JP3228595B2 - エコーキャンセラ - Google Patents

エコーキャンセラ

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JP3228595B2 JP11056493A JP11056493A JP3228595B2 JP 3228595 B2 JP3228595 B2 JP 3228595B2 JP 11056493 A JP11056493 A JP 11056493A JP 11056493 A JP11056493 A JP 11056493A JP 3228595 B2 JP3228595 B2 JP 3228595B2
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、急激な音場の変化によ
って生じるハウリングを防止する機能を備えたエコーキ
ャンセラに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、マイクロホンとスピーカを使用す
るハンズフリー通話を実現するためにエコーキャンセラ
を装備した通信装置が発売されている。
【0003】以下、図面を参照しながら従来のエコーキ
ャンセラについて説明を行う。図3は従来のエコーキャ
ンセラの構成図を示す。図3に示す実線で囲まれた部分
1はエコーキャンセラ、2はスピーカ11に出力するアナ
ログ信号を一旦ディジタル信号に変換するA/Dコンバ
ータA、3はデータの入出力制御および全体制御を行う
ホストCPU、4はマイクロホン12からの信号と合成す
るための擬似エコーを生成する擬似エコー生成部、5は
ディジタル信号をアナログ信号に変換しスピーカ11に出
力するD/AコンバータB、7はマイクロホン12から入
力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するA/
DコンバータC、8は擬似エコー生成部4から出力され
る擬似エコーとA/DコンバータC7から出力されるデ
ィジタル信号を合成する合成部、10は合成部8から出力
されたディジタル信号をアナログ信号に変換するD/A
コンバータDである。なお、図3の実線矢印はデータの
流れを示し、破線矢印はホストCPU3と各ブロックと
の制御関係を示している。以上のように構成された従来
のエコーキャンセラの動作を説明する。
【0004】エコーキャンセラはすべてディジタル処理
を行うので、まずスピーカ11に出力する音声データをA
/DコンバータA2でアナログ信号からディジタル信号
へ変換する。このA/DコンバータA2から出力される
ディジタル信号は擬似エコー生成部4とD/Aコンバー
タB5に入力される。それぞれに入力されるディジタル
信号は、擬似エコー生成部4では擬似エコーを生成する
ための参照データとして処理され、D/AコンバータB
5ではディジタル信号をアナログ信号に変換しスピーカ
11に出力される。
【0005】このスピーカ11から出力された音声は、会
議室の壁等により反射し、マイクロホン12からエコーと
して入力されることになる。マイクロホン12から入力さ
れたアナログ信号はA/DコンバータC7でディジタル
信号に変換される。このA/DコンバータC7から出力
されるディジタル信号は、合成部8で擬似エコー生成部
4から出力される擬似エコーと合成され、エコー成分が
消去されたディジタル信号として出力され、D/Aコン
バータD10でアナログ信号に変換後、出力されることに
なる。
【0006】ここで、擬似エコー生成部4について説明
を行う。図4は擬似エコー生成部4の構成図を示す。図
4に示すZ~1は遅延器、Xは乗算器、aは乗算器Xの係
数、Σは加算器である。この擬似エコー生成部4は通
常、ダイナミック・サポート・プログラム(DSP)等の
高速演算処理が可能なプロセッサにより構成される。擬
似エコー生成部4にはA/DコンバータA2のサンプリ
ング周期の1周期ごとに1つのサンプリングデータが入
力され、このデータは遅延器Z~1に入力される。
【0007】この遅延器Z~1はメモリで構成されてお
り、入力されたデータは1周期ごとに図中の矢印の方向
に遅延器Z~1をシフトしていくことになる。入力された
データおよびそれぞれの遅延器Z~1に保持されているデ
ータは、乗算器Xにより乗算され加算器Σに入力され
る。ここで、乗算器Xの係数aはエコーキャンセラの係
数更新法である最小平均二乗法(LMS)等で随時更新さ
れる。加算器Σでこれらすべてのデータが加算され、擬
似エコーのデータとして出力される。その後、この擬似
エコーとA/DコンバータC7から出力されるディジタ
ルデータとが合成され、エコー成分が消去されたデータ
が合成部8より出力される。ここで完全に消去されずに
残ってしまうエコー成分を残差エコーと呼んでいる。係
数はLMS法等の更新処理により、この残差エコーが減
少するように随時更新される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のエコーキャンセラにおいて、会議室の人の動き
や状態の変化に伴いエコーの量や音場が急激に変化した
場合には、上記した乗算器Xの係数aの更新処理が追従
できず、結果として合成部8でエコー成分が消去できず
多くの残差エコーを生じることになる。このため短時間
ではあるがエコーを強め、耳障りなハウリングを起こし
てしまうという問題点を有していた。
【0009】本発明は上記課題を解決し、急激な音場の
変化により生じるハウリングを防止することができるエ
コーキャンセラを提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、マイクロホンとスピーカを使用するハンズフ
リー通話を実現するための通信装置に装備されたエコー
キャンセラにおいて、擬似エコー生成部から出力される
擬似エコーとA/Dコンバータから出力されるディジタ
ル信号とを合成する合成部から出力される残差エコーの
量を検知する残差エコー検知部と、前記残差エコー検知
部の検知出力に基づきホストCPUによりスピーカへの
音量を強制的に制御するボリュームとを有し、残差エコ
ー検知部の検知出力が所定値以上のときスピーカへの音
量を所定値まで下げ、その後擬似エコー生成部がエコー
の変化に追従できる速度でスピーカへの音量を上げるよ
うにボリュームを制御することを特徴とする。
【0011】または、前記スピーカの音量を強制的に制
御するボリュームに代え、前記ホストCPUによりD/
AコンバータBに入力するデータを制御しスピーカの音
量を制御する。
【0012】
【作用】本発明によれば、会議室のエコーや音場が急激
に変化した場合、擬似エコー生成部における係数更新処
理が変化に対して追従できなくなり、合成部から出力さ
れる残差エコーデータが一時的に大きくなると、残差エ
コー検知部は、ある閾値をもって前記残差エコーを監視
し、閾値を越えるとホストCPUに通知し、このホスト
CPUはスピーカの音量を調整するボリュームを制御
し、スピーカの音量を下げ、その後擬似エコー生成部が
エコーの変化に追従できる速度でスピーカの音量を上げ
る。
【0013】または、ホストCPUはD/Aコンバータ
Bに入力するディジタルデータの値を、元に値に比例さ
せて入力する等の方法によりスピーカの音量を下げる。
【0014】このようにして、急激な音場の変化により
生じるハウリングを防止することができるものである。
【0015】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例におけるエコー
キャンセラの構成図を示し、前記図3と同じ機能のブロ
ックには同じ番号を付し、その説明を省略する。ここ
で、エコーキャンセラ1の6はスピーカ11の音量をホス
トCPU3の制御により強制的に制御するボリューム、
9は、ある閾値をもって残差エコーを監視し、閾値を越
えた場合にホストCPU3に通知する残差エコー検知部
である。
【0016】なお、図1の実線矢印はデータの流れを示
し、破線矢印はホストCPU3と各ブロックとの制御関
係を示している。ここで、図1に示すエコーキャンセラ
1の全体制御を行っているホストCPU3の動作を説明
する。ホストCPU3は、まずA/DコンバータA2か
らディジタルデータを取り出し、また、A/Dコンバー
タA2からディジタルデータがD/AコンバータB5と
擬似エコー生成部4に入力する。次にA/Dコンバータ
C7と擬似エコー生成部4からそれぞれのデータを取り
出し合成部8に入力する。合成部8ではホストCPU3
から渡されたマイクロホン12の音声データと擬似エコー
データを合成し、エコー成分が消去されたデータを出力
する。ホストCPU3は、このデータを残差エコー検知
部9を通じて残差エコーの量を確認後、D/Aコンバー
タD10に入力する。ホストCPU3は上記一連の動作を
サンプリング周期ごとに繰り返している。
【0017】ここで、会議室のエコーや音場が急激に変
化した場合の動作を説明する。この場合には、擬似エコ
ー生成部4における係数更新処理が変化に対して追従で
きなくなり、合成部8から出力される残差エコーデータ
が一時的に大きくなる。残差エコー検知部9は、ある閾
値をもって残差エコーを監視し、閾値を越えた場合にホ
ストCPU3に通知する。
【0018】この通知を受けるとホストCPU3は、ス
ピーカ11の音量を調整するボリューム6を制御し、スピ
ーカ11の音量を下げる。音量を下げることにより、マイ
クロホン12から入力されるエコーのレベルも低下し、ハ
ウリングは起こらない。ホストCPU3は、擬似エコー
生成部4の係数更新処理がエコーの変化に追従できる速
度でボリューム6を制御し、スピーカ11の音量を元の音
量まで上げる。上記の制御により、急激なエコーの変化
に対して擬似エコー生成部4の係数更新処理が追従でき
ない場合でもハウリングが起こることを防止できる。
【0019】また、図2は本発明の第2の実施例におけ
るエコーキャンセラの構成図である。図2に示すエコー
キャンセラ1およびホストCPU3の動作は、図1のボ
リューム6の制御を除いて第1の実施例と同様である。
図2に示す第2実施例の場合は、図1のボリューム6を
設ける代わりに、ホストCPU3でD/AコンバータB
5に入力するディジタルデータを加工し、スピーカ11の
音量を制御する。
【0020】つまり、スピーカ11の音量を下げる場合
は、D/AコンバータB5に入力するディジタルデータ
の値を、元の値に比例させて小さくして入力するか、デ
ータのLSB(最下位ビット)から数ビットを0にする方
法、もしくはデータをLSB側に数ビットシフトさせる
方法等によりスピーカ11の音量を下げる演算処理を行っ
てD/AコンバータB5に入力する。この制御により第
1の実施例と同様に、急激なエコーの変化に対して擬似
エコー生成部4の係数更新処理が追従できない場合でも
ハウリングが起こることを防止できる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明のエコーキャ
ンセラは、比較的簡単な機能を付加するのみで、急激な
音場の変化により生じるハウリングを防止することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例におけるエコーキャンセラ
の構成図である。
【図2】本発明の第2実施例におけるエコーキャンセラ
の構成図である。
【図3】従来のエコーキャンセラの構成図である。
【図4】図3の擬似エコー生成部の構成図である。
【符号の説明】
1…エコーキャンセラ、 2…A/DコンバータA、
3…ホストCPU、 4…擬似エコー生成部、 5…D
/AコンバータB、 6…ボリューム、 7…A/Dコ
ンバータC、 8…合成部、 9…残差エコー検知部、
10…D/AコンバータD、 11…スピーカ、 12…マ
イクロホン。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロホンとスピーカを使用するハン
    ズフリー通話を実現するための通信装置に装備されたエ
    コーキャンセラにおいて、 擬似エコー生成部から出力される擬似エコーとA/Dコ
    ンバータから出力されるディジタル信号とを合成する合
    成部から出力される残差エコーの量を検知する残差エコ
    ー検知部と、前記残差エコー検知部の検知出力に基づき
    ホストCPUによりスピーカへの音量を強制的に制御す
    るボリュームとを有し、 前記ホストCPUは、前記残差エコー検知部の検知出力
    が所定値以上のときスピーカへの音量を所定値まで下
    げ、その後前記擬似エコー生成部がエコーの変化に追従
    できる速度でスピーカへの音量を上げるように前記ボリ
    ュームを制御 することを特徴とするエコーキャンセラ。
  2. 【請求項2】 マイクロホンとスピーカを使用するハン
    ズフリー通話を実現するための通信装置に装備されたエ
    コーキャンセラにおいて、 マイクロホンからの信号と合成するための擬似エコーを
    生成する擬似エコー生成部と、ディジタル信号をアナロ
    グ信号に変換しスピーカに出力するD/Aコンバータ
    と、マイクロホンから入力されるアナログ信号をディジ
    タル信号に変換するA/Dコンバータと、前記疑似エコ
    ー生成部から出力される擬似エコーと前記A/Dコンバ
    ータから出力されるディジタル信号とを合成する合成部
    と、前記合成部から出力される残差エコーの量を検知す
    る残差エコー検知部と、ホストCPUとを備え、 前記ホストCPUは、前記残差エコー検知部の検知出力
    に基づき D/Aコンバータに入力するデータを制御し
    スピーカからの音量を下げ、その後前記擬似エコー生成
    部がエコーの変化に追従できる速度でスピーカへの音量
    を上げることを特徴とするエコーキャンセラ。
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