JP3407392B2 - ステレオエコーキャンセラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレコンファレンスシ
ステム等におけるステレオチャンネルのエコーの打ち消
しを行うステレオエコーキャンセラに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、テレコンファレンスシステムが実
用化され、更に音声をステレオ化して伝送及び拡散する
ことにより、臨場感を向上しようとする試みがなされて
いる。ステレオ拡声を行う場合、モノラルの音響エコー
キャンセラでは十分にエコーが消去できないため、ステ
レオエコーキャンセラの実用化が望まれている。このよ
うな要望に対して、適応フィルタを線形結合したステレ
オエコーキャンセラが提案されている。例えば、B.Widr
ow, et al.:Adaptive noise cancelling: Principle an
d applications, Proc. IEEE, 63, 12, pp1692-1716,
(1975) に一例が発表されている。

【０００３】上述したステレオエコーキャンセラについ
て図面を参照しつつ説明する。図４は従来例のステレオ
エコーキャンセラの全体構成を示すブロック図である。
同図において、入力端１，２は遠隔地点の音響空間に設
置された第１（左），第２（右）マイクロフォンから出
力される音声信号の入力部である。添え字ｊをサンプル
番号又はサンプル点とすると、入力端１に伝送された第
１の受信信号ｘ１jは電力増幅されて出力端３に与えら
れ、入力端２に伝送された第２の受信信号ｘ２jは電力
増幅されて出力端４に与えられる。出力端３，４には各
々第１，第２のスピーカ（図示せず）が接続される。第
１，第２のスピーカは当地点の音響空間に設置された左
及び右のスピーカである。

【０００４】又、当地点の音響空間の左右にはマイクロ
フォン（図示せず）が設置されている。これらのマイク
ロフォンに入力された各々の音声信号は、第１の送信入
力ｙ１j，第２の送信入力ｙ２jとして入力端５，６に与
えられる。又、出力端７，８は遠隔地点に当地の音声信
号を第１の出力信号ｅ１j，第２の送信出力ｅ２jとして
各々送出する出力部である。

【０００５】さて、入力端１に第１の適応フィルタ４
１，第３の適応フィルタ４３が接続され、入力端２に第
２の適応フィルタ４２，第４の適応フィルタ４４が接続
される。適応フィルタ４１は、出力端３のスピーカから
入力端５のマイクロフォンに至る音響的インパルス応答
を適応的に推定するフィルタであり、適応フィルタ４２
は出力端４のスピーカから入力端５のマイクロフォンに
至る音響的インパルス応答を適応的に推定するフィルタ
である。同様に、適応フィルタ４３は出力端３のスピー
カから入力端６のマイクロフォンに至る音響的インパル
ス応答を適応的に推定するフィルタであり、適応フィル
タ４４は出力端４のスピーカから入力端６のマイクロフ
ォンに至る音響的インパルス応答を適応的に推定するフ
ィルタである。

【０００６】更新利得算出手段４１７は、適応フィルタ
４１と適応フィルタ４２の更新利得を算出するものであ
る。また、更新利得算出手段４１８は、適応フィルタ４
３と適応フィルタ４４の更新利得を算出するものであ
る。

【０００７】第１の減算手段４５は、適応フィルタ４１
で生成されたエコーレプリカｙｈ11jと、適応フィルタ
４２で生成されたエコーレプリカｙｈ12jとを送信入力
ｙ１jから減算する回路で、減算結果は送信出力ｅ１jと
して出力端７から出力される。第２の減算手段４６は、
適応フィルタ４３で生成されたエコーレプリカｙｈ21j
と、適応フィルタ４４で生成されたエコーレプリカｙｈ
22jとを送信入力ｙ２jから減算する回路で、減算結果は
送信出力ｅ２jとして出力端８から出力される。

【０００８】図５は適応フィルタ４１，４２と減算手段
４５、および更新利得算出手段４１７の具体的な構成を
示すブロック図である。なお、図５においては、図４の
更新利得算出手段４１７が更新利得算出手段５１０に対
応している。図５において、第１のＸレジスタ５１の入
力部１は図４の入力端１に対応している。Ｘレジスタ５
１は受信信号ｘ１jを例えば８ｋHzでサンプリングし、
（以下の全てのレジスタは入力信号を８ｋHzでサンプリ
ングするものとする）サンプル点jにおける過去Ｎサン
プルの受信信号系列Ｘ１j＝｛ｘ１j，ｘ１j-1，・・
・，ｘ１j-N+1｝を格納するレジスタである。

【０００９】第２のＸレジスタ５２の入力部２は図４の
入力端２に対応している。Ｘレジスタ５２は受信信号ｘ
２jを８ｋHzでサンプリングし、サンプル点jにおける過
去Ｎサンプルの受信信号系列Ｘ２j＝｛ｘ２j，ｘ２j-
1，・・・，ｘ２j-N+1｝を格納するレジスタである。第
１のＨレジスタ５３は、出力端３のスピーカから入力端
５のマイクロフォンに至るエコー経路のインパルス応答
の推定値Ｈ11j＝｛ｈ110j，ｈ111j，・・・，ｈ11N-1
j｝を格納するレジスタである。第２のＨレジスタ５４
は出力端４のスピーカから入力端５のマイクロフォンに
至るエコー経路のインパルス応答の推定値Ｈ12j＝｛ｈ1
20j，ｈ121j，・・・，ｈ12N-1j｝を格納するレジスタ
である。

【００１０】Ｘレジスタ５１の出力とＨレジスタ５３の
出力は第１の積和手段５５に与えられる。積和手段５５
は１サンプル毎にＸレジスタ５１とＨレジスタ５３のＮ
個データの畳み込み演算を行い、エコーレプリカｙｈ11
jを合成する回路である。又、Ｘレジスタ５２の出力と
Ｈレジスタ５４の出力は第２の積和手段５６に与えられ
る。積和手段５６は１サンプル毎にＸレジスタ５２とＨ
レジスタ５４のＮ個データの畳み込み演算を行い、エコ
ーレプリカｙｈ12jを合成する回路である。

【００１１】受信電力演算手段５８，５９の出力は更新
利得算出手段５１０に与えられる。更新利得算出手段５
１０は、定数α（０＜α≦１）を受信電力Ｐ１jと受信
電力Ｐ２jとの和で除算することにより、第１及び第２
の更新手段５１１，５１２に更新利得σ１jを出力する
回路である。

【００１２】第１の更新手段５１１は、減算手段５７の
出力信号ｅ１jに更新利得σ１jを乗じ、その乗算結果σ
１j・ｅ１jを、Ｘレジスタ５１のＮ個のデータ｛ｘ１
j，ｘ１j-1，・・・，ｘ１j-N+1｝に乗じる回路であ
る。ここでの演算結果はＨレジスタ５３に加算され、以
前にＨレジスタ５３で保持されたインパルス応答の推定
値Ｈ11jが更新される。

【００１３】第２の更新手段５１２は、減算手段５７の
出力信号ｅ１jに更新利得σ１jを乗じ、その乗算結果σ
１j・ｅ１jを、Ｘレジスタ５２のＮ個のデータ｛ｘ２
j，ｘ２j-1，・・・，ｘ２j-N+1｝に乗じる回路であ
る。ここでの演算結果はＨレジスタ５４に加算され、以
前にＨレジスタ５４で保持されたインパルス応答の推定
値Ｈ12jが更新される。

【００１４】図４に示す適応フィルタ４３，４４と減算
手段４６、および更新利得算出手段４１８の構成につい
ても図５と同様である。以下、適応フィルタ４３のＨレ
ジスタに格納されたインパルス応答の推定値をＨ21jと
し、適応フィルタ４４のＨレジスタに格納されたインパ
ルス応答の推定値をＨ22jとする。更に適応フィルタ４
３、４４で合成されたエコーレプリカをｙｈ21j、ｙｈ2
2jとし、第２の送信出力をｅ２jとする。

【００１５】以上のように構成された従来例のステレオ
エコーキャンセラの動作について、数式を用いて説明す
る。図５の更新手段５１１はＸレジスタ５１から受信信
号系列Ｘ１jを入力し、次の（数１）で示される正規化
ステレオエコーキャンセラアルゴリズムにより新たなイ
ンパルス応答を推定する。

【００１６】

【数１】

【００１７】（数１）で得られたインパルス応答の推定
値Ｈ11j＝｛ｈ110j，ｈ111j，・・・，ｈ11N-1j｝をＨ
レジスタ５３に格納する。

【００１８】次に、積和手段５５は次の（数２）を用い
てエコーレプリカｙｈ11jを演算する。

【００１９】

【数２】

【００２０】一方、受信電力演算手段５８，５９は、次
の（数３），（数４）を用いて、第１の受信電力Ｐ１j
及び第２の受信電力Ｐ２jを夫々演算する。

【００２１】

【数３】

【００２２】

【数４】

【００２３】これらの値は更新利得算出手段５１０に入
力され、次の（数５）を用いて更新利得σ１jが演算さ
れる。

【００２４】

【数５】

【００２５】このようにして、図４の適応フィルタ４１
で生成されたエコーレプリカｙｈ11jは減算手段４５に
出力される。

【００２６】同様に適応フィルタ４２は、出力端４のス
ピーカから入力端５のマイクロフォンへ至るエコー経路
のインパルス応答Ｈ12jの各係数を次の（数６）を用い
て演算する。

【００２７】

【数６】

【００２８】そして、そのエコーレプリカｙｈ12jを次
の（数７）を用いて生成する。

【００２９】

【数７】

【００３０】次に減算手段４５は、適応フィルタ４１、
４２で生成されたエコーレプリカを次の（数８）を用い
て送信出力ｅ１jに変換する。

【００３１】

【数８】

【００３２】最初の受信信号が与えられ、十分な時間が
経過すると、適応フィルタ４１，４２で合成されたエコ
ーレプリカの和が送信入力ｙ１jとほぼ等しくなる。こ
のため送信出力ｅ１jのエコー成分はほぼ零になり、当
地点の話者の音声信号のみが出力端７を介して遠隔地点
の受聴者に伝送される。

【００３３】第２の送信出力ｅ２jについても同様に、
適応フィルタ４３，４４と減算手段４６により生成され
る。即ち次に示す（数９）〜（数１４）を用いて信号処
理される。

【００３４】

【数９】

【００３５】

【数１０】

【００３６】

【数１１】

【００３７】

【数１２】

【００３８】

【数１３】

【００３９】

【数１４】

【００４０】しかしながら、適応フィルタ４１，４２は
送信出力ｅ１jの自乗平均が最小となるように、適応フ
ィルタ４３，４４は送信出力ｅ２jの自乗平均が最小に
なるように、各々適応フィルタのフィルタ係数を更新す
るため、受信信号ｘ１jと受信信号ｘ２jとの間に相関が
ある場合、各適応フィルタが推定すべきインパルス応答
に収束しないことがある。例えば、出力端３のスピーカ
から入力端５のマイクロフォンへ至るエコー経路のイン
パルス応答数列をＧ11とし、出力端４のスピーカから入
力端５のマイクロフォンへ至るエコー経路のインパルス
応答数列をＧ12とする。又、出力端３のスピーカから入
力端６のマイクロフォンへ至るエコー経路のインパルス
応答数列をＧ21とし、出力端４のスピーカから入力端６
のマイクロフォンへ至るエコー経路のインパルス応答数
列をＧ22とする。

【００４１】次に、適応フィルタ４１，４２，４３，４
４が推定したインパルス応答数列を各々Ｈ11，Ｈ12，Ｈ
21，Ｈ22とすると、十分に適応が進んだ状態では本来な
らばＨ11＝Ｇ11，Ｈ12＝Ｇ12，Ｈ21＝Ｇ21，Ｈ22＝Ｇ22
となるように適応フィルタのインパルス応答が収束すべ
きである。しかし、受信信号ｘ１jと受信信号ｘ２jが全
く等しい信号、即ち相関が非常に強い信号の場合、Ｈ11
＝Ｈ12＝（Ｇ11＋Ｇ12）／２、Ｈ21＝Ｈ22＝（Ｇ21＋Ｇ
22）／２に収束しても、送信出力ｅ１j，ｅ２jのエコー
成分を共に零にすることが可能となる。

【００４２】このように、第１の受信信号と第２の受信
信号との間に相関がある場合、各適応フィルタが本来と
は異なるインパルス応答に誤って収束する可能性があ
る。このような誤ったインパルス応答に収束した状態
で、話者の交代や移動等により途中から受信信号間の相
関の度合が変化した場合、その時点からさらに適応フィ
ルタのフィルタ係数が更新される。すると、受信信号の
短時間パワー平均が小さい方の受信信号を入力とする適
応フィルタにおいて、既に正しく推定されたインパルス
応答をもつ適応フィルタのフィルタ係数が乱され、その
結果、残留エコーが増加し、かつエコー打ち消しの速度
が遅くなるという問題が生じる。

【００４３】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、話者交代により発生するエコ
ー打ち消しの速度の低下を防ぎ、それに起因する残留エ
コーの増加を抑えるステレオエコーキャンセラを実現す
ることを目的としたものである。

【００４４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明のステレオエコーキャンセラは、第１の
位置と第２の位置とに各々マイクロフォンとスピーカと
が設けられた一方の音響空間と、前記一方の音響空間と
は隔たった所に位置し、第３の位置と第４の位置とに各
々マイクロフォンとスピーカとが設けられた他方の音響
空間との間で、送信信号及び受信信号を用いてステレオ
の音声情報を授受するテレコンファレンスシステムに用
いられるステレオエコーキャンセラであって、前記第３
の位置のマイクロフォンから出力される第１の受信信号
が、前記第１の位置のスピーカを介して前記第１の位置
のマイクロフォンに入力されるときの音響インパルス応
答と等価なタップ係数を適応的に持つ第１の適応フィル
タと、前記第４の位置のマイクロフォンから出力される
第２の受信信号が、前記第２の位置のスピーカを介して
前記第１の位置のマイクロフォンに入力されるときの音
響インパルス応答と等価なタップ係数を適応的に持つ第
２の適応フィルタと、前記第３の位置のマイクロフォン
から出力される第１の受信信号が、前記第１の位置のス
ピーカを介して前記第２の位置のマイクロフォンに入力
されるときの音響インパルス応答と等価なタップ係数を
適応的に持つ第３の適応フィルタと、前記第４の位置の
マイクロフォンから出力される第２の受信信号が、前記
第２の位置のスピーカを介して前記第２の位置のマイク
ロフォンに入力されるときの音響インパルス応答と等価
なタップ係数を適応的に持つ第４の適応フィルタと、前
記第１の位置のマイクロフォンの音声信号から、前記第
１及び第２の適応フィルタで生成されたエコーレプリカ
を各々減算し、エコー成分が打ち消された第１の送信出
力を生成する第１の減算手段と、前記第２の位置のマイ
クロフォンの音声信号から、前記第３及び第４の適応フ
ィルタで生成されたエコーレプリカを各々減算し、エコ
ー成分が打ち消された第２の送信出力を生成する第２の
減算手段と、前記第１および第２の適応フィルタの更新
利得を算出する第１の更新利得算出手段と、前記第３お
よび第４の適応フィルタの更新利得を算出する第２の更
新利得算出手段と、前記第１及び第２の受信信号を入力
し、この入力信号ももとに他方の音響空間における話者
の交代を検知する話者交代検出手段と、前記第１及び第
２の受信信号の短時間パワー平均を各々算出する第１及
び第２の短時間パワー平均算出手段と、前記第１及び第
２の短時間パワー平均算出手段の出力信号の大小を比較
する大小比較手段と、前記話者交代検出手段において他
方の音響空間における話者の交代を検出したとき、前記
大小比較手段において前記第１の受信信号の短時間パワ
ー平均の方が小さいと判定された場合には前記第１の適
応フィルタの更新利得を０にし、前記大小比較手段にお
いて前記第２の受信信号の短時間パワー平均の方が小さ
いと判定された場合には前記第２の適応フィルタの更新
利得を０にする第１の適応制御手段と、前記話者交代検
出手段において他方の音響空間における話者の交代を検
出したとき、前記大小比較手段において前記第１の受信
信号の短時間パワー平均の方が小さいと判定された場合
には前記第３の適応フィルタの更新利得を０にし、前記
大小比較手段において前記第２の受信信号の短時間パワ
ー平均の方が小さいと判定された場合には前記第４の適
応フィルタの更新利得を０にする第２の適応制御手段と
を具備することを特徴とするものである。

【００４５】また、第２の発明のステレオエーキャンセ
ラは、第１の発明の話者交代検出手段を、第１及び第２
の短時間パワー平均算出手段の出力を用いて、その除算
値βを算出する除算手段と、前記除算手段の除算値β
と、予め定めた２種の定数β1、β2（ただし、β1 >１
> β2）との大小関係を比較する大小比較手段と、前記
大小比較手段の出力を検出し、出力に変化があれば話者
交代と判定する状態変化検出手段とを有して構成したも
のである。

【００４６】さらに、第３の発明のステレオエコーキャ
ンセラは、第１の発明の構成に加えて、第１の位置のマ
イクロフォンから入力される第１の送信入力、及び第１
の減算手段から出力される第１の送信出力の短時間パワ
ー平均比を算出する第１のエコー抑圧量算出手段と、第
２の位置のマイクロフォンから入力される第２の送信入
力、及び前記第２の減算手段から出力される第２の送信
出力の短時間パワー平均比を算出する第２のエコー抑圧
量算出手段とをさらに設け、第１の適応制御手段は、前
記第１のエコー抑圧量算出手段において算出されたエコ
ー抑圧量が予め設定した値より大きければ話者交代時に
おいても第１及び第２の適応フィルタの更新利得を０に
しないように制御し、第２の適応制御手段は、前記第２
のエコー抑圧量算出手段において算出されたエコー抑圧
量が予め設定した値より大きければ話者交代時において
も第３及び第４の適応フィルタの更新利得を０にしない
ように制御することを特徴とするものである。

【００４７】

【作用】このような特徴を有する第１および第２の発明
によれば、第１の適応フィルタは第１の受信出力から第
１の送信入力に至るエコー経路のインパルス応答を推定
し、そのエコーレプリカを合成する。第２の適応フィル
タは第２の受信出力から第１の送信入力へ至るエコー経
路のインパルス応答を推定し、そのエコーレプリカを合
成する。そして第１の減算手段で第１の送信入力から第
１及び第２の適応フィルタで合成されたエコーレプリカ
を差し引くことにより、第１の送信入力に含まれるエコ
ー成分を打ち消す。同様に、第３の適応フィルタで第２
の受信出力から第１の送信入力へ至るエコー経路のイン
パルス応答を推定し、そのエコーレプリカを合成する。
第４の適応フィルタは第２の受信出力から第２の送信入
力へ至るエコー経路のインパルス応答を推定し、そのエ
コーレプリカを合成する。そして第２の減算手段で第２
の送信入力から第３及び第４の適応フィルタで合成され
たエコーレプリカを差し引くことにより、第２の送信出
力に含まれるエコー成分を打ち消す。又、第１及び第２
の受信信号を観測することにより話者交代検出手段で他
方の音響空間における話者の交代を検出し、その時大小
比較手段において第１の受信信号の短時間パワー平均の
方が大きいと判断された場合には第２の適応フィルタの
更新利得を０にして適応を停止し、また大小比較手段に
おいて第２の受信信号の短時間パワー平均の方が大きい
と判断された場合には第１の適応フィルタの更新利得を
０にして適応を停止することにより、話者交代時に適応
フィルタの係数が誤って更新されるのを防ぎ、それによ
り引き起こされる残留エコーの増加、及びフィルタ係数
の収束速度の低下を防ぐことができる。

【００４８】更に第３の発明によれば、第１、第２の発
明の作用に加えて、適応フィルタのフィルタ係数が真の
インパルス応答に収束しているかどうかを第１及び第２
のエコー抑圧量算出手段で算出されたエコー抑圧量から
判定し、真のインパルス応答に近い場合には、話者交代
時においても適応フィルタの更新利得を０にしないよう
にして適応を続行することにより、収束速度の低下を防
ぐことが可能となる。

【００４９】

【実施例】本発明の第１の実施例におけるステレオエコ
ーキャンセラについて、図１を参照しながら説明する。

【００５０】図１は第１の実施例におけるステレオエコ
ーキャンセラの全体構成を示すブロック図であり、従来
例と同一部分は同一の符号をつけ、その詳細な説明は省
略する。同図において、入力端５，６は一方（当方）の
音響空間の第１の位置（左）及び第２の位置（右）に各
々設けられたマイクロフォンの音声信号を入力する入力
端である。出力端３，４は一方の音響空間の第１及び第
２の位置に各々設けられたスピーカに与える音声信号の
出力端である。同様に入力端１，２は他方（遠隔地点）
の音響空間の第３の位置（左）及び第４の位置（右）に
各々に設けられたマイクロフォンの音声信号を入力する
入力端である。出力端７，８は一方の音響空間の第３及
び第４の位置に設けられた各々のスピーカに与える音声
信号の出力端である。そして従来例と同様に第１〜第４
の適応フィルタ１１〜１４、第１及び第２の減算手段１
５，１６が各々設けられている。

【００５１】従来例と異なり本実施例には、入力端１，
２間に話者交代検出手段１７が接続される。話者交代検
出手段１７は受信信号ｘ１j，ｘ２jを入力し、その信号
レベルの変化から、遠隔地点の話者の交代を検知する回
路である。入力端１に第１の短時間パワー平均算出手段
１８が、入力端２に第２の短時間パワー平均算出手段１
９が各々接続され、その結果は大小比較手段１１０に与
えられる。大小比較手段１１０は第１及び第２の短時間
パワー平均算出手段１８，１９により算出された第１及
び第２の受信信号の短時間パワー平均値Ｐ１j，Ｐ２jを
比較し、その大小を判定する。第１の適応制御手段１１
１は、話者交代検出手段１７によって遠隔地点の話者の
交代が検出され、かつ大小比較手段１１０において第１
の受信信号の短時間パワー平均の方が小さい（Ｐ１j＜
Ｐ２j）と判断された場合には、第１の適応フィルタ１
１の更新利得を一定期間０にすることにより適応を停止
し、また大小比較手段１１０において第２の受信信号の
短時間パワー平均の方が小さいと（Ｐ１j＞Ｐ２j）判断
された場合に第２の適応フィルタ１２の更新利得を一定
期間０にすることにより適応を停止する。

【００５２】例えば、各適応フィルタが真のインパルス
応答に収束していない状態で、遠隔地点において話者が
左（第１の位置側）から右（第２の位置側）に変化した
場合、話者交代時に第１及び第２の受信信号の相関が大
きく変化するため、短時間パワー平均の小さい方の受信
信号（この例ではＸ１j）を入力とする適応フィルタ
（この例では第１の適応フィルタ１１及び第３の適応フ
ィルタ１３）のフィルタ係数が誤って更新される。する
とフィルタ係数の収束速度が低下し、残留エコーは増加
する。そこで、話者交代時に短時間パワー平均値が小さ
い方の受信信号を入力とする適応フィルタの更新利得を
一定期間０にして適応を停止することにより、話者交代
時に誤ったフィルタ係数に更新されるのを防ぎ、それに
より引き起こされる残留エコーの増加及びフィルタ係数
の収束速度の低下を防ぐことができる。

【００５３】このように本実施例によれば、話者交代時
に短時間パワー平均が小さい方の受信信号を入力とする
適応フィルタの更新利得を一定期間０にして適応を停止
することにより、話者交代時に誤ったフィルタ係数に更
新されるのを防ぎ、フィルタ係数の収束速度の低下及び
残留エコーの増加を防ぐことができる。

【００５４】次に、本発明の第２の実施例におけるステ
レオエコーキャンセラについて、図２を参照しながら説
明する。本実施例は第１の実施例における話者交代検出
手段を具体化したものであり、その他の構成は図１と同
一である。図２は第２の実施例におけるステレオエコー
キャンセラの全体構成を示すブロック図であり、図２に
おいて、除算手段２１と大小比較手段２２と状態変化検
出手段２３により話者交代検出手段２４を構成してい
る。なお、第１の実施例と同一の構成要素には同一の符
号をつけて、その詳細な説明は省略する。

【００５５】図２において、除算手段２１は第１の短時
間パワー平均算出手段１８の出力を第２の短時間パワー
平均算出手段１９の出力で除算し、その除算値βを大小
比較手段２２に出力する。大小比較手段２２は、この除
算値βと、予め定めた２種の定数β１，β２（β１＞１
＞β２）との比較を行い、除算値βがどの範囲に含まれ
るかを判定する回路である。この判定結果は状態変化検
出手段２３に与えられる。状態変化検出手段２３は、除
算値βの範囲が変化したか否かを調べ、変化した場合は
他方の音響空間において話者が交代したとして、話者交
代検出信号を出力する。

【００５６】このように話者交代検出手段２４が構成さ
れたステレオエコーキャンセラの動作を説明する。例え
ば、各話者が左（第３の位置側）、中央、右（第４の位
置側）の何れか一方に位置しているとする。そして左側
の話者が発話したときβ＞β１＞１とし、又右側の話者
が発話したとき１＞β２＞βとなるよう、β１，β２を
予め設定しておく。そうすると、先ず始めに左側の話者
が発話すると、第１の短時間パワー平均Ｐ１jが第２の
短時間パワー平均Ｐ２jより大きくなるため、除算手段
２１の出力βはβ１より大きくなる。

【００５７】又、中央の話者が発話したときはほぼβ＝
１となり、β１＞β＞β２が成立する。同様に右側の話
者が発話したときはβ＜β２となる。このように話者の
位置によりβとβ１及びβ２との関係が定まり、βの状
態の変化の境界を状態変化検出手段２３で検知すること
により話者交代の検知が可能となる。

【００５８】以上のように本実施例によれば、受信信号
ｘ１j，ｘ２jの各短時間パワー平均の除算値βの変化を
観測することにより、話者の交代を検出する。そして短
時間パワー平均値が小さい方の受信信号を入力とする適
応フィルタの更新利得を一定期間零にして適応を停止す
ることにより、話者交代時に誤ったフィルタ係数に更新
されるのを防ぎ、フィルタ係数の収束速度の低下及び残
留エコーの増加を防ぐことができる。

【００５９】次に、本発明の第３の実施例におけるステ
レオエコーキャンセラについて、図３を参照しながら説
明する。本実施例は第１の実施例の構成（図１）に第１
及び第２のエコー抑圧量算出手段を付加し、それに対応
して第１及び第２の適応制御手段を変更したものであ
る。図３は第３の実施例のステレオエコーキャンセラの
全体構成を示すブロック図であり、第１の実施例と同一
の構成要素には同一の符号をつけて、その詳細な説明は
省略する。

【００６０】図３において、第１のエコー抑圧量算出手
段３１は、第１の送信入力ｙ１jと第１の送信出力ｅ１j
との短時間パワー平均比を算出することにより、第１の
送信出力におけるエコー抑圧量ＥＲＬＥ１jを算出する
回路であり、第２のエコー抑圧量算出手段３２は、第２
の送信入力ｙ２jと第２の送信出力ｅ２jとの短時間パワ
ー平均比を算出することにより、第２の送信出力におけ
るエコー除去量ＥＲＬＥ２jを算出する回路である。各
適応フィルタが真のインパルス応答に近い場合、話者交
代時に適応フィルタの適応を停止したままでは収束速度
が低下することがある。そこで予め閾値γを定め、ＥＲ
ＬＥ１jがγより大きければ話者交代時においても第１
及び第２の適応フィルタ１１，１２の更新利得を０にし
ないようにし、またＥＲＬＥ２jがγより大きければ第
３及び第４の適応フィルタ１３，１４の更新利得を０に
しないようにすることにより、収束速度の低下を防ぐこ
とが可能となる。

【００６１】以上のように本実施例によれば、予め閾値
γを定め、ＥＲＬＥ１jがγより大きければ第１及び第
２のの適応フィルタ１１，１３の更新利得を０にしない
ようにし、またＥＲＬＥ２jがγより大きければ第３及
び第４の適応フィルタ１３，１４の更新利得を０にしな
いようにすることにより、収束速度の低下を防ぐことが
可能となる。

【００６２】

【発明の効果】以上のように、第１および第２の発明に
よれば、話者交代検出手段を設けたことにより、第１及
び第２の受信信号から他方の音響空間における話者の交
代を検知することができる。この場合、短時間パワー平
均値が小さい方の受信信号を入力とする適応フィルタの
更新利得を一定期間０にして適応を停止することによ
り、話者交代時に誤ったフィルタ係数に更新されるのを
防ぎ、フィルタ係数の収束速度の低下及び残留エコーの
増加を防ぐことができる。このため、異なる２地点でス
テレオ音響システムを用いて合同会議等を行うとき、他
地点で発言者が交代や移動をした場合にマイクロホンと
スピーカとの間で発生するエコーの増加を速やかに抑圧
できるという効果が発揮される。

【００６３】また、第３の発明によれば、適応フィルタ
の係数が真のインパルス応答に近いような状況におい
て、適応を停止することによる収束速度の低下を防止す
ることができる。このため、異なる２地点でステレオ音
響システムを用いて合同会議等を行うとき、マイクロフ
ォンとスピーカとの間で発生するエコーを速やかに抑圧
できるという効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるステレオエコー
キャンセラの全体構成を示すブロック図

【図２】本発明の第２の実施例におけるステレオエコー
キャンセラの全体構成を示すブロック図

【図３】本発明の第３の実施例におけるステレオエコー
キャンセラの全体構成を示すブロック図

【図４】従来のステレオエコーキャンセラの構成例を示
すブロック図

【図５】従来のステレオエコーキャンセラに用いられる
適応フィルタ、減算手段、更新利得算出手段の具体的な
構成例を示すブロック図

【符号の説明】

１，２，５，６ 入力端 ３，４，７，８ 出力端 １１〜１４，５１〜５４，７１〜７４ 適応フィルタ １５，１６，４５，４６，５７ 減算手段 １７ 話者交代検出手段 １８，１９ 短時間パワー平均算出手段 ２１ 除算手段 ２２ 大小比較手段 ２３ 状態変化検出手段 ３１，３２ エコー抑圧量算出手段 ５１，５２ Ｘレジスタ ５３，５４ Ｈレジスタ ５５，５６ 積和手段 ５７ 減算手段 ５８，５９ 受信電力演算手段 １１０ 大小比較手段 １１１ 適応制御手段 １１２，１１３，３３，３４ 適応制御手段 ４１７，４１８，５１０ 更新利得算出手段 ５１１，５１２ 更新手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 3/00 - 3/44

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の位置と第２の位置とに各々マイクロ
   フォンとスピーカとが設けられた一方の音響空間と、前
   記一方の音響空間とは隔たった所に位置し、第３の位置
   と第４の位置とに各々マイクロフォンとスピーカとが設
   けられた他方の音響空間との間で、送信信号及び受信信
   号を用いてステレオの音声情報を授受するテレコンファ
   レンスシステムに用いられるステレオエコーキャンセラ
   であって、 前記第３の位置のマイクロフォンから出力される第１の
   受信信号が、前記第１の位置のスピーカを介して前記第
   １の位置のマイクロフォンに入力されるときの音響イン
   パルス応答と等価なタップ係数を適応的に持つ第１の適
   応フィルタと、 前記第４の位置のマイクロフォンから出力される第２の
   受信信号が、前記第２の位置のスピーカを介して前記第
   １の位置のマイクロフォンに入力されるときの音響イン
   パルス応答と等価なタップ係数を適応的に持つ第２の適
   応フィルタと、 前記第３の位置のマイクロフォンから出力される第１の
   受信信号が、前記第１の位置のスピーカを介して前記第
   ２の位置のマイクロフォンに入力されるときの音響イン
   パルス応答と等価なタップ係数を適応的に持つ第３の適
   応フィルタと、 前記第４の位置のマイクロフォンから出力される第２の
   受信信号が、前記第２の位置のスピーカを介して前記第
   ２の位置のマイクロフォンに入力されるときの音響イン
   パルス応答と等価なタップ係数を適応的に持つ第４の適
   応フィルタと、 前記第１の位置のマイクロフォンの音声信号から、前記
   第１及び第２の適応フィルタで生成されたエコーレプリ
   カを各々減算し、エコー成分が打ち消された第１の送信
   出力を生成する第１の減算手段と、 前記第２の位置のマイクロフォンの音声信号から、前記
   第３及び第４の適応フィルタで生成されたエコーレプリ
   カを各々減算し、エコー成分が打ち消された第２の送信
   出力を生成する第２の減算手段と、 前記第１および第２の適応フィルタの更新利得を算出す
   る第１の更新利得算出手段と、 前記第３および第４の適応フィルタの更新利得を算出す
   る第２の更新利得算出手段と、 前記第１及び第２の受信信号を入力し、この入力信号も
   もとに他方の音響空間における話者の交代を検知する話
   者交代検出手段と、 前記第１及び第２の受信信号の短時間パワー平均を各々
   算出する第１及び第２の短時間パワー平均算出手段と、 前記第１及び第２の短時間パワー平均算出手段の出力信
   号の大小を比較する大小比較手段と、 前記話者交代検出手段において他方の音響空間における
   話者の交代を検出したとき、前記大小比較手段において
   前記第１の受信信号の短時間パワー平均の方が小さいと
   判定された場合には前記第１の適応フィルタの更新利得
   を０にし、前記大小比較手段において前記第２の受信信
   号の短時間パワー平均の方が小さいと判定された場合に
   は前記第２の適応フィルタの更新利得を０にする第１の
   適応制御手段と、 前記話者交代検出手段において他方の音響空間における
   話者の交代を検出したとき、前記大小比較手段において
   前記第１の受信信号の短時間パワー平均の方が小さいと
   判定された場合には前記第３の適応フィルタの更新利得
   を０にし、前記大小比較手段において前記第２の受信信
   号の短時間パワー平均の方が小さいと判定された場合に
   は前記第４の適応フィルタの更新利得を０にする第２の
   適応制御手段とを具備することを特徴とするステレオエ
   コーキャンセラ。
2. 【請求項２】話者交代検出手段は、 第１及び第２の短時間パワー平均算出手段の出力を用い
   て、その除算値βを算出する除算手段と、 前記除算手段の除算値βと、予め定めた２種の定数β
   1、β2（ただし、β1 >１ > β2）との大小関係を比較
   する大小比較手段と、 前記大小比較手段の出力を検出し、出力に変化があれば
   話者交代と判定する状態変化検出手段とを具備すること
   を特徴とする請求項１記載のステレオエコーキャンセ
   ラ。
3. 【請求項３】第１の位置のマイクロフォンから入力され
   る第１の送信入力、及び第１の減算手段から出力される
   第１の送信出力の短時間パワー平均比を算出する第１の
   エコー抑圧量算出手段と、 第２の位置のマイクロフォンから入力される第２の送信
   入力、及び前記第２の減算手段から出力される第２の送
   信出力の短時間パワー平均比を算出する第２のエコー抑
   圧量算出手段とをさらに設け、 第１の適応制御手段は、前記第１のエコー抑圧量算出手
   段において算出されたエコー抑圧量が予め設定した値よ
   り大きければ話者交代時においても第１及び第２の適応
   フィルタの更新利得を０にしないように制御し、 第２の適応制御手段は、前記第２のエコー抑圧量算出手
   段において算出されたエコー抑圧量が予め設定した値よ
   り大きければ話者交代時においても第３及び第４の適応
   フィルタの更新利得を０にしないように制御することを
   特徴とする請求項１記載のステレオエコーキャンセラ。