JPH114288A - エコーキャンセラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 背景雑音成分の性質によらずに適応フィルタ
のタップ係数を適切に更新し、エコー除去特性を一段と
高める。 【解決手段】 本発明のエコーキャンセラ装置は、背景
雑音成分の影響を大きく受けるタップ係数と背景雑音成
分の影響を小さく受けるタップ係数との境界タップ位置
を１又は複数検出する雑音影響タップ境界位置決定手段
と、決定された境界タップ位置の前後で、適応フィルタ
のタップ係数の更新に用いるステップゲインを切り替え
るステップゲイン決定手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力音声信号に含
まれているエコー成分を除去するエコーキャンセラ装置
に関し、例えば、エコーキャンセラの後段に背景雑音成
分を除去するノイズキャンセラを備えるものに適用して
好適なものである。本発明のエコーキャンセラ装置は、
例えば、電話端末、テレビ会議装置、自動車ナビゲーシ
ョン装置などの音声入力装置に使用される。

【０００２】

【従来の技術】

文献『藤井健作、大賀寿郎著、「音響エコーキャンセラ
に有用な無音声雑音区間における適応タップ係数の更新
継続法」、電子情報通信学会論文誌Ａ、Vol.J78-A、No.
11、pp.1403-1409、１９９５年１１月』 従来、この種のエコーキャンセラ装置として、上記文献
に開示されるものがあった。図２は、この従来の技術の
構成を示すブロック図である。

【０００３】図２において、受信信号入力端子１００か
ら入力された受信信号は、アナログ／ディジタル変換器
（以下、Ａ／Ｄ変換器と呼ぶ）１０１に入力され、ディ
ジタル信号Ｘ(n)に変換される（ここで、パラメータｎ
はサンプリング順序を表している）。このディジタル受
信信号Ｘ(n)は、エコーキャンセラ１０９に入力される
と共に、ディジタル／アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａ変
換器と呼ぶ）１０２に入力される。

【０００４】ディジタル受信信号Ｘ(n)は、Ｄ／Ａ変換
器１０２においてアナログ信号へと変換されてスピーカ
１０３へ出力され、スピーカ１０３から発音出力され
る。この発音出力された音響の一部は、室内空間（エコ
ーパス）を経由し、エコーＹとしてマイクロホン１０４
へ到達する。

【０００５】マイクロホン１０４で捕捉（音響／電気変
換）されて得られた信号は、音響がエコーパスを経由す
ることにより、エコーパスの伝達関数の影響を受けた信
号となっている。マイクロホン１０４によって得られた
信号には、エコーＥだけではなく、背景雑音Ｎ、送話者
音声Ｓ等の成分が重畳されている。この信号が、Ａ／Ｄ
変換器１０５によってディジタル信号に変換されてエコ
ーキャンセラ１０９に入力される。

【０００６】この従来例の場合、エコーキャンセラ１０
９は図示しないダブルトーク検出器を備え、ダブルトー
ク検出器が、マイクロホン１０４からの入力信号に背景
雑音Ｎや送話者音声Ｓの成分が混入しない状態（以下、
シングルトーク状態と呼ぶ）のときのみ、適応フィルタ
１１４のタップ係数の係数更新動作を行う。このシング
ルトーク状態のときには、Ａ／Ｄ変換器１０５の出力に
は、エコーＹに対応したディジタルサンプリング値（エ
コー信号）Ｙ(n)だけが存在している。

【０００７】エコーキャンセラ１０９は、適応フィルタ
１１４及びエコー打ち消し用加算器１０６からなり、適
応フィルタ１１４がエコー信号Ｙ(n)を推定して疑似エ
コー信号Ｙ’(n)を作成してエコー打ち消し用加算器１
０６に入力する。そして、エコー打ち消し用加算器１０
６において、Ａ／Ｄ変換器１０５からの出力信号Ｙ(n)
から推定した疑似エコー信号Ｙ’(n)を減算してエコー
残差ｅ(n)を作成する。このエコー残差ｅ(n)が、適応フ
ィルタ１１４にフィードバックされてタップ係数の見直
し、更新が実行される。

【０００８】当然に、Ａ／Ｄ変換器１０５からの出力信
号に送話者音声成分があるときも、疑似エコー成分Ｙ’
(n)の除去動作がなされるが、この際のエコー打ち消し
用加算器１０６の出力信号は、タップ係数の見直し、更
新には利用されない。

【０００９】エコーキャンセラ１０９の適応フィルタ１
１４は、係数レジスタ（係数の更新演算構成を含むもの
とする）１１０、乗算器群１１１、保持レジスタ１１２
及び加算器１１３で構成されている。

【００１０】疑似エコー信号Ｙ’(n)は、適応フィルタ
１１４において、以下のように作成される。

【００１１】現在時刻ｎを含め現在時刻ｎから過去にさ
かのぼったＩ（Ｉは適応フィルタ１１４のタップ数）個
の受信信号系列Ｘ(n-I-1)〜Ｘ(n)は保持レジスタ１１２
に蓄えられる。

【００１２】ここで、時刻ｎで保持レジスタ１１２に蓄
えられているＩ個の受信信号系列Ｘ(n-I-1)〜Ｘ(n)はそ
れぞれ、タップ位置を表すパラメータを用いた表現で
は、Ｘn(I)〜Ｘn(1)で表すことができる。タップ位置を
表すパラメータを用いた表現において、括弧内はタップ
位置を表し、添字ｎは時刻を表している。

【００１３】保持レジスタ１１２に蓄えられたＩ個の受
信信号系列Ｘn(I)〜Ｘn(1)はそれぞれ、その時刻ｎで係
数レジスタ１１２に保持されている対応するタップ係数
Ｈn(I)〜Ｈn(1)と、乗算器群１１１を構成している各乗
算器で乗算され、全ての乗算結果が加算器１１３で加算
される。すなわち、加算器１１３からの出力は、（１）
式に示すように、係数レジスタ１１２に保持されている
タップ係数Ｈn(I)〜Ｈn(1)と、保持レジスタに蓄えられ
ている受信信号系列Ｘn(I)〜Ｘn(1)の積和演算結果とな
り、これが疑似エコー信号Ｙ’(n)としてエコー打ち消
し用加算器１０６に与えられる。なお、（１）式におけ
る総和Σは、ｍが１〜Ｉについてである。

【００１４】 Ｙ’(n)＝ΣＨn(m)・Ｘn(m) …（１） 適応フィルタ１１４の係数レジスタ１１０の内容は、上
述したように、送話者音声Ｓが存在しないときにのみ更
新されるものであり、送信入力信号中に送話者音声成分
があるときには更新は停止されており、その更新が停止
されているタップ係数を用いて疑似エコー信号Ｙ’(n)
を作成する。従って、音声成分がタップ係数に影響を与
えることがなく、そのため、送信入力信号中に送話者音
声成分があるときでも良好な疑似エコー信号Ｙ’(n)が
作成される。

【００１５】このような疑似エコー信号Ｙ’(n)を作成
するために用いられるタップ係数Ｈn(m)（ｍは１〜Ｉ）
は、シングルトーク状態において、以下のような（２）
式〜（４）式に従う手順に従って更新される。ここで、
タップ係数Ｈn(m)は、Ｊ個のサンプルでなるフレーム期
間毎に更新される。

【００１６】なお、（２）式〜（４）式における時刻変
数ｎは、（１）式のサンプル毎に変化する場合と異なっ
て、フレーム毎に変化するものである。また、（３）式
における総和Σは、ｊがｎＪ＋１〜（ｎ＋１）Ｊについ
てであり、（４）式における最初の総和Σも、ｊがｎＪ
＋１〜（ｎ＋１）Ｊについてであり、（４）式における
２番目の総和Σは、ｉが１〜Ｉについてである。

【００１７】 Ｈn+1(m)＝Ｈn(m)＋Ａn(m)／Ｐn …（２） Ａn(m)＝ΣＥj・Ｘj(m) …（３） Ｐn＝Σ［ΣＸj(i)・Ｘj(i)］ …（４） ここで、Ｅjは、サンプル時刻ｊでの加算器１０６から
の出力（エコー残差を表している）である。実際上、マ
イクロホン１０４に入力される音響には、背景雑音Ｎが
混入しているので、エコー残差Ｅjにも雑音成分Ｎjが混
入されている。従って、加算器１０６から出力されたエ
コー残差Ｅjは、（５）式に示すように、真のエコー残
差ｅj及び雑音成分Ｎjの和で表され、上述した（３）式
は（６）式に書き直すことができる。る。

【００１８】 Ｅj＝ｅj＋Ｎj …（５） Ａn(m)＝ΣＥj・Ｘj(m) ＝Σ（ｅj＋Ｎj）・Ｘj(m) …（６） 通常は、（７）式に示すように、雑音成分Ｎjの平均値
（期待値）は０と仮定しており、その結果、（６）式は
（８）式に置き換えることができる。

【００１９】 Ｅ［Ｎj］＝０ …（７） Ａn(m)＝Σ（ｅj＋Ｎj）・Ｘj(m) ＝Σｅj・Ｘj(m) …（８） この（８）式から、加算器１０６から出力されたエコー
残差Ｅjを用いてタップ係数を更新しても、更新を繰り
返すことにより、ほぼ真のエコー残差ｅjに応じたタッ
プ係数の更新が実行できることが分かる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のエコーキャンセラ装置は、雑音成分の統計的性質が
（７）式を満たす場合には、例えば、背景雑音が白色雑
音の場合には、適切にタップ係数を更新することができ
る。

【００２１】しかしながら、実用的には、雑音成分が、
フレーム長の制限等から（７）式を満足しないことが多
く、その結果、エコーキャンセラ装置に雑音の悪影響が
出てしまうという課題があった。

【００２２】例えば、当該エコーキャンセラ装置が適用
された電話（自動車電話や携帯電話など）が自動車内に
ある場合には、背景雑音として短期的な平均値が０とは
言い難い自動車エンジン音があり、また、当該エコーキ
ャンセラ装置が適用された電話が室内にある場合には、
背景雑音として短期的な平均値が０とは言い難い排気ダ
クト雑音があり、当該エコーキャンセラ装置が適用され
た電話（携帯電話など）が道路上などの屋外で用いられ
た場合には、背景雑音として短期的な平均値が０とは言
い難い群衆ノイズがあり、実際上、雑音成分が（７）式
を満足しないことの方が遙かに多い。

【００２３】エコーキャンセラの後段にノイズキャンセ
ラを備え、ノイズキャンセラからの出力信号をエコー残
差の情報として用いて、タップ係数を更新するものがあ
る。この場合には、タップ係数に用いられるエコー残差
における雑音成分は小さくなるが、完全には０にはなら
ない。そのため、雑音成分が（７）式を満足しないこと
によるエコーの除去精度の低下の課題が同様に生じてい
る。

【００２４】そのため、背景雑音成分の性質によらず、
適応フィルタのタップ係数を適切に更新できて、エコー
除去特性を一段と高めることができるエコーキャンセラ
装置が望まれている。

【００２５】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、第１の本発明は、適応フィルタが発生した疑似エコ
ー信号を送信信号から減算することにより、送信信号に
混入されているエコー成分を除去するエコーキャンセラ
装置において、（１）背景雑音成分の影響を大きく受け
るタップ係数と背景雑音成分の影響を小さく受けるタッ
プ係数との境界タップ位置を１又は複数検出する雑音影
響タップ境界位置決定手段と、（２）決定された境界タ
ップ位置の前後で、適応フィルタのタップ係数の更新に
用いるステップゲインを切り替えるステップゲイン決定
手段とを有することを特徴とする。

【００２６】また、第２の本発明は、適応フィルタが発
生した疑似エコー信号を送信信号から減算することによ
り、送信信号に混入されているエコー成分を除去するエ
コーキャンセラ装置において、（１）エコー成分除去後
の送信信号に基づいて、背景雑音成分の多少を検出し、
多少の段階を示す情報を出力する背景雑音成分量検出手
段と、（２）背景雑音成分の多少の段階によって、適応
フィルタのタップ係数の更新に用いるステップゲインを
切り替えるステップゲイン決定手段とを有することを特
徴とする。

【００２７】さらに、第３の本発明は、適応フィルタが
発生した疑似エコー信号を送信信号から減算することに
より、送信信号に混入されているエコー成分を除去する
エコーキャンセラ装置において、（１）背景雑音成分の
影響を大きく受けるタップ係数と背景雑音成分の影響を
小さく受けるタップ係数との境界タップ位置を１又は複
数検出する雑音影響タップ境界位置決定手段と、（２）
エコー成分除去後の送信信号に基づいて、背景雑音成分
の多少を検出し、多少の段階を示す情報を出力する背景
雑音成分量検出手段と、（３）雑音影響タップ境界位置
決定手段によって決定された境界タップ位置情報と、背
景雑音成分量検出手段によって検出された背景雑音成分
の多少の段階とに基づいて、適応フィルタのタップ係数
の更新に用いるステップゲインを切り替えるステップゲ
イン決定手段とを有することを特徴とする。

【００２８】いずれの本発明も、背景雑音成分の性質に
応じて、適応フィルタのタップ係数の更新に用いるステ
ップゲインを切り替えるようにしているので、背景雑音
成分の性質によらずに適応フィルタのタップ係数を適切
に更新でき、エコー除去特性を一段と高めることができ
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】

（Ａ）第１の実施形態 以下、本発明によるエコーキャンセラ装置の第１の実施
形態を図面を参照しながら詳述する。

【００３０】ここで、図１がこの第１の実施形態のエコ
ーキャンセラ装置の全体構成を示すブロック図である。
なお、図１における信号を表す符号は、シングルトーク
状態の信号内容に応じて付与している。

【００３１】図１において、第１の実施形態のエコーキ
ャンセラ装置は、受信端子１、Ａ／Ｄ変換器２及び６、
Ｄ／Ａ変換器３及び８、スピーカ４、マイクロホン５、
送信端子９、ノイズキャンセラ１９及びエコーキャンセ
ラ２１から構成されている。

【００３２】エコーキャンセラ２１は、エコー打ち消し
用加算器７、適応フィルタ１０、ノイズパワー計算器１
５、ステップゲイン切り替え判定器１６、係数絶対値計
算器１７、ステップゲイン発生器１８及び更新残差選択
器２０を有している。適応フィルタ１０は、係数レジス
タ１１、乗算器群１２、保持レジスタ１３及び総和用加
算器１４からなる。

【００３３】Ａ／Ｄ変換器２は、受信端子１を介して入
力された対向する装置からの受信信号をディジタル信号
Ｘ(n)に変換するものであり、このディジタル受信信号
Ｘ(n)をエコーキャンセラ２１及びＤ／Ａ変換器３に出
力する。

【００３４】Ｄ／Ａ変換器３は、ディジタル受信信号Ｘ
(n)を再びアナログ信号に変換してスピーカ４に出力す
るものである。

【００３５】スピーカ４は、Ｄ／Ａ変換器３からの受信
信号を電気／音響変換して発音出力するものである。ス
ピーカ４から発音出力された音響の一部が、自動車内等
の反響経路（エコーパス）を経てエコーＹとなってマイ
クロホン５に到達する。

【００３６】マイクロホン５は、基本的には、送話者音
声Ｓを音響／電気変換するものであるが、当該マイクロ
ホン５に到達した背景雑音ＮやエコーＹなども音響／電
気変換するものである。なお、この第１の実施形態の場
合には、エコーＹ及び雑音Ｎだけがマイクロホン５に入
力されたときだけに適応フィルタ１０のタップ係数（係
数レジスタ１１に保持されている）を更新する。

【００３７】Ａ／Ｄ変換器６は、マイクロホン５からの
信号をディジタル信号Ｙ(n)に変換してエコーキャンセ
ラ２１に与えるものである。

【００３８】エコーキャンセラ２１は、Ａ／Ｄ変換器６
から出力された信号Ｙ(n)に含まれているエコー成分に
対応した疑似エコー信号Ｙ’(n)を作成して、Ａ／Ｄ変
換器６から出力された信号Ｙ(n)に含まれているエコー
成分を除去するものである。この除去後の信号ｅ１(n)
は、ノイズキャンセラ１９に与えられる。

【００３９】ノイズキャンセラ１９は、エコーキャンセ
ラ２１で除去できなかった背景雑音Ｎ(n)を除去するも
のである。ノイズキャンセラ１９による背景雑音成分の
除去方法としては、例えば、公知の周波数サブトラクシ
ョン法、帯域分割減衰法、適応フィルタ法などの背景雑
音成分を推定して成分除去する方法であればどのような
方法であっても良い。この第１の実施形態は、ノイズキ
ャンセラ１９による背景雑音成分の除去方法自体には特
徴がないので、その詳細な説明は省略する。

【００４０】Ｄ／Ａ変換器８は、ノイズキャンセラ１９
からのディジタル出力信号ｅ２(n)をアナログ信号に変
換して送信端子９を介して対向する装置に向けて出力す
るものである。

【００４１】次に、エコーキャンセラ２１を構成する各
構成要素の機能について順次説明する。

【００４２】適応フィルタ１０は、Ａ／Ｄ変換器２から
の受信信号Ｘ(n)のサンプル系列に基づいて、疑似エコ
ー信号Ｙ’(n)を形成するものである。

【００４３】適応フィルタ１０における保持レジスタ１
３は、Ａ／Ｄ変換器２からの受信信号Ｘ(n)を当該適応
フィルタのタップ数分だけ保持するものである。適応フ
ィルタ１０における係数レジスタ１１は、タップ数分の
タップ係数を保持しているものである。乗算器群１２を
構成している各乗算器はそれぞれ、同一タップに係る受
信信号サンプルとタップ係数とを乗算するものである。
適応フィルタ１０における総和用加算器１４は、各乗算
結果の総和を求めて、疑似エコー信号Ｙ’(n)としてエ
コー打ち消し用加算器７に出力するものである。

【００４４】エコー打ち消し用加算器７は、Ａ／Ｄ変換
器６から出力された信号Ｙ(n)から、総和用加算器１４
から与えられた疑似エコー信号Ｙ’(n)を減算すること
により、Ａ／Ｄ変換器６から出力された信号Ｙ(n)に含
まれているエコー成分を除去するものである。

【００４５】適応フィルタ１０及びエコー打ち消し用加
算器７は、シングルトーク状態だけでなく、常時有効に
機能しているものである。一方、後述するノイズパワー
計算器１５、ステップゲイン切り替え判定器１６、係数
絶対値計算器１７、ステップゲイン発生器１８及び更新
残差選択器２０は、シングルトーク状態においてのみ、
有効に機能して、適応フィルタ１０のタップ係数を更新
させる。

【００４６】ノイズパワー計算器１５には、エコー打ち
消し用加算器７の出力信号ｅ１(n)が入力される。ノイ
ズパワー計算器１５は、エコー打ち消し用加算器７の出
力信号ｅ１(n)に送話者音声の成分Ｓ(n)がないときに、
背景雑音成分及びエコー成分の重畳成分のパワー情報Ｎ
ｐを計算するものである。エコー打ち消し用加算器７の
出力信号ｅ１(n)に送話者音声の成分Ｓ(n)がないこと
は、図示しないダブルトーク検出器から与えられるよう
になされている。

【００４７】ノイズパワー計算器１５は、例えば、Ｊ個
のサンプルでなるフレーム毎に処理を行うものであり、
（９）式に示すように、エコー打ち消し用加算器７の出
力信号ｅ１(n)の絶対値の平滑演算を行ってパワー情報
Ｎｐを得る。（９）式におけるＡＢＳ（・）は絶対値演
算を示しており、ｊ（１〜Ｊ）はフレーム内サンプル番
号を表している。

【００４８】 Ｎｐ(j)＝ａ１・Ｎｐ(j-1)＋ＡＢＳ（ｅ１(j)）・（１−ａ１） …（ ９） ここで、係数ａ１は平滑の度合いを表す係数であり、通
常０＜ａ１＜１の範囲で任意に選択される。例えば、ａ
１＝０．５とする。当然に、０．５以外であっても良
い。また、現フレームの繰り返し演算における初期値Ｎ
ｐ(0)は０である。さらに、絶対値演算ＡＢＳ（ｅ１
(j)）に代えて、２乗計算ｅ１(j)・ｅ１(j)を適用する
ようにしても良い。

【００４９】ノイズパワー計算器１５は、現フレームに
ついての最終サンプルに対する処理が終了したときの計
算値Ｎｐ(J)をノイズパワー情報とし、現フレームにお
けるノイズパワー情報Ｎｐ(J)を予め定められている閾
値と比較し、ノイズパワー情報Ｎｐ(J)より小さいとき
に、ノイズパワー情報Ｎｐ(J)をステップゲイン切り替
え判定器１６に出力する。

【００５０】なお、（９）式によってノイズパワー情報
Ｎｐを得るのではなく、エコー打ち消し用加算器７の出
力信号ｅ１(n)の絶対値のフレーム内での単純平均によ
って、ノイズパワー情報Ｎｐを得るようにしても良い。

【００５１】係数絶対値計算器１７には、係数レジスタ
１１に保持されているタップ係数が与えられる。係数絶
対値計算器１７は、ノイズパワー計算器１５からの出力
Ｎｐ(J)をステップゲイン切り替え判定器１６に与えら
れているときに、（１０）式に示すように、各タップ係
数Ｈ(m)（mは１〜Ｉであってタップ順番を表す；Ｉはタ
ップ数）の絶対値ａｈ１(m)を求め、その後、（１１）
式に示すように、各タップについての絶対値をｍ個ずつ
用いた平滑値ａｖａｈ１(m)を計算する。

【００５２】 ａｈ１(m)＝ＡＢＳ（Ｈ(m)） …（１０） ａｖａｈ１(m)＝δ・ａｈ１(m)＋（１−δ）・ａｖａｈ１(m-1) …（１１） ここで、ａｖａｈ１の初期値ａｖａｈ１(0)は０であ
る。また、δは平滑の度合いを決定する係数であり、０
＜δ＜１の範囲で任意に定められるものであり、例え
ば、０．５を適用できる（０．５に限定されるものでは
ない）。また、（１１）式に代えて、所望個数ｍの絶対
値ａｈ１(0)〜ａｈ１(m)の単純平均計算式を適用するよ
うにしても良い。

【００５３】このようにして得られた係数絶対値平滑演
算結果ａｖａｈ１(m)は、タップ係数の絶対値の急激な
変化だけを取り除いた特性となる。

【００５４】図３は、このことを説明するための信号波
形図である。図３（ａ）に示すように変化するｍ番目の
タップ係数Ｈ(m)が変化したとき、その絶対値ａｈ１(m)
（＝ＡＢＳ（Ｈ(m)））は、図３（ｂ）に示すように変
化し、ｍ−１番目までのタップに係る絶対値ａｈ１(1)
〜ａｈ１（m-1)も利用されたその平滑値ａｖａｈ１(m)
は、図３（ｃ）に示すように、タップ係数の絶対値の急
激な変化だけが取り除かれたものとなる。

【００５５】ステップゲイン切り替え判定器１６には、
ノイズパワー計算器１５からノイズパワー情報Ｎｐ(J)
が与えられると共に、係数絶対値計算器１７から係数絶
対値平滑演算結果ａｖａｈ１(0)〜ａｖａｈ１(I)が与え
られる。

【００５６】ステップゲイン切り替え判定器１６は、ス
テップゲイン発生器１８が、後述するように、１番から
Ｍ番のタップに対して第１のステップゲインα１を発生
し、Ｍ＋１番からＩ番のタップに対して第２のステップ
ゲインα２を発生するに際して、その境界となるＭを、
ノイズパワー情報Ｎｐ(J)及び係数絶対値平滑演算結果
ａｖａｈ１(0)〜ａｖａｈ１(I)に基づいて決定するもの
である。

【００５７】ステップゲイン切り替え判定器１６は、具
体的には、タップ順番パラメータｍをＩから１に向かっ
て変化させながら、（１２）式に示すように、係数絶対
値平滑演算結果ａｖａｈ１(m)と、ノイズパワー情報Ｎ
ｐ(J)に予め定められたオフセットεを加えた値とを大
小比較し、係数絶対値平滑演算結果ａｖａｈ１(m)が、
ノイズパワー情報Ｎｐ(J)に予め定められたオフセット
εを加えた値より最初に大きくなったｍ（＝Ｍ）を検出
する処理を行う。

【００５８】 Ｎｐ(J)＋ε＜ａｖａｈ１(m) …（１２） ここで、ノイズパワー情報Ｎｐ(J)に予め定められたオ
フセットεを加えるのは、判定がノイズの変動に過敏に
なるのを防止するためである。

【００５９】タップ係数の更新に用いるステップゲイン
を、２段階で切り替えるようにしているのは以下の理由
による。現在時刻のサンプル側に対応している若番側の
１〜Ｍ番目のタップ係数は、ノイズパワー情報Ｎｐ(J)
より大きな振幅を持つ性質を有するため背景雑音の影響
が小さいのでステップゲインを大きくし、より過去のサ
ンプル側のＭ＋１〜Ｉ番目のタップ係数はノイズパワー
情報Ｎｐ(J)の影響が大きいため、ステップゲインを小
にする。

【００６０】例えば、１〜Ｍ番目のタップ係数に対して
はステップゲインα１を０．７とし、Ｍ＋１〜Ｉ番目の
タップ係数に対してはステップゲインα２を０．１２５
とする。第１及び第２のステップゲインα１及びα２の
具体的な値は、０から１の範囲の値であればこれに限定
されるものではない。但し、第１のステップゲインα１
を第２のステップゲインα２より大きく選定する。

【００６１】ステッブゲイン発生器１８には、ステップ
ゲイン切り替え判定器１６が判定したステップゲインを
切り替える境界タップ順番情報Ｍが与えられる。また、
ステッブゲイン発生器１８には、ディジタル受信信号Ｘ
(n)が与えられると共に、更新残差選択器２０から出力
されたエコー残差の情報ｅ３(n)が与えられる。

【００６２】ステッブゲイン発生器１８は、タップ係数
の更新構成を内蔵しており、境界タップ順番情報Ｍが指
示するタップ順番に基づいて、１〜Ｍのタップのタップ
係数更新用のステップゲインαとして第１のステップゲ
インα１を発生すると共に、Ｍ＋１〜Ｉのタップのタッ
プ係数更新用のステップゲインαとして第２のステップ
ゲインα２を発生して、タップ係数の更新を、例えば、
（１３）式に示すような公知の学習同定法等を用いて行
う。

【００６３】なお、（１３）式が適用される場合は、更
新残差選択器２０がノイズキャンセラ１９への入力信号
ｅ１(n)を選択している場合であり、後述するように、
（１４）式が適用される場合もある。（１４）式は、ノ
イズキャンセラ１４の出力信号ｅ２(n)をタップ係数の
更新に利用する場合であり、ノイズキャンセラ１９での
処理遅延ｄを考慮し、タップ係数の更新に用いる信号間
で時間軸上での一致を達成しているものである。

【００６４】（１３）式又は（１４）式において、Ｈm
(n)は、時刻ｎでのｍ（ｍは１〜Ｉ）番目のタップのタ
ップ係数を表し、Ｘm(n)は、時刻ｎでのｍ番目のタップ
のサンプル値を表している。また、（１３）式又は（１
４）式における総和Σは、ｉが１〜Ｉについてである。

【００６５】 Ｈm(n+1)＝Ｈm(n)＋α・Ｘm(n)・ｅ３(n)／（ΣＸi(n)・Ｘi(n)） 但し、１≦ｍ≦Ｍのとき α＝α１ Ｍ＋１≦ｍ≦Ｉのとき α＝α２ …（１３） Ｈm(n+1)＝Ｈm(n) ＋α２・Ｘm(n-d)・ｅ３(n)／（ΣＸi(n-d)・Ｘi(n-d)） …（１４ ） 更新残差選択器２０には、ディジタル受信信号Ｘ(n)、
ノイズキャンセラ１９の出力信号ｅ２(n)、及び、ノイ
ズキャンセラ１９への入力信号ｅ１(n)が入力されてい
る。

【００６６】更新残差選択器２０は、これら信号に基づ
いて、エコー成分の除去状況や背景雑音成分の除去状況
をとらえて（結局、背景雑音成分の多少をとらえてい
る）、ステップゲイン発生器１８に与えるエコー残差情
報ｅ３(n)として、ノイズキャンセラ１９の出力信号ｅ
２(n)、又は、ノイズキャンセラ１９への入力信号ｅ１
(n)を選択すると共に、その選択内容に応じて、（１
３）式又は（１４）式のいずれを適用するかもステップ
ゲイン発生器１８に指示するものである。

【００６７】更新残差選択器２０は、具体的には、例え
ば以下のような処理を行う。更新残差選択器２０は、受
信信号Ｘ(n)とノイズキャンセラ１９の出力信号ｅ２(n)
の比からエコー除去量ＡＣＯＭを求め、また、ノイズキ
ャンセラ１９の出力信号ｅ２(n)とノイズキャンセラ１
９への入力信号ｅ１(n)の比からノイズ除去量ＮＣＡＮ
Ｃを求める。

【００６８】次に、更新残差選択器２０は、ノイズ除去
量ＮＣＡＮＣと予め定められている閾値ζとを比較する
と共に、エコー除去量ＡＣＯＭと予め定められている閾
値λとを比較し、その各比較結果の組み合わせに応じ
て、以下のように、信号の選択動作などを行う。

【００６９】（１）ＮＣＡＮＣ＜ζ、かつ、ＡＣＯＭ≧
λのときには、背景雑音成分を除去する前の段階で十分
にレベルが小さくなっているので、ノイズ更新残差選択
器２０は、背景雑音成分が小さい状況にあるとみなし
て、ノイズキャンセラ１９への入力信号ｅ１(n)をタッ
プ係数の更新に用いるエコー残差情報ｅ３(n)として選
択してステップゲイン発生器１８に与えると共に、（１
３）式に従って、タップ係数を更新することを指示す
る。

【００７０】なお、このときには、更新残差選択器２０
は、ノイズキャンセラ１９に対して除去動作を行うこと
を停止させることを指示し、又は、エコーキャンセラ２
１からの出力信号ｅ１(n)を図示しないスイッチを介す
ることでノイズキャンセラ１９を迂回してＤ／Ａ変換器
８に入力させるようにする。

【００７１】（２）ＡＣＯＭ＜λのときには（ＮＣＡＮ
Ｃ＜ζであるときも、ＮＣＡＮＣ≧ζであるときも含
む）、更新残差選択器２０は、背景雑音成分が大きいた
めにエコー成分の除去量が小さくなっているとみなし
て、ノイズキャンセラ１９の出力信号ｅ２(n)を全ての
タップ係数の更新に用いるエコー残差情報ｅ３(n)とし
て選択してステップゲイン発生器１８に与えると共に、
（１４）式に従って、タップ係数を更新することを指示
する。

【００７２】上述した（１４）式において、全てのタッ
プ係数の更新に用いるステップゲインとして小さな値の
第２のステップゲインα２を適用するようにしているの
は、背景雑音成分が多い状況においては、エコー残差情
報ｅ３(n)をタップ係数に反映させる度合いを小さく押
さえるべきであるからである。

【００７３】（３）ＮＣＡＮＣ≧ζ、かつ、ＡＣＯＭ≧
λのときには、更新残差選択器２０は、背景雑音成分が
上述した（１）のときと（２）のときの中間程度とみな
して、ステップゲイン切り替え判定器１６が決定した境
界までの１番目からＭ番目のタップ係数の更新用の信号
として、ノイズキャンセラ１９への入力信号ｅ１(n)を
タップ係数の更新に用いるエコー残差情報ｅ３(n)とし
て選択してステップゲイン発生器１８に与え、（１３）
式に従って、タップ係数を更新することを指示すると共
に、Ｍ＋１番目からＩ番目のタップ係数の更新用の信号
として、ノイズキャンセラ１９の出力信号ｅ２(n)をタ
ップ係数の更新に用いるエコー残差情報ｅ３(n)として
選択してステップゲイン発生器１８に与える、（１４）
式に従って、タップ係数を更新することを指示する。

【００７４】なお、このときに（１３）式を適用する場
合のステップゲインは、第１のステップゲインα１に固
定される。

【００７５】更新残差選択器２０が、いずれの処理モー
ドを決定した場合であっても、第１のステップゲインα
１を選択したときにはタップ係数の更新は収束速度に優
れ、第２のステップゲインα２を選択したときにはタッ
プ係数の更新は雑音の影響を受けにくくなる。すなわ
ち、このエコーキャンセラ２１は、耐雑音性にすぐれ、
エコー除去特性の優れたものとなる。

【００７６】次に、以上のような機能を有する各構成要
素からなる第１の実施形態のエコーキャンセラ装置の動
作を説明する。

【００７７】受信端子１を介して入力された対向する装
置からの受信信号は、Ａ／Ｄ変換器２によって、ディジ
タル信号Ｘ(n)に変換されてエコーキャンセラ２１及び
Ｄ／Ａ変換器３に与えられる。このディジタル受信信号
Ｘ(n)は、Ｄ／Ａ変換器３によって、アナログ信号に変
換されてスピーカ４に与えられ、スピーカ４から発音出
力される。

【００７８】スピーカ４から発音出力された音響の一部
は、自動車内等の反響経路（エコーパス）を経てエコー
Ｙとなってマイクロホン５に到達し、マイクロホン５に
よって、送話者音声Ｓや背景雑音Ｎなどと共に電気信号
に変換される。

【００７９】マイクロホン５からの信号は、Ａ／Ｄ変換
器６によって、ディジタル信号Ｙ(n)に変換されてエコ
ーキャンセラ２１に入力され、エコーキャンセラ２１
が、ディジタル受信信号Ｘ(n)及びそのときのタップ係
数から形成した疑似エコー信号Ｙ’(n)が減算されて、
Ａ／Ｄ変換器６から出力された信号Ｙ(n)に含まれてい
るエコー成分が除去される。

【００８０】このエコー成分除去後の信号ｅ１(n)は、
ノイズキャンセラ１９に与えられ、ノイズキャンセラ１
９によって、エコーキャンセラ２１で除去できなかった
背景雑音成分Ｎ(n)が除去され、この除去後の送信信号
ｅ２(n)がＤ／Ａ変換器８によって、アナログ信号に変
換されて、送信端子９から対向する装置に向けて出力さ
れる。

【００８１】エコーキャンセラ２１の適応フイルタ１０
においては、次のようにして、疑似エコー信号Ｙ’(n)
を形成する。

【００８２】Ａ／Ｄ変換器２からの受信信号Ｘ(n)は、
保持レジスタ１３に、当該適応フィルタのタップ数分だ
け保持され、一方、タップ係数は、係数レジスタ１１に
保持されている。そして、乗算器群１２を構成している
各乗算器によって、同一タップに係る受信信号サンプル
とタップ係数とが乗算され、総和用加算器１４によっ
て、全ての乗算結果の総和が求められて、疑似エコー信
号Ｙ’(n)が形成され、エコー打ち消し用加算器７に与
えられて、Ａ／Ｄ変換器６から出力された信号Ｙ(n)に
含まれているエコー成分が除去される。

【００８３】次に、シングルトーク状態において実行さ
れる適応フイルタ１０のタップ係数の更新動作について
説明する。

【００８４】ノイズパワー計算器１５には、エコー打ち
消し用加算器７の出力信号（ノイズキャンセラ１９への
入力信号）ｅ１(n)が入力され、このノイズパワー計算
器１５によって、ノイズパワー情報Ｎｐ(J)が計算さ
れ、このノイズパワー情報Ｎｐ(J)所定閾値より大きい
ときにこのノイズパワー情報Ｎｐ(n)がステップゲイン
切り替え判定器１６に与えられる。

【００８５】一方、係数絶対値計算器１７には、係数レ
ジスタ１１に保持されているタップ係数が与えられ、こ
の係数絶対値計算器１７によって、ノイズパワー計算器
１５からのノイズパワー情報Ｎｐ(J)をステップゲイン
切り替え判定器１６に与えられているときに、各タップ
係数Ｈ(m)の絶対値ａｈ１(m)をタップ順番が若い方から
ｍ（ｍは１〜Ｉ）個ずつ用いたＩ個の平滑値ａｖａｈ１
(1)〜ａｖａｈ１(I)が計算されてステップゲイン切り替
え判定器１６に与えられる。

【００８６】ステップゲイン切り替え判定器１６におい
て、これら情報Ｎｐ(J)及びａｖａｈ１(0)〜ａｖａｈ１
(I)に基づいて、背景雑音成分の影響を受ける度合いが
小さいタップ係数と、背景雑音成分の影響を受ける度合
いが大きいタップ係数とのタップ位置の境界Ｍが計算さ
れて、ステップゲイン発生器１８に与えられる。

【００８７】一方、更新残差選択器２０には、ディジタ
ル受信信号Ｘ(n)、ノイズキャンセラ１９の出力信号ｅ
２(n)、及び、ノイズキャンセラ１９への入力信号ｅ１
(n)が入力されており、更新残差選択器２０によって、
エコー除去量ＡＣＯＭ及びノイズ除去量ＮＣＡＮＣが計
算された後、エコー除去量ＡＣＯＭ及びノイズ除去量Ｎ
ＣＡＮＣに基づいて、背景雑音成分の多少が３段階で判
断される。

【００８８】そして、背景雑音成分の多少の判断結果が
少ないという結果のときには、更新残差選択器２０によ
って、ノイズキャンセラ１９への入力信号ｅ１(n)が選
択されてステップゲイン発生器１８に与えられる。

【００８９】このとき、ステップゲイン発生器１８によ
って、境界タップ位置Ｍまでの各タップｊのタップ係数
については、値が大きい第１のステップゲインα１が適
用されて、受信信号サンプルＸm(n)及びノイズキャンセ
ラ１９への入力信号ｅ１(n)を利用したタップ係数の更
新処理が実行され、境界タップ位置Ｍ以降の各タップｍ
のタップ係数については、値が小さい第２のステップゲ
インα２が適用されて、受信信号サンプルＸj(n)及びノ
イズキャンセラ１９への入力信号ｅ１(n)を利用したタ
ップ係数の更新処理が実行される（（１３）式参照）。

【００９０】なお、このときには、更新残差選択器２０
によって、ノイズキャンセラ１９が有効に機能しないよ
うに制御される。

【００９１】また、背景雑音成分の多少の判断結果が多
いという結果のときには、更新残差選択器２０によっ
て、ノイズキャンセラ１９の出力信号ｅ２(n)が選択さ
れてステップゲイン発生器１８に与えられる。

【００９２】このとき、ステップゲイン発生器１８によ
って、全てのタップのタップ係数について、値が小さい
第２のステップゲインα２が適用されて、ノイズキャン
セラ１９の処理遅延を考慮された受信信号サンプルＸm
(n-d)及びノイズキャンセラ１９の出力信号ｅ２(n)を利
用したタップ係数の更新処理が実行される（（１４）式
参照）。

【００９３】さらに、背景雑音成分の多少の判断結果が
中間という結果のときには、更新残差選択器２０によっ
て、境界タップ位置Ｍまでの各タップｍのタップ係数の
更新用として、ノイズキャンセラ１９への入力信号ｅ１
(n)が選択されると共に、境界タップ位置Ｍ以降の各タ
ップｍのタップ係数の更新用として、ノイズキャンセラ
１９の出力信号ｅ２(n)が選択されてステップゲイン発
生器１８に与えられる。

【００９４】このとき、ステップゲイン発生器１８によ
って、境界タップ位置Ｍまでの各タップｊのタップ係数
については、値が大きい第１のステップゲインα１が適
用されて、受信信号サンプルＸm(n)及びノイズキャンセ
ラ１９への入力信号ｅ１(n)を利用したタップ係数の更
新処理が実行され、境界タップ位置Ｍ以降の各タップｍ
のタップ係数については、値が小さい第２のステップゲ
インα２が適用されて、ノイズキャンセラ１９の処理遅
延を考慮された受信信号サンプルＸm(n-d)及びノイズキ
ャンセラ１９の出力信号ｅ２(n)を利用したタップ係数
の更新処理が実行される（（１３）式及び（１４）式参
照）。

【００９５】このようにして更新されたタップ係数は、
係数レジスタ１１に与えられて再設定される。

【００９６】以上のように、第１の実施形態のエコーキ
ャンセラ装置によれば、背景雑音成分の影響を大きく受
けるタップ係数と背景雑音成分の影響を小さく受けるタ
ップ係数との境界タップ位置を検出し、この検出結果に
応じて、ステップゲインを切り替えてタップ係数を更新
するようにしたので、白色雑音や非白色雑音などの背景
雑音成分の統計的な性質などに影響を受けることなく、
タップ係数を適切に更新することができる。

【００９７】また、第１の実施形態のエコーキャンセラ
装置によれば、背景雑音成分の多少を検出し、この検出
結果に応じて、ステップゲインやエコー残差情報を切り
替えてタップ係数を更新するようにしたので、この点か
らも、白色雑音や非白色雑音などの背景雑音成分の統計
的な性質などに影響を受けることなく、タップ係数を適
切に更新することができる。

【００９８】その結果、第１の実施形態のエコーキャン
セラ装置のエコー除去特性は、優れたものとなる。

【００９９】（Ｂ）第２の実施形態 次に、本発明によるエコーキャンセラ装置の第２の実施
形態を図面を参照しながら詳述する。

【０１００】ここで、図４がこの第２の実施形態のエコ
ーキャンセラ装置の全体構成を示すブロック図であり、
上述した第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分
には同一符号を付して示している。

【０１０１】この第２の実施形態は、適応フイルタ１０
のタップ係数の更新構成が第１の実施形態と異なってい
る。この第２の実施形態は、図４及び図１の比較から明
らかなように、第１の実施形態とは異なって、更新残差
選択器２０が設けられておらず、ノイズキャンセラ１９
の出力信号ｅ２(n)が常時タップ係数の更新用のエコー
残差情報としてステップゲイン発生器１８に与えられて
いる。

【０１０２】すなわち、この第２の実施形態では、背景
雑音成分の多少を検出してタップ係数の更新方法を切り
替えることを実行せず、背景雑音成分の影響を大きく受
けるタップ係数と背景雑音成分の影響を小さく受けるタ
ップ係数との境界タップ位置を検出し、タップによっ
て、適用するステップゲインの切り替えてタップ係数を
更新するようになされている。

【０１０３】この第２の実施形態のステップゲイン発生
器１８が、実行するタップ係数の更新式は、（１５）式
で表すことができる。

【０１０４】 Ｈm(n+1)＝Ｈm(n) ＋α・Ｘm(n-d)・ｅ２(n)／（ΣＸi(n-d)・Ｘi(n-d)） 但し、１≦ｍ≦Ｍのとき α＝α１ Ｍ＋１≦ｍ≦Ｉのとき α＝α２ …（１５） 以上のような点を除いた第２の実施形態の構成及び動作
は、第１の実施形態と同様であるので、その説明は省略
する。

【０１０５】第２の実施形態によっても、背景雑音成分
の影響を大きく受けるタップ係数と背景雑音成分の影響
を小さく受けるタップ係数との境界タップ位置を検出
し、これらの検出結果に応じて、タップによってステッ
プゲインを切り替えてタップ係数を更新するようにした
ので、白色雑音や非白色雑音などの背景雑音成分の統計
的な性質などに影響を受けることなく、タップ係数を適
切に更新することができる。

【０１０６】これに加えて、第２の実施形態によれば、
更新残差選択器２０が不要であるので、当該エコーキャ
ンセラ装置がハードウェアによる場合であれば構成を簡
単なものとでき、ソフトウェアによる場合であればエコ
ー除去やタップ係数の更新処理の高速化を達成すること
ができる。ここで、ノイズキャンセラ１９の処理遅延が
問題にならない場合には、タップ係数の更新に利用する
過去の受信信号サンプルの保持構成や保持処理などが簡
単になり、上記効果は特に大きなものとなる。

【０１０７】（Ｃ）第３の実施形態 次に、本発明によるエコーキャンセラ装置の第３の実施
形態を、図面を参照しながら、簡単に説明する。

【０１０８】ここで、図５がこの第３の実施形態のエコ
ーキャンセラ装置の全体構成を示すブロック図であり、
上述した第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分
には同一符号を付して示している。

【０１０９】この第３の実施形態は、適応フイルタ１０
のタップ係数の更新構成が第１及び第２の実施形態と異
なっている。この第３の実施形態は、ノイズキャンセラ
１９を備えないエコーキャンセラ装置に本発明を適用し
た例であり、図５及び図１の比較から明らかなように、
第１の実施形態とは異なって、ノイズキャンセラ１９及
び更新残差選択器２０が設けられておらず、エコーキャ
ンセラ２１からの出力信号ｅ１(n)が常時タップ係数の
更新用のエコー残差情報としてステップゲイン発生器１
８に与えられている。

【０１１０】すなわち、この第３の実施形態では、背景
雑音成分の多少を検出してタップ係数の更新方法を切り
替えることを実行せず、背景雑音成分の影響を大きく受
けるタップ係数と背景雑音成分の影響を小さく受けるタ
ップ係数との境界タップ位置を検出し、タップによっ
て、適用するステップゲインの切り替えてタップ係数を
更新するようになされている。また、タップ係数の更新
用のエコー残差情報として、常時、用いられるようにな
されている。

【０１１１】この第３の実施形態のステップゲイン発生
器１８が、実行するタップ係数の更新式は、（１６）式
で表すことができる。

【０１１２】 Ｈm(n+1)＝Ｈm(n)＋α・Ｘm(n)・ｅ１(n)／（ΣＸi(n)・Ｘi(n)） 但し、１≦ｍ≦Ｍのとき α＝α１ Ｍ＋１≦ｍ≦Ｉのとき α＝α２ …（１６） 以上のような点を除いた第３の実施形態の構成及び動作
は、第１の実施形態と同様であるので、その説明は省略
する。

【０１１３】第３の実施形態によっても、背景雑音成分
の影響を大きく受けるタップ係数と背景雑音成分の影響
を小さく受けるタップ係数との境界タップ位置を検出
し、これらの検出結果に応じて、タップによってステッ
プゲインを切り替えてタップ係数を更新するようにした
ので、白色雑音や非白色雑音などの背景雑音成分の統計
的な性質などに影響を受けることなく、タップ係数を適
切に更新することができる。

【０１１４】これに加えて、第３の実施形態によれば、
更新残差選択器２０及びノイズキャンセラ１９が不要で
あるので、全体構成を簡単にでき、又は、全体の処理を
簡単なものとすることができる。

【０１１５】（Ｄ）他の実施形態 上記各実施形態の説明においても、種々変形実施形態に
ついて言及したが、さらに、以下のような変形実施形態
を挙げることができる。

【０１１６】上記各実施形態においては、２種類のステ
ップゲインを切り替えるものを示したが、ノイズパワー
情報との比較閾値を複数設けて、３種類以上のステップ
ゲインを切り替えるようにしても良い。

【０１１７】また、上記各実施形態においては、適応フ
イルタのタップ係数の更新方法が学習同定法に従うもの
であったが、他のアルゴリズムに従うものであっても良
い。すなわち、他のアルゴリズムであっても、１回の更
新毎に（１ステップ処理）、その時点の信号を反映させ
るステップゲインを必要としており、また、エコー成分
の除去残りであるエコー残差の情報をフィードバックさ
せる必要があるので、本発明を適用することができる。

【０１１８】さらに、上記各実施形態においては、ノイ
ズパワー計算器１５及び係数絶対値計算器１７が絶対値
演算を利用しているものを示したが、絶対値演算に代え
て、２乗演算を適用するようにしても良い。

【０１１９】さらにまた、上記第１の実施形態において
は、背景雑音成分の多少によって場合分けされた３種類
のタップ係数の更新方法でも、２種類のステップゲイン
のいずれかを用いるものであったが、背景雑音成分の多
少によって場合分けされた３種類のタップ係数の更新方
法で、適用するステップゲインを切り替えるようにして
も良い。例えば、背景雑音成分が少ない場合にはα１及
びα２のいずれかを適用し、背景雑音成分が多い場合に
はα３を適用し、背景雑音成分が中間程度の場合にはα
４及びα５のいずれかを適用するようにしても良い。

【０１２０】また、上記第１の実施形態においては、背
景雑音成分の多少を３段階に分けるものを示したが、２
段階又は４段階以上に分けるようにしても良い。さら
に、背景雑音成分の多少の判断方法も、上記第１の実施
形態に記載のものに限定されない。例えば、エコー除去
量の算出にノイズキャンセラ１９の出力信号ｅ２(n)を
利用するようにしても良く、また、除去量も２信号間の
比ではなく２信号の絶対値の差分で定めるようにしても
良い。

【０１２１】さらに、上記第１の実施形態においては、
タップによってステップゲインを切り替えることと、背
景雑音成分の多少によってステップゲインを切り替える
こととを併用したものを示したが、背景雑音成分の多少
によってステップゲインを切り替えることだけを行うよ
うにしても良い。

【０１２２】

【発明の効果】第１の本発明のエコーキャンセラ装置に
よれば、背景雑音成分の影響を大きく受けるタップ係数
と背景雑音成分の影響を小さく受けるタップ係数との境
界タップ位置を１又は複数検出する雑音影響タップ境界
位置決定手段と、決定された境界タップ位置の前後で、
適応フィルタのタップ係数の更新に用いるステップゲイ
ンを切り替えるステップゲイン決定手段とを有するの
で、背景雑音成分の性質によらずに適応フィルタのタッ
プ係数を適切に更新でき、エコー除去特性を一段と高め
ることができる。

【０１２３】また、第２の本発明のエコーキャンセラ装
置によれば、エコー成分除去後の送信信号に基づいて、
背景雑音成分の多少を検出し、多少の段階を示す情報を
出力する背景雑音成分量検出手段と、背景雑音成分の多
少の段階によって、適応フィルタのタップ係数の更新に
用いるステップゲインを切り替えるステップゲイン決定
手段とを有するので、背景雑音成分の性質によらずに適
応フィルタのタップ係数を適切に更新でき、エコー除去
特性を一段と高めることができる。

【０１２４】さらに、第３の本発明のエコーキャンセラ
装置によれば、背景雑音成分の影響を大きく受けるタッ
プ係数と背景雑音成分の影響を小さく受けるタップ係数
との境界タップ位置を１又は複数検出する雑音影響タッ
プ境界位置決定手段と、エコー成分除去後の送信信号に
基づいて、背景雑音成分の多少を検出し、多少の段階を
示す情報を出力する背景雑音成分量検出手段と、雑音影
響タップ境界位置決定手段によって決定された境界タッ
プ位置情報と、背景雑音成分量検出手段によって検出さ
れた背景雑音成分の多少の段階とに基づいて、適応フィ
ルタのタップ係数の更新に用いるステップゲインを切り
替えるステップゲイン決定手段とを有するので、背景雑
音成分の性質によらずに適応フィルタのタップ係数を適
切に更新でき、エコー除去特性を一段と高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】従来の構成を示すブロック図である。

【図３】第１の実施形態の係数絶対値計算器及びステッ
プゲイン切り替え判定器の機能を説明する信号波形図で
ある。

【図４】第２の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】第３の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

７…エコー打ち消し用加算器、１０…適応フィルタ、１
１…係数レジスタ、１２…乗算器群、１３…保持レジス
タ、１４…総和用加算器、１５…ノイズパワー計算器、
１６…ステップゲイン切り替え判定器、１７…係数絶対
値計算器、１８…ステップゲイン発生器、１９…ノイズ
キャンセラ、２０…更新残差選択器、２１…エコーキャ
ンセラ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 適応フィルタが発生した疑似エコー信号
   を送信信号から減算することにより、送信信号に混入さ
   れているエコー成分を除去するエコーキャンセラ装置に
   おいて、 背景雑音成分の影響を大きく受けるタップ係数と背景雑
   音成分の影響を小さく受けるタップ係数との境界タップ
   位置を１又は複数検出する雑音影響タップ境界位置決定
   手段と、 決定された境界タップ位置の前後で、上記適応フィルタ
   のタップ係数の更新に用いるステップゲインを切り替え
   るステップゲイン決定手段とを有することを特徴とする
   エコーキャンセラ装置。
2. 【請求項２】 上記雑音影響タップ境界位置決定手段
   が、 各タップ係数の絶対値又は２乗を演算した後、最も若い
   番号のタップ側からのｍ（ｍは１からタップ数までのそ
   れぞれの数）個の演算結果の単純平均値又は平滑演算値
   を求める係数情報計算部と、 エコー成分除去後の送信信号に基づいて、背景雑音成分
   のパワー情報を得るノイズパワー計算部と、 上記係数情報計算部によるタップ数個の単純平均値又は
   平滑演算値、及び、上記ノイズパワー計算部による背景
   雑音成分のパワー情報に基づいて、背景雑音成分の影響
   を大きく受けるタップ係数と背景雑音成分の影響を小さ
   く受けるタップ係数との境界タップ位置を決定する境界
   決定部とからなることを特徴とする請求項１に記載のエ
   コーキャンセラ装置。
3. 【請求項３】 適応フィルタが発生した疑似エコー信号
   を送信信号から減算することにより、送信信号に混入さ
   れているエコー成分を除去するエコーキャンセラ装置に
   おいて、 エコー成分除去後の送信信号に基づいて、背景雑音成分
   の多少を検出し、多少の段階を示す情報を出力する背景
   雑音成分量検出手段と、 背景雑音成分の多少の段階によって、上記適応フィルタ
   のタップ係数の更新に用いるステップゲインを切り替え
   るステップゲイン決定手段とを有することを特徴とする
   エコーキャンセラ装置。
4. 【請求項４】 エコー成分除去後の信号に含まれている
   背景雑音成分を除去するノイズキャンセラ手段と、 背景雑音成分の多少の段階によって、上記適応フィルタ
   の更新に利用するエコー残差情報として、上記ノイズキ
   ャンセラ手段への入力信号又は上記ノイズキャンセラ手
   段からの出力信号を選択する残差選択手段とをさらに有
   することを特徴とする請求項３に記載のエコーキャンセ
   ラ装置。
5. 【請求項５】 適応フィルタが発生した疑似エコー信号
   を送信信号から減算することにより、送信信号に混入さ
   れているエコー成分を除去するエコーキャンセラ装置に
   おいて、 背景雑音成分の影響を大きく受けるタップ係数と背景雑
   音成分の影響を小さく受けるタップ係数との境界タップ
   位置を１又は複数検出する雑音影響タップ境界位置決定
   手段と、 エコー成分除去後の送信信号に基づいて、背景雑音成分
   の多少を検出し、多少の段階を示す情報を出力する背景
   雑音成分量検出手段と、 上記雑音影響タップ境界位置決定手段によって決定され
   た境界タップ位置情報と、上記背景雑音成分量検出手段
   によって検出された背景雑音成分の多少の段階とに基づ
   いて、上記適応フィルタのタップ係数の更新に用いるス
   テップゲインを切り替えるステップゲイン決定手段とを
   有することを特徴とするエコーキャンセラ装置。
6. 【請求項６】 上記雑音影響タップ境界位置決定手段
   が、 各タップ係数の絶対値又は２乗を演算した後、最も若い
   番号のタップ側からのｍ（ｍは１からタップ数までのそ
   れぞれの数）個の演算結果の単純平均値又は平滑演算値
   を求める係数情報計算部と、 エコー成分除去後の送信信号に基づいて、背景雑音成分
   のパワー情報を得るノイズパワー計算部と、 上記係数情報計算部によるタップ数個の単純平均値又は
   平滑演算値、及び、上記ノイズパワー計算部による背景
   雑音成分のパワー情報に基づいて、背景雑音成分の影響
   を大きく受けるタップ係数と背景雑音成分の影響を小さ
   く受けるタップ係数との境界タップ位置を決定する境界
   決定部とからなることを特徴とする請求項５に記載のエ
   コーキャンセラ装置。
7. 【請求項７】 エコー成分除去後の信号に含まれている
   背景雑音成分を除去するノイズキャンセラ手段と、 背景雑音成分の多少の段階によって、上記適応フィルタ
   の更新に利用するエコー残差情報として、上記ノイズキ
   ャンセラ手段への入力信号又は上記ノイズキャンセラ手
   段からの出力信号を選択する残差選択手段とをさらに有
   することを特徴とする請求項５又は６に記載のエコーキ
   ャンセラ装置。
8. 【請求項８】 上記背景雑音成分量検出手段が背景雑音
   成分の多少を３段階で検出するものであり、 少ない段階のときに、上記残差選択手段が、上記ノイズ
   キャンセラ手段への入力信号を選択すると共に、上記ス
   テップゲイン決定手段が、決定された境界タップ位置の
   前後で、上記適応フィルタのタップ係数の更新に用いる
   ステップゲインを切り替え、 多い段階のときに、上記残差選択手段が、上記ノイズキ
   ャンセラ手段からの出力信号を選択すると共に、上記ス
   テップゲイン決定手段が、上記適応フィルタのタップ係
   数の更新に用いるステップゲインとして全タップに共通
   のステップゲインを決定し、 中間段階のときに、上記残差選択手段が、上記ノイズキ
   ャンセラ手段からの出力信号を選択すると共に、上記適
   応フィルタのタップ係数の更新に用いるステップゲイン
   を切り替えることを特徴とする請求項７に記載のエコー
   キャンセラ装置。