JPH02209027A - 音響エコーキャンセラー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　　　要〕 エコー消去回路と音響エコー経路を形成するスピーカ及
びマイクとの間に手動ボリュームと増幅関し、 手動ボリュームによる送信信号の劣化を軽減することを
目的とし、 該エコー消去回路への受信信号レベルに両手動ボリュー
ムによる利得をモニタして乗算することにより音響エコ
ー経路の飽和状態を検出したとき該エコー消去回路の適
応動作を停止させる飽和動作判定回路を設けたことを構
成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、音響エコーキャンセラーに関し、特にエコー
消去回路と音響エコー経路を形成するスピーカ及びマイ
クとの間に手動ボリュームと増幅器をそれぞれ挿入した
音響エコーキャンセラーに関するものである。

拡声電話や音声会議における音響経路のエコーを消去す
るためエコーキャンセラーが必要となるが、スピーカ出
力やマイク入力を増幅器を用いて増幅し、エコー消去を
調整するため、ボリエームによって利用者が容易に操作
できることが必要となる。

〔従来の技術〕

第４図は音響系のエコーキャンセラーを示したもので、
ｌはエコー消去回路、２及び３は音響エコー経路を形成
するスピーカ及びマイク、４及び５はそれぞれ増幅器６
及び７で増幅されるスピーカ出力及びマイク入力を手動
調整するための手動ボリュームであり、エコー消去回路
ｌへの受信信号Ｒ＋−（Ｒ−Ｉｌａ曽信号Ａ）はスピー
カボリューム４で分圧され、増幅器６で増幅され信号Ｂ
としてスピーカ２から出力される。このスピーカ２の出
力音声信号Ｃはマイク３に廻り込んでしまい、マイク３
の正常な入力音声と共に信号りとしてマイクボリューム
５に与えられ、ここで分圧されて増幅器７で増幅されて
信号Ｅとしてエコー消去回路ｌに送られるが、エコー消
去回路ｌで受信信号Ｒ１、に基づいて所定のエコー消去
動作が施されることによりエコーを除去した音声信号Ｓ
　ｅａｔが送信される。

このような音響エコーキャンセラーでは、第５図に示す
ように、受信信号Ｒ！ｍ−Ｖ　ｉｓであるときに各信号
Ａ−Ｈの音声レベルがボリューム４．５及び増幅器６．
７によって飽和しないように利用者によってポリニーム
４及び５が手動調整できるようになっている（第５図の
特性ａ）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の音響エコーキャンセラ
ーにおいては、増幅器や音響機器等は容易に置き換え可
能であるため、利用者のボリューム４．５による利得が
過大になると、第５図の特性すに示すように各点の信号
レベルが飽和レベルＸ、〜Ｘ、に達してしまい各点での
飽和によって非線形な伝送経路となってしまう。

このようにエコー信号に非線形な部分が含まれると、エ
コーキャンセラー自体が一種の線形予測を行うものであ
るので、エコーキャンセラーは正しくエコー経路を推定
することができずエコー消去特性が著しく劣化してしま
い、以て送信音声信号が劣化してしまうという問題点が
あった。

従って、本発明は、ニブ−消去回路と音響エコー経路を
形成するスピーカ及びマイクとの間に手動ポリニームと
増幅器をそれぞれ挿入した音響エコーキャンセラーにお
いて、手動ボリュームによる送信信号の劣化を軽減する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するため、本発明に係る音響エコーキ
ャンセラーでは、第１図に概念的に示すように、エコー
消去回路１への受信信号レベルに両手動ポリニーム４．
５による利得をモニタして乗算することにより音響エコ
ー経路の飽和状態を検出したとき該エコー消去回路１の
適応動作を停止させる飽和動作判定回路８を設けたもの
である。

〔作　　　用〕

第１１！Ｉにおいて、飽和動作判定回路８はスピーカボ
リューム４及びマイクボリューム５の設定状態、即ち利
得をモニタし、これらボリューム４及び５の利得を、エ
コー消去回路１の受信信号Ｒ４ｇ（Ｒ−＠ｔ）のレベル
Ｖｉａに対して掛けることにより、音響エコー経路にお
けるスピーカ入力又はマイク出力の飽和状態を検出した
とき、エコー消去回路ｌの適応動作を停止させる。

これにより、エコー経路が線形動作をしている間だけエ
コー消去回路に、よる適応動作を行うので、エコー経路
が非線形状態になるときのエコー消去回路による送信音
声出力の不必要な劣化を防ぐことができる。

〔実　施　例〕

第２図は、本発明に係る音響エコーキャンセラーに用い
る飽和動作判定回路８の一実施例を示したもので、この
実施例では、１１はエコー消去回路１の受信信号Ｒ１Ｒ
の入力レベルｖ！、とスピーカボリューム４のモニタ利
得を示す信号Ｇ、とを乗算する乗算器、１２は乗算器１
１の出力信号Ｘとマイクポリニーム５のモニタ利得Ｇ、
とを乗算する乗算器、１３は出力信号ＸＩとその閾値Ｔ
ｈｌとを比較するコンパレータ、１４は乗算器１２の出
力信号Ｘ２とその閾値Ｔｈ２とを比較するコンパレータ
、そして１５はコンパレータ１３と１４の出力信号ＳＴ
Ｉ、Ｓｒ１を入力してエコー消去回路１の動作停止信号
ＳＴを発生するＯＲゲートである。

次に第２図の実施例の動作を第１図を参照して説明する
。

エコー消去回路１の受信信号Ｒｉｍの入力レベルＶ　ｉ
ｎとスピーカボリューム４のモニタ利得Ｇ１とを乗算器
１１で乗算するとその乗算出力Ｘ１は増幅器６の出力レ
ベル、即ちスピーカ２の入力レベルを示すことになる。

従って、この出力信号Ｘ１が閾値Ｔｈｌを越えていると
きにはコンパレータ１３の出力ＳＴＩは′Ｈ″レベルと
なりＯＲゲート１５から適応動作停止信号ＳＴがエコー
消去回路１に与えられる。尚、この場合の閾値Ｔｈｌは
スピーカボリューム４からマイク３へ至るエコー経路に
おける飽和点を支配するレベル（飽和点の最も低いレベ
ルで第５図に示すレベルＸＣ）に相当する値であり、こ
れを求めるには、例えばトレーニング信号として第１図
に示す受信信号Ｒ，，１を入力し、エコー消去回路１の
入出力信号Ｒ，，，とＳ、１１との間の歪をモニタしな
がらスピーカボリューム４の利得Ｇ、を増大させて行く
ことにより歪が増大する時（飽和する時）の値に設定す
ればよい。

また、乗算器１１の出力レベルＸｌとマイクボリューム
５のモニタ利得Ｇ、とを乗算器１２で乗算するき、その
乗算出力Ｘ２はマイク増幅器７の出力レベルを示すこと
になる。従って、その乗算出力Ｘ２が閾値Ｔｈ２を越え
ているときにはコンパレータ１４の出力ＳＴ２は、′Ｈ
″レベルとなりＯＲゲート１５から適応動作停止信号Ｓ
Ｔがエコー消去回路ｌに与えられる。この場合の閾値Ｔ
ｈ２は閾値Ｔｈｌと同様にトレーニングを行い、マイク
ボリューム５の利得Ｇ、を増大させることによりＲ，□
−５１間の歪が増大する点での値に設定すればよい。

第３図は第１図及び第２図に示したボリューム利得Ｇ、
とＧ、をモニタするための実施例を示したもので、スピ
ーカボリューム４又はマイクボリューム５と連動する２
連ボリユーム２０を用い、基準電圧Ｖ、を分圧すること
によりボリューム利得Ｇ、、Ｇ、を得ている。

即ち、ボリューム４．５の回転角φと抵抗変化が比例す
ると考えると、ボリュームによる入力信号Ｒｉ、　（Ｍ
、、ｔ　）の分圧比には、Ｋ−φ／Φ　（Φは最大回転
角） となるので、増幅器６．７の固定利得をＧ、とすると、
例えばスピーカボリューム４と増幅器６とによる利得Ｇ
ｖは、 Ｃ；、−Ｇ、　　・Ｋ−Ｇ、　　・φ／Φ　　　　−（
１）となる。

一方、基準電圧Ｖ、のモニタ値ＧＳ（Ｇ、）は、Ｇ　ｓ
　＝　Ｖ　ｔ　　・φ／Φ　　　　　　　　　・・・（
２）となる。

従って、（１）式及び（２）式からφ／Φを消去すると
、上記の利得Ｇｖはモニタ電圧Ｇ、に次式（３）の関係
を適用して求めることができる。

Ｇｖ　−（ＧＡ／Ｖｔ　）　　・Ｇｖ　　　　　　　−
（３）このように、スピーカボリューム４及びマイクボ
リューム５のモニタ利得Ｇ、　、Ｇ、は、それぞれスピ
ーカ増幅器６及びマイク増幅器７の固定利得が内包され
た形で飽和動作判定回路８に与えられている。

但し、ボリューム４．５の利得（分圧比）のみをモニタ
し、増幅器６．７の利得を第２図の乗算器１１．１２で
それぞれ乗算しても式（３）と同様の出力が得られる。

尚、上記の説明では、増幅器６．７の出力電圧レベルを
モニタして飽和判定することは行っていないが、その理
由について説明する。

エコーキャンセラーの適応動作の保護のためには、飽和
状態をなるべく速（検出して適応を停止させる必要があ
る。

このために増幅器出力レベルをモニタすると、レベル検
出の動作速度は有限であり、実際の信号に対しては検出
に遅れが生ずる。

一方、信号の流れを見ると、Ｒ１Ｒ→Ｒ，、、→スピー
カ増幅器→スピーカ→マイク→マイク増幅器→Ｓ１とな
っており、各構成要素（増幅器、スピーカ等）で遅延が
ある。

このため、実際に増幅器６．７の出力電圧レベルを検出
するよりも、Ｒ＋−（Ｍ、−％）で検出したレベルを用
いる方が速く飽和状態を検出することができることにな
る。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係る音響エコーキャンセラーによ
れば、飽和動作判定回路を設け、エコー消去回路への受
信信号レベルにスピーカボリューム及びマイクボリュー
ムによるモニタ利得を乗算することにより音響エコー経
路の飽和状態を検出しエコー消去回路の適応動作を停止
させるように構成したので、各ボリュームの操作によっ
てエコー経路の利得や飽和点が変化しても、エコー経路
推定の乱れを防止することができ、安定したエコー消去
動作が得られるため、エコー経路が非線形状態になると
きのエコー消去回路による送信音声出力の不必要な劣化
を防ぐことができる。

また、ボリューム利得自体をモニタしているので、迅速
な判定動作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る音響エコーキャンセラーを原理的
に示したブロック構成図、 第２図は本発明に係る音響エコーキャンセラーに用いる
飽和動作判定回路の一実施例を示した回路図、 第３図は本発明によるボリューム利得のモニタの一実施
例を示した回路図、 第４図は従来の音響エコーキャンセラーを示したブロッ
ク図、 第５図は従来例の動作を説明するためのレベル変化図、
である。 第１図において、 １・・・エコー消去回路、 ２・・・スピーカ、 ３・・・マイク、 ４・・・スピーカボリューム、 ５・・・マイクポリニーム、 ６・・・スピーカ増幅器、 ７・・・マイク増幅器。 図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エコー消去回路（１）と音響エコー経路を形成するスピ
   ーカ（２）及びマイク（３）との間に手動ボリューム（
   ４）（５）と増幅器（６）（７）をそれぞれ挿入した音
   響エコーキャンセラーにおいて、 該エコー消去回路（１）への受信信号レベルに両手動ボ
   リューム（４）（５）による利得をモニタして乗算する
   ことにより音響エコー経路の飽和状態を検出したとき該
   エコー消去回路（１）の適応動作を停止させる飽和動作
   判定回路（８）を設けたことを特徴とする音響エコーキ
   ャンセラー。