JP4652116B2 - エコー消去装置 - Google Patents

Description

この発明は、スピーカから出力されエコー経路を経てマイクに入力される音響エコーを低減するエコー消去装置に関するものである。

ステレオスピーカによって再生された音声をマイクに入力するにあたり、エコー以外の入力音声がないと仮定した場合、マイクに入力される送信入力信号ｓ_in（ｎ）は、下記式（１）のように表せる。但し、Ｌｅｆｔチャンネルの受信信号時系列ベクトルを、太字ｌ_in（ｎ）（電子出願の関係上、強調文字のアルファベット文字を太字アルファベットと表記する）、Ｒｉｇｈｔチャンネルの受信信号時系列ベクトルを太字ｒ_in（ｎ）とし、Ｌｅｆｔ側及びＲｉｇｈｔ側スピーカ−マイク間の伝達関数のインパルス応答をそれぞれ太字ｈ_L，太字ｈ_Rとする。なお、ＮはＮ＞０であり、エコーの残響時間に対して十分大きいとする。また、太字ｈ_L太字ｌ_in（ｎ）、太字ｈ_R太字ｒ_in（ｎ）は、それぞれＬｅｆｔチャンネルによるエコー、Ｒｉｇｈｔチャンネルによるエコーを表している。

従来のステレオエコー消去装置では、ｌ_in（ｎ）を入力とする適応フィルタとｒ_in（ｎ）を入力とする適応フィルタによって太字ｈ_L，太字ｈ_Rを適応化学習して、Ｌｅｆｔ側及びＲｉｇｈｔ側スピーカ−マイク間の伝達関数のインパルス応答の推定値太字ｈ_Lハット，太字ｈ_Rハットを求める。そして、各推定値から擬似エコー信号として太字ｈ_Lハット太字ｌ_in（ｎ）、太字ｈ_Rハット太字ｒ_in（ｎ）を生成し、送信入力信号ｓ_in（ｎ）から、これらの疑似エコー信号を引き去ることによってエコーを消去している。

このようなステレオエコー消去を行う技術としては、例えば特許文献１に開示されるものがある。

特開２００１−１００７８５号公報

従来のステレオエコー消去装置では、受信信号のステレオ、モノラルの切り換わりが頻繁にある場合、エコー消去効果が低下するという課題があった。

図９は、ステレオ音声の録音方法を説明する図であり、この図を用いて上記課題をより詳細に説明する。図９の例では、１個の音源に対して２つのマイクロホンを用いてステレオ音声信号を収録している。音源より発生した音声ｏ（ｎ）は、Ｌｅｆｔ、Ｒｉｇｈｔそれぞれのマイクロホンに到達するまでに伝播した経路上の空間の伝播特性の影響を入力しる。この場合、Ｌｅｆｔ、Ｒｉｇｈｔそれぞれのマイクロホンによって収音された音声の音声波形は、下記式（２）のように表せる。但し、太字ｐ_L（ｎ）、太字ｐ_R（ｎ）は、Ｌｅｆｔ、Ｒｉｇｈｔそれぞれのマイクロホンに到達するまで伝播した経路上の空間の伝達関数である。

現実的に太字ｐ_L（ｎ）＝太字ｐ_R（ｎ）となることはほとんどなく、通常のステレオ音声ではｌ_in（ｎ）≠ｒ_in（ｎ）が成り立つ。これより、通常はステレオ録音された音声信号は、ＬチャンネルとＲチャンネルが相互に相関性はあるとしても完全には一致しない、別個の信号であるとみなすことができる。このため、従来のステレオエコー消去装置において伝達関数のインパルス応答である太字ｈ_L，太字ｈ_Rを推定することが可能となっている。

しかしながら、仮に太字ｌ_in（ｎ）＝太字ｒ_in（ｎ）であった場合、ｓ_in（ｎ）に含まれるＬｅｆｔチャンネルのエコーとＲｉｇｈｔチャンネルのエコーを区別することは不可能であり、適応フィルタにより太字ｈ_L，太字ｈ_Rを推定することはできなくなる。

このような場合、ｓ_in（ｎ）は下記式（３）の関係となる。

これより、ｌ_in（ｎ）あるいはｒ_in（ｎ）を入力とする適応フィルタは、どちらも（太字ｈ_L＋太字ｈ_R）を学習同定する。従って、この場合、従来のステレオエコー消去装置では２つの適応フィルタで同時に（太字ｈ_L＋太字ｈ_R）を学習同定することになる。

前述の通り、ステレオ音声信号では、太字ｌ_in（ｎ）＝太字ｒ_in（ｎ）となることはほとんど無いと言えるが、一方でモノラル音声信号は常に太字ｌ_in（ｎ）＝太字ｒ_in（ｎ）である。ステレオ音声、モノラル音声のどちらも受信するような場合、従来のステレオエコー消去装置は、ステレオからモノラル、或いはモノラルからステレオへの切り換わりにおいて、適応フィルタの学習同定の対象が変わることになる。

例えば、受信信号がステレオ音声からモノラル音声に変わった場合、学習同定の対象が太字ｈ_L、太字ｈ_Rから（太字ｈ_L＋太字ｈ_R）に変わるため、適応フィルタはそれまで学習同定した推定値である太字ｈ_Lハット、太字ｈ_Rハットを忘却し、新たに（太字ｈ_L＋太字ｈ_R）を学習同定し直さなくてはならない。

このとき、再学習を始めた時点から収束に至る時点までの間、エコーの引き去り効果は通常よりも低くなり、エコーの残留は大きくなる。受信信号のステレオ、モノラルの切り換わりが頻繁である場合、ステレオステレオエコー消去装置によるエコー消去効果はその分低下することが予想される。

また、従来のステレオエコー消去装置をモノラル音声に用いるとき、さらに以下のような課題がある。

前述の通り、従来のステレオエコー消去装置では、ｌ_in（ｎ）、ｒ_in（ｎ）を入力とする適応フィルタを一つずつ備えているが、モノラル音声は太字ｌ_in（ｎ）＝太字ｒ_in（ｎ）であるからそれぞれの適応フィルタに同じ信号が入力されることとなる。各適応フィルタの係数列を太字ａ₁（ｎ），太字ａ₂（ｎ）とし、適応フィルタの出力をｄ₁（ｎ），ｄ₂（ｎ）とすると、これらは下記式（４）のように表される。従って、送信入力信号ｓ_in（ｎ）から適応フィルタの出力ｄ₁（ｎ），ｄ₂（ｎ）を引いた残差信号ｓ_out（ｎ）は、下記式（５）で表すことができる。

ここで、太字ｌ_in（ｎ）＝太字ｒ_in（ｎ）＝太字ｕ（ｎ）とすると、ｓ_in（ｎ）は下記式（６）のようになり、ｓ_out（ｎ）は、下記式（７）のようになる。但し、太字ｈ_sum，太字ａ_sum（ｎ）は下記式（８）の関係にある。

また、このときの係数更新式は、例えばＮＬＭＳアルゴリズムを用いた場合、下記式（９）のようになる。但し、αは係数更新ステップゲインである。さらに、下記式（９）において、太字ａ₁（ｎ），太字ａ₂（ｎ）をまとめると、下記式（１０）が得られる。

このように、上記式（７）及び上記式（１０）から、同じ入力信号を持つ、並列された二つの適応フィルタは、倍の係数更新ステップゲインを持った一つの適応フィルタと同じ振る舞いをすることがわかる。

一般に、エコーキャンセラにおいて適応フィルタの係数更新ステップゲインを大きくした場合、エコーの伝播経路の変化による追従性が向上する利点がある反面、係数が収束した後でもエコー消去量が安定しないという欠点がある。これは、係数の修正量が大きくなる分、送信信号に含まれる雑音や話者音声成分による影響を入力しやすくなり、適応化誤差が大きくなるためである。

一方、係数更新ステップゲインを小さくした場合、係数収束後のエコー消去量は安定するがエコーの経路の変化に対する追従性は低下する。従って、従来のステレオエコー消去装置では、モノラル音声が入力された場合に実効的な係数更新ステップゲインが大きくなることにより、ステレオ音声のときより適応化誤差が大きくなるという課題があった。

また、モノラル音声入力時の適応化誤差を抑えるために係数更新ステップゲインを小さく設定すれば、逆にステレオ音声入力時のエコーの経路の変化に対する追従は遅くなる。

以上のように、従来のステレオエコー消去装置には、受信音声のＬｅｆｔチャンネル信号、Ｒｉｇｈｔチャンネル信号の一致性が時々刻々変化する信号に対し、十分なエコー消去効果が得られない。

このような傾向は、例えば音楽やＴＶ音声などのステレオ音声によるエコーを、ステレオエコー消去装置により消去する場合に問題となることが予想される。また、エコー消去装置の使用場面としては、例えば特許文献１のように音声認識装置を搭載したＴＶや音楽プレイヤーにおいて、認識音声に重畳されたＴＶ音声や再生音楽音などのエコーを、ステレオエコー消去装置によって消去する場合が挙げられる。

音楽やＴＶ音声では、ステレオ音声コンテンツであっても、途中にモノラル音声が重畳若しくは挿入されている場合があり、ステレオ音声が支配的である状態とモノラル音声が支配的である状態とが時々刻々と変化する。特にＴＶ音声は、視聴チャンネルの変更や、番組が変わることによってもステレオ音声、モノラル音声が変化する。

以上のように、従来のステレオエコー装置では、受信音声の受信音声のＬｅｆｔチャンネル信号、Ｒｉｇｈｔチャンネル信号の一致性の変化によってエコー消去効果が変化するため、上述のような応用例では必ずしも安定した性能が得られない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、受信信号のモノラル性に依らず、安定したエコー消去を施すことができるエコー消去装置を得ることを目的とする。

この発明に係るエコー消去装置は、２チャンネルの音声信号を受信入力し、各チャンネルの受信信号間の一致度合を分析する受信信号分析手段と、２チャンネルの受信信号の疑似エコー信号の抽出に対応した適応フィルタから構成した第一の適応フィルタセットと、２チャンネルの受信信号から求めたモノラル化信号の疑似エコー信号の抽出に対応した適応フィルタから構成した第二の適応フィルタセットと、各チャンネルの受信信号間の一致度合に関する閾値が設定されており、一致度合が閾値より低い場合に第一の適応フィルタセットを選択し、一致度合が閾値より高い場合には第二の適応フィルタセットを選択するフィルタセット選択手段と、フィルタセット選択手段により選択された適応フィルタセットを用いて送信入力信号から疑似エコー信号を除いて送信出力信号として出力するエコー消去手段とを備えるものである。

この発明によれば、マルチチャンネルの音声信号を受信入力し、各チャンネルの受信信号間の一致度合を分析する受信信号分析手段と、マルチチャンネルの受信信号の疑似エコー信号の抽出に対応した適応フィルタから構成した第一の適応フィルタセットと、マルチチャンネルの受信信号から求めたモノラル化信号の疑似エコー信号の抽出に対応した適応フィルタから構成した第二の適応フィルタセットと、チャンネル間の一致度合の分析結果に応じて適応フィルタセットのいずれかを選択するフィルタセット選択手段と、フィルタセット選択手段により選択された適応フィルタセットを用いて送信入力信号から疑似エコー信号を除いて送信出力信号として出力するエコー消去手段とを備えるので、マルチチャンネルの音声信号を受信してもそのモノラル性によらず、安定したエコー消去を施すことができるという効果がある。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるエコー消去装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態１のエコー消去装置は、第一の適応フィルタセット１０１、第二の適応フィルタセット１０２、受信信号分析部（受信信号分析手段）１０３及びフィルタセット選択部（フィルタセット選択手段）１０４を有してなるフィルタセット選択手段と、第一の係数更新制御部（第一の係数更新制御手段）１０５、第二の係数更新制御部（第二の係数更新制御手段）１０６、減算器（減算手段）１０７、減算器１０８及び出力信号切換器（出力信号切換手段）１０９を有してなるエコー消去手段とから構成される。

第一の適応フィルタセット１０１は、Ｌｅｆｔチャンネル受信信号ｌ_in（ｎ）及びＲｉｇｈｔチャンネル受信信号ｒ_in（ｎ）を入力し、これらの信号をそれぞれ適応フィルタにかけて求めた疑似エコー信号の和を第一の擬似エコー信号ｄ₁（ｎ）として出力する。第二の適応フィルタセット１０２は、Ｌｅｆｔチャンネル受信信号ｌ_in（ｎ）とＲｉｇｈｔチャンネル受信信号ｒ_in（ｎ）を入力し、これらの和信号をモノラル化信号として適応フィルタにかけて第二の擬似エコー信号ｄ₂（ｎ）を出力する。

受信信号分析部１０３では、Ｌｅｆｔチャンネル受信信号ｌ_in（ｎ）及びＲｉｇｈｔチャンネル受信信号ｒ_in（ｎ）を入力し、両信号の一致度合に関する受信信号分析結果Ｊ（ｎ）を出力する。フィルタセット選択部１０４は、入力した受信信号分析結果Ｊ（ｎ）に応じて、適応フィルタセット１０１，１０２のいずれかを選択するためのフィルタセット選択結果ＳＥＬ（ｎ）を出力する。

第一の係数更新制御部１０５は、フィルタセット選択結果ＳＥＬ（ｎ）を入力し、ＳＥＬ（ｎ）に従って第一の適応フィルタセット１０１の係数更新を制御する。第二の係数更新制御部１０６は、フィルタセット選択結果ＳＥＬ（ｎ）を入力し、ＳＥＬ（ｎ）に従って第二の適応フィルタセット１０２の係数更新を制御する。減算器１０７は、送信入力信号ｓ_in（ｎ）と第一の擬似エコー信号ｄ₁（ｎ）を入力し、これらの差である第一の残差信号ｓ₁（ｎ）を出力する。

減算器１０８では、送信入力信号ｓ_in（ｎ）と第二の擬似エコー信号ｄ₂（ｎ）を入力し、これらの差である第二の残差信号ｓ₂（ｎ）を出力する。出力信号切換器１０９は、第一の残差信号ｓ₁（ｎ）、第二の残差信号ｓ₂（ｎ）、フィルタセット選択部１０４より出力されたフィルタセット選択結果ＳＥＬ（ｎ）を入力し、ＳＥＬ（ｎ）で選択されたフィルタセットに対応する残差信号を送信出力信号ｓ_out（ｎ）として出力する。

次に動作について説明する。
先ず、受信信号分析部１０３は、Ｌｅｆｔチャンネル受信信号時系列ベクトルである太字ｌ_in（ｎ）とＲｉｇｈｔチャンネル受信信号時系列ベクトルである太字ｒ_in（ｎ）から両者の一致度合を分析し、この分析結果を受信信号分析結果Ｊ（ｎ）として出力する。ここで、太字ｌ_in（ｎ）と太字ｒ_in（ｎ）の一致度合は、例えば下記式（１１）のような評価関数によって評価する。下記式（１１）では、太字ｌ_in（ｎ）と太字ｒ_in（ｎ）の和信号と差信号のパワー比を表している。下記式（１１）において、太字ｌ_in（ｎ）と太字ｒ_in（ｎ）の一致度合が高くなる程Ｊ（ｎ）の値は大きくなり、逆に一致度合が低い程Ｊ（ｎ）の値は小さくなる。なお、この他、下記式（１２）のような評価関数を用いて評価しても良い。

上記式（１２）は、太字ｌ_in（ｎ）と太字ｒ_in（ｎ）の相関性を表しており、やはり一致度合が高い程Ｊ（ｎ）の値は大きくなり、逆に一致度合が低い程Ｊ（ｎ）の値は小さくなる。

フィルタセット選択部１０４は、受信信号分析部１０３より出力された受信信号分析結果Ｊ（ｎ）に対して所定の閾値を用いた閾値判定によって、使用する適応フィルタセットを選択する。Ｊ（ｎ）が所定の閾値を下回った場合、Ｌｅｆｔチャンネル受信信号時系列ベクトルである太字ｌ_in（ｎ）とＲｉｇｈｔチャンネル受信信号時系列ベクトルである太字ｒ_in（ｎ）との一致度合は低いと判断できる。このため、これに対応する第一の適応フィルタセットを使用する適応フィルタセットとして選択し、ＳＥＬ（ｎ）＝１を出力する。

また、Ｊ（ｎ）が所定の閾値を上回る場合は、太字ｌ_in（ｎ）と太字ｒ_in（ｎ）の一致度合は高いと判断できるため、これに対応する第二の適応フィルタセットを選択し、ＳＥＬ（ｎ）＝２を出力する。両者の境界上にあるような場合は、どちらの適応フィルタセットを選択してもよい。また、もし受信した信号に対して、太字ｌ_in（ｎ）と太字ｒ_in（ｎ）の一致度合を判断する上で有用な情報が別途外部から得られる場合は、それを参照してＳＥＬ（ｎ）を決定しても良い。

フィルタセット選択部１０４は、上述のようにして決定したフィルタセット選択結果ＳＥＬ（ｎ）を、第一の係数更新制御部１０５、第二の係数更新制御部１０６及び出力信号切換器１０９に出力する。

第一の係数更新制御部１０５は、第一の適応フィルタセット１０１に接続されており、フィルタセット選択部１０４から出力された適応フィルタセット選択結果ＳＥＬ（ｎ）に従って第一の適応フィルタセット１０１の係数更新処理の実行又は停止を制御する。即ち、ＳＥＬ（ｎ）＝１の場合は第一の適応フィルタセット１０１の係数更新処理を実行させ、ＳＥＬ（ｎ）＝２の場合は第一の適応フィルタセット１０１の係数更新処理を停止させる。

また、第二の係数更新制御部１０６も、第一の係数更新制御部１０５と同様に、フィルタセット選択部１０４から出力された適応フィルタセット選択結果ＳＥＬ（ｎ）に従って第二の適応フィルタセット１０２の係数更新処理の実行又は停止を制御する。即ち、ＳＥＬ（ｎ）＝２の場合は第二の適応フィルタセット１０２の係数更新処理を実行させ、ＳＥＬ（ｎ）＝１の場合は第二の適応フィルタセット１０２の係数更新処理を停止させる。

なお、適応フィルタの係数更新の実行又は停止の決定には、一般的なエコー消去装置で用いられているような、他の条件を追加することも可能である。本発明は、それらの可能性を排除するものではない。例えば、ダブルトーク検知器を設け、ダブルトーク検知結果を係数更新の実行又は停止の条件に加えてもよい。

第一の適応フィルタセット１０１と第二の適応フィルタセット１０２は一つ以上の適応フィルタによって構成された適応フィルタセットである。第一の適応フィルタセット１０１は、Ｌｅｆｔチャンネル受信信号ｌ_in（ｎ）及びＲｉｇｈｔチャンネル受信信号ｒ_in（ｎ）を入力し、これら入力信号に基づき第一の擬似エコー信号ｄ₁（ｎ）を出力する。また、第二の適応フィルタセット１０２は、ｌ_in（ｎ），ｒ_in（ｎ）を入力し、これら入力信号に基づいて第二の擬似エコー信号ｄ₂（ｎ）を出力する。

第一の適応フィルタセット１０１及び第二の適応フィルタセット１０２の構成は、例えば図２のようなものが考えられる。図２において、第一の適応フィルタセット１０１は、第一の適応フィルタ２０１、第二の適応フィルタ２０２及び加算器（加算手段）２０３から構成される。第一の適応フィルタ２０１は、Ｌｅｆｔチャンネル受信信号ｌ_in（ｎ）を入力し、第一の適応フィルタ２０１に保持されている第一の適応フィルタ係数である太字ａ₁（ｎ）によってＬｅｆｔチャンネル受信信号時系列ベクトル太字ｌ_in（ｎ）をフィルタリングし、Ｌｅｆｔチャンネル成分擬似エコー信号ｄ_L1（ｎ）を出力する。

また、第二の適応フィルタ２０２では、Ｒｉｇｈｔチャンネル受信信号ｒ_in（ｎ）を入力し、第二の適応フィルタ２０２に保持されている第二の適応フィルタ係数である太字ａ₂（ｎ）によってＲｉｇｈｔチャンネル受信信号時系列ベクトル太字ｒ_in（ｎ）をフィルタリングし、Ｒｉｇｈｔチャンネル成分擬似エコー信号ｄ_R1（ｎ）を出力する。

即ち、第一の適応フィルタ２０１及び第二の適応フィルタ２０２は、下記式（１３）に従うフィルタリングを行い、擬似エコー信号ｄ_L1（ｎ），ｄ_R1（ｎ）をそれぞれ出力する。

加算器２０３は、Ｌｅｆｔチャンネル成分擬似エコー信号ｄ_L1（ｎ）とＲｉｇｈｔチャンネル成分擬似エコー信号ｄ_R1（ｎ）を入力し、下記式（１４）に従って両者を加算して第一の擬似エコー信号ｄ₁（ｎ）を出力する。
ｄ₁（ｎ）＝ｄ_L1（ｎ）＋ｄ_R1（ｎ） ・・・（１４）

また、第二の適応フィルタセット１０２は、和信号生成器２０４と第三の適応フィルタ２０５によって構成されており、和信号生成器２０４が、Ｌｅｆｔチャンネル受信信号ｌ_in（ｎ）とＲｉｇｈｔチャンネル受信信号ｒ_in（ｎ）を入力し、下記式（１５）に従って受信和信号ｑ_S（ｎ）を出力する。この受信和信号ｑ_S（ｎ）は、Ｌｅｆｔチャンネル受信信号ｌ_in（ｎ）及びＲｉｇｈｔチャンネル受信信号ｒ_in（ｎ）から求まるモノラル化信号である。
ｑ_S（ｎ）＝｛ｌ_in（ｎ）＋ｒ_in（ｎ）｝／２ ・・・（１５）

第三の適応フィルタ２０５では、受信和信号ｑ_S（ｎ）を入力し、太字ｑ_S（ｎ）を第三の適応フィルタ係数である太字ａ₃（ｎ）により下記式（１６）に従ってフィルタリングし、第二の擬似エコー信号ｄ₂（ｎ）として出力する。減算器１０７は、送信入力信号ｓ_in（ｎ）と第一の擬似エコー信号ｄ₁（ｎ）を入力し、下記式（１７）に従ってｓ_in（ｎ）からｄ₁（ｎ）を減算し、第一の残差信号ｓ₁（ｎ）として出力する。また、減算器１０８は、送信入力信号ｓ_in（ｎ）と第二の擬似エコー信号ｄ₂（ｎ）を入力し、下記式（１８）に従ってｓ_in（ｎ）からｄ₂（ｎ）を減算し、第二の残差信号ｓ₂（ｎ）として出力する。

ここで、第一の適応フィルタセット１０１に含まれる第一の適応フィルタ２０１と第二の適応フィルタ２０２は、第一の残差信号ｓ₁（ｎ）を用いて、第一の適応フィルタ係数である太字ａ₁（ｎ）及び第二の適応フィルタ係数である太字ａ₂（ｎ）を更新する。また、第二の適応フィルタセット１０２に含まれる第三の適応フィルタ２０５では、第二の残差信号ｓ₂（ｎ）を用いて第二の適応フィルタ係数である太字ａ₃（ｎ）を更新する。

係数更新に用いる適応化アルゴリズムには、ＮＬＭＳアルゴリズムのような一般的なアルゴリズムを用いることができる。一例として、ＮＬＭＳアルゴリズムを用いた場合の係数更新式として下記式（１９）を示す。但し、α₁，α₂，α₃は、各々の適応フィルタ係数更新ステップゲインである。

なお、係数更新を実行するか否かは、それぞれの適応フィルタセットに接続された係数更新制御部の制御１０５，１０６に従う。

また、第一の残差信号ｓ₁（ｎ）と第二の残差信号ｓ₂（ｎ）は、出力信号切換器１０９に入力される。出力信号切換器１０９では、フィルタセット選択部１０４より出力されたフィルタセット選択結果ＳＥＬ（ｎ）に従い、選択されたフィルタセットに対応する残差信号を送信出力信号ｓ_out（ｎ）として出力する。即ち、ＳＥＬ（ｎ）＝１の場合にはｓ₁（ｎ）をｓ_out（ｎ）として出力し、第二の適応フィルタセット１０２が選択されている場合にはｓ₂（ｎ）を送信出力信号ｓ_out（ｎ）として出力する。

以上のように、この実施の形態１によれば、受信信号のＬｅｆｔチャンネル信号とＲｉｇｈｔチャンネル信号の一致度合、即ちモノラル性が低い場合には第一の適応フィルタセット１０１によりエコー消去を行い、高い場合には第二の適応フィルタセット１０２によりエコー消去を行う。ここで、第一の適応フィルタセット１０１の構成は従来のステレオエコーキャンセラと同様の構成とし、また第二の適応フィルタセット１０２の構成は従来のモノラルエコーキャンセラと同様の構成としてもよい。

これにより、受信信号のモノラル性（ステレオ性）が時々刻々変化するような場合でも、受信信号のモノラル性（ステレオ性）に応じて適切な適応フィルタ構成を選択することができる。従って、従来のステレオエコー消去装置に見られたような、ステレオ、モノラルの切り換わりにおける残留エコー増大の問題や、モノラル音声が入力されたときの適応化誤差の問題を回避することができ、安定したエコー消去効果が得られる。

また、受信信号のＬｅｆｔチャンネル信号とＲｉｇｈｔチャンネル信号との一致度合によらず、エコー消去効果を安定化させることができるという効果が得られる。

さらに、この実施の形態１によれば、受信信号のＬｅｆｔチャンネル信号とＲｉｇｈｔチャンネル信号との一致度合の変動がエコー消去効果に与える影響を抑えることができるという効果が得られる。
なお、上記実施の形態１及び後述する実施の形態で示すフィルタセット選択部は、上述した各チャンネルの受信信号間の一致度合に応じてフィルタセットを選択する他、外部からの制御信号に基づいてフィルタセットを選択することができるように構成しても良い。

実施の形態２．
従来のステレオエコーキャンセラ装置は、ｌ_in（ｎ）を入力とする適応フィルタと、ｒ_in（ｎ）を入力する適応フィルタを用いてエコーを消去している。これに対し、本実施の形態２では、ｌ_in（ｎ）、ｒ_in（ｎ）の和信号を入力する適応フィルタと、差信号を入力とする適応フィルタとを用いてエコーを消去するものである。

上記式（１）を書き直すと、下記式（２０）のような関係が導ける。

この式からｓ_in（ｎ）が、伝達関数である太字ｈ_S，太字ｈ_Dによる太字ｑ_S（ｎ），太字ｑ_D（ｎ）の線形応答の和であることが明らかである。従って、ｌ_in（ｎ）とｒ_in（ｎ）により伝達関数である太字ｈ_L，太字ｈ_Rを学習同定してエコーを消去することが可能であるのと同様に、太字ｑ_S（ｎ）と太字ｑ_D（ｎ）により伝達関数の太字ｈ_S，太字ｈ_Dを学習同定しエコーを消去することも可能である。

図３は、この発明の実施の形態２によるエコー消去装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態３によるエコー消去装置は、和信号生成器３０１、差信号生成器３０２、第一の適応フィルタ３０３、第二の適応フィルタ３０４、加算器３０５及び減算器３０６から構成される。

和信号生成器３０１は、Ｌｅｆｔチャンネル受信信号ｌ_in（ｎ）及びＲｉｇｈｔチャンネル受信信号ｒ_in（ｎ）を入力し、これら信号から受信和信号ｑ_S（ｎ）を求めて出力する。差信号生成器３０２は、ｌ_in（ｎ）及びｒ_in（ｎ）を入力し、これら信号から受信差信号ｑ_D（ｎ）を求めて出力する。なお、これら受信和信号ｑ_S（ｎ）及び受信差信号ｑ_D（ｎ）は、受信信号ｌ_in（ｎ），ｒ_in（ｎ）から求まるモノラル化信号である。第一の適応フィルタ３０３は、受信和信号ｑ_S（ｎ）を入力とし、第一の擬似エコー信号ｄ₁（ｎ）を出力する。第二の適応フィルタ３０４は、受信差信号ｑ_D（ｎ）を入力とし、第二の擬似エコー信号ｄ₂（ｎ）を出力する。

次に動作について説明する。
和信号生成器３０１は、Ｌｅｆｔチャンネル受信信号ｌ_in（ｎ）とＲｉｇｈｔチャンネル受信信号ｒ_in（ｎ）を入力し、上記式（１５）に従って受信和信号ｑ_S（ｎ）を出力する。

第一の適応フィルタ３０３は、受信和信号ｑ_S（ｎ）を入力し、太字ｑ_S（ｎ）を第一の適応フィルタ係数である太字ａ₁（ｎ）によって、下記式（２１）に従ってフィルタリングした信号を和信号成分擬似エコーｄ_S（ｎ）として出力する。また、差信号生成器３０２は、Ｌｅｆｔチャンネル受信信号ｌ_in（ｎ）とＲｉｇｈｔチャンネル受信信号ｒ_in（ｎ）を入力し、下記式（２２）に従って受信差信号ｑ_D（ｎ）を出力する。

第二の適応フィルタ３０４は、受信差信号ｑ_D（ｎ）を入力し、ｑ_D（ｎ）を第一の適応フィルタ係数である太字ａ₂（ｎ）によって、下記式（２３）に従ってフィルタリングした信号を差信号成分擬似エコーｄ_D（ｎ）として出力する。加算器３０５は、和信号成分擬似エコーｄ_S（ｎ）と差信号成分擬似エコーｄ_D（ｎ）を入力し、下記式（２４）に従ってｄ_S（ｎ）とｄ_D（ｎ）を加算して擬似エコー信号ｄ（ｎ）を出力する。減算器３０６は、送信入力信号ｓ_in（ｎ）と擬似エコー信号ｄ（ｎ）を入力し、下記式（２５）に従ってｓ_in（ｎ）からｄ（ｎ）を減算し、送信出力信号ｓ_out（ｎ）を出力する。

また、第一の適応フィルタ３０３と第二の適応フィルタ３０４は、ｓ_out（ｎ）を用い、それぞれの適応フィルタ係数である太字ａ₁（ｎ），太字ａ₂（ｎ）を係数更新する。ＮＬＭＳアルゴリズムを用いる場合、係数更新式は下記式（２６）の通りとなる。

以上の説明のとおり、この実施の形態２のステレオエコーキャンセラは、ｌ_in（ｎ），ｒ_in（ｎ）の和信号ｑ_S（ｎ）を入力とする適応フィルタと、差信号ｑ_D（ｎ）を入力とする適応フィルタを用いることによってエコーを消去している。受信信号がモノラル音声信号、即ち下記式（２７）の関係にある場合、ｑ_S（ｎ）は、下記式（２８）で表すことができ、ｑ_D（ｎ）は、下記式（２９）の関係にある。

この結果、第二の適応フィルタへの入力信号ｑ_D（ｎ）は無音の信号となるため、適応フィルタの係数更新は、第一の適応フィルタ係数である太字ａ₁（ｎ）に対してのみ行われる。

従来のステレオエコー消去装置では、受信信号がモノラル音声信号であった場合、二つの適応フィルタに同一の信号が入力されることにより、エコー消去性能が低下する問題があった。これに対して、本実施の形態２のエコー消去装置では、受信信号がモノラル音声信号であっても二つの適応フィルタの入力信号が異なるため、前記のような問題は回避される。この結果、モノラル音声の受信信号が入力された場合でも、エコー消去能力が低下しないという効果が得られる。

また、この実施の形態２によれば、受信信号に応じて適応フィルタセットを入れ換える構成に比べ、構成が単純であるため装置を小規模化できるという効果が得られる。

実施の形態３．
上記実施の形態１によるエコー消去装置では、Ｌｅｆｔチャンネル受信信号とＲｉｇｈｔチャンネル受信信号との一致の度合が高い受信信号に対して、その和信号成分を入力とする一つの適応フィルタを用いてエコー消去を行う例を示したが、本実施の形態３は、差信号成分を入力とする適応フィルタをさらに加えてエコー消去を行うものである。

図４は、この発明の実施の形態３によるエコー消去装置における適応フィルタセットの構成例を示す図である。本実施の形態３のエコー消去装置は、第一の適応フィルタ４０１、第二の適応フィルタ４０２及び加算器４０３から構成される第一の適応フィルタセット４１と、和信号生成器４０４、差信号生成器４０５、第三の適応フィルタ４０６、第四の適応フィルタ４０７及び加算器４０８から構成される第二の適応フィルタセット４２とを備えている。この他の構成要素は、上記実施の形態１のエコー消去装置と同一であり、説明を省略する。

第一の適応フィルタセット４１において、第一の適応フィルタ４０１は、Ｌｅｆｔチャンネル受信信号ｌ_in（ｎ）を入力し、太字ｌ_in（ｎ）を第一の適応フィルタ係数である太字ａ₁（ｎ）によってフィルタリングし、Ｌｅｆｔチャンネル成分擬似エコー信号ｄ_L（ｎ）を出力する。また、第二の適応フィルタ４０２は、Ｒｉｇｈｔチャンネル受信信号ｒ_in（ｎ）を入力し、太字ｒ_in（ｎ）を第二の適応フィルタ係数である太字ａ₂（ｎ）によりフィルタリングし、Ｒｉｇｈｔチャンネル成分擬似エコー信号ｄ_R（ｎ）を出力する。加算器４０３は、ｄ_L（ｎ），ｄ_R（ｎ）を入力し、下記式（３０）に従って両者を加算して第一の擬似エコー信号ｄ₁（ｎ）を出力する。

第二の適応フィルタセット４２において、和信号生成器４０３は、Ｌｅｆｔチャンネル受信信号ｌ_in（ｎ）とＲｉｇｈｔチャンネル受信信号ｒ_in（ｎ）を入力し、上記式（１５）に従って受信和信号ｑ_S（ｎ）を出力する。受信和信号ｑ_S（ｎ）は、受信信号ｌ_in（ｎ），ｒ_in（ｎ）から求まるモノラル化信号である。

第三の適応フィルタ４０６は、受信和信号ｑ_S（ｎ）を入力し、太字ｑ_S（ｎ）を第三の適応フィルタ係数である太字ａ₃（ｎ）によって、下記式（３１）に従ってフィルタリングし、和信号成分擬似エコー信号ｄ_S（ｎ）を出力する。ここで、太字ｑ_S（ｎ）は、過去のデータを含む信号時系列ベクトルである。

また、差信号生成器４０５は、Ｌｅｆｔチャンネル受信信号ｌ_in（ｎ）とＲｉｇｈｔチャンネル受信信号ｒ_in（ｎ）を入力し、下記式（３２）に従って受信差信号ｑ_D（ｎ）を出力する。

第四の適応フィルタ４０７は、受信差信号ｑ_D（ｎ）を入力し、太字ｑ_D（ｎ）を第四の適応フィルタ係数である太字ａ₄（ｎ）によって下記式（３３）に従ってフィルタリングし、差信号成分擬似エコー信号ｄ_D（ｎ）を出力する。なお、太字ｑ_D（ｎ）は、過去のデータを含む信号時系列ベクトルである。

加算器４０８は、ｄ_S（ｎ），ｄ_D（ｎ）を入力し、第二の擬似エコー信号ｄ₂（ｎ）を出力する。第一の適応フィルタ４０１、第二の適応フィルタ４０２、第三の適応フィルタ４０６、第四の適応フィルタ４０７の適応フィルタ係数である、太字ａ₁（ｎ），太字ａ₂（ｎ），太字ａ₃（ｎ），太字ａ₄（ｎ）の係数更新式は、ＮＬＭＳアルゴリズムであれば、例えば下記式（３４）のようになる。

以上のように、この実施の形態３によれば、Ｌｅｆｔチャンネル信号とＲｉｇｈｔチャンネル信号の一致性の高い受信信号に対しては、その和信号成分を入力とする適応フィルタと、差信号成分を入力とする適応フィルタを用いるので、受信信号のＬｅｆｔチャンネル信号とＲｉｇｈｔチャンネル信号との一致度合が高い場合でも、Ｌｅｆｔチャンネル信号とＲｉｇｈｔチャンネルの和信号成分によるエコーだけでなく、差信号成分によるエコーをも消去する効果が得られる。

実施の形態４．
上記実施の形態１のエコー消去装置では、二つの適応フィルタセットを設け、これを並列動作させた上で出力する信号を切り換えて両者を使い分ける例を示したが、本実施の形態４は、一つの適応フィルタセットを備え、適応フィルタ係数を適宜交換することによって、実質的に適応フィルタの入れ換えを行うものである。

図５は、この発明の実施の形態４によるエコー消去装置の構成を示すブロック図であり、図６は、実施の形態４によるエコー消去装置におけるエコー消去手段の構成例を詳細に示す図である。本実施の形態４のエコー消去装置は、受信信号分析部５０１及びフィルタセット選択部５０２を有してなるフィルタセット選択手段と、フィルタセット制御部５０３、参照入力信号生成部５０４、適応フィルタセット５０５及び減算器５０６を有してなるエコー消去手段とから構成される。

受信信号分析部５０１は、受信信号ｌ_in（ｎ），ｒ_in（ｎ）を入力し、受信信号分析結果Ｊ（ｎ）を出力する。フィルタセット選択部５０２は、受信信号分析結果Ｊ（ｎ）を入力しフィルタセット選択結果ＳＥＬ（ｎ）を出力する。

フィルタセット制御部５０３は、フィルタセット選択結果ＳＥＬ（ｎ）を入力し、適応フィルタセット５０５内の適応化フィルタについての適応化係数の更新処理を制御する。参照入力信号生成部５０４では、フィルタセット選択結果ＳＥＬ（ｎ）を入力し、第一の参照入力信号ｑ₁（ｎ）と第二の参照入力信号ｑ₂（ｎ）を出力する。適応フィルタセット５０５は、参照入力信号ｑ₁（ｎ），ｑ₂（ｎ）を入力して擬似エコー信号ｄ（ｎ）を出力する。減算器５０６は、送信有力信号ｓ_in（ｎ）と擬似エコー信号ｄ（ｎ）を入力し送信出力信号ｓ_out（ｎ）を出力する。

なお、受信信号分析部５０１及びフィルタセット選択部５０２の動作は、上記実施の形態１における受信信号分析部１０３及びフィルタセット選択部１０４と同様であり、説明を省略する。

フィルタセット制御部５０３は、フィルタ選択結果ＳＥＬ（ｎ）を入力し、ＳＥＬ（ｎ）の変わり目において適応フィルタセット５０５を制御する。また、参照入力生成部５０４は、フィルタセット選択結果ＳＥＬ（ｎ）に従い、選択されたフィルタセットに適した参照入力信号ｑ₁（ｎ），ｑ₂（ｎ）を出力する。これらの機能については後述する。

適応フィルタセット５０５は、ｑ₁（ｎ），ｑ₂（ｎ）を入力し、擬似エコー信号ｄ（ｎ）を出力する。減算器５０６は、送信入力信号ｓ_in（ｎ）、擬似エコー信号ｄ（ｎ）を入力し、上記式（２５）に従ってｓ_in（ｎ）からｄ（ｎ）を減算してエコーを消去した送信出力信号ｓ_out（ｎ）を出力する。

続いて、図６に示す本実施の形態４によるエコー消去手段の詳細を説明する。
図６の例では、参照入力信号生成部５０４が、例えば和信号生成器６０１、差信号生成器６０２、信号切換器６０３及び信号切換器６０４から構成されている。和信号生成器６０１は、受信信号ｌ_in（ｎ），ｒ_in（ｎ）を入力し、上記式（１５）に従って和信号ｑ_S（ｎ）を出力する。

信号切換器６０３は、ｌ_in（ｎ）とｑ_S（ｎ）を入力し、フィルタ選択結果ＳＥＬ（ｎ）に従って参照入力信号ｑ₁（ｎ）を出力する。即ち、ＳＥＬ（ｎ）＝１の場合は、選択されている適応フィルタセットは、ｌ_in（ｎ），ｒ_in（ｎ）を参照入力信号とする適応フィルタセットであるから、ｌ_in（ｎ）を第一の参照入力信号ｑ₁（ｎ）として出力する。また、ＳＥＬ（ｎ）＝２の場合、ｑ_S（ｎ），ｑ_D（ｎ）を参照入力信号とする適応フィルタセットであるからｑ_S（ｎ）をｑ₁（ｎ）として出力する。

一方、差信号生成器６０２は、受信信号ｌ_in（ｎ），ｒ_in（ｎ）を入力し、下記式（３５）に従って差信号ｑ_D（ｎ）を出力する。

信号切換器６０４は、ｒ_in（ｎ）とｑ_D（ｎ）を入力し、フィルタ選択結果ＳＥＬ（ｎ）に従い、ＳＥＬ（ｎ）＝１の場合にｒ_in（ｎ）を第二の参照入力信号ｑ₂（ｎ）として出力し、ＳＥＬ（ｎ）＝２の場合はｑ_D（ｎ）をｑ₂（ｎ）として出力する。

また、図６の例において、適応フィルタセット５０５は、第一の適応フィルタ６０５、第二の適応フィルタ６０６及び加算器６０７から構成される。第一の適応フィルタ６０５は、第一の参照入力信号ｑ₁（ｎ）を入力し、ｑ₁（ｎ）を第一の適応フィルタ６０５内の信号バッファにバッファデータ太字ｂ₁（ｎ）として格納した上で、バッファデータ太字ｂ₁（ｎ）を第一の適応フィルタ係数である太字ａ₁（ｎ）によって、下記式（３６）に従ってフィルタリングし、第一の擬似エコー信号ｄ₁（ｎ）を出力する。なお、ｂ_1,j（ｎ）は、時刻（ｎ−ｊ）の参照入力信号データを表す。

第二の適応フィルタ６０６は、第二の参照入力信号ｑ₂（ｎ）を入力し、ｑ₂（ｎ）を第二適応フィルタ６０６内の信号バッファにバッファデータ太字ｂ₂（ｎ）として格納した上で、太字ｂ₂（ｎ）を第二の適応フィルタ係数である太字ａ₂（ｎ）によって、下記式（３７）に従ってフィルタリングして第二の擬似エコー信号ｄ₂（ｎ）を出力する。

加算器６０７は、ｄ₁（ｎ），ｄ₂（ｎ）を入力し、下記式（３８）に従って擬似エコー信号ｄ（ｎ）を求めて減算器６１０に出力する。

次に、図６の例において、フィルタセット制御部５０３は、バッファデータ変換器６０８と係数保存器６０９を備える。バッファデータ変換器６０８では、ＳＥＬ（ｎ）の変わり目において、信号バッファに格納されているバッファデータである太字ｂ₁（ｎ），太字ｂ₂（ｎ）を変換する。ＳＥＬ（ｎ）の変わり目では、参照入力信号生成部５０４が出力する参照入力信号が変わるため、それまで信号バッファに格納されていたデータ太字ｂ₁（ｎ），太字ｂ₂（ｎ）と、新たに入力される信号との間で食い違いが生じる。

つまり、ＳＥＬ（ｎ）＝１の場合、参照入力信号が太字ｑ₁（ｎ）＝太字ｌ_in（ｎ），太字ｑ₂（ｎ）＝太字ｒ_in（ｎ）であるのに対して、ＳＥＬ（ｎ）＝２の場合では、太字ｑ₁（ｎ）＝｛太字ｌ_in（ｎ）＋太字ｒ_in（ｎ）｝／２，太字ｑ₁（ｎ）＝｛太字ｌ_in（ｎ）−太字ｒ_in（ｎ）｝／２となる。

そこで、バッファデータ変換器６０８は、ＳＥＬ（ｎ）の切り換わりに際して第一の適応フィルタ６０５と第二の適応フィルタ６０６のバッファデータを次の通りに変換する。先ず、時刻（ｎ−１）から時刻ｎにおいて、ＳＥＬ（ｎ−１）＝１からＳＥＬ（ｎ）＝２に変わる場合、バッファデータ変換器６０８は、下記式（３９）に従う変換を実行する。また、逆にＳＥＬ（ｎ−１）＝２からＳＥＬ（ｎ）＝１に変わる場合は、下記式（４０）に従う変換を行う。

また、係数保存器６０９は、適応フィルタの係数を保存するための記憶装置であり、バッファデータとして太字ａ_bak1（ｎ），太字ａ_bak2（ｎ）が格納される記憶バッファを有する。係数保存器６０９は、フィルタ選択結果ＳＥＬ（ｎ）を入力し、ＳＥＬ（ｎ）の切り換わりに際して第一の適応フィルタ６０５のフィルタ係数列である太字ａ₁（ｎ）及び第二の適応フィルタ６０６のフィルタ係数列である太字ａ₂（ｎ）の入れ換えを行う。

即ち、太字ａ₁（ｎ）の内容を太字ａ_bak1（ｎ）とし、太字ａ₂（ｎ）の内容を太字ａ_bak2（ｎ）として記憶バッファに格納し、これまで太字ａ_bak1（ｎ），太字ａ_bak2（ｎ）として記憶バッファに保存されていた係数列を、フィルタ係数列太字ａ₁（ｎ），太字ａ₂（ｎ）に展開する。

以上のように、この実施の形態４によれば、同時に動作させる適応フィルタセットの数を少なくすることによって、エコー消去装置を小規模化できるという効果が得られる。

実施の形態５．
上記実施の形態４は、適応フィルタセットを入れ換える際に、使用していない方の適応フィルタセットのフィルタ係数列を記憶装置にバックアップし、これを適応フィルタセットの選択に従って交互に入れ換える例を示した。これに対し、本実施の形態５では、上記式（２０）の関係に従ってフィルタ係数列を変換するものである。

図７は、この発明の実施の形態５によるエコー消去装置の構成を示すブロック図であり、図６と同一又はこれに相当する構成要素には同一符号を付している。本実施の形態５によるフィルタセット制御部５０３ａは、上記実施の形態４で説明したバッファデータ変換器６０８に加え、係数変換器６１１を備えている。これ以外の構成要素とその機能は上記実施の形態４と同一であり、説明を省略する。

係数変換器６１１は、フィルタ選択結果ＳＥＬ（ｎ）を入力し、ＳＥＬ（ｎ）の変わり目において第一の適応フィルタ６０５と第二の適応フィルタ６０６の適応フィルタ係数を変換する。具体的に説明すると、上記式（２０）から伝達関数である太字ｈ_L，太字ｈ_Rと太字ｈ_S，太字ｈ_Dは、下記式（４１）の関係にある。

これにより、ｌ_in（ｎ），ｒ_in（ｎ）を参照信号として入力する適応フィルタの適応フィルタ係数列を太字ａ_L（ｎ），太字ａ_R（ｎ）とおき、ｑ_S（ｎ）とｑ_D（ｎ）を参照信号として入力する適応フィルタセットの適応フィルタ係数列を太字ａ_S（ｎ），太字ａ_D（ｎ）とおけば、これらの関係式は下記式（４２）のようになる。

よって、係数変換器６１１は、ＳＥＬ（ｎ）の変わり目において次のようなフィルタ係数の変換を行う。即ち、時刻（ｎ−１）から時刻ｎにおいてＳＥＬ（ｎ−１）＝１からＳＥＬ（ｎ）＝２に変わる場合、下記式（４３）に従う変換を行い、ＳＥＬ（ｎ−２）＝１からＳＥＬ（ｎ）＝１に変わる場合は、下記式（４４）に従う変換を行う。

以上のように、この実施の形態５によれば、適応フィルタセットの入れ換えの際、フィルタ係数列を変換することによって、入れ換えの時点までに適応化学習した結果を次の適応フィルタセットに引き継ぐことができ、適応フィルタの収束を早めることができるという効果が得られる。

実施の形態６．
上記実施の形態１は、受信信号のＬｅｆｔチャンネル信号とＲｉｇｈｔチャンネル信号との一致度合に応じて使用する適応フィルタセットを切り換える例を示したが、本実施の形態６では、適応フィルタの係数更新ステップゲインのみを切り換えるものである。

図８は、この発明の実施の形態６によるエコー消去装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態６のエコー消去装置は、受信信号分析部８０１、係数更新ステップゲイン制御部８０２、第一の適応フィルタ８０３、第二の適応フィルタ８０４、加算器８０５及び減算器８０６から構成される。

受信信号分析部８０１は、Ｌｅｆｔチャンネル受信信号ｌ_in（ｎ）及びＲｉｇｈｔチャンネル受信信号ｒ_in（ｎ）を入力し付けると受信信号分析結果Ｊ（ｎ）を出力する。係数更新ステップゲイン制御部８０２では、分析結果Ｊ（ｎ）を入力すると、係数更新ステップゲインα₁，α₂を出力する。第一の適応フィルタ８０３は、Ｌｅｆｔチャンネル受信信号ｌ_in（ｎ）を入力し、Ｌｅｆｔチャンネル成分擬似エコー信号ｄ_L（ｎ）を出力する。

第二の適応フィルタ８０４では、ｒ_in（ｎ）を入力し、Ｒｉｇｈｔチャンネル成分擬似エコー信号ｄ_R（ｎ）を出力する。加算器８０５は、ｄ₁（ｎ），ｄ₂（ｎ）を入力し、擬似エコー信号ｄ（ｎ）を出力する。減算器８０６は、ｄ（ｎ）と送信入力信号ｓ_in（ｎ）を入力し、送信出力信号ｓ_out（ｎ）を出力する。

なお、受信信号分析部８０１は、上記実施の形態１と同一の機能を有し、その説明は省略する。係数更新ステップゲイン制御部８０２は、受信信号分析結果Ｊ（ｎ）に応じて係数更新ステップゲインα₁，α₂を制御する。ここで、α₁は第一の適応フィルタ８０３の係数更新ステップゲインであり、α₂は第二の適応フィルタ８０４の係数更新ステップゲインである。

ここで、従来のエコー消去装置では、Ｌｅｆｔチャンネルの受信信号時系列ベクトルである太字ｌ_in（ｎ）とＲｉｇｈｔチャンネルの受信信号時系列ベクトルである太字ｒ_in（ｎ）との一致度合が高い、即ちモノラルに近い音声が入力されたときに適応誤差が大きくなるという不具合があった。

そこで、本実施の形態６では、係数更新ステップゲイン制御部８０２が、Ｊ（ｎ）に基づいて、太字ｌ_in（ｎ），太字ｒ_in（ｎ）の一致度合を判断し、Ｊ（ｎ）の値が大きければ、受信信号がモノラルに近い音声であるため、α₁，α₂の値を下げて適応フィルタの適応化誤差を低減させ、逆にＪ（ｎ）の値が小さければ、α₁，α₂の値を上げて適応フィルタの収束を早める。

Ｊ（ｎ）の値が十分大きいときの係数更新ステップゲインをα_M1，α_M2とし、反対にＪ（ｎ）の値が十分小さいときの係数更新ステップゲインをα_S1，α_S2とすれば、それぞれ、下記式（４５）の関係になる。

Ｊ（ｎ）に対するα₁，α₂の値の決定は、Ｊ（ｎ）に対する閾値判定によって決定する。所定の閾値に対して、Ｊ（ｎ）が閾値を上回ればα₁＝α_M1,α₂＝α_M2を出力し、逆に閾値を下回ればα₁＝α_S1,α₂＝α_S2を出力する。このとき、Ｊ（ｎ）の値が両者の閾値近くにある場合は、Ｊ（ｎ）の値に応じてα_1,α₂の値を段階的に調整しても良い。

第一の適応フィルタ８０３は、ｌ_in（ｎ）を入力すると、下記式（４６）に従ってＬｅｆｔチャンネル成分擬似エコー信号ｄ_L（ｎ）を出力する。また、第二の適応フィルタ８０４も、ｒ_in（ｎ）を入力すると、下記式（４６）に従ってＲｉｇｈｔチャンネル成分擬似エコー信号ｄ_R（ｎ）を出力する。ｄ_L（ｎ），ｄ_R（ｎ）は、加算器８０５で下記式（４７）のように加算されて疑似エコー信号ｄ（ｎ）が出力される。

減算器８０６は、疑似エコー信号ｄ（ｎ）と送信入力信号ｓ_in（ｎ）とを入力し、送信出力信号ｓ_out（ｎ）を出力する。このｓ_out（ｎ）を用いて、第一の適応フィルタ８０３は、そのフィルタ係数列である太字ａ₁（ｎ）を更新し、第二の適応フィルタ８０４は、そのフィルタ係数列である太字ａ₂（ｎ）を更新する。このときの係数更新ステップゲインは、係数更新ステップゲイン制御部８０２より出力されたα₁，α₂を用い、ＮＬＭＳアルゴリズムであれば下記式（４８）の関係に従って係数が更新される。

以上のように、この実施の形態６によれば、適応フィルタの係数更新ステップゲインのみを切り換えるので、受信信号に応じて適応フィルタセットを入れ換える構成に比べ、構成が単純であるため装置を小規模化できるという効果が得られる。

この発明の実施の形態１によるエコー消去装置の構成を示すブロック図である。 図１中の適応フィルタセットの構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２によるエコー消去装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態３によるエコー消去装置における適応フィルタセットの構成例を示す図である。 この発明の実施の形態４によるエコー消去装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態４によるエコー消去装置におけるエコー消去手段の構成例を詳細に示す図である。 この発明の実施の形態５によるエコー消去装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態６によるエコー消去装置の構成を示すブロック図である。 ステレオ音声の録音方法を説明する図である。

符号の説明

４１，１０１ 第一の適応フィルタセット、４２，１０２ 第二の適応フィルタセット、１０３，５０１，８０１ 受信信号分析部（受信信号分析手段）、１０４，５０２ フィルタセット選択部（フィルタセット選択手段）、１０５ 第一の係数更新制御部（第一の係数更新制御手段）、１０６ 第二の係数更新制御部（第二の係数更新制御手段）、１０７，１０８，３０６，５０６，６１０，８０６ 減算器（減算手段）、１０９ 出力信号切換器（出力信号切換手段）、２０１，３０３，４０１，６０５，８０３ 第一の適応フィルタ、２０２，３０４，４０２，６０６，８０４ 第二の適応フィルタ、２０３，３０５，４０３，４０８，６０７，８０５ 加算器（加算手段）、３０１，４０４，６０１ 和信号生成器（和信号生成手段）、３０２，４０５，６０２ 差信号生成器（差信号生成手段）、２０５，４０６ 第三の適応フィルタ、４０７ 第四の適応フィルタ、５０３，５０３ａ フィルタセット制御部（フィルタセット制御手段）、５０４ 参照入力信号生成部（参照入力信号生成手段）、５０５ 適応フィルタセット、６０３，６０４ 信号切換器（信号切換手段）、６０８ バッファデータ変換器（バッファデータ変換手段）、６０９ 係数保存器（係数保存手段）、６１１ 係数変換器（係数変換手段）、８０２ 係数更新ステップゲイン制御部（係数更新ステップゲイン制御手段）。

Claims (12)

1. ２チャンネルの音声信号を受信入力し、前記各チャンネルの受信信号間の一致度合を分析する受信信号分析手段と、
   前記２チャンネルの受信信号の疑似エコー信号の抽出に対応した適応フィルタから構成した第一の適応フィルタセットと、
   前記２チャンネルの受信信号から求めたモノラル化信号の疑似エコー信号の抽出に対応した適応フィルタから構成した第二の適応フィルタセットと、
   前記各チャンネルの受信信号間の一致度合に関する閾値が設定されており、前記一致度合が前記閾値より低い場合に前記第一の適応フィルタセットを選択し、前記一致度合が前記閾値より高い場合には前記第二の適応フィルタセットを選択するフィルタセット選択手段と、
   前記フィルタセット選択手段により選択された適応フィルタセットを用いて送信入力信号から疑似エコー信号を除いて送信出力信号として出力するエコー消去手段とを備えたエコー消去装置。
2. エコー消去手段は、第一の適応フィルタセットが選択されるとその適応フィルタ係数を更新し、選択されない場合に適応フィルタ係数の更新を停止する第一の係数更新制御手段と、第二の適応フィルタセットが選択されるとその適応フィルタ係数を更新し、選択されない場合に適応フィルタ係数の更新を停止する第二の係数更新制御手段と、前記第一の適応フィルタセットから出力される疑似エコー信号を送信入力信号から除く第一の減算手段と、前記第二の適応フィルタセットから出力される疑似エコー信号を送信入力信号から除く第二の減算手段と、前記第一の減算手段からの出力と前記第二の減算手段からの出力とを切り換えて前記選択された適応フィルタセットの疑似エコー信号が除かれた送信入力信号を送信出力信号として出力する出力信号切換手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のエコー消去装置。
3. 第一の適応フィルタセットは、２チャンネルの受信信号のうちの一方を入力してそのチャンネル成分の擬似エコー信号を出力する第一の適応フィルタと、前記２チャンネルの受信信号のうちの他方を入力してそのチャンネル成分の擬似エコー信号を出力する第二の適応フィルタと、前記両チャンネル成分の擬似エコー信号を加えて第一の擬似エコー信号として出力する加算手段とを備え、
   前記第一の適応フィルタ及び前記第二の適応フィルタは、第一の減算手段によって送信入力信号から前記第一の擬似エコー信号を除いた第一の残差信号を用いて適応フィルタ係数を更新し、
   第二の適応フィルタセットは、前記２チャンネルの受信信号を入力して和信号を生成する和信号生成手段と、前記和信号を入力して第二の疑似エコー信号を生成する第三の適応フィルタとを備え、
   前記第三の適応フィルタは、第二の減算手段によって送信入力信号から前記第二の擬似エコー信号を除いた第二の残差信号を用いて適応フィルタ係数を更新することを特徴とする請求項２記載のエコー消去装置。
4. 第一の適応フィルタセットは、２チャンネルの受信信号のうちの一方を入力してそのチャンネル成分の擬似エコー信号を出力する第一の適応フィルタと、前記２チャンネルの受信信号のうちの他方を入力してそのチャンネル成分の擬似エコー信号を出力する第二の適応フィルタと、前記両チャンネル成分の擬似エコー信号を加えて第一の擬似エコー信号として出力する加算手段とを備え、
   前記第一の適応フィルタ及び前記第二の適応フィルタは、第一の減算手段によって送信入力信号から前記第一の擬似エコー信号を除いた第一の残差信号を用いて適応フィルタ係数を更新し、
   第二の適応フィルタセットは、前記２チャンネルの受信信号を入力して和信号を生成する和信号生成手段と、前記２チャンネルの受信信号を入力して差信号を生成する差信号生成手段と、前記和信号を入力して和信号成分の擬似エコー信号を出力する第三の適応フィルタと、前記差信号を入力して差信号成分の擬似エコー信号を出力する第四の適応フィルタと、前記和信号成分と前記差信号成分の擬似エコー信号を加えて第二の擬似エコー信号を出力する加算手段とを備え、
   前記第三の適応フィルタ及び前記第四の適応フィルタは、第二の減算手段によって送信入力信号から前記第二の擬似エコー信号を除いた第二の残差信号を用いて適応フィルタ係数を更新することを特徴とする請求項２記載のエコー消去装置。
5. ２チャンネルの音声信号を受信入力し、前記各チャンネルの受信信号間の一致度合を分析する受信信号分析手段と、
   入力信号の疑似エコー信号を抽出する適応フィルタから構成した適応化フィルタセットと、
   前記各チャンネルの受信信号間の一致度合に関する閾値が設定されており、前記一致度合が前記閾値より低い場合に前記２チャンネル信号に適合する適応フィルタセットを選択し、前記一致度合が前記閾値より高い場合には前記２チャンネルの受信信号から求めたモノラル化信号に適合する適応フィルタセットを選択するフィルタセット選択手段と、
   前記適応フィルタセットの選択結果に応じて、前記２チャンネル信号又は前記モノラル化信号を適応化フィルタセットに出力する参照入力信号生成手段と、
   前記適応フィルタセットの選択結果に応じて、前記２チャンネル信号に適合した適応フィルタ係数又は前記モノラル化信号に適合した適応フィルタ係数を前記適応フィルタセットに設定するフィルタセット制御手段と、
   前記フィルタセット選択手段により選択された適応フィルタセットを用いて送信入力信号から疑似エコー信号を除いて送信出力信号として出力するエコー消去手段とを備えたエコー消去装置。
6. 参照入力信号生成手段は、２チャンネルの受信信号の和信号を生成する和信号生成手段と、前記２チャンネルの受信信号の差信号を生成する差信号生成手段と、２チャンネル信号に適合する適応フィルタセットが選択されると、前記２チャンネルの各受信信号を、参照入力信号として当該適応フィルタセットに出力し、モノラル化信号に適合する適応フィルタセットが選択されると、前記和信号及び前記差信号を、参照入力信号として当該適応フィルタセットに出力する信号切換手段とを備えたことを特徴とする請求項５記載のエコー消去装置。
7. フィルタセット制御手段は、適応フィルタセットの選択が変更されると、適応フィルタセット内のデータバッファに保持されている過去の参照入力信号の時系列データを、選択された適応フィルタセットに適合する参照入力信号値に変換するバッファデータ変換手段と、前記適応フィルタセットの選択結果に応じて、変更すべき適応フィルタセットの適応フィルタ係数を保存すると共に、保存していた選択された適応フィルタセットに対応する適応フィルタ係数を設定する係数保存手段とを備えたことを特徴とする請求項６記載のエコー消去装置。
8. フィルタセット制御手段は、適応フィルタセットの選択が変更されると、適応フィルタセット内のデータバッファに保持されている過去の参照入力信号の時系列データを、選択された適応フィルタセットに適合する参照入力信号値に変換するバッファデータ変換手段と、適応フィルタセットが変更されると、変更前の適応フィルタセットの適応フィルタ係数を新たに選択された適応フィルタセットに適合するように変換する係数変換手段とを備えたことを特徴とする請求項６記載のエコー消去装置。
9. ２チャンネルの音声信号を受信入力し、前記各チャンネルの受信信号間の一致度合を分析する受信信号分析手段と、
   前記各チャンネルの受信信号間の一致度合に関する閾値が設定されており、前記一致度合が前記閾値より高い場合に適応化更新ステップゲインを低下させ、前記一致度合が前記閾値より低い場合には係数更新ステップゲインを上昇させるように制御する係数更新ステップゲイン制御手段と、
   前記２チャンネルの各受信信号を入力してチャンネル成分毎の擬似エコー信号を生成すると共に、送信出力信号を用いて適応フィルタ係数を更新する複数の適応フィルタと、
   前記各チャンネル成分の擬似エコー信号を加算して擬似エコー信号として出力する加算手段と、
   送信入力信号から前記加算手段が出力した擬似エコー信号を除いた信号を、前記送信出力信号として出力する減算手段とを備えたエコー消去装置。
10. 受信信号分析手段は、２チャンネルの受信信号間の和信号と差信号との信号パワー比に基づいて一致度合を評価することを特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれか１項記載のエコー消去装置。
11. 受信信号分析手段は、２チャンネルの受信信号間の相互相関に基づいて一致度合を評価することを特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれか１項記載のエコー消去装置。
12. ２チャンネルの受信信号間の和信号を生成する和信号生成手段と、
    前記２チャンネル信号間の差信号を生成する差信号生成手段と、
    前記和信号生成手段から出力された和信号を入力して和信号成分の擬似エコー信号を出力すると共に、送信出力信号を用いて適応フィルタ係数を更新する第一の適応フィルタと、
    前記差信号生成手段から出力された差信号を入力して差信号成分の擬似エコー信号を出力すると共に、前記送信出力信号を用いて適応フィルタ係数を更新する第二の適応フィルタと、
    前記和信号成分の擬似エコー信号と前記差信号成分の擬似エコー信号を加算した擬似エコー信号を出力する加算手段と、
    送信入力信号から前記加算手段が出力した擬似エコー信号を減算した信号を、前記送信出力信号として出力する減算手段とを備えたエコー消去装置。

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