JP5166777B2 - 車両通信システムにおけるオーディオ信号コンポーネントを補償するための方法およびそのためのシステム - Google Patents

車両通信システムにおけるオーディオ信号コンポーネントを補償するための方法およびそのためのシステム Download PDF

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Description

（発明の分野）
本発明は、車両通信システム、特に、車両通信システムにおけるオーディオ信号コンポーネント（ａｕｄｉｏ ｓｉｇｎａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を補償する方法およびシステムに関する。
(関連技術)
車両における通信システムの使用は、この数年間に増加している。現在の車両において通信システムがしばしば組み込まれ、これらの通信システムは異なる目的のために使用される。第１に、車両内の所定の電子装置を制御するために音声認識（ｓｐｅｅｃｈ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）およびドライバのボイスコマンドを使用することが可能である。さらに、電話会議における通話は車両内の二人以上の加入者によって可能である。この例において、フロントシートに座っている人およびバックシートの一つに座っている人は、車両内のハンズフリー通信システムを使用して、ラインの他端の第三者と話し得る。さらに、異なる車両の乗客との互いの通信ために車両内の通信システムを使用することが可能である。車両通信システムにおいて、ノイズ、車両内の他の音、またはスピーチ音波（ｓｐｅｅｃｈ ｓｏｕｎｄ ｗａｖｅ）の減衰のために、可聴的にクリアに聞きとることは困難である。車両通信システムにおいて、乗客の一人の音声が、車両内の異なる場所に置かれた一つ以上のマイクロホンを使用して検出される。マイクロホンによって検出された信号は処理され、次に、通常車両に備えられているオーディオモジュールのスピーカを使用して出力され得る。しかしながら、スピーカから出される信号は、通常、マイクロホンによっても検出される。音響フィードバックを避けるために、マイクロホンによって検出された信号は処理されなければならず、このような信号コンポーネントは、フィルタリング除去されなければならない。さもなければ、うるさいブーン音がシステムにおいて発生し得る。
さらに、乗客のスピーチ信号を検出するために、一つのシートに対していくつかのマイクロホンが使用されることが可能である。信号が、エコーおよびフィードバック信号コンポーネントをフィルタリング除去する適応可能なフィルタを使用してフィルタリングされた場合、負のフィードバックは避けられ得る。
車両のスピーカを介して出力された通信信号に加えて、無線信号またはコンパクトディスクなどの音楽ストレージからの信号などのオーディオ信号（ａｕｄｉｏ ｓｉｇｎａｌ）を再生するオーディオモジュールが車両に設けられている。これらのオーディオ信号は、同一のスピーカを介して出力され、またマイクロホンによって記録され、再びスピーカを介して出力される。これらのオーディオ信号コンポーネントが出力の前に減衰されない場合、ドライバは、オーディオ音声信号（ａｕｄｉｏ ｓｏｕｎｄ ｓｉｇｎａｌ）が反響音を有するという印象を有する。
上記車両通信システムは、しばしば、大変洗練されたオーディオコンポーネントを有する高価で大変洗練された車両に組み込まれる。オーディオモジュールが車両通信システムに接続された状態で使用される場合、音質は、マイクロホンによってひろわれ再びスピーカに供給されるオーディオ信号コンポーネントのフィードバックにより劣化される。この信号品質の劣化を回避するために、オーディオ信号は、車両内通信中にはディスエーブルにされるか、または、マイクロホンによって検出されたオーディオ信号コンポーネントは、効果的な方法でフィルタリング除去されなければならない。
以下に詳細に論議されるように、オーディオ信号コンポーネントの補償（エコー補償）は、スピーカから出されマイクロホンによって検出される音声信号（ｓｏｕｎｄ ｓｉｇｎａｌ）のオーディオ信号コンポーネントをフィルタがシミュレートしなければならないという考えに基づく。しかしながら、オーディオ信号コンポーネントは、クラシック音楽の一つの曲、ポップミュージック、または音楽のないインタビューであり得る。すべてのこれらの異なる種類の音楽に対して、エコー補償は効果的な方法で実行されなければならない。オーディオ信号のオーディオ信号コンポーネントは、ステレオ信号の場合、完全に独立したオーディオチャネルを有し得るが、しかしながら、インタビューまたは一人話者のほとんどの場合、ステレオ信号の二つのオーディオ信号部分は、完全に線形の依存信号であり得る。線形の依存信号に対するエコー補償は、フィルタ係数を計算するための適応アルゴリズムが、はっきりと定義された解決法を有しないので、困難な作業である。オーディオ信号が、音楽から話者に変化する場合、フィルタもまた、新しい信号特性に適応されなければならない。フィルタのこの適応は、ある程度の時間を要し、この間に、不要なエコーが生じる。
（本発明の目的および概要）
従って、本発明の必要性は、エコー補償、即ち、車両内の車両通信システムにおける音声信号のオーディオ信号コンポーネントの補償をさらに改善することである。
この必要性は、独立特許請求の範囲の特徴によって満たされる。従属の特許請求の範囲において、本発明の好適な実施形態が記述される。
本発明の第１局面に従って、車両通信システムにおけるオーディオ信号コンポーネントを補償する方法が提供される。この方法に従って、車両における音声信号がマイクロホンによって検出され、音声信号は、オーディオソースのオーディオ信号の再生の結果生じるオーディオ信号コンポーネントを含み、音声信号は、車両の乗客からのスピーチ信号（ｓｐｅｅｃｈ ｓｉｇｎａｌ）に対応したスピーチ信号コンポーネントをさらに含む。オーディオ信号コンポーネントは、オーディオソースを再生することによる信号コンポーネントであり、スピーチ信号コンポーネントは、車両通信システムにおけるマイクロホンによって検出されるべき信号コンポーネントである。検出された音声信号は、次に音声信号を白色化するためにフィルタリングされる。音声信号の白色化が実行されるが、これは、オーディオ信号コンポーネントを補償するエコー補償が白色化された音声信号に対して実行された場合、エコー補償はより効果的であるからである。白色化された信号は、スペクトルが１サイクル当たり等しい電力を含むこと、即ち、信号がすべての異なる周波数を等しい量で含むフラットスペクトルを有することを示す。音声信号を白色化するためのフィルタリングは、オーディオ信号の異なるチャネルをさらにデコリレート（ｄｅｃｏｒｒｅｌａｔｅ）する。検出された音声信号のデコリレートした後、音響エコーは、音声信号におけるオーディオ信号コンポーネントを補償することによって補償される。エコー補償後、補償された音声信号の白色化は除去される。本発明の一局面に従って、音声信号を白色化するためのオーディオ信号のフィルタリングは、少なくとも二つのフィルタを使用して交互に実行され、各フィルタは時間依存フィルタ係数を有する。時間依存フィルタ係数が使用される場合、オーディオ信号の実際の特性が考慮され得る。従って、平均的な信号特性を使用することはもはや必要でなくなり、フィルタリングは、実際のオーディオ信号に適応され得る。時間依存フィルタ係数が使用されるという事実によって、少なくとも二つの異なるフィルタが交互に使用される。一方のフィルタがフィルタリングのために実際に使用された場合、他方のフィルタは、オーディオ信号の受信を継続することにより、オーディオ信号の新しい部分のフィルタ係数が計算され得る。時間依存フィルタ係数の使用によって、オーディオ信号コンポーネントを補償するエコー補償フィルタの実際の速度が、改善され得る。さらに、二つの異なるフィルタを交互に使用することは、信号処理電力を低く保つのを助ける。時間依存フィルタ係数を有する一つのフィルタが使用された場合、オーディオ信号の劣化をもたらすか、または時間依存フィルタ係数によって、新しい時間依存フィルタ係数が使用される前にフィルタ係数を用いて実行されたデコリレーション（ｄｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）を解除することが必要である。フィルタリングのこの反転は、フィルタ係数を計算するプロセッサの高い計算力を必要とする。このさらなる計算労力は、二つの異なるフィルタを交互に使用することによって回避され得る。
実施形態に従って、オーディオ信号ソースのオーディオ信号は計算ユニットに供給され、そこで、時間依存フィルタ係数がデコリレーションフィルタのために計算される。係数計算ユニットの時間依存フィルタ係数は、次に、両信号コンポーネント（オーディオ信号コンポーネントおよびスピーチ信号コンポーネント）を含む音声信号の白色化のために使用され、かつ、スピーカから出力されるオーディオ信号の白色化のために使用される。計算されたフィルタ係数は、オーディオ信号自体に基づき計算され、検出された音声信号をフィルタリングする音声信号フィルタに供給される。該音声信号フィルタのフィルタ係数は、Ｎサイクルごとに更新される。Ｎは、補償フィルタの長さである。さらに、計算されたフィルタ係数は、オーディオ信号を交互に白色化する二つのオーディオフィルタに供給される。このことは、計算されたフィルタ係数は、Ｎサイクルの間、フィルタの一方に供給され、一方、フィルタ係数は、次のＮサイクルの間、他方のフィルタに供給され、その結果、２Ｎサイクルごとに各フィルタのフィルタ係数が更新される、ことを意味する。オーディオ信号を白色化するオーディオ信号フィルタの各々は、長さＮの音響エコーを補償するエコー補償器に接続されており、そこでは、オーディオ信号の信号経路がシミュレートされる。エコー補償後、二つのフィルタからの白色化されシミュレートされたオーディオ信号は、減算ユニットに供給され、そこでは、シミュレートされたオーディオ信号コンポーネントが、二つのコンポーネントを含む白色化された音声信号から減算される。この減算の結果が白色化されたエラー信号である。この白色化されたエラー信号は、次いで、推定される音声信号コンポーネントの決定を制御するフィードバック制御信号として使用される。さらに、白色化されたエラー信号は、白色化されたエラー信号から白色化を除去する逆フィルタに供給され得、その結果、オーディオ信号コンポーネントが抑制されたエコー補償された音声信号に対応するエラー信号となる。
上記に論議されるように、時間依存フィルタ係数が使用され、その結果、新フィルタパラメータが２Ｎサイクルごとに計算される。各フィルタの白色化されシミュレートされたオーディオ信号は、次いで、スイッチに供給される。該スイッチは、Ｎサイクルごとに一方のエコー補償フィルタから他方のフィルタに切り換わり、そこから信号は、減算ユニットに送信され、そこで、該信号は白色化された音声信号から減算される。
本発明は、車両通信システムにおける補償オーディオ信号コンポーネントのためのエコー補償システムにさらに関し、該車両通信システムは、上記の二つの信号コンポーネントを有する音声信号を受信する少なくとも一つのマイクロホンを備える。さらに、マイクロホンによって検出された音声信号を出力し、オーディオ信号それ自身を出力するスピーカが設けられている。オーディオ信号は２回出力される（１度は直接的に、１度はマイクロホンによって検出された場合）という事実のために、オーディオ信号コンポーネントは、マイクロホンによって検出される音声信号から除去されなければならない。この目的のために、音声信号のオーディオ信号コンポーネントを補償するエコー補償ユニットが設けられ、音声信号およびオーディオ信号を白色化するためのフィルタが設けられる。本発明の一局面によれば、音声信号およびオーディオ信号を白色化するためのフィルタユニットは、少なくとも二つの可聴音声フィルタを備え、該二つの可聴音声フィルタの各々は、時間依存フィルタ係数を使用する。該二つのフィルタは、オーディオ信号をフィルタリングするために交互に使用される。
本発明のさらなる局面によれば、時間依存フィルタ係数を計算する計算ユニットが設けられ得る。さらに、時間依存フィルタ係数の供給を二つのオーディオ信号フィルタのいずれか一方に切り換える第１スイッチが設けられる。さらに、シミュレートされたオーディオ信号コンポーネントを減算ユニットに供給する第２スイッチが設けられ得る。最後で大事なことであるが、白色化したエラー信号の白色化を除去し、その結果、エコー補償音声信号にする逆フィルタが設けられる。この逆フィルタもまた、時間依存フィルタ係数を計算するフィルタ係数計算ユニットに接続されている。本発明の一局面によれば、エコー補償ユニットは、各オーディオチャネルのための二つの可聴音声フィルタおよびオーディオ信号の二つのエコー補償器を備える。
以下において、本発明の別の第２の局面がより詳細に記述される。本発明のさらなる局面に従って、車両通信システムにおけるオーディオ信号コンポーネントを補償するための方法が提供され、該方法は、オーディオ信号コンポーネントを含み、車両の乗客からのスピーチ信号に対応するスピーチ信号コンポーネントを含む音声信号は、マイクロホンによって検出されるステップを包含する。音声信号におけるオーディオ信号コンポーネントによる音響エコーを避けるために、オーディオ信号コンポーネントが、検出された音声信号において除去され、その結果、音響エコーが補償される。本発明のこの局面によれば、補償ステップは、二つの異なるコンポーネントを含む。第１に、オーディオ信号の一つのチャネルは、モノエコー補償ユニットに供給される。さらに、マルチチャネルのオーディオ信号の少なくとも二つのチャネルは、マルチチャネルエコー補償ユニットに供給される。エコー補償は、モノエコー補償ユニットおよびマルチチャネルエコー補償ユニットにおいて実行される。モノおよびマルチチャネルエコー補償ユニットの信号出力は、次いで比較され、二つの補償ユニットのうちのより低い信号電力を有する信号出力が、さらなる処理のために使用される。二つの異なる信号補償ユニットの使用することは、次の利点を有する。適応フィルタであるエコー補償フィルタが、パルスレスポンスを計算することによって車両における音波の経路をシミュレートすることで解決法を見つけようと試みた場合、近似ステップが不明瞭でない明確な解答という結果にならないという可能性がある。特に、オーディオ信号がモノ信号である場合、または異なるチャネルが互いに完全に線形依存である、オーディオ信号がマルチチャネル信号である場合、ステレオエコー補償フィルタは、正確な結果という課題を有する。言い換えればステレオエコー補償フィルタは、マイクロホンによって音声が正しく検出される前に音声が通過する車両の内部をシミュレートすることが出来ない。モノオーディオ信号または二つの線形依存信号チャネルを有するステレオ信号がスピーカを介して発せられたとき、モノエコー補償ユニットは、ステレオエコー補償ユニットより良い結果を達成する。音声信号が非線形依存信号チャネルを有するとき、ステレオエコー補償ユニットは、音声信号におけるオーディオ信号コンポーネントを補償し得、従ってより効果的に音響エコーを補償する。両フィルタが平行に使用されるので、より良い結果を有する補償ユニットが選択される。二つの異なるエコー補償ユニットを使用することは、音響エコーが除去される前にオーディオ信号の非線形処理は必要でないという利点を有する。さらなるステップとしてのオーディオ信号のこの非線形デコリレーションは省略され得る。このことは、オーディオ信号の非線形デコリレーションが出力オーディオ信号の信号品質を劣化するので、さらなる利点を有する。
さらに、二つの異なる補償ユニットは、次の利点を有する。インタビューの場合において、線形依存ステレオ信号またはモノ信号の場合、この場合使用されるモノエコー補償ユニットがマルチチャネルエコー補償ユニットよりはるかに速く近似方法において解決法を見つけるので、エコー補償は、はるかに速いことを意味することである。オーディオ信号が音楽から話者に変化する場合、エコー補償は、マルチチャネルエコー補償ユニットのみが使用される場合より、はるかに早く適応され得る。
本発明の好適な実施形態によれば、マルチチャネル補償ユニットにおいてオーディオ信号の各チャネルに対してエコー補償が実行される。各チャネルのエコー補償された信号は、結果として生じる信号がモノエコー補償ユニットの信号出力と比較される前に、追加される。さらに、エコー補償ユニットを実行する前に、本発明の第１局面に関連して論議されたように、線形デコリレーションがオーディオ信号の白色化のために実行され得る。
オーディオ信号がステレオ信号の場合、オーディオ信号の二つのチャネルはステレオエコー補償ユニットに供給され、オーディオ信号の一つのチャネルはモノエコー補償ユニットに供給される。さらに、オーディオ信号コンポーネントがモノエコー補償ユニットおよびマルチエコー補償ユニットにおいてマイクロホンによって検出されと音声信号のオーディオ信号コンポーネントをシミュレートすることによって、モノおよびマルチチャネルシミュレートされたオーディオ信号コンポーネントを両コンポーネントを含む検出された音声信号から減算することによって、エコー補償は、実行される。この減算は、その結果、モノおよびマルチチャネルエラー信号となる。より低い信号電力を有する信号を選択するために、モノエラー信号の電力とマルチチャネルエラー信号の電力とが比較される。本発明の第１局面に関連して論議されたように、エコー補償を改善するために、時間依存フィルタ係数が、音声信号を白色化し、かつ、オーディオ信号を白色化するように使用され得る。時間依存フィルタ係数に関連して上に論議されたように、本発明の別の実施形態によれば、エコーは補償される。このことは、上記されたように、各エコー補償フィルタ毎に交互に選択される二つの異なるフィルタが使用されることを意味する。
本発明の第２の局面によれば、さらに、車両通信システムにおけるエコーを補償するためにエコー補償システムが設けられる。該車両通信システムは、補償のためにオーディオ信号の一つのチャネルを受信するモノ補償ユニットおよびエコーを補償するためにオーディオ信号の少なくとも二つのチャネルを受信するマルチチャネル補償ユニットを備える。さらに、二つの補償ユニットの出力信号を比較し、より低い信号電力を有する補償された信号を選択する比較ユニットが設けられる。このエコー補償システムは、異なるオーディオ信号のエコーを効果的に補償し得る。オーディオ信号がその特性を変化させる場合でも、モノエコー補償ユニットまたはマルチチャネルエコー補償ユニットのいずれかが、最良のエコー補償結果を達成する。従って、良好なエコー補償がいずれの種類のオーディオ信号に対しても達成され得る。
好適には、エコー補償システムは、エコー補償の前にオーディオ信号および音声信号を白色化するための複数のデコリレーションフィルタを、エコー補償の後に、白色化を除去するための逆フィルタとを備える。本発明のこの局面によれば、一つのデコリレーションフィルタがオーディオ信号の各チャネルに対して設けられる。一実施形態によればエコー補償システムはまた、時間依存フィルタ係数を用いて動作するという事実により、このシステムは、本発明の第１の局面、即ち時間依存フィルタ係数に関連して記述されたコンポーネントをさらに備える。
以下において、本発明の第３の局面が論議される。本発明のこの第３の局面によれば、可変時間遅延を有するオーディオソースのオーディオ信号コンポーネントを抑制することが可能なエコー補償システムが設けられる。車両オーディオシステムにおいて、オーディオ信号を再生するために異なる再生方法を選択することが可能となっている。例として、最新のオーディオシステムは、音声をステレオモードまたはサラウンド音声モードのいずれかで再生する可能性を提供する。サラウンド音声モードにおいて、オーディオ信号の異なるオーディオチャネルにさらなる時間遅延が導入され、その結果、車両内に座っている人は、サラウンド音声オーディオシステムの印象を有する。異なるオーディオチャネルにおいて可変時間遅延を有するこのオーディオシステムが、車両通信システムに接続された状態で使用される場合、非所望のエコーを避けるためにオーディオ信号コンポーネントは除去されなければならない。サラウンド音声モードにおいて、信号増幅器がさらなる時間遅延をオーディオチャネルに導入し、増幅器に導入された時間遅延分遅延されたオーディオ信号は、マイクロホンによって検出される。従って、スピーカからマイクロホンへの信号経路をシミュレートする音響エコーを補償するエコー補償ユニットは、可変時間遅延を有するこの信号経路をシミュレートすることが可能でなければならない。検出されたマイクロホン信号におけるオーディオ信号コンポーネントのエコー補償に対して、高い計算力を有する方法が必要である。必要とされるコンピュータ能力は、エコー補償ユニットのフィルタの長さに主として依存する。従って、フィルタの長さを最小にするための必要性が存在する。しかしながら、エコー補償ユニットがステレオ信号またはサラウンド音声モードの信号の信号経路をシミュレートすることが可能な場合、重要な長さを有するフィルタが必要である。
従って、本発明のこの第３の局面によれば、エコー補償ユニットにおけるオーディオ信号コンポーネントの補償において発生し得る異なる状況に効果的に対応するための必要性が存在する。
本発明のこの第３の局面によれば、この必要性が、車両通信システムにおけるエコーを補償するためのエコー補償システムによって満たされる。該システムは、異なるオーディオチャネルを有するオーディオ信号を生成するオーディオユニットを備え、互いに対して異なるオーディオチャネルの時間遅延は、調整可能である。さらに、音声信号を受信するマイクロホンが設けられ、音声信号は、オーディオ信号コンポーネントを含み、音声信号は、車両の乗客からのスピーチ信号コンポーネントをさらに含む。システムのスピーカは、マイクロホンによって受信されたオーディオ信号および音声信号を発する。エコー補償ユニットは、オーディオ信号コンポーネントがマイクロホンによって検出されると音声信号におけるオーディオ信号コンポーネントをシミュレートすることによって、シミュレートされたオーディオ信号コンポーネントを検出された音声信号から減算することによって、音響エコーを補償する。エコー補償ユニットは、オーディオ信号のパルスレスポンスを得るために、オーディオ信号をフィルタリングするフィルタを備える。このフィルタの他に、フィルタリングの前に、可変時間遅延をオーディオ信号に導入する遅延要素が設けられ、設けられる遅延制御ユニットは、最大のパルスレスポンスがフィルタのフィルタ係数の所定の範囲内に位置するように、遅延要素を制御する。
フィルタリングの前に、可変時間遅延をオーディオ信号に導入する遅延要素は、マイクロホンによって受信されるオーディオ信号コンポーネントをシミュレートするフィルタの長さを一定の長さに保つことを可能にする。異なる再生方法で増幅器によって導入される可変時間遅延は、遅延要素によって導入される。従って、増幅器によって導入される最大の時間遅延をシミュレートすることが可能なフィルタの長さを提供することは、必要ではない。このことは、計算時間を比較的に低く保つのに助ける。本発明のこの部分の好適な実施形態によれば、遅延要素は、可変長の遅延メモリを備える。可変長の遅延要素は、オーディオ信号をフィルタリングするフィルタの信号メモリに接続されている。フィルタの信号メモリは、一定の長さを有する。可変長の遅延メモリによって、増幅器によって導入されるオーディオ信号の異なる時間遅延をシミュレートすることが可能である。同時に、音響エコーを補償するフィルタの信号メモリは、比較的に短い長さであり得る。本発明の好適な実施形態によれば、遅延要素の長さは、フィルタによって計算される最大のパルスレスポンスがフィルタ係数の所定の範囲内に位置するように選択される。
本発明の第３の局面によれば、さらに、車両通信システムにおける音響エコーを補償する方法が提供される。異なるオーディオチャネルを有するオーディオ信号であって、異なるオーディオチャネルの時間遅延が互いに対して調整可能である、オーディオ信号がスピーカを介して出力された場合、かつ、オーディオ信号コンポーネントおよびスピーチ信号コンポーネントを含む音声信号が検出された場合、音響エコーは補償されなければならない。この補償は、オーディオ信号コンポーネントがマイクロホンによって検出されると音声信号のオーディオ信号コンポーネントをシミュレートすることによって、およびシミュレートされたオーディオ信号コンポーネントを検出された音声信号から減算することによって、実行され得る。本発明の第３局面によれば、音響エコーの補償は、スピーカからマイクロホンへのオーディオ信号の信号経路をシミュレートするためにオーディオ信号をフィルタリングするステップを包含し、該シミュレートは、オーディオ信号のパルスレスポンスを決定し、オーディオ信号をフィルタリングする前に可変時間遅延を導入することによって行なわれ、時間遅延は、最大のパルスレスポンスが、フィルタのフィルタ係数の所定の範囲内に位置するように、選択される。オーディオ信号は、可変長の遅延要素に供給され、そこで、オーディオ信号がエコー補償ユニットにおいてフィルタリングされる前に、可変時間遅延はオーディオ信号に加えられる。パルスレスポンス最大値を決定するために、シミュレートされたパルスレスポンス最大値が位置するフィルタ係数が決定される。好適には、これは、パルスレスポンスの重み付け係数最大値を決定することによって行なわれる。パルスレスポンスの最大値の位置が決定された場合、この位置がフィルタ係数の所定の範囲内であるかどうか検証される。計算されたパルスレスポンス最大値は、遅延要素の長さを変化させることによる可変時間遅延を導入することよって、移動され得る。
パルスレスポンス最大値が、所定の範囲にある数よりも大きい数を有するフィルタ係数に位置すると決定された場合、遅延要素の長さは増大され、その結果、より大きい時間遅延がシミュレートされる。しかしながら、パルスレスポンス最大値が、所定の範囲にある数よりも小さい数を有するフィルタ係数に位置すると決定された場合、遅延要素の長さは低減される。要約すると、パルスレスポンスが、フィルタ係数の所定の範囲内に位置しないと決定された場合、パルスレスポンスは、パルスレスポンス最大値が、フィルタ係数の所定の範囲内に位置するように、エコー補償フィルタにおいてシフトされる。フィルタにおけるパルスレスポンスのシフトの場合、フィルタ係数の新しく導入された部分は０に設定され得る。
実施形態によれば、可変時間遅延の長さの適応は、本発明のその他の二つの局面に関連して使用され得る。本発明のこの局面は、単独でも使用され得ると理解されたい。しかしながら、遅延要素の長さの変化は、時間依存フィルタ係数と組合わせて、および／または、本発明の第２の局面に関連して記述されたモノおよびマルチプルエコー補償ユニットのダブルエコー補償構造と組合せて使用されることも可能である。
本発明の対象、特徴および利点は、添付の図面に関連して取りあげられた好適な実施形態の以下の詳細な説明から明らかとなる。
本発明は、さらに以下の手段を提供する。
（項目１）
車両通信システムにおけるオーディオ信号コンポーネントを補償するための方法であって、該方法は、
車両における音声信号をマイクロホンによって検出するステップであって、該音声信号は、該車両におけるオーディオソースのオーディオ信号を再生した結果生じるオーディオ信号コンポーネントを含み、該音声信号は、該車両の乗客からのスピーチ信号に対応するスピーチ信号コンポーネントをさらに含む、音声信号を検出するステップと、
該音声信号を白色化するために該音声信号をフィルタリングするステップと、
該オーディオ信号を白色化するために該オーディオ信号をフィルタリングするステップと、
該白色化された音声信号における該オーディオ信号を補償するステップと、
該補償された音声信号の白色化を除去するステップと
を包含し、該オーディオ信号の該フィルタリングは、少なくとも二つのフィルタを交互に使用して実行され、各フィルタは時間依存フィルタ係数を使用する、方法。
（項目２）
上記オーディオ信号を計算ユニットに供給するステップをさらに包含し、上記音声信号の白色化ための上記時間依存フィルタ係数が計算される、項目１に記載の方法。
（項目３）
上記時間依存フィルタ係数は、上記オーディオ信号コンポーネントおよび上記スピーチ信号コンポーネントを含む上記音声信号を白色化するため、および該オーディオ信号を白色化するために使用される、項目２に記載の方法。
（項目４）
上記計算されたフィルタ係数は、上記検出された音声信号をフィルタリングする音声信号フィルタに供給され、該音声信号フィルタの該フィルタ係数はＮサイクルごとに更新される、項目３に記載の方法。
（項目５）
上記計算されたフィルタ係数は、上記オーディオ信号の白色化のために二つのオーディオ信号フィルタに供給され、該計算されたフィルタ係数はＮサイクルで該フィルタの一つに供給され、一方、該フィルタ係数は、次のＮサイクルの間、該オーディオ信号のフィルタリングのために、もう一方のフィルタに供給され、その結果、該オーディオ信号を白色化する該オーディオ信号フィルタの各々の該フィルタ係数は、２Ｎサイクルごとに更新される、項目３に記載の方法。
（項目６）
音響エコーは、上記オーディオ信号コンポーネントがマイクロホンによって検出されると上記音声信号の該オーディオ信号コンポーネントをシミュレートすることによって、該シミュレートされたオーディオ信号コンポーネントを該オーディオ信号コンポーネントおよび上記スピーチ信号コンポーネントを含む該検出された音声信号から減算することによって補償され、その結果、エラー信号となる、項目１に記載の方法。
（項目７）
上記エラー信号は、上記推定される音声信号コンポーネントを決定するためにフィードバック制御信号として使用される、項目６に記載の方法。
（項目８）
上記オーディオ信号を白色化する各オーディオ信号フィルタは、長さＮのエコー補償器に接続され、ここで、上記オーディオ信号コンポーネントはシミュレートされる、項目７に記載の方法。
（項目９）
上記白色化された音声信号は減算ユニットに供給され、上記二つのフィルタからの白色化されシミュレートされたオーディオ信号は、交互に減算ユニットに供給され、該白色化されシミュレートされたオーディオ信号コンポーネントは、該白色化されたオーディオ信号から減算され、その結果、白色化されたエラー信号となる、項目１に記載の方法。
（項目１０）
上記白色化されたエラー信号は、上記白色化を該白色化されたエラー信号から除去する逆フィルタに供給され、その結果、上記エコー補償音声信号に対応するエラー信号となる、項目９に記載の方法。
（項目１１）
各フィルタの上記白色化されシミュレートされたオーディオ信号はスイッチに供給され、該スイッチは、該シミュレートされたオーディオ信号の一つを上記減算ユニットに供給し、該スイッチは、Ｎサイクルごとに切り換える、項目９に記載の方法。
（項目１２）
車両通信システムにおけるオーディオ信号コンポーネントを補償するための方法であって、該方法は、
車両における音声信号をマイクロホンによって検出するステップであって、該音声信号は、該車両におけるオーディオソースのオーディオ信号を再生した結果生じるオーディオ信号コンポーネントを含み、該音声信号は、該車両の乗客からのスピーチ信号に対応するスピーチ信号コンポーネントをさらに含む、ステップと、
時間依存フィルタ係数を計算するステップと、
音声信号フィルタを使用して該音声信号を白色化するために、該音声信号をフィルタリングするステップであって、該音声信号フィルタは、該時間依存フィルタ係数がＮサイクルごとに供給される、ステップと、
少なくとも二つの音声信号フィルタを交互に使用して該オーディオ信号を白色化するために該オーディオ信号をフィルタリングするステップであって、該音声信号フィルタは、該時間依存フィルタ係数が２Ｎサイクルごとに交互に供給される、ステップと、
該白色化された音声信号における該オーディオ信号を補償するステップと、
該補償された音声信号の該白色化を除去するステップと
を包含する、方法。
（項目１３）
車両通信システムにおけるエコーを補償するためのエコー補償システムであって、該システムは、
音声信号を受信する少なくとも一つのマイクロホンであって、該音声信号は、該車両内のオーディオソースのオーディオ信号の再生の結果生じるオーディオ信号コンポーネントを含み、該音声信号は、該車両の乗客のスピーチ信号に対応するスピーチ信号コンポーネントをさらに含む、少なくとも一つのマイクロホンと、
該オーディオ信号コンポーネントおよび該スピーチ信号コンポーネントを含む該音声信号を出力し、該オーディオ信号を出力する、少なくとも一つのスピーカと、
該音声信号および該オーディオ信号を白色化するためのフィルタユニットと、
該マイクロホンによって受信される該音声信号の該オーディオ信号コンポーネントを補償するエコー補償ユニットと
を備え、該フィルタユニットは、少なくとも二つの可聴音声フィルタを備え、該可聴音声フィルタの各々は、該オーディオ信号を白色化するために時間依存フィルタ係数を使用し、該二つのフィルタは、該オーディオ信号をフィルタリングするために交互に使用される、エコー補償システム。
（項目１４）
上記オーディオ信号に基づき、該音声信号を白色化するために上記時間依存フィルタ係数を計算する計算ユニットをさらに備えることによって特徴づけられる、項目１３に記載のエコー補償システム。
（項目１５）
上記時間依存フィルタ係数を上記二つのオーディオ信号フィルタの一つまたはもう一方のいずれかに供給する第１スイッチ（３４）をさらに備えることによって特徴づけられる、項目１４に記載のエコー補償システム。
（項目１６）
上記スイッチは、一つの可聴音声フィルタからもう一方の可聴音声フィルタにＮサイクルごとに切り換え、その結果、各可聴音声信号フィルタの上記時間依存フィルタ係数は２Ｎサイクルごとに更新されることにおいて特徴づけられる、項目１５に記載のエコー補償システム。
（項目１７）
上記フィルタユニットは、上記計算ユニットによって計算される上記時間依存フィルタ係数を受信する音声信号フィルタをさらに備え、該音声信号フィルタの該フィルタ係数はＮサイクルごとに更新されることにおいて特徴づけられる、項目１３または１６のどれかに記載のエコー補償システム。
（項目１８）
上記エコー補償ユニットは少なくとも二つのエコー補償器を備え、各エコー補償器は上記オーディオ信号フィルタの一つに接続され、白色化されたオーディオ信号を一つのオーディオ信号フィルタから受信し、上記音声信号の上記オーディオ信号コンポーネントが上記マイクロホンによって検出されると、該音声信号の該オーディオ信号コンポーネントをシミュレートすることにおいて特徴づけられる、項目１３に記載のエコー補償システム。
（項目１９）
上記エコー補償ユニットは、減算ユニットをさらに備え、そこで、上記白色化されシミュレートされたオーディオ信号コンポーネントは上記白色化された音声信号から減算され、その結果、白色化されたエラー信号となることにおいて特徴づけられる、項目１８に記載のエコー補償システム。
（項目２０）
上記白色化されたエラー信号は、上記エコー補償器のためのフィードバック制御信号として使用されることにおいて特徴づけられる、項目１９に記載のエコー補償ユニット。
（項目２１）
上記白色化されたエラー信号の白色化を除去し、その結果、エコー補償された音声信号とするための逆フィルタをさらに備え、該逆フィルタは上記計算されたフィルタ係数を受信することによって特徴づけられる、項目１３に記載のエコー補償ユニット。
（項目２２）
上記エコー補償ユニットは、上記オーディオ信号の各オーディオチャネルのための二つの可聴音声フィルタおよび二つのエコー補償器を備える、項目１３に記載のエコー補償ユニット。
（項目２３）
上記二つのエコー補償器の上記シミュレートされたオーディオ信号コンポーネントの一つを上記減算ユニットへ供給する第２スイッチをさらに備え、該スイッチは、Ｎサイクルごとに切り換える、項目１９に記載のエコー補償ユニット。
（項目２４）
車両通信システムにおけるエコーを補償するためのエコー補償システムであって、該システムは、
音声信号を受信する少なくとも一つのマイクロホンであって、該音声信号は、該車両内のオーディオソースのオーディオ信号の再生の結果生じるオーディオ信号コンポーネントを含み、該音声信号は、該車両の乗客のスピーチ信号に対応するスピーチ信号コンポーネントをさらに含む、少なくとも一つのマイクロホンと、
該音声信号コンポーネントおよび該スピーチ信号コンポーネントを備える該音声信号を出力し、該オーディオ信号を出力する、少なくとも一つのスピーカと、
該オーディオ信号に基づき時間依存フィルタ係数を計算する計算ユニットと、
該オーディオ信号を交互にフィルタリングする少なくとも二つのオーディオ信号フィルタユニットであって、該フィルタユニットは、該時間依存フィルタ係数が２Ｎサイクルごとに交互に供給される、少なくとも二つのオーディオ信号フィルタユニットと、
該音声信号をフィルタリングするための音声信号フィルタであって、該音声信号フィルタは、該時間依存フィルタ係数がＮサイクルごとに供給される、音声信号フィルタと、
該音声信号における該オーディオ信号コンポーネントを補償するためのエコー補償ユニットと
を備える、エコー補償システム。
（項目２５）
車両通信システムにおけるオーディオ信号コンポーネントを補償するための方法であって、該方法は、
車両における音声信号をマイクロホンによって検出するステップであって、該音声信号は、該車両におけるオーディオソースのオーディオ信号を再生した結果生じるオーディオ信号コンポーネントを含み、該音声信号は、該車両の乗客からのスピーチ信号に対応するスピーチ信号コンポーネントをさらに含む、ステップと、
該音声信号における該オーディオ信号に起因する該音声信号における音響エコーを補償するステップと
を包含し、該補償するステップは、
該オーディオ信号の一つのチャネルをモノエコー補償ユニットに供給するステップと、
該オーディオ信号の少なくとも二つのチャネルをマルチチャネルエコー補償ユニットに供給するステップと、
該モノおよび該マルチチャネルエコー補償ユニットの信号出力を比較するステップと、
より低い信号電力を有する該二つの補償ユニットの該信号出力を選択するステップと
を包含する、オーディオ信号コンポーネントを補償するための方法。
（項目２６）
上記エコー補償の前に、上記音声信号を白色化するために該音声信号をフィルタリングするステップと、
該エコー補償された音声信号の該白色化を除去するステップと
をさらに包含することによって特徴づけられる、項目２５に記載の方法。
（項目２７）
エコー補償は、上記マルチチャネルエコー補償ユニットにおける上記オーディオ信号の各チャネルのために実行され、その結果生じた信号が上記モノエコー補償ユニットの上記信号出力と比較される前に、各チャネルの該エコー補償された信号は互いに加算される、項目２５に記載の方法。
（項目２８）
上記オーディオ信号の二つのチャネルは、ステレオエコー補償ユニットに供給され、上記加算された信号は上記モノエコー補償ユニットの上記信号出力と比較される、項目２７に記載の方法。
（項目２９）
時間依存フィルタ係数は、上記オーディオ信号コンポーネントおよび上記スピーチ信号コンポーネントを含む上記音声信号を白色化するため、および上記オーディオ信号を白色化するために使用される、項目２６に記載の方法。
（項目３０）
上記音響エコーは、上記オーディオ信号コンポーネントが上記モノエコー補償ユニットおよび上記マルチチャネルエコー補償ユニットにおける上記マイクロホンによって検出されると上記音声信号の該オーディオ信号コンポーネントをシミュレートすることによって、該モノおよびマルチチャネルのシミュレートされたオーディオ信号コンポーネントを該オーディオ信号コンポーネントおよび上記スピーチ信号コンポーネントを含む該検出された音声信号から減算することによって補償され、その結果、モノおよびマルチチャネルエラー信号となり、該信号の電力は該信号の一つを選択するために比較される、項目２５に記載の方法。
（項目３１）
上記音声信号を白色化するために、該音声信号をフィルタリングするステップと、
上記オーディオ信号を白色化するために各チャネルの該オーディオ信号をフィルタリングするステップであって、各チャネルの該オーディオ信号の該フィルタリングは１チャネルあたり少なくとも二つのフィルタを交互に使用して実行され、各フィルタは時間依存フィルタ係数を使用する、ステップと、
上記モノエコー補償ユニットにおいて上記エコーを補償するステップであって、該モノエコー補償ユニットは、一つのチャネルの該少なくとも二つのフィルタによって白色化されたオーディオ信号が交互に供給される少なくとも二つのエコー補償器を備える、エコーを補償するステップと、
上記マルチチャネルエコー補償ユニットにおいて上記エコーを補償するステップであって、該マルチチャネルエコー補償ユニットは、一チャネルあたり該少なくとも二つのフィルタによって白色化されたオーディオ信号が交互に供給される一チャネルあたり少なくとも二つのエコー補償器を備える、ステップと
をさらに包含する、項目２５に記載の方法。
（項目３２）
車両通信システムにおけるオーディオ信号コンポーネントを補償するための方法であって、該方法は、
車両における音声信号をマイクロホンによって検出するステップであって、該音声信号は、該車両におけるオーディオソースのオーディオ信号を再生した結果生じるオーディオ信号コンポーネントを含み、該音声信号は、該車両の乗客からのスピーチ信号に対応するスピーチ信号コンポーネントをさらに含む、ステップと、
該音声信号を白色化するために該音声信号をフィルタリングするステップと、
該オーディオ信号を白色化するために該オーディオ信号をフィルタリングするステップと、
該白色化されたオーディオ信号および該白色化された音声信号の一つのチャネルを該白色化された音声信号において該可聴コンポーネントを補償するモノエコー補償ユニットに供給するステップと、
該白色化されたオーディオ信号および該白色化された音声信号の少なくとも二つのチャネルを該供給されたオーディオ信号チャネルの各々のための該白色化された音声信号において該可聴コンポーネントを補償するマルチチャネルエコー補償ユニットに供給するステップと、
該モノエコー補償ユニットおよび該マルチチャネルエコー補償ユニットによって出力された該補償された音声信号を比較するステップと、
より低い信号電力を有する該補償された音声信号を選択するステップと
を包含する、方法。
（項目３３）
車両通信システムにおけるエコーを補償するためのエコー補償システムであって、該システムは、
音声信号を受信する少なくとも一つのマイクロホンであって、該音声信号は、該車両内のオーディオソースのオーディオ信号の再生の結果生じるオーディオ信号コンポーネントを含み、該音声信号は、該車両の乗客のスピーチ信号に対応するスピーチ信号コンポーネントをさらに含む、少なくとも一つのマイクロホンと、
該オーディオ信号コンポーネントおよび該スピーチ信号コンポーネントを含む該音声信号を出力する、少なくとも一つのスピーカと、
該エコーを補償するために該オーディオ信号の一つのチャネルを受信するモノエコー補償ユニットと、
該エコーを補償するために該オーディオ信号の少なくとも二つのチャネルを受信するマルチチャネルエコー補償ユニットと、
該二つの補償ユニットの該出力信号を比較し、より低い信号電力を有する補償された信号を選択する比較ユニットと
を備える、エコー補償システム。
（項目３４）
上記エコー補償の前に、上記オーディオ信号および上記音声信号を白色化するための複数のフィルタ、および該エコー補償の後に、該白色化を除去するための別のフィルタをさらに備える、項目３３に記載のエコー補償システム。
（項目３５）
上記オーディオ信号を白色化するための該オーディオ信号の各チャネルのために少なくとも一つのフィルタをさらに備える、項目３４に記載のエコー補償システム。
（項目３６）
上記音声信号および上記オーディオ信号を白色化するためのフィルタユニットをさらに備え、少なくとも一つのフィルタユニットは、少なくとも二つのオーディオ信号フィルタを備え、該フィルタの各々は、該オーディオ信号を白色化するために時間依存フィルタ係数を使用し、該少なくとも二つのオーディオ信号フィルタは該オーディオ信号をフィルタリングするために交互に使用され、
上記モノエコー補償ユニットは、少なくとも二つのエコー補償器を備え、各エコー補償器は、該モノエコー補償器ユニットに供給される上記オーディオチャネルのオーディオ信号フィルタに接続され、該エコー補償器は白色化されたオーディオ信号を該オーディオ信号フィルタから交互に受信し、
上記マルチチャネルエコー補償ユニットは、少なくとも一つの補償器チャネルのための少なくとも二つのエコー補償器を備え、該補償器チャネルの各エコー補償器は、該マルチチャネルエコー補償器ユニットの該補償器チャネルに供給される該オーディオチャネルのオーディオ信号フィルタに接続され、該エコー補償器は、該オーディオ信号フィルタから白色化されたオーディオ信号を交互に受信する、項目３３に記載のエコー補償システム。
（項目３７）
車両通信システムにおけるエコーを補償するためのエコー補償システムであって、該システムは、
音声信号を受信する少なくとも一つのマイクロホンであって、該音声信号は、該車両内のオーディオソースのオーディオ信号の再生の結果生じるオーディオ信号コンポーネントを含み、該音声信号は、該車両の乗客のスピーチ信号に対応するスピーチ信号コンポーネントをさらに含む、少なくとも一つのマイクロホンと、
該オーディオ信号コンポーネントおよび該スピーチ信号コンポーネントを含む該音声信号を出力する、少なくとも一つのスピーカと、
該音声信号を白色化するために該音声信号をフィルタリングするためのフィルタユニットと、
該オーディオ信号を白色化するために該オーディオ信号をフィルタリングするためのフィルタユニットと、
該白色化されたオーディオ信号の一つのチャネルおよび該白色化された音声信号が供給されるモノエコー補償ユニットであって、該モノエコー補償ユニットは、該白色化された音声信号の該オーディオ信号コンポーネントを補償する、モノエコー補償ユニットと、
少なくとも二つのチャネルおよび該白色化された音声信号を備える該白色化されたオーディオ信号が供給されるマルチチャネルエコー補償ユニットであって、該マルチチャネルエコー補償ユニットは、該白色化された音声信号の該オーディオ信号コンポーネントを補償する、マルチチャネルエコー補償ユニットと、
該モノエコー補償ユニットおよび該マルチチャネルエコー補償ユニットによって出力された該補償された音声信号の信号電力を比較し、より低い信号電力を有する信号を選択する比較ユニットと
を備える、エコー補償システム。
（項目３８）
車両通信システムにおけるエコーを補償するためのエコー補償システムであって、該システムは、
異なるオーディオチャネルを有するオーディオ信号を生成するオーディオユニットであって、該異なるオーディオチャネルの互いに対する時間遅延は調整可能である、オーディオユニットと、
音声信号を受信する少なくとも一つのマイクロホンであって、該音声信号は、該オーディオ信号の再生の結果生じるオーディオ信号コンポーネントを含み、該音声信号は、該車両の乗客のスピーチ信号に対応するスピーチ信号コンポーネントをさらに含む、少なくとも一つのマイクロホンと、
該オーディオ信号を出力し、該少なくとも一つのマイクロホンによって受信される該音声信号を出力するスピーカユニットと、
エコー補償ユニットと
を備え、該エコー補償ユニットは、該オーディオ信号コンポーネントがマイクロホンによって検出されると該音声信号の該オーディオ信号コンポーネントをシミュレートすることによって、該シミュレートされたオーディオ信号コンポーネントを検出された音声信号から減算することによって補償し、該エコー補償ユニットは、
該オーディオ信号のパルスレスポンスを得るために、該オーディオ信号をフィルタリングするフィルタと、
フィルタリングの前に可変時間遅延を該オーディオ信号に導入する遅延要素と、
該パルスレスポンスの最大が該フィルタの該フィルタ係数の所定の範囲内に位置するように、該遅延要素を制御する遅延制御ユニットと
を備える、エコー補償システム。
（項目３９）
上記遅延要素は、可変長の遅延メモリを備える、項目３８に記載のエコー補償システム。
（項目４０）
上記遅延要素は、上記フィルタの信号メモリに接続され、該フィルタの該信号メモリは一定の長さを有する、項目３９に記載のエコー補償システム。
（項目４１）
上記パルスレスポンスの最大を表す上記フィルタ係数は、１０分の１のフィルタ係数と２０分の１のフィルタ係数との間に配置される、項目３８に記載のエコー補償システム。
（項目４２）
上記遅延要素は、上記パルスレスポンスの最大が２０分の１のフィルタ係数と４０分の１のフィルタ係数との間に位置し、好適には、２５分の１のフィルタ係数と３５分の１のフィルタ係数との間に位置し、さらに好適には、２８分の１のフィルタ係数と３２分の１のフィルタ係数との間に位置するように、制御される、項目３８に記載のエコー補償システム。
（項目４３）
上記制御ユニットは、上記インパルスレスポンスの最大が位置する上記フィルタ係数の数を決定する、項目３８に記載のエコー補償システム。
（項目４４）
時間依存フィルタ係数を使用して上記音声信号を白色化するためのフィルタと、
上記遅延されたオーディオ信号を白色化するためのフィルタユニットであって、少なくとも一つのフィルタユニットは、少なくとも二つのオーディオ信号フィルタを備え、該二つのオーディオ信号フィルタの各々は該遅延されたオーディオ信号を白色化するために時間依存フィルタ係数を使用し、該少なくとも二つのオーディオ信号フィルタは、該オーディオ信号をフィルタリングするために交互に使用される、フィルタユニットと、
少なくとも二つのエコー補償器を備えるモノエコー補償ユニットであって、各エコー補償器は、該モノエコー補償器ユニットに供給されるオーディオチャネルのオーディオ信号フィルタに接続され、該エコー補償器は、白色化された遅延オーディオ信号を該オーディオ信号フィルタから交互に受け取る、モノエコー補償ユニットと、
少なくとも一つの補償器チャネルのための少なくとも二つのエコー補償器を備えるマルチチャネルエコー補償ユニットであって、上記補償器チャネルの各エコー補償器は、該マルチチャネルエコー補償器ユニットの該補償器チャネルに供給される該オーディオチャネルのオーディオ信号フィルタに接続され、該エコー補償器は、白色化され遅延されたオーディオ信号を該オーディオ信号フィルタから交互に受信する、マルチチャネルエコー補償ユニットと、
該モノエコー補償ユニットおよび該マルチチャネルエコー補償ユニットによって出力された該補償された音声信号の信号電力を比較し、より低い信号電力を有する信号を選択する比較ユニットと
をさらに備える、項目３８に記載のエコー補償システム。
（項目４５）
車両通信システムにおけるエコーを補償するためのエコー補償システムであって、該システムは、
異なるオーディオチャネルを有するオーディオ信号を生成するオーディオユニットであって、該異なるオーディオチャネルの互いに対する時間遅延は調整可能である、オーディオユニットと、
音声信号を受信する少なくとも一つのマイクロホンであって、該音声信号は、該オーディオ信号の再生の結果生じるオーディオ信号コンポーネントを含み、該音声信号は、該車両の乗客のスピーチ信号に対応するスピーチ信号コンポーネントをさらに含む、少なくとも一つのマイクロホンと、
該オーディオ信号を出力し、該少なくとも一つのマイクロホンによって受信される該音声信号を出力するスピーカユニットと、
該オーディオ信号を遅延させるための遅延メモリを備える遅延要素と、
該遅延したオーディオ信号および該音声信号からの該パルスレスポンスを計算するための計算ユニットと、
該計算されたパルスレスポンスをフィルタ係数として使用してフィルタによってシミュレートされたオーディオコンポーネントを減算することによって、該音声信号のオーディオコンポーネントを補償するためのエコー補償ユニットと、
該遅延要素によって導入された該オーディオ信号の遅延を制御するための遅延制御ユニットであって、該遅延は、該パルスレスポンスの最大がフィルタ係数の所定の範囲に位置するように制御される、遅延制御ユニットと
を備える、エコー補償システム。
（項目４６）
車両通信システムにおけるエコーを補償するための方法であって、該方法は、
オーディオ信号を再生し、出力するステップであって、該オーディオ信号は異なるオーディオチャネルを有し、該異なるオーディオチャネルの互いに対する時間遅延は調整可能である、ステップと、
音声信号を検出するステップであって、該音声信号は、該オーディオ信号の再生の結果生じるオーディオ信号コンポーネントを含み、該音声信号は、該車両の乗客のスピーチ信号に対応するスピーチ信号コンポーネントをさらに備える、ステップと、
異なる信号コンポーネントを有する該検出された音声信号を出力するステップと、
該オーディオ信号コンポーネントが該マイクロホンによって検出されると該音声信号の該オーディオ信号コンポーネントをシミュレートすることによって、該シミュレートされたオーディオ信号コンポーネントを該検出された音声信号から減算することによって音響エコーを補償するステップとを包含し、該音響エコーの補償は、
該オーディオ信号の該パルスレスポンスを決定することによって、上記スピーカから上記マイクロホンへの該オーディオ信号の経路をシミュレートするための該オーディオ信号をフィルタリングするステップと、
該オーディオ信号のフィルタリングの前に可変時間遅延を導入し、該時間遅延は、該パルスレスポンスの最大が該フィルタのフィルタ係数の所定の範囲内に位置するように選択される、ステップと
を包含する、エコーを補償するための方法。
（項目４７）
可変時間遅延を有する上記オーディオ信号がフィルタリングのためのフィルタに送信される前に、該オーディオ信号は、可変時間遅延を該オーディオ信号へ付加する可変長の遅延要素に出力される、項目４６に記載の方法。
（項目４８）
上記パルスレスポンスの最大値を決定するステップをさらに備えることによって、およびどのフィルタ係数において該決定された最大値が位置するかを決定することによって、特徴づけられる、項目４６に記載の方法。
（項目４９）
上記最大値は、上記パルスレスポンスの重みづけされたモジュールの最大値を決定することによって決定される、項目４８に記載の方法。
（項目５０）
上記可変時間遅延は、遅延要素の長さを変動させることによって導入される、項目４６に記載の方法。
（項目５１）
最大パルスレスポンスが、上記所定の範囲にある数よりも大きい数を有するフィルタ係数に位置すると決定されたとき、上記遅延要素の長さは増加される、項目５０に記載の方法。
（項目５２）
上記最大パルスレスポンスが、上記所定の範囲にある数よりも小さい数を有するフィルタ係数に位置すると決定されたとき、上記遅延要素の長さは減少される、項目５１に記載の方法。
（項目５３）
上記決定されたパルスレスポンスが、フィルタ係数の所定の範囲内に位置しないと決定されたとき、該パルスレスポンスは、該パルスレスポンスの最大値がフィルタ係数の該所定の範囲内に位置するように、シフトされる、項目４６に記載の方法。
（項目５４）
上記音声信号を白色化するために該音声信号をフィルタリングするステップと、
上記遅延されたオーディオ信号を白色化するために、各チャネルの該遅延されたオーディオ信号をフィルタリングするステップであって、各チャネルの該遅延されたオーディオ信号のフィルタリングは、一つのチャネル当たり少なくとも二つのオーディオフィルタを使用して交互に実行され、各オーディオフィルタは時間依存フィルタ係数を使用する、ステップと、
モノエコー補償ユニットにおいて音響エコーを補償するステップであって、該モノエコー補償ユニットは、一つのチャネルの該少なくとも二つのオーディオフィルタによる白色され遅延されたオーディオ信号が交互に供給される少なくとも二つのエコー補償器を備える、音響エコーを補償するステップと、
マルチチャネルエコー補償ユニットにおいて音響エコーを補償するステップであって、該マルチチャネルエコー補償ユニットは、一つのチャネル当たり該少なくとも二つのオーディオフィルタによる白色され遅延されたオーディオ信号が交互に供給される一つのチャネル当たり少なくとも二つのエコー補償器を備える、ステップと、
該モノエコー補償ユニットおよび該マルチチャネルエコー補償ユニットによって出力された該補償された音声信号を比較するステップと、
より低い信号電力を有する該補償された音声信号を選択するステップと
をさらに備える、項目４６に記載の方法。
（項目５５）
車両通信システムにおけるエコーを補償するための方法であって、該方法は、
オーディオ信号を再生し、出力するステップであって、該オーディオ信号は異なるオーディオチャネルを有し、該異なるオーディオチャネルの互いに対する時間遅延は調整可能である、ステップと、
音声信号を検出するステップであって、該音声信号は、該オーディオ信号の再生の結果生じるオーディオ信号コンポーネントを含み、該音声信号は、該車両の乗客のスピーチ信号に対応するスピーチ信号コンポーネントをさらに含む、ステップと、
異なる信号コンポーネントを有する該検出された音声信号を出力するステップと、
該音声信号における可聴コンポーネントを補償するステップであって、該補償は、
遅延要素を使用して該オーディオ信号を遅延させるステップと、
該遅延されたオーディオ信号および該音声信号からのパルスレスポンスを計算するステップと、
該遅延されたオーディオ信号およびフィルタを使用して該音声信号の該オーディオコンポーネントをシミュレートするステップであって、該フィルタは該計算されたパルスレスポンスをフィルタ係数として使用する、ステップと、
該パルスレスポンスの最大値がフィルタ係数の所定の範囲内に配置されるように該遅延要素によって導入される該遅延を制御するステップと
該シミュレートされたオーディオコンポーネントを該音声信号から減算するステップと
を包含する、方法。
（摘要）
車両通信システムにおけるオーディオ信号コンポーネントを補償するための方法は、車両における音声信号をマイクロホンによって検出するステップであって、音声信号は、車両におけるオーディオソースのオーディオ信号を再生した結果生じるオーディオ信号コンポーネントを備え、音声信号は、車両の乗客からのスピーチ信号に対応するスピーチ信号コンポーネントをさらに備えるステップと、音声信号を白色化するために音声信号をフィルタリングするステップと、白色化された音声信号におけるオーディオ信号を補償するステップと、補償された音声信号の白色化を除去するステップとを包含し、オーディオ信号のフィルタリングは、少なくとも二つのフィルタを交互に使用して実行され、各フィルタは時間依存フィルタ係数を使用する。
（好適な実施形態の詳細な説明）
図１において、本発明による、エコー補償が使用され得る車両内通信システムが示される。そのような車両内通信システムは、通常、オーディオソース１５からのオーディオ信号を出す複数のスピーカ１１を備える。車両内において異なる乗客位置が可能である。第１に、ドライバの位置１２ａは、ドライバの隣のフロントシートの位置１２ｂであり、１２ｃおよび１２ｄのバックにある二つの位置がある。フロントの乗客の一人が、バックに座っている乗客の一人と通信することを所望する場合、または、一人はフロントで一人はバックにいる二人の乗客が、通信システムにおいて第三者と通信する場合、複数のマイクロホンまたは一連のマイクロホンつまりドライバのスピーチ信号をピックアップするためのマイクロホン１３ａ、もう一人のフロントの乗客のスピーチ信号をピックアップするためのマイクロホン１３ｂ、ドライバの後のバックにいる乗客のスピーチ信号をピックアップするためのマイクロホン１３ｃおよびバックの右側にいる乗客のスピーチ信号をピックアップするマイクロホン１３ｄが設けられる。１車両シートに対して２個より多いマイクロホンが使用され、異なる車両位置に対しビーム形成がなされ得る。マイクロホン１３ｃ〜１３ｄから受信された信号は、バックシートからフロントシートへのスピーチ信号からの信号処理を制御する第１信号処理ユニット１６に供給され、一方、信号処理ユニット１７（マイクロホン１３ａ〜１３ｂに接続されている）は、フロントシートからバックシートへの信号処理を制御する。信号処理ユニット１６および１７は、マイクロホンによって検出された信号が、車両のどのスピーカを介して異なる乗客に出力されるべきかを決定する。
図２において、エコー補償ユニットの異なるコンポーネントが示されている。図２は、エコー補償の一般的機能性を説明するために使用される。図２において、ユニット１５は、第１チャネルｘＬ（ｎ）および第２のチャネルｘＲ（ｎ）の二つの異なるオーディオチャネルを有する図１のオーディオ信号ソースを表す。示された例において、二チャネルのオーディオ信号が示されているが、システムは、また、マルチプルチャネルオーディオ信号に対しても動作する。二つのオーディオ信号は、次いで、フィルタユニット２１に送信され、そこで、オーディオ信号は、時変的にフィルタリングされるか、または、非線形特性によって処理されることにより相互関連を減少させる。このユニットは、オプションのユニットである。事前処理されたオーディオ信号は、次いで、信号がスピーカ１１を介して出される前に信号を増幅する音声増幅器２２に送信される。白色化されたオーディオ信号コンポーネントはまた、エコー補償ユニット２３に供給され、そこで、検出された音声信号のオーディオ信号コンポーネントは除去される。スピーカ１１から出されるオーディオ信号は、車両内に伝搬し、マイクロホン１３によって信号が検出される前に、車両において異なる回数回折され得る。スピーカによって出されるオーディオ信号コンポーネントを含み、かつ、乗客の一人からのスピーチ信号コンポーネントを含む検出された音声信号は、次いで、処理ユニット２４に供給され、そこで、線形処理（ビーム形成など）がなされ得る。二つのユニット２３および２４は、次に、減算ユニット２５に供給され、そこで、ユニット２３のシミュレートされた信号コンポーネントが、検出された信号から減算される。本説明の序分において論議されるように、この減算によりエラー信号が生じる。エコー補償が、スピーカ１１からマイクロホン１３への信号経路をより良くシミュレートすればするほど、エラー信号ｅ（ｎ）はより小さくなる。
図３において、時間依存フィルタ係数を使用するエコー補償システムがより詳細に示される。図３において、マイクロホンによって検出される音声信号が、ｙ（ｎ）によって示され、オーディオ信号それ自身（即ち、オーディオ信号の１チャネル）は、信号ｘ（ｎ）によって表される。図３に示される実施形態において、時間依存デコリレーションフィルタ係数が使用される。時間依存デコリレーションフィルタ係数を計算するために、計算ユニット３１が設けられ、そこで、時間依存デコリレーションフィルタ係数が計算される。図３のシステムは、異なる信号を白色化するためのいくつかのデコリレーションフィルタをさらに備える。第１のデコリレーションフィルタ３２は、マイクロホンによって検出された音声信号を白色化するために設けられる。さらに、デコリレーションフィルタ３３ａおよび３３ｂが設けられ、それらは、オーディオ信号それ自身をフィルタリングするために使用される。デコリレーションフィルタ３２および３３ａおよび３３ｂは、異なる信号チャネルオーディオ信号をデコリレートするために使用される。上記序部において説明されているように、デコリレートされた信号によって、エコー補償は、はるかに迅速にかつはるかに効率的な方法で実行され得る。オーディオ信号は、区間で処理され、各区間ごとにフィルタ係数が計算される。第１区間のフィルタ係数、例えば、１００ミリ秒のオーディオ信号および対応するフィルタ係数は、スイッチ３４を介して第１フィルタ３３ａに供給される。第１フィルタ３３ａが、入力サンプルの所定量（例えば、５００サンプル）を受け取った場合、スイッチ３４は、第２フィルタ３３ｂに切り換る。ユニット３１によって計算される計算されたフィルタ係数は、もう一方のデコリレーションフィルタ３３ｂに送信される。スイッチ３４は、Ｎサイクルごとに切り換え、Ｎは、エコー補償フィルタ３５ａおよび３５ｂの長さである。フィルタ係数がデコリレーションフィルタ３３ａに供給される間、エコー補償フィルタ３５ｂは、実際のエコー補償のために使用される。ユニット３５ａに対して入力されたサンプルが完全に更新された場合、スイッチ３４は、その位置を変更し、計算されたフィルタ係数をフィルタ３３ｂに送信する。
以下において、オーディオ信号コンポーネントの補償が、より詳細に論議される。説明は、ステレオ信号ソースに基づいてなされる。しかしながら、以下の説明は、また、ＤＶＤに対する５つのチャネルといった複数のチャネルを有するオーディオ信号に対しても有効である。左オーディオチャネルｘＬ（ｎ）および右オーディオチャネルｘＲ（ｎ）の無線信号は、スピーカを介して出力され、車両の内部を通過後、マイクロホンに到達する。マイクロホンによって検出されたオーディオ信号コンポーネントは、直接のオーディオ信号を含み、かつ、音声の経路の障害物によって回折された信号コンポーネントを含む。スピーカからマイクロホンへ出力されるこの信号送信は、下記の有限パルスレスポンスによって記述される。
Figure 0005166777
 指数ｎは、パルスレスポンスの時間依存を示す。マイクロホンからオーディオ信号コンポーネントを効果的に除去するために、スピーカからマイクロホンへの信号経路は、オーディオ信号をフィルタリングすることによってシミュレートされなければならない。その方法は、フィルタリング後、フィルタリングされたオーディオ信号は、マイクロホンによって検出された場合、オーディオ信号にある程度対応するような方法である。このような場合、オーディオ信号コンポーネントは、シミュレートされたオーディオ信号コンポーネントを検出された音声信号から単純に減算することによって、音声信号から除去され得る。
音響エコーを補償するために、下記のパルスレスポンスを有する二つの適応フィルタが使用され得る。
Figure 0005166777
 通常、数百のフィルタ係数、例えば、３００〜５００係数、を有するディジタルフィルタが使用される。マイクロホンによって受信されたオーディオ信号コンポーネントは、次いで、シミュレートされた信号コンポーネントを検出された音声信号から減算することによって除去され得る。結果として生じる信号は、エラー信号ｅ（ｎ）と呼ばれ、下記のように定義される。
Figure 0005166777
 信号ｄ（ｎ）は、マイクロホンからの信号か線形時不変（ｌｉｎｅａｒ ｔｉｍｅ ｉｎｖａｒｉａｎｔ）処理からの信号のいずれかである。オーディオ信号コンポーネントの良好な補償は、推定されたパルスレスポンスが実際のパルスレスポンスに対応し、十分な数の係数が使用された場合、達成される。エコー補償システムにおいて、左と右のオーディオ信号は、非常に異なる相互関連特性を有し得る。音楽が可聴音声信号として再生される場合、コヒーレンス係数の２乗は下記のものとして定義される。
Figure 0005166777
 コヒーレンス係数の２乗は、通常、値Ｃ（Ω）＜１を有し、ニュースまたは一人の話者を再生することによって、左および右のオーディオ信号は、完全な線形依存信号になり得る。このことは、コヒーレンスはある程度１であることを意味する。上記に示される等式（６）において、値ＳｘＬｘＲ（Ω）、ＳｘＬｘＬ（Ω）、およびＳｘＲｘＲ（Ω）は、左信号ｘＬ（ｎ）および右信号ｘＲ（ｎ）のクロスパワースペクトル密度またはオートパワースペクトル密度と呼ばれる。オーディオ信号コンポーネントの一方が、他方のコンポーネントに線形的に依存するオーディオコンポーネントである場合、音響エコーを補償する適応アルゴリズムは、明快な単一の解決法を有しない。
エコー補償フィルタにおいて、オーディオ信号は、車両における信号経路がシミュレートされるように、フィルタリングされる。エコー補償フィルタは、スピーカとマイクロホンとの間のパルスレスポンスを決定しようと試みる。これは、傾斜方法を使用し、かつ、平均最小二乗（ＬＭＳ）アルゴリズムまたは正規化平均最小二乗アルゴリズム（ＮＬＭＳ）を使用することによって、なされ得る。これらの補償方法は、周知の技術であり、詳細に論議されない。車両の音響経路がフィルタ３５ａおよび３５ｂにおいてシミュレートされる場合、出力信号は、次に、別のスイッチ３６に供給され、スイッチ３６は、Ｎサイクルごとに切り換わり、その結果、スイッチ３６が切り換えられ、フィルタ３５ｂからの信号が減算ユニット３７に出力される前に、フィルタ３５ａからのフィルタリングされた信号が、Ｎサイクル間、減算ユニット３７に送信される。
スイッチ３４および３６は、それらは、決して同じフィルタに接続されないように制御される。
要約すると、二つのスイッチ３４は、Ｎサイクルごとにその状態を変化させるが、両スイッチは、常に異なる実際状態を有する。スイッチ３４は、データを上部ブランチ３３ａおよび３５ａに供給した場合、スイッチ３６は、信号データを下部ブランチ３３ｂおよび３５ｂから受信する。フィルタ３３ａおよび３３ｂの信号パラメータは、２Ｎサイクルごとに更新され、フィルタ３２の信号パラメータは、Ｎサイクルごとに更新される。フィルタ３２の出力信号およびフィルタ３５ａまたは３５ｂの出力信号は、次いで、減算ユニットにおいて使用され、そこで、エコー補償フィルタからのシミュレートされた信号が、マイクロホンによって検出されたフィルタリングされた音声信号から減算される。この結果が、白色化されたエラー信号である
Figure 0005166777
 となる。適応フィルタシステムにおいて周知のように、この白色化されたエラー信号は、次に、オーディオ信号コンポーネントフィルタを適応させるために、フィードバック制御信号として使用される。白色化されたエラー信号は、次に、デコリレーションを解除する逆フィルタ３８に送信される。このデコリレーションフィルタ３８は、また、計算されたフィルタパラメータをＮサイクルごとに受信する。結果として生じるエラー信号は、次に、通信システムのスピーカを介して出力される信号に対応する。このエラー信号ｅ（ｎ）において、オーディオ信号コンポーネントが、除去されるかまたは少なくとも抑制される。図３に示されるシステムによって、音楽から話者への変化などのオーディオ信号ソースの変化は、Ｎサイクル内で検出され得、デコリレーションフィルタは、音楽におけるこの変化をＮサイクルで続き得る。
図４において、エコー補償の異なるステップが要約される。ステップ４１における開始後、オーディオ信号がスピーカを介して出力される（ステップ４２）。車両内通信システムが同時に使用される場合、乗客のボイス信号（ｖｏｉｃｅ ｓｉｇｎａｌ）を検出するマイクロホンは、また、オーディオ信号コンポーネントを検出する。従って、ステップ４３において検出された音声信号は、二つの異なるコンポーネント、即ち、オーディオ信号コンポーネントおよびスピーチ信号コンポーネントを含む。オーディオ信号コンポーネントを除去するために、オーディオ信号の異なるチャネル間のいかなる相互関連を解除するために、音声信号およびオーディオ信号が、ステップ４４において白色化される。ステップ４５において、図３に関連し説明されるように、時間依存デコリレーションフィルタ係数および交互の補償ユニットを使用してエコー補償が実行される。オーディオ信号コンポーネントをフィルタリングした後、ステップ４６において、異なる信号の白色化は除去され、その結果、改善されたエラー信号となる。図４に示される方法は、ステップ４７において終了する。
図５において、デコリレーションフィルタに対するフィルタ係数の交互の送信が、より詳細に記述される。例として、エコー補償フィルタの長さは、それが、５００フィルタ係数（即ち、Ｎ＝５００）を含むように選ばれる。この例において、計算ユニット３１によって計算されたフィルタパラメータは、５００サイクルごとに計算される（ステップ５１）。図３において示される実施形態において、最後の（ｌａｓ）５００入力サンプルに基づくデコリレーションフィルタ係数は、デコリレーションフィルタ３３ａに送信される（ステップ５２）。フィルタ係数がデコリレーションフィルタ３３ａに対して計算される間、他方のエコーキャンセレーションフィルタが次のＮサイクル間、使用される（ステップ５２ａ）。次のＮサイクル間に計算されるフィルタパラメータが、ステップ５３において計算され、次いで、他方のデコリレーションフィルタ３３ｂに送信される（ステップ５４）。次のＮサイクル間、第１のエコーキャンセレーションフィルタが使用される（ステップ５４ａ）。図３に示されるように、フィルタ係数がデコリレーションフィルタ３３ａに供給された場合、Ｎサイクル前に計算されたフィルタ係数は、デコリレーションおよび図３にまた示されるフィルタ３３ｂおよび３５ｂにおけるオーディオ信号コンポーネントを抑制するために使用される。時間依存フィルタ係数がたった一つのデコリレーションフィルタおよび一つのエコー補償フィルタと組合わせて使用された場合、オーディオ信号コンポーネントは効果的な方法で除去され得ない。エコー補償フィルタ３５は、フィルタのメモリに、古いフィルタパラメータでデコリレートされた信号を記憶する。デコリレーションフィルタのフィルタパラメータが変更された場合、エコー補償フィルタにおける信号のデコレイレーションを解除し、次に、新しいフィルタパラメータで信号をデコリレートすることが必要である。この種のフィルタリングに対して、必要な計算を行なうために、高コンピュータ力が必要である。この問題は、交互に使用される二つの異なるデコリレーションフィルタおよび二つの異なるエコー補償フィルタを使用することによって、回避され得る。
図３に示された実施形態において、オーディオ信号ｘ（ｎ）の１チャネルに対して信号処理が示される。二つのフィルタブランチおよび二つのスイッチのこの構造は、あらゆるオーディオチャネルに適用され得ることを理解されたい。例として、示されたチャネルは、ステレオ信号の左チャネルであり得る。ステレオオーディオ信号の右チャネルに関して、別のフィルタ係数計算ユニットおよびフィルタの別のブランチが必要である。他方のフィルタリングされたオーディオ信号チャネルは、オーディオ信号が減算ユニット３７に送信される前に、第１可聴チャネルに結合される。減算ユニットにおいて、検出された音声信号は、すべての異なるオーディオチャネルを備える。従って図３に示されるように、あらゆるチャネルは処理されなければならず、チャネルが減算ユニット３７に送信される前に、異なるチャネルは結合される。
図６において、本発明の別の局面による、エコー補償システムが示される。図６において、モノエコー補償およびステレオエコー補償は同時に実行され、より良い結果を達成する補償が使用される。再び、信号ｙ（ｎ）は、オーディオ信号コンポーネントおよびスピーチ信号コンポーネントを含むマイクロホンによって検出される信号である。検出された音声信号は、該検出された音声信号を白色化するためのデコリレーションフィルタ６１に供給される。図６において、ステレオ信号のエコー補償が示される。ステレオ信号は、第１オーディオチャネルｘＬ（ｎ）および第２オーディオチャネルｘＲ（ｎ）を有する。図３に関連して論議されたように、これらの二つの信号が、オーディオ信号を白色化するためのデコリレーションフィルタ６１に供給される。白色化された左オーディオ信号は、次に、モノエコー補償ユニット６２およびステレオエコー補償ユニット６３に入力される。モノエコー補償ユニット６２は、エコー補償ユニット６２１を備え、そこで、マイクロホンによって検出された音声信号のオーディオ信号コンポーネントがシミュレートされる。シミュレートされたオーディオ信号は、次に、減算ユニット６２０に入力され、そこで、該オーディオ信号は白色化された音声信号から減算され、その結果、白色化されたモノエラー信号
Figure 0005166777
 となる。左オーディオチャネルもまた、デコリレーションフィルタ６１を通過後、ステレオエコー補償ユニット６３に入力され、そこで、該オーディオチャネルは、エコー補償ユニット６３１に出力され、そこで、信号経路は、もう一方のエコー補償ユニット６２１におけるように、また図１〜図５に関連して記述されるようにシミュレートされる。さらに、白色化されたオーディオチャネルは、デコリレーションフィルタを通過後、第２信号補償ユニット６３２に出力される。二つのエコー補償ユニット６３１および６３２の出力信号は、加算器６３３において結合され、その後、この結合された信号は、減算ユニット６３４において白色化された音声信号から減算される。減算ユニット６３４の出力信号は、白色化されたステレオエラー信号
Figure 0005166777
 である。図６のシステムは、二つの出力エラー信号、即ち、モノエラー信号およびステレオエラー信号を有する。オーディオ信号の実際の構成に依存して、モノエコー補償ユニットまたはステレオエコー補償ユニットのいずれかが、検出された音声信号におけるオーディオ信号コンポーネントを除去する、より良い結果を達成する。オーディオ信号がモノ信号または線形依存ステレオ信号である場合、モノエコー補償ユニットが、より良い補償結果を達成する。さらに、モノエコー補償はより速い。オーディオ信号が非線形依存信号コンポーネントを有するステレオ信号であるとき、ステレオエコー補償ユニットは、音響エコーを補償することが出来る。二つの信号を比較するために、比較ユニット６５が設けられ、比較ユニット６５は、一つの入力がモノエコー補償ユニットの出力であり、一つの入力がステレオエコー補償ユニットの出力である、二つの入力を有する。比較ユニット６５は、二つのエラー信号の信号電力を比較し、出力信号
Figure 0005166777
 として、より低い信号電力を有する信号を選択する。比較ユニットのこの出力信号は、次に、エコー補償された信号の白色化を除去する逆デコリレーションフィルタユニット６６に送信される。出力エラー信号ｅ（ｎ）は、次いで、オーディオ信号コンポーネントが効果的に除去されたスピーカによって出力され得る信号である。図６に示されるエコー補償ユニットは、エコーを補償する単一のフィルタであり得る。しかしながら、モノおよびマルチチャネルエコー補償を図１〜図５に関連して記述された時間依存フィルタに結合することも可能である。このことは、各オーディオチャネルごとに、ユニット３１などのフィルタ係数計算ユニットが設けられことを意味し、エコー補償ユニット６２１、６３１および６３２の各々は、図３に示されるエコー補償ユニットであり、該エコー補償ユニットは、計算されたデコリレーションフィルタ係数を各エコー補償ユニットの二つのブランチの一方に供給するスイッチを備え、別のスイッチはエコー補償された信号を減算ユニットへ供給するために設けられる。本発明のこの実施形態において、時間依存フィルタ係数は、モノおよびマルチチャネルエコー補償ユニットに結合される。
図７において、モノおよびマルチチャネルエコー補償の異なるステップが、処理を開始後、要約される。ステップ７２において、オーディオ信号はスピーカを介して出力される。ステップ７３において、音声信号は、マイクロホンによって検出される。該音声信号は、スピーチ信号コンポーネントおよびオーディオ信号コンポーネントを有する。オーディオ信号の一つのチャネルは、ステップ７４においてモノエコー補償ユニットに供給され、ステップ７５において、マアルチチャネルのオーディオ信号のすべてのチャネルが、マルチチャネルエコー補償ユニットに供給される。両方のエコー補償ユニットにおいて、エコー補償が、時不変デコリレーションフィルタ係数、または図１〜図５に関連して記述された時間依存デコリレーションフィルタ係数であっても、実行される。次のステップ７６において、モノエコー補償ユニットの出力は、マルチチャネルエコー補償ユニットの出力と比較される。ステップ７７において、より低い信号電力を有する信号出力が選択され、マイクロホンによって検出される音声信号のエコー補償された出力信号として使用される。方法はステップ７８で終了する。
図８〜図１０に関連して、本発明のさらなる局面が説明される。
図８において、二つの異なるパルスレスポンスが示される。図８の上のグラフ８１はステレオ増幅モードでのパルスレスポンスを示し、一方、図８の下の部分は、サラウンド音声モードでのオーディオ信号のパルスレスポンスのグラフ８２を示す。二つのグラフ８１および８２の比較が分かるように、サラウンド音声モードにおいてさらなる時間遅延がオーディオ信号に導入された。エコー補償ユニットは、ここで、信号放出および信号受信という異なる状況をシミュレートしなければならない。エコー補償フィルタがグラフ８２をシミュレートすべき場合、重要な長さの大きなエコー補償フィルタが必要である。図９において、異なる時間遅延をシミュレートすることができるエコー補償ユニットの一部が示される。図９の上の部分において、グラフ９１は、オーディオ信号の例示的な図を示す。エコー補償フィルタは、オーディオ信号または励起信号９１を受信する遅延メモリ９２を備える。後に論議されるように、遅延メモリは、可変長である。遅延要素は可変遅延を導入し、その後、オーディオ信号はエコー補償フィルタの信号メモリ９３へ送信される。さらに、適応フィルタのフィルタ係数を記憶するメモリ９４が設けられている。当業者は周知のように、信号メモリ９３の異なる入力が、フィルタ係数に乗算され、項が加算器９４において追加され、その結果、適応フィルタの出力信号となる。グラフ９５は、フィルタによって計算されたパルスレスポンスを示す。示されたパルスレスポンスから分かるように、パルスレスポンスの最大値は、相当に大きい数を有するフィルタ係数に位置する。最初、フィルタ係数は０である。このパルスレスポンスは、遅延メモリの所定の長さに基づき計算される。上のように、オーディオ信号９１の部分９１ａの遅延メモリが示され、それは遅延メモリに含まれる。オーディオ信号９１のその他部分９１ｂはフィルタの信号メモリに含まれる。図９において示される遅延メモリの長さによって、最大値９５ａを有するグラフ９５によって示されるように、パルスレスポンスは計算され、最大値９５ａは、所望の数より大きい数を有するフィルタ係数に位置する。パルスレスポンス９５が読みとられ場合、パルスレスポンスの最大値の位置から、遅延メモリによって導入された時間遅延は短すぎると人は推論し得る。
パルスレスポンスの最大９５ａが所定のフィルタ係数の位置にないことが検出されたとき、パルスレスポンスは、図１０に示されるようにシフトされる。グラフ１０５に示されるように、最大１０５ａがフィルタ係数の所定の位置に位置するようにパルスレスポンスをシフトすることによって、パルスレスポンスの存在しない部分は、グラフ１０５の部分１０５ｂによって示されるように０で満たされ得る。パルスレスポンスに加えて、遅延要素の長さもまた、調整される。示される実施形態において、遅延要素の長さは増加され、その結果、オーディオ信号の大部分９１ｃが、ここで、遅延要素に含まれ、一方、オーディオ信号９１ｄのごく小さな部分は、ここで、フィルタの信号メモリに含まれる。遅延メモリの長さの増加によって生成されたオーディオ信号の新しい部分は、図１０に示されるグラフの部分９１ｅによって表されるように、０で満たされ得る。図９および図１０の遅延メモリの長さを比較した場合、遅延メモリの長さを変化させられることによって、オーディオシステムの異なるオーディオモードにおいて導入された時間遅延は、エコー補償ユニットにおいてシミュレートされ得ることは推論され得る。本発明の一実施形態によれば、遅延要素の長さは、パルスレスポンス最大値が約３０の数字を有するフィルタ係数の位置にあるように制御され得る。任意のその他の数字が選択され得ることは理解されたい。しかしながら、パルスレスポンス最大値があるべき位置のフィルタ係数の数字は、このフィルタ係数がフィルタ長の最初に位置するように選択される。選択された数字があまりに小さい場合、システムは、パルスレスポンスの決定された最大値が実際に最大であるか、または、最大値がフィルタ係数において表されていないかを正確に検出し得ない。例として、パルスレスポンス最大値が最初の１０個のフィルタ係数内に位置することが検出された場合、遅延要素によって導入された時間遅延があまりに大きいということが理解され得る。従って、遅延メモリの長さは、短くされなければならず、インパルスレスポンスはシフトされなければならない。即ち、係数メモリ９４におけるフィルタ係数は、シフトされなければならない。シフトによって生成された追加部分は０で満たされる。
このことは、エコー補償フィルタによってシミュレートされるように、直接の音声はフィルタの所定のフィルタ係数に位置することを意味する。例として、パルスレスポンス最大値は、パルスレスポンス最大値は、最大フィルタ係数の１０番目と２０番目との間であるフィルタ係数に配置され得る。例として、音響エコーを補償するフィルタは５００係数の長さを有することが考えられる。この例において、遅延要素は、次のように制御され得る。計算されたパルスレスポンスにおけるパルスレスポンス最大値は、フィルタ係数の２０番目と４０番目との間に位置し、好適には、フィルタ係数の２５番目と３５番目との間に位置し、さらに好適には、フィルタ係数の２８番目と３２番目との間に位置する。
好適には、パルスレスポンスの最大は、次の等式によって計算され得る。
Figure 0005166777
 等式（７）から分かるように、直接的な音を表す係数は、パルスレスポンスの重み付けされた係数の最大値を捜すことによって見つけられ得る。好適には、パラメータγは、０と１との間で選ばれる。このパラメータγを導入することにより、音声信号の反射は、直接の音声に対して減衰される。エコー補償フィルタにおけるシミュレートされた信号経路におけるパルスレスポンスの最大が、はるかに大きなフィルタ係数において見つけられた場合、このことは、シミュレートされた時間遅延はあまりにも小さいことを意味する。この場合、遅延要素は、さらなる時間遅延を導入しなければならない。しかしながら、パルスレスポンスの最大が、所定の範囲の数より小さい数を有するフィルタ係数に位置する決定がされた場合、シミュレートされた時間遅延が大きすぎることが理解され得る。この場合、遅延要素によって導入される遅延は、より短くされなければならない。
図９および図１０に関連して記述された実施形態は、図１〜図５および図６〜図７に関連して記述される実施形態の一つに組み合わせられ得る。本発明の三つのすべての局面を組み合わせることも可能であり、このことは、時間依存デコリレーションフィルタ係数は、モノおよびマルチプルエコー補償ユニットと組み合わせて使用されることを意味する。さらに、エコー補償は、図９および図１０において記述されるように時間遅延を調整することによって、さらに改善され得る。例として、時間依存デコリレーションフィルタ係数が使用され、時間依存フィルタ係数の計算は、時折止められ得る。フィルタ係数の計算が止められた場合、計算能力は遅延要素の長さを適応するために使用され得る。遅延要素の長さの適応は、パルスレスポンスの最大値の位置を計算し、この位置が所定の範囲にあるかどうかを検証し、その範囲にない場合には、パルスレスポンスをシフトし、それに従い遅延要素の長さを適応させることによって、なされる。本発明は、三つの異なる局面を提供し、すべての局面は、車両内のオーディオシステムと接続された状態で使用される車両補償システムにおけるエコー補償を改善する。上に論議されるように、異なる局面は、単独でまたは組み合わせて使用され得る。
本発明は、本発明の例示的実施形態に関して示され、記述されているが、本記述は、性質上限定するよりはむしろ例示的であり、多くの変更、追加および省略が、本発明の範囲と精神から逸脱することなく可能であり、このことは以下の特許請求の範囲から決定されることは、当業者によって理解される。
(図面の簡単な説明)
図１は、車両内通信システムの例示的な図である。 図２は、車両内通信システムにおけるオーディオ信号コンポーネントを補償するために使用されるシステムを示す。 図３は、時間依存フィルタ係数を使用するエコー補償システムを示す。 図４は、時間依存フィルタ係数を使用して音響エコーを補償するための異なるステップを包含するフローチャートを示す。 図５は、時間依存フィルタ係数を使用するためのステップを包含するフローチャートをさらに詳細に示す。 図６は、モノおよびマルチチャネルエコー補償システムを組み合わせて使用する本発明の第２の局面のエコー補償システムを示す。 図７は、モノおよびマルチプルチャネルエコー補償を使用するエコー補償方法のためのステップを包含するフローチャートを示す。 図８は、本発明の第３局面を説明するための、ステレオおよびマルチサラウンド音声モードにおける二つの異なるパルスレスポンスを示す。 図９は、エコー補償中に可変時間遅延を伝えるエコー補償システムを示す。 図１０は、エコー補償の可変時間遅延を変化させた後の図９のシステムである。
符号の説明
１１ スピーカ
１２ａ ドライバ
１２ｂ ドライバ
１２ｃ 乗客
１２ｄ 乗客
１３ａ マイクロホン
１３ｂ マイクロホン
１５ オーディオソース
１６ 信号処理ユニット
１７ 信号処理ユニット
２１ フィルタユニット
２２ 音声増幅器
２３ エコー補償ユニット
２４ 処理ユニット
２５ 減算ユニット

Claims (18)

  1. 車両通信システムにおけるオーディオ信号コンポーネントを補償するための方法であって、該方法は、
    車両における音声信号をマイクロホンによって検出するステップであって、該音声信号は、該車両におけるオーディオソースのオーディオ信号を再生した結果生じるオーディオ信号コンポーネントを含み、該音声信号は、該車両の乗客からのスピーチ信号に対応するスピーチ信号コンポーネントをさらに含む、音声信号を検出するステップと、
    該音声信号を白色化するために該音声信号をフィルタリングするステップと、
    該オーディオ信号を白色化するために該オーディオ信号をフィルタリングするステップと、
    該白色化された音声信号における該オーディオ信号コンポーネントを補償するステップと、
    該補償された音声信号の白色化を除去するステップと
    を包含し、該オーディオ信号の該フィルタリングは、少なくとも二つのフィルタを交互に使用して実行され、各フィルタは時間依存フィルタ係数を使用し、
    該方法は、該オーディオ信号を計算ユニットに供給するステップをさらに包含し、該音声信号の白色化ための該時間依存フィルタ係数が計算され、
    該時間依存フィルタ係数は、該オーディオ信号コンポーネントおよび該スピーチ信号コンポーネントを含む該音声信号を白色化するため、および該オーディオ信号を白色化するために使用され、
    該計算されたフィルタ係数は、該オーディオ信号の白色化のために二つのオーディオ信号フィルタに供給され、該計算されたフィルタ係数はＮサイクルで該フィルタの一つに供給され、一方、該フィルタ係数は、次のＮサイクルの間、該オーディオ信号のフィルタリングのために、もう一方のフィルタに供給され、その結果、該オーディオ信号を白色化する該オーディオ信号フィルタの各々の該フィルタ係数は、２Ｎサイクルごとに更新される、方法。
  2. 前記計算されたフィルタ係数は、前記検出された音声信号をフィルタリングする音声信号フィルタに供給され、該音声信号フィルタの該フィルタ係数はＮサイクルごとに更新される、請求項１に記載の方法。
  3. 音響エコーは、前記音声信号の前記オーディオ信号コンポーネントがマイクロホンによって検出されると前記音声信号の該オーディオ信号コンポーネントをシミュレートすることによって、および、該シミュレートされたオーディオ信号コンポーネントを該オーディオ信号コンポーネントおよび前記スピーチ信号コンポーネントを含む該検出された音声信号から減算することによって補償され、その結果、エラー信号となる、請求項１に記載の方法。
  4. 前記エラー信号は、前記推定される音声信号コンポーネントを決定するためにフィードバック制御信号として使用される、請求項３に記載の方法。
  5. 前記オーディオ信号を白色化する各オーディオ信号フィルタは、長さＮのエコー補償器に接続され、ここで、前記オーディオ信号コンポーネントはシミュレートされる、請求項４に記載の方法。
  6. 前記白色化された音声信号は減算ユニットに供給され、前記二つのフィルタからの白色化されシミュレートされたオーディオ信号は、交互に減算ユニットに供給され、該白色化されシミュレートされたオーディオ信号コンポーネントは、該白色化されたオーディオ信号から減算され、その結果、白色化されたエラー信号となる、請求項１に記載の方法。
  7. 前記白色化されたエラー信号は、前記白色化を該白色化されたエラー信号から除去する逆フィルタに供給され、その結果、前記エコー補償音声信号に対応するエラー信号となる、請求項６に記載の方法。
  8. 各フィルタの前記白色化されシミュレートされたオーディオ信号はスイッチに供給され、該スイッチは、該シミュレートされたオーディオ信号の一つを前記減算ユニットに供給し、該スイッチは、Ｎサイクルごとに切り換える、請求項６に記載の方法。
  9. 車両通信システムにおけるオーディオ信号コンポーネントを補償するための方法であって、該方法は、
    車両における音声信号をマイクロホンによって検出するステップであって、該音声信号は、該車両におけるオーディオソースのオーディオ信号を再生した結果生じるオーディオ信号コンポーネントを含み、該音声信号は、該車両の乗客からのスピーチ信号に対応するスピーチ信号コンポーネントをさらに含む、ステップと、
    時間依存フィルタ係数を計算するステップと、
    音声信号フィルタを使用して該音声信号を白色化するために、該音声信号をフィルタリングするステップであって、該音声信号フィルタは、該時間依存フィルタ係数がＮサイクルごとに供給される、ステップと、
    少なくとも二つの音声信号フィルタを交互に使用して該オーディオ信号を白色化するために該オーディオ信号をフィルタリングするステップであって、該音声信号フィルタは、該時間依存フィルタ係数が２Ｎサイクルごとに交互に供給される、ステップと、
    該白色化された音声信号における該オーディオ信号コンポーネントを補償するステップと、
    該補償された音声信号の該白色化を除去するステップと
    を包含する、方法。
  10. 車両通信システムにおけるエコーを補償するためのエコー補償システムであって、該システムは、
    音声信号を受信する少なくとも一つのマイクロホンであって、該音声信号は、車両内のオーディオソースのオーディオ信号の再生の結果生じるオーディオ信号コンポーネントを含み、該音声信号は、該車両の乗客のスピーチ信号に対応するスピーチ信号コンポーネントをさらに含む、少なくとも一つのマイクロホンと、
    該オーディオ信号コンポーネントおよび該スピーチ信号コンポーネントを含む該音声信号を出力し、該オーディオ信号を出力する、少なくとも一つのスピーカと、
    該音声信号および該オーディオ信号を白色化するためのフィルタユニットと、
    該マイクロホンによって受信される該音声信号の該オーディオ信号コンポーネントを補償するエコー補償ユニットと
    を備え、該フィルタユニットは、少なくとも二つの可聴音声フィルタを備え、該可聴音声フィルタの各々は、該オーディオ信号を白色化するために時間依存フィルタ係数を使用し、該二つのフィルタは、該オーディオ信号をフィルタリングするために交互に使用され、該システムは、
    該音声信号に基づき、該音声信号を白色化するために該時間依存フィルタ係数を計算する計算ユニットをさらに備え、
    該時間依存フィルタ係数は、該オーディオ信号コンポーネントおよび該スピーチ信号コンポーネントを含む該音声信号を白色化するため、および該オーディオ信号を白色化するために使用され、
    該システムは、
    該時間依存フィルタ係数を該二つのオーディオ信号フィルタの一つまたはもう一方のいずれかに供給する第１スイッチをさらに備え、
    該スイッチは、一つの可聴音声フィルタからもう一方の可聴音声フィルタにＮサイクルごとに切り換え、その結果、各オーディオ信号フィルタの該時間依存フィルタ係数は２Ｎサイクルごとに更新される、エコー補償システム。
  11. 前記フィルタユニットは、前記計算ユニットによって計算される前記時間依存フィルタ係数を受信する音声信号フィルタをさらに備え、該音声信号フィルタの該フィルタ係数はＮサイクルごとに更新されることにおいて特徴づけられる、請求項１０に記載のエコー補償システム。
  12. 前記エコー補償ユニットは少なくとも二つのエコー補償器を備え、各エコー補償器は前記オーディオ信号フィルタの一つに接続され、白色化されたオーディオ信号を一つのオーディオ信号フィルタから受信し、前記音声信号の前記オーディオ信号コンポーネントが前記マイクロホンによって検出されると、該音声信号の該オーディオ信号コンポーネントをシミュレートすることにおいて特徴づけられる、請求項１０に記載のエコー補償システム。
  13. 前記エコー補償ユニットは、減算ユニットをさらに備え、そこで、前記白色化されシミュレートされたオーディオ信号コンポーネントは前記白色化された音声信号から減算され、その結果、白色化されたエラー信号となることにおいて特徴づけられる、請求項１２に記載のエコー補償システム。
  14. 前記白色化されたエラー信号は、前記エコー補償器のためのフィードバック制御信号として使用されることにおいて特徴づけられる、請求項１３に記載のエコー補償ユニット。
  15. 前記白色化されたエラー信号の白色化を除去し、その結果、エコー補償された音声信号とするための逆フィルタをさらに備え、該逆フィルタは前記計算されたフィルタ係数を受信することによって特徴づけられる、請求項１０に記載のエコー補償ユニット。
  16. 前記エコー補償ユニットは、前記オーディオ信号の各オーディオチャネルのための二つの可聴音声フィルタおよび二つのエコー補償器を備える、請求項１０に記載のエコー補償ユニット。
  17. 前記二つのエコー補償器の前記シミュレートされたオーディオ信号コンポーネントの一つを前記減算ユニットへ供給する第２スイッチをさらに備え、該スイッチは、Ｎサイクルごとに切り換える、請求項１３に記載のエコー補償ユニット。
  18. 車両通信システムにおけるエコーを補償するためのエコー補償システムであって、該システムは、
    音声信号を受信する少なくとも一つのマイクロホンであって、該音声信号は、車両内のオーディオソースのオーディオ信号の再生の結果生じるオーディオ信号コンポーネントを含み、該音声信号は、該車両の乗客のスピーチ信号に対応するスピーチ信号コンポーネントをさらに含む、少なくとも一つのマイクロホンと、
    該音声信号コンポーネントおよび該スピーチ信号コンポーネントを備える該音声信号を出力し、該オーディオ信号を出力する、少なくとも一つのスピーカと、
    該オーディオ信号に基づき時間依存フィルタ係数を計算する計算ユニットと、
    該オーディオ信号を交互にフィルタリングする少なくとも二つのオーディオ信号フィルタユニットであって、該フィルタユニットは、該時間依存フィルタ係数が２Ｎサイクルごとに交互に供給される、少なくとも二つのオーディオ信号フィルタユニットと、
    該音声信号をフィルタリングするための音声信号フィルタであって、該音声信号フィルタは、該時間依存フィルタ係数がＮサイクルごとに供給される、音声信号フィルタと、
    該音声信号における該オーディオ信号コンポーネントを補償するためのエコー補償ユニットと
    を備え、
    該システムは、
    該時間依存フィルタ係数を該二つのオーディオ信号フィルタの一つまたはもう一方のいずれかに供給する第１スイッチをさらに備え、
    該スイッチは、一つの可聴音声フィルタからもう一方の可聴音声フィルタにＮサイクルごとに切り換え、その結果、各オーディオ信号フィルタの該時間依存フィルタ係数は２Ｎサイクルごとに更新される、エコー補償システム。
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