JP2004048253A

JP2004048253A - エコーキャンセラ装置、及び音声通信装置

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Publication number: JP2004048253A
Application number: JP2002201231A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sakai; 坂井　誠; Ichiro Akahori; 赤堀　一郎
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-07-10
Also published as: JP3870861B2

Abstract

【課題】エコー信号を適切に除去可能なエコーキャンセラ装置を提供すること。
【解決手段】音響エコーキャンセラ部３０は、外部通信装置からの音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）と、マイクロフォンから出力された音声信号Ｘｏｕｔ１（ｔ）とを取得（Ｓ２５０）する。また、修正学習処理において、音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）とフィルタ係数Ｗ１［ｊ］とを畳み込み演算することにより、エコー信号を除去するためのキャンセル信号Ｆ１（ｔ）を生成する（Ｓ３１０）。その後、音声信号Ｘｏｕｔ１（ｔ）にキャンセル信号Ｆ１（ｔ）を加算し、エコー信号除去後の音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）を得る（Ｓ３２０）。更に、Ｘｏｕｔ２（ｔ）と、Ｘｉｎ２（ｔ）と、フィルタ係数Ｗ１［ｊ］とを用いて、ｉｎｆｏｍａｘ法に基づく演算式に従い、新たなフィルタ係数を算出し、フィルタ係数を更新する。
【選択図】　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エコーパスが介在する伝送路内の音声信号から、エコー信号を除去するためのエコーキャンセラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エコーキャンセラ装置としては、スピーカからの再生音がマイクロフォンで集音されて発生するエコー信号をマイクロフォンの出力信号から除去する音響エコーキャンセラ装置や、公衆電話回線網を介した電話機端末接続の際に回線の電気的特性の違いによって発生するエコー信号を除去するための回線エコーキャンセラ装置が知られている。
【０００３】
上記音響エコーキャンセラ装置は、例えば、ハンズフリー機能を備える電話機などに内蔵されており、スピーカから再生された相手話者の音声がマイクロフォンで集音され、このエコー信号が電話回線を通じて相手側の電話機で受信され音声として再生されるのを抑制する機能を有する。尚、ここでいうハンズフリー機能とは、ユーザが受話器などの機器を持たずに、相手話者と通話を行うことが可能な機能のことである。
【０００４】
電話機などに内蔵されているエコーキャンセラ装置は、エコー信号の発生原因である音声信号を参照信号としてアダプティブフィルタ（適応フィルタともいう）に入力することにより、その音声信号がエコーパスを経由して発生するエコー信号を擬似的に生成し、その擬似エコー信号を、エコー信号除去対象の音声信号から減算処理することにより、エコー信号を除去する。
【０００５】
このアダプティブフィルタのフィルタ係数は、従来、最小二乗平均（ｌｅａｓｔ　ｍｅａｎ　ｓｑｕａｒｅ：ＬＭＳ）アルゴリズムに基づく方法で学習更新されている。即ち、従来のエコーキャンセラ装置は、擬似エコー信号を減算処理した音声信号を誤差信号として扱い、その誤差信号がゼロになるように、フィルタ係数を学習更新し、擬似エコー信号を真のエコー信号に収束させる。
【０００６】
尚、このような方法で擬似エコー信号を真のエコー信号に収束させるためには、相手話者だけが発話している期間（エコー除去対象音声信号がエコー信号だけである期間）に限定して、フィルタ係数の学習更新を行う必要がある。二者が同時に発話している期間に、フィルタ係数の学習更新機能が動作してしまうと、フィルタ係数が不適切に更新され、エコー信号が適切に除去できなくなってしまうからである。
【０００７】
したがって、従来のエコーキャンセラ装置には、二者が同時に発話している状態（以下、「ダブルトークモード」とする。）を検知するためのダブルトークモードディテクタなどが備え付けられている。また、このようなエコーキャンセラ装置は、ダブルトークモードディテクタの検知結果に基づいて、相手話者のみが発話している期間にフィルタ係数の学習更新を行う構成にされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法が採用された従来のエコーキャンセラ装置では、ダブルトークモードを検知するために、一定度の時間を要することから、そのタイムラグを起因とするフィルタ係数の誤学習を避けることができないという問題があった。また、ダブルトークモードディテクタがうまく機能しないことが原因で、二者が同時に発話している期間に、フィルタ係数の学習更新機能が継続して動作してしまい、結果的にフィルタ係数の学習更新が不適切に行われ、除去すべきエコー信号を対象音声信号から上手く除去できなくなってしまうという問題があった。
【０００９】
また、マイクロフォンが集音する背景騒音や、ダブルトークモード時の上記誤動作によって、フィルタ係数の学習更新が不適切に更新されると、除去できなかったエコー信号がスピーカで再生され、その再生音が再びマイクロフォンで集音されてエコー信号となる一種の発振現象（ハウリング）が発生し、電話機間の通話に支障をきたす可能性があった。したがって、従来では、ハウリングを検知するためのハウリングディテクタを装置内に設けて、ハウリングが検知された際には、フィルタの学習更新を停止するなどしていた。
【００１０】
しかしながら、ハウリングディテクタを設けても、上記ダブルトークモードディテクタと同様に、ハウリングの検知精度やタイムラグ等により発生するフィルタ係数の誤学習を抑制することができず、更には、部品点数が増加し、回路が複雑化するなどといった問題があった。
【００１１】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであって、フィルタ係数の誤学習を抑制することにより、エコー信号を従来より適切に除去可能なエコーキャンセラ装置を提供すると共に、そのエコーキャンセラ装置を用いた音声通信装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載のエコーキャンセラ装置は、音声信号取得手段と、キャンセル信号生成手段と、除去出力手段と、フィルタ係数更新手段と、を備える。
【００１３】
音声信号取得手段は、第一の伝送路から第一の音声信号を取得すると共に、第一の伝送路との間にエコーパス（即ち、エコー信号が生じる経路）が介在する第二の伝送路から第二の音声信号を取得する。
一方、キャンセル信号生成手段は、フィルタとして機能する構成にされており、予め設定されたフィルタ係数に従って、音声信号取得手段が取得した第一の音声信号をフィルタリングし、音声信号取得手段が取得した第二の音声信号に含まれる第一の音声信号のエコー信号を第二の音声信号から除去するためのキャンセル信号、を生成する。
【００１４】
除去出力手段は、音声信号取得手段が取得した第二の音声信号に含まれる第一の音声信号のエコー信号を、キャンセル信号生成手段が生成したキャンセル信号を用いて第二の音声信号から除去し、その結果得られるエコー信号除去後の第二の音声信号を出力する。
【００１５】
また、フィルタ係数更新手段は、除去出力手段から出力されたエコー信号除去後の第二の音声信号と、音声信号取得手段が取得した第一の音声信号と、キャンセル信号生成手段に対して設定されたフィルタ係数と、に基づいて、以後に除去出力手段から出力されるエコー信号除去後の第二の音声信号と、音声信号取得手段が取得する第一の音声信号とが相互に独立になるように、新たなフィルタ係数を算出する。その後、フィルタ係数更新手段は、算出した結果得られたフィルタ係数を、キャンセル信号生成手段に対して設定して、フィルタ係数を更新する。
【００１６】
このように構成された請求項１に記載のエコーキャンセラ装置では、フィルタ係数更新手段が、エコー信号除去後の第二の音声信号と、第一の音声信号とが相互に独立になる方向に、フィルタ係数を更新するので、除去前の第二の音声信号がエコー信号成分だけで構成されていなくても、フィルタ係数の更新を適切に行うことができる。
【００１７】
従来のエコーキャンセラ装置に採用されている手法では、第二の音声信号がエコー信号のみで構成されることを前提とし、エコー信号除去後の第二の音声信号がゼロになるようにフィルタ係数を学習更新していたため、第二の音声信号に、エコー信号とは異なる成分が多く含まれる場合には、ダブルトークモードディテクタなどの検知結果に基づいて、フィルタ係数の学習更新を停止しなけれならなかった。しかしながら、従来装置においては、フィルタ係数の学習更新機能の動作を切り替えるまでにタイムラグがあったり、ダブルトークモードの検知に失敗することが相応の頻度で発生するため、フィルタ係数の学習更新が不適切に行われてしまうことがあった。
【００１８】
これに対し、本発明のエコーキャンセラ装置は、エコー信号除去後の第二の音声信号と、第一の音声信号とが相互に独立になるように、フィルタ係数を更新するので、エコー信号除去前の第二の音声信号が第一の音声信号のエコー信号のみで構成される場合に、エコー信号除去後の第二の音声信号がゼロになるようにフィルタ係数を更新することができる。また、エコー信号除去前の第二の音声信号が第一の音声信号と概ね独立である場合に、フィルタ係数の学習更新を自動的に停止することができる。
【００１９】
したがって、本発明のエコーキャンセラ装置では、ダブルトークモードディテクタ等を用いて、フィルタ係数更新手段の動作／非動作を切り替えなくて済み、従来のようなダブルトークモードディテクタの動作性能に影響されず、精度よくエコー信号を除去することができる。また同時に、ハウリング現象が生じるのを防止することができる。また、本発明のエコーキャンセラ装置では、ダブルトークモードディテクタやハウリングディテクタ等を用いる必要がないので、装置を簡略化することができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエコーキャンセラ装置において、フィルタ係数更新手段を、ｉｎｆｏｍａｘ法に基づいて、除去出力手段から出力されるエコー信号除去後の第二の音声信号と、音声信号取得手段が取得する第一の音声信号とが相互に独立になるように、フィルタ係数を更新する構成としたものである。
【００２１】
ｉｎｆｏｍａｘ法は、独立成分分析（ＩＣＡ）を用いたブラインド音源分離の一手法として知られている。このｉｎｆｏｍａｘ法の基本原理は、特開平９−２５２２３５号公報などにも紹介されているが、ｉｎｆｏｍａｘ法では、マイクロフォンなどから得た複数の音声信号に、適応重みＷを適用し、この処理後の音声信号を、密度関数の近似式としての非線形関数に代入することで、各信号に関わる情報量のエントロピーが最大になるようにし、各音源からの音声信号を分離する。
【００２２】
本発明者らは、このｉｎｆｏｍａｘ法を、あえてブラインド音源ではない第一の音声信号、のエコー信号を第二の音声信号から除去するためのエコーキャンセラ装置に適用することによって、エコーキャンセラ装置の性能を向上させているのである。このようにｉｎｆｏｍａｘ法をエコーキャンセラ装置に適用すると、フィルタ係数の誤学習を防止して、適切にエコー信号を除去することが可能である。
【００２３】
尚、ｉｎｆｏｍａｘ法をエコーキャンセラ装置に適用する場合には、請求項３に記載のように、各手段を構成すると良い。
請求項３に記載のエコーキャンセラ装置におけるキャンセル信号生成手段は、予め設定されたフィルタ係数Ｗ［ｊ］と、音声信号取得手段が取得した第一の音声信号ｘ１（ｔ）と、を畳み込み演算することにより、第一の音声信号をフィルタリングして、キャンセル信号ｃ（ｔ）を生成する構成にされている。
【００２４】
一方、除去出力手段は、キャンセル信号ｃ（ｔ）を、音声信号取得手段が取得した第二の音声信号ｘ２（ｔ）に加算し、その加算結果ｙ（ｔ）を、エコー信号除去後の第二の音声信号として出力する構成にされている。
また、フィルタ係数更新手段は、除去出力手段による加算結果ｙ（ｔ）を、非線形関数ｆに代入して値ｆ（ｙ（ｔ））を算出し、更に、その値ｆ（ｙ（ｔ））と、音声信号取得手段が取得した第一の音声信号ｘ１（ｔ）と、フィルタ係数Ｗ［ｊ］と、を用いて、予め設定された定数Ｌを含む次の関係式、
Ｗ’［ｊ］＝Ｗ［ｊ］−Ｌ・ｆ（ｙ（ｔ））・ｘ１（ｔ−ｊ）
に従い、フィルタ係数Ｗ’［ｊ］を算出し、このフィルタ係数Ｗ’［ｊ］を、新たなフィルタ係数Ｗ［ｊ］として、キャンセル信号生成手段に対して設定することにより、フィルタ係数を更新する構成にされている。
【００２５】
このフィルタ係数更新手段の構成は、ｉｎｆｏｍａｘ法に基づくものであり、フィルタ係数更新手段は、上式に従って、フィルタ係数の更新を繰り返すことにより、除去出力手段から出力されるエコー信号除去後の第二の音声信号を、音声信号取得手段が取得する第一の音声信号に対して、独立にする。
【００２６】
このようなフィルタ係数更新手段を有する請求項３に記載のエコーキャンセラ装置は、フィルタ係数を不適切に学習更新することなく、エコー信号を適切に除去することができる。また演算も簡単であるので、フィルタ係数の学習更新をリアムタイムに適切に行うことができる。
【００２７】
また、請求項３に記載のエコーキャンセラ装置においては、請求項４に記載のように、上記非線形関数を、シグモイド関数又はｔａｎｈ（ハイパボリックタンジェント）関数又はｓｉｇｎ関数とするのが良い。このような関数でフィルタ係数を更新すれば、演算量を抑えつつ、適切にフィルタ係数の学習更新を行うことができる。尚、ｓｉｇｎ関数は、代入値が負値であるときに、−１を返し、代入値がゼロであるときに０を返し、代入値が正値であるときに、１を返す関数である。
【００２８】
以上に、請求項１〜請求項４に記載のエコーキャンセラ装置について説明したが、上記エコーキャンセラ装置は、例えば、電話機端末などの音声通信装置に設けることができる。また、エコーキャンセラ装置を音声通信装置に設ける場合には、具体的に、音声通信装置を請求項５に記載のように構成すると良い。
【００２９】
請求項５に記載の音声通信装置は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のエコーキャンセラ装置を備える他、入力された音声信号を再生するスピーカと、入力音声を音声信号にして出力するマイクロフォンと、通信制御手段と、エコーキャンセラ開始手段と、を備えている。
【００３０】
通信制御手段は、接続指令信号が入力されると、外部通信装置と自身とを音声通信可能に接続し、その外部通信装置から受信した受信音声信号をスピーカに入力すると共に、マイクロフォンから出力された音声信号に基づく送信音声信号を外部通信装置に送信する。
【００３１】
一方、エコーキャンセラ装置は、音声信号取得手段により、上記第一の音声信号として、通信制御手段とスピーカとの間の伝送路から受信音声信号を取得すると共に、上記第二の音声信号として、マイクロフォンから出力される音声信号を、マイクロフォンの出力端に繋がる伝送路から取得し、更に、除去出力手段から出力されるエコー信号除去後の音声信号を、通信制御手段に送信音声信号として入力する。
【００３２】
また、エコーキャンセラ開始手段は、通信制御手段が自身を外部通信装置に音声通信可能に接続する直前に、エコーキャンセラ装置を作動させる。
このように構成された音声通信装置では、エコーキャンセラ開始手段が、回線接続前にエコーキャンセラ装置を動作させるので、回線接続前にフィルタ係数を調整することができる。したがって、本発明の音声通信装置によれば、回線接続直後から適切にエコー信号を除去することができる。
【００３３】
尚、回線接続直後から適切にエコー信号を除去するためには、音声通信装置を、請求項６のように構成すると、一層好ましい。
請求項６に記載の音声通信装置においては、エコーキャンセラ開始手段が、エコーキャンセラ装置を作動させると共に、通信制御手段が自身を外部通信装置に音声通信可能に接続するまでの間に、テスト音を発生させて、エコーキャンセラ装置にフィルタ係数を更新させる。
【００３４】
このように構成された請求項６に記載のエコーキャンセラ装置においては、テスト音の発生により、エコーキャンセラ装置に適切にフィルタ係数を調整させることができる。
尚、エコーキャンセラ開始手段は、外部のオーディオ機器を動作させて音楽等を、上記テスト音として発生させる構成にされていてもよいし、予め登録されたテスト音を再生する構成にされていてもよい。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例について、図面とともに説明する。尚、図１は、本発明が適用されたエコーキャンセラ装置２０を内蔵する音声通信装置１の構成を表す説明図である。
【００３６】
本実施例の音声通信装置１は、ハンズフリー機能を備える周知の電話機端末と同様に、マイクロフォン３、スピーカ５、操作部７、回線制御部９、などを備えている。また、当該音声通信装置１は、エコーキャンセラ作動部１０や本発明が適用されたエコーキャンセラ装置２０などを備えている。この音声通信装置１は、回線制御部９を介して、外部の通信回線ＬＮ１，ＬＮ２（公衆電話回線など）に接続される。
【００３７】
マイクロフォン３は、音声通信装置１を利用するユーザの音声を集音して音声信号を出力する周知のマイクロフォンであり、エコーキャンセラ装置２０の端子Ｐ１に接続されている。また、スピーカ５は、呼出音や外部通信装置１１から通信回線ＬＮ２を介して送信されてきた音声信号を再生するためのものである。この他、操作部７は、番号キーなどの各種キースイッチからなり、ユーザによるキースイッチの操作情報や各種指令を回線制御部９に入力する構成にされている。
【００３８】
回線制御部９は、エコーキャンセラ装置２０の端子Ｐ３，Ｐ４及び外部の通信回線ＬＮ１，ＬＮ２に接続されており、外部通信装置１１から呼出信号が送信されてくると、図示しない呼出音発生回路を動作させることにより、呼出音をスピーカ５から出力する。また、ユーザが操作部７を操作することにより、操作部７から回線接続指令信号が入力されると、回線接続して、外部通信装置１１と自身（しいては当該音声通信装置１）とを音声通信可能にする。また回線接続後、回線制御部９は、外部通信装置１１から通信回線ＬＮ２を介して受信した音声信号をエコーキャンセラ装置２０を介してスピーカ５に入力すると共に、エコーキャンセラ装置２０の端子Ｐ３から出力されるマイクロフォン３からの音声信号を、通信回線ＬＮ１を介して外部通信装置１１に送信する。
【００３９】
エコーキャンセラ作動部１０は、回線制御部９の動作に合わせてエコーキャンセラ装置２０を作動させるためのものである。回線制御部９が外部通信装置１１から呼出信号を受信していたり、外部通信装置１１に向けて呼出信号を送信するなど、回線接続直前の動作を実行していると判断すると、エコーキャンセラ作動部１０は、図２に示すように、Ｓ１１０でＹｅｓと判断し、エコーキャンセラ装置２０を作動させると共に（Ｓ１２０）、回線制御部９による回線接続前に、テスト音発生部１０ａを動作させ（Ｓ１３０）、発生したテスト音を音響エコーキャンセラ部３０を介してスピーカ５に入力する。尚、図２は、エコーキャンセラ作動部１０にて実行される処理を表すフローチャートである。この動作によって、エコーキャンセラ作動部１０は、音響エコーキャンセラ部３０に、テスト音で、フィルタ係数を回線接続直前に更新（詳細は後述）させる。
【００４０】
一方、外部通信装置１１は、マイクロフォン１３及びスピーカ１５を備えた周知の電話機端末であり、回線接続後に、ユーザＢが発した音声をマイクロフォン１３で集音し、これを音声信号にして通信回線ＬＮ２に入力すると共に、通信回線ＬＮ１を介して音声通信装置１から送信されてきた音声信号を、スピーカ１５にて再生する。
【００４１】
さて、回線接続後に行われる音声通信装置１と外部通信装置１１との間の音声通信では、ユーザＢが発した音声が通信回線ＬＮ２を介してスピーカ５から再生されることになる。この時、スピーカ５とマイクロフォン３との間にはエコーパスが介在するから、スピーカ５で再生された音声はマイクロフォン３で集音され、その音声に対応するエコー信号（以下、「音響エコー」とする。）がマイクロフォン３から外部通信装置１１に向けて伝送される。
【００４２】
また、回線接続時には、回線ＬＮ１と回線ＬＮ２との間で、各回線の電気的特性によりエコーパスが生じるから、回線ＬＮ１を伝送する音声信号が回線ＬＮ２に入力されて、回線ＬＮ１を伝送する音声信号のエコー信号（以下、「回線エコー」とする。）が回線ＬＮ２内を伝播することになる。
【００４３】
本実施例の音声通信装置１は、外部通信装置１１から送信されてきた音声信号をエコーキャンセラ装置２０を介してスピーカ５に出力することにより、回線エコーがスピーカ５で再生されるのを抑制すると共に、マイクロフォン３からの音声信号をエコーキャンセラ装置２０を介して通信回線ＬＮ１に出力することにより、音響エコーが音声として外部通信装置１１のスピーカ１５で再生されるのを抑制する。
【００４４】
本実施例のエコーキャンセラ装置２０は、端子Ｐ１から端子Ｐ３へ繋がる送信用の伝送路と、端子Ｐ４から端子Ｐ２へ繋がる受信用の伝送路と、を備えており、これらの伝送路上に、音響エコーキャンセラ部３０、回線エコーキャンセラ部４０、アナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換器２１，２３、ディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器２５，２７、などが配置された構成にされている。
【００４５】
エコーキャンセラ装置２０は、端子Ｐ４に入力された外部通信装置１１からの音声信号を、Ａ／Ｄ変換器２３でディジタル信号に変換し、その変換後の音声信号を、端子Ｓ８を介して回線エコーキャンセラ部４０に入力することにより、回線エコーを除去し、端子Ｓ７から出力される回線エコー除去後の音声信号を、端子Ｓ４介して音響エコーキャンセラ部３０に入力する。そして端子Ｓ３を介して音響エコーキャンセラ部３０から出力される回線エコー除去後の音声信号を、Ｄ／Ａ変換器２５でアナログ信号に変換し、これを端子Ｐ２に接続されたスピーカ５に入力する。
【００４６】
また、エコーキャンセラ装置２０は、マイクロフォン３から端子Ｐ１を介して入力されてきた音声信号を、Ａ／Ｄ変換器２１でディジタル信号に変換し、その変換後の音声信号を端子Ｓ１を介して音響エコーキャンセラ部３０に入力し、音響エコーキャンセラ部３０で音響エコーを除去する。そして、端子Ｓ２を介して音響エコーキャンセラ部３０から出力される音響エコー除去後の音声信号を、端子Ｓ５を介して回線エコーキャンセラ部４０に入力し、この回線エコーキャンセラ部４０の端子Ｓ６から出力される音響エコー除去後の音声信号を、Ｄ／Ａ変換器２７でアナログ信号に変換し、変換後の音声信号を端子Ｐ３から出力して回線制御部９に入力する。
【００４７】
次に、上記音響エコーキャンセラ部３０の構成について説明する。図３（ａ）は、音響エコーキャンセラ部３０内部の基本構成を表す機能ブロック図である。ここでは、まず最初に音響エコーキャンセラ部３０の基本的な動作について図３（ａ）を用いて説明する。
【００４８】
図３（ａ）に示すように、音響エコーキャンセラ部３０は、回線制御部９の出力端に繋がる受信用の伝送路に接続された端子Ｓ４から、回線エコーキャンセラ部４０による回線エコー除去後の音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）を取得し、これをフィルタ部３１及びフィルタ学習部３３に入力する。
【００４９】
フィルタ部３１では、式１に従い、フィルタ係数Ｗ１［ｊ］と音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）とが畳み込み演算され、これによって、音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）がフィルタリングされ、端子Ｓ１から入力されるマイクロフォン３からの音声信号Ｘｏｕｔ１（ｔ）に含まれる音響エコー（即ち、音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）のエコー信号）を音声信号Ｘｏｕｔ１（ｔ）から除去するためのキャンセル信号Ｆ１（ｔ）が生成される。
【００５０】
【数１】

【００５１】
尚、ｊは、音声信号のサンプリング数がＪである場合に、１〜Ｊまでの整数値を採る（即ち、ｊ＝１，２，…Ｊ）。その他、ここでいう値ｔは、音声信号のサンプリング周期Ｔ（例えば、Ｔ＝１２５μｓ）を単位とする時間パラメータであって整数値を採るものである。音響エコーキャンセラ部３０は、この演算により得たキャンセル信号Ｆ１（ｔ）を加算部３５に入力する。
【００５２】
同時に、音響エコーキャンセラ部３０は、マイクロフォン３から出力された音響エコー除去対象の音声信号Ｘｏｕｔ１（ｔ）を、マイクロフォン３の出力端に繋がる送信用の伝送路に接続された端子Ｓ１から取得し、これを加算部３５に入力する。
【００５３】
加算部３５では、式２に従い、音声信号Ｘｏｕｔ１（ｔ）にキャンセル信号Ｆ１（ｔ）が加算され、これによって音声信号Ｘｏｕｔ１（ｔ）から音響エコーが除去され、加算結果として、音響エコー除去後の音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）が出力される。
【００５４】
Ｘｏｕｔ２（ｔ）＝Ｘｏｕｔ１（ｔ）＋Ｆ１（ｔ）　…式２
音響エコーキャンセラ部３０は、この音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）を、端子Ｓ２を介して回線エコーキャンセラ部４０に入力すると共に、フィルタ学習部３３に入力する。
【００５５】
フィルタ学習部３３では、先程キャンセル信号Ｆ１（ｔ）を生成する際に使用されたフィルタ部３１のフィルタ係数Ｗ１［ｊ］と、加算部３５から出力された音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）と、音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）とに基づき、次にフィルタ部３１に設定すべきフィルタ係数Ｗ１’［ｊ］が、学習レートＬ１を含む式３に従って算出される。
【００５６】
Ｗ１’［ｊ］＝Ｗ１［ｊ］−Ｌ１・
ｆ（Ｘｏｕｔ２（ｔ））・Ｘｉｎ２（ｔ−ｊ）　…式３
ここで、ｆ（Ｘｏｕｔ２（ｔ））は、非線形関数ｆ（ｕ）にＸｏｕｔ２（ｔ）を代入した値を示すものである。フィルタ学習部３３では、非線形関数ｆ（ｕ）に、値Ｘｏｕｔ２（ｔ）が代入された後、式３によりＷ１’［ｊ］が演算される。尚、非線形関数ｆ（ｕ）としては、ｔａｎｈ（ハイパボリックタンジェント）関数や、ｓｉｇｎ関数、シグモイド関数（具体的には、ｆ（ｕ）＝１／｛１＋ｅｘｐ（−ｕ）｝。）等が挙げられる。また、上記学習レートＬ１は、学習速度を調整するための定数である。
【００５７】
音響エコーキャンセラ部３０は、上述のようにしてフィルタ学習部３３で、新しいフィルタ係数Ｗ１’［ｊ］を算出すると、このフィルタ係数Ｗ１’［ｊ］をフィルタ部３１に設定して、フィルタ係数Ｗ１［ｊ］を更新する。
以上が、音響エコーキャンセラ部３０の基本動作である。本実施例の音響エコーキャンセラ部３０は、回線制御部９が外部通信装置１１との間の回線接続の直前に行う呼出信号の送受信動作の際に、エコーキャンセラ作動部１０からの指令を受けて動作する。
【００５８】
以下では、図４を用いて、エコーキャンセラ作動部１０の指令により、音響エコーキャンセラ部３０が実行する一連の処理について説明する。尚、図４は、音響エコーキャンセラ部３０が実行する音響エコーキャンセラ処理を表すフローチャート（ａ）、及びその処理内で実行される修正学習処理を表すフローチャート（ｂ）である。
【００５９】
音響エコーキャンセラ部３０は、例えば、ＣＰＵや、ＤＳＰ、ＡＳＩＣなどのＬＳＩで構成することができ、音響エコーキャンセラ部３０をＣＰＵで構成する場合には、図４に示すフローチャートに従うプログラムを作成して、これをＣＰＵに実行させることにより、上記フィルタ部３１及びフィルタ学習部３３及び加算部３５などとしての機能をＣＰＵ上で実現することが可能である。
【００６０】
音響エコーキャンセラ部３０は、エコーキャンセラ作動部１０からの指令を受けると、フィルタ係数Ｗ１［ｊ］及び学習レートＬ１を初期値に設定する（Ｓ２１０）と共に、図示しないレジスタに記録された以前の音声信号のサンプリング結果Ｘｏｕｔ１（ｔ）、Ｘｉｎ２（ｔ）や、上記加算結果Ｘｏｕｔ２（ｔ）などを消去する。尚、本実施例の音響エコーキャンセラ部３０は、予め実験結果等に基づいて設定された初期フィルタ係数を記憶しており、初期化時には、この初期フィルタ係数をフィルタ部３１に設定する。
【００６１】
この初期化後、音響エコーキャンセラ部３０は、一回目のサンプリングを開始して、上記テスト音に基づく音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）と、マイクロフォン３から出力された音声信号Ｘｏｕｔ１（ｔ）と、を取得し（Ｓ２２０）、更に、このサンプリング結果を用いて、修正学習処理を実行する（Ｓ２３０）。
【００６２】
修正学習処理において、音響エコーキャンセラ部３０は、まず、フィルタ部３１に音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）を入力することにより、式１に従うキャンセル信号Ｆ１（ｔ）を取得する（Ｓ３１０）。その後、音声信号Ｘｏｕｔ１（ｔ）とキャンセル信号Ｆ１（ｔ）を加算部３５に入力することにより、サンプリングしたＸｏｕｔ１（ｔ）にキャンセル信号Ｆ１（ｔ）を加算し、加算結果Ｘｏｕｔ２（ｔ）を得る（Ｓ３２０）。
【００６３】
更に、音響エコーキャンセラ部３０は、加算結果Ｘｏｕｔ２（ｔ）と、音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）と、前回フィルタ部３１に設定したフィルタ係数Ｗ１［ｊ］とを用いて、フィルタ学習部３３により、式３に従うフィルタ係数Ｗ１’［ｊ］算出し、これをフィルタ部３１に設定することにより、フィルタ係数を更新する（Ｓ３３０）。尚、図４では、上述の非線形関数ｆ（ｕ）として、ｔａｎｈ関数を用いた例を示す（ｆ（ｕ）＝ｔａｎｈ（ｕ））。
【００６４】
この後、音響エコーキャンセラ部３０は、学習レートＬ１が更新時期になったか否か判断し（Ｓ３４０）、更新時期になったと判断すると（Ｓ３４０でＹｅｓ）、学習レートＬ１を更新する（Ｓ３５０）。
例えば、音響エコーキャンセラ部３０は、音声信号のサンプリング数が一定数（例えば２０００回）以上になると（Ｓ３４０でＹｅｓ）、Ｌ１を予め設定されたＬｃ倍にする（Ｓ３５０）。つまり、音響エコーキャンセラ部３０は、既に設定されているＬ１に対して値Ｌｃ（例えば、Ｌｃ＝０．９８）を乗算することにより、Ｌｃ・Ｌ１を得て、これを次の学習レートＬ１として設定更新する。
【００６５】
このようにして学習レートＬ１の更新が完了すると、音響エコーキャンセラ部３０は、回線制御部９が自身を外部通信装置１１に接続するまで待機し（Ｓ２４０）、接続が完了すると（Ｓ２４０でＹｅｓ）、マイクロフォン３から出力される音声信号Ｘｏｕｔ１（ｔ）、及び外部通信装置１１から回線エコーキャンセラ部４０を介して送信されてきた音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）のサンプリングを再び開始し（Ｓ２５０）、修正学習処理を実行し（Ｓ２６０）、修正学習処理の結果得た音響エコー除去後の音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）を端子Ｓ２から出力して回線エコーキャンセラ部４０の端子Ｓ５に入力する（Ｓ２７０）。その後、音響エコーキャンセラ部３０は、回線制御部９によって回線が切断されたか否か判断し（Ｓ２８０）、回線が切断されていないと判断すると（Ｓ２８０でＮｏ）、再び、音声信号をサンプリングして（Ｓ２５０）、修正学習処理を実行する（Ｓ２６０）と共に、音響エコー除去後の音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）を出力する（Ｓ２７０）。そして、回線が接続されたと判断すると（Ｓ２８０でＹｅｓ）、当該処理を終了して自身の機能を停止する。
【００６６】
以上、音響エコーキャンセラ部３０について説明したが、上述の式３は、ｉｎｆｏｍａｘ法に基づくフィルタ係数の学習方式を数式化したものである。本実施例の音響エコーキャンセラ部３０は、上述のようにしてｉｎｆｏｍａｘ法に基づくフィルタ係数の学習更新を繰り返すことにより、音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）と音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）とを相互に独立にし、これによってエコーキャンセラ装置としての機能を果たす。
【００６７】
例えば、ユーザＡが発話しておらず、音声信号Ｘｏｕｔ１（ｔ）が概ねスピーカ５から出力された音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）のエコー信号ｅｃｈｏ（ｔ）である場合（即ち、Ｘｏｕｔ１（ｔ）≒ｅｃｈｏ（ｔ）である場合）、音響エコーキャンセラ部３０は、音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）とＸｉｎ２（ｔ）とが相互に独立になるようにフィルタ係数Ｗ１［ｊ］の学習更新を行うことで、音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）を概ねゼロとする。
【００６８】
音声信号Ｘｏｕｔ１（ｔ）は、ほぼエコー信号の成分で構成されるため、音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）とＸｉｎ２（ｔ）とが相互に独立になるようにすると、結果的に、フィルタ部３１では、キャンセル信号Ｆ１（ｔ）≒−ｅｃｈｏ（ｔ）が生成されて、加算部３５から、音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）≒０が出力されるのである。
【００６９】
一方、ユーザＡが発話している場合には、エコー信号除去前の段階で、音声信号Ｘｏｕｔ１（ｔ）が、ユーザＢの発話内容に基づく音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）に対して、ほぼ独立であることから、フィルタ学習部３３によるフィルタ係数の学習更新は、実質的に停止する。即ち、フィルタ学習部３３におけるフィルタ係数の更新は継続実行されるものの、ユーザＡの発話中では、更新後のフィルタ係数が更新前のフィルタ係数と略同一に設定され、フィルタ係数が、ユーザＡ発話直前のフィルタ係数で略維持される。
【００７０】
したがって、本実施例の音響エコーキャンセラ部３０においては、ダブルトークモードディテクタやハウリングディテクタを設けなくとも、常に、エコー信号が除去される方向にフィルタ係数を適切に更新することができ、フィルタ係数の不適切な学習更新を防止することができる。
【００７１】
また、本実施例の音響エコーキャンセラ部３０では、以上のような動作で、フィルタ係数が更新されることから、背景雑音が大きい場合にも誤学習が行われないというメリットがある。つまり、ユーザＡが発話していなくとも、背景雑音が大きい場合には、エコー信号除去前の段階で、音声信号Ｘｏｕｔ１（ｔ）が音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）に対してほぼ独立になる。したがって、フィルタ係数の学習更新は実質的に停止し、フィルタ係数の誤学習は行われないのである。
【００７２】
次に、上記回線エコーキャンセラ部４０に構成について図３（ｂ）及び図５を用いて説明する。図３（ｂ）は、回線エコーキャンセラ部４０内部の基本構成を表す機能ブロック図である。
回線エコーキャンセラ部４０は、音響エコーキャンセラ部３０によって音響エコーが除去されたマイクロフォン３からの音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）を、マイクロフォン３の出力端に繋がる送信用の伝送路に接続された端子Ｓ５から取得し、これをフィルタ部４１及びフィルタ学習部４３に入力する。
【００７３】
フィルタ部４１では、式４に従い、フィルタ係数Ｗ２［ｊ］と音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）とが畳み込み演算され、これによって、音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）がフィルタリングされ、端子Ｓ８から入力される外部通信装置１１からの音声信号Ｘｉｎ１（ｔ）に含まれる回線エコー（即ち、音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）のエコー信号）を、音声信号Ｘｉｎ１（ｔ）から除去するためのキャンセル信号Ｆ２（ｔ）が生成される。
【００７４】
【数２】

【００７５】
尚、パラメータｊ，ｔは上述した音響エコーキャンセラ部３０と同種のパラメータである。
回線エコーキャンセラ部４０は、このキャンセル信号Ｆ２（ｔ）を加算部４５に入力する一方で、回線エコー除去対象の音声信号Ｘｉｎ１（ｔ）を回線制御部９の出力端に繋がる受信用の伝送路に接続された端子Ｓ８から取得し、これを加算部４５に入力する。加算部４５では、式５に従い、音声信号Ｘｉｎ１（ｔ）にキャンセル信号Ｆ２（ｔ）が加算され、これによって音声信号Ｘｉｎ１（ｔ）から回線エコーが除去され、回線エコー除去後の音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）が出力される。
【００７６】
Ｘｉｎ２（ｔ）＝Ｘｉｎ１（ｔ）＋Ｆ２（ｔ）　…式５
回線エコーキャンセラ部４０は、この音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）を、端子Ｓ７を介して音響エコーキャンセラ部３０に入力すると共に、フィルタ学習部４３に入力する。フィルタ学習部４３では、フィルタ部４１に設定されているフィルタ係数Ｗ２［ｊ］と、加算部４５から出力された音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）と、音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）とに基づき、次にフィルタ部４１に設定すべきフィルタ係数Ｗ２’［ｊ］が、学習レートＬ２を含む式６に従って算出される。
【００７７】
Ｗ２’［ｊ］＝Ｗ２［ｊ］−Ｌ２・
ｆ（Ｘｉｎ２（ｔ））・Ｘｏｕｔ２（ｔ−ｊ）　…式６
ここで、ｆ（Ｘｉｎ２（ｔ））は、非線形関数ｆ（ｕ）にＸｉｎ２（ｔ）を代入した値を示すものである。非線形関数ｆ（ｕ）としては、音響エコーキャンセラ部３０と同様の関数が挙げられる。
【００７８】
回線エコーキャンセラ部４０は、このようにしてフィルタ学習部４３で、新しいフィルタ係数Ｗ２’［ｊ］を算出すると、このフィルタ係数Ｗ２’［ｊ］をフィルタ部４１に上記フィルタ係数Ｗ２［ｊ］として設定することにより、フィルタ係数を更新する。
【００７９】
以上が回線エコーキャンセラ部４０の基本動作であるが、本実施例の回線エコーキャンセラ部４０は、音響エコーキャンセラ部３０と同様、回線制御部９が外部通信装置１１との間の回線接続を行う直前に、エコーキャンセラ作動部１０からの指令を受けて動作する。以下では、図５を用いて、回線エコーキャンセラ部４０が実行する一連の処理を説明する。尚、図５は、回線エコーキャンセラ部４０が実行する回線エコーキャンセラ処理を表すフローチャート（ａ）及び、その処理内で実行される修正学習処理を表すフローチャート（ｂ）である。
【００８０】
回線エコーキャンセラ部４０は、エコーキャンセラ作動部１０からの指令を受けると、まず、学習レートＬ２を初期値に戻すと共に、フィルタ係数Ｗ２［ｊ］を前回の当該処理で算出したフィルタ係数に設定する（Ｓ４１０）。また、図示しないレジスタに記録された以前の音声信号のサンプリング結果Ｘｉｎ１（ｔ）、Ｘｏｕｔ２（ｔ）や、上記加算結果Ｘｉｎ２（ｔ）などを消去する。
【００８１】
この初期化後、回線エコーキャンセラ部４０は、回線制御部９が自身を外部通信装置１１に接続するまで待機し（Ｓ４２０）、接続が完了すると（Ｓ４２０でＹｅｓ）、外部通信装置１１から送信されてきた音声信号Ｘｉｎ１（ｔ）及び、マイクロフォン３から音響エコーキャンセラ部３０を介して送信されてきた音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）を取得し（Ｓ４３０）、その後、修正学習処理を実行する（Ｓ４４０）。
【００８２】
修正学習処理において、回線エコーキャンセラ部４０は、まず、フィルタ部４１に音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）を入力して、式４に従うキャンセル信号Ｆ２（ｔ）を得る（Ｓ５１０）。その後、加算部４５にて、音声信号Ｘｉｎ１（ｔ）にキャンセル信号Ｆ２（ｔ）を加算し、加算結果Ｘｉｎ２（ｔ）を得る（Ｓ５２０）。
【００８３】
更に、回線エコーキャンセラ部４０は、フィルタ学習部４３により、加算結果Ｘｉｎ２（ｔ）と、音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）と、前回フィルタ部４１に設定したフィルタ係数Ｗ２［ｊ］とを用いて式６に従いフィルタ係数Ｗ２’［ｊ］算出する。そして、フィルタ係数Ｗ２’［ｊ］をフィルタ部４１に設定して、フィルタ係数を更新する（Ｓ５３０）。尚、図５では、上述の非線形関数ｆ（ｕ）として、ｔａｎｈ関数を用いた例を示す（ｆ（ｕ）＝ｔａｎｈ（ｕ））。
【００８４】
この後、回線エコーキャンセラ部４０は、学習レートＬ２が更新時期になったか否か判断し（Ｓ５４０）、更新時期になったと判断すると（Ｓ５４０でＹｅｓ）、学習レートＬ２を更新する（Ｓ５５０）。尚、学習レートＬ２の更新方法は、上記音響エコーキャンセラ部３０と同様である。
【００８５】
学習レートＬ２の更新が完了すると、回線エコーキャンセラ部４０は、修正学習処理の結果得た音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）を端子Ｓ７から出力して音響エコーキャンセラ部３０の端子Ｓ４に入力する（Ｓ４５０）。その後、回線エコーキャンセラ部４０は、回線制御部９によって回線切断されたか否か判断し（Ｓ４６０）、回線切断されていなければ、再び、音声信号をサンプリングして（Ｓ４３０）、修正学習処理を実行する（Ｓ４４０）と共に、回線エコー除去後の音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）を出力する（Ｓ４５０）。そして、回線切断されたと判断すると（Ｓ４６０でＹｅｓ）、当該処理を終了して自身の機能を停止する。
【００８６】
以上、回線エコーキャンセラ部４０について説明したが、式６は、ｉｎｆｏｍａｘ法に基づくフィルタ係数の学習方式を数式化したものである。本実施例の回線エコーキャンセラ部４０は、上述のようにしてｉｎｆｏｍａｘ法に基づくフィルタ係数の学習更新を繰り返し、音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）とＸｉｎ２（ｔ）とを相互に独立にし、これによってエコーキャンセラ装置としての機能を果たす。
【００８７】
例えば、ユーザＢが発話しておらず、音声信号Ｘｉｎ１（ｔ）が音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）のエコー信号である場合、回線エコーキャンセラ部４０は、音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）とＸｏｕｔ２（ｔ）を相互に独立になるようにフィルタ係数Ｗ２［ｊ］の学習更新を行うことで、音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）≒０とする。
【００８８】
一方、ユーザＢが発話している場合には、音声信号Ｘｉｎ１（ｔ）が音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）に対してほぼ独立であることから、フィルタ学習部４３によるフィルタ係数の学習更新は、実質的に停止する。したがって、当該回線エコーキャンセラ部４０によれば、従来装置のようにダブルトークモードディテクタやハウリングディテクタを用いてフィルタ係数の学習更新の動作／非動作を切り替えなくとも、フィルタ係数の不適切な学習更新を防止することができる。その他、本実施例の回線エコーキャンセラ部４０は、音響エコーキャンセラ部３０と同様に背景雑音に強いという特性を有する。
【００８９】
尚、回線エコーキャンセラ部４０は、音響エコーキャンセラ部３０と同様、ＣＰＵや、ＤＳＰ、ＡＳＩＣなどのＬＳＩで構成することができる。図５に示したフローチャートに従うプログラムを作成して、これをＣＰＵに実行させれば、ＣＰＵ上で、上記フィルタ部４１、フィルタ学習部４３、及び加算部４５としての機能を実現することが可能で、回線エコーキャンセラ部４０の機能を実現することができる。
【００９０】
以上、本実施例の音声通信装置１について説明したが、本実施例のエコーキャンセラ装置２０においては、ダブルトークモードディテクタ及びハウリングディテクタを設けなくても、適切なフィルタ係数の学習更新を行える結果、それらディテクタの性能によらずエコー信号を適切に除去することができ、更には、装置構成を簡略化することができる。
【００９１】
この他、本実施例のエコーキャンセラ装置２０によれば、背景雑音によるフィルタ係数の誤学習を防止することができるので、精度よくエコー信号を除去できる。また、エコー信号を適切に除去できる結果、ハウリングの発生を防止することができ、ユーザＡ，Ｂ同士の通話に支障が生じるのを防止することができる。
【００９２】
また、本実施例の音声通信装置１では、回線制御部９による回線接続前、つまりユーザＡ、Ｂ同士の発話がはじまる前にフィルタ係数の更新を行うことができるので、回線接続時から、エコー信号を適切に除去することができる。従って、ユーザＡ，Ｂにエコー発生による不快感が及ぶのを抑制することができる。
【００９３】
尚、本発明のエコーキャンセラ装置は、本実施例のエコーキャンセラ装置２０内の音響エコーキャンセラ部３０、及び、回線エコーキャンセラ部４０に相当する。また、音声信号取得手段は、音響エコーキャンセラ部３０において、第一の音声信号ｘ１（ｔ）としての音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）を取得する動作と、第二の音声信号ｘ２（ｔ）としての音声信号Ｘｏｕｔ１（ｔ）を取得する動作（Ｓ２２０，Ｓ２５０）と、により実現されている。この他、音声信号取得手段は、回線エコーキャンセラ部４０において、第一の音声信号ｘ１（ｔ）としての音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）と、第二の音声信号ｘ２（ｔ）としてのＸｉｎ１（ｔ）を取得する動作（Ｓ４３０）と、により実現されている。
【００９４】
また、本発明のキャンセル信号生成手段は、フィルタ部３１，４１に相当し、除去出力手段は、加算部３５，４５に相当し、フィルタ係数更新手段は、フィルタ学習部３３，４３に相当する。尚、本発明におけるキャンセル信号ｃ（ｔ）は、本実施例におけるキャンセル信号Ｆ１（ｔ），Ｆ２（ｔ）に相当し、フィルタ係数Ｗ［ｊ］は、本実施例におけるフィルタ係数Ｗ１［ｊ］，Ｗ２［ｊ］に相当し、フィルタ係数Ｗ’［ｊ］は、本実施例におけるフィルタ係数Ｗ１’［ｊ］，Ｗ２’［ｊ］に相当する。また定数Ｌは、学習レートＬ１，Ｌ２に相当する。また加算結果ｙ（ｔ）は、本実施例において、音声信号Ｘｏｕｔ２（ｔ）、Ｘｉｎ２（ｔ）に相当する。
【００９５】
この他、本発明の通信制御手段は、回線制御部９に相当し、エコーキャンセラ開始手段は、エコーキャンセラ作動部１０に相当する。
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明のエコーキャンセラ装置及び音声通信装置は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
【００９６】
例えば、音響エコーキャンセラ部３０では、学習レートＬ１の初期値を、サンプリングした音声信号Ｘｉｎ２（ｔ）に関する振幅の絶対平均で除算し、その除算結果を、新たな学習レートＬ１として設定することで、学習レートＬ１を更新しても良い。
【００９７】
この他、上記音声通信装置１では、テスト音発生部１０ａで『回線接続しています』等のアナウンス音を発生させることにより、フィルタ係数の更新を回線接続前に行うようにしたが、例えば、エコーキャンセラ作動部１０をオーディオ機器操作可能な構成にして、オーディオ機器から音楽等をテスト音として発生させるようにしてもよい。
【００９８】
また、上記実施例では、回線制御部９の動作を見てエコーキャンセラ装置２０を動作させるようにエコーキャンセラ作動部１０を構成したが、オーディオ機器が動作している際に、定期的にエコーキャンセラ装置２０を動作させてフィルタ係数を学習更新させるように、エコーキャンセラ作動部１０を構成してもよい。
【００９９】
また、上記実施例では、通信回線ＬＮ１，ＬＮ２がアナログ回線であることを想定して、回線エコーキャンセラ部４０を設けた音声通信装置１を例に挙げて説明したが、通信回線ＬＮ１，ＬＮ２がディジタル回線である場合などには、回線エコーが通常発生しないから、音声通信装置１から回線エコーキャンセラ部４０を除いても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の音声通信装置１の概略構成を表すブロック図である。
【図２】エコーキャンセラ作動部１０にて実行される処理を表すフローチャートである。
【図３】音響エコーキャンセラ部３０（ａ）及び回線エコーキャンセラ部４０（ｂ）の基本構成を表す機能ブロック図である。
【図４】音響エコーキャンセラ部３０で実行される処理を表すフローチャートである。
【図５】回線エコーキャンセラ部４０で実行される処理を表すフローチャートである。
【符号の説明】
１…音声通信装置、３，１３…マイクロフォン、５，１５…スピーカ、７…操作部、９…回線制御部、１０…エコーキャンセラ作動部、１０ａ…テスト音発生部、１１…外部通信装置、２０…エコーキャンセラ装置、２１，２３…Ａ／Ｄ変換器、２５，２７…Ｄ／Ａ変換器、３０…音響エコーキャンセラ部、３１，４１…フィルタ部、３３，４３…フィルタ学習部、３５，４５…加算部、４０…回線エコーキャンセラ部、ＬＮ１，ＬＮ２…回線

Claims

第一の伝送路から第一の音声信号を取得すると共に、該第一の伝送路との間にエコーパスが介在する第二の伝送路から第二の音声信号を取得する音声信号取得手段と、
予め設定されたフィルタ係数に従って、前記音声信号取得手段が取得した第一の音声信号をフィルタリングすることにより、前記音声信号取得手段が取得した前記第二の音声信号に含まれる第一の音声信号のエコー信号を前記第二の音声信号から除去するためのキャンセル信号、を生成するキャンセル信号生成手段と、前記音声信号取得手段が取得した前記第二の音声信号に含まれる前記第一の音声信号のエコー信号を、前記キャンセル信号生成手段が生成したキャンセル信号を用いて前記第二の音声信号から除去し、該エコー信号除去後の第二の音声信号を出力する除去出力手段と、
該除去出力手段から出力された前記エコー信号除去後の第二の音声信号と、前記音声信号取得手段が取得した第一の音声信号と、前記キャンセル信号生成手段に対して設定された前記フィルタ係数と、に基づいて、以後に前記除去出力手段から出力される前記エコー信号除去後の第二の音声信号と、前記音声信号取得手段が取得する第一の音声信号と、が相互に独立になるように、新たなフィルタ係数を算出し、該フィルタ係数を前記キャンセル信号生成手段に対して設定することにより前記フィルタ係数を更新するフィルタ係数更新手段と、
を備えることを特徴とするエコーキャンセラ装置。
前記フィルタ係数更新手段は、ｉｎｆｏｍａｘ法に基づいて、前記除去出力手段から出力される前記エコー信号除去後の第二の音声信号と、前記音声信号取得手段が取得する第一の音声信号と、が相互に独立になるように、前記フィルタ係数を更新す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。
前記キャンセル信号生成手段は、前記予め設定されたフィルタ係数Ｗ［ｊ］と、前記音声信号取得手段が取得した第一の音声信号ｘ１（ｔ）と、を畳み込み演算することにより、前記第一の音声信号をフィルタリングして、前記キャンセル信号ｃ（ｔ）を生成し、
前記除去出力手段は、前記キャンセル信号ｃ（ｔ）を、前記音声信号取得手段が取得した前記第二の音声信号ｘ２（ｔ）に加算し、その加算結果ｙ（ｔ）を、前記エコー信号除去後の第二の音声信号として出力し、
前記フィルタ係数更新手段は、前記除去出力手段による前記加算結果ｙ（ｔ）を、非線形関数ｆに代入して値ｆ（ｙ（ｔ））を算出し、更に、該値ｆ（ｙ（ｔ））と、前記音声信号取得手段が取得した第一の音声信号ｘ１（ｔ）と、前記フィルタ係数Ｗ［ｊ］と、を用いて、予め設定された定数Ｌを含む次の関係式、
Ｗ’［ｊ］＝Ｗ［ｊ］−Ｌ・ｆ（ｙ（ｔ））・ｘ１（ｔ−ｊ）
に従い、フィルタ係数Ｗ’［ｊ］を算出し、このフィルタ係数Ｗ’［ｊ］を、前記キャンセル信号生成手段に対して設定することにより前記フィルタ係数Ｗ［ｊ］を更新することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエコーキャンセラ装置。
前記非線形関数は、シグモイド関数又はｔａｎｈ関数又はｓｉｇｎ関数である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。
入力された音声信号を再生するスピーカと、
入力音声を音声信号にして出力するマイクロフォンと、
接続指令信号が入力されると、外部通信装置と自身とを音声通信可能に接続し、該外部通信装置から受信した受信音声信号を前記スピーカに入力すると共に、前記マイクロフォンから出力された音声信号に基づく送信音声信号を該外部通信装置に送信する通信制御手段と、
前記音声信号取得手段により、前記第一の音声信号として、前記通信制御手段と前記スピーカとの間の伝送路から前記受信音声信号を取得すると共に、前記第二の音声信号として、前記マイクロフォンから出力される音声信号を取得し、更に、前記除去出力手段から出力されるエコー信号除去後の音声信号を、前記通信制御手段に前記送信音声信号として入力する請求項１〜請求項４のいずれかに記載のエコーキャンセラ装置と、
前記通信制御手段が自身を前記外部通信装置に音声通信可能に接続する直前に、前記エコーキャンセラ装置を作動させるエコーキャンセラ開始手段と、
を備えることを特徴とする音声通信装置。
前記エコーキャンセラ開始手段は、前記エコーキャンセラ装置を作動させると共に、前記通信制御手段が自身を前記外部通信装置に音声通信可能に接続するまでの間に、テスト音を発生させて、前記エコーキャンセラ装置に前記フィルタ係数を更新させることを特徴とする請求項５に記載の音声通信装置。