JPH0614100A

JPH0614100A - エコーキャンセラ

Info

Publication number: JPH0614100A
Application number: JP16897992A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Takada; 真資高田
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1992-06-26
Publication date: 1994-01-21
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: JP2974503B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ノイズの影響を軽減し、通話状態が変化して
も安定的にエコーキャンセルを行う。【構成】第１のＦＩＲ型フィルタ５２０でマイクロフ
ォン出力信号と受話信号とから生成される残差信号ｅ１
からレジスタ５０４のタップ係数を更新すると共に、疑
似エコー信号ｙ１^＊を生成する。レジスタ５０４のタッ
プ係数は２×Ｔ２期間に１回の周期でコピしてタップ係
数を第２のＦＩＲ型フィルタ５３０のレジスタ５０３の
タップ係数として設定する。第２のＦＩＲ型フィルタ５
２０は、このレジスタ５０３のタップ係数と受話信号と
から疑似エコー信号ｙ２^＊を生成する。比較器５０９
は、残差信号ｅ１又はｅ２の内、パワーの小さい方の残
差信号ｅ１又はｅ２をスイッチＳＷ１又はＳＷ２からエ
コー除去音響信号として出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エコーキャンセラに
関し、例えばハンズフリー（ＨａｎｄｓＦｒｅｅ）電
話機などに適用し得るものに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハンズフリー電話機などへの適用
を意識した音響エコーキャンセラの研究開発が盛んに行
われている。

【０００３】例えば、文献：特開平３−８０６２８号公
報には音響エコーキャンセラに適用し得るダブルトーク
検出方式が示されている。

【０００４】上記文献によると、例えば、マイクロフォ
ン１０２は、無指向性で、マイクロフォン１０３は、上
記マイクロフォン１０２とは、異なる指向性のものであ
る。そして、近端話者から発声された音声による音響パ
ワーは、マイクロフォン１０２ではＳ２で、マイクロフ
ォン１０３ではＳ３であり、Ｓ２とＳ３ではパワーの差
が生じる。そして、マイクロフォン１０２の受話エコー
信号入力レベルをＲ２とし、マイクロフォン１０３の受
話エコー信号入力レベルをＲ３とし、マイクロフォン１
０２における雑音入力レベルをＮ２とし、マイクロフォ
ン１０３における雑音入力レベルをＮ３として、上記各
レベル関係は次の様になっている。

【０００５】Ｒ２＋Ｎ２＞Ｒ３＋Ｎ３……（１）式、Ｓ
３＋Ｎ３＞Ｓ２＋Ｎ２……（２）式、Ｒ２＞Ｒ３……
（３）式、Ｓ３＞Ｓ２……（４）式。

【０００６】以上の条件において、受話状態でのパワー
比Ｓｒｅｃ（受話状態）は、Ｓｒｅｃ＝（Ｒ３＋Ｎ３）
／（Ｒ２＋Ｎ２）となる。一方、送話状態でのパワー比
Ｓｓｅｎｄは、ノイズの影響を考慮すると、Ｓｓｅｎｄ
（送話状態）＝（Ｓ３＋Ｎ３）／（Ｓ２＋Ｎ２）とな
る。そして、ダブルトーク（送受話）状態でのパワー比
は、Ｓｄｏｕｂｌｅ＝（Ｒ３＋Ｓ３＋Ｎ３）／（Ｒ２＋
Ｓ２＋Ｎ２）となる。そして、Ｓｓｅｎｄ−Ｓｄｏｕｂ
ｌｅ＝｛Ｒ２（Ｓ３＋Ｎ３）−Ｒ３（Ｓ２＋Ｎ２）｝／
｛（Ｓ２＋Ｎ２）・（Ｒ２＋Ｓ２＋Ｎ２）｝となる。そ
して、上記（１）式〜（４）式によって、Ｓｓｅｎｄ−
Ｓｄｏｕｂｌｅ＞０、Ｓｒｅｃ−Ｓｄｏｕｂｌｅ＜０と
なる。従って、Ｓｒｅｃ＜Ｓｄｏｕｂｌｅ＜Ｓｓｅｎｄ
となる。

【０００７】以上の関係からＳｒｅｃ、Ｓｄｏｕｂｌ
ｅ、Ｓｓｅｎｄの間に閾値を設けてパワー比がいずれの
状態に最も近いかを調べて、各状態を識別するものであ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
様な方法では、受信話者信号出力がスピーカ１０４から
出力されない場合であっても、空間ノイズＮ２、Ｎ３な
どによって、上記Ｓｒｅｃ状態（受話状態）であると誤
認識され、適応フィルタ１０１のフィルタ係数更新をさ
せて係数を乱して、安定なエコーキャンセルを行うこと
ができないという問題がある。

【０００９】また受話状態から送受話状態に変化したと
きに、適応フィルタのタップ係数が乱されて、安定なエ
コーキャンセルを行うことができないという問題もあ
る。

【００１０】この発明は、以上の課題に鑑み為されたも
のであり、その目的とするところは、ノイズの影響を軽
減し、通話状態が変化しても安定的にエコーキャンセル
を行うことができるエコーキャンセラを提供することで
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、以上の目的
を達成するために、受話信号を音響出力する受話音響出
力手段と、音響を捕捉して音響信号を出力する音響捕捉
手段と、上記受話音響出力によるエコーによって生じる
受話音響エコー成分を推定する適応フィルタと、上記音
響信号から上記受話音響エコー成分を除去する演算器
と、通話状態を判断して、この状態に応じて上記適応フ
ィルタのフィルタ係数の更新制御を行う通話状態判断手
段とを備えて、上記音響信号から上記受話音響エコー成
分が除去されたエコー除去音響信号を出力するエコーキ
ャンセラにおいて、以下の特徴的な各適応フィルタと各
手段と構成とから実現した。

【００１２】つまり、上記適応フィルタと上記演算器と
からなるエコー除去部が多重化構成され、各エコー除去
部は受話信号と上記音響信号とから各エコー除去音響信
号を出力し、上記各エコー除去部の適応フィルタのフィ
ルタ係数は、少なくとも受話状態（例えば、送受話状態
を含んでもよい。）のときに更新し、上記通話状態判断
によって得られた通話状態に応じて、いずれかの上記エ
コー除去部からの上記エコー除去音響信号を選択して出
力することを特徴とする。

【００１３】また、上記エコー除去音響信号の選択は、
各エコー除去部からのエコー除去音響信号のパワー比較
によって行うことが好ましい。

【００１４】

【作用】この発明によれば、エコー除去部が多重化構成
されていて、しかも各エコー除去部の適応フィルタが少
なくとも受話状態ときの例えば異なる時刻のエコー除去
音響信号などによってそれぞれ更新されるので、受話状
態及び送受話状態のときに各エコー除去部で推定された
エコー成分に基づき出力された各エコー除去音響信号を
出力して、パワー比較を行って、例えばパワーの小さい
エコー除去音響信号を出力することができる。

【００１５】例えば、第１のエコー除去部の第１の適応
フィルタは、受話信号があるとき（受話状態又は送受話
状態のとき）に第１のエコー除去部のエコー除去信号に
よってフィルタ係数を適応させ、第２のエコー除去部の
第２の適応フィルタは、受話状態のときに第１の適応フ
ィルタに設定されるフィルタ係数をある周期で自フィル
タ係数用として取り込んで設定すると、例えば受話状態
から送受話状態に変化して、送話信号によって第１の適
応フィルタのフィルタ係数が乱されても、第２の適応フ
ィルタで過去の安定した受話状態のときに設定されたフ
ィルタ係数で受話音響エコー成分を推定して得られるエ
コー除去音響信号と、上記第１のエコー除去部のエコー
除去音響信号とのパワー比較を行って、パワーの小さい
方のエコー除去音響信号を出力することもできる。

【００１６】従って、受話状態及び送受話状態におい
て、安定的にエコー除去を行うことができる。

【００１７】

【実施例】次にこの発明のエコーキャンセラの好適な一
実施例を図面を用いて説明する。図１は、エコーキャン
セラに適用し得る適応フィルタ部及び加算器の機能ブロ
ック図を示している。この説明を行う前にエコーキャン
セラの全体的な概要を図３を用いて説明する。

【００１８】図３はこの一実施例のエコーキャンセラの
機能ブロック図である。

【００１９】この図３において、このエコーキャンセラ
は、無指向性のマイクロフォン１と、スピーカ２と、エ
コーキャンセラ本体７とから構成されている。そして、
マイクロフォン１出力は、エコーキャンセラ本体７に供
給される。エコーキャンセラ本体７からはエコキャンセ
ラ出力として残差信号ｅが出力される。また、受話信号
はエコーキャンセラ本体７とスピーカ２に供給される。

【００２０】更に、エコーキャンセラ本体７は、加算器
３と、適応フィルタ部４と、マイクロフォン出力信号パ
ワー検出器５と、タップ係数更新制御部６と、残差信号
パワー検出器８と、パワー比計算部９と、受話信号パワ
ー検出器１０と、通話状態判定器１１とから構成されて
いる。

【００２１】次に上記各部の機能を説明する。加算器３
は、マイクロフォン１から供給される送話信号と、適応
フィルタ部４から供給される疑似エコー信号ｙ^＊の差分
をとり残差信号ｅを出力し、エコーキャンセラ出力と共
にタップ係数更新制御部６と残差パワー検出器８にも供
給される。

【００２２】適応フィルタ部４は、受話信号を取り込む
と共にマイクロフォン１から送話信号を取り込み、タッ
プ係数更新制御部６からのタップ係数制御信号の制御に
基づき、疑似エコー信号ｙ^＊を生成して加算器３の差分
入力に供給する。この適応フィルタ部４の具体的な構成
例は後述の図３の説明で詳述する。

【００２３】マイクロフォン出力信号パワー検出器５
は、供給されるマイクロフォン出力信号のパワーの平均
値を計算する。この平均化では、短周期ｔ（例えば、１
０ｍｓｅｃ程度）の平均値Ｐｔ１_ａｖｅと、長周期Ｔ
（例えば、１００ｍｓｅｃ程度）の平均値Ｐ_{Ｔ１ａｖｅ}
とを計算する。この２種類の時間による平均化では、マ
イクロフォン出力信号の時間変動に対する平均値の変化
に差が出るような周期に設定し、信号検出の精度をよく
させる。そして、上記平均値Ｐｔ１_ａｖｅと平均値Ｐ
_{Ｔ１ａｖｅ}との比Ｐｐ１を求める。このパワー比Ｐｐ１
が所定閾値Ｐｔｈ１よりも大きいか否かを判断する。こ
こでパワー比Ｐｐ１が所定閾値Ｐｔｈ１よりも大きいと
判断されるとマイクロフォン出力信号があるとみなし、
マイクロフォン出力信号有り情報を通話状態判定器１１
に供給する。また、上記平均化されたマイクロフォン出
力信号パワー値Ｐ１をパワー比計算部９に供給する。

【００２４】残差信号パワー検出器８は、基本的には上
記マイクロフォン出力信号パワー検出器５の機能と同じ
である。即ち、供給される残差信号のパワーの平均値を
計算する。この平均化では、短周期ｔ（例えば、１０ｍ
ｓｅｃ程度）の平均値Ｐｔ２_ａｖｅと、長周期Ｔ（例え
ば、１００ｍｓｅｃ程度）の平均値Ｐ_{Ｔ２ａｖｅ}とを計
算する。この２種類の時間による平均化では、残差信号
の時間変動に対する平均値の変化に差が出るような周期
に設定し、信号検出の精度をよくさせる。そして、上記
平均値Ｐｔ２_ａｖｅと平均値Ｐ_{Ｔ２ａｖｅ}とのパワー比
Ｐｐ２を求める。このパワー比Ｐｐ２が所定閾値Ｐｔｈ
２よりも大きいか否かを判断する。ここでパワー比Ｐｐ
２が所定閾値Ｐｔｈ２よりも大きいと判断されると残差
信号があるとみなし、残差信号有り情報を通話状態判定
器１１に供給する。そして上記平均化された残差信号パ
ワー値Ｐ２をパワー比計算部９に供給する。

【００２５】受話信号パワー検出器１０は、基本的には
上記マイクロフォン出力信号パワー検出器５や上記残差
信号パワー検出器８の機能と同じである。即ち、供給さ
れる残差信号のパワーの平均値を計算する。この平均化
では、短周期ｔ（例えば、１０ｍｓｅｃ程度）の平均値
Ｐｔ３_ａｖｅと、長周期Ｔ（例えば、１００ｍｓｅｃ程
度）の平均値Ｐ_Ｔ３_ａｖｅとを計算する。この２種類の
時間による平均化では、受話信号の時間変動に対する平
均値の変化に差が出るような周期に設定し、信号検出の
精度をよくさせる。そして、上記平均値Ｐｔ３_ａｖｅと
平均値Ｐ_Ｔ３ａ _ｖｅと比Ｐｐ３を求める。このパワー比
Ｐｐ３が所定閾値Ｐｔｈ３よりも大きいか否かを判断す
る。ここでパワー比Ｐｐ３が所定閾値Ｐｔｈ３よりも大
きいと判断されると受話信号があるとみなし、受話信号
有り情報を通話状態判定器１１に供給する。

【００２６】パワー比計算部９は、送話信号パワー検出
器５から送話信号パワー値Ｐ１を取り込み、残差パワー
検出器８から残差信号パワー値Ｐ２を取り込み、エコー
消去量Ｙｓを求める。具体的には、このエコー消去量Ｙ
ｓは、例えば、Ｙｓ＝１０×ｌｏｇ_１０（Ｐ１／Ｐ２）
で求め、エコー消去量Ｙｓを通話状態判定器１１に供給
する。例えば、受話信号だけがある場合は、上記エコー
消去量Ｙｓはある定常値Ｖ１の近傍の値をとるように推
移する。例えば図４に示す曲線でＹｓを表すことができ
る。

【００２７】通話状態判定器１１は、マイクロフォン信
号パワー検出器５からマイクロフォン信号有り／無し情
報を取り込み、残差信号パワー検出器８から残差信号有
り／無し情報を取り込み、受話信号パワー検出器１０か
ら受話信号有り／無し情報を取り込み、これらの情報か
ら判断してフィルタタップ係数の更新制御を行うか否か
を制御する係数更新／停止制御信号を生成してタップ係
数更新制御部６に供給する。また、パワー比計算部９か
ら供給されるエコー消去量Ｙｓを取り込み、一定の値Ｖ
１になるまで、タップ係数更新制御部６に対して係数更
新可能制御信号を供給する。このエコー消去量Ｙｓの一
例の特性図を図４に示す。

【００２８】また、通話状態判定器１１は、例えば、
受話信号有り情報が供給されることによって受話状態と
判断されると、係数更新制御信号をタップ係数更新制御
部６に供給する。また、マイクロフォン信号と受話信
号と残差信号とがあると判断される場合（ダブルトーク
状態、双方向通話状態、送受話状態の場合）は、係数更
新停止制御をタップ係数更新制御部６に供給する。マ
イクロフォン信号と残差信号とが有ると判断される場合
は、係数更新停止信号をタップ係数更新制御部６に供給
する。また、送話信号も受話信号もないと判断される
場合は、係数更新停止信号をタップ係数更新制御部６に
供給する。尚、マイクロフォン信号有り／無し情報と、
受話信号有り／無し情報と、残差信号有り／無し情報と
による、その他の組み合わせが生じ得ない様に、マイク
ロフォン出力信号パワー検出器５、残差信号パワー検出
器８、受信信号パワー検出器１０の各閾値を設定してい
るものとする。従って、上記〜までの組み合わせ以
外の状態はこの一実施例では生じ得ない。

【００２９】タップ係数更新制御部６は、基本的には加
算器３出力の残差信号ｅを取り込み、通話状態判定器１
１から供給される係数更新／停止制御信号に基づき制御
され、残差信号ｅが最小になる様に適応フィルタ部４に
対してタップ係数制御信号を供給する。このタップ係数
の制御アルゴリズムにおいては、例えば、学習同定法に
よって制御することができる。

【００３０】従って、初期状態の立上げ時からエコー消
去量Ｙｓが一定の値Ｖ１を取る様になるまでは上記制御
アルゴリズムによって逐次処理を行いタップ係数の更新
を行う。そして、エコー消去量Ｙｓが一定の値Ｖ１近傍
の値を取る様になった後の、タップ係数の更新方法は後
述の図５及び図６の説明で行う。

【００３１】図５は、この一実施例のエコー消去量の変
化とマイクロフォン出力信号検出の時間関係を表す説明
図である。

【００３２】この図５において、（Ａ）は、パワー比計
算部９におけるエコー消去量の時間的な変化の例の曲線
を表している。（Ｂ）は、マイクロフォン１からのマイ
クロフォン出力信号の波形図の例を上記（Ａ）の曲線と
対応する関係で表している。（Ｃ）は、上記（Ｂ）のマ
イクロフォン１の出力信号に対応して、マイクロフォン
出力信号パワー検出器５で有音／無音検出して、信号有
り／無し状態を表した図である。ここで、マイクロフォ
ン１で音声などが捕捉されてマイクロフォン出力信号が
出力され始める時点（図５（Ｂ）のＢ）から、信号有り
を判断出力する時点（図５（Ｃ）のＡ）までの時間をＴ
１（検出応答時間Ｔ１）とした。

【００３３】図１はこの一実施例に係る適応フィルタ部
４及び加算器３の一例の機能ブロック図である。

【００３４】この図１において、加算器３は、上記図１
中の加算器３と同じ部分を表しており、そして、具体的
には加算器３は加算器５０７、５０８とから構成されて
いる。この加算器３以外の部分は適応フィルタ部４の内
部機能ブロックを表している。そして、この適応フィル
タ部４は、タップ係数乗算レジスタ５０３、５０４と、
参照信号レジスタ５０５と、加算器５０１、５０２と、
スイッチ５０６と、平均パワー比較器５０９と、スイッ
チＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４とから構成されてい
る。

【００３５】そして、この適応フィルタ部４の参照信号
レジスタ５０５とスイッチ５０６とタップ係数乗算レジ
スタ５０３と加算器５０１とから構成される第２のＦＩ
Ｒ型フィルタ５３０によって疑似エコーｙ２^＊が生成さ
れる。また、参照信号レジスタ５０５とタップ係数乗算
レジスタ５０４と加算器５０２とから構成される第１の
ＦＩＲ型フィルタ５２０によって疑似エコーｙ１^＊が生
成される。

【００３６】従って、第２のＦＩＲ型フィルタ５３０と
第１のＦＩＲ型フィルタ５２０とにおいて、参照信号レ
ジスタ５０５は共用されている。

【００３７】参照信号レジスタ５０５のタイムラグ
（Ｔ）レジスタ長は、少なくとも上記Ｔ１時間（検出応
答時間）の２倍の期間（Ｔ２≧２×Ｔ１）のサンプルデ
ータをタイムラグレジスタ５０５ａ〜５０５ｎで保持で
きる構成とする。そして、この上記Ｔ１時間は、この適
応フィルタ部４においては、通話状態判定器１１が、マ
イクロフォン出力信号が供給されてからダブルトークと
判定するまで、又は送話状態と判定するまでの時間をＴ
１としている。

【００３８】例えば、サンプリング周波数をｆＨｚ（例
えば、８ｋＨｚ程度）とすると、参照信号レジスタ５０
５は、ｆ×Ｔ２個（例えば、８ｋＨｚ×０．０５ｓｅｃ
＝４００個程度）のタイムラグレジスタ５０５ａ〜５０
５ｎを備える構成とする。そして、上記時間Ｔ１とＴ２
の関係の一例を図５（Ｃ）にも示す。

【００３９】そして、第２のＦＩＲ型フィルタ５３０の
一部分を構成しているスイッチ５０６は、タップ係数更
新制御部６からの制御信号Ａ１によってオン／オフ制御
される。この制御信号Ａ１の供給タイミングは、例え
ば、図６の動作タイミングチャートの図６（Ｄ）のＴＰ
１、ＴＰ２（受話状態のときに、２×Ｔ２の時間毎）で
供給される。

【００４０】上記スイッチ５０６がＴ２期間に１回オン
されるごとに、第１のＦＩＲ型フィルタ５２０のタップ
係数レジスタ５０４からその時点のタップ係数が読み出
されて、第２のＦＩＲ型フィルタ５３０のタップ係数乗
算レジスタ５０３に転送されて設定される。そしてこの
スイッチ５０６がオンされている間に参照信号レジスタ
５０５からの受話信号をタップ係数乗算レジスタ５０３
に取り込み、設定されているタップ係数と乗算されて、
加算器５０１で加算されて疑似エコー信号ｙ２^＊が生成
される。

【００４１】そして、生成された疑似エコー信号ｙ２^＊
は、加算器５０７の差分入力に供給され、ここでマイク
ロフォン１からの信号（送話信号Ｓ＋エコー信号ｙ）と
の差分がとられて、残差信号ｅ２が出力され、平均パワ
ー比較器５０９と、スイッチＳＷ１に供給される。

【００４２】一方、第１のＦＩＲ型フィルタ５２０は、
タップ係数更新制御部６からスイッチＳＷ３に制御信号
Ａ１がオン制御（受話状態の場合）で、供給されるてい
る間マイクロフォン１からのエコー信号の供給によって
生じる残差信号ｅ１の値で逐次的にタップ係数レジスタ
５０４の係数値が更新され、この係数値の更新に伴って
生成される疑似エコー信号ｙ１^＊も変化する。従って、
受話状態のときに突然送話が開始されると、加算器５０
８出力の残差信号ｅ１が乱れ、この乱れた残差信号ｅ１
によってタップ係数乗算レジスタ５０４のタップ係数が
更新され、疑似エコー信号ｙ１^＊も乱されて、残差信号
ｅ１のパワーが大きくなり、平均パワー比較機５０９
は、第２のＦＩＲ型フィルタ５３０の過去の受話状態の
ときに設定されタップ係数乗算レジスタ５０３のタップ
係数で生成されている疑似エコーｙ２^＊による残差信号
ｅ２の方がパワーが小さいと判断されると、この残差信
号ｅ２をエコーキャンセラ出力として出力する。

【００４３】平均パワー比較器５０９は、予め所定閾値
Ｓ１が設定されており、供給される残差信号ｅ１及びｅ
２と上記Ｓ１とから判断して、エコー成分の残留が少な
い方の残差信号ｅ１又はｅ２を判断して選択する。この
判断を行うために、（ｅ２）^２＋ｓ１＜（ｅ１）^２のパ
ワー関係の場合は、残差信号ｅ２を選択させるために、
スイッチＳＷ１にオン制御信号を供給してオンにさせ、
またスイッチＳＷ２にオフ制御信号を供給してオフにさ
せると共に、タップ係数更新制御部６にスイッチ５０６
をオンさせるための制御信号Ａ３を供給する。この制御
信号を受けたタップ係数更新制御部６はスイッチ５０６
に対してオン制御信号Ａ２を供給してオンにさせる。

【００４４】また、平均パワー比較器５０９は、残差信
号ｅ１又はｅ２を判断して選択するために、（ｅ２）^２
＋ｓ１≧（ｅ１）^２のパワー関係であると判断される場
合は、残差信号ｅ１を選択させるために、スイッチＳＷ
１に対してオフ制御信号を供給してオフにさせ、またス
イッチＳＷ２に対してオン制御信号を供給してオンにさ
せると共に、タップ係数更新制御部６にスイッチ５０６
をオフさせるための制御信号Ａ３を供給する。この制御
信号を受けたタップ係数更新制御部６はスイッチ５０６
に対してオン制御信号Ａ２を供給してオンにさせ、スイ
ッチＳＷ３に対してオン制御信号Ａ１を供給してオンに
させる。そして、スイッチＳＷ３がオンにさせることに
よって、残差信号ｅ１によってタップ係数乗算レジスタ
５０４の各係数が更新される。

【００４５】図６は、この一実施例の動作タイミングチ
ャートである。

【００４６】この図６において、（Ａ）は一例の状態推
移として、受話状態→ダブルトーク状態→送話状態→無
音状態への推移を表している。（Ｂ）は、マイクロフォ
ン出力信号パワー検出器５におけるマイクロフォン出力
信号の有無検出結果を表している。（Ｃ）は、受話信号
パワー検出器１０における受話信号の有無検出結果を表
している。

【００４７】この図６（Ｄ）は、適応フィルタ部４の第
２のＦＩＲ型フィルタ５３０のスイッチ５０６のオン／
オフ制御のタイミングを表している。スイッチ５０６
は、送受話状態（ダブルトーク状態）において、タップ
係数更新制御部６からの制御信号Ａ２によってオン制御
される。この送受話状態（ダブルトーク状態）以外のと
きは、オフ制御される。

【００４８】この図６（Ｅ）は、適応フィルタ部４のス
イッチＳＷ１のオン／オフ制御のタイミングを表してい
る。このスイッチＳＷ１は、ダブルトーク状態におい
て、残差信号ｅ２の平均パワーが残差信号ｅ１の平均パ
ワーよりも小さいと判断された場合は、例えば、オン制
御され残差信号ｅ２を出力する。また、残差信号ｅ１の
平均パワーの方が小さい場合は、逆にスイッチＳＷ２の
方がオン制御される。

【００４９】図６（Ｆ）は、適応フィルタ部４のスイッ
チＳＷ２のオン／オフ制御のタイミングを表している。
つまり、例えば、受話状態においては、スイッチＳＷ２
をオン制御して残差信号ｅ１をエコーキャンセラ出力と
して出力する。更に、送話状態及び無音状態において
も、スイッチＳＷ２をオン制御して残差信号ｅ１出力又
は無音出力する。

【００５０】図６（Ｇ）は、適応フィルタ部４のスイッ
チＳＷ３のオン／オフ制御のタイミングを表している。
つまり、ＳＷ３は受話信号がエコーキャンセラ本体７に
供給されている間に、タップ係数更新制御部６からの制
御信号Ａ１によってオン制御されるので、受話状態及び
ダブルトークのときにオン制御される。そして、例え
ば、受話状態のときにＳＷ３がオンされることによっ
て、第１のＦＩＲ型フィルタ５２０のタップ係数乗算レ
ジスタ５０４のタップ係数を残差信号ｅ１によって更新
させる様に制御している。また、ダブルトーク状態にお
いても、ＳＷ３はオン制御され、残差信号ｅ１によって
タップ係数乗算レジスタ５０４のタップ係数が更新され
る。

【００５１】図６（Ｈ）は、適応フィルタ部４のスイッ
チＳＷ４のオン／オフ制御のタイミングを表している。
このスイッチＳＷ４は、受話状態及び送受話状態におい
て、タップ係数更新制御部６からの制御信号Ａ４によっ
てオン制御される。つまり、受話信号（又はエコー信
号）が有るときにオン制御される。また、送話状態及び
無音状態のときにはオフ制御される。つまり、受話信号
（又はエコー信号）が無いときにはオフ制御される。

【００５２】図６（Ｊ）は、適応フィルタ部４の第１の
ＦＩＲ型フィルタ５２０のタップ係数レジスタ５０４か
ら、第２のＦＩＲ型フィルタ５３０のタップ係数乗算レ
ジスタ５０３へのタップ係数コピー転送タイミングを表
している。そして、受話状態において２×Ｔ２期間に１
回（ＴＰ１、ＴＰ２）ごとに、第１のＦＩＲ型フィルタ
５２０のタップ係数レジスタ５０４のタップ係数を第２
のＦＩＲ型フィルタ５３０のタップ係数乗算レジスタ５
０３にコピー転送させて設定させる。これは、上記第１
のＦＩＲ型フィルタ５２０のタップ係数が乱された場合
（例えば、受話状態から送受話状態に移ったときに、タ
ップ係数が乱される場合）の影響が第２のＦＩＲ型フィ
ルタ５３０のタップ係数レジスタ５０３に及びにくくさ
せるためである。

【００５３】以上の一実施例によれば、１個の無指向性
マイクロフォン１を用いて、エコーキャンセルを行って
いるので、ノイズの発生源の場所に影響を受けにくく、
複数の話者がいてもダブルトークの検出精度が劣化しに
くい。

【００５４】また、マイクロフォン出力信号の有無情
報、受話信号有無情報、残差信号有無情報とから、受話
状態であるか、送話状態であるか、送受話状態である
か、無音状態であるかを判断しているので、受話信号
（例えば、エコー信号）がないときに、送話雑音などに
よって通話状態の誤検出で適応フィルタ部４のタップ係
数が不適切に更新されることを少なくすることができ
る。

【００５５】また、適応フィルタ部４の構成を図３に示
す様に第１のＦＩＲ型フィルタ５２０と、第２のＦＩＲ
型フィルタ５３０とから構成して、受話状態のときに２
×Ｔ２期間に１度の周期で第２のＦＩＲ型フィルタ５３
０のタップ係数をコピー転送して第２のＦＩＲ型フィル
タ５３０のタップ係数乗算レジスタ５０３に設定して、
受話状態からダブルトーク状態に変化したときに生じる
第１のＦＩＲ型フィルタ５２０のタップ係数の乱れがあ
っても、第２のＦＩＲ型フィルタ５３０に設定されてい
るタップ係数を用いて疑似エコーｙ２^＊を用いて安定し
たエコーキャンセルを行うことができる。

【００５６】従って、ハンズフリー電話機などに適用し
て効果的である。

【００５７】以上の一実施例においては、マイクロフォ
ン出力信号パワー検出器５、残差信号パワー検出器８、
受話信号パワー検出器１０の短周期ｔ＝１０ｍｓｅｃ、
長周期Ｔを１００ｍｓｅｃとしたが、これに限定するも
のではない。

【００５８】また、以上の一実施例においては、マイク
ロフォン出力信号パワー検出器５、残差信号パワー検出
器８、受話信号パワー検出器１０のパワー変化の検出
を、所定閾値で検出したが、所定閾値は各パワー検出器
５、８、１０で異なっていてもよい。

【００５９】また、以上の一実施例においては、適応フ
ィルタ部４の構成を図３に示す様な構成としたが、この
構成に限定するものではない。例えば、ＦＩＲ型フィル
タで構成したが、他のＩＩＲ型フィルタなどで構成する
ものであってもよい。また、サンプリング周波数を８ｋ
Ｈｚとし、参照信号レジスタ長Ｔ２を０．０５ｓｅｃと
したが、これに限定するものではない。

【００６０】また、以上の一実施例においては、タップ
係数更新制御部６では、学習同程法を例にしたが、これ
に限定するものではない。

【００６１】また、以上の一実施例においては、エコー
除去部（適応フィルタ５２０、５３０と、加算器５０
７、５０８）が２重化された例を示したが、これに限る
ものではない。つまり、３重化以上される構成であって
も適用させることができる。

【００６２】また、以上の一実施例において、図３のマ
イクロフォン出力信号パワー検出器５、残差信号パワー
検出器８は、パワーの検出に基づき信号の有無を検出し
たが、これに限るものではない。この他に、例えば自己
相関などを利用した検出方法であってもよい。

【００６３】

【発明の効果】以上述べた様にこの発明によれば、エコ
ー除去部が多重化構成され、各エコー除去部は受話信号
と上記音響信号とから各エコー除去音響信号を出力し、
上記各エコー除去部の適応フィルタのフィルタ係数は、
少なくとも受話状態のときに更新され、上記通話状態判
断によって得られた通話状態に応じて、いずれかの上記
エコー除去部からの上記エコー除去音響信号を選択して
出力する様に構成されているので、ノイズの影響を軽減
し、通話状態が変化しても安定的にエコーキャンセルを
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のエコーキャンセラの適応
フィルタ部及び加算器の機能ブロック図である。

【図２】従来例の音響エコーキャンセラの機能ブロック
図である。

【図３】一実施例のエコーキャンセラの機能ブロック図
である。

【図４】一実施例のエコー消去量の特性図である。

【図５】一実施例の動作説明図である。

【図６】一実施例の動作タイミングチャートである。

【符号の説明】

５０１、５０２、５０７、５０８…加算器、５０３、５
０４…タップ係数乗算レジスタ、５０５…参照信号レジ
スタ、５０９…平均パワー比較器、５２０…第１のＦＩ
Ｒ型フィルタ、５３０…第２のＦＩＲ型フィルタ、ＳＷ
１〜ＳＷ４…スイッチ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受話信号を音響出力する受話音響出力手
段と、音響を捕捉して音響信号を出力する音響捕捉手段
と、上記受話音響出力によるエコーによって生じる受話
音響エコー成分を推定する適応フィルタと、上記音響信
号から上記受話音響エコー成分を除去する演算器と、通
話状態を判断して、この状態に応じて上記適応フィルタ
のフィルタ係数の更新制御を行う通話状態判断手段とを
備えて、上記音響信号から上記受話音響エコー成分が除
去されたエコー除去音響信号を出力するエコーキャンセ
ラにおいて、上記適応フィルタと上記演算器とからなるエコー除去部
が多重化構成され、各エコー除去部は受話信号と上記音
響信号とから各エコー除去音響信号を出力し、上記各エコー除去部の適応フィルタのフィルタ係数は、
少なくとも受話状態のときに更新し、上記通話状態判断によって得られた通話状態に応じて、
いずれかの上記エコー除去部からの上記エコー除去音響
信号を選択して出力することを特徴とするエコーキャン
セラ。
【請求項２】上記エコー除去音響信号の選択は、各エ
コー除去部からのエコー除去音響信号のパワー比較によ
って行うことを特徴とする請求項１に記載のエコーキャ
ンセラ。