JPH08274690A - 近端スピーチ信号を検出するための方法および装置 - Google Patents

近端スピーチ信号を検出するための方法および装置

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JPH08274690A
JPH08274690A JP8001765A JP176596A JPH08274690A JP H08274690 A JPH08274690 A JP H08274690A JP 8001765 A JP8001765 A JP 8001765A JP 176596 A JP176596 A JP 176596A JP H08274690 A JPH08274690 A JP H08274690A
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acoustic echo
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far
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JP8001765A
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Stephen S Oh
エス．オゥ スチーブン
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Texas Instruments Inc
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M9/00—Arrangements for interconnection not involving centralised switching
    • H04M9/08—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic
    • H04M9/082—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic using echo cancellers

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  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低ＳＮ比環境内でも音響エコーキャンセラー
が良好に近端スピーチ信号を検出できるようにする 【解決手段】 マイクから受信した送り信号および適応
型フィルタの出力信号に応答して所定のサンプリング時
間にわたる音響エコーキャンセラー出力信号の平均パワ
ーを決定することにより、近端スピーチ信号を検出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的には、遠隔通
信信号処理技術に関し、より詳細には近端スピーチ（音
声）信号を検出するための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来技術】音響エコーキャンセラーはハンドフリーな
電話環境内で使用される最も好ましい機能手段のうちの
１つである。音響エコーキャンセラーは、話し手が電話
中に自分の声を聞かないようにするものである。遠端の
話し手のスピーチ信号は通信チャンネル、ラウドスピー
カ、周辺空気、マイクを通って通信チャンネルを通って
遠端の話し手に戻る。かかる状況では、遠端の話し手は
若干の遅れを伴って戻った自分の声を聞くこととなるの
で、電話の会話に支障が生じる。音響エコーキャンセラ
ーは電話システムが信号を遠端の話し手に送り出す前
に、遠端のスピーチ信号をキャンセルするものである。
従って、音響エコーキャンセラーの目的は、遠端のスピ
ーチ信号が遠端の話し手に戻らないように、遠端のスピ
ーチ信号をキャンセルすることにある。しかしながら、
このエコーキャンセラーは近端の話し手の声が存在して
いる際に、この近端の話し手のスピーチ信号をキャンセ
ルまたはひずませてはならない。近端のスピーチ信号検
出論理回路は音響エコーキャンセラーの重要な部品のう
ちの１つである。従来のエコーキャンセラーは近端スピ
ーチ検出回路を使用しているが、この回路は例えば自動
車の運転中に自動車電話を使用するような低ＳＮ比環境
内では良好に作動しない。従って、低ＳＮ比環境内でも
良好に近端スピーチ検出を行う音響エコーキャンセラー
を提供することが好ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記記載より、低ＳＮ
比環境内で作動する、近端スピーチ検出を行う音響エコ
ーキャンセラーが求められていることが理解できよう。
更に、周辺ノイズ環境と無関係に作動する近端スピーチ
検出を行うエコーキャンセラーも求められている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、従来の
音響エコーキャンセラーデバイスに関連した欠点および
問題を実質的に解消または減少する、近端スピーチ信号
を検出するための方法および装置が提供される。
【０００５】本発明の実施例によれば、マイクから受信
した送り信号および適応型フィルタの出力信号に応答し
て所定のサンプリング時間にわたる音響エコーキャンセ
ラー出力信号の平均パワーを決定することにより、近端
スピーチ信号を検出する方法が提供される。適応型フィ
ルタの出力信号はフィルタ処理された遠端スピーチ信号
のみならず、受信された送り信号によっても発生され
る。所定のサンプリング時間にわたるフィルタ処理され
た遠端スピーチ信号の平均およびフィルタ処理された受
信した送り信号の平均が決定される。音響エコーパス利
得／損失は、平均フィルタ処理された、受信した送り信
号と平均フィルタ処理された遠端スピーチ信号の比を計
算することにより決定される。音響エコーキャンセラー
の出力信号に対して長期のパワー平均が決定され、この
パワー平均は音響エコーキャンセラーの出力信号の平均
パワーと比較される。音響エコーパス利得／損失の長期
平均が決定され、近端スピーチ信号が存在することを検
出するために音響エコーパス利得／損失と比較される。
【０００６】本発明は従来の音響エコーキャンセラーデ
バイスよりも優れた種々の技術的利点を与えるものであ
る。例えば１つの技術的利点として、作動環境と無関係
に近端スピーチ信号を検出できることが挙げられる。別
の技術的利点としては、遠端スピーチ信号を環境ノイズ
と区別できることが挙げられる。他の技術的利点は、当
業者が次の説明および特許請求の範囲および図面を見れ
ば、容易に明らかとなろう。
【０００７】本発明およびその利点についてより完全に
理解できるよう、添付図面を参照して以下に説明する。
図中、同一参照番号を同一部品を示す。
【０００８】
【発明の実施の態様】図１は音響エコーキャンセラー１
０のブロック図である。音響エコーキャンセラー１０は
適応型フィルタ回路１２と近端スピーチ検出回路１４と
を含む。適応型フィルタ回路１２は適応型フィルタ１６
と加算回路１８とを含む。適応型フィルタ１６はｓ
（ｔ）：遠端スピーチ信号２０を受信し、近端検出回路
１４からの近端検出信号２４に応答してｙ（ｔ）：応答
信号２２を発生する。適応型フィルタ回路１２はｙ
（ｔ）：応答信号２２とマイク回路３０から受信された
ｘ（ｔ）：送り信号２８とを結合させることによりｅ
（ｔ）：音響エコーキャンセラー出力信号２６を発生す
る。ｅ（ｔ）：音響エコーキャンセラー出力信号２６は
遠端スピーカに戻すように送信される。適応型フィルタ
回路１２は遠端の話し手が自分の声を聞くことができな
いよう、ｘ（ｔ）：送り信号２８内の遠端スピーチ信号
をキャンセルする。ｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）、ｓ（ｔ）およ
びｅ（ｔ）の関係は次の式によって表される。
【０００９】
【数１】
【００１０】ここでｈ（ｋ）はエコーパスのインパルス
応答であり、ｓ（ｔ−ｋ）は遠端スピーチ信号であり、
ｎ（ｔ）はノイズ成分である。
【００１１】
【数２】
【００１２】ここで、ｂ（ｋ）は適応型フィルタ１６の
係数を示し、エコーパスインパルス応答の推定値であ
る。
【００１３】
【数３】
【００１４】近端検出回路１４はｓ（ｔ）：遠端スピー
チ信号２０をフィルタ処理するハイパスフィルタ３２を
含む。次に、遠端信号サンプリング回路３４内でフィル
タを通ったｓ（ｔ）：遠端スピーチ信号２０を処理し、
このサンプリング回路３４はフィルタを通ったｓ
（ｔ）：遠端スピーチ信号２０の平均を決定する。同様
に、遠端スピーチ検出回路１４はマイク回路３０から受
信したｘ（ｔ）：送り信号２８をフィルタ処理するフィ
ルタ３６を含む。次に、このフィルタを通ったｘ
（ｔ）：送り信号２８は送り信号サンプリング回路３８
で処理され、このサンプリング回路３８はフィルタを通
ったｘ（ｔ）：送り信号２８の平均を決定する。遠端信
号サンプリング回路３４で使用されるサンプリング時間
は送り信号サンプリング回路３６で使用されるサンプリ
ング時間と同じである。フィルタ処理し、平均化を行っ
た後に、割り算回路４０内でｓ（ｔ）：遠端スピーチ信
号２０とｘ（ｔ）：送り信号２８が組み合わされ、割り
算回路４０はγ（ｔ）：音響エコーパス利得／損失信号
４２を発生する。近端検出器４４は長期エコーパス平均
化回路４８によりγ（ｔ）：音響エコーパス利得／損失
信号４２およびγ（ｔ）：音響エコーパス利得／損失信
号４２の
【外１】 ：長期平均信号４６を受信する。
【００１５】近端スピーチ検出回路１４はパワーサンプ
リング回路５０においてｅ（ｔ）バー：音響エコーキャ
ンセラー出力信号２６をも受信し、パワーサンプリング
回路５０はｅ（ｔ）：音響エコーキャンセラー出力信号
２６のｅ（ｔ）バー：平均パワー信号５１を決定する。
パワーサンプリング回路５０は近端検出回路１４内の他
のサンプリング回路と同じサンプリング時間を有する。
近端検出器４４は長期エコーキャンセラー平均化回路５
２を通してｅ（ｔ）バー：平均パワー信号５１およびｅ
（ｔ）：音響エコーキャンセラー出力信号２６のρe 長
期パワー平均信号５３を受信する。近端検出器４４はγ
（ｔ）：音響エコーパワー利得／損失信号４２、
【外２】 ：長期平均信号４６、ｅ（ｔ）バー：平均パワー信号５
１およびρe ：長期パワー平均信号５３に応答して、近
端スピーチの存在を検出し、適応型フィルタ回路１２の
適応型フィルタ１６を駆動するように近端検出信号２４
を発生する。
【００１６】作動中、遠端の話し手はｓ（ｔ）：遠端ス
ピーチ信号２０を送信し、このスピーチ信号はスピーカ
６２を通して近端の話し手６０によって聴取される。ｘ
（ｔ）：送り信号２８は遠端スピーチと、ノイズと、マ
イク回路３０によって検出される近端スピーチの組み合
わせ信号である。ｘ（ｔ）：送り信号２８のノイズ特性
は、低周波数成分が大きくなっている。自動車に用いた
場合１. ５ＫＨｚよりも低いノイズ成分は高速道路ドラ
イブ条件下では１. ５ＫＨｚよりも高いノイズ成分より
も約２０ｄＢだけ強力である。従って、１. ５ＫＨｚよ
りも低いｘ（ｔ）：送り信号２８のこの部分を除き、ノ
イズ成分の多くを除くには、ハイパスフィルタ３６を通
過するようにｘ（ｔ）：送り信号２８を送る。ｓ
（ｔ）：遠端スピーチ信号２０はハイパスフィルタ３２
を通過し、１. ５ＫＨｚよりも低い成分を除き、ｘ
（ｔ）：送り信号２８のフィルタ特性に一致させる。一
旦、低周波成分がフィルタで除かれれば、所定のサンプ
リング時間にわたって遠端信号サンプリング回路３４お
よび送り信号サンプリング回路３８によって、それぞれ
ｓ（ｔ）：遠端スピーチ信号２０およびｘ（ｔ）：送り
信号２８が平均化される。次の式はｓ（ｔ）：遠端スピ
ーチ信号２０とｘ（ｔ）：送り信号２８を平均化するた
めの条件を示す。
【００１７】
【数４】
【００１８】ここで、αは所定の定数である。
【００１９】
【数５】
【００２０】ここで、Ｍはサンプリング時間であり、Ｈ
ＰＦはハイパスフィルタの演算であり、Ｐはｐノルム関
数であり、ｘ（ｔ−ｍ）バーは先のサンプリング時間の
値であり、ｓ（ｔ−ｍ）バーは先のサンプリング時間の
値である。
【００２１】平均化の後、割り算回路４０は平均化され
たフィルタを通ったｓ（ｔ）：遠端スピーチ信号２０に
対する平均化されたフィルタ処理されたｘ（ｔ）：送り
信号２８の比であるγ（ｔ）：音響エコーパス利得／損
失信号４２を発生する。長期エコーパス平均化回路４８
はγ（ｔ）：音響エコーパス利得／損失信号４２の
【外３】 ：長期平均信号４６を発生する。近端検出器４４によっ
て決定される近端スピーチ信号が存在しなければ、この
【外４】 ：長期平均信号４６は更新される。近端検出器４４はγ
（ｔ）：音響エコーパス利得／損失信号４２と
【外５】 ：長期平均信号４６とを比較し、近端スピーチが存在し
ていることを判別する。次の式は、γ（ｔ）：音響エコ
ーパス利得／損失信号４２と、
【外６】 ：長期平均信号４６と、近端スピーチ信号検出のための
それらの比較を示す。
【００２２】
【数６】
【００２３】ここで、μ＜＜１である。
【００２４】
【数７】
【００２５】
【数８】
【００２６】上記式（８）は第１条件を示し、ｋ2 は１
よりも大きい定数である。
【００２７】近端スピーチ信号検出は、ｅ（ｔ）：音響
エコーキャンセラー出力信号２６のパワー比較を実行す
ることによっても行うことができる。パワーサンプリン
グ回路５０は、ｅ（ｔ）：音響エコーキャンセラーの出
力信号２６を受信し、このｅ（ｔ）：音響エコーキャン
セラーの出力信号２６のｅ（ｔ）バー：平均パワー信号
５１を発生する。長期エコーキャンセラー平均化回路５
２は、ｅ（ｔ）バー：平均パワー信号５１のρe ：平均
パワー信号５３を発生する。近端検出器４４によって決
定されるような近端スピーチ信号が存在していなけれ
ば、このρe ：長期パワー平均信号５３は更新される。
近端検出器４４は、ｅ（ｔ）バー：平均パワー信号５１
とρe ：長期パワー平均信号５３とを比較し、近端スピ
ーチ信号が存在しているかどうかを判別している。次の
式はｅ（ｔ）バー：平均パワー信号５１と、ρe ：長期
パワー平均信号５３と、近端スピーチ信号検出のための
それらの比較を示す。
【００２８】
【数９】
【００２９】ここで、αは定数であり、Ｍはサンプリン
グ時間であり、Ｐはｐノルム関数であり、ｅ（ｔ−Ｍ）
バーは先のサンプリング時間の値である。
【００３０】
【数１０】
【００３１】ここでμ＜＜１である。
【００３２】
【数１１】
【００３３】ここで、上記式は第２条件を示し、ｋ1 は
１よりも大きい定数である。
【００３４】このような簡単なパワー比較によって近端
スピーチ信号が存在することを検出できるが、近端検出
器４４は、近端スピーチ信号の存在を示す２つの条件が
満たされているかどうかをチェックする。充足されなけ
ればならない第１条件とは、γ（ｔ）：音響エコーパス
利得／損失信号４２が
【外７】 ：長期平均信号４６の所定の倍数よりも大となることで
ある。充足されなければならない第２条件とは、ｅ
（ｔ）バー：平均パワー信号５１がρe ：長期パワー平
均信号５３の所定の倍数よりも大となることである。こ
れら２つの条件が満たされると近端検出器４４は近端ス
ピーチ信号が存在することを示す表示信号２４を発生す
る。
【００３５】適応型フィルタ１６は適応型フィルタの単
一パス構造として示されているが、２つのフィルタを使
用するデュアルパス構造も使用できる。図２は、適応型
フィルタ１６のためのデュアルパス構造を示す。この適
応型フィルタ１６のデュアルパス構造は２つのフィル
タ、即ち、バックグラウンドフィルタ７０と、フォアグ
ラウンドフィルタ７２とを含む。デュアルパス構造のた
め、フォアグラウンドフィルタ７２は適応型フィルタで
あり、フォアグラウンド信号のパワー推定値Ｅf（ｔ）
がバックグラウンド信号のパワー推定値Ｅb （ｔ）より
も小さければ、フレーム時間内にバックグラウンドフィ
ルタ７０へフォアグラウンド係数７１を１回ロードす
る。バックグラウンドフィルタは適応型フィルタであ
り、バックグラウンド信号のパワー推定値Ｅb （ｔ）が
フォアグラウンド信号のパワー推定値Ｅ f （ｔ）よりも
小さければ、フォアグラウンドフィルタ７２にバックグ
ラウンド係数７３をロードする。近端スピーチ信号が検
出される際にもフォアグラウンドフィルタ７２にバック
グラウンドフィルタ７０のバックグラウンド係数７３が
ロードされる。次の式は、デュアル構造の適応型フィル
タのうちのフォアグラウンドフィルタおよびバックグラ
ウンドフィルタに対するパワー推定値を示す。
【００３６】
【数１２】
【００３７】
【数１３】
【００３８】ここで、αは定数であり、Ｅf （ｔ−ｍ）
は先のサンプリング時間の値であり、Ｅb （ｔ−ｍ）は
先のサンプリング時間の値であり、Ｍはサンプリング時
間であり、Ｐはｐノルム関数であり、ｅf （ｔ−ｋ）は
フォアグラウンド音響出力信号であり、ｅb （ｔ−ｋ）
はバックグラウンド音響出力信号である。
【００３９】
【数１４】
【００４０】であればバックグラウンドフィルタにフォ
アグラウンド係数をロードする。
【００４１】
【数１５】
【００４２】であればフォアグラウンドフィルタにバッ
クグラウンド係数をバックロードする。ここで、ζは定
数である。
【００４３】近端スピーチ信号の検出中、近端検出信号
のパワーは急速に変化する。ノイズ成分のパワーは近端
スピーチ信号成分と比較して急速には変化しない。従っ
て、ノイズ条件の結果、近端スピーチ信号によって示さ
れるパワー変動は急速には変化しない。近端スピーチ信
号が急速に変化すると、近端スピーチ信号に過度の判別
の切り替えも生じるので、音響エコーキャンセラー１０
の出力が不安定となる。従って、近端スピーチ検出回路
１４は近端スピーチ条件と近端でないスピーチ条件との
間の過度に多い判別の切り替えを減らすように、近端ス
ピーチが検出されるといくつかのフレームから成るハン
グオーバー期間を可能とする。
【００４４】図３には、音響エコーキャンセラー１０の
ための動作フローチャートとして、近端スピーチ検出で
実行されるハングオーバー期間が示されている。この動
作フローチャートは音響エコーキャンセラー１０が初期
化されるスタートブロック８０で開始する。音響エコー
キャンセラー１０の初期化はハングオーバーカウントを
０にセットし、音響エコーキャンセラー１０によって使
用されるパラメータに対するデフォルト値をインストー
ルすることから成る。プロセスのフローは近端スピーチ
信号の存在を判別する際使用される２つの条件に対応す
る２つのパスに沿って進む。ブロック８２で示されるよ
うに、音響エコーキャンセラー１０は、第１条件を示す
第１パスに沿ってハイパスフィルタ３２でｓ（ｔ）：遠
端スピーチ信号２８を受信し、ハイパスフィルタ３６で
もｘ（ｔ）：送り信号２８を受信する。フィルタ処理が
完了した後、プロセスフローはパワー計算および比率ブ
ロック８４へ進み、このブロックで遠端サンプリング回
路３４および送りサンプリング回路３８によってそれぞ
れｓ（ｔ）：遠端スピーチ信号２０およびｘ（ｔ）：送
り信号２８が平均化される。各信号に対する平均値ｘ
（ｔ）バーおよびｓ（ｔ）バーが得られた後、割り算回
路４０はγ（ｔ）：音響エコーパス利得／損失信号４２
を発生し、この信号は作動フローチャートの比較ブロッ
ク８６へ送られる。プロセスはブロック８８へ進み、こ
こでγ（ｔ）：音響エコーパス利得／損失信号４２は長
期平均値の判別を受ける。比較ブロック８６において、
近端スピーチ信号の存在を示す第１条件の質問をするた
めに、γ（ｔ）：音響エコーパス利得／損失信号４２が
【外８】 長期平均値と比較される。
【００４５】適応型フィルタブロック９０は第２条件を
示す第２パスに沿って適応型フィルタ回路１２にてｓ
（ｔ）：遠端スピーチ信号２０およびｘ（ｔ）：送り信
号１８を受信する。適応型フィルタ回路１２はｅ
（ｔ）：音響エコーキャンセラー出力信号２６を発生す
る。プロセスはパワー計算ブロック９２に進み、ここで
ｅ（ｔ）：音響エコーキャンセラー出力信号２６に対す
るｅ（ｔ）バー：平均パワーが決定される。この結果得
られるｅ（ｔ）バー：平均パワーは更に処理できるよ
う、比較ブロック８６へ送られる。次のプロセスは長期
平均ブロック９４へ進み、このブロックでｅ（ｔ）バ
ー：平均パワーがｅ（ｔ）：音響エコーキャンセラーの
出力信号２６のρe ：長期パワー平均値となるように処
理される。比較ブロック８６はｅ（ｔ）：音響エコーキ
ャンセラーの出力信号２６のｅ（ｔ）バー：平均パワー
と、そのρe 長期パワー平均値とを比較し、近端スピー
チ信号が存在していることを示す第２条件の問い合わせ
を行う。
【００４６】プロセスは判別ブロック９６に進み、この
ブロックで第１条件と第２条件の双方が満たされるかど
うか判別される。双方の条件が満たされると、プロセス
は判別ブロック９８へ進み、ハングオーバーカウントの
ステータスを判別する。ハングオーバーカウントが近端
スピーチの初期検出時の場合のように０値になっている
と、プロセスはブロック１００へ進み、ここでハングオ
ーバーカウントが所定のインターバル値へセットされ
る。適応型フィルタ１６用のデュアルパス構造を有する
音響エコーキャンセラー１０に対しては、バックグラウ
ンドフィルタ７０の定数はフォアグラウンドフィルタ７
２にバックロードされる。次のプロセスは近端スピーチ
検出作動の開始点まで戻る。
【００４７】第１条件および第２条件が判別ブロック９
６で満たされない場合、プロセスは判別ブロック１０２
へ進み、ここでハングオーバーカウントが０よりも大き
いかどうかチェックされる。ハングオーバーカウントが
０よりも大であれば、プロセスはブロック１０４へ進
み、ここでハングオーバーカウントは１の値だけデクリ
メントされる。プロセスは近端スピーチ信号検出作動の
開始点まで続く。判別ブロック１０２でハングオーバー
カウントが０に等しければ、適応型フィルタ１６が単一
フィルタ構造の場合は、プロセスは近端スピーチ検出作
動の開始点まで戻る。
【００４８】適応型フィルタ１６内のデュアルパス構造
に対しては、プロセスは判別ブロック１０６まで続き、
このブロックでフォアグラウンドフィルタ７２のパワー
Ｅf（ｔ）出力がバックグランウンドフィルタ７０のパ
ワーＥb （ｔ）出力よりも小さいかどうかチェックされ
る。フォアグラウンドパワーＥf （ｔ）がバックグラン
ウンドパワーＥb （ｔ）よりも小さくなければプロセス
はブロック１０８へ進み、このブロックでバックグラン
ウンドフィルタ７０内にフォアグラウンドフィルタ７２
の係数がロードされる。このロードの後に、プロセスは
近端スピーチ信号検出作動の開始点まで戻る。フォアグ
ラウンドパワーＥf （ｔ）がバックグラウンドパワーＥ
b （ｔ）よりも小さくなければ、プロセスフローは判別
ブロック１１０へ進み、ここでバックグラウンドパワー
Ｅb （ｔ）がフォアグラウンドパワーＥf （ｔ）よりも
小さいかどうかチェックされる。かかるケースが存在し
ている場合、プロセスはブロック１１２へ進み、このブ
ロックでフォアグラウンドフィルタ７２にバックグラン
ウンドフィルタ７０の係数がロードされる。バックロー
ドの後にプロセスは近端スピーチ信号検出作動の開始点
まで戻る。バックグラウンドパワーＥb （ｔ）がこの段
階でフォアグラウンドパワーＥf （ｔ）よりも小さくな
ければ、プロセスはフォアグラウンドフィルタ７２およ
びバックグランウンドフィルタ７０との間でロードまた
はバックロードすることなく、近端スピーチ検出作動の
開始点まで戻る。
【００４９】図４は、近端スピーチ検出の有効性の一例
を示す。図４のグラフは高速ドライブ中の自動車に集め
られたスピーチファイルを示す。近端スピーチ信号の検
出は陰影の付いたバーで示されている。式内のパラメー
タに対する次の値を使用した。
【００５０】
【数１６】
【００５１】ここで、後の近端スピーチ信号検出にとっ
て過度に大きくなる可能性がある長期平均値を避けるた
め、ρe および
【外９】 の式を改善した。ρe および
【外１０】 の式は次のとおりであり、更新を実行すべき場合を示し
ている。
【００５２】
【数１７】
【００５３】
【数１８】
【００５４】ＳＮ比が小さくノイズの多い条件で近端検
出が行われる。
【００５５】要約すれば、音響エコーキャンセラーは音
響エコーキャンセラーの動作環境にかかわらず、近端ス
ピーチ信号が存在しているかどうかを判別する近端スピ
ーチ検出回路を含む。近端スピーチ検出回路は第１条件
として音響エコーパス利得／損失信号と長期平均値とを
比較し、更に第２条件として音響エコーキャンセラーの
出力信号の平均パワーと長期平均値とを比較する。近端
スピーチ検出を最適に行うには、双方の条件が満たされ
なければならない。第１条件において、音響エコーパス
利得／損失信号が長期平均値よりも大きく、第２条件に
おいて、音響エコーキャンセラーの出力信号の平均パワ
ーがその長期平均値よりも大であるときに、双方の条件
が満たされる。近端検出回路は近端スピーチの検出と近
端でないスピーチとの間の頻繁な急激な変化によって生
じる音響エコーキャンセラーの不安定な出力を防止する
ようにハングオーバーカウントを実行する。
【００５６】従って、本発明によれば、上記の利点を満
たす近端スピーチ信号を検出するための方法および装置
が提供されることは明らかである。以上で、好ましい実
施例について詳細に説明したが、本発明の範囲内では種
々の変形、置換および変更が可能であると理解すべきで
ある。例えば、近端スピーチの検出を行う限り、遠端ス
ピーチ信号、送り信号および音響エコーキャンセラー出
力信号の異なるパラメータおよび異なる比較が可能であ
る。当業者であれば、請求の範囲に記載した本発明の要
旨から逸脱することなく、他の実施例を容易に考えつく
ことができよう。
【００５７】以上の説明に関して、更に以下の項を開示
する。 （１）マイクロフォンから受信した送り信号および適応
型フィルタの出力信号に応答して、所定サンプリング期
間にわたる音響エコーキャンセラーの出力信号の平均パ
ワーを決定する段階と、遠端スピーチ信号をフィルタ処
理し、これにより適応型フィルタ出力信号を発生する段
階と、受信した送り信号をフィルタ処理する段階と、所
定サンプリング期間にわたるフィルタ処理した遠端スピ
ーチ信号の平均を決定する段階と、所定サンプリング期
間にわたるフィルタ処理された受信した送り信号の平均
を決定する段階と、平均されたフィルタ処理された受信
した送り信号と平均されたフィルタ処理された遠端スピ
ーチ信号の比である音響エコーパス利得／損失を決定す
る段階と、音響エコーキャンセラー出力信号の長期パワ
ー平均を決定する段階と、音響エコーパス利得／損失の
長期平均を決定する段階と、音響エコーパス利得／損失
と音響エコーパス利得／損失の長期平均とを比較する段
階と、音響エコーキャンセラー出力信号の平均パワーと
音響エコーキャンセラーの長期パワー平均とを比較し、
近端スピーチ信号が存在していることを検出する段階と
を備えた、近端スピーチ信号を検出する方法。
【００５８】（２）音響エコーキャンセラーの出力信号
の平均パワーが音響エコーキャンセラーの出力信号の長
期パワー平均の所定の倍数よりも大きく、音響エコーパ
ス利得／損失が音響エコーパス利得／損失の長期平均の
所定の倍数よりも大きい時に近端スピーチ信号が存在し
ていると判定する、第１項記載の方法。 （３）適応型フィルタのフォアグラウンドフィルタのフ
ォアグラウンドパワー出力推定値を決定する段階と、適
応型フィルタのバックグラウンドフィルタのバックグラ
ウンドパワー出力推定値を決定する段階と、フォアグラ
ウンドパワー出力推定値とバックグラウンドパワー出力
推定値とを比較し、適応型フィルタのバックグラウンド
フィルタおよびフォアグラウンドフィルタのための適当
な係数を決定する段階とを更に含む、第１項記載の方
法。 （４）フォアグラウンドパワー出力推定値がバックグラ
ウンドパワー出力推定値の倍数よりも大きい時、バック
グラウンドフィルタ内にフォアグラウンドフィルタの係
数をロードする段階を更に含む、第３項記載の方法。 （５）バックグラウンドパワー出力推定値がフォアグラ
ウンドパワー出力推定値の倍数よりも大きい時、フォア
グラウンドフィルタ内にバックグラウンドフィルタの係
数をロードする段階を更に含む、第３項記載の方法。
【００５９】（６）近端スピーチ信号が存在しているこ
とを検出した際にハングオーバーカウントを確定する段
階と、ハングオーバーカウントの確定に応答してバック
グラウンドフィルタ内にフォアグラウンドフィルタの係
数をロードする段階を更に含む、第３項記載の方法。 （７）近端スピーチ信号の存在を検出した際にハングオ
ーバーカウントを確定する段階を更に含む、第１項記載
の方法。 （８）ハングオーバーカウントの確定に応答して適応型
フィルタのための係数を更新する段階を更に含む、第７
項記載の方法。 （９）近端スピーチが存在していない時にハングオーバ
ーカウントをデクリメントする段階を更に含む、第７項
記載の方法。 （１０）ハングオーバーカウントが値０に達したことに
応答して音響エコーキャンセラーの長期パワー平均およ
びエコーパス利得／損失の長期平均を更新する段階を更
に含む、第９項記載の方法。
【００６０】（１１）音響エコーキャンセラーにおいて
使用するための近端スピーチ信号検出装置であって、遠
端スピーチ信号を受信し、該遠端スピーチ信号の低周波
成分を除くように動作する第１ハイパスフィルタと、所
定サンプリング期間にわたる前記遠端スピーチ信号の平
均信号を発生するように動作する遠端サンプリング回路
と、遠端スピーチ成分、近端スピーチ成分およびノイズ
成分を含む送り信号を受信し、該送り信号の低周波成分
を除くように動作する第２ハイパスフィルタと、前記所
定サンプリング期間にわたる前記送り信号の平均信号を
発生するように動作する送りサンプリング回路と、前記
遠端スピーチ信号の前記平均信号に対する前記送り信号
の前記平均信号の比である音響エコーパス利得／損失信
号を発生するように動作する割り算回路と、前記音響エ
コーパス利得／損失信号の長期平均信号を発生するよう
に動作する長期エコーパス平均化回路と、前記音響エコ
ーパス利得／損失信号が前記長期平均信号よりも大きい
時に、近端スピーチ信号が存在するための第１条件を決
定するように動作する近端検出器とを備えた、近端スピ
ーチ信号検出装置。
【００６１】（１２）音響エコーキャンセラーの出力信
号を受信し、前記所定のサンプリング期間にわたる前記
音響エコーキャンセラーの出力信号の平均信号を発生す
るよう動作するパワーサンプリング回路と、前記音響エ
コーキャンセラーの出力信号の前記平均信号に応答して
長期パワー平均信号を発生するよう動作し、更に前記音
響エコーキャンセラーの出力信号の前記平均信号が前記
長期パワー平均信号よりも大きい時に、近端スピーチ信
号の前記存在のための第２条件を決定するように動作す
る長期エコーキャンセラー平均化回路とを更に含む、第
１１項記載の近端スピーチ検出装置。 （１３）前記第１条件および第２条件が満たされると、
前記近端検出器が表示信号を発生するように動作する、
第１２項記載の近端スピーチ信号検出装置。 （１４）近端スピーチ信号が検出されないことが表示さ
れると、前記長期平均信号および前記長期パワー平均信
号を更新する、第１２項記載の近端スピーチ信号検出装
置。 （１５）前記近端検出器がハングオーバーカウンタを含
み、近端スピーチ信号が最初に存在している時に前記ハ
ングオーバーカウンタが所定の値にセットされたハング
オーバーカウントを有し、前記ハングオーバーカウント
が前記近端スピーチ信号の存在する時に前記近端検出器
が急激な変化を処理しないように防止する、第１２項記
載の近端スピーチ信号検出装置。 （１６）前記ハングオーバーカウントが値０に達した後
の近端スピーチ信号が次に存在してした時に、前記ハン
グオーバーカウントが前記所定の値にリセットされる、
第１５項記載の近端スピーチ信号検出装置。 （１７）近端スピーチ信号が存在している時、または前
記ハングオーバーカウントが０よりも大きい値になった
時に、前記長期平均信号および前記長期パワー平均信号
を更新しない、第１５項記載の近端スピーチ検出装置。
【００６２】（１８）音響エコーキャンセラー１０は適
応型フィルタ回路１２と、近端スピーチ信号検出回路１
４とを含む。適応型フィルタ回路１２はｓ（ｔ）：遠端
スピーチ信号２０およびｘ（ｔ）：送り信号２８に応答
するｅ（ｔ）：音響エコーキャンセラー出力信号２６を
発生するシングルまたはデュアルフィルタ構造のいずれ
かの適応型フィルタを含む。近端検出回路１４はハイパ
スフィルタ３２およびハイパスフィルタ３６においてそ
れぞれｓ（ｔ）：遠端スピーチ信号２０およびｘ
（ｔ）：送り信号２８をそれぞれ受信する。フィルタを
通ったｓ（ｔ）：遠端スピーチ信号２０およびフィルタ
を通ったｘ（ｔ）：送り信号２８は、それぞれ遠端信号
サンプリング回路３４および送り信号サンプリング回路
３８において所定のサンプリング期間にわたって平均化
される。割り算回路４０は、フィルタを通り、平均化さ
れたｓ（ｔ）バー：平均遠端スピーチ信号およびｘ
（ｔ）バー：平均送り信号に応答してγ（ｔ）：音響エ
コーパス利得／損失信号４２を発生する。近端検出器４
４は、γ（ｔ）：音響エコーパス利得／損失信号４２と
このγ（ｔ）：音響エコーパス利得／損失信号４２から
発生された
【外１１】 ：長期平均信号４６とを比較し、近端スピーチ検出のた
めの第１条件を決定する。近端検出器４４はパワーサン
プリング回路５０によって発生されたｅ（ｔ）：音響エ
コーキャンセラー出力信号２６のｅ（ｔ）バー：平均パ
ワー信号５１と長期エコーキャンセラー平均化回路５２
によって発生されたそのρe ：長期平均信号５３を第２
条件としても比較する。
【図面の簡単な説明】
【図１】近端スピーチ検出回路を備えた音響エコーキャ
ンセラーのブロック図である。
【図２】音響エコーキャンセラー内の適応型フィルタの
ためのデュアル構造のブロック図である。
【図３】近端スピーチ信号を検出するためのプロセスス
テップを示すフローチャートである。
【図４】近端スピーチ信号の検出を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 音響エコーキャンセラー １２ 適応型フィルタ回路 １４ 近端スピーチ信号検出回路 ２０ 遠端スピーチ信号 ２６ 音響エコーキャンセラー出力信号 ２８ 送り信号 ３２ ハイパスフィルタ ３４ 遠端信号サンプリング回路 ３６ ハイパスフィルタ ３８ 送り信号サンプリング回路 ４０ 割り算回路 ４４ 近端検出器 ５０ パワーサンプリング回路 ５１ 平均パワー信号 ５２ 長期エコーキャンセラー平均化回路 ５３ 長期平均信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マイクロフォンから受信した送り信号お
    よび適応型フィルタの出力信号に応答して、所定サンプ
    リング期間にわたる音響エコーキャンセラーの出力信号
    の平均パワーを決定する段階と、 遠端スピーチ信号をフィルタ処理し、これにより適応型
    フィルタ出力信号を発生する段階と、 受信した送り信号をフィルタ処理する段階と、 所定サンプリング期間にわたるフィルタ処理した遠端ス
    ピーチ信号の平均を決定する段階と、 所定サンプリング期間にわたるフィルタ処理された受信
    した送り信号の平均を決定する段階と、 平均されたフィルタ処理された受信した送り信号と、平
    均されたフィルタ処理された遠端スピーチ信号の比であ
    る音響エコーパス利得／損失を決定する段階と、 音響エコーキャンセラー出力信号の長期パワー平均を決
    定する段階と、 音響エコーパス利得／損失の長期平均を決定する段階
    と、 音響エコーパス利得／損失と音響エコーパス利得／損失
    の長期平均とを比較する段階と、 音響エコーキャンセラー出力信号の平均パワーと音響エ
    コーキャンセラーの長期パワー平均とを比較し、近端ス
    ピーチ信号が存在していることを検出する段階とを備え
    た、近端スピーチ信号を検出する方法。
  2. 【請求項２】 音響エコーキャンセラーにおいて使用す
    るための近端スピーチ信号検出装置であって、 遠端スピーチ信号を受信し、該遠端スピーチ信号の低周
    波成分を除くように動作する第１ハイパスフィルタと、 所定サンプリング期間にわたる前記遠端スピーチ信号の
    平均信号を発生するように動作する遠端サンプリング回
    路と、 遠端スピーチ成分、近端スピーチ成分およびノイズ成分
    を含む送り信号を受信し、該送り信号の低周波成分を除
    くように動作する第２ハイパスフィルタと、 前記所定サンプリング期間にわたる前記送り信号の平均
    信号を発生するように動作する送りサンプリング回路
    と、 前記遠端スピーチ信号の前記平均信号に対する前記送り
    信号の前記平均信号の比である音響エコーパス利得／損
    失信号を発生するように動作する割り算回路と、 前記音響エコーパス利得／損失信号の長期平均信号を発
    生するように動作する長期エコーパス平均化回路と、 前記音響エコーパス利得／損失信号が前記長期平均信号
    よりも大きい時に、近端スピーチ信号が存在するための
    第１条件を決定するように動作する近端検出器とを備え
    た、近端スピーチ信号検出装置。
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