JPH10313269A - エコーキャンセラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 適応フィルタ手段を初期化させた際における
タップ係数のエコーパス特性への収束を高速にする。 【解決手段】 本発明のエコーキャンセラ装置は、通常
動作時において当該エコーキャンセラ装置の初期化が必
要かを監視し、必要な場合に初期動作を指令する初期動
作制御手段と、適応フィルタ手段のタップ係数長を複数
に分割した小区間毎に、その小区間でのタップ係数の初
期値候補を格納している初期値データ格納手段とを備え
ている。また、初期動作時に、各小区間毎に、最適なタ
ップ係数の初期値候補を定め、各小区間での最適なタッ
プ係数の初期値候補を組み合わせたタップ係数を上記適
応フィルタ手段に設定させて通常動作に移行させるタッ
プ係数初期値決定手段を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、近端入力信号に含
まれているエコー成分を除去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】自動車の車内でのハンズフリー携帯電話
やテレビ会議端末などからの音声入力信号における音響
エコー成分の除去のために、エコーキャンセラ装置が用
いられている。すなわち、エコーキャンセラ装置内部に
おいて、エコーパス（反響経路）の伝達特性を伝達特性
（タップ係数）とするフイルタを備え、このフイルタに
遠端入力信号を入力してエコーレプリカ信号を形成して
近端入力信号から減算することにより、エコー成分を除
去するようにしている。

【０００３】特に、エコーパスの変動や外来雑音などに
柔軟に対応するために、エコーレプリカ信号を形成する
フイルタとして特性（タップ係数）を可変できる適応フ
イルタを適用し、除去処理後のエコー残差信号に応じ
て、適応フイルタのタップ係数を適応的に更新すること
が行われている。

【０００４】適応フイルタのタップ係数を更新するアル
ゴリズムとしては、主にＬＭＳ法（最小２乗法）や学習
同定法が用いられている（下記文献参照）。これは、Ｌ
ＭＳ法や学習同定法などのアルゴリズムは、比較的軽量
な計算量と安定な動作を有するからである。

【０００５】文献『金田豊著、「適応フィルタの概
要」、日本音響学会誌４８巻７号（１９９２年）、ｐ
ｐ．４８９〜４９２』

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＬＭＳ
法や学習同定法などのアルゴリズムは、適応フィルタと
して、エコーパスの伝達特性を良く反映するようになる
収束速度が遅いという欠点があり、収束速度の改善が課
題となっている。そのため、射影法などの収束速度の改
善を目指した改良も提案されているが、概ね計算量の増
加が問題となっていて実製品への適用例は少ない。

【０００７】そのため、実際の使用環境で生じることが
あるエコーパスの伝達特性の急激な変動にも（例えば、
自動車の車内でのハンズフリー携帯電話ではあれば建物
などの周囲環境の変化による）、高速に対応できるよう
な高速な収束特性を有するエコーキャンセラ装置が求め
られている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明は、エコーパスの伝達特性に対応してタップ
係数を適応的に更新しながらエコーレプリカ信号を形成
する適応フィルタ手段を備え、近端入力信号からエコー
レプリカ信号を減算することにより、近端入力信号に含
まれているエコー成分を除去するエコーキャンセラ装置
において、（１）通常動作時において当該エコーキャン
セラ装置の初期化が必要かを監視し、必要な場合に初期
動作を指令する初期動作制御手段と、（２）適応フィル
タ手段のタップ係数長を複数に分割した小区間毎に、そ
の小区間でのタップ係数の初期値候補を格納している初
期値データ格納手段と、（３）初期動作時に、各小区間
毎に、最適なタップ係数の初期値候補を定め、各小区間
での最適なタップ係数の初期値候補を組み合わせたタッ
プ係数を適応フィルタ手段に設定させて通常動作に移行
させるタップ係数初期値決定手段とを有することを特徴
とする。

【０００９】本発明は、適応フィルタ手段のタップ係数
の初期値を複数用意し、評価関数に応じて選択してタッ
プ係数の初期値として利用することにより、高速な収束
特性を有するエコーキャンセラ装置を実現しようとした
ものである。

【００１０】具体的には、タップ係数に初期値候補を、
タップ係数長の全体に対して用意するのではなく、タッ
プ係数長を複数に分割した小区間毎に用意し、各小区間
での最適なタップ係数の初期値候補を組み合わせたタッ
プ係数を適応フィルタ手段に設定させて通常動作に移行
させることにより、適切なタップ係数の初期値を選択で
きるようにし、高速な収束特性を実現している。

【００１１】

【発明の実施の形態】

（Ａ）第１の実施形態 以下、本発明によるエコーキャンセラ装置の第１の実施
形態を図面を参照しながら詳述する。

【００１２】ここで、図１がこの第１の実施形態のエコ
ーキャンセラ装置の全体構成を示すブロック図である。

【００１３】図１において、この第１の実施形態のエコ
ーキャンセラ装置は、適応フィルタ部１０２、加算器１
０７、初期動作制御部１０８、初期値判定部１０９、初
期時タップ係数更新部１１０及び初期値データ部１１１
からなる。

【００１４】このような要素を有する第１の実施形態の
エコーキャンセラ装置については、以下のような信号が
入出力される。

【００１５】遠端入力端子１０１からは、遠端入力信号
（ディジタル信号）Ｒｉｎがサンプル単位に入力され、
適応フィルタ部１０２に与えられる。遠端出力端子（例
えばスピーカ）１０３からは、遠端入力信号Ｒｏｕｔ
（図示は省略しているが信号Ｒｉｎをアナログ信号に変
換したもの）が出力され、これがエコーパス１０４を介
してエコー信号（音響信号）ＥＴとなる。近端信号源１
０５からの入力信号（音響信号）Ｓｉｎにエコー信号Ｅ
Ｔが、近端入力端子（例えばマイクロホン）１０６で重
畳され、近端入力信号（図示は省略されているがディジ
タル信号に変換されている）Ｓｉｎ’となって当該エコ
ーキャンセラ装置に入力される。当該エコーキャンセラ
装置を介して、エコー成分が除去された近端入力信号Ｓ
ｏｕｔは、近端出力端子１１２から出力される。

【００１６】以上のような入出力信号がある第１の実施
形態のエコーキャンセラ装置の各部は、以下のように機
能するものである。

【００１７】適応フィルタ部１０２は、基本的には、エ
コーパス１０４の伝達特性（インパルス応答）を分析し
てエコーレプリカ信号ＥＲを形成するものである。図示
は省略しているが、詳細には、近端入力信号Ｓｉｎ’の
サンプル値をタップ数だけ保持する保持レジスタと、タ
ップ数分だけのタップ係数を保持する係数レジスタと、
同一タップに係る近端入力信号サンプル値とタップ係数
とを乗算するタップ数個の乗算器と、全ての乗算結果の
総和を求める総和器と、エコー残差信号ＺＳに応じて、
係数レジスタに保持するタップ係数を例えば学習同定法
に従って更新する通常時タップ係数更新部とからなって
いる。

【００１８】この第１の実施形態の場合、適応フィルタ
部１０２には、後述する初期動作制御部１０８から、初
期動作を実行するか通常動作を実行するかを示す制御信
号が与えられる。適応フィルタ部１０２は、通常動作時
では、内蔵する通常時タップ係数更新部を動作させてタ
ップ係数を更新しながらエコーレプリカ信号ＥＲの形成
を行うが、初期動作時では、内蔵する通常時タップ係数
更新部によるタップ係数の更新動作を停止させ、後述す
る初期時タップ係数更新部１１０から与えられたタップ
係数候補を利用したエコーレプリカ信号ＥＲの形成を行
う。

【００１９】加算器１０７は、音響エコーＥＴが重畳さ
れた近端入力信号Ｓｉｎ’からエコーレプリカＥＲを減
算してエコー成分の除去を行うものである。

【００２０】初期動作制御部１０８は、例えば、遠端入
力信号Ｒｉｎと近端入力信号Ｓｉｎ’とに基づいて、通
常動作時において、当該エコーキャンセラ装置の初期化
が必要か否かを判断するものである。初期化が必要であ
るとする判断基準は、エコーパス１０４の伝達特性が急
激に変化して今までのタップ係数では、エコーパス１０
４の伝達特性を適切に表していないことを検出できるも
のであれば、どのようなものであっても良いが、具体的
には、例えば、「近端入力信号Ｓｉｎ’の平均パワが一
定のしきい値以下で、かつ、遠端入力信号Ｒｉｎのパワ
が一定のしきい値を越えるとき」を適用できる。

【００２１】初期動作制御部１０８は、当該エコーキャ
ンセラ装置の初期化が必要なときには、当該エコーキャ
ンセラ装置の各部に対して初期動作を指示し、後述する
一連の初期動作が終了したときには、当該エコーキャン
セラ装置の各部に対して通常動作を指示する。

【００２２】なお、初期動作制御部１０８が、当該エコ
ーキャンセラ装置の初期化が必要か否かの判断のための
信号は、遠端入力信号Ｒｉｎと近端入力信号Ｓｉｎ’と
に限定されず、他の信号を用いても良い。例えば、エコ
ー除去処理後の近端入力信号ＺＳと遠端入力信号Ｒｉｎ
とを利用しても良い。図１において、初期動作制御部１
０８への入力信号線を点線で示しているのは、このこと
を意味している。

【００２３】上述した適応フィルタ部１０２及び加算器
１０７は、通常動作時及び初期動作時の双方において、
有効に機能するものである。これに対して、初期値判定
部１０９、初期時タップ係数更新部１１０及び初期値デ
ータ部１１１は、初期動作時に機能するものである。

【００２４】初期値データ部１１１は、適応フィルタ部
１０２のタップ係数の初期値候補を格納しているもので
ある。ここで、初期値候補は、全タップのタップ係数を
１組として格納されているのではなく、タップ係数長
（タップ数）を複数に分割した小区間毎に複数の初期値
候補が格納されているものである。タップ係数長（タッ
プ数）の分割は等分割であっても良く、異なる長さでの
分割であっても良く、各小区間は重複していない。ま
た、各小区間でのタップ係数の初期値候補数は等しくて
も異なっていても良い。なお、後述する動作説明は、等
分割で等候補数の場合を意図して行っている。

【００２５】初期値判定部１０９及び初期時タップ係数
更新部１１０は、タップ係数の初期値候補の評価選択手
段を構成している。

【００２６】初期値判定部１０９は、各小区間のタップ
係数の初期値候補から作成されたエコーレプリカ信号Ｅ
Ｒが除去されたエコー残差信号ＺＳを候補の評価値とし
て取り込み、初期値として設定するのに適したタップ係
数の初期値候補を決定するものである。また、初期値判
定部１０９は、初期値データ部１１１に所定の小区間の
候補の出力指令を与えて、初期値データ部１１１から所
定の小区間の候補を初期時タップ係数更新部１１０に出
力させるものである。

【００２７】初期時タップ係数更新部１１０は、ある小
区間のタップ係数の初期値候補が初期値データ部１１１
から与えられると、この初期値候補も反映させた更新用
タップ係数を形成して適応フィルタ部１０２に与えてエ
コーレプリカ信号（評価値）ＥＲの作成を実行させるも
のである。

【００２８】ここで、初期時タップ係数更新部１１０及
び初期値判定部１０９は、若番の小区間（新しい方の遠
端入力信号のサンプル値に対応した小区間）側から初期
時のタップ係数を確定するように機能する。

【００２９】すなわち、まず、第１の小区間について、
複数のタップ係数の初期値候補を評価して初期時のタッ
プ係数を決定する。このときには、第２の小区間以降の
タップのタップ係数は０としておく。次に、第２の小区
間について、複数のタップ係数の初期値候補を評価して
初期時のタップ係数を決定する。このときには、第１の
小区間については確定されたタップ係数を用い、第３の
小区間以降のタップのタップ係数は０としておく。以
下、同様にして、第ｊ（ｊは１〜Ｊ）の小区間につい
て、第ｊ−１の小区間までについては確定されたタップ
係数を用い、第ｊ＋１の小区間以降のタップのタップ係
数は０とし、第ｊの小区間の複数のタップ係数の初期値
候補を評価して初期時のタップ係数を決定する。

【００３０】図２は、フィルタ係数長ＮがＭ個の小区間
に等分割された場合において、このような確定タップ係
数と、確定処理に供する小区間の変化の様子を示したも
のである。

【００３１】ここで、最新の近端入力信号Ｓｉｎ’のサ
ンプル値側の小区間のタップ係数をより早く確定するよ
うにしたのは、そのような小区間に対応したエコーパス
のインパルス応答の成分のパワーがそれより後の小区間
のものより大きく、エコー除去精度に与える影響が大き
いためである。

【００３２】次に、以上のような各部からなる第１の実
施形態のエコーキャンセラ装置の動作を、図３のフロー
チャートをも参照しつつ説明する。なお、図３は、この
第１の実施形態のエコーキャンセラ装置の主として初期
動作の流れを示したものである。

【００３３】初期動作制御部１０８によって、当該エコ
ーキャンセラ装置の初期化が必要と判断されたときに
は、当該エコーキャンセラ装置の各部に対して初期動作
が指示され、これにより、図３に示した一連の初期動作
の処理が開始される。

【００３４】（１）初期動作 図３に示した処理を開始すると、まず、初期動作用の初
期化処理が実行される（ステップ１０００）。この初期
化処理においては、適応フィルタ部１０２の係数レジス
タのタップ係数が０クリアされると共に、適応フィルタ
部１０２内の通常時タップ係数更新部の更新動作が停止
される。また、初期値候補番号パラメータｉが初期値１
に、小区間番号パラメータｊが初期値１に設定される。

【００３５】その後、初期値判定部１０９からの指令に
よって、初期値データ部１１１に格納された第ｊの小区
間の第ｉ番目のタップ係数の初期値候補ｈ０(i,j)が初
期時タップ係数更新部１１０へ転送され、初期時タップ
係数更新部１１０によって、適応フィルタ部１０２内の
係数レジスタの当該小区間ｊに係るタップ係数部分がこ
の初期値候補ｈ０(i,j)に置き換えられる（ステップ１
００１）。この置き換えは、（１）式に示す演算を実行
していることを意味する。

【００３６】 ｈ’(t)＝ｈ’(i,j) ＝ｈ(j-1)＋ｈ０(i,j) …（１ ） この（１）式において、ｈ’(t)は時刻ｔでのタップ係
数の初期値候補を表すタップ数分のタップ係数を要素と
する縦ベクトルとする。また、ｈ’(i,j)はｈ’(t)と同
じものであるが、第ｊの小区間の第ｉ番目のタップ係数
の初期値候補ｈ０(i,j)を反映させたものであるという
観点から表記しているものである。さらに、ｈ(j-1)
は、第ｊ−１の小区間までの小区間について初期値とし
て確定されたタップ係数を要素とし、第ｊの小区間以降
の小区間のタップ係数を全て０としている縦ベクトルで
ある。さらにまた、第ｊの小区間の第ｉ番目のタップ係
数の初期値候補ｈ０(i,j)は縦ベクトルは表現されてお
り、第ｊの小区間に係るタップ係数要素だけに有効な値
が挿入され、他の要素には０が挿入されているものであ
る。

【００３７】（１）式に示すようなタップ係数の初期値
候補ｈ’(t)が形成されると、適応フィルタ部１０２に
よって、それを利用したエコーレプリカ信号ＥＲが形成
され（ステップ１００２）、さらに、加算器１０７によ
って、（２）式に示すエコー残差信号ｅｅ(t)＝ｅｅ(i,
j)（スカラー量）が得られ、これが第ｊの小区間の第ｉ
番目のタップ係数の初期値候補ｈ０(i,j)に対する評価
値として初期値判定部１０９に与えられて保存される
（ステップ１００３）。なお、（２）式における右辺第
２項Ｈ’(t)・ｘ’(t)は、エコーレプリカ信号ＥＲを表
しているものである。

【００３８】 ｅｅ(t)＝ｅｅ(i,j) ＝ｙ(t)−Ｈ’(t)・ｘ’(t) …（２ ） （２）式におけるｘ’(t)は、時刻ｔから初期動作開始
時点の方にさかのぼったタップ数分の遠端入力信号Ｒｉ
ｎのサンプル値を要素とする縦ベクトル、又は、当該小
区間までのタップについて遠端入力信号Ｒｉｎのサンプ
ル値が挿入され、それ以外が０である縦ベクトルであ
る。但し、タップ数分のサンプル値が得られていない状
況においては、得られていない時間に対応するサンプル
値は０になっている。この値ｘ’(t)は、同一の小区間
の初期値候補の評価中においては変更されないものであ
る。また、ｙ(t)は、時刻ｔにおける近端入力信号Ｓｉ
ｎ’のサンプル値（スカラー量）である。さらに、Ｈ’
(t)は、上述した縦ベクトルｈ’(t)を転置した横ベクト
ルを表している。

【００３９】以上のようにして、第ｊの小区間の第ｉ番
目のタップ係数の初期値候補ｈ０(i,j)についての評価
値演算及び保存が終了すると、初期値判定部１０９は、
第ｊの小区間の全てのタップ係数の初期値候補について
の評価値演算及び保存が終了したか否かを判断する（ス
テップ１００４）。

【００４０】ここで、第ｊの小区間の全てのタップ係数
の初期値候補についての評価値演算及び保存が終了して
いないという判定結果が得られると、初期値判定部１０
９は、ステップ１００１に戻って、当該第ｊの小区間の
次の第ｉ＋１番目のタップ係数の初期値候補ｈ０(i+1,
j)を処理対象の初期値候補に変更する。

【００４１】これに対して、第ｊの小区間の全てのタッ
プ係数の初期値候補についての評価値演算及び保存が終
了したという判定結果が得られると、初期値判定部１０
９は、保存した複数の評価値の中で最小値を与えた第ｊ
の小区間のタップ係数の初期値候補を、この第ｊの小区
間におけるタップ係数の初期値に確定する（ステップ１
００５）。このとき、その確定された初期値候補が、初
期時タップ係数更新部１１０によって、適応フィルタ部
１０２内の係数レジスタにおける当該第ｊの小区間に係
るタップ係数に設定される。これにより、（１）式にお
ける表記におけるｈ(j)が定められる。

【００４２】その後、初期値判定部１０９は、全ての小
区間について、タップ係数の初期値を確定したか否かを
判定する（ステップ１００６）。

【００４３】初期値判定部１０９は、全ての小区間につ
いて、タップ係数の初期値の確定が完了していなけれ
ば、小区間を第ｊの小区間から第ｊ＋１の小区間に変更
させると共に、初期値候補番号パラメータｉを初期値１
にして上述したステップ１００１に戻る。

【００４４】これに対して、初期値判定部１０９は、全
ての小区間について、タップ係数の初期値の確定が完了
すると、そのことを初期動作制御部１０８に通知して
（図１上、信号線の図示は省略している）、通常動作へ
の移行を指示し、これにより通常動作状態に移行する
（ステップ１００８）。この通常動作への移行時には、
適応フィルタ部１０２内の通常時タップ係数更新部は、
所定のアルゴリズム（例えば、学習同定法アルゴリズ
ム）に従ったタップ係数の更新を実行する状態に復帰す
る。

【００４５】（２）通常動作 通常動作時には、初期値判定部１０９、タップ係数変更
部１１０及び初期値データ部１１１は動作に関連しな
い。また、初期動作制御部１０８は、上述のように、初
期化の必要性を監視している。これらの点を除けば、従
来装置と同様な動作を行う。そのため、通常動作につい
ては、簡単に説明する。

【００４６】適応フィルタ部１０２において、現時刻ｔ
におけるエコーパスのインパルス応答の推定値であるタ
ップ係数ｈ(t)（縦ベクトル）と、遠端入力信号Ｒｉｎ
の現時刻ｔを含め過去にさかのぼったタップ数分のサン
プル値を要素とする遠端入力信号サンプル系列ｘ(t)
（縦ベクトル）とから、（３）式に示すようにして、エ
コーレプリカ信号ＥＲが形成される。（３）式における
Ｈ(t)は、ｈ(t)を転置した横ベクトルを表している。

【００４７】 ＥＲ＝Ｈ(t)・ｘ(t) …（３） このようにして形成されたエコーレプリカ信号ＥＲが、
加算器１０７によって、近端入力信号Ｓｉｎ’の現時刻
ｔのサンプル値ｙ(t)（スカラー量）から減算されて、
近端入力信号Ｓｉｎ’に混入されていたエコー成分が除
去され、（４）式に示すようなエコー残差信号ＺＳ（＝
ｅ(t)）（スカラー量）が得られ、この信号が対向する
装置に向けて近端出力端子１１２を介して近端出力信号
Ｓｏｕｔとして送信されると共に、フィルタ更新に利用
すべく適応フィルタ部１０２にフィードバックされる。

【００４８】 ｅ(t)＝ｙ(t)−Ｈ(t)・ｘ(t) …（４ ） エコー残差信号ＺＳ（＝ｅ(t)）がフィードバックされ
た適応フィルタ部１０２においては、内蔵されている通
常時タップ係数更新部が、例えば、（５）式に示すよう
にして（アルゴリズムが学習同定法の場合）タップ係数
を更新する。

【００４９】 ｈ(t+1)＝ｈ(t)＋α・ｅ(t)・ｘ(t)／（Ｘ(t)・ｘ(t)＋β） …（ ５） ここで、αは、ステップサイズ（ステップゲイン）であ
って０＜α＜２の範囲の値であり、βは０除算を防ぐ小
さな正の値である。また、Ｘ(t)は、縦ベクトルｘ(t)を
転置した横ベクトルである。

【００５０】以上のようなエコー成分の除去及びタップ
係数の更新が、通常動作時では各時刻毎に繰り返され
る。

【００５１】このような通常動作中において、初期動作
制御部１０８が、当該エコーキャンセラ装置の初期化が
必要と判断すると、上述した初期動作に移行する。

【００５２】以上のように、第１の実施形態のエコーキ
ャンセラ装置によれば、タップ係数長を複数に分割した
小区間毎に複数個のタップ係数の初期値候補を用意し、
小区間毎にその中から最適な初期値候補を選択して、こ
れらを組み合わせて、エコーパスの伝達特性（インパル
ス応答）に収束動作させる際のタップ係数の初期値を構
成するようにしたので、タップ係数の初期値として最適
な初期値を選択することができ、収束動作を高速にする
ことができる。

【００５３】かくするにつき、エコーパスのインパルス
応答のパワーが大きい期間に対応した小区間のタップ係
数の初期値をより早く確定するようにしたので、この点
からも、タップ係数の初期値として最適な初期値を選択
することができ、収束動作を高速にすることができる。

【００５４】また、若番の小区間から順次タップ係数の
初期値を確定するようにしているので、いったん確定さ
れた小区間についてのタップ係数と近端入力信号との積
和演算値を保持して、確定されていない小区間の評価値
の演算にそのまま適用するようなこともでき、タップ係
数の初期値確定を高速に実行させることができる。

【００５５】さらに、小区間毎の異なる初期値を組み合
わせるので、初期値データ部１１１に格納しているデー
タの容量が少なくても、多くのタップ係数初期値の組み
合わせを作成することができる。言い換えると、全ての
タップ係数を要素としたタップ係数の初期値候補を複数
個用意する場合に比較すると、データ容量が同じであれ
ば、この第１の実施形態の方がより多くの初期値候補を
用意していることになる。

【００５６】（Ｂ）第２の実施形態 次に、本発明によるエコーキャンセラ装置の第２の実施
形態を図面を参照しながら詳述する。

【００５７】ここで、図４がこの第２の実施形態のエコ
ーキャンセラ装置の全体構成を示すブロック図であり、
上述した第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分
には同一符号を付して示している。

【００５８】この第２の実施形態は、第１の実施形態に
比較して、初期値データ部１１１に格納されている各小
区間毎のタップ係数の初期値候補の構成が、第１の実施
形態と異なっており、これに関連して、区間構成データ
部２１３が第１の実施形態の構成に追加して設けられて
いるものである。

【００５９】第１の実施形態は、各小区間の区間長が等
しく、各小区間のタップ係数の初期値候補の数が等しい
ことを意識しているものである。これに対して、第２の
実施形態は、若番タップ側の小区間ほど区間長を短くし
ており、若番タップ側の小区間ほどタップ係数の初期値
候補の数を多くしている。

【００６０】このようにしたのは、エコーパスのインパ
ルス応答がその初期段階ほど大きなパワーを持ち、次第
に減衰していくパターンを持っていることを考慮したた
めである。すなわち、インパルス応答のパワーの大きな
区間は細かくかつ多くの種類の初期値候補で表現し、パ
ワーの小さな区間は粗くかつ少ない初期値候補で表現
し、初期値がより適切に選ばれるようにしている。しか
も、タップ係数の選択のための計算量は、各小区間の区
間長と初期値候補数とが反比例するため、各小区間の初
期値選択のための演算量（演算時間）を均一化すること
ができ、全体としての演算量（演算時間）を押さえられ
ることを考慮したためである。

【００６１】ここで、若番タップ側の小区間ほど区間長
を短くし、若番タップ側の小区間ほどタップ係数の初期
値候補の数を多くするという要件を満たすならば、初期
値候補のデータ構成は、どのようなものであっても良い
が、例えば、図５に示すデータ構成を適用できる。な
お、図５のデータ構成の場合は、各小区間でのタップ係
数と近端入力信号サンプルとの積和演算量は同じにな
る。

【００６２】図５に示す初期値候補のデータ構成は、第
１の小区間及び第２の小区間をそれぞれ、タップ係数長
の１／３２の区間長にしており、第３の小区間をタップ
係数長の１／１６の区間長で初期値候補数が第１及び第
２の小区間の半分のものにしており、第４の小区間をタ
ップ係数長の１／８の区間長で初期値候補数が第３の小
区間の半分のものにしており、第５の小区間をタップ係
数長の１／４の区間長で初期値候補数が第４の小区間の
半分のものにしており、第６の小区間をタップ係数長の
１／２の区間長で初期値候補数が第５の小区間の半分の
ものにしているものである。

【００６３】この図５に示すようなデータ構成を採用し
ているタップ係数の小区間毎の初期値候補が初期値デー
タ部１１１に格納されており、データ構成を表す情報
（各小区間の区間長と初期値候補数の情報）が区間構成
データ部１１３に格納されている。

【００６４】この第２の実施形態の初期動作制御部１０
８は、初期動作を開始させる際に、区間構成データ部１
１３のデータに基づき、確定処理に供している小区間の
区間長や既に初期値が確定されているタップ係数長を認
識して、初期動作で機能する各部に供給して制御する。
例えば、初期値判定部１０９は、現在処理対象となって
いる小区間の全てのタップ係数の初期値候補について、
評価値の保存を実行したか否かの判断にこのデータを利
用し、また、初期時タップ係数更新部１１０は、現在処
理対象となっている小区間のタップ係数の初期値候補や
確定されたばかりの小区間のタップ係数の初期値を適応
フィルタ部１０２内の係数レジスタに設定する際に、こ
のデータを利用する。

【００６５】以上のような点を除けば、各部の機能は、
第１の実施形態と同様であるので、その詳細説明は省略
する。

【００６６】図６は、この第２の実施形態における初期
動作時の処理の流れを示すフローチャートであり、上述
した第１の実施形態に係る図３との同一、対応処理ステ
ップには同一符号を付して示している。

【００６７】第２の実施形態が第１の実施形態と異なる
点は、各小区間のタップ係数の最適な初期値候補の探索
に入ったときに（ステップ１０００又はステップ１００
７から移行したときに）、その小区間の初期値候補数を
設定する処理を行う（ステップ１００９）ようにしてい
る点である。そして、その小区間の全てのタップ係数の
初期値候補について評価値（エコー残差）の保存を実行
したか否かを判断するステップ１００４においては、ス
テップ１００９で設定された初期値候補数に基づいて判
断する。また、初期化処理ステップ１０００及び処理対
象の小区間を移動させるステップ１００７からは、上述
した小区間の初期値候補数を設定するステップ１００９
に移行させる。

【００６８】以上の点を除けば、第２の実施形態での初
期動作及び通常動作は、第１の実施形態とほぼ同様であ
るので、その詳細説明は省略する。

【００６９】第２の実施形態のエコーキャンセラ装置に
よっても、タップ係数長を複数に分割した小区間毎に複
数個のタップ係数の初期値候補を用意し、小区間毎にそ
の中から最適な初期値候補を選択して、これらを組み合
わせて、エコーパスの伝達特性（インパルス応答）に収
束動作させる際のタップ係数の初期値を構成するように
したので、タップ係数の初期値として最適な初期値を選
択することができ、収束動作を高速にすることができ
る。

【００７０】かくするにつき、この第２の実施形態にお
いては、エコーパスのインパルス応答の性質に鑑み、イ
ンパルス応答の成分のパワーが大きい領域の小区間を短
く、インパルス応答の成分のパワーが小さい領域の小区
間を長くすると共に、各小区間の初期値候補数は、逆
に、短い小区間では多く、長い小区間では少なく用意し
たので、エコーパスのインパルス応答の形をより緻密に
近似できるタップ係数の初期値を構成することができる
と共に、全体の計算量を押さえることが可能になる。

【００７１】また、第１の実施形態と同様に、エコーパ
スのインパルス応答のパワーが大きい期間に対応した小
区間のタップ係数の初期値をより早く確定するようにし
たので、この点からも、タップ係数の初期値として最適
な初期値を選択することができ、収束動作を高速にする
ことができる。

【００７２】さらに、第１の実施形態と同様に、若番の
小区間から順次タップ係数の初期値を確定するようにし
ているので、いったん確定された小区間についてのタッ
プ係数と近端入力信号との積和演算値を保持して、確定
されていない小区間の評価値の演算にそのまま適用する
ようなこともでき、タップ係数の初期値確定を高速に実
行させることができる。

【００７３】さらにまた、第１の実施形態と同様に、小
区間毎の異なる初期値を組み合わせるので、初期値デー
タ部１１１に格納しているデータの容量が少なくても、
多くのタップ係数初期値の組み合わせを作成することが
できる。

【００７４】（Ｃ）他の実施形態 本発明は、上記実施形態のものに限定されるものではな
く、他の実施形態をいくつか例示すると以下の通りであ
る。

【００７５】上記各実施形態は、適応フィルタ部１０２
のタップ係数の更新アルゴリズムが学習同定法であるも
のを意識しているが、他のＬＭＳ法、ＲＬＳ法（再帰的
最小２乗法）、カルマンフイルタ法などを採用している
エコーキャンセラ装置に対しても、本発明を適用するこ
とができる。

【００７６】また、上記各実施形態においては、同一小
区間のタップ係数の初期値候補の評価値（エコー残差）
算出を順次処理によって行うものを示したが、並列処理
を行うものであっても良い。さらには、異なる小区間の
評価値算出をも並列処理で行うようにしても良い。

【００７７】さらに、上記各実施形態においては、タッ
プ係数の初期値候補の評価値がそれを用いたときのエコ
ー残差信号であるものを示したが、エコー除去後の信号
に含まれている背景雑音成分を除去するノイズキャンセ
ラを備えるものであれば、タップ係数の初期値候補を適
用したときのノイズキャンセラの出力信号を評価値とす
るようにしても良い。

【００７８】さらにまた、上記各実施形態では、初期値
データ部１１１に固定的にタップ係数の初期値候補を格
納しているものを示したが、これを書き換えられるよう
にしても良い。例えば、タップ係数の初期値候補を評価
値と一緒に格納しておき、初期動作から通常動作に移行
し、タップ係数が安定（収束）した際（通常動作に移行
した時点からの時間や、エコー除去量などで判断する）
のタップ係数を各小区間に分割し、新たな初期値候補と
してその際のエコー残差情報（評価値）と共に格納する
ようにしても良い。この書き換えによって削除されるタ
ップ係数の初期値候補は、格納されている評価値が最も
悪いものである。また、評価値を利用しないで、最も古
い初期値候補を削除するようにしても良い。

【００７９】また、本発明は、スピーカからマイクロホ
ンに回り込んだエコー成分を除去するエコーキャンセラ
装置だけでなく、２線４線変換するハイブリッド回路で
生じるエコー成分を除去するエコーキャンセラ装置に対
しても適用することができる。

【００８０】さらに、上記各実施形態の説明では、図１
及び図４の機能ブロック図を当該エコーキャンセラ装置
がハードウェアで構成されているイメージで説明を行っ
たが、ソフトウェア処理を主体とするエコーキャンセラ
装置に対しても本発明を適用できることは勿論である。

【００８１】

【発明の効果】以上のように、本発明のエコーキャンセ
ラ装置によれば、通常動作時において当該エコーキャン
セラ装置の初期化が必要かを監視し、必要な場合に初期
動作を指令する初期動作制御手段と、適応フィルタ手段
のタップ係数長を複数に分割した小区間毎に、その小区
間でのタップ係数の初期値候補を格納している初期値デ
ータ格納手段と、初期動作時に、各小区間毎に、最適な
タップ係数の初期値候補を定め、各小区間での最適なタ
ップ係数の初期値候補を組み合わせたタップ係数を適応
フィルタ手段に設定させて通常動作に移行させるタップ
係数初期値決定手段とを有するので、エコーパスの伝達
特性の急激な変動にも高速に対応できるような高速な収
束特性を有するエコーキャンセラ装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の全体構成を示すブロック図で
ある。

【図２】第１の実施形態の最適初期値候補の探索処理で
用いるタップ係数の説明図である。

【図３】第１の実施形態の初期動作を示すフローチャー
トである。

【図４】第２の実施形態の全体構成を示すブロック図で
ある。

【図５】第２の実施形態の小区間の区間長とタップ係数
の初期値候補数との関係の説明図である。

【図６】第２の実施形態の初期動作を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１０２…適応フィルタ部、１０７…加算器、１０８…初
期動作制御部、１０９…初期値判定部、１１０…初期時
タップ係数更新部、１１１…初期値データ部、１１３…
区間構成データ部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エコーパスの伝達特性に対応してタップ
   係数を適応的に更新しながらエコーレプリカ信号を形成
   する適応フィルタ手段を備え、近端入力信号からエコー
   レプリカ信号を減算することにより、近端入力信号に含
   まれているエコー成分を除去するエコーキャンセラ装置
   において、 通常動作時において当該エコーキャンセラ装置の初期化
   が必要かを監視し、必要な場合に初期動作を指令する初
   期動作制御手段と、 上記適応フィルタ手段のタップ係数長を複数に分割した
   小区間毎に、その小区間でのタップ係数の初期値候補を
   格納している初期値データ格納手段と、 初期動作時に、各小区間毎に、最適なタップ係数の初期
   値候補を定め、各小区間での最適なタップ係数の初期値
   候補を組み合わせたタップ係数を上記適応フィルタ手段
   に設定させて通常動作に移行させるタップ係数初期値決
   定手段とを有することを特徴としたエコーキャンセラ装
   置。
2. 【請求項２】 上記初期値データ格納手段が、若番のタ
   ップ側の小区間ほど区間長が短くされていると共に初期
   値候補数が多くされている、各小区間のタップ係数の初
   期値候補を格納していることを特徴とする請求項１に記
   載のエコーキャンセラ装置。
3. 【請求項３】 上記タップ係数初期値決定手段は、小区
   間のタップ係数の初期値候補を用いてエコー除去動作を
   させた後の信号に基づいて、各小区間についての最適な
   タップ係数の初期値候補を定めることを特徴とする請求
   項１又は２に記載のエコーキャンセラ装置。
4. 【請求項４】 上記タップ係数初期値決定手段は、若番
   のタップ側の小区間から順次最適なタップ係数の初期値
   候補を定めると共に、最適な初期値候補を探索中の処理
   対象小区間より若番の小区間については、確定されたタ
   ップ係数の初期値候補を適用して最適候補の探索を行う
   ことを特徴とする請求項３に記載のエコーキャンセラ装
   置。