JPH10190848A - 音響エコーキャンセル方法とそのシステム - Google Patents
音響エコーキャンセル方法とそのシステムInfo
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- JPH10190848A JPH10190848A JP9303188A JP30318897A JPH10190848A JP H10190848 A JPH10190848 A JP H10190848A JP 9303188 A JP9303188 A JP 9303188A JP 30318897 A JP30318897 A JP 30318897A JP H10190848 A JPH10190848 A JP H10190848A
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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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Stereophonic System (AREA)
- Telephonic Communication Services (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 実際の個々のインパルス応答を正確に推定す
ることが可能なステレオ音響エコーキャンセル技術を提
供する。 【解決手段】 本発明によるテレコンファレンスシステ
ムのようなステレオ通信システムのための個々のインパ
ルス応答を推定するための方法および装置は、ステレオ
システムの個々のチャネル信号間の相互関係を選択的に
低減する。ステレオ音源信号ｘ1，ｘ2の相互関係を選択
的に低減することは、ステレオ通信システムの受信部屋
１０の個々のインパルス応答の推定において、好都合な
結果となる。制限的に相互関係を低減された音源信号
は、通常の適応フィルタおよび受信部屋のラウドスピー
カ１１，１２に提供される。音響エコーキャンセルは、
通常の方法で行われるが、選択的に相互関係を低減され
たソース信号について行われる。
ることが可能なステレオ音響エコーキャンセル技術を提
供する。 【解決手段】 本発明によるテレコンファレンスシステ
ムのようなステレオ通信システムのための個々のインパ
ルス応答を推定するための方法および装置は、ステレオ
システムの個々のチャネル信号間の相互関係を選択的に
低減する。ステレオ音源信号ｘ1，ｘ2の相互関係を選択
的に低減することは、ステレオ通信システムの受信部屋
１０の個々のインパルス応答の推定において、好都合な
結果となる。制限的に相互関係を低減された音源信号
は、通常の適応フィルタおよび受信部屋のラウドスピー
カ１１，１２に提供される。音響エコーキャンセルは、
通常の方法で行われるが、選択的に相互関係を低減され
たソース信号について行われる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、音響エコーキャン
セル技術に係り、特にステレオ音響エコーキャンセル技
術に関する。
セル技術に係り、特にステレオ音響エコーキャンセル技
術に関する。
【０００２】
【従来の技術】より実物のようなかつトランスペアレン
トなオーディオ／ビデオ媒体に対するテレコンファレン
スの発展は、とりわけ、音声をテレコンファレンスする
能力の発展に依存する。音が現実的になればなるほど、
テレコンファレンスはより実物に近くなる。いくつかの
今日のテレコンファレンスシステムは、高い忠実度のオ
ーディオシステム（１００〜７０００Ｈｚ帯域幅）を含
む点まで既に発展してきた。これらのシステムは、古い
電話システム（２００〜３２００Ｈｚ帯域幅）について
のかなり大きな改良を提供する。しかし、このような忠
実性が高いシステムは、テレコンファレンス技術におけ
るオーディオの発展の制限では決してない。
トなオーディオ／ビデオ媒体に対するテレコンファレン
スの発展は、とりわけ、音声をテレコンファレンスする
能力の発展に依存する。音が現実的になればなるほど、
テレコンファレンスはより実物に近くなる。いくつかの
今日のテレコンファレンスシステムは、高い忠実度のオ
ーディオシステム（１００〜７０００Ｈｚ帯域幅）を含
む点まで既に発展してきた。これらのシステムは、古い
電話システム（２００〜３２００Ｈｚ帯域幅）について
のかなり大きな改良を提供する。しかし、このような忠
実性が高いシステムは、テレコンファレンス技術におけ
るオーディオの発展の制限では決してない。
【０００３】空間的な現実性は、オーディオ／ビデオテ
レコンファレンス技術にとって非常に望ましい。これ
は、ダイナミック、複数および同時に生じ得る話者のパ
ネル間のディスカッションを聞き手が理解するために必
要だからである。空間的現実性についての必要性は、最
低２つのチャネルに関係するテレコンファレンスにおけ
る多チャネル（即ち、ステレオ）オーディオシステムの
考慮を導く。
レコンファレンス技術にとって非常に望ましい。これ
は、ダイナミック、複数および同時に生じ得る話者のパ
ネル間のディスカッションを聞き手が理解するために必
要だからである。空間的現実性についての必要性は、最
低２つのチャネルに関係するテレコンファレンスにおけ
る多チャネル（即ち、ステレオ）オーディオシステムの
考慮を導く。
【０００４】多くの今日のテレコンファレンスシステム
は、音声通信のための単一（モノラル）の全二重式オー
ディオチャネルを有する。単純なスピーカホーンから最
新のビデオテレコンファレンス装置までに及ぶこれらの
システムは、典型的に、音響的結合による望ましくない
エコーを除去するために、音響エコーキャンセラ（ＡＥ
Ｃ）を使用する。
は、音声通信のための単一（モノラル）の全二重式オー
ディオチャネルを有する。単純なスピーカホーンから最
新のビデオテレコンファレンス装置までに及ぶこれらの
システムは、典型的に、音響的結合による望ましくない
エコーを除去するために、音響エコーキャンセラ（ＡＥ
Ｃ）を使用する。
【０００５】この音響結合は、遠方の位置からの信号に
応じて、テレコンファレンスラウドスピーカから放射さ
れる音がテレコンファレンスマイクロフォンに到着した
ときに、生じる。このマイクロフォンは、この音（即ち
このエコー）に応じて、信号を生成する。そして、この
マイクロフォン信号は、遠方の位置に送信される。ＡＥ
Ｃは、エコーが生じる部屋において、ラウドスピーカか
らマイクロフォンへのインパルス応答を除去し、エコー
を電気的にキャンセルするために使用される信号を生成
するために、適応フィルタを使用する。
応じて、テレコンファレンスラウドスピーカから放射さ
れる音がテレコンファレンスマイクロフォンに到着した
ときに、生じる。このマイクロフォンは、この音（即ち
このエコー）に応じて、信号を生成する。そして、この
マイクロフォン信号は、遠方の位置に送信される。ＡＥ
Ｃは、エコーが生じる部屋において、ラウドスピーカか
らマイクロフォンへのインパルス応答を除去し、エコー
を電気的にキャンセルするために使用される信号を生成
するために、適応フィルタを使用する。
【０００６】モノラルのテレコンファレンスと同様に、
高品質ステレオテレコンファレンスは、ＡＥＣを必要と
する。例えば、M. M. Sondhi および D. R. Morgan,
“Acoustic echo cancellation for stereophonic tele
conferencing,”Proc. IEEE ASSP Workshop Appls. Sig
nal Processing Audio Acoustics, 1991, を参照のこ
と。
高品質ステレオテレコンファレンスは、ＡＥＣを必要と
する。例えば、M. M. Sondhi および D. R. Morgan,
“Acoustic echo cancellation for stereophonic tele
conferencing,”Proc. IEEE ASSP Workshop Appls. Sig
nal Processing Audio Acoustics, 1991, を参照のこ
と。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ステレオＡＥ
Ｃは、モノラルとの関連で存在しない問題を生じる。モ
ノラルのテレコンファレンスシステムにおいて、エコー
が生じている部屋において、ラウドスピーカからマイク
ロフォンへの単一のインパルス応答を推定するために、
単一の適応フィルタが使用される。部屋の中には１つの
ラウドスピーカおよび１つのマイクロフォンしかないの
で、推定すべきインパルス応答は１つしかない。
Ｃは、モノラルとの関連で存在しない問題を生じる。モ
ノラルのテレコンファレンスシステムにおいて、エコー
が生じている部屋において、ラウドスピーカからマイク
ロフォンへの単一のインパルス応答を推定するために、
単一の適応フィルタが使用される。部屋の中には１つの
ラウドスピーカおよび１つのマイクロフォンしかないの
で、推定すべきインパルス応答は１つしかない。
【０００８】適応フィルタインパルス応答推定値が、部
屋の現実のインパルス応答に近付くとき、これらの応答
間の差は、ゼロに近づく。それらの差が非常に小さい
と、エコーの影響は低減される。エコーを低減する能力
は、ラウドスピーカからの信号に無関係である。これ
は、現実のインパルス応答と推定されたインパルス応答
が等しいかまたはほぼ等しく、かつ現実のインパルス応
答を有する部屋と推定されたインパルス応答を有する適
応フィルタの両者が同じ信号により励起されるからであ
る。
屋の現実のインパルス応答に近付くとき、これらの応答
間の差は、ゼロに近づく。それらの差が非常に小さい
と、エコーの影響は低減される。エコーを低減する能力
は、ラウドスピーカからの信号に無関係である。これ
は、現実のインパルス応答と推定されたインパルス応答
が等しいかまたはほぼ等しく、かつ現実のインパルス応
答を有する部屋と推定されたインパルス応答を有する適
応フィルタの両者が同じ信号により励起されるからであ
る。
【０００９】多チャネルステレオテレコンファレンスシ
ステムにおいて、複数（例えば、２つ）の適応フィルタ
が、部屋の複数（例えば、２つ）のインパルス応答を推
定するために使用される。各適応フィルタは、受信部屋
におけるラウドスピーカからマイクロフォンへの別個の
音響パスと関係づけられている。部屋の個々のインパル
ス応答を独立に推定できるのではなく、通常のステレオ
ＡＥＣシステムは、エコーを低減する結合効果を有する
インパルス応答を得る。
ステムにおいて、複数（例えば、２つ）の適応フィルタ
が、部屋の複数（例えば、２つ）のインパルス応答を推
定するために使用される。各適応フィルタは、受信部屋
におけるラウドスピーカからマイクロフォンへの別個の
音響パスと関係づけられている。部屋の個々のインパル
ス応答を独立に推定できるのではなく、通常のステレオ
ＡＥＣシステムは、エコーを低減する結合効果を有する
インパルス応答を得る。
【００１０】独立の応答を得ることについてのこの制限
は、ＡＥＣシステムがマイクロフォンあたり単一の信号
のみを測定できるという事実による。この信号は、複数
の音響パスを通して単一のマイクロフォンに到着する複
数の音響信号の和である。したがって、ＡＥＣは、部屋
の個々のインパルス応答を観測することができない。イ
ンパルス応答推定値を得ることについての問題点は、低
減されたエコーの結合効果が、現実の個々のインパルス
応答が正確に推定されることを必ずしも意味しないもの
であることに基づく。
は、ＡＥＣシステムがマイクロフォンあたり単一の信号
のみを測定できるという事実による。この信号は、複数
の音響パスを通して単一のマイクロフォンに到着する複
数の音響信号の和である。したがって、ＡＥＣは、部屋
の個々のインパルス応答を観測することができない。イ
ンパルス応答推定値を得ることについての問題点は、低
減されたエコーの結合効果が、現実の個々のインパルス
応答が正確に推定されることを必ずしも意味しないもの
であることに基づく。
【００１１】個々のインパルス応答が正確に推定されな
い場合、遠方の位置の音響特性における変化に対して丈
夫であるべきＡＥＣシステムの能力は、制限され、性能
における望ましくない低下が生じ得る。例えば、M. M.
Sondhi, D. R. Morgan, および J. L. Hall による“St
ereophonic acoustic echo cancellation -- An overvi
ew of the fundamental problem,”IEEE Signal Proces
sing Lett, Vol. 2, No. 8, August 1995, pp. 148-15
1, を参照のこと。
い場合、遠方の位置の音響特性における変化に対して丈
夫であるべきＡＥＣシステムの能力は、制限され、性能
における望ましくない低下が生じ得る。例えば、M. M.
Sondhi, D. R. Morgan, および J. L. Hall による“St
ereophonic acoustic echo cancellation -- An overvi
ew of the fundamental problem,”IEEE Signal Proces
sing Lett, Vol. 2, No. 8, August 1995, pp. 148-15
1, を参照のこと。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、テレコンファ
レンスシステムのようなステレオ通信システムについて
の個々のインパルス応答を推定するための技術を提供す
る。この技術は、ステレオシステムの個々のチャネル信
号（音源信号）間の相互関係を選択的に低減することに
関係している。
レンスシステムのようなステレオ通信システムについて
の個々のインパルス応答を推定するための技術を提供す
る。この技術は、ステレオシステムの個々のチャネル信
号（音源信号）間の相互関係を選択的に低減することに
関係している。
【００１３】ステレオ音源信号の相互関係の選択的な低
減は、好都合なことに、ステレオ通信システムの受信部
屋の個々のインパルス応答の推定となる。選択的に相互
関係を低減された音源信号は、通常の適応フィルタおよ
び受信部屋のラウドスピーカに提供される。ＡＥＣ機能
は、選択的に相互関係が低減された音源信号において、
実行されることを除き通常の方法で実行される。
減は、好都合なことに、ステレオ通信システムの受信部
屋の個々のインパルス応答の推定となる。選択的に相互
関係を低減された音源信号は、通常の適応フィルタおよ
び受信部屋のラウドスピーカに提供される。ＡＥＣ機能
は、選択的に相互関係が低減された音源信号において、
実行されることを除き通常の方法で実行される。
【００１４】具体的には、テレコンファレンスシステム
の２つのステレオチャネル間の音源信号の相互関係の選
択的な低減は、チャネル間結合を減少させるために、好
ましくは小さな非線形性を各チャネル中に導入すること
により達成される。本発明の一実施形態によれば、各チ
ャネル信号は、チャネル信号それ自体の小さな非線形機
能をそれに付加して、信号の間隔的な品質を保持しつ
つ、チャネル間結合を減少させる。一つの特定の実施形
態において、例えば、非線形機能は、半波整流器を含
む。
の２つのステレオチャネル間の音源信号の相互関係の選
択的な低減は、チャネル間結合を減少させるために、好
ましくは小さな非線形性を各チャネル中に導入すること
により達成される。本発明の一実施形態によれば、各チ
ャネル信号は、チャネル信号それ自体の小さな非線形機
能をそれに付加して、信号の間隔的な品質を保持しつ
つ、チャネル間結合を減少させる。一つの特定の実施形
態において、例えば、非線形機能は、半波整流器を含
む。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明を明瞭にするために、本発
明の一実施形態は、個々の機能ブロックを含むものとし
て表現される。これらのブロックが表す機能は、ソフト
ウェアを実行することができるハードウェアを含み、こ
れに限定されない共用または専用のハードウェアのいず
れかを使用して、提供され得る。例えば、様々な図にお
いて表現されるブロックの機能は、単一の共用プロセッ
サにより提供され得る。
明の一実施形態は、個々の機能ブロックを含むものとし
て表現される。これらのブロックが表す機能は、ソフト
ウェアを実行することができるハードウェアを含み、こ
れに限定されない共用または専用のハードウェアのいず
れかを使用して、提供され得る。例えば、様々な図にお
いて表現されるブロックの機能は、単一の共用プロセッ
サにより提供され得る。
【００１６】「プロセッサ」の用語の使用は、ソフトウ
ェアを実行することができるハードウェアを排他的に指
すものであると解釈すべきでない。本発明の実施形態
は、デジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェ
ア、以下に説明する動作を実行するソフトウェアを格納
するためのリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、およびＤＳ
Ｐの結果を格納するためのランダムアクセスメモリ（Ｒ
ＡＭ）を含むことができる。大規模集積（ＶＬＳＩ）ハ
ードウェアおよび汎用ＤＳＰ回路との組み合わせにおけ
るカスタムＶＬＳＩ回路も、提供することができる。
ェアを実行することができるハードウェアを排他的に指
すものであると解釈すべきでない。本発明の実施形態
は、デジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェ
ア、以下に説明する動作を実行するソフトウェアを格納
するためのリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、およびＤＳ
Ｐの結果を格納するためのランダムアクセスメモリ（Ｒ
ＡＭ）を含むことができる。大規模集積（ＶＬＳＩ）ハ
ードウェアおよび汎用ＤＳＰ回路との組み合わせにおけ
るカスタムＶＬＳＩ回路も、提供することができる。
【００１７】ここで使用されているように、「ステレ
オ」という用語は、多チャネルオーディオシステムを指
す。以下に説明する実施形態のそれぞれは、２つのチャ
ネルを有する。しかし、これらの実施形態のそれぞれ
は、いかなる複数のチャネルも取り扱うように、本発明
の原理に従って容易に修正され得ることは、当業者に明
かである。
オ」という用語は、多チャネルオーディオシステムを指
す。以下に説明する実施形態のそれぞれは、２つのチャ
ネルを有する。しかし、これらの実施形態のそれぞれ
は、いかなる複数のチャネルも取り扱うように、本発明
の原理に従って容易に修正され得ることは、当業者に明
かである。
【００１８】図１は、２つの場所間のステレオテレコン
ファレンスとの関連で、通常のステレオ（２チャネル）
ＡＥＣシステムの概略図を示す。送信部屋１は、図の右
側に示されている。送信部屋１は、インパルス応答ｇ1
（ｔ）およびｇ2（ｔ）により特徴づけられた２つの音
響パスを経て音響音源４（例えば、話者）からの信号を
ピックアップするために使用される２つのマイクロフォ
ン２，３を含む。説明の明瞭さのために、全ての音響パ
スは、対応するラウドスピーカおよび／またはマイクロ
フォンの応答を含むと仮定される。
ファレンスとの関連で、通常のステレオ（２チャネル）
ＡＥＣシステムの概略図を示す。送信部屋１は、図の右
側に示されている。送信部屋１は、インパルス応答ｇ1
（ｔ）およびｇ2（ｔ）により特徴づけられた２つの音
響パスを経て音響音源４（例えば、話者）からの信号を
ピックアップするために使用される２つのマイクロフォ
ン２，３を含む。説明の明瞭さのために、全ての音響パ
スは、対応するラウドスピーカおよび／またはマイクロ
フォンの応答を含むと仮定される。
【００１９】マイクロフォン２，３からの出力は、それ
ぞれ、ステレオチャネル音源信号ｘ2（ｔ）およびｘ
1（ｔ）である。そして、これらのステレオチャネル音
源信号ｘ2（ｔ）およびｘ1（ｔ）は、電話またはＡＴＭ
ネットワークのような通信ネットワークを経て、送信部
屋１から離れた場所において、左側に示した受信部屋１
０中のラウドスピーカ１１，１２へ送信される。ラウド
スピーカ１１，１２は、インパルス応答ｈ1（ｔ）およ
びｈ2（ｔ）で表示されたパスにより受信部屋１０中の
マイクロフォン１４に音響的に結合される。音響エコー
信号がマイクロフォン１４に到達するパスがある。
ぞれ、ステレオチャネル音源信号ｘ2（ｔ）およびｘ
1（ｔ）である。そして、これらのステレオチャネル音
源信号ｘ2（ｔ）およびｘ1（ｔ）は、電話またはＡＴＭ
ネットワークのような通信ネットワークを経て、送信部
屋１から離れた場所において、左側に示した受信部屋１
０中のラウドスピーカ１１，１２へ送信される。ラウド
スピーカ１１，１２は、インパルス応答ｈ1（ｔ）およ
びｈ2（ｔ）で表示されたパスにより受信部屋１０中の
マイクロフォン１４に音響的に結合される。音響エコー
信号がマイクロフォン１４に到達するパスがある。
【００２０】マイクロフォン１４の出力は、信号ｙ
（ｔ）であり、マイクロフォンにあたる受信部屋中の音
響信号を表す信号である。これらの音響信号は、音響エ
コー信号を含む。ラウドスピーカ１１，１２は、他の音
響パスによりマイクロフォン１３にも結合されている。
しかし、説明を明瞭にするために、その出力に対して、
マイクロフォン１４およびＡＥＣへの結合のみを説明す
る。
（ｔ）であり、マイクロフォンにあたる受信部屋中の音
響信号を表す信号である。これらの音響信号は、音響エ
コー信号を含む。ラウドスピーカ１１，１２は、他の音
響パスによりマイクロフォン１３にも結合されている。
しかし、説明を明瞭にするために、その出力に対して、
マイクロフォン１４およびＡＥＣへの結合のみを説明す
る。
【００２１】マイクロフォン１４の出力についてのＡＥ
Ｃに関する分析は、マイクロフォン１３の出力へも適応
可能であることを当業者は理解するであろう。同様に、
受信部屋１０中のマイクロフォン１３および１４の出力
について実行されるＡＥＣは、好都合なことに、送信部
屋１中のマイクロフォン２および３の出力についても実
行可能であり、受信部屋１０と送信部屋１の機能は、交
換されることを当業者であればわかるであろう。
Ｃに関する分析は、マイクロフォン１３の出力へも適応
可能であることを当業者は理解するであろう。同様に、
受信部屋１０中のマイクロフォン１３および１４の出力
について実行されるＡＥＣは、好都合なことに、送信部
屋１中のマイクロフォン２および３の出力についても実
行可能であり、受信部屋１０と送信部屋１の機能は、交
換されることを当業者であればわかるであろう。
【００２２】受信部屋１０において音響エコー信号をキ
ャンセルするために何もなされないとしたら、これらの
エコーは、マイクロフォン１４を介して、かつ通信ネッ
トワークを逆向きに通って、送信部屋１中のラウドスピ
ーカ５へ送り返されることになり、何度も繰り返され
て、望ましくない複数のエコーが生じて、もっと悪い場
合には、ハウリング不安定を生じることになる。勿論、
これは、ＡＥＣ能力を提供することが有利であることの
理由である。
ャンセルするために何もなされないとしたら、これらの
エコーは、マイクロフォン１４を介して、かつ通信ネッ
トワークを逆向きに通って、送信部屋１中のラウドスピ
ーカ５へ送り返されることになり、何度も繰り返され
て、望ましくない複数のエコーが生じて、もっと悪い場
合には、ハウリング不安定を生じることになる。勿論、
これは、ＡＥＣ能力を提供することが有利であることの
理由である。
【００２３】通常のＡＥＣは、典型的に、調節可能な係
数と共に有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを使用
して、エコーの推定値を得る。この「適応」フィルタ
は、受信部屋１０中のエコーパスの音響インパルス応答
をモデル化する。図１は、受信部屋１０中の２つのエコ
ーパスをモデル化するために、それぞれがインパルス応
答ｈ1＾（ｔ）およびｈ2＾（ｔ）を有する２つの適応Ｆ
ＩＲフィルタ１６，１５を使用するＡＥＣ２０を使用し
て、この技術を一般化する。フィルタ１６，１５は、シ
ステム中のいずれの場所にも（即ち、送信部屋１、通信
ネットワーク中、または受信部屋１０）に配置すること
ができるが、好ましくは受信部屋１０に配置される。
数と共に有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを使用
して、エコーの推定値を得る。この「適応」フィルタ
は、受信部屋１０中のエコーパスの音響インパルス応答
をモデル化する。図１は、受信部屋１０中の２つのエコ
ーパスをモデル化するために、それぞれがインパルス応
答ｈ1＾（ｔ）およびｈ2＾（ｔ）を有する２つの適応Ｆ
ＩＲフィルタ１６，１５を使用するＡＥＣ２０を使用し
て、この技術を一般化する。フィルタ１６，１５は、シ
ステム中のいずれの場所にも（即ち、送信部屋１、通信
ネットワーク中、または受信部屋１０）に配置すること
ができるが、好ましくは受信部屋１０に配置される。
【００２４】これらのフィルタ１６，１５をラウドスピ
ーカ信号ｘ1（ｔ）およびｘ2（ｔ）で駆動すると、全体
のエコー推定値の成分である。信号ｙ1＾（ｔ）および
ｙ2＾（ｔ）を生成する。これらの２つのエコー推定値
成分信号、即ちｙ1＾（ｔ） およびｙ2＾（ｔ） の和
は、加算回路１７の出力において、全体のエコー推定値
信号ｙ＾（ｔ）を生じする。このエコー推定値信号ｙ＾
（ｔ）は、減算回路１８を使用してエコー信号ｙ（ｔ）
から引き算され,誤差信号ｅ（ｔ）を形成する。誤差信
号ｅ（ｔ）は、近端音声（即ち、受信部屋において生成
される音声）がない場合、小さいことが意図され、即ち
ゼロに向かわされる。
ーカ信号ｘ1（ｔ）およびｘ2（ｔ）で駆動すると、全体
のエコー推定値の成分である。信号ｙ1＾（ｔ）および
ｙ2＾（ｔ）を生成する。これらの２つのエコー推定値
成分信号、即ちｙ1＾（ｔ） およびｙ2＾（ｔ） の和
は、加算回路１７の出力において、全体のエコー推定値
信号ｙ＾（ｔ）を生じする。このエコー推定値信号ｙ＾
（ｔ）は、減算回路１８を使用してエコー信号ｙ（ｔ）
から引き算され,誤差信号ｅ（ｔ）を形成する。誤差信
号ｅ（ｔ）は、近端音声（即ち、受信部屋において生成
される音声）がない場合、小さいことが意図され、即ち
ゼロに向かわされる。
【００２５】ほとんどの通常のＡＥＣ適用例において、
適応フィルタ１５，１６の係数は、当業者によく知られ
たＬＭＳ（即ち確率論的勾配）アルゴリズムのようなよ
く知られた技術を使用して得られる。これらの係数は、
誤差信号をゼロに減少させようとして更新される。この
ように、係数ｈ1＾（ｔ）およびｈ2＾（ｔ）は、ステレ
オ信号ｘ2（ｔ）およびｘ1（ｔ）と誤差信号ｅ（ｔ）と
の関数である。
適応フィルタ１５，１６の係数は、当業者によく知られ
たＬＭＳ（即ち確率論的勾配）アルゴリズムのようなよ
く知られた技術を使用して得られる。これらの係数は、
誤差信号をゼロに減少させようとして更新される。この
ように、係数ｈ1＾（ｔ）およびｈ2＾（ｔ）は、ステレ
オ信号ｘ2（ｔ）およびｘ1（ｔ）と誤差信号ｅ（ｔ）と
の関数である。
【００２６】ステレオエコーキャンセル問題モノラルＡ
ＥＣと異なり、通常のステレオＡＥＣは、部屋の個々の
インパルス応答を独立に推定しない。むしろ、通常のス
テレオＡＥＣシステムは、エコーを低減する結合効果を
有するインパルス応答を得る。低減されたエコーの結合
効果に基づいてインパルス応答推定値を得ることに伴う
問題は、そのような結合効果が、実際の個々のインパル
ス応答が正確に推定されることを必ずしも意味しないこ
とである。個々のインパルス応答が正確に推定されない
場合、離れた位置の音響特性における変化に対して丈夫
であるべきＡＥＣシステムの能力は、制限され、性能に
おける望ましくない低下が起こり得る。
ＥＣと異なり、通常のステレオＡＥＣは、部屋の個々の
インパルス応答を独立に推定しない。むしろ、通常のス
テレオＡＥＣシステムは、エコーを低減する結合効果を
有するインパルス応答を得る。低減されたエコーの結合
効果に基づいてインパルス応答推定値を得ることに伴う
問題は、そのような結合効果が、実際の個々のインパル
ス応答が正確に推定されることを必ずしも意味しないこ
とである。個々のインパルス応答が正確に推定されない
場合、離れた位置の音響特性における変化に対して丈夫
であるべきＡＥＣシステムの能力は、制限され、性能に
おける望ましくない低下が起こり得る。
【００２７】図１のステレオテレコンファレンスシステ
ムの動作との関係でこの問題を調べるために、以下の事
項を考慮する。マイクロフォン１４からの信号出力は、
次式で表すことができる。 ｙ（ｔ）＝ｈ1（ｔ）*ｘ1（ｔ）＋ｈ2（ｔ）*ｘ2（ｔ） （１） ここで、ｈ1 およびｈ2 は、受信部屋１０におけるラウ
ドスピーカ対マイクロフォン−インパルス応答であり、
ｘ1 およびｘ2 は、ラウドスピーカ１１，１２へ提供さ
れるステレオ音源信号であり、“＊”は、渦巻を示す。
ムの動作との関係でこの問題を調べるために、以下の事
項を考慮する。マイクロフォン１４からの信号出力は、
次式で表すことができる。 ｙ（ｔ）＝ｈ1（ｔ）*ｘ1（ｔ）＋ｈ2（ｔ）*ｘ2（ｔ） （１） ここで、ｈ1 およびｈ2 は、受信部屋１０におけるラウ
ドスピーカ対マイクロフォン−インパルス応答であり、
ｘ1 およびｘ2 は、ラウドスピーカ１１，１２へ提供さ
れるステレオ音源信号であり、“＊”は、渦巻を示す。
【００２８】サンプルされる信号は、時間指数ｔが整数
であるようにあらゆる点で仮定される。誤差信号ｅ
（ｔ）は、次式で表すことができる。 ｅ（ｔ）＝ｙ（ｔ）−ｈ1＾Tｘ1−ｈ2＾Tｘ2 （２ａ） ここで、ｈ1＾およびｈ2＾は、適応フィルタ係数のＮ次
元ベクトルであり、ｘ1＝［ｘ1（ｔ），ｘ1（ｔ−
１），．．．ｘ1（ｔ−Ｎ−１）］Tおよびｘ2＝［ｘ
2（ｔ），ｘ2（ｔ−１），．．．ｘ2（ｔ−Ｎ−１）］T
は、Ｎ個の最も最近の音源信号サンプルを含むベクト
ルであり、肩文字Ｔは、転置動作を示す。
であるようにあらゆる点で仮定される。誤差信号ｅ
（ｔ）は、次式で表すことができる。 ｅ（ｔ）＝ｙ（ｔ）−ｈ1＾Tｘ1−ｈ2＾Tｘ2 （２ａ） ここで、ｈ1＾およびｈ2＾は、適応フィルタ係数のＮ次
元ベクトルであり、ｘ1＝［ｘ1（ｔ），ｘ1（ｔ−
１），．．．ｘ1（ｔ−Ｎ−１）］Tおよびｘ2＝［ｘ
2（ｔ），ｘ2（ｔ−１），．．．ｘ2（ｔ−Ｎ−１）］T
は、Ｎ個の最も最近の音源信号サンプルを含むベクト
ルであり、肩文字Ｔは、転置動作を示す。
【００２９】誤差信号は、次式のようによりコンパクト
に書くことができる。 ｅ（ｔ）＝ｙ（ｔ）−ｈ＾Tｘ （２ｂ） ここで、ｈ＾＝［ｈ1＾T｜ｈ2＾T］T は、ｈ1＾および
ｈ2＾の連続であり、同様にｘ＝［ｘ1T｜ｘ2T］T であ
る。
に書くことができる。 ｅ（ｔ）＝ｙ（ｔ）−ｈ＾Tｘ （２ｂ） ここで、ｈ＾＝［ｈ1＾T｜ｈ2＾T］T は、ｈ1＾および
ｈ2＾の連続であり、同様にｘ＝［ｘ1T｜ｘ2T］T であ
る。
【００３０】Ｎが十分に大きいと仮定すると、信号ｙ
（ｔ）は次式で表すことができる。 ｙ（ｔ）＝ｈ1 Tｘ1＋ｈ2 Tｘ2＝ｈTｘ （３） ここで、ｈ1 およびｈ2 は受信部屋における真のインパ
ルス応答ベクトルであり、ｈ＝［ｈ1 T｜ｈ2 T］T であ
る。ｈによって、式（２ｄ）を次式のように書き直すこ
とができる。 ｅ（ｔ）＝（ｈ−ｈ＾）Tｘ＝ｈ〜Tｘ （４） ここで、 ｈ〜＝ｈ＾−ｈ （５） は、インパルス応答不一致ベクトルである。
（ｔ）は次式で表すことができる。 ｙ（ｔ）＝ｈ1 Tｘ1＋ｈ2 Tｘ2＝ｈTｘ （３） ここで、ｈ1 およびｈ2 は受信部屋における真のインパ
ルス応答ベクトルであり、ｈ＝［ｈ1 T｜ｈ2 T］T であ
る。ｈによって、式（２ｄ）を次式のように書き直すこ
とができる。 ｅ（ｔ）＝（ｈ−ｈ＾）Tｘ＝ｈ〜Tｘ （４） ここで、 ｈ〜＝ｈ＾−ｈ （５） は、インパルス応答不一致ベクトルである。
【００３１】ｅ（ｔ）が同じようにゼロにされたと仮定
する。式（４）から、次式となる。 ｈ1〜*ｘ1＋ｈ2〜*ｘ2＝０ （６） 例えば図１に示された単一話者の場合について、これは
さらに次式を意味する。 ［ｈ1〜*ｇ1＋ｈ2〜*ｇ2］*ｓ（ｔ）＝０ （７） ここで、ｓ（ｔ）は、送信部屋における話者により生成
された音響信号である。周波数領域において式（７）
は、次式となる。 ［Ｈ1〜(ｊω)Ｇ1(ｊω)＋Ｈ2〜(ｊω)Ｇ2(ｊω)］Ｓ(ｊω)＝０ （８） ここで、時間関数のフーリエ変換は、対応する大文字に
より示される。
する。式（４）から、次式となる。 ｈ1〜*ｘ1＋ｈ2〜*ｘ2＝０ （６） 例えば図１に示された単一話者の場合について、これは
さらに次式を意味する。 ［ｈ1〜*ｇ1＋ｈ2〜*ｇ2］*ｓ（ｔ）＝０ （７） ここで、ｓ（ｔ）は、送信部屋における話者により生成
された音響信号である。周波数領域において式（７）
は、次式となる。 ［Ｈ1〜(ｊω)Ｇ1(ｊω)＋Ｈ2〜(ｊω)Ｇ2(ｊω)］Ｓ(ｊω)＝０ （８） ここで、時間関数のフーリエ変換は、対応する大文字に
より示される。
【００３２】まず、単一チャネル状況を考えるとＧ2＝
０である。この場合において、Ｇ1Ｓがゼロである場合
を除いて、式（８）は、Ｈ1 ＝０を生じる。したがっ
て、完全な一致（即ち、ｈ1＾＝ｈ＾）は、Ｇ1Ｓがいか
なる周波数においても消えないことを補償することによ
り達成される。勿論、受信部屋インパルス応答ｈ1 が変
化する場合、適応フィルタ１５，１６の適応アルゴリズ
ムは、これらの変化を追跡しなければならない。
０である。この場合において、Ｇ1Ｓがゼロである場合
を除いて、式（８）は、Ｈ1 ＝０を生じる。したがっ
て、完全な一致（即ち、ｈ1＾＝ｈ＾）は、Ｇ1Ｓがいか
なる周波数においても消えないことを補償することによ
り達成される。勿論、受信部屋インパルス応答ｈ1 が変
化する場合、適応フィルタ１５，１６の適応アルゴリズ
ムは、これらの変化を追跡しなければならない。
【００３３】ステレオの場合において、一方、Ｓが関係
する周波数範囲においてゼロでない場合にも、達成でき
る最適なものは次式である。 Ｈ1〜Ｇ1＋Ｈ2〜Ｇ2＝０ （９） この式は、完全な一致状態であるＨ1〜＝Ｈ2〜＝０を意
味しない。ステレオエコーキャンセラに伴う問題は、式
（９）から明かである。
する周波数範囲においてゼロでない場合にも、達成でき
る最適なものは次式である。 Ｈ1〜Ｇ1＋Ｈ2〜Ｇ2＝０ （９） この式は、完全な一致状態であるＨ1〜＝Ｈ2〜＝０を意
味しない。ステレオエコーキャンセラに伴う問題は、式
（９）から明かである。
【００３４】受信部屋インパルス応答ｈ1 およびｈ2 が
固定されている場合にも、Ｇ1 またはＧ2 におけるいか
なる変化も、Ｈ1＝Ｈ2＝０である特別な場合を除いて、
Ｈ1およびＨ2 の調節を必要とする。したがって、フィ
ルタ１５，１６の適応アルゴリズムが受信部屋における
変化を追跡なければならないだけではなく、送信部屋に
おける変化も追跡しなければならない。送信部屋におけ
る変化は、追跡することが特に困難である。即ち、部屋
の中の異なる位置において一人の話者が話すことをや
め、別の話者が話すことを始めた場合、インパルス応答
ｇ1 およびｇ2 は、突然にかつ非常に大きな量の変化を
する。
固定されている場合にも、Ｇ1 またはＧ2 におけるいか
なる変化も、Ｈ1＝Ｈ2＝０である特別な場合を除いて、
Ｈ1およびＨ2 の調節を必要とする。したがって、フィ
ルタ１５，１６の適応アルゴリズムが受信部屋における
変化を追跡なければならないだけではなく、送信部屋に
おける変化も追跡しなければならない。送信部屋におけ
る変化は、追跡することが特に困難である。即ち、部屋
の中の異なる位置において一人の話者が話すことをや
め、別の話者が話すことを始めた場合、インパルス応答
ｇ1 およびｇ2 は、突然にかつ非常に大きな量の変化を
する。
【００３５】以上の説明から分かるように、課題は、単
一チャネルエコーキャンセラの場合と同様に、送信部屋
における変化を独立に収束させるアプローチを考えるこ
とである。また、式（６）中のｘ1 およびｘ2 が相互に
関連づけられていない場合、式（６）は、ｈ1＝ｈ2＝０
を意味する。この理由のために、本発明は、ｘ1 および
ｘ2 の関連付けをなくすことを狙っている。
一チャネルエコーキャンセラの場合と同様に、送信部屋
における変化を独立に収束させるアプローチを考えるこ
とである。また、式（６）中のｘ1 およびｘ2 が相互に
関連づけられていない場合、式（６）は、ｈ1＝ｈ2＝０
を意味する。この理由のために、本発明は、ｘ1 および
ｘ2 の関連付けをなくすことを狙っている。
【００３６】第１の実施形態 図２は、本発明の第１の実施形態によるテレコンファレ
ンスシステムの構成を示す。図２のシステムは、送信部
屋１のマイクロフォン３，２と受信部屋１０のラウドス
ピーカ１１，１２との間のパス中に挿入された非線形信
号変換モジュール２５，３０（ＮＬ）があることを除い
て、図１と同じである。非線形変換モジュール２５，３
０の動作によりステレオ音源信号ｘ1（ｔ）およびｘ
2（ｔ）は、それぞれ信号ｘ1′（ｔ）およびｘ2′
（ｔ）に変換される。ここで“′”は、ステレオシステ
ムの他の変換された信号と低減された相互関係をこの場
合に好都合に有する変換された信号を示す。
ンスシステムの構成を示す。図２のシステムは、送信部
屋１のマイクロフォン３，２と受信部屋１０のラウドス
ピーカ１１，１２との間のパス中に挿入された非線形信
号変換モジュール２５，３０（ＮＬ）があることを除い
て、図１と同じである。非線形変換モジュール２５，３
０の動作によりステレオ音源信号ｘ1（ｔ）およびｘ
2（ｔ）は、それぞれ信号ｘ1′（ｔ）およびｘ2′
（ｔ）に変換される。ここで“′”は、ステレオシステ
ムの他の変換された信号と低減された相互関係をこの場
合に好都合に有する変換された信号を示す。
【００３７】図１に示されたシステムと同様に、ＡＥＣ
２０のフィルタは、システム中のどの場所にも配置でき
るが、好ましくは受信部屋１０に配置される。非線形変
換モジュール２５，３０は、図示されているように変換
された信号を受信部屋１０およびＡＥＣ２０の両者が受
信する限り、どの場所にも配置できるが、好ましくは送
信部屋１に配置される。
２０のフィルタは、システム中のどの場所にも配置でき
るが、好ましくは受信部屋１０に配置される。非線形変
換モジュール２５，３０は、図示されているように変換
された信号を受信部屋１０およびＡＥＣ２０の両者が受
信する限り、どの場所にも配置できるが、好ましくは送
信部屋１に配置される。
【００３８】具体的には、本発明の一実施形態により、
信号ｘ1（ｔ）およびｘ2（ｔ）は、対応する信号それ自
体の小さな非線形関数をそれぞれに加えることにより、
好都合に部分的に相互関係を解除されている。２つのプ
ロセスが線形的に従属している場合、かつその場合のみ
に、２つのプロセス間の結合の強さは１に等しいことが
当業者によく知られている。
信号ｘ1（ｔ）およびｘ2（ｔ）は、対応する信号それ自
体の小さな非線形関数をそれぞれに加えることにより、
好都合に部分的に相互関係を解除されている。２つのプ
ロセスが線形的に従属している場合、かつその場合のみ
に、２つのプロセス間の結合の強さは１に等しいことが
当業者によく知られている。
【００３９】したがって、「雑音」成分を各信号に加え
ることにより、結合は低減される。しかし、信号をその
元の信号に類似する付加成分と結合することにより、例
えばランダムノイズ成分を加える効果と比べて、可聴劣
化は好都合に最小化できる。これは、音声のような信号
に対して特に当てはまり、信号の倍音構造は、歪をマス
クする傾向にある。
ることにより、結合は低減される。しかし、信号をその
元の信号に類似する付加成分と結合することにより、例
えばランダムノイズ成分を加える効果と比べて、可聴劣
化は好都合に最小化できる。これは、音声のような信号
に対して特に当てはまり、信号の倍音構造は、歪をマス
クする傾向にある。
【００４０】図３は、図２のシステムの非線形変換モジ
ュール２５，３０を具現化するために使用できる例示的
な非線形変換モジュールの構成を示す。図３において、
非線形関数モジュール３２に、元の信号ｘ（ｔ）が与え
られ、出力が、マルチプライヤ３４を使用して、小さな
係数αが乗算される。この結果は、図示されているよう
に、変換された信号ｘ′（ｔ）を生成するために、元の
信号をｘ（ｔ）と結合される。即ち、ｉ＝１，２に対し
て、 ｘi′（ｔ）＝ｘi（ｔ）＋αｆi［ｘi（ｔ）］ （１０）
ュール２５，３０を具現化するために使用できる例示的
な非線形変換モジュールの構成を示す。図３において、
非線形関数モジュール３２に、元の信号ｘ（ｔ）が与え
られ、出力が、マルチプライヤ３４を使用して、小さな
係数αが乗算される。この結果は、図示されているよう
に、変換された信号ｘ′（ｔ）を生成するために、元の
信号をｘ（ｔ）と結合される。即ち、ｉ＝１，２に対し
て、 ｘi′（ｔ）＝ｘi（ｔ）＋αｆi［ｘi（ｔ）］ （１０）
【００４１】ここで、関数ｆ1 およびｆ2 は、好都合な
ことに、非線形である。したがって、ｘ1′（ｔ）およ
びｘ2′（ｔ）の間の線形の関係は回避され、結合の強
さが１よりも小さいことを補償する。当業者に明らかな
ように、そのような変換は、結合を低減し、共分散行列
の条件数を低減し、不一致を改善する。勿論、この変換
の使用は、その影響が聞き取ることができず、ステレオ
感覚にいかなる有害な影響も有しない場合に、特に有利
である。この理由のために、乗数αが比較的小さいこと
が好ましい。
ことに、非線形である。したがって、ｘ1′（ｔ）およ
びｘ2′（ｔ）の間の線形の関係は回避され、結合の強
さが１よりも小さいことを補償する。当業者に明らかな
ように、そのような変換は、結合を低減し、共分散行列
の条件数を低減し、不一致を改善する。勿論、この変換
の使用は、その影響が聞き取ることができず、ステレオ
感覚にいかなる有害な影響も有しない場合に、特に有利
である。この理由のために、乗数αが比較的小さいこと
が好ましい。
【００４２】本発明の一実施形態において、非線形関数
ｆ1 およびｆ2 （非線形関数モジュール３２により与え
られる）は、当業者によく知られたそれぞれ半波整流器
関数であり、次式で定義される。 ｆ（ｘ）＝（ｘ＋｜ｘ｜）／２＝ｘ＞０の場合、ｘ、その他の場合、０ （１１ ）
ｆ1 およびｆ2 （非線形関数モジュール３２により与え
られる）は、当業者によく知られたそれぞれ半波整流器
関数であり、次式で定義される。 ｆ（ｘ）＝（ｘ＋｜ｘ｜）／２＝ｘ＞０の場合、ｘ、その他の場合、０ （１１ ）
【００４３】この場合において、式（１０）の乗数α
は、０．５よりも小さい値に好都合にセットされ、好ま
しくは０．１〜０．３の範囲の値にセットされ得る。他
の実施形態において、ｆ1 およびｆ2 のそれぞれは、例
えば、ｆ（ｘ）＝｜ｘ｜として定義される全波整流器関
数、ｆ（ｘ）＝ｓｇｎ（ｘ）として定義されるハードリ
ミッタ関数、ｆ（ｘ）＝ｘ2 として定義される二乗関
数、ｆ（ｘ）＝ｘ2 ｓｇｎ（ｘ）として定義される二乗
サイン関数、ｆ（ｘ）＝ｘ3 として定義される三乗関数
または当業者に明かであり、かつよく知られた他の多数
の非線形関数のいずれかであり得る。
は、０．５よりも小さい値に好都合にセットされ、好ま
しくは０．１〜０．３の範囲の値にセットされ得る。他
の実施形態において、ｆ1 およびｆ2 のそれぞれは、例
えば、ｆ（ｘ）＝｜ｘ｜として定義される全波整流器関
数、ｆ（ｘ）＝ｓｇｎ（ｘ）として定義されるハードリ
ミッタ関数、ｆ（ｘ）＝ｘ2 として定義される二乗関
数、ｆ（ｘ）＝ｘ2 ｓｇｎ（ｘ）として定義される二乗
サイン関数、ｆ（ｘ）＝ｘ3 として定義される三乗関数
または当業者に明かであり、かつよく知られた他の多数
の非線形関数のいずれかであり得る。
【００４４】追加の実施形態によるハイブリットステレ
オ／モノＡＥＣ 図４は、本発明の代替的な実施形態によるＡＥＣの構成
を示す。図４の例示的なＡＥＣは、ステレオ効果が、例
えば１０００Ｈｚの近傍であるクリティカルな周波数よ
りも下の音エネルギに主によるという観察に基づく。
オ／モノＡＥＣ 図４は、本発明の代替的な実施形態によるＡＥＣの構成
を示す。図４の例示的なＡＥＣは、ステレオ効果が、例
えば１０００Ｈｚの近傍であるクリティカルな周波数よ
りも下の音エネルギに主によるという観察に基づく。
【００４５】このように、図４の例示的なシステムは、
好都合なことに、高い周波数（例えばクリティカルな周
波数を超える）における通常のモノＡＥＣ成分を有する
モノラル音を使用しつつ、低い周波数（例えば、クリテ
ィカルな周波数よりも下の）における本発明によるステ
レオＡＥＣ成分を有するステレオ音を使用するハイブリ
ットモノ／ステレオＡＥＣを含む。このハイブリットア
プローチは、例えば図２に示された実施形態により提供
されるフルバンドステレオＡＥＣの複雑さと完全な空間
的な現実性を達成する目的との間の有利な妥協を提供す
る。
好都合なことに、高い周波数（例えばクリティカルな周
波数を超える）における通常のモノＡＥＣ成分を有する
モノラル音を使用しつつ、低い周波数（例えば、クリテ
ィカルな周波数よりも下の）における本発明によるステ
レオＡＥＣ成分を有するステレオ音を使用するハイブリ
ットモノ／ステレオＡＥＣを含む。このハイブリットア
プローチは、例えば図２に示された実施形態により提供
されるフルバンドステレオＡＥＣの複雑さと完全な空間
的な現実性を達成する目的との間の有利な妥協を提供す
る。
【００４６】具体的に、図２に示された実施形態により
例えば具現化される本発明によれば、高品質エコーキャ
ンセルを達成するように、収束レートの検知における高
速適応アルゴリズムを使用することは有利である。これ
は、例えば、必要とされるメモリおよび動作の数の検知
から比較的高レベルの複雑さは、潜在的にリアルタイム
の具現化を幾分コストがかかるものにすることを意味す
る。
例えば具現化される本発明によれば、高品質エコーキャ
ンセルを達成するように、収束レートの検知における高
速適応アルゴリズムを使用することは有利である。これ
は、例えば、必要とされるメモリおよび動作の数の検知
から比較的高レベルの複雑さは、潜在的にリアルタイム
の具現化を幾分コストがかかるものにすることを意味す
る。
【００４７】さらに、図２の例示的なフルバンドステレ
オＡＥＣシステムの関連において、当業者によく知られ
た２チャネル高速再起最小二乗法（ＦＲＬＳ）アルゴリ
ズムであっても、理想よりも幾分遅く収束する。この理
由のために、良好な空間的現実性を維持したまま、より
早く収束し、例えば図２の例示的なシステムのフルバン
ドスキームよりも具現化が容易（かつ安価）であるＡＥ
Ｃシステムを提供することが有利である。この目的は、
例えば図４に示された例示的なシステムのような本発明
の所定の代替的な実施形態によるハイブリットステレオ
／モノＡＥＣシステムにより有利に達成される。
オＡＥＣシステムの関連において、当業者によく知られ
た２チャネル高速再起最小二乗法（ＦＲＬＳ）アルゴリ
ズムであっても、理想よりも幾分遅く収束する。この理
由のために、良好な空間的現実性を維持したまま、より
早く収束し、例えば図２の例示的なシステムのフルバン
ドスキームよりも具現化が容易（かつ安価）であるＡＥ
Ｃシステムを提供することが有利である。この目的は、
例えば図４に示された例示的なシステムのような本発明
の所定の代替的な実施形態によるハイブリットステレオ
／モノＡＥＣシステムにより有利に達成される。
【００４８】心理音響学的検知からこのステレオ効果を
理解することは複雑であるが、実験は、ステレオ中和、
本質的にクリティカル周波数（例えば１０００Ｈｚ）よ
りも下に位置し、もしあったとしても、その周波数を超
える局部化にほとんど寄与しないことを示す。例えば、
F. L. Wightman および D. J. Kistler による“Thedom
inant role of low-frequency interaural time differ
ences in sound localization,”J. Acoust. Soc. Am.,
vol. 91, pp. 1648-1661, Mar. 1992 を参照のこと。
理解することは複雑であるが、実験は、ステレオ中和、
本質的にクリティカル周波数（例えば１０００Ｈｚ）よ
りも下に位置し、もしあったとしても、その周波数を超
える局部化にほとんど寄与しないことを示す。例えば、
F. L. Wightman および D. J. Kistler による“Thedom
inant role of low-frequency interaural time differ
ences in sound localization,”J. Acoust. Soc. Am.,
vol. 91, pp. 1648-1661, Mar. 1992 を参照のこと。
【００４９】図４の例示的なハイブリットステレオ／モ
ノラルＡＥＣシステムは、本発明の原理と組み合わされ
た心理音響学的原理に基づいている。図４，５および６
に示された図において、垂直方向の破線は、例えば送信
部屋に配置され得る構成要素、即ち線の左側の構成要素
と、例えば受信部屋に配置され得る構成要素、即ち線の
右側に配置され得る構成要素との間の例示的な分割を示
す。しかし、このような構成要素の配置は、単に例示的
なものである。他の代替的な実施形態において、様々な
構成要素が他の方法で配置され得ることは、当業者にと
って明かである。
ノラルＡＥＣシステムは、本発明の原理と組み合わされ
た心理音響学的原理に基づいている。図４，５および６
に示された図において、垂直方向の破線は、例えば送信
部屋に配置され得る構成要素、即ち線の左側の構成要素
と、例えば受信部屋に配置され得る構成要素、即ち線の
右側に配置され得る構成要素との間の例示的な分割を示
す。しかし、このような構成要素の配置は、単に例示的
なものである。他の代替的な実施形態において、様々な
構成要素が他の方法で配置され得ることは、当業者にと
って明かである。
【００５０】具体的に、２つの信号ｘ1 およびｘ2 （即
ち左および右チャネル信号）は、それぞれローパスフィ
ルタ４１，４２によりまずろ波され、そして、ダウンサ
ンプラ４３，４４によりそれぞれダウンサンプルされ、
２つの低周波数ステレオ信号ｘL1およびｘL2を生成す
る。この方法において、クリティカル周波数（例えば、
１０００Ｈｚ）よりも下の周波数は、ステレオ効果を実
現するために、２つの独立したチャネルにおいて維持さ
れる。
ち左および右チャネル信号）は、それぞれローパスフィ
ルタ４１，４２によりまずろ波され、そして、ダウンサ
ンプラ４３，４４によりそれぞれダウンサンプルされ、
２つの低周波数ステレオ信号ｘL1およびｘL2を生成す
る。この方法において、クリティカル周波数（例えば、
１０００Ｈｚ）よりも下の周波数は、ステレオ効果を実
現するために、２つの独立したチャネルにおいて維持さ
れる。
【００５１】その間に、左および右チャネルｘ1 ＋ｘ2
の和（加算回路４０により計算された）は、クリティカ
ル周波数よりも高い周波数を維持するために、モノラル
信号、即ちｘH と同様に、遅延回路５２により遅延され
た後に、ハイパスフィルタ４５によりろ波される。さら
に、非線形変換モジュール２５，３０は、本発明の原理
に従って、図２の例示的なシステムと同様の方法で、各
低周波数チャネルに備えられている。
の和（加算回路４０により計算された）は、クリティカ
ル周波数よりも高い周波数を維持するために、モノラル
信号、即ちｘH と同様に、遅延回路５２により遅延され
た後に、ハイパスフィルタ４５によりろ波される。さら
に、非線形変換モジュール２５，３０は、本発明の原理
に従って、図２の例示的なシステムと同様の方法で、各
低周波数チャネルに備えられている。
【００５２】左および右ラウドスピーカ１１，１２は、
受信部屋におけるステレオ信号を、遅延回路５２からの
結合（即ちモノラル）高周波成分信号とそれぞれ加算回
路５３，５４からの左および右チャネルの低周波成分信
号との和として、２つの低周波成分信号がアップサンプ
ルされ、アップサンプラ４８，４９およびローパスフィ
ルタ５０，５１によりろ波された後に提供する。
受信部屋におけるステレオ信号を、遅延回路５２からの
結合（即ちモノラル）高周波成分信号とそれぞれ加算回
路５３，５４からの左および右チャネルの低周波成分信
号との和として、２つの低周波成分信号がアップサンプ
ルされ、アップサンプラ４８，４９およびローパスフィ
ルタ５０，５１によりろ波された後に提供する。
【００５３】２つの本質的に独立なＡＥＣモジュールが
準備される。即ち、適応フィルタ６４、適応アルゴリズ
ム６６および減算回路６５を含む高周波成分信号を処理
するための１つのモノラルＡＥＣモジュール、および適
応フィルタ５５，５６、適応アルゴリズム５７、加算回
路５８および減算回路６７を含む２つの低周波成分信号
を処理するための１つのステレオＡＥＣモジュールであ
る。
準備される。即ち、適応フィルタ６４、適応アルゴリズ
ム６６および減算回路６５を含む高周波成分信号を処理
するための１つのモノラルＡＥＣモジュール、および適
応フィルタ５５，５６、適応アルゴリズム５７、加算回
路５８および減算回路６７を含む２つの低周波成分信号
を処理するための１つのステレオＡＥＣモジュールであ
る。
【００５４】これらの独立ＡＥＣモジュールは、別個の
低周波および高周波誤差信号（それぞれ、ｅL およびｅ
H ）を生成するために使用される。各誤差信号は、受信
部屋中のマイクロフォン１４からの信号ｙがそれぞれロ
ーパスフィルタ５９（およびダウンサンプラ６０）およ
びハイパスフィルタ６１により低周波および高周波成分
信号（即ち、それぞれｙL およびｙH ）に分離されてい
る以外は通常の方法で生成される。
低周波および高周波誤差信号（それぞれ、ｅL およびｅ
H ）を生成するために使用される。各誤差信号は、受信
部屋中のマイクロフォン１４からの信号ｙがそれぞれロ
ーパスフィルタ５９（およびダウンサンプラ６０）およ
びハイパスフィルタ６１により低周波および高周波成分
信号（即ち、それぞれｙL およびｙH ）に分離されてい
る以外は通常の方法で生成される。
【００５５】最終的に、これらの２つの個々の誤差信号
（ｅL およびｅH ）は、低周波誤差信号ｅL がアップサ
ンプラ６８によりアップサンプルされ、かつローパスフ
ィルタ６９によりフィルタ（ろ波）された後に、かつ高
周波誤差信号ｅH が遅延回路７１により遅延された後
に、最終的誤差信号ｅを生成するために、加算回路７０
により結合される。
（ｅL およびｅH ）は、低周波誤差信号ｅL がアップサ
ンプラ６８によりアップサンプルされ、かつローパスフ
ィルタ６９によりフィルタ（ろ波）された後に、かつ高
周波誤差信号ｅH が遅延回路７１により遅延された後
に、最終的誤差信号ｅを生成するために、加算回路７０
により結合される。
【００５６】幾分複雑に見えるが、図４の例示的なシス
テムのようなハイブリットステレオ／モノラルＡＥＣシ
ステムは、例えば図４の例示的なハイブリットシステム
において２つの異なるＡＥＣモジュールがあるという事
実にもかかわらず、図２に示された例示的なシステムの
ようなフルバンドＡＥＣシステムよりも具現化すること
が実際に容易である。
テムのようなハイブリットステレオ／モノラルＡＥＣシ
ステムは、例えば図４の例示的なハイブリットシステム
において２つの異なるＡＥＣモジュールがあるという事
実にもかかわらず、図２に示された例示的なシステムの
ようなフルバンドＡＥＣシステムよりも具現化すること
が実際に容易である。
【００５７】これを理解するために、最大周波数ｆm が
例えば１０００Ｈｚに選ばれているステレオＡＥＣモジ
ュールに対して、ローパスフィルタされた信号は、係数
ｒ＝ｆs／２ｆm ＝ｆs／２０００により好都合にサブサ
ンプルされ得ることにまず気づくべきである。ここで、
ｆs は、システムのサンプリングレート（Ｈｚ）であ
る。特に、図４の例示的なシステムのサブサンプラ４
３，４４に留意すること。
例えば１０００Ｈｚに選ばれているステレオＡＥＣモジ
ュールに対して、ローパスフィルタされた信号は、係数
ｒ＝ｆs／２ｆm ＝ｆs／２０００により好都合にサブサ
ンプルされ得ることにまず気づくべきである。ここで、
ｆs は、システムのサンプリングレート（Ｈｚ）であ
る。特に、図４の例示的なシステムのサブサンプラ４
３，４４に留意すること。
【００５８】結果として、算術上の複雑さは、図２の例
示的なシステムにおけるようなフルバンドＡＥＣ構成と
比べて、ｒ2 の係数で低減される。特に、タップの数お
よび１秒あたりの演算回数は、両者共にｒの係数により
低減され得ることに留意されたい。したがって、２チャ
ネルＦＲＬＳのような当業者によく知られた急速収束適
応アルゴリズムは、例えば図４のシステムの適応アルゴ
リズム５７により好都合に使用され得る。
示的なシステムにおけるようなフルバンドＡＥＣ構成と
比べて、ｒ2 の係数で低減される。特に、タップの数お
よび１秒あたりの演算回数は、両者共にｒの係数により
低減され得ることに留意されたい。したがって、２チャ
ネルＦＲＬＳのような当業者によく知られた急速収束適
応アルゴリズムは、例えば図４のシステムの適応アルゴ
リズム５７により好都合に使用され得る。
【００５９】例えば、J. Benesty, F. Amand, A. Gillo
ire および Y. Grenier による“Adaptive Filtering A
lgorithms for Stereophonic Acoustic Echo Cancellat
ion,”in Proc. IEEE ICASSP, 1995, pp. 3099-3102 を
参照のこと。一方、当業者によく知られた単純なＮＬＭ
Ｓアルゴリズムは、高周波帯域においてフィルタ係数を
更新するために使用することができる。ＮＬＭＳアルゴ
リズムの収束は、ＦＲＬＳアルゴリズムよりも遅いが、
音声中のほとんどのエネルギは、例えば低周波数である
ため、典型的にはこれはほとんど関係がない。
ire および Y. Grenier による“Adaptive Filtering A
lgorithms for Stereophonic Acoustic Echo Cancellat
ion,”in Proc. IEEE ICASSP, 1995, pp. 3099-3102 を
参照のこと。一方、当業者によく知られた単純なＮＬＭ
Ｓアルゴリズムは、高周波帯域においてフィルタ係数を
更新するために使用することができる。ＮＬＭＳアルゴ
リズムの収束は、ＦＲＬＳアルゴリズムよりも遅いが、
音声中のほとんどのエネルギは、例えば低周波数である
ため、典型的にはこれはほとんど関係がない。
【００６０】図５は、本発明の別の代替的な実施形態に
よるハイブリットステレオ／モノラルＡＥＣシステムで
あって、図４に示された例示的なシステムと、類似する
ものを示す。しかし、図５の例示的なシステムにおい
て、図４の例示的なシステムにおけるハイパスフィルタ
は、単純な減算に置き換えられている。即ち、ハイパス
フィルタ４５の代わりに、図５の例示的なシステムは、
減算回路４３を使用して、遅延回路４６により遅延され
た後の結合（元の）信号から個々のチャネルのローパス
フィルタされた信号のそれぞれを減算して、オリジナル
信号と２つの低周波成分信号ｘL1およびｘL2との和から
高周波成分信号ｘH を生成する。
よるハイブリットステレオ／モノラルＡＥＣシステムで
あって、図４に示された例示的なシステムと、類似する
ものを示す。しかし、図５の例示的なシステムにおい
て、図４の例示的なシステムにおけるハイパスフィルタ
は、単純な減算に置き換えられている。即ち、ハイパス
フィルタ４５の代わりに、図５の例示的なシステムは、
減算回路４３を使用して、遅延回路４６により遅延され
た後の結合（元の）信号から個々のチャネルのローパス
フィルタされた信号のそれぞれを減算して、オリジナル
信号と２つの低周波成分信号ｘL1およびｘL2との和から
高周波成分信号ｘH を生成する。
【００６１】同様に、ハイパスフィルタ６１は、減算回
路６３で置き換えられており、減算回路６３は、元のモ
ノラル信号（ｙ）からローパスフィルタされたマイクロ
フォン信号（ｙL）を減算して、高周波マイクロフォン
信号ｙHを生成する。その他は図５の例示的なシステム
は、図４の例示的システムと同一の方法で動作する。
路６３で置き換えられており、減算回路６３は、元のモ
ノラル信号（ｙ）からローパスフィルタされたマイクロ
フォン信号（ｙL）を減算して、高周波マイクロフォン
信号ｙHを生成する。その他は図５の例示的なシステム
は、図４の例示的システムと同一の方法で動作する。
【００６２】最終的に、図６は、例えば図４および５に
示されたような本発明の実施形態との組み合わせで使用
するためのハイブリットステレオ／モノラルＡＥＣを使
用するステレオテレコンファレンスシステムの一部分を
示す。
示されたような本発明の実施形態との組み合わせで使用
するためのハイブリットステレオ／モノラルＡＥＣを使
用するステレオテレコンファレンスシステムの一部分を
示す。
【００６３】２つの独立（即ち、左および右）のチャネ
ルを送信する代わりに、図６により部分的に示されたこ
の例示的なシステムは、最初に元のチャネル信号の内の
１つを他のものから減算し（即ち、ｘ1−ｘ2）、次にそ
の結果をローパスフィルタすることにより形成された低
周波成分「偏差」信号を、２つの元のチャネル信号を加
算（即ち、ｘ1＋ｘ2）することにより形成されたフルバ
ンドモノラル信号と共に、たとえば図１の送信部屋１の
ような送信部屋から送信する。具体的には、図に示され
た減算回路７３、ローパスフィルタ７４およびダウンサ
ンプラ７５は、低周波成分「偏差」信号を生成し、加算
回路７２はフルバンドモノラル信号を生成する。
ルを送信する代わりに、図６により部分的に示されたこ
の例示的なシステムは、最初に元のチャネル信号の内の
１つを他のものから減算し（即ち、ｘ1−ｘ2）、次にそ
の結果をローパスフィルタすることにより形成された低
周波成分「偏差」信号を、２つの元のチャネル信号を加
算（即ち、ｘ1＋ｘ2）することにより形成されたフルバ
ンドモノラル信号と共に、たとえば図１の送信部屋１の
ような送信部屋から送信する。具体的には、図に示され
た減算回路７３、ローパスフィルタ７４およびダウンサ
ンプラ７５は、低周波成分「偏差」信号を生成し、加算
回路７２はフルバンドモノラル信号を生成する。
【００６４】そして、図１の受信部屋１０のような受信
部屋における受信機において、高周波成分モノラル信号
ｘH は、２つの別個のチャネルの低周波成分信号ｘL1お
よびｘL2と共に生成され得る。具体的には、受信された
フルバンドモノラル信号は、ローパスフィルタ７７によ
りろ波され、遅延回路７６により遅延された後に、減算
回路７８により受信されたフルバンドモノラル信号それ
自体から減算され、高周波成分信号ｘH を生成する。
部屋における受信機において、高周波成分モノラル信号
ｘH は、２つの別個のチャネルの低周波成分信号ｘL1お
よびｘL2と共に生成され得る。具体的には、受信された
フルバンドモノラル信号は、ローパスフィルタ７７によ
りろ波され、遅延回路７６により遅延された後に、減算
回路７８により受信されたフルバンドモノラル信号それ
自体から減算され、高周波成分信号ｘH を生成する。
【００６５】そして、２つの低周波成分信号ｘL1および
ｘL2はダウンサプラ７９によりダウンサンプルされた後
のローパスフィルタされたフルバンドモノラル信号と受
信された低周波成分「偏差」信号との和をとることによ
り（加算回路８０参照）生成され、それぞれ２で除算さ
れる（除算器８１，８３を参照）。
ｘL2はダウンサプラ７９によりダウンサンプルされた後
のローパスフィルタされたフルバンドモノラル信号と受
信された低周波成分「偏差」信号との和をとることによ
り（加算回路８０参照）生成され、それぞれ２で除算さ
れる（除算器８１，８３を参照）。
【００６６】このアプローチは、効率的なコーディング
および上方互換性のために和および差の送信をしばしば
使用する通常のステレオエンコーディング技術の精神を
多く持つ。したがって、上述したいずれかの本発明によ
る例示的なハイブリットステレオ／モノラルＡＥＣ技術
を使用すると、ＡＥＣシステムの複雑さは、好都合に低
減され、適応アルゴリズムの収束レートは向上し、完全
でないにしてもステレオ効果のほとんどは保持される。
および上方互換性のために和および差の送信をしばしば
使用する通常のステレオエンコーディング技術の精神を
多く持つ。したがって、上述したいずれかの本発明によ
る例示的なハイブリットステレオ／モノラルＡＥＣ技術
を使用すると、ＡＥＣシステムの複雑さは、好都合に低
減され、適応アルゴリズムの収束レートは向上し、完全
でないにしてもステレオ効果のほとんどは保持される。
【００６７】代替的なアプリケーションのための代替的
な実施形態 上述した本発明の実施形態は、ステレオテレコンファレ
ンスに向けられているが、本発明の原理は、他のアプリ
ケーションにも同様に適用可能である。例えばデスクト
ップコンファレンスおよび双方向ビデオゲームのような
多くの他のアプリケーションにおいて、例えば音声信号
を送信するために各場所に１つのみのマイクロフォンが
備えられ、複数（例えば２つ）のラウドスピーカが各場
所にそれにもかかわらず備えられる。
な実施形態 上述した本発明の実施形態は、ステレオテレコンファレ
ンスに向けられているが、本発明の原理は、他のアプリ
ケーションにも同様に適用可能である。例えばデスクト
ップコンファレンスおよび双方向ビデオゲームのような
多くの他のアプリケーションにおいて、例えば音声信号
を送信するために各場所に１つのみのマイクロフォンが
備えられ、複数（例えば２つ）のラウドスピーカが各場
所にそれにもかかわらず備えられる。
【００６８】この場合において、ステレオ信号は、ステ
レオ効果を作り出すために、受信部屋において合成され
得る。例えば、複数の出席者が関与するデスクトップコ
ンファレンスの場合において、複数の送信部屋（即ち他
の参加者達）を含む人工的な空間的次元を作り出すため
に、ステレオ効果が、各受信部屋において好都合に生成
され得る。同様に、双方向ビデオゲームの場合におい
て、ステレオゲーム音響効果が、特定のゲームが再生さ
れる環境をより現実感があるように表現するために典型
的に作り出される。
レオ効果を作り出すために、受信部屋において合成され
得る。例えば、複数の出席者が関与するデスクトップコ
ンファレンスの場合において、複数の送信部屋（即ち他
の参加者達）を含む人工的な空間的次元を作り出すため
に、ステレオ効果が、各受信部屋において好都合に生成
され得る。同様に、双方向ビデオゲームの場合におい
て、ステレオゲーム音響効果が、特定のゲームが再生さ
れる環境をより現実感があるように表現するために典型
的に作り出される。
【００６９】ＡＥＣ技術がテレコンファレンス以外のア
プリケーションに適応されることが一般によく知られて
いる。また、例えば上述した双方向ビデオゲームの場合
のようなこれらの多くのアプリケーションにおいて、キ
ャンセルされる信号は、事実通常の意味の言葉における
「エコー」を全く含まないことがある。むしろ、当業者
によく理解されているように、ＡＥＣ技術はそのような
アプリケーションに適用される場合に、好都合にキャン
セルされる「エコー」信号が、受信部屋中の特定のマイ
クロフォンによりピックアップされる信号のいずれかの
特定の望ましくない部分を含み得る。
プリケーションに適応されることが一般によく知られて
いる。また、例えば上述した双方向ビデオゲームの場合
のようなこれらの多くのアプリケーションにおいて、キ
ャンセルされる信号は、事実通常の意味の言葉における
「エコー」を全く含まないことがある。むしろ、当業者
によく理解されているように、ＡＥＣ技術はそのような
アプリケーションに適用される場合に、好都合にキャン
セルされる「エコー」信号が、受信部屋中の特定のマイ
クロフォンによりピックアップされる信号のいずれかの
特定の望ましくない部分を含み得る。
【００７０】双方向ビデオゲームアプリケーションにお
いて、例えば、キャンセルされるべき信号の望ましくな
い部分は、受信部屋においてゲーム音響効果により生成
される部分である。このようにして、ここで使用される
「音響的エコー信号」の用語は、この広い意味を含むこ
とを意味している。
いて、例えば、キャンセルされるべき信号の望ましくな
い部分は、受信部屋においてゲーム音響効果により生成
される部分である。このようにして、ここで使用される
「音響的エコー信号」の用語は、この広い意味を含むこ
とを意味している。
【００７１】上述したデスクトップコンファレンスおよ
び双方向ビデオゲームのアプリケーションにおいて、図
１および２の関数ｇ1（ｔ）およびｇ2（ｔ）は、もはや
送信部屋の音響応答を表現しないが、その代わりに２つ
のステレオ信号を合成するために使用される関数を表現
する。当業者によく知られているように、信号の内の１
つが他のものの単に減衰されおよび／または遅延された
ものである、即ち関数ｇ1（ｔ）およびｇ2（ｔ）が振幅
および／または遅延においてのみ異なるように、一対の
ステレオ信号を合成することが一般的である。
び双方向ビデオゲームのアプリケーションにおいて、図
１および２の関数ｇ1（ｔ）およびｇ2（ｔ）は、もはや
送信部屋の音響応答を表現しないが、その代わりに２つ
のステレオ信号を合成するために使用される関数を表現
する。当業者によく知られているように、信号の内の１
つが他のものの単に減衰されおよび／または遅延された
ものである、即ち関数ｇ1（ｔ）およびｇ2（ｔ）が振幅
および／または遅延においてのみ異なるように、一対の
ステレオ信号を合成することが一般的である。
【００７２】しかし、本発明の原理がそのような場合に
適応されるとき、非線形関数ｆ1 およびｆ2 が異なる非
線形関数であることが好都合である。これは、ｆ1＝ｆ2
の場合、得られる信号ｘ1′（ｔ）およびｘ2′（ｔ）
が、望ましいように関係が解除されていないという事実
による。そのようなアプリケーションに適用され得る本
発明の一実施形態において、ｆ1は、例えばｆ（ｘ）＝
（ｘ＋｜ｘ｜）／２として定義される正の半波整流器で
あり、ｆ2は、例えばｆ（ｘ）＝（ｘ−｜ｘ｜）／２と
して定義される負の半波整流器である。
適応されるとき、非線形関数ｆ1 およびｆ2 が異なる非
線形関数であることが好都合である。これは、ｆ1＝ｆ2
の場合、得られる信号ｘ1′（ｔ）およびｘ2′（ｔ）
が、望ましいように関係が解除されていないという事実
による。そのようなアプリケーションに適用され得る本
発明の一実施形態において、ｆ1は、例えばｆ（ｘ）＝
（ｘ＋｜ｘ｜）／２として定義される正の半波整流器で
あり、ｆ2は、例えばｆ（ｘ）＝（ｘ−｜ｘ｜）／２と
して定義される負の半波整流器である。
【００７３】他の代替的な実施形態 本発明のいくつかの特定の実施形態を示したが、これら
の実施形態は、本発明の原理の適用において考えられ得
る多くの具体的な構成の単なる例示であると理解されな
ければならない。多くのかつ様々な他の構成が、当業者
によりこれらの原理に従って、本発明の精神および範囲
から離れることなしに考えられ得る。
の実施形態は、本発明の原理の適用において考えられ得
る多くの具体的な構成の単なる例示であると理解されな
ければならない。多くのかつ様々な他の構成が、当業者
によりこれらの原理に従って、本発明の精神および範囲
から離れることなしに考えられ得る。
【００７４】例えば、図２の実施例の非線形変換モジュ
ール２５，３０は、ＡＥＣ２０の外側の送信パスに配置
されるものとして示されたが、そのような変換は、代替
的に、ＡＥＣ２０の内部に含めることができる。そのよ
うな実施形態において、信号ｘ1′（ｔ）およびｘ2′
（ｔ）は、ＡＥＣ２０から受信部屋１０へ提供され得
る。
ール２５，３０は、ＡＥＣ２０の外側の送信パスに配置
されるものとして示されたが、そのような変換は、代替
的に、ＡＥＣ２０の内部に含めることができる。そのよ
うな実施形態において、信号ｘ1′（ｔ）およびｘ2′
（ｔ）は、ＡＥＣ２０から受信部屋１０へ提供され得
る。
【００７５】本発明によるＡＥＣおよび信号の関係解除
は、通信ネットワークにおいて実行可能である。典型的
なネットワークアプリケーションは、例えばネットワー
ク交換器における本発明の一実施形態に関係することに
なる。しかし、当業者は、本発明は、送信位置または受
信位置において局地的テレコンファレンス装置の一部と
して局地的に具現化され得ることを理解するであろう。
このように、電話機、ラウドスピーカシステム、マイク
ロフォンシステムなどに内蔵され得る。
は、通信ネットワークにおいて実行可能である。典型的
なネットワークアプリケーションは、例えばネットワー
ク交換器における本発明の一実施形態に関係することに
なる。しかし、当業者は、本発明は、送信位置または受
信位置において局地的テレコンファレンス装置の一部と
して局地的に具現化され得ることを理解するであろう。
このように、電話機、ラウドスピーカシステム、マイク
ロフォンシステムなどに内蔵され得る。
【００７６】ここに説明した様々な技術の使用は、明示
的に説明した以外の多くの方法によって組み合わせるこ
とができ、そのような組み合わせのそれぞれは当業者に
とって明かである。例えば、米国特許出願 Ser. No. ０
８／３４４，３２０に示されているような部分的に信号
の相互関係の解除を達成するために櫛形フィルタを使用
することは、本発明との組み合わせでも使用することが
できる。
的に説明した以外の多くの方法によって組み合わせるこ
とができ、そのような組み合わせのそれぞれは当業者に
とって明かである。例えば、米国特許出願 Ser. No. ０
８／３４４，３２０に示されているような部分的に信号
の相互関係の解除を達成するために櫛形フィルタを使用
することは、本発明との組み合わせでも使用することが
できる。
【００７７】特に、例えば図４および５に示された実施
形態において行われるように、高周波数におけるモノラ
ルＡＥＣおよび低周波数における本発明による非線形性
の付加を使用することよりもむしろ、櫛形フィルタは、
米国特許出願 Ser. No. ０８／３４４，３２０に示され
ているように、低周波数において、本発明による非線形
性の付加との組み合わせで、高周波数において使用され
得る。
形態において行われるように、高周波数におけるモノラ
ルＡＥＣおよび低周波数における本発明による非線形性
の付加を使用することよりもむしろ、櫛形フィルタは、
米国特許出願 Ser. No. ０８／３４４，３２０に示され
ているように、低周波数において、本発明による非線形
性の付加との組み合わせで、高周波数において使用され
得る。
【００７８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
実際の個々のインパルス応答を正確に推定することが可
能なステレオ音響エコーキャンセル技術を提供すること
ができる。
実際の個々のインパルス応答を正確に推定することが可
能なステレオ音響エコーキャンセル技術を提供すること
ができる。
【図１】通常のステレオテレコンファレンスシステムの
構成を示す図。
構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施形態によるステレオテレコ
ンファレンスシステムの構成を示す図。
ンファレンスシステムの構成を示す図。
【図３】図２に示された本発明の実施形態により使用す
るための非線形信号変換を示す図。
るための非線形信号変換を示す図。
【図４】本発明の代替的な実施形態によるハイブリット
ステレオ／モノラルＡＥＣシステムの構成を示す図。
ステレオ／モノラルＡＥＣシステムの構成を示す図。
【図５】本発明の別の代替的な実施形態によるハイブリ
ットステレオ／モノラルＡＥＣシステムの構成を示す
図。
ットステレオ／モノラルＡＥＣシステムの構成を示す
図。
【図６】本発明の代替的な実施形態との組み合わせで使
用するためのハイブリットステレオ／モノラルＡＥＣを
使用するステレオテレコンファレンスシステムの一部を
示す図。
用するためのハイブリットステレオ／モノラルＡＥＣを
使用するステレオテレコンファレンスシステムの一部を
示す図。
１ 送信部屋 ２，３ マイクロフォン ４ 音源 ５，６ ラウドスピーカ １０ 受信部屋 １１，１２ ラウドスピーカ １３，１４ マイクロフォン １５，１６ 適応ＦＩＲフィルタ １７ 加算回路 １８ 減算回路 ２０ ＡＥＣ ２５，３０ 非線形変換モジュール
フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ジョセフ リンドレー ホール セカンド アメリカ合衆国、07920 ニュージャージ ー、バスキング リッジ、キンナン ウェ イ 20 (72)発明者 デニス レイモンド モーガン アメリカ合衆国、07960 ニュージャージ ー、モーリスタウン、サイカモア レーン ４ (72)発明者 マン モハン ソンディ アメリカ合衆国、07046 ニュージャージ ー、マウンテン レイクス、インターベイ ル ロード 105
Claims (40)
- 【請求項１】 第１および第２の位置間の通信を強化す
る音響エコーキャンセル方法であって、前記第２の位置
（１）において、複数の音源信号（ｘ1，ｘ2）が提供さ
れ、前記第２の位置において少なくとも音響エコー信号
を表す信号が生成されるものにおいて、 （Ａ） 相互関係を低減した２つ以上の音源信号を得る
ために、それぞれが複数の音源信号の少なくとも１つを
反映する１以上のチャネル信号のそれぞれについて非線
形変換を実行するステップと、 （Ｂ） 前記第２の位置における２以上のインパルス応
答を推定するステップと、 （Ｃ） ２以上のエコー推定値成分信号を生成するため
に、推定されたインパルス応答に基づいて、前記相互関
係を低減された音源信号をフィルタするステップと、 （Ｄ） 前記エコー推定値成分信号の結合と少なくとも
前記音響エコー信号を表す前記信号との間の差を表す信
号を生成するステップとを有することを特徴とする方
法。 - 【請求項２】 前記（Ｂ）インパルス応答を推定するス
テップが、前記インパルス応答を表すパラメータを計算
するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 前記第２の位置における少なくとも音響
エコー信号を表す１つ以上の追加的な信号が前記第２の
位置において生成され、 前記インパルス応答を推定し、前記相互関係を低減され
た音源信号をフィルタし、前記差を表す信号を生成する
前記ステップの別個のシーケンスが、音響エコー信号を
表す前記信号のそれぞれに対して実行されることを特徴
とする請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 前記第２の位置において提供される複数
の音源信号は、前記第１の位置において生成されたもの
であり、前記第１の位置から前記第２の位置へ送信され
ることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 前記（Ａ）１つ以上のチャネル信号のそ
れぞれについて非線形変換を実行するステップが、前記
チャネル信号のそれぞれを対応する非線形関数に加える
ステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 前記非線形関数は、係数αをかけ算され
た半波整流器関数であることを特徴とする請求項５記載
の方法。 - 【請求項７】 前記係数αは、０．５よりも小さい数で
あることを特徴とする請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 前記係数αは、０．１〜０．３の範囲に
ある数であることを特徴とする請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 前記非線形関数は、係数αをかけ算され
た全波整流器関数であることを特徴とする請求項５記載
の方法。 - 【請求項１０】 前記非線形関数は、係数αをかけ算さ
れたハードリミッタ関数であることを特徴とする請求項
５記載の方法。 - 【請求項１１】 前記非線形関数は、係数αをかけ算さ
れた二乗関数を含むことを特徴とする請求項５記載の方
法。 - 【請求項１２】 前記非線形関数は、係数αをかけ算さ
れた二乗正弦関数を含むことを特徴とする請求項５記載
の方法。 - 【請求項１３】 前記非線形関数は、係数αをかけ算さ
れた三乗関数であることを特徴とする請求項５記載の方
法。 - 【請求項１４】 前記複数の音源信号を反映するチャネ
ル信号は、制限された帯域幅を有し、１つ以上の追加的
な音源信号は、前記第２の位置において提供されるもの
であり、 （Ｅ） 前記第２の位置における２つ
以上のインパルス応答を反映する結合インパルス応答を
含む第２の位置における少なくとも１つの追加的なイン
パルス応答を推定するステップと、 （Ｆ） 前記複数の音源信号を反映するチャネル信号の
制限された帯域幅の外側にある１つ以上の周波数を含む
帯域幅を有する前記１つ以上の追加的な音源信号の内の
少なくとも１つを反映する少なくとも１つの追加的なエ
コー推定値成分信号を生成するために、少なくとも１つ
の追加的な推定値インパルス応答に基づいて、前記１つ
以上の追加的な音源信号の内の少なくとも１つを反映す
る信号をフィルタリングするステップと、 （Ｇ） 前記少なくとも１つの追加的なエコー推定値成
分信号と前記第２の位置における少なくとも音響エコー
信号を表す追加的な信号との間の差を表す信号を生成す
るステップと、 （Ｈ） 前記少なくとも１つの追加的なエコー推定値成
分信号の結合と前記第２の位置における少なくとも音響
エコー信号を表す追加的な信号との間の差を表す信号
と、前記エコー推定値成分信号の結合と少なくとも前記
音響エコー信号を表す前記信号との間の差を表す信号と
結合させるステップとをさらに含むことを特徴とする請
求項１記載の方法。 - 【請求項１５】 前記複数の音源信号を反映するチャネ
ル信号は、複数の元の音源信号の帯域幅を制限されたも
のであり、前記１つ以上の追加的な音源信号の内の少な
くとも１つを反映する信号は、前記元の音源信号の内の
少なくとも２つの結合に基づくことを特徴とする請求項
１４記載の方法。 - 【請求項１６】 前記複数の音源信号を反映するチャネ
ル信号は、複数の元の音源信号のローパスフィルタされ
たものであることを特徴とする請求項１５記載の方法。 - 【請求項１７】 前記１つ以上の追加的な音源信号の少
なくとも１つを反映する信号は、前記元の音源信号の内
の少なくとも２つの前記結合のハイパスフィルタされた
ものであることを特徴とする請求項１６記載の方法。 - 【請求項１８】 前記複数の音源信号を反映するチャネ
ル信号の内の１つは、前記元の音源信号の内の少なくと
も２つの和を反映し、前記複数の音源信号を反映するチ
ャネル信号の内の別の１つは、前記元の音源信号の内の
２つの差を反映することを特徴とする請求項１４記載の
方法。 - 【請求項１９】 第１と第２の位置間の通信を強化する
ための音響エコーキャンセルシステムであって、前記第
２の位置（１）において、複数の音源信号（ｘ1，ｘ2）
が提供され、前記第２の位置のおける少なくとも音響エ
コー信号を表す信号が生成されるものにおいて、相互関
係を低減された２つ以上の音源信号を得るために、それ
ぞれが前記複数の音源信号の内の少なくとも１つを反映
する１つ以上のチャネル信号のそれぞれに適用される非
線形変換モジュール（２５，３０）と、前記第２の位置
における２つ以上のインパルス応答を推定するように適
合されたインパルス応答エスティメータと、２つ以上の
エコー推定値成分信号を生成するために、前記推定され
たインパルス応答に基づいて前記相互関係を低減された
音源信号をフィルタするように適合されたフィルタ（１
５，１６）と、前記エコー推定値成分信号の結合と少な
くとも前記音響エコー信号を表す前記信号との差を表す
信号を生成する信号生成器とを有することを特徴とする
システム。 - 【請求項２０】 前記インパルス応答エスティメータ
は、インパルス応答を表すパラメータを計算することを
特徴とする請求項１９記載のシステム。 - 【請求項２１】 前記第２の位置における少なくとも音
響エコー信号を表す１つ以上の追加的な信号が、前記第
２の位置において生成され、前記インパルス応答エステ
ィメータ、前記フィルタおよび前記信号生成器のそれぞ
れが、音響エコー信号を表す前記信号のそれぞれに別個
に適用されることを特徴とする請求項１９記載のシステ
ム。 - 【請求項２２】 前記第２の位置に提供される複数の音
源信号は、前記第１の位置において生成され、前記第１
の位置から前記第２の位置へ送信されることを特徴とす
る請求項１９記載のシステム。 - 【請求項２３】 非線形変換モジュールは、前記チャネ
ル信号のそれぞれをその対応する非線形関数へ加算する
ことを特徴とする請求項１９記載のシステム。 - 【請求項２４】 前記非線形関数は、係数αをかけ算さ
れた半波整流器関数であることを特徴とする請求項２３
記載のシステム。 - 【請求項２５】 前記係数αは、０．５よりも小さい数
であることを特徴とする請求項２４記載のシステム。 - 【請求項２６】 前記係数αは、０．１〜０．３の範囲
にある数であることを特徴とする請求項２５記載のシス
テム。 - 【請求項２７】 前記非線形関数は、係数αをかけ算さ
れた全波整流器関数であることを特徴とする請求項２３
記載のシステム。 - 【請求項２８】 前記非線形関数は、係数αをかけ算さ
れたハードリミッタ関数であることを特徴とする請求項
２３記載のシステム。 - 【請求項２９】 前記非線形関数は、係数αをかけ算さ
れた二乗関数であることを特徴とする請求項２３記載の
システム。 - 【請求項３０】 前記非線形関数は、係数αをかけ算さ
れた二乗正弦関数であることを特徴とする請求項２３記
載のシステム。 - 【請求項３１】 前記非線形関数は、係数αをかけ算さ
れた三乗関数であることを特徴とする請求項２３記載の
システム。 - 【請求項３２】 前記複数の音源信号を反映するチャネ
ル信号は、制限された帯域幅を有し、１つ以上の追加的
な音源信号は、前記第２の位置において提供されるもの
であり、第２の位置における２つ以上のインパルス応答
を反映する結合インパルス応答を含む前記第２の位置に
おける少なくとも１つの追加的なインパルス応答を推定
するように適合されたインパルス応答エスティメータ
と、複数の音源信号を反映するチャネル信号の制限され
た帯域幅の外側にある１つ以上の周波数を含む帯域幅を
有する前記１つ以上の追加的な音源信号の少なくとも１
つを反映する少なくとも１つの追加的なエコー推定値成
分信号を生成するために、前記少なくとも１つの追加的
な推定値インパルス応答に基づいて、前記１つ以上の追
加的な音源信号の内の少なくとも１つを反映する信号を
フィルタするように適合されたフィルタと、前記少なく
とも１つの追加的なエコー推定値成分信号の結合と、前
記第２の位置における少なくとも音響エコー信号を表す
追加的な信号との間の差を表す信号を生成する信号生成
器と、前記少なくとも１つの追加的なエコー推定値成分
信号の結合と前記第２の位置における少なくとも音響エ
コー信号を表す追加的な信号との間の差を表す信号と、
前記エコー推定値成分信号の結合と少なくとも前記音響
エコー信号を表す前記信号との間の差を表す信号とを結
合する信号結合器とをさらに有することを特徴とする請
求項１９記載のシステム。 - 【請求項３３】 複数の音源信号を反映するチャネル信
号は、複数の元の音源信号の帯域幅を制限されたもので
あり、前記１つ以上の追加的な音源信号の内の少なくと
も１つを反映する信号は、前記元の音源信号の少なくと
も２つの結合に基づいていることを特徴とする請求項３
２記載のシステム。 - 【請求項３４】 複数の音源信号を反映するチャネル信
号は、複数の元の音源信号のローパスフィルタされたも
のであることを特徴とする請求項３３記載のシステム。 - 【請求項３５】 前記１つ以上の追加的な音源信号の内
の少なくとも１つを反映する信号は、前記元の音源信号
の内の少なくとも２つの前記結合のハイパスフィルタさ
れたものであることを特徴とする請求項３４記載のシス
テム。 - 【請求項３６】 前記複数の音源信号を反映するチャネ
ル信号の内の１つは、前記元の音源信号の内の少なくと
も２つの和を反映し、前記複数の音源信号を反映するチ
ャネル信号の内の別の１つは、前記元の音源信号の内の
２つの差を反映することを特徴とする請求項３２記載の
システム。 - 【請求項３７】 第１および第２の位置の間のステレオ
通信を強化するための音響エコーキャンセルシステムで
あって、前記第２の位置において、複数の音源信号が提
供され、少なくとも音響エコー信号を表す信号が前記第
２の位置のにおいて生成されるものにおいて、２つ以上
の相互関係を低減された音源信号を得るために、それぞ
れが複数の音源信号の内の少なくとも１つを反映する１
つ以上のチャネル信号の内それぞれについて非線形変換
を実行する手段と、前記第２の位置の２つ以上のインパ
ルス応答を推定する手段と、２つ以上のエコー推定値成
分信号を生成するために、前記推定されたインパルス応
答に基づいて前記相互関係を低減された音源信号をフィ
ルタする手段と、前記エコー推定値成分信号の結合と少
なくとも前記音響エコー信号を表す前記信号との差を表
す信号を生成する手段とを有することを特徴とするシス
テム。 - 【請求項３８】 信号チャネル中の相互関係を低減され
た音源信号を結合する手段をさらに含むことを特徴とす
る請求項３７記載のシステム。 - 【請求項３９】 非線形変換モジュールは、前記チャネ
ル信号のそれぞれをその対応する非線形関数に加算する
手段を含むことを特徴とする請求項３７記載のシステ
ム。 - 【請求項４０】 前記複数の音源信号を反映するチャネ
ル信号は、制限された帯域幅を有し、１つ以上の追加的
な音源信号は、前記第２の位置において提供されるもの
であり、 前記第２の位置の少なくとも１つの追加的なインパルス
応答を推定する手段と、 前記複数の音源信号を反映するチャネル信号の制限され
た帯域幅の外側にある１つ以上の周波数を含む帯域幅を
有する前記１つ以上の追加的な音源信号の内の前記少な
くとも１つを反映する少なくとも１つの追加的なエコー
推定値成分信号を生成するために、前記少なくとも１つ
の追加的な推定されたインパルス応答に基づいて、前記
１つ以上の追加的な音源信号の内の少なくとも１つを反
映する信号をフィルタする手段と、 前記少なくとも１つの追加的なエコー推定値成分信号の
結合と前記第２の位置における少なくとも音響エコー信
号を表す追加的な信号との間の差を表す信号を生成する
手段と、 前記少なくとも１つの追加的なエコー推定値成分信号の
結合と前記第２の位置における少なくとも音響的エコー
信号を表す追加的な信号との間の差を表す信号と、前記
エコー推定値成分信号の結合と少なくとも前記音響エコ
ー信号を表す前記信号との差を表す信号とを結合する手
段とをさらに含むことを特徴とする請求項３７記載のシ
ステム。
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