CN1463507A - 回波处理装置 - Google Patents
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Abstract
配有抑制接收信号低频域成分的高通滤波器11；将通过高通滤波器11的低域抑制接收信号作为音响输出的扬声器3；将由话筒4输入的音响回波转换成数字发送信号的A/D转换器6；基于通过高通滤波器11的低域抑制接收信号生成伪回波信号，将伪回波信号从由A/D转换器6转换的数字信号中减去，除掉从扬声器3输出并输入到话筒4的音响回波的回波消除单元7。
Description
技术领域
本发明涉及在车载电话及便携电话等的语音通信中，将从扬声器输出经回波路径输入到话筒的音响回波减低的回波处理装置。
现有技术
图1为现有回波处理装置构成的电路框图，图中，1是将数字接收信号转换为语音信号的D/A转换器，2是将语音信号放大的放大器，3是将放大的语音信号相应的音响输出的扬声器。4是将输入的音响转换为语音信号的话筒，5是将该语音信号放大的放大器，6是将放大了的语音信号转换为数字信号的A/D转换器。7是基于接收信号生成伪回波信号，而将该伪回波信号从由A/D转换器6转换的输出数字信号中减去，将回波成分消除的回波消除单元。在回波消除单元7中，8是基于接收信号、上述输出数字信号及判定信号生成伪回波信号的自适应滤波器单元，9是将输出数字信号和伪回波信号相加的加法器。10是基于接收信号、输出数字信号及发送信号，向回波消除单元7输出接收信号的无声或通话重叠的判定信号的通话重叠检测单元。
下面对动作进行说明。
现在，将远端通话方送来的数字信号作为接收信号，将近端通话方输入的语音信号经放大器5放大，从由A/D转换器6转换的输出数字信号中将回波成分经回波消除单元7抑制的信号作为发送信号。
来自远端通话者的接收信号输入到回波消除单元7及通话重叠检测单元10的同时，经D/A转换器1转换为模拟信号即语音信号，经放大器2放大由扬声器3作为音响输出。该由扬声器3输出的一部分经回波路径输入到话筒4，作为回波信号混入用于发送的语音信号中。
自适应滤波器单元8用接收信号和反馈的发送信号求出自适应滤波器系数，生成伪回波信号。在加法器9从输出数字信号减去该伪回波信号，生成抑制了含在输出数字信号中的回波成分的发送信号。另外，自适应滤波器单元8对应回波路径的变动逐次求出自适应滤波器系数更新。
通话重叠检测单元10判定是否在输出数字信号中同时含有回波信号和近端通话者的语音信号的通话重叠状态，以及是否接收信号无声，作为判定信号向自适应滤波器单元8传送。自适应滤波器单元8在通话重叠时或接收信号无声时停止自适应滤波器系数的更新，防止因通话重叠使自适应滤波器系数的计算精度劣化。
通话重叠检测单元10的通话重叠检测方法，例如特开平10-242891号公报(文献1)所示，如下进行的。
通话重叠检测单元10求出输出数字信号的平均功率S，接收信号的平均功率X，发送信号的平均功率E，由下式(1)至(3)的组合探测通话重叠。
X＜p1 ......(1)
S＞p2×X (但p2≤0.5) ......(2)
E＞p3×S ......(3)
各式中的p1至p3为规定的常数，依使用环境决定。
从这些条件式，式(1)成立时，判定为接收信号无声。
另外，式(1)不成立而式(2)成立时，判定为通话重叠。
再者，式(1)和式(2)不成立而式(3)成立时，回波抑制量小，判定为回波以外的输入声大引起的通话重叠。
另外，现有的回波处理装置有特开平9-205388号公报(文献2)所示者，该回波处理装置抑制了从话筒输入的背景噪声的低频域成分(以下称低域成分)。为此在发送信号的A/D转换器6的后面插入了高通滤波器，并在自适应滤波器单元的接收信号输入端也插入了与该高通滤波器截止频率相同的高通滤波器。因此，使输出数字信号和输入到自适应滤波器单元8的接收信号的频率特性一致，以维持自适应滤波器单元8的自适应滤波器系数的计算精度。
现有的回波处理装置都如上述的构成，所以在图1所示现有的回波处理装置以及文献2所示现有的回波处理装置中，作为语音不能再生的低频域成分输入到扬声器时，会使同时输入的高频语音的振动受到干扰产生非线性失真。这种情况就使得从话筒输入的回波信号产生非线性失真，在自适应滤波器单元8的自适应滤波器系数的计算精度劣化，生成的伪回波信号与回波信号的差异增大，存在回波抑制量减少的问题。
为消除像这样在扬声器产生的非线性失真而有效地进行消声，特开平6-202669号公报(文献3)提出了在扬声器之前插入了高通滤波器，将扬声器不能再生的低频域成分预先抑制的方案。该方法适用于图1所示现有的回波处理装置，可以考虑在D/A转换器1和放大器2之间插入高通滤波器，但这样输入到自适应滤波器单元8的接收信号和从扬声器3输出到话筒4输入的回波信号的低频带域(以下称低域)的特性就有很大的不同。这是因为接收信号中有低频域成分，而回波信号中没有的缘故。结果，自适应滤波器单元8的自适应滤波器系数的计算精度劣化，生成的伪回波信号和回波信号的差异增大，存在回波抑制量减少的问题。
另外，考虑文献3的将高通滤波器插入到扬声器前的方法适用于文献2所示的回波处理装置时。在接收信号的D/A转换器和放大器之间插入高通滤波器时，该高通滤波器和自适应滤波器单元之前以及加法器之前插入的2个高通滤波器抑制低域的目的不同，就不能统一截止频率。因为该原因，输入到自适应滤波器单元的接收信号的低域特性和从扬声器输出到话筒输入的回波信号的低域特性就有很大不同，自适应滤波器系数的计算精度劣化，伪回波信号和回波信号的差异增大，存在回波抑制量减少的问题。
另外，图1所示现有回波处理装置的通话重叠检测单元10在式(2)的S和X的值接近时，或式(3)的S和E值接近时，有时会误判为通话重叠。例如，为避免错误地更新自适应滤波器系数，易于判定通话重叠而将式(2)的p2值设定得较低，则虽然只有接收信号的单通话(X大)，扬声器3和话筒4的距离较近或放大器2，5的放大量大时，混入到输出数字信号的回波信号的功率增大(S大)，就会错误地判定为通话重叠。另外，同样目的，将式(3)的p3值设定较低，则虽然只有接收信号的单通话(X大)，自适应滤波器单元8的滤波器系数的计算精度恶化，回波消除单元7的回波抑制量减少E增大接近S，而产生误判为通话重叠。
这样现有的回波处理装置存在着难于明确地判定是单通话还是通话重叠的误判的情况，其结果，就会搞错自适应滤波器系数更新的停止及开始时间，而使自适应滤波器系数的计算精度劣化，减少回波抑制量的问题。
本发明为解决上述一些问题而进行，目的是获得减低扬声器输出音的非线性失真，以防止自适应滤波器系数的计算精度劣化减小伪回波信号与音响回波的差异，防止回波抑制量减少的回波处理装置。
本发明的另外目的是获得高精度地判定通话重叠，正确进行自适应滤波器系数更新的停止及开始，以防止自适应滤波器系数的计算精度劣化，防止回波抑制量减少的回波处理装置。
发明内容
本发明涉及的回波处理装置，配有：抑制由数字信号构成的接收信号低频域成分的高通滤波器；将通过上述高通滤波器的低域抑制接收信号转换成语音信号的D/A转换器；输出基于上述语音信号的音响的扬声器；有输入该扬声器输出的音响回波的可能性的话筒；将由该话筒输出的语音信号转换为数字信号的A/D转换器；基于通过上述高通滤波器得到的低域抑制接收信号生成伪回波信号，将其伪回波信号从由上述A/D转换器输出的数字信号中减去，生成发送信号的回波消除单元。
由此，具有以下效果：可以减低从扬声器输出的音响的非线性失真，通过混入由A/D转换器输出的数字信号中的音响回波和输入到回波消除单元的低域抑制接收信号基于高通滤波器同样接受低频域成分的抑制，防止在回波消除单元的自适应滤波器系数计算精度的劣化，减小伪回波信号与音响回波的差异，防止回波抑制量的减少。
本发明涉及的回波处理装置，配有：抑制由数字信号构成的接收信号低频域成分的高通滤波器；将通过上述高通滤波器的低域抑制接收信号转换成语音信号的D/A转换器；输出基于上述语音信号的音响的扬声器；有输入该扬声器输出的音响回波的可能性的话筒；将由该话筒输出的语音信号转换为数字信号的A/D转换器；基于通过上述高通滤波器得到的低域抑制接收信号生成伪回波信号，将其伪回波信号从由上述A/D转换器输出的数字信号中减去，生成发送信号的回波消除单元；抽出由上述A/D转换器输出的数字信号的低频域成分，基于其低频域成分进行通话重叠判定，基于其通话重叠判定控制上述回波消除单元的滤波器系数更新的停止及开始的通话重叠检测单元。
由此，可以减低从扬声器输出的音响的非线性失真，通过混入由A/D转换器输出的数字信号中的音响回波和输入到回波消除单元的低域抑制接收信号基于高通滤波器同样接受低频域成分的抑制，可防止在回波消除单元的自适应滤波器系数计算精度的劣化，减小伪回波信号与音响回波的差异，防止回波抑制量的减少。
另外，具有以下效果：由于抽出由A/D转换器输出的数字信号的低频域成分，基于其低频域成分进行通话重叠判定，所以可以高精度地判定通话重叠，正确地进行自适应滤波器系数更新的停止及开始，以防止自适应滤波器系数的精度劣化，进一步减小伪回波信号与音响回波的差异，能够防止回波抑制量的减少。
本发明涉及的回波处理装置，其通话重叠检测单元是由A/D转换器输出的数字信号的低频域成分越小越难于判定为通话重叠。
由此，具有以下效果：可以高精度地判定通话重叠，正确地实施自适应滤波器系数更新的停止及开始，以防止自适应滤波器系数的计算精度劣化，减小伪回波信号与音响回波的差异，能够防止回波抑制量的减少。
本发明涉及的回波处理装置，其通话重叠检测单元是由A/D转换器输出的数字信号的低频域成分越大越易于判定为通话重叠。
由此，具有以下效果：可以高精度地判定通话重叠，正确地实施自适应滤波器系数更新的停止及开始，以防止自适应滤波器系数的计算精度劣化，减小伪回波信号与音响回波的差异，能够防止回波抑制量的减少。
本发明涉及的回波处理装置，其通话重叠检测单元计算由A/D转换器输出的数字信号所包含的背景噪声成分的量，背景噪声成分小时，上述数字信号的低频域成分越大则越易于判定为通话重叠。
由此，具有以下效果：没有基于背景噪声的误判定，可以高精度地判定通话重叠，正确地实施自适应滤波器系数更新的停止及开始，以防止自适应滤波器系数的计算精度劣化，减小伪回波信号与音响回波的差异，能够防止回波抑制量的减少。
本发明涉及的回波处理装置，配有抑制由A/D转换器输出的数字信号的背景噪声成分的噪声抑制器，通话重叠检测单元输入由该噪声抑制器输出的抑制了背景噪声的上述数字信号。
由此，具有以下效果：即使输出数字信号包含背景噪声时，仍可以高精度地判定通话重叠，正确地实施自适应滤波器系数更新的停止及开始，以防止自适应滤波器系数的计算精度劣化，减小伪回波信号与音响回波的差异，能够防止回波抑制量的减少。
本发明涉及的回波处理装置，其通话重叠检测单元由具有与高通滤波器的截止频率对应的截止频率的低通滤波器抽出由A/D转换器输出的数字信号的低频域成分。
由此，具有能以比较简单的构成，将上述数字信号的低频域成分抽出的效果。
本发明涉及的回波处理装置，配有存储设定频率的存储单元；读出上述存储单元的设定频率并输出到高通滤波器及通话重叠检测单元的控制CPU，上述高通滤波器是由多个预先具有不同截止频率的高通滤波器组成，选择从上述控制CPU输出的设定频率对应的截止频率的高通滤波器，抑制接收信号的低频域成分，上述通话重叠检测单元在抽出由A/D转换器输出的数字信号的低频域成分时，抽出由上述控制CPU输出的设定频率以下的低频域成分。
由此，即使在扬声器的种类改变截止频率变更时，也没必要重新更换高通滤波器，只是改写存储装置的设定频率即可简单对应。而且，具有即使在通话重叠检测单元也能依据其已改写的设定频率简单地对应截止频率的效果。
本发明涉及的回波处理装置，其通话重叠检测单元由设定频率变更由A/D转换器输出的数字信号的低频域成分对通话重叠判定的影响度。
由此，具有以下效果：可以高精度地判定通话重叠，正确地进行自适应滤波器系数更新的停止及开始，以防止自适应滤波器系数的精度劣化，减小伪回波信号与音响回波的差异，能够防止回波抑制量的减少。
本发明涉及的回波处理装置，其通话重叠检测单元由多个预先具有不同截止频率的低通滤波器组成，选择从控制CPU输出的设定频率对应的截止频率的低通滤波器，抑制由A/D转换器输出的数字信号的高频域成分，抽出低频域成分。
由此，具有以下效果：以比较简单的构成即可抽出上述数字信号的低频域成分，同时即使扬声器的种类改变截止频率变更时，也没必要重新更换通话重叠检测单元内的低通滤波器，只是改写存储装置的设定频率即可简单对应。
附图说明
图1是表示现有回波处理装置构成的电路框图。
图2是表示本发明实施方式1的回波处理装置构成的电路框图。
图3是表示本发明实施方式1的高通滤波器动作的说明图。
图4是表示本发明实施方式3的回波处理装置构成的电路框图。
图5是表示本发明实施方式4的回波处理装置构成的电路框图。
图6是表示本发明实施方式4涉及的高通滤波器动作的说明图。
实施方式
下面为详细说明本发明，依据附图对本发明的实施方式进行说明。
实施方式1
图2为本发明实施方式1的回波处理装置构成的电路框图。图中，11是抑制由数字信号组成的接收信号低频域成分的高通滤波器，1是将通过高通滤波器11的低域抑制接收信号转换为模拟的语音信号的D/A转换器，2是将语音信号放大的放大器，3是输出放大了的语音信号对应的音响的扬声器，4是输入音响转换成语音信号的话筒，5是将该语音信号放大的放大器，6是将放大了的模拟语音信号转换为数字信号的A/D转换器。7是基于通过高通滤波器11的低域抑制接收信号生成伪回波信号，将该伪回波信号从来自A/D转换器的数字信号中减去，输出除掉了回波成分的发送信号的回波消除单元。在回波消除单元7中，8是基于低域抑制接收信号、发送信号及判定信号生成伪回波信号的自适应滤波器单元，9是将来自A/D转换器6的数字信号和伪回波信号相加的加法器。12是基于低域抑制接收信号、输出数字信号及发送信号判定接收信号的无声或通话重叠，将判定信号输出到回波消除单元7的通话重叠检测单元。
下面对动作进行说明。
接收信号输入到高通滤波器11，高通滤波器11抑制该滤波器截止频率以下的信号成分，输出低域抑制接收信号。低域抑制接收信号送到自适应滤波器单元8和D/A转换器1同时也送到通话重叠检测单元12。这里高通滤波器11是由例如8次的IIR型数字滤波器构成。另外高通滤波器的截止频率，事先调查好扬声器3的再生可能的低域的下限频率，配合该值设定。假定扬声器3的再生可能的频率下限为400Hz，则以400Hz为截止频率设计数字滤波器的系数。
图3为本发明实施方式1的滤波器动作的说明图，图中(a)～(c)表示高通滤波器11的动作例。(a)是接收信号有声时的频率特性，(b)是高通滤波器11的响应特性，(c)是高通滤波器11输出的低域抑制接收信号的频率特性。这里fc是高通滤波器11的截止频率。
其次，输入到D/A转换器1的低域抑制接收信号被转换为模拟信号即语音信号经放大器2放大由扬声器3作为音响输出。此时扬声器3不能再生的低频域成分已被高通滤波器11抑制，所以扬声器3输出的声中不产生非线性失真。因此从话筒4输入的音响回波中也不产生非线性失真。
自适应滤波器单元8基于低域抑制接收信号和发送信号，算出自适应滤波器系数生成伪回波信号，加法器9从输出数字信号减去伪回波信号。
由以上处理动作，音响回波不生成非线性失真以及，混入语音信号中的音响回波和输入到自适应滤波器单元8的低域抑制接收信号，同样受到在高通滤波器11的低频域成分的抑制，所以自适应滤波器单元8就能高精度地算出自适应滤波器系数，生成接近实际回波信号的伪回波信号。
通话重叠检测单元12基于低域抑制接收信号、输出数字信号及发送信号进行通话重叠判定。以下将通话重叠检测单元12的动作详细说明。
通话重叠检测单元12，对低域抑制接收信号的平均功率Xh，输出数字信号的平均功率S，发送信号的平均功率E，例如每一定期间对该期间内的各信号电平进行采样，分别将各值的平方和以采样数平均化的方法求得。另外，输出数字信号和低域抑制接收信号的高频域成分(以下称高域成分)受低通滤波器抑制，只抽出低频域成分。低通滤波器由例如8次的IIR型数字滤波器构成。
此时，低通滤波器的截止频率与高通滤波器11的截止频率同值设定。
而，由低通滤波器抑制了高频域成分的输出数字信号和同样由低通滤波器抑制了高频域成分的低域抑制接收信号的平均功率(以下分别称输出数字信号的低域功率，低域抑制接收信号的低域功率)设为S1，X1，分别由例如将采样值的平方和以采样数平均化的方法求得。
另外，通话重叠检测单元12，将规定期间(例如1秒)求出的输出数字信号的各平均功率S内的最低值，只限于在求该最低值期间的输出数字信号没有周期性时，作为背景噪声功率Ns抽出。周期性的有无，由例如将输出数字信号的自相关系数的最大值以阈值判定求出。自相关系数的最大值若超过阈值则有周期性，若不超过则判定为无。这样，平均功率S的值，大于由Ns事先设定的阈值，而且有周期性的输出数字信号的区间作为有声区间检出，例如将过去1秒期间中有声区间的平均功率作为Vs求出，Vs和Ns的比(Vs/Ns)作为Rs求出。
其次，例如用以下式(4)～(7)进行通话重叠判定。
Xh＜p1 ......(4)
S＞p2×Xh (但p2≤0.5) ......(5)
E＞p3×S ......(6)
S1＞p4×X1 ......(7)
从这些条件，式(4)成立时，判定接收信号为无声。
另外，式(4)不成立，而式(5)和式(7)成立时，判定为通话重叠。
再者，式(4)和式(5)不成立，式(6)和式(7)成立时，回波抑制量小，判定为回波以外的输入声大引起的通话重叠。
这里，式(4)～(7)中的p1到p3为规定的常数，依使用环境决定，例如p1＝1002，p2＝0.5，p3＝0.5。p4是依前头求出的Rs值变化的可变值，Rs大，如超过362时，即背景噪声量小时为1.0，不超过时，即背景噪声量大时设定为1.5。
另外，在式(4)用低域抑制接收信号的平均功率Xh来判定接收信号是否无声，但求出通过高通滤波器11之前的接收信号的平均功率X适用于式(4)也可。
以下，用图3详细说明通话重叠检测单元12检出通话重叠的动作。
在图3中，如前面说明的那样(a)是接收信号有声时的频率特性的例子，(b)是高通滤波器11的响应特性，(c)是低域抑制接收信号的频率特性。另外，(d)是和(c)一样的低域抑制接收信号，(e)是通话重叠检测单元12内的低通滤波器的响应特性，截止频率fc与高通滤波器11的相同。(f)是信号(d)经过该低通滤波器得到的低通滤波器输出。这里低通滤波器输出(f)的平均功率相当于式(7)的X1，X1的值因高通滤波器11的低域抑制效果，成为较小的值。
另外，(g)是带有(c)频率特性的低域抑制接收信号经扬声器3成为语音，经过回波路径输入到话筒4得到的只有回波信号成分时的频率特性。(h)是和(e)同一个通话重叠检测单元12内的低通滤波器的响应特性，(i)是该低通滤波器的输出。该低通滤波器输出(i)的平均功率相当于式(7)的S1，因输出数字信号中没有近端通话者的语音，只是回波信号所以低频域成分少，此时的S1是和X1同样为较小的值。
再者，(j)是输出数字信号由回波信号和近端通话者的语音信号组成的频率特性，(k)是和(e)同一个通话重叠检测单元12内的低通滤波器的响应特性，(1)是该低通滤波器输出。低通滤波器输出(1)的平均功率相当于式(7)的S1，但此时，输出数字信号中有近端通话者的语音所以含有低频域成分，与只有回波信号时的低通滤波器输出(i)的S1相比成为较大的值。
利用图3所示低通滤波器输出(i)和(1)的特性差，通话重叠检测单元12，在S1的值小与X1接近时，即式(7)不成立时，判定为输出数字信号中只有回波的单通话。当S1的值比X1大得多时，即式(7)成立时，通话重叠检测单元12判定输出数字信号是由回波信号和近端通话者的语音信号组成的通话重叠。
S1是输出数字信号的低频域成分的功率，S是输出数字信号的全频带的功率，通话重叠判定单元12在用S的式(5)，(6)即使成立，只要用S1的式(7)不成立就不能判定为通话重叠，所以比不使用式(7)的现有的回波处理装置，将只有回波的单通话误判为通话重叠的要少，可以高精度地判定通话重叠。在背景噪声量少时，S1所包含的背景噪声少，判断S1值的可靠性高而将p4设定为小值，更易于判定通话重叠。
通话重叠检测单元12用上述条件判定接收信号是无声还是通话重叠状态，作为判定信号向自适应滤波器单元8传递。自适应滤波器单元8在通话重叠时或接收信号无声时停止自适应滤波器系数的更新，防止因通话重叠而使滤波器系数的计算精度劣化。另外，自适应滤波器单元8在不是通话重叠时，接收信号也不是无声时，配滤波器系数的更新开始。
如上那样，按本实施方式1由高通滤波器11抑制扬声器3不能再生的接收信号的低频域成分，而且是将该高通滤波器11的输出输入到自适应滤波器单元8，所以可以减低由扬声器3输出的回波信号的非线性失真，以防在自适应滤波器单元8的自适应滤波器系数的计算精度劣化，减小伪回波信号和回波信号的差异，能够防止回波抑制量的减少。
另外，因为利用了输出数字信号所包含的回波信号在高通滤波器11中低域被抑制的情况进行通话重叠的判定，所以，可以高精度地判定通话重叠，正确进行自适应滤波器系数更新的停止及开始，以防止自适应滤波器系数的精度劣化，减小伪回波信号和回波信号的差异，能够防止回波抑制量的减少。
另外，因为在低通滤波器抽出了输出数字信号和低域抑制接收信号中的低频域成分，所以可以用简单的处理求出输出数字信号和低域抑制接收信号中的低频域成分。
实施方式2
在实施方式1的通话重叠检测单元12，通话重叠的检出是在式(4)不成立，式(5)和式(7)成立时，或式(4)和式(5)不成立，而式(6)和式(7)成立时，判定为通话重叠。但，这里若Rs大，例如超过362即背景噪声量少时式(4)不成立式(7)成立。这样不管式(5)和式(6)是否成立，都可判定为通话重叠。从而，背景噪声量少时S或E值虽小仍能正确探测通话重叠，并且背景噪声量大时还可防止误判通话重叠。
如上那样，按实施方式2，利用输出数字信号所包含的回波信号在高通滤波器11中低域被抑制，输出数字信号中所包含的背景噪声成分少时主要用输出数字信号的低频域成分进行判定通话重叠，所以，可以高精度地判定通话重叠，正确进行自适应滤波器系数更新的停止及开始，以防止自适应滤波器系数的精度劣化，减小伪回波信号和回波信号的差异，能够防止回波抑制量的减少。
实施方式3
图4为本发明实施方式3的回波处理装置构成的电路框图，图中17是噪声抑制器。
其他构成同图2，通话重叠检测单元12的动作与实施方式2相同。
下面对动作进行说明。
噪声抑制器17输入来自A/D转换器6的输出数字信号，抑制输出数字信号所包含的背景噪声成分，输出到通话重叠检测单元12。此时作为背景噪声成分的抑制方法，依照例如Steven F.Boll，“ Suppression of Acoustic noise in speech using spectralsubtraction”，IEEE Trans.ASSP.Vol.ASSP-27，No.2，April 1979(文献4)所示的谱减法进行的。因输入到通话重叠检测单元12的输出数字信号所包含的背景噪声成分的量由噪声抑制器17减少了，所以算出的Rs值增大，增加了Rs超过362的情况。因此不管式(5)和式(6)成立与否，(4)不成立式(7)成立时，就增加了判定为通话重叠的情况，即使S或E值小，也增大了能够正确探测通话重叠的可能性。
另外，噪声抑制器17构成在绕过回波消除单元7的位置，使得经噪声抑制器17抑制了背景噪声受到变形的输出信号输入到通话重叠检测单元12的，所以由于导入了噪声抑制器17，自适应滤波器单元8生成的伪回波信号就不会劣化。
如上那样，按实施方式3，是将输出数字信号所包含的背景噪声在噪声抑制器17抑制的，所以输出数字信号中含有背景噪声时，也可以高精度地判定通话重叠，正确进行自适应滤波器系数更新的停止及开始，以防止自适应滤波器系数的精度劣化，减小伪回波信号和回波信号的差异，能够防止回波抑制量的减少。
实施方式4
图5为本发明实施方式4的回波处理装置构成的电路框图，图中13是存储设定频率的存储单元，14读出存储单元13的设定频率输出到高通滤波器15和通话重叠检测单元16的控制CPU。
另外，高通滤波器15是由多个具有不同截止频率的滤波器元件组成，选择设定与控制CPU14输出的频率对应截止频率的高通滤波器，16是由多个具有不同截止频率的滤波器元件的低通滤波器组成，选择设定与控制CPU14输出的频率对应截止频率的通话重叠检测单元。
其他构成与图2相同。
下面对动作进行说明。
一般扬声器3能再生的低域下限，依其扬声器性能不同。高通滤波器15事先准备好与扬声器3预想的再生可能的低域下限频率对应的具有多个截止频率的滤波器元件。例如扬声器3预想的再生可能的低域下限频率若为300Hz～600Hz，则间隔100Hz准备具有300Hz，400Hz，500Hz，600Hz的4种截止频率的滤波器元件。同样，通话重叠检测单元16内的低通滤波器也要保持300Hz～600Hz间隔100Hz的4种截止频率的滤波器元件。
存储单元13由例如ROM构成，设计时测定扬声器3的再生可能的低域下限频率，决定与其对应的设定频率，制造时进行存储。控制CPU14读出储存器13存储的该设定频率的值，输出到高通滤波器15和通话重叠检测单元16。
高通滤波器15选择对应于该设定频率值的截止频率，例如设定频率为400Hz时选择截止频率为400Hz的滤波器元件抑制接收信号的低频域成分，输出低域抑制接收信号。
同样，通话重叠检测单元16选择对应于该设定频率值的截止频率的滤波器元件抑制输出数字信号和低域抑制接收信号的高频域成分。并以图2说明的通话重叠检测单元12同样的处理分别求出Xh，X1，S，S1，E，例如用式(8)～式(10)进行通话重叠的判定。
Xh＜p1 ......(8)
S+α(S1-p4×X1)
＞p2×Xh (但p2≤0.5) ......(9)
E＞p3×S ......(10)
从这些条件，式(8)成立时，判定接收信号为无声。
另外，式(8)不成立，而式(9)成立时，判定为通话重叠。
再者，式(8)和式(9)不成立，式(10)成立时，回波抑制量小，判定为回波以外的输入声大引起的通话重叠。
这里，式(8)～(10)中的p1到p4为规定的常数，依使用环境而定，例如p1＝1002，p2＝0.5，p3＝0.5，p4＝1.0。另外，在式(8)用低域抑制接收信号的平均功率Xh来判定接收信号是否无声，但求出通过高通滤波器15之前的接收信号的平均功率X适用于式(8)也可。
另外，式(9)的α值是表示输出数字信号和低域抑制接收信号的低域功率S1、X1在式(9)中的影响度的参数，按从控制CPU14输入的设定频率值高则大，低则小而设定。例如，若设定频率为300Hz则设定α＝1.0，若为400Hz则设定α＝1.2，若为600Hz则设定α＝1.5。这是基于若设定频率即低域下限频率值高，则输出数字信号在只有回波信号时和在由回波信号与近端通话者的语音信号组成时S1的差扩大，S1作为用于判定通话重叠的参数的可靠性提高，因此增加可靠性较高的S1的影响度α就会提高通话重叠的判定精度。
图6为本发明实施方式4的滤波器动作的说明图，是表示通过了通话重叠检测单元16的低通滤波器的输出数字信号的频率特性。图中(a)是输出数字信号只有回波信号而低通滤波器的低域下限频率低时的情况，(b)是同一信号结构而低域下限频率高时的情况。(c)是输出数字信号由回波信号和近端通话者的语音信号组成，低通滤波器的低域下限频率低时的情况，(d)是同一信号结构而低域下限频率高时的情况。(b)和(d)的功率差比(a)和(c)的功率差大，可见低通滤波器的低域下限频率高的S1的可靠性高。
如上那样，按本实施方式4，在高通滤波器15中准备了多个具有不同截止频率的滤波器元件，在通话重叠检测单元16内准备了多个具有同样不同截止频率的滤波器元件组成的低通滤波器，根据存储单元13存储的设定频率的信息切换高通滤波器和低通滤波器的截止频率，所以，扬声器3的种类改变截止频率变更时，也不必重新导入高通滤波器和低通滤波器，只改写存储单元13的设定频率即可简单对应。
另外，对应于高通滤波器和低通滤波器的截止频率，变更在通话重叠条件式的输出数字信号的低域功率的影响度，就可以高精度地判定通话重叠，正确进行自适应滤波器系数更新的停止及开始，以防止自适应滤波器系数的精度劣化，减小伪回波信号和回波信号的差异，能够防止回波抑制量的减少。
实施方式5
在实施方式1～实施方式4中说明的通话重叠检测单元12，16中，是用低通滤波器抑制输出数字信号的高频域成分求出低域功率的。代之用高速傅里叶变换(FFT)将输出数字信号变换成功率谱，将功率谱上的截止频率以下的成分相加也可求出低域功率。
如上那样，按本实施方式5，用FFT在频率轴上求出的低域功率，比图3(h)所示的低通滤波器的特性，即截止频率以后的抑制特性有若干倾斜的低通滤波器相比，没有倾斜可以陡峭地切出低域求出功率，可以高精度地求出低域功率。
产业上的可利用性
如上那样，本发明涉及的回波处理装置，适于减低从扬声器输出经回波路径输入到话筒的音响回波。
Claims (10)
1.一种回波处理装置，其配有：
抑制由数字信号构成的接收信号低频域成分的高通滤波器；
将通过上述高通滤波器的低域抑制接收信号转换成语音信号的D/A转换器；
输出基于上述语音信号的音响的扬声器；
有输入该扬声器输出的音响回波的可能性的话筒；
将由该话筒输出的语音信号转换为数字信号的A/D转换器；
基于通过上述高通滤波器得到的低域抑制接收信号生成伪回波信号，将其伪回波信号从由上述A/D转换器输出的数字信号中减去，生成发送信号的回波消除单元。
2.一种回波处理装置，其配有：
抑制由数字信号构成的接收信号低频域成分的高通滤波器；
将通过上述高通滤波器的低域抑制接收信号转换成语音信号的D/A转换器；
输出基于上述语音信号的音响的扬声器；
有输入该扬声器输出的音响回波的可能性的话筒；
将由该话筒输出的语音信号转换为数字信号的A/D转换器；
基于通过上述高通滤波器得到的低域抑制接收信号生成伪回波信号，将其伪回波信号从由上述A/D转换器输出的数字信号中减去，生成发送信号的回波消除单元；
抽出由上述A/D转换器输出的数字信号的低频域成分，基于其低频域成分进行通话重叠判定，基于其通话重叠判定控制上述回波消除单元的滤波器系数更新的停止及开始的通话重叠检测单元。
3.权利要求2记载的回波处理装置，其特征为：
通话重叠检测单元是由A/D转换器输出的数字信号的低频域成分越小，越难于判定为通话重叠。
4.权利要求2记载的回波处理装置，其特征为：
通话重叠检测单元是由A/D转换器输出的数字信号的低频域成分越大，越易于判定为通话重叠。
5.权利要求2记载的回波处理装置，其特征为：
通话重叠检测单元计算由A/D转换器输出的数字信号所包含的背景噪声成分的量，背景噪声成分小时，上述数字信号的低频域成分越大则越易于判定为通话重叠。
6.权利要求2记载的回波处理装置，其特征为：
配有抑制由A/D转换器输出的数字信号的背景噪声成分的噪声抑制器，
通话重叠检测单元输入由该噪声抑制器输出的抑制了背景噪声的上述数字信号。
7.权利要求2记载的回波处理装置，其特征为：
通话重叠检测单元由具有与高通滤波器的截止频率对应的截止频率的低通滤波器抽出由A/D转换器输出的数字信号的低频域成分。
8.权利要求2记载的回波处理装置，其特征为：
配有存储设定频率的存储单元；读出上述存储单元的设定频率并输出到高通滤波器及通话重叠检测单元的控制CPU，
上述高通滤波器是由多个预先具有不同截止频率的高通滤波器组成，选择从上述控制CPU输出的设定频率对应的截止频率的高通滤波器，抑制接收信号的低频域成分，
上述通话重叠检测单元在抽出由A/D转换器输出的数字信号的低频域成分时，抽出由上述控制CPU输出的设定频率以下的低频域成分。
9.权利要求8记载的回波处理装置，其特征为：
通话重叠检测单元由设定频率变更由A/D转换器输出的数字信号的低频域成分对通话重叠判定的影响度。
10.权利要求8记载的回波处理装置，其特征为：
通话重叠检测单元由多个预先具有不同截止频率的低通滤波器组成，选择从控制CPU输出的设定频率对应的截止频率的低通滤波器，抑制由A/D转换器输出的数字信号的高频域成分，抽出低频域成分。
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