JPH05102887A - 音響エコーキヤンセラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 受話信号と送話信号とが略同時に入力された
場合のダブルトーク状態を逸早く検出できるようにし、
これにより適応形フィルタの誤動作を防止して信頼性の
高いエコーキャンセルを行なう。 【構成】 エコー信号を打ち消すための適応形フィルタ
７および減算器８と、受話信号のレベルと上記減算器８
を通過した信号とのレベルを比較することによりダブル
トーク状態を検出し、このダブルトーク状態の検出期間
中に上記適応形フィルタ７のエコー経路推定動作を停止
せしめるダブルトーク検出回路９０とを備えた音響エコ
ーキャンセラにおいて、上記ダブルトーク検出回路９０
に、このダブルトーク検出回路９０への上記受話信号の
入力タイミングを所定期間遅延するための遅延回路９６
を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車電話装置
のようにハンズフリー通話モードを備えた音声通信装置
において、ハンズフリー通話時に発生する音響エコーを
キャンセルするために設けられる音響エコーキャンセラ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車電話装置等の車載用の無線
電話装置の中には、ハンドセット通話モードとは別にハ
ンズフリー通話モードを備えたものがある。ハンズフリ
ー通話モードとは、ハンドセットとは別に通信機もしく
はダッシュボード等に受話用のスピーカと送話用のマイ
クロホンとを設置し、これらのスピーカおよびマイクロ
ホンを送受話器として使用して通話を行なえるようにし
たものである。このハンズフリー通話モードを使用する
と、話者はハンドセットを持たずに通話を行なうことが
できるので、運転中でも片手運転になることなく通話を
行なうことが可能となり、運転中の安全性を高く保つ上
で著しく有効である。

【０００３】しかし、この様なハンズフリー通話モード
を使用すると、通話中にスピーカから出力された受話音
声がマイクロホンに回り込み、これが相手側に送られて
音響エコーが発生することがある。このため、この種の
電話装置には、上記音響エコーを打ち消すための音響エ
コーキャンセラを設けることが提唱されている。この音
響エコーキャンセラは、特に音声信号をディジタル化し
て伝送する無線電話装置においては、コーデック等によ
る信号遅延が大きいため必要不可欠である。

【０００４】図２は、この種のエコーキャンセラの構成
の一例を周辺回路とともに示したものである。同図にお
いて、図示しないスピーチコーデックから出力されたデ
ィジタル受話信号ＲＳは、ディジタル・アナログ変換器
（Ｄ／Ａ）１でアナログ信号に戻されたのち、受話増幅
器２で増幅されてスピーカ３から拡声出力される。一
方、話者の送話音声がマイクロホン４で集音されると、
その送話信号ＴＳは送話増幅器５を介してアナログ・デ
ィジタル変換器（Ａ／Ｄ）６でディジタル信号に変換さ
れたのち、音響エコーキャンセラの減算器８を介して図
示しないスピーチコーデックに供給される。

【０００５】また、上記スピーカ３とマイクロホン４と
の間に音響エコー経路ＥＰが存在すると、スピーカ３か
ら出力された受話音声の一部が音響エコーとなってマイ
クロホン４に入力される。上記音響エコーによるエコー
信号ＥＳは、上記送話信号と同様に送話増幅器５を介し
てＡ／Ｄ変換器６でディジタル信号に変換されたのち音
響エコーキャンセラに入力される。この音響エコーキャ
ンセラでは、上記エコー信号ＥＳが減算器８を経て残差
信号となって適応形フィルタ（ＡＤＦ）７に入力され
る。適応形フィルタ７では、上記残差信号を零にするた
めの適応動作が行なわれ、この適応動作により使用空間
の音響特性、つまり音響エコー経路ＥＰが推定される。
そして、その推定結果および受話信号ＲＳを基に、疑似
エコー信号ＥＳＳが生成される。減算器８では、上記エ
コー信号ＥＳから疑似エコー信号ＥＳＳを差し引くため
の演算処理が行なわれ、これにより上記エコー信号ＥＳ
は打ち消される。

【０００６】ところで、適応形フィルタ７の適応動作
は、受話信号ＲＳのみが存在するシングルトーク状態の
場合には正常に行なわれるが、受話中に例えば近端話者
等の周囲の人の音声ＴＶがマイクロホンに入力されるこ
とにより起こるダブルトーク状態になると、音響エコー
キャンセラはエコー信号ＥＳばかりでなく周囲の人の音
声ＴＶについても打ち消すための適応動作を行なってし
まい、この結果エコー経路ＥＰの推定結果に混乱が生じ
る。

【０００７】そこで従来では、例えば図２のようにダブ
ルトーク検出回路９を設けている。この検出回路９で
は、まず絶対値検出器９１，９４および微分回路９２，
９５によりそれぞれディジタル受話信号ＲＳおよび送話
信号ＴＳの信号レベルが検出される。次に、比較器９３
において Ｒ＝log{( 受話信号ＲＳの信号レベル) ／ (送話信号Ｔ
Ｓの信号レベル)}

【０００８】なる演算により上記検出レベルの比Ｒが求
められ、このレベル比が予め設定したしきい値と比較さ
れる。そして、レベル比Ｒがしきい値よりも小さくなっ
た場合にダブルトーク状態になったと判定して、このダ
ブルトーク状態が検出されている期間中に適応形フィル
タ７による適応動作を停止させるようにしている。この
ようにすれば、ダブルトークの状態で音響エコーキャン
セラが誤ったエコー経路ＥＰの推定を行なう不具合は防
止され、安定なエコーキャンセル動作を実現できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
音響エコーキャンセラでは、受話信号ＲＳの到来と近端
話者による送話音声ＴＶの入力とが略同時に発生した場
合に、次のような問題が生じることがあった。すなわ
ち、近端話者による送話信号レベルが受話信号レベルに
比べて小さいと、ダブルトーク検出回路９ではその検出
レベルの比Ｒがしきい値よりも大きくなるため、一旦は
シングルトークと判定される。そして、上記受話信号Ｒ
Ｓによるエコー信号ＥＳが送話路に入力され、このエコ
ー信号ＥＳの残差信号が上記近端話者の送話信号に重畳
されてダブルトーク検出回路９に入力されると、ダブル
トーク検出回路９ではこの時点で初めてダブルトークと
判定される。すなわち、ダブルトークの検出タイミング
が遅れることになる。したがって、適応形フィルタ７で
は、上記ダブルトークが検出されるまでの間に近端話者
の送話信号に対して誤った適応動作が行なわれることに
なり、この結果音響エコー経路ＥＰの推定値が混乱して
以後のエコーキャンセル動作に支障が生じていた。

【００１０】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、受話信号と送話信号とが
略同時に入力された場合のダブルトーク状態を逸早く検
出できるようにし、これにより適応形フィルタの誤動作
を防止して信頼性の高いエコーキャンセルを行ない得る
音響エコーキャンセラを提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、通話中にスピーカから出力された受話音の
一部がマイクロホンに回り込むことにより発生するエコ
ー信号から通話空間のエコー経路を推定し、この推定結
果と受話信号とに基づいて擬似エコー信号を生成して、
上記エコー信号からこの擬似エコー信号を差し引くこと
によりエコー信号を打ち消すエコーキャンセラ本体と、
受話信号のレベルと上記エコーキャンセラ本体を通過し
た信号とのレベルを比較することによりダブルトーク状
態を検出し、このダブルトーク状態の検出期間中に上記
エコーキャンセラ本体のエコー経路推定動作を停止せし
めるダブルトーク検出手段とを備えた音響エコーキャン
セラにおいて、上記ダブルトーク検出手段に、このダブ
ルトーク検出手段への上記受話信号の入力タイミングを
所定期間遅延するための遅延回路を設けたものである。

【００１２】また本発明は、遅延回路の遅延時間を、受
話信号がダブルトーク検出手段の受話路側入力端に到来
した時点から、そのエコー信号がダブルトーク検出手段
の送話路側力端に入力するまでに要する時間に設定する
ことも特徴とする。

【００１３】

【作用】この結果本発明によれば、受話信号と近端話者
の送話信号とが略同時に入力されても、ダブルトーク検
出手段には近端話者の送話信号がまず入力され、遅延回
路による所定の遅延時間が経過した後に受話信号が入力
される。このためダブルトーク検出手段では、上記近端
話者の送話信号が入力された時点で、無入力の受話信号
レベルよりも送話信号レベルの方が大きくなるため、即
時ダブルトークと判定される。すなわち、ダブルトーク
状態になった時点でこの状態を逸早く検出することが可
能となる。したがって、適応形フィルタは上記受話信号
と近端話者の送話信号とが略同時に入力された直後に、
つまりダブルトーク状態になった直後に適応動作を停止
することになり、これにより誤った適応動作は行なわれ
ず、音響エコー経路の推定値を正しい値に保持すること
が可能となる。

【００１４】また、遅延回路の遅延時間を受話信号がダ
ブルトーク検出手段の受話路側入力端に到来した時点か
ら、そのエコー信号がダブルトーク検出手段の送話路側
力端に入力するまでに要する時間に設定すれば、受話信
号に対応するエコー信号が受話路に現れるまでの期間中
の如何なる時点で近端話者の送話信号が入力された場合
でも、その時点で即時ダブルトーク状態を検出すること
が可能となる。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明の一実施例における音響エコ
ーキャンセラをその周辺回路ととともに示した回路ブロ
ック図である。なお、同図において前記図２と同一部分
には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

【００１６】ダブルトーク検出回路９０において、受話
路と絶対値検出器９１との間には遅延回路９６が介挿し
てある。この遅延回路９６には、音響エコー経路ＥＰに
おける受話音声の回り込み時間が遅延時間として設定さ
れる。なお、上記遅延時間には、正確には上記音響エコ
ー経路ＥＰにおける受話音声の回り込み時間だけではな
く、Ｄ／Ａ変換器１による遅延時間と、Ａ／Ｄ変換器６
による遅延時間および減算器８の処理遅延時間とを含め
た時間を設定すべきである。しかし、Ｄ／Ａ変換器１お
よびＡ／Ｄ変換器６による遅延時間や減算器８の処理遅
延時間は、音響エコー経路ＥＰにおける受話音声の回り
込み時間に比べて短いので、無視しても実質的には大き
な影響はない。

【００１７】このような構成であるから、通話中におい
て、いま仮にディジタル受話信号ＲＳの到来と、近端話
者の送話音声の入力とが略同時に発生したとする。そう
すると、ダブルトーク検出回路９０には上記ディジタル
受話信号ＲＳおよび上記近端話者のディジタル送話信号
がそれぞれ入力される。しかるに、このうちディジタル
送話信号ＴＳは実時間で絶対値検出器９４および微分回
路９５に入力されてレベル検出されるが、ディジタル受
話信号ＲＳは遅延回路９６により一定時間遅延されたの
ち絶対値検出器９１および微分回路９２に入力されてレ
ベル検出される。したがって、上記ディジタル受話信号
ＲＳの到来と近端話者の送話音声の入力とが略同時に発
生した直後には、ダブルトーク検出回路９０の比較器９
３では無入力の受話信号レベルと近端話者の送話信号レ
ベルとのレベル比Ｒが検出され、このレベル比Ｒがしき
い値と比較される。このため、比較器９３からはダブル
トークの検出信号が出力され、この結果適応形フィルタ
７の適応動作は停止される。すなわち、ディジタル受話
信号ＲＳの到来と近端話者の送話音声の入力とが略同時
に発生した場合には、その時点で即時ダブルトーク検出
回路９０にてダブルトークが検出されて、適応形フィル
タ７の適応動作が停止されることになる。

【００１８】そして、上記遅延回路９６による遅延時間
が経過した後には、ディジタル受話信号ＲＳのレベルが
絶対値検出器９１および微分回路９２で検出されて、比
較器９３によりその検出レベルと近端話者の送話信号レ
ベルとの比Ｒが求められ、しきい値と比較される。とこ
ろで、このとき上記近端話者の送話信号レベルがディジ
タル受話信号ＲＳのレベルよりも相当に小さいと、比較
器９３ではレベル比Ｒがしきい値以下にならずこの結果
シングルトーク状態と判定されてしまう。しかるに、上
記遅延時間経過後においては上記受話信号ＲＳの音響エ
コー信号ＥＳが送話路に入力され、このエコー信号ＥＳ
の残差信号が上記近端話者の送話信号に重畳された状態
でダブルトーク検出回路９０に入力される。このため、
送話信号のレベルと受話信号ＲＳのレベルとのレベル比
Ｒは小さくなり、この結果比較器９３ではダブルトーク
状態と判定される。すなわち、近端話者の送話信号レベ
ルがディジタル受話信号ＲＳのレベルよりも相当に小さ
い場合でも、シングルトーク状態として誤判定されるこ
とはない。

【００１９】なお以上の説明では、ディジタル受話信号
ＲＳの到来と、近端話者の送話信号の入力とが略同時に
発生した場合について述べたが、ディジタル受話信号Ｒ
Ｓの到来後、遅延回路９６の遅延時間内に近端話者の送
話信号が入力された場合にも、同様にこの送話信号の入
力時点でダブルトーク状態の検出がなされる。

【００２０】このように本実施例であれば、ダブルトー
ク検出回路９０に遅延回路９６を設け、ダブルトーク検
出回路９０に対するディジタル受話信号ＲＳの入力タイ
ミングを音響エコー経路ＥＰによる遅延時間分だけ遅延
させるようにしたので、受話信号ＲＳに対応するエコー
信号ＥＳが送話路に回り込んで現われるまでの間に、近
端話者の小レベルの送話信号が入力された場合にも、こ
の送話信号の入力時点で即時ダブルトークの発生を検出
することができる。したがって、ダブルトークになった
時点で即時適応形フィルタ７の適応動作を停止させるこ
とができ、これにより誤った適応動作が行なわれてタッ
プ係数が変化する不具合を防止することができる。

【００２１】ちなみに、従来のダブルトーク検出回路９
では、受話信号の到来と略同時に小レベルの送話信号が
入力されると、この小レベルの送話信号レベルとそれよ
りも十分に大きな受話信号レベルとの比に応じて判定が
行なわれるため、ダブルトーク状態であるにも拘らずシ
ングルトーク状態として誤判定され、この結果適応形フ
ィルタ７において誤った適応動作が行なわれてタップ係
数が最適値から変化してしまう虞れがある。

【００２２】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、上記実施例では受話路と絶対値検
出器９１との間に遅延回路９６を挿入した場合について
説明したが、遅延回路は絶対値検出器９１と微分回路９
２との間または微分回路９２と比較器９３との間に挿入
してもよい。その他、遅延回路の遅延時間やダブルトー
ク検出回路の回路構成等についても、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で種々変形して実施できる。

【００２３】

【発明の効果】以上上述したように本発明は、エコー信
号を打ち消すエコーキャンセラ本体と、受話信号のレベ
ルと上記エコーキャンセラ本体を通過した信号とのレベ
ルを比較することによりダブルトーク状態を検出し、こ
のダブルトーク状態の検出期間中に上記エコーキャンセ
ラ本体のエコー経路推定動作を停止せしめるダブルトー
ク検出手段とを備えた音響エコーキャンセラにおいて、
上記ダブルトーク検出手段に、このダブルトーク検出手
段への上記受話信号の入力タイミングを所定期間遅延す
るための遅延回路を設けたものである。

【００２４】したがって本発明によれば、受話信号と送
話信号とが略同時に入力された場合のダブルトーク状態
を逸早く検出することができ、これにより適応形フィル
タの誤動作を防止して信頼性の高いエコーキャンセルを
行ない得る音響エコーキャンセラを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における音響エコーキャンセ
ラの構成をその周辺回路とともに示した回路ブロック
図。

【図２】従来の音響エコーキャンセラの構成をその周辺
回路とともに示した回路ブロック図。

【符号の説明】

１…ディジタル・アナログ変換器（Ｄ／Ａ）、２…受話
増幅器、３…スピーカ、４…マイクロホン、５…送話増
幅器、６…アナログ・ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）、７
…適応形フィルタ（ＡＤＦ）、８…減算器、９０…ダブ
ルトーク検出回路、９１，９４…絶対値検出器、９２，
９５…微分回路、９３…比較器、９６…遅延回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通話中にスピーカから出力された受話音
   の一部がマイクロホンに回り込むことにより発生するエ
   コー信号から通話空間のエコー経路を推定し、この推定
   結果と受話信号とに基づいて擬似エコー信号を生成し
   て、上記エコー信号からこの擬似エコー信号を差し引く
   ことによりエコー信号を打ち消すエコーキャンセラ本体
   と、 受話信号のレベルと前記エコーキャンセラ本体を通過し
   た信号とのレベルを比較することによりダブルトーク状
   態を検出し、このダブルトーク状態の検出期間中に前記
   エコーキャンセラ本体のエコー経路推定動作を停止せし
   めるダブルトーク検出手段とを備え、 前記ダブルトーク検出手段に、前記受話信号の入力タイ
   ミングを所定期間遅延するための遅延回路を設けたこと
   を特徴とする音響エコーキャンセラ。
2. 【請求項２】 遅延回路は、受話信号がダブルトーク検
   出手段の受話路側入力端に到来した時点から、そのエコ
   ー信号がダブルトーク検出手段の送話路側力端に入力す
   るまでに要する時間に設定されることを特徴とする請求
   項１に記載の音響エコーキャンセラ。