JP5652223B2 - エコーキャンセラ評価装置及びエコーキャンセラ評価方法 - Google Patents
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Description
例えば特許文献1には、IP電話に対して音声通話中にサービスに妨害を与えることなく、送話者エコー(電話回線のエコー)の品質を測定するために、送話パケットと受話パケットから、送話音声信号と受話音声信号を復号し、送話音声信号と音響エコーのエコーキャンセラアルゴリズムから音響エコーを求め、受話音声信号から音響エコーを除外して、電話回線エコーを推定し、送話音声信号と推定エコー信号のパワー比を計算する方法について開示されている。
また、特許文献1に開示されている従来技術は、確かにエコーを測定する点では本発明と類似しているが、音響エコーキャンセラの品質を評価(測定・試聴)できないという問題については解消できていない。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、音響エコーキャンセラの品質を簡単な構成で正確に、且つ迅速に評価(測定・試聴)することができるエコーキャンセラ評価装置を提供することを目的とする。
本発明の最も大きな特徴は、マイクから収音した出力信号をエコーキャンセラに通した信号と、エコーキャンセラを通さない信号に分割してセレクタに入力し、セレクタによりそれぞれの信号を選択して信号レベルを計算し、その計算結果を表示手段の同一画面上に重畳して表示する点にある。これにより、エコーキャンセラの機能が働いたときと、働かないときのレベル差を一目瞭然に把握することができる。
本発明では、送話音入力端子(Sin)、送話音出力端子(Sout)、受話音入力端子(Rin)、及び受話音出力端子(Rout)を備えた音響エコーキャンセラを評価する。そのために、Rinに入力する受話音用音源と、送話音用音源とを備え、それらの音源から出力された信号を増幅してスピーカにより拡声して送話音用マイクで収音する。収音された送話音、又は/及び、受話音は、被測定エコーキャンセラのSinに入力される。Soutは、送話音用マイクが収音した受話音を消去して送話音はそのまま出力する働きがあるので、エコーキャンセラを通さない信号レベルと、エコーキャンセラを通した信号レベル(Sout)を計算することにより、エコーキャンセラの品質を評価することができる。これにより、測定すべきエコーキャンセラを各端子に接続するだけで、即座に評価結果を出力することができる。
評価方法には、シングルトークの評価方法とダブルトークの評価方法がある。本発明では、送話音と受話音が同時に送話音用マイクに入力されたときに、受話音の消去状況と、送話音がどれだけ損なわずに出力されるかを評価するダブルトークの評価方法である。即ち、遠隔会議を行っている2つの会議室の両方の話者が発言する場合である。これを実現するには、送話音用音源を停止して、受話音用音源から受話音信号を出力し、評価するエコーキャンセラを機能させないときの第1の信号レベルと、受話音用音源を停止して、送話音用音源から送話音を出力し、評価するエコーキャンセラを機能させないときの第2の信号レベルと、送話音用音源と受話音用音源から送話音信号と受話音信号を出力し、評価するエコーキャンセラを機能させたときの第3の信号レベルと、を計算して、その結果を同一画面上に表示する。これにより、受話音のエコーがどれだけキャンセルされ、送話音の損失がどれだけかを評価することができる。
評価方法には、シングルトークの評価方法とダブルトークの評価方法がある。本発明では、送話音が無いときに、送話音用マイクに入力された受話音をどれだけ小さくできるかを評価するシングルトークの評価方法である。即ち、遠隔会議を行っている2つの会議室の一方のみの話者が発言する場合である。これを実現するには、送話音用音源を停止して、受話音用音源から受話音を出力し、評価するエコーキャンセラを機能させたときの音声レベルと機能させないときの音声レベルを計算して、その結果を同一画面上に表示する。これにより、受話音のエコーがどれだけキャンセルできるかを評価することができる。
本発明では、セレクタによりエコーキャンセラを機能させたときと、機能させないときの音声の違いをヘッドホン等で試聴することができる。これにより、エコーキャンセルの効果を直接感知することができる。
請求項4の効果は、上述した請求項1の効果と同様である。
図1は、本発明の実施形態に係るエコーキャンセラ評価装置の全体構成について説明する図である。本発明のエコーキャンセラ評価装置8は、送話音マイク(以下、単にマイクと呼ぶ)2により収音した送話音及び受話音を入力する送話音入力端子(Sin)、マイク2が収音した受話音18を消去して送話音17はそのまま出力する送話音出力端子(Sout)、受話音18の音源を入力する受話音入力端子(Rin)、及び受話音18を出力する受話音出力端子(Rout)を備えた音響エコーキャンセラ(以下、単にエコーキャンセラと呼ぶ)4の品質を評価するエコーキャンセラ評価装置8であって、受話音入力端子に入力する音源を生成する受話音用音源13と、送話音17となる音源を生成する送話音用音源15と、この送話音用音源15から出力された送話音を増幅するスピーカアンプ7と、スピーカアンプ7により増幅された送話音を拡声する送話音用話者スピーカ1と、受話音出力端子から出力された受話音を増幅するスピーカアンプ6と、スピーカアンプ6より増幅された受話音を拡声する受話音用スピーカ5と、送話音用話者スピーカ1、又は/及び、受話音用スピーカ5から拡声された音を収音するマイク2と、マイク2の音を増幅するマイクアンプ3と、マイクアンプ3の出力信号と送話音出力信号端子の出力信号の何れか一方を選択するセレクタ10と、セレクタ10により選択された出力信号の信号レベルを算出するレベル算出器(レベル算出手段)9と、レベル算出器9により算出した信号レベルを時系列に表示する表示手段14と、エコーキャンセラ評価装置8の全体動作を制御する制御手段16と、を備えて構成されている。
シングルトークの評価とは、エコーキャンセラ4の評価方法の1つであり、送話音17が無い時に、マイク2に入った受話音をどれだけ小さくできるかを評価する方法である。遠隔会議を行なっている2つの会議室の一方のみの話者が発言する場合であるので、シングルトークと呼ばれている。
この場合、送話音用音源15からは音声を出力しない。受話音用音源13から受話音18を出力し、評価したいエコーキャンセラ4のRin端子に受話音信号を入力する。マイク2に入った受話音18が、エコーキャンセラ4のSin端子に入力され、エコーキャンセラ4内で受話音18が消去され、Sout端子からエコーキャンセル後の音声信号が出力される。この音声信号レベルが時系列でどのように変化するかを計算する。
この値の常用対数(log10)を算出し、20を掛けた値が信号レベル(デシベル:dB)になる。この結果、8msec間の信号レベルが求まる。この計算を128サンプル毎(8msec毎)に行なうと、8msec毎の信号レベルの時間変化が求まる。信号レベルの時間変化は以上の様にして計算する。
以下、「信号レベルの時間変化を計算する」という記述は、上記の計算を意味する。同時に、ヘッドホンアンプを介して、ヘッドホンに音声を出力して、エコーの消去状況を試聴する。
エコーの消去状況を、エコーキャンセラ4を使わない(エコーキャンセラの機能が無効になっている)場合と比較するために、セレクタ10で、マイクアンプ出力(セレクタ10の入力1)とエコーキャンセラ出力(セレクタ10の入力2)のどちらかを選択して出力するようにしている。
この処理フローでは、まず、エコーキャンセラ4の機能が無効になっている場合を評価し、次に、エコーキャンセラ機能を有効にした場合を評価する。以下に処理フローを説明する。まず、セレクタ10を入力1が出力するように設定し、マイクアンプ3の出力(セレクタの入力1)を出力するようにする(S1)。次に、受話音用音源13から受話音声を出力し、エコーキャンセラ4のRin端子へ入力する(S2)。エコーキャンセラ機能を無効にした場合のレベル1の時間変化を計算する(S3)。そして、受話音用音源13から受話音声の出力を停止する(S4)。
次に、セレクタ10を入力2が出力するように設定し、エコーキャンセラ出力(セレクタの入力2)を出力するようにする(S5)。そして、受話音用音源13から受話音声を出力し、エコーキャンセラ4のRin端子へ入力する(S6)。エコーキャンセラ機能を有効にした場合のレベル2の時間変化を計算する(S7)。そして、受話音用音源13から受話音声の出力を停止する(S8)。レベル1とレベル2の時間変化を重ねて表示する(S9)。
図3に示した処理フローの結果、図4に示すような音声レベルの時間変化の比較が得られる。図中、実線20が、エコーキャンセラの機能が無効になっている場合の出力音声の時間変化(レベル1)である。エコーキャンセラ4を使わないと、マイク2に入った受話音がそのまま出力される。図中、破線21が、エコーキャンセラ4の機能が有効になっている場合の出力音声の時間変化(レベル2)である。エコーキャンセラ4により、受話音18が消去され、音声レベルが低下しているのが分る。レベル1とレベル2の差27がエコーキャンセラのエコー消去性能(エコー消去量)を示す。以上のようにして、シングルトーク時のエコーキャンセラを評価できる。
ダブルトークの評価とは、エコーキャンセラ4の評価方法の1つであり、送話音17と受話音18との両方が同時にマイク2に入った時に、受話音18の消去状況と、送話音17がどれだけ損なわずに出力されるかを評価する方法である。遠隔会議を行なっている2つの会議室の両方の話者が発言する場合であるので、ダブルトークと呼ばれている。
送話音用音源15から音声を出力し、送話音用話者スピーカ1から送話音17を出力する。受話音用音源13から受話音を出力し、評価したいエコーキャンセラ4のRin端子に受話音を入力する。マイク2に入った送話音17と受話音18が、エコーキャンセラ4のSin端子に入力され、エコーキャンセラ4内で受話音18が消去され、Sout端子からエコーキャンセル後の音声が出力される。この音声出力信号レベルの時間変化を計算する。同時に、ヘッドホンアンプ11を介して、ヘッドホン12に音声を出力して、エコーの消去状況と送話音を試聴する。
エコーキャンセラ4を使わない(エコーキャンセラの機能が無効になっている)場合と比較するために、セレクタ10で、マイクアンプ3の出力(セレクタの入力1)とエコーキャンセラ出力(セレクタの入力2)のどちらかを選択して出力するようにしている。
この処理フローでは、まず、エコーキャンセラ4の機能が無効になっている場合の受話音18を評価し、次に、エコーキャンセラ4の機能が無効になっている場合の送話音17を評価し、最後に、エコーキャンセラ機能を有効にした場合の受話音18と送話音17を評価する。まず、セレクタ10が入力1を出力するように設定し、マイクアンプ3の出力(セレクタの入力1)を出力するようにする(S11)。次に、受話音用音源13から受話音声を出力し、エコーキャンセラ4のRin端子へ入力する(S12)。エコーキャンセラ機能を無効にした場合のレベル1の時間変化を計算する(S13)。そして、受話音用音源13から受話音声の出力を停止する(S14)。
次に、送話音用音源15から送話音声を出力する(S15)。そして、エコーキャンセラ機能を無効にした場合のレベル2の時間変化を計算する(S16)。送話音用音源15から送話音声の出力を停止する(S17)。
即ち、評価方法には、シングルトークの評価方法とダブルトークの評価方法がある。本実施形態では、送話音17と受話音18が同時にマイク2に入力されたときに、受話音18の消去状況と、送話音17がどれだけ損なわずに出力されるかを評価するダブルトークの評価方法である。即ち、遠隔会議を行っている2つの会議室の両方の話者が発言する場合である。これを実現するには、送話音用音源15を停止して、受話音用音源13から受話音を出力し、評価するエコーキャンセラ4を機能させないときの第1の音声レベルと、受話音用音源13を停止して、送話音用音源15から送話音を出力し、評価するエコーキャンセラ4を機能させないときの第2の音声レベルと、送話音用音源15と受話音用音源13から送話音17と受話音18を出力し、評価するエコーキャンセラ4を機能させたときの第3の音声レベルと、を計算して、その結果を重畳して表示する。これにより、受話音18のエコーがどれだけキャンセルされ、送話音の損失がどれだけかを評価することができる。
又、受話音用音源13から受話音を出力せず、送話音用音源15から送話音を出力して、送話音だけのシングルトークの評価も同様に行なえる。更に、セレクタ10の出力音声信号を記録する録音手段と、録音した音声を再生する再生手段を追加することにより、シングルトーク、ダブルトーク時の音声を後で試聴することもできる。
Claims (4)
- マイクにより収音した送話音信号、又は/及び、受話音信号を入力する送話音入力端子、前記マイクが収音した前記受話音信号を消去して前記送話音信号はそのまま出力する送話音出力端子、前記受話音信号の音源を入力する受話音入力端子、及び該受話音信号を出力する受話音出力端子を備えた音響エコーキャンセラの品質を評価するエコーキャンセラ評価装置であって、
前記マイクの出力信号と前記送話音出力端子の出力信号の何れか一方を選択するセレクタと、
該セレクタにより選択された出力信号の信号レベルを夫々計算して、該計算結果を同一画面上に重畳して表示する表示手段と、
前記受話音入力端子に入力する音源を生成する受話音用音源と、
前記送話音信号となる音源を生成する送話音用音源と、
該送話音用音源から出力された送話音信号を拡声する送話音用話者スピーカと、
前記受話音出力端子から出力された受話音信号を拡声する受話音用スピーカと、
前記セレクタにより選択された出力信号の信号レベルを算出するレベル算出手段と、
該エコーキャンセラ評価装置全体の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記マイクは、前記送話音用話者スピーカ、又は/及び、前記受話音用スピーカから拡声された音を収音し、
前記表示手段は、前記レベル算出手段により算出した信号レベルを時系列に表示し、
前記制御手段は、前記受話音用音源から受話音信号のみを出力し、前記セレクタにより前記送話音用マイクの出力信号を選択したときの信号レベルを第1のレベルとして前記レベル算出手段により算出し、
前記送話音用音源から送話音信号のみを出力し、前記セレクタにより前記送話音用マイクの出力信号を選択したときの信号レベルを第2のレベルとして前記レベル算出手段により算出し、
前記受話音用音源からの受話音信号、及び前記送話音用音源からの送話音信号を同時に出力し、前記送話音出力端子の送話音信号を選択したときの信号レベルを第3のレベルとして前記レベル算出手段により算出し、
前記レベル算出手段により算出された前記第1のレベル、第2のレベル、及び第3のレベルの算出結果を前記表示手段の同一画面上に時系列に重畳して表示することを特徴とするエコーキャンセラ評価装置。 - 前記制御手段は、前記受話音用音源から受話音信号を出力すると共に、前記送話音用音源からの送話音信号を停止し、前記セレクタにより前記送話音用マイクの出力信号を選択したときの信号レベルと、前記送話音出力端子の出力信号を選択したときの信号のレベルとを前記レベル算出手段により算出し、該算出結果を前記表示手段の同一画面上に表示することを特徴とする請求項1に記載のエコーキャンセラ評価装置。
- 前記セレクタにより選択された音声信号を試聴する試聴手段を更に備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載のエコーキャンセラ評価装置。
- マイクにより収音した送話音信号、又は/及び、受話音信号を入力する送話音入力端子、前記マイクが収音した前記受話音信号を消去して前記送話音信号はそのまま出力する送話音出力端子、前記受話音信号の音源を入力する受話音入力端子、及び該受話音信号を出力する受話音出力端子を備えた音響エコーキャンセラの品質を評価するエコーキャンセラ評価方法であって、
前記マイクの出力信号と前記送話音出力端子の出力信号の何れか一方を選択するセレクタと、
該セレクタにより選択された出力信号の信号レベルを夫々計算して、該計算結果を同一画面上に重畳して表示する表示手段と、
前記受話音入力端子に入力する音源を生成する受話音用音源と、
前記送話音信号となる音源を生成する送話音用音源と、
該送話音用音源から出力された送話音信号を拡声する送話音用話者スピーカと、
前記受話音出力端子から出力された受話音信号を拡声する受話音用スピーカと、
前記セレクタにより選択された出力信号の信号レベルを算出するレベル算出手段と、
を備え、
前記マイクは、前記送話音用話者スピーカ、又は/及び、前記受話音用スピーカから拡声された音を収音し、前記表示手段は、前記レベル算出手段により算出した信号レベルを時系列に表示するエコーキャンセラ評価方法であって、
該エコーキャンセラ評価装置全体の動作を制御する制御ステップを有し、
前記制御ステップは、
前記受話音用音源から受話音信号のみを出力し、前記セレクタにより前記送話音用マイクの出力信号を選択したときの信号レベルを第1のレベルとして前記レベル算出手段により算出し、
前記送話音用音源から送話音信号のみを出力し、前記セレクタにより前記送話音用マイクの出力信号を選択したときの信号レベルを第2のレベルとして前記レベル算出手段により算出し、
前記受話音用音源からの受話音信号、及び前記送話音用音源からの送話音信号を同時に出力し、前記送話音出力端子の送話音信号を選択したときの信号レベルを第3のレベルとして前記レベル算出手段により算出し、
前記レベル算出手段により算出された前記第1のレベル、第2のレベル、及び第3のレベルの算出結果を前記表示手段の同一画面上に時系列に重畳して表示することを特徴とするエコーキャンセラ評価方法。
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