JP3248551B2 - 反響消去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、２線４線変換系およ
び拡声通話系などにおいてハウリングの原因および聴覚
上の障害となる反響信号を消去あるいは抑圧する反響制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５Ａは、拡声通話系の模式図である。
送話者１０の発声した送話音声は、送話用マイクロホン
１１、送話信号増幅器１２、伝送路１３ａ、受話信号増
幅器１４を順次経て受話スピーカ１５に供給され、スピ
ーカ１５からの再生音声が受話者１６に伝わる。一方受
話者１６が発声した音声は送話マイクロホン１７、送話
信号増幅器１８、伝送路１３ｂ、受話信号増幅器１９、
受話スピーカ２１を順次経て送話者１０へ伝わる。この
拡声通話系は、従来の電話通話系のように送受話器を手
に持つ必要がないため、作業をしながらの通話が可能で
あったり、また自然な対面通話が実現できるという長所
を持ち、通信会議やテレビ電話、拡声電話機などに広く
利用が進められている。

【０００３】一方、この拡声通話系の欠点としては、反
響の存在が問題となっている。即ち、図５Ａにおいてス
ピーカ１５から受話側に伝わった音声が、矢印２２で示
すようにマイクロホン１７で受音され、増幅器１８、伝
送路１３ｂ、増幅器１９、スピーカ２１を経て送話側に
再生される。送話者１０にとってこの現象は、自分の発
声した音声がスピーカ２１から再生されるという反響現
象であり、音響エコーなどと呼ばれている。この反響現
象は拡声通話系において通話の障害や不快感などの悪影
響を生じる。さらに、スピーカ２１から再生された音は
マイクロホン１１で受音されて信号の閉ループを形成す
る。そしてこのループの利得が１より大きい場合にはハ
ウリング現象が発生して通話は不能となる。

【０００４】このような拡声通話系の問題点を克服する
ために、損失制御装置や反響消去装置などが利用されて
いる。図５Ｂは損失制御装置の一例を示した模式図で、
図５Ａと共通な部分には同一の番号を付与した。また、
簡単のため増幅器は省略し、かつ図５Ａにおける受話者
１６側のみを示した。損失制御回路２３に伝送路１３ａ
からの受話信号ｘ（ｎ) 、およびマイクロホン１７の出
力信号ｚ（ｎ）（ｎは時間を表すパラメータ）が入力さ
れ、それらの大きさに基づいて送受話状態の判定が行わ
れる。送受話状態の判定方法としては、例えば、受話信
号ｘ（ｎ）と出力信号ｚ（ｎ）との各短時間パワーＰｘ
（ｎ），Ｐｚ（ｎ）を計算してその大きさを比較する。
ここで、矢印２２を通った、つまり反響路を通った反響
信号ｙ（ｎ）は受話信号ｘ（ｎ）より小さいと仮定する
と、受話者１６が発声した送話信号ｓ（ｎ）が無い時に
は、Ｐｘ（ｎ）＞Ｐｚ（ｎ）が成立し、この時には受話
状態と判定する。一方、あるレベル以上の送話信号ｓ
（ｎ）が存在すると、Ｐｘ（ｎ）＜Ｐｚ（ｎ）となり、
この時には送話状態と判定する。そして受話状態と判定
されれば、マイクロホン１７の出力側に挿入した送話側
損失器２４に損失を挿入する。その結果、スピーカ１５
から回り込んでマイクロホン１７で受音された反響信号
ｙ（ｎ）は、損失器２４によって減衰されて反響現象が
軽減される。一方、送話状態であると判定されれば、送
話側の損失器２４の損失は０（ｄＢ）として、スピーカ
１５の前段に挿入された受話側損失器２５に損失を挿入
する。その結果、マイクロホン１７で受音された送話信
号は減衰する事なく伝送される。また、損失を受話側に
挿入したことによって閉ループ利得を１以下に保ち、ハ
ウリング現象を防止することができる。

【０００５】以上説明したようにその損失制御装置２６
を用いれば反響現象を軽減させることが可能であるが、
構成を簡単に保つために挿入損失量は固定とする場合が
ある。この場合にはあらゆる状況を想定して挿入損失量
の値としては、大きな値（例えば２０ｄＢ）が与えられ
ている。しかしながら、挿入される損失量が１０ｄＢを
越えると、送受話判定の時間遅れなどによって、音声の
語頭や語尾の切断が生じて、通話品質が低下するという
問題が生じる。

【０００６】そこで、実際に使用される状況での音響結
合量に応じて適応的に損失量を制御する適応型損失制御
装置が提案されている。図６Ａは、適応型損失制御装置
の模式図である。図５Ｂと共通な部分には同一の番号を
付与した。挿入損失量決定回路２７に損失器２５を通過
した後の信号Ｌ _R ｘ（ｎ）、及びマイクロホン１７から
の出力信号ｚ（ｎ）が入力され、これらのレベルに基づ
いてスピーカ１５からマイクロホン１７までの間の音響
結合量Ｇを推定し、その推定量に応じて挿入損失量を決
定する。例えば、音響結合量の予測値Ｇ′はＬ_R ｘ
（ｎ）とｚ（ｎ）の各短時間パワーＰＬ_R ｘ（ｎ）とＰ
ｚ（ｎ）を用いて、以下のように計算できる。

【０００７】Ｇ′＝Ｐｚ（ｎ）／ＰＬ_R ｘ（ｎ） この予測結合量Ｇ′が１（０ｄＢ）よりも大きければ、
ｘ（ｎ）とＬ_T ｚ（ｎ）との間の利得が１以下になるよ
うな損失量を挿入損失量決定回路２７で計算する。例え
ば、Ｇ′が４（６ｄＢ）である場合には、入力信号ｘ
（ｎ）と送信信号Ｌ_T ｚ（ｎ）との間の開ループ利得を
１（０ｄＢ）以下に保つために、挿入損失量は０．５
（パワーで６ｄＢ）以下にする。また、音響結合量Ｇが
変化し、Ｇ′が２（３ｄＢ）になった場合には、挿入損
失量は０．７（パワーで３ｄＢ）以下にする。このよう
に決定された挿入損失量は損失制御回路２３に転送され
る。損失制御回路２３は前述した判断により、損失器２
４，２５に挿入損失量を与える。

【０００８】以上説明したように、適応型損失制御装置
においては、反響路の音響結合量Ｇの大きさに応じて挿
入損失量を決定し、損失を挿入することにより通話品質
の低下を最小限に押さえることが可能となる。しかしな
がら、音響結合量Ｇの推定は短時間パワで計算するた
め、正確な値を知ることは困難である。

【０００９】以上説明したように、適応型損失制御装置
を用いれば反響現象を軽減させることが可能であるが、
音響結合量Ｇの大きい条件下では、依然として通話品質
が低下するという問題が残されている。次に説明する反
響消去装置は、このような問題が生じない新しい技術と
して、近年導入が進められている。図６Ｂは従来の反響
消去装置３１の一例を示す。反響消去装置３１では、ま
ず反響路推定回路３２において反響路２２のインパルス
応答（反響路伝送特性）を推定し、その推定値ｈ
（ｎ）′を疑似反響路３３に転送する。次に疑似反響路
３３において、推定インパルス応答ｈ（ｎ）′と受話信
号ｘ（ｎ）との畳み込み演算を実行して疑似反響信号ｙ
（ｎ）′を合成する。そして減算器３４において、マイ
クロホン１７の出力信号ｚ（ｎ）から疑似反響信号ｙ
（ｎ）′を差し引く。反響路２２のインパルス応答の推
定が良好に行われていれば、反響信号ｙ（ｎ）と疑似反
響信号ｙ（ｎ）′はほぼ等しいものとなっており、減算
器３４での減算の結果、マイクロホン出力ｚ（ｎ）に含
まれる反響信号ｙ（ｎ）は消去される。なおマイクロホ
ン１７の出力ｚ（ｎ）のみを見れば反響信号ｙ（ｎ）と
信号ｓ（ｎ）とを区別できない、よってｚ（ｎ）を反響
信号と云うこともある。

【００１０】ここで疑似反響路３３は反響路２２の特性
ｈ（ｎ）の経時変動に追従する必要がある。そのため反
響路推定回路３２では、適応アルゴリズムを用いて、反
響路２２のインパルス応答の推定を行う。この推定動作
は受話状態、即ちｓ（ｎ）≒０であって、ｚ（ｎ）≒ｙ
（ｎ）とみなせる時に実行される。受話状態において、
減算器３４の出力、つまり誤差信号ｅ（ｎ）は反響信号
ｙ（ｎ）の消去残差ｙ（ｎ）−ｙ（ｎ）′と見なすこと
ができる。以下の説明では、この受話状態を仮定する。
適応アルゴリズムとは、受話信号ｘ（ｎ）と誤差信号ｅ
（ｎ）を用いて、ｅ（ｎ）のパワーが最小になるように
インパルス応答の推定値ｈ（ｎ）′を定めるアルゴリズ
ムであって、ＬＭＳ法、学習同定法、ＥＳ法などが知ら
れている。

【００１１】次に代表的な適応アルゴリズムについて説
明する。疑似反響路３３としてディジタルＦＩＲフィル
タを利用する場合には、フィルタのインパルス応答とフ
ィルタ係数は一致するので、以下、反響路インパルス応
答の推定値ｈ（ｎ）′をフィルタ係数と呼ぶことにす
る。適応アルゴリズムにおいて、ｈ（ｎ）′の推定は逐
次式の形で行われる。即ち、時刻ｎ＋１のフィルタ係数
ｈ（ｎ＋１）′は、時刻ｎのフィルタ係数ｈ（ｎ）′を
修正して得られるという次式によって計算される。

【００１２】 ｈ（ｎ＋１）′＝ｈ（ｎ）′＋αΔ（ｎ） （１） ただし、 ｈ（ｎ）′＝（ｈ１（ｎ）′，ｈ２（ｎ）′，…，ｈＬ（ｎ）′）^T ： フィルタ係数（時刻ｎにおける疑似反響路３３のインパ
ルス応答を表すベクトル） Δ（ｎ）：係数の修正方向を表すベクトル α：ステップサイズ（係数の修正の大きさを表すパラメータ：スカラ量） Ｌ：タップ数（フィルタ係数の数） ^T ：ベクトルの転置 ｎ：離散化時間 Δ（ｎ）はアルゴリズムに応じて異なっており、例え
ば、ＬＭＳ法では Δ（ｎ）＝ｅ（ｎ）ｘ（ｎ） （２） 学習同定法では Δ（ｎ）＝ｅ（ｎ）Ｘ（ｎ）／（Ｘ（ｎ）^T Ｘ（ｎ））（３） となる。ただし、 ｅ（ｎ）：誤差信号（＝ｙ（ｎ）−ｙ（ｎ）′） ｙ（ｎ）′＝ｈ（ｎ）′^T Ｘ（ｎ） Ｘ（ｎ）＝（ｘ(n),ｘ(n-1) ，…，ｘ（n-L+1)）^T ：受話信号ベクトル ここで、疑似反響路３３の特性が真の反響路２２の特性
に近く、疑似反響信号ｙ（ｎ）′が反響信号ｙ（ｎ）に
ほぼ等しくなった状態を収束したと呼ぶ。

【００１３】各種の適応アルゴリズムでは、ステップサ
イズパラメータαは、通常１に設定される。ステップサ
イズパラメータαは、収束の様子に影響を与える量であ
り、その値が１の場合には収束速度が最大となり、１よ
りも小さい値に設定すると収束速度は遅くなるが、最終
の誤差値が１の場合より小さくなる。このため初期状態
ではステップサイズパラメータαを１に設定し、ある程
度収束した場合には、ステップサイズパラメータαを小
さくするという可変ステップサイズパラメータ型の適応
アルゴリズムも提案されている。このようなアルゴリズ
ムにおいては、収束の状態を正しく判断する必要があ
る。

【００１４】さらに、反響路２２の特性を推定するアル
ゴリズムは、近端話者の送話信号が存在する場合には、
それを誤差と見なし誤った方向に疑似反響路３３を設定
してしまう。そこで受話信号ｘ（ｎ）と近端話者の送話
信号ｓ（ｎ）の混在（ダブルトーク）の有無を検出して
ダブルトーク状態では反響路の推定を停止する必要が生
じる。

【００１５】ダブルトーク時の適応推定の停止の問題を
解決する一方法として、陽にタブルトークを検出するこ
となく、良好に反響路の推定を行なうＦＧ／ＢＧ（フォ
アグラウンド／バックグラウンド）方式が提案されてい
る。図７ＡはＦＧ／ＢＧ方式を用いて構成された反響消
去装置３６を示し、図６Ｂと共通な部分には同一の番号
を付与した。ＦＧ／ＢＧ方式反響消去装置３６では、ま
ず反響路推定回路３２において反響路２２のインパルス
応答を推定し、その推定値ｈｂ（ｎ）′をＢＧ側の疑似
反響路３３に転送する。次にＢＧ側の疑似反響路３３に
おいて、ｈｂ（ｎ）′と受話信号ｘ（ｎ）との畳み込み
演算を実行して疑似反響信号ｙｂ（ｎ）′を合成する。
そして減算器３４において、マイクロホン１７の出力信
号ｚ（ｎ）から疑似反響信号ｙｂ（ｎ）′を差し引く。
反響路インパルス応答の推定が良好に行われていれば、
反響信号ｙ（ｎ）と疑似反響信号ｙｂ（ｎ）′はほぼ等
しいものとなる。ＢＧ側の疑似反響路３３の特性が真の
反響路２２の特性に近ければ、ＢＧ側の疑似反響路３３
の係数をＦＧ側の疑似反響路３７の係数に転送する。一
般的にはＢＧ側の疑似反響路３３が真の反響路２２の特
性に近づいたことは、マイクロホン出力信号ｚ（ｎ）と
疑似反響信号ｙｂ（ｎ）′の差ｅｂ（ｎ）とｚ（ｎ）と
のパワーを比較することで行なわれる。ここでパワーと
は信号の時間積分値であり、離散化された信号を扱う場
合には、例えばＰｘ（ｎ）＝Σｘ² （ｎ−ｉ）（Σはｉ
＝０からｋ−１まで）のように計算される。ここでｋは
積分時間を表す。前記係数の転送は次のように行われ
る。即ち、入力判定回路３８で入力信号ｘ（ｎ）が設
定されたしきい値以上の時に、パワー比較回路３９で
誤差信号ｅｂ（ｎ）のパワーがｚ（ｎ）のパワーよりあ
る程度以上小さいと判断され、かつ誤差比較回路４１
でＢＧ側の誤差信号ｅｂ（ｎ）のパワーがＦＧ側の誤差
信号ｅｆ（ｎ）（ＦＧ側疑似反響路３７の出力とｚ
（ｎ）との差）のパワーよりも小さいと判断された時
に、推定された係数ｈｂ（ｎ）′は、ＦＧ側疑似反響路
係数ｈｆ（ｎ）′と比べて、実際の反響路２２のインパ
ルス応答をより良く模擬していると考えられるので、Ｂ
Ｇ側疑似反響路３３の係数ｈｂ（ｎ）′をＦＧ側疑似反
響路３７に転送する。ＦＧ側疑似反響路３７の係数ｈｆ
（ｎ）′は、上記の条件が満たされた時のみ更新される
ので、ダブルトーク時にＢＧ側の反響路推定回路３２が
誤推定をした場合には上記条件が満たされないため、Ｂ
Ｇ側係数がＦＧ側に転送されず、ダブルトーク前の良好
なエコー消去が保持される。ＦＧ側疑似反響路３７から
疑似反響信号ｙｆ（ｎ）′を減算器４２でｚ（ｎ）から
減算し、その減算出力ｅｆ（ｎ）を伝送路１３ｂへ出力
する。

【００１６】しかしながら、ＦＧ／ＢＧ方式において
は、バックグラウンド側の疑似反響路３３の特性が真の
反響路２２と異なっていても転送判定回路４３が上記
の条件を満たし、誤ったＢＧ側疑似反響路３３の係
数をＦＧ側疑似反響路３７に転送してしまう場合があ
る。これは、特に入力信号ｘ（ｎ）が正弦波的である母
音などの時に、疑似反響路の係数が誤っていても誤差信
号ｅ（ｎ）のパワーが小さくなってしまうために起こ
る。

【００１７】また、以上説明してきた反響消去装置３１
及びＦＧ／ＢＧ方式反響消去装置３６は、初期の段階や
使用中での反響路２２の変化に対し、十分な反響消去量
が得られず、ハウリングを起こすという問題がある。こ
の問題を解決する方法としては、初期学習を行なうか、
あるいは反響消去装置が収束していない場合には、ハウ
リングが起こらない程度の損失を損失制御装置２８によ
り挿入しておくことなどが考えられる。以下では、反響
消去装置と前述した適応型損失制御装置を組み合わせた
事例を図７Ｂ、図８に示す。図７Ｂでは反響消去装置３
１と伝送路１３ａ，１３ｂとの間に適応型損失制御装置
２６が挿入されている。図８ではＦＧ／ＢＧ方式を用い
た反響消去装置３６と伝送路１３ａ，１３ｂとの間を適
応型損失制御装置２６が挿入された例である。これら図
において、図６Ａ，６Ｂ，７Ａと共通な部分には同一の
番号を付与した。これら装置において、適応型損失制御
装置２６は、反響消去装置３１又は３６を含めたスピー
カ１５とマイクロホン１７との間での音響結合量に対応
した損失を挿入する。このため初期の段階において反響
消去装置３１又は３６の反響消去量が少ない場合には、
適応型損失制御装置２６の挿入損失量を大きくして反響
を抑圧し、反響消去装置３１又は３６によりある程度反
響信号が取り除かれた場合には、適応型損失制御装置２
６の挿入損失量を小さくすることができる。

【００１８】以上説明したように、反響消去装置で問題
であった反響消去量が少ない場合のハウリング抑圧を反
響消去装置と適応型損失制御装置を組み合わせることに
より解決できることが分かる。しかしながら反響消去装
置側でどの程度反響が取り除かれたかを正しく判断しな
いと、例えば、ハウリングの防止に必要な挿入損失量以
下に挿入損失量を変化させてしまう可能性がある。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように従
来の反響消去装置においては、誤差信号が反響信号に比
べ小さくなった場合においても疑似反響路が真の反響路
を模擬していない場合がある。このような場合には、可
変ステップサイズパラメータ型の適応アルゴリズムにお
いては、収束していなくても収束していると判断するた
め、ステップサイズパラメータを小さくしてしまい、収
束が遅くなるといった問題が生じる。またＦＧ／ＢＧ方
式反響消去装置においては、収束していないＢＧ側の係
数をＦＧ側の係数に転送するといった誤転送が発生す
る。更に、反響消去装置と適応型損失制御装置とを組み
合わせた装置においては、ハウリングの防止に必要な挿
入損失量以下に挿入損失量を変化させてしまう可能性が
ある。このような問題を解決するために、この発明は疑
似反響路が真の反響路を正しく模擬する反響消去装置を
提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、誤差信号ピークホールド手段により、誤差信号ｅ
（ｎ）のパワーの所定の時間内でのピーク値と連続的に
検出して次にピーク値が検出されるまで誤差信号移動ピ
ーク値として出力し、反響信号ピークホールド手段によ
り反響信号ｚ（ｎ）のパワーの上記所定の時間内でのピ
ーク値を連続的に検出して次のピーク値が検出されるま
で反響信号移動ピーク値として出力され、収束判定手段
により、誤差信号移動ピーク値に対する反響信号移動ピ
ーク値との比により、疑似反響路の反響路との一致性が
判断される。

【００２１】請求項２の発明によれば請求項１の発明に
適応型損失制御装置が設けられ、その損失制御量が、上
記収束判定手段の判断にもとづき行われる。請求項３の
発明によれば、請求項１又は２の発明において、反響消
去はＢＧ／ＦＧ方式とされ、そのＢＧ／ＦＧ方式におけ
るＢＧ側の疑似反響路が反響路とよく一致した状態の判
定に上記収束判定手段の出力が用いられる。

【００２２】請求項４の発明によれば請求項１乃至３の
発明の何れかにおいて、反響路推定の適応アルゴリズム
における収束度を決めるステップサイズパラメータが上
記収束判定手段の出力に応じて制御される。

【００２３】

【実施例】図１にこの発明を反響消去装置３１と適応型
損失制御装置２６とを組み合わせた装置に適用した実施
例を示し、図７Ｂと共通な部分には同一の番号を付与し
た。この発明では信号ｚ（ｎ）とｅ（ｎ）とがピークホ
ールド回路５１に入力される。ピークホールド回路５１
は両信号ｚ（ｎ），ｅ（ｎ）のそれぞれ、サンプルパワ
ーのある時間内でのピーク値を連続的に検出するもので
あるから、移動ピークホールド回路と云うことができ、
また移動ピークホールドを検出すると云える。このピー
クホールド回路では例えば次の計算が行われる。

【００２４】 ｐｈｚ（ｎ）＝ｍａｘ〔ｚ（ｎ）^x ｚ（ｎ），βｐｈｚ（ｎ−１）〕 ｐｈｅ（ｎ）＝ｍａｘ〔ｅ（ｎ）^x ｅ（ｎ），βｐｈｅ（ｎ−１）〕 ここで、ｐｈｚ（ｎ）とｐｈｅ（ｎ）はそれぞれｚ
（ｎ），ｅ（ｎ）のピークホールド値（反響信号移動ピ
ーク値、誤差信号移動ピーク値）、βは減衰定数、ｍａ
ｘ〔ａ，ｂ〕はａとｂを比較し、大きい方の値を出力す
る関数である。減衰定数βは、１より小さい値であり、
０．９９９９±０．００００５の範囲であることが望ま
しい。また、この例では、１サンプルに於ける２乗値の
みでパワーを計算している。

【００２５】ピークホールド回路５１の出力ｐｈｚ
（ｎ），ｐｈｅ（ｎ）は収束判定回路５２に入力され
て、その比を、例えば、 Ａ（ｎ）＝１０ｌｏｇ（ｐｈｚ（ｎ）／ｐｈｅ（ｎ） として計算し、この値によりその収束性を判断する。つ
まりＡ（ｎ）が大きい程収束状態がよいと判断する。

【００２６】図２はこの発明の効果を示すグラフであ
り、収束の様子を示したものである。横軸は時間、縦軸
は疑似反響路３３と真の反響路２２との間の近さを表す
収束の様子を示す値であり、大きい値ほど近いことを示
す。これはシミュレーションの結果であり、点線５４は
マイクロホン出力信号ｚ（ｎ）と誤差信号ｅ（ｎ）との
各パワーＰｚ（ｎ），Ｐｅ（ｎ）の比（１０ｌｏｇ（Ｐ
ｚ（ｎ）／Ｐｅ（ｎ）））を示し、従来から収束の判定
に用いられてきた値である。但し、パワーを計算する際
の積分時間は、積分時間が長い場合には、収束の判定と
実際の収束の状態との間に時間的なずれが生じるため、
ここでは短い値を用いている。実線５５はピークホール
ド値ｐｈｚ（ｎ）とｐｈｅ（ｎ）とを用いて計算した収
束の値を示す。ここでは減衰定数βを０．９９９９に設
定した。また、一点鎖線５６は反響路２２と疑似反響路
３３との間の真の収束の様子を示す。つまり、シミュレ
ーションであるから反響路２２のインパルス応答ｈ
（ｎ）がわかっているから、これに対する疑似反響路３
３のインパルス応答の近似度を示し、例えばΣ１０ｌｏ
ｇ ₁₀ｈ_i （ｎ）² ／（（ｈ_i （ｎ）−ｈ_i （ｎ）′））
² （Σはｉ＝１からＬまで）により求める。

【００２７】この図２から、従来のパワーによる場合に
は疑似反響路３３の特性が真の反響路２２に近くない場
合でも、収束状態を表す値が大きくなっている場合があ
ることが分かる。一方、この発明によるピークホールド
値を用いた場合にはばらつきが少なくなり、疑似反響路
３３の収束の様子に近い。従って、従来のパワー比較で
収束の様子を評価するよりも、ピークホールド値を用い
て評価したほうが、反響路２２に対する疑似反響路３３
の真の収束の様子をより的確に示していることが分か
る。βを大きくし過ぎると、信号ｚ（ｎ），ｅ（ｎ）の
それぞれについて例えばゼロになってもパワーピーク値
が保持されてしまい、次に現われるｚ（ｎ），ｅ（ｎ）
についてその状態を知ることができなくなる。一方βを
小さくし過ぎると、ｚ（ｎ），ｅ（ｎ）の各瞬時変動に
追従する状態、つまり従来技術に近ずき、好ましくな
い。例えばサンプル周波数が８ｋＨｚの場合、１／（１
−β）が10000 になるように、つまりβ＝０．９９９９
に選定されて、母音の前後に入る小パワーの部分の影響
が除去されるようにする。

【００２８】この発明ではピークホールド値を使用して
いるため、マイクロホン出力信号ｚ（ｎ）の大きな値の
状態での収束値の計算値をその時刻以降も保持している
ために、出力信号ｚ（ｎ）が一時的に小さい場合に起こ
る不正確な収束値の計算を排除することができ、バラツ
キが少なくなる。また、母音等では収束していないにも
関わらず見かけ上早い収束を示す場合があるが、これも
母音の始まりにおいて収束していなければ、その時の大
きなｅ（ｎ）を保持するため、正確な値に近い値として
計算することが可能となる。

【００２９】この発明を反響消去装置３１と適応型損失
制御装置２６とを組み合わせた装置に適用したこの第１
の実施例では、図２から明らかなように、実際に収束し
た値に近い値を計算できる。適応型損失制御装置２６
は、反響消去装置３１にて得られた反響消去量に応じて
これが大きくなるに従って挿入損失量を小さくすること
ができるが、従来のｚ（ｎ）とｅ（ｎ）とのパワー比較
では、実際には反響消去されていなくても計算上反響消
去が得られていると判断し、必要以上に挿入損失量を小
さくしてしまうことがある。一方、この発明では収束判
定回路５２で計算したピークホールド比（曲線５５）が
実際に収束した値（曲線５６）に近いことから、この結
果を挿入損失量決定回路２７に送ることにより、的確な
挿入損失量を決定することができる。

【００３０】この実施例では、この発明を適応型損失制
御装置と反響消去装置とを組み合わせた装置に適用して
いるが、組み合わせ方としては、適応型損失制御装置２
６とＦＧ／ＢＧ型の反響消去装置３６とを組み合わせた
装置にも同様に適用できる。次にこの発明の第２の実施
例として、反響消去装置の反響路推定適応アルゴリズム
に適用した例を図３に示す。図３において、図６Ｂと共
通な部分には同一の番号を付与した。ＬＭＳ、学習同定
法、射影アルゴリズム、ＲＬＳ等の各種の適応アルゴリ
ズムでは、収束していない段階では、収束速度を早める
ためにステップサイズパラメータを１に設定し、ある程
度収束した場合には、最終の定常消去量を小さくするた
めにステップサイズパラメータを小さくするという可変
ステップサイズパラメータ型の適応アルゴリズムが提案
されている。この可変ステップサイズパラメータ型のア
ルゴリズムに於ては、どの程度収束しているかにより、
ステップサイズパラメータを可変にするため、収束状態
を的確に計算しなければならない。図２に示したように
この発明によれば、現在何ｄＢ収束したかが、実際の値
に近く計算できる。このため、この実施例では収束判定
回路５２の出力をステップサイズパラメータ可変回路５
８に入力し、例えば、図２では、収束判定回路５２の出
力、つまり収束値が１０ｄＢ以下ではステップサイズパ
ラメータは１、収束値が１０から１５ｄＢまでの間では
０．５、１５ｄＢ以上では０．１にする。このように制
御されるステップサイズパラメータを推定回路３２にお
ける適応アルゴリズムのステップサイズに用いる。曲線
５５から解るようにこの発明では、時間によるばらつき
が少ない状態でステップサイズの変更を行なえる。一
方、従来の収束度の判定では、時間による収束値が実際
の収束の状態（曲線５６）に比べてばらばらであるた
め、実際収束していなくてもステップサイズパラメータ
を０．１などと小さくしてしまうことがある。

【００３１】次にこの発明の第３の実施例として、ＦＧ
／ＢＧ方式を用いた反響消去装置に適用した場合につい
て説明する。図４はその実施例であり、図７Ａ、図１と
共通な部分には同一の番号を付与した。従来のＦＧ／Ｂ
Ｇ方式では、先に説明したようにＢＧ側の疑似反響路が
真の反響路に近いという転送条件を誤差信号ｅｂ（ｎ）
のパワーがマイクロホン出力信号ｚ（ｎ）のパワーより
ある程度以上小さくなったかどうかで判断している。一
方、この発明をＦＧ／ＢＧ方式に適用した場合には、図
７Ａについて述べたように、入力信号ｘ（ｎ）がしき
い値以上でＢＧ側の誤差信号ｅｂ（ｎ）のパワーがＦ
Ｇ側の誤差信号ｅｆ（ｎ）のパワーより小さい他に、
ＢＧ側の疑似反響路３３が真の反響路２２に近いという
転送条件をピークホールド回路５１で誤差信号ｅｂ
（ｎ）のピークホールド値がｚ（ｎ）のピークホールド
値よりある程度以上小さくなったかどうかにより判断す
ることになり、図２中の曲線５５の状態に相当する量で
判断する。図２で説明したように、従来のパワー比較よ
りピークホールド値比較の方が、反響路２２と疑似反響
路３３との差を的確に表することが出来る。従って、従
来のパワー比較時に起こるＢＧ側の疑似反響路３３が真
の反響路２２と異なっている時にＢＧ側疑似反響路３３
の係数をＦＧ側疑似反響路３７に転送してしまうといっ
た問題は、ピークホールド値を用いた比較により解決さ
れる。

【００３２】図１，図４の推定回路３２に対しても図３
について述べたように、ステップサイズパラメータ可変
回路５８をそれぞれ設けて、収束判定回路５２の出力に
よりステップサイズを変化させてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明は、疑似反
響路の特性が真の反響路にどれだけ近いかの評価を、反
響信号（マイクロホン出力）ｚ（ｎ）のパワーの移動ピ
ークホールド値と、反響信号と疑似反響信号の誤差信号
ｅ（ｎ）のパワーの移動ピークホールド値を比較するこ
とにより、単純なパワーでの比較よりも、実際の値に近
い値として行なうことができる。

【００３４】これを、反響消去装置と適応型損失挿入装
置とを組み合わせた装置に適用した場合には、反響消去
装置でどの程度反響が消去されているかを実際の値に近
い値で計算でき、挿入損失量を的確に変化させることが
できるようになり、通話品質の改善になつがる。また、
反響消去の状態に合わせてステップサイズパラメータを
可変とする反響路推定適応アルゴリズムにおいて、反響
消去装置の判定にｅ（ｎ）の移動ピークホールド値とｚ
（ｎ）のピークホールド値を用いることにより、的確に
ステップサイズパラメータを変化させることができ、可
変ステップサイズパラメータ型の適応アルゴリズムの目
的である収束していない段階では、収束速度を早めるた
めにステップサイズパラメータを１に設定し、ある程度
収束した場合には、最終の定常消去量を小さくするため
にステップサイズパラメータを小さくするという効果を
最大限に引き出すことが可能となる。

【００３５】さらに、これまで、正しく計算することが
困難であったＦＧ／ＢＧ方式を用いた反響消去装置に適
用した場合には、従来のパワー比較で起きていた誤った
ＢＧ側の係数をＦＧ側に転送することがなくなり、通話
品質が改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を適応型損失制御装置と反響消去装置
とを組み合わせた装置に適用した第１の実施例を示すブ
ロック図。

【図２】この発明の効果を説明するための各種収束を示
す量の変化状態を示す図。

【図３】この発明を可変ステップサイズパラメータ型の
アルゴリズムに適用した第２の実施例を示すブロック
図。

【図４】この発明をＦＧ／ＢＧ方式の反響消去装置に適
用した第３の実施例を示すブロック図。

【図５】Ａは拡声通話系の模式図、Ｂは従来の損失挿入
装置を示すブロック図である。

【図６】Ａは従来の適応型損失制御装置を示すブロック
図、Ｂは従来の反響消去装置を示すブロック図である。

【図７】Ａは従来のＦＧ／ＢＧ方式反響消去装置を示す
ブロック図、Ｂは従来の適応型損失制御装置と反響消去
装置とを組み合わせた装置を示すブロック図である。

【図８】従来の適応型損失制御装置とＦＧ／ＢＧ方式反
響消去装置とを組み合わせた装置を示すブロック図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 雅史 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−154824（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−25194（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−134030（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−187425（ＪＰ，Ａ) 国際公開93／6679（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 3/00 - 3/44

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反響路への送出信号と、誤差信号とから
   推定手段で上記反響路の伝達特性を推定し、その推定伝
   達特性を疑似反響路に設定し、その疑似反響路に上記送
   出信号を通して疑似反響信号を生成し、その疑似反響信
   号を減算手段で上記送出信号が上記反響路を経由した反
   響信号から差引くと共にその残りを上記誤差信号とする
   反響消去装置において、 上記誤差信号のパワーの所定の時間内でのピーク値を連
   続的に検出して次にピーク値が検出されるまで誤差信号
   移動ピーク値として出力する誤差信号ピークホールド手
   段と、 上記反響信号のパワーの上記所定の時間内でのピーク値
   を連続的に検出して次にピーク値が検出されるまで反響
   信号移動ピーク値として出力する反響信号ピークホール
   ド手段と、 上記誤差信号ピークホールド手段よりの誤差信号移動ピ
   ーク値に対する、上記反響信号ピークホールド手段より
   の反響信号移動ピーク値の比により、上記疑似反響路の
   上記反響路との一致性を判断する収束判定手段と、 を設けたことを特徴とする反響消去装置。
2. 【請求項２】 上記送出信号と上記反響信号とに応じて
   上記送出信号に与える損失と、上記誤差信号に与える損
   失とを逆に制御し、かつその制御量を、上記疑似反響路
   の上記反響路との一致性に応じて適応的に制御する適応
   型損失制御手段が設けられ、上記制御量の適応的制御が
   上記収束判定手段の判定にもとづき行われるものである
   ことを特徴とする請求項１記載の反響消去装置。
3. 【請求項３】 上記送出信号を第２疑似反響路に通し
   て、第２疑似反響信号を得、その第２疑似反響信号を上
   記反響信号から減算して第２誤差信号を出力信号とし、
   その第２誤差信号が上記誤差信号より大で、上記疑似反
   響路が上記反響路によく一致した状態を検出して、上記
   疑似反響路の特性を上記第２疑似反響路に転送するＢＧ
   ／ＦＧ方式とされ、そのＢＧ／ＦＧ方式における上記一
   致した状態の判定に上記収束判定手段が用いられている
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の反響消去装置。
4. 【請求項４】 上記推定手段における反響路推定の適応
   アルゴリズムにおける収束度を決めるステップサイズパ
   ラメータが上記収束判定手段の出力に応じて制御される
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の反響
   消去装置。