JPH06343196A - 多入力エコーキャンセラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の入力音声信号が同時に有音となった場
合でも、エコー信号を良好に除去できる状態に各エコー
キャンセラ部を維持させる。 【構成】 入力音声信号は、対応する音声処理部３１〜
３ｎによって各スピーカ部用の音声信号に変換される。
同一スピーカ部用の音声信号は合成手段２０ｒ、２０ｌ
で合成され、そのスピーカ部Ｓｒ、Ｓｌから発音出力さ
れる。この音声はマイクロフォン部Ｍにエコーとして達
する。エコー成分を含む送信信号は、対応する入力音声
信号が参照信号として与えられる複数のエコーキャンセ
ラ部１１〜１ｎを順次介してエコー成分が除去されて送
信される。ここで、受信状況監視制御部７０は、複数の
有音／無音検出部６１〜６ｎからの出力に基づき、２個
以上の入力音声信号が有音の場合に、少なくとも有音の
入力音声信号が参照信号として与えられるエコーキャン
セラ部の適応動作を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の地点を通信回線
で結んで音声信号を通信する装置に設けられている多入
力エコーキャンセラに関し、特に、多地点会議装置に適
用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】複数の地点を通信回線で結んで多地点会
議を実行させる多地点会議装置において、より臨場感の
ある会議を実現するために、複数のスピーカを設け（マ
イクロフォンも複数にすることもある）、各地点毎の音
声をそれぞれ異なる位置から聞こえてくるようにする音
像定位や、受信した音声信号に反射音や残響音を付加
（又は削除）して実際の部屋の音響効果とは異なる音響
効果を作り出す音場生成などの音声処理を行なって、複
数のスピーカから音声を再生することが行なわれてい
る。

【０００３】このような音声処理構成を有する場合に、
多入力エコーキャンセラをどのように構成するかが問題
となるが、本件出願人によって、図２に示すような多入
力エコーキャンセラが別途提案されている。

【０００４】図２において、図示しない他の地点からの
音声信号は、各地点に対応した受信入力端４１、４２、
…４ｎを介して各地点に対応した音声処理部３１、３
２、…、３ｎに入力される。各音声処理部３１、３２、
…、３ｎはそれぞれ、入力された音声信号に対して、設
定されている音源位置に応じた音像定位処理などの音声
処理を施して、右側スピーカ用音声信号及び左側スピー
カ用音声信号を得て、右側スピーカ用音声信号を右側ス
ピーカ用加算器２０ｒに与え、左側スピーカ用音声信号
を左側スピーカ用加算器２０ｌに与える。右側スピーカ
用加算器２０ｒは、各音声処理部３１、３２、…、３ｎ
からの右側スピーカ用音声信号を加算合成して右側スピ
ーカ部Ｓｒから発音出力させ、同様に、左側スピーカ用
加算器２０ｌは、各音声処理部３１、３２、…、３ｎか
らの左側スピーカ用音声信号を加算合成して左側スピー
カ部Ｓｌから発音出力させる。

【０００５】一方、マイクロフォン部Ｍから送信出力端
５０に至る送信信号経路には、受信入力端４１、４２、
…４ｎの数に等しいだけのエコーキャンセラ部１１、１
２、…、１ｎが縦続的に介挿されており、各エコーキャ
ンセラ部１１、１２、…、１ｎには、対応する受信入力
端４１、４２、…４ｎ（従って、対応する音声処理部３
１、３２、…、３ｎ）に入力された音声信号が、擬似エ
コー信号の形成用の参照信号として入力されるようにな
されている。

【０００６】各スピーカ部Ｓｒ、Ｓｌから発音出力され
た音声は、直接的又は間接的にマイクロフォン部Ｍに達
して捕捉され、音声信号（エコー信号）に変換されてエ
コーキャンセラ部１１、１２、…、１ｎの縦続接続段に
入力され、各エコーキャンセラ部１１、１２、…、１ｎ
において、対応する受信入力端４１、４２、４３、…、
４ｎからの音声信号に基づいて形成された擬似エコー信
号によって送信信号に含まれているエコー成分が除去さ
れ、そして、送信出力端５０から出力される。

【０００７】ところで、受信入力端４１、４２、…、４
ｎの各入力音声信号をそれぞれｖ1(t)、ｖ2(t)、…、ｖ
n(t)とし、音声処理部３１、３２、…、３ｎの左右のス
ピーカ部Ｓｌ及びＳｒへの伝達関数をそれぞれ、ｇl1
(t) 、ｇl2(t) 、…、ｇln(t)及びｇr1(t) 、ｇr2(t)
、…、ｇrn(t) とし、 Ｖ(t) ＝（ｖ1(t)，ｖ2(t)，…，ｖn(t)）^T …(1) Ｇl(t)＝（ｇl1(t) ，ｇ12(t) ，…，ｇln(t) ）^T …(2) Ｇr(t)＝（ｇr1(t) ，ｇr2(t) ，…，ｇrn(t) ）^T …(3) で表される縦ベクトルＶ(t) 、Ｇl(t)、Ｇr(t)を定義す
ると、左右のスピーカ部Ｓｌ及びＳｒに与えられる音声
信号ｓl(t)及びｓr(t)はそれぞれ、 ｓl(t)＝Ｇl(t)^T ・Ｖ(t) …(4) ｓr(t)＝Ｇr(t)^T ・Ｖ(t) …(5) で表すことができる。

【０００８】また、左右のスピーカ部Ｓｌ及びＳｒから
のマイクロフォン部Ｍへのエコーパスの伝達関数をそれ
ぞれｄl(t)、ｄr(t)とすると、マイクロフォン部Ｍの捕
捉音声信号ｗs(t)は、 ｗs(t)＝ｄl(t)・ｓl(t)＋ｄr(t)・ｓr(t) ＝（ｄl(t)・Ｇl(t)^T ＋ｄr(t)・Ｇr(t)^T ）・Ｖ(t) …(6) で表すことができる。

【０００９】この(6) 式から明らかなように、マイクロ
フォン部Ｍの信号（エコー）は、各受信入力端４１、４
２、…４ｎに対応する音声処理部３１、３２、…、３ｎ
の左右の伝達関数に、左右のエコー伝達関数を乗じて加
算したものに、各受信入力端４１、４２、…４ｎからの
それぞれの入力音声信号を乗じたものである。

【００１０】各受信入力端４ｉ（ｉは１〜ｎ）の信号ｖ
i(t)毎にそれぞれの音声処理を行なうので、各音声処理
部３ｉの左右の伝達関数ｇli(t) 及びｇriは、受信入力
端４ｉの音声信号毎に異なる。このため、受信入力端４
ｉ（音声信号）毎に個別のエコーキャンセラ部１ｉを設
けることが好ましく、そこで、図２に示すように、受信
入力端４ｉ毎に個別のエコーキャンセラ部１ｉを設けて
いる。

【００１１】このように、受信入力端４ｉ毎に対応して
個別のエコーキャンセラ部１ｉを設けた場合、エコーキ
ャンセラ部１ｉの受信音声信号ｖi(t)から擬似エコー信
号を形成する伝達関数ｅi(t)は、 −（ｄl(t)・ｇli(t) ＋ｄr(t)・ｇri(t) ） …(7) に収束していかなければならない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】いま、受信入力端４ｉ
のみに音声信号が入力され、他の受信入力端には音声信
号が入力されない（無音）ものとすると、マイクロフォ
ン部Ｍの捕捉信号ｗs(t)は、上述した(6) 式から、 ｗs(t)＝（ｄl(t)・ｇli(t) ＋ｄr(t)・ｇri(t) ）・ｖi(t) …(8) となる。

【００１３】この場合、受信入力端４ｉ以外の受信入力
端の信号は無音であるので、エコーキャンセラ部１ｉ以
外のエコーキャンセラ部は動作せず、エコーキャンセラ
部１ｉの受信入力端子には受信音声信号ｖi(t)が入力さ
れ、その送信入力端子には(8) 式に示すマイクロフォン
部Ｍの捕捉信号ｗs(t)がそのまま入力される。その結
果、エコーキャンセラ部１ｉの擬似エコー信号を形成さ
せる伝達関数ｅi(t)は、上述した(7) 式に示す値に収束
することが可能である。

【００１４】しかしながら、図２に示した多入力エコー
キャンセラにおいては、複数の受信入力端に同時に音声
信号が入力された場合に（有音である場合に）、各エコ
ーキャンセラ部が所望の収束状態を維持できないという
問題を有する。

【００１５】例えば、受信入力端４ｉの他に受信入力端
４１にも有音の音声信号が同時に入力されている場合を
考える。このとき、マイクロフォン部Ｍの捕捉信号ｗs
(t)は、上述した(6) 式から、 ｗs(t)＝（ｄl(t)・ｇli(t) ＋ｄr(t)・ｇri(t) ）・ｖi(t) ＋（ｄl(t)・ｇl1(t) ＋ｄr(t)・ｇr1(t) ）・ｖ1(t) …(9) となることが分かる。

【００１６】この場合には、エコーキャンセラ部１１及
び１ｉが動作するが、マイクロフォン部Ｍに近いエコー
キャンセラ部１１の受信入力端子にはｖ1(t)が入力さ
れ、その送信入力端子には(9) 式に示す捕捉信号ｗs(t)
がそのまま入力される。その結果、エコーキャンセラ部
１１の擬似エコー信号を形成させる伝達関数ｅ1(t)は、
送信入力端子に入力される捕捉信号が受信入力端４１の
音声信号だけがある場合とは異なるので（(8) 式参
照）、所望値−（ｄl(t)・ｇl1(t) ＋ｄr(t)・ｇr1(t)
）に収束できない。このことは、エコーキャンセラ部
１ｉにおいても同様である。

【００１７】以上のように、図２に示した多入力エコー
キャンセラにおいては、複数の受信入力端の信号が同時
に有音になった場合に、個別のエコーキャンセラ部が収
束できない、又は、収束していた状態が劣化してしまう
という問題を有する。

【００１８】本発明は、以上の点を考慮してなされたも
のであり、複数の入力音声信号が同時に有音となった場
合でも、エコー信号を良好に除去できる状態に各エコー
キャンセラ部を維持することができる多入力エコーキャ
ンセラを適用しようとしたものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明においては、複数の音声信号が与えられる通
信装置に設けられた多入力エコーキャンセラを、以下の
各構成要素によって構成した。

【００２０】すなわち、(1) 入力音声信号に対して所定
の音声処理を行なって、スピーカ部の個数分の音声信号
を得る、各入力音声信号に対応した複数の音声処理部
と、(2) 各音声処理部から出力された複数種類の音声信
号の内、同一のスピーカ部に向う音声信号を合成してそ
のスピーカ部に与える複数の合成手段と、(3) 擬似エコ
ー信号を形成するための参照信号としていずれかの入力
音声信号が与えられる、各入力音声信号に対応した複数
のエコーキャンセラ部と、(4) 入力音声信号が有音か無
音かを検出する、各入力音声信号に対応した複数の有音
／無音検出部と、(5) ２個以上の入力音声信号が有音の
場合に、少なくとも有音の入力音声信号が参照信号とし
て与えられるエコーキャンセラ部の適応動作を停止させ
る受信状況監視制御部とで構成した。

【００２１】

【作用】他の地点から入力された音声信号はその地点に
対応した音声処理部に与えられ、音声処理部によって、
音像定位処理等の所定の音声処理が施されて各スピーカ
部用の音声信号に変換される。同一のスピーカ部用の１
又は２以上の音声信号はそのスピーカ部に対応した合成
手段で合成された後、そのスピーカ部に与えられて発音
出力される。各スピーカ部から発音出力された音声は、
直接的又は間接的にマイクロフォン部に達して捕捉さ
れ、送信信号にエコー成分として入り込む。マイクロフ
ォン部からのエコー成分を含む送信信号は、縦続接続さ
れている複数のエコーキャンセラ部を順次介し、エコー
成分が除去され、送信出力端から出力される。ここで、
各エコーキャンセラ部は、擬似エコー信号を形成するた
めの参照信号として対応する入力音声信号が与えられて
いる。

【００２２】以上が基本的なエコー除去動作であるが、
本発明の場合、受信状況監視制御部は、入力音声信号が
有音か無音かを検出する複数の有音／無音検出部からの
出力に基づき、２個以上の入力音声信号が有音の場合
に、少なくとも有音の入力音声信号が参照信号として与
えられるエコーキャンセラ部の適応動作を停止させる。
これにより、入力音声信号の内、有音であるものが唯一
の場合にはそれに対応する個別のエコーキャンセラ部の
みが適応動作を行ない、良好なエコー除去状態に収束し
ていくことが可能であり、複数の入力音声信号が有音の
場合には、少なくとも有音の入力音声信号が参照信号と
して与えられるエコーキャンセラ部が適応動作を停止
し、それまでの収束した状態を保持してその劣化を防止
でき、各エコーキャンセラ部の状態を常時良好な状態に
できてエコーを適切に除去できる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明による多入力エコーキャンセラ
の一実施例を図面を参照しながら詳述する。ここで、図
１は、この実施例の構成を示すものであり、上述した図
２との同一、対応部分には同一符号を付して示してい
る。

【００２４】図１において、この実施例の多入力エコー
キャンセラも、図２に示した構成要素、すなわち、音声
処理部３１、３２、…、３ｎと、左右スピーカ用の加算
器２０ｌ及び加算器２０ｒと、左右スピーカ部Ｓｌ及び
Ｓｒと、マイクロフォン部Ｍと、エコーキャンセラ部１
１、１２、…、１ｎとをそのまま有する。これに加え
て、この実施例の多入力エコーキャンセラは、ｎ個の有
音／無音検出器６１、６２、…、６ｎと、受信状況監視
制御部７０とを有する。

【００２５】各有音／無音検出器６１、６２、…、６ｎ
はそれぞれ、対応する受信入力端４１、４２、…、４ｎ
の音声信号が有音か無音かを検出するものであり、その
検出原理は既存のいずれのものであっても良い。各有音
／無音検出器６１、６２、…、６ｎは、有音／無音検出
信号を受信状況監視制御部７０に与える。

【００２６】受信状況監視制御部７０は、各有音／無音
検出器６１、６２、…、６ｎから与えられた有音／無音
検出信号の内、有音を指示している検出信号が２個以上
あるか否かを判別し、有音を指示している検出信号が２
個以上ある場合に、全てのエコーキャンセラ部１１〜１
ｎに伝達関数の更新動作を停止させる更新動作停止信号
を与えるものである。

【００２７】この実施例の各エコーキャンセラ部１１、
１２、…、１ｎには、外部から更新動作停止信号が与え
られたときに伝達関数の更新動作を停止できるものを適
用する。例えば、エコーキャンセラ部がトランスバーサ
ルフィルタを中心としてそのタップ係数を適応的に更新
させて伝達関数を更新させるものであれば、外部から更
新動作停止信号が与えられている期間中タップ係数の更
新を禁止させる。

【００２８】以上の構成を有する実施例の多入力エコー
キャンセラにおいて、受信入力端４ｉ（ｉは１〜ｎのい
ずれか）の受信音声信号だけが有音だったとする。

【００２９】この場合、有音／無音検出器６ｉだけが有
音を指示する検出信号を出力し、他のｎ−１個の有音／
無音検出器は無音を指示する検出信号を出力する。その
結果、受信状況監視制御部７０は有意な更新動作停止信
号を出力することはなく、各エコーキャンセラ部１１、
１２、…、１ｎは擬似エコー信号を形成するための伝達
関数を適応的に更新できる状態になる。しかし、この場
合には、エコーキャンセラ部１ｉの受信入力端子だけに
有音な受信音声信号が入力されるので、エコーキャンセ
ラ部１ｉだけが伝達関数の適応的な更新動作を実行す
る。なお、一般には、エコーキャンセラ部に、受信入力
端子に無音な音声信号が入力されている場合には伝達関
数の適応的な更新動作を実行しないものが適用されてい
る。

【００３０】従って、図２の多入力エコーキャンセラと
同様にして左右スピーカ部Ｓｌ及びＳｒからマイクロフ
ォン部Ｍに回り込んだエコー信号は、現時点で入力され
ている受信音声信号に対応したエコーキャンセラ部１ｉ
で除去されると共に、このエコーキャンセラ部１ｉは伝
達関数の収束状態をほぼ維持したまま適応的に伝達関数
を変更する。

【００３１】以上のように、受信音声信号が１個のとき
には、図２の多入力エコーキャンセラと同様な状態にな
って、良好にエコーを除去できる状態に各エコーキャン
セラ部１１、１２、…、１ｎを維持しながらエコーを除
去することができる。

【００３２】これに対して、実施例の多入力エコーキャ
ンセラにおいて、２個の受信入力端４ｉ及び４ｊ（ｉ，
ｊは１〜ｎのいずれかで異なるもの）の受信音声信号が
有音だったとする。

【００３３】この場合、有音／無音検出器６ｉ及び６ｊ
が有音を指示する検出信号を出力し、他のｎ−２個の有
音／無音検出器は無音を指示する検出信号を出力する。
その結果、受信状況監視制御部７０は有意な更新動作停
止信号を出力し、これにより、全てのエコーキャンセラ
部１１〜１ｎは、擬似エコー信号を形成するための伝達
関数を適応的に更新することを停止させる状態になる。

【００３４】このような状態で、左右スピーカ部Ｓｌ及
びＳｒからマイクロフォン部Ｍに回り込んだエコー信号
は、伝達関数が固定化されたエコーキャンセラ部１ｉ及
び１ｊで除去されて送信出力端５０から出力される。

【００３５】以上のように、受信音声信号が２個以上の
ときには、固定化されている伝達関数に基づいて擬似エ
コー信号が形成されてエコー信号が除去されるが、伝達
関数は既に収束されている状態であり、しかも、徒に伝
達関数が変更されることがないので、伝達関数の適応更
新動作を実行させているときより良好にエコー信号を除
去することができる。

【００３６】従って、上記実施例によれば、受信入力端
に入力される音声信号の内、有音であるものが唯一の場
合にはそれに対応する個別のエコーキャンセラ部のみが
適応動作を行ない、良好なエコー除去状態に収束してい
くことが可能であり、複数の受信信号端に入力された複
数の音声信号が有音の場合には、全てのエコーキャンセ
ラ部が適応動作を停止し、それまでの収束した状態を保
持してその劣化を防止するようにしたので、各エコーキ
ャンセラ部の状態を常時良好な状態にできてエコーを適
切に除去させることができる。

【００３７】上記実施例においては、受信状況監視制御
部７０が有音の音声信号が２個以上あるときに全てのエ
コーキャンセラ部に更新動作停止信号を示したが、受信
状況監視制御部７０が、このような処理に加えて、有音
の音声信号が１個のときにはその有音の音声信号に係る
エコーキャンセラ部以外の全てのエコーキャンセラ部に
更新動作停止信号を与える処理を行なうようにしても良
い。

【００３８】また、受信状況監視制御部７０が有音の音
声信号が２個以上あるときに全てのエコーキャンセラ部
に更新動作停止信号を与えるのではなく、有音の音声信
号に対応したエコーキャンセラ部だけに更新動作停止信
号を与えるようにしても良い。

【００３９】上記実施例においては、２個のスピーカ部
を有するものを示したが、３個以上のスピーカ部を有す
るものにも本発明を適用することができる。

【００４０】本発明の適用対象装置は、多地点会議装置
に限定されるものではなく、他の地点からの音声信号が
複数到来する通信装置に広く適用することができる。例
えば、スター状接続の通信システムにおけるセンタ局の
通信装置に、本発明の多入力エコーキャンセラを適用す
ることもできる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明の多入力エコーキ
ャンセラによれば、有音の入力音声信号の数に応じて、
各エコーキャンセラ部の適応動作を実行させたり停止さ
せたりするようにしたので、複数の有音な入力音声信号
がある場合でも有音の単一な入力音声信号がある場合で
も、安定にエコーを打ち消すことができ、また、各エコ
ーキャンセラ部の状態もエコーを適切に除去できる状態
に常時維持させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の多入力エコーキャンセラの構成を示す
ブロック図である。

【図２】本件出願人が別途提案している多入力エコーキ
ャンセラの構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１１〜１ｎ …エコーキャンセラ部、 ２０ｒ、２０ｌ …加算器、 ３１〜３ｎ …音声処理部、 ６１〜６ｎ …有音／無音検出器、 ７０ …受信状況監視制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 周藤 世運 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 (72)発明者 西村 孝 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 小長井 俊介 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 有川 知彦 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の音声信号が与えられる通信装置に
   設けられた多入力エコーキャンセラにおいて、 入力音声信号に対して所定の音声処理を行なって、スピ
   ーカ部の個数分の音声信号を得る、各入力音声信号に対
   応した複数の音声処理部と、 上記各音声処理部から出力された複数種類の音声信号の
   内、同一のスピーカ部に向う音声信号を合成してその上
   記スピーカ部に与える複数の合成手段と、 擬似エコー信号を形成するための参照信号としていずれ
   かの入力音声信号が与えられる、各入力音声信号に対応
   した複数のエコーキャンセラ部と、 入力音声信号が有音か無音かを検出する、各入力音声信
   号に対応した複数の有音／無音検出部と、 ２個以上の入力音声信号が有音の場合に、少なくとも有
   音の入力音声信号が参照信号として与えられる上記エコ
   ーキャンセラ部の適応動作を停止させる受信状況監視制
   御部とを備えたことを特徴とした多入力エコーキャンセ
   ラ。