CN1351782A - 语音通信装置及回声处理处理器 - Google Patents
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Abstract
备置有控制CPU,其输出与终端用户用音量调整装置调整的扬声器音量相应的扬声器放大值;回声处理装置,其根据控制CPU输出的扬声器放大值来降低回声,这个回声、是根据扬声器放大值放大解调、语音译码后的接收输入信号、并从扬声器输出的输出语音中、混入到通过送话器输入的发送输入信号中的。由此,可以实现恰当地回声剔除。
Description
技术领域
这个发明，是有关车载电话和电视(可视化)便携式电话等语音通信装置的，特别是关于旨在降低包含在发送语音信号中的回声的回声处理装置和回声处理处理器，这个回声，是从扬声器输出的输出语音混入到通过送话器输入的输入语音中的结果。
现有技术
图15是表示传统的语音通信装置的结构方框图。图16是表示图15所示的语音通信装置中设置的回声处理装置和外围结构方框图。在图15中，1是语音通信装置，2是音量调整装置，3是接收电路单元，4是基带信号处理单元，5是语音编/译码器，6是回声处理装置，7是D/A变换器，8是扬声器放大器，9是控制CPU，10是扬声器，11是送话器，12是送话器放大器，13是的A/D变换器，14是发送电路单元。下面，用图15，对传统的语音通信装置的构成和动作进行说明。
利用语音通信装置1的近端呼叫者即终端用户，用音量调整装置2，调整扬声器音量。由远端呼叫者即通话对象发送的、语音通信装置1接收的外围接收信号R，在接收电路单元3，被变换成中频带数字信号，在基带信号处理单元4被解调，在语音编/译码器5，实施语音译码处理。被实施了上述处理的接收输入信号Rd(i)，经由回声处理装置6，被输出到D/A变换器7。
D/A变换器7，将接收输入信号Rd(i)，变换成模拟信号Ra，例如，输出到用运算放大器构成的扬声器放大器。控制CPU9，用音量调整装置2，将与终端用户调整的扬声器音量对应的扬声器放大值，输出到扬声器放大器8。扬声器放大器8，根据从CPU9输出的扬声器放大值，放大模拟信号Ra，作为接收输出信号，输出到扬声器10。扬声器10，以终端用户所期望的音量，将输出语音输出到外围。
另一方面，由终端用户发出的输入语音，经由送话器11，被输入到语音通信装置1。而且，在送话器11，除了终端用户的输入语音外，从扬声器输出的输出语音承受由扬声器10和送话器11间的声传递特性而造成的变形，同时，作为回声被输入。由扬声器10输出的输出语音混入送话器11的路径，叫做回声通路。包含回声的发送输入信号Sa，经由扬声器放大器12，作为模拟信号Sa，被输入到A/D变换器13，在A/D变换器13，变换成信号Sd(i)，被输出到回声处理装置6。
回声处理装置6的结构，如图16所示。在图16中，15是回声消除器，16是自适应滤波器，17是减法运算器，18是回声抑制器。从语音编/译码器5输入到回声处理装置6的接收输入信号Rd(i)，在输入到回声消除器15和回声抑制器18的同时，通过回声处理装置6，输出到D/A变换器7。回声消除器15，合成一个类似于包含在信号Sd(i)中的伪回声SE(i)，从信号Sd(i)中剔除伪回声SE(i)，这样，得到除去了回声的残留信号U(i)，将这个残余信号U(i)输入到自适应滤波器16。
自适应滤波器16，用由语音编/译码器5输出的接收输入信号Rd(i)和剔除回声后的残留信号U(i)，推断扬声器10和送话器11间的语音传递特性，逐次求出滤波器系数h(n)，同时，由接收输入信号Rd(i)和滤波器系数h(n)生成伪回声SE(i)，输出到减法运算器17。从A/D变换器13、将信号Sd(i)输入到减法运算器17。减法运算器17，从信号Sd(i)减去伪回声SE(i)，输出剔除回声后的残留信号U(i)。
回声消除器15，将剔除回声后的残留信号U(i)输出到回声抑制器18。回声抑制器18，与回声消除器15不同，它仅仅是一律抑制由回声消除器15输出的信号振幅的装置。具体的说，回声抑制器18，求取接收输入信号Rd(i)的短时功率，这个短时功率的值，将某个阈值以上的区间，判定为远端呼叫者的发声区间，这个发声区间内，对由回声消除器15输入的残留信号U(i)的振幅，仅抑制预先所规定的不大的衰减量(例如10dB)，得到发送输出信号Td(i)。在回声抑制器18中，以所定的衰减量抑制了振幅的发送输出信号Td(i)，由语音编/译码器5进行语音编码，由基带信号处理单元4进行调制、由发送电路单元变换成发送频率段的模拟信号、作为外围发送信号T被发送。
如上说明的那样，传统的语音通信装置的回声处理装置，回声抑制器18既要抑制由回声消除器15没有除净的残留回声成分，衰减量又不能设大，因此，在近端呼叫者和远端呼叫者同时说话即通话重叠时，防止了大幅衰减近端呼叫者的语音。
而且，在进行传统的通话重叠检测、并据其检测结果来控制滤波器系数更新的停止或开始的回声消除器中，有特开平10-242891号公报的图2所公布的回声消除器。在特开平10-242891号公报的图2中，设：来自近端呼叫者的发送信号的功率为Sp，来自远端呼叫者的接收信号的功率为Rp，来自减法电路21的输出信号即残留信号的功率为Ep。传统的回声消除器，用下面的(1)～(3)式，在满足其下所示的条件1～3之一的场合，判定为通话重叠即近端呼叫者和远端呼叫者同时发声状态或远端呼叫者无发声状态，停止滤波器系数的更新。此处，P1，P2，P3是固定值。
Rp＜P1……(1)
Sp＞P2*Rp……(2)
Ep＞P3*Sp……(3)
条件1：式(1)成立的场合
条件2：式(1)不成立且式(2)成立的场合
条件3：式(1)、(2)不成立且式(3)成立的场合
而且，据特开平10-294785号公报所公布的传统的发明，控制CPU将从外围输入接收的扬声器放大值数输入到扬声器放大器，同时，用全波整流电路全波整流这个扬声器放大器的输出的信号，被输入到控制CPU。于是，根据这个全波整流信号，来控制输入到回声消除电路的接收信号的增益。即，控制CPU由通过全波整流电路的全波整流信号来求取扬声器输出，根据该输出，加大输入到回声消除电路的接收信号的增益。这样，就可以将与扬声器输出相应的接收信号输入到回声消除电路，可以进行有效的回声消除。
然而，在图16所示的传统的回声处理装置中，当扬声器放大值被设定大到某个值以上时，从扬声器放大器8的运算放大器输出的信号中，产生非线性失真。而且，一旦扬声器放大值设定大了，从扬声器输出的声音就变大，经由送话器11、送话器器放大器12、输入到A/D变换器13的模拟信号Sa的振幅就变大。一旦当模拟信号Sa的振幅达到某个值以上、超过了A/D变换器13的输入最大值，在A/D变换器13的输出中，就产生非线性失真。
在从扬声器放大器8输出的信号中产生的非线性失真，或在A/D变换器13的输出中产生的非线性失真，或者同时发生两种失真，都将引发在输入到回声消除器15的信号Sd(i)中、产生非线性失真。图17(a)示出了产生非线性失真前的Rd(i)、图17(b)示出了产生了非线性畸的信号Sd(i)的例子。结果，将导致在自适应滤波器16中的滤波器系数h(n)的推算精度下降。因此，由滤波器系数h(n)算出的伪回声SE(i)与实际包含在Sd(i)中的回声的差别变大、回声剔除性能下降。而且，不仅是回声剔除性能下降，相反还有可能附加上成为异常音的信号。若回声剔除性能下降，则在来自回声消除器15的残留信号U(i)中，残存有大的残留回声，这样，在备置在后一级的回声抑制器中，即使以一定的衰减量进行回声抑制处理，在发送输出信号Td(i)中、还是残留有大的回声成分，这是一个课题。
而且，还存在这样一个课题：特开平10-242891号公报所公布的传统的发明，在扬声器放大值变化、回声剔除性能下降、而引起残留信号功率Ep变大的场合，式(3)成立、误判通话重叠、而停止滤波器系数的更新，所以，回声剔除性能得不到持续改善，残留回声。
而且，特开平10-294785号公报所公布的传统的发明，要设置用于求扬声器放大器的扬声器放大值的全波整流电路，所以，有装置规模变大的问题。另外，由于全部整流电路输出的波形变化大，所以，要准确求取扬声器放大值是困难的。
发明内容
本发明，就是为了解决以上说明的课题的。即，第一个目的是，不拘扬声器放大值大小、提供备置有抑制回声残留的回声处理装置的语音通信装置。
而且，本发明的第二个目的是，提供备置结构紧凑的回声处理装置的语音通信装置。
这个发明中的语音通信装置，备置有：控制CPU，其输出与终端用户用语音调整装置调整的扬声器音量相对应的扬声器放大值；回声处理装置，其根据由控制CPU输出的扬声器放大值来降低回声，这个回声是解调、语音译码后的接收输入信号根据扬声器放大值进行放大、并从扬声器输出的输出语音中、混入到通过送话器输入的发送输入信号中的回声。
而且，回声处理装置备置有回声消除装置，其用于由根据扬声器放大值的变化量放大的接收输入信号和由送话器与扬声器间的声传递特性计算的滤波器系数来求取伪回声，并用这个伪回声从包含回声的发送输入信号中剔除回声。
而且，回声处理装置备置有回声消除装置，其根据扬声器放大值的变化量，改变由送话器与扬声器间的声传递特性来计算的滤波器系数，同时，通过这个滤波器系数和接收输入信号求取伪回声，并用这个伪回声、从包含回声的发送输入信号中剔除回声。
而且，回声消除装置，在扬声器放大值的变化量比预先规定的变化量还大的场合，分段改变滤波器系数。
而且，回声消除装置，在扬声器放大值的变化量比预先规定的变化量还大的场合，将滤波器系数变为0或近似于0的值。
而且，回声消除装置，在所定时间内的扬声器放大值的变化量比预先规定的变化量还大的场合，改变滤波器系数。
而且，回声处理装置备置有回声消除装置，其由接收输入信号和送话器与扬声器间的声传递特性计算出的滤波器系数、求取伪回声，并根据扬声器放大值改变这个伪回声，用这个改变过的伪回声，从包含回声的发送输入信号中剔除回声。
而且，回声消除装置，在扬声器放大值比所定的阈值还大的场合，使伪回声变为0或接近0的值。
而且，回声消除装置，在扬声器放大值比所定的阈值还大的场合，只按所定量衰减伪回声。
而且，回声消除装置，在扬声器放大值比所定的阈值还大的场合，是用由扬声器放大值变得比阈值还大之前的滤波器系数来计算出的伪回声。
而且，回声处理装置备置有通话重叠检测装置，其根据扬声器放大值的变化量改变检测通话重叠的判定基准，同时，依据这个判断基准，检测通话重叠；回声消除装置，其用从送话器与扬声器间的声传递特性计算的滤波器系数求取伪回声，并用这个伪回声由包含回声的发送输入信号剔除回声，同时，根据通话重叠检测装置的检测结果，执行滤波器系数更新的停止或开始。
而且，回声处理装置，备置有：通话重叠检测装置，其据根扬声器放大值的变化量，改变检测通话重叠的判定基准，同时，依据这个判断基准检测通话重叠；回声消除装置，其用伪回声降低发送输入信号的回声成分，并生成残留信号；回声抑制装置，其根据通话重叠检测装置的检测结果用变化的衰减量，来抑制残留信号。
而且，通话重叠检测装置，根据发送输入信号的功率和残留信号的功率的比较，检测通话重叠，同时，根据扬声器放大值的变化量，通过变更发送输入信号的功率要乘的加权系数，来改变通话重叠判定的基准。
而且，回声处理装置备置有如此的回声抑制装置：该回声抑制装置，用与从控制CPU输出的扬声器放大值相应的衰减量，来抑制包含回声的发送输入信号。
而且，回声处理装置的特征在于：是数字信号处理器。
这个发明的回声处理处理器，备置有：接收信号输入端口，其输入包含语音信息的接收输入信号；扬声器放大值输入端口，其根据用音量调整装置所调整的音量，输入扬声器放大值；发送信号输入端口，其输入包含有终端用户发出的语音的发送输入信号；回声降低处理单元，其根据经扬声器放大值输入端口输入的扬声器放大值，进行旨在降低回声的回声降低处理，这个回声是根据扬声器放大值放大接收输入信号并从扬声器输出的输出语音中混入到发送输入信号中的。
而且，回声降低处理单元进行以下处理：放大处理，其根据从扬声器放大值输入端口输入的扬声器放大值的变化量，放大从接收信号输入端口输入的接收输入信号；滤波器系数计算处理，其由扬声器和送话器间的声传递特性求取滤波器系数；伪回声计算处理，其由计算出的滤波器系数和放大后的接收输入信号，计算伪回声；回声消除处理，其用伪回声由发送输入信号剔除回声。
而且，回声降低处理单元进行以下处理：滤波器系数计算处理，其由扬声器和送话器间的声传递特性求取滤波器系数；伪回声计算处理，其根据从扬声器放大值输入端口输入的扬声器放大值的变化量，改变计算出的滤波器系数，同时由这个滤波器系数和从接收信号输入端口输入的接收输入信号，计算伪回声；回声消除处理，其用伪回声由发送输入信号剔除回声。
而且，回声降低处理单元在扬声器放大值的变化量比预先规定的变化量还大的场合，进行分段改变滤波器系数的伪回声计算处理。
而且，回声降低处理单元在扬声器放大值的变化量比预先规定的变化量还大的场合，进行将滤波器系数设为0或接近0的值的伪回声计算处理。
而且，回声降低处理单元在所定时间内的扬声器放大值的变化量比预先规定的变化量还大的场合，进行改变滤波器系数的伪回声计算处理。
而且，回声降低处理单元进行以下处理：滤波器系数计算处理，其由扬声器和送话器间的声传递特性求取滤波器系数；伪回声计算处理，其由计算出的滤波器系数和从接收信号输入端口输入的接收输入信号，计算伪回声；回声消除处理，其根据从扬声器放大值输入端口输入的扬声器放大值，改变在伪回声计算处理中计算出的伪回声，进而用改变了的伪回声、由发送输入信号剔除回声。
而且，回声降低处理单元在扬声器放大值比所定的阈值还大的场合，进行由扬声器放大值变得比阈值还大之前的滤波器系数计算伪回声的伪回声计算处理。
而且，回声处理降低单元进行以下处理：通话重叠检测处理，其根据扬声器放大值的变化量的变化量、变更通话重叠检测的判定基准，同时依据这个判定标准检测通话重叠；滤波器系数计算处理，其由扬声器和送话器间的声传递特性求取滤波器系数，同时根据通话重叠判定结果，执行滤波器系数更新的停止或开始；伪回声计算处理，其由计算出的滤波器系数和从接收信号输入端口输入的接收输入信号，计算伪回声；回声消除处理，其用这个伪回声，由发送输入信号剔除回声。
而且，回声处理降低单元进行以下处理：通话重叠检测处理，其根据扬声器放大值的变化量的变化量，变更通话重叠检测的判定基准，进行通话重叠的检测；回声消除装置，其用伪回声、降低发送输入信号的回声成分并生成残留信号；回声抑制处理，其用根据通话重叠处理的检测结果而变化的衰减量，来抑制残留信号。
而且，回声降低处理单元进行用与扬声器放大值相对应的衰减量来抑制包含回声的发送输入信号的回声抑制处理。
附图说明
图1是表示这个发明相关的语音通信装置的结构框图。
图2是表示这个发明实施方式1相关的语音通信装置所备置的回声处理装置的结构框图。
图3是说明这个发明实施方式1相关的回声消除器的动作流程图。
图4是说明这个发明实施方式1相关的回声抑制器的动作流程图。
图5是说明这个发明实施方式1相关的回声消除器的动作的其他例子流程图。
图6是说明这个发明实施方式2相关的回声消除器的动作流程图。
图7是说明这个发明实施方式2相关的回声消除器的动作的其他例子流程图。
图8是说明这个发明实施方式3相关的回声消除器的动作流程图。
图9是说明这个发明实施方式3相关的回声消除器的动作的其他例子流程图。
图10是说明这个发明实施方式4相关的回声消除器的动作流程图。
图11是说明这个发明实施方式5相关的回声消除器的动作流程图。
图12是表示这个发明实施方式7相关的语音通信装置所备置的回声处理装置的结构框图。
图13是说明这个发明实施方式7相关的回声消除器的动作流程图。
图14是表示这个发明实施方式8相关的语音通信装置所备置的回声处理装置的结构框图。
图15是表示传统的语音通信装置的结构框图。
图16是表示传统的语音通信装置所备置的回声处理装置的结构框图。
图17是表示非线性失真产生前的信号和产生后的信号的说明图。
具体实施方式
实施方式1
图1是表示这个发明相关的语音通信装置的结构框图。图2是表示在图1所示的语音通信装置中所备置的回声处理装置及其外围的结构框图。传统的语音通信装置备置有将与音量调整装置2的扬声器音量相应的扬声器放大值输出到扬声器放大器8的控制CPU9。对此，图1所示的语音通信装置备有的控制CPU9，则是将扬声器放大值S输出到回声处理装置6和扬声器放大器8。以下要说明的关于本发明实施方式1的语音通信装置，设有这样一种回声处理装置：它利用从控制CPU9输出的扬声器放大值S控制回声消除器15、回声抑制器18，来降低包含在发送语音信号中的回声。另外，在图1、图2中，与图15、图16中所示的符号相同的符号，表示相同或相当的部分，所以，对于动作相同的部分省略说明。
根据终端用户用音量调整装置2调整的扬声器音量，控制CPU9将扬声器放大值S，输出到回声处理装置6和扬声器放大器8。音量调整装置2，例如，是通过键输入或音量旋钮来接受用户所设定的扬声器放大值S。但也可以这样做：音量调整装置2不是接受扬声器放大值S本身、而是用键输入接受与扬声器放大值S相对应的标记符号、控制CPU9输出与通过音量调整装置2输入的标记符号相对应的扬声器放大值S。
扬声器放大器8，例如，如表1所示，以予设定的基准级(参照级)为中心、可以6dB的间距设定7阶段的放大值。
表1扬声器放大值
| +24dB |
| +18dB |
| +12dB |
| +6dB |
| 0dB(基准) |
| -6dB |
| -12dB |
接着，在此扬声器放大器8的基准级中，通过事先预测定求出在扬声器放大器8的输出中产生非线性失真的扬声器放大值S和回声消除器15有可能生成异常音的扬声器放大值S的级别。在以下说明中，以在扬声器放大器8的输出中产生非线性失真的扬声器放大值S为18dB(A级)以上、回声消除器15有可能生成异常音的扬声器放大值S为24dB(B级)以上进行说明。
从控制CPU9输出到回声处理装置6的扬声器放大值S，被输入到回声消除器15的自适应滤波器16和回声抑制器18。回声消除器15，是将扬声器放大值S作为判断要否剔除回声的参数来使用。即，通过将从控制CPU9输入的扬声器放大值S与所定的阈值进行比较，由此来判断扬声器放大值S是否在24dB(B级)以下。如果扬声器放大值S是在24dB以下，则回声消除器15进行从信号Sd(i)剔除回声处理，如果扬声器放大值S是24dB以上，则将回声消除器15的回声剔除量控制为0(即伪回声SE(i)＝0)，不进行回声剔除。
另外，在该例中，虽然设定了伪回声SE(i)＝0，但如果伪回声的抑制量达到能抑制噪音发生的程度，也可以将接近0的值作为伪回声SE(i)来设定。
而且，回声消除器15的自适应滤波器16，根据扬声器放大值S的变化量，放大输入到自适应滤波器16的接收输入信号Rd(i)的振幅。例如，扬声器放大值S从-6dB变化到+6dB的场合，将接收输入信号Rd(i)放大+12dB的变化量。还例如，扬声器放大值S从+6dB变化到基准级的0dB时，将接收输入信号Rd(i)放大-6dB的变化量。自适应滤波器16，从如此放大了振幅的接收输入信号Rd(i)和残留信号U(i)求取滤波器系数h(n)，用滤波器系数h(n)和接收输入信号Rd(i)求伪回声SE(i)。另外，也可以这样构成：自适应滤波器16不是根据扬声器放大值S来放大输入到回声消除器15的接收输入信号Rd(i)，而是在回声消除器15的外围、将根据扬声器放大值S放大后的接收输入信号Rd(i)输入到回声消除器15。
而且，回声抑制器18，根据扬声器放大值S改变抑制从回声消除器15输出的残留信号U(i)的衰减量。即，如果由控制CPU9输出的扬声器放大值S是在18dB(A级)以上，则要大幅衰减(例如-40dB)从回声消除器15输出的信号，若扬声器放大值S是在18dB以下，则使其小幅衰减(例如-10dB)，输出发送输出信号Td(i)。
图3是说明回声处理装置6中所设置的回声消除器15的动作流程图。图4是说明回声抑制器18的动作流程图。下面，利用图3、图4就回声处理装置6的动作进行说明。图3中，对回声消除器15由控制CPU9输入扬声器放大值S(步骤1)，也输入接收输入信号Rd(i)(步骤2)。而后，根据扬声器放大值S放大接收输入信号Rd(i)(步骤3)，将扬声器放大值S与阈值th(B)(24dB)进行比较(步骤4)。
步骤4进行下述判断处理：在扬声器放大值S是24dB以上的场合，被输入的信号Sd(i)中要产生极大的非线性失真，有可能会由于剔除回声而附加上异常音，所以，要将扬声器放大值S与阈值th(B)(24dB)进行比较，判断是否要剔除回声。在步骤4中，如果扬声器放大值S是24dB以上，则将伪回声信号SE(i)定为0(步骤5)，从包含回声的信号Sd(i)中减去SE(i)＝0(步骤6)、作为残留信号U(i)输出到回声抑制器18(步骤7)。此处，从包含回声的信号Sd(i)中减去SE(i)＝0，意味着不做回声剔除。
另一方面，在步骤4中，如果扬声器放大值S达不到24dB，在步骤9中，由此前求出的滤波器系数h(n)和接收输入信号Rd(i)来计算伪回声信号SE(i)，从包含回声的信号Sd(i)中减去SE(i)(步骤6)，并输出残留信号U(i)(步骤7)。接着，在步骤8，由接收输入信号Rd(i)和残留信号U(i)求出滤波器系数h(n)，并返回步骤1。
另一方面，如图4所示，由控制CPU9输入扬声器放大值S(步骤12)，将接收输入信号Rd(i)也输入到回声抑制器18(步骤13)。而后，从回声消除器15输入残留信号U(i)(步骤14)。回声抑制器18，例如求接收输入信号Rd(i)的短时功率，该值判定某个阈值以上的区间为远端呼叫发声区(步骤15)。接着，将在步骤15中所判定的远端呼叫发声区内的扬声器放大值S与阈值th(A)(＝18dB)进行比较(步骤16)。
步骤16进行下述判断处理：在扬声器放大值S是18dB以上的场合，由于在输入的信号Sd(i)中产生了极大的非线性失真，造成滤波器系数h(n)的推算精度劣化、从回声消除器15输出的残留信号U(i)中包含有残留回声，所以，将扬声器放大值S与阈值th(A)(＝18dB)进行比较，来判断是否要加大信号衰减量。扬声器放大值S与阈值th(A)(＝18dB)的比较结果(步骤17)，如果扬声器放大值S是18dB以上，要加大回声抑制量(步骤18)、抑制残留信号U(i)(步骤19)。而后，输出用大衰减量(例如-40dB)抑制回声的发送输出信号Td(i)(步骤20)。另一方面，如果扬声器放大值是18dB以下，在步骤21使回声抑制量变小(例如-10dB)抑制残留信号U(i)(步骤19)。
以上说明的回声处理装置，备置有如此的回声消除器15：扬声器放大值S在所定的级别(根据上述说明，为24dB)以上的场合，在输入到回声处理装置6的信号Sd(i)中要产生极大的非线性失真，恐怕会由于剔除回声而附加上异常音，所以，用由控制CPU9输出的扬声器放大值S，判断是否要剔除回声。因此，能确实检测出由于剔除回声很可能要附加上成为异常音的信号的情况，在附加异常音的可能性很大的场合，将回声剔除量控制为0(即伪回声SE(i)＝0)、停止回声剔除，所以，可以防止将异常音附加到发送信号上。
而且，由于备置有能根据扬声器放大值S的变化量改变接收输入信号Rd(i)的放大值的回声消除器15，所以，可以使从扬声放大器8输出的接收输出信号的电平、与输入到自适应滤波器的接收输入信号Rd(i)正确地吻合，即使扬声器放大值S变化、在自适应滤波器16中也能求出恰当的滤波器系数h(n)、计算出接近实际回声的伪回声SE(i)，所以，在减法器17中能恰当地剔除回声。
而且，扬声器放大值S在所定的级别(根据上述的说明，为18dB)以上的场合，回声处理装置15的回声剔除性能下降，在回声处理装置1 5输出的残留信号U(i)中，有可能残留有残留回声，所以，在回声抑制器18中，加大抑制回声消除器15输出的衰减量，这样，可以抑制用回声消除器15未除尽的回声成分。
以上说明的图1和图2中所示的语音通信装置1，是设想为这样一种使用方式：采用不包含音量调整装置2、扬声器10、送话器11的结构，利用车载音频设备和家用音频设备的音量调整装置调整音量、通过扬声器和送话器输入输出声音。但是，在上述说明的语音通信装置1中，也可以采用备置有音量调整装置2、扬声器10、送话器11的结构。而且，在上述说明的语音通信装置1中，除了音量调整装置2、扬声器10、送话器11之外，通过备置液晶显示器、CRT等的图像显示装置、CCD摄像机等的图像输入装置，还可以作为除语音信息外还处理图像信息的可视化便携式电话来实施。
另外，上述说明虽然是关于备置有具有回声消除器15和回声抑制器18、并根据扬声器放大值S降低回声的回声处理装置6的语音通信装置，但也可以是采用只具有回声消除器15或回声抑制器18之一的回声处理装置。例如，具有回声消除器15的回声处理装置6，是将扬声器放大值S作为判断要否剔除回声的参数来使用，这样，可以检测出由于回声剔除而附加成为异常音的信号的情况。而且，由于是根据扬声器放大值S的变化量来改变接收输入信号Rd(i)的放大值，所以可以使从扬声放大器8输出的接收输出信号的电平、与输入到自适应滤波器的接收输入信号Rd(i)正确地吻合，从而计算出接近实际回声的伪回声SE(i)。而且，具有回声抑制器18的回声处理装置6，由于能改变抑制包含回声的信号的衰减量，所以，可以根据包含在信号中的回声的大小、有效地抑制回声。
另外，用图3说明的动作，如图5那样，也可以改变处理顺序来执行。此处，在图5中，与图3同样的符号，表示同样或相当的部分。
实施方式2
实施方式1相关的语音通信装置，备置有如此的回声消除器：扬声器放大值S在所定级别(24dB)以上的场合，输入到回声处理装置6的信号Sd(i)中产生极大的非线性失真，恐怕会由于剔除回声而附加上异常音，所以，当扬声器放大值S在所定级别以上的时候，对信号Sd(i)不做回声剔除处理。但是，通过以一定值衰减伪回声SE(i)进而控制回声剔除量、即使进行回声剔除，也可以防止将异常音附加到信号上。
本发明的实施方式2相关的语音通信装置，备置有如此的回声消除器：扬声器放大值S在所定级别以上的时候，用以一定值衰减的伪回声SE(i)、进行回声剔除。图6是说明本发明实施方式2相关的语音通信装置的回声消除器的动作流程图。图6所示的流程图的步骤4以前，与实施方式1中说明的图3的流程图的步骤1～4是一样的，所以省略说明。
在图6的步骤4中，当扬声器放大值S在所定阈值th(B)(24dB)以上的时候，在步骤23、利用此前求得的滤波器系数h(n)、计算伪回声SE(i)。而后，对在步骤23计算出的伪回声SE(i)乘上系数β(0＜β＜1)，由此以一定值衰减伪回声SE(i)(步骤24)，从信号Sd(i)减去衰减过的伪回声SE(i)(步骤25)、执行回声剔除。此处，作为系数β，譬如可以设定为0.5。
一旦结束以上处理，执行步骤7和步骤8，同时，将处理转交给步骤1。另一方面，在步骤4中，当扬声器放大值S是在所定阈值th(B)(24dB)以下的时候，前进到步骤9计算伪回声SE(i)，而后返回到步骤25。如以上说明的那样，扬声器放大值S是在所定级别(根据上述说明，为24dB)以上的场合，输入到回声处理装置6的信号Sd(i)中要产生极大的非线性失真，恐怕会由于剔除回声而附加上异常音，所以，用由控制CPU9输出的扬声器放大值S、来判断由回声剔除而造成的附加成为异常音的信号的可能性是否很高。于是，在附加异常音的可能性很高的场合，用以一定值衰减过的伪回声SE(i)来控制回声剔除量、进行回声剔除，由此可以抑制将异常音附加到发送信号上。
另外，用图6说明的动作，如图7那样也可以改变处理顺序来执行。此处，在图7中，与图5或图6同样的符号，表示同样或相当的部分。
实施方式3
实施方式1相关的语音通信装置，备置了如此的回声消除器：扬声器放大值S在所定级别(24dB)以上的场合，输入到回声处理装置6的输入信号Sd(i)中要产生极大的非线性失真，恐怕会由于剔除回声而附加上异常音，所以，在扬声器放大值S在所定级别(24dB)以上的时候，对信号Sd(i)不做回声剔除处理。但是，在扬声器放大值S被设定为所定级别(24dB)以上的场合，也可以用下述办法控制回声剔除量进而剔除回声：停止由逐次计算而更新滤波器系数h(n)，从扬声器放大值S被设定为所定级别(24dB)以上之前的滤波器系数求出伪回声SE(i)。于是，当扬声器放大值S被设定为所定级别以下的时候，再次开始由逐次计算而更新滤波器系数h(n)，可以用逐次计算的滤波器系数生成伪回声SE(i)。
本发明的实施方式3相关的语音通信装置，备置有如此的回声消除器：当扬声器放大值S在所定级别以上的时候，由扬声器放大值S被设定为所定级别(24dB)以上之前的滤波器系数h(n)求出伪回声SE(i)、进行回声剔除。图8是说明本发明的实施方式3相关的语音通信装置的回声消除器的动作流程图。在图8中，与图3同样的符号表示与图3同样或相当的部分。
图8的步骤4中，扬声器放大值S在所定阈值th(B)(24dB)以上的时候前进到步骤38，从图上没有示出的内存读出扬声器放大值S被设定为所定级别(24dB)以上之前的滤波器系数h(n)。接着，在步骤38中根据读出的滤波器系数h(n)、计算伪回声SE(i)(步骤39)，在步骤39从信号Sd(i)减去计算出的伪回声SE(i)、进行回声剔除(步骤6)。一旦结束以上处理，就执行步骤7和步骤8、而后将处理转交给步骤1。另一方面，在步骤4中、扬声器放大值S在所定阈值th(B)(24dB)以下的时候，前进到步骤9。下面，如在实施方式1说明的那样，执行图3的步骤6～8。另外，在步骤8、将在步骤9计算出的滤波器系数h(n)存储到内存。
如以上说明的那样，这种实施方式的扬声器放大值S在所定级别(根据上述说明为24dB)以上的场合，在输入到回声处理装置6的发送语音数字信号中，产生极大的非线性失真，恐怕会由于剔除回声而附加上异常音，所以，采用由控制CPU9输出的扬声器放大值S、来判断由回声剔除造成的附加成为异常音的信号的可能性是否很大。而且，在附加异常音的可能性很大的场合，采用扬声器放大值S被设定为所定级别(24dB)以上之前的滤波器系数h(n)、来计算伪回声SE(i)，由此来控制回声剔除量、而进行回声剔除，所以，可以防止将异常音附加到发送输出信号Td(i)上。
另外，在上述说明中，是关于如此的回声处理装置：在扬声器放大值S被设定为所定级别(24dB)以上的场合，由扬声器放大值S被设定为所定级别(24dB)以上之前的滤波器系数h(n)、求出伪回声SE(i)、而进行回声剔除。但是，也可以不是由扬声器放大值S被设定为所定级别(24dB)以上之前的滤波器系数h(n)、求出伪回声SE(i)，而是用预先登录的滤波器系数h(n)来计算伪回声SE(i)。
另外，用图8说明的动作，如图9那样，也可以改变处理顺序来执行。此处，在图9中，与图5或图8同样的符号，表示同样或相当的部分。
实施方式4
实施方式1相关的语音通信装置，如图3的步骤3所示的那样，备置有根据扬声器放大值S的变化量、来放大接收输入信号Rd(i)的回声消除器。但是，也可以不是根据扬声器放大值S的变化量、来放大接收输入信号Rd(i)，而是如式4所示，对滤波器系数只乘一次与扬声器放大值S的变化相应的调整值α、来改变滤波器系数。
h(n)＝α×h(n) (n＝0，N-1) (4)
图10是说明这个实施方式的回声消除器的处理流程图。在图10中，与图3同样的符号，表示与图3同样或相当的部分。如在实施方式1说明的那样，在步骤1～2、一旦将扬声器放大值S和接收输入信号Rd(i)、输入到回声消除器15，则在步骤22、如上述(2)式那样、计算与扬声器放大值S相应的滤波器系数h(n)。此处，扬声器放大值S，例如在0.8秒以内、从+6dB变化到+12dB的场合，相当于6dB的放大，回声消除器15，设定α＝2、计算滤波器系数h(n)。而且，扬声器放大值S，从0dB变化到-6dB的场合，相当于-6dB的放大，设α＝1/2、计算滤波器系数h(n)。将滤波器系数乘上一次调整值后，以该滤波器系数h(n)为起点、进行滤波器系数h(n)的逐次计算。另外，不是根据扬声器放大值S的变化量、放大接收输入信号Rd(i)，而是利用与扬声器放大值S的变化相应的调整值α、来改变滤波器系数h(n)的回声剔除处理，正如图10所示、与图3的步骤6～9是一样的，所以，说明省略。
如上述说明的那样，由于是将滤波器系数h(n)乘上与扬声器放大值S的变化相应的调整值、来改变滤波器系数h(n)，所以，即使扬声器放大值S改变、也能用较少的计算量即滤波器系数h(n)的次数的乘法运算、求出恰当的自适应滤波器系数h(n)、生成伪回声SE(i)，恰当地剔除回声。
而且，在所定时间内的扬声器放大值S的变化量、比预先规定的变化量还大的场合，也能改变滤波器系数，所以，扬声器放大值S在超过所定时间、并在时间上缓慢变化来恰当更新滤波器系数的场合，不会让滤波器系数变化成错误的值，可以恰当地剔除回声。
实施方式5
实施方式4相关的语音通信装置，备置有如此的回声消除器：不是根据扬声器放大值S的变化量、放大接收输入信号Rd(i)，而是如式(4)所示，滤波器系数只乘一次与扬声器放大值S的变化相应的调整值α、来改变滤波器系数h(n)。但是，由于扬声器放大值S变化量很大、致使调整值α变得非常大(或非常小)的场合，要考虑到在由自适应滤波器h(n)所求得的伪回声SE(i)中，会产生很大的不连续。若用这个产生了很大不连续的伪回声SE(i)、剔除回声，也有可能将异常音附加到剔除了回声的信号上。
鉴于此，下面要说明的实施方式5相关的语音通信装置，备置有如此的回声消除器：在扬声器放大值S的变化量、比预先规定的变化量大的场合，调整值α分数次乘以滤波器系数h(n)。即，回声消除器15，在扬声器放大值S的变化量、例如在0.8秒内为+12dB以上时，分割调整值α相乘，为了得到目标的调整值α＝4(＝22)，在每次逐次计算滤波器系数h(n)时，滤波器系数h(n)乘2次2、来计算滤波器系数h(n)。而且，在扬声器放大值S的变化量、在0.8秒内是+18dB时，为了得到目标的调整值α＝8(＝23)，乘3次2、来计算滤波器系数h(n)。而且，在扬声器放大值S的变化量、在0.8秒内例如是-12dB以下时，也分割调整值α相乘，在-12dB的情况下，为了得到目标的调整值α＝1/4(＝(1/2)2)，在每次逐次计算滤波器系数h(n)时，滤波器系数h(n)乘2次1/2。即、当扬声器放大值S的变化量为正的场合，假定目标的调整值α＝2J，则滤波器系数就乘J次2，当变化量为负的场合，假定目标的调整值α＝(1/2)J，则滤波器系数就乘J次1/2。
图11是说明本发明的实施方式5相关的语音通信装置的回声消除器的动作流程图。在图11中，与图3同样的符号，表示同样或相当的部分。下面，用图11来说明分段乘以调整值α的处理。
和其它实施方式一样，在步骤1、回声消除器15一接收扬声器放大值S，则在下面的步骤26、从当前的扬声器放大值S、减去已存储在内存中的过去的扬声器放大值Sold，这样，来求得扬声器放大值S的变化量Ds。
接着，在步骤27设定分割次数J。这个分割次数J，要根据回声消除器15求得满足下述条件式的J来设定。
α＝2J (Ds≥0的情况)
α＝(1/2)J (Ds＜0的情况) (5)
另外，如在实施方式4中所述，为了根据扬声器放大值S的变化量Ds决定对应的调整值α，也可以将对应这个变化量Ds的分割次数J、预先设定在内存上。
接着，在步骤28、复位计数器j，在步骤29、判断分割次数J是否为0。为0的场合，则前进到步骤37，设置计数器k为预先规定的常数K，前进到步骤2。
另一方面，在步骤29判断不为0的场合，在步骤30、用下式进行滤波器系数h(n)的分段调整。
h(n)＝2×h(n) (Ds＞0的情况)
h(n)＝(1/2)×h(n) (Ds＜0的情况) (6)
其次，在步骤31，将计数器k复位成0，进行步骤2～9的回声剔除。与实施方式1同样地进行各步骤的处理。
接着，在步骤32、33，计数器k加1，在计数器k达到常数K之前，执行步骤2～9的回声剔除处理。回声消除器15，由这个处理，可以根据在步骤30进行1阶段调整的滤波器系数h(n)、执行K次回声剔除处理。
接着，在步骤34、35，回声消除器15，将计数器j加1，判断这个计数器j是否达到了分割次数J以上。未达到的场合，返回步骤30。此处，在步骤30为了再次调整滤波器系数，回声消除器15，通过反复循环步骤30到步骤35的处理，可以根据在J阶段调整的滤波器系数、执行回声剔除处理。
在步骤35，当判断计数器j达到了分割次数J以上的场合，前进到步骤36，回声消除器15，将当前的扬声器放大值S作为Sold存储。以后，从步骤1开始进行同样的处理。
如上述说明的那样，在扬声器放大值S的变化很大的场合，为了要缓慢地改变滤波器系数h(n)，将调整值α分割相乘，所以，与用一次运算改变的场合相比、可以防止在生成的伪回声SE(i)中产生大的不连续，即，与一次大幅改变滤波器系数的场合相比，生成的伪回声变化平缓，回声消除后的信号也变化平缓。因此，通过用这个伪回声SE(i)剔除回声，可以得到在信号U(i)中不产生异常音的效果。
而且，用滤波器系数h(n)的次数的乘法运算如此的较少的计算量、能求得与扬声器放大值S变化相应的恰当的滤波器系数，由与该扬声器放大值S变化相应的滤波器系数和接收信号、能求出接近实际回声的伪回声，所以，可以恰当地剔除回声。
实施方式6
实施方式5相关的语音通信装置，是当扬声器放大值S的值大幅变化时，将与其变化量相应的调整值α分成数次乘以滤波器系数。但是当扬声器放大值S变化量变得非常大(或非常小)的场合，即使是将调整值α分成数次乘以滤波器系数，在从自适应滤波器h(n)所求出的伪回声SE(i)中，也将产生很大的不连续，结果，有可能在回声剔除后的信号中产生异常音。
于是，下面说明的实施方式6相关的语音通信装置，在扬声器放大值S的变化量比预先规定值大的场合，将滤波器系数复位成0。就是说，回声消除器15，当扬声器放大值S的变化量，例如在0.8秒内是+24dB以上(或-24dB以下)时，如式(7)所示，将滤波器系数h(n)一度设定成0，而后，进行由滤波器系数的逐次计算而导致的更新、使其缓慢地变成正确值。
h(n)＝0 (n＝0，N-1) (7)
另外，在式(7)中，虽然将滤波器系数h(n)设定为0，但是，只要在伪回声SE(i)中不产生大的不连续，也可以设定成接近0的值。
如上说明的那样，在扬声器放大值S的变化大的场合，将滤波器系数h(n)一度设定成了0或接近0的值，所以，与乘以大的(或小的)调整值来改变滤波器系数h(n)的场合相比，可以防止在生成的伪回声SE(i)中产生大的不连续。也就是说，与乘以定数来使滤波器系数大改变的场合相比，生成的伪回声平缓变化、回声消除后的信号也平缓变化，具有不产生异常音的效果。因此，通过利用这个伪回声SE(i)剔除回声，可以得到在信号U(i)中不产生异常音的效果。
实施方式7
图12是表示本发明相关的语音通信装置中所备置的回声处理装置及其外围的结构框图。如图12所示，本实施方式的回声处理装置，备置有检测远端呼叫侧和近端呼叫者同时发声状态(通话重叠)、并将这个检测结果输出到自适应滤波器16的通话重叠检测装置26。另外，在图12中，自适应滤波器16以外的结构与实施方式1相同，与图2所示的符号相同的符号，表示相同或相当部分，所以省略说明。
通话重叠检测装置26，将接收输入信号Rd(i)和信号Sd(i)、残留信号U(i)作为输入，求出各自的信号功率Rp、Sp、Ep。
而且，将扬声器放大值S作为输入接收，求其变化量。
而后，利用下面的式(8)～式(10)，当满足下面所示的条件4～6之一的场合，通话重叠检测装置26判断为通话重叠或远端呼叫者无发声状态。接着，将这个判断结果作为通话重叠判定结果、输出到自适应滤波器16。
Rp＜P1……(8)
Sp＞P2*Rp……(9)
Ep＞Pv*Sp……(10)
条件4：式(8)成立的场合
条件5：式(8)不成立且式(9)成立的场合
条件6：式(8)、(9)不成立且式(10)成立的场合
在式(8)～(10)中，P1、P2是固定值。而且，Pv是随扬声器放大值S的变化量而变化的加权系数。扬声器放大值S的变化量例如在+12dB以上(或-12dB以下)时，将Pv的值设定为在预先设定的基准值(Pvb)加上一个常数的值(如，Pv＝Pvb+0.2)，使之难以判断为通话重叠。而且，扬声器放大值S的变化量在+12dB以下且在-12dB以上时，设定为基准值Pv＝Pvb。
自适应滤波器16，在通话重叠判定结果表示出通话重叠的场合，停止滤波器系数的更新，在通话重叠判定结果不是通话重叠的场合，进行滤波器系数的更新。
图13是说明实施方式7相关的语音通信装置的回声消除器的动作流程图。在图13中，与图3或图8同样的符号，表示与图3或图8同样或相当的部分。
在图13的步骤4中，当扬声器放大值S在所定的阈值th(B)(24dB)以下时，前进到步骤40。在步骤40，扬声器放大值S的变化量在+12dB以上(或-12dB以下)时，设定Pv＝Pvb+0.2。而且扬声器放大值S的变化量在+12dB以下且在-12dB以上时，设定为Pv＝Pvb。在下个步骤41中，依据式(8)～(10)和条件4～6、进行通话重叠判定。在步骤41中、当判断为通话重叠的场合前进到步骤42，并从内存27读出在判断为通话重叠前求得的滤波器系数h(n)。这个滤波器系数h(n)在随后的步骤39中、用于伪回声SE(i)的计算。
另一方面，在步骤41中、当未被判断为通话重叠的场合，前进到步骤8、更新滤波器系数h(n)，在步骤32，将在步骤8中计算出的滤波器系数h(n)存储到内存27中，前进到步骤39。
如上所述，在通话重叠的场合，由于未更新滤波器系数h(n)，即使在作为回声输入的信号中产生了非线性失真、滤波器系数的推算精度下降的情况下，也能继续剔除回声。另外，在本实施方式中，就其在图8所示的实施方式3的回声消除处理中、执行判断为通话重叠情况下的停止滤波器系数h(n)的更新或开始的处理的例子进行了说明。但是，更新停止处理并不仅限于此，同样也可以适用于其它的实施方式。
下面，就回声抑制器18的动作进行说明。
通话重叠检测装置26，将通话重叠判定结果输入到回声抑制器18。回声抑制器18依据通话重叠判定结果、在判断为不是通话重叠的期间比判断为是通话重叠的期间、设定更大的回声抑制量，对残留信号U(i)进行更大的抑制。此处作为回声抑制量的例子，例如，在判断为是通话重叠的场合可设定为6dB，而判断为不是通话重叠的场合则可设定为24dB。
另外，也可以有如此的结构：根据通话重叠判定结果，不单抑制残留信号U(i)，也可以抑制接收输入信号Rd(i)。
如上述所说明的那样，扬声器放大值S的变化量大的场合，在用于通话重叠判定的条件式(10)中、改变针对残留信号功率Ep的常数、使之变得难以判断为通话重叠，所以，即使是扬声器放大值S大幅变化、不能求出恰当的滤波器系数h(n)而进行恰当的回声剔除、导致残留信号的功率Ep已经变得很大的场合，也能防止将其误判为通话重叠而停止滤波器系数的更新。因此，滤波器系数h(n)逐渐变得合适、从而能进行恰当地回声剔除。
而且，即使是在扬声器放大值S大幅变化的场合、也能防止误判为通话重叠、对残留信号U(i)进行恰当地抑制，所以，能够抑制用回声消除器15未除尽的回声成分。
另外，在这种实施方式中说明的回声抑制器，不仅限于在这种实施方式中说明的回声消除器、还可以与在其它实施方式中说明的回声消除器或现有的各种类型的回声消除器组合起来使用。
实施方式8
在实施方式1到实施方式7中说明的语音通信装置，备置了由下述部分构成的回声处理装置：回声消除器15，其具有自适应滤波器16和减法装置17、根据由控制CPU9输出的扬声器放大值S进行回声剔除；回声抑制器18，其根据由控制CPU9输出的扬声器放大值S、改变抑制回声消除器输出的衰减量。但是，也可以用软件来实现回声消除器15和回声抑制器18的处理。下面，就利用回声处理处理器中的软件来执行回声消除器15和回声抑制器18的处理的语音通信装置，进行说明。
图14是表示本发明实施方式8相关的语音通信装置的结构框图。在图14中，19是由数字信号处理器(以下称为DSP：DigitalSignal Processor)构成的回声降低处理单元；20是接收信号输入端口；21是接收信号输出端口；22是扬声器放大值输入端口；23是发送信号输入端口；24是发送信号输出端口；25是回声处理处理器。在图14中，与图2或图12相同的符号，表示与图2或图12相同或相当部分，所以，说明省略。
回声处理处理器25，备置有：DSP19，其进行回声降低处理；接收信号输入端口20，其输入接收输入信号Rd(i)；接收信号输出端口21，其输出接收输入信号Rd(i)；扬声器放大值输入端口22，其由控制CPU9输入扬声器放大值S；发送信号输入端口23，其终端用户发出的声音等，通过送话器11、送话器放大器12、A/D变换器13作为信号Sd(i)被输入；发送信号输出端口24，其输出实施了回声消除处理和回声抑制处理的发送输出信号Td(i)。
下面就其动作进行说明。控制CPU9，通过回声处理处理器25的扬声器放大值输入端口22，将在音量调整装置2中所调整的音量相对应的扬声器放大值S、输出到DSP19。DSP19的内部软件，例如每隔一定的时间(例如，每一个语音采样的采样周期)从扬声器放大值输入端口22，读取扬声器放大值S。接着，DSP19根据所读取的扬声器放大值S、执行回声消除处理和回声抑制处理。回声消除处理和回声抑制处理，与用图3到图13、在实施方式1到实施方式7中说明的处理内容相同，所以，说明省略。
如上述说明的那样，语音通信装置作为回声处理装置，备置有回声处理处理器25，而该回声处理处理器25用软件来执行图1、图2和图12中所示的回声消除器15和回声抑制器18的处理，该语音通信装置，利用简单的装置结构根据从音量调整装置2输入的扬声器放大值S来进行回声消除处理和回声抑制器处理，所以，可以得到与实施方式1到实施方式7中说明的语音通信装置同样的效果。而且，回声降低处理单元19是DSP，所以可以根据扬声器放大值S的变化、灵活地切换回声消除处理和回声抑制处理的动作。而且，由于用软件实现了回声消除器和回声抑制器，所以，可以根据扬声器放大值S的变化、立刻切换动作。
另外，在上述说明的语音通信装置中，DSP19内部的软件，每隔一定的时间从扬声器放大值输入端口22读取扬声器放大值S，并根据这个扬声器放大值S切换回声消除处理和回声抑制处理。但是，也可以采用如此的结构：当由控制CPU9将扬声器放大值S输出到DSP19的扬声器放大值输入端口22时，使DSP19进入中断处理，用这个中断处理、来切换回声消除处理和回声抑制处理的各自的处理。
而且，在以上说明的语音通信装置中，DSP19只是进行回声消除处理和回声抑制处理，但更进一步，也可以包含有执行语音编/译码的功能。
另外，将以上说明的回声处理处理器安装到车载电话和手机中，这样就可以比较容易地在车载电话和手机中追加回声处理功能。
而且，在以上的说明中，虽然说明了根据由控制CPU9输出的扬声器放大值来进行回声剔除处理和回声抑制器处理的例子，在但实施方式1～8中也可以不是由控制CPU9的输出、而是检测或从他处接收扬声器放大值来执行回声剔除处理和回声抑制处理。
如上说明的那样，用这个发明相关的语音通信装置，可以根据扬声器放大值恰当地降低包含在发送信号中的回声，这是因为它备置有：控制CPU，其输出终端用户用音量调整装置调整了的扬声器音量相对应的扬声器放大值；回声处理装置，其根据由控制CPU输出的扬声器放大值来降低回声，这个回声是根据扬声器放大值、对解调、语音译码后的接收输入信号进行放大后从扬声器输出的输出语音中，混入到经送话器输入的发送输入信号中的。
而且，回声处理装置，备置有如此的回声消除装置：由根据扬声器放大值的变化量放大的接收输入信号和由送话器与扬声器间的声传递特性计算出的滤波器系数、求出伪回声，利用这个伪回声从包含回声的发送输入信号剔除回声，所以可使输入到由滤波器系数和放大的接收输入信号来计算伪回声的自适应滤波器的信号与根据扬声器放大值被放大并输出到外围的信号的电平准确吻合，即使扬声器放大值变化，也能求得接近实际回声的伪回声，因此，可以恰当地剔除回声。
而且，回声处理装置，备置有如此的回声消除装置，即根据扬声器放大值的变化量，改变由送话器与扬声器间的声传递特性计算出的滤波器系数，同时由这个滤波器系数和接收输入信号求出伪回声，利用这个伪回声从包含回声的发送输入信号剔除回声，所以可以恰当地剔除回声。
而且，回声消除装置，在扬声器放大值的变化量比预先规定的变化量还大的场合，由于是分段改变滤波器系数，所以与一次大幅改变滤波器系数的场合相比，所生成的伪回声逐渐平缓变化，回声消除后的信号也逐渐平缓变化，具有抑制异常音的效果。
而且，回声消除装置，在扬声器放大值的变化量比预先规定的变化量还大的场合，由于是将变滤波器系数设成0或接近0的值，所以生成的伪回声逐渐平缓变化，回声消除后的信号也逐渐平缓变化，具有抑制异常音的效果。
而且，回声消除装置，在所定的时间内的扬声器放大值的变化量比预先规定的变化量还大的场合，由于使滤波器系数变化，所以当扬声器放大值在时间上平缓变化、滤波器系数被恰当更新的场合，不会使滤波器系数变化成错误值，可以恰当地剔除回声。
而且，回声处理装置，备置有如此的回声消除装置，即由接收输入信号和由送话器与扬声器间的声传递特性计算出的滤波器系数求出伪回声，根据扬声器放大值改变这个伪回声，用改变过的伪回声从包含回声的发送输入信号剔除回声，所以能以更高的准确度检测下述场合，从而抑制滤波器系数的推算精度的下降和异常音的附加，该场合是当作为回声输入到回声消除装置的信号中产生非线性失真，从而导致滤波器系数的推算精度下降的场合；或当作为回声输入到回声消除装置的信号中产生极大的非线性失真，从而导致滤波器系数推算精度极度下降、附加上了成为异常音的信号的场合。
而且，回声消除装置，在扬声器放大值比所定的阈值还大的场合，由于使伪回声变化为0或接近0的值，因此当作为回声输入到回声消除装置的信号中产生很大的非线性失真、从而导致滤波器系数推算精度大幅下降的场合，可以抑制附加异常音。
而且，回声消除装置在扬声器放大值比所定的阈值还大的场合，由于仅以所定的量衰减伪回声，因此，当作为回声输入到回声消除装置的信号中产生很大的非线性失真、从而导致滤波器系数推算精度大幅下降的场合，可以抑制附加异常音。
而且，回声消除装置在扬声器放大值比所定的阈值还大的场合，由于采用由扬声器放大值变得比所定的阈值还大之前的滤波器系数所计算出的伪回声，因此，当作为回声输入到回声消除装置的信号中产生很大的非线性失真、从而导致滤波器系数推算精度大幅下降的场合，可以抑制附加异常音。
而且，回声处理装置备置有通话重叠检测装置，其根据扬声器放大值的变化量、改变通话重叠检测的判断基准，同时依据这个判断基准检测通话重叠；回声消除装置，其由送话器与扬声器间的声传递特性计算出的滤波器系数求出伪回声，在用这个伪回声从包含回声的发送输入信号中剔除回声的同时，根据通话重叠检测装置的检测结果、执行滤波器系数更新的停止或开始，因此，即使是在作为回声输入到回声消除装置的信号中产生非线性失真、从而导致滤波器系数推算精度下降的场合，也可以继续剔除回声。
而且，回声处理装置备置有通话重叠检测装置，其根据扬声器放大值的变化量、改变通话重叠检测的判断基准，同时依据这个判断基准、检测通话重叠；回声消除装置，其用伪回声减低发送输入信号的回声成分、生成残留信号；回声抑制装置，其根据通话重叠检测装置的检测结果、用变化的衰减量来抑制残留信号，因此，即使是扬声器放大值大幅变化，也可以抑制由于误判为通话重叠而停止滤波器系数的更新、从而恰当地剔除回声。
而且，通话重叠检测装置，根据发送输入信号功率与残留信号功率的比较、检测通话重叠，同时根据扬声器放大值的变化量改变发送输入信号的功率所乘的加权系数，这样，来改变通话重叠的判断基准，因此，即使扬声器放大值大幅变化而残留信号的功率变大，也能抑制由于误判为通话重叠而停止滤波器系数的更新，可以恰当地剔除回声。
而且，回声处理装置由于备置有如此的回声抑制装置，其用与从控制CPU输出的扬声器放大值相应的衰减量，来抑制包含回声的发送输入信号，因此，即使回声消除装置未能剔除尽回声，回声抑制装置也能根据扬声器放大值、抑制在回声消除器输出中所包含的残留回声。
而且，回声处理装置是数字信号处理器，因此能够恰当地剔除回声。
这个发明的回声处理处理器备置有接收信号输入端口，其输入包含语音信息的接收输入信号；扬声器放大值输入端口，其根据用音量调整装置调整的音量、输入扬声器放大值；发送信号输入端口，其输入包含终端用户所发语音的发送输入信号；回声降低处理单元，其进行根据回声降低处理，即经扬声器放大值输入端口输入的扬声器放大值降低回声，这个回声是根据扬声器放大值对接收输入信号放大后、在由扬声器输出的输出语音中、混入到发送输入信号的，因此，可以恰当地降低发送语音信号中所包含的回声。
而且，回声降低处理单元进行如下处理，即放大处理，其根据从扬声器放大值输入端口输入的扬声器放大值的变化量、放大从接收信号输入端口输入的接收输入信号；滤波器系数计算处理，其由扬声器和送话器间的声传递特性、求取滤波器系数；伪回声计算处理，其由计算出的滤波器系数和放大过的接收输入信号、计算伪回声；回声消除处理，其用伪回声、从发送输入信号剔除回声，因此，可以根据扬声器放大值、恰当地降低经发送信号输入端口输入到回声处理处理器的发送语音信号中所包含的回声。
而且，回声降低处理单元进行如下处理，即滤波器系数计算处理，其由扬声器和送话器间的声传递特性、求取滤波器系数；伪回声计算处理，其根据从扬声器放大值输入端口输入的扬声器放大值的变化量、改变计算出的滤波器系数，同时由这个滤波器系数和从接收信号输入端口输入的接收输入信号、计算伪回声；回声消除处理，其用伪回声、从发送输入信号剔除回声，因此，可以求出与扬声器放大值的变化相应的滤波器系数、从而可以恰当地剔除回声。
而且，回声降低处理单元在扬声器放大值的变化量比预先规定的变化量还大的场合，分段改变滤波器系数来进行伪回声计算处理，因此，生成的伪回声分段变化，有不易产生异常音的效果。
而且，回声降低处理单元在扬声器放大值的变化量比预先规定的变化量还大的场合，使滤波器系数为0或接近0值来进行伪回声计算处理，因此，与对滤波器系数乘以常数使其大幅改变的场合相比，生成的伪回声平缓变化，回声消除处理后的信号也平缓变化，有不产生异常音的效果。
而且，回声降低处理单元在所定时间内的扬声器放大值的变化量比预先规定的变化量还大的场合，是改变滤波器系数来进行伪回声计算处理，因此，在扬声器放大值超过所定时间而在时间上平缓变化、并能恰当更新滤波器系数的场合、可以抑制使滤波器系数改变为错误的值，从而可以恰当地剔除回声。
而且，回声降低处理单元进行下述处理，即滤波器系数计算处理，其由扬声器和送话器间的声传递特性、求取滤波器系数；伪回声计算处理，其由计算出的滤波器系数和从接收信号输入端口输入的接收输入信号、计算伪回声；回声消除处理，其根据从扬声器放大值输入端口输入的扬声器放大值、改变在伪回声计算处理中计算出的伪回声，用改变过的伪回声，从发送输入信号剔除回声，因此，能准确地检测下述情况，即作为回声输入到回声处理处理器的信号中产生非线性失真，从而导致滤波器系数推算精度下降的情况；或者作为回声输入到回声处理处理器的信号中产生了极大的非线性失真，从而导致滤波器系数推算精度极度下降、而附加了成为异常音的信号的情况，进而可以防止滤波器系数的推算精度的下降和异常音的附加。
而且，回声降低处理单元在扬声器放大值比所定的阈值还大的场合，由于是基于扬声器放大值变得比阈值还大之前的滤波器系数来进行计算伪回声的伪回声计算处理，所以，即使在作为回声输入到回声消除器的信号中产生非线性失真、从而导致滤波器系数推算精度下降的情况下，也能继续进行回声剔除。
而且，回声降低处理单元进行下述处理，即通话重叠检测处理，其根据扬声器放大值的变化量的变化量、改变通话重叠检测的判断基准，同时依据这个判断基准，检测通话重叠；滤波器系数计算处理，其由扬声器和送话器间的声传递特性、求取滤波器系数，同时根据通话重叠判定结果来执行滤波器系数更新的停止或开始；伪回声计算处理，其由计算出的滤波器系数和从接收信号输入端口输入的接收输入信号来计算伪回声；回声消除处理，其用这个伪回声、从发送输入信号中剔除回声，因此，即使扬声器放大值大幅变化，也可以防止由于误判其时为通话重叠而停止滤波器系数的更新，进而可以恰当地剔除回声。
而且，回声降低处理单元进行通话重叠检测处理，其根据扬声器放大值的变化量的变化量、改变通话重叠检测的判断基准、进行通话重叠的检测；回声消除装置，其用伪回声、降低发送输入信号的回声成分、生成残留信号；回声抑制处理，其根据通话重叠检测处理的检测结果、用变化的衰减量来抑制残留信号，因此，由于可防止误判为通话重叠、恰当地抑制残留信号，所以可以抑制在回声消除处理中未剔除尽的回声成分。
而且，回声降低处理单元由于进行回声抑制处理，其以与扬声器放大值相应的衰减量抑制包含回声的发送输入信号，因此，即使在回声消除处理中未除尽回声，也可以进行回声抑制处理、根据扬声器放大值抑制已施加回声消除处理的信号所包含的残留回声。
如上所述，本发明相关的语音通信装置以及回声处理处理器，适用于例如车载电话、便携式电话等的语音通信。
Claims (26)
1.一种语音通信装置，其特征在于：具有
控制CPU，其输出与终端用户用音量调整装置调整的扬声器音量相应的扬声器放大值；
回声处理装置，其根据由上述控制CPU输出的扬声器放大值来降低回声，这个回声是解调、语音译码后的接收输入信号根据扬声器放大值进行放大、并从扬声器输出的输出语音中、混入到通过送话器输入的发送输入信号中的回声。
2.权利要求1记载的语音通信装置，其特征在于：
回声处理装置具有回声消除装置，其用于由根据扬声器放大值的变化量放大的接收输入信号和由送话器与扬声器间的声传递特性计算的滤波器系数来求取伪回声，并用这个伪回声，从包含回声的发送输入信号中剔除上述回声。
3.权利要求1记载的语音通信装置，其特征在于：
回声处理装置具有回声消除装置，其根据扬声器放大值的变化量，改变由送话器与扬声器间的声传递特性来计算的滤波器系数，同时通过这个滤波器系数和接收输入信号求取伪回声，并用这个伪回声、从包含回声的发送输入信号中剔除上述回声。
4.权利要求3记载的语音通信装置，其特征在于：
回声消除装置，在扬声器放大值的变化量比预先规定的变化量还大的场合，分段改变滤波器系数。
5.权利要求3记载的语音通信装置，其特征在于：
回声消除装置，在扬声器放大值的变化量比预先规定的变化量还大的场合，将滤波器系数变为0或近似于0的值。
6.权利要求3记载的语音通信装置，其特征在于：
回声消除装置，在所定时间内的扬声器放大值的变化量比预先规定的变化量还大的场合，改变滤波器系数。
7.权利要求1记载的语音通信装置，其特征在于：
回声处理装置具有回声消除装置，其由接收输入信号和送话器与扬声器间的声传递特性计算出的滤波器系数、求取伪回声，并根据扬声器放大值改变这个伪回声，用这个改变过的伪回声，从包含回声的发送输入信号中剔除回声。
8.权利要求2记载的语音通信装置，其特征在于：
回声消除装置，在扬声器放大值比所定的阈值还大的场合，使伪回声变为0或接近0的值。
9.权利要求2记载的语音通信装置，其特征在于：
回声消除装置，在扬声器放大值比所定的阈值还大的场合，只按所定量衰减伪回声。
10.权利要求2记载的语音通信装置，其特征在于：
回声消除装置，在扬声器放大值比所定的阈值还大的场合，是采用由上述扬声器放大值变得比上述阈值还大之前的滤波器系数来计算出的伪回声。
11.权利要求1记载的语音通信装置，其特征在于：
回声处理装置，包括通话重叠检测装置，其根据扬声器放大值的变化量改变检测通话重叠的判定基准，同时，依据这个判断基准来检测通话重叠；回声消除装置，其用从送话器与扬声器间的声传递特性计算的滤波器系数求取伪回声，并用这个伪回声由包含回声的发送输入信号剔除上述回声，同时，根据上述通话重叠检测装置的检测结果，执行上述滤波器系数更新的停止或开始。
12.权利要求1记载的语音通信装置，其特征在于：
回声处理装置，包括通话重叠检测装置，其据根扬声器放大值的变化量改变检测通话重叠的判定基准，同时，依据这个判断基准检测通话重叠；回声消除装置，其用伪回声降低发送输入信号的回声成分，并生成残留信号；回声抑制装置，其根据上述通话重叠检测装置的检测结果用变化的衰减量来抑制上述残留信号。
13.权利要求11或权利要求12记载的语音通信装置，其特征在于：
通话重叠检测装置，根据发送输入信号的功率和残留信号的功率的比较，检测通话重叠，同时，根据扬声器放大值的变化量，通过变更上述发送输入信号的功率要乘的加权系数，来改变通话重叠判定的基准。
14.权利要求1至权利要求10之一记载的语音通信装置，其特征在于：
回声处理装置，包括回声抑制装置，其用与从控制CPU输出的扬声器放大值相应的衰减量，来抑制包含回声的发送输入信号。
15.权利要求1至权利要求14之一记载的语音通信装置，其特征在于：
回声处理装置是数字信号处理器。
16.一种回声处理处理器，包括
接收信号输入端口，其输入包含语音信息的接收输入信号；
扬声器放大值输入端口，其根据用音量调整装置所调整的音量，输入扬声器放大值；
发送信号输入端口，其输入包含有终端用户发出的语音的发送输入信号；
回声降低处理单元，其根据经上述扬声器放大值输入端口输入的扬声器放大值，进行旨在降低回声的回声降低处理，这个回声是根据上述扬声器放大值放大上述接收输入信号并从扬声器输出的输出语音中混入到上述发送输入信号中的。
17.权利要求16记载的回声处理处理器，其特征在于：
回声降低处理单元进行
放大处理，其根据从扬声器放大值输入端口输入的扬声器放大值的变化量，放大从接收信号输入端口输入的接收输入信号；
滤波器系数计算处理，其由扬声器和送话器间的声传递特性求取滤波器系数；
伪回声计算处理，其由计算出的滤波器系数和上述放大后的接收输入信号，计算伪回声；
回声消除处理，其用上述伪回声由发送输入信号剔除回声。
18.权利要求16记载的回声处理处理器，其特征在于：
回声降低处理单元进行
滤波器系数计算处理，其由扬声器和送话器间的声传递特性求取滤波器系数；
伪回声计算处理，其根据从扬声器放大值输入端口输入的扬声器放大值的变化量，改变计算出的滤波器系数，同时由这个滤波器系数和从接收信号输入端口输入的接收输入信号，计算伪回声；
回声消除处理，其用上述伪回声由发送输入信号剔除回声。
19.权利要求18记载的回声处理处理器，其特征在于：
回声降低处理单元，在扬声器放大值的变化量比预先规定的变化量还大的场合，进行分段改变滤波器系数的伪回声计算处理。
20.权利要求18记载的回声处理处理器，其特征在于：
回声降低处理单元，在扬声器放大值的变化量比预先规定的变化量还大的场合，进行将滤波器系数设为0或接近0的值的伪回声计算处理。
21.权利要求18记载的回声处理处理器，其特征在于：
回声降低处理单元，在所定时间内的扬声器放大值的变化量比预先规定的变化量还大的场合，进行改变滤波器系数的伪回声计算处理。
22.权利要求16记载的回声处理处理器，其特征在于：
回声降低处理单元进行
滤波器系数计算处理，其由扬声器和送话器间的声传递特性求取滤波器系数；
伪回声计算处理，其由计算出的滤波器系数和从接收信号输入端口输入的接收输入信号，计算伪回声；
回声消除处理，其根据从扬声器放大值输入端口输入的扬声器放大值，改变在上述伪回声计算处理中计算出的伪回声，进而用改变了的伪回声、由发送输入信号剔除回声。
23.权利要求16记载的回声处理处理器，其特征在于：
回声降低处理单元，在扬声器放大值比所定的阈值还大的场合，进行由上述扬声器放大值变得比阈值还大之前的滤波器系数计算伪回声的伪回声计算处理。
24.权利要求16记载的回声处理处理器，其特征在于：
回声处理降低单元进行
通话重叠检测处理，其根据扬声器放大值的变化量的变化量、变更通话重叠检测的判定基准，同时依据这个判定标准检测通话重叠；
滤波器系数计算处理，其由扬声器和送话器间的声传递特性求取滤波器系数，同时根据上述通话重叠判定结果，执行上述滤波器系数更新的停止或开始；
伪回声计算处理，其由计算出的滤波器系数和从接收信号输入端口输入的接收输入信号，计算伪回声；
回声消除处理，其用这个伪回声，由发送输入信号剔除回声。
25.权利要求16记载的回声处理处理器，其特征在于：
回声处理降低单元进行
通话重叠检测处理，其根据扬声器放大值的变化量的变化量，变更通话重叠检测的判定基准，进行通话重叠的检测；
回声消除装置，其用伪回声、降低发送输入信号的回声成分并生成残留信号；
回声抑制处理，其用根据上述通话重叠处理的检测结果而变化的衰减量，来抑制上述残留信号。
26.权利要求16至权利要求25之一记载的回声处理处理器，其特征在于：
回声降低处理单元，进行用与扬声器放大值相对应的衰减量来抑制包含回声的发送输入信号的回声抑制处理。
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