JP3406590B2 - 音声通信装置、およびエコー処理プロセッサ - Google Patents

音声通信装置、およびエコー処理プロセッサ

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JP3406590B2
JP3406590B2 JP2001553677A JP2001553677A JP3406590B2 JP 3406590 B2 JP3406590 B2 JP 3406590B2 JP 2001553677 A JP2001553677 A JP 2001553677A JP 2001553677 A JP2001553677 A JP 2001553677A JP 3406590 B2 JP3406590 B2 JP 3406590B2
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真哉 高橋
郁夫 梶山
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Mitsubishi Electric Corp
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
    • G10L21/0208—Noise filtering
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    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、車載電話およびテレビ携帯電話などの音
声通信装置に関するものであり、特にスピーカから出力
された出力音声がマイクを介して入力された入力音声に
混入した結果、送信音声信号に含まれるエコーを低減す
るエコー処理装置およびエコー処理プロセッサに関す
る。
背景技術 図１５は従来の音声通信装置の構成を示すブロック図
である。図１６は図１５に示す音声通信装置に設けられ
たエコー処理装置と周辺の構成を示すブロック図であ
る。図１５において、１は音声通信装置、２は音量調整
手段、３は受信回路部、４はベースバンド信号処理部、
５は音声コーデック、６はエコー処理装置、７はＤ／Ａ
変換器、８はスピーカ増幅器、９は制御ＣＰＵ、１０は
スピーカ、１１はマイク、１２はマイク増幅器、１３は
Ａ／Ｄ変換器、１４は送信回路部である。次に図１５を
用いて従来の音声通信装置の構成および動作について説
明する。
音声通信装置１を利用する近端話者、すなわち端末利
用者は音量調整手段２を用いてスピーカボリュームを調
整する。遠端話者、すなわち通話の相手方から送信さ
れ、音声通信装置１が受信した外部受信信号Ｒは受信回
路部３において中間周波数帯のディジタル信号に変換さ
れ、ベースバンド信号処理部４において復調され、音声
コーデック５において音声復号化処理が施される。以上
の処理が施された受信入力信号Ｒd(i)はエコー処理装置
６を経由してＤ／Ａ変換器７に出力される。
Ｄ／Ａ変換器７は受信入力信号Ｒｄ(i)をアナログ信
号Ｒａに変換し、例えばオペレーションアンプで構成さ
れるスピーカ増幅器８に出力する。制御ＣＰＵ９は、音
量調整手段２を用いて端末利用者が調整したスピーカボ
リュームに対応するスピーカ増幅値をスピーカ増幅器８
に出力する。スピーカ増幅器８は制御ＣＰＵ９から出力
されたスピーカ増幅値に応じてアナログ信号Ｒａを増幅
し、受信出力信号としてスピーカ１０に出力する。スピ
ーカ１０は端末利用者の所望の音量で出力音声を外部へ
出力する。
一方、端末利用者より発せられた入力音声はマイク１
１を介して音声通信装置１に入力される。また、マイク
１１には端末利用者による入力音声以外に、スピーカ１
０から出力された出力音声がスピーカ１０とマイク１１
間の音響伝達特性による変形を受けつつエコーとして入
力される。スピーカ１０から出力された出力音声がマイ
ク１１に混入するまでの経路をエコーパスと呼ぶ。エコ
ーが含まれた送信入力信号Ｓａはマイク増幅器１２を経
てアナログ信号ＳａとしてＡ／Ｄ変換器１３に入力さ
れ、Ａ／Ｄ変換器１３において信号Ｓｄ（ｉ）に変換さ
れ、エコー処理装置６に出力される。
エコー処理装置６は図１６に示すように構成されてい
る。図１６において、１５はエコーキャンセラ、１６は
適応フィルタ、１７は減算器、１８はエコーサプレッサ
である。音声コーデック５からエコー処理装置６に入力
された受信入力信号Ｒｄ(ｉ)は、エコーキャンセラ１５
およびエコーサプレッサ１８に入力されるとともに、エ
コー処理装置６を通過してＤ／Ａ変換器７に出力され
る。エコーキャンセラ１５は、信号Ｓｄ（ｉ）に含まれ
たエコーに近い疑似エコーＳＥ(ｉ)を合成し、信号Ｓｄ
（ｉ）から疑似エコーＳＥ(ｉ)を引くことによりエコー
を除去した残差信号Ｕ（ｉ）を得る。この残差信号Ｕ
（ｉ）は適応フィルタ１６に入力される。
適応フィルタ１６は、音声コーデック５から出力され
た受信入力信号Ｒｄ（ｉ）とエコーを除去後の残差信号
Ｕ（ｉ）を用いてスピーカ１０とマイク１１間の音響伝
達特性を推定してフィルタ係数ｈ（ｎ）を逐次求めると
ともに、受信入力信号Ｒｄ(ｉ)とフィルタ係数ｈ（ｎ）
より疑似エコーＳＥ(ｉ)を生成して減算器１７に出力す
る。減算器１７にはＡ／Ｄ変換器１３から信号Ｓｄ
（ｉ）が入力される。減算器１７は信号Ｓｄ（ｉ）より
疑似エコーＳＥ(ｉ)を減算し、エコーを除去した残差信
号Ｕ（ｉ）を出力する。
エコーキャンセラ１５はエコーが除去された残差信号
Ｕ（ｉ）をエコーサプレッサ１８に出力する。エコーサ
プレッサ１８はエコーキャンセラ１５と異なり、単にエ
コーキャンセラ１５から出力された信号の振幅を一律に
抑圧するものである。具体的には、エコーサプレッサ１
８は受信入力信号Ｒｄ(ｉ)の短時間パワーを求め、この
短時間パワーの値があるしきい値以上の区間は遠端話者
の発声区間と判定し、この発生区間の間、エコーキャン
セラ１５から入力された残差信号Ｕ(ｉ)の振幅を、予め
定められた大きくない減衰量（例えば１０ｄＢ）だけ抑
圧し、送信出力信号Ｔｄ（ｉ）を得る。エコーサプレッ
サ１８において所定の減衰量で振幅が抑圧された送信出
力信号Ｔｄ（ｉ）は、音声コーデック５で音声符号化さ
れ、ベースバンド信号処理部４で変調され、送信回路部
で送信周波数帯のアナログ信号に変換されて外部送信信
号Ｔとして送信される。
以上説明したように、従来の音声通信装置のエコー処
理装置は、エコーキャンセラー１５で除去しきれない残
留エコー成分を、エコーサプレッサ１８が抑圧するとと
もに、減衰量を大きく設定しないことで、遠端話者と近
端話者が同時に発声するダブルトーク時に、近端話者の
音声を大きく減衰させることを防止している。
また、従来のダブルトーク検知を行ってその結果によ
りフィルタ係数の更新の停止あるいは開始を制御するエ
コーキャンセラーには特開平１０−２４２８９１号公報
の図２に開示されたものがある。特開平１０−２４２８
９１号公報の図２において、近端話者側からの送信信号
のパワーをＳｐ、遠端話者側からの受信信号のパワーを
Ｒｐ、減算回路２１からの出力信号である残差信号のパ
ワーをＥｐとする。従来のエコーキャンセラーは、以下
の式（１）〜式（３）を用い、その下に示す条件１〜条
件３のいずれかをクリアした場合、ダブルトーク即ち近
端話者と遠端話者が同時発声状態かあるいは遠端話者無
発声状態と判定し、フィルタ係数の更新を停止する。こ
こでＰ１、Ｐ２，Ｐ３は固定値である。
Ｒｐ＜Ｐ１…（１） Ｓｐ＞Ｐ２＊Ｒｐ…（２） Ｅｐ＞Ｐ３＊Ｓｐ…（３） 条件１：式（１）が成立した場合 条件２：式（１）が不成立かつ式（２）が成立した場
合 条件３：式（１）、（２）が不成立かつ式（３）が成
立した場合 また、特開平１０−２９４７８５号公報に開示された
従来発明によると、制御ＣＰＵが外部入力から受けたス
ピーカ増幅値をスピーカ増幅器に出力するとともに、こ
のスピーカ増幅器の出力を全波整流回路で全波整流した
信号が制御ＣＰＵに入力される。そして、この全波整流
信号に応じてエコーキャンセル回路へ入力する受信信号
の利得を制御する。すなわち、制御ＣＰＵはスピーカ出
力を全波整流回路を通った全波整流信号から求め、その
出力に応じてエコーキャンセル回路へ入力される受信信
号の利得を大きくする。このことで、スピーカ出力に応
じた受信信号をエコーキャンセル回路に入力することが
でき、効果的なエコーキャンセルを行うことができる。
ところで、図１６に示す従来のエコー処理装置では、
スピーカ増幅値がある値以上に大きく設定されると、ス
ピーカ増幅器８のオペレーションアンプから出力される
信号に非線形な歪が生じる。また、スピーカ増幅値が大
きく設定されるとスピーカ１０からの出力音声が大きく
なり、マイク１１、マイク増幅器１２経由でＡ／Ｄ変換
器１３に入力されるアナログ信号Ｓａの振幅が大きくな
る。アナログ信号Ｓａの振幅がある値以上になってＡ／
Ｄ変換器１３の入力最大値を越えると、Ａ／Ｄ変換器１
３の出力に非線形な歪みが生じる。
スピーカ増幅器８から出力される信号に生じた非線形
な歪、あるいはＡ／Ｄ変換器１３の出力に生じた非線形
な歪みの一方あるいは両方に起因してエコーキャンセラ
ー１５に入力される信号Ｓd(ｉ)に非線形な歪が生じ
る。図１７（ａ）に非線形な歪みが生じる前の信号Ｒｄ
(ｉ)、図１７（ｂ）に非線形な歪みが生じた信号Ｓd(i)
の例を示す。この結果、適応フィルタ１６におけるフィ
ルタ係数ｈ(ｎ)の推定精度が劣化する。このためフィル
タ係数ｈ(n)より演算される疑似エコーＳＥ(ｉ)と、信
号Ｓｄ(ｉ)に実際に含まれるエコーとの差違が大きくな
り、エコー除去性能が劣化する。また、エコー除去性能
が劣化するだけでなく逆に異音となる信号を付加する可
能性もある。エコー除去性能が劣化すると、エコーキャ
ンセラ１５からの残差信号Ｕ(ｉ)には大きな残留エコー
が残存することになり、後段に備えられたエコーサプレ
ッサ１８において一定値の減衰量でエコー抑圧処理をし
ても、送信出力信号Ｔｄ(ｉ)に大きなエコー成分が残る
という課題があった。
また、特開平１０−２４２８９１号公報に開示された
従来発明は、スピーカ増幅値が変化してエコー除去性能
が劣化して残差信号のパワーＥｐが大きくなった場合、
式（３）が成立してダブルトークと誤まって判定されフ
ィルタ係数の更新が停止するので、エコー除去性能が改
善して行かずエコーが残留する課題があった。
また、特開平１０−２９４７８５号公報に開示された
従来発明は、スピーカ増幅器のスピーカ増幅値を求める
のに全波整流回路を設ける必要があるため、装置規模が
大きくなるという問題があった。さらに、全波整流回路
で出力される波形は変化が大きいため、スピーカ増幅値
を正確に求めるのは困難である。
発明の開示 この発明は、以上説明した課題を解決するためになさ
れたものである。すなわち、スピーカ増幅値に関わらず
にエコーの残留を抑制するエコー処理装置を備えた音声
通信装置を提供することを第一の目的とする。
また、この発明は、コンパクトなエコー処理装置を備
えた音声通信装置を提供することを第二の目的とする。
この発明における音声通信装置は、音量調整手段を用
いて端末利用者が調整したスピーカ音量に対応するスピ
ーカ増幅値を出力する制御ＣＰＵと、復調、音声復号化
された受信入力信号がスピーカ増幅値に応じて増幅され
てスピーカから出力された出力音声のうち、マイクを介
して入力された送信入力信号に混入したエコーを、制御
ＣＰＵから出力されたスピーカ増幅値に応じて低減させ
るエコー処理装置を備えたものである。
また、エコー処理装置は、スピーカ増幅値の変化量に
応じて増幅された受信入力信号と、マイクとスピーカ間
の音響伝達特性より演算されるフィルタ係数より疑似エ
コーを求め、この疑似エコーを用いて、エコーを含む送
信入力信号よりエコーを除去するエコーキャンセル手段
を備えたものである。
また、エコー処理装置は、スピーカとマイク間の音響
伝達特性より演算されるフィルタ係数をスピーカ増幅値
の変化量に応じて変化させるとともに、このフィルタ係
数と受信入力信号より疑似エコーを求め、この疑似エコ
ーを用いて、エコーを含む送信入力信号よりエコーを除
去するエコーキャンセル手段を備えたものである。
また、エコーキャンセル手段は、スピーカ増幅値の変
化量が予め定めた変化量よりも大きい場合には、フィル
タ係数を段階的に変化させるものである。
また、エコーキャンセル手段は、スピーカ増幅値の変
化量が予め定めた変化量よりも大きい場合には、フィル
タ係数をゼロ乃至ゼロに近い値にするものである。
また、エコーキャンセル手段は、所定の時間内でのス
ピーカ増幅値の変化量が予め定めた変化量よりも大きい
場合には、フィルタ係数を変化させるものである。
また、エコー処理装置は、受信入力信号と、マイクと
スピーカ間の音響伝達特性より演算されたフィルタ係数
より疑似エコーを求め、スピーカ増幅値に応じてこの擬
似エコーを変化させ、変化した疑似エコーを用いて、エ
コーを含む送信入力信号よりエコーを除去するエコーキ
ャンセル手段を備えたものである。
また、エコーキャンセル手段は、スピーカ増幅値が所
定のしきい値よりも大きい場合には、疑似エコーをゼロ
あるいはゼロに近い値に変化させるものである。
また、エコーキャンセル手段は、スピーカ増幅値が所
定のしきい値よりも大きい場合には、疑似エコーを所定
量だけ減衰させるものである。
また、エコーキャンセル手段は、スピーカ増幅値が所
定のしきい値よりも大きい場合には、スピーカ増幅値が
しきい値よりも大きくなる前のフィルタ係数より演算し
た疑似エコーを用いるものである。
また、エコー処理装置は、スピーカ増幅値の変化量に
応じてダブルトーク検知の判定基準を変更するととも
に、この判定基準に従ってダブルトークを検知するダブ
ルトーク検知手段と、マイクとスピーカ間の音響伝達特
性より演算されるフィルタ係数から疑似エコーを求め、
この疑似エコーを用いて、エコーを含む送信入力信号よ
りエコーを除去するとともに、ダブルトーク検知手段の
検知結果に基づいて、フィルタ係数の更新の停止あるい
は開始を行うエコーキャンセル手段を備えるものであ
る。
また、エコー処理装置は、スピーカ増幅値の変化量に
応じてダブルトーク検知の判定基準を変更するととも
に、この判定基準に従ってダブルトークを検知するダブ
ルトーク検知手段と、疑似エコーを用いて送信入力信号
のエコー成分を低減し残差信号を生成するエコーキャン
セル手段と、ダブルトーク検知手段の検知結果に基づい
て変化する減衰量で残差信号を抑圧するエコーサプレス
手段を備えるものである。
また、ダブルトーク検知手段は、送信入力信号のパワ
ーと残差信号のパワーとの比較に基づいてダブルトーク
を検知するとともに、送信入力信号のパワーに乗じる重
み係数をスピーカ増幅値の変化量に応じて変更すること
によりダブルトーク判定の基準を変更するものである。
また、エコー処理装置は、エコーを含む送信入力信号
を制御ＣＰＵから出力されたスピーカ増幅値に応じた減
衰量で抑圧するエコーサプレス手段を備えたものであ
る。
また、エコー処理装置は、ディジタルシグナルプロセ
ッサであることを特徴とするものである。
この発明のエコー処理プロセッサは、音声情報を含む
受信入力信号が入力される受信信号入力ポートと、音量
調整手段を用いて調整された音量に応じてスピーカ増幅
値が入力されるスピーカ増幅値入力ポートと、端末利用
者の発する音声を含む送信入力信号が入力される送信信
号入力ポートと、スピーカ増幅値に応じて受信入力信号
が増幅されてスピーカから出力された出力音声のうち送
信入力信号に混入したエコーを、スピーカ増幅値入力ポ
ートを介して入力されたスピーカ増幅値に応じて低減す
るエコー低減処理を行うエコー低減処理部を備えたもの
である。
また、エコー低減処理部は、スピーカ増幅値入力ポー
トから入力されたスピーカ増幅値の変化量に応じて、受
信信号入力ポートから入力された受信入力信号を増幅す
る増幅処理と、スピーカとマイク間の音響伝達特性より
フィルタ係数を求めるフィルタ係数演算処理と、演算さ
れたフィルタ係数と増幅された受信入力信号より疑似エ
コーを演算する疑似エコー演算処理と、疑似エコーを用
いて送信入力信号よりエコーを除去するエコーキャンセ
ル処理を行うものである。
また、エコー低減処理部は、スピーカとマイク間の音
響伝達特性よりフィルタ係数を求めるフィルタ係数演算
処理と、演算されたフィルタ係数をスピーカ増幅値入力
ポートから入力されたスピーカ増幅値の変化量に応じて
変化させるとともに、このフィルタ係数と受信信号入力
ポートから入力された受信入力信号より疑似エコーを演
算する疑似エコー演算処理と、疑似エコーを用いて送信
入力信号よりエコーを除去するエコーキャンセル処理と
を行うものである。
また、エコー低減処理部は、スピーカ増幅値の変化量
が予め定めた変化量よりも大きい場合には、フィルタ係
数を段階的に変化させる疑似エコー演算処理を行うもの
である。
また、エコー低減処理部は、スピーカ増幅値の変化量
が予め定めた変化量よりも大きい場合には、フィルタ係
数をゼロ乃至ゼロに近い値にする疑似エコー演算処理を
行うものである。
また、エコー低減処理部は、所定の時間内でのスピー
カ増幅値の変化量が予め定めた変化量よりも大きい場合
には、フィルタ係数を変化させる疑似エコー演算処理を
行うものである。
また、エコー低減処理部は、スピーカとマイク間の音
響伝達特性よりフィルタ係数を求めるフィルタ係数演算
処理と、演算されたフィルタ係数と受信信号入力ポート
から入力された受信入力信号より疑似エコーを演算する
疑似エコー演算処理と、スピーカ増幅値入力ポートから
入力されたスピーカ増幅値に応じて疑似エコー演算処理
において演算された疑似エコーを変化させ、変化させた
疑似エコーを用いて送信入力信号よりエコーを除去する
エコーキャンセル処理を行うものである。
また、エコー低減処理部は、スピーカ増幅値が所定の
しきい値よりも大きい場合には、スピーカ増幅値がしき
い値よりも大きくなる前のフィルタ係数より疑似エコー
を演算する疑似エコー演算処理を行うものである。
また、エコー処理低減部は、スピーカ増幅値の変化量
の変化量に応じてダブルトーク検知の判定基準を変更す
るとともに、この判定基準に従ってダブルトークを検知
するダブルトーク検知処理と、スピーカとマイク間の音
響伝達特性よりフィルタ係数を求めるとともに、フィル
タ係数の更新の停止あるいは開始をダブルトーク判定結
果に基づいて行うフィルタ係数演算処理と、演算された
フィルタ係数と受信信号入力ポートから入力された受信
入力信号より疑似エコーを演算する疑似エコー演算処理
と、この擬似エコーを用いて送信入力信号よりエコーを
除去するエコーキャンセル処理を行うものである。
また、エコー処理低減部は、スピーカ増幅値の変化量
の変化量に応じてダブルトーク検知の判定基準を変更
し、ダブルトークの検知を行うダブルトーク検知処理
と、疑似エコーを用いて送信入力信号のエコー成分を低
減し残差信号を生成するエコーキャンセル手段と、ダブ
ルトーク処理の検知結果に基づいて変化する減衰量で残
差信号を抑圧するエコーサプレス処理を行うものであ
る。
また、エコー低減処理部は、エコーを含む送信入力信
号を、スピーカ増幅値に応じた減衰量で抑圧するエコー
サプレス処理を行うものである。
図面の簡単な説明 第１図は、この発明に係る音声通信装置の構成を示す
ブロック図である。
第２図は、この発明の実施の形態１に係る音声通信装
置に備えられたエコー処理装置の構成を示すブロック図
である。
第３図は、この発明の実施の形態１に係るエコーキャ
ンセラの動作を説明するフローチャートである。
第４図は、この発明の実施の形態１に係るエコーサプ
レッサの動作を説明するフローチャートである。
第５図は、この発明の実施の形態１に係るエコーキャ
ンセラの動作の他の例を説明するフローチャートであ
る。
第６図は、この発明の実施の形態２に係るエコーキャ
ンセラの動作を説明するフローチャートである。
第７図は、この発明の実施の形態２に係るエコーキャ
ンセラの動作の他の例を説明するフローチャートであ
る。
第８図は、この発明の実施の形態３に係るエコーキャ
ンセラの動作を説明するフローチャートである。
第９図は、この発明の実施の形態３に係るエコーキャ
ンセラの動作の他の例を説明するフローチャートであ
る。
第１０図は、この発明の実施の形態４に係るエコーキ
ャンセラの動作を説明するフローチャートである。
第１１図は、この発明の実施の形態５に係るエコーキ
ャンセラの動作を説明するフローチャートである。
第１２図は、この発明の実施の形態７に係る音声通信
装置に備えられたエコー処理装置の構成を示すブロック
図である。
第１３図は、この発明の実施の形態７に係るエコーキ
ャンセラの動作を説明するフローチャートである。
第１４図は、この発明の実施の形態８に係る音声通信
装置に備えられたエコー処理装置の構成を示すブロック
図である。
第１５図は、従来の音声通信装置の構成を示すブロッ
ク図である。
第１６図は、従来の音声通信装置に備えられたエコー
処理装置の構成を示すブロック図である。
第１７図は、非線形な歪みが生じる前の信号と生じた
後の信号を示す説明図である。
発明を実施するための最良の形態 実施の形態１． 図１は、この発明に係る音声通信装置の構成を示すブ
ロック図である。図２は図１に示す音声通信装置に設け
られたエコー処理装置とその周辺の構成を示すブロック
図である。従来の音声通信装置は、音量調整手段２のス
ピーカボリュームに応じたスピーカ増幅値を、スピーカ
増幅器８に出力する制御ＣＰＵ９を備えていた。これに
対して、図１に示す音声通信装置は、スピーカ増幅値Ｓ
をエコー処理装置６およびスピーカ増幅器８に出力する
制御ＣＰＵ９を備えたものである。以下説明する本発明
の実施の形態１に係る音声通信装置は、制御ＣＰＵ９か
ら出力されたスピーカ増幅値Ｓを用いてエコーキャンセ
ラー１５、エコーサプレッサ１８を制御して送信音声信
号に含まれるエコーを低減するエコー処理装置を設けた
ものである。なお、図１、図２において図１５、図１６
に示す符号と同一の符号は同一または相当部分を示すの
で、動作が同じものについては説明は省略する。
端末利用者が音量調整手段２を用いて調整したスピー
カボリュームに応じて、制御ＣＰＵ９はスピーカ増幅値
Ｓをエコー処理装置６およびスピーカ増幅器８に出力す
る。音量調整手段２は例えばユーザーが設定するスピー
カ増幅値Ｓをキー入力ないしボリュームつまみなどで受
け付けるものである。しかしながら、音量調整手段２は
スピーカ増幅値Ｓそのものでなくスピーカ増幅値Ｓに対
応する記号をキー入力で受け付け、制御ＣＰＵ９は音量
調整手段２を介して入力された記号に対応するスピーカ
増幅値Ｓを出力してもかまわない。
スピーカ増幅器８は、例えば表１に示すように予め基
準レベルを中心に６ｄＢ刻みで計７段階の増幅値を設定
できる。
そして、このスピーカ増幅器８の基準レベルのうち、
スピーカ増幅器８の出力に非線形歪みが生じるスピーカ
増幅値Ｓと、エコーキャンセラ１５が異音を生成する可
能性があるスピーカ増幅値Ｓのレベルを事前に予め測定
によって求めておく。以下の説明では、スピーカ増幅器
８の出力に非線形歪みが生じるスピーカ増幅値Ｓを１８
ｄＢ（レベルＡ）以上、エコーキャンセラ１５が異音を
生成する可能性があるスピーカ増幅値Ｓを２４ｄＢ（レ
ベルＢ）以上として説明する。
制御ＣＰＵ９からエコー処理装置６に出力されたスピ
ーカ増幅値Ｓは、エコーキャンセラ１５の適応フィルタ
１６およびエコーサプレッサ１８に入力される。エコー
キャンセラ１５は、スピーカ増幅値Ｓをエコー除去すべ
きか判断するパラメータとして使用するものである。す
なわち、制御ＣＰＵ９から入力されたスピーカ増幅値Ｓ
を所定のしきい値と比較することにより、スピーカ増幅
値Ｓが２４ｄＢ（レベルＢ）以下か判断する。スピーカ
増幅値Ｓが２４ｄＢ以下であれば、エコーキャンセラ１
５は信号Ｓｄ(ｉ)からエコー除去を行い、スピーカ増幅
値Ｓが２４ｄＢ以上であれば、エコーキャンセラ１５の
エコー除去量を０（すなわち疑似エコーＳＥ（ｉ）＝
０）に制御して、エコー除去を行わない。
なお、この例では疑似エコーＳＥ（ｉ）＝０とした
が、疑似エコーの抑圧量が雑音の発生を抑えられる程度
であれば、ゼロに近い値を疑似エコーＳＥ（ｉ）として
設定してもよい。
また、エコーキャンセラ１５の適応フィルタ１６は、
スピーカ増幅値Ｓの変化量に応じて適応フィルタ１６に
入力された受信入力信号Ｒｄ（ｉ）の振幅を増幅させ
る。例えばスピーカ増幅値Ｓが−６ｄＢから＋６ｄＢに
変化した場合、受信入力信号Ｒｄ(ｉ)を変化量分の＋１
２ｄＢ増幅する。また例えばスピーカ増幅値Ｓが＋６ｄ
Ｂから基準レベルの０ｄＢに変化したとき、受信入力信
号Ｒｄ(ｉ)を変化量分の−６ｄＢ増幅する。適応フィル
タ１６はこのように振幅を増幅された受信入力信号Ｒｄ
(ｉ)と残差信号Ｕ(ｉ)からフィルタ係数ｈ（ｎ）を求
め、フィルタ係数ｈ（ｎ）と受信入力信号Ｒｄ(ｉ)と用
いて疑似エコーＳＥ（ｉ）を求める。なお、適応フィル
タ１６がエコーキャンセラ１５に入力された受信入力信
号Ｒｄ(ｉ)をスピーカ増幅値Ｓに応じて増幅するのでは
なく、エコーキャンセラ１５の外部でスピーカ増幅値Ｓ
に応じて増幅された受信入力信号Ｒｄ(ｉ)をエコーキャ
ンセラ１５に入力するように構成してもよい。
また、エコーサプレッサ１８は、スピーカ増幅値Ｓに
応じてエコーキャンセラ１５から出力された残差信号Ｕ
（ｉ）を抑圧する減衰量を変化させるものである。すな
わち、制御ＣＰＵ９から出力されたスピーカ増幅値Ｓが
１８ｄＢ（レベルＡ）以上であれば、エコーキャンセラ
１５から出力された信号を大きく（例えば−４０ｄＢ）
減衰させ、スピーカ増幅値Ｓが１８ｄＢ以下であれば、
比較的小さく（例えば−１０ｄＢ）減衰させ、送信出力
信号Ｔｄ（ｉ）を出力する。
図３はエコー処理装置６に設けられたエコーキャンセ
ラ１５の動作を説明するフローチャートである。図４
は、エコーサプレッサ１８の動作を説明するフローチャ
ートである。以下、図３、図４を用いてエコー処理装置
６の動作について説明する。図３において、エコーキャ
ンセラ１５には制御ＣＰＵ９からスピーカ増幅値Ｓが入
力され（ｓｔｅｐ１）、受信入力信号Ｒｄ（ｉ）も入力
される（ｓｔｅｐ２）。そして、スピーカ増幅値Ｓの変
化量に応じて受信入力信号Ｒｄ（ｉ）を増幅し（ｓｔｅ
ｐ３）、スピーカ増幅値Ｓとしきい値ｔｈ（Ｂ）（２４
ｄＢ）と比較する（ｓｔｅｐ４）。
ｓｔｅｐ４は、スピーカ増幅値Ｓが２４ｄＢ以上の場
合、入力される信号Ｓｄ（ｉ）には極めて大きな非線形
歪みが生じており、エコー除去することによって異音を
付加してしまうおそれがあることから、スピーカ増幅値
Ｓとしきい値ｔｈ（Ｂ）（＝２４ｄＢ）を比較し、エコ
ー除去すべきか判断する処理である。ｓｔｅｐ４におい
てスピーカ増幅値Ｓが２４ｄＢ以上であれば、疑似エコ
ー信号ＳＥ（ｉ）を０と決定し（ｓｔｅｐ５）、エコー
が含まれている信号Ｓｄ（ｉ）からＳＥ（ｉ）＝０を減
算し（ｓｔｅｐ６）、残差信号Ｕ（ｉ）としてエコーサ
プレッサ１８に出力する(ｓｔｅｐ７)。ここで、エコー
が含まれている信号Ｓｄ(ｉ)からＳＥ（ｉ）＝０を減算
するということはエコー除去しないことを意味してい
る。
一方、ｓｔｅｐ４においてスピーカ増幅値Ｓが２４ｄ
Ｂ未満であれば、ｓｔｅｐ９において、それまでに求め
たフィルタ係数ｈ（ｎ）と受信入力信号Ｒｄ（ｉ）から
疑似エコー信号ＳＥ（i）を演算し、エコーが含まれて
いる信号Ｓｄ（ｉ）からＳＥ（ｉ）を減算し（ｓｔｅｐ
６）、残差信号Ｕ（ｉ）を出力する（ｓｔｅｐ７）。そ
してｓｔｅｐ８で受信入力信号Ｒｄ（ｉ）と残差信号Ｕ
（ｉ）からフィルタ係数ｈ（ｎ）を求め、ｓｔｅｐ１に
戻る。
一方、図４に示すように、制御ＣＰＵ９からスピーカ
増幅値Ｓが入力され(ｓｔｅｐ１２)、エコーサプレッサ
１８にも受信入力信号Ｒｄ(ｉ)が入力される（ｓｔｅｐ
１３）。そして、エコーキャンセラ１５から残差信号Ｕ
（ｉ）が入力される（ｓｔｅｐ１４）。エコーサプレッ
サ１８は、例えば受信入力信号Ｒｄ（ｉ）の短時間パワ
ーを求め、この値があるしきい値以上の区間を遠端話者
発声区間と判定する（ｓｔｅｐ１５）。そして、ｓｔｅ
ｐ１５において判定された遠端話者の発声区間における
スピーカ増幅値Ｓとしきい値ｔｈ（Ａ）（＝１８ｄＢ）
を比較する（ｓｔｅｐ１６）。
ｓｔｅｐ１６は、スピーカ増幅値Ｓが１８ｄＢ以上の
場合、入力される信号Ｓｄ(i)に生じた大きな非線形歪
みによってフィルタ係数ｈ（ｎ)の推定精度が劣化し、
エコーキャンセラ１５から出力される残差信号Ｕ（ｉ）
に残留エコーが含まれることから、スピーカ増幅値Ｓと
しきい値ｔｈ（Ａ）（＝１８ｄＢ）を比較し、信号減衰
量を大きくすべきか判断する処理である。スピーカ増幅
値Ｓとしきい値ｔｈ（Ａ）（＝１８ｄＢ)を比較した結
果（ｓｔｅｐ１７）、スピーカ増幅値Ｓが１８ｄＢ以上
であれば、エコー抑圧量を大きくして（ｓｔｅｐ１
８）、残差信号Ｕ（ｉ)を抑圧する（ｓｔｅｐ１９）。
そして、大きな減衰量（例えば−４０ｄＢ）でエコー抑
圧した送信出力信号Ｔｄ（i）を出力する（ｓｔｅｐ２
０）。一方、スピーカ増幅値が１８ｄＢ以下であれば、
ｓｔｅｐ２１にてエコー抑圧量を小さくして（例えば−
１０ｄＢ）残差信号Ｕ（ｉ）を抑圧する（ｓｔｅｐ１
９）。
以上説明したエコー処理装置は、スピーカ増幅値Ｓが
所定のレベル、上記説明によると２４ｄＢ以上の場合、
エコー処理装置６に入力される信号Ｓｄ（i）に極めて
大きな非線形歪みが生じ、エコー除去することによって
異音を付加してしまうおそれがあることから、制御ＣＰ
Ｕ９から出力されたスピーカ増幅値Ｓを用いて、エコー
除去すべきか判断するエコーキャンセラ１５を備えたも
のである。したがって、エコー除去することにより異音
となる信号を付加する可能性が高い場合を確実に検出で
き、異音を付加する可能性が高い場合にはエコー除去量
を０（すなわち疑似エコーＳＥ（ｉ）＝０）に制御して
エコー除去を停止するので送信信号に異音を付加するこ
とを防止できる。
また、スピーカ増幅値Ｓの変化量に応じて受信入力信
号Ｒｄ（ｉ）の増幅値を変化させるエコーキャンセラ１
５を備えたので、適応フィルタに入力する受信入力信号
Ｒｄ（ｉ）とスピーカ増幅器８から出力される受信出力
信号のレベルを正確に合致させることが可能となり、ス
ピーカ増幅値Ｓが変化しても適応フィルタ１６において
適正なフィルタ係数ｈ（ｎ）を求めて実際のエコーに近
い疑似エコーＳＥ(ｉ)を演算できるので、減算器１７で
適正にエコーを除去することができる。
また、スピーカ増幅値Ｓが所定のレベル、上記説明に
よると１８ｄＢ以上の場合、エコーキャンセラ１５のエ
コー除去性能が劣化して、エコーキャンセラ１５が出力
した残差信号Ｕ（ｉ）に残留エコーが残る可能性がある
ことから、エコーサプレッサ１８においてエコーキャン
セラ１５出力を抑圧する減衰量を大きくすることによ
り、エコーキャンセラー１５で除去しきれなかったエコ
ー成分を抑圧することができる。
以上説明した図１および図２に示した音声通信装置１
は音量調整手段２、スピーカ１０、マイク１１を含まな
い構成を採用しており、車載オーディオ機器や家庭用オ
ーディオ機器の音量調整手段を用いて音量を調整し、ス
ピーカ、マイクを介して音声を入出力する使用形態を想
定したものである。しかし、上記説明による音声通信装
置１に音量調整手段２、スピーカ１０、マイク１１を備
えた構成としてもよい。また、上記説明による音声通信
装置１に音量調整手段２、スピーカ１０、マイク１１の
ほか、液晶ディスプレイ、ＣＲＴなどの画像表示手段、
ＣＣＤカメラ等の画像入力手段を備えることにより、音
声情報のほか画像情報を扱うテレビ携帯電話として実施
することも可能である。
なお、上記説明は、エコーキャンセラ１５およびエコ
ーサプレッサ１８を有し、スピーカ増幅値Ｓに応じてエ
コーを低減させるエコー処理装置６を備えた音声通信装
置に関するものであるが、エコーキャンセラ１５または
エコーサプレッサ１８のいずれか一方を有するエコー処
理装置を用いることも可能である。例えば、エコーキャ
ンセラ１５を有するエコー処理装置６は、スピーカ増幅
値Ｓをエコー除去すべきか判断するパラメータとして用
いることにより、エコー除去することにより異音となる
信号を付加する場合を検出できる。また、スピーカ増幅
値Ｓの変化量に応じて受信入力信号Ｒｄ（ｉ）の増幅値
を変化させるので、適応フィルタに入力する受信入力信
号Ｒｄ（ｉ）とスピーカ増幅器８から出力される受信出
力信号のレベルを正確に合致させることが可能となり、
実際のエコーに近い疑似エコーＳＥ(ｉ)を演算できる。
また、エコーサプレッサ１８を有するエコー処理装置６
は、エコーが含まれる信号を抑圧する減衰量を変化させ
るので、信号に含まれるエコーの大きさに応じて効率よ
くエコーを抑圧できる。
なお、図３を用いて説明した動作は、図５のように処
理順序を変えて実行してもよい。ここで、図５におい
て、図３と同一の符号は同一または相当の部分を表わし
ている。
実施の形態２． 実施の形態１に係る音声通信装置は、スピーカ増幅値
Ｓが所定のレベル(２４ｄＢ)以上の場合、エコー処理装
置６に入力される信号Ｓｄ(ｉ)に極めて大きな非線形歪
みが生じ、エコー除去することによって異音を付加して
しまうおそれがあることから、スピーカ増幅値Ｓが所定
のレベル以上であるときには、信号Ｓｄ（i）をエコー
除去しないエコーキャンセラを備えていた。しかしなが
ら、疑似エコーＳＥ（ｉ）を一定値だけ減衰させること
によりエコー除去量を制御してエコー除去するようにし
ても、信号に異音が付加されることを防止できる。
本発明の実施の形態２に係る音声通信装置は、スピー
カ増幅値Ｓが所定のレベル以上であるときには、一定値
だけ減衰させた疑似エコーＳＥ（ｉ）を用いてエコー除
去するエコーキャンセラを備えたものである。図６は本
発明の実施の形態２に係る音声通信装置のエコーキャン
セラの動作を説明するフローチャートである。図６に示
すフローチャートのｓｔｅｐ４以前は、実施の形態１に
おいて説明した図３のフローチャートのｓｔｅｐ１〜４
と同一であるので説明は省略する。
図６のｓｔｅｐ４において、スピーカ増幅値Ｓが所定
のしきい値ｔｈ（Ｂ）（２４ｄＢ）以上であるときには
ｓｔｅｐ２３ではそれまでに求めたフィルタ係数ｈ
（ｎ）を用いて疑似エコーＳＥ（ｉ）を演算する。そし
て、ｓｔｅｐ２３で演算された疑似エコーＳＥ（ｉ）に
係数β（０＜β＜１）を乗算することにより、疑似エコ
ーＳＥ（ｉ）は一定値だけ減衰され（ｓｔｅｐ２４）、
減衰された疑似エコーＳＥ（ｉ）を信号Ｓｄ（ｉ）から
減算して（ｓｔｅｐ２５）エコー除去を実行する。ここ
で、係数βとしては、例えば０．５を設定することがで
きる。
以上の処理を終えると、ｓｔｅｐ７とｓｔｅｐ８が実行
されるとともに、ｓｔｅｐ１に処理が引き渡される。一
方、ｓｔｅｐ４において、スピーカ増幅値Ｓが所定のし
きい値ｔｈ（Ｂ）（２４ｄＢ）未満であるときにはｓｔ
ｅｐ９に進み疑似エコーＳＥ（ｉ）を演算し、ｓｔｅｐ
２５に戻る。 以上説明したように、スピーカ増幅値Ｓ
が所定のレベル、上記説明によると２４ｄＢ以上の場
合、エコー処理装置６に入力される信号Ｓｄ（ｉ）に極
めて大きな非線形歪みが生じ、エコー除去することによ
って異音を付加してしまうおそれがあることから、制御
ＣＰＵ９から出力されたスピーカ増幅値Ｓを用いて、エ
コー除去することにより異音となる信号を付加する可能
性が高いか判断する。そして、異音を付加する可能性が
高い場合には、一定値だけ減衰させた疑似エコーＳＥ
（ｉ）を用いてエコー除去量を制御してエコー除去する
ので、送信信号に異音を付加することを抑制できる。
なお、図６を用いて説明した動作は、図７のように処
理順序を変えて実行してもよい。ここで、図７におい
て、図５又は図６と同一の符号は同一または相当の部分
を表わしている。
実施の形態３． 実施の形態１に係る音声通信装置は、スピーカ増幅値
Ｓが所定のレベル(２４ｄＢ)以上の場合、エコー処理装
置６に入力される信号Ｓｄ(ｉ)に極めて大きな非線形歪
みが生じ、エコー除去することによって異音を付加して
しまうおそれがあることから、スピーカ増幅値Ｓが所定
のレベル以上であるときには、信号Ｓｄ（i）をエコー
除去しないエコーキャンセラを備えていた。しかしなが
ら、スピーカ増幅値Ｓが所定のレベル(２４ｄＢ）以上
に設定された場合にはフィルタ係数ｈ（ｎ）の逐次演算
による更新を停止して、スピーカ増幅値Ｓが所定のレベ
ル（２４ｄＢ）に設定される前のフィルタ係数から疑似
エコーＳＥ(ｉ)を求めることによりエコー除去量を制御
してエコー除去してもよい。そしてスピーカ増幅値Ｓが
所定のレベル以下に設定されたとき、フィルタ係数の逐
次演算による更新を再開して、逐次演算されたフィルタ
係数で疑似エコーＳＥ(ｉ)を生成するようにしても良
い。
本発明の実施の形態３に係る音声通信装置は、スピー
カ増幅値Ｓが所定のレベル以上であるときには、スピー
カ増幅値Ｓが所定のレベル（２４ｄＢ）以上に設定され
る前のフィルタ係数から疑似エコーＳＥ（ｉ）を求めて
エコー除去するエコーキャンセラを備えたものである。
図８は本発明の実施の形態３に係る音声通信装置のエコ
ーキャンセラの動作を説明するフローチャートである。
図８において、図３と同一の符号は、図３と同一又は相
当の部分を表わす。
図８のｓｔｅｐ４において、スピーカ増幅値Ｓが所定
のしきい値ｔｈ（Ｂ）（２４ｄＢ）以上であるときには
ｓｔｅｐ３８に進み、スピーカ増幅値Ｓが所定のレベル
（２４ｄＢ）以上に設定される前のフィルタ係数ｈ
（ｎ）を図示しないメモリから読み出す。次に、ｓｔｅ
ｐ３８において読み出されたフィルタ係数ｈ（ｎ）に基
づいて疑似エコーＳＥ（ｉ)を演算し（ｓｔｅｐ３
９）、ｓｔｅｐ３９において演算された疑似エコーＳＥ
（ｉ）を信号Ｓｄ（ｉ）から減算してエコー除去する
（ｓｔｅｐ６）。以上の処理を終えるとｓｔｅｐ７とｓ
ｔｅｐ８が実行され、ｓｔｅｐ１に処理が引き渡され
る。一方、ｓｔｅｐ４において、スピーカ増幅値Ｓが所
定のしきい値ｔｈ（Ｂ）（２４ｄＢ）未満であるときに
はｓｔｅｐ９に進む。以下、実施の形態１で説明したよ
うに、図３ｓｔｅｐ６〜８を実行する。なお、ｓｔｅｐ
８では、ｓｔｅｐ９で演算されたフィルタ係数ｈ（ｎ）
がメモリに記憶される。
以上説明したように、この実施の形態は、スピーカ増
幅値Ｓが所定のレベル、上記説明によると２４ｄＢ以上
の場合、エコー処理装置６に入力される送信音声ディジ
タル信号に極めて大きな非線形歪みが生じ、エコー除去
することによって異音を付加してしまうおそれがあるこ
とから、制御ＣＰＵ９から出力されたスピーカ増幅値Ｓ
を用いて、エコー除去することにより異音となる信号を
付加する可能性が高いか判断するものである。そして、
異音を付加する可能性が高い場合には、スピーカ増幅値
Ｓが所定のレベル（２４ｄＢ）以上に設定される前のフ
ィルタ係数ｈ（ｎ）を用いて疑似エコーＳＥ（ｉ）を演
算することによりエコー除去量を制御してエコー除去す
るので、送信出力信号Ｔｄ（ｉ）に異音を付加すること
を防止できる。
なお、上記説明では、スピーカ増幅値Ｓが所定のレベ
ル以上に設定された場合、スピーカ増幅値Ｓが所定のレ
ベル（２４ｄＢ）に設定される前のフィルタ係数ｈ
（ｎ）から疑似エコーＳＥ（ｉ）を求めてエコー除去す
るエコー処理装置に関するものであった。しかし、所定
のレベルに設定される前のフィルタ係数ｈ（ｎ）から疑
似エコーＳＥ（ｉ）を演算するのではなく、予め登録さ
れたフィルタ係数ｈ（ｎ）を用いて疑似エコーＳＥ
（ｉ）を演算してもよい。
なお、図８を用いて説明した動作は、図９のように処
理順序を変えて実行してもよい。ここで、図９におい
て、図５又は図８と同一の符号は同一または相当の部分
を表わしている。
実施の形態４． 実施の形態１に係る音声通信装置は、図３のｓｔｅｐ
３に示すように、スピーカ増幅値Ｓの変化量に応じて受
信入力信号Ｒｄ(i)を増幅するエコーキャンセラを備え
ていた。しかしながら、スピーカ増幅値Ｓの変化量に応
じて受信入力信号Ｒｄ(i)を増幅するのではなく、スピ
ーカ増幅値Ｓの変化に応じた調整値αを式４に示すよう
にフィルタ係数に一回だけ乗じてフィルタ係数を変化さ
せるようにしてもよい。
ｈ（ｎ）＝α×ｈ（ｎ） （ｎ＝０，Ｎ−１） （４） 図１０は、この実施の形態のエコーキャンセラの処理
を説明するフローチャートである。図１０において、図
３と同一の符号は、図３と同一又は相当の部分を表わし
ている。実施の形態１で説明したように、ｓｔｅｐ１〜
２で、スピーカ増幅値Ｓと受信入力信号Ｒｄ（ｉ）がエ
コーキャンセラ１５に入力されると、ｓｔｅｐ２２にお
いて、スピーカ増幅値Ｓに応じたフィルタ係数ｈ（ｎ）
を上述式（２）のように演算する。ここで、スピーカ増
幅値Ｓが例えば、０．８秒以内に＋６ｄＢから＋１２ｄ
Ｂに変化した場合、６ｄＢ分の増幅に相当するものとし
て、エコーキャンセラ１５はα＝２を設定しフィルタ係
数ｈ（ｎ）を演算する。また、スピーカ増幅値Ｓが０ｄ
Ｂから−６ｄＢに変化した場合は、−６ｄＢ分の増幅に
相当するものとしてα＝１／２としてフィルタ係数ｈ
（ｎ）を演算する。フィルタ係数ｈ（ｎ）に調整値を一
回乗じた後は、そのフィルタ係数ｈ（ｎ）を起点として
フィルタ係数ｈ（ｎ）の逐次演算を行う。なお、スピー
カ増幅値Ｓの変化量に応じて受信入力信号Ｒｄ(ｉ)を増
幅するのではなく、スピーカ増幅値Ｓの変化に応じた調
整値αを用いてフィルタ係数ｈ（ｎ）を変化させる場合
のエコー除去処理は、図１０に示したとおり図３のｓｔ
ｅｐ６〜９と同様であるので説明は省略する。
以上説明したように、スピーカ増幅値Ｓの変化に応じ
た調整値をフィルタ係数ｈ（ｎ）に乗じてフィルタ係数
ｈ（ｎ）を変化させるので、スピーカ増幅値Ｓが変化し
てもフィルタ係数ｈ（ｎ）の次数分の乗算という比較的
少ない演算量で、適正な適応フィルタ係数ｈ（ｎ）を求
めて疑似エコーＳＥ(ｉ)を生成し、適正にエコーを除去
することができる。
また、所定の時間内でのスピーカ増幅値の変化量が予
め定めた変化量よりも大きい場合にフィルタ係数を変化
させるようにしたので、スピーカ増幅値Ｓが所定の時間
を越えて時間的に緩やに変化しフィルタ係数が適正に更
新されている場合にフィルタ係数を誤った値に変化させ
ることがなく、適正にエコーを除去することができる。
実施の形態５． 実施の形態４に係る音声通信装置は、スピーカ増幅値
Ｓの変化量に応じて受信入力信号Ｒｄ(ｉ)を増幅するの
ではなく、スピーカ増幅値Ｓの変化に応じた調整値αを
式４に示すようにフィルタ係数に一回だけ乗じてフィル
タ係数ｈ（ｎ）を変化させるエコーキャンセラを備えて
いた。しかしながら、スピーカ増幅値Ｓの変化量が非常
に大きいため、調整値αが非常に大きく（あるいは非常
に小さく）なった場合、適応フィルタｈ（ｎ）により求
められる疑似エコーＳＥ(ｉ)に大きな不連続が生じるこ
とが考えられる。この不連続が生じた疑似エコーＳＥ
(ｉ)を用いてエコー除去すると、エコー除去した信号に
異音が付加されてしまう可能性もある。
そこで、以下説明する実施の形態５に係る音声通信装
置は、スピーカ増幅値Ｓの変化量が予め定めた値より大
きい場合、調整値αを数回に分けてフィルタ係数ｈ
（ｎ）に乗じるエコーキャンセラを備えたものである。
すなわち、エコーキャンセラ１５は、スピーカの増幅値
Ｓの変化量が例えば０．８秒以内に＋１２ｄＢ以上であ
ったときは調整値αを分割して乗じることとし、目的の
調整値α＝４（＝２2）を得るため、フィルタ係数ｈ
（ｎ）を逐次演算する毎にフィルタ係数ｈ（ｎ）に２を
２回乗じてフィルタ係数ｈ（ｎ）を演算する。また、ス
ピーカ増幅値Ｓの変化量が０．８秒以内に＋１８ｄＢで
あったときは目的の調整値α＝８（＝２3）を得るため
２を３回乗じてフィルタ係数ｈ（ｎ）を演算する。ま
た、スピーカ増幅値Ｓの変化量が０．８秒以内に例えば
−１２ｄＢ以下であったときにも調整値αを分割して乗
じることとし、−１２ｄＢでは目的の調整値α＝１／４
（＝(１／２)2）を得るため、フィルタ係数ｈ（ｎ)を逐
次演算する毎にフィルタ係数ｈ（ｎ）に１／２を２回乗
じる。すなわち、増幅値Ｓの変化量が正の場合、目的の
調整値α＝２Jとすると、２をＪ回フィルタ係数に乗
じ、変化量が負の場合、目的の調整値α＝（１／２）J
とすると、１／２をＪ回フィルタ係数に乗ずる。
図１１は、本発明の実施の形態５に係る音声通信装置
のエコーキャンセラの動作を説明するフローチャートで
ある。図１１において、図３と同一の符号は同一または
相当の部分を表わしている。以下、この図１１を用いて
調整値αを段階的に乗じる処理について説明する。
他の実施の形態同様、ｓｔｅｐ１でエコーキャンセラ
１５がスピーカ増幅値Ｓを受信すると、次のｓｔｅｐ２
６において、スピーカ増幅値Ｓの変化量Ｄｓを現在のス
ピーカ増幅値Ｓからメモリに記憶しておいた過去のスピ
ーカ増幅値Ｓｏｌｄを減算することによって求める。
続いて、ｓｔｅｐ２７で分割回数Ｊを設定する。この
分割回数Ｊはエコーキャンセラ１５が下記条件式を満た
すＪを求めることによって設定される。
α＝２J （Ｄｓ≧０の場合） α＝（１／２）J （Ｄｓ＜０の場合） （５） なお、実施の形態４で述べたようにスピーカ増幅値Ｓの
変化量Ｄｓによって対応する調整値αが決められるた
め、この変化量Ｄｓに対応する分割回数Ｊを予めメモリ
上に設定しておいてもよい。
次に、ｓｔｅｐ２８においてカウンタｊをリセット
し、ｓｔｅｐ２９で分割回数Ｊが０であるか否かが判定
される。０である場合には、ｓｔｅｐ３７に進み、カウ
ンタｋを予め定められた定数Ｋにセットし、ｓｔｅｐ２
に進む。
一方、ｓｔｅｐ２９で０でないと判断された場合に
は、ｓｔｅｐ３０で以下の式を用いてフィルタ係数ｈ
（ｎ）の段階的調整を行う。
ｈ（ｎ）＝２×ｈ（ｎ） （Ｄｓ＞０の場合） ｈ（ｎ）＝（１／２）×ｈ（ｎ） （Ｄｓ＜０の場合） （５） 次にｓｔｅｐ３１でカウンタｋを０にリセットし、ｓ
ｔｅｐ２〜９のエコー除去を行う。各ｓｔｅｐの処理
は、実施の形態１と同様に行われる。
続いて、ｓｔｅｐ３２、３３でカウンタｋに１を加算
し、カウンタｋが定数Ｋに達するまでｓｔｅｐ２〜９の
エコー除去処理を実行する。エコーキャンセラ１５は、
この処理により、ｓｔｅｐ３０で１段階調整されたフィ
ルタ係数ｈ（ｎ）に基づきエコー除去処理をＫ回実行す
ることができる。
次に、ｓｔｅｐ３４、３５において、エコーキャンセ
ラ１５はカウンタｊに１を加算し、このカウンタｊが分
割回数Ｊ以上に達したかを判断する。達していない場合
には、ｓｔｅｐ３０に戻る。ここで、ｓｔｅｐ３０でフ
ィルタ係数が再調整されるため、エコーキャンセラ１５
はｓｔｅｐ３０から３５の処理を繰り返すことにより、
Ｊ段階に調整したフィルタ係数に基づいてエコー除去処
理を実行することができる。
ｓｔｅｐ３５でカウンタｊが分割回数Ｊ以上に達した
と判断された場合には、ｓｔｅｐ３６に進み、エコーキ
ャンセラ１５は現在のスピーカ調整値ＳをＳｏｌｄとし
て記憶する。以降、ｓｔｅｐ１から同様の処理が行われ
る。
以上説明したように、スピーカ増幅値Ｓの変化が大き
い場合はフィルタ係数ｈ（ｎ）を徐々に変化させるよう
に、調整値αを分割して乗じるので、一度の演算で変化
させる場合に比べ、生成する疑似エコーＳＥ(ｉ)に大き
な不連続が生じることを防止できる、すなわち、フィル
タ係数を一度に大きく変化させる場合に比べ、生成する
疑似エコーが滑らかに変化し、エコーキャンセル後の信
号も滑らかに変化する。したがってこの疑似エコーＳＥ
(ｉ)を用いてエコー除去することにより、信号Ｕ(ｉ)に
異音を生じさせないという効果を得ることができる。
また、フィルタ係数の次数分の乗算という比較的少な
い演算量で、スピーカ増幅値Ｓの変化に応じた適正なフ
ィルタ係数を求めることができ、このスピーカ増幅値Ｓ
の変化に応じたフィルタ係数と受信信号から実際のエコ
ーに近い疑似エコーを求めることができるので、適正に
エコーを除去することができる。
実施の形態６． 実施の形態５に係わる音声通信装置は、スピーカ増幅
値Ｓの値が大きく変化したとき、その変化量に応じた調
整値αを数回に分けてフィルタ係数に乗じるようにし
た。しかしスピーカ増幅値Ｓの変化量が非常に大きく
（あるいは非常に小さく）なった場合、たとえ調整値α
を数回に分けてフィルタ係数に乗じても、適応フィルタ
ｈ（ｎ）から求められる擬似エコーＳＥ（ｉ）に大きな
不連続が生じ、結果的にエコー除去後の信号に異音が生
じる可能性がある。
そこで、以下に説明する実施の形態６に係わる音声通
信装置は、スピーカ増幅値Ｓの変化量が予め定めた値よ
り大きい場合、フィルタ係数をゼロにリセットする。す
なち、エコーキャンセラ１５は、スピーカ増幅値Ｓの変
化量化が例えば０．８秒以内に＋２４ｄＢ以上(あるい
は−２４ｄＢ以下）であったときは、フィルタ係数ｈ
（ｎ）を式（７）のように一旦ゼロに設定し、その後、
フィルタ係数の逐次演算による更新を行って徐々に正し
い値になるようにする。
ｈ（ｎ）＝０ （ｎ＝０，Ｎ−１） （７） なお、式（７）では、フィルタ係数ｈ（ｎ）をゼロに
設定したが、疑似エコーＳＥ(ｉ)に大きな不連続が生じ
ないようにできる限り、ゼロに近い値を設定することも
できる。
以上説明したように、スピーカ増幅値Ｓの変化が大き
い場合はフィルタ係数ｈ（ｎ）を一旦ゼロ又はゼロに近
い値に設定するようにしたので、大きな（あるいは小さ
な）調整値を乗じてフィルタ係数ｈ（ｎ）変化させる場
合に比べ、生成する疑似エコーＳＥ(ｉ)に大きな不連続
が生じることを防止できる。すなわち、フィルタ係数に
定数を乗じて大きく変化させる場合に比べ、生成する疑
似エコーが滑らかに変化し、エコーキャンセル後の信号
も滑らかに変化して異音を生じさせない効果がある。し
たがってこの疑似エコーＳＥ(ｉ)を用いてエコー除去す
ることにより、信号Ｕ(ｉ)に異音を生じさせないという
という効果を得ることができる。
実施の形態７． 図１２は、この発明に係る音声通信装置に設けられた
エコー処理装置とその周辺の構成を示すブロック図であ
る。図１２に示すように、この実施の形態のエコー処理
装置は、遠端話者側と近端話者の同時発声状態（ダブル
トーク）を検出して、この検出結果を適応フィルタ１６
に出力するダブルトーク検出手段２６を備えたものであ
る。なお、図１２において適応フィルタ１６以外の構成
は実施の形態１と同様であり、図２に示す符号と同一の
符号は同一または相当部分を示すので説明は省略する。
ダブルトーク検出手段２６は受信入力信号Ｒｄ（i）
と信号Ｓｄ（i）、残差信号Ｕ（ｉ）を入力として、そ
れぞれの信号パワーをＲｐ，Ｓｐ，Ｅｐとして求める。
また、スピーカ増幅値Ｓを入力として受け取り、その
変化量を求める。
そして、以下の式（８）〜式（１０）を用い、その下
に示す条件４〜６のいずれかをクリアした場合、ダブル
トーク検出手段２６はダブルトークかあるいは遠端話者
無発声状態と判定する。そして、この判定結果をダブル
トーク判定結果として適応フィルタ１６に出力する。
Ｒｐ＜Ｐ１…（８） Ｓｐ＞Ｐ２＊Ｒｐ…（９） Ｅｐ＞Ｐｖ＊Ｓｐ…（１０） 条件４：式（８）が成立した場合 条件５：式（８）が不成立かつ式（９）が成立した場合 条件６：式（８）、（９）が不成立かつ式（１０）が成立した場合 式（８）〜（１０）においてＰ１、Ｐ２は固定値であ
る。また、Ｐｖはスピーカ増幅値Ｓの変化量に従って変
化する重み係数である。スピーカ増幅値Ｓの変化量が例
えば＋１２ｄＢ以上（あるいは−１２ｄＢ以下）のとき
はＰｖの値を予め設定した基準値（Ｐｖｂ）に定数を加
えた値に設定し（例えばＰｖ＝Ｐｖｂ＋０.２）、ダブ
ルトークと判定しにくくする。またスピーカ増幅値Ｓの
変化量が＋１２ｄＢ以下でかつ−１２ｄＢ以上のときは
Ｐｖ＝Ｐｖｂとして基準値に設定する。
適応フィルタ１６はダブルトーク判定結果がダブルト
ークを示している場合はフィルタ係数の更新を停止し、
ダブルトーク判定結果がダブルトークで無い場合はフィ
ルタ係数の更新を行う。
図１３は実施の形態７に係わる音声通信装置のエコー
キャンセラの動作を説明するフローチャートである。図
１３において、図３又は図８と同一の符号は図３又は図
８と同一又は相当の部分を表わしている。
図１３のｓｔｅｐ４においてスピーカ増幅値Ｓが所定
の閾値ｔｈ（Ｂ）（２４ｄＢ）以下である場合はｓｔｅ
ｐ４０に進む。ｓｔｅｐ４０ではスピーカ増幅値Ｓの変
化量が＋１２ｄＢ以上（あるいは−１２ｄＢ以下）のと
きはＰｖ＝Ｐｖｂ＋０.２に設定する。またスピーカ増
幅値Ｓの変化量が＋１２ｄＢ以下でかつ−１２ｄＢ以上
のときはＰｖ＝Ｐｖｂと設定する。次のｓｔｅｐ４１で
は式（８）〜（１０）と条件４〜６に従ってダブルトー
クの判定を行う。ｓｔｅｐ４１でダブルトークと判定し
た場合はｓｔｅｐ４２に進み、ダブルトークと判定され
る前に求めたフィルタ係数ｈ（ｎ）をメモリ２７から読
み出す。このフィルタ係数ｈ（ｎ）は次のｓｔｅｐ３９
で、疑似エコーＳＥ（ｉ）の演算に用いられる。
一方、ｓｔｅｐ４１でダブルトークと判定されなかっ
た場合はｓｔｅｐ８へ進みフィルタ係数ｈ（ｎ）が更新
され、ｓｔｅｐ３２において、ｓｔｅｐ８で計算したフ
ィルタ係数ｈ（ｎ）をメモリ２７に記憶し、ｓｔｅｐ３
９へ進む。
以上のように、ダブルトークの場合には、フィルタ係
数が更新されないため、エコーとして入力される信号に
非線型な歪みが生じ、フィルタ係数の推定精度が劣化す
る場合でもエコー除去を継続することができる。なお、
本実施の形態では、図８に示された実施の形態３のエコ
ーキャンセル処理に、ダブルトークと判断された場合の
フィルタ係数の更新停止あるいは開始を行う処理を適用
した例について説明した。しかし、この更新停止処理は
これに限らず、他の実施の形態にも同様に適用すること
ができる。
次に、エコーサプレッサ１８の動作について説明す
る。
ダブルトーク検出手段２６は、ダブルトーク判定結果
をエコーサプレッサ１８に出力する。エコーサプレッサ
１８はダブルトーク判定結果に従い、ダブルトークで無
いと判定されている期間はダブルトークと判定される期
間よりエコー抑圧量を大きく設定し、残差信号Ｕ（ｉ）
をより大きく抑圧する。ここでエコー抑圧量の例として
は、例えば、ダブルトークと判断された場合には６ｄ
Ｂ、ダブルトークでないと判断された場合には２４ｄＢ
を設定することができる。
なお、残差信号Ｕ（ｉ）だけでなく受信入力信号Ｒｄ
（ｉ）をダブルトーク判定結果に従って抑圧するように
構成しても良い。
以上説明したように、スピーカ増幅値Ｓの変化量が大
きい場合はダブルトーク判定のための条件式（１０）に
おいて、残差信号のパワーＥｐに対する定数を変化させ
ダブルトークと判定しにくくなるようにしたので、スピ
ーカ増幅値Ｓが大きく変化して適正にフィルタ係数ｈ
（ｎ）を求めて適正にエコー除去することができず、残
差信号のパワーＥｐが大きくなった場合でも、これをダ
ブルトークと誤判定してフィルタ係数の更新を停止する
ことが防がれる。このため、フィルタ係数ｈ（ｎ）が次
第に適正となり適正にエコー除去することができる。
また、スピーカ増幅値Ｓが大きく変化した場合でもダ
ブルトークと誤判定されることが防がれ残差信号Ｕ
（ｉ）が適正に抑圧されるので、エコーキャンセラー１
５で除去し切れなかったエコー成分を抑圧することがで
きる。
なお、この実施の形態で説明したエコーサプレッサ
は、この実施の形態で説明したエコーキャンセラに限ら
ず、他の実施の形態で説明したエコーキャンセラや従来
の様々なタイプのエコーキャンセラと組み合わせて使用
することもできる。
実施の形態８． 実施の形態１から実施の形態７で説明した音声通信装
置は、適応フィルタ１６と減算手段１７を有し、制御Ｃ
ＰＵ９から出力されたスピーカ増幅値Ｓに応じてエコー
除去を行うエコーキャンセラ１５と、制御ＣＰＵ９から
出力されたスピーカ増幅値Ｓに応じて、エコーキャンセ
ラ出力を抑圧する減衰量を変化させるエコーサプレッサ
１８と、から構成されたエコー処理装置を備えていた。
しかしながら、エコーキャンセラ１５およびエコーサプ
レッサ１８の処理をソフトウェアで実現することも可能
である。以下、エコーキャンセラ１５およびエコーサプ
レッサ１８の処理を、エコー処理プロセッサにおけるソ
フトウェアで実行する音声通信装置について説明する。
図１４は本発明の実施の形態８に係る音声通信装置の
構成を示すブロック図である。図１４において、１９は
デジタルシグナルプロセッサ(以下、ＤＳＰ:Digital Si
gnal Processorと称する）によって構成されたエコー低
減処理部、２０は受信信号入力ポート、２１は受信信号
出力ポート、２２はスピーカ増幅値入力ポート、２３は
送信信号入力ポート、２４は送信信号出力ポート、２５
はエコー処理プロセッサである。図１４において図２ま
たは図１２と同一の符号は、図２または図１２と同一ま
たは相当部分を示すので説明は省略する。
エコー処理プロセッサ２５は、エコー低減処理を行う
ＤＳＰ１９と、受信入力信号Ｒｄ（ｉ）が入力される受
信信号入力ポート２０と、受信入力信号Ｒｄ（ｉ）が出
力される受信信号出力ポート２１と、制御ＣＰＵ９から
スピーカ増幅値Ｓが入力されるスピーカ増幅値入力ポー
ト２２と、端末利用者の発する音声などがマイク１１、
マイク増幅器１２、Ａ／Ｄ変換器１３を介して信号Ｓｄ
（ｉ）として入力される送信信号入力ポート２３と、エ
コーキャンセル処理、およびエコーサプレス処理が施さ
れた送信出力信号Ｔｄ（ｉ）が出力される送信信号出力
ポート２４を備えている。
次に動作について説明する。制御ＣＰＵ９は音量調整
手段２において調整された音量に対応するスピーカ増幅
値Ｓを、エコー処理プロセッサ２５のスピーカ増幅値入
力ポート２２を介してＤＳＰ１９に出力する。ＤＳＰ１
９の内部のソフトウェアは、例えば一定時間毎（例えば
音声サンプルのサンプリング周期毎）にスピーカ増幅値
入力ポート２２からスピーカ増幅値Ｓを読み取る。そし
て、ＤＳＰ１９は読み取ったスピーカ増幅値Ｓに基づい
てエコーキャンセル処理およびエコーサプレス処理を実
行する。エコーキャンセル処理およびエコーサプレス処
理は、図３から図１３を用いて実施の形態１から実施の
形態７で説明した処理内容と同一であるので説明は省略
する。
以上説明したように、図１、図２および図１２に示す
エコーキャンセラ１５およびエコーサプレッサ１８の処
理をソフトウェアで実行するエコー処理プロセッサ２５
をエコー処理装置として備えた音声通信装置は、簡易な
装置構成で音量調整手段２から入力されたスピーカ増幅
値Ｓに応じてエコーキャンセル処理、およびエコーサプ
レス処理を行うので、実施の形態１から実施の形態７に
て説明した音声通信装置と同様の効果を得ることができ
る。また、エコー低減処理部１９はＤＳＰであるので、
スピーカ増幅値Ｓの変化に応じてエコーキャンセル処理
およびエコーサプレス処理の動作を柔軟に切り換えるこ
とができる。また、エコーキャンセラとエコーサプレッ
サをソフトウェアで実現したので、スピーカ増幅値Ｓの
変化に応じて直ちに動作を切り替えることができる。
なお、以上説明した音声通信装置では、ＤＳＰ１９内
部のソフトウェアが一定時間毎にスピーカ増幅値入力ポ
ート２２からスピーカ増幅値Ｓを読み取り、このスピー
カ増幅値Ｓに基づいてエコーサキャンセル処理とエコー
サプレス処理を切り換えていた。しかしながら、制御Ｃ
ＰＵ９からＤＳＰ１９のスピーカ増幅値入力ポート２２
にスピーカ増幅値Ｓを出力する際、ＤＳＰ１９に割り込
み処理をかけるようにし、この割り込み処理でエコーキ
ャンセル処理とエコーサプレス処理それぞれの処理を切
り替えるように構成してもよい。
また、以上説明した音声通信装置では、ＤＳＰ１９は
エコーキャンセル処理とエコーサプレス処理のみを行っ
たが、さらに音声コーデック処理を行う機能を含めても
よい。
なお、上記説明によるエコー処理プロセッサを車載電
話や携帯電話に実装することにより、車載電話や携帯電
話に比較的容易にエコー処理機能を追加することができ
る。
また、以上の説明では、制御ＣＰＵから出力されたス
ピーカ増幅値に基づいて、エコー除去処理、エコーサプ
レッサ処理を行う例を説明したが、実施の形態１〜８に
おいては制御ＣＰＵからの出力でなく、スピーカの増幅
値を検知、または、他から受け取って、エコー除去処
理、またはエコーサプレッサ処理を実行するようにして
もかまわない。
以上説明したように、この発明に係る音声通信装置に
よれば、音量調整手段を用いて端末利用者が調整したス
ピーカ音量に対応するスピーカ増幅値を出力する制御Ｃ
ＰＵと、復調、音声復号化された受信入力信号がスピー
カ増幅値に応じて増幅されてスピーカから出力された出
力音声のうち、マイクを介して入力された送信入力信号
に混入したエコーを、制御ＣＰＵから出力されたスピー
カ増幅値に応じて低減させるエコー処理装置を備えたた
め、送信音声に含まれるエコーをスピーカ増幅値に応じ
て適切に低減できる。
また、エコー処理装置は、スピーカ増幅値の変化量に
応じて増幅された受信入力信号と、マイクとスピーカ間
の音響伝達特性より演算されるフィルタ係数より疑似エ
コーを求め、この疑似エコーを用いて、エコーを含む送
信入力信号よりエコーを除去するエコーキャンセル手段
を備えたため、フィルタ係数と増幅された受信信号から
疑似エコーを演算する適応フィルタに入力される信号と
スピーカ増幅値に応じて増幅されて外部へ出力される信
号のレベルを正確に合致させて、スピーカ増幅値が変化
しても、実際のエコーに近い疑似エコーを求めることが
できるので、適正にエコーを除去することができる。
また、エコー処理装置は、スピーカとマイク間の音響
伝達特性より演算されるフィルタ係数をスピーカ増幅値
の変化量に応じて変化させるとともに、このフィルタ係
数と受信入力信号より疑似エコーを求め、この疑似エコ
ーを用いて、エコーを含む送信入力信号よりエコーを除
去するエコーキャンセル手段を備えたため、適正にエコ
ーを除去することができる。
また、エコーキャンセル手段は、スピーカ増幅値の変
化量が予め定めた変化量よりも大きい場合には、フィル
タ係数を段階的に変化させるため、フィルタ係数を一度
に大きく変化させる場合に比べ、生成する疑似エコーが
徐々に変化し、エコーキャンセル後の信号も徐々に変化
して異音を抑制する効果がある。
また、エコーキャンセル手段は、スピーカ増幅値の変
化量が予め定めた変化量よりも大きい場合には、フィル
タ係数をゼロ乃至ゼロに近い値にするため、生成される
疑似エコーが徐々に変化し、エコーキャンセル後の信号
も徐々に変化して異音を抑制する効果がある。
また、エコーキャンセル手段は、所定の時間内でのス
ピーカ増幅値の変化量が予め定めた変化量よりも大きい
場合には、フィルタ係数を変化させるため、スピーカ増
幅値が時間的に緩やに変化しフィルタ係数が適正に更新
されている場合にフィルタ係数を誤った値に変化させる
ことがなく、適正にエコーを除去することができる。
また、エコー処理装置は、受信入力信号と、マイクと
スピーカ間の音響伝達特性より演算されたフィルタ係数
より疑似エコーを求め、スピーカ増幅値に応じてこの擬
似エコーを変化させ、変化した疑似エコーを用いて、エ
コーを含む送信入力信号よりエコーを除去するエコーキ
ャンセル手段を備えため、エコーキャンセル手段にエコ
ーとして入力される信号に非線形な歪が生じ、フィルタ
係数の推定精度が劣化する場合、またはエコーキャンセ
ル手段にエコーとして入力される信号に極めて大きな非
線形な歪が生じ、フィルタ係数の推定精度が大幅に劣化
して異音となる信号を付加してしまう場合をよりよい精
度で検知し、フィルタ係数の推定精度の劣化および異音
の付加を抑制することができる。
また、エコーキャンセル手段は、スピーカ増幅値が所
定のしきい値よりも大きい場合には、疑似エコーをゼロ
あるいはゼロに近い値に変化させるため、エコーキャン
セル手段にエコーとして入力される信号に大きな非線形
な歪が生じ、フィルタ係数の推定精度が大幅に劣化して
しまう場合に、異音が付加されるのを抑制することがで
きる。
また、エコーキャンセル手段は、スピーカ増幅値が所
定のしきい値よりも大きい場合には、疑似エコーを所定
量だけ減衰させるため、エコーキャンセル手段にエコー
として入力される信号に大きな非線形な歪が生じ、フィ
ルタ係数の推定精度が大幅に劣化しまう場合に、異音が
付加されるのを抑制することができる。
また、エコーキャンセル手段は、スピーカ増幅値が所
定のしきい値よりも大きい場合には、スピーカ増幅値が
しきい値よりも大きくなる前のフィルタ係数より演算し
た疑似エコーを用いるため、エコーキャンセル手段にエ
コーとして入力される信号に大きな非線形な歪が生じ、
フィルタ係数の推定精度が大幅に劣化してしまう場合
に、異音が付加されるのを抑制することができる。
また、エコー処理装置は、スピーカ増幅値の変化量に
応じてダブルトーク検知の判定基準を変更するととも
に、この判定基準に従ってダブルトークを検知するダブ
ルトーク検知手段と、マイクとスピーカ間の音響伝達特
性より演算されるフィルタ係数から疑似エコーを求め、
この疑似エコーを用いて、エコーを含む送信入力信号よ
りエコーを除去するとともに、ダブルトーク検知手段の
検知結果に基づいて、フィルタ係数の更新の停止あるい
は開始を行うエコーキャンセル手段を備えるため、エコ
ーキャンセル手段にエコーとして入力される信号に非線
形な歪が生じ、フィルタ係数の推定精度が劣化する場合
でもエコー除去を継続することができる。
また、エコー処理装置は、スピーカ増幅値の変化量に
応じてダブルトーク検知の判定基準を変更するととも
に、この判定基準に従ってダブルトークを検知するダブ
ルトーク検知手段と、疑似エコーを用いて送信入力信号
のエコー成分を低減し残差信号を生成するエコーキャン
セル手段と、ダブルトーク検知手段の検知結果に基づい
て変化する減衰量で残差信号を抑圧するエコーサプレス
手段を備えたため、スピーカ増幅値が大きく変化して
も、ダブルトークと誤判定してフィルタ係数の更新を停
止することが抑制され、適正にエコー除去することがで
きる。
また、ダブルトーク検知手段は、送信入力信号のパワ
ーと残差信号のパワーとの比較に基づいてダブルトーク
を検知するとともに、送信入力信号のパワーに乗じる重
み係数をスピーカ増幅値の変化量に応じて変更すること
によりダブルトーク判定の基準を変更するため、スピー
カ増幅値が大きく変化して残差信号のパワーが大きくな
っても、ダブルトークと誤判定してフィルタ係数の更新
を停止することを抑制することができ、適正にエコー除
去することができる。
また、エコー処理装置は、エコーを含む送信入力信号
を制御ＣＰＵから出力されたスピーカ増幅値に応じた減
衰量で抑圧するエコーサプレス手段を備えたため、エコ
ーキャンセル手段がエコーを除去しきれなくても、エコ
ーサプレス手段がエコーキャンセラ出力に含まれる残留
エコーをスピーカ増幅値に応じて抑圧することができ
る。
また、エコー処理装置は、ディジタルシグナルプロセ
ッサであるため、適正にエコーを除去することができ
る。
この発明のエコー処理プロセッサは、音声情報を含む
受信入力信号が入力される受信信号入力ポートと、音量
調整手段を用いて調整された音量に応じてスピーカ増幅
値が入力されるスピーカ増幅値入力ポートと、端末利用
者の発する音声を含む送信入力信号が入力される送信信
号入力ポートと、スピーカ増幅値に応じて受信入力信号
が増幅されてスピーカから出力された出力音声のうち送
信入力信号に混入したエコーを、スピーカ増幅値入力ポ
ートを介して入力されたスピーカ増幅値に応じて低減す
るエコー低減処理を行うエコー低減処理部を備えたた
め、送信音声信号に含まれるエコーを適切に低減でき
る。
また、エコー低減処理部は、スピーカ増幅値入力ポー
トから入力されたスピーカ増幅値の変化量に応じて、受
信信号入力ポートから入力された受信入力信号を増幅す
る増幅処理と、スピーカとマイク間の音響伝達特性より
フィルタ係数を求めるフィルタ係数演算処理と、演算さ
れたフィルタ係数と増幅された受信入力信号より疑似エ
コーを演算する疑似エコー演算処理と、疑似エコーを用
いて送信入力信号よりエコーを除去するエコーキャンセ
ル処理を行うため、送信信号入力ポートを介してエコー
処理プロセッサに入力された送信音声信号に含まれるエ
コーをスピーカ増幅値に応じて適正に低減できる。
また、エコー低減処理部は、スピーカとマイク間の音
響伝達特性よりフィルタ係数を求めるフィルタ係数演算
処理と、演算されたフィルタ係数をスピーカ増幅値入力
ポートから入力されたスピーカ増幅値の変化量に応じて
変化させるとともに、このフィルタ係数と受信信号入力
ポートから入力された受信入力信号より疑似エコーを演
算する疑似エコー演算処理と、疑似エコーを用いて送信
入力信号よりエコーを除去するエコーキャンセル処理と
を行うため、スピーカ増幅値の変化に応じた適正なフィ
ルタ係数を求めることができ、適正にエコーを除去する
ことができる。
また、エコー低減処理部は、スピーカ増幅値の変化量
が予め定めた変化量よりも大きい場合には、フィルタ係
数を段階的に変化させる疑似エコー演算処理を行うた
め、生成する疑似エコーが段階的に変化し、異音を生じ
させにくいという効果がある。
また、エコー低減処理部は、スピーカ増幅値の変化量
が予め定めた変化量よりも大きい場合には、フィルタ係
数をゼロ乃至ゼロに近い値にする疑似エコー演算処理を
行うため、フィルタ係数に定数を乗じて大きく変化させ
る場合に比べ、生成する疑似エコーが滑らかに変化し、
エコーキャンセル後の信号も滑らかに変化して異音を生
じさせない効果がある。
また、エコー低減処理部は、所定の時間内でのスピー
カ増幅値の変化量が予め定めた変化量よりも大きい場合
には、フィルタ係数を変化させる疑似エコー演算処理を
行うため、スピーカ増幅値が所定の時間を越えて時間的
に緩やに変化しフィルタ係数が適正に更新されている場
合にフィルタ係数を誤った値に変化させることを抑制
し、適正にエコーを除去することができる。
また、エコー低減処理部は、スピーカとマイク間の音
響伝達特性よりフィルタ係数を求めるフィルタ係数演算
処理と、演算されたフィルタ係数と受信信号入力ポート
から入力された受信入力信号より疑似エコーを演算する
疑似エコー演算処理と、スピーカ増幅値入力ポートから
入力されたスピーカ増幅値に応じて疑似エコー演算処理
において演算された疑似エコーを変化させ、変化させた
擬似エコーを用いて送信入力信号よりエコーを除去する
エコーキャンセル処理を行うため、エコー処理プロセッ
サにエコーとして入力される信号に非線形な歪が生じ、
フィルタ係数の推定精度が劣化する場合、またはエコー
処理プロセッサにエコーとして入力される信号に極めて
大きな非線形な歪が生じ、フィルタ係数の推定精度が大
幅に劣化して異音となる信号を付加してしまう場合を確
実に検知し、フィルタ係数の推定精度の劣化および異音
の付加を防止できる。
また、エコー低減処理部は、スピーカ増幅値が所定の
しきい値よりも大きい場合には、スピーカ増幅値がしき
い値よりも大きくなる前のフィルタ係数より疑似エコー
を演算する疑似エコー演算処理を行うため、エコーキャ
ンセラにエコーとして入力される信号に非線形な歪が生
じ、フィルタ係数の推定精度が劣化する場合でもエコー
除去を継続することができる。
また、エコー処理低減部は、スピーカ増幅値の変化量
の変化量に応じてダブルトーク検知の判定基準を変更す
るとともに、この判定基準に従ってダブルトークを検知
するダブルトーク検知処理と、スピーカとマイク間の音
響伝達特性よりフィルタ係数を求めるとともに、フィル
タ係数の更新の停止あるいは開始をダブルトーク判定結
果に基づいて行うフィルタ係数演算処理と、演算された
フィルタ係数と受信信号入力ポートから入力された受信
入力信号より疑似エコーを演算する疑似エコー演算処理
と、この擬似エコーを用いて送信入力信号よりエコーを
除去するエコーキャンセル処理を行うため、スピーカ増
幅値が大きく変化しても、その時をダブルトークと誤判
定してフィルタ係数の更新を停止することが防がれ、適
正にエコー除去することができる。
また、エコー処理低減部は、スピーカ増幅値の変化量
の変化量に応じてダブルトーク検知の判定基準を変更
し、ダブルトークの検知を行うダブルトーク検知処理
と、疑似エコーを用いて送信入力信号のエコー成分を低
減し残差信号を生成するエコーキャンセル手段と、ダブ
ルトーク処理の検知結果に基づいて変化する減衰量で残
差信号を抑圧するエコーサプレス処理を行うので、ダブ
ルトークと誤判定されることが防がれ残差信号が適正に
抑圧されるため、エコーキャンセル処理で除去しきれな
かったエコー成分を抑圧することができる。
また、エコー低減処理部は、エコーを含む送信入力信
号を、スピーカ増幅値に応じた減衰量で抑圧するエコー
サプレス処理を行うため、エコーキャンセル処理でエコ
ーを除去しきれなくても、エコーサプレス処理を行い、
エコーキャンセル処理が施された信号に含まれる残留エ
コーをスピーカ増幅値に応じて抑圧することができる。
産業上の利用可能性 以上のように、本発明にかかる音声通信装置ならびに
エコー処理プロセッサは、例えば、車載電話、携帯電話
等の音声通信に用いるのに適している。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 3/23 H04M 1/60

Claims (22)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 音量調整手段を用いて端末利用者が調整
    したスピーカ音量に対応するスピーカ増幅値を出力する
    制御ＣＰＵと、復調、音声復号化された受信入力信号が
    前記スピーカ増幅値に応じて増幅されてスピーカから出
    力された出力音声のうち、マイクを介して入力された送
    信入力信号に混入したエコーを、前記制御ＣＰＵから出
    力されたスピーカ増幅値に応じて低減させるエコー処理
    装置を備え、 前記エコー処理装置は、スピーカ増幅値の変化量に応じ
    て増幅された受信入力信号と、マイクとスピーカ間の音
    響伝達特性より演算されるフィルタ係数より疑似エコー
    を求め、この疑似エコーを用いて、エコーを含む送信入
    力信号より前記エコーを除去するエコーキャンセル手段
    を備えたことを特徴とする音声通信装置。
  2. 【請求項２】 音量調整手段を用いて端末利用者が調整
    したスピーカ音量に対応するスピーカ増幅値を出力する
    制御ＣＰＵと、復調、音声復号化された受信入力信号が
    前記スピーカ増幅値に応じて増幅されてスピーカから出
    力された出力音声のうち、マイクを介して入力された送
    信入力信号に混入したエコーを、前記制御ＣＰＵから出
    力されたスピーカ増幅値に応じて低減させるエコー処理
    装置を備え、 前記エコー処理装置は、スピーカとマイク間の音響伝達
    特性より演算されるフィルタ係数をスピーカ増幅値の変
    化量に応じて変化させるとともに、このフィルタ係数と
    受信入力信号より疑似エコーを求め、この疑似エコーを
    用いて、エコーを含む送信入力信号より前記エコーを除
    去するエコーキャンセル手段を備えたことを特徴とする
    音声通信装置。
  3. 【請求項３】 エコーキャンセル手段は、スピーカ増幅
    値の変化量が予め定めた変化量よりも大きい場合には、
    フィルタ係数を段階的に変化させることを特徴とする請
    求項２に記載の音声通信装置。
  4. 【請求項４】 エコーキャンセル手段は、スピーカ増幅
    値の変化量が予め定めた変化量よりも大きい場合には、
    フィルタ係数をゼロ乃至ゼロに近い値にすることを特徴
    とする請求項２に記載の音声通信装置。
  5. 【請求項５】 エコーキャンセル手段は、所定の時間内
    でのスピーカ増幅値の変化量が予め定めた変化量よりも
    大きい場合には、フィルタ係数を変化させることを特徴
    とする請求項２に記載の音声通信装置。
  6. 【請求項６】 エコーキャンセル手段は、スピーカ増幅
    値が所定のしきい値よりも大きい場合には、疑似エコー
    をゼロあるいはゼロに近い値に変化させることを特徴と
    する請求項１に記載の音声通信装置。
  7. 【請求項７】 エコーキャンセル手段は、スピーカ増幅
    値が所定のしきい値よりも大きい場合には、疑似エコー
    を所定量だけ減衰させることを特徴とする請求項１に記
    載の音声通信装置。
  8. 【請求項８】 エコーキャンセル手段は、スピーカ増幅
    値が所定のしきい値よりも大きい場合には、前記スピー
    カ増幅値が前記しきい値よりも大きくなる前のフィルタ
    係数より演算した疑似エコーを用いることを特徴とする
    請求項１に記載の音声通信装置。
  9. 【請求項９】 音量調整手段を用いて端末利用者が調整
    したスピーカ音量に対応するスピーカ増幅値を出力する
    制御ＣＰＵと、復調、音声復号化された受信入力信号が
    前記スピーカ増幅値に応じて増幅されてスピーカから出
    力された出力音声のうち、マイクを介して入力された送
    信入力信号に混入したエコーを、前記制御ＣＰＵから出
    力されたスピーカ増幅値に応じて低減させるエコー処理
    装置を備え、 前記エコー処理装置は、スピーカ増幅値の変化量に応じ
    てダブルトーク検知の判定基準を変更するとともに、こ
    の判定基準に従ってダブルトークを検知するダブルトー
    ク検知手段と、マイクとスピーカ間の音響伝達特性より
    演算されるフィルタ係数から疑似エコーを求め、この疑
    似エコーを用いて、エコーを含む送信入力信号より前記
    エコーを除去するとともに、前記ダブルトーク検知手段
    の検知結果に基づいて、前記フィルタ係数の更新の停止
    あるいは開始を行うエコーキャンセル手段を備えること
    を特徴とする音声通信装置。
  10. 【請求項１０】 音量調整手段を用いて端末利用者が調
    整したスピーカ音量に対応するスピーカ増幅値を出力す
    る制御ＣＰＵと、復調、音声復号化された受信入力信号
    が前記スピーカ増幅値に応じて増幅されてスピーカから
    出力された出力音声のうち、マイクを介して入力された
    送信入力信号に混入したエコーを、前記制御ＣＰＵから
    出力されたスピーカ増幅値に応じて低減させるエコー処
    理装置を備え、 前記エコー処理装置は、スピーカ増幅値の変化量に応じ
    てダブルトーク検知の判定基準を変更するとともに、こ
    の判定基準に従ってダブルトークを検知するダブルトー
    ク検知手段と、疑似エコーを用いて送信入力信号のエコ
    ー成分を低減し残差信号を生成するエコーキャンセル手
    段と、前記ダブルトーク検知手段の検知結果に基づいて
    変化する減衰量で前記残差信号を抑圧するエコーサプレ
    ス手段を備えることを特徴とする音声通信装置。
  11. 【請求項１１】 ダブルトーク検知手段は、送信入力信
    号のパワーと残差信号のパワーとの比較に基づいてダブ
    ルトークを検出するとともに、前記送信入力信号のパワ
    ーに乗じる重み係数をスピーカ増幅値の変化量に応じて
    変更することによりダブルトーク判定の基準を変更する
    ことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の音声
    通信装置。
  12. 【請求項１２】 エコー処理装置は、エコーを含む送信
    入力信号を制御ＣＰＵから出力されたスピーカ増幅値に
    応じた減衰量で抑圧するエコーサプレス手段を備えたこ
    とを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載
    の音声通信装置。
  13. 【請求項１３】 エコー処理装置は、ディジタルシグナ
    ルプロセッサであることを特徴とする請求項１から請求
    項１２のいずれかに記載の音声通信装置。
  14. 【請求項１４】 音声情報を含む受信入力信号が入力さ
    れる受信信号入力ポートと、音量調整手段を用いて調整
    された音量に応じてスピーカ増幅値が入力されるスピー
    カ増幅値入力ポートと、端末利用者の発する音声を含む
    送信入力信号が入力される送信信号入力ポートと、前記
    スピーカ増幅値に応じて前記受信入力信号が増幅されて
    スピーカから出力された出力音声のうち前記送信入力信
    号に混入したエコーを、前記スピーカ増幅値入力ポート
    を介して入力されたスピーカ増幅値に応じて低減するエ
    コー低減処理を行うエコー低減処理部を備え、 前記エコー低減処理部は、スピーカ増幅値入力ポートか
    ら入力されたスピーカ増幅値の変化量に応じて、受信信
    号入力ポートから入力された受信入力信号を増幅する増
    幅処理と、スピーカとマイク間の音響伝達特性よりフィ
    ルタ係数を求めるフィルタ係数演算処理と、演算された
    フィルタ係数と前記増幅された受信入力信号より疑似エ
    コーを演算する疑似エコー演算処理と、前記疑似エコー
    を用いて送信入力信号よりエコーを除去するエコーキャ
    ンセル処理を行うことを特徴とするエコー処理プロセッ
    サ。
  15. 【請求項１５】 音声情報を含む受信入力信号が入力さ
    れる受信信号入力ポートと、音量調整手段を用いて調整
    された音量に応じてスピーカ増幅値が入力されるスピー
    カ増幅値入力ポートと、端末利用者の発する音声を含む
    送信入力信号が入力される送信信号入力ポートと、前記
    スピーカ増幅値に応じて前記受信入力信号が増幅されて
    スピーカから出力された信号音声のうち前記送信入力信
    号に混入したエコーを、前記スピーカ増幅値入力ポート
    を介して入力されたスピーカ増幅値に応じて低減するエ
    コー低減処理を行うエコー低減処理部を備え、 前記エコー低減処理部は、スピーカとマイク間の音響伝
    達特性よりフィルタ係数を求めるフィルタ係数演算処理
    と、演算されたフィルタ係数をスピーカ増幅値入力ポー
    トから入力されたスピーカ増幅値の変化量に応じて変化
    させるとともに、このフィルタ係数と受信信号入力ポー
    トから入力された受信入力信号より疑似エコーを演算す
    る疑似エコー演算処理と、前記疑似エコーを用いて送信
    入力信号よりエコーを除去するエコーキャンセル処理と
    を行うことを特徴とするエコー処理プロセッサ。
  16. 【請求項１６】 エコー低減処理部は、スピーカ増幅値
    の変化量が予め定めた変化量よりも大きい場合には、フ
    ィルタ係数を段階的に変化させる疑似エコー演算処理を
    行うことを特徴とする請求項１５に記載のエコー処理プ
    ロセッサ。
  17. 【請求項１７】 エコー低減処理部は、スピーカ増幅値
    の変化量が予め定めた変化量よりも大きい場合には、フ
    ィルタ係数をゼロ乃至ゼロに近い値にする疑似エコー演
    算処理を行うことを特徴とする請求項１５に記載のエコ
    ー処理プロセッサ。
  18. 【請求項１８】 エコー低減処理部は、所定の時間内で
    のスピーカ増幅値の変化量が予め定めた変化量よりも大
    きい場合には、フィルタ係数を変化させる疑似エコー演
    算処理を行うことを特徴とする請求項１５に記載のエコ
    ー処理プロセッサ。
  19. 【請求項１９】 音声情報を含む受信入力信号が入力さ
    れる受信信号入力ポートと、音量調整手段を用いて調整
    された音量に応じてスピーカ増幅値が入力されるスピー
    カ増幅値入力ポートと、端末利用者の発する音声を含む
    送信入力信号が入力される送信信号入力ポートと、前記
    スピーカ増幅値に応じて前記受信入力信号が増幅されて
    スピーカから出力された信号音声のうち前記送信入力信
    号に混入したエコーを、前記スピーカ増幅値入力ポート
    を介して入力されたスピーカ増幅値に応じて低減するエ
    コー低減処理を行うエコー低減処理部を備え、 前記エコー低減処理部は、スピーカ増幅値が所定のしき
    い値よりも大きい場合には、前記スピーカ増幅値が前記
    しきい値よりも大きくなる前のフィルタ係数より疑似エ
    コーを演算する疑似エコー演算処理を行うことを特徴と
    するエコー処理プロセッサ。
  20. 【請求項２０】 音声情報を含む受信入力信号が入力さ
    れる受信信号入力ポートと、音量調整手段を用いて調整
    された音量に応じてスピーカ増幅値が入力されるスピー
    カ増幅値入力ポートと、端末利用者の発する音声を含む
    送信入力信号が入力される送信信号入力ポートと、前記
    スピーカ増幅値に応じて前記受信入力信号が増幅されて
    スピーカから出力された信号音声のうち前記送信入力信
    号に混入したエコーを、前記スピーカ増幅値入力ポート
    を介して入力されたスピーカ増幅値に応じて低減するエ
    コー低減処理を行うエコー低減処理部を備え、 前記エコー低減処理部は、スピーカ増幅値の変化量に応
    じてダブルトーク検知の判定基準を変更するとともに、
    この判定基準に従ってダブルトークを検知するダブルト
    ーク検知処理と、スピーカとマイク間の音響伝達特性よ
    りフィルタ係数を求めるとともに、前記フィルタ係数の
    更新の停止あるいは開始を前記ダブルトーク判定結果に
    基づいて行うフィルタ係数演算処理と、演算されたフィ
    ルタ係数と受信信号入力ポートから入力された受信入力
    信号より疑似エコーを演算する疑似エコー演算処理と、
    この疑似エコーを用いて送信入力信号よりエコーを除去
    するエコーキャンセル処理を行うことを特徴とするエコ
    ー処理プロセッサ。
  21. 【請求項２１】 音声情報を含む受信入力信号が入力さ
    れる受信信号入力ポートと、音量調整手段を用いて調整
    された音量に応じてスピーカ増幅値が入力されるスピー
    カ増幅値入力ポートと、端末利用者の発する音声を含む
    送信入力信号が入力される送信信号入力ポートと、前記
    スピーカ増幅値に応じて前記受信入力信号が増幅されて
    スピーカから出力された信号音声のうち前記送信入力信
    号に混入したエコーを、前記スピーカ増幅値入力ポート
    を介して入力されたスピーカ増幅値に応じて低減するエ
    コー低減処理を行うエコー低減処理部を備え、 前記エコー低減処理部は、スピーカ増幅値の変化量に応
    じてダブルトーク検知の判定基準を変更し、ダブルトー
    クの検知を行うダブルトーク検知処理と、疑似エコーを
    用いて送信入力信号のエコー成分を低減し残差信号を生
    成するエコーキャンセル処理と、前記ダブルトーク検知
    処理の検知結果に基づいて変化する減衰量で前記残差信
    号を抑圧するエコーサプレス処理を行うことを特徴とす
    るエコー処理プロセッサ。
  22. 【請求項２２】 エコー低減処理部は、エコーを含む送
    信入力信号を、スピーカ増幅値に応じた減衰量で抑圧す
    るエコーサプレス処理を行うことを特徴とする請求項１
    ４から請求項２１のいずれかに記載のエコー処理プロセ
    ッサ。
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