を入力された第二タップ係数に置き換えるようにしたものである。
【００２２】
この発明に係るエコーキャンセラ装置は、受信信号と第一誤差信号を入力とする第一適応フィルタ手段で、所定のタップ係数更新アルゴリズムによる第一タップ係数の更新を行い、その第一タップ係数を用いて第一擬似エコー信号を生成するとともに、受信信号と第二誤差信号を入力とする第二適応フィルタ手段で、第一適応フィルタ手段で用いたものとは異なるタップ係数更新アルゴリズムによる第二タップ係数の更新を行い、その第二タップ係数を用いて第二擬似エコー信号を生成するようにしたものである。
【００２３】
この発明に係るエコーキャンセラ装置は、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数の更新と、第二適応フィルタ手段の第二タップ係数の更新とで、互いに異なったタップ係数更新アルゴリズムとフィルタ更新制御手段を用いるようにしたものである。
【００２４】
この発明に係るエコーキャンセラ装置は、適応フィルタ選択手段に第一タップ係数も入力し、その適応フィルタ選択手段に、送信信号と第一誤差信号と第二誤差信号と受信信号のレベル関係に応じて、入力された第二タップ係数による第一適応フィルタ手段の第一タップ係数の置き換え、もしくは入力された第一タップ係数による第二適応フィルタ手段の第二タップ係数の置き換えを行う機能を持たせたものである。
【００２５】
この発明に係るエコーキャンセラ装置は、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数を入力された第二タップ係数によって、もしくは第二適応フィルタ手段の第二タップ係数を入力された第一タップ係数によって置き換える際に、線形的な補間方法を用いてその置き換えを行う機能を、適応フィルタ選択手段に持たせたものである。
【００２６】
この発明に係るエコーキャンセラ装置は、誤差信号緩衝制御手段が判定結果に基づいて第一乗算係数と第二乗算係数を生成し、その第一乗算係数を第一乗算手段にて第一減算手段からの第一誤差信号に、第二乗算係数を第二乗算手段にて第二減算手段からの第二誤差信号にそれぞれ乗算し、第一乗算誤差信号と第二乗算誤差信号とを生成して加算手段に入力し、それら両信号の和をエコーキャンセラ出力信号として出力するようにしたものである。
【００２７】
この発明に係るエコーキャンセラ装置は、第一適応フィルタ手段と第二適応フィルタ手段との間で、第一タップ係数更新用の収束係数の値と、第二タップ係数の更新用の収束係数の値に違いを持たせるようにしたものである。
【００２８】
この発明に係るエコーキャンセラ装置は、第一適応フィルタ手段と第二適応フィルタ手段との間で、それらが持つ第一タップ係数の長さと第二タップ係数の長さを、互いに異なる値に設定するようにしたものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるエコーキャンセラ装置の構成を示すブロック図である。図において、１０１は遠端話者側の音声が伝送路（図示省略）を経由して近端話者側に送られてくる受信信号である。１０２は遠端話者側に近端話者側から送られる音声に、受信信号１０１の出力端子から近端話者側のエコーパスを通って発生したエコー信号が重畳された送信信号である。
【００３０】
また、１０３はこの受信信号１０１と後述する第一減算手段からの第一誤差信号を入力とし、後述する第一適応フィルタ更新制御手段の判定結果によって第一タップ係数の更新の有無が制御され、かつその第一タップ係数を用いて第一擬似エコー信号を生成する第一適応フィルタ手段である。１０４は送信信号１０２を加算入力に、第一適応フィルタ手段１０３からの第一擬似エコー信号を減算入力にそれぞれ入力することで、送信信号１０２からエコー成分を消去した第一誤差信号を生成し、それをエコーキャンセラ出力信号として出力する上記第一減算手段である。１０５は受信信号１０１と後述する第二減算手段からの第二誤差信号を入力とし、後述する第二適応フィルタ更新制御手段の判定結果によって第二タップ係数の更新の有無が制御され、かつその第二タップ係数を用いて第二擬似エコー信号を生成する第二適応フィルタ手段である。１０６は送信信号１０２を加算入力、第二適応フィルタ手段１０５からの第二擬似エコー信号を減算入力にそれぞれ入力することで、送信信号１０２からエコー成分を消去した第二誤差信号を生成する上記第二減算手段である。
【００３１】
１０７は第一減算手段１０４の出力する第一誤差信号と、受信信号１０１および送信信号１０２とを入力とし、第一タップ係数の更新を行うか否かの判定を行う上記第一適応フィルタ更新制御手段である。１０８は受信信号１０１を入力とし、第一適応フィルタ更新制御手段１０７とは異なる制御方法を用いて、第二タップ係数の更新を行うか否かの判定を行う上記第二適応フィルタ更新制御手段である。１０９は受信信号１０１と送信信号１０２、第一減算手段１０４より出力された第一誤差信号と第二減算手段１０６より出力された第二誤差信号、および第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を入力として、送信信号１０２、第一誤差信号、第二誤差信号、および受信信号１０１のレベル関係によって、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を、その入力された第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数に置き換える適応フィルタ選択手段である。１１０は第一減算手段１０４より出力された第一誤差信号によるエコーキャンセラ出力信号である。
【００３２】
次に動作について説明する。
第一適応フィルタ手段１０３は第一タップ係数を持ち、受信信号１０１と第一減算手段１０４の出力結果である第一誤差信号とを入力として、自身が持っている第一タップ係数の更新を行う。ここで、この実施の形態１では、このタップ係数の更新方法については、適応フィルタを用いた適応アルゴリズムとして、例えばＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムを使用するものとする。第一適応フィルタ手段１０３においてはこのＬＭＳアルゴリズムによって、第一タップ係数を近端話者側のエコーパスのインパルス応答に近似させる処理を行う。この第一適応フィルタ手段１０３における第一タップ係数の更新は、第一適応フィルタ更新制御手段１０７の出力する第一タップ係数の更新を行うか否かの判定結果によって制御される。また第一適応フィルタ手段１０３では、第一タップ係数と受信信号１０１との畳み込み演算によって第一擬似エコー信号を生成する。
【００３３】
なお、上記説明においては、ＬＭＳアルゴリズムを用いてタップ係数の更新を行う場合について記述したが、カルマンアルゴリズムなどの他の適応アルゴリズムを用いてもよく、上記ＬＭＳアルゴリズムを用いた場合と同様の効果が期待できる。
【００３４】
また、第一減算手段１０４は送信信号１０２を加算入力とし、上記第一適応フィルタ手段１０３からの第一擬似エコー信号を減算入力として両者の差分を演算し、第一誤差信号を求めて出力する。なお、この第一誤差信号は第一適応フィルタ手段１０３自身と、第一適応フィルタ更新制御手段１０７および適応フィルタ選択手段１０９に入力されるとともに、エコーキャンセラ出力信号１１０として伝送路（図示省略）に出力される。
【００３５】
第二適応フィルタ手段１０５も同様に、第二タップ係数を持ち、受信信号１０１と第二減算手段１０６の出力結果である第二誤差信号を入力として、自身の第二タップ係数の更新を行う。このタップ係数の更新方法については、上記第一適応フィルタ手段１０３の場合と同様に、例えばＬＭＳアルゴリズムを用いて行われる。この第二適応フィルタ手段１０５よる第二タップ係数の更新は、第二適応フィルタ更新制御手段１０８の出力する第二タップ係数の更新要否の判定結果に基づく制御信号によって制御される。なお、この第二適応フィルタ手段１０５においては、第二タップ係数と受信信号１０１との畳み込み演算によって第二擬似エコー信号を生成する。
【００３６】
第二減算手段１０６においても同様に、送信信号１０２を加算入力とし、第二適応フィルタ手段１０５からの第二擬似エコー信号を減算入力として、両者の差分である第二誤差信号を求めて出力する。なお、この第二誤差信号は第二適応フィルタ手段１０５自身、および適応フィルタ選択手段１０９に入力される。
【００３７】
第一適応フィルタ更新制御手段１０７では、受信信号１０１および送信信号１０２と、第一減算手段１０４で求めた第一誤差信号とを入力として、第一タップ係数の更新を行うか否かの判定を行い、第一タップ係数の更新の要否を示す制御信号を生成して第一適応フィルタ手段１０３に出力する。なお、第二適応フィルタ更新制御手段１０８では、受信信号１０１のみを入力とし、第一適応フィルタ更新制御手段１０７とは異なる制御方法によって第二タップ係数の更新を行うか否かの判定を行い、第二タップ係数の更新の要否を示す制御信号を生成して第二適応フィルタ手段１０５に出力する。
【００３８】
適応フィルタ選択手段１０９は、受信信号１０１および送信信号１０２と、第一減算手段１０４からの第一誤差信号、第二減算手段１０６からの第二誤差信号、および第二適応フィルタ手段１０５の持つ第二タップ係数を入力とし、第二タップ係数の推定精度が第一タップ係数のそれに比べてより高いと判断されると、その入力された第二タップ係数を第一適応フィルタ手段１０３に出力する。第一適応フィルタ手段１０３はこの適応フィルタ選択手段１０９から受け取った第二タップ係数を第一タップ係数へ代入する。
【００３９】
以下、第一適応フィルタ更新制御手段１０７および第二適応フィルタ更新制御手段１０８と、適応フィルタ選択手段１０９について詳細に説明する。
ここで、送信信号１０２には、受信信号１０１の出力端子から近端話者側のエコーパスを通って発生したエコー信号となって入力されるエコー成分と、近端話者側の音声として入力される近端信号成分の２つの成分が存在する。第一適応フィルタ更新制御手段１０７および第二適応フィルタ更新制御手段１０８は、送信信号１０２にこのエコー成分のみが存在しているか否かを検知するものである。第一適応フィルタ更新制御手段１０７および第二適応フィルタ更新制御手段１０８はその検知結果に基づいて、送信信号１０２においてエコー成分のみが存在する場合には、第一適応フィルタ手段１０３および第二適応フィルタ手段１０５による第一タップ係数と第二タップ係数の更新を行う。
【００４０】
一方、それ以外の、送信信号１０２に近端信号成分のみが存在する場合や、エコー成分と近端信号成分の双方がともに存在する場合（ダブルトーク時）には、第一適応フィルタ手段１０３および第二適応フィルタ手段１０５での第一タップ係数および第二タップ係数の推定が正しく行われなくなる。そのため、第一タップ係数および第二タップ係数の劣化を招き、エコーを消去するだけでなく、エコーをかえって増幅させてしまう危険性がある。従って、そのような場合には、第一適応フィルタ手段１０３および第二適応フィルタ手段１０５における第一タップ係数および第二タップ係数の更新を停止させる。
【００４１】
なお、この第一タップ係数および第二タップ係数の更新の停止は、次のように制御される。すなわち、第一適応フィルタ更新制御手段１０７では、以下に示す式（７）と式（８）の組み合わせを用いて、次の条件［５］あるいは条件［６］で示された選択条件が成立した場合に、第一適応フィルタ手段１０３における第一タップ係数の、第二タップ係数による更新を停止する。
【００４２】
Ｘ＜ｐ１ ．．．．．． （７）
Ｅｎ１×ｐ５＞Ｓ ．．．．．． （８）
条件［５］：式（７）が成立した場合。
条件［６］：式（７）が不成立でかつ式（８）が成立した場合。
【００４３】
また第二適応フィルタ更新制御手段１０８では、上記式（７）のみを用い、条件［５］で示された選択条件が成立した場合に、第二適応フィルタ手段１０５における第二タップ係数の、第一タップ係数による更新を停止する。
【００４４】
ここで、上記式（７）および式（８）において、Ｓは送信信号１０２のＫサンプル間の平均パワーレベル、Ｘは受信信号１０１のＫサンプル間の平均パワーレベル、Ｅｎ１は第一誤差信号のＫサンプル間の平均パワーレベルであり、ｐ１とｐ５は所定の定数である。
【００４５】
なお、この第一適応フィルタ更新制御手段１０７で用いる式（８）の定数ｐ５の値は、「従来の技術」の欄で説明した式（６）の定数ｐ４の値よりも大きいものに設定しておく。ここで、第一タップ係数の推定が十分でない初期推定時や、エコーパスが変動して推定すべき第一タップ係数が変化した場合などでは、送信信号１０２がエコー成分だけであっても誤ってダブルトークであると判断し、第一適応フィルタ手段１０３による第一タップ係数の更新を停止させてしまう可能性がある。しかしながら、式（８）の定数ｐ５を式（６）の定数ｐ４よりも大きくしておくことにより、送信信号１０２のレベルが第一誤差信号レベルを大きく上回るときのみ、ダブルトーク時でも第一適応フィルタ手段１０３による第一タップ係数の更新が行われるため、ダブルトーク時にタップ係数を大きく劣化させる要因がなくなり、第一タップ係数を発散させることはない。
【００４６】
よって、安定した第一タップ係数と受信信号１０１の畳み込みから、第一適応フィルタ手段１０３によって生成される第一擬似エコー信号を、第一減算手段１０４にて送信信号１０２から減算して生成した第一誤差信号は常に安定しており、エコーを増幅させることもなく、安定したエコーキャンセラ出力信号１１０を得ることができる。
【００４７】
しかしながら、第一適応フィルタ手段１０３だけでは、エコー増幅を伴わない安定したエコーキャンセラ出力信号１１０を得られたとしても、第一適応フィルタ手段１０３において、第一タップ係数の更新停止が頻繁に発生してタップ係数が収束せず、送信信号１０２に含まれるエコー成分をいつまでも消し去ることができない可能性がある。この問題を解決するのが、第二適応フィルタ手段１０５と第二適応フィルタ更新制御手段１０８、および適応フィルタ選択手段１０９である。
【００４８】
この第二適応フィルタ更新制御手段１０８では上記式（７）のみの判定によって、第二適応フィルタ手段１０５による第二タップ係数の更新を行うか否かの判定を行っている。このため、受信信号１０１が有音状態では、常に第二適応フィルタ手段１０５での第二タップ係数の更新を行うことになる。この場合、ダブルトーク時などにおいては第二タップ係数が劣化する可能性があるが、送信信号１０２においてエコー成分のみが存在する時には、常に第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を更新することが可能であるため、第一適応フィルタ手段１０３で推定される第一タップ係数と比べて、第二タップ係数は素早く収束させることが可能となる。
【００４９】
なお、この実施の形態１では、第一適応フィルタ更新制御手段１０７および第二適応フィルタ更新制御手段１０８による適応フィルタ更新制御方法として、式（７）および式（８）を用いるものを示したが、第一適応フィルタ更新制御手段１０７については、ダブルトーク時などを正しく検知し、第一タップ係数の更新を行うか否かの判定精度が高い別の適応フィルタ更新制御方法を使用することも可能であり、また、第二適応フィルタ更新制御手段１０８については、第二タップ係数を素早く収束させることのできる別の適応フィルタ更新制御方法を使用することも可能である。
【００５０】
次に、適応フィルタ選択手段１０９では、安定度の高い第一タップ係数を選択するか、収束が早い第二タップ係数を選択するかの決定を行う。適応フィルタ選択手段１０９では、以下に示す式（９）〜式（１２）の４つの式を用いて、第一タップ係数あるいは第二タップ係数のいずれを選択するかの判定を行う。判定の結果、第二タップ係数が選択された場合には、第一適応フィルタ手段１０３は適応フィルタ選択手段１０９から第二タップ係数を入力し、それを自身の第一タップ係数に代入する。
【００５１】
Ｘｎ（ｉ）＞ｐ１ ．．．．． （９）
Ｅｎ２（ｉ）×ｐ５＜Ｓｎ（ｉ） ．．．． （１０）
Ｅｎ１（ｉ）×ｐ６＜Ｓｎ（ｉ） ．．．． （１１）
Ｅｎ１（ｉ）＞Ｅｎ２（ｉ）×ｐ７ ．．．． （１２）
【００５２】
なお、上記式（９）〜式（１２）において、Ｓｎ（ｉ）は時刻ｉにおける送信信号１０２のＫサンプル間の平均パワーレベル、Ｘｎ（ｉ）は時刻ｉにおける受信信号１０１のＫサンプル間の平均パワーレベルであり、Ｅｎ１（ｉ）は時刻ｉにおける第一誤差信号のＫサンプル間の平均パワーレベル、Ｅｎ２（ｉ）は時刻ｉにおける第二誤差信号のＫサンプル間の平均パワーレベルである。ｐ１，ｐ５，ｐ６およびｐ７は所定の定数であり、定数ｐ５，ｐ６，ｐ７の値は１以上となっている。
【００５３】
また、この適応フィルタ選択手段１０９では、内部に初期推定前モードと初期推定後モードの２つのモードを持っており、エコーキャンセラ動作を開始する場合には上記初期推定前モードから開始する。初期推定前においては、第一適応フィルタ更新制御手段１０７で上記式（８）における定数ｐ５の値を大きく設定しているため、送信信号１０２がエコー成分だけであってもダブルトーク時と判定されて、第一適応フィルタ手段１０３による第一タップ係数の更新はほとんど行われない。そのため、できるだけ早く収束した第二タップ係数を第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数に代入させるために、式（９）と式（１０）がともに成立した場合に、適応フィルタ選択手段１０９は第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数に代入することを決定する。この式（１０）によって、送信信号１０２のレベルＳｎ（ｉ）が第二誤差信号レベルＥｎ２（ｉ）を大きく上回ったこと検知し、第二タップ係数が十分推定できていると判定することができる。
【００５４】
これにより、第一タップ係数は劣化したタップ係数が選択されることはなくなる。このように、図１０に示した従来のエコーキャンセラ装置とは異なり、第一タップ係数として劣化した第二タップ係数を選択して擬似エコー信号を生成することはないため、エコーを増幅させる危険性は回避される。そして、その第二タップ係数の第一タップ係数への代入完了後に、初期推定前モードから初期推定後モードへモードを遷移させる。
【００５５】
初期推定後では、エコーパスの変動がなければ、第一適応フィルタ更新制御手段１０７において、送信信号１０２がダブルトークかエコー成分のみかを正しく判断することができ、第一適応フィルタ手段１０３での第一タップ係数の更新が停止することもなく、適切なタップ係数の更新が行われる。
【００５６】
しかし、自動車電話用のハンズフリー通話などに適応したエコーキャンセラ装置では、初期推定後においても、受信信号１０１の出力端子であるスピーカと、送信信号１０２の入力端子であるマイクの間のエコーパスは、自動車に乗車している人の動きによって、あるいは車内の窓の開閉状況等に応じて刻々と変化している。従って、送信信号１０２から常にエコー成分を消し去るには、そのエコーパスの変動に追従して第一タップ係数および第二タップ係数を推定してゆかなければならない。
【００５７】
上記のようなエコーパスの変動によって、現時刻で推定を完了している第一タップ係数および第二タップ係数と、エコーパス変動後の推定しなければならない第一タップ係数および第二タップ係数との間に隔たりが生まれる。そのため、第一適応フィルタ手段１０３からの第一擬似エコー信号と、送信信号１０２のエコー成分となるエコー信号との間に差が生じ、送信信号１０２からエコー成分を消去する性能が劣化してしまう。そのため、上記式（８）の条件が成立する状況になり、第一適応フィルタ更新制御手段１０７でタップ係数更新停止区間であると判断する可能性が生じる。その際に素早く適切な第二タップ係数を第一タップ係数に代入して追従性を高めるために、式（９）、式（１１）および式（１２）が全て成立した場合に、適応フィルタ選択手段１０９は第二タップ係数を第一タップ係数に代入することを決定する。
【００５８】
すなわち、まず式（９）と式（１１）が成立することにより、第一誤差信号レベルＥｎ１（ｉ）が送信信号１０２のレベルＳｎ（ｉ）を一定比率だけ下回るため、現在の送信信号１０２がエコー成分のみの状態であると検知できる。そして式（１２）が成立することにより、第一誤差信号レベルＥｎ１（ｉ）が第二誤差信号レベルＥｎ２（ｉ）を一定比率だけ上回るレベルであることから、第一タップ係数は推定の進んでいないエコーパス変動前のタップ係数を持ち、第二タップ係数はエコーパス変動後に推定が進んだタップ係数であると判断できる。よって、これら全てが成立した場合には、エコーパス変動が発生したと検知でき、第一タップ係数はエコーパス変動においても常に安定した係数を保てる。このようにして、エコーパスが変動した場合でも常に送信信号１０２からエコー成分を消去することが可能となり、かつ第一適応フィルタ手段１０３による第一タップ係数の更新を停止させることはない。
【００５９】
ただし、ダブルトーク時においては、第一適応フィルタ更新制御手段１０７の式（８）によって、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数は更新されないため、第一タップ係数は劣化することはなく、そして式（９）、式（１１）および式（１２）が全て成立することはないので、適応フィルタ選択手段１０９が第二タップ係数を第一タップ係数に代入する決定を行わない。そのため、図１０に示した従来のエコーキャンセラ装置のように、第一減算手段１０４からの第一誤差信号のレベルが、第二減算手段１０６からの第二誤差信号のレベルを下回ることだけを条件とする場合とは異なり、ダブルトーク時に劣化したタップ係数を誤って選択し、そのタップ係数によって擬似エコー信号を生成するようなことはないため、エコーを増幅することはなくなる。
【００６０】
さらに、無限大損失といわれる、エコーパスの一部が切断されてエコーパスの内容が瞬時に開放状態になる極めて大きいエコーパスの変動に追従してゆくために、単なるエコーパス変動時の検知とは別に、上記式（９）と式（１０）が成立し、式（１１）が不成立となる状態がＰ回連続して満たされた場合、無限大損失があったと判断して、適応フィルタ選択手段１０９は第二タップ係数の第一タップ係数への代入を決定する。まず式（９）と式（１０）が成立することにより、第二タップ係数が十分推定できていると検知できる。しかし、式（１１）は不成立であるため、第一誤差信号のレベルＥｎ１（ｉ）が送信信号１０２のレベルＳｎ（ｉ）を一定比率だけ下回っておらず、現在の送信信号１０２がエコー成分のみの状態であるとは検知できない。そのため、式（９）と式（１０）が成立してもすぐには第二タップ係数が十分推定できているとは判断しないが、式（９）と式（１０）が成立し、式（１１）が不成立の状態がＰ回連続して満たされた場合には、式（９）と式（１０）で検知した第二タップ係数が十分推定できていると判定して、無限大損失によって第一タップ係数の推定精度が大きく劣化していると判断する。
【００６１】
このように、式（９）と式（１０）が成立し、式（１１）が不成立となる状態がＰ回連続して満たされた場合には、無限大損失が発生したことを検知できる。これによって、無限大損失が発生した場合でも常に送信信号２からエコー成分を消去することが可能であり、かつ第一適応フィルタ手段１０３による第一タップ係数の更新を停止させることはない。ただし、ダブルトーク時においては、第一適応フィルタ更新制御手段１０７の式（８）によって、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数は更新されないため第一タップ係数は劣化せず、式（９）と式（１０）が成立し、式（１１）が不成立の状態がＰ回連続して満たされることはなく、適応フィルタ選択手段１０９が第二タップ係数を第一タップ係数に代入する決定を行うことはない。そのため、図１０に示した従来のエコーキャンセラ装置のように、第一誤差信号のレベルが第二誤差信号のレベルを下回ることだけを条件とする場合とは異なり、誤ってダブルトーク時に劣化したタップ係数を選択し、そのタップ係数で擬似エコー信号を生成することがなくなり、エコーを増幅させる危険性を回避することができる。
【００６２】
図２はこの実施の形態１における第一タップ係数および第二タップ係数の選択タイミングを示す説明図であり、縦軸はエコーキャンセラ出力信号１１０のレベル、横軸は時間を示している。なお、図中の実線は第一誤差信号のレベルＥｎ１（ｉ）、二点鎖線は第二誤差信号のレベルＥｎ２（ｉ）、点線は送信信号１０２のレベルＳｎ（ｉ）をそれぞれ表している。ここで、この図２における、時刻０からｔ６までは、送信信号１０２がエコー成分のみの区間である。また時刻ｔ１はエコーキャンセラ動作開始から徐々に推定を行ってゆき、初期推定前モードにおいて第二タップ係数を第一タップ係数に代入するタイミングを示している。この第二タップ係数の第一タップ係数への代入完了後に、初期推定前モードから初期推定後モードへモードが遷移する。
【００６３】
また、時刻ｔ２はエコーパスが変動したタイミングを示しており、時刻ｔ３はそのエコーパス変動を検知して、初期推定後モードにおいて第二タップ係数を第一タップ係数に代入するタイミングを示している。時刻ｔ４は無限大損失が発生したタイミングを示しており、時刻ｔ５はその無限大損失を検知して、初期推定後モードにおいて第二タップ係数を第一タップ係数に代入するタイミングを示している。時刻ｔ６から時刻ｔ７まではダブルトーク区間である。この間、第二タップ係数は第二適応フィルタ更新制御手段１０８にて、式（７）のみによって制御されるため、推定精度が大きく劣化し、第二誤差信号レベルも送信信号１０２のレベルを上回ることになる。しかし、第一タップ係数は第一適応フィルタ更新制御手段１０７の式（７）および式（８）で制御され、かつ定数ｐ５の値も大きなものであるため、ほとんどタップ係数の推定精度を劣化されることはない。そして、このダブルトーク区間では第二タップ係数を第一タップ係数へ代入する判定も行われない。よって、この時刻ｔ６から時刻ｔ７までのダブルトーク区間にエコーが増幅され、エコーキャンセラ出力信号１１０である第一誤差信号レベルが送信信号１０２のレベルより大きく上回るようなことはない。
【００６４】
時刻ｔ７以降は、再度送信信号１０２がエコー成分のみとなる区間である。第一タップ係数はダブルトーク区間においてもタップ係数の推定劣化がほとんどないため、時刻ｔ６直前からタップ係数の推定精度にほとんど差がない。よって、エコーキャンセラ出力信号１１０のレベルは時刻ｔ６直前の第一誤差信号レベルとほとんど差がない出力が可能となる。
【００６５】
図３は従来のエコーキャンセラ装置とこの実施の形態１によるエコーキャンセラ装置の性能比較を示した説明図であり、縦軸はエコーキャンセラ出力信号１１０（１４）のレベル、横軸は時間を示している。なお、図中の実線はこの実施の形態１のエコーキャンセラ装置におけるエコーキャンセラ出力信号１１０のレベル、２点鎖線は従来のエコーキャンセラ装置におけるエコーキャンセラ出力信号１４のレベルをそれぞれ表している。従来のエコーキャンセラ装置では、Ｍサンプルのタップ係数更新周期を持っているため、Ｍサンプルの間隔ごとにタップ係数の更新が行われ、エコーキャンセラ出力信号１４のレベルは階段状に減少してゆく。また、Ｍサンプルの遅延手段１２を持って処理されるため、Ｍサンプル分の遅延が生じる。
【００６６】
一方、この実施の形態１によるエコーキャンセラ装置では、適応フィルタ選択手段１０９で毎サンプルごとの判定を行っているため、従来のエコーキャンセラ装置のようなＭサンプルのタップ係数更新周期を必要としない。また、遅延手段１２も持っておらず、その遅れがないため、従来のエコーキャンセラ装置と比べてエコーキャンセラ出力信号１１０のレベルをより早く低下させることができる。そして、この実施の形態１によるエコーキャンセラ装置は従来のエコーキャンセラ装置とは異なり、ダブルトーク時に２つのタップ係数を更新して、双方のタップ係数を劣化させることがないため、ダブルトーク時においても、タップ係数劣化の可能性を抑えることができ、ダブルトーク後に送信信号がエコー成分となったときにおいても、エコーキャンセラ出力信号１１０のレベルの増加を抑えることができる。
【００６７】
また、この実施の形態１によるエコーキャンセラ装置では、従来のエコーキャンセラ装置における適応フィルタ更新制御方法で用いた式（４）を必要としないため、所定の定数に応じたエコーパス環境のみにしか対応できない従来のエコーキャンセラ装置とは異なり、使用するエコーパス環境に依存しないエコーキャンセラ装置を実現することができ、また、第一タップ係数と第二タップ係数のみを用いており、遅延手段１２，１３も保有していない。
【００６８】
以上のように、この実施の形態１によれば、送信信号１０２、受信信号１０１、第一疑似エコー信号に基づいて第一減算手段１０４が生成した第一誤差信号、および第二疑似エコー信号に基づいて第二減算手段１０６が生成した第二誤差信号のレベル関係に応じて、第一適応フィルタ手段１０３が第一擬似エコー信号の生成に用いる第一タップ係数を、第二適応フィルタ手段１０５が第二擬似エコー信号の生成に用いる第二タップ係数に置き換えているので、常に安定したタップ係数で送信信号１０２からエコー成分を消去できるエコーキャンセラ出力信号１１０を得ながらも、タップ係数の更新が停止することなく、かつエコーパス変動や無限大損失に対しても追従性の高いタップ係数の更新が行え、また、従来のエコーキャンセラ装置と比べて、使用エコーパス環境に依存せずエコーを増幅させる危険性をなくしつつも、回路規模を小さくし、かつエコーキャンセラ出力信号１１０に遅延を伴わないエコーキャンセラ装置を実現することが可能になるなどの効果が得られる。
【００６９】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１においては、第一適応フィルタ手段と第二適応フィルタ手段が同一のタップ係数更新アルゴリズムを持っているエコーキャンセラ装置について説明したが、第一適応フィルタ手段と第二適応フィルタ手段とに互いに異なるタップ係数更新アルゴリズムを持たせるようにしてもよい。図４はそのようなこの発明の実施の形態２によるエコーキャンセラ装置の構成を示すブロック図である。図において、１０１は受信信号、１０２は送信信号、１０４は第一減算手段、１０６は第二減算手段、１０９は適応フィルタ選択手段、１１０はエコーキャンセラ出力信号（第一誤差信号）であり、これらは図１に同一符号を付して示した実施の形態１のそれらと同等の部分である。なお、実施の形態１の場合と同様に、受信信号１０１は遠端話者側の音声が伝送路を経由して入力されたもので、送信信号１０２は近端話者側の音声と受信信号１０１の出力端子から近端話者側のエコーパスを通って発生したエコー信号とが入力されたものである。
【００７０】
図１では、第一適応フィルタ手段１０３のタップ係数更新アルゴリズムと第二適応フィルタ手段１０５のタップ係数更新アルゴリズムは両者で同じ方式を用いていたが、１１１と１１２では異なるタップ係数更新アルゴリズムを用いている点で実施の形態１のそれらと異なっている。
【００７１】
１１３は図１に符号１０７を付して示した、上記第一適応フィルタ手段１１１の第一タップ係数の更新を行うか否かを判定する第一適応フィルタ更新制御手段に相当する第一適応フィルタ更新制御手段、１１４は同じく符号１０８を付して示した、第二適応フィルタ手段１１２の第二タップ係数の更新を行うか否かを判定する第二適応フィルタ更新制御手段に相当する第二適応フィルタ更新制御手段であるが、その判定に両者で同じ方法を用いている点で実施の形態１のそれらとは異なっている。
【００７２】
次に動作について説明する。
ここで、第一適応フィルタ手段１１１において第一タップ係数の更新に用いられるタップ係数更新アルゴリズムと、第二適応フィルタ手段１１２において第二タップ係数の更新に用いられるタップ係数更新アルゴリズムとしては、ＬＭＳアルゴリズム、高域強調型ＬＭＳアルゴリズム、アフィンアルゴリズム、カルマンアルゴリズム等の様々な種類があり、それぞれにおいてタップ係数の収束速度の違いを持っている。また、第一適応フィルタ更新制御手段１１３と第二適応フィルタ更新制御手段１１４とは、互いに同一の制御方法によって第一適応フィルタ手段１１１あるいは第二適応フィルタ手段１１２における、第一タップ係数もしくは第二タップ係数の更新を行うか否かを判定している。
【００７３】
この実施の形態２によるエコーキャンセラ装置では、第一適応フィルタ手段１１１で用いられる第一タップ係数のタップ係数更新アルゴリズムとして、第二適応フィルタ手段１１２で用いられる第二タップ係数のタップ係数更新アルゴリズムよりも収束速度の遅いタップ係数更新アルゴリズムを用いる。これによって、その収束速度の差から、ダブルトーク時などに誤って適応フィルタのタップ係数更新を行ってしまったとしても、タップ係数の劣化の程度を小さく抑えることが可能となる。これにより、図１に示した実施の形態１によるエコーキャンセラ装置の第一適応フィルタ更新制御手段１０７において、ダブルトーク時に第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を大きく劣化させる要因をなくしたように、この実施の形態２のエコーキャンセラ装置でも、第一適応フィルタ手段１１１の第一タップ係数を大きく劣化させる要因をなくすことができる。
【００７４】
このように、第一適応フィルタ手段１１１より出力される第一擬似エコー信号は、この第一適応フィルタ手段１１１における安定した第一タップ係数と受信信号１０１の畳み込みから生成されるので、第一減算手段１０４からの第一誤差信号は常に安定し、エコーを増幅させることもなく、安定したエコーキャンセラ出力信号１１０を得ることができる。
【００７５】
また、第二適応フィルタ手段１１２で用いられる第二タップ係数のタップ係数更新アルゴリズムとしては、第一適応フィルタ手段１１１で用いられる第一タップ係数のタップ係数更新アルゴリズムよりも収束速度の速いタップ係数更新アルゴリズムが用いられている。従って、ダブルトーク時などにおいてはタップ係数が劣化する可能性があるが、第一適応フィルタ手段１１１で推定される第一タップ係数と比べて第二タップ係数は素早く収束することが可能である。そのため、図１に示した実施の形態１によるエコーキャンセラ装置の第二適応フィルタ更新制御手段１０８において、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を素早く収束させたように、この実施の形態２のエコーキャンセラ装置においても、第二適応フィルタ手段１１２の第二タップ係数を素早く収束させることが可能であるため、エコーパス変動や無限大損失に対して追従性の高いタップ係数の推定が可能となる。
【００７６】
なお、上記説明においては、第一適応フィルタ更新制御手段１１３と第二適応フィルタ更新制御手段１１４とで、第一タップ係数もしくは第二タップ係数を更新するか否かの判定に同一の制御方法を用いたものを示したが、実施の形態１の場合と同様に、両者で異なった制御方法を用い、第一適応フィルタ手段１１１と第二適応フィルタ手段１１２とで異なるタップ更新アルゴリズムによる第一タップ係数もしくは第二タップ係数の更新を行わせるようにしてもよい。
【００７７】
以上のように、この実施の形態２によれば、第一適応フィルタ手段１０３における第一タップ係数のタップ係数更新アルゴリズムとして収束速度の遅いものを用い、第二適応フィルタ手段１０５における第二タップ係数のタップ係数更新アルゴリズムとして収束速度の早いものを用いているので、より安定したエコーキャンセラ出力信号１１０を得ることができ、かつエコーパス変動や無限大損失に対して、さらに追従性の高いタップ推定を行うことが可能となり、さらに、従来のエコーキャンセラ装置と比べて、使用エコーパス環境に依存せず、エコーを増幅させる危険性をなくしつつ、回路規模を小さくし、かつエコーキャンセラ出力信号１１０に遅延を伴わないエコーキャンセラ装置を実現することが可能になるなどの効果が得られる。
【００７８】
実施の形態３．
また、上記実施の形態１および実施の形態２においては、適応フィルタ選択手段が、受信信号、送信信号、第一誤差信号、第二誤差信号および第二タップ係数を入力して、第一タップ係数の第二タップ係数への置き換えを行うものについて説明したが、受信信号、送信信号、第一誤差信号、第二誤差信号、第二タップ係数とともに第一タップ係数も入力して、第一タップ係数の第二タップ係数による置き換え、および第二タップ係数の第一タップ係数による置き換えを行うようにしてもよい。
【００７９】
図５はそのようなこの発明の実施の形態３によるエコーキャンセラ装置の構成を示すブロック図である。図において、１０１は受信信号、１０２は送信信号、１０３は第一適応フィルタ手段、１０４は第一減算手段、１０５は第二適応フィルタ手段、１０６は第二減算手段、１０７は第一適応フィルタ更新制御手段、１０８は第二適応フィルタ更新制御手段、１１０はエコーキャンセラ出力信号であり、これらは図１に同一符号を付して示した実施の形態１のそれらと同等の部分である。なお、実施の形態１の場合と同様に、受信信号１０１は遠端話者側の音声が伝送路を経由して入力されたもので、送信信号１０２は近端話者側の音声と受信信号１０１の出力端子から近端話者側のエコーパスを通って発生したエコー信号とが入力されたものである。
【００８０】
また、１１５は図１に符号１０９を付して示した、実施の形態１の適応フィルタ選択手段に相当する適応フィルタ選択手段であるが、受信信号１０１、送信信号１０２、第一減算手段１０４からの第一誤差信号、第二減算手段１０６からの第二誤差信号、および第二適応フィルタ手段１０５の持つ第二タップ係数とともに、第一適応フィルタ手段１０３の持つ第一タップ係数も入力し、送信信号と第一誤差信号と第二誤差信号と受信信号のレベル関係に応じて、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数による、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数の置き換えを行うとともに、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数による、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数の置き換えも行っている点で、実施の形態１の適応フィルタ選択手段１０９とは異なっている。
【００８１】
次に動作について説明する。
第一適応フィルタ手段１０３は第一タップ係数を持ち、受信信号１０１と第一減算手段１０４の出力結果である第一誤差信号とを入力として、その第一タップ係数の更新を行う。ここで、このタップ係数の更新方法については、実施の形態１の場合と同様に、ＬＭＳアルゴリズムなどが用いられる。第一適応フィルタ手段１０３では第一タップ係数を近端話者側のエコーパスのインパルス応答に近似させる処理を行う。この第一適応フィルタ手段１０３における第一タップ係数の更新は、第一適応フィルタ更新制御手段１０７の出力する第一タップ係数の更新要否の判定結果によって制御される。また、第一適応フィルタ手段１０３では、第一タップ係数と受信信号１０１との畳み込み演算によって第一擬似エコー信号を生成する。
【００８２】
また、第一減算手段１０４は送信信号１０２を加算入力とし、上記第一適応フィルタ手段１０３より出力される第一擬似エコー信号を減算入力として両者の差分を演算し、それを第一誤差信号として出力する。なお、この第一誤差信号は第一適応フィルタ手段１０３自身と、第一適応フィルタ更新制御手段１０７および適応フィルタ選択手段１１５に入力されるとともに、エコーキャンセラ出力信号１１０として伝送路（図示省略）にも出力される。
【００８３】
同様に、第二適応フィルタ手段１０５も第二タップ係数を持ち、受信信号１０１と第二減算手段１０６の出力結果である第二誤差信号を入力として、その第二タップ係数の更新を行う。なお、タップ係数の更新方法については、上記第一適応フィルタ手段１０３の場合と同様である。この第二適応フィルタ手段１０５による第二タップ係数の更新は、第二適応フィルタ更新制御手段１０８の出力する第二タップ係数の更新要否の判定結果に基づく制御信号によって制御される。なお、この第二適応フィルタ手段１０５においては、第二タップ係数と受信信号１０１との畳み込み演算によって第二擬似エコー信号を生成する。
【００８４】
第二減算手段１０６においても同様に、送信信号１０２を加算入力とし、第二適応フィルタ手段１０５より出力される第二擬似エコー信号を減算入力として両者の差分を求め、それを第二誤差信号として出力する。なお、この第二誤差信号は第二適応フィルタ手段１０５自身、および適応フィルタ選択手段１１５に入力される。
【００８５】
第一適応フィルタ更新制御手段１０７では、受信信号１０１および送信信号１０２と、第一減算手段１０４からの第一誤差信号とを入力として、第一タップ係数の更新を行うか否かの判定を行い、第一タップ係数の更新の要否を示す制御信号を生成して第一適応フィルタ手段１０３に出力する。第二適応フィルタ更新制御手段１０８では、受信信号１０１を入力として、上記第一適応フィルタ更新制御手段１０７とは異なる制御方法によって第二タップ係数の更新を行うか否かの判定を行い、第二タップ係数の更新の要否を示す制御信号を生成して第二適応フィルタ手段１０５に出力する。
【００８６】
適応フィルタ選択手段１１５は、受信信号１０１および送信信号１０２と、第一減算手段１０４からの第一誤差信号および第二減算手段１０６からの第二誤差信号と、第一適応フィルタ１０３の第一タップ係数および第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を入力とし、上記第一タップ係数と第二タップ係数との推定精度の比較を行う。比較の結果、第二タップ係数の推定精度の方が第一タップ係数のそれより高いと判断されると、その第二タップ係数を第一適応フィルタ手段１０３に出力する。第一適応フィルタ手段１０３はこの適応フィルタ選択手段１１５から受け取った第二タップ係数を、自身の持つ第一タップ係数へ代入する。一方、第一タップ係数の推定精度の方が第二タップ係数のそれより高いと判断されると、その第一タップ係数を第二適応フィルタ手段１０５に出力する。第二適応フィルタ手段１０５はこの適応フィルタ選択手段１１５から受け取った第一タップ係数を、自身の持つ第二タップ係数へ代入する。
【００８７】
以下、第一適応フィルタ更新制御手段１０７および第二適応フィルタ更新制御手段１０８と、適応フィルタ選択手段１１５について詳細に説明する。
ここで、上記実施の形態１ないし実施の形態２における第二適応フィルタ更新制御手段１０８においては、実施の形態１で説明した式（７）のみの制御によって第二タップ係数の更新を行うか否かの判定が行われる。そのため、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数は、送信信号１０２がエコー成分のみの時だけではなく、ダブルトーク時においても第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を更新することがある。これによって、ダブルトーク時の第二タップ係数は自ずと劣化し、次に送信信号１０２がエコー成分だけの時となって正しく推定が行える区間になっても、第二適応フィルタ手段１０５における第二タップ係数の収束に若干の遅れが生じることになる。
【００８８】
そこで、ダブルトーク時などで第二タップ係数が第一タップ係数と比べて劣化が進んでいると判断された場合には、第一タップ係数を第二タップ係数へ代入するようにすれば、ダブルトーク時の第二タップ係数の劣化を防止することが可能となる。このように第一タップ係数を第二タップ係数へ代入することにより、送信信号１０２がエコー成分のみとなったときのタップ係数の収束速度が向上するため、収束までの遅れを減らすことが可能となる。そのため、適応フィルタ選択手段１１５は、式（９）、式（１０）および式（１１）を用いて、式（９）が成立し、式（１０）が不成立で、式（１１）が成立した時に、第二適応フィルタ手段１０５に第一タップ係数を出力し、第二適応フィルタ手段１０５はその第一タップ係数を自身の第二タップ係数に代入する。
【００８９】
以上のように、この実施の形態３によれば、適応フィルタ選択手段１１５に第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数も入力し、それを第二適応フィルタ手段１０５に出力して、第二適応フィルタ手段１０５がその第一タップ係数を自身の持つ第二タップ係数に代入しているので、実施の形態１ないし実施の形態２によるエコーキャンセラ装置と同様の効果を得ながらも、ダブルトーク後のタップ係数の収束速度をさらに高めることが可能なエコーキャンセラ装置が実現できる効果がある。
【００９０】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態１ないし実施の形態３では、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数への第二タップ係数による置き換えを、適応フィルタ選択手段の条件判定の直後に全てのタップ係数において一度に行うようにしたものについて説明したが、第一適応フィルタ手段にてその第一タップ係数を第二タップ係数で置き換える際に、時間的推移によるタップ係数の線形補間によって置き換えを行うようにしてもよい。図６はそのようなこの発明の実施の形態４によるエコーキャンセラ装置の構成を示すブロック図である。
【００９１】
図において、対応部分には図１および図５と同一の符号を付してそれらの説明を省略する。また、１１６は図１において符号１０９を付して示した実施の形態１の適応フィルタ選択手段や、図５において符号１１５を付して示した実施の形態３の適応フィルタ選択手段に相当する適応フィルタ選択手段であるが、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を第二タップ係数で置き換える際に、時間的推移によるタップ係数の線形補間によって当該置き換えを行っている点で、実施の形態１あるいは実施の形態３におけるそれらとは異なった適応フィルタ選択手段である。なお、実施の形態１から実施の形態３の場合と同様に、受信信号１０１は遠端話者側の音声が伝送路を経由して入力されたもので、送信信号１０２は近端話者側の音声と受信信号１０１の出力端子から近端話者側のエコーパスを通って発生したエコー信号とが入力されたものである。
【００９２】
次に動作について説明する。
実施の形態１ないし実施の形態３では、第一適応フィルタ手段１０３における第二タップ係数による第一タップ係数の置き換えは、適応フィルタ選択手段１０９あるいは適応フィルタ選択手段１１５の条件判定の直後に全てのタップ係数において一度に行うようにしている。そのため、第一適応フィルタ手段１０３によって、置き換え前の第一タップ係数と受信信号１０１との畳み込みによって生成される第一擬似エコー信号と、置き換え後の第一タップ係数と受信信号１０１との畳み込みによって生成される第一擬似エコー信号とでは、置き換え前後の２つのタップ係数の間に相関がなく、不連続点が発生することがある。この不連続点によって、第一減算手段１０４の演算結果による第一誤差信号にも不連続点が発生し、自ずとエコーキャンセラ出力信号１１０においても不連続点が存在することになる。
【００９３】
そこで、上記不連続点をできる限り解消するため、この実施の形態４では、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数で置き換える際、もしくは第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数で置き換える際に、当該書き換えを線形的な補間方法によって行う機能を適応フィルタ選択手段１１６に持たせておき、第一適応フィルタ手段１０３でその第一タップ係数を第二タップ係数で置き換える際に、時間的推移によるタップ係数の線形補間によって置き換えを行う。そのとき、この時間的推移によるタップ係数の線形補間方法は、以下に示す式（１３）を用いて行う。
【００９４】
Ａ１ｔ（ｉ）＝Ａ２ｔ（ｉ）＋ｔ／ＭＭ・ＴＡ（ｉ） ．．． （１３）
【００９５】
なお、上記式（１３）において、ｔ，ＭＭ，Ｎ，Ａ１ｔ（ｉ），Ａ２ｔ（ｉ）およびＴＡ（ｉ）はそれぞれ以下の通りである。
ｔ：０，Ｎ，２Ｎ，３Ｎ，．．．，ＭＭ
ＭＭ：時間的推移のサンプル数
Ｎ：タップ係数置き換え間隔サンプル数
Ａ１ｔ（ｉ）：タップ係数置き換え検知からｔサンプル後のｉ番目の第一タップ係数
Ａ２ｔ（ｉ）：タップ係数置き換え検知からｔサンプル後のｉ番目の第二タップ係数
ＴＡ（ｉ）：Ａ１０（ｉ）−Ａ２０（ｉ）
【００９６】
タップ係数置き換え開始から、ＭＭサンプルの時間的推移の間で、タップ係数置き換え開始時における第一タップ係数と第二タップ係数の各係数差を用いて、Ｎサンプルごとに第一タップ係数を徐々に第二タップ係数に近づけてゆくものである。これによって、第二タップ係数で第一タップ係数を置き換えた時に発生するエコーキャンセラ出力信号１１０の不連続点が軽減される。
【００９７】
以上のように、この実施の形態４によれば、実施の形態１ないし実施の形態３によるエコーキャンセラ装置の第一適応フィルタ手段１０３において、自身の持つ第一タップ係数を第二タップ係数で置き換える際、その置き換えを線形補間によって行うようにしたので、実施の形態１ないし実施の形態３によるエコーキャンセラ装置と同様の効果を得ながらも、タップ係数の置き換え時に発生するエコーキャンセラ出力信号１１０の不連続点を軽減することが可能なエコーキャンセラ装置を実現することができるという効果が得られる。
【００９８】
実施の形態５．
なお、上記各実施の形態においては、第一減算手段の出力する第一誤差信号をそのままエコーキャンセラ出力信号として出力するものについて説明したが、誤差信号緩衝制御手段からの第一乗算係数を第一誤差信号に、第二乗算係数を第二誤差信号にそれぞれ乗算し、得られた第一乗算誤差信号と第二乗算誤差信号の和をエコーキャンセラ出力信号として出力するようにしてもよい。図７はそのようなこの発明の実施の形態５によるエコーキャンセラ装置の構成を示すブロック図である。なお、図中の実施の形態１から実施の形態４の各部に対応する部分には図１、図５、図６と同一の符号を付してそれらの説明を省略する。ここで、受信信号１０１は遠端話者側の音声が伝送路を経由して入力されたものであり、送信信号１０２は近端話者側の音声と受信信号１０１の出力端子から近端話者側のエコーパスを通って発生したエコー信号とが入力されたものであることも、実施の形態１から実施の形態４の場合と同様である。
【００９９】
図において、１１７は適応フィルタ選択手段１０９による、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数に置き換えるか否かの判定結果、もしくは第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数に置き換えるか否かの判定結果が入力され、その判定結果に基づいて第一乗算係数と第二乗算係数を生成する誤差信号緩衝制御手段である。１１８はこの誤差信号緩衝制御手段１１７で生成された第一乗算係数が入力され、第一減算手段１０４にて送信信号１０２からエコー成分が除去された第一誤差信号に、その第一乗算係数を乗じて第一乗算誤差信号を生成する第一乗算手段である。１１９は同じく、誤差信号緩衝制御手段１１７で生成された第二乗算係数が入力され、第二減算手段１０６にて送信信号１０２からエコー成分が除去された第二誤差信号に、その第二乗算係数を乗じて第二乗算誤差信号を生成する第二乗算手段である。１２０はこれら第一乗算手段１１８からの第一乗算誤差信号と第二乗算手段１１９からの第二乗算誤差信号とを入力とし、それら２つの信号の和を求める加算手段であり、１２１はこの加算手段１２０より出力されるエコーキャンセラ出力信号である。
【０１００】
次に動作について説明する。
第一適応フィルタ手段１０３は第一タップ係数を持ち、受信信号１０１と、第一減算手段１０４の出力結果である第一誤差信号とを入力として第一タップ係数の更新を行う。なお、このタップ係数の更新方法については、実施の形態１で説明した場合と同様である。第一適応フィルタ手段１０３では第一タップ係数を近端話者側のエコーパスのインパルス応答に近似させる処理を行う。この第一適応フィルタ手段１０３での第一タップ係数の更新は、第一適応フィルタ更新制御手段１０７の出力結果によって制御される。また、第一適応フィルタ手段１０３では、第一タップ係数と受信信号１０１との畳み込み演算によって第一擬似エコー信号を生成し、それを第一減算手段１０４に出力する。第一減算手段１０４は送信信号１０２を加算入力とし、この第一適応フィルタ手段１０３からの第一擬似エコー信号を減算入力として第一誤差信号を求め、それを第一乗算手段１１８に入力する。
【０１０１】
同様に、第二適応フィルタ手段１０５は第二タップ係数を持ち、受信信号１０１と第二減算手段１０６の出力結果である第二誤差信号とを入力として第二タップ係数の更新を行う。このタップ係数の更新方法は上記第一適応フィルタ手段１０３の場合と同様である。第二適応フィルタ手段１０５での第二タップ係数の更新は、第二適応フィルタ更新制御手段１０８の出力結果によって制御される。また、第二適応フィルタ手段１０５では、第二タップ係数と受信信号１０１との畳み込み演算によって第二擬似エコー信号を生成し、それを第二減算手段１０６に出力する。第二減算手段１０６は送信信号１０２を加算入力とし、この第二適応フィルタ手段１０５からの第二擬似エコー信号を減算入力として第二誤差信号を求め、それを第二乗算手段１１９に出力する。
【０１０２】
また、第一適応フィルタ更新制御手段１０７は受信信号１０１および送信信号１０２と、上記第一減算手段１０４からの第一誤差信号を入力として、第一タップ係数の更新を行うか否かの判定を行い、制御信号を第一適応フィルタ手段１０３に出力する。同様に、第二適応フィルタ更新制御手段１０８は受信信号１０１を入力とし、第一適応フィルタ更新制御手段１０７とは異なる制御方法によって、第二タップ係数の更新を行うか否かの判定を行い、制御信号を第二適応フィルタ手段１０５に出力する。
【０１０３】
適応フィルタ選択手段１０９は、受信信号１０１と送信信号１０２、第一減算手段１０４からの第一誤差信号と第二減算手段１０６からの第二誤差信号、および第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数と第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を入力し、第一タップ係数と第二タップ係数の推定精度を比較する。その結果、第二タップ係数の推定精度が第一タップ係数のそれより高いと判断すると、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を第一適応フィルタ手段１０３に出力し、このことを適応フィルタ選択結果信号として、誤差信号緩衝制御手段１１７に出力する。第二タップ係数を受けた第一適応フィルタ手段１０３はその第二タップ係数を自身の第一タップ係数へ代入する。一方、適応フィルタ選択手段１０９は、第一タップ係数の推定精度が第二タップ係数のそれより高いと判断すると、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を第二適応フィルタ手段１０５に出力し、第二適応フィルタ手段１０５はこの第一タップ係数を自身の第二タップ係数へ代入する。
【０１０４】
誤差信号緩衝制御手段１１７はこの適応フィルタ選択手段１０９からの適応フィルタ選択結果信号が入力されると、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数へ代入する事象を検知して、第一乗算手段１１８に第一乗算係数を、第二乗算手段１１９に第二乗算係数をそれぞれ出力する。第一乗算手段１１８は第一減算手段１０４からの第一誤差信号を入力し、それにこの誤差信号緩衝制御手段１１７からの第一乗算係数で乗じて第一乗算誤差信号を生成し、それを加算手段１２０に出力する。第二乗算手段１１９も同様に、第二減算手段１０６からの第二誤差信号を入力し、それにこの誤差信号緩衝制御手段１１７からの第二乗算係数で乗じて第二乗算誤差信号を生成し、それを加算手段１２０に出力する。加算手段１２０はこれら第一乗算手段１１８からの第一乗算誤差信号と、第二乗算手段１１９からの第二乗算誤差信号を入力し、それら２つの信号を加えたエコーキャンセラ出力信号１２１を生成して出力する。
【０１０５】
以下、誤差信号緩衝制御手段１１７と、第一乗算手段１１８、第二乗算手段１１９および加算手段１２０について詳細に説明する。
上記実施の形態４では、第一適応フィルタ手段１０３において、その第一タップ係数を第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数で置き換える際、時間的推移による線形補間によっての置き換えが必要なため、タップ係数の長さが長いほど、その線形補間を行うサンプル間の演算規模が大きくなる。そこで、この実施の形態５では、その演算規模を削減するために、適応フィルタ選択手段１０９が第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を第二タップ係数に置き換える必要があると判定すると、その結果を通知するための適応フィルタ選択結果を誤差信号緩衝制御手段１１７に出力する。
【０１０６】
ここで、図８は上記第一乗算係数と第二乗算係数の時間的変化を示した説明図で、縦軸は第一乗算係数と第二乗算係数の値、横軸は時間であり、第一乗算係数を実線で、第二乗算係数を二点鎖線でそれぞれ表している。
【０１０７】
第一適応フィルタ手段１０３での第一タップ係数の第二タップ係数への置き換えは、ＭＭサンプル後に行うようにする。実施の形態４では、ＭＭサンプルの全区間で全タップ係数の線形補間を行っていたが、実施の形態５ではそのＭＭサンプルの区間は、第一乗算手段１１８と第二乗算手段１１９による２つの積と加算手段１２０による１つの和を行う演算規模で、実施の形態４と同等に第二タップ係数を第一タップ係数へ置き換える際に発生するエコーキャンセラ出力信号１２１の不連続点が軽減される結果を得ることができる。
【０１０８】
誤差信号緩衝手段１１７は適応フィルタ選択手段１０９からの適応フィルタ選択結果が、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を第二タップ係数へ置き換えることを示すものであった場合、第一減算手段１０４からの第一誤差信号に乗ずるための第一乗算係数を、１から開始し、ＭＭサンプルの時間的推移によって徐々に変化して０となる値として求め、これを第一乗算手段１１８に出力する。また、誤差信号緩衝手段１１７は、第二減算手段１０６からの第二誤差信号に乗ずるための第二乗算係数は、０から開始し、ＭＭサンプルの時間的推移によって徐々に変化して１となる値として求め、これを第二乗算手段１１９に第二乗算係数として出力する。第一乗算手段１１８はその第一乗数係数を第一誤差信号に乗じて第一乗算誤差信号を求め、第二乗算手段１１９は第二誤差信号に第二乗算係数を乗じて第二乗算誤差信号を求める。加算手段１２０はこの第一乗算手段１１８からの第一乗算誤差信号と、第二乗算手段１１９からの第二乗算誤差信号とを足しあわせ、それをエコーキャンセラ出力信号１２１として出力する。
【０１０９】
なお、タップ係数置き換え検知ポイント以前、あるいはタップ係数置き換え実行ポイント以後の、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を第二タップ係数へ置き換えることを必要としない、ＭＭサンプル区間以外の区間においては、第一減算手段１０４からの第一誤差信号には、第一乗算手段１１８によって１が乗じられ、第二減算手段１０６からの第二誤差信号には、第二乗算手段１１９によって０が乗じられるため、加算手段１２０からは第一誤差信号がそのままエコーキャンセラ出力信号１２１として出力される。
【０１１０】
なお、上記説明では、図１に示した実施の形態１によるエコーキャンセラ装置に適用した場合について述べたが、図４から図６に示した実施の形態２から実施の形態４によるエコーキャンセラ装置に適用することも可能であり、何れの場合においても、実施の形態１に適用した上記エコーキャンセラ装置の場合と同様の効果を奏する。
【０１１１】
以上のように、この実施の形態５によれば、適応フィルタ選択手段１０９より第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を第二タップ係数に置き換えることを通知する適応フィルタ選択結果を出力し、誤差信号緩衝手段１１７でその適応フィルタ選択結果をもとに第一誤差信号に乗ずるための第一乗算係数と、第二誤差信号に乗ずるための第二乗算係数とを生成し、第一誤差信号にその第一乗算係数を乗じた第一乗算誤差信号と、第二誤差信号にその第二乗算係数を乗じた第二乗算誤差信号を足しあわせ、それをエコーキャンセラ出力信号１２１として出力するようにしたので、実施の形態１ないし実施の形態４によるエコーキャンセラ装置と同様の効果を得ながらも、タップ係数の置き換え時における演算規模を削減することが可能なエコーキャンセラ装置を実現することができるという効果が得られる。
【０１１２】
実施の形態６．
また、上記各実施の形態においては、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数を更新する際の収束係数と、第二適応フィルタ手段の第二タップ係数を更新する際の収束係数とが、同一の値を持っている場合について説明したが、両者の収束係数の値に違いを持たせるようにしてもよい。この実施の形態６は、そのような第一適応フィルタ手段と第二適応フィルタ手段の収束係数の値が異なるエコーキャンセラ装置に関するものであり、その装置構成は図１に示すものと同様であるため、ここではその図示と説明を割愛する。
【０１１３】
上記実施の形態１ないし実施の形態５によるエコーキャンセラ装置では、第一適応フィルタ手段１０３が持っている第一タップ係数を更新するための収束係数と、第二適応フィルタ手段１０５が持っている第二タップ係数を更新するための収束係数とは同じ値が設定されている。この収束係数はステップゲインとも呼ばれ、第一適応フィルタ手段１０３、第二適応フィルタ手段１０５のタップ係数更新アルゴリズムに用いられるものである。この収束係数を小さくした場合、それらタップ係数の収束速度は低下するが、ダブルトーク時などの送信信号１０２がエコー成分だけでない状態でのタップ係数更新においても劣化の程度を少なくすることができるという特性を持っている。また逆に、この収束係数を大きくした場合には、ダブルトーク時などの状態でのそれらタップ係数の更新では、タップ係数の劣化の程度は大きくなるが、タップ係数の収束速度を向上させることができるという特性を持っている。
【０１１４】
そこで、この実施の形態６においては、第一適応フィルタ手段１０３に用いられる収束係数を小さな値に設定し、第二適応フィルタ手段１０５に用いられる収束係数を大きな値に設定する。第一適応フィルタ手段１０３の収束係数を小さくすることで、第一適応フィルタ更新制御手段１０７の誤った検知で、ダブルトーク時などに適応フィルタのタップ係数更新を行ってしまったとしても、第一タップ係数の劣化の程度をさらに小さくすることが可能となる。また、第二適応フィルタ手段１０５の収束係数を大きくすることで、第二タップ係数の収束速度をさらに向上させることができ、エコーパス変動や無限大損失に対してもさらに追従性の高いタップ係数推定が可能となる。
【０１１５】
ここで、図９は実施の形態１のエコーキャンセラ装置とこの実施の形態６によるエコーキャンセラ装置の性能比較を示した説明図であり、縦軸はエコーキャンセラ出力信号１１０のレベル、横軸は時間を示している。なお、図中の実線はこの実施の形態６のエコーキャンセラ装置におけるエコーキャンセラ出力信号１１０のレベル、点線は実施の形態１のエコーキャンセラ装置におけるエコーキャンセラ出力信号１１０のレベルをそれぞれ表している。図９からも分かる通り、この実施の形態６によるエコーキャンセラ装置は、実施の形態１のエコーキャンセラ装置と比べて、エコーキャンセラ出力信号１１０のレベルを素早く収束状態へ近づけることができ、かつダブルトーク時における第一タップ係数の劣化の程度をさらに小さくすることが可能となる。そして、ダブルトーク後で、送信信号１０２がエコー成分のみとなった場合でも、エコーキャンセラ出力信号１１０のレベルの増加をさらに抑えることができる。
【０１１６】
以上のように、この実施の形態６によれば、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数を更新する際に用いられる収束係数の値と、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数を更新する際に用いられるの収束係数の値との間に違いを持たせているので、第一タップ係数更新用の収束係数を小さくし、第二タップ係数更新用の収束係数を大きくすることにより、実施の形態１ないし実施の形態５のエコーキャンセラ装置と比べて、さらに安定したエコーキャンセラ出力信号１１０を生成することが可能であり、かつエコーパス変動や無限大損失に対しても、さらに追従性の高いタップ係数の推定を行うことができるなどの効果が得られる。
【０１１７】
実施の形態７．
また、上記各実施の形態においては、第一適応フィルタ手段が持っている第一タップ係数と、第二適応フィルタ手段が持っている第二タップ係数とが、同一の長さである場合について説明したが、それら第一タップ係数の長さと第二タップ係数の長さとの間に違いを持たせるようにしてもよい。この実施の形態７は、そのような第一適応フィルタ手段の第一タップ係数と第二適応フィルタ手段の第二タップ係数とでその長さが異なるエコーキャンセラ装置に関するものであり、その装置構成は図１に示すものと同様であるため、ここではその図示と説明を割愛する。
【０１１８】
上記実施の形態１ないし実施の形態６によるエコーキャンセラ装置では、第一適応フィルタ手段１０３が持っている第一タップ係数と、第二適応フィルタ手段１０５が持っている第二タップ係数とが同一の長さに設定されている。第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数、あるいは第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数の更新において、それら第一タップ係数と第二タップ係数の収束係数が同一の値を持っていた場合、第一タップ係数および第二タップ係数の長さが短いほど、それらタップ係数の収束速度を向上させることができるという特性を持っている。そのため、この実施の形態７のエコーキャンセラ装置では、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数の長さを第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数の長さよりも短く設定している。このことで、第二タップ係数の推定の速度を向上させることができ、エコーパス変動や無限大損失に対してさらに追従性の高いタップ係数推定が可能となる。
【０１１９】
以上のように、この実施の形態７によれば、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数と、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数との間で、その長さに違いを持たせているので、第二適応フィルタ手段１０５の第二タップ係数の長さを、第一適応フィルタ手段１０３の第一タップ係数のタップ係数の長さより短くすることにより、実施の形態１ないし実施の形態６のエコーキャンセラ装置と比べて、エコーパス変動や無限大損失に対して、さらに追従性の高いタップ係数の推定を行うことができるという効果が得られる。
【０１２０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、第一適応フィルタ更新制御手段で制御される第一適応フィルタ手段から出力された第一擬似エコー信号を減算入力とする第一減算手段が出力した第一誤差信号をエコーキャンセラ出力信号として出力するとともに、第二適応フィルタ更新制御手段で制御される第二適応フィルタ手段から出力された第二擬似エコー信号を減算入力とする第二減算手段が出力した第二誤差信号と、上記第一誤差信号、および受信信号と、送信信号と、第二適応フィルタ手段で推定した第二タップ係数を入力した適応フィルタ選択手段によって、第二タップ係数を第一適応フィルタ手段で推定された第一タップ係数に置き換えるように構成したので、常に安定したタップ係数で送信信号からエコー成分を消去することができるエコーキャンセラ出力信号を得ながらも、タップ係数の更新が停止することなく、かつエコーパス変動や無限大損失に対しても追従性の高いタップ係数の更新が実現でき、さらに、従来のエコーキャンセラ装置と比べて、使用エコーパス環境に依存せずエコーを増幅させる危険性をなくしつつ、回路規模を小さくし、かつエコーキャンセラ出力信号に遅延を伴うことのないエコーキャンセラ装置が得られる効果がある。
【０１２１】
この発明によれば、第一適応フィルタ手段および第二適応フィルタ手段で、互いに異なるタップ係数更新アルゴリズムを用いて、第一タップ係数と第二タップ係数の更新を行い、それら第一タップ係数あるいは第二タップ係数を用いて、第一擬似エコー信号または第二擬似エコー信号をそれぞれ生成するように構成したので、より安定したエコーキャンセラ出力信号を得ることができ、かつエコーパス変動や無限大損失に対して、さらに追従性の高いタップ推定を行うことが可能となり、さらに、使用エコーパス環境に依存せず、エコーを増幅させる危険性をなくしつつ、回路規模も小さくでき、エコーキャンセラ出力信号に遅延を伴うことのないエコーキャンセラ装置が得られるという効果がある。
【０１２２】
この発明によれば、互いに異なったタップ係数更新アルゴリズムを用いて、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数の更新と、第二適応フィルタ手段の第二タップ係数の更新を行うように構成したので、エコーキャンセラ出力信号の安定化、タップ推定におけるエコーパス変動や無限大損失に対する追従性の向上、使用エコーパス環境に依存することなくエコー増幅の危険性排除、回路規模の小型化、遅延を伴わないエコーキャンセラ出力信号の出力などが可能となるという効果がある。
【０１２３】
この発明によれば、適応フィルタ選択手段に受信信号、送信信号、第一誤差信号、第二誤差信号および第二タップ係数とともに、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数も入力し、適応フィルタ選択手段がその送信信号、第一誤差信号、第二誤差信号および受信信号のレベル関係に応じて、第二タップ係数の第一適応フィルタ手段への代入、もしくは第一タップ係数の第二タップ係数への代入を行うように構成したので、ダブルトーク後のタップ係数の収束速度をより高めることも可能になるという効果がある。
【０１２４】
この発明によれば、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数を第二適応フィルタ手段の第二タップ係数にて置き換える際、もしくは第二適応フィルタ手段の第二タップ係数を第一適応フィルタ手段の第一タップ係数にて置き換える際に、その置き換えを適応フィルタ選択手段が、線形的な補間方法を用いて行うように構成したので、タップ係数の置き換え時に発生するエコーキャンセラ出力信号の不連続点の軽減も可能になるという効果がある。
【０１２５】
この発明によれば、誤差信号緩衝制御手段からの第一乗算係数を第一誤差信号に、第二乗算係数を第二誤差信号にそれぞれ乗算し、得られた第一乗算誤差信号と第二乗算誤差信号とを加えあわせてエコーキャンセラ出力信号を生成、出力するように構成したので、タップ係数の置き換え時における演算規模の削減も可能になるという効果がある。
【０１２６】
この発明によれば、第一適応フィルタ手段と第二適応フィルタ手段とで、異なった値の収束係数を設定するように構成したので、より安定したエコーキャンセラ出力信号を得ることができ、エコーパス変動や無限大損失に対してもさらに追従性の高いタップ推定を行うことが可能になるなどの効果がある。
【０１２７】
この発明によれば、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数と、第二適応フィルタ手段の第二タップ係数とで、互いの長さに違いを持たせるように構成したので、エコーパス変動や無限大損失に対してもさらに追従性の高いタップ推定を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるエコーキャンセラ装置を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１における第一タップ係数および第二タップ係数の選択タイミングを示す説明図である。
【図３】従来のエコーキャンセラ装置と実施の形態１におけるエコーキャンセラ装置の性能比較を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるエコーキャンセラ装置を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態３によるエコーキャンセラ装置を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態４によるエコーキャンセラ装置を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態５によるエコーキャンセラ装置を示すブロック図である。
【図８】実施の形態５における第一乗算係数と第二乗算係数の時間的変化を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態１によるエコーキャンセラ装置と実施の形態６によるエコーキャンセラ装置の性能比較を示す説明図である。
【図１０】従来のエコーキャンセラ装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１ 受信信号、１０２ 送信信号、１０３ 第一適応フィルタ手段、１０４ 第一減算手段、１０５ 第二適応フィルタ手段、１０６ 第二減算手段、１０７ 第一適応フィルタ更新制御手段、１０８ 第二適応フィルタ更新制御手段、１０９ 適応フィルタ選択手段、１１０ エコーキャンセラ出力信号（第一誤差信号）、１１１ 第一適応フィルタ手段、１１２ 第二適応フィルタ手段、１１３ 第一適応フィルタ更新制御手段、１１４ 第二適応フィルタ更新制御手段、１１５，１１６ 適応フィルタ選択手段、１１７ 誤差信号緩衝制御手段、１１８ 第一乗算手段、１１９ 第二乗算手段、１２０ 加算手段、１２１ エコーキャンセラ出力信号。
Claims (8)
- 受信信号と送信信号とを入力とし、それらに基づいて生成した第一誤差信号および第二誤差信号と、前記受信信号および送信信号とからエコーキャンセラ出力信号を生成して出力するエコーキャンセラ装置において、
少なくとも前記第一誤差信号と受信信号と送信信号とを入力とし、第一タップ係数を更新するか否かの判定を行う第一適応フィルタ更新制御手段と、
前記受信信号と第一誤差信号とを入力として、前記第一適応フィルタ更新制御手段による判定の結果に従って、自身の持つ前記第一タップ係数の更新の有無が制御され、かつその第一タップ係数を用いて第一擬似エコー信号を生成する第一適応フィルタ手段と、
前記送信信号を加算入力、前記第一適応フィルタ手段より出力される第一擬似エコー信号を減算入力することで、前記送信信号からエコー成分を消去したエコーキャンセラ出力としての前記第一誤差信号を生成する第一減算手段と、
少なくとも前記受信信号を入力とし、前記第一適応フィルタ更新制御手段とは異なる方法を用いて、第二タップ係数を更新するか否かの判定を行う第二適応フィルタ更新制御手段と、
前記受信信号と第二誤差信号とを入力として、前記第二適応フィルタ更新制御手段による判定の結果に従って、自身の持つ前記第二タップ係数の更新の有無が制御され、かつその第二タップ係数を用いて第二擬似エコー信号を生成する第二適応フィルタ手段と、
前記送信信号を加算入力、前記第二適応フィルタ手段より出力される第二擬似エコー信号を減算入力することで、前記送信信号からエコー成分を消去した前記第二誤差信号を生成する第二減算手段と、
前記受信信号と送信信号、前記第一誤差信号と第二誤差信号、および前記第二タップ係数を入力とし、前記送信信号、第一誤差信号、第二誤差信号、および受信信号のレベル関係によって、前記第一適応フィルタ手段の第一タップ係数を前記第二タップ係数に置き換える適応フィルタ選択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。 - 受信信号と送信信号とを入力とし、それらに基づいて生成した第一誤差信号および第二誤差信号と、前記受信信号および送信信号とからエコーキャンセラ出力信号を生成して出力するエコーキャンセラ装置において、
少なくとも前記第一誤差信号と受信信号と送信信号とを入力とし、第一タップ係数を更新するか否かの判定を行う第一適応フィルタ更新制御手段と、
前記受信信号と第一誤差信号とを入力として、所定のタップ係数更新アルゴリズムを用いて自身の持つ第一タップ係数の更新を行い、かつその第一タップ係数を用いて第一擬似エコー信号を生成する第一適応フィルタ手段と、
前記送信信号を加算入力、前記第一適応フィルタ手段より出力される第一擬似エコー信号を減算入力することで、前記送信信号からエコー成分を消去したエコーキャンセラ出力としての前記第一誤差信号を生成する第一減算手段と、
少なくとも前記受信信号を入力とし、第二タップ係数の更新を行うか否かを判定する第二適応フィルタ更新制御手段と、
前記受信信号と第二誤差信号とを入力として、前記第一適応フィルタ手段で用いられるタップ係数更新アルゴリズムとは異なったタップ係数更新アルゴリズムを用いて自信の持つ第二タップ係数の更新を行い、かつその第二タップ係数を用いて第二擬似エコー信号を生成する第二適応フィルタ手段と、
前記送信信号を加算入力、前記第二適応フィルタ手段より出力される第二擬似エコー信号を減算入力することで、前記送信信号からエコー成分を消去した前記第二誤差信号を生成する第二減算手段と、
前記受信信号と送信信号、前記第一誤差信号と第二誤差信号、および前記第二タップ係数を入力とし、前記送信信号、第一誤差信号、第二誤差信号、および受信信号のレベル関係によって、前記第一適応フィルタ手段の第一タップ係数を前記第二タップ係数に置き換える適応フィルタ選択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。 - 第一適応フィルタ手段の第一タップ係数の更新に用いられるタップ係数更新アルゴリズムと、第二適応フィルタ手段の第二タップ係数の更新に用いられるタップ係数更新アルゴリズムとに違いを持たせたことを特徴とする請求項１記載のエコーキャンセラ装置。
- 適応フィルタ選択手段が、受信信号、送信信号、第一誤差信号、第二誤差信号、および第二タップ係数とともに、第一タップ係数も入力し、前記送信信号、第一誤差信号、第二誤差信号、および受信信号のレベル関係によって、第一適応フィルタ手段の前記第一タップ係数を第二適応フィルタ手段の前記第二タップ係数に置き換え、もしくは前記第二適応フィルタ手段の第二タップ係数を前記第一適応フィルタ手段の第一タップ係数に置き換えるものであることを特徴とする、請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のエコーキャンセラ装置。
- 適応フィルタ選択手段が、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数を第二適応フィルタ手段の第二タップ係数に置き換える際、もしくは第二適応フィルタ手段の第二タップ係数を第一適応フィルタ手段の第一タップ係数に置き換える際に、線形的な補間方法によって当該置き換えを行うものであることを特徴とする、請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のエコーキャンセラ装置。
- 適応フィルタ選択手段による、第一適応フィルタ手段の第一タップ係数を第二適応フィルタ手段の第二タップ係数に置き換えるか否かの判定結果、もしくは第二適応フィルタ手段の第二タップ係数を第一適応フィルタ手段の第一タップ係数に置き換えるか否かの判定結果を入力し、それに基づいて第一乗算係数および第二乗算係数を生成する誤差信号緩衝制御手段と、
第一減算手段からの第一誤差信号を入力として、それに前記誤差信号緩衝制御手段より出力された第一乗算係数を乗じた第一乗算誤差信号を生成する第一乗算手段と、
第二減算手段からの第二誤差信号を入力として、それに前記誤差信号緩衝制御手段より出力された第二乗算係数を乗じた第二乗算誤差信号を生成する第二乗算手段と、
前記第一乗算手段からの第一乗算誤差信号および前記第二乗算手段からの第二乗算誤差信号を入力として、それら第一乗算誤差信号と第二乗算誤差信号の和を求め、それをエコーキャンセラ出力信号として出力する加算手段とを設けたことを特徴とする、請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のエコーキャンセラ装置。 - 第一適応フィルタ手段の第一タップ係数を更新する際に用いられる収束係数の値と、第二適応フィルタ手段の第二タップ係数を更新する際に用いられる収束係数の値を、互いに異なる値に設定したことを特徴とする、請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載のエコーキャンセラ装置。
- 第一適応フィルタ手段の持つ第一タップ係数の長さと、第二適応フィルタ手段の持つ第二タップ係数の長を、互いに異なる値に設定したことを特徴とする、請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載のエコーキャンセラ装置。
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