JP2000261882A

JP2000261882A - エコー残差連動型音声ダイナミックレンジ圧縮装置

Info

Publication number: JP2000261882A
Application number: JP5736199A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Hoshino; 勉星野; Toshiro Oga; 寿郎大賀
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は通話者の声がマイクロホンを経由し
て送話信号となるとき、もしくは受話信号を受けるとき
に、通話者の声のレベル変動をなくし、ダイナミックレ
ンジを狭めて一定レベルにし、しかも、ＡＥＣ４の係数
推定が未だ完了していない場合であっても、上記のレベ
ル一定機能が働いても一切の不具合がでないようにする
ことを目的とする。【解決手段】エコーキャンセラのフィルタ係数推定動
作時、該エコーキャンセラ内の適応フィルタに参照信号
を入力する際、入力信号のレベルの増減量に対して、出
力信号のレベルの増減量が減少するように動作するフィ
ルタを設け、入力した受話信号を該フィルタを通過させ
た後、該参照信号として該適応フィルタに送出するよう
に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、拡声電話機、会議
端末等のハンドセットを用いず、スピーカとマイクロホ
ンを使用した通話系を内蔵する機器の内部に設けた、エ
コーキャンセラ(以下、ＥＣと省略する) 等の係数推定
の補助方法に関するものである。

【０００２】ＥＣの係数推定は通話が開始されてから、
もしくはエコー経路変動が起こった場合、精度よく早急
に完了させる必要がある。勿論、通話中においてもＥＣ
の係数は精度よく的確に保たれる必要がある。

【０００３】この為、係数推定時にはなるべく参照信号
の音声パワーが強く、いわゆる信号対雑音比（この場合
の信号は参照信号である音声とし、雑音は周囲暗騒音な
どを意味する）が高い必要がある。

【０００４】また、音声のパワーを強くすることは、直
接的に通話の品質を向上させることにもつながる。

【０００５】

【従来の技術】通話者の声は音圧で約２０ｄＢ程度の個
人差がある。さらに、マイクロホンと通話者の口までの
距離に依存する送話音圧変動もある。

【０００６】この為、通話者の声が小さい場合やマイク
ロホンと通話者の口までの距離が離れている場合には、
上述の信号対雑音比が低いので、音響エコーキャンセラ
（以下、ＡＥＣと省略する）が係数推定をするのに非常
に時間がかかる。

【０００７】また、通話相手にとっては送話者の音声の
レベルが低いので聞き取りずらくなる。

【０００８】この不具合を解消させる為、例えば、通話
者の声が小さい場合に合わせて、マイクロホン出力信号
を増幅する増幅器の増幅率を設定しても、上述のように
個人差により通話者の声が２０ｄＢ増加した場合、もし
くは、マイクロホンと通話者の口までの距離がごく接近
した場合に、入力信号が過大となり入力信号の劣化、歪
などが発生する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで、従来は平均的
な通話者の音声レベルでマイクロホンや増幅器等のレベ
ル設定をせざるを得なかった。

【００１０】上述の通話者の声が小さい場合、もしく
は、マイクロホンと通話者の口までの距離が極端に離れ
た場合、ＡＥＣが係数設定をするのに非常に時間が
かかったり、または、通話相手にとっては、音声が
小さく聞き取りずらくなるという欠点を生じていた。

【００１１】本発明では、通話者の声がマイクロホンを
経由して送話信号となるとき、もしくは受話信号を受け
るときに、通話者の声のレベル変動をなくし、ダイナミ
ックレンジを狭めた（圧縮した）一定レベルにし、しか
も、ＡＥＣ４の係数推定が未だ完了していない場合であ
っても、上記のレベル一定機能が働いても、一切の不具
合がでないようにすることを目的とする。

【００１２】つまり、近端側の受話スピーカ出力→近端
側の送話マイクロホン入力→遠端側の受話スピーカ出力
→遠端側の送話マイクロホン入力の伝達系によって作ら
れる一巡ループの合計利得が１を越えない範囲内で、こ
の非線形フィルタを使用するようにした。

【００１３】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図（ディジタル処理の場合）、図２は本発明の原理説明
図（アナログ処理の場合）、図３は非線型フィルタを実
現させた１チップＤＳＰのブロック図、図４は図３の入
出力特性図の一例、図５は全アナログ素子で構成した非
線型フィルタの一例である。

【００１４】また、図６は図５の入出力特性の一例、図
７は本発明の原理説明図（パワー比によりエコー消去量
を検出する方法）、図８は本発明の原理説明図（相互相
関の絶対値によりエコー消去量を検出する方法）、図９
は図８のフローチャートに対応したデータテーブルの一
例である。

【００１５】なお、図中の１は受話音声を電気音響に変
換するスピーカ、２は送話音声を音響電気変換するマイ
クロホン、３はアナログ信号をデイジタル信号に（また
は、デイジタル信号をアナログ信号に）変換するコーデ
ック、４はスピーカ１からマイクロホン２への回り込み
成分を消去するＡＥＣ（音響エコーキャンセラ）、５は
例えば、受話信号（入力信号）レベルの増減量に対し、
その出力信号レベルの増減量が、入力信号のそれよりも
縮小するように働く非線型フィルタ、６は、検出点９に
おいてサンプルした参照信号と、検出点１０においてサ
ンプルした制御誤差信号を用いて、ＡＥＣ４のエコー消
去量を検知するエコー消去量検出部である。

【００１６】また、受話信号の入力部７と送話信号の出
力部８は、対向側の同機種と接続する場合の接続部とな
る。

【００１７】ここで、第１の本発明は、エコーキャンセ
ラのフィルタ係数推定動作時、該エコーキャンセラ内の
適応フィルタに参照信号を入力する際、入力信号のレベ
ルの増減量に対して、出力信号のレベルの増減量が減少
するように動作するフィルタを設け、入力した受話信号
を該フィルタを通過させた後、該参照信号として該適応
フィルタに送出する構成にした。

【００１８】第２の本発明は、上記フィルタが、入力信
号のレベルの増減量に対して、出力信号のレベルの増減
量を減少させる際の減少量を、上記エコーキャンセラの
係数推定精度の状態に対応して変化するようにした。

【００１９】第３の本発明は、上記エコーキャンセラの
係数推定精度の状態を、上記適応フィルタに入力する参
照信号と、該エコーキャンセラから出力される制御誤差
信号の一定時間の電力比、または、該参照信号と制御誤
差信号との相互相関係数を求めて、判断するようにし
た。

【００２０】第４の本発明は、上記フィルタを、さら
に、送話信号出力のレベルの増減量に対し、出力信号の
レベルの増減量を減少させる様に併用するようにした。

【００２１】次に、図１〜図９を用いて本発明の原理を
説明する。図１に示す様に、エコー消去量検出部６はＡ
ＥＣ４のエコー消去量を常に監視し、ＡＥＣ４でのフィ
ルタ係数の推定精度が向上するにつれて、即ち、エコー
消去量が大きくなるにつれて、図１の装置は非線型フィ
ルタ５によりダイナミックレンジを圧縮する動作に移行
していく。

【００２２】以下に詳細説明する。

【００２３】例えば、拡声通話系について、図１の系を
別に用意して、２台を対向接続した場合、下記のような
ループ「近端の受話スピーカ出力→近端の送話マイクロ
ホン入力→遠端の受話スピーカ出力→遠端の送話マイク
ロホン入力」を作る接続系となる。

【００２４】この時、自系を近端、対向する相手の系を
遠端と定義する。

【００２５】さて、この一巡ループのゲインが、通過周
波数帯域全てにわたり、１以下であれば本接続系は安定
である。

【００２６】しかし、ＡＥＣ４の動作開始時、すなわ
ち、通話の開始時はＡＥＣ４のフィルタ係数が定まって
いないので、上記一巡ループのゲインにゲイン余裕がな
く、一巡ループのゲインが１以上になり系が不安定にな
る可能性がある。

【００２７】そのため、本発明によってループ内を通過
している信号のダイナミックレンジを狭めることは、こ
の不安定化を促進させる可能性があり、避ける必要があ
る。

【００２８】ここで云う「ダイナミックレンジを狭め
る」ということは、特に受話音声等の入力が小さい場合
にも関わらず、受話音声等の入力レベルを増幅すること
を意味する。

【００２９】しかし、ＡＥＣ４でのフィルタ係数の推定
精度が向上するにつれて、そのフィルタ係数でＡＥＣ４
が動作した時のエコー消去量Ｒ dB に相当する分は、上
記一巡ループ内にＲ dB の減衰器が挿入されたことと等
価になり、一巡ループの系は安定に向かう。

【００３０】このような安定状態になれば、受話音声等
の入力がごく小さい場合でも、エコー消去量による減衰
量Ｒ dB に相当する分だけ、受話音声等の入力を大きく
増幅することができる。

【００３１】但し、この場合、現実的には減衰量Ｒ dB
に対してやや安全を見込んだ減衰量ΔＲ dB を含めて考
え、（Ｒ−ΔＲ）dBと等価なレベル分だけ、非線型フィ
ルタ５によりレベルを増幅させることになる。

【００３２】また、音声信号は周波数成分がほぼ同じで
あれば、振幅変化を除去しても、その振幅変化除去後に
再生した音声の明瞭度は実用上、振幅変化を除去する前
のそれと比較しても殆ど差は生じない。

【００３３】同様に本ダイナミックレンジを圧縮する動
作も、実用上、音声の明瞭度を何ら劣化させることはな
い。

【００３４】このように非線型フィルタ５に入力される
受話入力信号のレベルが小さい場合、非線型フィルタ５
で大幅に増幅され、スピーカ１から増幅された高レベル
の信号が得られる。

【００３５】ここで、上記の非線型フィルタ５について
は、例えば、日本プレシジョンサーキッツから市販され
ているＩＣのＳＭ５８５２ＡＳが、全ディジタル処理で
非線型フィルタ５を実現させたＤＳＰである。

【００３６】図３にＤＳＰのブロック図を、図４に非線
型フィルタの入出力特性を示してある。

【００３７】なお、図３中の端子番号１４（ＭＯＤ
１）、及び１５（ＭＯＤ２）へのディジタル入力で圧縮
具合をＯＦＦ，ＭＩＮ，ＭＩＤ，ＭＡＸの４段階に制御
することができる。

【００３８】本ＩＣは図４に示すように、９０ｄＢの入
力信号ダイナミックレンジを、最大７５ｄＢの出力信号
ダイナミックレンジとして圧縮処理する。

【００３９】主に、本ＩＣへの入力信号レベルが−１０
ｄＢ以下の弱い場合に最大約１０ｄＢ増幅させる。

【００４０】このＤＳＰで実現した非線型フィルタ５を
図１中の受話信号の入力側に設けて動作させる場合、Ａ
ＥＣ４への参照信号入力を検出する検出点９と受話信号
入力部７との間に接続する。

【００４１】更に、非線型フィルタ５の他の構成例とし
て、全アナログ素子で２段の増幅器により実現させたも
ので、図５に示した回路を紹介する。

【００４２】本回路は増幅後の出力を整流した後の制御
電圧Ｖｃで、初段の電界効果トランジスタ増幅回路のバ
イアス電圧を制御する。

【００４３】図６に示した動作特性を見ると、入力Ｖin
p-pが１〜５００ｍＶの範囲では入力が５００倍（５４
ｄＢ）変化しても、出力は僅か１．４Ｖから４．８Ｖへ
と、３．４倍（１０．６ｄＢ）しか変化しておらず、有
効にダイナミックレンジ圧縮がなされていることが判
る。

【００４４】この全アナログ素子で実現した非線型フィ
ルタ５を、図２のブロック図の中に設けて動作させる場
合、ＡＥＣ４からの制御誤差信号１８を、新たに設けた
コーデック３でアナログ信号に変換した後に取り込むこ
とが必要となる。

【００４５】従来から、通常の通話者の音声のレベル設
定時に利得調整を行い、近端側の受話スピーカ出力→近
端側の送話マイクロホン入力→遠端側の受話スピーカ出
力→遠端側の送話マイクロホン入力の伝達系によって作
られる一巡ループの合計利得が１を越えないよう、これ
らの汎用非線型フィルタ５の入出力特性を既に一定値に
固定して使用する限りでは、通常のＡＥＣを搭載した機
器に見られるような通話初期の間のみに見られるやや激
しい残響感以外、特に使用にあたり不具合は見られな
い。

【００４６】しかし、ＡＥＣの係数推定は通話が開始さ
れて直ぐの時点では完了しておらず、この時点から非線
型フィルタ５により大幅なダイナミックレンジ圧縮を行
う場合には、上述の一巡ループの合計利得が容易に１を
越える可能性があり好ましくはない。

【００４７】そこで、このような場合にはＡＥＣ４の係
数推定具合を検出しながら、非線型フィルタ５により上
述の通りに入力信号の圧縮をしても、許容できる範囲内
（即ち、１を越えない範囲内）で圧縮の状態を設定して
行く。

【００４８】ここで、ＡＥＣ４の係数推定具合を検出す
るには、検出点９におけるＡＥＣ４への参照（適応フィ
ルタ入力）信号（以下、信号９と云う）と、検出点１０
におけるＡＥＣ４からの制御誤差信号（以下、信号１０
と云う）からエコー消去量検出部６において判断する。

【００４９】この比較法として以下の１）、または２）
のいずれかの方法で判断する。１）単純にそれぞれの信
号９、及び信号１０の長時間実効値を求めることでパワ
ー比を計算する。

【００５０】そして、計算したパワー比を、ＡＥＣ４の
係数推定が開始される時のパワー比と比較して、エコー
消去量Ｒを判断する（図７参照）。２）それぞれの信号
９、及び信号１０の相互相関係数を求め、その大きさを
比較する。

【００５１】この相互相関係数の絶対値の総和の値を、
ＡＥＣ４の係数推定が開始される時のその値と比べて、
エコー消去量を判断する（図８参照）。

【００５２】以下、１）の判断方法について説明する。

【００５３】１）の場合、誤って検出点１０で検出した
信号を、スピーカ１から放射され、マイクロホン２に入
った信号であると誤認しないようにする為、ＡＥＣ４へ
の参照（適応フィルタ入力）信号１７のレベルがある程
度、大きい場合に求めた、それぞれの信号９及び信号１
０の同一時刻のサンプル値系列の一定区間（例えばＮサ
ンプル分）の平均を求める（ディジタル処理を行う場
合）。

【００５４】その後、それらの平均値の比を求め、図７
に示すフローを実行してエコー消去量を類推する。

【００５５】一方、図２に示したようなアナログ処理の
場合は検出点１０及び検出点９で時定数の長いフィルタ
１９、２０を通過させた後、エコー消去量検出部６で該
フィルタ１９、２０の２つの出力を並列コンパレータ２
１で何倍の差があるかを判別し、その「何倍の差がある
か」の結果によって制御情報１５をエコー消去量と判断
し、非線型フィルタ５の特性を可変情報として用いる。

【００５６】なお、アナログ処理の場合も図７に示すフ
ローを実行するが、ディジタル処理の場合と異なり、パ
ワーを求める必要は無い。

【００５７】ここで、図７のフロー図の概略説明を行
う。

【００５８】先ず、信号９のｘ_c(t),及び信号１０のｘ
_s(t) と云う、２つの波形のレベルが同一となるように
あらかじめレベルダイヤを設定した後、これらのサンプ
ル値系列をｘ_cnとｘ_snとし、サンプル値系列の一定区間
（例えば、Ｎサンプル分）のパワーＰ_c, パワーＰ_sを
求める。

【００５９】そして、パワーＰ_cがパワーＰ_sより、例
えば２０ｄＢ以上強いか否かを判定し、判定結果が否で
あればスタート状態に戻る（図７−〜参照) 。

【００６０】しかし、パワーＰ_cがパワーＰ_sよりも２
０ｄＢ以上強ければ、図７−に示す式を用いてエコー
消去量Ｒを類推する。

【００６１】例えば、類推したエコー消去量Ｒが５ｄＢ
を越えない時、非線型フィルタの特性を“ＯＦＦ”状態
にし、スタート状態に戻る( 図７−，₁参照）。

【００６２】しかし、類推したエコー消去量Ｒが、１０
ｄＢ以上減衰していれば、非線型フィルタの特性を“Ｍ
ＩＮ”に、１５ｄＢ以上減衰していれば、非線型フィル
タの特性を“ＭＩＤ”に、２０ｄＢ以上減衰していれ
ば、非線型フィルタの特性を“ＭＡＸ”に、それぞれ設
定する（図７−〜参照）。

【００６３】なお、エコー消去量Ｒがそれぞれのステッ
プで示された規定減衰量を満足しなければスタート状態
に戻る（図７−₂〜₄参照）。

【００６４】また、上記の図４に示す入出力特性から、
非線型フィルタの特性が“ＭＡＸ”または“ＭＩＤ”の
場合は“ＭＩＮ”の特性の場合より、全体的にそれぞれ
１０ｄＢ（ＭＡＸの場合）または５ｄＢ（ＭＩＤの場
合）上昇させても安定動作が可能である。

【００６５】次に、２）の判断方法について説明する。
２）の場合、検出点９でのＡＥＣ４への参照（適応フィ
ルタ入力）信号１７が、例えば有色性（周期性）のある
音声のような信号であっても、ＡＥＣ４の適応が完了す
るとＡＥＣ４の制御誤差信号の出力（検出点１０で検
出）は白色化（周波数特性が平坦化）することを検出法
として利用する。

【００６６】通話の開始時はＡＥＣ４の適応フィルタ係
数の推定が全くなされていないので、このＡＥＣ４の制
御誤差信号１８（検出点１０で検出）は、ＡＥＣ４への
参照（適応フィルタ入力）信号（検出点９で検出）に、
スピーカ１〜マイクロホン２までの音響伝達系が畳込ま
れた後の信号と見做すことができ、２）の相互相関を一
定区間で求めると、スピーカ１〜マイクロホン２までの
音響伝達の到達時間と同一時間軸分ずれた周期波形のよ
うな相互相関係数が観測できる。

【００６７】しかし、ＡＥＣ４の係数推定が行われ、係
数が精度良く推定されてくると、ＡＥＣ４の制御誤差信
号１８（検出点１０で検出）は白色化してくるので、検
出点９と検出点１０のそれぞれで検出した信号の相互相
関係数は非常に低いものとなってくる。

【００６８】従って、エコー消去量検出部６で、１フレ
ームの相互相関係数について、フレーム内の絶対値の総
和を求めれば、その値が大きい場合はＡＥＣ４の制御誤
差信号が充分に白色化していないと見做せ、エコー消去
量は充分でなく、逆に、上記絶対値の総和が小さければ
ＡＥＣ４の制御誤差信号が小さく、エコーエコー消去量
は充分であることが判明する。

【００６９】この相互相関係数の絶対値の総和の値で、
非線型フィルタ５の特性を可変する。この場合の相互
相関係数の絶対値の総和の値と、実際のエコー消去量と
の関係は事前にテーブル化して保存しておく（図９参
照）。

【００７０】以下、図８に示すフロー図を用いて、相互
相関係数の絶対値により、エコー消去量を検出する方法
について概略説明する。

【００７１】先ず、図１中の検出点９におけるＡＥＣ４
への参照信号を信号９、検出点１０における制御誤差信
号を信号１０と云う。

【００７２】また、ＡＥＣが動作していない時、信号９
のｘ_c(t) と信号１０のｘ_s(t) が同一レベルであるこ
とを前提とし、信号９と信号１０のサンプル値系列をｘ
_cnとｘ_snとすれば、ｘ_cnとｘ_sn系列の一定区間（Ｎサン
プル分）の標準偏差σ_c, σ_sを求め、σ_cがσ_sが
（例えば）２０ｄＢ以上強いか、否かを判定する（図８
−〜参照）。

【００７３】そして、σ_cよりσ_sが２０ｄＢ以上強い
場合、ｘ_cnとｘ_snについて相互相関係数Υ_{xc xs(m)}を求
め、その結果から絶対値ｒを求めてエコー消去量を類推
する。

【００７４】エコー消去量が充分であることが判れば、
上記のように、この相互相関係数の絶対値の総和の値
で、非線型フィルタ５の特性を可変する。しかし、エコ
ー消去量が不充分であればスタート状態に戻る（図８−
〜，₁〜₄参照）。

【００７５】なお、図８の〜のａ〜ｄに対応する値
は、例えば、図９に示す様に予めテーブルに格納されて
おり、データとして取り出せるようになっている。

【００７６】

【発明の実施の形態】図１０は本発明の実施例の構成図
（非線型フィルタを受話側に挿入した場合）、図１１は
本発明の別の実施例の構成図（非線型フィルタを送話側
に挿入した場合）図１２は本発明の更に別の実施例の構
成図（非線型フィルタを受話側と送話側に挿入した場
合）である。

【００７７】以下、図１０〜図１２の動作を説明する。

【００７８】本発明の実施例の場合図１０において、エコー消去量検出部６でＡＥＣ４のエ
コー消去量を常に監視し、ＡＥＣ４でのフィルタ係数の
推定が完了するにつれて（エコー消去量が大きくなるに
つれて）、非線型フィルタ５の特性を可能な範囲でダイ
ナミックレンジが最も圧縮する動作に移行して行く。

【００７９】エコー消去量検出部６は、検出点９の検出
信号と検出点１０の検出信号とを同時フレームでＮサン
プル分を１フレームとして取り出し、相互相関係数の算
出後、相互相関係数の絶対値の二乗を計算してエコー消
去量の検出とする。

【００８０】エコー消去量検出部６からの制御情報１５
が、データバス１４のＤ₀，Ｄ₁及びバッファ１３を経
由して、副ＤＳＰ１２のＭＯＤ１とＭＯＤ２とに対して
送られる。

【００８１】このデータバス１４のＤ₀，Ｄ₁のコード
を４種類、主ＤＳＰ１１側から操作してやることで、図
４に示した副ＤＳＰ１２のＳＭ５８５２ＡＳ内の図示し
ない非線型フィルタの圧縮特性を、ＭＩＮ、ＭＩＤ、Ｍ
ＡＸ、ＯＦＦの４種類を選択して付与させることができ
る。

【００８２】エコー消去量検出部６での検出情報から、
ＡＥＣ４の係数推定の進行具合によりエコー残差が少な
くなるにつれて、副ＤＳＰ１２のＳＭ５８５２ＡＳ内の
図示しない非線型フィルタ５の圧縮特性をＯＦＦ→ＭＩ
Ｎ→ＭＩＤ→ＭＡＸと制御して行く。

【００８３】図示しない非線型フィルタ５に入力される
受話入力信号のレベルが小さい場合、非線型フィルタ５
で大幅に増幅され、スピーカ１から増幅された高レベル
の信号が得られる。

【００８４】ここでは、副ＤＳＰ１２としてＳＭ５８５
２ＡＳをそのまま使用することを示したが、例えば、副
ＤＳＰ１２として市販の汎用ＤＳＰを用い、ソフトウエ
アを作成し、任意の圧縮特性を持つ非線型フィルタ５を
作ってもよい。

【００８５】また、副ＤＳＰ１２を特に設けず、現状の
主ＤＳＰ１１の演算能力に余裕があれば、主ＤＳＰ１１
内のソフトウエアで非線型フィルタ５を作ってもよい。

【００８６】また、無論、非線型フィルタ５の特性を可
変すべく制御を行う必要はなく、固定のまま動作させて
もよい。

【００８７】本発明の別の実施例の場合図１０は受話側への適用についての例だが、受話側でな
く、送話側音声のダイナミックレンジ圧縮をするよう
に、例えば、図１０に示した受話側への適用を、そのま
ま送話側へ適用する場合も図１１のように考えれば簡単
に実現できる。

【００８８】即ち、図１１に示すように、副ＤＳＰ１２
で送話信号出力８を受けるようにし、エコー消去量検出
部６への入力となる各検出信号９及び１０はそのまま接
続しておく。

【００８９】但し、この場合は対向側の通話系に搭載さ
れているＡＥＣによって送話側検出信号１０に対して、
受話検出信号９がどの程度、減衰しているかをエコー消
去量検出部６で検出するものである。

【００９０】この場合、送話側検出信号１０が受話信号
入力に対して充分大きい時に上述の「課題を解決するた
めの手段」で述べたエコー消去量検出部６の演算を行う
ものとする。

【００９１】エコー消去量検出部６での検出後の制御情
報１５による制御は上記の実施例と同じである。無論、
ＳＭ５８５２ＡＳ１２内の図示しない非線型フィルタ５
の特性を可変制御する必要は無く、固定のままでよい。

【００９２】本発明の更に別の実施例の場合図１２のように副ＤＳＰ１２を２つ用意し、それぞれの
副ＤＳＰの内部に図示しない非線型フィルタ５を、受話
側と送話側の両方に同時に設けてもよい。

【００９３】これにより、両方とも独立動作させること
ができる。

【００９４】この場合のエコー消去量検出部６、制御情
報１５、バッファ１３、データバス１４は全て一つだけ
用意し、時分割使用することで、２つの副ＤＳＰ１２で
実現した非線型フィルタ５の特性変化を行うこともでき
る。

【００９５】但し、２つ用意した副ＤＳＰ１２のそれぞ
れの非線型フィルタ５のダイナミックレンジ圧縮の程度
は、上述のとおり非線型フィルタ５を一つだけ用意した
場合と比べ、少ないものとなる。

【００９６】また、制御誤差信号の検出点１０で、入力
する参照信号の検出点９よりも強いレベルが観測されて
いる時に送話信号出力８を入力とする副ＤＳＰ１２に制
御情報１５を送る。

【００９７】しかし、参照信号入力検出点９の方が、制
御誤差信号検出点１０よりも強いレベルが観測されてい
る時は受話信号入力７を入力とする副ＤＳＰ１２に制御
情報１５を送る。

【００９８】それは、近端側の受話スピーカ出力→近端
側の送話マイクロホン入力→遠端側の受話スピーカ出力
→遠端側の送話マイクロホン入力の一連の伝達系によっ
て作られる一巡ループの合計利得を１以下にしなければ
ならないと云う限界からくるものであり、二つ用意した
非線型フィルタ５のダイナミックレンジ圧縮の程度は、
二つ合わせて、一つだけ用意した場合のそれと同等にせ
ざるを得ないということを意味する。

【００９９】無論、非線型フィルタ５の特性を可変制御
する必要は無く、固定のまま動作させてもよい。

【０１００】

【発明の効果】本発明は、拡声電話機、会議端末等のス
ピーカとマイクロホンを使用した通話系に内蔵されるエ
コーキャンセラの係数推定促進方法に関するものであ
る。

【０１０１】エコーキャンセラ等の係数推定は通話が開
始されてから、もしくは通話中でも精度よく行われ早急
に収束する必要がある。

【０１０２】本発明により、通話者の個人差や、マイク
ロホンと話者までの距離に依存する送話音圧変動が吸収
でき、参照信号の音声のパワーが常に強くできる為、エ
コーキャンセラ等の係数推定が通話が開始されてから素
早く、精度よくできるだけでなく、遠端側の使用者に取
っても了解度が上がり通話品質を向上することができ
る。

【０１０３】更に、エコー消去誤差を常に検出する為、
近端側の受話スピーカ出力→近端側の送話マイクロホン
入力→遠端側の受話スピーカ出力→遠端側の送話マイク
ロホン入力、までの一連の伝達系によって作られる一巡
ループの合計利得が１を越えないような範囲内で、非線
型フィルタの圧縮特性を最大に設定させながら平均音声
パワーを増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図（ディジタル処理の場合）
である。

【図２】本発明の原理説明図（アナログ処理の場合）で
ある。

【図３】非線型フィルタを実現させた１チップＤＳＰの
ブロック図である。

【図４】図３の入出力特性図の一例である。

【図５】全アナログ素子で構成した非線型フィルタの一
例である。

【図６】図５の入出力特性の一例である。

【図７】本発明の原理説明図（パワー比によりエコー消
去量を検出する方法）である。

【図８】本発明の原理説明図（相互相関の絶対値により
エコー消去量を検出する方法）である。

【図９】図８のフローチャートに対応したデータテーブ
ルの一例である。

【図１０】本発明の実施例の構成図（非線型フィルタを
受話側に挿入した場合）である。

【図１１】本発明の別の実施例の構成図（非線型フィル
タを送話側に挿入した場合）である。

【図１２】本発明の更に別の実施例の構成図（非線型フ
ィルタを受話側と送話側に挿入した場合）である。

【符号の説明】１スピーカ２マイクロホン３コーデック４音響エコーキャンセラ（ＡＥＣ）５非線型フィルタ６エコー消去量検出部７受話信号入力部８送話信号出力部９参照信号入力検出点１０制御誤差信号検出点１１主ＤＳＰ１２副ＤＳＰ１３バッファ１４データバス１５制御情報１６適応フィルタ１７適応フィルタへ入力する参照信号１８適応フィルタからの制御誤差信号１９、２０時定数の長いフィルタ２１並列コンパレータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エコーキャンセラのフィルタ係数推定動
作時、該エコーキャンセラ内の適応フィルタに参照信号
を入力する際、入力信号のレベルの増減量に対して、出力信号のレベル
の増減量が減少するように動作するフィルタを設け、入力した受話信号を該フィルタを通過させた後、該参照
信号として該適応フィルタに送出する構成にしたことを
特徴とするエコー残差連動型音声ダイナミックレンジ圧
縮装置。
【請求項２】上記フィルタが、入力信号のレベルの増減量に対して、出力信号のレベル
の増減量を減少させる際の減少量を、上記エコーキャンセラの係数推定精度の状態に対応して
変化するようにしたことを特徴とする請求項１記載のエ
コー残差連動型音声ダイナミックレンジ圧縮装置。
【請求項３】上記エコーキャンセラの係数推定精度の
状態を、上記適応フィルタに入力する参照信号と、該エコーキャ
ンセラから出力される制御誤差信号の一定時間の電力
比、または、該参照信号と制御誤差信号との相互相関係
数を求めて判断するようにしたことを特徴とする請求項
２記載のエコー残差連動型音声ダイナミックレンジ圧縮
装置。
【請求項４】上記フィルタを、さらに、送話信号出力のレベルの増減量に対し、出力信
号のレベルの増減量を減少させる様に併用する構成にし
たことを特徴とする請求項１〜請求項３記載のエコー残
差連動型音声ダイナミックレンジ圧縮装置。