JPH09130306A - 拡声通話装置およびエコーキャンセラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２スピーカ、１マイク構成の擬似ステレオ拡
声通話装置において、相手２話者による同時通話時のエ
コーを簡素な構成で打ち消す。 【解決手段】この擬似ステレオ拡声通話装置は、受話検
出手段１により初めに検出された受話チャネルＡ１を第
１の信号経路３に接続し、次に受話されたチャネルＢ１
を第２の信号経路４に接続する接続制御手段２と、第１
の信号経路３に接続され、受信チャネルから送信チャネ
ルへ回り込むエコーを推定し、擬似エコーを生成する適
応フィルタ５と、第２の信号経路４に接続され、過去に
適応フィルタ５で収束させ蓄積したフィルタ係数をフィ
ルタ係数蓄積手段７からロードして擬似エコーを生成す
る非適応フィルタ６と、左右のスピーカ１０、１１の出
力を制御して音像を定位させる受話フィルタ９とを備え
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば多地点間通
信会議システムなどに利用される２スピーカ、１マイク
構成の拡声通話装置およびこの装置に用いられるエコー
キャンセラに関する。

【０００２】

【従来の技術】遠隔地にいる人同士が、例えば映像、音
声、文書などをネットワークを介して共有し、緊密な協
調作業環境を構築するサービスとして、近年、パーソナ
ルコンピュータ（ＰＣ）やワークステーション（ＷＳ）
などのマルチメディア端末を利用した多地点間通信会議
システムが注目されている。

【０００３】この多地点間通信会議システムでは、遠隔
地にいる人同士があたかも向かい合って会議しているよ
うにモニタの画面でお互いの顔を見ながら会話が行え
る。また一つのドキュメントやアプリケーションを各端
末のディスプレイ上で共有して打ち合わせや協調作業な
どを行うことができる。

【０００４】従来の多地点間通信会議システムの端末
は、例えばＷＳなどにマイクとスピーカを追加装備した
構成であり、この場合、各ＷＳのモニタ上に複数の話者
の画像を表示させてその中の一人が話したときに、相手
話者に話しかけた声をマイクで集音し、通信回線を経由
して遠隔地の端末のスピーカから出力させてＴＶ会議を
行う。

【０００５】この際、各端末の会議参加者（聴人）は、
モニタ上の話者の口の動きやスピーカから発生される音
声などから、誰が話しているかを判断することになる。

【０００６】この多地点間通信会議システムにおいて、
発言者を音声から認識する上で、あるいは会議をスムー
ズに進行する上で、複数のスピーカを用いて発言者毎に
ことなる位置に音像を定位させることが有効である。

【０００７】この場合、聴者側において、各スピーカか
ら出力する音声のレベルや遅延時間を制御することによ
り、画面内の話者に対応する位置に音像を定位させるこ
とができる。

【０００８】また現在、この通信会議システムの利便性
からハンズフリーによる拡声通話の要求が強く、スピー
カ出力音声がマイクに回り込んで発生するエコー感やハ
ウリングなどを抑圧する、いわゆるエコーキャンセル技
術（エコーキャンセラ）が考案されている。このエコー
キャンセラと上記擬似ステレオ音声生成技術とを組み合
わせたものに擬似ステレオ拡声通話装置がある。

【０００９】この擬似ステレオ拡声通話装置は、図６に
示すように、入力されたモノラル音声信号を音像定位処
理部１１１、１１２がそれぞれの伝達関数（以下音像定
位関数とよぶ）Ｇ_Ri(z) 、Ｇ_Li(z) で演算処理してそれ
ぞれに接続されたスピーカ１１３、１１４から出力す
る。このときに音像定位処理部１１１、１１２の前段、
あるいは後段からエコーキャンセラ１１５が得た音声信
号と、スピーカ１１３、１１４から発生しマイク１１６
で集音した音声信号とを減算器１１７で差し引くことに
よりエコーを打ち消すものである。

【００１０】この場合、複数のスピーカ１１３、１１４
から音声が出力されると、各音声は聴者に聴きとられる
と共にマイク１１６にも集音される。このマイク１１６
には、各音声が異なる方向から入力されるためエコーパ
スが複数となり、これら複数のエコーを抑圧するために
エコーキャンセラ１１５の処理量が増大したり、話者交
代時に残留エコーが増大するなどの問題が生じる。

【００１１】従来の擬似ステレオ拡声通話装置は、図７
に示すように、音像定位処理部１１１、１１２の前段の
モノラル音声信号と減算器１１７で差し引かれた信号と
で学習する適応フィルタ（ＡＤＦ）１２１を有してお
り、この適応フィルタ（ＡＤＦ）１２１がエコーパスの
音響特性を学習するので、各スピーカ１１３、１１４か
ら出力された音声がマイク１１６へ回り込んだときのエ
コーは消去される。この場合、適応フィルタ（ＡＤＦ）
１２１は、１つで済み処理量およびメモリ容量などもモ
ノラル時とほぼ同等である。

【００１２】このとき、エコーキャンセラから見た総合
的なエコーパスの音響特性をＨ_i (z) とすると、音響特
性Ｈ_i (z) は、次の式（１０）で表すことができる。

【００１３】 Ｈ_i (z) ＝Ｇ_Ri(z) Ｈ_R (z) ＋Ｇ_Li(z) Ｈ_L (z) ……式（１０） この式（１０）から、音像定位関数Ｇ_Ri(z) 、Ｇ_Li(z)
などがエコーパスの音響特性Ｈ_i (z) に含まれることが
解る。

【００１４】左右の各スピーカ・マイク間の伝達関数Ｈ
_R (z) 、Ｈ_L (z) は、音響特性が定常な限り一定ではあ
るが、音像定位関数Ｇ_Ri(z) 、Ｇ_Li(z) は、話者が交代
すると、その都度変動する。

【００１５】ところで、多地点間通信会議システムにお
いては、会議参加者が多いことから、話者が交代が頻繁
に起こる。

【００１６】しかしながら、図７に示した擬似ステレオ
拡声通話装置では、話者交代があると、すなわち、音像
定位関数が変化すると、その都度、エコーパス特性Ｈ_i
(z)が変動し、エコーを十分に打ち消せなくなる。

【００１７】そこで、図８に示すように、擬似ステレオ
拡声通話装置に複数の適応フィルタ（ＡＤＦ）１２２、
１２３と、それらを加算する加算器１２４とを用いた線
形結合型のものが考えられる。この線形結合型の場合、
音像定位演算後に、左右の各スピーカ１１３、１１４か
らマイク１１６へのエコーパス一つにつき一つの適応フ
ィルタ（ＡＤＦ）１２２、１２３でエコーが打ち消され
るので、音像定位関数が変化してもエコーパス特性は変
化せず、複数の中のいずれか一つの地点からの受話音声
で一度適応フィルタ（ＡＤＦ）１２２、１２３を収束さ
せれば、その後はエコーパスが変動しない限り、話者が
交代してもエコー打ち消し量の劣化は生じなくなる。但
し、この場合、適応フィルタ（ＡＤＦ）が１つだけのと
きに比べて２倍の演算量およびメモリ容量が必要にな
り、これがコストアップの要因になる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の擬似
ステレオ拡声通話装置は、モノラル拡声通話装置に比べ
て、話者交代時に残留エコーの増大やメモリ量、演算量
の増大などといった問題が起こる。

【００１９】また上述した擬似ステレオ拡声通話装置で
は、単独話者を想定してエコーキャンセラが設けられて
いるため、多地点間通信会議を行うときのように、異な
る２地点の二人が議論を戦わせる状況やある一人が説明
している途中に他の会議参加者が割り込んで質問する状
況など、異なる２地点の話者が同時に話す状況が考慮さ
れておらず、この場合はエコーが打ち消されない。

【００２０】そこで、相手２地点同時通話時にもエコー
を打ち消すことができるよう上述した擬似ステレオ拡声
通話装置の構成、つまり複数の適応フィルタ（ＡＤＦ）
をそのまま適用すると、演算量、メモリ量がそのまま２
倍になり、装置全体が大幅にコストアップするという問
題があった。

【００２１】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、多地点間通信する上で話者交代時や同
時通話時などにエコーを打ち消すことができ、従来のも
のと比較して演算量の大幅な増加がなく、これにより装
置全体を比較的ローコストに構成できる拡声通話装置お
よびエコーキャンセラを提供することを目的としてい
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１記載の発明の拡声通話装置は、複数の
地点からの受話信号を受信する複数の受話チャネルと、
前記個々の受話チャネルに受信された受話信号を検出す
る受話検出手段と、前記受話検出手段により検出された
受話信号の受話数に応じて前記受話信号の受信された受
話チャネルを第１または第２の信号経路のいずれか一方
に接続する接続制御手段と、前記受話音声の音像を音声
毎に異なる位置に定位させるための複数のスピーカと、
前記第１および第２の信号経路を通じて入力された各受
話信号について前記複数のスピーカの出力を制御し、そ
れぞれの受話信号に対応する位置に音像を定位させる音
像定位手段と、発言者の音声を集音するためのマイク
と、前記第１の信号経路に接続され、前記受信チャネル
から前記第１の信号経路、前記音像定位手段、スピーカ
およびマイクを通じて送信チャネル側へ回り込むエコー
パスを推定し擬似エコーを生成する適応フィルタと、前
記適応フィルタにより推定されたエコーパスに対応する
フィルタ係数が蓄積されるエコーパス情報蓄積手段と、
前記第２の信号経路に接続され、前記受信チャネルから
前記第２の信号経路、前記音像定位手段、スピーカおよ
びマイクを通じて送信チャネル側へ回り込むエコーパス
に対応するフィルタ係数を前記エコーパス情報蓄積手段
からロードし前記第２の信号経路を通じて送信チャネル
側へ回り込むエコーを推定し擬似エコーを生成する非適
応フィルタと、前記非適応フィルタおよび適応フィルタ
により生成された各擬似エコーを前記送信チャネルのエ
コー信号から差し引く減算器とを具備したことを特徴と
している。

【００２３】この請求項１、５記載の発明の場合、複数
の受信チャネルのうち、受話中の受信チャネルが二つに
なった場合、適応フィルタとこれよりも処理量の少ない
非適応フィルタとを用いて受話チャネルから送話チャネ
ルに回り込むそれぞれのエコーを推定し擬似エコーを生
成し、減算器で送話チャネル側のエコー信号から差し引
きエコーを打ち消す。ここで用いた非適応フィルタは、
フィルタ係数を逐次学習／更新してゆくという処理を行
わないものなので、適応フィルタに比べて演算量が少な
く装置全体を比較的ローコストに構成できる。

【００２４】請求項２記載の発明の拡声通話装置は、請
求項１記載の拡声通話装置において、前記音像定位手段
が、前記第１の信号経路を通じて入力された受話信号に
ついて、対応位置に音像を定位させるための各スピーカ
用の関数演算を行う第１の信号演算部と、前記第２の信
号経路を通じて入力された受話信号について、対応位置
に音像を定位させるための各スピーカ用の関数演算を行
う第２の信号演算部と、前記第１および第２の信号演算
部により演算された同じスピーカに対する演算結果を加
算する複数のからなることを特徴としている。

【００２５】この請求項２記載の発明の場合、音像定位
手段に第１の信号演算部と、第２の信号演算部と、それ
ぞれの加算器とが備えられているので、話者が２人にな
った場合でも、それぞれについて音像を定位させること
ができる。

【００２６】請求項３記載の発明の拡声通話装置は、請
求項１記載の拡声通話装置において、前記エコー情報蓄
積手段が、前記各音像定位位置に対応した音響特性情報
をフィルタ係数として記憶する複数のメモリを具備した
ことを特徴としている。

【００２７】この請求項３記載の発明の場合、音像定位
が変化したときにそのときどきに応じたフィルタ係数の
データを各メモリからロードすることができる。

【００２８】請求項４記載の発明の拡声通話装置は、請
求項１記載の拡声通話装置において、前記エコー情報蓄
積手段が、前記適応フィルタにより推定された伝達関数
が定常な区間を単位とした前記音像定位手段の音響特性
を含む過去の複数のエコーパス情報を記憶する第１の記
憶手段と、前記第１の記憶手段により記憶された前記音
像定位手段の音響特性を含む過去の複数のエコーパス情
報から、前記音像定位手段の音響特性を除いたエコーパ
ス情報を求める手段と、前記スピーカからマイクへ至る
エコーパスの数分設けられ、求められた前記音像定位手
段の音響特性を除いたエコーパス情報を記憶する第２の
記憶手段と、前記第２の記憶手段のエコーパス情報を基
に、前記音像定位手段の次の音響特性を含んだエコーパ
ス情報を求める手段とを具備することを特徴としてい
る。

【００２９】この請求項４記載の発明の場合、音像定位
手段の音響特性を含む過去の複数のエコーパス情報とし
て、推定伝達関数Ｈ_i-1 '(z)、Ｈ_i '(z)が第１の記憶手
段に記憶されて、これら推定伝達関数Ｈ_i-1 '(z)、
Ｈ_i '(z)から、スピーカ・マイク間の伝達関数Ｈ_R (z)
、Ｈ_L (z) が求められ、それぞれが第２の記憶手段に
記憶される。そして上記伝達関数Ｈ_R (z) 、Ｈ_L (z) か
ら(i+1) 番目の区間における適応フィルタ５の伝達関数
Ｈ_i+1 '(z)が求められる。

【００３０】請求項５記載の発明のエコーキャンセラ
は、複数の受話チャネルに受信された受話信号を検出す
る受話検出手段と、前記受話検出手段により検出された
受話信号の受話数に応じて前記受話信号の受信された受
話チャネルを第１または第２の信号経路のいずれか一方
に接続する接続制御手段と、前記第１の信号経路に接続
され、前記受信チャネルから前記第１の信号経路、スピ
ーカおよびマイクを通じて送信チャネル側へ回り込むエ
コーパスを推定し擬似エコーを生成する適応フィルタ
と、前記適応フィルタにより推定されたエコーパスに対
応するフィルタ係数が蓄積されるエコーパス情報蓄積手
段と、前記第２の信号経路に接続され、前記第２の信号
経路から送信チャネルへ回り込むエコーパスに対応する
フィルタ係数を前記エコーパス情報蓄積手段からロード
し前記第２の信号経路を通じて送信チャネルへ回り込む
エコーパスを推定し擬似エコーを生成する非適応フィル
タと、前記非適応フィルタおよび適応フィルタにより生
成された各擬似エコーを前記送信チャネルのエコー信号
から差し引く減算器とを具備したことを特徴としてい
る。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００３２】図１は本発明の第１の実施形態の擬似ステ
レオ拡声通話装置の構成を示す図である。

【００３３】同図において、１は受話検出手段であり、
異なる複数の地点Ａ〜Ｅなどからのそれぞれの受信チャ
ネルＡ１〜Ｅ１のラインが接続され、その中で受話信号
の受信された受信チャネルを検出する。２は接続制御手
段であり、受話検出手段１により検出された受話中のチ
ャネルを第１の信号経路３に接続する。またある一つの
チャネルが受話中、他のチャネルに新たな受話信号の受
信（割り込み）が発生したときにその割り込みチャネル
を第２の信号経路４に接続する。５は適応フィルタ（Ａ
ＤＦ）であり、例えば 200タップ程度のものである。こ
の適応フィルタ５は、受信チャネルから送信チャネルへ
回り込むエコーを学習しつつ推定し擬似エコーを生成す
る。６は非適応フィルタであり、例えば有限インパルス
レスポンスフィルタ（ＦＩＲフィルタ）などである。こ
の非適応フィルタ６は、適応フィルタ５と同じタップ数
を有しているものの、適応フィルタ５のようにフィルタ
係数を逐次学習、更新するタイプのフィルタではないの
で、データ処理量としてはその数分の１程度で済む。こ
の非適応フィルタ６は受話中の受信チャネル数が二つに
なった場合に、他からフィルタ係数（受話フィルタ９を
含むエコーパスの特性情報）をロードし、そのフィルタ
係数を用いて回り込みエコーを推定し擬似エコーを生成
する。７はフィルタ係数蓄積手段であり、複数のメモリ
を有しており、適応フィルタ（ＡＤＦ）５で収束させた
フィルタ係数が各メモリにセーブされたり、フィルタ係
数を適応フィルタ（ＡＤＦ）５や非適応フィルタ（ＮＡ
ＤＦ）６などにロードする。８は減算器であり、送話信
号から擬似エコー信号を差し引く。９は音像定位処理手
段としての受話フィルタであり、左右の伝達関数Ｇ
_Ri(z) 、Ｇ_Li(z) の演算を行って右側用のスピーカ１
０、左側用のスピーカ１１に音声信号を出力し、画面上
の話者の位置に応じて音像を定位させるものである。１
２はマイクであり、この装置のオペレータ（会議参加
者）が他へ話しかけたときの音声を集音するためのもの
である。この擬似ステレオ拡声通話装置内においては、
適応フィルタ（ＡＤＦ）５および非適応フィルタ（ＮＡ
ＤＦ）６、フィルタ係数蓄積手段７および減算器８など
からエコーキャンセラが構成されている。

【００３４】続いて、図２を参照して上記受話フィルタ
９の構成について説明する。

【００３５】同図に示すように、受話フィルタ９は、第
１の信号経路３からの受話信号に対して右側音声を生成
するフィルタ２１（伝達関数がＧ1 _Ri(z) ）、左側音声
を生成するフィルタ２２（伝達関数がＧ1 _Li(z) ）、第
２の信号経路４からの受話信号に対して右側音声を生成
するフィルタ２３（伝達関数がＧ2 _Ri(z) ）、左側音声
を生成するフィルタ２４（伝達関数がＧ2 _Li(z) ）、右
側音声同志の演算結果を加算しスピーカ１０に出力する
加算器２５、左側音声同志の演算結果を加算しスピーカ
１１に出力する加算器２６などを有している。

【００３６】次に、図３を参照して上記フィルタ係数蓄
積手段７の構成について詳細に説明する。

【００３７】同図に示すように、フィルタ係数蓄積手段
７は、受話チャネルＡ１〜Ｅ１に対応した擬似エコーの
フィルタ係数である推定伝達関数ＨA'(z) 〜ＨE'(z) を
蓄積するための複数のメモリ３１〜３５を有している。

【００３８】続いて、図４を参照してフィルタ係数蓄積
手段７と適応フィルタ５との関係について説明する。

【００３９】同図に示すように、上記フィルタ係数蓄積
手段７内の、例えば推定伝達関数ＨA'(z) 用のメモリ３
１と適応フィルタ５間においては、信号経路３からの受
話信号Ｘ（データX0〜X99 ）は、適応フィルタ５内の係
数メモリ（図示せず）の 0番地から99番地に蓄積され、
また適応フィルタ５内の係数メモリの 100番地から 199
番地にフィルタ係数h0〜h99 が蓄積され、互いの間で畳
み込み演算が行われ、その演算結果がＹとして出力され
る。そして、メモリ３１の 200番地のデータが適応フィ
ルタ５内の係数メモリの 100番地にロードされ、 201番
地のデータが 101番地にロードされ、あるいは逆に適応
フィルタ５内の係数メモリの 100番地のデータがメモリ
３１の 200番地にセーブされるなどといったことが行わ
れる。

【００４０】すなわち、Ａ地点からの受話の場合、メモ
リ３１から適応フィルタ５内の係数メモリにデータをロ
ードし、Ａ地点からの音声で、フィルタ係数を収束させ
（学習を行い）、相手がＡ地点以外に切り替わったと
き、適応フィルタ５内の係数メモリのデータをメモリ３
１にセーブし、新たな地点に対応するメモリから、適応
フィルタ５内の係数メモリにデータをロードする。この
係数を用いて適応フィルタ５の学習を継続する。

【００４１】次に、この擬似ステレオ拡声通話装置の動
作について説明する。

【００４２】この擬似ステレオ拡声通話装置の場合、例
えばＡ地点などからの受話信号が受話チャネルＡ１に入
力されると、受話検出手段１がそれを検出し、接続制御
手段２が第１の信号経路３に接続し、第１の信号経路３
を通じて受話フィルタ９と適応フィルタ５とに受話信号
が入力される。受話フィルタ９では、受話検出手段１に
より検出された受話チャネルＡ１から、どの位置に音像
を定位させるべきかが判るので、その位置に音像を定位
させるよう伝達関数の演算がなされて各スピーカ１０、
１１への利得が制御される。そして各スピーカ１０、１
１から出力された音声は、エコー信号としてマイク１２
で集音されて減算器８に伝送される。

【００４３】一方、適応フィルタ５では、入力された受
話信号を基に対応するフィルタ係数がフィルタ係数蓄積
手段７からロードされて、受信チャネルＡ１から送信チ
ャネル１３へ回り込むエコーが推定され、擬似エコーが
生成されてそれが減算器８に出力される。

【００４４】そして減算器８において、擬似エコーと集
音されたエコーとが差し引かれて、その差信号が適応フ
ィルタ５にフィードバックされ、適応フィルタ５は、そ
の差信号がなくなるように、つまりエコーを収束させる
ように学習し、信号経路３に入力される音声がチャネル
Ａ１以外の音声になったとき、それを新たなフィルタ係
数として、フィルタ係数蓄積手段７にセーブする。

【００４５】ここで、例えばチャネルＡ１での受話中
に、Ｂ地点からの受話信号がチャネルＢ１に受信される
ことがある。

【００４６】この場合、地点Ｂからの受話信号がチャネ
ルＢ１に受信されると、受話検出手段１がそれを検出
し、接続制御手段２によりチャネルＢ１が第２の信号経
路４に接続され、その受話信号は、第２の信号経路４を
通じて受話フィルタ９と非適応フィルタ６とに入力され
る。

【００４７】受話フィルタ９では、受話検出手段１によ
り検出された受話チャネルＢ１の所定の位置に音像を定
位させるよう音像定位のための関数演算を行い、左右そ
れぞれのにおいて、二つの出力信号が加算されて、各ス
ピーカ１０、１１の出力が制御される。そして各スピー
カ１０、１１から出力された音声は、エコーとしてマイ
ク１２で集音されて減算器８に伝送される。

【００４８】この場合、地点数分のフィルタ係数用メモ
リが必要となるものの、モノラル型エコーキャンセラを
用いた場合と同等の処理量でエコーを打ち消すことので
きる２スピーカ、１マイク構成の擬似ステレオ拡声通話
装置を構成することができる。

【００４９】また上記以外にも、例えばチャネルＡ１の
受話終了後、直ちにチャネルＢ１に受話信号が受信され
ることがある。この場合、接続制御手段２は、受話が終
了して空いた第１の信号経路３にチャネルＢ１を接続す
る。

【００５０】すると、第１の信号経路３上の適応フィル
タ５は、Ａ地点からの受話信号で収束させたフィルタ係
数を一旦フィルタ係数蓄積手段７内のＡ地点用メモリ３
１にセーブした後、代わりにＢ地点用メモリ３２からフ
ィルタ係数をロードして、その後、Ｂ地点からの受話信
号での学習を行う。

【００５１】すなわち、チャネルＢ１に受話信号が受信
された場合であっても、適応フィルタ５が空いていれ
ば、適応フィルタ５により擬似エコーが生成されるの
で、エコーを確実に打ち消すことができる。

【００５２】このようにこの実施形態の擬似ステレオ拡
声通話装置によれば、エコーキャンセラの中核部品とし
て、フィルタ係数が逐次最適な値に更新される適応フィ
ルタ５と、ロードされたフィルタ係数によりフィルタリ
ング演算を行う非適応フィルタ６とを組み合わせて利用
することにより、多くのチャネルＡ１〜Ｅ１の中で同時
に２者が通話するときのエコーを適時打ち消すことがで
き、複数の話者が交替しながら通話する多地点間通信会
議システムなどに用いる端末、つまり擬似ステレオ拡声
通話装置をローコストに構成できる。

【００５３】従来は音像定位位置が２カ所の場合、単一
のエコーキャンセラではエコーを抑えきれなかったが、
適応フィルタ５の他にローコストな非適応フィルタ６
（補助エコーキャンセラ）を設けたことで、２者同時通
話区間については、それぞれのフィルタ５、６でエコー
を打ち消すことができる。但し補助エコーキャンセラの
フィルタ係数は、フィルタ係数蓄積手段７からロードす
るだけなのでエコーパスの音響特性変動に適時追随する
ことはできないが、スピーカ−マイク間の音響特性にさ
ほど大きな変化がなければ、エコーを十分抑えることが
できる。またこの実施形態の擬似ステレオ拡声通話装置
の受話フィルタ９による音像定位制御は、演算の容易な
利得制御なので、モノラルエコーキャンセラ並の処理量
で擬似ステレオ音声を再生できる。

【００５４】次に、図５を参照して上記フィルタ係数蓄
積手段７を変形した例について説明する。

【００５５】上記フィルタ係数蓄積手段７の構成の場
合、会議参加者の分だけメモリの数が必要となる。この
ため会議参加者が多くなると、それだけメモリを増設す
ることになりコストアップする。

【００５６】そこで、このコストアップを抑えるために
フィルタ係数蓄積手段を変形することが考えられる。

【００５７】この場合、同図に示すように、フィルタ係
数蓄積手段５０は、音声定位関数が定常となっている
(i-1)番目の区間における適応フィルタ５の推定伝達関
数Ｈ_{i- 1} '(z)を蓄積するメモリ５２と、同様にi 番目の
区間の推定伝達関数Ｈ_i '(z)を記憶するメモリ５１と、
これら推定伝達関数Ｈ_i-1 '(z)、Ｈ_i '(z)から、スピー
カ・マイク間の伝達関数Ｈ_R (z) 、Ｈ_L (z) を求め（分
解処理）、これらスピーカ・マイク間の伝達関数Ｈ
_R (z) 、Ｈ_L (z) から(i+1) 番目の区間における適応フ
ィルタ５の伝達関数Ｈ_i+1 '(z)の初期値を求める（合成
処理）分解合成処理部５３と、スピーカ・マイク間伝達
関数Ｈ_R (z) 、Ｈ_L (z) を記憶する２つのメモリ５４、
５５とから構成されている。この係数蓄積手段５０を有
するエコーキャンセラを推定伝達関数分解合成型エコー
キャンセラという。

【００５８】この場合、適応フィルタ５で推定された過
去２区間の推定伝達関数Ｈ_i-1 '(z)、Ｈ_i '(z)をメモリ
５１、５２に蓄積しておき、これらからスピーカ・マイ
ク間伝達関数Ｈ_R (z) 、Ｈ_L (z) を求めてメモリ５４、
５５に記憶するので、比較的安価にエコーキャンセラを
構成できる。

【００５９】以下、この推定伝達関数分解合成型エコー
キャンセラによる推定伝達関数の演算方法について説明
する。

【００６０】まず、音像定位関数が定常な区間を単位と
したi 番目の区間を考えてみる。

【００６１】適応フィルタ５で推定された過去２区間
（i 区間、i-1 区間）の伝達関数をそれぞれ推定伝達関
数Ｈ_i-1 '(z)、Ｈ_i '(z)とすると、エコーパスが定常
で、推定が正確であると仮定すれば、この推定音響特
性、すなわち推定伝達関数は、音像定位関数とは独立な
スピーカ・マイク間伝達関数Ｈ_R (z) 、Ｈ_L (z) を用い
て次式のように表すことができる。

【００６２】 Ｈ_i '(z) ＝Ｇ_Ri(z) Ｈ_R (z) ＋Ｇ_Li(z) Ｈ_L (z) Ｈ_i-1 '(z)＝Ｇ_Ri-1(z) Ｈ_R (z) ＋Ｇ_Li-1(z) Ｈ_L (z) …………式（１） 伝達関数の分解合成による複数エコーパスのエコーキャ
ンセラは、この関係を利用して、単一のエコーキャンセ
ラで得た複数の過去の伝達関数を基にスピーカ・マイク
間の伝達関数を求める。

【００６３】 Ｈ_R (z) ＝Ｄ(z) ^-1（ Ｇ_Li-1(z) Ｈ_R (z) −Ｇ_Li(z) Ｈ_L (z) ） Ｈ_L (z) ＝Ｄ(z) ^-1（−Ｇ_Ri-1(z) Ｈ_R (z) ＋Ｇ_Ri(z) Ｈ_L (z) ） 但しＤ(z) ＝Ｇ_Ri(z) Ｇ_Li-1(z) −Ｇ_Li(z) Ｇ_Ri-1(z) …………式（２） そして、(i-1) 区間で新たな音像定位関数が得られたと
き、 Ｈ_i+1 '(z)＝Ｇ_Ri+1(z) Ｈ_R (z) ＋Ｇ_Li+1(z) Ｈ_L (z) …………式（３） なる演算により、i+1 区間のエコーキャンセラのフィル
タ初期値を得ることができる。これら複数のフィルタ係
数を各フィルタで用いることにより、話者交代によるエ
コー打ち消し量の劣化が生じないエコーキャンセラを実
現できる。

【００６４】一般に、音像定位制御法としては、遅延制
御あるいは利得制御などがあるが、ここでは、比較的演
算が簡単な利得制御の場合について説明する。

【００６５】この場合、音像定位関数は、 Ｇ_Ri(z) ＝ｇ_Ri，Ｇ_Li(z) ＝ｇ_Li …………式（４） なので、Ｈ_R (z) ，Ｈ_L (z) は、次式で求められる。

【００６６】 Ｈ_R (z) ＝１／Ｄ（ ｇ_Li-1 Ｈ_R (z) −ｇ_Li Ｈ_L (z) ） Ｈ_L (z) ＝１／Ｄ（−ｇ_Ri-1 Ｈ_R (z) ＋ｇ_Ri Ｈ_L (z) ） 但しＤ＝ｇ_Riｇ_Li-1−ｇ_Liｇ_Ri-1 …………式（５） この推定伝達関数分解合成型エコーキャンセラを使用し
た場合、次のような効果が見込める。

【００６７】すなわち、図３に示したフィルタ係数蓄積
手段７の場合は、初めて受信する相手との通話開始時は
初期学習するまでの間、エコー打ち消し量の劣化が発生
するが、フィルタ係数蓄積手段５０とした場合、相手の
全地点からの通話が一通り終わらなくても二地点（すな
わち二つの定常状態）での学習を行えば、その後は初期
学習に伴うエコー打ち消しの劣化は生じない。またスピ
ーカ・マイク間でのエコーパスが変化しても、変化後、
二地点を再度学習すれば、その後は上記同様に話者交代
によるエコー打ち消し量の劣化は生じない。

【００６８】なお上記実施形態の拡声通話装置では、適
応フィルタ５、非適応フィルタ６および受話フィルタ９
への信号経路が二本（第１の信号経路３および第２の信
号経路４）なので、同時に３種類以上の音像定位関数に
対しては、エコーを打ち消すことができない。

【００６９】そこで、異なる三地点以上からの通話に対
しては、処理量が許せる範囲で、固定ＦＩＲフィルタな
どの非適応フィルタをさらに追加することも考えられ
る。

【００７０】すなわち、第２の信号経路４や非適応フィ
ルタ６などが複数個になった場合も考えられる。

【００７１】このように処理量の少ないデジタルフィル
タを増設することにより、実際のアプリケーションにお
ける同時通話の発生頻度とコストとの兼ね合いで最適対
応が可能である。

【００７２】また本発明は、相手話者の画像をモニタ上
で確認できるＴＶ会議システムのみでなく、画面上には
話者が表示されず、共有のドキュメントや図形などが画
面上にある協調ワークの通信会議や、モニター画面の存
在しないシステム、つまり音声会議などにも適用でき
る。

【００７３】また上記実施形態では、最も単純な２スピ
ーカ、１マイク型の形態について説明したが、スピーカ
を三つ以上としたり、また入力側のマイクを複数にする
などの応用が可能である。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、２
スピーカ、１マイク構成の拡声通話装置において、複数
の会議参加者の中のある発言者からの音声を擬似ステレ
オで再生する中で、２者の同時通話や話者交代などが生
じ、エコーパス特性の変動が生じた場合に、適応フィル
タと非適応フィルタとによってエコーを打ち消すことが
できる。

【００７５】また２人目の話者に対する非適応フィルタ
は、適応フィルタのようにフィルタ係数の自動更新を行
わないので、従来のものと比較して演算量の大幅な増加
がなく、したがって装置全体を比較的ローコストに構成
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る擬似ステレオ拡声通話装置の実施
形態を示す図。

【図２】この擬似ステレオ拡声通話装置の受話フィルタ
の詳細構成を示す図。

【図３】この擬似ステレオ拡声通話装置のフィルタ係数
蓄積手段の詳細構成を示す図。

【図４】図３のフィルタ係数蓄積手段と適応フィルタと
の関係を示す図。

【図５】図３のフィルタ係数蓄積手段の変形例を示す
図。

【図６】従来の擬似ステレオ拡声通話装置を示す図。

【図７】従来の擬似ステレオ拡声通話装置にモノラルエ
コーキャンセラを適用した例を示す図。

【図８】従来の擬似ステレオ拡声通話装置に線形結合型
エコーキャンセラを適用した例を示す図。

【符号の説明】

１…受話検出手段、２…接続制御手段、３…第１の信号
経路、４…第２の信号経路、５…適応フィルタ（ＡＤ
Ｆ）、６…非適応フィルタ（ＮＡＤＦ）、７、５０…フ
ィルタ係数蓄積制御手段、８…減算器、９…受話フィル
タ、３１〜３５…メモリ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｍ 3/56 Ｇ１０Ｋ 11/16 Ｈ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の地点からの受話信号を受信する複
   数の受話チャネルと、 前記個々の受話チャネルに受信された受話信号を検出す
   る受話検出手段と、 前記受話検出手段により検出された受話信号の受話数に
   応じて前記受話信号の受信された受話チャネルを第１ま
   たは第２の信号経路のいずれか一方に接続する接続制御
   手段と、 前記受話音声の音像を音声毎に異なる位置に定位させる
   ための複数のスピーカと、 前記第１および第２の信号経路を通じて入力された各受
   話信号について前記複数のスピーカの出力を制御し、そ
   れぞれの受話信号に対応する位置に音像を定位させる音
   像定位手段と、 発言者の音声を集音するためのマイクと、 前記第１の信号経路に接続され、前記受信チャネルから
   前記第１の信号経路、前記音像定位手段、スピーカおよ
   びマイクを通じて送信チャネル側へ回り込むエコーパス
   を推定し擬似エコーを生成する適応フィルタと、 前記適応フィルタにより推定されたエコーパスに対応す
   るフィルタ係数が蓄積されるエコーパス情報蓄積手段
   と、 前記第２の信号経路に接続され、前記受信チャネルから
   前記第２の信号経路、前記音像定位手段、スピーカおよ
   びマイクを通じて送信チャネル側へ回り込むエコーパス
   に対応するフィルタ係数を前記エコーパス情報蓄積手段
   からロードし前記第２の信号経路を通じて送信チャネル
   側へ回り込むエコーを推定し擬似エコーを生成する非適
   応フィルタと、 前記非適応フィルタおよび適応フィルタにより生成され
   た各擬似エコーを前記送信チャネルのエコー信号から差
   し引く減算器とを具備したことを特徴とする拡声通話装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の拡声通話装置において、 前記音像定位手段が、 前記第１の信号経路を通じて入力された受話信号につい
   て、対応位置に音像を定位させるための各スピーカ用の
   関数演算を行う第１の信号演算部と、 前記第２の信号経路を通じて入力された受話信号につい
   て、対応位置に音像を定位させるための各スピーカ用の
   関数演算を行う第２の信号演算部と、 前記第１および第２の信号演算部により演算された同じ
   スピーカに対する演算結果を加算する複数の加算器とか
   らなることを特徴とする拡声通話装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の拡声通話装置において、 前記エコーパス情報蓄積手段が、 前記各音像定位位置に対応した音響特性情報をフィルタ
   係数として記憶する複数のメモリを具備したことを特徴
   とする拡声通話装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の拡声通話装置において、 前記エコーパス情報蓄積手段が、 前記適応フィルタにより推定された伝達関数が定常な区
   間を単位とした前記音像定位手段の音響特性を含む過去
   の複数のエコーパス情報を記憶する第１の記憶手段と、 前記第１の記憶手段により記憶された前記音像定位手段
   の音響特性を含む過去の複数のエコーパス情報から、前
   記音像定位手段の音響特性を除いたエコーパス情報を求
   める手段と、 前記スピーカからマイクへ至るエコーパスの数分設けら
   れ、求められた前記音像定位手段の音響特性を除いたエ
   コーパス情報を記憶する第２の記憶手段と、 前記第２の記憶手段のエコーパス情報を基に、前記音像
   定位手段の次の音響特性を含んだエコーパス情報を求め
   る手段とを具備したことを特徴とする請求項１記載の拡
   声通話装置。
5. 【請求項５】 複数の受話チャネルに受信された受話信
   号を検出する受話検出手段と、 前記受話検出手段により検出された受話信号の受話数に
   応じて前記受話信号の受信された受話チャネルを第１ま
   たは第２の信号経路のいずれか一方に接続する接続制御
   手段と、 前記第１の信号経路に接続され、前記受信チャネルから
   前記第１の信号経路、スピーカおよびマイクを通じて送
   信チャネル側へ回り込むエコーパスを推定し擬似エコー
   を生成する適応フィルタと、 前記適応フィルタにより推定されたエコーパスに対応す
   るフィルタ係数が蓄積されるエコーパス情報蓄積手段
   と、 前記第２の信号経路に接続され、前記第２の信号経路か
   ら送信チャネルへ回り込むエコーパスに対応するフィル
   タ係数を前記エコーパス情報蓄積手段からロードし前記
   第２の信号経路を通じて送信チャネルへ回り込むエコー
   パスを推定し擬似エコーを生成する非適応フィルタと、 前記非適応フィルタおよび適応フィルタにより生成され
   た各擬似エコーを前記送信チャネルのエコー信号から差
   し引く減算器とを具備したことを特徴とするエコーキャ
   ンセラ。