JP2013225747A - Communication device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エコーキャンセラを備えた通話装置に関するものである。 The present invention relates to a communication device provided with an echo canceller.
従来より、エコーキャンセラを備えた拡声通話装置が提供されている(例えば特許文献1参照)。図7は一般的なエコーキャンセラ2の概略図である。このエコーキャンセラ2は、FIR型フィルタからなる適応フィルタ部21により、エコー(回り込み成分)を適応的に推定し、擬似エコーg(j)を発生させて入力信号s(j)との差を取ることにより、エコー成分を抑圧して送話音声だけを伝送する。
Conventionally, a voice communication device including an echo canceller has been provided (see, for example, Patent Document 1). FIG. 7 is a schematic diagram of a
上述の図7に示すエコーキャンセラ2では、スピーカ4からマイクロホン3に至るエコー経路Hacに遅延がある場合には、エコーだけでなく遅延分も含めてインパルス応答長を設定する必要がある。例えば遅延量が既知で一定の場合には、第1信号参照部23と適応フィルタ部21の間に固定の遅延量を挿入することでエコーを抑圧することができる。しかしながら、遅延量が未知であったり、時間変動する場合には、固定の遅延量ではエコーとのタイミングがずれてしまいエコーを抑圧できないため、想定される最大遅延量に相当するインパルス応答長を設定することになる。この場合、インパルス応答長が長くなると、それに伴ってエコーキャンセラでの処理量が多くなってしまうため、処理能力の高い高価なCPUを使用しなければならず、コストアップになっていた。
In the
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、コストアップを抑えつつエコーキャンセラでの処理量を低減させた通話装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a communication device in which the processing amount of the echo canceller is reduced while suppressing an increase in cost.
本発明の通話装置は、マイクロホン及びスピーカと、マイクロホンとスピーカの音響結合によって生じるエコーを抑圧するエコーキャンセラとを備える。エコーキャンセラは、相手側の通話装置から送られてくる受話信号を第1参照信号として出力する第1信号参照部と、マイクロホンで集音された送話信号に含まれるエコー成分を抑圧するエコー抑圧処理部とを具備する。またエコーキャンセラは、エコー抑圧処理部でエコー成分を抑圧した後の送話信号を第2参照信号として出力する第2信号参照部と、第1参照信号及び第2参照信号を参照してエコー成分を推定する適応フィルタ部とを具備する。さらにエコーキャンセラは、スピーカからマイクロホンに至るエコー経路の遅延量が未知である場合に遅延量を推定する遅延量推定部と、第1信号参照部と適応フィルタ部の間に設けられた第1遅延処理部とを具備する。そして第1遅延処理部は、遅延量が既知である場合には第1参照信号を既知の遅延量だけ遅延させてから適応フィルタ部に出力し、遅延量が未知である場合には第1参照信号を遅延量推定部で推定した遅延量だけ遅延させてから適応フィルタ部に出力する。 The communication device of the present invention includes a microphone and a speaker, and an echo canceller that suppresses an echo generated by acoustic coupling between the microphone and the speaker. The echo canceller outputs a first signal reference unit that outputs a received signal transmitted from a communication device on the other side as a first reference signal, and echo suppression that suppresses an echo component included in the transmitted signal collected by the microphone. And a processing unit. The echo canceller also includes a second signal reference unit that outputs a transmission signal after the echo component is suppressed by the echo suppression processing unit as a second reference signal, and an echo component with reference to the first reference signal and the second reference signal. And an adaptive filter unit for estimating. The echo canceller further includes a delay amount estimation unit that estimates a delay amount when the delay amount of the echo path from the speaker to the microphone is unknown, and a first delay provided between the first signal reference unit and the adaptive filter unit. And a processing unit. The first delay processing unit delays the first reference signal by a known delay amount when the delay amount is known, and then outputs the first reference signal to the adaptive filter unit. When the delay amount is unknown, the first reference signal is referred to. The signal is delayed by the delay amount estimated by the delay amount estimation unit and then output to the adaptive filter unit.
この通話装置において、遅延量推定部は、スピーカからパルスを出力するパルス発生部と、スピーカからエコー経路を通ってマイクロホンに伝送されるパルスを応答パルスとして受信する応答パルス受信部と、応答パルス受信部で受信した応答パルスを解析することで遅延量を推定する応答パルス解析部とで構成されるのが好ましい。 In this communication device, the delay amount estimation unit includes a pulse generation unit that outputs a pulse from the speaker, a response pulse reception unit that receives a pulse transmitted from the speaker through the echo path to the microphone as a response pulse, and a response pulse reception And a response pulse analysis unit that estimates the delay amount by analyzing the response pulse received by the unit.
また、この通話装置において、遅延量推定部は、適応フィルタ部を具備し、適応フィルタ部の応答信号が所定の閾値以下である場合には遅延成分とみなして遅延量を推定するのも好ましい。 In this communication device, it is also preferable that the delay amount estimation unit includes an adaptive filter unit, and estimates the delay amount as a delay component when the response signal of the adaptive filter unit is equal to or less than a predetermined threshold.
さらに、この通話装置において、遅延量推定部は、スピーカから報知音を出力する報知音鳴動部と、スピーカからエコー経路を通ってマイクロホンに伝送される報知音を応答音として受信する応答音受信部と、応答音受信部で受信した応答音を解析することで遅延量を推定する応答音解析部とで構成されるのも好ましい。 Further, in this communication device, the delay amount estimation unit includes a notification sound ringing unit that outputs a notification sound from the speaker, and a response sound reception unit that receives the notification sound transmitted from the speaker through the echo path to the microphone as a response sound And a response sound analysis unit that estimates a delay amount by analyzing the response sound received by the response sound reception unit.
また、この通話装置において、1つ又は2つのエコーキャンセラと、相手側の通話装置から送られてくる受話信号をスピーカに伝送する受話側信号経路及びマイクロホンで集音された送話信号を伝送して相手側の通話装置へ送る送話側信号経路に損失を挿入することで通話状態を受話又は送話に切り替える音声スイッチとを備え、音声スイッチは、エコーキャンセラが抑圧したエコー抑圧量に応じて損失量を制御し、損失量を少なくしていくことによって双方向通話を実現するのも好ましい。 Also, in this communication device, one or two echo cancellers, a reception-side signal path for transmitting a reception signal sent from the other-party communication device to a speaker, and a transmission signal collected by a microphone are transmitted. And a voice switch for switching the call state to reception or transmission by inserting a loss in the transmission side signal path to be sent to the other party's communication device, and the voice switch corresponds to the echo suppression amount suppressed by the echo canceller. It is also preferable to realize a two-way call by controlling the loss amount and reducing the loss amount.
さらに、この通話装置において、相手側の通話装置から送られてくる受話信号をスピーカに伝送する受話側信号経路及びマイクロホンで集音された送話信号を伝送して相手側の通話装置へ送る送話側信号経路に損失を挿入することで通話状態を受話又は送話に切り替える音声スイッチと、送話側信号経路に発生する残留エコーを抑圧するエコーサプレッサとを備え、エコーサプレッサは、エコーキャンセラ及び音声スイッチの動作状態に応じて送話側信号経路に損失を挿入するか否かを判定する損失判定部と、損失判定部の判定結果に応じて送話側信号経路に損失を挿入する損失挿入部と、損失挿入部と損失判定部の間に設けられた第2遅延処理部とを具備し、第2遅延処理部は、遅延量が既知である場合には損失判定部の判定結果を既知の遅延量だけ遅延させてから損失挿入部に出力し、遅延量が未知である場合には損失判定部の判定結果を遅延量推定部で推定した遅延量だけ遅延させてから損失挿入部に出力するのも好ましい。 Further, in this communication device, a reception side signal path for transmitting the reception signal transmitted from the other party's communication device to the speaker and a transmission signal transmitted by the microphone and transmitted to the other party's communication device. A voice switch that switches a call state to reception or transmission by inserting a loss in the talker signal path, and an echo suppressor that suppresses residual echo generated in the talker signal path. A loss determination unit that determines whether or not to insert loss into the transmission side signal path according to the operating state of the voice switch, and loss insertion that inserts loss into the transmission side signal path according to the determination result of the loss determination unit And a second delay processing unit provided between the loss insertion unit and the loss determination unit, the second delay processing unit knows the determination result of the loss determination unit when the delay amount is known of Delayed by the delay amount and then output to the loss insertion unit, and if the delay amount is unknown, delay the determination result of the loss determination unit by the delay amount estimated by the delay amount estimation unit and then output to the loss insertion unit It is also preferable.
また、この通話装置において、相手側の通話装置から送られてくる受話信号をスピーカに伝送する受話側信号経路及びマイクロホンで集音された送話信号を伝送して相手側の通話装置へ送る送話側信号経路に損失を挿入することで通話状態を受話又は送話に切り替える音声スイッチを備え、音声スイッチは、受話信号と送話信号の信号レベルを比較する信号レベル比較部と、受話側信号経路と信号レベル比較部の間に設けられた第3遅延処理部とを具備し、第3遅延処理部は、遅延量が既知である場合には受話信号を既知の遅延量だけ遅延させてから信号レベル比較部に出力し、遅延量が未知である場合には受話信号を遅延量推定部で推定した遅延量だけ遅延させてから信号レベル比較部に出力するのも好ましい。 Also, in this communication device, a reception side signal path for transmitting the reception signal sent from the other party's communication device to the speaker and a transmission signal transmitted by the microphone and transmitted to the other party's communication device. The voice switch includes a voice switch that switches a call state to reception or transmission by inserting a loss in the talk signal path, and the voice switch includes a signal level comparison unit that compares a signal level of the reception signal and the transmission signal, and a reception side signal. A third delay processing unit provided between the path and the signal level comparison unit, and when the delay amount is known, the third delay processing unit delays the received signal by a known delay amount. It is preferable to output to the signal level comparison unit, and when the delay amount is unknown, it is preferable that the received signal is delayed by the delay amount estimated by the delay amount estimation unit and then output to the signal level comparison unit.
エコー経路の遅延量が未知であっても遅延量推定部により遅延量を求めることができるので、遅延量を必要以上に大きくしなくてもよく、エコーキャンセラでの処理量を低く抑えることができる。また、エコーキャンセラでの処理量を低く抑えることで、処理能力の高い高価なCPUを使用しなくてもよく、コストアップを抑えることができる。 Even if the delay amount of the echo path is unknown, the delay amount can be obtained by the delay amount estimation unit, so it is not necessary to increase the delay amount more than necessary, and the processing amount in the echo canceller can be kept low. . Further, by suppressing the processing amount in the echo canceller to be low, it is not necessary to use an expensive CPU having a high processing capacity, and an increase in cost can be suppressed.
以下に、通話装置の実施形態について図1〜図6を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a communication device will be described with reference to FIGS.
本実施形態の通話装置1は、図1に示すように、マイクロホン3及びスピーカ4と、マイクロホン3とスピーカ4の音響結合によって生じるエコーを抑圧するエコーキャンセラ2とを主要な構成として備える。また、エコーキャンセラ2とマイクロホン3の間にはマイクロホン3の出力信号(送話信号)を増幅するマイクロホンアンプG1が挿入され、エコーキャンセラ2とスピーカ4の間にはスピーカ4の入力信号(受話信号)を増幅するスピーカアンプG2が挿入されている。
As shown in FIG. 1, the
エコーキャンセラ2は、適応フィルタ部21と、エコー抑圧処理部22と、第1信号参照部23と、第2信号参照部24と、遅延量推定部25と、遅延処理部26とを具備する。
The
第1信号参照部23は、相手側の通話装置から送られてくる受話信号y(j)をスピーカ4に伝送する受話側信号経路(図1中の上側の信号経路)に設けられ、受話側信号経路から受け取った受話信号y(j)を遅延処理部26に出力する。
The first
第2信号参照部24は、マイクロホン3で集音された送話信号s(j)を伝送して相手側の通話装置へ送る送話側信号経路(図1中の下側の信号経路)に設けられ、エコー抑圧処理部22でエコー成分を抑圧した後の送話信号e(j)を送話側信号経路から受け取って適応フィルタ部21に出力する。ここに本例では、受話信号y(j)が第1参照信号であり、送話信号e(j)が第2参照信号である。
The second
適応フィルタ部21は、FIR型フィルタからなり、スピーカ4とマイクロホン3の音響結合により形成される帰還経路(エコー経路)Hacのインパルス応答を適応的に同定し、遅延処理部26より入力される受話信号y(j)と、第2信号参照部24より入力される送話信号e(j)から擬似エコーg(j)を推定する。
The
エコー抑圧処理部22は、減算器からなり、マイクロホン3で集音された送話信号s(j)から適応フィルタ部21で推定した擬似エコーg(j)を減算することで、エコー成分を抑圧した送話信号e(j)を生成する。
The echo
遅延量推定部25は、スピーカ4からパルスを出力するパルス発生部25aと、スピーカ4からエコー経路Hacを通ってマイクロホン3に伝送される上記パルスを応答パルスとして受信する応答パルス受信部25bと、応答パルス受信部25bで受信した応答パルスを解析することでエコー経路Hacの遅延量を推定する応答パルス解析部25cとで構成される。なお、遅延量推定部25の動作については後述する。
The delay
遅延処理部26は、第1信号参照部23と適応フィルタ部21の間に設けられており、第1信号参照部23より入力された受話信号y(j)を所定の遅延量だけ遅延させてから適応フィルタ部21に出力する。なお、遅延処理部26の動作についても後述する。ここに本例では、遅延処理部26により第1遅延処理部が構成されている。
The
ここで、適応フィルタ部21はエコー経路Hacのインパルス応答を適応的に同定し、受話側信号経路を介して伝送される受話信号y(j)から擬似エコーg(j)を推定しているのであるが、この擬似エコーg(j)を推定するために、(1)式によってタップ係数h^ i(j)を再帰的に更新している。但し、添え字のiはタップ番号、jはサンプル時間、kはステップゲインである。
Here, since the
h^ i(j+1)=h^ i(j)+k・e(j−i+1)+y(j−i+1)・・・(1)
そして、擬似エコーg(j)は(2)式によって求められる。
h ^ i (j + 1) = h ^ i (j) + k.e (j-i + 1) + y (j-i + 1) (1)
The pseudo echo g (j) is obtained by the equation (2).
ここに、エコーキャンセラ2におけるインパルス応答長とは、(2)式における変数iの大きさNを時間単位で表したものと定義される。例えば音声信号のA/D変換のサンプリング周波数を16kHz、サンプリング個数Nを80個とした場合、インパルス応答長は80個/16kHz=5msecとなり、エコー経路Hacのインパルス応答のうち、長さ5msecまでの部分をタップ係数h^ i(j)により近似することを意味する。
Here, the impulse response length in the
また、エコー抑圧処理部22でのエコー抑圧量ERLE(j)は、(3)式に示すようにマイクロホン3で集音された送話信号s(j)と、エコー成分が抑圧された後の送話信号e(j)の比で定義される量である。
Further, the echo suppression amount ERLE (j) in the echo
ERLE(j)=20log10{|s(j)|/|e(j)|} ・・・(3)
これは、タップ係数h^ i(j)がエコー経路Hacのインパルス応答を近似する精度を示しており、エコー抑圧処理部22での処理を表す(4)式から、擬似エコーg(j)が送話信号s(j)に漸近することで送話信号e(j)は0に近づき、ERLE(j)の値は大きくなる。
ERLE (j) = 20log 10 {| s (j) | / | e (j) |} (3)
This indicates the accuracy with which the tap coefficient h ^ i (j) approximates the impulse response of the echo path Hac, and the pseudo echo g (j) is expressed by the equation (4) representing the processing in the echo
e(j)=s(j)−g(j) ・・・(4)
ところで、上記の(1)、(2)、(4)式はエコーキャンセラ2での処理に実際に用いられる式であるが、(4)式は1ステップで演算可能であるのに対して、(1)、(2)式はそれぞれインパルス応答長N−1ステップの演算が必要である。そのため、インパルス応答長Nが長くなるほど演算処理量も多くなってしまう。
e (j) = s (j) -g (j) (4)
By the way, the above equations (1), (2), and (4) are equations actually used for processing in the
また、エコー経路Hacに遅延がある場合には、エコー成分だけでなく遅延分も含めてインパルス応答長を設定する必要がある。例えば遅延量が既知である場合には、従来例のように第1信号参照部23と適応フィルタ部21の間に固定の遅延量を挿入することでエコーを抑圧することは可能である。しかしながら、遅延量が未知である場合には、固定の遅延量ではエコーとのタイミングがずれてしまうため、エコーを抑圧するのは困難である。そのため、この場合には想定される最大遅延量に相当するインパルス応答長を設定するのが一般的である。しかしながらこの場合、インパルス応答長が長くなることでエコーキャンセラ2での処理量が多くなってしまうため、処理能力の高い高価なCPUを使用しなければならず、コストアップになってしまう。
Further, when there is a delay in the echo path Hac, it is necessary to set the impulse response length including not only the echo component but also the delay. For example, when the delay amount is known, it is possible to suppress the echo by inserting a fixed delay amount between the first
そこで本実施形態では、エコー経路Hacの遅延量が未知である場合には、エコー経路Hacの遅延量を推定することでエコーキャンセラ2での処理量を低減させている。以下、通話装置1の設置時にエコー経路Hacの遅延量を推定する場合について説明する。
Therefore, in this embodiment, when the delay amount of the echo path Hac is unknown, the processing amount in the
遅延量推定部25のパルス発生部25aで発生した半波長のパルスはスピーカ4から出力されるとともに、応答パルス解析部25cに入力される。スピーカ4から出力されたパルスは、エコー経路Hacを通ってマイクロホン3に伝送され、応答パルスとして応答パルス受信部25bに入力され、さらにこの応答パルスは応答パルス解析部25cに入力される。そして、応答パルス解析部25cでは、パルス発生部25aから直接入力されたパルスの立ち上がり時間と、応答パルス受信部25bを介して入力された応答パルスの立ち上がり時間の時間差から、エコー経路Hacの遅延量(遅延時間)を推定している。これにより、エコー経路Hacの遅延量を必要以上に大きくしなくてもよく、エコーキャンセラ2での処理量を低く抑えることができる。
The half-wave pulse generated by the
続けて、遅延処理部26の動作について説明する。まず、エコー経路Hacの遅延量が既知である場合には、遅延処理部26は、第1信号参照部23より入力された受話信号y(j)を既知の遅延量だけ遅延させてから適応フィルタ部21に出力する。そして、適応フィルタ部21は、遅延処理部26より入力された受話信号y(j)と、第2信号参照部24より入力された送話信号e(j)から擬似エコーg(j)を推定する。
Next, the operation of the
一方、エコー経路Hacの遅延量が未知である場合には、遅延処理部26は、第1信号参照部23より入力された受話信号y(j)を遅延量推定部25で推定した遅延量だけ遅延させてから適応フィルタ部21に出力する。そして、適応フィルタ部21は、遅延処理部26より入力された受話信号y(j)と、第2信号参照部24より入力された送話信号e(j)から擬似エコーg(j)を推定する。
On the other hand, when the delay amount of the echo path Hac is unknown, the
このように本例によれば、エコー経路Hacの遅延量が未知であっても遅延量推定部25により遅延量を求めることができるので、従来例のように遅延量を必要以上に大きくしなくてもよく、エコーキャンセラ2での処理量を低く抑えることができる。また、エコーキャンセラ2での処理量を低く抑えることで、処理能力の高い高価なCPUを使用しなくてもよく、コストアップを抑えることができる。
Thus, according to the present example, the delay amount can be obtained by the delay
図2は本実施形態の通話装置1を構成するエコーキャンセラ2の他の例を示す概略図である。このエコーキャンセラ2では、遅延量推定部25が適応フィルタ部21を具備しており、この適応フィルタ部21の応答信号に基づいて遅延量を推定する点に特徴がある。なお、それ以外の構成は図1に示すエコーキャンセラ2と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
FIG. 2 is a schematic diagram showing another example of the
本例のエコーキャンセラ2は、適応フィルタ部21と、エコー抑圧処理部22と、第1信号参照部23と、第2信号参照部24と、遅延量推定部25と、遅延処理部26とを具備する。
The echo canceller 2 of this example includes an
遅延量推定部25は、図2に示すように適応フィルタ部21を具備しており、この適応フィルタ部21の応答信号に基づいて遅延量を推定する。具体的には、適応フィルタ部21に比較的短い(例えば10msec)インパルス応答長の窓関数をかけていき、初めの10msecで適応フィルタ部21を収束させる。そして、上述のタップ係数h^ i(j)の波形がすべての時間領域で所定の閾値を超えていなければ遅延部分とし、遅延処理部26に10msec分の遅延を加算する。以降も、10msecのインパルス応答長で適応フィルタ部21を収束させ、遅延部分と判定するたびに遅延処理部26に10msec分の遅延を加算していく。そして、タップ係数h^ i(j)の波形が所定の閾値を超えた時点からエコー成分の始まりであると判定し、以降はエコー成分のみに対応したインパルス応答長でエコー抑圧処理を開始する。
The delay
このように本例によれば、適応フィルタ部21の応答信号が所定の閾値以下である部分については遅延部分とみなすことで遅延量を求めることができるので、従来例のように遅延量を必要以上に大きくしなくてもよく、エコーキャンセラ2での処理量を低く抑えることができる。また、エコーキャンセラ2での処理量を低く抑えることで、処理能力の高い高価なCPUを使用しなくてもよく、コストアップを抑えることができる。
As described above, according to this example, the delay amount can be obtained by regarding the portion where the response signal of the
図3は本実施形態の通話装置1を構成するエコーキャンセラ2のさらに他の例を示す概略図であり、このエコーキャンセラ2は、図1で説明したエコーキャンセラ2と比較して遅延量推定部25の構成が異なっており、それ以外の構成は同様である。なお、同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
FIG. 3 is a schematic diagram showing still another example of the
本例のエコーキャンセラ2は、適応フィルタ部21と、エコー抑圧処理部22と、第1信号参照部23と、第2信号参照部24と、遅延量推定部25と、遅延処理部26とを具備する。
The echo canceller 2 of this example includes an
遅延量推定部25は、スピーカ4から報知音を出力する報知音鳴動部25dと、スピーカ4からエコー経路Hacを通ってマイクロホン3に伝送される上記報知音を応答音として受信する応答音受信部25eと、応答音受信部25eで受信した応答音を解析することでエコー経路Hacの遅延量を推定する応答音解析部25fとで構成される。
The delay
次に、遅延量推定部25によりエコー経路Hacの遅延量を推定する手順について説明する。遅延量推定部25の報知音鳴動部25dより出力された報知音はスピーカ4から出力されるとともに、応答音解析部25fに入力される。スピーカ4から出力された報知音は、エコー経路Hacを通ってマイクロホン3に伝送され、応答音として応答音受信部25eに入力され、さらにこの応答音は応答音解析部25fに入力される。そして、応答音解析部25fでは、報知音鳴動部25dから直接入力された報知音による波形の立ち上がり時間と、応答音受信部25eを介して入力された応答音による波形の立ち上がり時間の時間差から、エコー経路Hacの遅延量(遅延時間)を推定している。これにより、エコー経路Hacの遅延量を必要以上に大きくしなくてもよく、エコーキャンセラ2での処理量を低く抑えることができる。なお、遅延処理部26及び適応フィルタ部21の動作は同様であるから、ここでは説明を省略する。
Next, a procedure for estimating the delay amount of the echo path Hac by the delay
このように本例によれば、エコー経路Hacの遅延量が未知であっても遅延量推定部25により遅延量を求めることができるので、従来例のように遅延量を必要以上に大きくしなくてもよく、エコーキャンセラ2での処理量を低く抑えることができる。また、エコーキャンセラ2での処理量を低く抑えることで、処理能力の高い高価なCPUを使用しなくてもよく、コストアップを抑えることができる。
Thus, according to the present example, the delay amount can be obtained by the delay
図4はエコーキャンセラ2とともに音声スイッチ5を備えた通話装置1の概略図であり、この通話装置1は、マイクロホン3及びスピーカ4と、エコーキャンセラ2と、損失量制御型の音声スイッチ5とを主要な構成として備える。また、エコーキャンセラ2とマイクロホン3の間にはマイクロホンアンプG1が挿入され、エコーキャンセラ2とスピーカ4の間にはスピーカアンプG2が挿入されている。
FIG. 4 is a schematic diagram of a
エコーキャンセラ2は、図4に示すように適応フィルタ部21と、エコー抑圧処理部22と、第1信号参照部23と、第2信号参照部24と、遅延量推定部25と、遅延処理部26とを具備する。
As shown in FIG. 4, the
この通話装置1では、エコーキャンセラ2で抑圧したエコー抑圧量に応じて増加したハウリングマージン分、音声スイッチ5の損失量を少なくすることにより、双方向(全二重)通話を実現することができる。その結果、通話音声の音声レベルよりも周囲の騒音レベルが高い場合に生じるいわゆる片倒れ現象を抑えることができる。
In the
図5はエコーキャンセラ2及び音声スイッチ5とともにエコーサプレッサ6を備えた通話装置1の概略図であり、この通話装置1は、マイクロホン3及びスピーカ4と、エコーキャンセラ2と、損失量制御型の音声スイッチ5と、エコーサプレッサ6とを主要な構成として備える。また、エコーキャンセラ2とマイクロホン3の間にはマイクロホンアンプG1が挿入され、エコーキャンセラ2とスピーカ4の間にはスピーカアンプG2が挿入されている。
FIG. 5 is a schematic diagram of a
図4で説明した通話装置1のように、エコーキャンセラ2で抑圧したエコー抑圧量に応じて音声スイッチ5の損失量を少なくした場合には、送話側信号経路に残留エコーが発生するため、本例ではこの残留エコーを抑圧するために音声スイッチ5の後段にエコーサプレッサ6を設けている。このエコーサプレッサ6は、図5に示すように、送話側信号経路に損失を挿入するか否かを判定する損失判定部61と、損失判定部61の判定結果に応じて送話側信号経路に損失を挿入する損失挿入部62と、損失判定部61と損失挿入部62の間に設けられた遅延処理部63とを具備する。
When the loss amount of the
ここで、本例のエコーキャンセラ2は、ダブルトーク検出処理部(図示せず)をさらに備えており、このダブルトーク検出処理部は、両通話装置の話者がほぼ同時に話す状態、すなわちダブルトーク状態を検出する。そして、ダブルトーク検出処理部は、ダブルトーク状態を検出した際にはエコーサプレッサ6に対して検出フラグを出力する。また、音声スイッチ5は、受話側信号経路のみに損失を挿入した状態を送話状態、送話側信号経路のみに損失を挿入した状態を受話状態、送話側信号経路及び受話側信号経路の双方に損失を挿入した状態をアイドル状態とし、エコーサプレッサ6に対して各状態に応じた状態フラグを出力する。
Here, the
一方、エコーサプレッサ6では、エコーキャンセラ2からの検出フラグと、音声スイッチ6からの状態フラグとが損失判定部61に入力され、損失判定部61は、ダブルトーク検出処理部によりダブルトーク状態が検出されておらず、且つ、音声スイッチ5が受話状態である場合にのみ送話側信号経路に損失を挿入するように、損失挿入部62に対して制御信号を出力する。
On the other hand, in the echo suppressor 6, the detection flag from the
ところで本例では、図5に示すように、損失判定部61と損失挿入部62の間に遅延処理部63が設けられており、遅延処理部63は、エコー経路Hacの遅延量が既知である場合には、損失判定部61からの制御信号を既知の遅延量だけ遅延させてから損失挿入部62に出力する。また、遅延処理部63は、エコー経路Hacの遅延量が未知である場合には、損失判定部61からの制御信号を遅延量推定部(図示せず)で推定した遅延量だけ遅延させてから損失挿入部62に出力する。これにより、エコー経路Hacの遅延量が未知であっても、上記制御信号を遅延量推定部で推定した遅延量だけ遅延させてから損失挿入部62に出力することで、残留エコーを効率的に抑圧することができる。ここに本例では、遅延処理部63により第2遅延処理部が構成されている。
In this example, as shown in FIG. 5, a
図6はエコーキャンセラ2とともに音声スイッチ5を備えた通話装置1の概略図であり、この通話装置1は、マイクロホン3及びスピーカ4と、エコーキャンセラ2と、損失量制御型の音声スイッチ5とを主要な構成として備える。また、エコーキャンセラ2とマイクロホン3の間にはマイクロホンアンプG1が挿入され、エコーキャンセラ2とスピーカ4の間にはスピーカアンプG2が挿入されている。
FIG. 6 is a schematic diagram of a
音声スイッチ5は、図6に示すように、信号レベル比較部52,53と、信号レベル比較部52,53の比較結果C1,C2に応じて送話側信号経路及び受話側信号経路へ挿入する損失量を制御する損失制御部51と、損失制御部51からの制御信号に従って各信号経路に損失を挿入する損失挿入部55,56と、受話側信号経路と信号レベル比較部52の間に設けられた遅延処理部54とを具備する。
As shown in FIG. 6, the
信号レベル比較部52,53には、送話側信号経路により伝送された送話信号と、受話側信号経路により伝送された受話信号とがそれぞれ入力されるようになっており、両信号レベル比較部52,53の比較結果C1,C2がともに送話信号の方が大きい場合には、損失挿入部56によって受話側信号経路に損失が挿入されて送話状態になる。また、両信号レベル比較部52,53の比較結果C1,C2がともに受話信号の方が大きい場合には、損失挿入部55により送話側信号経路に損失が挿入されて受話状態になる。さらに、上記何れの状態でもない場合には、損失挿入部55,56により送話側信号経路及び受話側信号経路にそれぞれ損失が挿入されてアイドル状態になる。
The signal
ところで本例では、図6に示すように、受話側信号経路と信号レベル比較部52の間に遅延処理部54が設けられており、遅延処理部54は、エコー経路Hacの遅延量が既知である場合には、上記受話信号を既知の遅延量だけ遅延させてから信号レベル比較部52に出力する。また、遅延処理部54は、エコー経路Hacの遅延量が未知である場合には、上記受話信号を遅延量推定部(図示せず)で推定した遅延量だけ遅延させてから信号レベル比較部52に出力する。これにより、エコー経路Hacの遅延量が未知であっても、上記受話信号を遅延量推定部で推定した遅延量だけ遅延させてから信号レベル比較部52に出力することで、上記受話信号が送話側信号経路に回り込んで音声スイッチ5が送話側に切り替えられる、いわゆるブロッキングを抑えることができる。ここに本例では、遅延処理部54により第3遅延処理部が構成されている。
By the way, in this example, as shown in FIG. 6, a
1 通話装置
2 エコーキャンセラ
3 マイクロホン
4 スピーカ
21 適応フィルタ部
22 エコー抑圧処理部
23 第1信号参照部
24 第2信号参照部
25 遅延量推定部
26 遅延処理部(第1遅延処理部)
Hac エコー経路
DESCRIPTION OF
Hac echo path
Claims (7)
前記エコーキャンセラは、相手側の通話装置から送られてくる受話信号を第1参照信号として出力する第1信号参照部と、前記マイクロホンで集音された送話信号に含まれるエコー成分を抑圧するエコー抑圧処理部と、前記エコー抑圧処理部で前記エコー成分を抑圧した後の送話信号を第2参照信号として出力する第2信号参照部と、前記第1参照信号及び前記第2参照信号を参照して前記エコー成分を推定する適応フィルタ部と、前記スピーカから前記マイクロホンに至るエコー経路の遅延量が未知である場合に前記遅延量を推定する遅延量推定部と、前記第1信号参照部と前記適応フィルタ部の間に設けられた第1遅延処理部とを具備し、
前記第1遅延処理部は、前記遅延量が既知である場合には前記第1参照信号を既知の前記遅延量だけ遅延させてから前記適応フィルタ部に出力し、前記遅延量が未知である場合には前記第1参照信号を前記遅延量推定部で推定した前記遅延量だけ遅延させてから前記適応フィルタ部に出力することを特徴とする通話装置。 A microphone and a speaker, and an echo canceller that suppresses an echo generated by acoustic coupling of the microphone and the speaker;
The echo canceller suppresses an echo component included in a transmission signal collected by the microphone, and a first signal reference unit that outputs a reception signal transmitted from a communication device on the other side as a first reference signal. An echo suppression processing unit; a second signal reference unit that outputs a transmission signal after the echo component is suppressed by the echo suppression processing unit as a second reference signal; and the first reference signal and the second reference signal. An adaptive filter for estimating the echo component by reference, a delay estimation unit for estimating the delay when an echo path delay from the speaker to the microphone is unknown, and the first signal reference And a first delay processing unit provided between the adaptive filter unit,
When the delay amount is known, the first delay processing unit delays the first reference signal by the known delay amount and then outputs the delayed signal to the adaptive filter unit, and the delay amount is unknown In the communication apparatus, the first reference signal is delayed by the delay amount estimated by the delay amount estimation unit and then output to the adaptive filter unit.
前記音声スイッチは、前記エコーキャンセラが抑圧したエコー抑圧量に応じて損失量を制御し、前記損失量を少なくしていくことによって双方向通話を実現することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の通話装置。 One or two echo cancellers, a reception side signal path for transmitting a reception signal transmitted from the communication device on the other side to the speaker, and a transmission signal collected by the microphone are transmitted to the other side. A voice switch for switching a call state to reception or transmission by inserting a loss in a transmission side signal path to be sent to a communication device;
5. The voice switch according to claim 1, wherein the voice switch controls a loss amount according to an echo suppression amount suppressed by the echo canceller, and realizes a two-way call by reducing the loss amount. The communication device according to any one of the above items.
前記エコーサプレッサは、前記エコーキャンセラ及び前記音声スイッチの動作状態に応じて前記送話側信号経路に損失を挿入するか否かを判定する損失判定部と、前記損失判定部の判定結果に応じて前記送話側信号経路に損失を挿入する損失挿入部と、前記損失挿入部と前記損失判定部の間に設けられた第2遅延処理部とを具備し、
前記第2遅延処理部は、前記遅延量が既知である場合には前記損失判定部の判定結果を既知の前記遅延量だけ遅延させてから前記損失挿入部に出力し、前記遅延量が未知である場合には前記損失判定部の判定結果を前記遅延量推定部で推定した前記遅延量だけ遅延させてから前記損失挿入部に出力することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の通話装置。 A receiving side signal path for transmitting a received signal sent from the other party's telephone device to the speaker and a transmitting side signal path for transmitting a transmission signal collected by the microphone and transmitting it to the other party's telephone device A voice switch for switching a call state to reception or transmission by inserting a loss, and an echo suppressor for suppressing a residual echo generated in the transmission side signal path,
The echo suppressor includes a loss determination unit that determines whether or not to insert a loss into the transmission side signal path according to an operation state of the echo canceller and the voice switch, and a determination result of the loss determination unit. A loss insertion unit that inserts a loss into the transmission-side signal path, and a second delay processing unit provided between the loss insertion unit and the loss determination unit,
When the delay amount is known, the second delay processing unit delays the determination result of the loss determination unit by the known delay amount, and then outputs the result to the loss insertion unit, and the delay amount is unknown 6. In any case, the determination result of the loss determination unit is delayed by the delay amount estimated by the delay amount estimation unit and then output to the loss insertion unit. The communication device described in 1.
前記音声スイッチは、前記受話信号と前記送話信号の信号レベルを比較する信号レベル比較部と、前記受話側信号経路と前記信号レベル比較部の間に設けられた第3遅延処理部とを具備し、
前記第3遅延処理部は、前記遅延量が既知である場合には前記受話信号を既知の前記遅延量だけ遅延させてから前記信号レベル比較部に出力し、前記遅延量が未知である場合には前記受話信号を前記遅延量推定部で推定した前記遅延量だけ遅延させてから前記信号レベル比較部に出力することを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の通話装置。 A receiving side signal path for transmitting a received signal sent from the other party's telephone device to the speaker and a transmitting side signal path for transmitting a transmission signal collected by the microphone and transmitting it to the other party's telephone device It has a voice switch that switches the call state to receiving or transmitting by inserting loss,
The voice switch includes a signal level comparison unit that compares signal levels of the reception signal and the transmission signal, and a third delay processing unit provided between the reception-side signal path and the signal level comparison unit. And
The third delay processing unit delays the received signal by the known delay amount when the delay amount is known, and then outputs the received signal to the signal level comparison unit. When the delay amount is unknown 7. The communication device according to claim 1, wherein the communication apparatus delays the received signal by the delay amount estimated by the delay amount estimation unit and then outputs the delayed signal to the signal level comparison unit.
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