JPH0786992A - 無線電話装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダブルトーク状態におけるシングルトーク状
態の誤判定を防止し、エコーキャンセル性能向上に寄与
する無線電話装置を提供する。 【構成】 ダブルトーク検出回路９は、絶対値検出器９
１，９４及び微分回路９２，９５により各々受話音声信
号ＲＳと送話音声信号ＴＳの信号レベルを検出した後、
比較器９３によりこれらのレベル比を求めて基準閾値と
比較し、レベル比が基準閾値よりも小さくなった場合に
ダブルトーク状態であると判定して適応形フィルタ７の
適応動作を停止させる。遅延回路９６はダブルトーク検
出回路９の検出出力を取り込み、一度ダブルトーク状態
と判定された後は、上記基準閾値をダブルトーク状態と
判定し易い閾値に変化させ、その値をシステム総合遅延
時間分だけ固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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のエコーキャ
ンセラを有する無線電話装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、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。

【０００３】ハンズフリー通話モードとは、ハンドセッ
トとは別に通信機本体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。

【０００４】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
できるため、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、運転中の安全性確保に極めて有効であ
る。

【０００５】しかしながら、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。

【０００６】この音響エコーの回り込みに起因する通話
品質劣化を防止するために、この種の無線電話装置の中
には、上記音響エコーを打ち消すためのエコーキャンセ
ラを設けたものが少なくない。

【０００７】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
延が大きく、回り込んで入力する音響エコーの影響が大
きいことから、通話品質維持のためにはその音響エコー
を打ち消す音響エコーキャンセラは必要不可欠である。

【０００８】図６は、この種の従来の無線電話装置にお
けるエコーキャンセラ及びその周辺回路の構成の一例を
示すブロック回路図である。同図において、適応形フィ
ルタ（ＡＤＦ）７と減算器８とから成る部分がエコーキ
ャンセラである。

【０００９】この無線電話装置においては、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音声
信号ＲＳは、ディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１
でアナログ信号に変換された後、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。

【００１０】一方、話者からの送話音声をマイクロホン
４で集音して得られる送話音声信号ＴＳは、送話増幅器
５により増幅され、更にアナログ・ディジタル（Ａ／
Ｄ）変換器６でディジタル信号に変換された後、音響エ
コーキャンセラの減算器８を通して図示しないスピーチ
コーデックへと供給される。

【００１１】また、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そのエコー経路ＥＰを経て音
響エコーとなってマイクロホン４に入力される。

【００１２】この音響エコーによるエコー信号ＥＳは、
上記送話音声信号ＴＳと同様に送話増幅器５により増幅
され、Ａ／Ｄ変換器６でディジタル信号に変換された
後、音響エコーキャンセラに入力される。この音響エコ
ーキャンセラにおいて、上記エコー信号ＥＳは減算器８
を通過した後、残差信号となって適応形フィルタ（ＡＤ
Ｆ）７に入力される。

【００１３】ここで、適応形フィルタ７は、上記残差信
号を零にするための適応動作を行い、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を推
定する。そして、その音響エコー経路ＥＰの推定結果及
び受話音声信号ＲＳとを基に疑似エコー信号ＥＳＳを生
成し、これを減算器８に出力する。

【００１４】減算器８では、上記音響エコー経路ＥＰを
通じて回り込み入力するエコー信号ＥＳから上記疑似エ
コー信号ＥＳＳを差し引くための演算処理を行い、当該
エコー信号ＥＳを打ち消す。

【００１５】ところで、適応形フィルタ７の適応動作
は、受話音声信号ＲＳのみが存在するシングルトーク状
態の場合には、エコー信号のみを打ち消すこととなって
何等問題を生じないが、受話音声信号と前記エコー信号
に近端話者信号が加わった信号とが両者同時に存在する
ダブルトーク状態にあっては、この近端話者信号につい
ても打ち消すような作用として働くことになり、その結
果、エコー経路ＥＰの推定結果に混乱を来すことにな
る。

【００１６】かかる不都合を解消するために、従来は、
図６にも開示されるようなダブルトーク検出回路９を設
け、ダブルトーク状態の時には適応形フィルタ７の適応
動作を停止するように制御していた。

【００１７】このダブルトーク検出回路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音声信号ＲＳおよび送話音声信
号ＴＳの信号レベルが検出される。

【００１８】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
ＴＳの信号レベル）｝ 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Ｒが予め設定した閾値と比較される。

【００１９】そして、レベル比Ｒが閾値よりも小さくな
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は適応形フィ
ルタ７による上記適応動作を停止させるようにしてい
る。

【００２０】この制御によれば、ダブルトーク状態にお
いて音響エコーキャンセラが誤ったエコー経路ＥＰの推
定を行なう不具合を防止でき、安定したエコーキャンセ
ル動作を実現できる。

【００２１】しかしながら、この従来の無線電話装置で
は、送話音声信号と受話音声信号とのレベル比Ｒと予め
設定した閾値との比較結果に応じてダブルトーク状態を
検出するようにしていたため、両信号のレベル関係の瞬
時変動によって、実際には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誤検出されることもあっ
た。

【００２２】ダブルトーク状態であってもシングルトー
ク状態と誤判定された場合は、近端話者信号（送話音声
信号）までもが残差信号となってエコー経路の推定を乱
すうえ、その送話音声信号が消去されることで、通話品
質に著しい悪影響を及ぼすことになった。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
の装置によれば、送話音声信号対受話音声信号のレベル
比とある閾値との比較結果に応じてダブルトーク状態を
検出していたため、送話音声信号及び受話音声信号レベ
ルの瞬時変動によって、ダブルトーク状態であってもシ
ングルトーク状態と誤判定されることが多く、この誤判
定結果に基づいてエコー経路推定に劣化を生じるという
問題点があった。

【００２４】本発明は上記問題点を除去し、ダブルトー
ク状態におけるシングルトーク状態の誤判定を防止し、
ダブルトーク状態の高い検出精度を維持しながら、エコ
ー経路推定を確実ならしめ、安定したエコーキャンセル
動作を実現できる無線電話装置を提供することを目的と
する。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明の無線電話装置
は、ハンズフリー通話モードでの通話中に、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むことに
より発生するエコー信号を打ち消すエコーキャンセラ
と、該エコーキャンセラを通過する送話音声信号と受話
音声信号とのレベル比をある閾値と比較した結果に基づ
きダブルトーク状態であるか否かを検出し、ダブルトー
ク状態検出期間中は前記エコーキャンセラのエコー信号
打ち消し動作を停止させるダブルトーク検出手段と、前
記ダブルトーク状態検出後の一定期間、前記閾値を固定
の値に制御する閾値制御手段とを具備して構成される。

【００２６】

【作用】本発明では、ダブルトーク検出手段からのダブ
ルトーク検出出力を取り込んだ閾値制御手段において、
ダブルトーク検出手段内の比較器で送話音声信号対受話
音声信号のレベル比と比較するために用いる閾値を、ダ
ブルトーク状態をより検出し易い値に変化させ、かつそ
の値を一定の遅延時間だけ固定して保持するようにした
ものである。

【００２７】かかる制御によれば、一旦ダブルトーク状
態が検出された後、上記遅延時間の期間は、送話音声信
号対受話音声信号のレベル比の瞬時変動に対しても安定
してダブルトーク状態の検出を行うことができ、ダブル
トーク状態にも拘らずシングルトーク状態と誤判定され
るケースを低減しながら、エコー打ち消し性能も向上さ
せることができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係る無線
電話装置のエコーキャンセラ及びその周辺回路の構成を
示すブロック図であり、図６に示した従来回路と同様の
機能を果たす部分には同一の符号を付している。

【００２９】本発明の無線電話装置では、ダブルトーク
検出回路９の出力側に新たに遅延回路９６が設けられて
いる。図２はこの遅延回路９６の詳細構成を示すブロッ
ク図であり、遅延部９６１及び閾値制御部９６２とを具
備している。

【００３０】以下、本発明装置におけるエコーキャンセ
ル動作を説明する。図１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音声信号ＲＳ
は、ディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１でアナロ
グ信号に変換された後、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。

【００３１】一方、話者からの送話音声をマイクロホン
４で集音して得られる送話音声信号ＴＳは、送話増幅器
５により増幅され、更にアナログ・ディジタル（Ａ／
Ｄ）変換器６でディジタル信号に変換された後、音響エ
コーキャンセラの減算器８を通して図示しないスピーチ
コーデックに供給される。

【００３２】また、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そのエコー経路ＥＰを経て音
響エコーとなってマイクロホン４に入力される。

【００３３】この音響エコーによるエコー信号ＥＳは、
上記送話音声信号ＴＳと同様に送話増幅器５により増幅
され、Ａ／Ｄ変換器６でディジタル信号に変換された
後、音響エコーキャンセラに入力される。

【００３４】このエコーキャンセラにおいて、上記エコ
ー信号ＥＳは減算器８を通過後、残差信号となって適応
形フィルタ（ＡＤＦ）７に入力される。ここで、適応形
フィルタ７は、上記残差信号を零にするための適応動作
を行い、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を推定する。

【００３５】そして、その音響エコー経路ＥＰの推定結
果及び受話音声信号ＲＳとを基に疑似エコー信号ＥＳＳ
を生成し、これを減算器８に出力する。

【００３６】減算器８では、上記音響エコー経路ＥＰを
通じて回り込み入力するエコー信号ＥＳから上記疑似エ
コー信号ＥＳＳを差し引くための演算処理を行い、当該
エコー信号ＥＳを打ち消す。

【００３７】ダブルトーク検出回路９は、送話音声信号
までも打ち消されてしまう不都合を回避するために、上
述した適応形フィルタ７による適応動作をシングルトー
ク状態の時においてのみ実施し、ダブルトーク状態では
禁止する制御を実現すべく設けられたものである。

【００３８】すなわち、ダブルトーク検出回路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音声信号ＲＳおよび送話
音声信号ＴＳの信号レベルを検出する。

【００３９】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
ＴＳの信号レベル）｝ 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Ｒが例えば予め固定値として設定されている基
準の閾値と比較される。

【００４０】そして、検出されたレベル比Ｒが基準閾値
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
中は上記適応動作を停止させるように適応形フィルタ７
を制御する。

【００４１】この制御によって、ダブルトーク状態の時
には、音響エコーキャンセラが送話音声信号をも対象と
して誤ったエコー経路ＥＰの推定を行なう不具合を回避
でき、安定したエコーキャンセル動作を実現できる。

【００４２】更に、本発明では、ダブルトーク検出回路
９の検出出力が遅延回路９６（図２参照）にも入力され
る。

【００４３】この遅延回路９６において、遅延部９６１
は、ダブルトーク検出回路９の比較器９３からのダブル
トーク検出出力を取り込んだ後、自回路に予め設定され
た遅延時間のカウントを開始し、そのカウント完了とと
もに、その旨を閾値制御部９６２に通知する。

【００４４】一方、閾値制御部９６２は、ダブルトーク
検出回路９の比較器９３からのダブルトーク検出出力を
取り込んだ後、遅延部９６１から上述した遅延時間の経
過が通知されるまでの間、ダブルトーク検出回路９の比
較器９３でのダブルトーク状態検出に用いる閾値を上記
基準値とは異なる値に固定する。

【００４５】ここで、閾値制御部９６２がその遅延時間
の間だけ固定保持する閾値は、上記基準閾値より大きな
値すなわちダブルトーク状態をより検出し易い値に設定
されている。また、遅延部９６１に設定される遅延時間
は、システムの構成条件に応じて設定でき、例えば図３
に示すようなシステム構成にあっては、後述するシステ
ム総合遅延時間をあてることが考えられる。

【００４６】以上の回路構成条件によって、遅延回路９
６では、一旦、ダブルトーク状態が検出された後、一定
の期間（システム総合遅延時間）だけ、ダブルトーク状
態をより検出し易いものとする閾値の設定が行われる。

【００４７】従って、その閾値の選定によっては、ダブ
ルトーク状態検出後、受話音声信号及び送話音声信号の
多少のレベル変動に対してもシングルトーク状態である
との誤判定を引き起こす可能性を低減できる。

【００４８】これにより、エコー経路推定が乱される危
険が減少し、ダブルトーク検出精度の向上とともに、エ
コー打ち消し性能も向上させることができる。

【００４９】ここで、システムの総合遅延時間につい
て、図３に示す通信システムを例にして説明する。すな
わち、図３は図１に示す本発明の無線電話装置を用いて
構築される通信システムの一例を示したものであり、１
０１と１０２で示される移動局ＡとＢが本実施例装置に
相当する。これら移動局ＡとＢは無線回線により相互に
通話可能に基地局１００を介して対向配置されている。

【００５０】このシステムにおいて、移動局ＡとＢ間の
通話は、例えば図４に示す如くのタイミングチャートに
従って行われる。このタイミングチャートからも分かる
ように、この例の移動局ＡとＢ間の通話に関して、移動
局Ａからの送話音声信号が移動局Ｂに達するには、同図
（ａ），（ｂ）に示すように時間ｔ1 を要する。同様
に、移動局Ｂからの送話音声信号が移動局Ａに達するに
は、同図（ｃ），（ｄ）に示すように時間ｔ2 を要す
る。

【００５１】ここで、移動局Ａの動作のみに着目した場
合、送話音声信号は同図（ａ）であり、受話音声信号は
同図（ｄ）に相当する。従って、このシステムにおける
上記タイミングでの通話に際し、移動局Ａにおけるダブ
ルトーク状態は、同図（ｅ）に実線で示す如く、上記時
間ｔ1 とｔ2 の和に相当する連続した時間として検出さ
れるのが望ましい。

【００５２】本発明では、図３に示す形式の通信システ
ムへの適用に際し、上記時間ｔ1 とｔ2 の和すなわち移
動局Ａ，Ｂ間で基地局１００を介して通話する時の当該
移動局Ａ，Ｂ間における相互方向の音声信号の伝送遅延
時間の和をシステム総合遅延時間として移動局Ａ及びＢ
の遅延回路９６に設定しておくものである。

【００５３】この種の従来の装置では、送話音声信号レ
ベルと受話音声信号レベルのピーク値の比とある閾値と
の比較結果に応じてダブルトーク状態を検出していたた
め、上述したシステム総合遅延時間に起因して送話音声
信号レベル及び受話音声信号レベルに変化があった場合
には、ダブルトーク区間中にも拘らず、図４（ｅ）に点
線で示すようにシングルトーク状態と誤判定されること
も多かった。

【００５４】この点に関し、本発明装置では、図２に示
すような遅延回路９６を設け、一度ダブルトーク状態と
判定された後は、閾値制御部９６２によりダブルトーク
判定に係る基準閾値をダブルトーク状態と判定し易い閾
値に変化させ、更にその値を遅延部９６１によりシステ
ム総合遅延時間分だけ固定するようにしている。

【００５５】このシステム総合遅延時間を反映させたダ
ブルトーク状態判定制御によって、本発明では、ダブル
トーク状態におけるシングルトーク状態の誤判定を低減
でき、この誤判定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。

【００５６】なお、上記実施例は送話音声信号と受話音
声信号とのレベル比と比較するための基準閾値が固定さ
れていて、ダブルトーク状態が検出された時、この基準
閾値と全く別の新たな閾値を閾値制御部９６２で設定
し、これを遅延部９６１で決められている一定遅延時間
だけ保持する機能構成の例であるが、近年、これとは別
のタイプとして、図５（ａ），（ｂ）に示す如く、閾値
をダブルトーク状態及びシングルトーク状態が検出し易
いように可変制御するものがある。

【００５７】このタイプの装置へ本発明を適用する場
合、その遅延回路９６は、図５（ｃ）に示す如く、シン
グルトーク状態からダブルトーク状態を検出しようとす
る時には、ダブルトーク状態を検出し易くするために閾
値を徐々に大きくしていき、ダブルトーク状態が検出さ
れた場合、その時点で設定されている閾値を例えば上記
システム総合遅延時間Ｔだけそのままの値に保持し、こ
のシステム総合遅延時間Ｔを越えた後に今度はシングル
トーク状態と判定し易いように閾値を元の基準値まで下
げるように閾値制御部９６２が比較器９３の制御を行う
機能構成で実現することができる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受話音声信号とエコーキャンセラ通過後の送話音声信号
のレベル比と閾値の比較結果に基づきダブルトーク状態
を検出し、当該検出期間中はエコーキャンセラによるエ
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
の出力側に閾値制御手段を設け、一旦ダブルトーク状態
が検出された後は、上記閾値制御手段により上記閾値を
ダブルトーク状態を検出し易い値に固定し、その値を一
定の遅延時間分だけ保持するようにしたため、ダブルト
ーク状態において、送話及び受話音声信号のレベル変動
に起因してシングルトーク状態であるとの誤判定が起こ
ることを低減でき、エコーキャンセル性能を高めなが
ら、通話品質の大幅な向上が見込めるという優れた利点
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る無線電話装置のエコー
キャンセラ及びその周辺回路の構成を示すブロック図。

【図２】図１に示した無線電話装置における遅延回路の
詳細構成を示すブロック図。

【図３】本発明に係る無線電話装置を適用した通信シス
テムの概略構成図。

【図４】図３に示した通信システムの移動局ＡとＢ間の
通話に係る音声信号及びダブルトーク判定出力の一例を
示すタイミングチャート。

【図５】本発明の他の実施例に係る無線電話装置の閾値
制御方法の一例を示すタイミングチャート。

【図６】従来の無線電話装置のエコーキャンセラ及びそ
の周辺回路の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１ Ｄ／Ａ変換器 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 Ａ／Ｄ変換器 ７ 適応形フィルタ（ＡＤＦ） ８ 減算器 ９ 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 ９６１ 遅延部 ９６２ 閾値制御部 １００ 基地局 １０１ 移動局Ａ １０２ 移動局Ｂ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンズフリー通話モードでの通話中に、
   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
   込むことにより発生するエコー信号を打ち消すエコーキ
   ャンセラと、 該エコーキャンセラを通過する送話音声信号と受話音声
   信号とのレベル比をある閾値と比較した結果に基づきダ
   ブルトーク状態であるか否かを検出し、ダブルトーク状
   態検出期間中は前記エコーキャンセラのエコー信号打ち
   消し動作を停止させるダブルトーク検出手段と、 前記ダブルトーク状態検出後の一定期間、前記閾値を固
   定の値に制御する閾値制御手段とを具備することを特徴
   とする無線電話装置。
2. 【請求項２】 基地局を介して移動局を対向配置して成
   る音声通信システムの移動局として用いられ、前記一定
   期間として、前記移動局間で前記基地局を介して通話す
   る時の当該移動局間における相互方向の音声信号の伝送
   遅延時間の和が設定されることを特徴とする請求項１記
   載の無線電話装置。