JP2006166203A - 通話制御装置及び通話制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エコーキャンセラを備えた音声通信装置において、エコーを発生しない音声デバイスを使用した場合にエコーキャンセラを動作させると、通話品質の低下を招くことがあるという問題があった。
【解決手段】音声デバイス決定部１３は、使用する音声デバイスを決定すると共に、使用する音声デバイス種情報を出力し、エコーキャンセラ切替え判定部１４は、この音声デバイス種情報に基づいて、この音声デバイスがエコーを発生する可能性があると判断した場合には、エコーキャンセラ１２を含む信号経路を選択するようにスイッチ１０及び１１を制御し、使用する音声デバイスがエコーを発生しないと判断した場合には、エコーキャンセラ１２をバイパスする信号経路を選択するようにスイッチ１０及び１１を制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば、ネットワークを介してパケット化され音声信号情報の通信を行なう音声通信装置に備えられる通話制御装置に関し、特に、エコーキャンセラを備えた通話制御装置に関する。

従来、この種の装置として、例えばデジタル交換機が、内線電話から通信相手先の内線或いは外線電話までの各通信接続回路をデジタル通話路スイッチ回路によって設定する際に、デジタル通話路スイッチ回路から通信相手先までの通信接続回路がすべてデジタル回路であるか否かを判定し、全てデジタル回路である、即ちエコー発生の原因となるハイブリッドトランスを含まない場合には、ダイアル信号が入力した内線接続回路のエコーキャンセル回路をバイパスするように経路を設定するものがあった（例えば、特許文献１参照）。

特開平２００２―１３５８１５号公報（第５−６頁、図１）

以上に述べた従来の装置によれば、発生していないエコー信号をキャンセルするためにエコーキャンセル回路が不安定に動作してしまうことがなくなり、通話品質の低下を防止することができた。

しかしながら、音声通信におけるエコー発生源としては、上記したハイブリッドトランス以外にも種々考えられる。例えば、ＩＰネットワークを利用した音声通信を行なう音声通信装置において、その構成を、パソコンをベースとしたソフトフォンと受話装置としてのハンドセットやヘッドセットとの組み合せとした場合、パソコンに備えられたサウンドボードデバイスでの音声回り込みも、エコー発生の原因としてあげられる。このようにして発生したエコーに対しては、従来の装置では対応できない問題があった。

本発明の目的は、音声通信を行なう音声通信装置において、使用する音声デバイスが、上記したような音声回り込みによるエコーを発生するもの、或いはこのようなエコーを発生しないもののどちらであっても、常に安定した通話品質を保つことができる通話制御装置及び通話制御方法を提供することにある。

本発明による通話制御装置は、ネットワークを介した音声信号情報のパケット通信を行なう音声通信装置に備えられる通話制御装置であって、
使用する音声デバイスを決定すると共に、前記音声デバイスの音声デバイス種情報を出力する音声デバイス設定手段と、前記音声デバイス種情報に基づいて、前記音声信号情報に対する信号処理の内容を切替える信号処理手段と
を有することを特徴とする。

また本発明による通話制御方法は、ネットワークを介した音声信号情報のパケット通信を行なうための通話制御方法であって、
使用する音声デバイスを決定し、使用する音声デバイスに基づいて、前記音声信号情報に対してエコーキャンセル処理を行なうか否を判定し、前記判定に基づいて前記音声信号情報に対してエコーキャンセル処理を行う、又は行なわないようにした
ことを特徴とする。

本発明によれば、音声通信装置が使用する音声デバイスが、音声回り込みによるエコーを発生するもの、或いはこのようなエコーを発生しないもののいずれであっても、常に安定した通話品質を保つことができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の通話制御装置を有する音声通信装置の実施の形態１の構成を示す概略ブロック図である。

同図に示すように、音声通信装置２０は、音声処理部２、音声圧縮／伸張回路３、及びＩＰパケット処理回路４を有し、例えばパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと称す）をベースとしたソフトフォンとハンドセットやヘッドセットとの組み合せで構成される。ハンドセットからの送話音を送信する際には、後述するように、音声処理部２からは、例えば、１４ビットで量子化され、サンプリング周波数８ｋＨｚのデジタル音声信号が出力される。

音声圧縮／伸張回路３は、音声処理部２から出力されたデジタル音声信号を圧縮して、例えば、６４ｋｂｐｓの音声符号化データとする。ＩＰパケット処理回路４は、音声圧縮／伸張回路３から出力された音声符号化データを所定のパケット化周期（例えば、２０ｍ秒〜６０ｍ秒）で数フレーム毎に区切って、ＲＴＰ（Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）／ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダを付加することでＩＰパケット化し、ＩＰネットワーク５に送り出す。

一方、ＩＰネットワーク５から受信したＩＰパケットは、ＩＰパケット処理回路４によって音声符号化データに分解され、更に音声圧縮／伸張回路３によって１４ビットで量子化されたサンプリング周波数８ｋＨｚのデジタル音声信号とされ、音声処理部２に入力される。

図２は、本発明の実施の形態１による通話制御装置１を含む音声処理部２の構成を示すブロック図である。同図を参照しながら、音声処理部２の構成及び動作について以下に説明する。

通話制御装置１は、３つのスイッチ１０，１１，１５、エコーキャンセラ１２、音声デバイス決定部１３、及びエコーキャンセラ切替え判定部１４を有する。音声処理部２の入出力部２ａは、スイッチ１０の可動端子部１０ａに接続され、スイッチ１０の固定端子部１０ｂは、スイッチ１１の固定端子部１１ｂに直接接続され、スイッチ１０の固定端子部１０ｃは、エコーキャンセラ１２を介してスイッチ１１の固定端子部１１ｃに接続される。

スイッチ１１の可動端子部１１ａは、スイッチ１５の可動端子部１５ａに接続され、スイッチ１５の固定端子部１５ｂは、音声デバイス３１の入出力部３１ａに接続されている。スイッチ１５の固定端子部１５ｃは、ＵＳＢポート３２に接続されている。音声デバイス３１の入出力部３１ｂは、例えば、専用アナログ信号コードでＰＣ外部のハンドセット３３の入出力部３３ａに接続され、ＵＳＢポート３２は、ＵＳＢケーブルでＰＣ外部の音声デバイス内蔵型ハンドセット３４のＵＳＢポートに接続されている。

音声デバイス決定部１３は、スイッチ１５を切替えるための切替え制御信号ＣＯＮＡを出力端子１３ｂからスイッチ１５の制御信号入力端子１５ｄに出力する。また、音声デバイス決定部１３は、後述するように、使用する音声デバイスの種類を示す音声デバイス種情報ＤＩＮＦを出力端子１３ａからエコーキャンセラ切替え判定部１４の入力端子１４ａに出力する。

エコーキャンセラ切替え判定部１４は、後述するように、入力した音声デバイス種情報ＤＩＮＦに応じて、その出力部１４ｂからスイッチ１０及びスイッチ１１を切替えるための切替え制御信号ＣＯＮＢを各スイッチの制御信号入力端子１０ｄ，１１ｄに出力する。スイッチ１０は、制御信号入力端子１０ｂに入力する制御信号に応じて、可動端子部１０ａの接続相手を、２つの固定端子部１０ｂ、１０ｃから択一的に選択して接続する。他のスイッチ１１，１５も同様に動作するものである。

即ち、切替え制御信号ＣＯＮＢが、エコーキャンセラ１２をオンにするためのオン選択を指示しているとき（例えば、制御信号ＣＯＮＢの“Ｈｉｇｈ論理”（以下、単に“Ｈ”と記す）が相当する）、スイッチ１０の可動端子部１０ａがエコーキャンセラ１２に接続された固定端子部１０ｃを選択し、スイッチ１１の可動端子部１１ａがエコーキャンセラ１２に接続された固定端子部１１ｃを選択してエコーキャンセラ１２を含む信号経路を選択する。

一方、切替え制御信号ＣＯＮＢが、エコーキャンセラ１２をオフにするためのオフ選択を指示しているとき（例えば、制御信号ＣＯＮＢの“Ｌｏｗ論理”（以下、単に“Ｌ”と記す）が相当する）、スイッチ１０の可動端子部１０ａがエコーキャンセラ１２をバイパスする固定端子部１０ｂを選択し、スイッチ１１の可動端子部１１ａが同じくエコーキャンセラ１２をバイパスする固定端子部１１ｃを選択してエコーキャンセラ１２を含まない信号経路を選択する。

また、切替え制御信号ＣＯＮＡが、ＰＣ内部に装着される音声デバイス３１（例えば、スロットに装着されるサウンドボードデバイス等）を選択する内部デバイス選択を指示しているとき（例えば、制御信号ＣＯＮＡの“Ｈ”が相当する）、スイッチ１５は、その可動端子部１５ａを音声デバイス３１に接続された固定端子部１５ｂに接続する。一方、切替え制御信号ＣＯＮＡが、ＵＳＢポート３２を経由して接続される外部デバイスを選択する外部デバイス選択を指示しているとき（例えば、制御信号ＣＯＮＡの“Ｌ”が相当する）、スイッチ１５は、その可動端子部１５ａを、ＵＳＢポート３２に接続された固定端子部１５ｃに接続する。

次に、以上のように構成された音声処理部２の動作について説明する。

今、図２に示すように、エコーキャンセラ切替え判定部１４が、切替え制御信号ＣＯＮＢを“Ｈ”（オン選択）にしてエコーキャンセラ１２を含む信号経路を選択し、音声デバイス決定部１３が、切替え制御信号ＣＯＮＡを“Ｈ”（内部デバイス選択）にして音声デバイス３１につながる信号経路を選択しているものとする。

この時、入出力部２ａに入力するデジタル音声信号は、エコーキャンセラ１２を経由して音声デバイス３１に入力する。この音声デバイス３１は、Ｄ／Ａ、Ａ／Ｄの各変換器を備え、入出力部３１ａに入力した、例えば、１４ビットで量子化されたサンプリング周波数８ｋＨｚのデジタル音声信号をアナログ信号に変換してハンドセット３３に出力する。ハンドセット３３では、この入力したアナログ信号を図示しないスピーカによって音声に変換する。一方、ハンドセット３３の図示しないマイクによって拾われた音声を電気信号としたアナログ音声信号は、ハンドセット３３の入出力部３３ａから音声デバイス３１の入出力部３１ｂに出力される。

音声デバイス３１は、その入出力部３１ｂから入力したアナログ音声信号を、Ａ／Ｄ変換器によって、例えば、１４ビットで量子化されたサンプリング周波数８ｋＨｚのデジタル音声信号とし、エコーキャンセラ１２を経由して入出力部２ａから音声圧縮／伸張回路３（図１）に出力する。

このとき、音声デバイス３１でデジタル信号からアナログ信号に変換された音声信号は、受話側の信号経路を通り、入出力部３１ｂを経由してハンドセット３３に出力される。音声デバイス３１でデジタル信号からアナログ信号に変換された音声信号の一部が、例えば、音声デバイス３１の基板内で、送話側のアナログ信号経路（即ち、ハンドセット３３から入出力部３１ｂを経て入力されるアナログ音声信号を送信するための信号経路）に漏れ、エコー信号としてエコーキャンセラ１２に至る場合がある。仮に、このエコー信号がエコーキャンセラ１２をそのまま通過した場合には、ＩＰネットワーク５を介して通話している相手は、自分の話し声のエコーを聞くことになる。

エコーキャンセラ１２は、このエコー信号がここを通過するのを防止する回路であり、例えば、適応フィルタを用いた適応エコーキャンセラにより構成することができる。適応エコーキャンセラは、対向話者の音声信号、即ち、入出力部２ａに入力したデジタル音声信号を入力とし、通過しようとするエコー信号レベルが最小となるような擬似エコー信号を生成し、実際に、通過しようとするエコー信号から生成した擬似エコー信号を引き算することによってエコー信号を除去するものである。

以上のように、エコーキャンセラ１２を含む通話制御装置１は、音声デバイス３１で発生したエコー信号を、エコーキャンセラ１２でキャンセルすることにより、対向話者が、自分の発生音をエコーとして聞くのを防止する。

次に、図３に示すように、エコーキャンセラ切替え判定部１４が、切替え制御信号ＣＯＮＢを“Ｌ”（オフ選択）にしてエコーキャンセラ１２をバイパスする信号経路を選択し、音声デバイス決定部１３が、切替え制御信号ＣＯＮＡを“Ｌ”（外部デバイス選択）にして外部デバイスが接続されるＵＳＢポート３２につながる信号経路を選択しているものとする。

この時、入出力部２ａに入力するデジタル音声信号は、エコーキャンセラ１２を経由せずに直接音声デバイス内蔵型ハンドセット３４に入力する。この音声デバイス内蔵型ハンドセット３４は、内部にＤ／Ａ、Ａ／Ｄの各変換器を備え、入出力部３４ａに入力した、例えば、１４ビットで量子化されたサンプリング周波数８ｋＨｚのデジタル音声信号をアナログ信号に変換してこのアナログ信号を図示しないスピーカによって音声に変換する。一方、音声デバイス内蔵型ハンドセット３４の図示しないマイクによって拾われた音声を電気信号としたアナログ音声信号は、音声デバイス内蔵型ハンドセット３４内のＡ／Ｄ変換器によって、例えば、１４ビットで量子化されたサンプリング周波数８ｋＨｚのデジタル音声信号とされ、エコーキャンセラ１２を経由せずに直接、音声圧縮／伸張回路３（図１）に出力される。

音声デバイス内蔵型ハンドセット３４では、例えば、スペース的な優位性から、音声デバイス内蔵型ハンドセット３４内でデジタル信号からアナログ信号に変換された音声信号の経路を、送話側のアナログ信号経路、即ちマイクからＡ／Ｄ変換器に至るアナログ信号経路と所定距離離間して経路設定することが容易であるため、これ等の経路間での信号もれによるエコー信号の発生を極力抑えることができる。このような場合、エコーキャンセラ１２は不要であり、むしろ図３に示すようにバイパスすることが望ましい。エコー信号が発生していない場合において、エコーキャンセラ１２が接続されていると、不必要なエコー除去動作によって通話音声の品質が劣化する恐れがあるためである。

音声デバイス決定部１３は、音声通話で使用することのできる音声デバイスを認識し、音声通話で使用するデバイスを決定する部である。ユーザが手動で決定するものであっても、通話制御装置１が自動で決定するものであってもよい。使用が決定した音声デバイスに応じて、その音声デバイスを選択すべく切替え制御信号ＣＯＮＡによってスイッチ１５を切替えて決定したデバイスを選択すると共に、選択した音声デバイスの音声デバイス種情報ＤＩＮＦをエコーキャンセラ切替え判定部１４に出力する。尚、音声デバイスを認識するに際しては、例えばＰＣの場合、接続されるデバイスはＯＳによって検出されるので、このとき検出されたプロファイルから音声デバイス種情報を得ることができる。

エコーキャンセラ切替え判定部１４は、入力する音声デバイス種情報ＤＩＮＦに基づいて、使用される音声デバイスが、エコーを発生する可能性のある音声デバイス（例えば、ＰＣ内に装着されるサウンドボードデバイス）であると判断した場合には、出力する切替え制御信号ＣＯＮＢを“Ｈ”（オン選択）として、図２に示すようにエコーキャンセラ１２を含む信号経路を選択するようにスイッチ１０及び１１を制御する。一方、エコーキャンセラ切替え判定部１４は、使用される音声デバイスが、エコーを発生する可能性のない音声デバイス（例えば、ＵＳＢポートに接続されるハンドセットに内蔵の音声デバイス）であると判断した場合には、出力する切替え制御信号ＣＯＮＢを“Ｌ”（オフ選択）として、図３に示すようにエコーキャンセラ１２をバイパスする信号経路を選択するようにスイッチ１０及び１１を制御する。

以上のように、実施の形態１の通話制御装置によれば、使用する音声デバイスが、通話時に、エコー発生源となるものであればエコーキャンセラを使用し、エコー発生源とならないものであればエコーキャンセラの影響を受けないよう設定するので、エコー信号が発生していない場合におけるエコーキャンセラの不必要なエコー除去動作によって、通話音声の品質が劣化するのを防止することができる。

尚、前記した実施の形態１の説明では、ＰＣ内部の音声デバイスではエコーが発生し、ＰＣ外部の音声デバイスではエコーの発生が抑制されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、ＰＣ内部の音声デバイスでもエコーの発生が抑制されているものに対してはエコーキャンセラ１２をバイパスする信号経路を選択し、ＰＣ外部の音声デバイスでもエコーが発生するものに対してはエコーキャンセラ１２を含む信号経路を選択するようにすることも可能である。

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２による通話制御装置を含む音声処理部の構成を示すブロック図である。

この通話制御装置５１を採用する音声処理部５２が、前記した図２に示す実施の形態１の音声処理部２と主に異なる点は、エコーキャンセラ切替え判定部１４（図２）に代えて信号処理切替え判定部５３を、またエコーキャンセラ１２（図２）に代えて適応エコーキャンセラ５４をそれぞれ備えている点である。従って、通話制御装置５１を採用する音声処理部５２が、前記した実施の形態１の音声処理部２と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いてここでの説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。

信号処理切替え判定部５３は、前記したエコーキャンセラ切替え判定部１４（図２）と同様に、入力する音声デバイス種情報ＤＩＮＦに基づいて、使用される音声デバイスが、エコーを発生する可能性のある音声デバイスであるか否かによってスイッチ１０，１１を切替える。即ち、使用される音声デバイスがエコーを発生する可能性のある音声デバイスであると判断した場合には、切替え制御信号ＣＯＮＢを“Ｈ”（オン選択）にして、スイッチ１０の可動端子１０ａを固定端子１０ｃに接続すると共に、スイッチ１１の可動端子１１ａを固定端子１１ｃに接続し（図４に実線で示す状態）、適応エコーキャンセラ５４を含む信号経路を選択する。

一方、使用される音声デバイスがエコーを発生する可能性のない音声デバイスであると判断した場合には、切替え制御信号ＣＯＮＢを“Ｌ”（オフ選択）にして、スイッチ１０の可動端子１０ａを固定端子１０ｂに接続すると共に、スイッチ１１の可動端子１１ａを固定端子１１ｂに接続し（図４に点線で示す状態）、適応エコーキャンセラ５４をバイパスする信号経路を選択する。

更に、信号処理切替え判定部５３は、エコーを発生する可能性のある音声デバイスに対して、使用される可能性のある複数種類の音声デバイスと、各音声デバイスに最適な後述するタップ長Ｔを対応させて記憶するテーブル５３ｄを備えるものである。

信号処理切替え判定部５３は、入力する音声デバイス種情報ＤＩＮＦに基づいて、上記したようにスイッチ１０，１１の切替えを制御すると共に、切替え制御信号ＣＯＮＢを“Ｈ”（オン選択）にして適応エコーキャンセラ５４を含む信号経路を選択する際には、使用される音声デバイスに対応する最適なタップ長Ｔをテーブル５３ｄから読み出し、このタップ長Ｔを設定するためのタップ長情報ＤＡＩＮを適応エコーキャンセラ５４の入力部５４ｃに出力する。

適応エコーキャンセラ５４は、タップ長Ｔをもった図示しない適応フィルタを用いて構成され、エコー信号がここを通過するのを防止する回路である。ここで用いられる適応フィルタは、適応エコーキャンセラ５４の入出力部５４ａに入力する対向話者からのデジタル音声信号を入力とし、音声デバイス（例えば、音声デバイス３１）で発生して適応エコーキャンセラ５４の入出力部５４ａへと通過しようとするエコー信号が最小となるような擬似エコー信号を生成する。

適応エコーキャンセラ５４は、入出力部５４ｂに入力されるエコー信号から、適応フィルタによって生成されたこの擬似エコー信号を引き算し、入出力部５４ａに出力されるエコー信号を最小限に抑制するものである。タップ長Ｔはフィルタの段数であり、使用する音声デバイスによって異なる最適値を有する。適応エコーキャンセラ５４は、上記したように、使用される音声デバイスに最適なタップ長Ｔを設定するためのタップ長情報ＤＡＩＮを入力部５４ｃに入力し、指定されたタップ長Ｔで動作する。

以上のように、実施の形態２の通話制御装置によれば、前記した実施の形態１と同様に、エコー信号が発生していない場合におけるエコーキャンセラの不必要なエコー除去動作によって、通話音声の品質が劣化するのを防止することができる。更に、エコーキャンセラを使用する場合には、使用する音声デバイスに応じた最適なタップ長を設定できるので、常に最良の状態でエコーキャンセラが働き、エコー信号が抑制される通話音声の品質の向上を図ることができる。

尚、前記した各実施の形態では、音声通信装置を、ＰＣをベースとしたソフトフォンとハンドセットの組み合わせで構成した例を示したが、ＩＰ電話機で構成したものとしても良いなど種々の態様を取り得るものである。

本発明の実施の形態１及び２による通話制御装置を有する音声通信装置の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の実施の形態１による通話制御装置を含む音声処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１による通話制御装置を含む音声処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２による通話制御装置を含む音声処理部の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 通話制御装置
２ 音声処理部
２ａ 入出力部
３ 音声圧縮／伸張回路
４ ＩＰパケット処理回路
５ ＩＰネットワーク
１０，１１，１５ スイッチ
１２ エコーキャンセラ
１３ 音声デバイス決定部
１４ エコーキャンセラ切替え判定部
２０ 音声通信装置
３１ 音声デバイス
３２ ＵＳＢポート
３３ ハンドセット
３４ 音声デバイス内蔵型ハンドセット
５１ 通話制御装置
５２ 音声処理部
５３ 信号処理切替え判定部
５３ｄ テーブル
５４ 適応エコーキャンセラ

Claims (4)

1. 音声信号情報のパケット通信を行なう音声通信装置に備えられる通話制御装置であって、
   使用する音声デバイスを決定すると共に、前記音声デバイスの音声デバイス種情報を出力する音声デバイス設定手段と、
   前記音声デバイス種情報に基づいて、前記音声信号情報に対する信号処理の内容を切替える信号処理手段と
   を有することを特徴とする通話制御装置。
2. 前記信号処理手段は、
   エコーキャンセラと、
   前記音声デバイス種情報に基づいて前記エコーキャンセラが必要か否かを判定する判定部と、
   前記判定部による判定の結果に応じて、前記音声信号情報の信号経路を前記エコーキャンセラを経由する経路又は前記エコーキャンセラをバイパスする経路のいずれかに切替えるスイッチと
   を有することを特徴とする請求項１記載の通話制御装置。
3. 前記エコーキャンセラは、適応フィルタを備えた適応エコーキャンセラであり、
   前記判定部は、複数の音声デバイスと各音声デバイスに対応するタップ長とを記憶するテーブルを有し、
   前記判定部が前記使用する音声デバイスに対応するタップ長を前記適応エコーキャンセラに出力し、前記適応エコーキャンセラが入力したタップ長を前記適応フィルタに設定することを特徴とする請求項２記載の通話制御装置。
4. 音声信号情報のパケット通信を行なうための通話制御方法であって、
   使用する音声デバイスを決定し、前記音声デバイスの音声デバイス種情報を出力するステップと、
   前記音声デバイス種情報に基づいて、前記音声信号情報に対してエコーキャンセル処理を行なうか否を判定するステップと、
   前記判定の結果に基づいて、前記音声信号情報の信号経路を前記エコーキャンセル処理を行う回路を経由する経路又は前記エコーキャンセル処理を行う回路をバイパスする経路のいずれかに切替えるステップと
   を有することを特徴とする通話制御方法。

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