JP3073976B2

JP3073976B2 - 多チャネル音響エコー消去方法、その装置及びこの方法を記録した記録媒体

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Publication number: JP3073976B2
Application number: JP5593199A
Authority: JP
Inventors: 末廣島内; 陽一羽田; 昭二牧野; 豊金田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1998-03-05
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2000-08-07
Anticipated expiration: 2019-03-03
Also published as: JPH11317695A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、多チャネル再生
系を有する通信会議システムにおいて、ハウリングの原
因及び聴覚上の障害となる音響エコーを消去する多チャ
ネル音響エコー消去方法、その装置及びそのプログラム
記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ISDN, LAN, インターネットなど
のディジタルネットワークの普及と、音声、画像の高能
率符号化技術の発展により、従来の電話の他に様々な通
話形態が登場してきた。大画面テレビ、あるいは自席の
パソコンやワークステーションなどを用いて、相手の顔
を見ながら通話のできるＴＶ会議システム、デスクトッ
プ会議システムなどでは、複数の人の通話への参加が容
易で、より自然な通話環境を提供できる拡声通話方式が
採用されることが多い。しかしながら、スピーカ、マイ
クロホンを用いるこの方式は、エコー、ハウリングの発
生という問題が付随し、これを回避するためには、音響
エコーキャンセラ技術が不可欠となる。

【０００３】実際、これらの場面において、音響エコー
キャンセラ装置は広く利用されているが、これらの多く
は１チャネル音声用であり、１台（チャネル）のスピー
カから１本（チャネル）のマイクロホンへの１系統の音
響的回り込みのみを消去可能である。一方で、多くのＴ
Ｖ放送や音楽メディアなどでは、ステレオ音声が一般的
であり、拡声通話についても、この様な多チャネル音声
化の実現は強く要請されている。そこで、複数台（チャ
ネル）のスピーカからマイクロホンへの音響的回り込み
を消去することを可能とする多チャネル音声用の音響エ
コーキャンセラ装置を実現する必要があり、近年、その
ための技術的課題と解決策の検討が活発に行われるよう
になってきた。

【０００４】一般にＮ（Ｎ≧２）チャネルの受話系とＭ
（Ｍ≧１）チャネルの送話系とで構成される通信会議シ
ステムにおける音響エコーの消去は、従来、図１に示す
ような構成により行なわれる。即ち受話側の全Ｎチャネ
ルの受話端子11₁, 11₂, …,11_NとＭチャネルの送話系
のそれぞれとの間にエコー消去部22を構成するＮチャネ
ルエコーキャンセラ22₁, 22₂, …, 22_Mをそれぞれ接続
し、各受話チャネルの受話端子11₁, 11₂, …, 11_Nから
の受話信号が、各スピーカ12₁, 12₂, …, 12_Nでそれぞ
れ音響信号とされ、これらがそれぞれインパルスレスポ
ンスh_mnで表されたエコー（反響）経路15_nm（1≦ｎ≦
N，1≦ｍ≦M）を経て、各マイクロホン16 ₁, 16₂, …, 1
6_Mへ回り込む音響エコーを消去する。

【０００５】上記のＮチャネルエコーキャンセラ22₁, 2
2₂, …, 22_Mは、各送話チャネル毎に同じ構成をとり、
例えば、図２に示される構成になる。これは文献B.Widr
ow and S.D.Stearns, "Adaptive signal processing,"
Prince-Hall, Inc.pp.198-200, (1985) において、２チ
ャネルの場合を例にとって述べられている。図２の構成
では、各受話信号x₁(k), x₂(k), …, x_N(k) はそれぞれ
Ｎ個の疑似反響路を構成する適応フィルタ221₁, 221₂,
221_Nに入力され、適応フィルタ221₁, 221₂, …, 221_N
の出力は加算器222 で加算されて、疑似エコー信号y'
_m(k)が生成され、その疑似エコー信号と、マイクロホン
16_mからの収音信号（反響信号）y_m(k) との差が減算器
223 でとられ、その出力である誤差信号（残留反響信
号）e_m(k) が適応フィルタ221₁ 〜221_Nにフィードバッ
クされて、これと、受話信号x₁(k)〜x _N(k)とにより、誤
差信号e_m(k) が小さくなるように、例えばNLMSアルゴリ
ズムによりフィルタ係数ベクトルが決定され、適応フィ
ルタ221₁ 〜221_Nが適応的に制御される。

【０００６】なお、図１には示してないが、エコーキャ
ンセラ22₁〜22_Mは、マイクロホン16 ₁〜16_Mには本来送信
すべき音響信号z_m(k)が入力され、それがエコーキャン
セラ22₁〜22_Mを通って送出されるときに、マイクロホン
でピックアップされたスピーカからの再生音がエコーy_m
(k)として信号z_m(k)と共に送出されてしまうのを防ぐこ
とを目的としている。即ち、図２におけるエコー消去さ
れた結果として出力される誤差信号e_m(k)は本来送信さ
れるべき信号z_m(k)を含んだものである。しかしなが
ら、この発明は、スピーカからの再生音のマイクロホン
によるピックアップ信号であるエコー信号y_m(k)のみに
着目し、送信すべき信号z_m(k)については特に言及しな
い。この発明の詳細な説明においても同様である。

【０００７】各受話信号x₁(k)〜x_N(k) 間の相関が低い
場合、適応フィルタ221₁, 221₂, …,221_Nは比較的精度
良く対応するエコー経路を推定することができ、従っ
て、消去対象となる音響エコーを精度良く模擬する疑似
エコーを生成することができる。しかし、実際の通信会
議では多くの場合、一人の話者の音声が通信相手側から
多チャネルで送出され、これらが受話信号となるとき、
受話信号間には非常に高い相関があり、適応フィルタの
収束速度、収束精度ともに劣化し、所望のエコー消去性
能が得られない場合がある。この問題を解決するために
各受話信号がＮチャネルエコーキャンセラ22₁, 22₂,
…, 22_Mへ入力される前に、前処理を施し、受話信号間
の相関を低下し、あるいは変化させることが米国特許N
o.5,661,813に示されている。

【０００８】上記米国特許に示されている構成は、図３
に示すように、図１の構成に、上述の機能を有する前処
理部３０が受話端子11₁ 〜11_Nとスピーカ12₁ 〜12_N及
びＮチャネルエコーキャンセラ22₁ 〜22_Mとの間に加え
られる。この前処理部３０の構成例を図４に示す。ここ
では、受話端子11₁ 〜11_Nからの受話信号そのものと、
付加信号生成部301₁, 301₂, …, 301_Nにおいて生成され
た付加信号とが加算器302₁, 302₂, …, 302_Nで足し合わ
せにより、処理信号x₁'(k), x₂'(k), …, x_N'(k)を出力
する。付加信号の生成に当たっては、受話信号x₁(k),
…, x_N(k)の情報を利用する場合と、利用しない場合と
がある。付加信号の大きさを大きくすれば、適応フィル
タ221₁, …, 221_Nの収束特性を改善することができる。
同様の手法は米国特許No.5,828,756にも示されている。
既に、米国特許NO.5,661,813、文献：J.Benesty, D.R.M
organ, and M.M.Sondhi,"A better Understanding and
an Improved Solution to the Problems of Stereophon
ic Acoustic Echo Cancellation", Proc.ICASSP97, vo
l.1,pp.303-306(1997) 等で提案されている前処理方式
は、数式的な変形により、図４に示す構成で実現でき
る。例えば、離散時間ｋにおけるＮチャネル信号x_i(k)
（i=1,2,…,N）に対し、それぞれ処理関数f_i（i=1,2,
…,N）によって、処理信号x_i'(k)（i=1,2,…,N）を、 x_i'(k) ＝f_i[x_i(k)] (1) として出力する前処理部であっても、 x_i'(k) ＝x_i(k)＋(f_i[x_i(k)]−x_i(k)) (2) と変形できることから、付加信号f_i[x_i(k)]−x_i(k)を、
原信号x_i(k) に加えた処理とみることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のＮチャネルエコ
ーキャンセラ22₁, 22₂, …, 22_Mにおける適応フィルタ
の収束特性を改善するために、図３に示したように、受
話信号に前処理を施す手法があるが、前処理された信号
は、実際にスピーカ12₁, 12₂, …, 12_Nから出力される
ため、図４に示した構成により前処理が行われたとする
と、付加信号の大きさは、処理前の再生音と比較して、
聴感上違和感の生じない範囲内に制限される必要があ
る。このため、適応フィルタ22₁〜22_Nの収束特性の改善
量も制限され、エコー消去性能の改善にも限界がある。

【００１０】上述の例は多チャネル通話会議システムに
おけるエコー消去を例に説明したが、もともとエコー消
去の原理は、図１においてスピーカからマイクロホンに
至る反響路をエコーキャンセラにおいて模擬する（即ち
反響路のインパルスレスポンスを推定する）ことによ
り、実際の反響信号y_m(k)をキャンセルしようとするも
のであり、受話信号は必ずしも通話会議システムにおけ
る遠隔地からの受話信号である必要はない。例えば、拡
声音響システムが設けられたホール、劇場、ドームなど
において、目的とする音源からの音響信号をマイクロホ
ンによりピックアップし、スピーカから放出されている
背景音を除去する場合においても、このエコー消去技術
を応用することができる。従って、この発明を含めて、
以降の説明における受話信号とは、スピーカから再生さ
れるべき再生チャネルに与えられる再生用電気信号であ
ればどのような信号源からの信号であってもよい。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は、前処
理によって付加される信号の大きさが小さい場合であっ
ても、エコー消去性能の改善量を大きくする新しい多チ
ャネル音響エコー消去方法、その装置及びそのプログラ
ム記録媒体を提供することである。この発明によれば、
再生音を出力するスピーカをそれぞれ含むＮ個の再生チ
ャネルと、Ｎは２以上の整数であり、音響信号を集音す
るマイクロホンを含む少なくとも１つのピックアップチ
ャネルとを有し、Ｎ個の上記スピーカと上記マイクロホ
ンが共通の音場に配置された音響システムにおける多チ
ャネル音響エコー消去方法において、以下のステップを
含む： (a) 上記Ｎ個の再生チャネルにそれぞれ入力された再生
用信号に対しそれぞれ付加信号を生成し、(b) 上記Ｎ個
の再生チャネルの上記再生用信号と上記付加信号とを対
応する再生チャネル毎に加算してそれぞれの再生チャネ
ルの処理信号を生成し、(c) 上記Ｎ個の再生チャネルの
上記処理信号を対応する再生チャネルの上記スピーカか
らそれぞれ再生し、(d) 上記Ｎ個の再生チャネルのそれ
ぞれの上記スピーカから、上記ピックアップチャネルの
上記マイクロホンへ回り込み合成された音響エコーを集
音し、音響エコー信号として上記ピックアップチャネル
に入力し、(e) 上記Ｎ個の再生用信号と上記Ｎ個の付加
信号に対しそれぞれ個別の処理を行って上記ピックアッ
プチャネルにおける上記音響エコー信号を模擬する疑似
エコーを生成し、上記音響エコーから上記疑似エコーを
差し引くことにより音響エコー消去を行う。

【００１２】この発明によれば、再生音を出力するスピ
ーカをそれぞれ含むＮ個の再生チャネルと、Ｎは２以上
の整数であり、音響信号を集音するマイクロホンを含む
少なくとも１つのピックアップチャネルとを有し、Ｎ個
の上記スピーカと上記マイクロホンが共通の音場に配置
された音響システムにおける多チャネル音響エコー消去
装置において、上記Ｎ個の再生チャネルにそれぞれ入力
された再生用信号に対し付加信号を生成するＮ個の付加
信号生成手段と、上記Ｎ個の再生チャネルの上記再生用
信号及び上記付加信号を対応する再生チャネル毎に加算
して処理信号をそれぞれ生成するＮ個の処理信号生成手
段と、上記N個の再生チャネルにそれぞれ設けられ、そ
れぞれの再生チャネルの上記処理信号を再生し、再生音
を出力するＮ個の上記スピーカと、上記Ｎ個のスピーカ
から回り込み合成された音響エコーを集音し、音響エコ
ー信号として上記ピックアップチャネルに入力する上記
マイクロホンと、上記Ｎ個の再生用信号と上記Ｎ個の付
加信号に対しそれぞれ個別の処理を行って上記ピックア
ップチャネルに上記音響エコー信号を模擬する疑似エコ
ーを生成し、上記音響エコー信号から上記疑似エコーを
差し引くことにより音響エコー消去を行う消去手段、と
を含む。

【００１３】この発明による記録媒体は、上記多チャネ
ル音響エコー消去方法を実施する処理ステップがコンピ
ュータプログラムとして記録されている。

【００１４】

【発明の実施の形態】多チャネル音響エコー消去方法に
おいて、受話信号に付加信号を加える前処理を施す手法
により、エコー消去性能を改善できるが、その改善量
は、聴感上の制約から付加信号を大きくできないため
に、制限されている。この問題を別の観点からみると、
図３において、前処理部30とＮチャネルエコーキャンセ
ラ22₁, …,22_Nとの間で十分な情報のやり取りがないこ
とにも一因があるといえる。受話信号と、小さい付加信
号との和である処理信号において、付加信号の情報は、
受話信号の情報に埋もれてしまっている。従って、従来
のＮチャネルエコーキャンセラでは、入力された処理信
号から付加信号の情報を効果的に抽出し利用することが
困難であった。

【００１５】そこで、この発明ではエコーキャンセラ
に、付加信号の情報を直接与えられるようにする。図５
はこの発明による多チャネル音響エコー消去装置の原理
構成を示すブロック図である。この発明による装置にお
いても、それぞれ受話チャネルに対応して付加信号生成
部301₁〜301_Nと、加算器501₁〜501_Nとが設けられ、それ
ぞれの送話チャネルに対応してマイクロホン16₁〜16_Mと
エコーキャンセラ40₁〜40_Mが設けられており、受話信号
x₁(k)〜x_N(k)と付加信号a₁(k)〜a_N(k)とが加算器501₁〜
501_Nで加算され、加算結果（処理信号）x₁'(k)〜x_N'(k)
がスピーカ12₁〜12_Nに与えられる点は図１の従来の構成
と同様である。

【００１６】異なる点は、加算前の受話信号x₁(k)〜x
_N(k)と加算前の付加信号a₁(k)〜a_N(k)がそれぞれ送話チ
ャネルに対応して設けられた個別利用型エコーキャンセ
ラ40₁〜40_Mに与えられ、それらに基づいて各送話チャ
ネルのエコー信号y₁(k)〜y_M(k)を推定していることであ
る。つまり従来の図４では受話信号x₁(k), x₂(k), …,x
_N(k) に、対応するチャネルの付加信号a₁(k), a₂(k),
…, a_N(k) をそれぞれ加算してから、それらの加算結果
（即ち前処理された信号）を図３に示すように送話チャ
ネルのエコーキャンセラ22₁〜22_Mに与えて疑似エコー信
号を生成していたが、この発明では、図５に示すよう
に、付加信号の加算を行う前に、個別利用形エコーキャ
ンセラ40₁, 40₂, …, 40_Mへ受話信号x₁(k), x₂(k),
…, x_N(k) と付加信号a₁(k), a₂(k), …, a_N(k) とを個
別に入力し、それらとは別に受話信号x_i(k)（i=1,2,…,
N）と付加信号a_i(k) との加算処理を加算器501_iで行
い、スピーカ12_iから再生される。従って、聴感上の理
由により、付加信号の大きさが制限されていたとして
も、個別利用形エコーキャンセラ40₁, 40₂, …, 40_Mで
は、従来構成において受話信号に埋もれてしまっていた
付加信号の情報を直接利用することができ、エコー消去
性能を改善することができる。

【００１７】図５に示した構成に適した付加信号の性質
としては、受話信号x_i(k) と付加信号a_i(k) とを個別に
扱える利点を活かすことが要求される。つまり、付加信
号a_i(k) が受話信号x_i(k) と相関のある成分を多く含ん
でいたのでは、付加信号を個別に処理したとしても、処
理結果には受話信号x_i(k) の影響が含まれる。従って、
全受話チャネルの受話信号x_i(k), …, x_N(k)の組と全チ
ャネルの付加信号a₁(k), …, a_N(k)の組とは、できるだ
け互いに相関が小であることが望ましい。そこで、付加
信号の生成方法に関しては、全チャネルの受話信号と相
互相関の低い、つまり零に近い低相互相関信号を受話チ
ャネル数生成し、これらを付加信号として割り当てる。

【００１８】あるいは、全チャネルの付加信号の組の中
で、個々の付加信号が相互に高い相関を持っていると、
従来法において、受話信号間の相関が高い場合と同様な
理由で、エコー消去性能の改善が制限されると考えられ
る。そこで、付加信号の生成方法として、上記低相互相
関信号に代わりに、全チャネルの受話信号と相互相関が
低く（零に近く）、かつ、互いに相互相関の低い（零に
近い）信号を低相互相関信号として受話チャネル数生成
し、これらを付加信号として割り当てる。付加信号生成次に低相互相関の付加信号を生成する方法について説明
する。通常の音声信号をx(k)とし、期待値を

【００１９】

【数１】

【００２０】と表すことにする。この期待値について次
式 E[x²(k)]｜_x(k)>0＝E[x²(k)]｜_x(k)<0 (4) が近似的に成り立つので、x(k)とその絶対値｜x(k)｜は
近似的に無相関、即ち、任意の時間差ｎに対して、近似
的に E[x(k)｜x(k−n)｜]＝０ (5) が成り立つ。従って、i＝1,2,…,N をそれぞれ受話チャ
ネルにつけた番号とすると、各受話チャネルの受話信号
x_i(k) とその絶対値信号｜x_i(k)｜とは互いに相関が低
い。また、任意の２つの受話チャネルの受話信号x_i(k)
とx_j(k) が互いに相関が高い場合、絶対値信号｜x_i(k)
｜及び｜x_j(k)｜も互いに相関が高いが、どの受話チ
ャネルの受話信号x_i(k) も、どの他の受話チャネルの絶
対値信号｜x_j(k)｜との相関が低くなると考えられる。
そこで、各受話チャネル毎の調整係数をα_iとしてα_i
｜x_i(k)｜を生成し、これを低相互相関信号、つまり付
加信号として用いる。調整係数α_i はスピーカからの再
生音中の付加信号成分が耳障りとならない範囲でできる
だけ大きな値に選ぶのが適応フィルタ係数を短時間で収
束させる上で好ましい。付加信号生成方法(1) 受話信号x₁(k)〜x_N(k)が互いに相関が高い場合、前記各
低相互相関信号α_i｜x _i(k)｜は、互いに相関が高くな
り、エコー消去性能の改善が制限されると考えられる。
そこで、各受話チャネルにおいて、受話信号の絶対値を
とり、原受話信号の符号が変わる時点である零クロスを
検出し、各受話チャネル毎に異なる規則により、上記検
出点と同期して上記絶対値信号に正または負の符号を与
えた後、調整係数を乗じることで低相互相関信号を得
る。

【００２１】ここで、絶対値信号に正または負の符号を
与える方法として次のような方法がある。１つの受話チ
ャネルにおいて、零クロス検出点をカウントし、予め決
めたカウント数Ｃ毎に零クロス点で絶対値信号に与える
符号の正負を入れ換える。この規則に従い、他の各受話
チャネルにおいても同様に予め決めた異なるカウント値
Ｃ毎に零クロス点で絶対値信号に与える符号の正負を反
転する。但し、カウント値Ｃは０又は２以上の整数であ
り、Ｃ＝０とは、符号を固定することを意味することに
する。このようにすると、それぞれの受話信号x₁(k) 〜
x_N(k) が互いに相関が高い場合でも、先の場合と異な
り、得られる各低相互相関信号は互いに相関が低くな
る。

【００２２】図６Ａ〜６Ｄは、絶対値信号に上記規則に
より、符号を与えた例である。図６Ａは原信号であり零
交差ごとに符号が替るからＣ＝１でありその絶対値信号
は図６Ｂに示すように、符号が変化せず、Ｃ＝０であ
る。Ｃ＝２とすると図６Ｃに示すように零交差を２回行
うごとに、符号が替り、Ｃ＝３とすると図６Ｄに示すよ
うに零交差を３回行う毎に符号が替る。これら図６Ａ〜
６Ｄに示す信号は原信号を含めて全てが互いに無相関に
なっていることが分かる。以下ではＣの値を符号切り替
え周期と呼ぶことにする。付加信号生成方法(2) 更に別の低相互相関信号を生成する方法を記す。即ち各
受話チャネルにおいて、受話信号の絶対値をとり、唯一
つの受話チャネルについては非零、その他の受話チャネ
ルについては零、となる調整係数を上記各絶対値信号に
乗じることで低相互相関の付加信号を得る。非零の調整
係数を与える受話チャネルの選び方としては、時間と共
に周期的に、あるいはランダムに切替える方法や、信号
レベルの大きい受話チャネルを優先させる等の方法があ
る。この方法では、常時、唯一つの受話チャネルにし
か、有効な付加信号が加えられないので、精度良い疑似
エコーを生成するまでの時間は、先の方法(1) よりも長
いと考えられるが、他の受話チャネルの付加信号が零で
あることを考慮した演算の削減が可能となる等の利点が
ある。

【００２３】この様に、この発明では多チャネルの受話
信号間の相互相関を変動または低下させるために各受話
信号に加える付加信号を、受話信号とは加算せず別個
に、疑似エコーの推定に利用できるようにしたため、付
加信号に含まれる無相関成分を効果的に利用した推定精
度の高い疑似エコーの生成が可能となる。個別利用形エコーキャンセラ図７は、図５における個別利用形エコーキャンセラ40_m
(m=1,2,…,M)の実施例である。この構成において、各送
話チャネル毎に、受話端子11₁, 11₂, …, 11_Nからの受
話信号x₁(k)〜x_N(k)はそれぞれ受話信号用適応フィルタ
401₁, 401₂, …, 401_Nへ入力される。この発明では付加
信号用適応フィルタ402₁〜402_Nがそれぞれの受話チャネ
ルに対応して設けられ、付加信号生成部301₁〜301_Nの出
力端子18 ₁, 18₂, …, 18_Nの付加信号a₁(k)〜a_N(k)が付
加信号用適応フィルタ402₁, 402₂, …, 402_Nへ、それぞ
れ入力される。各適応フィルタ401₁, …, 401_Nと402₁,
…, 402_Nの各出力の総和が加算器403 でとられて疑似エ
コーy_m'(k)とされ、マイクロホン16_mに収音される音響
エコーy_m(k) から、この疑似エコーy_m'(k)を差回路404
で差し引くことで、エコー消去を実現する。また、この
実施例及び以下の実施例において、音響エコーy_m(k) か
ら疑似エコーy_m'(k)を差し引いて得られる誤差信号e
_m(k) に対し、重み付け部411 で適当な異なる２つの重
み係数w₁, w₂を与えて２つの重み付き誤差信号w₁e_m(k),
w₂e_m(k)を生成し、前者を適応フィルタ401₁, …, 401
_Nに与え、後者を適応フィルタ402₁, …, 402_Nに与え
る。適応フィルタ401₁〜401_N及び402₁〜402_Nは、重み付
き誤差信号w₁e_m(k)及びw₂e_m(k)と入力信号x₁(k)〜x_N(k)
及びa₁(k)〜a_N(k)に基づいて、現在設定されているフィ
ルタ係数に対し、周知のNLMSアルゴリズム等により誤差
信号e_m(k)が最少となるようなフィルタ係数ベクトルを
計算し、これによって適応フィルタの各フィルタ係数を
更新し、次の入力に備える。フィルタ係数更新の具体的
演算方法は後述する。

【００２４】上記各受話信号用適応フィルタ401₁, …,
401_Nと、上記各付加信号用適応フィルタ402₁, …, 402_N
とにフィードバックする、上記誤差信号に対する重み付
けは、例えば電力の大きい上記各受話信号に対して小さ
な重み係数w₁を与え、電力の小さい上記各付加信号に対
して大きな重み係数w₂を与えるようにする。この様に、
図７に示した個別利用形エコーキャンセラの疑似エコー
生成において、受話信号に関する情報と、付加信号に関
する情報とを異なる重み付けにより処理することで、疑
似エコーの精度を制御できる利点がある。実際には、図
５において受話信号に付加信号を加えた処理信号をスピ
ーカから再生する際、付加信号が聴感に及ぼす影響を許
容できる範囲に調整する必要があり、受話信号に対して
付加信号は小さいことが多い。この様な場合、上記のよ
うな重み付け処理により、小さい付加信号に関する情報
を効果的に利用できる。しかしながら、この発明の原理
的構成としては、図７において、w₁=w₂ としてもよい。
即ち、重み付け部411 を省略し、同じe_m(k) を適応フィ
ルタ401₁〜401_Nと402₁〜402_Nに与えてもよい。以下の他
の変形実施例についてもすべて同様のことがいえる。エコーキャンセラの変形実施例１図８は図５における個別利用形エコーキャンセラ40_m(m
=1,…,M)に適用される図７のエコーキャンセラに代わる
実施例を示す。図７の実施例では、各Ｎチャネルエコー
キャンセラ40_m において、受話信号用の適応フィルタ40
1₁〜401_Nと付加信号用の適応フィルタ402₁〜402_Nを別々
に設け、別々に処理する場合を示したが、図８に示すよ
うに、付加信号a₁(k)〜a_N(k)と受話信号x₁(k)〜x_N(k)と
を別の処理を行ってから合成し、得られたＮ個の合成信
号x"₁(k)〜x"_N(k)をＮ個の適応フィルタ401₁〜401_Nで処
理してもよい。

【００２５】即ち、図８に示すように、受話信号x₁(k)
〜x_N(k)はそれぞれ乗算器412₁〜412_Nにより利得係数g₁₁
〜g_1Nが乗算され、g₁₁x₁(k)〜g_1Nx_N(k)とされる。付加
信号a₁(k)〜a_N(k)はそれぞれ乗算器410₁〜410_Nにより利
得係数g₂₁〜g_2Nが乗算されg₂₁a ₁(k)〜g_2Na_N(k)とされ
る。付加信号に対する利得係数g₂₁〜g_2Nは、対応する再
生チャネルの受話信号に対する利得係数g₁₁〜g_1Nより大
きい値とされている。これらの乗算結果は対応する再生
チャネル毎に加算器412₁〜412_Nにより加算され、Ｎ個の
合成処理信号{g₁₁x₁(k)+g₂₁a₁(k)}, {g₁₂x₂(k)+g₂₂a
₂(k)}, …, {g_1Nx_N(k)+g_2Nx_N(k)}としてＮ個の適応フィ
ルタ401₁〜401_Nにそれぞれ入力される。

【００２６】適応フィルタ401₁〜401_Nの出力の総和が加
算器403 でとられ、その総和が疑似エコーy'_m(k)として
減算器404 に与えられ、音響エコー信号y_m(k)から減算
れ、誤差e_m(k)を生成する。誤差e_m(k)は適応フィルタ40
1₁〜401_Nにフィードバックされ、誤差e_m(k)と加算器412
₁〜412_Nからの合成処理信号{g₁₁x₁(k)+g₂₁a₁(k)}, {g ₁₂
x₂(k)+g₂₂a₂(k)}, …, {g_1Nx_N(k)+g_2Nx_N(k)}とに基づい
て適応フィルタ401₁〜401_Nのフィルタ係数が更新され
る。

【００２７】図８の実施例で重要なことは、各スピーカ
12_n (n=1,…,N)で再生される処理信号x'_n(k)の成分とし
ての付加信号a_n(k)と受話信号x_n(k)のレベル比より、各
合成処理信号における付加信号成分g₂na_n(k)と受話信号
成分g_1nx_n(k)のレベル比を大きくしていることである。
即ち、スピーカ12_n からの再生音中の付加信号成分a
_n(k)は、耳障りとならない程度に小さくする一方、合成
処理信号{g_1nx_n(k)+g_2na_n(k)}中の無相関信号である付
加信号成分g_2na_n(k)のレベルを十分大きくすることによ
り、適応フィルタ401_nのフィルタ係数を短時間で収束さ
せることができることである。エコーキャンセラの変形実施例２図９は図５に示した各個別利用形エコーキャンセラ40_m
の図７に代わる他の実施例を示す。図７に示したと同様
に各送話チャネル毎に、全受話チャネルに対応した受話
信号用適応フィルタ401₁, 401₂, …, 401_N及び付加信号
用適応フィルタ402₁, 402₂, …, 402_Nが設けられ、それ
らに対し、それぞれ対応する各受話信号及び各付加信号
を入力し、加算器403 によりこれら全適応フィルタ401₁
〜401_N,402₁〜402_Nの出力の総和y'_m(k)を得る。マイク
ロホンに収音される音響エコーy_m(k) から、この加算器
403 の出力y'_m(k)を差し引き、誤差信号e_m(k) を得、重
み付け部411 でこの誤差に異なる重み係数w₁及びw₂を与
えて重み付き誤差信号w₁e_m(k)及びw₂e_m(k)を生成し、前
者を適応フィルタ401₁, …, 401_Nに与え、後者を適応
フィルタ402₁, …, 402_Nに与える。適応フィルタ401₁〜
401_N及び402₁〜402_Nは、与えられた信号w₁e_m(k)及びw₂e
_m(k)に基づいてNLMSアルゴリズム等によりフィルタ係数
を更新し、次の入力に備える。この実施例においては、
誤差信号e_m(k) は適応フィルタ401₁〜401_N及び402₁〜40
2_Nのフィルタ係数を決定するために使用されるだけで、
エコー消去結果としては出力されない。

【００２８】この実施例では、受話信号x₁(k)〜x_N(k)と
付加信号a₁(k)〜a_N(k)を互いに対応する受話チャネル毎
に加算する加算器406₁〜406_Nと、それら加算器406₁〜40
6_Nの加算結果をそれぞれ与えるエコー消去用フィルタ40
5₁〜405_Nと、そのエコー消去用フィルタ405₁〜405_Nの出
力を加算し、疑似エコー信号y"_m(k)を得る加算器407
と、エコー信号y_m(k)から疑似エコー信号y"_m(k)を減算
することによりエコーを消去し、その残差を送話チャネ
ルの出力とする減算器408 とが更に設けられている。加
算器406₁〜406_Nはそれぞれ対応する受話チャネルの受話
信号x₁(k)〜x_N(k)と付加信号a₁(k)〜a_N(k)を加算するも
のであり、図５における加算器501₁〜501_Nの加算結果で
ある処理信号x'₁(k)〜x'_N(k)と同じものである。従っ
て、各個別利用形エコーキャンセラ40₁〜40_Mに加算器40
6₁〜406_Nを設けず、図５における加算器501₁〜501_Nの出
力である処理信号x'₁(k)〜x'_N(k)を各エコーキャンセラ
40_m(m=1,…,M)のエコー消去用フィルタ405₁〜405_Nに与
えてもよい。後述の実施例についても同様のことがいえ
る。

【００２９】通常では、受話信号x₁(k)〜x_N(k)間の相関
より付加信号a₁(k)〜a_N(k)間の相関の方が小さいので、
適応フィルタ402₁〜402_Nのフィルタ係数は適応フィルタ
401₁〜401_Nのフィルタ係数より精度よくかつ短時間に収
束していくことが期待される。従って、この実施例で
は、例えば誤差信号e_m(k)のパワーがエコー信号y_m(k)の
パワーより十分小さくなったら、適応フィルタ402₁〜40
2_Nのフィルタ係数がある程度収束したと判断し、付加信
号用適応フィルタ402₁〜402_Nのフィルタ係数をエコー消
去用フィルタ405₁〜405_Nに転送して使用する。

【００３０】そのために、短時間平均電力算出部413 と
転送制御部414 が設けられている。短時間平均電力算出
部413 は誤差信号e_m(k)とエコー信号y_m(k)が与えられ、
例えば１フレーム区間以内の所定長にわたるパワーの平
均値Pe_m(k)及びPy_m(k)を算出する。これらの値は転送制
御部414 に与えられ、転送制御部414 はこれらの値の比
Pe_m(k)/Py_m(k)を求め、フィルタ係数の転送条件とし
て、その比が予め決めた値（例えば1/4）以下であるか
判定し、満足していれば適応フィルタ402₁〜402_Nのフィ
ルタ係数をエコー消去用フィルタ405₁〜405_Nに転送する
よう転送制御信号TCを適応フィルタ402₁〜402_Nに与え、
フィルタ係数の転送を行う。それ以降も常に比Pe_m(k)/P
y_m(k)を計算し、前述の転送条件が満足された場合のみ
適応フィルタ402₁〜402_Nのフィルタ係数をエコー消去用
フィルタ405₁〜405_Nに転送する。必要であれば、転送条
件として受話信号レベル、例えば全受話信号の短時間平
均電力の総和が所定値以上であることも必要条件として
加えてよい。

【００３１】これらエコー消去用フィルタ405₁, …, 40
5_Nの出力は加算器407 により加算され、それらの総和を
疑似エコーy"_m(k)として得る。音響エコーy_m(k) から、
この疑似エコーy"_m(k)を引算器408 で差し引くことで、
エコー消去された信号が得られる。エコーキャンセラの変形実施例３図１０は、図５における個別利用型エコーキャンセラ40
_mの他の実施例を示す。前述のように、図９の実施例で
は、急速に収束することが予測される付加信号用適応フ
ィルタの係数をエコー消去用フィルタに転送することに
より、エコー消去用フィルタにより生成される疑似エコ
ー信号y"_m(k)を図７の実施例と比べてより短時間のうち
にエコー信号y_m(k)に近づけ、従って、エコー消去の効
果を、より短時間で表すことができる。この付加信号用
適応フィルタ402₁〜402_Nのフィルタ係数は、同じ経過時
点ｋに対し、受話信号用適応フィルタ401₁〜401_Nのフィ
ルタ係数より精度よく、真の反響路インパルス応答（ベ
クトル）h₁(k), h₂(k),…,h_N(k)（以下の説明文中にお
いてもインパルス応答ベクトル、即ち係数ベクトル、を
太字でなく表記するが式中においては太字で表記するこ
とにする）を近似していると推定される。言い換えれ
ば、適応フィルタ401₁〜401_N, 402₁〜402_Nのフィルタ係
数は、これらの出力の総和y'_m(k)とエコー信号y_m(k)の
差e_m(k)に基づいて適応アルゴリズムにより求めている
ので、受話信号用適応フィルタ401₁〜401_Nのフィルタ係
数は、現在得られている付加信号用適応フィルタ402₁〜
402_Nのフィルタ係数の誤差に寄与していると考えること
ができる。そこで、図１０の変形実施例では、精度の高
い付加信号用適応フィルタ係数を受話信号用適応フィル
タにも転送して利用するように構成されている。

【００３２】図１１のエコーキャンセラ40_m は図５に示
したように各送話チャネルに対応して設けられ、図９の
場合と同様に、各受話信号及び各付加信号用に個別に設
けられた適応フィルタ401₁, 401₂, …, 401_N及び402₁,
402₂, …, 402_Nへ、それぞれ対応する各受話信号x₁(k)
〜x_N(k)及び各付加信号a₁(k)〜a_N(k)を入力し、各適応
フィルタの出力の総和y'_m(k)を得る。マイクロホンに収
音される音響エコーy_m(k)から、この適応フィルタ出力
の総和y'_m(k)を差し引き、誤差信号e_m(k)を得る。この
誤差信号e_m(k)を重み付け部411 で重み係数w₁, w₂によ
り重み付けした誤差信号w₁e_m(k), w₂e_m(k)を生成し、適
応フィルタ401₁〜401_N及び402₁〜402_Nにそれぞれフィー
ドバックし、適応フィルタを更新し、次の入力に備え
る。

【００３３】実際のエコー消去は、付加信号用の適応フ
ィルタの係数を対応する各エコー消去用フィルタ403₁,
403₂, …, 403_Nに転送し、これらエコー消去用フィルタ
に各受話チャネルごとに受話信号と付加信号の和を入力
し、エコー消去用フィルタの総和を疑似エコーy"_m(k)と
して得、音響エコーy_m(k)から、この疑似エコーy"_m(k)
を差し引くことで、エコー消去を実現する。付加信号用
の適応フィルタの係数を、対応する各エコー消去用フィ
ルタ405₁, 405₂, …, 405_Nに転送すると同時に、各受話
信号用に設けられた適応フィルタ401₁, 401₂, …, 401_N
にも転送して使用するので、適応フィルタ全体の精度を
高めることができる。

【００３４】係数転送の条件は、図９の実施例の場合と
同じでよい。図９の場合と同様に、短時間平均電力算出
部413 で算出した誤差信号のパワーPe_m(k)と音響エコー
のパワーPy_m(k)に基づいて転送制御部414 が転送条件を
満たすか判定し、満たせば転送制御信号TCを適応フィル
タ402₁〜402_Nに与え、フィルタ係数を適応フィルタ401₁
〜401_Nと405₁〜405_Nの両者に転送する。この変形実施例
では、受話信号用適応フィルタ401₁〜401_Nは、フィルタ
係数の転送を受けると、それらのフィルタ係数から新た
に更新が開始される。エコーキャンセラ変形実施例４図１１は、図５における個別利用型エコーキャンセラの
更に他の変形実施例を示す。前述の図９では、一般に、
受話信号x₁(k)〜x_N(k)間の相関が大きいため、低相関の
付加信号が与えられる適応フィルタ402₁〜402_Nの係数が
受話信号用適応フィルタ401₁〜401_Nのフィルタ係数より
急速に、かつ高精度に収束するという前提で、付加信号
用適応フィルタ402₁〜402_Nの係数をエコー消去用フィル
タ405₁〜405_Nに転送する構成とした。しかしながら、受
話信号x₁(k)〜x_N(k)は必ずしも常に相関が大であるとは
限らない。全く異なる複数の音源からの信号が多チャネ
ルの受話信号として与えられた場合、受話信号間の相関
は十分小さくなる場合もある。その場合は、受話信号用
適応フィルタの係数が高速に収束し、高い精度で得られ
ることが期待される。そこで、図１１の変形実施例にお
いては、受話信号x₁(k)〜x_N(k)間の最大の相関値を計算
し、最大相関値が所定値より大きければ図９の実施例と
同様に付加信号用適応フィルタの係数をエコー消去用フ
ィルタに転送し、所定値以下であれば、受話信号用適応
フィルタの係数をエコー消去用フィルタに転送する。

【００３５】図１１のエコーキャンセラ40_m は、図５に
示したように各送話チャネル毎に設けられ、図９と同様
に、受話信号x₁(k)〜x_N(k)及び付加信号a₁(k)〜a_N(k)用
に個別に設けられた適応フィルタ401₁〜401_N及び402₁〜
402_Nへ、それぞれ対応する受話信号x₁(k)〜x_N(k)及び付
加信号a₁(k)〜a_N(k)を入力し、これら全適応フィルタの
出力の総和y'_m(k)を加算器403 により得る。マイクロホ
ンに収音される音響エコーy_m(k)から、この適応フィル
タ出力の総和y'_m(k)を差し引き、誤差信号e_m(k)を得、
この誤差信号e_m(k)に重み付け部411 で重み係数w₁, w₂
をつけて生成した信号w₁e_m(k), w₂e_m(k)を適応フィルタ
401₁〜401_Nと402₁〜402_Nにフィードバックし、これら適
応フィルタの係数を更新し、次の入力に備える。

【００３６】図９の構成と異なる点として、実際のエコ
ー消去は、相関判定部430 において上記受話信号x₁(k)
〜x_N(k)間の相関を全ての組み合わせについて求め、上
記受話信号間の相関の最大値が所定値より大きい場合
は、上記付加信号a₁(k)〜a_N(k)を入力とする適応フィル
タ402₁〜402_Nの係数を、対応する受話チャネルごとに上
記処理信号x'₁(k)〜x'_N(k)を入力とするエコー消去用フ
ィルタへ転送し、上記受話信号間の最大相関値が所定値
と比べて小さい場合は、上記各受話信号を入力とする適
応フィルタ401₁〜401_Nの係数を、処理信号x'₁(k)〜x'
_N(k)を入力とするエコー消去用フィルタ405₁〜405_Nへ転
送するよう転送選択制御信号TSを転送制御部414 に与え
る。転送制御部414 は、前述と同様に転送条件が満たさ
れると、転送選択制御信号TSに従って付加信号用適応フ
ィルタ402₁〜402_Nの係数を転送する場合は、転送制御信
号TC₂を適応フィルタ402₁〜402_Nに与え、受話信号用適
応フィルタ401₁〜401_Nの係数を転送する場合は転送制御
信号TC₁を適応フィルタ401₁〜401 _Nに与える。転送され
たフィルタ係数が設定されたエコー消去用フィルタ405₁
〜405_Nに各受話チャネルごとに受話信号x₁(k)〜x_N(k)と
付加信号a₁(k)〜a_N(k)の和である処理信号x'₁(k)〜x'
_N(k)を入力し、エコー消去用フィルタ405₁〜405_Nの出力
の総和y"_m(k)を疑似エコーとして得、音響エコーy_m(k)
から、この疑似エコーy"_m(k)を差し引くことで、エコー
消去を実現する。

【００３７】図１０の方法では、受話信号x₁(k)〜x_N(k)
間の相関が小さい場合は、付加信号より受話信号の方が
レベルが大きいため、受話信号用の適応フィルタの精度
の方がよくなることを利用し、性能改善を図っている。エコーキャンセラ変形実施例５図１２は、個別利用型エコーキャンセラの更に他の構成
を示す実施例である。この構成において、図９の構成と
同様に、各受話信号及び付加信号用に個別に設けられた
適応フィルタ401₁〜401_N及び402₁〜402_Nへ、それぞれ対
応する各受話信号x₁(k)〜x_N(k)及び各付加信号a₁(k)〜a
_N(k)を入力し、全適応フィルタの出力の総和y"_m(k)を
得、マイクロホンに収音される音響エコーy_m(k)から、
この適応フィルタ出力の総和y'_m(k)を差し引き、誤差信
号e_m(k)を得る。この誤差信号e_m(k)を重み付け部411 で
係数w₁, w₂により重み付けして信号w₁e_m(k)及びw₂e_m(k)
を生成し、適応フィルタ401₁〜401_N及び402₁〜402_Nにフ
ィードバックし、適応フィルタの係数を更新し、次の入
力に備える。

【００３８】図９の構成と異なる点として、実際のエコ
ー消去は、図１１の実施例と同様に相関判定部480 にお
いて上記受話信号x₁(k)〜x_N(k)間の相関を求め、上記受
話信号間の相関が所定値より大きい場合は、上記付加信
号を入力とする適応フィルタ402₁〜402_Nの係数を、対応
する受話チャネルごとに上記処理信号を入力とするエコ
ー消去用フィルタ405₁〜405_N及び上記受話信号を入力と
する各適応フィルタ401₁〜401_Nへ転送し、上記受話信号
間の相関が所定値より小さい場合は、上記各受話信号を
入力とする各適応フィルタ401₁〜401_Nの係数を、対応す
る受話チャネルごとに上記処理信号を入力とするエコー
消去用フィルタ405₁〜405_N、及び上記付加信号を入力と
する各適応フィルタ402₁〜402_Nへ転送する制御を行う転
送選択信号TSを転送制御部414 に与える。

【００３９】転送制御部414 は、転送条件が満足されて
いる場合、与えられた転送選択信号TSに従って、付加信
号用適応フィルタ402₁〜402_Nの係数を転送する場合は、
転送制御信号TC₂を適応フィルタ402₁〜402_Nに与え、受
話信号用フィルタ401₁〜401_Nの係数を転送する場合は転
送制御信号TC₁を適応フィルタ401₁〜401_Nに与える。エ
コー消去用フィルタ405₁〜405_Nに対応する受話チャネル
の受話信号x₁(k)〜x_N(k)と付加信号a₁(k)〜a_N(k)の和
（即ち、処理信号）x'₁(k)〜x'_N(k)を入力し、エコー消
去用フィルタ405₁〜405_Nの出力の総和y"_m(k)を疑似エコ
ーとして得る。音響エコーy_m(k)から、この疑似エコー
y"_m(k)を差し引くことで、エコー消去を実現する。この
実施例は、図１０及び１１の両方の利点を併せ持つのみ
ならず、受話信号用適応フィルタから付加信号用適応フ
ィルタへのフィルタ係数の転送を可能とし、より精度の
高いフィルタ係数を得ることができる。

【００４０】図１３は図１１及び１２の実施例における
相関判定部430の構成例を示す。この相関判定部430は、
各チャネルの受話信号間の相互相関を、上記適応フィル
タのタップ数Ｌ程度に区切られたフレーム幅ごとのサン
プル点に対し評価するものである。受話信号x₁(k)〜x
_N(k)は常に例えば現時点ｋから過去に遡って２フレーム
長（即ち、時点k, k-1, …, k-L+1, k-L, …, k-2L+1）
分の信号サンプルがバッファ431 に保持されている。フ
レーム切り出し部432 は各受話チャネルについてバッフ
ァ431 内の受話信号から過去に遡って連続するＬ個のサ
ンプルx_n(k), x _n(k-1),…, x_n(k-L+1)からなる受話信号
系列をベクトルx_n(k)（n=1,2,…,N）として切り出す。
なお、受話信号ベクトルは以下の式中においては太字で
表しているが、当業者には区別可能なので、以下の説明
文中においては受話信号ベクトルを太字でなく、標準フ
ォントで表記することにする。内積演算部433 は全チャ
ネルのうち、評価すべき２つチャネル（n=i及びn=jとす
る）を選択し、それらの信号系列ベクトル、例えばx
_i(k)とx_j(k)の内積をまず計算する。正規化部434 はこ
の内積結果xi^T(k)・xj(k)を、評価すべき２つの信号系列
ベクトルの大きさで除算し、相互相関評価量E_C、例えば
次式

【００４１】

【数２】

【００４２】で得る。ただし、式(6) のままでは、時間
軸上で互いにずれた位置で互いに相関が高い信号同士で
あった場合、適切な評価量が得られない。そこで、一方
のベクトル、例えばx_j(k)の時間ｋをk-1,k-2,…,k-Lと
１フレームにわたって順次ずらす毎に、上記の相互相関
評価量E_Cを計算することにより、時間差を持つ相関の大
きい信号を評価する。相関評価部435 は、以上のように
して、全チャネルにおいて、全ての受話信号の組み合わ
せ(i,j) について計算された相互相関評価量E_Cを比較
し、これらのうちの最大値を、システム全体の評価量と
して採用する。転送選択部436 は、少なくとも１組の受
話信号間の相互相関評価量E_Cが所定値より大きい場合
は、各付加信号用の適応フィルタ402₁〜402_Nの係数の方
が、各受話信号用の適応フィルタ401₁〜401_Nよりも、精
度よく収束するものと判定し、各付加信号用の適応フィ
ルタ係数を他のフィルタ401₁〜401_N及び405₁〜405_Nへ転
送させ、所定値より大きい相関評価量がなければ、受話
信号用適応フィルタ401₁〜401_Nの係数をフィルタ402₁〜
402_N及び405₁〜405_Nに転送させる転送選択信号TSを転送
制御部414 に与える。コンピュータによる発明の実施例上述したこの発明による多チャネル音響エコー消去装置
は、それを構成する各部を与えられた受話信号x₁(k)〜x
_N(k)と、マイクからの音響エコー信号y₁(k)〜y _M(k)に対
し、例えばコンピュータによるデータ処理として実現し
てもよい。その場合は、前述の実施例で示した各部の処
理をプログラムとして記述し、予め記録媒体に記憶して
おき、使用時にその記録媒体から読み出したプログラム
をコンピュータで実行する。そのような構成例を図１４
に示す。図１４に示す音響エコー消去装置として動作す
るコンピュータ100 は、ごく一般的な構成のコンピュー
タであり、ＣＰＵ（中央処理装置）110 , ＲＡＭ120 、
ハードディスク130 、インターフェイス140 などがバス
150 を介して互いに接続されて構成されている。この発
明のエコー消去を実行するプログラムは、例えばハード
ディスク130 に予め格納されており、動作時にそのプロ
グラムがＲＡＭ120 に読み込まれ、そのプログラムに従
ってＣＰＵ110 が処理を実行する。受話信号x₁(k)〜x
_N(k)とマイクロホンからのエコー信号y₁(k)〜y_M(k)はI/
Oインタフェース部140 を介して取り込まれ、前述した
エコー消去の処理を受け、エコー消去された残差信号e₁
(k)〜e_M(k)がI/Oインタフェース140 を介して出力され
る。エコー消去を行うプログラムは外部記憶装置170 と
しての任意の記録媒体170 に記録しておき、そこから記
憶装置のドライバ160 によりＲＡＭ120 に読み込んで実
行してもよい。

【００４３】２チャネルの場合の実現例ここでは、前述したこの発明の多チャネルエコー消去装
置の実施例を代表して図９の例を、受話２チャネル、送
話１チャネルのシステムとして、付加信号の生成、適応
フィルタの動作、誤差の重み付けについて、図１５を参
照しながら、より具体的に記述する。

【００４４】図１５において、図５及び９と対応する部
分に同一符号を付けてある。「付加信号の生成」２チャネル受話信号x₁(k), x₂(k)に
対する付加信号を生成する。符号切り替え周期Ｃが与え
られたとき、零クロス点の計数Ｃ毎に符号反転を与える
符号係数をσ_C で表すことにする。σ_C＝１，−１であ
る。まず、受話チャネル１に対しては、符号切替周期
Ｃ＝０として、符号を固定し、調整係数をα₁ として、
付加信号α₁｜x₁(k)｜を得る。また、受話チャネル２に
対しては、符号切替周期Ｃ＝２として、x₂(k) の零クロ
ス検出点数２個毎に、符号係数σ_C の値を１と−１とで
交互に切替え、調整係数をα₂ として、付加信号をα₂
σ_C｜x₂(k)｜を得る。ここで、符号切替周期Ｃ＝２の場
合には、上記の符号切替えのタイミング検出において、
零クロス点の数をカウントする代わりに、x₂(k) の符号
が正から負へ変化する時刻、または負から正へ変化する
時刻に同期して符号を切替えることもできる。「適応フィルタの動作」適応フィルタの動作を述べるに
あたり、信号をベクトル化する。即ち受話信号ベクトル
を以下の説明文中ではx₁(k)，x₂(k)、付加信号ベクトル
α₁x^- ₁(k),α₂x ^- ₂(k)、と表記する。ただし式中におい
てはベクトルを太字で表記している。ここで、ｘ₁(k)＝[x₁(k)，x₁(k-1)，…，x₁(k-L+1)]^T (7) ｘ₂(k)＝[x₂(k)，x₂(k-1)，…，x₂(k-L+1)]^T (8) ｘ^- ₁(k)＝[|x₁(k)|，|x₁(k-1)|，…，|x₁(k-L+1)|]^T (9) ｘ^- ₂(k)＝[σ_C|x₂(k)|，σ_C|x₂(k-1)|，…，σ_C|x₂(k-L+1)|]^T (10) でありＴはベクトルの転置を表す。Ｌは、適応フィルタ
のタップ数であり、x₁(k)，x₂(k)を入力とする適応フィ
ルタ401₁，401₂の係数ベクトルをそれぞれh∧₁(k), h∧
₂(k)とし、α₁x^- ₁(k)，α₂x^- ₂(k)を入力とする適応フィ
ルタ402₁，402₂の係数ベクトルをそれぞれh^- ₁(k)，h
^- ₂(k)とする。また、２つのスピーカ、マイクロホン間
の伝達特性であるインパルス応答を、長さＬの真の音響
エコー経路ベクトルh₁(k)，h₂(k)として、モデル化し、
以下の議論に用いる。

【００４５】まず、２つのスピーカからマイクロホンへ
と回り込む音響エコーy(k)であるが、

【００４６】

【数３】

【００４７】と表せる。適応フィルタ401₁，401₂，40
2₁，402₂では、この音響エコーの模擬y∧(k)を

【００４８】

【数４】

【００４９】と計算する。式(12)，(13)の対比から、各
適応フィルタの係数ベクトルは、ｈ∧₁(k) → ｈ₁(k) （14）ｈ∧₂(k) → ｈ₂(k) （15）ｈ^- ₁(k) → ｈ₁(k) （16）ｈ^- ₂(k) → ｈ₂(k) （17）と収束すべきであり、従って、理想的にはｈ^- ₁(k)=ｈ∧₁(k), ｈ^- ₂(k)=ｈ∧₂(k) である。しかしながら、x₁(k)，x₂(k)の間には、高い相
関があることが多く、従来法と同様に、相互のチャネル
間で影響し合うため、h∧₁(k)，h∧₂(k)の収束は停滞す
る。一方、α₁x^- ₁ ^T(k)，α₂x^- ₂ ^T(k)は、互いに相関が低
く、また、x₁(k)，x ₂(k)に対しても相関が低いので、h^-
₁(k)，h^- ₂(k)の収束に関しては、他のチャネルの信号の
影響を受けない。つまり、少なくともh^- ₁(k)，h^- ₂(k)の
係数は精度良く収束すると考えられる。従って、y'(k)
を疑似エコーとして用いても、ある程度の性能改善は期
待できるが、h∧₁(k)，h∧₂(k)の影響が疑似エコーの生
成に影響しないように、エコー消去用フィルタ405₁，40
5₂に、精度の良いh^- ₁(k)，h^- ₂(k)を係数ベクトルとして
それぞれ転送し、これらのエコー消去用フィルタ405₁，
405₂に、それぞれ、加算器406₁，406₂からのx₁(k)＋α₁
x^- ₁(k)及びx₂(k)＋α₂x^- ₂(k)、をそれぞれ入力し、それ
らの出力の和として、加算器407 から疑似エコーを生成
することで、疑似エコーの精度を高めることができる。
以下ではh^- ₁(k)，h^- ₂(k)をスピーカ121, 122からマイク
ロホン161 に至る反響路151₁, 151₂の真のインパルスレ
スポンスh₁(k)及びh₂(k)に対し第１の疑似反響路インパ
ルス応答と呼び、h∧₁(k)，h∧₂(k)を第２の疑似反響路
インパルス応答と呼ぶ。またこれら真の反響路151₁, 15
1₂に対し、適応フィルタ401₁, 401₂を第１の疑似反響路
と呼び、適応フィルタ402₁, 402₂を第２の疑似反響路と
呼ぶ。誤差の重み付け各適応フィルタの係数更新のために、音響エコーy(k)と
適応フィルタ出力y∧(k)との誤差信号e(k)をフィードバ
ックする際の、重み付け部414 による異なる重み付けの
方法について述べる。

【００５０】まず、各適応フィルタ係数ベクトルh∧
₁(k)，h∧₂(k)，h^- ₁(k)，h^- ₂(k)が、ＮＬＭＳアルゴリ
ズムにより、次式

【００５１】

【数５】

【００５２】に更新されるとする。ここで、調整係数は
α₁ ＝α₂ ＝αとした。また e(k)=y(k)−y'(k) であり、μはステップサイズと呼ばれるパラメータであ
る。式(18)に対し、μ＝１として、両辺に左から、

【００５３】

【数６】

【００５４】を掛けると、 y(k)＝y'(k)＋e(k)/(1+α²)＋α²e(k)/(1+α²) ＝y'(k)＋e(k) (20) となる。つまり、更新後の適応フィルタに再び時刻ｋに
おける入力信号を入力すれば、誤差信号e(k)が補償さ
れ、その出力の総和はy(k)と等しくなる。ここで、式(2
0)の中辺の第２及び第３項は式(18)の右辺第２項に式(1
9)を左から掛けたときの内積の和

【００５５】

【数７】

【００５６】から得られたものであり、式(20)の中辺第
２項が、x₁(k)，x₂(k)用の適応フィルタ係数ベクトルh
∧₁(k+1)，h∧₂(k+1)による補償分であり、中辺第３項
が、付加信号α₁x^- ₁(k)，α₂x^- ₂(k)用の適応フィルタ係
数ベクトルh^- ₁(k)，h^- ₂(k)による補償分であることがわ
かる。通常、αの値は小さく、例えば、α＝0.2 程度が
選ばれる。従って、式(18)は、収束精度が高いと期待さ
れているh^- ₁(k+1)，h^- ₂(k+1)よりも、受話信号間の相関
の影響を受け易いh∧₁(k+1)，h∧₂(k+1)に重きをおいた
更新をしてしまうことが分かる。

【００５７】そこで、h∧₁(k+1)，h∧₂(k+1)の更新と、
h^- ₁(k+1)，h^- ₂(k+1)の更新とにおいて、重み付け部411
はe(k)に異なる重み係数w₁，w₂をそれぞれ乗じる。即
ち、適応フィルタの更新式を、

【００５８】

【数８】

【００５９】

【数９】

【００６０】とする。これにより e(k)＝(1/(1+α²))w₁e(k)＋(α²/(1+α²))w₂e(k) (24) を得る。そこで、例えば、 w₁＝(1+α²)/2 （25） w₂＝(1+α²)/(2α²) （26）と選べば、式(24)は e(k)＝(1/2)e(k)＋(1/2)e(k) （27）となり、右辺第１項のx₁(k)，x₂(k)用の適応フィルタ係
数ベクトルh∧₁(k+1)，h∧ ₂(k+1)による補償分と右辺第
２項の付加信号α₁x^- ₁(k)，α₂x^- ₂(k)用の適応フィルタ
係数ベクトルh^- ₁(k+1)，h^- ₂(k+1)による補償分とが等し
くなっている。また、式(25)，(26)のw₁，w₂はw₁：w₂＝
1：(1/α²)であるから、それぞれ、x₁(k)，x ₂(k)の電
力、α₁x^- ₁(k)，α₂x^- ₂(k)の電力に反比例する重み付け
を行っている。

【００６１】また、αが小さ過ぎる場合、式(25)，(26)
のようにw₁，w₂を選ぶと、w₂が非常に大きくなり、計算
が不安定になる場合がある。そこで、緩和係数βを導入
し、適応フィルタの更新式を次式のようにするとよい。

【００６２】

【数１０】

【００６３】

【数１１】

【００６４】式(28)，(29)により、適応フィルタを更新
した場合の計算機シミュレーション結果を入力がガウス
性白色雑音の場合及び男性音声の場合について図１６Ａ
及び１６Ｂに示す。曲線(a) はh₁(k)，h₂(k)に対するこ
の発明によるh∧₁(k)，h∧₂(k)の正規化２乗誤差を表
し、曲線(b) はこの発明によるh^- ₁(k)，h^- ₂(k)の正規化
２乗誤差を表す。曲線(c) はx₁(k)＋α₁x^- ₁(k)及びx
₂(k)＋α₂x^- ₂(k)を入力した場合の従来方法におけるh
₁(k), h₂(k)に対する適応フィルタh∧₁(k)，h∧₂(k)の
正規化二乗誤差を示す。パラメータは、α＝0.2，β＝
0.7，μ＝0.5 とし、適応フィルタ長は各1000タップと
し、ＳＮ比３０ｄＢとなるように音響エコーに雑音を加
えた。これより、付加信号用のh^- ₁(k)，h^- ₂(k)の収束性
能が優れていることが分かる。

【００６５】前述したこの発明の各実施例は通信会議シ
ステムにおけるエコー消去を例に説明したが、先に述べ
たように、この発明の原理はマイクロホンでピックアッ
プされた目的音響信号に重畳されたスピーカからの再生
音を除去することに効果を有するものである。従って、
それぞれがスピーカを含む複数の再生チャネルと、目的
音をピックアップするためのマイクロホンを含む少なく
とも１つのピックアップチャネルとが共通の音場に設け
られた音響システムにおいて、マイクロホンによりピッ
クアップされたスピーカからの再生音を消去することを
目的とするものであればどのようなシステムにもこの発
明を適用できる。

【００６６】

【発明の効果】多チャネル音響エコー消去方法におい
て、従来提案されている受話信号に付加信号を加える前
処理を施す手法により、エコー消去性能を改善できる
が、聴感上の制約から付加信号を大きくできず、また、
エコー消去用の疑似エコーの生成において、受話信号と
付加信号の和である処理信号を用いていたため、付加信
号に含まれる重要な情報が、受話信号に埋もれてしま
い、エコー消去性能の改善量が制限されていた。

【００６７】この発明方法においては、まず、適切な付
加信号を生成した後、エコー消去用の疑似エコーの生成
において、上記処理信号を利用する代わりに、受話信号
と付加信号とを個別に処理するようにしたため、付加信
号に含まれる重要な情報を容易に利用することができ
る。これにより、エコー消去用の疑似エコーを精度良く
生成できる。従って、従来方法に比べ、エコー消去性能
を改善する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の多チャネル音響エコー消去装置の機能構
成を示す図。

【図２】図１中のＮチャネルエコーキャンセラ２２_mの
機能構成を示す図。

【図３】従来の改良された多チャネル音響エコー消去装
置の機能構成を示す図。

【図４】図３中の前処理部３０の具体的機能構成を示す
図。

【図５】この発明の原理的構成を示す図。

【図６】Ａは原信号の波形例を示す図、Ｂは原信号の絶
対値波形を示す図、Ｃは絶対値信号を２個の零交差点毎
に符号反転して生成した信号波形例を示す図、Ｄは絶対
値信号を３個の零交差点毎に符号反転して生成した信号
波形の例を示す図。

【図７】図５中の個別利用形エコーキャンセラ40_mの機
能的構成例を示す図。

【図８】図５中の個別利用形エコーキャンセラ40m の他
の機能構成例を示す図。

【図９】図５中の個別利用形エコーキャンセラ40_mの他
の機能的構成例を示す図。

【図１０】図５中の個別利用形エコーキャンセラ40_mの
更に他の機能構成例を示す図。

【図１１】図５中の個別利用形エコーキャンセラ40_mの
更に他の機能構成例を示す図。

【図１２】図５中の個別利用形エコーキャンセラ40_mの
更に他の機能構成例を示す図。

【図１３】図１１及び１２における相関判定部430 の機
能構成例を示す図。

【図１４】この発明をコンピュータで実施する場合の構
成を示す図。

【図１５】この発明を２チャネル音響エコー消去装置に
適用した例の機能的構成を示す図。

【図１６】Ａは受話信号がガウス性白色雑音の場合の、
この発明の効果を示すためのシミュレーション実験結果
を示す図、Ｂは受話信号が男性音声の場合の、この発明
の効果を示すためのシミュレーション実験結果を示す
図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金田豊東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (56)参考文献特開平８−251084（ＪＰ，Ａ) 特開平９−181653（ＪＰ，Ａ) 特開平８−213940（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 3/23 H03H 21/00 H04M 1/60 H04R 3/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】再生音を出力するスピーカをそれぞれ含
むＮ個の再生チャネルと、Ｎは２以上の整数であり、音
響信号を集音するマイクロホンを含む少なくとも１つの
ピックアップチャネルとを有し、Ｎ個の上記スピーカと
上記マイクロホンが共通の音場に配置された音響システ
ムにおける多チャネル音響エコー消去方法において、以
下のステップを含む： (a) 上記Ｎ個の再生チャネルにそれぞれ入力された再生
用信号に対しそれぞれ付加信号を生成し、 (b) 上記Ｎ個の再生チャネルの上記再生用信号と上記付
加信号とを対応する再生チャネル毎に加算してそれぞれ
の再生チャネルの処理信号を生成し、 (c) 上記Ｎ個の再生チャネルの上記処理信号を対応する
再生チャネルの上記スピーカからそれぞれ再生し、 (d) 上記Ｎ個の再生チャネルのそれぞれの上記スピーカ
から、上記ピックアップチャネルの上記マイクロホンへ
回り込み合成された音響エコーを集音し、音響エコー信
号として上記ピックアップチャネルに入力し、 (e) 上記Ｎ個の再生用信号と上記Ｎ個の付加信号に対し
それぞれ個別の処理を行って上記ピックアップチャネル
における上記音響エコー信号を模擬する疑似エコーを生
成し、上記音響エコーから上記疑似エコーを差し引くこ
とにより音響エコー消去を行う。
【請求項２】請求項１の方法において、上記ステップ
(e) は以下のステップを含む： (e-1) 上記Ｎ個の再生チャネルの上記再生用信号をそれ
ぞれＮ個の第１適応フィルタに入力し、上記Ｎ個の再生
チャネルにそれぞれ対応する上記付加信号をそれぞれＮ
個の第２適応フィルタに入力し、 (e-2) 上記Ｎ個の第１適応フィルタと上記Ｎ個の第２適
応フィルタの出力の総和を求めて上記ピックアップチャ
ネルに対する上記疑似エコーとし、 (e-3) 上記ピックアップチャネルに対する上記疑似エコ
ーを上記ピックアップチャネルの上記音響エコー信号か
ら差し引いて誤差を得ると共に音響エコー消去を行い、 (e-4) 上記誤差を上記Ｎ個の第１適応フィルタ及び上記
Ｎ個の第適応フィルタにフィードバックし、上記誤差
と、上記Ｎ個の再生チャネルの上記再生用信号及び上記
付加信号に基づいて、上記Ｎ個の第１適応フィルタ及び
上記Ｎ個の第２適応フィルタの係数を更新する。
【請求項３】請求項１の方法において、上記ステップ
(e) は以下のステップを含む： (e-1) 上記Ｎ個の再生チャネルの上記再生用信号に対し
それぞれ利得g₁₁〜g_1Nを与え、 (e-2) 上記Ｎ個の再生チャネルに対応する上記付加信号
に対しそれぞれ利得g₂ ₁〜g_2Nを与え、上記付加信号に与
える利得g₂₁〜g_2Nは各対応する再生チャネルの上記再生
用信号に与える利得g₁₁〜g_1Nより大とされており、 (e-3) 上記利得が与えられた再生用信号と上記利得が与
えられた付加信号とを対応する再生チャネル毎に加算し
てＮ個の合成処理信号を生成し、 (e-4) 上記Ｎ個の合成処理信号をそれぞれＮ個の適応フ
ィルタに入力し、 (e-5) 上記Ｎ個の適応フィルタの出力の総和を求め、そ
の総和を上記ピックアップチャネルの上記音響エコー信
号に対する疑似エコーとし、 (e-6) 上記ピックアップチャネルに対する上記疑似エコ
ーを上記ピックアップチャネルの上記音響エコー信号か
ら差し引いて誤差を得ると共に音響エコー消去を行い、 (e-7) 上記誤差を上記Ｎ個の適応フィルタにフィードバ
ックし、上記誤差と、上記Ｎ個の再生チャネルの上記利
得が与えられた再生用信号及び上記利得が与えられた付
加信号に基づいて、上記Ｎ個の適応フィルタのフィルタ
係数を更新する。
【請求項４】請求項１の方法において、上記ステップ
(e) は以下のステップを含む： (e-1) 上記Ｎ個の再生チャネルの上記再生用信号をそれ
ぞれＮ個の第１適応フィルタに入力し、上記Ｎ個の再生
チャネルにそれぞれ対応する上記付加信号をそれぞれＮ
個の第２適応フィルタに入力し、 (e-2) 上記Ｎ個の第１適応フィルタと上記Ｎ個の第２適
応フィルタの出力の総和を求め、 (e-3) その総和を上記音響エコーから差し引いて誤差を
得、 (e-4) 上記誤差を上記Ｎ個の第１適応フィルタと上記Ｎ
個の第２適応フィルタにフィードバックし、上記誤差
と、上記Ｎ個の再生チャネルの上記再生用信号及び上記
付加信号に基づいて、上記Ｎ個の第１適応フィルタと上
記Ｎ個の第２適応フィルタのフィルタ係数を更新し、 (e-5) 上記Ｎ個の再生チャネルの上記処理信号を対応す
るＮ個のエコー消去用フィルタにそれぞれ入力し、 (e-6) 上記Ｎ個の第２適応フィルタのフィルタ係数を、
対応する再生チャネル毎に上記Ｎ個のエコー消去用フィ
ルタに転送し、 (e-7) 上記Ｎ個のエコー消去用フィルタの出力の総和を
上記ピックアップチャネルの上記音響エコー信号に対す
る上記疑似エコーとして求め、 (e-8) 上記音響エコー信号から上記疑似エコーを減算
して音響エコー消去を行う。
【請求項５】請求項４の方法において、上記ステップ(e-6) は上記Ｎ個の再生チャネルに対応す
る上記Ｎ個の第２適応フィルタのフィルタ係数を、対応
する再生チャネルの上記Ｎ個の第１適応フィルタに転送
するステップを含む。
【請求項６】請求項４の方法において、更に上記Ｎ個
の再生チャネルの全ての組の上記再生用信号間の相関の
最大値を求め、所定値との大小を判定するステップを含
み、上記ステップ(e-6) は、上記相関最大値が上記所定値よ
り大のときは、上記第２適応フィルタのフィルタ係数
を、上記エコー消去用フィルタの対応するものに転送
し、上記相関最大値が上記所定値より小さいときは、上
記第１適応フィルタのフィルタ係数を、上記エコー消去
用フィルタの対応するものに転送するステップを含む。
【請求項７】請求項４の方法において、更に上記Ｎ個
の再生チャネルの全ての組の再生用信号間の相関の最大
値を求め、所定値との大小を判定するステップを含み、上記ステップ(e-6) は、上記相関最大値が上記所定値よ
り大のときは、上記第２適応フィルタのフィルタ係数
を、上記エコー消去用フィルタと上記第１適応フィルタ
の対応するものに転送し、上記相関最大値が上記所定値
より小さいときは、上記第１適応フィルタのフィルタ係
数を、上記エコー消去用フィルタと上記第２適応フィル
タの対応するものに転送するステップを含む。
【請求項８】請求項４，５，６又は７の方法におい
て、上記ステップ(e-6) は上記ピックアップチャネル毎
に、上記音響エコー信号の平均電力と、上記誤差の平均
電力を求め、後者が前者より十分小さいと判定された場
合に上記フィルタ係数の転送を実行するステップを含
む。
【請求項９】請求項８の方法において、上記判定は、
上記誤差の平均電力と上記音響エコー信号の平均電力と
の比が予め決めた値より小さい場合、上記誤差の平均電
力が上記音響エコー信号の平均電力より十分小さいと判
定する。
【請求項１０】請求項１，２，３，４，５，６又は７
のいずれかに記載の方法において、上記ステップ(a) は
上記Ｎ個の再生チャネルの全ての上記再生用信号と相互
相関が零に近い低相互相関信号をＮ個生成し、これらを
上記付加信号として用いる。
【請求項１１】請求項１０の方法において、Ｎ個の上
記低相互相関信号はその互いの相互相関が零に近いもの
とされている。
【請求項１２】請求項１０の方法において、Ｎ個の上
記低相互相関信号を生成するステップは、それぞれの上
記再生チャネルにおいて、上記再生用信号の絶対値をと
り、予め決めた調整係数をそれぞれ乗じることにより、
上記低相互相関信号を生成するステップである。
【請求項１３】請求項１０の方法において、上記低相
互相関信号を生成するステップは、各上記再生チャネル
において、上記再生用信号の絶対値をとり絶対値信号と
し、上記再生用信号の零クロス点を検出して計数し、そ
れぞれの上記再生チャネルで異なる予め決めた計数値毎
に、上記零クロス点と同期してそれぞれの再生チャネル
の上記絶対値信号に正及び負の符号を交互に与えた後、
予め決めた調整係数を乗じることにより、上記低相互相
関信号を生成するステップである。
【請求項１４】請求項１０の方法において、上記低相
互相関信号生成ステップは、(a-1) 各上記再生チャネル
における上記再生用信号の絶対値をとり、上記Ｎ個の再
生チャネルに対応したＮ個の絶対値信号を生成し、(a-
2) 上記Ｎ個の再生チャネルの内、１つの再生チャネル
を選択し、(a-3) 上記選択した再生チャネルに対応する
上記絶対値信号に対し、予め決めた非零の調整係数を乗
算すると共に、その他の非選択再生チャネルに対応する
上記絶対値信号に対し、零の調整係数をそれぞれ乗算
し、(a-4) 上記ステップ(a-1)〜(a-3)を一定時間ごとに
繰り返すことにより、上記Ｎ個の再生チャネルに対応す
るＮ個の上記低相互相関信号を生成する。
【請求項１５】請求項２，４，５，６又は７のいずれ
かに記載の方法において、上記フィルタ係数を更新する
ステップは、上記Ｎ個の再生用信号を入力とする上記Ｎ
個の第１適応フィルタの組と、上記Ｎ個の付加信号を入
力とする上記Ｎ個の第２適応フィルタの組とに対し、異
なる重み付けにより上記誤差をフィードバックし、上記
第１及び第２適応フィルタのフィルタ係数を更新するス
テップである。
【請求項１６】請求項１５の方法において、上記異な
る重み付けは、対応する各再生チャネルにおける上記再
生用信号と上記付加信号との電力の大きさの違いに基づ
き、電力の大きい上記再生用信号に対して、小さな重み
係数を与え、電力の小さい上記各付加信号に対して、大
きな重み係数を与えるステップである。
【請求項１７】請求項１，２，３，４，５，６又は７
のいずれかに記載の方法において、上記Ｎ個の再生チャ
ネルの上記再生用信号は、上記音場とは異なる地点から
受信したＮチャネルの受話信号であり、上記ピックアッ
プチャネルの上記誤差は送話信号として上記異なる地点
に送出される。
【請求項１８】再生音を出力するスピーカをそれぞれ
含むＮ個の再生チャネルと、Ｎは２以上の整数であり、
音響信号を集音するマイクロホンを含む少なくとも１つ
のピックアップチャネルとを有し、Ｎ個の上記スピーカ
と上記マイクロホンが共通の音場に配置された音響シス
テムにおける多チャネル音響エコー消去装置において、上記Ｎ個の再生チャネルにそれぞれ入力された再生用信
号に対し付加信号を生成するＮ個の付加信号生成手段
と、上記Ｎ個の再生チャネルの上記再生用信号及び上記付加
信号を対応する再生チャネル毎に加算して処理信号をそ
れぞれ生成するＮ個の処理信号生成手段と、上記Ｎ個の再生チャネルにそれぞれ設けられ、それぞれ
の再生チャネルの上記処理信号を再生し、再生音を出力
するＮ個の上記スピーカと、上記Ｎ個のスピーカから回り込み合成された音響エコー
を集音し、音響エコー信号として上記ピックアップチャ
ネルに入力する上記マイクロホンと、上記Ｎ個の再生用信号と上記Ｎ個の付加信号に対しそれ
ぞれ個別の処理を行って上記ピックアップチャネルに上
記音響エコー信号を模擬する疑似エコーを生成し、上記
音響エコー信号から上記疑似エコーを差し引くことによ
り音響エコー消去を行う消去手段、とを含む。
【請求項１９】請求項１８に記載の装置において、上
記疑似エコーを生成し音響エコー消去を行う手段は以下
を含む：上記ピックアップチャネルに対応して設けら
れ、上記Ｎ個の再生チャネルの上記再生用信号がそれぞ
れ入力されるＮ個の第１適応フィルタと、上記ピックアップチャネルに対応して設けられ、上記Ｎ
個の再生チャネルに対応した上記付加信号がそれぞれ入
力されるＮ個の第２適応フィルタと、上記Ｎ個の第１適応フィルタと上記Ｎ個の第２適応フィ
ルタの出力の総和を求めて上記疑似エコーとして出力す
る加算手段と、上記疑似エコーを上記ピックアップチャネルの上記音響
エコー信号から差し引いて誤差を得ると共に音響エコー
消去を行う手段と、上記誤差を上記Ｎ個の第１適応フィルタと上記Ｎ個の第
２適応フィルタにフィードバックし、上記誤差と、上記
Ｎ個の再生チャネルの上記再生用信号及び上記付加信号
とに基づいて、上記Ｎ個の第１適応フィルタと上記Ｎ個
の第２適応フィルタのフィルタ係数を更新するフィルタ
係数更新手段。
【請求項２０】請求項１８に記載の装置において、上
記疑似エコーを生成し音響エコー消去を行う手段は以下
を含む：上記Ｎ個の再生チャネルの上記再生用信号に対
しそれぞれ利得g₁₁〜g_1Nを与える第１乗算手段と、上記Ｎ個の再生チャネルに対応する上記付加信号に対し
それぞれ利得g₂₁〜g_2Nを与える第２乗算手段と、上記付
加信号に与える利得g₂₁〜g_2Nは各対応する再生チャネル
の上記再生用信号に与える利得g₁₁〜g_1Nより大とされて
おり、上記利得が与えられた再生用信号と上記利得が与えられ
た付加信号とを対応する再生チャネル毎に加算してＮ個
の合成処理信号を生成する合成手段と、上記Ｎ個の合成処理信号がそれぞれ入力されるＮ個の適
応フィルタと、上記Ｎ個の適応フィルタの出力の総和を求め、その総和
を上記ピックアップチャネルの上記音響エコー信号に対
する疑似エコーとする加算手段と、上記ピックアップチャネルに対する上記疑似エコーを上
記ピックアップチャネルの上記音響エコー信号から差し
引いて誤差を得ると共に音響エコー消去を行う手段と、上記誤差を上記Ｎ個の適応フィルタにフィードバック
し、上記誤差と、上記Ｎ個の再生チャネルの上記利得が
与えられた再生用信号及び上記利得が与えられた付加信
号に基づいて、上記Ｎ個の適応フィルタのフィルタ係数
を更新する手段。
【請求項２１】請求項１８に記載の装置において、上
記疑似エコーを生成し音響エコー消去を行う手段は以下
を含む：上記ピックアップチャネルに対応して設けら
れ、上記Ｎ個の再生チャネルの上記再生用信号がそれぞ
れ入力されるＮ個の第１適応フィルタと、上記ピックアップチャネルに対応して設けられ、上記Ｎ
個の再生チャネルに対応した上記付加信号がそれぞれ入
力されるＮ個の第２適応フィルタと、上記Ｎ個の第１適応フィルタと上記Ｎ個の第２適応フィ
ルタの出力の総和を求めて出力する加算手段と、上記総和を上記ピックアップチャネルの上記音響エコー
信号から差し引いて誤差を得る手段と、上記誤差を上記Ｎ個の第１適応フィルタと上記Ｎ個の第
２適応フィルタにフィードバックし、上記誤差と、上記
Ｎ個の再生チャネルの上記再生用信号及び上記付加信号
とに基づいて、上記Ｎ個の第１適応フィルタと上記Ｎ個
の第２適応フィルタのフィルタ係数を更新するフィルタ
係数更新手段と、Ｎ個の上記再生チャネルに対応して設けられ、対応する
再生チャネルの上記処理信号が入力されるＮ個のエコー
消去用フィルタと、上記Ｎ個の第２適応フィルタのフィルタ係数を対応する
再生チャネル毎に上記Ｎ個のエコー消去用フィルタに転
送する転送制御手段と、上記Ｎ個のエコー消去用フィルタの出力の総和を上記疑
似エコーとして求める手段と、上記ピックアップチャネルの上記音響エコー信号から上
記疑似エコーを減算して音響エコー消去を行う手段、と
を含む。
【請求項２２】請求項２１の装置において、上記転送
制御手段は、各上記再生チャネルに対応する上記第２適
応フィルタのフィルタ係数を、対応する再生チャネルの
上記第１適応フィルタにも転送する。
【請求項２３】請求項２１の装置において、更に、Ｎ
個の上記再生チャネルの全ての組の上記再生用信号間の
相関の最大値を求め、所定値との大小を判定する相関判
定手段が設けられ、上記転送制御手段は、上記相関最大値が上記所定値より
大のときは、上記Ｎ個の第２適応フィルタのフィルタ係
数を、Ｎ個の上記エコー消去用フィルタの対応するもの
に転送し、上記相関最大値が上記所定値より小さいとき
は、上記Ｎ個の第１適応フィルタのフィルタ係数を、Ｎ
個の上記エコー消去用フィルタの対応するものに転送す
る手段である。
【請求項２４】請求項２１の装置において、Ｎ個の上
記再生チャネルの全ての組の上記再生用信号間の相関の
最大値を求め所定値との大小を判定する相関判定手段が
設けられ、上記転送制御手段は、上記相関最大値が上記所定値より
大のときは、上記Ｎ個の第２適応フィルタのフィルタ係
数を、上記Ｎ個のエコー消去用フィルタと上記Ｎ個の第
１適応フィルタの対応するものに転送し、上記相関最大
値が上記所定値より小さいときは、上記Ｎ個の第１適応
フィルタのフィルタ係数を、上記Ｎ個のエコー消去用フ
ィルタの対応するものに転送する手段である。
【請求項２５】請求項２１，２２，２３又は２４の装
置において、上記ピックアップチャネルの上記音響エコ
ー信号の平均電力と上記誤差の平均電力とを求める平均
電力算出手段を含み、上記転送制御手段は上記誤差の平
均電力が上記音響エコー信号の平均電力より十分小さい
と判定された場合に上記フィルタ係数の転送を実行す
る。
【請求項２６】請求項２５の装置において、上記転送
手段は、上記誤差の平均電力と上記音響エコー信号の平
均電力との比が予め決めた値より小さい場合、上記誤差
の平均電力が上記音響エコー信号の平均電力より十分小
さいと判定する。
【請求項２７】請求項１８，１９，２０，２１，２
２，２３又は２４のいずれかに記載の装置において、上
記付加信号生成手段は、上記Ｎ個の再生チャネルの全て
の上記再生用信号と相互相関が零に近いＮ個の低相互相
関信号をＮ個の上記付加信号として生成する手段であ
る。
【請求項２８】請求項２７の装置において、上記付加
信号生成手段はＮ個の上記低相互相関信号として互いの
相互相関が零に近い低相互相関信号を生成する手段であ
る。
【請求項２９】請求項２７の装置において、Ｎ個の上
記付加信号生成手段は、上記再生チャネル毎に、その再生用信号の絶対値を求め
る手段と、その絶対値に予め決めた調整係数を乗じて上記付加信号
とする手段、とを含む。
【請求項３０】請求項２７の装置において、上記付加
信号生成手段は、上記再生チャネル毎に、その再生用信号の絶対値をとり
絶対値信号を生成する手段と、上記再生用信号の零クロス点を検出して計数する手段
と、それぞれの上記再生チャネルで異なる予め決めた計数値
毎に、上記零クロス点と同期してそれぞれの再生チャネ
ルの上記絶対値信号に正及び負の符号を交互に与える手
段と、上記符号が与えられた絶対値信号に予め決めた調整係数
を乗じて上記付加信号とする手段、とを含む。
【請求項３１】請求項２７の装置において、上記付加
信号生成手段は、一定時間毎に各上記再生チャネルにおける上記再生用信
号の絶対値をとり、上記Ｎ個の再生チャネルに対応した
絶対値信号を生成する手段と、一定時間毎に上記Ｎ個の再生チャネルの内、任意に唯一
つの再生チャネルを選択する毎に、その再生チャネルに
ついては非零、その他の再生チャネルについては零、と
なる調整係数を上記各絶対値に乗じて上記付加信号とす
る手段、とを含む。
【請求項３２】請求項１９，２１，２２，２３又は２
４のいずれかに記載の装置において、上記フィルタ係数
更新手段は、上記再生用信号を入力とする上記Ｎ個の第
１適応フィルタにフィードバックされる上記誤差と、上
記付加信号を入力とする上記Ｎ個の第２適応フィルタに
フィードバックされる上記誤差とに対し異なる重みを付
ける重み付け手段を含む。
【請求項３３】請求項３２の装置において、上記重み
付け手段は、対応する各再生チャネルにおける上記再生
用信号と上記付加信号との電力の大きさの違いに基づ
き、電力の大きい上記再生用信号に対して小さな重み係
数を与え、電力の小さい上記付加信号に対して、大きな
重み係数を与える手段である。
【請求項３４】請求項１８，１９，２０，２１，２
２，２３又は２４のいずれかに記載の装置において、上
記Ｎ個の再生チャネルの上記再生用信号は、上記音場と
は異なる地点から受信したＮチャネルの受話信号であ
り、上記ピックアップチャネルの上記誤差は送話信号と
して上記異なる地点に送出される。
【請求項３５】再生音を出力するスピーカをそれぞれ
含むＮ個の再生チャネルと、Ｎは２以上の整数であり、
音響信号を集音するマイクロホンを含む少なくとも１つ
のピックアップチャネルとを有し、Ｎ個の上記スピーカ
と上記マイクロホンが共通の音場に配置された音響シス
テムにおける多チャネル音響エコー消去をコンピュータ
で実行するプログラムを記録した記録媒体であり、上記
プログラムは以下のステップを含む： (a) 上記Ｎ個の再生チャネルにそれぞれ入力された再生
用信号に対しそれぞれ付加信号を生成し、 (b) 上記Ｎ個の再生チャネルの上記再生用信号と上記付
加信号とを対応する再生チャネル毎に加算してそれぞれ
の再生チャネルの処理信号を生成し、 (c) 上記Ｎ個の再生チャネルの上記処理信号を対応する
再生チャネルの上記スピーカからそれぞれ再生し、 (d) 上記Ｎ個の再生チャネルのそれぞれの上記スピーカ
から、上記ピックアップチャネルの上記マイクロホンへ
回り込み合成された音響エコーを集音し、音響エコー信
号として上記ピックアップチャネルに入力し、 (e) 上記Ｎ個の再生用信号と上記Ｎ個の付加信号に対し
それぞれ個別の処理を行って上記ピックアップチャネル
における上記音響エコー信号を模擬する疑似エコーを生
成し、上記音響エコーから上記疑似エコーを差し引くこ
とにより音響エコー消去を行う。
【請求項３６】請求項３５の記録媒体において、上記
プログラムのステップ(e) は以下のステップを含む： (e-1) 上記Ｎ個の再生チャネルの上記再生用信号をそれ
ぞれＮ個の第１適応フィルタに入力し、上記Ｎ個の再生
チャネルにそれぞれ対応する上記付加信号をそれぞれＮ
個の第２適応フィルタに入力し、 (e-2) 上記Ｎ個の第１適応フィルタと上記Ｎ個の第２適
応フィルタの出力の総和を求めて上記ピックアップチャ
ネルの上記疑似エコーとし、 (e-3) 上記ピックアップチャネルの上記疑似エコーを上
記ピックアップチャネルの上記音響エコー信号から差し
引いて誤差を得ると共に音響エコー消去を行い、 (e-4) 上記誤差を上記Ｎ個の第１適応フィルタ及び上記
Ｎ個の第適応フィルタにフィードバックし、上記誤差
と、上記Ｎ個の再生チャネルの上記再生用信号及び上記
付加信号に基づいて、上記Ｎ個の第１適応フィルタ及び
上記Ｎ個の第２適応フィルタの係数を更新する。
【請求項３７】請求項３５の記録媒体において、上記
プログラムのステップ(e) は以下のステップを含む： (e-1) 上記Ｎ個の再生チャネルの上記再生用信号に対し
それぞれ利得g₁₁〜g_1Nを与え、 (e-2) 上記Ｎ個の再生チャネルに対応する上記付加信号
に対しそれぞれ利得g₂ ₁〜g_2Nを与え、上記付加信号に与
える利得g₂₁〜g_2Nは各対応する再生チャネルの上記再生
用信号に与える利得g₁₁〜g_1Nより大とされており、 (e-3) 上記利得が与えられた再生用信号と上記利得が与
えられた付加信号とを対応する再生チャネル毎に加算し
てＮ個の合成処理信号を生成し、 (e-4) 上記Ｎ個の合成処理信号をそれぞれＮ個の適応フ
ィルタに入力し、 (e-5) 上記Ｎ個の適応フィルタの出力の総和を求め、そ
の総和を上記ピックアップチャネルの上記音響エコー信
号に対する疑似エコーとし、 (e-6) 上記ピックアップチャネルに対する上記疑似エコ
ーを上記ピックアップチャネルの上記音響エコー信号か
ら差し引いて誤差を得ると共に音響エコー消去を行い、 (e-7) 上記誤差を上記Ｎ個の適応フィルタにフィードバ
ックし、上記誤差と、上記Ｎ個の再生チャネルの上記利
得が与えられた再生用信号及び上記利得が与えられた付
加信号に基づいて、上記Ｎ個の適応フィルタのフィルタ
係数を更新する。
【請求項３８】請求項３５の記録媒体において、上記
プログラムのステップ(e) は以下のステップを含む： (e-1) 上記Ｎ個の再生チャネルの上記再生用信号をそれ
ぞれＮ個の第１適応フィルタに入力し、上記Ｎ個の再生
チャネルにそれぞれ対応する上記付加信号をそれぞれＮ
個の第２適応フィルタに入力し、 (e-2) 上記Ｎ個の第１適応フィルタと上記Ｎ個の第２適
応フィルタの出力の総和を求め、 (e-3) その総和を上記音響エコーから差し引いて誤差を
得、 (e-4) 上記誤差を上記Ｎ個の第１適応フィルタと上記Ｎ
個の第２適応フィルタにフィードバックし、上記誤差
と、上記Ｎ個の再生チャネルの上記再生用信号及び上記
付加信号に基づいて、上記Ｎ個の第１適応フィルタと上
記Ｎ個の第２適応フィルタのフィルタ係数を更新し、 (e-5) 上記Ｎ個の再生チャネルの上記処理信号を対応す
るＮ個のエコー消去用フィルタにそれぞれ入力し、 (e-6) 上記Ｎ個の第２適応フィルタのフィルタ係数を、
対応する再生チャネル毎に上記Ｎ個のエコー消去用フィ
ルタに転送し、 (e-7) 上記Ｎ個のエコー消去用フィルタの出力の総和を
上記ピックアップチャネルの上記音響エコー信号に対す
る上記疑似エコーとして求め、 (e-8) 上記音響エコー信号から上記疑似エコーを減算
して音響エコー消去を行う。
【請求項３９】請求項３８の記録媒体において、上記
プログラムの上記ステップ(e-6) は上記Ｎ個の再生チャ
ネルに対応する上記Ｎ個の第２適応フィルタのフィルタ
係数を、対応する再生チャネルの上記Ｎ個の第１適応フ
ィルタに転送するステップを含む。
【請求項４０】請求項３８の記録媒体において、上記
プログラムは更に、上記Ｎ個の再生チャネルの全ての組
の上記再生用信号間の相関の最大値を求め、所定値との
大小を判定するステップを含み、上記ステップ(e-6) は、上記相関最大値が上記所定値よ
り大のときは、上記第２適応フィルタのフィルタ係数
を、上記エコー消去用フィルタの対応するものに転送
し、上記相関最大値が上記所定値より小さいときは、上
記第１適応フィルタのフィルタ係数を、上記エコー消去
用フィルタの対応するものに転送するステップを含む。
【請求項４１】請求項３８の記録媒体において、上記
プログラムは更に上記Ｎ個の再生チャネルの全ての組の
再生用信号間の相関の最大値を求め所定値との大小を判
定するステップを含み、上記ステップ(e-6) は、上記相関最大値が上記所定値よ
り大のときは、上記第２適応フィルタのフィルタ係数
を、上記エコー消去用フィルタと上記第１適応フィルタ
の対応するものに転送し、上記相関最大値が上記所定値
より小さいときは、上記第１適応フィルタのフィルタ係
数を、上記エコー消去用フィルタと上記第２適応フィル
タの対応するものに転送するステップを含む。
【請求項４２】請求項３８，３９，４０，又は４１の
記録媒体において、上記ステップ(e-6) は、上記ピック
アップチャネル毎に、上記音響エコー信号の平均電力
と、上記誤差の平均電力を求め、後者が前者より十分小
さいと判定された場合に上記フィルタ係数の転送を実行
するステップを含む。
【請求項４３】請求項４２の記録媒体において、上記
判定は、上記誤差の平均電力と上記音響エコー信号の平
均電力との比が予め決めた値より小さい小さい場合、上
記誤差の平均電力が上記音響エコー信号の平均電力より
十分小さいと判定する。
【請求項４４】請求項３５，３６，３７，３８，３
９，４０又は４１のいずれかに記載の記録媒体におい
て、上記プログラムの上記ステップ(a) は上記Ｎ個の再
生チャネルの全ての上記再生用信号と相互相関が零に近
い低相互相関信号をＮ個生成し、これらを上記付加信号
として用いる。
【請求項４５】請求項４４の記録媒体において、上記
プログラムの上記ステップ(a) は、Ｎ個の上記低相互相
関信号を互いの相互相関が零に近いものとするステップ
を含む。
【請求項４６】請求項４４の記録媒体において、上記
プログラムの上記ステップ(a) は、それぞれの上記再生
チャネルにおいて、上記再生用信号の絶対値をとり、予
め決めた調整係数をそれぞれ乗じることにより、上記低
相互相関信号を生成するステップを含む。
【請求項４７】請求項４４の記録媒体において、上記
低相互相関信号を生成するステップは、各上記再生チャ
ネルにおいて、上記再生用信号の絶対値をとり絶対値信
号とし、上記再生用信号の零クロス点を検出して計数
し、それぞれの上記再生チャネルで異なる予め決めた計
数値毎に、上記零クロス点と同期してそれぞれの再生チ
ャネルの上記絶対値信号に正及び負の符号を交互に与え
た後、予め決めた調整係数を乗じることにより、上記低
相互相関信号を生成するステップである。
【請求項４８】請求項４４の記録媒体において、上記
プログラムの上記低相互相関信号を生成するステップ
は、(a-1) 各上記再生チャネルにおける上記再生用信号
の絶対値をとり、上記Ｎ個の再生チャネルに対応したＮ
個の絶対値信号を生成し、(a-2) 上記Ｎ個の再生チャネ
ルの内、１つの再生チャネルを選択し、(a-3) 上記選択
した再生チャネルに対応する上記絶対値信号に対し、予
め決めた非零の調整係数を乗算すると共に、その他の非
選択再生チャネルに対応する上記絶対値信号に対し、零
の調整係数をそれぞれ乗算し、(a-4) 上記ステップ(a-
1)〜(a-3)を一定時間ごとに繰り返すことにより、上記
Ｎ個の再生チャネルに対応するＮ個の上記低相互相関信
号を生成する。
【請求項４９】請求項３６，３８，３９，４０又は４
１のいずれかに記載の記録媒体において、上記プログラ
ムの上記フィルタ係数を更新するステップは、上記再生
用信号を入力とする上記第Ｎ個の１適応フィルタと、上
記Ｎ個の付加信号を入力とする上記第２適応フィルタと
に対し、異なる重み付けにより上記誤差をフィードバッ
クし、上記第１及び第２適応フィルタのフィルタ係数を
更新するステップである。
【請求項５０】請求項４９の記録媒体において、上記
プログラムの上記異なる重み付けは、対応する各再生チ
ャネルにおける上記再生用信号と上記付加信号との電力
の大きさの違いに基づき、電力の大きい上記再生用信号
に対して、小さな重み係数を与え、電力の小さい上記各
付加信号に対して、大きな重み係数を与えるステップで
ある。
【請求項５１】請求項３５，３６，３７，３８，３
９，４０又は４１のいずれかに記載の記録媒体におい
て、上記プログラムの上記Ｎ個の再生チャネルの上記再
生用信号は、上記音場とは異なる地点から受信したＮチ
ャネルの受話信号であり、上記ピックアップチャネルの
上記誤差は送話信号として上記異なる地点に送出され
る。