JP2012039441A - 多チャネルエコー消去方法、多チャネルエコー消去装置及びそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】エコー経路の変動、ダブルトーク及び受話信号のチャネル間の相互相関に影響されずに、迅速にエコーを消去することができる多チャネルエコー消去技術を提供する。
【解決手段】残留エコー消去部または第２残留エコー消去部において、擬似エコー信号のパワースペクトルと、第２収音信号または第３収音信号と擬似エコー信号との間のクロススペクトルを用いて入出力伝達特性を推定し、擬似エコー信号と入出力伝達特性から第２収音信号または第３収音信号に含まれる残留エコー成分を予測する。
【選択図】図２

Description

本発明はスピーカＭ個（Ｍは２以上の整数）とマイクロホンＮ個（Ｎは１以上の整数）が共通の音場に配置され、スピーカからＭチャネルの受話信号を再生し、マイクロホンで収音した収音信号（以下「第１収音信号」という）から音響エコー（以下、単に「エコー」という）を消去する技術、特にテレビ会議システム等の拡声通話系におけるエコーを消去する技術に関する。

スピーカで受話信号が再生され、その音声がマイクロホンで収音されてエコーが生じる。そのまま送信されると通話の障害や不快感などの問題が生じる。さらに、スピーカやマイクロホンの音量が大きい場合にはハウリングが生じ、通話が不可能になる。特に拡声通話系では、このような問題が顕著となる。

この問題を解決するために、従来技術として、適応フィルタを用いてエコーを消去するエコー消去装置がある。非特許文献１が従来技術の多チャネルエコー消去装置として知られている。図１を用いて従来の多チャネルエコー消去装置９０を説明する。

Ｍ個のスピーカ２_１，…，２_ＭとＮ個のマイクロホン３_１，…，３_Ｎが共通の音場に配置され、スピーカ２_１，…，２_ＭからＭチャネルの受話信号ｘ_１（ｋ），…，ｘ_Ｍ（ｋ）を再生した場合に、多チャネルエコー消去装置９０は、ｍ×ｎ本のエコー経路ｈ_ｍｎ（ｋ）を介してマイクロホンに回り込む再生音（エコー）を消去する。但し、ｍ＝１，…，Ｍであり、ｎ＝１，…，Ｎであり、Ｍは２以上であり、Ｎは１以上である。多チャネルエコー消去装置９０は、受話側の全Ｍチャネルの受話端子１₁〜１_Ｍ、送話側の全Ｎチャネルの送話端子４₁，…，４_Ｎ及びマイクロホン３_１，…，３_Ｎが接続されており、受話信号ｘ_１（ｋ），…，ｘ_Ｍ（ｋ）及び収音信号ｙ_１（ｋ），…，ｙ_Ｎ（ｋ）が入力され、送話信号ｕ_１（ｋ），…，ｕ_Ｎ（ｋ）を送話端子４_１，…，４_Ｎに出力する。多チャネルエコー消去装置９０は、Ｎ個のエコー消去部８_１，…，８_Ｎを備え、各エコー消去部は、エコー予測部８１と、減算部８２と、エコー経路推定部８３とを有する。図１はエコー消去部８_１について説明し、ｙ_１（ｋ）をｙ（ｋ）とし、ｕ_１（ｋ）をｕ（ｋ）とし、ｈ_１１（ｋ），…，ｈ_Ｍ１（ｋ）をｈ_１（ｋ），…，ｈ_Ｍ（ｋ）として表す。他のマイクロホンからの収音信号についても同様の処理を行うことができ、図１の構成を並列に並べるだけでよいため、以下では図１を用いて説明する。

多チャネルエコー消去装置９０は、減算部８２にて収音信号ｙ（ｋ）と疑似エコー信号ｙ’（ｋ）との差すなわち誤差信号ｕ（ｋ）を求め、この信号ｕ（ｋ）と受話信号ｘ_１（ｋ），…，ｘ_Ｍ（ｋ）からエコー経路推定部８３にてエコー経路（フィルタ係数ｈ’（ｋ））を逐次推定し、この推定結果を用いてエコー予測部８１で疑似エコー信号ｙ’（ｋ）を生成する。エコー経路推定が精度よく行われた状態では、収音信号ｙ（ｋ）に含まれるエコー成分と疑似エコー信号ｙ’（ｋ）がほぼ等しくなり、誤差信号ｕ（ｋ）中にエコーは殆ど含まれなくなる。

M.M.Sondhi, D.R.Morgan, and J.L.Hall, "Stereophonic Acoustic Echo Cancellation-An Overview of the Fundamental Problem", IEEE Signal Processing Letters, AUGUST 1995, vol.2, no.8, pp.148-151

しかしながら、従来技術ではいつも十分にエコーを消去できるとは限らない。

エコー経路推定部８３によるエコー経路推定が瞬時には完了しないため、人の動き等によりエコー経路が変動するたびに、残留エコーが増大する。

また、ダブルトーク状態では、誤差信号に送話者の音声が含まれるため、エコー経路の推定が乱れ、残留エコーが大きくなる。

さらに、非特許文献１に記載されているように、受話信号が多チャネルの場合には、チャネル間相関が高いために、エコーが消去されている状態であっても推定されたエコー経路と真のエコー経路は必ずしも一致しないことがある。その場合、遠端の話者が交代して受話信号のチャネル間の相互相関が変化すると突然残留エコーが大きくなる。

そして、残留エコーが大きくなると通話品質が劣化するという問題がある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る多チャネルエコー消去技術は、残留エコー消去部または第２残留エコー消去部において、擬似エコー信号のパワースペクトルと、第２収音信号または第３収音信号と擬似エコー信号との間のクロススペクトルを用いて入出力伝達特性を推定し、擬似エコー信号と入出力伝達特性から第２収音信号または第３収音信号に含まれる残留エコー成分を予測する。

本発明は、残留エコー消去部または第２残留エコー消去部において、適応フィルタ用いずに残留エコー成分を予測するため、エコー経路の変動、ダブルトーク及び受話信号のチャネル間の相互相関に影響されずに、迅速にエコーを消去することができるという効果を奏する。

従来の多チャネルエコー消去装置９０の構成例を示す図。 多チャネルエコー消去装置１００及び４００の構成例を示す図。 多チャネルエコー消去装置１００及び４００の処理フローを示す図。 入出力相関係数算出部６０３の構成例を示す図。 多チャネルエコー消去装置２００及び５００の構成例を示す図。 多チャネルエコー消去装置２００及び５００の処理フローを示す図。 入出力相関係数算出部２６０３及び９０３の構成例を示す図。 多チャネルエコー消去装置３００の構成例を示す図。 多チャネルエコー消去装置３００の処理フローを示す図。 入出力相関係数算出部３６０３の構成例を示す図。 第２残留エコー消去部３９_１の構成例を示す図。 伝達特性調整部４６０４及び５６０４の構成例を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

＜多チャネルエコー消去装置１００＞
図２及び図３を用いて実施例１に係る多チャネルエコー消去装置１００を説明する。多チャネルエコー消去装置１００は、Ｎ個のエコー消去部８_１，…，８_Ｎと、Ｎ個の残留エコー消去部６_１，…，６_Ｎを備える。

Ｍ個のスピーカ２_１，…，２_ＭとＮ個のマイクロホン３_１，…，３_Ｎが共通の音場に配置され、スピーカ２_１，…，２_ＭからＭチャネルの受話信号ｘ_１（ｋ），…，ｘ_Ｍ（ｋ）を再生した場合に、多チャネルエコー消去装置１００は、ｍ×ｎ本のエコー経路ｈ_ｍｎ（ｋ）を介してマイクロホンに回り込む再生音（エコー）を消去する。但し、ｍ＝１，…，Ｍであり、ｎ＝１，…，Ｎであり、Ｍは２以上であり、Ｎは１以上である。多チャネルエコー消去装置１００は、受話側の全Ｍチャネルの受話端子１_１〜１_Ｍ、送話側の全Ｎチャネルの送話端子４_１，…，４_Ｎ及びマイクロホン３_１，…，３_Ｎが接続されており、受話信号ｘ_１（ｋ），…，ｘ_Ｍ（ｋ）及び第１収音信号ｙ_１（ｋ），…，ｙ_Ｎ（ｋ）を入力とし、送話信号ｖ_１（ｋ），…，ｖ_Ｎ（ｋ）を送話端子４_１，…，４_Ｎに出力する。

図２のエコー消去部８_１及び残留エコー消去部６_１について説明する。なお、他のマイクロホンからの収音信号についても、エコー消去部８_ｎ及び残留エコー消去部６_ｎにおいて、同様の処理を行うことができる。よって、図２の構成を並列に並べるだけでよい。なお、以下の図において、ｙ_１（ｋ）をｙ（ｋ）とし、ｖ_１（ｋ）をｖ（ｋ）とし、ｈ_１１（ｋ），…，ｈ_Ｍ１（ｋ）をｈ_１（ｋ），…，ｈ_Ｍ（ｋ）として表す。

＜エコー消去部８_１＞
エコー消去部８_１は、エコー予測部８１、減算部８２及びエコー経路推定部８３を備える。

まず、スピーカ２_ｍからマイクロホン３_１までのエコー経路のインパルス応答をｈ_ｍ（ｋ）、その長さをＬ_Ｅとすると、Ｍチャネルの受話信号と第１収音信号ｙ（ｋ）の間には次の関係がある。

各チャネルのインパルス応答と受話信号を
h_m=[h_m(0)…h_m(L_E-1)]^T (2)
x_m=[x_m(k)…x_m(k-L_E+1)]^T (3)
として、ベクトル化すると、Ｍチャネルの受話信号と第１収音信号の関係は次のように記述される。

y(k)=h₁ ^Tx₁(k)+…+h_M ^Tx_M(k) (4)
但し、Ｔは転置を表す。

＜エコー予測部８１＞
エコー予測部８１は、適応フィルタによる疑似エコー経路に受話信号ｘ_１（ｋ），…，ｘ_Ｍ（ｋ）を入力して疑似エコー信号ｙ’（ｋ）を生成、出力する（ｓ８１）。エコー予測部８１は適応フィルタによって構成され、受話状態における減算部８２の誤差信号が最小となるように後述するエコー経路推定部８３で適応フィルタの特性が制御される。

例えば、各チャネルの適応フィルタのフィルタ係数を
h'_m=[h'_m(0)…h'_m(L_E-1)]^T (5)
とし、
y'(k)=h'₁ ^Tx₁(k)+…+h'_M ^Tx_M(k) (6)
を生成する。エコー予測部８１は、生成した擬似エコー信号ｙ’（ｋ）を減算部８２と、残留エコー消去部６_１内の周波数領域変換部６０８へ出力する。なお、例えば、適応フィルタのタップ長は１００〜２００ｍｓ程度に設定すればよい。

＜減算部８２＞
減算部８２は、第１収音信号ｙ（ｋ）と疑似エコー信号ｙ’（ｋ）を入力とし、第１収音信号ｙ（ｋ）から疑似エコー信号ｙ’（ｋ）を差し引き、誤差信号（以下「第２収音信号」という）ｕ（ｋ）を求め、出力する（ｓ８２）。

u(k)=y(k)-y'(k) (7)
求めた第２収音信号ｕ（ｋ）をエコー経路推定部８３と残留エコー消去部６１内の周波数領域変換部６０２に出力する。

＜エコー経路推定部８３＞
エコー経路推定部は、第２収音信号ｕ（ｋ）と受話信号ｘ_１（ｋ），…，ｘ_Ｍ（ｋ）を入力とし、これらを用いて、適応フィルタのフィルタ係数ｈ’（ｋ）を更新し、出力する（ｓ８３）。適応フィルタの係数修正法としてNormalized Least Mean Squareアルゴリズム（NLMSアルゴリズム）を用いた場合を説明する。

h'_m(k+1)=h'_m(k)+μu(k)x_m(k) (8)
但し、μはステップサイズであり、

により決定される。なお、μ_０は入力信号のパワーに基づいて制御され、安定した推定を行うために、予め０〜１の値に設定されるパラメータである。エコー経路推定部８３は、更新したフィルタ係数ｈ’（ｋ＋１）をコピーして、エコー予測部８１に出力する。

＜残留エコー消去部６_１＞
残留エコー消去部６_１は、Ｍ個の周波数領域変換部６０１_１，…，６０１_Ｍと、周波数領域変換部６０２と、入出力相関係数算出部６０３と、入出力伝達特性推定部６０４と、残留エコー予測部６０５と、減算部６０６と、時間領域変換部６０７と周波数領域変換部６０８を有する。

＜周波数領域変換部６０１_１，…，６０１_Ｍ、６０２、６０８＞
周波数領域変換部６０１_１，…，６０１_Ｍは、それぞれＭチャネルの受話信号ｘ_１（ｋ），…，ｘ_Ｍ（ｋ）を入力とし、周波数領域の信号Ｘ_１（ｆ，ｊ），…，Ｘ_Ｍ（ｆ，ｊ）に変換し、出力する（ｓ６０１）。但し、ｆは周波数番号を表し、ｊはフレーム番号を表す。

周波数領域変換部６０２は、減算部８２の出力信号である第２収音信号ｕ（ｋ）を入力とし、周波数領域の信号Ｕ（ｆ，ｊ）に変換し、出力する（ｓ６０２）。

周波数領域変換部６０８は、エコー予測部８１の出力信号である擬似エコー信号ｙ’（ｋ）を入力とし、周波数領域の信号に変換し、出力する（ｓ６０８）。なお、周波数領域の擬似エコー信号を便宜上、Ｘ_０（ｆ，ｊ）と表記する。

各信号を１フレーム＝２Ｌサンプルとし、Ｌ／Ｄサンプル毎にブロック化し、Ｌ／Ｄサンプルずつずらして、フレームを作成する場合について説明する。但し、Ｌは自然数であり、ＤはＬを割り切る自然数であり、時刻ｋ＝ｊＬ／Ｄである。周波数領域への変換は例えば、ＦＦＴ（Fast Fourier transform）やＤＦＴ（discrete Fourier transform）により行い、計算を簡略化・高速化するために、Ｌを２のべき乗にとってもよい。例えば、Ｌ＝６４〜５１２、Ｄ＝２〜８等とする。フレーム長を１０ｍｓ〜２０ｍｓに対応するように設定すればよい。

＜入出力相関係数算出部６０３＞
入出力相関係数算出部６０３は、周波数領域の擬似エコー信号Ｘ_０（ｆ，ｊ）とＭチャネルの各受話信号Ｘ_１（ｆ，ｊ），…，Ｘ_Ｍ（ｆ，ｊ）と第２収音信号Ｕ（ｆ，ｊ）を入力とし、これらの信号間のクロススペクトルと、擬似エコー信号及びＭチャネルの受話信号の各チャネルのパワースペクトルとを求め、出力する（ｓ６０３）。なお、各クロススペクトル及びパワースペクトルは、時刻ｋ＝ｊＬ／Ｄにおける値である。

例えば、入出力相関関数算出部６０３は、図４に示すように、パワースペクトル算出部６０３ａとクロススペクトル算出部６０３ｂとを備える。

パワースペクトル算出部６０３ａは、以下の式により、擬似エコー信号のパワースペクトルＰ_００（ｆ，ｊ）及びＭチャネルの受話信号の第ｍチャネルの受話信号のパワースペクトルＰ_ｍｍ（ｆ，ｊ）を求める。

但し、ｑ＝０，１，…，Ｍとし、Ａ^＊はＡの複素共役を表し、Ｅ［Ａ］をＡの平均をとる関数を表す。

クロススペクトル算出部６０３ｂは、以下の式により、擬似エコー信号と第ｍチャネルの受話信号との間のクロススペクトルＰ_０ｍ（ｆ，ｊ）と、第ｍ’チャネルの受話信号と第ｍチャネルの受話信号の間のクロススペクトルをＰ_ｍ’ｍ（ｆ，ｊ）を求める。なお、ｍ’≠ｍとし、ｍ’＝１，…，Ｍとする。

但し、ｑ’≠ｑとし、ｑ’＝０，１，…，Ｍとする。

さらに、クロススペクトル算出部６０３ｂは、以下の式により、擬似エコー信号と第２収音信号との間のクロススペクトルＱ_０（ｆ，ｊ）と、第ｍチャネルの受話信号と第２収音信号との間のクロススペクトルＱ_ｍ（ｆ，ｊ）を求める。

なお、平均処理の一例としては、

のように、１フレーム前の処理結果と０〜１の値をとる平滑化定数βを用いる方法がある。また過去の数フレームに時定数を乗じて平均を求める方法等が考えられる。Ｑ（ｆ，ｊ）についても同様である。

なお、入出力相関係数算出部６０３は、パワースペクトルＰ_ｑｑ（ｆ，ｊ）とクロススペクトルＰ_ｑ’ｑ（ｆ，ｊ）からなる入力信号間の相関係数Ｐ（ｆ，ｊ）と、入出力信号間の相関係数Ｑ（ｆ，ｊ）を求めると言い換えることもできる。

＜入出力伝達特性推定部６０４＞
入出力伝達特性推定部６０４は、擬似エコー信号及びＭチャネルの各受話信号のパワースペクトルＰ_ｑｑ（ｆ，ｊ）と、擬似エコー信号とＭチャネルの各受話信号と第２収音信号との間のクロススペクトルＰ_ｑ’ｑ（ｆ，ｊ）とＱ_ｑ（ｆ，ｊ）を用いて、周波数ごとに入出力伝達特性Ｇ（ｆ，ｊ）を推定し（ｓ６０４）、出力する。

例えば、入出力伝達特性推定部６０４は、入出力伝達特性Ｇ（ｆ，ｊ）を

により推定する。

なお上記パワースペクトルとクロススペクトルからなる行列について、逆行列計算を安定化するために、対角成分に微小定数を加えてもよい。

＜残留エコー予測部６０５＞
残留エコー予測部６０５は、周波数領域のＭチャネルの受話信号Ｘ_１（ｆ，ｊ），…，Ｘ_Ｍ（ｆ，ｊ）と擬似エコー信号Ｘ_０（ｆ，ｊ）と推定した入出力伝達特性Ｇ（ｆ，ｊ）を入力とし、これらの値から第２収音信号に含まれる残留エコー成分Ｕ＾（ｆ，ｊ）を予測し（ｓ６０５）、出力する。例えば、残留エコー予測部６０５は、残留エコー成分を以下の式により、予測する。

＜減算部６０６及び時間領域変換部６０７＞
減算部６０６は、第２収音信号Ｕ（ｆ，ｊ）と予測した残留エコー成分Ｕ＾（ｆ，ｊ）を入力とし、周波数領域の第２収音信号Ｕ（ｆ，ｊ）から、予測した残留エコー成分Ｕ＾（ｆ，ｊ）を差し引き（ｓ６０６）、送話信号Ｖ（ｆ，ｊ）を求め、出力する。

V(f,j)=U(f,j)-U^(f,j) (19)
時間領域変換部６０７は、減算部６０６で求めた送話信号Ｖ（ｆ，ｊ）を入力とし、これを時間領域の信号ｖ（ｋ）に変換し、送話信号として送話端子４１へ出力する（ｓ６０７）。なお、時間領域への変換は例えば、周波数領域変換部で用いた変換方法に対応するものであればよい。

＜効果＞
このような構成とすることによって、エコー消去部８_ｎにより従来技術と同等のエコー消去量及び音声品質を保つことができ、さらに、擬似エコー信号とＭチャネルの受話信号の各チャネルのパワースペクトルと、擬似エコー信号とＭチャネルの受話信号の各チャネルと第２収音信号との間のクロススペクトルとから入出力伝達特性を推定し、Ｍチャネルの受話信号と擬似エコー信号と入出力伝達特性とから第２収音信号に含まれるエコー成分を予測するため、残留エコー消去部では、適応フィルタのフィルタ係数を更新する必要がない。そのため、エコー経路の変動に即座に対応し、従来の多チャネルエコー消去装置に比べ高速にエコーを予測することができ、エコー以外の信号による推定揺らぎを抑えることができる。また、周波数領域で伝達特性とエコーに関して振幅と位相を推定し、引き算によりエコーの消去を図るため、ダブルトーク時でも送話損失の歪みを小さくでき、チャネル数によらずエコーを消去することができる。

つまり、エコー消去部８_ｎにおけるエコー経路推定に時間がかかる初期段階や状況が変化する等の場合に、高速な残留エコー消去部６_ｎによるエコー消去処理を行うことで残留エコーを抑えることができる。また、エコー消去部におけるエコー経路推定が安定した場合には、エコー消去部８_ｎによる性能によりさらに残留エコーを抑えることできる。そのため、エコー消去部及び残留エコー消去部を単独で使う場合に比べて、処理時間全体にわたり残留エコーを低減した通話が可能になる。

さらに、残留エコー消去部６_ｎにおいて、その処理遅延量は周波数領域変換部６０１_ｍ、６０２、６０８で設定されるＬ／Ｄにより決定される。予測性能を向上させるために、フレーム長を長くすると、その遅延量が大きくなる。一方、処理遅延を短くするためにフレーム長を（エコー予測部８１で用いる）適応フィルタのタップ長Ｌ_Ｅより短くすると、残響成分のうちフレーム長よりも遅れて到達する残留エコー成分に対応できなくなる。そのために残留エコー消去性能が低下する。例えばフレーム長を１０ｍｓにとった場合、通常の会議室の残響時間は３００ｍｓ以上なので、エコー経路インパルス応答の１０ｍｓより後ろの部分（つまり、１０ｍｓ〜３００ｍｓ以上）に含まれる残留エコー成分に対応できないために、残留エコー消去性能は大幅に劣化する。

そこで、適応フィルタが生成する擬似エコー信号ｙ’（ｋ）には、フレーム長を超える残響成分を含むことに着目した。残留エコー予測部６０５において、擬似エコー信号ｙ’（ｋ）を用いて、残留エコーを推定することで、遅延量を増大させることなく、残留エコー消去性能を向上させることができる。これにより、残響が長い部屋でも残留エコー消去性能を確保することができる。

＜プログラム＞
上述した多チャネルエコー消去装置は、コンピュータにより機能させることもできる。この場合はコンピュータに、目的とする装置（実施例で図に示した機能構成をもつ装置）として機能させるためのプログラム、又はその処理手順（実施例で示したもの）の各過程をコンピュータに実行させるためのプログラムを、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気ディスク、半導体記憶装置などの記録媒体から、あるいは通信回線を介してそのコンピュータ内にダウンロードし、そのプログラムを実行させればよい。

＜変形例＞
各残留エコー消去部内で使用される周波数領域のＭチャネルの受話信号Ｘ_１（ｆ，ｊ），…，Ｘ_Ｍ（ｆ，ｊ）の値は、残留エコー消去部６_１，…，６_Ｎで同じため、Ｎ個の残留エコー消去部６_１，…，６_Ｎが、受話信号の周波数領域変換部の出力を共有してもよい。

全ての送話信号に対しエコー消去処理を行わなくとも、一部の送話信号に対してのみ、エコーを消去してもよい。

多チャネルエコー消去装置１００への入力は、受話端子１_１，…，１_Ｍから得られる信号に対し、相関変動処理等を行った受話信号であってもよい。

エコー経路推定部８３におけるフィルタ係数の更新方法は、学習同定法以外の従来技術（例えば、射影アルゴリズム、指数重み付けアルゴリズム、指数重み付け射影アルゴリズム等）を用いてもよい。

実施例１の残留エコー消去部の演算量の大半は、相関係数の算出と伝達特性の算出が占めている。相関係数の算出はチャネル数の２乗に比例し、伝達特性の算出は逆行列演算を含むためにチャネル数の３乗に比例する。このため実施例１では、チャネル数が増加すると演算量が急激に増大する。そこで実施例２では、チャネル数が増大したときの演算量増大を抑えるために、その構成を簡素化する。

＜多チャネルエコー消去装置２００＞
図５及び図６を用いて実施例２に係る多チャネルエコー消去装置２００を説明する。なお、実施例１と異なる部分のみ説明する。多チャネルエコー消去装置２００は、Ｎ個のエコー消去部８_１，…，８_Ｎと、Ｎ個の残留エコー消去部２６_１，…，２６_Ｎを備える。
図５を用いて、実施例１と異なる残留エコー消去部２６_１について説明する。

＜残留エコー消去部２６_１＞
残留エコー消去部２６_１は、周波数領域変換部６０２と、入出力相関係数算出部２６０３と、入出力伝達特性推定部２６０４と、残留エコー予測部２６０５と、減算部６０６と、時間領域変換部６０７と周波数領域変換部６０８を有する。残留エコー消去部２６_１は、Ｍ個の周波数領域変換部６０１_１，…，６０１_Ｍを備えなくともよい。

＜入出力相関係数算出部２６０３＞
入出力相関係数算出部２６０３は、周波数領域の擬似エコー信号Ｘ_０（ｆ，ｊ）と第２収音信号Ｕ（ｆ，ｊ）を入力とし、これらの信号間のクロススペクトルと、擬似エコー信号のパワースペクトルを求め、出力する（ｓ２６０３）。なお、各クロススペクトル及びパワースペクトルは、時刻ｋ＝ｊＬ／Ｄにおける値である。

例えば、入出力相関関数算出部２６０３は、図７に示すように、パワースペクトル算出部２６０３ａとクロススペクトル算出部２６０３ｂとを備える。

パワースペクトル算出部２６０３ａは、以下の式により、擬似エコー信号のパワースペクトルＰ_００（ｆ，ｊ）を求める。

クロススペクトル算出部２６０３ｂは、以下の式により、擬似エコー信号と第２収音信号との間のクロススペクトルＱ_０（ｆ，ｊ）を求める。

＜入出力伝達特性推定部２６０４＞
入出力伝達特性推定部２６０４は、擬似エコー信号のパワースペクトルＰ_００（ｆ，ｊ）と、擬似エコー信号と第２収音信号との間のクロススペクトルＱ_０（ｆ，ｊ）を用いて、周波数ごとに入出力伝達特性Ｇ_０（ｆ，ｊ）を推定し（ｓ２６０４）、出力する。

例えば、入出力伝達特性推定部２６０４は、入出力伝達特性Ｇ_０（ｆ，ｊ）を

により推定する。

＜残留エコー予測部２６０５＞
残留エコー予測部２６０５は、擬似エコー信号Ｘ_０（ｆ，ｊ）と推定した入出力伝達特性Ｇ_０（ｆ，ｊ）を入力とし、これらの値から第２収音信号に含まれる残留エコー成分Ｕ＾（ｆ，ｊ）を予測し（ｓ２６０５）、出力する。例えば、残留エコー予測部２６０５は、残留エコー成分を以下の式により、予測する。

＜効果＞
このような構成とすることで、残留エコー消去部において、擬似エコー信号のパワースペクトルと第２収音信号と擬似エコー信号との間のクロススペクトルを用いて入出力伝達特性を推定し、擬似エコー信号と入出力伝達特性から第２収音信号に含まれる残留エコー成分を予測するため、エコー経路の変動、ダブルトーク及び受話信号のチャネル間の相互相関に影響されずに、迅速にエコーを消去することができるという効果を奏する。

さらに、チャネル数が増大しても残留エコー消去部の演算量を増大しないという効果を奏する。つまり、残留エコー消去部への入力を１チャネル（擬似エコー信号用）としているため、チャネル数が増大しても残留エコー消去部の演算量は増大しない。よって、特に、チャネル数が多いときに有効な構成となる。

＜多チャネルエコー消去装置３００＞
図８及び図９を用いて実施例３に係る多チャネルエコー消去装置３００を説明する。なお、実施例１と異なる部分のみ説明する。多チャネルエコー消去装置３００は、Ｎ個のエコー消去部８_１，…，８_Ｎと、Ｎ個の第１残留エコー消去部３６_１，…，３６_Ｎと、Ｎ個の第２残留エコー消去部３９_１，…，３９_Ｎを備える。

図８及び図９を用いて、実施例１と異なる第１残留エコー消去部３６_１と第２残留エコー消去部３９_１について説明する。

＜第１残留エコー消去部３６_１＞
残留エコー消去部３６_１は、Ｍ個の周波数領域変換部６０１_１，…，６０１_Ｍと、周波数領域変換部６０２と、入出力相関係数算出部３６０３と、入出力伝達特性推定部３６０４と、残留エコー予測部３６０５と、減算部３６０６を有する。

＜入出力相関係数算出部３６０３＞
入出力相関係数算出部３６０３は、周波数領域のＭチャネルの各受話信号Ｘ_１（ｆ，ｊ），…，Ｘ_Ｍ（ｆ，ｊ）と第２収音信号Ｕ（ｆ，ｊ）を入力とし、これらの信号間のクロススペクトルと、Ｍチャネルの受話信号の各チャネルのパワースペクトルとを求め、出力する（ｓ３６０３）。なお、各クロススペクトル及びパワースペクトルは、時刻ｋ＝ｊＬ／Ｄにおける値である。

例えば、入出力相関関数算出部３６０３は、図１０に示すように、パワースペクトル算出部３６０３ａとクロススペクトル算出部３６０３ｂとを備える。

パワースペクトル算出部３６０３ａは、以下の式により、Ｍチャネルの受話信号の第ｍチャネルの受話信号のパワースペクトルＰ_ｍｍ（ｆ，ｊ）を求める。

クロススペクトル算出部３６０３ｂは、以下の式により、第ｍ’チャネルの受話信号と第ｍチャネルの受話信号の間のクロススペクトルをＰ_ｍ’ｍ（ｆ，ｊ）を求める。

さらに、クロススペクトル算出部３６０３ｂは、以下の式により、第ｍチャネルの受話信号と第２収音信号との間のクロススペクトルＱ_ｍ（ｆ，ｊ）を求める。

なお、入出力相関係数算出部３６０３は、以下に示すパワースペクトルＰ_ｍｍ（ｆ，ｊ）とクロススペクトルＰ_ｍ’ｍ（ｆ，ｊ）からなる入力信号間の相関係数Ｐ（ｆ，ｊ）と、入出力信号間の相関係数Ｑ（ｆ，ｊ）を求めると言い換えることもできる。

＜入出力伝達特性推定部３６０４＞
入出力伝達特性推定部３６０４は、Ｍチャネルの各受話信号のパワースペクトルＰ_ｍｍ（ｆ，ｊ）と、第ｍ’チャネルの受話信号と第ｍチャネルの受話信号との間のクロススペクトルＰ_ｍ’ｍ（ｆ，ｊ）と、第Ｍチャネルの各受話信号と第２収音信号との間のクロススペクトルとＱ_ｍ（ｆ，ｊ）を用いて、周波数ごとに入出力伝達特性Ｇ（ｆ，ｊ）を推定し（ｓ３６０４）、出力する。

例えば、入出力伝達特性推定部３６０４は、入出力伝達特性Ｇ（ｆ，ｊ）を

により推定する。

＜残留エコー予測部３６０５＞
残留エコー予測部３６０５は、周波数領域のＭチャネルの受話信号Ｘ_１（ｆ，ｊ），…，Ｘ_Ｍ（ｆ，ｊ）と推定した入出力伝達特性Ｇ（ｆ，ｊ）を入力とし、これらの値から第２収音信号に含まれる残留エコー成分Ｕ＾（ｆ，ｊ）を予測し（ｓ３６０５）、出力する。例えば、残留エコー予測部３６０５は、残留エコー成分を以下の式により、予測する。

＜減算部３６０６＞
減算部３６０６は、第２収音信号Ｕ（ｆ，ｊ）と予測した残留エコー成分Ｕ＾（ｆ，ｊ）を入力とし、周波数領域の第２収音信号Ｕ（ｆ，ｊ）から、予測した残留エコー成分Ｕ＾（ｆ，ｊ）を差し引き（ｓ６０６）、第３収音信号Ｕ’（ｆ，ｊ）を求め、第２残留エコー消去部３９_１へ出力する。

U'(f,j)=U(f,j)-U^(f,j) (38)

＜第２残留エコー消去部３９_１＞
図１１に示すように、第２残留エコー消去部３９_１は、周波数領域変換部９０８と、第２入出力相関係数算出部９０３と、第２入出力伝達特性推定部９０４と第２残留エコー予測部９０５と減算部９０６とを備える。第２残留エコー消去部３９_１は、第３収音信号Ｕ’（ｆ，ｊ）と擬似エコー信号ｙ’（ｋ）を入力とし、第３収音信号Ｕ’（ｆ，ｊ）からさらに残留エコー成分を除いた送話信号を生成し、送話端４_１に出力する。以下、各部の処理例を示す。

＜周波数領域変換部９０８＞
周波数領域変換部９０８は、エコー予測部８１の出力信号である擬似エコー信号ｙ’（ｋ）を入力とし、周波数領域の信号Ｘ_０（ｆ，ｊ）に変換し、出力する（ｓ９０８）。

＜第２入出力相関係数算出部９０３＞
第２入出力相関係数算出部９０３は、周波数領域の擬似エコー信号Ｘ_０（ｆ，ｊ）と第３収音信号Ｕ’（ｆ，ｊ）を入力とし、これらの信号間のクロススペクトルと、擬似エコー信号のパワースペクトルを求め、出力する（ｓ９０３）。なお、各クロススペクトル及びパワースペクトルは、時刻ｋ＝ｊＬ／Ｄにおける値である。

例えば、第２入出力相関関数算出部９０３は、図７に示すように、パワースペクトル算出部９０３ａとクロススペクトル算出部９０３ｂとを備える。

パワースペクトル算出部９０３ａは、以下の式により、擬似エコー信号のパワースペクトルＰ_００（ｆ，ｊ）を求める。

クロススペクトル算出部９０３ｂは、以下の式により、擬似エコー信号と第３収音信号との間のクロススペクトルＱ_０（ｆ，ｊ）を求める。

＜第２入出力伝達特性推定部９０４＞
第２入出力伝達特性推定部９０４は、擬似エコー信号のパワースペクトルＰ_００（ｆ，ｊ）と、擬似エコー信号と第３収音信号との間のクロススペクトルＱ_０（ｆ，ｊ）を用いて、周波数ごとに第２入出力伝達特性Ｇ_０（ｆ，ｊ）を推定し（ｓ９０４）、出力する。

例えば、第２入出力伝達特性推定部９０４は、第２入出力伝達特性Ｇ_０（ｆ，ｊ）を

により推定する。

＜第２残留エコー予測部９０５＞
第２残留エコー予測部９０５は、擬似エコー信号Ｘ_０（ｆ，ｊ）と推定した第２入出力伝達特性Ｇ_０（ｆ，ｊ）を入力とし、これらの値から第３収音信号に含まれる第２残留エコー成分Ｕ＾’（ｆ，ｊ）を予測し（ｓ９０５）、出力する。例えば、第２残留エコー予測部９０５は、第２残留エコー成分を以下の式により、予測する。

＜減算部９０６＞
減算部９０６は、第３収音信号Ｕ’（ｆ，ｊ）と予測した第２残留エコー成分Ｕ＾’（ｆ，ｊ）を入力とし、周波数領域の第３収音信号Ｕ’（ｆ，ｊ）から、予測した残留エコー成分Ｕ＾’（ｆ，ｊ）を差し引き（ｓ９０６）、送話信号Ｖ（ｆ，ｊ）を求め、出力する。

V(f,j)=U'(f,j)-U^'(f,j) (45)

＜効果＞
このような構成とすることによって、実施例１と同様の効果を得ることができる。さらに、以下で説明するように、その演算量を削減することができる。残留エコーに関する伝達特性を求めるために実施例１は式（１７）を用い、実施例３は式（３６）と式（４３）を用いる。実施例１の式（１７）では（Ｍ＋１）×（Ｍ＋１）の逆行列を求める必要があるが、実施例３の対応部分では、Ｍ×Ｍの逆行列及びスカラーの割算に置き換わっている。逆行列の演算は、行列サイズの３乗に比例するため、実施例３の残留エコーに関する伝達特性を求める演算量は、実施例１に対して（Ｍ／（Ｍ＋１））^３倍に減少する。

＜多チャネルエコー消去装置４００＞
図２及び図３を用いて実施例４に係る多チャネルエコー消去装置４００を説明する。なお、実施例１と異なる部分のみ説明する。多チャネルエコー消去装置４００は、Ｎ個のエコー消去部８_１，…，８_Ｎと、Ｎ個の残留エコー消去部４６_１，…，４６_Ｎを備える。実施例１と異なる残留エコー消去部について、説明する。

＜残留エコー消去部４６_１＞
残留エコー消去部４６_１は、Ｍ個の周波数領域変換部６０１_１，…，６０１_Ｍと、周波数領域変換部６０２と、入出力相関係数算出部６０３と、入出力伝達特性推定部６０４と、残留エコー予測部６０５と、減算部６０６と、時間領域変換部６０７と周波数領域変換部６０８とを有し、さらに、伝達特性調整部４６０４を有する。実施例１と異なる伝達特性調整部４６０４について説明する。

＜伝達特性調整部４６０４＞
図１２に示すように伝達特性調整部４６０４は、大きさ算出部４６０４ａと、判定部４６０４ｂと、調整部４６０４ｃを備え、推定した入出力伝達特性Ｇ（ｆ，ｊ）の大きさが基準値よりも大きいとき、入出力伝達特性Ｇ（ｆ，ｊ）の大きさが基準値と一致するように調整する処理、いわゆるクリップ処理を行う。

伝達特性調整部４６０４は、入出力伝達特性推定部６０４の出力である入出力伝達特性Ｇ（ｆ，ｊ）を入力とし、これを格納し、調整された入出力伝達特性Ｇ’（ｆ，ｊ）または入力値である入出力伝達特性Ｇ（ｆ，ｊ）をそのまま出力する。以下、各部の処理を説明する。

大きさ算出部４６０４ａは、例えば、推定した入出力伝達特性Ｇ（ｆ，ｊ）の大きさとしてノルム｜Ｇ（ｆ，ｊ）｜を算出する。例えば、

として求める。

判定部４６０４ｂは、予め指定した基準値Ｃよりもノルム｜Ｇ（ｆ，ｊ）｜が大きいか否か判定する。ノルム｜Ｇ（ｆ，ｊ）｜が基準値Ｃよりも小さい場合には、入力値である入出力伝達特性Ｇ（ｆ，ｊ）をそのまま出力する。ノルムが基準値よりも大きい場合には、調整部４６０４ｃに対し、調整指示を送信する。基準値（クリップする値）Ｃは例えば、［１音響パスの想定される音響結合量］×［ｓｑｒｔ（音響パス数）］として設定する。また、例えば、１音響パスの想定される音響結合量の（１／３）〜（１／２）程度の値を基準値Ｃとして設定しても良い。

調整部４６０４ｃは、調整指示を受け取ると、入出力伝達特性Ｇ（ｆ，ｊ）に基準値Ｃを乗じ、さらに、ノルム｜Ｇ（ｆ，ｊ）｜で割ることによって、入出力伝達特性Ｇ（ｆ，ｊ）を調整する（ｓ４６０４）。例えば、以下の式で表される。

残留エコー予測部６０５は、推定した入出力伝達特性Ｇ（ｆ，ｊ）または調整した入出力伝達特性Ｇ’（ｆ，ｊ）と、周波数領域のＭチャネルの受話信号Ｘ_１（ｆ，ｊ），…，Ｘ_Ｍ（ｆ，ｊ）と擬似エコー信号Ｘ_０（ｆ，ｊ）を入力とし、これらの値から第２収音信号に含まれる残留エコー成分Ｕ＾（ｆ，ｊ）を予測し（ｓ６０５）、出力する。

＜効果＞
このような構成とすることで、実施例１の同様の効果に加え、以下の効果を得ることができる。

このように閾値比較を行って入出力伝達特性を修正することで、送話と受話の相関により入出力伝達特性が過大評価されてしまうことを防止できる。通常、送話者の話す音声と受話信号の間には、相関がないが、処理単位のフレームを短くすると、送話者の話す音声と受話信号の間に偽りの相関が生じることがある。その場合、入出力伝達特性が過大に評価され、予測した残留エコー成分の値が必要以上に大きくなり、音声品質を劣化させてしまう可能性がある。本実施例では、その劣化を防止できる。

＜変形例＞
実施例３の多チャネルエコー消去装置３００において、入出力伝達特性推定部３６０４の後段であって、残留エコー予測部３６０５の間に伝達特性調整部４６０４を設けてもよい。その場合も入出力伝達特性が過大評価されてしまうことを防止できる。

また、入出力伝達特性の大きさを式（５１）以外の従来技術により求めてもよい。

＜多チャネルエコー消去装置５００＞
図５及び図６を用いて実施例５に係る多チャネルエコー消去装置５００を説明する。なお、実施例２と異なる部分のみ説明する。多チャネルエコー消去装置５００は、Ｎ個のエコー消去部８_１，…，８_Ｎと、Ｎ個の残留エコー消去部５６_１，…，５６_Ｎを備える。実施例２と異なる残留エコー消去部について、説明する。

＜残留エコー消去部５６_１＞
残留エコー消去部５６_１は、周波数領域変換部６０２と、入出力相関係数算出部６０３と、入出力伝達特性推定部６０４と、残留エコー予測部６０５と、減算部６０６と、時間領域変換部６０７と周波数領域変換部６０８とを有し、さらに、伝達特性調整部５６０４を有する。実施例２と異なる伝達特性調整部５６０４について説明する。

＜伝達特性調整部５６０４＞
図１２に示すように伝達特性調整部５６０４は、大きさ算出部５６０４ａと、判定部５６０４ｂと、調整部５６０４ｃを備え、推定した入出力伝達特性Ｇ_０（ｆ，ｊ）の大きさが基準値よりも大きいとき、入出力伝達特性Ｇ_０（ｆ，ｊ）の大きさが基準値と一致するように調整する処理、いわゆるクリップ処理を行う。

伝達特性調整部５６０４は、入出力伝達特性推定部６０４の出力である入出力伝達特性Ｇ_０（ｆ，ｊ）を入力とし、これを格納し、調整された入出力伝達特性Ｇ_０’（ｆ，ｊ）または入力値である入出力伝達特性Ｇ_０（ｆ，ｊ）をそのまま出力する。以下、各部の処理を説明する。

大きさ算出部５６０４ａは、例えば、推定した入出力伝達特性Ｇ_０（ｆ，ｊ）の大きさとしてノルム｜Ｇ_０（ｆ，ｊ）｜を算出する。例えば、

として求める。

判定部５６０４ｂは、予め指定した基準値Ｃよりもノルム｜Ｇ_０（ｆ，ｊ）｜が大きいか否か判定する。ノルム｜Ｇ_０（ｆ，ｊ）｜が基準値Ｃよりも小さい場合には、入力値である入出力伝達特性Ｇ_０（ｆ，ｊ）をそのまま出力する。ノルムが基準値よりも大きい場合には、調整部５６０４ｃに対し、調整指示を送信する。基準値（クリップする値）Ｃは例えば、［１音響パスの想定される音響結合量］×［ｓｑｒｔ（音響パス数）］として設定する。また、例えば、１音響パスの想定される音響結合量の（１／３）〜（１／２）程度の値を基準値Ｃとして設定しても良い。

調整部５６０４ｃは、調整指示を受け取ると、入出力伝達特性Ｇ_０（ｆ，ｊ）に基準値Ｃを乗じ、さらに、ノルム｜Ｇ_０（ｆ，ｊ）｜で割ることによって、入出力伝達特性Ｇ_０（ｆ，ｊ）を調整する（ｓ５６０４）。例えば、以下の式で表される。

残留エコー予測部２６０５は、推定した入出力伝達特性Ｇ_０（ｆ，ｊ）または調整した入出力伝達特性Ｇ_０’（ｆ，ｊ）と、擬似エコー信号Ｘ_０（ｆ，ｊ）を入力とし、これらの値から第２収音信号に含まれる残留エコー成分Ｕ＾（ｆ，ｊ）を予測し（ｓ２６０５）、出力する。

＜効果＞
このような構成とすることで、実施例２の同様の効果に加え、送話と受話の相関により入出力伝達特性が過大評価されてしまうことを防止できる。そして、音声品質の劣化を防止できる。

＜変形例＞
実施例３の多チャネルエコー消去装置３００において、第２入出力伝達特性推定部９０４の後段であって、第２残留エコー予測部９０５の間に伝達特性調整部５６０４を設けてもよい。その場合も入出力伝達特性が過大評価されてしまうことを防止できる。

また、入出力伝達特性の大きさを式（６１）以外の従来技術により求めてもよい。

１００、２００、３００、４００、５００ 多チャネルエコー消去装置
６_１、２６_１、４６_１、５６_１ 残留エコー消去部
３６_１ 第１残留エコー消去部
３９_１ 第２残留エコー消去部
９０３ 第２入出力相関係数算出部
９０４ 第２入出力伝達特性推定部
９０５ 第２残留エコー予測部
６０１_１，…，６０１_Ｍ、６０２、６０８、９０８ 周波数領域変換部
６０３、２６０３、３６０３ 入出力相関係数算出部
６０４、２６０４、３６０４ 入出力伝達特性推定部
４６０４、５６０４ 伝達特性調整部
６０５、２６０５、３６０５ 残留エコー予測部
６０６、９０６ 減算部
６０７ 時間領域変換部
８_１，…，８_Ｎ エコー消去部
８１ エコー予測部
８２ 減算部
８３ エコー経路推定部

Claims (10)

1. スピーカＭ個（Ｍは２以上の整数）とマイクロホンＮ個（Ｎは１以上の整数）が共通の音場に配置され、スピーカからＭチャネルの受話信号を再生した際に、エコー経路を介してマイクロホンに回り込むエコーを消去する多チャネルエコー消去方法であって、
   適応フィルタによる疑似エコー経路に前記受話信号を入力して疑似エコー信号を生成するエコー予測ステップと、
   前記マイクロホンで収音する第１収音信号から前記疑似エコー信号を差し引き、第２収音信号を求める減算ステップと、
   前記第２収音信号と前記受話信号を用いて、前記適応フィルタのフィルタ係数を更新するエコー経路推定ステップと、
   前記擬似エコー信号と第２収音信号とをそれぞれ周波数領域の信号に変換する周波数領域変換ステップと、
   前記擬似エコー信号のパワースペクトルと、前記第２収音信号と前記擬似エコー信号との間のクロススペクトルを求める入出力相関係数算出ステップと、
   前記擬似エコー信号のパワースペクトルと第２収音信号と前記擬似エコー信号との間のクロススペクトルを用いて、周波数ごとに入出力伝達特性を推定する入出力伝達特性推定ステップと、
   周波数領域の前記擬似エコー信号と推定した入出力伝達特性から第２収音信号に含まれる残留エコー成分を予測する残留エコー予測ステップと、
   周波数領域の前記第２収音信号から、予測した残留エコー成分を差し引き、送話信号を求める減算ステップと、
   前記減算ステップで求めた送話信号を時間領域の信号に変換する時間領域変換ステップと、
   を備える多チャネルエコー消去方法。
2. 請求項１記載の多チャネルエコー消去方法であって、
   前記周波数領域変換ステップにおいて、前記擬似エコー信号と第２収音信号と前記受話信号とをそれぞれ周波数領域の信号に変換し、
   前記入出力相関係数算出ステップにおいて、前記擬似エコー信号とＭチャネルの各受話信号と前記第２収音信号との間のクロススペクトルと、前記擬似エコー信号及びＭチャネルの受話信号の各チャネルのパワースペクトルとを求め、
   前記入出力伝達特性推定ステップにおいて、前記擬似エコー信号及びＭチャネルの各受話信号のパワースペクトルと、前記擬似エコー信号とＭチャネルの各受話信号と前記第２収音信号との間のクロススペクトルを用いて、周波数ごとに入出力伝達特性を推定し、
   前記残留エコー予測ステップにおいて、周波数領域の前記Ｍチャネルの受話信号と前記擬似エコー信号と推定した入出力伝達特性から第２収音信号に含まれる残留エコー成分を予測する、
   ことを特徴とする多チャネルエコー消去方法。
3. 請求項１または２に記載の多チャネルエコー消去方法であって、
   ｍ’≠ｍとし、ｍ＝１，…，Ｍとし、ｍ’＝１，…，Ｍとし、ｑ’≠ｑとし、ｑ＝０，１，…，Ｍとし、ｑ’＝０，１，…，Ｍとし、周波数領域の前記擬似エコー信号をＸ_０（ｆ，ｊ）とし、第ｍチャネルの受話信号をＸ_ｍ（ｆ，ｊ）とし、前記第２収音信号をＵ（ｆ，ｊ）とし、前記擬似エコー信号のパワースペクトルをＰ_００（ｆ，ｊ）とし、第ｍチャネルの受話信号のパワースペクトルをＰ_ｍｍ（ｆ，ｊ）とし、前記擬似エコー信号と第ｍチャネルの受話信号との間のクロススペクトルをＰ_０ｍ（ｆ，ｊ）とし、第ｍ’チャネルの受話信号と第ｍチャネルの受話信号の間のクロススペクトルをＰ_ｍ’ｍ（ｆ，ｊ）とし、前記擬似エコー信号と第２収音信号との間のクロススペクトルをＱ_０（ｆ，ｊ）とし、第ｍチャネルの受話信号と第２収音信号との間のクロススペクトルをＱ_ｍ（ｆ，ｊ）とし、Ａ^＊をＡの複素共役とし、Ｅ［Ａ］をＡの平均をとる関数とし、
   前記入出力相関係数算出ステップにおいて、前記擬似エコー信号のパワースペクトルＰ_００と第ｍチャネルの受話信号のパワースペクトルＰ_ｍｍを
   

   

   として求め、前記擬似エコー信号と第ｍチャネルの受話信号との間のクロススペクトルＰ_０ｍ（ｆ，ｊ）と、第ｍ’チャネルの受話信号と第ｍチャネルの受話信号の間のクロススペクトルＰ_ｍ’ｍ（ｆ，ｊ）を
   

   

   として求め、前記擬似エコー信号と第２収音信号との間のクロススペクトルＱ_０（ｆ，ｊ）と、第ｍチャネルの受話信号と第２収音信号との間のクロススペクトルＱ_ｍ（ｆ，ｊ）を、
   

   

   として求め、
   前記入出力伝達特性推定ステップにおいて、前記入出力伝達特性Ｇ（ｆ，ｊ）を、
   

   

   として推定し、
   前記残留エコー予測ステップにおいて、前記残留エコー成分を、
   

   

   として予測する、
   ことを特徴とする多チャネルエコー消去方法。
4. スピーカＭ個（Ｍは２以上の整数）とマイクロホンＮ個（Ｎは１以上の整数）が共通の音場に配置され、スピーカからＭチャネルの受話信号を再生した際に、エコー経路を介してマイクロホンに回り込むエコーを消去する多チャネルエコー消去方法であって、
   適応フィルタによる疑似エコー経路に前記受話信号を入力して疑似エコー信号を生成するエコー予測ステップと、
   前記マイクロホンで収音する第１収音信号から前記疑似エコー信号を差し引き、第２収音信号を求める減算ステップと、
   前記第２収音信号と前記受話信号を用いて、前記適応フィルタのフィルタ係数を更新するエコー経路推定ステップと、
   前記擬似エコー信号と第２収音信号と前記受話信号とをそれぞれ周波数領域の信号に変換する周波数領域変換ステップと、
   前記Ｍチャネルの各受話信号と前記第２収音信号との間のクロススペクトルと、前記Ｍチャネルの受話信号の各チャネルのパワースペクトルとを求める第１入出力相関係数算出ステップと、
   前記Ｍチャネルの各受話信号と前記第２収音信号との間のクロススペクトルと、前記Ｍチャネルの受話信号の各チャネルのパワースペクトルとを用いて、周波数ごとに入出力伝達特性を推定する第１入出力伝達特性推定ステップと、
   周波数領域の前記Ｍチャネルの受話信号と推定した入出力伝達特性から第２収音信号に含まれる第１残留エコー成分を予測する第１残留エコー予測ステップと、
   周波数領域の前記第２収音信号から、予測した第１残留エコー成分を差し引き、第３収音信号を求める減算ステップと、
   前記擬似エコー信号のパワースペクトルと、前記第３収音信号と前記擬似エコー信号との間のクロススペクトルを求める第２入出力相関係数算出ステップと、
   前記擬似エコー信号のパワースペクトルと第３収音信号と前記擬似エコー信号との間のクロススペクトルを用いて、周波数ごとに入出力伝達特性を推定する第２入出力伝達特性推定ステップと、
   周波数領域の前記擬似エコー信号と推定した入出力伝達特性から第３収音信号に含まれる第２残留エコー成分を予測する第２残留エコー予測ステップと、
   周波数領域の前記第３収音信号から、予測した第２残留エコー成分を差し引き、送話信号を求める減算ステップと、
   前記減算ステップで求めた送話信号を時間領域の信号に変換する時間領域変換ステップと、
   を備える多チャネルエコー消去方法。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の多チャネルエコー消去方法であって、
   前記推定した入出力伝達特性の大きさを算出する大きさ算出ステップと、
   予め指定した基準値よりも前記入出力伝達特性の大きさが大きいか否かを判定する判定ステップと、
   前記入出力伝達特性の大きさが前記基準値よりも大きい場合には、前記推定した入出力伝達特性に前記基準値を乗じ、さらに、前記入出力伝達特性の大きさで割ることによって、前記入出力伝達特性を調整する調整ステップをさらに備える、
   ことを特徴とする多チャネルエコー消去方法。
6. スピーカＭ個（Ｍは２以上の整数）とマイクロホンＮ個（Ｎは１以上の整数）が共通の音場に配置され、スピーカからＭチャネルの受話信号を再生した際に、エコー経路を介してマイクロホンに回り込むエコーを消去する多チャネルエコー消去装置であって、
   適応フィルタによる疑似エコー経路に前記受話信号を入力して疑似エコー信号を生成するエコー予測部と、
   前記マイクロホンで収音する第１収音信号から前記疑似エコー信号を差し引き、第２収音信号を求める減算部と、
   前記第２収音信号と前記受話信号を用いて、前記適応フィルタのフィルタ係数を更新するエコー経路推定部と、
   前記擬似エコー信号と第２収音信号とをそれぞれ周波数領域の信号に変換する周波数領域変換部と、
   前記擬似エコー信号のパワースペクトルと、前記第２収音信号と前記擬似エコー信号との間のクロススペクトルを求める入出力相関係数算出部と、
   前記擬似エコー信号のパワースペクトルと第２収音信号と前記擬似エコー信号との間のクロススペクトルを用いて、周波数ごとに入出力伝達特性を推定する入出力伝達特性推定部と、
   周波数領域の前記擬似エコー信号と推定した入出力伝達特性から第２収音信号に含まれる残留エコー成分を予測する残留エコー予測部と、
   周波数領域の前記第２収音信号から、予測した残留エコー成分を差し引き、送話信号を求める減算部と、
   前記減算部で求めた送話信号を時間領域の信号に変換する時間領域変換部と、
   を備える多チャネルエコー消去装置。
7. 請求項６記載の多チャネルエコー消去装置であって、
   前記周波数領域変換部において、前記擬似エコー信号と第２収音信号と前記受話信号とをそれぞれ周波数領域の信号に変換し、
   前記入出力相関係数算出部において、前記擬似エコー信号とＭチャネルの各受話信号と前記第２収音信号との間のクロススペクトルと、前記擬似エコー信号及びＭチャネルの受話信号の各チャネルのパワースペクトルとを求め、
   前記入出力伝達特性推定部において、前記擬似エコー信号及びＭチャネルの各受話信号のパワースペクトルと、前記擬似エコー信号とＭチャネルの各受話信号と前記第２収音信号との間のクロススペクトルを用いて、周波数ごとに入出力伝達特性を推定し、
   前記残留エコー予測部において、周波数領域の前記Ｍチャネルの受話信号と前記擬似エコー信号と推定した入出力伝達特性から第２収音信号に含まれる残留エコー成分を予測する、
   ことを特徴とする多チャネルエコー消去装置。
8. 請求項６または７に記載の多チャネルエコー消去装置であって、
   ｍ’≠ｍとし、ｍ＝１，…，Ｍとし、ｍ’＝１，…，Ｍとし、ｑ’≠ｑとし、ｑ＝０，１，…，Ｍとし、ｑ’＝０，１，…，Ｍとし、周波数領域の前記擬似エコー信号をＸ_０（ｆ，ｊ）とし、第ｍチャネルの受話信号をＸ_ｍ（ｆ，ｊ）とし、前記第２収音信号をＵ（ｆ，ｊ）とし、前記擬似エコー信号のパワースペクトルをＰ_００（ｆ，ｊ）とし、第ｍチャネルの受話信号のパワースペクトルをＰ_ｍｍ（ｆ，ｊ）とし、前記擬似エコー信号と第ｍチャネルの受話信号との間のクロススペクトルをＰ_０ｍ（ｆ，ｊ）とし、第ｍ’チャネルの受話信号と第ｍチャネルの受話信号の間のクロススペクトルをＰ_ｍ’ｍ（ｆ，ｊ）とし、前記擬似エコー信号と第２収音信号との間のクロススペクトルをＱ_０（ｆ，ｊ）とし、第ｍチャネルの受話信号と第２収音信号との間のクロススペクトルをＱ_ｍ（ｆ，ｊ）とし、Ａ^＊をＡの複素共役とし、Ｅ［Ａ］をＡの平均をとる関数とし、
   前記入出力相関係数算出部において、前記擬似エコー信号のパワースペクトルＰ_００と第ｍチャネルの受話信号のパワースペクトルＰ_ｍｍを
   

   

   として求め、前記擬似エコー信号と第ｍチャネルの受話信号との間のクロススペクトルＰ_０ｍ（ｆ，ｊ）と、第ｍ’チャネルの受話信号と第ｍチャネルの受話信号の間のクロススペクトルＰ_ｍ’ｍ（ｆ，ｊ）を
   

   

   として求め、前記擬似エコー信号と第２収音信号との間のクロススペクトルＱ_０（ｆ，ｊ）と、第ｍチャネルの受話信号と第２収音信号との間のクロススペクトルＱ_ｍ（ｆ，ｊ）を、
   

   

   として求め、
   前記入出力伝達特性推定部において、前記入出力伝達特性Ｇ（ｆ，ｊ）を、
   

   

   として推定し、
   前記残留エコー予測部において、前記残留エコー成分を、
   

   

   として予測する、
   ことを特徴とする多チャネルエコー消去装置。
9. スピーカＭ個（Ｍは２以上の整数）とマイクロホンＮ個（Ｎは１以上の整数）が共通の音場に配置され、スピーカからＭチャネルの受話信号を再生した際に、エコー経路を介してマイクロホンに回り込むエコーを消去する多チャネルエコー消去装置であって、
   適応フィルタによる疑似エコー経路に前記受話信号を入力して疑似エコー信号を生成するエコー予測部と、
   前記マイクロホンで収音する第１収音信号から前記疑似エコー信号を差し引き、第２収音信号を求める減算部と、
   前記第２収音信号と前記受話信号を用いて、前記適応フィルタのフィルタ係数を更新するエコー経路推定部と、
   前記擬似エコー信号と第２収音信号と前記受話信号とをそれぞれ周波数領域の信号に変換する周波数領域変換部と、
   前記Ｍチャネルの各受話信号と前記第２収音信号との間のクロススペクトルと、前記Ｍチャネルの受話信号の各チャネルのパワースペクトルとを求める第１入出力相関係数算出部と、
   前記Ｍチャネルの各受話信号と前記第２収音信号との間のクロススペクトルと、前記Ｍチャネルの受話信号の各チャネルのパワースペクトルとを用いて、周波数ごとに入出力伝達特性を推定する第１入出力伝達特性推定部と、
   周波数領域の前記Ｍチャネルの受話信号と推定した入出力伝達特性から第２収音信号に含まれる第１残留エコー成分を予測する第１残留エコー予測部と、
   周波数領域の前記第２収音信号から、予測した第１残留エコー成分を差し引き、第３収音信号を求める減算部と、
   前記擬似エコー信号のパワースペクトルと、前記第３収音信号と前記擬似エコー信号との間のクロススペクトルを求める第２入出力相関係数算出部と、
   前記擬似エコー信号のパワースペクトルと第３収音信号と前記擬似エコー信号との間のクロススペクトルを用いて、周波数ごとに入出力伝達特性を推定する第２入出力伝達特性推定部と、
   周波数領域の前記擬似エコー信号と推定した入出力伝達特性から第３収音信号に含まれる第２残留エコー成分を予測する第２残留エコー予測部と、
   周波数領域の前記第３収音信号から、予測した第２残留エコー成分を差し引き、送話信号を求める減算部と、
   前記減算部で求めた送話信号を時間領域の信号に変換する時間領域変換部と、
   を備える多チャネルエコー消去装置。
10. 請求項１から請求項５の何れかに記載の多チャネルエコー消去方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

Images