JPH0622025A

JPH0622025A - エコーキャンセラ

Info

Publication number: JPH0622025A
Application number: JP17238792A
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: 1992-06-30
Filing date: 1992-06-30
Publication date: 1994-01-28
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: JP2974504B2

Abstract

(57)【要約】【目的】指向性マイクロフォンを使用せず、ノイズの
発生場所による影響を受けず、安定的にエコーキャンセ
ルを行う。【構成】マイクロフォン１出力信号はパワー検出器５
で検出されて信号有無情報が判定器１１に供給され、同
様に残差信号ｅはパワー検出器８で検出されて信号有無
情報が判定器１１に供給され、受話信号はパワー検出器
１０で検出されて信号有無情報が判定器１１に供給さ
れ、受話状態又はダブルトーク状態と判定されると、タ
ップ係数更新制御部６に対して係数更新制御信号を供給
する。タップ係数更新制御部６は、残差信号ｅの誤差を
推定し、誤差を最小にする様に適応フィルタ部４に対し
て、受話状態又はダブルトーク状態のときにフィルタ係
数を最適に更新制御する。

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、ノイズが発生する場所が指向性マイクロ
フォン１０３と、近端話者Ａの延長線上に近い位置にあ
る場合に通話状態の検出性能が劣化するという問題があ
る。

【０００９】また、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、Ｎ
３などによって、上記Ｓｒｅｃ状態（受話状態）である
あと誤認識され、適応フィルタ１０１のフィルタ係数更
新をさせてしまうという問題がある。

【００１０】また、受信信号のパワーの差が生じるの
は、一人の近端話者からの受信信号を１個の指向性マイ
クロフォン１０３で捕捉するためである。この様な状態
で指向性のマイクロフォン１０３に複数の近端話者から
の音声が捕捉される様な場合には、ますますダブルトー
ク検出性能の劣化するという問題がある。

【００１１】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、指向性マイクロフ
ォンを使用せず、ノイズの発生場所による影響を受け
ず、送話ノイズなどの影響を受けず、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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この第１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部
と、上記音響信号から上記受話音響エコー成分を除去す
る演算手段と、通話状態を判断して、この状態に応じて
上記適応フィルタ部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、以下の特徴的な各手段
と構成で実現した。

【００１３】つまり、上記音響捕捉手段は、無指向的に
音響を捕捉して音響信号を出力する無指向音響捕捉手段
であって、上記無指向音響捕捉手段の音響信号のパワー
の変化を検出し、上記音響信号の有無情報を出力する音
響信号検出手段と、上記受話信号のパワーの変化を検出
し、受話信号の有無情報を出力する受話音響信号検出手
段と、上記演算手段のエコー除去音響信号のパワーの変
化を検出し、エコー除去音響信号の有無情報を出力する
エコー除去音響信号検出手段とを備えて、上記通話状態
判断手段は、上記音響信号の有無情報と、上記受話信号
の有無情報と、上記エコー除去音響信号の有無情報とか
ら通話状態を判断し、上記判断結果の状態に応じて、上
記適応フィルタ部のフィルタ係数の更新停止制御又は更
新可能制御を行うことを特徴とする。

【００１４】また、上記第１の発明に、上記音響信号の
パワーと、上記エコー除去音響信号のパワーとからエコ
ー除去量を求めるエコー消去量算出手段を備え、上記通
話状態判断手段は、上記エコー除去量も考慮して状態を
判断して、上記適応フィルタ部のフィルタ係数の更新停
止制御又は更新可能制御を行うことも望ましい。

【００１５】また、第２の発明は、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
ルタ部と、上記音響信号から上記受話音響エコー成分を
除去する演算手段と、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部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
各フィルタと構成で実現した。

【００１６】つまり、上記適応フィルタ部は、上記音響
信号と受話信号とから第１の受話音響エコー成分を推定
するものであって、受話状態のときに、上記第１の受話
音響エコー成分と上記音響捕捉出力信号との差を求め、
この差分信号で自フィルタ係数を適応させる第１の適応
フィルタと、受話信号から第２の受話音響エコー成分を
推定するものであって、上記第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とし
ても取り込んで設定し、この設定されたフィルタ係数で
上記第２の受話音響エコー成分を推定する第２の適応フ
ィルタとを備えて、受話状態及び送受話状態のときは、
上記第２の受話音響エコー成分を上記演算手段用の受話
音響エコー成分として供給することを特徴とする。

【００１７】

【作用】この第１の発明によれば、一つの無指向性の音
響捕捉手段で捕捉された音響信号のパワーの変化を検出
して、音響信号の有無情報を出力し、受話信号のパワー
の変化を検出し、受話信号の有無情報を出力し、エコー
除去音響信号のパワーの変化を検出し、エコー除去音響
信号の有無情報を出力し、エコー除去量を求めて、これ
らの情報から、受話状態、送話状態、送受話状態、無音
響状態の内、いずれの状態であるかを判断しているの
で、通話状態の誤検出の確率を低減することができる。
そして、ノイズの発生源場所による影響を受けにくく、
複数の話者による場合であっても通話状態の誤検出の確
率を低減することができる。

【００１８】また、第２の発明によれば、受話状態のと
きに、第１の適応フィルタのフィルタ係数を適応させる
と共に、第２の適応フィルタは、ある周期で第１の適応
フィルタのフィルタ係数を、自フィルタ係数として取り
込むことによって、例えば、受話状態から送受話状態に
変化したときに、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の適応フィルタに予
め過去の期間に設定されているフィルタ係数を使用して
受話音響エコー成分を推定することができるので、送受
話状態においても安定的に受話音響エコー成分を除去し
た音響信号を出力させることができる。

【００１９】

【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はこの一実施例に
係るエコーキャンセラの機能ブロック図である。

【００２０】この図１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。

【００２１】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。

【００２２】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から供給されるマイクロフォン出
力信号と、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と残差信号パ
ワー検出器８にも供給される。

【００２３】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。

【００２４】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有音／無音検
出を行い、有音検出されると、この有音のパワーの平均
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
に差が出る様な周期に設定し、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ダブルトーク判定器１
１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。

【００２５】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有音／無音検出を
行い、有音検出されると、この有音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様な周期に設
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}と比Ｐｐ２を求め
る。このパワー比Ｐｐ２が所定閾値Ｐｔｈ２よりも大き
いか否かを判断する。ここでパワー比Ｐｐ２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。また、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。

【００２６】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
れる受話信号の有音／無音検出を行い、有音検出される
と、この有音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_ａ _ｖｅ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様な周期に設定し、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_{Ｔ３ａｖｅ}との比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
有り情報をダブルトーク判定器１１に供給する。

【００２７】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をダブルトーク判定器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。例
えば図５に示す曲線でＹｓを表すことができる。

【００２８】通話状態判定器１１は、マイクロフォン出
力信号パワー検出器５からマイクロフォン出力信号有り
／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Ｖ１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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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〜図７の説明で行う。

【００３２】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。

【００３３】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。このエコー消去量Ｖ１に達している期間
Ｔ２（ｋ−１）の期間の受話信号及びマイクロフォン出
力信号を使用して適応フィルタ部４でフィルタ係数の適
応動作を行い、Ｔ２（ｋ）の期間の受話信号及びマイク
ロフォン出力信号を使用して適応フィルタ部４でフィル
タ係数の適応動作を行わない。（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Ｔ１（検出応答時間Ｔ１）とした。

【００３４】図３はこの一実施例に係る適応フィルタ部
４の一例の機能ブロック図である。この図３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、更に加算器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、マイクロフォン出力信号レジスタ１２と、タ
ップ係数乗算レジスタ１６、１７と、参照信号レジスタ
１３と、加算器１４と、スイッチＳＷ１とで構成されて
いる。

【００３５】そして、参照信号レジスタ１３と、タップ
係数レジスタ１６とによって第１のＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔ
ｅＩｍｐｕｌｓｅＲｅｓｐｏｎｓｅ）型フィルタが
形成され、参照信号レジスタ１３と、タップ係数レジス
タ１７とによって第２のＦＩＲ型フィルタが形成されて
いる。参照信号レジスタ１３のレジスタ長は、少なくと
も上記Ｔ１時間の２倍の期間（Ｔ２≧２×Ｔ１、例え
ば、Ｔ２＝０．０５ｓｅｃ程度、例えば、Ｔ１＝０．０
２５ｓｅｃ程度）のサンプルデータをタイムラグレジス
タ１３ａ〜１３ｎ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Ｔ１としている。

【００３６】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１３
は、ｆ×Ｔ２個（例えば、８ｋＨｚ×０．０５ｓｅｃ＝
４００個）のタイムラグレジスタ１３ａ〜１３ｎを備え
る構成とする。また、マイクロフォン出力信号レジスタ
１２についてもタイムラグレジスタ１２ａ〜１２ｎの個
数は上記参照信号レジスタ１３と同様な考え方で構成し
た。そして、上記時間Ｔ１とＴ２の関係をこの図３及び
図５（Ｃ）にも示す。

【００３７】そして、マイクロフォン出力信号レジスタ
１２出力は加算器１４に供給される。加算器１４はマイ
クロフォン出力信号レジスタ１２出力と差分入力である
加算器１９出力との差分をとり、差分信号ｅ２をスイッ
チＳＷ１に供給する。ここでタップ係数更新制御部６か
らタップ係数制御信号がＯＮ制御で供給されると、スイ
ッチＳＷ１はＯＮされ、差分信号ｅ２がタップ係数乗算
レジスタ１７に供給されて、新たなタップ係数が設定さ
れる。

【００３８】そして、このスイッチＳＷ１は、受話状態
のときにタップ係数更新制御部６から制御信号が供給さ
れてオンされる（図６（Ｃ）、図７（Ｃ））。更に受話
状態からダブルトーク状態に変化してＴ１期間が経過す
るまでは、オンされる（図７（Ｃ））。

【００３９】このスイッチＳＷ１が、オンされている間
（受話状態の期間）にタップ係数乗算レジスタ１７のタ
ップ係数を更新する。そして、この期間にＴ２期間に１
回の周期でタップ係数乗算レジスタ１７ａ〜１７ｅのタ
ップ係数をコピー転送してタップ係数レジスタ乗算１６
ａ〜１６ｅに設定する。

【００４０】そして、この適応フィルタ部４は、有音期
間を終了すると、エコー消去量が再びＶ１に達するまで
１サンプル毎にタップ係数乗算レジスタ１７の逐次更新
を行う。また、有音期間が終了したときに、既にエコー
消去量がＶ１に達していても、最低（Ｔ２×ｆ×２）回
はタップ係数の更新を行う。

【００４１】図６は、この一実施例の動作タイミングチ
ャート（その２）である。この図６は受話状態において
エコー消去量がＶ１に至った後に、ダブルトーク状態に
なった場合の動作タイミングチャートを表している。

【００４２】この図６において、（Ａ）はマイクロフォ
ン出力信号の有無の状態を表している。（Ｂ）は受話信
号の有無の状態を表している。そして、受話状態におい
て、時刻ｔ０にエコー消去量がＶ１に達していることを
表している。（Ｃ）はスイッチＳＷ１がタップ係数更新
制御部６からオン制御される期間を表す。（Ｄ）はスイ
ッチＳＷ１がオン制御されている間に、Ｔ２期間に１回
の周期でタップ係数がタップ係数乗算レジスタ１７から
タップ係数乗算レジスタ１６にコピー転送されるタイミ
ングを表している。

【００４３】図７は、この一実施例の動作タイミングチ
ャート（その２）である。この図７は受話状態において
エコー消去量はＶ１に至る前にダブルトーク状態になっ
た場合の動作タイミングチャートを表している。

【００４４】この図７において、（Ａ）マイクロフォン
出力信号の有無の状態を表している。そして、時刻ｔ２
に受話状態からダブルトーク状態に変化していることを
表している。（Ｂ）は受話信号の有無の状態を表してい
る。そして、受話状態において、時刻ｔ０にエコー消去
量がＶ１に達していることを表している。（Ｃ）はスイ
ッチＳＷ１がタップ係数更新制御部６からオン制御され
る期間を表す。（Ｄ）はスイッチＳＷ１がオン制御され
ている間に、Ｔ２期間に１回の周期でタップ係数がタッ
プ係数乗算レジスタ１７からタップ係数乗算レジスタ１
６にコピー転送されるタイミングを表している。

【００４５】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通話状態の検出精度が劣化しにく
い。

【００４６】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
（又は、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。

【００４７】また、適応フィルタ部４の構成を図３に示
す様に検出応答時間Ｔ１よりも長い時間分Ｔ２のマイク
ロフォン出力信号をマイクロフォン出力信号レジスタ１
２及び参照信号を参照信号レジスタ１３で各信号を保持
しているので、受話状態からダブルトーク状態に変化し
てタップ係数レジスタ１７にタップ係数が乱されても、
受話状態のときの安定したタップ係数がＴ２期間に１回
の周期でタップ係数レジスタ１６に設定されているの
で、このタップ係数を使用してダブルトーク状態におい
て安定したエコーキャンセルを行うことができる。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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（ＩｎｆｉｎｉｔｅＩｍ
ｐｕｌｓｅＲｅｓｐｏｎｓｅ）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
８ｋＨｚとし、参照信号レジスタ長Ｔ２を０．０５ｓｅ
ｃとしたが、これに限定するものではない。

【００５２】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。

【００５３】また、以上の一実施例において、図１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。

【００５４】

【発明の効果】以上述べた様にこの第１の発明によれ
ば、無指向音響捕捉手段と、音響信号検出手段と、受話
音響信号検出手段と、エコー除去音響信号検出手段とを
備えて、通話状態判断手段は、上記音響信号の有無情報
と、上記受話信号の有無情報と、上記エコー除去音響信
号の有無情報と、エコー消去量とから、通話状態を判断
し、この判断結果の状態に応じて、上記適応フィルタ部
のフィルタ係数の更新停止制御又は更新可能制御を行う
ので、ノイズなどや、話者の位置などによる誤った通話
状態の判断を行うことを少なくすることができる。

【００５５】また、第２の発明によれば、第１の適応フ
ィルタと、第２の適応フィルタとを備えて、受話音響エ
コー成分を推定する様に構成したので、例えば、受話状
態から送受話状態に変化しても安定的に受話音響エコー
成分を除去した音響信号を出力させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るエコーキャンセラの
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】一実施例の適応フィルタ部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（その１）
である。

【図７】一実施例の動作タイミングチャート（その２）
である。

【符号の説明】

１…マイクロフォン、２…スピーカ、３…加算器、４…
適応フィルタ部、５…マイクロフォン出力信号パワー検
出器、６…タップ係数更新制御部、８…残差信号パワー
検出器、９…パワー比計算部、１０…受話信号パワー検
出器、１１…通話状態判定器。

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部と、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手段
と、通話状態を判断して、この状態に応じて上記適応フ
ィルタ部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、上記音響捕捉手段は、無指向的に音響を捕捉して音響信
号を出力する無指向音響捕捉手段であって、上記無指向音響捕捉手段の音響信号のパワーの変化を検
出し、上記音響信号の有無情報を出力する音響信号検出
手段と、上記受話信号のパワーの変化を検出し、受話信号の有無
情報を出力する受話音響信号検出手段と、上記演算手段のエコー除去音響信号のパワーの変化を検
出し、エコー除去音響信号の有無情報を出力するエコー
除去音響信号検出手段とを備えて、上記通話状態判断手段は、上記音響信号の有無情報と、
上記受話信号の有無情報と、上記エコー除去音響信号の
有無情報とから通話状態を判断し、上記判断結果の状態
に応じて、上記適応フィルタ部のフィルタ係数の更新停
止制御又は更新可能制御を行うことを特徴とするエコー
キャンセラ。
【請求項２】上記音響信号のパワーと、上記エコー除
去音響信号のパワーとからエコー除去量を求めるエコー
消去量算出手段を備え、上記通話状態判断手段は、上記エコー除去量も考慮して
状態を判断して、上記適応フィルタ部のフィルタ係数の
更新停止制御又は更新可能制御を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。
【請求項３】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部と、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手段
と、通話状態を判断して、この状態に応じて上記適応フ
ィルタ部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、上記適応フィルタ部は、上記音響信号と受話信号とから第１の受話音響エコー成
分を推定するものであって、受話状態のときに、上記第
１の受話音響エコー成分と上記音響信号との差を求め、
この差分信号で自フィルタ係数を適応させる第１の適応
フィルタと、受話信号から第２の受話音響エコー成分を推定するもの
であって、上記第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としても取り込ん
で設定し、この設定されたフィルタ係数で上記第２の受
話音響エコー成分を推定する第２の適応フィルタとを備
えて、受話状態及び送受話状態のときは、上記第２の受話音響
エコー成分を上記演算手段用の受話音響エコー成分とし
て供給することを特徴とするエコーキャンセラ。