JP2001044897A - エコーキャンセラ及び通話装置 - Google Patents

エコーキャンセラ及び通話装置

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JP2001044897A
JP2001044897A JP21995199A JP21995199A JP2001044897A JP 2001044897 A JP2001044897 A JP 2001044897A JP 21995199 A JP21995199 A JP 21995199A JP 21995199 A JP21995199 A JP 21995199A JP 2001044897 A JP2001044897 A JP 2001044897A
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fir
echo canceller
fir filter
echo
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JP21995199A
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English (en)
Inventor
Kozo Okuda
浩三 奥田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Telephone Function (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンズフリー電話機やTV会議システム等に
おいて、簡単な構成で側音やエコーを除去することを目
的とする。 【解決手段】 ハンズフリー電話機やTV会議システム
等において、入力側(送話側)に設けられた帯域制限用
の第1FIRフィルタ4と、出力側(受話側)に設けら
れた帯域制限用の第2FIRフィルタ5を備えたエコー
キャンセラ3を備え、第1FIRフィルタ4のフィルタ
係数=[a,0,0,0,・・・,0, a]に設定すると共に、第2F
IRフィルタ5のフィルタ係数=[a,0,0,0,・・・,0,-a]
に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エコーキャンセラ
や該エコーキャンセラを備えたハンズフリー電話機やT
V会議システム等の通話装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ハンズフリー電話機やTV会議システム
等においては、受話側(相手)のスピーカで放音された
送話側(自分)の音声が、受話側(相手)のマイクを介
して送話側(自分)にエコー信号として戻ってしまい、
エコーが聞こえて喋り難くなったり、さらにはエコーに
よる閉ループのゲインが0dBを越えると、ハウリング
が発生して通話が出来なくなるといった問題が起こるこ
とがある。
【0003】そこで、このような問題を解決するため
に、音声スイッチを用いて前記閉ループのゲインを0d
B以下にするようなものや、通話路のエコー経路を推定
して擬似エコー信号を生成し、それをその通話路に流れ
る信号(エコー信号が含まれている)から差し引くこと
によって、エコー信号を除去するようなエコーキャンセ
ラが従来より知られている。このようなエコーキャンセ
ラにおいて、前記エコー経路の推定は、擬似エコー信号
を発生するFIRフィルタ等で構成される適応フィルタ
のフィルタ係数を学習により最適化することによって行
われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、上記のよう
に音声スイッチを用いたものはハーフデュプレクス(半
二重)の通話になってしまうという問題があり、また、
適応フィルタのフィルタ係数を学習に基づいて最適化す
るエコーキャンセラでは、ダブルトークの発生等によっ
て前記学習に誤りが生じると、エコー信号が除去しきれ
ず、ハウリングが発生する等の誤動作が生じたり、また
学習に多くの演算を必要とするため、専用のDSPを必
要とするためにコストアップにつながるといった問題が
あった。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明のエコーキャンセラでは、入力側に設けられた
第1のフィルタ手段と、出力側に設けられた第2のフィ
ルタ手段とを備えたことを特徴とする。
【0006】また、本発明では、前記第1及び第2のフ
ィルタ手段は、共にFIRフィルタで構成されているこ
とを特徴とする。
【0007】また、本発明では、前記各FIRフィルタ
のフィルタ係数は、下記の如く設定されていることを特
徴とする。 第1のフィルタ手段を構成するFIRフィルタのフィル
タ係数=[a,0,0,0,・・・,0, a] 第2のフィルタ手段を構成するFIRフィルタのフィル
タ係数=[a,0,0,0,・・・,0,-a] (但し、aは任意の実数) また、本発明では、前記第1のフィルタ手段を構成する
FIRフィルタのフィルタ係数及び前記第2のフィルタ
手段を構成するFIRフィルタのフィルタ係数は、共に
同じ次数で構成されていることを特徴とする。
【0008】また、本発明の通話装置は、前記エコーキ
ャンセラを備えたことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施例について説明する。
【0010】先ず、図1は本発明のエコーキャンセラを
搭載した電話機の概略構成を示すブロック図である。同
図において、1はハンドセットに設けられたマイク、2
は同じくハンドセットに設けられたスピーカである。
【0011】3はエコーキャンセラであり、入力側(送
話側)に設けられた帯域制限用の第1FIRフィルタ4
と、出力側(受話側)に設けられた帯域制限用の第2F
IRフィルタ5を備えている。
【0012】6は2線・4線変換回路であり、前記マイ
ク1から入力された送話者の送話信号は前記エコーキャ
ンセラ3及び2線・4線変換回路6を介して電話回線へ
出力され、また、通話相手からの受話信号は2線・4線
変換回路3及びエコーキャンセラ3を介してスピーカ2
より放音される。
【0013】尚、前記マイク1及びスピーカ2はプラス
・マイナスで各2線づつ有しているので、併せて4線と
なり、また電話回線も実際には2線であるが、同図では
信号線のみを記載しているのでマイク1及びスピーカ2
については各1線ずつ、また電話回線は1線となってい
る。また、電話回線は有線に限らず、携帯電話のように
無線(電波)回線によるものでもよい。
【0014】そして、同図に示すように、電話回線と電
話機自体のインピーダンスの不整合により、送話者の音
声信号が前記2線・4線変換回路6において反射して側
音となる。さらに、ハンズフリー電話では、電話回線を
介して送られた送話信号が、受話側(通話相手側)のス
ピーカで放音された後、さらに受話側(通話相手側)の
マイクを通じて送話側(送話者側)にエコーとして戻っ
てくる。本発明では、このような側音やエコーを前記エ
コーキャンセラ3によって除去するものである。
【0015】図2は前記エコーキャンセラ3内に設けら
れた第1FIRフィルタ4及び第2FIRフィルタ5の
概略構成を示したブロック図である。同図に示すよう
に、各フィルタは、縦続接続された複数の遅延回路(Z
-1):11−1,11−2,11−3,11−4,・・
・,11−mと、この各遅延回路の出力に所定の係数
{C1,C2,C3,C4,C5,・・・,Cn}を乗算する
複数の乗算回路:12−1,12−2,12−3,12
−4,12−5,・・・,12−n)と、各乗算回路の
出力を加算する複数の加算回路(+):13−1,13
−2,13−3,13−4,13−5,・・・,13−
nとを有している。
【0016】前記第1FIRフィルタ4及び第2FIR
フィルタ5は、共に前記図2に示した如き構成である
が、夫々のフィルタ係数{C1,C2,C3,C4,C5,
・・・,Cn}は、 ・第1FIRフィルタ4のフィルタ係数=[a,0,0,0,・・
・,0, a] ・第2FIRフィルタ5のフィルタ係数=[a,0,0,0,・・
・,0,-a] となっている。即ち、第2FIRフィルタ5において
は、最高次のフィルタ係数が[-a]になっている点での
み、第1FIRフィルタ4のフィルタ係数と相違するよ
うに成されている。
【0017】ところで、一般にFIRフィルタは、図3
(a)及び(b)に示すように、分割される帯域の数は
フィルタ係数の次数に比例する。尚、図3(a)及び
(b)において、グラフの横軸は周波数(Hz)、縦軸
は信号レベル(dB)である。図3(a)は、フィルタ
係数を [ 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.5 ](各次のフィルタ係
数間のカンマは省略する。以下同様) に設定した場合であり、図3(b)は、フィルタ係数を [ 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.5
] に設定した場合であり、図3(b)のように、次数の多
いフィルタの方が分割される帯域の数が多くなってい
る。
【0018】また、FIRフィルタは、図4(a)乃至
(c)に示すように、通過域と阻止域の間の利得差は前
記フィルタ係数[a]の値に比例する。尚、図4(a)乃
至(c)において、グラフの横軸は周波数(Hz)、縦
軸は信号レベル(dB)である。図4(a)は、フィル
タ係数を [ 0.3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.3 ] に設定した場合であり、図3(b)は、フィルタ係数を [ 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 ] に設定した場合であり、図3(c)は、フィルタ係数を [ 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 ] に設定した場合であり、1次のフィルタ係数及び最高次
のフィルタ係数を大きくするにつれて、通過域と阻止域
の間の利得差が大きくなっている。
【0019】続いて本発明のエコーキャンセラの動作に
ついて説明する。
【0020】図5(a)に示すように、前記図1に示し
た第1FIRフィルタ4のフィルタ係数を [ 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.5 ] に設定し、また、図5(b)に示すように、第2FIR
フィルタ5のフィルタ係数を [ 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -0.5 ] に設定する。
【0021】前記図1において、マイク1より入力され
た送話者の送話信号は、図5(a)に示すフィルタ特性
を有する第1FIRフィルタ4でフィルタリングされ、
2線・4線変換回路6を介して電話回線へ送出される。
同時に送話信号の一部は2線・4線変換回路6で反射し
て側音信号となり、また、電話回線へ送出された送話信
号も通話相手の電話を介してエコー信号として電話回線
を介して戻ってくる。これら側音信号及びエコー信号
は、図5(b)に示すフィルタ特性を有する第2FIR
フィルタ5でフィルタリングされ、スピーカ2へ至る。
【0022】図5(a)に示すフィルタ特性と図5
(b)に示すフィルタ特性とを比較すると、図5(a)
に示す各通過帯域の各ピーク位置が、図5(b)に示す
フィルタ特性では、図5(a)にける阻止帯域のところ
に各通過帯域の各ピーク位置がある。
【0023】従って、前記図5(a)のフィルタ特性を
有する第1FIRフィルタ4を介した信号を、さらに図
5(b)のフィルタ特性を有する第2FIRフィルタ5
を介することにより、図5(c)に示すように、第1F
IRフィルタ4を介した信号の各通過帯域のピーク部分
の信号(図の斜線部分を参照)が第2FIRフィルタ5
によって阻止されて、その信号レベルが大幅に低減す
る。
【0024】即ち、第1FIRフィルタ4を介した後で
生じる側音信号やエコー信号は、第2FIRフィルタ5
によって阻止されて、その信号レベルが大幅に低減する
ので、スピーカ2から殆ど聞こえず、よって通話を妨げ
る等の支障が発生しない。
【0025】さらに図6(a)及び(b)は、前記各フ
ィルタの特性を変えた実施例を示している。
【0026】この実施例においては、図6(a)に示す
ように、前記図1に示した第1FIRフィルタ4のフィ
ルタ係数を [ 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.5
] に設定し、また、図6(b)に示すように、第2FIR
フィルタ5のフィルタ係数を [ 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -0.5
] に設定する。
【0027】即ち、前記図5(a)及び(b)に示した
実施例よりもフィルタ係数の次数を多くして、分割され
る帯域の数を多くしたものである。
【0028】送話側の音声は、第1FIRフィルタ4を
介して通話相手に伝わるが、前記図5(a)と図6
(a)とを比較すると、図5(a)に示すフィルタで
は、第1FIRフィルタ4の各阻止帯域の幅(グラフの
横軸方向)が大きいため、広範囲にわたって連続して信
号が無くなり、音質(声質)が変化してしまい、通話相
手側において、聴感上、違和感があるが、図6(a)に
示すフィルタでは、第1FIRフィルタ4の各阻止帯域
の幅(グラフの横軸方向)が小さく、且つ各阻止帯域が
離散しているため、よって広範囲にわたって信号が無く
なることはなく、通話相手側において、聴感上の違和感
が軽減される。
【0029】また、通話相手の音声は、第2FIRフィ
ルタ5を介して伝えられるが、前記図5(b)と図6
(b)とを比較すると、図5(b)に示すフィルタで
は、第2FIRフィルタ5の各阻止帯域の幅(グラフの
横軸方向)が大きいため、広範囲にわたって連続して信
号が無くなり、音質(声質)が変化してしまい、受話側
において、聴感上、違和感があるが、図6(b)に示す
フィルタでは、第2FIRフィルタ5の各阻止帯域の幅
(グラフの横軸方向)が小さく、且つ各阻止帯域が離散
しているため、よって広範囲にわたって信号が無くなる
ことはなく、受話側において、聴感上の違和感が軽減さ
れる。
【0030】さらに、前述のように、1次のフィルタ係
数及び最高次のフィルタ係数を大きくすることで通過域
と阻止域の間の利得差が大きくできるので、必要に応じ
てフィルタ係数を設定すればよい。
【0031】上記のように本発明のエコーキャンセラ
は、帯域制限によって側音及びエコーを低減するので、
従来のエコーキャンセラのようにエコー経路の学習を必
要とせず、よって専用のDSPを必要としない。また、
ダブルトークによる誤動作の心配がなく、動作が安定し
ている。
【0032】
【発明の効果】以上、詳述した如く本発明に依れば、入
力側(送話側)に設けられた第1のFIRフィルタ手段
と、出力側(受話側)に設けられた第2のFIRフィル
タ手段とを備えたので、極めて簡単な構成で側音やエコ
ーを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のエコーキャンセラを搭載した電話機の
構成を示す概略ブロック図である。
【図2】FIRフィルタの構成を示す概略ブロック図で
ある。
【図3】FIRフィルタの特性を示す図である。
【図4】FIRフィルタの特性を示す図である。
【図5】本発明の動作を説明するための図である。
【図6】本発明の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
1 マイク 2 スピーカ 3 エコーキャンセラ 4 第1FIRフィルタ 5 第2FIRフィルタ 6 2線・4線変換回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力側に設けられた第1のフィルタ手段
    と、出力側に設けられた第2のフィルタ手段とを備えた
    ことを特徴とするエコーキャンセラ。
  2. 【請求項2】 前記第1及び第2のフィルタ手段は、共
    にFIRフィルタで構成されていることを特徴とする請
    求項1記載のエコーキャンセラ。
  3. 【請求項3】 前記各FIRフィルタのフィルタ係数
    は、下記の如く設定されていることを特徴とする請求項
    2記載のエコーキャンセラ。 第1のフィルタ手段を構成するFIRフィルタのフィル
    タ係数=[a,0,0,0,・・・,0, a] 第2のフィルタ手段を構成するFIRフィルタのフィル
    タ係数=[a,0,0,0,・・・,0,-a] (但し、aは任意の実数)
  4. 【請求項4】 前記第1のフィルタ手段を構成するFI
    Rフィルタのフィルタ係数及び前記第2のフィルタ手段
    を構成するFIRフィルタのフィルタ係数は、共に同じ
    次数で構成されていることを特徴とする請求項2乃至請
    求項3記載のエコーキャンセラ。
  5. 【請求項5】 前記請求項1乃至請求項4記載のエコー
    キャンセラを備えたことを特徴とする通話装置。
JP21995199A 1999-08-03 1999-08-03 エコーキャンセラ及び通話装置 Pending JP2001044897A (ja)

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