JPH11205890A - エコーキャンセル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 エコー経路条件の変化に即時に対応できるエ
コーキャンセル装置を提供する。 【解決手段】 スピーカ２５からの音声がマイク１１を
介して入力され生じるエコーの除去用にスピーカ及びマ
イクを含むエコー経路と同一特性に制御される適応フィ
ルタ１８と、エコーと適応フィルタの出力との差分演算
を行う偏差演算手段１４とを備えたエコーキャンセル装
置１で、パルス発生手段から出力される特定し得る所定
パルス信号に応じてスピーカから出力される音響信号の
遅延時間を測定する遅延時間測定手段１６と、遅延時間
測定手段で予めスピーカに対するマイクの位置毎にエコ
ー経路の遅延時間を測定し、遅延時間を基に算出した適
応フィルタのフィルタ係数を記憶する記憶手段１７と、
遅延時間測定手段からの遅延時間に基づき遅延時間に対
応するマイク位置のフィルタ係数を選択して適応フィル
タに出力するよう記憶手段を制御する制御手段１５とで
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクとスピーカ
を備えたシステムにおいて、マイク位置が移動しても常
に最適なエコーキャンセルを可能とするエコーキャンセ
ル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、スピーカとマイクとを備え、
再生と録音とを同時に行うシステム、例えばハンドフリ
ー電話、対話型端末等において、スピーカから発せられ
る音を音響空間を経てマイクで拾って生じるエコーを適
応フィルタを用いて打ち消すエコーキャンセルに係る技
術が知られる。

【０００３】このようなエコーキャンセル技術を用いた
エコーキャンセル装置の概略の構成図を図１２に示す。
この図１２において、エコーキャンセル装置５は、マイ
ク１１、マイクアンプ１２、Ａ／Ｄ変換手段１３、偏差
演算手段１４、適応フィルタ（逆フィルタ）１８、Ａ／
Ｄ変換手段１９、音声再生装置２０、スピーカアンプ２
４、スピーカ２５、録音・認識装置２６、フィルタ係数
４０を備える。

【０００４】偏差演算手段１４の一方の入力には、マイ
ク１１及びＡ／Ｄ変換手段１３からなる信号経路から得
られる音声信号Ｓ１３ａと、スピーカアンプ２４、スピ
ーカ２５、スピーカ２５とマイク１１間の音響空間、マ
イク１１及びＡ／Ｄ変換手段１３からなるエコー経路を
通ってきたエコー信号Ｓ１３ｅとが供給される。

【０００５】また、偏差演算手段１４の他方の入力に
は、Ａ／Ｄ変換手段１９を経て適応フィルタ１８から出
力されるエコーキャンセル信号Ｓ１８が供給される。

【０００６】偏差演算手段１４は、音声信号Ｓ１３ａ及
びエコーキャンセル信号Ｓ１８と、エコーキャンセル信
号Ｓ１８との差分演算｛（音声信号Ｓ１３ａ＋エコーキ
ャンセル信号Ｓ１８）−エコーキャンセル信号Ｓ１８｝
を行って得られる音声信号Ｓ１３ａと誤差信号Δ１４と
を録音・認識装置２６に出力する。

【０００７】エコーキャンセル装置５は、予めスピーカ
アンプ２４、スピーカ２５、音響空間、マイク１１、Ａ
／Ｄ変換手段１３からなるエコー経路のインパルス応答
を測定し、偏差演算手段１４の誤差信号Δ１４が最小と
なる適応フィルタ１８のフィルタ係数（Ｄ0 〜Ｄn ）を
算出してエコーを打ち消す（キャンセル）するものであ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
エコーキャンセル装置にあっては、スピーカとマイクと
の位置関係が最初のインパルス応答測定時から変化して
しまうと偏差演算手段の誤差信号が大きくなり、再び時
間を掛けて精密にインパルス応答測定を行って適応フィ
ルタのフィルタ係数を算出する必要がり、エコー経路条
件の変化に即時に対応することができないという課題が
ある。

【０００９】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、その目的は、スピーカと所定可動範囲内でのマイク
とのインパルス応答を予め測定して適応フィルタのフィ
ルタ係数を算出しおき、マイク位置に対応したフィルタ
係数を選択することによって、エコー経路条件の変化に
即時に対応することのできるエコーキャンセル装置を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項１に係るエコーキャンセル装置は、ス
ピーカ及びマイクと、前記スピーカからの音声が前記マ
イクを介して入力されて生じるエコーを除去するために
前記スピーカ及び前記マイクを含むエコー経路と同一特
性になるように制御される適応フィルタと、前記エコー
と前記適応フィルタの出力との差分演算を行う偏差演算
手段とを備えたエコーキャンセル装置であって、特定し
得る所定のパルス信号を発生し出力するパルス発生手段
と、このパルス発生手段から出力されるパルス信号に応
じて前記スピーカから出力される音響信号の遅延時間を
測定する遅延時間測定手段と、この遅延時間測定手段に
より予め前記スピーカに対する前記マイクの位置毎に前
記エコー経路における遅延時間を測定し、この遅延時間
を基に算出した前記適応フィルタのフィルタ係数を記憶
する記憶手段と、前記遅延時間測定手段からの遅延時間
に基づいて当該遅延時間に対応するマイク位置のフィル
タ係数を選択して前記適応フィルタに出力するように前
記記憶手段を制御する制御手段とを備えたことを要旨と
する。

【００１１】請求項１に係るエコーキャンセル装置は、
記憶手段と、パルス発生手段と、遅延時間測定手段と、
制御手段と、を備えたので、エコー経路条件の変化に即
時に対応してエコーをキャンセルすることができる。

【００１２】本発明の請求項２に係るエコーキャンセル
装置は、スピーカが複数であって、記憶手段は各スピー
カの各エコー経路毎の遅延時間を測定して得られたフィ
ルタ係数を記憶することを要旨とする。

【００１３】請求項２に係るエコーキャンセル装置は、
複数のスピーカと記憶手段とパルス発生手段と遅延時間
測定手段および制御手段とを備えたので、３次元空間内
でのマイク位置の変化に即時に対応してエコーをキャン
セルすることができる。

【００１４】本発明の請求項３に係るエコーキャンセル
装置は、制御手段が所定時間毎にパルス信号を出力する
ようにパルス発生手段を制御することを要旨とする。

【００１５】請求項３に係るエコーキャンセル装置は、
所定時間毎にパルス信号を出力するようにパルス発生手
段を制御する制御手段を備えたので、所定時間毎のマイ
ク位置を検知することができる。

【００１６】本発明の請求項４に係るエコーキャンセル
装置は、制御手段がマイク近傍に人間の接近、接触、ま
たは振動を検知するセンサを設置し、このセンサの検知
出力に基づいてパルス発生手段を制御することを要旨と
する。

【００１７】請求項４に係るエコーキャンセル装置は、
マイク近傍に設置したセンサの検知出力に基づいてパル
ス発生手段を制御する制御手段を備えたので、マイク位
置が変化した時のみ、パルス発生手段手段からスピーカ
にパルス信号を出力してマイク位置を検知させることが
できる。

【００１８】本発明の請求項５に係るエコーキャンセル
装置は、記憶手段が遅延時間とフィルタ係数とを対応付
けるテーブルを有し、また制御手段がこのテーブルを参
照して遅延時間測定手段により獲得された遅延時間から
フィルタ係数を選択することを特徴とする。

【００１９】請求項５に係るエコーキャンセル装置は、
制御手段がこのテーブルを参照して遅延時間から迅速に
フィルタ係数を選択することができる。

【００２０】本発明の請求項６に係るエコーキャンセル
装置は、制御手段が遅延時間測定手段により獲得された
複数のスピーカからの遅延時間を元に各ベクトルの相関
を求め、この相関から最適なフィルタ係数を選択するこ
とを要旨とする。

【００２１】請求項６に係るエコーキャンセル装置は、
スピーカが複数、存在するときであっても、これら複数
のスピーカからの遅延時間を元に各ベクトルの相関を求
め、この相関から最適なフィルタ係数を迅速に選択する
ことができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について説明する。

【００２３】図１は本発明の第１の実施形態に係るエコ
ーキャンセル装置の構成を示すブロック図である。

【００２４】図１において、エコーキャンセル装置１
は、マイク１１、マイクアンプ１２、Ａ／Ｄ変換手段１
３、偏差演算手段１４、制御手段１５、遅延時間測定手
段１６、記憶手段１７、適応フィルタ（逆フィルタ）１
８、Ａ／Ｄ変換手段１９、音声再生手段２０、パルス発
生手段２１、ホワイトノイズ発生手段２２、スイッチ２
３、スピーカアンプ２４、スピーカ２５および録音・認
識手段２６を備える。

【００２５】マイク１１は入力される音声（音響信号）
を電気信号に変換して得られる音声信号Ｓ１１をマイク
アンプ１２に出力する。

【００２６】マイクアンプ１２は音声信号Ｓ１１を所定
のレベルに増幅して得られる音声増幅信号Ｓ１２をＡ／
Ｄ変換手段１３に出力する。

【００２７】Ａ／Ｄ変換手段１３は、アナログの音声増
幅信号Ｓ１２をデジタル信号に変換して得られるデジタ
ル音声信号Ｓ１３を偏差演算手段１４と遅延時間測定手
段１６とに出力する。

【００２８】制御手段１５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等から構成され、
後述する偏差演算手段１４から出力される誤差信号Δ14
と後述する遅延時間測定手段１６から出力される遅延時
間Ｔに係る信号とを入力して、遅延時間測定手段１６、
記憶手段１７、パルス発生手段２１、ホワイトノイズ発
生手段２２およびスイッチ２３とを制御する。

【００２９】また、制御手段１５は、例えば当該エコー
キャンセル装置１がマイク１１で集音した信号の解析、
録音を行っている際に、外部より禁止信号Ｓ１５ｆを受
けてマイク位置検知のための遅延時間測定を強制的に中
止させることができる。

【００３０】パルス発生手段２１は、制御手段１５から
出力される制御信号Ｓ１５ｃに基づいてパルス信号Ｓ２
１ａをスイッチ２３の端子ｂに出力すると共に、またパ
ルス信号Ｓ２１ｄを遅延時間測定手段１６に出力する。

【００３１】ホワイトノイズ発生手段２２は、制御手段
１５から出力される制御信号Ｓ１５ｅに基づいてホワイ
トノイズＳ２２をスイッチ２３の端子ｃに出力する。

【００３２】スイッチ２３の共通端子ｄはスピーカアン
プ２４とＡ／Ｄ変換手段１９の入力にそれぞれ接続され
る。これによりスイッチ２３は、制御手段１５から出力
される制御信号Ｓ１５ｃに基づいて、共通端子ｄへの接
続を、端子ａの音声再生手段２０からの音声信号Ｓ２０
ａ、端子ｂのパルス発生手段２１からのパルス信号Ｓ２
１ａ、または端子ｃのホワイトノイズ発生手段２２から
のホワイトノイズＳ２２の何れかから選択する。

【００３３】Ａ／Ｄ変換手段１９は、スイッチ２３の共
通端子ｄを介して入力されるアナログ入力信号Ｓ２２
（音声信号Ｓ２０ａ，ホワイトノイズＳ２２）をデジタ
ルに変換して、デジタル信号Ｓ１９を適応フィルタ１８
に出力する。

【００３４】スピーカアンプ２４は、スイッチ２３の共
通端子ｄを介して入力されるアナログ入力信号Ｓ２２
（音声信号Ｓ２０ａ，ホワイトノイズＳ２２，パルス信
号Ｓ２１ａ）を増幅して得られる駆動信号Ｓ２４をスピ
ーカ２５に出力する。

【００３５】スピーカ２４は駆動信号Ｓ２４を音響信号
に変換し出力する。

【００３６】記憶手段１７は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄ
ｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅ
ｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ
Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成され、制御手段
１５から出力される制御信号Ｓ１５ｂに基づいて適応フ
ィルタ１８のフィルタ係数を記憶し、また制御信号Ｓ１
５ｂに基づいてフィルタ係数Ｓ１７を適応フィルタ１８
に出力するように制御される。

【００３７】適応フィルタ１８は、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔ
ｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）デジタルフィ
ルタであり、Ａ／Ｄ変換手段１９でデジタル信号に変換
されたデジタル信号Ｓ１９（音声信号、ホワイトノイ
ズ）をフィルタリングして得られるエコーキャンセル信
号Ｓ１８を偏差演算手段１４に出力する。

【００３８】偏差演算手段１４の一方の入力にはデジタ
ル音声信号Ｓ１３、すなわちマイク１１、マイクアンプ
１２及びＡ／Ｄ変換手段１３からなる信号経路を介して
得られる音声信号Ｓ１３ａと、スピーカアンプ２４、ス
ピーカ２５、スピーカ２５とマイク１１との間の音響空
間、マイク１１、マイクアンプ１２及びＡ／Ｄ変換手段
１３からなるエコー経路を介して得られるエコー信号Ｓ
１３ｅとがそれぞれ入力される。また、偏差演算手段１
４の他方の入力には、Ａ／Ｄ変換手段１９を経て適応フ
ィルタ１８から出力されるエコーキャンセル信号Ｓ１８
が入力される。

【００３９】偏差演算手段１４は、これら入力される音
声信号Ｓ１３ａ及びエコー信号Ｓ１３ｅと、エコーキャ
ンセル信号Ｓ１８との差分演算｛（音声信号Ｓ１３ａ＋
エコー信号Ｓ１３ｅ）−エコーキャンセル信号Ｓ１８｝
を行って得られる（音声信号Ｓ１３ａ＋誤差信号Δ１
４）を録音・認識装置２６と制御手段１５とにそれぞれ
出力する。

【００４０】遅延時間測定手段１６は、制御手段１５か
ら出力される制御信号Ｓ１５ａに基づいてパルス発生手
段２１で発生され出力されるパルス信号Ｓ２１ｄと、パ
ルス発生手段２１で発生され、スイッチ２３、スピーカ
アンプ２４、スピーカ２５、スピーカ２５とマイク１１
との間の音響空間、マイク１１、マイクアンプ１２及び
Ａ／Ｄ変換手段１３からなるエコー経路を介して得られ
るパルス信号Ｓ２１ａのエコー信号Ｓ１３ｅ、すなわち
エコーパルス信号Ｓ１３ｐとが入力され、パルス信号Ｓ
２１ｄに対するエコーパルス信号Ｓ１３ｐの遅延時間を
測定して得られる遅延時間Ｔを制御手段１５に出力す
る。

【００４１】制御手段１５は、この遅延時間測定手段１
６で得られる遅延時間Ｔに基づいて記憶手段１７からマ
イク１１の位置に対応したフィルタ係数Ｓ17を適応フィ
ルタ１８に出力するように制御する。

【００４２】このように、エコーキャンセル装置１は、
マイク１１、マイクアンプ１２、Ａ／Ｄ変換手段１３、
偏差演算手段１４、制御手段１５、遅延時間測定手段１
６、記憶手段１７、適応フィルタ１８、Ａ／Ｄ変換手段
１９、音声再生手段２０、パルス発生手段２１、ホワイ
トノイズ発生手段２２、スイッチ２３、スピーカアンプ
２４、スピーカ２５を備えたので、エコー経路条件の変
化、すなわちマイク１１位置の変動に即時に対応してエ
コーをキャンセルすることができる。

【００４３】次に、図２を参照して本実施形態における
適応フィルタ（逆フィルタ）のフィルタ係数の測定につ
いて説明する。

【００４４】まず、ホワイトノイズ発生手段２２から、
Ａ／Ｄ変換手段１９とスピーカアンプ２４に対してホワ
イトノイズＳ２２が出力される。このホワイトノイズ発
生手段２２から出力されたホワイトノイズＳ２２は、ス
ピーカアンプ２４、スピーカ２５、スピーカ２５とマイ
ク１１との間の音響空間、マイク１１、マイクアンプ１
２及びＡ／Ｄ変換手段１３からなるエコー経路を介して
得られるエコー信号Ｓ１３ｅとして偏差演算手段１４に
入力される。

【００４５】また、ホワイトノイズ発生手段２２から出
力されたホワイトノイズＳ２２は、Ａ／Ｄ変換手段１
９、ｎ段のＦＩＲデジタルフィルタから構成された適応
フィルタ１８を介して得られるエコーキャンセル信号Ｓ
１８として偏差演算手段１４に入力さる。

【００４６】偏差演算手段１４は、入力されたエコー信
号Ｓ１３ｅとエコーキャンセル信号Ｓ１８との差分演算
を行って得られる誤差信号Δ１４を制御手段１５に出力
する。さらに制御手段１５は、スピーカ２５に対するマ
イク１１の可動範囲を所定の領域に分割し、例えば４分
割したときの各領域の中心（または重心）位置（Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ）に対して適応フィルタ１８のフィルタ係数
を制御して誤差信号Δ１４の信号値が最小となるフィル
タ係数（Ｄａ0 〜Ｄａｎ，Ｄｂ0 〜Ｄｂｎ，Ｄｃ0 〜Ｄ
ｃｎ，Ｄｄ0 〜Ｄｄｎ）を算出して記憶手段１７にマイ
ク位置とフィルタ係数との対応を示すテーブルとして記
憶する。

【００４７】次に、本実施形態のおける遅延時間の測定
について、図１に示すブロック図、図３に示す遅延時間
測定手段の説明図および図５に示す遅延時間Ｔの模式説
明図を参照して説明する。

【００４８】まず、図１を参照するに、パルス発生手段
２１は制御手段２５から出力される制御信号Ｓ１５ｄに
基づいて遅延時間測定手段１６にパルス信号Ｓ２１ｄを
出力し、またスピーカアンプ２４にパルス信号Ｓ２１ａ
を出力する。パルス発生手段２１から出力されたパルス
信号Ｓ２１ａは、スピーカアンプ２４、スピーカ２５、
スピーカ２５とマイク１１との間の音響空間、マイク１
１、マイクアンプ１２及びＡ／Ｄ変換手段１３からなる
エコー経路を介して得られるエコー信号Ｓ１３ｅとして
遅延時間測定手段１６に入力される。

【００４９】遅延時間測定手段１６は、図５に示すよう
にパルス信号Ｓ２１ｄの立ち上がり時から、エコー信号
Ｓ１３ｅの最初のピークレベルとの時間差を測定して遅
延時間Ｔを得る。このとき、図４に示すようなスピーカ
２５位置に対するマイク１１の可動範囲を分割した領域
の各中心位置（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）における遅延時間Ｔ、
すなわち遅延時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄを制御手段１
５に出力する。

【００５０】制御手段１５は、予めマイク位置（Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ）に対するエコー信号Ｓ１３ｅの遅延時間Ｔ
（Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄ）をアドレスとしてマイク位
置（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に対する適応フィルタ（逆フィル
タ）１８のフィルタ係数（Ｄａ0 〜Ｄａｎ，Ｄｂ0 〜Ｄ
ｂｎ，Ｄｃ0 〜Ｄｃｎ，Ｄｄ0 〜Ｄｄｎ）を記憶手段１
７に書き込んで図４に示すようなテーブルを作成してお
き、そしてこのテーブルを参照して、マイク位置移動に
対してエコー信号の遅延を測定して得られる遅延時間
Ｔ、または遅延時間Ｔに最も近い遅延時間Ｔ（Ｔａ，Ｔ
ｂ，Ｔｃ，Ｔｄ）をアドレスとして最適なフィルタ係数
を記憶手段１７から読み出して適応フィルタ（逆フィル
タ）１８に出力する。

【００５１】次に図６に示すフローチャートを参照して
第１実施形態におけるエコーキャンセルに係る動作を説
明する。

【００５２】まずステップＳＴ１において、制御手段１
５がシステム起動（電源ＯＮ）を検知してから所定時
間、各ブロックの機能を停止させて所定時間が経過した
後に、ステップＳＴ２に進む。ステップＳＴ２では、ス
イッチ２３を切り替え端子ｄを端子ｂに接続して、パル
ス発生手段２１とスピーカアンプ２４とを接続してステ
ップＳＴ３にみ、適応フィルタ（逆フィルタ）１８のフ
ィルタ係数（Ｄ0 〜Ｄn）をすべてＯＦＦ（零）にして
ステップＳＴ４に進む。

【００５３】ステップＳＴ４は、制御手段１５の制御信
号Ｓ１５ｄに基づいてパルス発生手段２１からパルス信
号Ｓ２１ａをスピーカアンプ２４に出力し、また同時に
パルス信号Ｓ２１ｄを遅延時間測定手段１６に出力して
ステップＳＴ５に進む。

【００５４】ステップＳＴ５では、遅延時間測定手段１
６でパルス信号Ｓ２１ｄと、マイク位置（Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ）に対するスピーカアンプ２４、スピーカ２５、スピ
ーカ２５とマイク１１との間の音響空間、マイク１１、
マイクアンプ１２及びＡ／Ｄ変換手段１３からなるエコ
ー経路を通って入力されるエコー信号Ｓ１３ｅとの時間
差を測定して遅延時間Ｔを得てステップＳＴ６に進み、
遅延時間測定手段１６で得られた遅延時間Ｔに基づいて
記憶手段１７からフィルタ係数（Ｄ0 〜Ｄn ）を読み出
してステップＳＴ７に進む。

【００５５】ステップＳＴ７では、記憶手段１７から出
力されたフィルタ係数（Ｄ0 〜Ｄn）を適応フィルタ
（逆フィルタ）１８にセットしてステップＳＴ８に進
み、適応フィルタ（逆フィルタ）１８を動作状態にした
後にステップＳＴ１に戻る。

【００５６】このように、エコーキャンセル装置１は、
引き続き所定の時間間隔でステップＳＴ１〜ステップＳ
Ｔ８を繰り返し、常にマイク１１の位置に合ったフィル
タ係数（Ｄ0 〜Ｄn ）を選択することができる。

【００５７】次に、図７に示すブロック図を参照して、
本発明に係るエコーキャンセル装置の第２実施形態を説
明する。なお、図１に示したエコーキャンセル装置１と
同一の作用をするブロックには同一番号を付し、説明を
省略する。

【００５８】図７において、エコーキャンセル装置２
は、マイク１１またはその近傍に人間の接近、接触、ま
たは振動を検知するセンサ１１Ａを設置し、センサの検
知信号Ｓ１１ａに基づいてパルス発生手段２１の動作を
制御する制御手段１５を備える。そして、マイクの使用
が検出されたとき、あるいはマイク位置が変化したとき
のみ、パルス発生手段手段２１からパルス信号Ｓ２１ａ
及びパルス信号Ｓ２１ｄを出力してマイク位置を検知し
て常にマイク１１の位置に合ったフィルタ係数（Ｄ0 〜
Ｄn ）を選択することができる。これにより、第１実施
形態におけるエコーキャンセル装置１のように、所定時
間毎にスピーカ２５からパルス信号Ｓ２１ａによる音響
信号を出力する必要が無くなる。

【００５９】次に図８に示すフローチャートを参照して
第２実施形態におけるエコーキャンセルに係る動作を説
明する。

【００６０】ステップＳＴ１では、マイク１１の近傍に
設置された人間の接近、接触、または振動を検知するセ
ンサ１１Ａにより、マイクの使用が検出され、あるいは
マイク位置が変化が検出されたときに、ステップＳＴ１
１に進む。以下、ステップＳＴ１１からステップＳＴ１
７は基本的には図６に示したエコーキャンセル装置１の
動作フローチャートのステップＳＴ２からステップＳＴ
８と同様に、パルス発生手段手段２１からパルス信号Ｓ
２１ａ及びパルス信号Ｓ２１ｄが出力されてマイク位置
を検知して常にマイク１１の位置に合ったフィルタ係数
（Ｄ0 〜Ｄn ）を選択するので、説明を省略する。

【００６１】次に図９に示すブロック図、図１０に示す
フローチャートおよび図１１に示す遅延時間に対するフ
ィルタ係数の関連表を参照して、本発明に係るエコーキ
ャンセル装置の第３実施形態を説明する。

【００６２】図９において、エコーキャンセル装置３
は、図１に示したエコーキャンセル装置１を基本として
構成され、複数のスピーカ（２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ）
を備えたものである。

【００６３】まず、スピーカ２４Ａとスピーカ２４Ｂの
２個の場合について説明する。

【００６４】基本的には、適応フィルタ１８Ａのフィル
タ係数（Ｄ1 ｋ0 〜Ｄ1 ｋｎ）及び適応フィルタ１８Ｂ
のフィルタ係数（Ｄ2 ｋ0 〜Ｄ2 ｋｎ）は、それぞれの
スピーカ毎に測定することが必要であるが、それぞれの
スピーカの音響特性が同一であり、マイク１１の可動範
囲が一次元の場合（水平、または垂直方向の移動）、共
通のものが使用できる。

【００６５】遅延時間Ｔの測定は各スピーカ毎に時間差
を持たせて個別に行い、各スピーカ毎にフィルタ係数を
用意している場合、スピーカ毎のフィルタ係数を遅延時
間によって選択し、同一のフィルタ係数を共有する場
合、遅延時間によって共有するフィルタ係数群のなかか
ら最も近いフィルタ係数を選択する。

【００６６】次に、マイク１１が３次元空間を移動する
可能性がある場合は、マイク位置特定用のスピーカ２５
Ｃを用意し、スピーカ２４Ａ、スピーカ２４Ｂ及びスピ
ーカ２５Ｃの３箇所からの遅延時間Ｔ（Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ
3 ）を測定してマイク１１の位置を判定する方法を説明
する。

【００６７】３つのスピーカから別々にパルス音を発
し、それぞれのスピーカからの遅延時間Ｔ（Ｔ1 ，Ｔ2
，Ｔ3 ）を測定し、これら３つの遅延時間をもとに３
次元のベクトルとして予め測定しておいたフィルタ係数
の指標となるマイク１１の位置情報と相関をとり、最も
近いものを選択する。

【００６８】３次元ベクトルの相関の取り方を下記に示
す。

【００６９】

【数１】Ｄｎ＝（Ｔ1 −Ｔｎ1 ）ｅｘｐ２＋（Ｔ2 −Ｔ
ｎ2 ）ｅｘｐ２＋（Ｔ3 −Ｔｎ3 ）ｅｘｐ２ 但し、 測定遅延時間：Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 測定済み遅延時間：Ｔｎ1 ，Ｔｎ2 ，Ｔｎ3 （ｎ＝
１，‥，ｋ） ３次元ベクトルの相関Ｄｎが最小になるものがｎ個の組
合わせの内、一番近くなる最適なフィルタ係数を示すこ
ととなる。

【００７０】なお、上記実施の形態は本発明の一例であ
り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
い。

【００７１】

【発明の効果】本発明の請求項１に係るエコーキャンセ
ル装置は、スピーカと所定可動範囲内でのマイク位置に
対するエコー経路のインパルス応答を測定し、算出した
適応フィルタのフィルタ係数を記憶する記憶手段と、ス
ピーカにパルス信号を出力するパルス発生手段と、パル
ス発生手段からのパルス信号に基づいてエコー経路の遅
延時間を測定する遅延時間測定手段と、遅延時間測定手
段からの遅延時間に基づいてマイク位置に対応したフィ
ルタ係数を選択して適応フィルタに出力するように記憶
手段を制御する制御手段と、を備え、エコー経路条件の
変化に即時に対応してエコーをキャンセルすることがで
きるので、信頼性の向上を図ることができる。

【００７２】本発明の請求項２に係るエコーキャンセル
装置は、複数のスピーカと記憶手段とパルス発生手段と
遅延時間測定手段および制御手段とを備え、３次元空間
内でのマイク位置の変化に即時に対応してエコーをキャ
ンセルすることができるので、商品性の向上を図ること
ができる。

【００７３】本発明の請求項３に係るエコーキャンセル
装置は、所定時間毎にパルス信号を出力するようにパル
ス発生手段を制御する制御手段を備え、所定時間毎のマ
イク位置を検知することができるので、常にマイクの位
置に合ったフィルタ係数を選択することができる。

【００７４】本発明の請求項４に係るエコーキャンセル
装置は、マイク近傍に人間の接近、接触、または振動を
検知するセンサを設置し、センサの検知出力に基づいて
パルス発生手段を制御する制御手段を備え、マイク位置
が変化した時のみ、パルス発生手段手段からスピーカに
パルス信号を出力してマイク位置を検知させることがで
きるので、マイク位置検知のための遅延時間測定頻度を
下げ、無駄時間を最小にすることができる。

【００７５】本発明の請求項５に係るエコーキャンセル
装置は、記憶手段が遅延時間とフィルタ係数とを対応付
けるテーブルを有し、また制御手段がこのテーブルを参
照して遅延時間測定手段により獲得された遅延時間から
フィルタ係数を選択するので、テーブルを参照して遅延
時間から迅速にフィルタ係数を選択することができ、商
品性の向上を図ることができる。

【００７６】本発明の請求項６に係るエコーキャンセル
装置は、制御手段が遅延時間測定手段により獲得された
複数のスピーカからの遅延時間を元に各ベクトルの相関
を求め、この相関から最適なフィルタ係数を選択するの
で、３次元空間内でのマイク位置の変化に即時に対応し
てエコーをキャンセルすることができ、商品性の向上を
図ることができる。

【００７７】よって、本発明は、スピーカとマイクの位
置を固定しておく必要がなく、使い勝手の良い、信頼性
の高い、商品性に優れたエコーキャンセル装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエコーキャンセル装置の第１実施
形態の全体の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明に係る適応フィルタ（逆フィルタ）のフ
ィルタ係数の測定について説明する図である。

【図３】本発明に係る遅延時間測定手段の説明図であ
る。

【図４】マイク位置と遅延時間とフィルタ係数の表であ
る。

【図５】遅延時間Ｔの模式説明図である。

【図６】本発明に係るエコーキャンセル装置の第１実施
形態の動作を説明するためのフローチャートである。

【図７】本発明に係るエコーキャンセル装置の第２実施
形態の全体構成を示すブロック図である。

【図８】本発明に係るエコーキャンセル装置の第２実施
形態の動作を説明するためのフローチャートである。

【図９】本発明に係るエコーキャンセル装置の第３実施
形態の全体構成を示すブロック図である。

【図１０】本発明に係るエコーキャンセル装置の第３実
施形態の動作を説明するためのフローチャートである。

【図１１】本発明に係るエコーキャンセル装置の第３実
施形態の遅延時間に対するフィルタ係数の関連表であ
る。

【図１２】従来例としてのエコーキャンセル装置の概略
構成図である。

【符号の説明】

１，２，３…エコーキャンセル装置、１１…マイク、１
１Ａ…センサ、１２…マイクアンプ、１３，１９，１９
Ａ，１９Ｂ…Ａ／Ｄ変換手段、１４…偏差演算手段、１
５，３０…制御手段、１６，１６Ａ，１６Ｂ…遅延時間
測定手段、１７，１７Ａ，１７Ｂ…記憶手段、１８，１
８Ａ，１８Ｂ…適応フィルタ（逆フィルタ）、２０，３
１…音声再生手段、２１…パルス発生手段、２２…ホワ
イトノイズ発生手段、２３，２３Ａ，２３Ｂ，３２Ｂ，
３２Ｃ…スイッチ、２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ…ス
ピーカアンプ、２５，２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ…スピー
カ、２６…、録音・認識手段、Ｓ11，Ｓ12，Ｓ13，Ｓ13
ａ，Ｓ20ａ…音声信号、Ｓ13ｅ…エコー信号、Ｓ13ｐ…
エコーパルス信号、Ｓ15ａ，Ｓ15ｂ，Ｓ15ｃ，Ｓ15ｄ，
Ｓ15ｅ…制御信号、Ｓ15ｆ…禁止信号、Ｓ17…フィルタ
係数、Ｓ18…エコーキャンセル信号、Ｓ21ａ，Ｓ21ｄ…
パルス信号、Ｓ22…ホワイトノイズ、Ｓ23…、Ｓ24…駆
動信号、ａ，ｂ，ｃ…端子、ｄ…共通端子、Δ14…誤差
信号。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スピーカ及びマイクと、前記スピーカから
   の音声が前記マイクを介して入力されて生じるエコーを
   除去するために前記スピーカ及び前記マイクを含むエコ
   ー経路と同一特性になるように制御される適応フィルタ
   と、前記エコーと前記適応フィルタの出力との差分演算
   を行う偏差演算手段とを備えたエコーキャンセル装置で
   あって、 特定し得る所定のパルス信号を発生し出力するパルス発
   生手段と、 このパルス発生手段から出力されるパルス信号に応じて
   前記スピーカから出力される音響信号の遅延時間を測定
   する遅延時間測定手段と、 この遅延時間測定手段により予め前記スピーカに対する
   前記マイクの位置毎に前記エコー経路における遅延時間
   を測定し、この遅延時間を基に算出した前記適応フィル
   タのフィルタ係数を記憶する記憶手段と、 前記遅延時間測定手段からの遅延時間に基づいて当該遅
   延時間に対応するマイク位置のフィルタ係数を選択して
   前記適応フィルタに出力するように前記記憶手段を制御
   する制御手段とを備えたことを特徴とするエコーキャン
   セル装置。
2. 【請求項２】 前記スピーカは複数であって、前記記憶
   手段は各スピーカの各エコー経路毎の遅延時間を測定し
   て得られたフィルタ係数を記憶することを特徴とする請
   求項１記載のエコーキャンセル装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、所定時間毎にパルス信
   号を出力するように前記パルス発生手段を制御すること
   を特徴とする請求項１または請求項２記載のエコーキャ
   ンセル装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記マイク近傍に人間
   の接近、接触、または振動を検知するセンサを設置し、
   前記センサの検知出力に基づいて前記パルス発生手段を
   制御することを特徴とする請求項１または請求項２記載
   のエコーキャンセル装置。
5. 【請求項５】 前記記憶手段は、遅延時間とフィルタ係
   数とを対応付けるテーブルを有し、前記制御手段は、こ
   のテーブルを参照して前記遅延時間測定手段により獲得
   された遅延時間からフィルタ係数を選択することを特徴
   とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項記載のエコ
   ーキャンセル装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、前記遅延時間測定手段
   により獲得された複数のスピーカからの遅延時間を元に
   各ベクトルの相関を求め、この相関から最適なフィルタ
   係数を選択することを特徴とする請求項２記載のエコー
   キャンセル装置。