JP5071480B2 - エコー抑制装置、エコー抑制システム、エコー抑制方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、音信号に基づく音を音出力部から出力させる音出力装置、及び音入力部が受音した音に基づく音信号を処理する音処理装置と連携し、音入力部が受音した音に基づく観測音信号のエコーを抑制するエコー抑制装置、該エコー抑制装置を備えるエコー抑制システム、前記エコー抑制装置を用いて行うエコー抑制方法、前記エコー抑制装置を実現するためのコンピュータプログラムに関する。

テレビ会議システム、ハンズフリー通話装置、音声出力及び音声認識機能を有するカーナビゲーションシステム等のスピーカ及びマイクロホンを備える装置では、スピーカから出力された音に基づくエコーを、マイクロホンが受音した音から除去するエコーキャンセラの機能が求められている。

図１は、従来のエコーキャンセラの構成を示す模式図である。図１中１００は、エコーキャンセラであり、エコーキャンセラ１００は、参照音信号ｘ（ｔ）に基づいて音を出力するスピーカ１０１及び受音した音に基づいて観測音信号ｙ（ｔ）を生成するマイクロホン１０２を備えている。またエコーキャンセラ１００は、観測音信号ｙ（ｔ）からのエコーの除去に用いる適応フィルタ１０３を備えている。

マイクロホン１０２は、話者の発する音声等の受音すべき音だけでなく、スピーカ１０１から出力された音、その他の雑音等の様々な音を受音する。即ちスピーカ１０１から参照音信号ｘ（ｔ）に基づいて出力された音は、外部環境の音場を通ってマイクロホン１０２に受音される。このスピーカ１０１及びマイクロホン１０２間のインパルス応答をｈ（ｔ）とすると、その推定値ａ（ｔ）を適応フィルタ１０３にて求め、参照音信号ｘ（ｔ）をａ（ｔ）を適応フィルタに通したｘ’（ｔ）を導出する。推定値ａ（ｔ）を推定する方法としては、最急降下法、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）法、学習同定法等の方法が用いられる。そして観測音信号ｙ（ｔ）からｘ’（ｔ）を減算することによりスピーカ１０１の出力に基づくエコーを除去して差分信号ｅ（ｔ）を導出する。なおｙ（ｔ）に含まれている信号がスピーカ１０１の出力に基づく残留エコーのみである場合に、差分信号ｅ（ｔ）の電力が最小となる様に適応フィルタ１０３を動作させて推定する（例えば非特許文献１参照。）。
古井貞煕著、音響・音声工学、初版、株式会社近代科学社、１９９２年９月、ｐ８４−８５

しかしながら非特許文献１に開示されている様な従来の方法では、例えば音楽が流れている環境下での性能に問題がある。具体的には、スピーカから音楽を出力している状態で、エコーキャンセラ処理を行った場合、適応フィルタの性能限界のため、音楽が残留エコーとして残り易いという問題がある。音楽が残留エコーとして残った状態で音声認識を行うと、残留エコーの区間が音声区間と判定される場合があり、誤認識に繋がるという問題がある。また話者が発した音声の前後に残留エコーが含まれていると、他の単語と誤認識されるという問題がある。

これらの誤認識に係る問題を解決するためには、話者が発声していないシングルトークと呼ばれる状態では、残留エコーのパワーを可及的に小さくし、話者が発声しているダブルトークと呼ばれる状態では、発声した音声を残しつつエコーのみを抑制することが必要となる。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、参照音信号に対する観測音信号のパワー比を算出し、算出したパワー比に応じて観測音信号を補正することにより、エコーを抑制することが可能なエコー抑制装置、該エコー抑制装置を備えるエコー抑制システム、前記エコー抑制装置を用いて行うエコー抑制方法、前記エコー抑制装置を実現するためのコンピュータプログラムの提供を目的とする。

本願は、音信号に基づく音を音出力部から出力させる音出力装置、及び音入力部が受音した音に基づく音信号を処理する音処理装置と連携して動作可能であり、音入力部が受音した音に基づく観測音信号のエコーを抑制するエコー抑制装置において、前記音出力装置から音出力部へ出力する参照音信号及び前記観測音信号に基づいて推定した該観測音信号のエコー成分を除去するエコー除去部と、前記参照音信号に対する前記観測音信号のパワー比を算出する比算出部と、算出したパワー比に応じて、前記エコー成分を除去した観測音信号に対する補正量を算出する補正量算出部と、前記エコー成分を除去した観測音信号に残留する残留エコーを抑制すべく、算出した補正量に基づいて、前記エコー成分を除去した観測音信号を補正する補正部と、補正した観測音信号を前記音処理装置へ出力する出力部とを備え、前記補正量算出部は、前記エコー成分を除去した観測音信号に基づくスペクトルを導出するスペクトル導出部と、導出したスペクトルに基づくスペクトル包絡を導出する包絡導出部と、前記パワー比が所定値以下である場合に、前記パワー比に応じて前記スペクトル包絡を補正する補正係数を求める係数部とを備え、前記補正係数にて前記スペクトル包絡を補正した結果に基づいて、前記エコー成分を除去した観測音信号のスペクトル形状を補正する補正量を算出する様に構成してあるエコー抑制装置を開示する。

本願は、前記補正量算出部は、パワー比が所定値以下である場合に、パワー比に応じて前記観測音信号の残留エコーを抑制すべく補正量を算出する様に構成してあるエコー抑制装置を開示する。

本願は、前記補正量算出部は、パワー比の時間変化を平滑化した結果に基づいて補正量を算出する様に構成してあるエコー抑制装置を開示する。

本願は、前記補正量算出部は、前記観測音信号及び前記参照音信号の周波数帯域毎に補正量を算出する様に構成してあり、周波数帯域毎に算出した補正量に、周波数帯域毎に予め設定されている帯域補正係数を乗じて補正量を算出する様に構成してあるエコー抑制装置を開示する。

本願は、音信号に基づく音を出力部から出力させる音出力装置と、音入力部が受音した音に基づく音信号を処理する音処理装置と、前記音出力装置及び音処理装置と連携する前記エコー抑制装置とを備えるエコー抑制システムを開示する。

本願は、音信号に基づく音を音出力部から出力させる音出力装置、及び音入力部が受音した音に基づく音信号を処理する音処理装置と連携可能なエコー抑制装置に、音入力部が受音した音に基づく観測音信号のエコーを抑制させるエコー抑制方法において、前記エコー抑制装置は、前記音出力装置から音出力部へ出力する参照音信号及び前記観測音信号に基づいて推定した該観測音信号のエコー成分を除去する手順と、前記参照音信号に対する前記観測音信号のパワー比を算出する手順と、前記エコー成分を除去した観測音信号に基づくスペクトル導出する手順と、導出したスペクトルに基づくスペクトル包絡を導出する手順と、前記パワー比が所定値以下である場合に、前記パワー比に応じて前記スペクトル包絡を補正する補正係数を求める手順と、前記補正係数にて前記スペクトル包絡を補正した結果に基づいて、前記エコー成分を除去した観測音信号のスペクトル形状を補正する補正量を算出する手順と、前記エコー成分を除去した観測音信号に残留する残留エコーを抑制すべく、算出した補正量に基づいて、前記エコー成分を除去した観測音信号を補正する手順と、補正した観測音信号を前記音処理装置へ出力する手順とを実行するエコー抑制方法を開示する。

本願は、音信号に基づく音を音出力部から出力させる音出力装置、及び音入力部が受音した音に基づく音信号を処理する音処理装置と連携し、音入力部が受音した音に基づく観測音信号のエコー成分を除去し、前記出力装置へ出力するコンピュータに、エコー成分を除去した観測音信号に残留する残留エコーを抑制すべく、エコー成分を除去した観測音信号を補正する補正量を算出させるコンピュータプログラムであって、コンピュータに、前記音出力装置から音出力部へ出力する参照音信号及び前記観測音信号に基づいて推定した該観測音信号のエコー成分を除去させる手順と、前記参照音信号に対する前記観測音信号のパワー比を算出させる手順と、前記エコー成分を除去した観測音信号に基づくスペクトル導出させる手順と、導出したスペクトルに基づくスペクトル包絡を導出させる手順と、前記パワー比が所定値以下である場合に、前記パワー比に応じて前記スペクトル包絡を補正する補正係数を求めさせる手順と、前記補正係数にて前記スペクトル包絡を補正した結果に基づいて、前記エコー成分を除去した観測音信号のスペクトル形状を補正する補正量を算出させる手順とを実行させるコンピュータプログラムを開示する。

本願に記載のエコー抑制装置、エコー抑制システム、エコー抑制方法及びコンピュータプログラムでは、例えば参照音信号に基づいて音楽を出力している環境下で、話者が発声する音声を受音する場合に、話者が発声していないシングルトークと呼ばれる状態においては、観測音信号のパワー及び参照音信号のパワーの時間変化が類似していることから、パワー比に基づいてシングルトークの状態にあるか否かを推定することができるので、観測音信号に対して適切な補正を行い、残留エコーを除去することが可能である。また本発明では、パワー比を加味して補正量を算出するので、参照音信号のパワーが大きい場合でも、シングルトークの状態か、話者が発声しているダブルトークと呼ばれる状態であるかを推定してエコーを除去することが可能である。

本願に記載のエコー抑制装置等では、シングルトークの状態にある場合には、ダブルトークの状態にある場合と比べてパワー比が小さくなることから、パワー比に応じて観測音信号を抑制することにより、シングルトークの状態と見なせる区間の残留エコーのパワーを小さくすることができるので、エコーを除去することが可能である。

本願に記載のエコー抑制装置等では、時間変化を平滑化したパワー比を用いて補正量を算出することにより、例えば時間変化を平滑化したパワー比で、パワー比を除した結果を補正量の算出に用いることにより、外部環境の音場の時間変化を均すことができるので、外部環境の音場の時間変化に関わらず、一定の演算処理により、補正量を算出することが可能である。従って例えばカーナビゲーションシステムに適用した場合には、車両走行時のロードノイズの変化、再生中の音楽の変化等の外部環境の音場の時間変化による影響を抑制し、一定の演算処理にて、エコーを除去することが可能である。

本願に記載のエコー抑制装置等では、パワー比が所定値以下であるシングルトークの状態にあると見なせる場合に、スペクトル包絡を補正して、スペクトルの緩やかな変化による影響を排除し、シングルトークの状態でのエコーによる影響を排除することが可能である。

本願に記載のエコー抑制装置等では、周波数帯域毎に処理することにより、エコー以外の雑音が混入しやすい低周波数帯の重みを小さくする等の処理を行うことが可能である。

本発明に係るエコー抑制装置、エコー抑制システム、エコー抑制方法及びコンピュータプログラムは、音信号に基づく音を音出力部から出力させる音出力装置、及び音入力部が受音した音に基づく音信号を処理する音処理装置と連携し、音出力装置から音出力部へ出力する参照音信号及び観測音信号に基づいて推定したエコー成分を除去し、参照音信号に対する観測音信号のパワー比を算出し、算出したパワー比に応じて、エコー成分を除去した観測音信号に対する補正量を求め、求めた補正量に基づいて、エコー成分を除去した観測音信号を補正し、補正した観測音信号を前記音処理装置へ出力する。

この構成により、本発明では、例えば参照音信号に基づいて音楽を出力している環境下で、話者が発声する音声を受音する場合に、話者が発声していないシングルトークと呼ばれる状態においては、観測音信号のパワー及び参照音信号のパワーの時間変化が類似していることから、パワー比に基づいてシングルトークの状態にあるか否かを推定することができるので、エコーを除去した観測音信号に対して適切な補正を行い、残留エコーを除去することが可能である等、優れた効果を奏する。

また本発明は、パワー比に基づく補正の方法として、パワー比が所定値以下である場合に、パワー比に応じて観測音信号を抑制した結果に基づいて補正量を算出する。通常、シングルトーク状態では、ダブルトークの状態よりパワー比が小さくなる。本発明では、この特性に鑑みて、パワー比に応じて観測音信号を抑制することにより、シングルトークの状態と見なせる区間の残留エコーのパワーを小さくすることができるので、エコーを除去することが可能である等、優れた効果を奏する。

本発明は、パワー比に基づく補正の方法として、観測音信号のスペクトル形状を補正する補正量を算出する。特に観測音信号に基づくスペクトルを導出し、導出したスペクトルに基づくスペクトル包絡を導出し、パワー比が所定値以下である場合に、パワー比に応じてスペクトル包絡を補正する補正係数を算出し、補正係数にてスペクトル包絡を補正した結果に基づいて、観測音信号のスペクトル形状を補正する補正量を算出する。

この構成により、本発明では、パワー比が所定値以下であるシングルトークの状態と見なせる区間において、スペクトル包絡を補正して、スペクトルの緩やかな変化による影響を排除し、シングルトークの状態と見なせる区間での残留エコーによる影響を排除することが可能である等、優れた効果を奏する。

本発明は、時間変化を平滑化したパワー比で、パワー比を除することにより、外部環境の音場の時間変化を均すことができるので、外部環境の音場の時間変化に関わらず、一定の演算処理により、補正量を算出することが可能である等、優れた効果を奏する。従って例えばカーナビゲーションシステムに適用した場合には、車両走行時のロードノイズの変化、再生中の音楽の変化等の外部環境の音場の時間変化による影響を抑制し、残留エコーを除去することが可能である等、優れた効果を奏する。

また本発明は、観測音信号及び参照音信号の周波数帯域毎に補正量を算出し、周波数帯域毎に算出した補正量に、周波数帯域毎に予め設定されている帯域補正係数を乗じて補正量を算出することにより、目的に応じて周波数帯域毎の強調又は抑制を行うことができるので、例えばエコーが混入しやすい低周波数帯の重みを小さくする等の処理を行うことが可能である等、優れた効果を奏する。

従来のエコーキャンセラの構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置の構成例を示す模式図である。 本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置の補正量算出処理にて用いられるデータの変化の一例を示すグラフである。 本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置の補正量算出処理にて用いられるデータの変化の一例を示すグラフである。 本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置の補正量算出処理にて用いられるデータの変化の一例を示すグラフである。 本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置の補正量算出処理にて用いられるデータの変化の一例を示すグラフである。 本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置の平滑化パワー比と補正量との関係の一例を示すグラフである。 本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置の補正量算出処理にて用いられるデータの変化の一例を示すグラフである。 本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置の信号補正処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置の補正量算出処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係るエコー抑制装置の構成例を示す模式図である。 本発明の実施の形態２に係るエコー抑制装置の平滑化パワー比とスペクトルを補正する補正係数との関係の一例を示すグラフである。 本発明の実施の形態２に係るエコー抑制装置の補正量算出処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係るエコー抑制装置の補正量算出処理にて用いられるデータの変化の一例を示すグラフである。 本発明の実施の形態３に係るエコー抑制装置の補正量算出処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態４に係るエコー抑制装置の構成例を示す模式図である。

符号の説明

１ エコー抑制装置
１０ 適応フィルタ
１１ 補正部
１２ 補正量算出部
１２０ コンピュータプログラム
１２１ 分割手段
１２２ 合成手段
２ 音出力装置
２０ 音出力部
３ 音処理装置
３０ 音入力部
１００ エコーキャンセラ
１０１ スピーカ
１０２ マイクロホン
１０３ 適応フィルタ

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

実施の形態１．
図２は、本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置の構成例を示す模式図である。図２中１は、例えばテレビ会議システム、車両に搭載されるカーナビゲーションシステム等のコンピュータを用いたエコー抑制装置であり、エコー抑制装置１は、オーディオシステム等の音出力装置２及び音声認識システム等の音処理装置３と連携して動作する。音出力装置２から出力される出力音信号は、スピーカ等の音出力部２０から音として出力される。またコンデンサマイクロホン等の音入力部３０は、外部の音を受音し、受音した音に基づいて入力音信号を生成し、音処理装置３へ出力する。エコー抑制装置１は、音出力部２０から夫々出力された音に基づくエコーを、音入力部３０が受音した音から除去するエコーキャンセラの機能を備えている。なお以降の説明において、特にエコー抑制装置１内の出力音信号を参照音信号として示し、入力音信号を観測音信号として示す。

さらにエコー抑制装置１は、観測音信号からのエコーの除去に用いる適応フィルタ１０と、適応フィルタ１０により除去しきれていない残留エコーを除去すべく信号を補正する補正部１１と、補正部１１による補正量を算出する補正量算出部１２とを備えている。なお図２中に破線で示した箇所は、背景技術として説明したエコーキャンセラに相当する。本実施の形態では、エコーキャンセラとして適応フィルタ１０を用いる形態を示しているが、本発明はこれに限らず、参照音信号及び観測音信号をＦＦＴ等の方法にて周波数軸上の信号に変換し、周波数領域でエコーを除去する等、適応フィルタ１０以外の他の公知の方法により観測音信号からエコーを除去する様にしても良い。

補正量算出部１２は、ファームウェアとしてコンピュータプログラム１２０を記録するメモリ等の記憶回路、各種制御及び演算を行うＭＰＵ等の制御回路とを備え、記憶回路に記憶したコンピュータプログラム１２０を、制御回路にて実行し、各種演算を行うことで、コンピュータは、本発明のエコー抑制装置１として機能する。なおここでは、便宜上、記憶回路及び制御回路を用いてコンピュータプログラム１２０を実行するものとして説明するが、ファームウェアとしてコンピュータプログラム１２０を実行するのではなく、ハードウェアとして専用のＶＬＳＩ等の演算回路を設計する様にしても良い。

エコー抑制装置１が、例えば音声認識機能を有するナビゲーションシステムである場合、音処理装置３は、補正された観測音信号に基づいて音声認識処理を実行する。

次に図２を用いて本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置１が備えるエコー抑制装置１の信号処理について説明する。音出力装置２から出力され音出力部２０から音楽等の音を出力させる参照音信号は、サンプリング番号ｔを用いた参照音信号ｘ（ｔ）として示し、また話者の発声音等の音入力部３０が受音した音に基づく観測音信号は、サンプリング番号ｔを用いた観測音信号ｙ（ｔ）として示す。サンプリング番号ｔとは、アナログ信号である音を８０００〜１６０００Ｈｚのサンプリング周波数でデジタル信号に変換する際の各サンプルを特定する番号である。なお出力時期及び入力時期が同じである参照音信号ｘ（ｔ）及び観測音信号ｙ（ｔ）に対しては、同じサンプリング番号ｔが付与される。

音入力部３０は、話者の発声音等の受音すべき音だけでなく、音出力部２０から出力された音楽、その他の雑音等の様々な音を受音する。即ち音出力部２０から参照音信号ｘ（ｔ）に基づいて出力された音は、外部環境の音場を通って音入力部３０に受音される。この音出力部２０及び音入力部３０間のインパルス応答をｈ（ｔ）とすると、その推定値ａ（ｔ）を適応フィルタ１０にて求め、参照音信号ｘ（ｔ）を推定値ａ（ｔ）の適応フィルタ１０に通したｘ’（ｔ）を導出する。そして観測音信号ｙ（ｔ）からｘ’（ｔ）を減算することにより音出力部２０の出力に基づくエコーを除去した差分信号ｅ（ｔ）を算出する。なお観測音信号ｙ（ｔ）に含まれている信号が音出力部２０の出力に基づくエコーのみである場合に、差分信号ｅ（ｔ）の電力が最小となる様に適応フィルタ１０を動作させて推定する。

また補正量算出部１２は、参照音信号ｘ（ｔ）及び観測音信号ｙ（ｔ）を受け付け、参照音信号ｘ（ｔ）に対する観測音信号ｙ（ｔ）のパワー比を算出し、算出したパワー比に応じて観測音信号ｙ（ｔ）に対する補正量、特にここでは適応フィルタ１０によるエコー除去後の観測音信号である差分信号ｅ（ｔ）に対する補正量を算出し、算出した補正量を補正部１１へ出力する。

補正部１１は、補正量算出部１２から補正量を受け付け、受け付けた補正量に基づいて、適応フィルタ１０によるエコー除去後の観測音信号である差分信号ｅ（ｔ）を補正した補正信号ｅ’（ｔ）を、音処理装置３へ出力する。

次に補正量の算出方法について更に詳細に説明する。補正量算出部１２では、参照音信号ｘ（ｔ）及び観測音信号ｙ（ｔ）を受け付け、受け付けた参照音信号ｘ（ｔ）及び観測音信号ｙ（ｔ）の夫々数１００サンプル分を１フレームとし、フレーム毎に夫々の対数パワーを算出する。なおフレーム番号ｎを用いて参照音信号ｘ（ｔ）に係るフレームの対数パワーをｐｏｗＸ（ｎ）と示し、観測音信号ｙ（ｔ）に係るフレームの対数パワーをｐｏｗＹ（ｎ）として示す。ここでパワーとは、例えばフレームに含まれる音信号のパワースペクトルの積分値として示されるフレームパワーであり、対数パワーとは、フレームパワーの常用対数である。なおパワーとしては、フレームに含まれる音信号の振幅の二乗値等の値を適宜定義することが可能である。

図３は、本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置１の補正量算出処理にて用いられるデータの変化の一例を示すグラフである。図３（ａ）は、参照音信号ｘ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＸ（ｎ）のフレーム毎の変化を示すグラフであり、横軸に時間を示す指標としてフレーム番号（ｎ）をとり、ｄＢ単位の対数パワーの変化を示している。また図３（ｂ）は、観測音信号ｙ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＹ（ｎ）のフレーム毎の変化を示すグラフであり、横軸に時間を示す指標としてフレーム番号（ｎ）をとり、ｄＢ単位の対数パワーの変化を示している。図３において、話者が発声していない区間をシングルトークとして示し、話者が発声している区間をダブルトークとして示している。図３に示す様にシングルトークの区間では、観測音信号ｙ（ｔ）に対する参照音信号ｘ（ｔ）の影響が相対的に大きくなるため、参照音信号ｘ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＸ（ｎ）及び観測音信号ｙ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＹ（ｎ）は、類似した変化の波形を示す。またダブルトークの区間では、話者の発声等の観測音信号ｙ（ｔ）側にのみ影響する音が存在するため、参照音信号ｘ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＸ（ｎ）及び観測音信号ｙ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＹ（ｎ）は、異なる変化の波形となる。

図４は、本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置１の補正量算出処理にて用いられるデータの変化の一例を示すグラフである。図４は、観測音信号ｙ（ｔ）からｘ’（ｔ）を減算して得られた差分信号ｅ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＥ（ｎ）のフレーム毎の変化を示すグラフであり、横軸に時間を示す指標としてフレーム番号（ｎ）をとり、ｄＢ単位の対数パワーの変化を示している。図４に示す様に適応フィルタ１０の機能によりエコーを除去した差分信号ｅ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＥ（ｎ）は、シングルトークの区間及びダブルトークの区間のいずれにおいても大きな変化を示す波形を示している。本発明では、シングルトークの区間において、参照音信号ｘ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＸ（ｎ）及び観測音信号ｙ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＹ（ｎ）が類似した変化の波形を示すことに鑑み、観測音信号ｙ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＹ（ｎ）から参照音信号ｘ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＸ（ｎ）を減じた結果に基づいて、差分信号ｅ（ｔ）を補正することにより、シングルトークの区間で、差分信号ｅ（ｔ）のパワーを可及的に小さくしてエコーを除去する。

図５は、本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置１の補正量算出処理にて用いられるデータの変化の一例を示すグラフである。図５は、観測音信号ｙ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＹ（ｎ）から参照音信号ｘ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＸ（ｎ）を減じた値｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝のフレーム毎の変化を示すグラフであり、横軸に時間を示す指標としてフレーム番号（ｎ）をとり、ｄＢ単位の対数パワーの変化を示している。観測音信号ｙ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＹ（ｎ）と参照音信号ｘ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＸ（ｔ）との差は、観測音信号ｙ（ｔ）のパワーを参照音信号ｘ（ｔ）のパワーで除した商、即ち参照音信号ｘ（ｔ）に対する観測音信号ｙ（ｔ）のパワー比を示す。以降の説明では、フレームｎ毎の観測音信号ｙ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＹ（ｎ）と参照音信号ｘ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＸ（ｎ）との差をパワー比｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝という。図５に示す様にパワー比｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝の変化は、ダブルトークの区間の方がシングルトークの区間より大きくなっており、シングルトークの区間の変化と、ダブルトークの区間の変化との差が明確になっている。図５に示す様に、補正量算出部１２は、参照音信号ｘ（ｔ）に対する観測音信号ｙ（ｔ）のパワー比を算出する。

前述した様にシングルトークの区間では、パワー比｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝の変化が小さく、またダブルトークの区間と比べて小さい値をとり、シングルトークの区間とダブルトークの区間との差が明確になっていることから、パワー比｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝に基づいて、差分信号ｅ（ｔ）を補正することにより、参照音信号ｘ（ｔ）の影響を排除することが可能となる。但し、本発明では、更に参照音信号ｘ（ｔ）の緩やかな時間変化による影響を排除してシングルトークの区間とダブルトークの区間との差を明確にする。

参照音信号ｘ（ｔ）の緩やかな時間変化による影響を排除して、シングルトークの区間におけるパワー比｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝の変化を平滑化する方法として、補正量算出部１２は、下記の式１を用いた計算を行う。

ｓｕｂＹＸ（ｎ）＝α×ｓｕｂＹＸ（ｎ−１）＋（１−α）×｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝ …式１

式１において、ｓｕｂＹＸ（ｎ）は、パワー比｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝の時間平均であり、αは、時間平均を算出する上での時間定数である。時間定数αとしては、０．９５等の数値（但し、０＜α＜１）が用いられる。

図６は、本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置１の補正量算出処理にて用いられるデータの変化の一例を示すグラフである。図６（ａ）は、図５に示したパワー比｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝のグラフである。図６（ｂ）は、式１を用いて算出した時間平均ｓｕｂＹＸ（ｎ）のフレーム毎の変化を示すグラフであり、横軸に時間を示す指標としてフレーム番号（ｎ）をとり、ｄＢ単位の対数パワーの変化を示している。図６（ｂ）に示す様に式１を用いて算出した時間平均ｓｕｂＹＸ（ｎ）は、パワー比｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝の緩やかな時間変化を示している。補正量算出部１２は、パワー比｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝から時間平均ｓｕｂＹＸ（ｎ）の影響を排除すべく、パワー比｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝から時間平均ｓｕｂＹＸ（ｎ）を減じて、時間変化を平滑化したパワー比Ｅｔ（ｎ）を算出する。なお以降の説明においては、時間変化を平滑化したパワー比Ｅｔ（ｎ）を、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）という。但し、ｐｏｗＥｔ（ｎ）が負の値をとる場合、その値を０としている。（ｃ）は、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）のフレーム毎の変化を示すグラフであり、横軸に時間を示す指標としてフレーム番号（ｎ）をとり、ｄＢ単位の対数パワーの変化を示している。図６（ｃ）に示す様に平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）は、シングルトークの区間において、ほぼ０ｄＢの値をとる。

補正量算出部１２は、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）に基づき、補正部１１にて補正する補正量を算出する。図７は、本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置１の平滑化パワー比と補正量との関係の一例を示すグラフである。図７は、横軸に平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）をとり、縦軸に補正量をとってその関係を示したグラフである。図７に示す様に、補正量は、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）が、所定値以下である場合に、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）に応じて差分信号ｅ（ｔ）を抑制する様に補正量が算出される。図７に示す例では、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）が６ｄＢ以下である場合に、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）に応じた補正量が求まるが、その補正量は、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）が小さい程、大きくなる。即ち平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）が小さい場合、その区間はシングルトークの区間である可能性が高く、その区間の差分信号ｅ（ｔ）は、残留エコーである可能性が高いと判断し、差分信号ｅ（ｔ）を抑制するのである。

そして補正量算出部１２にて算出された補正量は、補正部１１へ渡され、補正部１１は、受け付けた補正量に基づいて、差分信号ｅ（ｔ）を補正することにより、補正信号ｅ’（ｔ）を導出し、導出した補正信号ｅ’（ｔ）を音声認識機能を備える音処理装置３へ出力する。

図８は、本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置１の補正量算出処理にて用いられるデータの変化の一例を示すグラフである。図８（ａ）は、差分信号の対数パワーｐｏｗＥ（ｎ）のフレーム毎の変化を示すグラフであり、横軸に時間を示す指標としてフレーム番号（ｎ）をとり、ｄＢ単位の対数パワーを示している。図８（ｂ）は、補正信号の対数パワーｐｏｗＥ’（ｔ）のフレーム毎の変化を示すグラフであり、横軸に時間を示す指標としてフレーム番号（ｎ）をとり、ｄＢ単位の対数パワーを示している。図８（ｃ）は、図８（ａ）及び（ｂ）を重ねたグラフであり、点線が図８（ａ）であり、実線が図８（ｂ）である。図８（ａ），（ｂ），（ｃ）から明らかな様に、本発明の信号補正方法を適用することにより、シングルトークの区間において、差分信号の対数パワーｐｏｗＥ（ｎ）が抑制されている。

次に上述した構成の本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置１の処理について説明する。図９は、本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置１の信号補正処理の一例を示すフローチャートである。エコー抑制装置１は、音入力部３０にて受音した音に基づいて観測音信号ｙ（ｔ）を生成し（Ｓ１０１）、適応フィルタ１０の処理により、音入力部３０が生成した観測音信号ｙ（ｔ）から音出力部２０の出力に基づくエコーを除去した差分信号ｅ（ｔ）を算出する（Ｓ１０２）。

エコー抑制装置１は、補正量算出部１２により、参照音信号ｘ（ｔ）及び観測音信号ｙ（ｔ）に基づいて補正量を算出する補正量算出処理を実行し（Ｓ１０３）、補正部１１により、補正量に基づいて差分信号ｅ（ｔ）を補正することにより、補正信号ｅ’（ｔ）を生成する（Ｓ１０４）。そしてエコー抑制装置１は、生成した補正信号ｅ’（ｔ）を音処理装置３へ出力する（Ｓ１０５）。

そして音処理装置３は、入力された補正信号ｅ’（ｔ）に基づいて、音声認識処理等の処理を実行する。

図１０は、本発明の実施の形態１に係るエコー抑制装置１の補正量算出処理の一例を示すフローチャートである。補正量算出処理として、図９を用いて説明した信号補正処理のステップＳ１０３における補正量算出処理を詳述する。エコー抑制装置１の補正量算出部１２は、記憶回路に記憶しているコンピュータプログラム１２０を実行する制御回路の制御に基づいて、観測音信号ｙ（ｔ）を参照音信号ｘ（ｔ）で除することにより、参照音信号ｘ（ｔ）に対する観測音信号ｙ（ｔ）のパワー比を算出する（Ｓ２０１）。ステップＳ２０１のパワー比は、観測音信号ｙ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＹ（ｎ）から参照音信号ｘ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＸ（ｎ）を減じることで算出することもできる。

エコー抑制装置１の補正量算出部１２は、パワー比｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝の時間変化を平滑化したパワー比の時間平均ｓｕｂＹＸ（ｎ）を算出する（Ｓ２０２）。ステップＳ２０２の時間平均ｓｕｂＹＸ（ｎ）は、前述の式１を用いて算出される。

エコー抑制装置１の補正量算出部１２は、パワー比｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝を時間平均ｓｕｂＹＸ（ｎ）で除して平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）を算出する（Ｓ２０３）。ステップＳ２０３の平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）は、パワー比｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝の対数から、時間平均ｓｕｂＹＸ（ｎ）の対数を減じることにより算出することもできる。

そしてエコー抑制装置１の補正量算出部１２は、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）が所定値以下である場合に、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）に応じて差分信号ｅ（ｔ）を抑制する補正量を算出する（Ｓ２０４）。ステップＳ２０４の補正量の算出は、図７のグラフの関係を示す数式に基づき、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）の対数が例えば６ｄＢ以下である場合に、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）に応じて差分信号ｅ（ｔ）から減じる補正量を算出することにより行われる。この様にして算出された補正量は、補正量算出部１２から補正部１１へ出力される。

前記実施の形態１に示した補正によるエコー抑制方法は本願の無数にある形態の一例であり、例えば差分信号を補正する形態を示したが、本発明はこれに限らず、観測音信号を直接補正する補正量を算出する等、様々な形態に展開することが可能である。また時間平均を考慮せずに、パワー比から補正量を算出する様にしても良い等、様々な形態に展開することが可能である。

実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１とは異なる方法にて補正量を算出する形態である。図１１は、本発明の実施の形態２に係るエコー抑制装置の構成例を示す模式図である。実施の形態２では、補正量算出部１２に参照音信号ｘ（ｔ）及び観測音信号ｙ（ｔ）並びに差分信号ｅ（ｔ）が入力される。補正量算出部１２は、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）に基づき、補正部１１にて、差分信号ｅ（ｔ）のスペクトル形状を平坦化すべく補正量（補正係数）を算出する。具体的には差分信号ｅ（ｔ）からスペクトルを導出し、導出したスペクトルに対してケプストラム分析を行うことにより、スペクトルの低次、例えば３次以下の成分であるスペクトル包絡を導出する。そして導出したスペクトル包絡を０に近付けるべく、スペクトル包絡に乗じる補正係数を算出する。なおその他の構成については、実施の形態１と同様であるので、実施の形態１と同様の符号を付し、その説明を省略する。また平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）を算出するまでの処理も実施の形態１と同様であるので、実施の形態１と同様の符号を付し、その説明を省略する。

図１２は、本発明の実施の形態２に係るエコー抑制装置１の平滑化パワー比とスペクトルを補正する補正係数との関係の一例を示すグラフである。図１２は、横軸に平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）をとり、縦軸に補正係数をとってその関係を示したグラフである。図１２に示す様に、平滑化パワー比ｐｏｗＥ（ｔ）が所定値以上である場合、補正係数は１．０である。補正係数は、スペクトル包絡に乗じる係数であるので、補正係数が１．０である場合、スペクトル包絡に対する補正量は０となる。平滑化パワー比ｐｏｗＥ（ｔ）が所定値以下である場合、平滑化パワー比ｐｏｗＥ（ｔ）に応じて差分信号ｅ（ｔ）を抑制する様にスペクトル包絡に乗じる補正係数が算出される。図１２に示す例では、平滑化パワー比ｐｏｗＥ（ｔ）が５ｄＢ以下である場合に、平滑化パワー比ｐｏｗＥ（ｔ）に応じてスペクトル包絡を補正する補正係数が求まるが、その補正係数は、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）が小さい程、小さくなり、補正量としては大きくなる。即ち平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）が小さい場合、その区間はシングルトークの区間である可能性が高く、その区間の差分信号ｅ（ｔ）は、残留エコーである可能性が高いと判断し、スペクトル形状を平坦化すべく差分信号ｅ（ｔ）を抑制するのである。

次に本発明の実施の形態２に係るエコー抑制装置１の処理について説明する。実施の形態２は、実施の形態１の補正量算出処理を変更した形態であるので、補正量算出処理について説明する。図１３は、本発明の実施の形態２に係るエコー抑制装置１の補正量算出処理の一例を示すフローチャートである。エコー抑制装置１の補正量算出部１２は、記憶回路に記憶しているコンピュータプログラム１２０を実行する制御回路の制御により、参照音信号ｘ（ｔ）に対する観測音信号ｙ（ｔ）のパワー比｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝を算出し（Ｓ３０１）、パワー比｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝の時間変化を平滑化したパワー比の時間平均ｓｕｂＹＸ（ｎ）を算出し（Ｓ３０２）、パワー比｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝を時間平均ｓｕｂＹＸ（ｎ）で除して平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）を算出する（Ｓ３０３）。

またエコー抑制装置１の補正量算出部１２は、差分信号ｅ（ｔ）からスペクトルを導出する（Ｓ３０４）。ステップＳ３０４のスペクトルの導出は、ＦＦＴ等の周波数変換関数を用いて行われる。

エコー抑制装置１の補正量算出部１２は、導出したスペクトルをケプストラムに変換し、変換したケプストラムに係る所定の次数より低次の成分、例えば３次以下の成分を逆ＦＦＴ処理してスペクトル包絡を導出する（Ｓ３０５）。

ステップＳ３０４の処理について説明する。差分信号ｅ（ｔ）をＦＦＴ処理したスペクトル｜ｅ（ω）｜は、高次成分及び低次成分のＦＦＴを夫々示すＧ（ω）及びＨ（ω）を用いた下記の式２で示すことができる。

ｅ（ω）＝Ｇ（ω）Ｈ（ω） …式２

式２の対数は、下記の式３で示すことができる。

ｌｏｇ₁₀｜ｅ（ω）｜＝ｌｏｇ₁₀｜Ｇ（ω）｜＋ｌｏｇ₁₀｜Ｈ（ω）｜ …式３

式３を、周波数ωを変数として逆ＦＦＴしたものがケプストラムｃ（τ）である。なお式２の右辺第１項は、スペクトルの高次の成分である微細構造を示し、右辺第２項は、スペクトルの低次の成分であるスペクトル包絡を示す。

エコー抑制装置１の補正量算出部１２は、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）が所定値以下である場合に、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）に応じてスペクトル包絡を補正する補正係数を算出する（Ｓ３０６）。ステップＳ３０６の補正係数の算出は、図１２のグラフの関係を示す数式に基づき、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）の対数が例えば５ｄＢ以下である場合に、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）に応じてスペクトル包絡を補正する補正係数を算出することにより行われる。なお平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）が所定値以上である場合についても補正係数を算出する様にしても良いが、補正係数は０であるので、実質的な補正は行われない。

そしてエコー抑制装置１の補正量算出部１２は、補正係数及びスペクトル包絡の積に基づいて差分信号ｅ（ｔ）から減じる補正量を算出する（Ｓ３０７）。この様にして算出された補正量は、補正量算出部１２から補正部１１へ出力される。

実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１において実施の形態１とは異なる方法にて補正量を算出する形態である。なお実施の形態３に係るエコー抑制装置の構成例は、実施の形態１の変形である実施の形態２と同様であるので、実施の形態１及び実施の形態２を参照するものとし、その詳細な説明を省略する。また平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）を算出するまでの処理は、実施の形態１と同様であるので、実施の形態１と同様の符号を付し、その説明を省略する。

実施の形態３では、補正量算出部１２において、観測音信号ｙ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＹ（ｎ）の変化を平滑化する方法として、下記の式４を用いた計算を行う。

ａｖｅｐｏｗＹ（ｎ）＝β×ａｖｅｐｏｗＹ（ｎ−１）＋（１−β）×ｐｏｗＹ（ｎ） …式４

式４において、ａｖｅｐｏｗＹ（ｎ）は、観測音信号ｙ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＹ（ｎ）の時間平均であり、βは、時間平均を算出する上での時間定数である。時間定数βとしては、０．９５等の数値（但し、０＜β＜１）が用いられる。なお以降の説明においては、平滑化観測音信号ａｖｅｐｏｗＹ（ｎ）という。

さらに補正量算出部１２は、式４を用いて算出された平滑化観測音信号ａｖｅｐｏｗＹ（ｎ）を、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）に加算する下記の式５を用いてレンジ補正を行った平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ’（ｎ）を算出する。

ｐｏｗＥｔ’（ｎ）＝ｐｏｗＥｔ（ｎ）＋ａｖｅｐｏｗＹ（ｎ） …式５

式５は、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）に平滑化観測音信号ａｖｅｐｏｗＹ（ｎ）を加算する演算を示しており、式５に示す演算を行うことにより、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）のレンジを平滑化観測音信号ａｖｅｐｏｗＹ（ｎ）により補正したｐｏｗＥｔ’（ｎ）を算出することができる。

図１４は、本発明の実施の形態３に係るエコー抑制装置１の補正量算出処理にて用いられるデータの変化の一例を示すグラフである。図１４（ａ）は、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）のフレーム毎の変化を示すグラフであり、横軸に時間を示す指標としてフレーム番号（ｎ）をとり、ｄＢ単位の対数パワーの変化を示している。図１４（ｂ）は、式４を用いて算出した時間平均ａｖｅｐｏｗＹ（ｎ）のフレーム毎の変化を示すグラフであり、横軸に時間を示す指標としてフレーム番号（ｎ）をとり、ｄＢ単位の対数パワーの変化を示している。図１４（ｃ）は、式５を用いて算出したｐｏｗＥｔ’（ｎ）のフレーム毎の変化を示すグラフであり、横軸に時間を示す指標としてフレーム番号（ｎ）をとり、ｄＢ単位の対数パワーの変化を示している。平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）に平滑化観測音信号ａｖｅｐｏｗＹ（ｎ）を加算したｐｏｗＥｔ’（ｎ）は、レンジ補正がなされており、補正信号ｅ’（ｔ）の対数パワーとして用いることが可能である。

次に本発明の実施の形態３に係るエコー抑制装置１の処理について説明する。実施の形態３は、実施の形態１の補正量算出処理を変更した形態であるので、補正量算出処理について説明する。図１５は、本発明の実施の形態３に係るエコー抑制装置１の補正量算出処理の一例を示すフローチャートである。エコー抑制装置１の補正量算出部１２は、記憶回路に記憶しているコンピュータプログラム１２０を実行する制御回路の制御により、参照音信号ｘ（ｔ）に対する観測音信号ｙ（ｔ）のパワー比｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝を算出し（Ｓ４０１）、パワー比｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝の時間変化を平滑化したパワー比の時間平均ｓｕｂＹＸ（ｎ）を算出し（Ｓ４０２）、パワー比｛ｐｏｗＹ（ｎ）−ｐｏｗＸ（ｎ）｝を時間平均ｓｕｂＹＸ（ｎ）で除して平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）を算出する（Ｓ４０３）。

さらにエコー抑制装置１の補正量算出部１２は、観測音信号ｙ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＹ（ｎ）の時間変化を平滑化した平滑化観測音信号ａｖｅｐｏｗＹ（ｎ）を算出する（Ｓ４０４）。ステップＳ４０４の平滑化観測音信号ａｖｅｐｏｗＹ（ｎ）は、前述の式４を用いて算出される。

エコー抑制装置１の補正量算出部１２は、平滑化観測音信号ａｖｅｐｏｗＹ（ｎ）を、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）に加算して、レンジ補正を行った平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ’（ｎ）を算出する（Ｓ４０５）。ステップＳ４０５のｐｏｗＥｔ’（ｎ）は、前述の式５を用いて算出される。なおステップＳ４０５の平滑化観測音信号ａｖｅｐｏｗＹ（ｎ）及び平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）とは、対数パワーであるので、対数ではなく正数を用いて演算する場合、ステップＳ４０５は積算を行うことになる。

そしてエコー抑制装置１の補正量算出部１２は、差分信号ｅ（ｔ）を、ｐｏｗＥｔ’（ｎ）に補正すべく補正量を算出する（Ｓ４０６）。この様にして算出された補正量は、補正量算出部１２から補正部１１へ出力される。

前記実施の形態３では、差分信号ｅ（ｔ）を、ｐｏｗＥｔ’（ｎ）に補正すべく補正量を算出する形態を示したが、本発明はこれに限らず、ｐｏｗＥ（ｎ）及びｐｏｗＥｔ’（ｎ）を所定の重みで加重平均した結果に基づいて、補正信号ｅ’（ｔ）を算出する様にしても良い。

また前記実施の形態３では、観測音信号ｙ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＹ（ｎ）の時間平均として算出した平滑化観測音信号ａｖｅｐｏｗＹ（ｎ）に基づいて、平滑化パワー比ｐｏｗＥｔ（ｎ）のレンジ補正を行ったが、本発明はこれに限らず、観測音信号ｙ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＸ（ｎ）の時間平均、差分信号ｅ（ｔ）の対数パワーｐｏｗＥ（ｎ）の時間平均等の他の信号に基づいてレンジ補正を行うことも可能である。

実施の形態４．
実施の形態４は、実施の形態１において、信号を周波数帯域に基づいて分割し、分割した周波数帯域毎に補正量を算出する形態である。図１６は、本発明の実施の形態４に係るエコー抑制装置の構成例を示す模式図である。実施の形態４における補正量算出部１２は、参照音信号ｘ（ｔ）及び観測音信号ｙ（ｔ）を周波数帯域に基づいて分割する分割手段１２１と、周波数帯域毎に算出した補正量を合成する合成手段１２２とを備えている。なおその他の構成については、実施の形態１と同様であるので、実施の形態１と同様の符号を付し、その説明を省略する。

分割手段１２１は、参照音信号ｘ（ｔ）及び観測音信号ｙ（ｔ）に対してＦＦＴ等の周波数変換関数を用いてスペクトルを導出し、導出したスペクトルを周波数帯域に基づいて２〜６程度の信号に分割し、周波数帯域毎にパワースペクトルを積分することで、ｐｏｗＸ（ｎ，ｉ）及びｐｏｗＹ（ｎ，ｉ）を算出する。但し、ｉとは、夫々の周波数帯域を示す帯域番号である。そして夫々の周波数帯域について、実施の形態１に示した方法を用いて周波数帯域毎の補正量（ｉ）を算出する。

そして合成手段１２２は、周波数帯域毎の補正量（ｉ）を合成して差分信号ｅ（ｔ）に対する補正量を算出する。なお周波数帯域毎の補正量（ｉ）の合成に対しては、周波数帯域毎に重み係数を設定することが可能である。例えば夫々の周波数帯域に対し、低波長域から（０．１，０．２，０，３，…）という重み係数を設定することにより、低波長域に混入しやすい雑音を抑制することが可能となる。

前記実施の形態１乃至４は、夫々独立した実施に限るものではなく、状況に応じて適宜組み合わせて実施することが可能である。

また前記実施の形態１乃至４は、本発明の無限にある実施の形態の一部を例示したに過ぎず、各種ハードウェア及びソフトフェア等の構成は、適宜設定することが可能であり、また例示した基本的な処理以外にも様々な処理を組み合わせることが可能である。

Claims (7)

1. 音信号に基づく音を音出力部から出力させる音出力装置、及び音入力部が受音した音に基づく音信号を処理する音処理装置と連携して動作可能であり、音入力部が受音した音に基づく観測音信号のエコーを抑制するエコー抑制装置において、
   前記音出力装置から音出力部へ出力する参照音信号及び前記観測音信号に基づいて推定した該観測音信号のエコー成分を除去するエコー除去部と、
   前記参照音信号に対する前記観測音信号のパワー比を算出する比算出部と、
   算出したパワー比に応じて、前記エコー成分を除去した観測音信号に対する補正量を算出する補正量算出部と、
   前記エコー成分を除去した観測音信号に残留する残留エコーを抑制すべく、算出した補正量に基づいて、前記エコー成分を除去した観測音信号を補正する補正部と、
   補正した観測音信号を前記音処理装置へ出力する出力部と
   を備え、
   前記補正量算出部は、
   前記エコー成分を除去した観測音信号に基づくスペクトルを導出するスペクトル導出部と、
   導出したスペクトルに基づくスペクトル包絡を導出する包絡導出部と、
   前記パワー比が所定値以下である場合に、前記パワー比に応じて前記スペクトル包絡を補正する補正係数を求める係数部と
   を備え、
   前記補正係数にて前記スペクトル包絡を補正した結果に基づいて、前記エコー成分を除去した観測音信号のスペクトル形状を補正する補正量を算出する様に構成してある
   ことを特徴とするエコー抑制装置。
2. 前記補正量算出部は、パワー比が所定値以下である場合に、パワー比に応じて前記観測音信号の残留エコーを抑制すべく補正量を算出する様に構成してあることを特徴とする請求項１に記載のエコー抑制装置。
3. 前記補正量算出部は、パワー比の時間変化を平滑化した結果に基づいて補正量を算出する様に構成してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエコー抑制装置。
4. 前記補正量算出部は、
   前記観測音信号及び前記参照音信号の周波数帯域毎に補正量を算出する様に構成してあり、
   周波数帯域毎に算出した補正量に、周波数帯域毎に予め設定されている帯域補正係数を乗じて補正量を算出する様に構成してある
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のエコー抑制装置。
5. 音信号に基づく音を出力部から出力させる音出力装置と、
   音入力部が受音した音に基づく音信号を処理する音処理装置と、
   前記音出力装置及び音処理装置と連携する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のエコー抑制装置と
   を備えることを特徴とするエコー抑制システム。
6. 音信号に基づく音を音出力部から出力させる音出力装置、及び音入力部が受音した音に基づく音信号を処理する音処理装置と連携可能なエコー抑制装置に、音入力部が受音した音に基づく観測音信号のエコーを抑制させるエコー抑制方法において、
   前記エコー抑制装置は、
   前記音出力装置から音出力部へ出力する参照音信号及び前記観測音信号に基づいて推定した該観測音信号のエコー成分を除去する手順と、
   前記参照音信号に対する前記観測音信号のパワー比を算出する手順と、
   前記エコー成分を除去した観測音信号に基づくスペクトル導出する手順と、
   導出したスペクトルに基づくスペクトル包絡を導出する手順と、
   前記パワー比が所定値以下である場合に、前記パワー比に応じて前記スペクトル包絡を補正する補正係数を求める手順と、
   前記補正係数にて前記スペクトル包絡を補正した結果に基づいて、前記エコー成分を除去した観測音信号のスペクトル形状を補正する補正量を算出する手順と、
   前記エコー成分を除去した観測音信号に残留する残留エコーを抑制すべく、算出した補正量に基づいて、前記エコー成分を除去した観測音信号を補正する手順と、
   補正した観測音信号を前記音処理装置へ出力する手順と
   を実行することを特徴とするエコー抑制方法。
7. 音信号に基づく音を音出力部から出力させる音出力装置、及び音入力部が受音した音に基づく音信号を処理する音処理装置と連携し、音入力部が受音した音に基づく観測音信号のエコー成分を除去し、前記出力装置へ出力するコンピュータに、エコー成分を除去した観測音信号に残留する残留エコーを抑制すべく、エコー成分を除去した観測音信号を補正する補正量を算出させるコンピュータプログラムであって、
   コンピュータに、
   前記音出力装置から音出力部へ出力する参照音信号及び前記観測音信号に基づいて推定した該観測音信号のエコー成分を除去させる手順と、
   前記参照音信号に対する前記観測音信号のパワー比を算出させる手順と、
   前記エコー成分を除去した観測音信号に基づくスペクトル導出させる手順と、
   導出したスペクトルに基づくスペクトル包絡を導出させる手順と、
   前記パワー比が所定値以下である場合に、前記パワー比に応じて前記スペクトル包絡を補正する補正係数を求めさせる手順と、
   前記補正係数にて前記スペクトル包絡を補正した結果に基づいて、前記エコー成分を除去した観測音信号のスペクトル形状を補正する補正量を算出させる手順と
   を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。

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