JP5264687B2

JP5264687B2 - エコーキャンセル方法、エコーキャンセル装置、エコーキャンセルプログラム

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Publication number: JP5264687B2
Application number: JP2009270489A
Authority: JP
Inventors: 朗中川; 陽一羽田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2029-11-27
Also published as: JP2011114696A

Description

本発明は、例えば、音響再生系を有する通信会議システムに適用され、ハウリングの原因及び聴覚上の障害となる音響エコーを抑圧するエコーキャンセル方法、エコーキャンセル装置及びエコーキャンセルプログラムに関する。

図１は、従来のエコーキャンセル装置１０を示すブロック図である。受話端１１，１２から送られてくる２チャネルの受話信号（例えば、ステレオ受話信号等）ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）はそれぞれスピーカ２１，２２で再生される（ただしｋは離散時刻を表す）。各スピーカで再生された音は、反響路３１，３２を通り、何れもマイクロホン４１で収音される。収音信号ｄ１（ｋ）から擬似エコー信号ｙ１（ｋ）を差し引き、誤差信号（以下、「残留エコー」ともいう）ｅ１（ｋ）を求める。そして、誤差信号ｅ１（ｋ）は送話端５１へ至る。なお、実際は、ステレオ収音するため、マイクロホンはもう一本あり、同じ処理が施されるが、簡単のため、ここでは省略する。

疑似反響路６１１，６２１は、それぞれフィルタ係数Ｗ１１（ｋ），Ｗ２１（ｋ）を有する。但し、
W11(k)=[w11₀(k),w11₁(k),…,w11_L-1(k)]^T
W21(k)=[w21₀(k),w21₁(k),…,w21_L-1(k)]^T
であり、Ｌは適応フィルタで用いる係数の数（適応フィルタ長）、ｗ１１_ｊ，ｗ２１_ｊ（ｊ＝０，１，…，Ｌ−１）は各フィルタ係数、Ｔは転置、大文字はベクトル、小文字はスカラーを表す。

疑似反響路６１１，６２１は、それぞれ受話信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）を入力として、擬似エコー信号ｙ１１（ｋ），ｙ２１（ｋ）を生成する。擬似エコー信号ｙ１１（ｋ），ｙ２１（ｋ）は、以下の式で計算される。

y11(k)=W11^T(k)X1(k) (1)
y21(k)=W21^T(k)X2(k) (2)
但し、
X1(k)=[x1(k),x1(k-1),…,x1(k-L+1)]^T
X2(k)=[x2(k),x2(k-1),…,x2(k-L+1)]^T
とする。

加算器７１は、疑似エコー信号ｙ１１（ｋ），ｙ２１（ｋ）を加算し、ｙ１（ｋ）を生成する。減算器８１は、エコー信号ｄ１（ｋ）からｙ１（ｋ）を減算し、誤差信号ｅ１（ｋ）を生成する。適応フィルタ９１１，９２１は、それぞれ誤差信号ｅ１（ｋ）と、受話信号ｘ１（ｋ）とｘ２（ｋ）を受け取り、反響路３１，３２の伝達特性Ｈ１１，Ｈ２１を逐次推定する。推定した適応フィルタ係数Ｗ１１（ｋ＋１），Ｗ２１（ｋ＋１）は、それぞれ疑似反響路６１１，６２１へ逐次コピーされる。適応フィルタ係数Ｗ１１（ｋ），Ｗ２１（ｋ）は、以下のように逐次更新される。

W11(k+1)=W11(k)+μΔW11(k) (3)
W21(k+1)=W21(k)+μΔW21(k) (4)
但し、
ΔW11(k)=[ΔW11₀(k),Δw11₁(k),…,Δw11_L-1(k)]^T
ΔW21(k)=[ΔW21₀(k),Δw21₁(k),…,Δw21_L-1(k)]^T
であり、μは更新量を制御するパラメータである。ΔW11(k),ΔW21(k)は、時刻kにおける更新量で、適応アルゴリズムによって異なり、それに伴って更新量を制御するパラメータμも異なる。例えば学習同定法だと、以下のようになる。

疑似反響路と反響路の誤差が小さいと、生成する疑似エコーと発生するエコーの差が小さくなり、消去できるエコーの量が増え、相手へ返るエコーを減らすことができる。実環境における反響路の長さは無限に近い長さであるが、適応フィルタ長は有限長であるため、適応フィルタ長が短過ぎると、疑似反響路と反響路の誤差が大きくなり、相手へ帰るエコーが大きくなる。しかしながら、適応フィルタ長を長くすると演算量が増大するため、適応フィルタ長を検討する際、相手へ帰るエコーの量と、演算量はトレードオフとなる。

サブバンド方式を用いて、最適な適応フィルタ長を割当てる従来技術として、非特許文献１が知られている。これは、各サブバンド内で誤差の量が多いバンドに対して、適応フィルタ長を長く設定し、誤差の量が少ないバンドの適応フィルタ長を短く設定する。これにより、疑似反響路と反響路の誤差を小さくできる。

Zhiqiang MA, Kenji Nakayama, Akihiko Sugiyama, "Automatic Tap Assignment in Sub-band Adaptive Filter", IEICE transactions on fundamentals of electronics, communications and computer sciences, 社団法人電子情報通信学会, July, 1993, Vol. E76-B, No.7, pp751-754

しかしながら、２チャネルの受話信号の各誤差の量が測定できないため、エコーキャンセル装置１０において、疑似反響路６１１、６１２の適応フィルタ長を別々に設定することはできない。

上記の課題を解決するために、本発明に係るエコーキャンセル技術は、疑似反響路において、２チャネルの受話信号と、各チャネルの受話信号に対応するフィルタ係数を用いて、２つのチャネル擬似エコー信号を求め、２つのチャネル擬似エコー信号を加算して総合擬似エコー信号を求め、２チャネルの受話信号の再生音に対する収音信号から総合擬似エコー信号を差し引いて誤差信号を求め、２チャネルの受話信号を再生するスピーカと、その再生音を収音するマイクロホンの位置関係により定まる反響路の伝達特性をフィルタで表した場合の係数に対応する値の差が閾値よりも大きいの場合には、大きい方の値に対応する適応フィルタ長が、小さい方の値に対応する適応フィルタ長より長くなるように、フィルタ長を決定し、フィルタ長決定ステップにおいて決定されたフィルタ長に基づき、現在の適応フィルタ係数と、２チャネルの受話信号と、誤差信号を用いて、各チャネルの受話信号に対応する適応フィルタ係数を逐次更新する。

本発明は、各反響路に対応する疑似反響路の適応フィルタ長を別々に設定することでトータルの残留エコーを少なくすることができるという効果を奏する。

エコーキャンセル装置１０を示すブロック図。エコーキャンセル装置１００の利用例を示す図。エコーキャンセル装置１００の構成例を示す図。エコーキャンセル装置１００の処理フロー例を示す図。フィルタ長決定部の構成例を示す図。フィルタ長決定部の処理フロー例を示す図。エコーキャンセルなしの場合の残留エコーの大きさ、従来のエコーキャンセル装置１０の残留エコーの大きさ、エコーキャンセル装置１００の残留エコーの大きさを示す図。閾値が２つの場合のフィルタ長決定部の処理フロー例を示す図。

［発明の原理］
本発明の原理について説明する。図２はエコーキャンセル装置１００の利用例を示す。本発明は、２チャネルの受話信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）を再生する２つスピーカ２１，２２の位置が、音声を収音するマイクロホン４１，４２，…，４Ｍの位置に対して対称になっていない場合に、各スピーカ２１，２２から各マイクロホン４１，４２，…，４Ｍに回り込む音の大きさが異なることに着目し、適応フィルタ長を変更し、相手へ返るエコーを少なくする。

まず、適応フィルタ長に着目した場合の、疑似反響路と反響路の誤差が相手へ返るエコーの量に及ぼす影響を考える。適応フィルタ長をＬ、反響路をフィルタで表した場合のフィルタ長をＭ（但し、Ｍ＞Ｌ）とした場合、各フィルタの誤差Δｅ１１（ｋ），Δｅ２１（ｋ）を

と表すことができる。ここで、ｈ１１_ｉ，ｈ２１_ｉ（但し、ｉ＝０，１，…，Ｍ−１）は、反響路３１１，３２１の伝達特性Ｈ１１，Ｈ２１をフィルタで表した場合の各フィルタ係数であり、
H11=[h11₀,h11₁,…,h11_M-1]^T
H21=[h21₀,h21₁,…,h21_M-1]^T
と表す。反響路の伝達特性は、指数的に減衰することが知られており、適応フィルタ長Ｌの値が大きいほど、式（１０）、（１１）のそれぞれの右辺第二項の値が小さくなる。

例えば、一方のスピーカ２１が他方のスピーカ２２よりもマイクロホン４１に近い場合、‖Ｈ１１‖^２＞＞‖Ｈ２１‖^２となり、式(１０)、（１１）の第二項は、

となる。その結果、精度よく反響路の伝達特性が推定でき、式（１０）、（１１）の第一項が小さくなったとしても、第二項の影響からΔｅ１１（ｋ）＞＞Δｅ２１（ｋ）となることが分かる。

相手へ返る残留エコーは、式（１０）、（１１）のΔｅ１１（ｋ）、Δｅ２１（ｋ）と２チャネルの受話信号ｘ１（ｋ）,ｘ２（ｋ）のそれぞれの乗算に比例する。よって、２チャネルの受話信号の大きさが等しい場合、Δｅ１１（ｋ）を小さくすることで、相手へ帰る残留エコーを小さくすることができる。

この影響を減らすためには、適応フィルタ長Ｌを増やせばよいが、前述の通り、演算量の制約から単純にＬを増加させることができない。ここで、スピーカとマイクロホンの位置関係から定まる各反響路３１１，３２１の伝達特性Ｈ１１，Ｈ２１のそれぞれに対応する適応フィルタの適応フィルタ長Ｌ１，Ｌ２を導入することを考える。個別に適応フィルタ長を設定することで第二項の影響を制御しつつ、演算量を抑える。適応フィルタ長Ｌ１,Ｌ２を導入した場合、式（１０）、（１１）は、以下のように書き換えられる。

例えば、‖Ｈ１１‖^２＞＞‖Ｈ２１‖^２である場合、Ｌ１＞Ｌ２と設定することで、第二項の影響を小さくすることができる。また、‖Ｈ１１‖^２＜＜‖Ｈ２１‖^２である場合、Ｌ１＜Ｌ２と設定すればよい。よって、以下の式（１６）、（１７）のように適応フィルタ長Ｌ１，Ｌ２を設定する。

ここでα１〜α４およびβは、適応フィルタ長の初期値Ｌや部屋の環境により実験値で求める正の値とする。

なお、適応フィルタ長を長く設定すればするほど、定常残留誤差（誤差が変動しなくなる量）が小さくなるが、収束時間が長くなるため、α１〜α４は用途により定常残留誤差と収束時間の何れを優先すべきかを考慮して設定する値である。例えば、α１〜α４は適応フィルタ長の初期値Ｌの０．０５〜０．２倍に設定する。また、α１とα３を同じ値に、α２とα４を同じ値にすると、Ｌ１＋Ｌ２＝２Ｌとなり、従来技術と同様の計算コストで、よりエコー消去量の大きいエコーキャンセル装置を実現することができる。

このようにスピーカ２１，２２とマイクロホン４１，４２，…，４Ｍの位置関係に応じて適応フィルタ長Ｌ１，Ｌ２を変動させることにより、式（１０）、（１１）の右辺第二項のうち、影響の大きい方の項の値を小さくすることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

＜エコーキャンセル装置１００＞
図３はエコーキャンセル装置１００の構成例を、図４はエコーキャンセル装置１００の処理フロー例を示す。これらを用いて実施例１に係るエコーキャンセル装置１００を説明する。

受話端１１，１２から送られてくる２チャネルの受話信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）はそれぞれスピーカ２１，２２で再生される。各スピーカで再生された音は、反響路３１１及び３２１を通ってマイクロホン４１で、反響路３１２及び３２２を通ってマイクロホン４２で、…、反響路３１Ｍ及び３２Ｍを通ってマイクロホン４Ｍで収音される。なお、Ｍは１以上の整数である。例えば、ステレオ収音する場合には、Ｍ＝２となるが、これに限定されるものではない。なお、図３において、実際は、マイクロホンはもう（Ｍ−１）本あり、同じ処理が施されるが、簡単のため省略する。

エコーキャンセル装置１００は、２チャネルの受話信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）とマイクロホン４１，４２，…，４Ｍで収音される収音信号ｄ１（ｋ），ｄ２（ｋ），…，ｄＭ（ｋ）を受け取る。そして、収音信号ｄ１（ｋ），ｄ２（ｋ），…，ｄＭ（ｋ）からそれぞれ擬似エコー信号ｙ１（ｋ），ｙ２（ｋ），…，ｙＭ（ｋ）を差し引き、誤差信号ｅ１（ｋ），ｅ２（ｋ），…，ｅＭ（ｋ）を求め、これを出力する。そして、各誤差信号は送話端５１，５２，…，５Ｍへ至る。

エコーキャンセル装置１００は、フィルタ長決定部１１１、記憶部１０３、疑似反響路６１１，６２１、適応フィルタ９１１，９２１、加算器７１及び減算器８１を有する。なお、各部は、送話チャネルＭに合わせて増やせばよい。

また、エコーキャンセル装置１００は、アナログ受話信号ｘ１（ｔ），ｘ２（ｔ）、アナログ収音信号ｄ１（ｔ）が入力される場合には（但し、ｔは連続時間を表す）、図示しないＡ／Ｄ変換部を有し、アナログ信号ｘ１（ｔ），ｘ２（ｔ），ｄ１（ｔ）をデジタル信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ），ｄ１（ｋ）に変換する構成としてもよい。

＜記憶部１０３＞
記憶部１０３は、入出力される各データや演算過程の各データを、逐一、格納・読み出しする。それにより各演算処理が進められる。但し、必ずしも記憶部１０３に記憶しなければならないわけではなく、各部間で直接データを受け渡してもよい。

＜フィルタ長決定部１１１＞
フィルタ長決定部１１１は、２チャネルの受話信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）を再生するスピーカ２１，２２と、その再生音を収音するマイクロホンの位置関係により定まる反響路３１１，３２１の伝達特性Ｈ１１，Ｈ２１をフィルタで表した場合の係数に対応する値Ｈ１１’とＨ２１’の差が閾値βよりも大きいの場合には、大きい値Ｈ１１’（またはＨ２１’）に対応する適応フィルタ長が、小さい値Ｈ２１’（またはＨ１１’）に対応する適応フィルタ長より長くなるように、フィルタ長を決定する（ｓ１１１）。

係数に対応する値Ｈ１１’とＨ２１’とは、例えば、（ａ）反響路の伝達特性をフィルタで表した場合の係数の二乗和‖Ｈ１１‖^２，‖Ｈ２１‖^２、（ｂ）適応フィルタ係数の二乗和‖Ｗ１１（ｋ）‖^２，‖Ｗ２１（ｋ）‖^２、（ｃ）チャネル擬似エコー信号の二乗ｙ１１（ｋ）^２，ｙ２１（ｋ）^２等であり、反響路の伝達特性をフィルタで表した場合の係数を類推できるものであれば他の値であってもよい。

なお、通常の利用においては、使用中にスピーカ２１，２２やマイクロホン４１の位置関係は変化しないため、‖Ｗ１１（ｋ）‖^２，‖Ｗ２１（ｋ）‖^２やｙ１１（ｋ）^２，ｙ２１（ｋ）^２を用いる場合にも、予めこれらの値を測定しておき、適応フィルタ長Ｌ１，Ｌ２を変更しておいてもよい。但し、位置関係は変化する可能性がある場合には、逐次、または、所定時間毎（例えば３００秒毎）に適応フィルタ長を決定してもよく、このとき、適応フィルタ長Ｌ１，Ｌ２は時間の関数となり、Ｌ１（ｋ），Ｌ２（ｋ）となる。

（ａ）反響路の伝達特性をフィルタで表した場合の係数の二乗和
係数に対応する値Ｈ１１’とＨ２１’として、その係数の二乗和‖Ｈ１１‖^２，‖Ｈ２１‖^２を用いた場合には、前述の式（１６）、（１７）に従って適応フィルタ長Ｌ１，Ｌ２を決定する。

つまり、一方の係数の二乗和‖Ｈ１１‖^２から他方の係数の二乗和‖Ｈ２１‖^２を引いた差ｓが閾値βより大きい場合には、一方の係数の二乗和‖Ｈ１１‖^２に対応する適応フィルタ長Ｌ１を初期値Ｌよりも長くなるように、他方の係数の二乗和‖Ｈ２１‖^２に対応する適応フィルタ長Ｌ２を初期値Ｌよりも短くなるように、フィルタ長を決定する。差ｓの絶対値が閾値β以下場合には、各係数の二乗和‖Ｈ１１‖^２，二乗和‖Ｈ２１‖^２に対応する適応フィルタ長Ｌ１，Ｌ２を初期値となるように、フィルタ長を決定する。他方の係数の二乗和‖Ｈ２１‖^２から一方の係数の二乗和‖Ｈ１１‖^２を引いた差が閾値βより大きい場合には、一方の係数の二乗和‖Ｈ１１‖^２に対応する適応フィルタ長Ｌ１を初期値Ｌよりも短くなるように、他方の係数の二乗和‖Ｈ２１‖^２に対応する適応フィルタ長Ｌ２を初期値Ｌよりも長くなるように、フィルタ長を決定する。

図５はフィルタ長決定部の構成例を、図６はフィルタ長決定部の処理フロー例を示す。例えば、フィルタ長決定部１１１は、減算部１１１ａと選択部１１１ｂを有し、以下のように処理する。フィルタ長決定部１１１は、予め測定しておいた‖Ｈ１１‖^２、‖Ｈ２１‖^２を記憶部１０３等から受け取り、減算部１１１ａにおいて、差ｓを求める（ｓ１１１ａ）。

ｓ＝‖Ｈ１１‖^２−‖Ｈ２１‖^２
選択部１１１ｂは、ｓの大きさに応じて（式（１６）、（１７）に従って）、適応フィルタ長Ｌ１，Ｌ２を選択する（ｓ１１１ｂ１，ｓ１１１ｂ２，ｓ１１１ｂ３）。

但し、式（１６）、（１７）は同時に設定する必要はなく、例えば、式（１６）（または、式（１７））だけを実施しても、大きい二乗和に対応する適応フィルタ長が、小さい二乗和に対応する適応フィルタ長より長くなるように、フィルタ長を決定することができる。

（ｂ）適応フィルタ係数の二乗和
係数に対応する値Ｈ１１’とＨ２１’として、‖Ｈ１１‖^２，‖Ｈ２１‖^２に代えて、適応フィルタ係数の二乗和‖Ｗ１１（ｋ）‖^２，‖Ｗ２１（ｋ）‖^２を用いてもよい。このとき、式（１６）、（１７）に代えて式（１６’）、（１７’）に従って適応フィルタ長Ｌ１，Ｌ２を決定する。

この場合、図中、破線で示す二乗算出部１０１は、適応フィルタ９１１，９２１から直接、または、記憶部１０３を介して、適応フィルタ係数Ｗ１１（ｋ），Ｗ２１（ｋ）を受け取り適応フィルタ係数の二乗和‖Ｗ１１（ｋ）‖^２，‖Ｗ２１（ｋ）‖^２を算出し、フィルタ長決定部１１１へ出力する。

（ｃ）チャネル擬似エコー信号の二乗
また、係数に対応する値Ｈ１１’とＨ２１’として、‖Ｈ１１‖^２，‖Ｈ２１‖^２に代えて、チャネル擬似エコー信号の二乗ｙ１１（ｋ）^２，ｙ２１（ｋ）^２を用いてもよい。このとき、式（１６）、（１７）に代えて式（１６”）、（１７”）に従って適応フィルタ長Ｌ１，Ｌ２を決定する。

この場合、図中、破線で示す二乗算出部１０１は、疑似反響路６１１，６２１から直接、または、記憶部１０３を介して、チャネル疑似エコー信号ｙ１１（ｋ），ｙ２１（ｋ）を受け取り、チャネル疑似エコー信号の二乗ｙ１１（ｋ）^２，ｙ２１（ｋ）^２を算出し、フィルタ長決定部１１１へ出力する。

反響路の伝達特性をフィルタで表した場合の係数Ｈ１１，Ｈ２１の二乗和‖Ｈ１１‖^２，‖Ｈ２１‖^２については、例えば、スピーカ２１，２２とマイクロホン４１が同一筐体に具備されている場合は、位置関係が変わらないため、予め測定することで、初期値を持たせることができる。なお、予め測定する場合には、フィルタ長決定部１１１を設けず、この処理を予め行っておき、適応フィルタ９１１，９２１の適応フィルタ長Ｌ１，Ｌ２を予め変更しておいてもよい。

また、スピーカ２１，２２とマイクロホン４１の位置関係が予め分からない場合は、疑似エコー信号の二乗ｙ１１（ｋ）^２，ｙ２１（ｋ）^２の大きさや適応フィルタ係数の二乗和‖Ｗ１１（ｋ）‖^２，‖Ｗ２１（ｋ）‖^２を観測することで、適応的に反響路の伝達特性をフィルタで表した場合の係数の二乗和を類推することができる。

＜疑似反響路６１１，６２１＞
疑似反響路６１１は、２チャネルの受話信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）と、各チャネルの受話信号に対応する適応フィルタ係数Ｗ１１（ｋ），Ｗ２１（ｋ）を用いて、２つのチャネル擬似エコー信号ｙ１１（ｋ），ｙ２１（ｋ）を求める（ｓ６１１，ｓ６２１）。例えば、疑似反響路６１１は、受話信号ｘ１（ｋ）と、この受話信号に対応する適応フィルタ係数Ｗ１１（ｋ）を受け取り、
y11(k)=W11^T(k)X1(k) (1)
により、ｙ１１（ｋ）を求め、出力する。疑似反響路６２１も同様の処理を行う。

＜加算器７１及び減算部８１＞
加算器７１は、２つのチャネル擬似エコー信号ｙ１１（ｋ），ｙ２１（ｋ）を加算して総合擬似エコー信号ｙ１（ｋ）を求める（ｓ７１）。例えば、加算器７１は、ｙ１１（ｋ），ｙ２１（ｋ）を受け取り、ｙ１（ｋ）＝ｙ１１（ｋ）＋ｙ２１（ｋ）を求め、出力する。

減算部８１は、２チャネルの受話信号の再生音に対する収音信号ｄ１（ｋ）から総合擬似エコー信号ｙ１（ｋ）を差し引いて誤差信号ｅ１（ｋ）を求める（ｓ８１）。例えば、減算部８１は、ｄ１（ｋ）とｙ１（ｋ）を受け取り、ｅ１（ｋ）＝ｄ１（ｋ）−ｙ１（ｋ）を求め、出力する。

＜適応フィルタ９１１，９２１＞
適応フィルタ９１１，９２１は、フィルタ長決定部１１１において決定されたフィルタ長Ｌ１，Ｌ２に基づき、現在の適応フィルタ係数Ｗ１（ｋ），Ｗ２（ｋ）と、２チャネルの受話信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ）と、誤差信号ｅ１（ｋ）を用いて、各チャネルの受話信号に対応する適応フィルタ係数を逐次更新し、Ｗ１（ｋ＋１），Ｗ２（ｋ＋１）を求める（ｓ９１１，ｓ９２１）。

例えば、適応フィルタ９１１は、Ｌ１，ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ），ｅ１（ｋ）を受け取り、
W11(k+1)=W11(k)+μΔW11(k) (3)
により、適応フィルタ係数Ｗ１１（ｋ）を逐次更新し、Ｗ１１（ｋ＋１）を求め、コピーして、疑似反響路６１１に出力する。なお、式（３）のΔＷ１１（ｋ）は、例えば、

により求める。但し、
X1(k)=[x1(k),x1(k-1),…,x1(k-L1+1)]^T
X2(k)=[x2(k),x2(k-1),…,x2(k-L1+1)]^T
である。なお、記憶部１０３は、少なくとも、適応フィルタ長が最大となったときのｘ１(ｋ-Ｌ１+１)，ｘ２(ｋ-Ｌ１+１)までを記憶しておく。また、適応フィルタ長が変化するため、式（３）において、適応フィルタ長が合わないことがある。例えば、適応フィルタ長が短くなった場合、Ｗ１１(ｋ)のほうが、ΔＷ１１(ｋ)よりも係数が多い。余った部分については、削除してｗ１１(ｋ+１)を求めてもよい。また、適応フィルタ長が長くなった場合、Ｗ１１(ｋ)のほうが、ΔＷ１１(ｋ)よりも係数が少ない。足りない部分については、フィルタ係数の初期値（例えば、０）を代入して、ｗ１１(ｋ+１)を求めてもよい。適応フィルタ９２１も同様の処理を行う。

なお、本発明のポイントは、スピーカ２１，２２とマイクロホン４１の位置関係に応じて適応フィルタ長を変化させる点であり、当然、式（３）、（４）、（５）、（６）以外の式、方法によって、つまり、学習同定法以外の従来技術を用いて、適応フィルタ係数を更新してもよい。

＜シミュレーション結果＞
図７はエコーキャンセルなしの場合の残留エコーの大きさ、従来のエコーキャンセル装置１０の残留エコーの大きさ、エコーキャンセル装置１００の残留エコーの大きさを示す。横軸は時間（秒）、縦軸は相対パワー（ｄＢ）を表す。測定開始後２秒で、反響路が変わり、その時点から再度収束している。条件としては、一方のスピーカがマイクロホンに近く、他方のスピーカの１／３の距離であることを想定している。また、式(１６)、(１７)において、Ｌ＝５１２，α＝２５、β＝３ｄＢとしている。

従来法では、定常残留誤差が約２９ｄＢであるのに対し、本発明を用いた場合の定常残留誤差は約２４ｄＢとなっており、約５ｄＢの改善が実現できている。

＜その他＞
フィルタ長決定部１１１は、Ｐ個（Ｐは２以上の整数）の閾値βを設けてもよい。但し、βｐ＜β（ｐ−１）、ｐ＝２，３，…，Ｐとする。例えば、閾値β１，β２を用いて、以下のように適応フィルタ長Ｌ１，Ｌ２を、求めてもよい。図８は、閾値が２つの場合のフィルタ長決定部の処理フロー例である。

但し、α１＞α２、α４＞α３、α５＞α６、α８＞α７であり、Ｈ１１’，Ｈ２１’は、（ａ）反響路の伝達特性をフィルタで表した場合の係数の二乗和‖Ｈ１１‖^２，‖Ｈ２１‖^２、（ｂ）適応フィルタ係数の二乗和‖Ｗ１１（ｋ）‖^２，‖Ｗ２１（ｋ）‖^２、（ｃ）チャネル擬似エコー信号の二乗ｙ１１（ｋ）^２，ｙ２１（ｋ）^２等である。このように、閾値を複数設け、Ｈ１１’，Ｈ２１’の大きさの差に応じて、フィルタ長を伸縮させる構成とする。つまり、差が大きくなるほど大きい値（Ｈ１１’またはＨ２１’）に対応する適応フィルタ長が、小さい値（Ｈ２１’またはＨ１１’）に対応する適応フィルタ長より長くなるように、適応フィルタ長を決定する。このような構成によって、より適切なフィルタ長を選択することが可能となる。なお、差が最小の閾値βＰ以下のとき、各適応フィルタ長Ｌ１，Ｌ２を初期値Ｌとする。

１０，１００エコーキャンセル装置
１０１，二乗算出部
１０３記憶部
１１１フィルタ長決定部
６１１，６２１疑似反響路
７１加算器
８１減算器
９１１，９２１適応フィルタ

Claims

疑似反響路において、２チャネルの受話信号と、各チャネルの受話信号に対応するフィルタ係数を用いて、２つのチャネル擬似エコー信号を求めるチャネル擬似エコー生成ステップと、
前記２つのチャネル擬似エコー信号を加算して総合擬似エコー信号を求める加算ステップと、
前記２チャネルの受話信号の再生音に対する収音信号から前記総合擬似エコー信号を差し引いて誤差信号を求める減算ステップと、
前記２チャネルの受話信号を再生するスピーカと、その再生音を収音するマイクロホンの位置関係により定まる反響路の伝達特性をフィルタで表した場合の係数に対応する値の差が閾値よりも大きいの場合には、大きい方の値に対応する適応フィルタ長が、小さい方の値に対応する適応フィルタ長より長くなるように、フィルタ長を決定するフィルタ長決定ステップと、
前記フィルタ長決定ステップにおいて決定されたフィルタ長に基づき、現在の適応フィルタ係数と、前記２チャネルの受話信号と、前記誤差信号を用いて、各チャネルの受話信号に対応する適応フィルタ係数を逐次更新するフィルタ更新ステップと、
を備えるエコーキャンセル方法。
請求項１記載のエコーキャンセル方法であって、
前記係数に対応する値は、
（ａ）前記反響路の伝達特性をフィルタで表した場合の係数の二乗和、
（ｂ）前記適応フィルタ係数の二乗和、
（ｃ）前記チャネル擬似エコー信号の二乗、
の何れかであり、
前記フィルタ長決定ステップは、
一方の値から他方の値を引いた差が閾値より大きい場合には、一方の値に対応する適応フィルタ長Ｌ１を初期値よりも長くなるように、フィルタ長を決定し、
一方の値から他方の値を引いた差の絶対値が閾値以下場合には、一方の値に対応する適応フィルタ長Ｌ１を初期値となるように、フィルタ長を決定し、
他方の値から一方の値を引いた差が閾値より大きい場合には、一方の値に対応する適応フィルタ長Ｌ１を初期値よりも短くなるように、フィルタ長を決定する、
ことを特徴とするエコーキャンセル方法。
請求項２記載のエコーキャンセル方法であって、
前記フィルタ長決定ステップは、
一方の値から他方の値を引いた差が閾値より大きい場合には、他方の値に対応する適応フィルタ長Ｌ２を初期値よりも短くなるように、フィルタ長を決定し、
一方の値から他方の値を引いた差の絶対値が閾値以下場合には、他方の値に対応する適応フィルタ長Ｌ２を初期値となるように、フィルタ長を決定し、
他方の値から一方の値を引いた差が閾値より大きい場合には、他方の値に対応する適応フィルタ長Ｌ２を初期値よりも長くなるように、フィルタ長を決定する、
ことを特徴とするエコーキャンセル方法。
請求項３記載のエコーキャンセル方法であって、
前記フィルタ長決定ステップにおいて、
一方の値から他方の値を引いた差が閾値より大きい場合には、前記適応フィルタ長Ｌ１を初期値よりも長くした分と、前記適応フィルタ長Ｌ２を初期値よりも短くした分が等しくなるようにし、
他方の値から一方の値を引いた差が閾値より大きい場合には、前記適応フィルタ長Ｌ１を初期値よりも短くした分と、前記適応フィルタ長Ｌ２を初期値よりも長くした分が等しくなるようにする、
ことを特徴とするエコーキャンセル方法。
請求項１から４の何れかに記載のエコーキャンセル方法であって、
前記フィルタ長決定ステップにおいて、複数の閾値を設け、
前記値との差が大きいほど、大きい方の値に対応する適応フィルタ長が、小さい方の値に対応する適応フィルタ長より長くなるように、フィルタ長を決定する、
ことを特徴とするエコーキャンセル方法。
２チャネルの受話信号と、各チャネルの受話信号に対応するフィルタ係数を用いて、２つのチャネル擬似エコー信号を求める疑似反響路と、
前記２つのチャネル擬似エコー信号を加算して総合擬似エコー信号を求める加算手段と、
前記２チャネルの受話信号の再生音に対する収音信号から前記総合擬似エコー信号を差し引いて誤差信号を求める減算手段と、
前記２チャネルの受話信号を再生するスピーカと、その再生音を収音するマイクロホンの位置関係により定まる反響路の伝達特性をフィルタで表した場合の係数に対応する値の差が閾値よりも大きいの場合には、大きい方の値に対応する適応フィルタ長が、小さい方の値に対応する適応フィルタ長より長くなるように、フィルタ長を決定するフィルタ長決定手段と、
前記フィルタ長決定手段において決定されたフィルタ長に基づき、現在の適応フィルタ係数と、前記２チャネルの受話信号と、前記誤差信号を用いて、各チャネルの受話信号に対応する適応フィルタ係数を逐次更新する適応フィルタと、
を備えるエコーキャンセル装置。
請求項１から５の何れかに記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。