JP4887181B2 - Echo prevention device and program - Google Patents
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Description
本発明は、エコー防止装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to an echo prevention device and a program.
近年、例えばイヤホンマイクが接続される携帯電話機やハンズフリー電話機などの通信機器においては、スピーカからマイクに回り込む音響結合や回路上の電気的反射等によって生じるエコーを防止するためのエコー防止装置が組み込まれているものがある。 In recent years, for example, in a communication device such as a mobile phone or a hands-free phone to which an earphone microphone is connected, an echo prevention device for preventing an echo caused by acoustic coupling or electrical reflection on a circuit from a speaker is incorporated. There is something that is.
例えば、特許文献1には、デジタル処理を用いてエコーを高精度にキャンセルするエコー防止装置が開示されている。図6は、DSP100を用いたエコー防止装置の一例を示す図である。図に示すように、携帯電話等で相手側から送信されてきた音声を示すアナログ信号は、ADコンバータ101に入力される。そして、ADコンバータ101によってデジタル変換された信号は、DSP100内のFIRフィルタ102,103で、夫々のフィルタ係数に基づいて畳み込み処理が施されて出力される。FIRフィルタ102から出力される信号は、DAコンバータ104に入力される。そして、DAコンバータ104によってアナログ変換された信号は、入出力端子105を介してイヤホンマイクに出力されるとともに、差動増幅回路106の一方の端子に入力される。また、FIRフィルタ103から出力される信号は、DAコンバータ107に入力される。そして、DAコンバータ107から出力される信号は、差動増幅回路106の他方の端子に入力される。そして、差動増幅回路106から出力される信号は、ADコンバータ108でデジタル信号に変換されてDSP100に入力される。
For example,
ここで、DSP100は、DAコンバータ104にインパルスを出力した際のADコンバータ108の出力により、DAコンバータ104からADコンバータ108までのインパルス応答を取得する。また、DSP100は、DAコンバータ107にインパルスを出力した際のADコンバータ108の出力により、DAコンバータ107からADコンバータ108までのインパルス応答を取得する。そして、これらのインパルス応答に基づいてFIRフィルタ102,103のフィルタ係数を適切に設定することにより、ADコンバータ101に入力された信号によるエコーを差動増幅回路106で除去することができる。
Here, the DSP 100 acquires an impulse response from the
ADコンバータ108から出力された信号は、DSP100内の減算部110において適応フィルタ111の出力信号が減算されて出力される。この適応フィルタ111は、相手側から音声信号が送信されてきている状態において減算部110からの出力信号が所定レベル以下となるようにフィルタ係数を適応的に変化させることにより、差動増幅回路106で除去しきれなかったエコーを除去する。そして、減算部110から出力されるデジタル信号は、DSP100から出力された後に、DAコンバータ109でアナログ信号に変換されて、エコー防止装置の出力信号として出力される。
このように、エコー防止装置においては、差動増幅回路106でエコーが除去された後に、DSP100内にて更にエコーの除去が行われる。例えば、電気的ノイズやイヤホンマイク装着者の周囲の騒音等の影響によりインパルス応答を精度良く取得できないと、差動増幅回路106において十分にエコーを除去することができない場合がある。このような場合、DSP100内における減算部110及び適応フィルタ111の動作により、差動増幅回路106で除去できなかったエコーが効果的に除去される。ところが、差動増幅回路106で十分にエコーを除去できている場合、減算部110及び適応フィルタ111の動作により却ってエコーを増加させてしまう場合がある。
Thus, in the echo prevention apparatus, after the echo is removed by the
そこで、本発明は、効果的にエコーを除去可能なエコー防止装置及びプログラムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an echo prevention apparatus and program capable of effectively removing echoes.
前記課題を解決するための本発明のエコー防止装置は、第1入力信号と、前記第1入力信号によるエコーを含む第2入力信号とが入力され、前記第1入力信号に基づいて、前記第2入力信号に含まれる前記エコーを除去または減衰した信号を出力するエコー除去部と、前記第2入力信号に含まれる前記エコーの信号レベルを検出するエコーレベル検出部と、前記エコーレベル検出部によって検出された前記エコーの前記信号レベルに基づいて、前記信号レベルが所定レベル以上の場合は前記エコー除去部から出力される前記エコーを除去または減衰した信号を出力し、前記信号レベルが前記所定レベル未満の場合は前記第2入力信号を出力する出力制御部と、を備えることとする。 An echo prevention apparatus according to the present invention for solving the above-described problems is provided with a first input signal and a second input signal including an echo generated by the first input signal, and the first input signal is used based on the first input signal. An echo removal unit that outputs a signal obtained by removing or attenuating the echo included in the two input signals, an echo level detection unit that detects a signal level of the echo included in the second input signal, and the echo level detection unit. Based on the signal level of the detected echo, when the signal level is equal to or higher than a predetermined level, a signal obtained by removing or attenuating the echo output from the echo removing unit is output, and the signal level is the predetermined level. If it is less, an output control unit that outputs the second input signal is provided.
また、本発明のプログラムは、CPUに、第1入力信号と、前記第1入力信号によるエコーを含む第2入力信号とが入力され、前記第1入力信号に基づいて、前記第2入力信号に含まれる前記エコーを除去または減衰した信号を出力する機能と、前記第2入力信号に含まれる前記エコーの信号レベルを検出する機能と、検出された前記エコーの前記信号レベルに基づいて、前記信号レベルが所定レベル以上の場合は前記エコーを除去または減衰した信号を出力し、前記信号レベルが前記所定レベル未満の場合は前記第2入力信号を出力する機能と、を実現させるためのものとする。 In the program of the present invention, a first input signal and a second input signal including an echo due to the first input signal are input to the CPU, and the second input signal is input to the CPU based on the first input signal. A function of outputting a signal in which the echo included is removed or attenuated, a function of detecting a signal level of the echo included in the second input signal, and the signal based on the signal level of the detected echo When the level is equal to or higher than a predetermined level, a signal in which the echo is removed or attenuated is output, and when the signal level is lower than the predetermined level, the second input signal is output. .
効果的にエコーを除去可能なエコー防止装置及びプログラムを提供することができる。 It is possible to provide an echo prevention apparatus and program capable of effectively removing echoes.
==全体構成==
まず、本発明の一実施形態であるエコー防止装置の構成について説明する。図1は、本実施形態のエコー防止装置の構成を示すブロック図である。エコー防止装置は、デジタル信号処理回路(DSP:Digital Signal Processor)3、ADコンバータ4,5、DAコンバータ6〜8、増幅回路9〜11、差動増幅回路12、入出力端子13を備えている。そして、エコー防止装置の外部には、入出力端子13に接続されるイヤホンマイク20と、エコー防止装置を統括制御するCPU(Central Processing Unit)25と、CPU25が読み書き可能なメモリ26と、学習ボタン27と、警告ランプ28とが設けられている。
== Overall structure ==
First, the configuration of an echo prevention apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the echo prevention apparatus of this embodiment. The echo prevention apparatus includes a digital signal processor (DSP) 3,
イヤホンマイク20は、入出力端子13から入力される音声信号に基づいて、振動板(不図示)を振動させることにより音声を発生するスピーカ機能を有する。また、イヤホンマイク20は、当該イヤホンマイク20を装着している者が音声を発したときの鼓膜の振動を振動板の振動に換えることにより音声信号を生成するマイク機能も有するものである。なお、このイヤホンマイク20は周知の技術であり、例えば特開2003−9272等に記載されている。そして、イヤホンマイク20により生成された音声信号が、入出力端子13を介してエコー防止装置に入力される。また、入出力端子13を介してイヤホンマイク20に出力された信号は反射されて入出力端子13からエコー防止装置に入力される。ここで、反射されてくる信号とは、例えば、イヤホンマイク20を通じて戻ってくる信号や、イヤホンマイク20から出力された音が耳の中で反射し、その反射音がイヤホンマイク20によって音声信号に変換された信号等である。なお、入出力端子13は、出力信号と入力信号が排他的に入出力されるものではない。例えば、入出力端子13は、出力信号と入力信号とが同時に入出力される場合もある。
The earphone microphone 20 has a speaker function that generates sound by vibrating a diaphragm (not shown) based on an audio signal input from the input /
CPU25は、メモリ26に記憶されたプログラムを実行することにより、エコー防止装置を統括制御する。例えば、CPU25は、エコー防止装置を動作させるための電源投入を検出したときに、後述するインパルス応答に基づくフィルタ係数の設定処理を実行させるための指示信号をDSP3に出力する。また、例えば、エコー防止装置をリセットするためのリセット信号が入力されると、CPU25が前述の指示信号をDSP3に出力するようにすることもできる。
The
メモリ26は、フラッシュメモリ等の不揮発性で書き込み可能な記憶領域であり、CPU25が実行するプログラムの他に、エコー防止装置を制御するために必要となる各種のデータを格納している。
学習ボタン27は、エコー防止装置にインパルス応答を取得させる指示をCPU25に伝えるためのものである。
The
The
警告ランプ28は、LED(Light Emitting Diode)等により構成される発光装置であり、CPU25の制御により点灯または点滅する。例えば、エコー防止装置において精度良くエコーを除去できていない場合は、インパルス応答の再取得を促すために警告ランプ28が点灯されるようにすることができる。なお、警告ランプ28は、インパルス応答が取得されていない場合の警告用に限らず、電話や電子メールの着信の通知等にも兼用することができる。
The
DSP3は、入力端子30,31、出力端子32〜34、DSPコア40、RAM(Random Access Memory)41、ROM(Read Only Memory)42を含んで構成されている。また、DSP3は、FIRフィルタ50,51、インパルス応答取得部52、フィルタ係数設定部53、及びエコーキャンセラ(EC)54を備えている。これらのFIRフィルタ50,51、インパルス応答取得部52、フィルタ係数設定部53、及びエコーキャンセラ54は、DSPコア40がRAM41又はROM42に格納されたプログラムを実行することにより実現される。また、FIRフィルタ50,51のフィルタ係数は、RAM41に記憶される。なお、FIRフィルタ50が本発明の第1FIRフィルタに相当し、FIRフィルタ51が本発明の第2FIRフィルタに相当する。
The DSP 3 includes
ADコンバータ4には、例えば音声信号が入力される。そして、ADコンバータ4は、音声信号に対してアナログ・デジタル変換処理したデジタル信号を、入力端子30を介してDSP3に入力する。
For example, an audio signal is input to the AD converter 4. The AD converter 4 inputs a digital signal obtained by subjecting the audio signal to analog / digital conversion processing to the
DSP3に入力されたデジタル信号は、FIRフィルタ50,51にそれぞれ入力される。FIRフィルタ50は、入力されるデジタル信号(第3入力信号)に対して当該FIRフィルタ50のフィルタ係数に基づいて畳み込み演算処理を施したデジタル信号(第1入力信号)を、エコーキャンセラ54を介して出力端子32に出力する。また同時に、FIRフィルタ51は、入力されるデジタル信号(第3入力信号)に対して当該FIRフィルタ51のフィルタ係数に基づいて畳み込み演算処理を施したデジタル信号(第1出力信号)を出力端子33に出力する。
The digital signal input to the
DAコンバータ6には、出力端子32を介して、FIRフィルタ50からの出力信号が入力される。そして、DAコンバータ6は、FIRフィルタ50からの出力信号に対してデジタル・アナログ変換処理したアナログ信号を増幅回路9に出力する。増幅回路9は、所定の増幅率にてアナログ信号を増幅して出力する。
The output signal from the
DAコンバータ7には、出力端子33を介して、FIRフィルタ51からの出力信号が入力される。そして、DAコンバータ7は、FIRフィルタ51からの出力信号に対してデジタル・アナログ変換処理したアナログ信号を増幅回路11に出力する。増幅回路11は、所定の増幅率にてアナログ信号を増幅して差動増幅回路12の−入力端子に出力する。
An output signal from the
差動増幅回路12の+入力端子には、増幅回路9から出力されるアナログ信号と、入出力端子13から入力されるアナログ信号とを合わせた信号が入力され、−入力端子には、増幅回路11から出力されるアナログ信号が入力される。そして、差動増幅回路12は、+入力端子に入力されるアナログ信号と、−入力端子に入力されるアナログ信号との差分を増幅した信号を出力する。増幅回路10は、差動増幅回路12の出力信号を所定の増幅率で増幅して出力する。
A signal obtained by combining the analog signal output from the
ADコンバータ5は、増幅回路10からのアナログ信号に対してアナログ・デジタル変換処理したデジタル信号を、入力端子31を介してDSP3に入力する。入力端子31を介して入力された信号は、エコーキャンセラ54でエコー除去処理が施されたうえで、出力端子34から出力される。DAコンバータ8には、出力端子34を介してDSP3から出力されるデジタル信号が入力される。そして、DAコンバータ8は、デジタル信号に対してデジタル・アナログ変換処理したアナログ信号を出力する。
The
インパルス応答取得部52(信号応答特性取得部)は、FIRフィルタ50の出力にインパルスを発生させた際の入力端子31からのインパルス応答(第1信号応答特性)と、FIRフィルタ51の出力にインパルスを発生させた際の入力端子31からのインパルス応答(第2信号応答特性)とを取得する。フィルタ係数設定部53は、増幅回路9の出力信号と、増幅回路9の出力信号がイヤホンマイク20を介して反射されて戻ってくる信号とを合わせた信号(エコー)が、増幅回路11の出力信号を用いて差動増幅回路12で除去または減衰されるように、インパルス応答取得部52によって取得されたインパルス応答に基づいてFIRフィルタ50,51のフィルタ係数を設定する。
The impulse response acquisition unit 52 (signal response characteristic acquisition unit) outputs an impulse response (first signal response characteristic) from the
このようなエコー防止装置では、ADコンバータ4に入力された音声信号が、入出力端子13を介してイヤホンマイク20に出力され、イヤホンマイク20の振動板が振動して音声が出力される。また、ADコンバータ4に入力された音声信号により発生するエコーは差動増幅回路12及びエコーキャンセラ54によって除去または減衰される。なお、完全にエコーを除去できなかった場合は、減衰されたエコーを含む信号が出力されることとなる。そして、イヤホンマイク20を装着している者が音声を発すると、イヤホンマイク20の振動板が振動して音声信号が生成され、生成された音声信号が入出力端子13を介して入力され、相手側に送信される。なお、インパルス応答の取得およびフィルタ係数の設定については、例えば、特開2006−304260号公報に開示された方法と同様の方法により行うことができる。
In such an echo prevention device, the audio signal input to the AD converter 4 is output to the
==エコーキャンセラ==
次に、本実施形態のエコーキャンセラ54の詳細について説明する。図2は、本実施形態のエコーキャンセラ54の構成例を示すブロック図である。エコーキャンセラ54は、通話検出部70,71、エコーレベル検出部72、ノイズレベル記憶部73、減算部74、適応フィルタ75、スイッチ76、及び制御部77を含んで構成される。なお、減算部74及び適応フィルタ75が本発明のエコー除去部に相当する。
== Echo canceller ==
Next, details of the
通話検出部70には、FIRフィルタ50から出力される信号(第1入力信号)が入力される。通話検出部70は、FIRフィルタ50から出力される信号に基づいて、相手側から音声信号が送信されてきているかどうかを検出する。例えば、通話検出部70は、FIRフィルタ50から出力される信号の信号レベルが所定レベル以上であれば相手側から音声信号が送信されてきていると判定し、所定レベル未満であれば相手側から音声信号が送信されてきていないと判定する。また、FIRフィルタ50から出力される信号は、通話検出部70で検出処理が行われるとともに、出力端子32に出力される。
The
通話検出部71には、減算部74から出力される信号が入力される。通話検出部71は、減算部74から出力される信号に基づいて、イヤホンマイク20装着者の発話状態を検出する。例えば、通話検出部71は、減算部74から出力される信号の信号レベルが所定レベル以上であればイヤホンマイク20の装着者が発話していると判定し、所定レベル未満であればイヤホンマイク20の装着者が発話していないと判定する。また、減算部74から出力される信号は、通話検出部71で検出処理が行われるとともに、出力端子34に出力される。
The
エコーレベル検出部72は、通話検出部70,71の検出結果に基づいて、音声信号の送受信が行われていない状態において、入力端子31から入力される信号の信号レベルを検出し、ノイズレベル記憶部73に記憶する。この状態において検出される信号レベルは、通話が行われていない状態において発生しているノイズのレベルを示すものとなる。また、エコーレベル検出部72は、通話検出部70,71の検出結果に基づいて、相手側から音声信号が送信されてきており、イヤホンマイク20の装着者が発話していない状態において入力端子31から入力される信号(第2入力信号)の信号レベルを検出する。この状態において検出される信号レベルは、差動増幅回路12で除去しきれなかったエコーを含む信号のレベルを示すものとなる。そして、エコーレベル検出部72は、ノイズレベル記憶部73に記憶されたノイズレベルと、エコーを含む信号のレベルとの比較結果を制御部77に出力する。
The echo
なお、本実施形態においては、エコーレベル検出部72は入力端子31から入力される信号の所定期間のパワーを信号レベルとして検出することとする。ただし、エコーレベル検出部72において検出される信号レベルはパワーに限らず、例えば、所定期間の最大振幅や所定期間の振幅の絶対値和等、信号のレベルの大小を示すことが可能なものであればよい。
In the present embodiment, the
減算部74は、入力端子31から入力される信号から、適応フィルタ75から出力される信号を減算して出力する。適応フィルタ75には、FIRフィルタ50から出力される信号と、減算部74の出力信号とが入力されている。そして、適応フィルタ75は、相手側から音声信号が送信されてきており、イヤホンマイク20の装着者が発話していない状態において、減算部74から出力される信号が所定レベル以下となるようにフィルタ係数を適応的に変化させる。スイッチ76は、適応フィルタ75の出力信号を減算部74に出力するかどうかを制御するためのものである。なお、適応フィルタ75の構成及びフィルタ係数の設定動作については、例えば、特開2006−304260号公報に開示された適応フィルタの構成及び動作と同等とすることができる。
The subtracting
制御部77(出力制御部)は、通話検出部70,71の検出結果に基づいて、相手側から音声信号が送信されてきており、イヤホンマイク20の装着者が発話していない状態において、適応フィルタ75にフィルタ係数の適応的な更新処理を実行させる。また、制御部77は、エコーレベル検出部72から出力される比較結果に基づいて、減算部74においてエコー除去を行うかどうかを制御する。具体的には、相手側から音声信号が送信されてきており、イヤホンマイク20の装着者が発話していない状態において入力端子31から入力される信号に含まれるエコーが所定レベル以上である場合、制御部77は、スイッチ76をオンにすることにより減算部74でエコーの除去を行わせる(エコー除去処理をオンにする)。また、同様の状態において入力端子31から入力される信号に含まれるエコーが所定レベル未満である場合、制御部77は、スイッチ76をオフにすることにより減算部74でエコーの除去を行わせないようにする(エコー除去処理をオフにする)。なお、減算部74でのエコー除去が行われないようにする際に、スイッチ76をオフにするのではなく、適応フィルタ75のフィルタ係数を全てゼロにすることも可能である。また、制御部77は、エコーレベル検出部72から出力される比較結果に基づいて、入力端子31から入力される信号に含まれるエコーが非常に大きい場合には、警告ランプ28を点灯させるための警告信号をCPU25に出力する。
The control unit 77 (output control unit) is adapted in a state where a voice signal has been transmitted from the other party based on the detection results of the
続いて、エコーキャンセラ54におけるエコー除去処理のオンオフ制御の詳細について説明する。図3は、本実施形態のエコーキャンセラ54におけるノイズのパワーを算出する処理の一例を示すフローチャートである。エコーレベル検出部72は、エコー防止装置の電源投入時等、通話検出部70,71の検出結果に基づいて、相手側から音声信号が送信されてきておらず、イヤホンマイク20の装着者が発話していない状態において、入力端子31から入力されるノイズのパワーNpを算出する(S301)。そして、エコーレベル検出部72は、算出されたノイズのパワーNpをノイズレベル記憶部73に記憶する(S302)。
Next, details of the on / off control of the echo removal processing in the
図4は、本実施形態のエコーキャンセラ54におけるエコー除去処理のオンオフを決定する処理の一例を示すフローチャートである。エコーレベル検出部72は、通話検出部70,71の検出結果に基づいて、相手側から音声信号が送信されてきており、イヤホンマイク20の装着者が発話していない状態において、入力端子31からの入力信号のパワーIpを算出する(S401)。そして、エコーレベル検出部72は、入力信号のパワーIpと、ノイズレベル記憶部73に記憶されているノイズのパワーNpとを比較し、比較結果を示す信号を制御部77に出力する(S402)。本実施形態では、ノイズのパワーNpに係数αを乗じた値と入力信号のパワーIpとの大小比較が行われることとする。なお、係数αは1より大きい数であり、ノイズのパワーNp及び入力信号のパワーIpの実測結果等に基づいて適切な値に設定される。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a process for determining on / off of the echo removal process in the
エコーレベル検出部72での比較結果がIp>αNpである場合、制御部77は、入力端子31からの入力信号に残存するエコーの量が多いと判断し、減算部74でのエコー除去処理をオンにする(S403)。また、エコーレベル検出部72での比較結果がIp≦αNpである場合、制御部77は、入力端子31からの入力信号に残存するエコーの量が少なく、差動増幅回路12で十分にエコーを除去できていると判断し、減算部74でのエコー除去処理をオフにする(S404)。そして、制御部77は、適応フィルタ75のフィルタ係数を全てゼロにすることによりエコー除去処理をオフにする場合は、DSP3における処理量が軽減されるため、DSP3の動作周波数を低下させる信号をCPU25に出力する。なお、適応フィルタ75のフィルタ係数の更新は継続したまたスイッチ76をオフにすることによってエコー除去処理をオフにする場合は、DSP3の動作周波数を低下させるための信号は出力されない。また、制御部77は、適応フィルタ75のフィルタ係数を全てゼロにするのではなく、フィルタ係数の更新を中止するとともにスイッチ76をオフにすることによってエコー除去処理をオフにする場合は、DSP3の動作周波数を低下させる信号をCPU25に出力する。
When the comparison result in the echo
さらに、エコーレベル検出部72での比較結果がIp≫αNpである場合、制御部77は、入力端子31からの入力信号に残存するエコーの量が非常に多いと判断し、警告ランプ28の点灯を指示する警告信号をCPU25に出力する(S406)。警告ランプ28が点灯することにより、イヤホンマイク20の装着者は、相手側に非常に大きいエコーが送信されていることを検知することができる。
Further, when the comparison result in the echo
警告ランプ28の点灯後、イヤホンマイク20の装着者によって学習ボタン27が押下されると(S407:YES)、インパルス応答取得部52がインパルス応答を再取得し(S408)、フィルタ係数設定部53が再取得されたインパルス応答に基づいてFIRフィルタ50,51のフィルタ係数を再設定する(S409)。FIRフィルタ50,51のフィルタ係数が再設定された後に、入力端子31からの入力信号のパワーIpの算出(S401)及びノイズのパワーNpとの比較(S402)が再度行われる。そして、制御部77において前述同様の判定が行われ、Ip>αNpであればエコー除去処理がオンとなり(S403)、Ip≦αNpであればエコー除去処理がオフとなる(S404)。その後、制御部77は警告ランプ28の消灯を指示する信号をCPU25に出力する(S410)。なお、制御部77は、警告ランプ28を点灯させることなく、インパルス応答取得部52にインパルス応答を再取得させ、フィルタ係数設定部53にFIRフィルタ50,51のフィルタ係数を再設定させることとしてもよい。
When the
また、警告ランプ28の点灯後、所定時間が経過しても学習ボタン27が押下されない場合(S407:NO)、制御部77は、減算部74でのエコー除去処理をオンにし(S411)、警告ランプ28の消灯を指示する(S410)。
If the
図5は、本実施形態のエコーキャンセラ54の他の構成例を示すブロック図である。エコーキャンセラ54は、図2に示した構成におけるスイッチ76の代わりにスイッチ78を備えている。
FIG. 5 is a block diagram showing another configuration example of the
エコーレベル検出部72は、図2に示した構成の場合と同様に、相手側から音声信号が送信されてきており、イヤホンマイク20の装着者が発話していない状態において、入力端子31から入力される信号(第2入力信号)の信号レベルIpを検出する。また、エコーレベル検出部72は、通話検出部70,71の検出結果に基づいて、相手側から音声信号が送信されてきており、イヤホンマイク20の装着者が発話していない状態において、減算部74から出力される信号の信号レベルSpを検出する。そして、エコーレベル検出部72は、入力端子31から入力される信号の信号レベルと、減算部74から出力される信号の信号レベルとの比較結果、すなわち、減算部74でのエコー除去の度合いを示す信号を制御部77に出力する。
As in the case of the configuration shown in FIG. 2, the
なお、図2に示す構成の場合と同様に、本実施形態においては、エコーレベル検出部72は信号の所定期間のパワーを信号レベルとして検出することとする。ただし、エコーレベル検出部72において検出される信号レベルはパワーに限らず、例えば、所定期間の最大振幅や所定期間の振幅の絶対値和等、信号のレベルの大小を示すことが可能なものであればよい。
As in the case of the configuration shown in FIG. 2, in the present embodiment, the echo
制御部77は、通話検出部70,71の検出結果に基づいて、相手側から音声信号が送信されてきており、イヤホンマイク20の装着者が発話していない状態において、適応フィルタ75にフィルタ係数の適応的な更新処理を実行させる。また、制御部77は、エコーレベル検出部72から出力されるエコー除去の度合いに基づいて、減算部74においてエコー除去を行うかどうかを制御する。具体的には、相手側から音声信号が送信されてきており、イヤホンマイク20の装着者が発話していない状態において、エコー除去の程度が所定レベルより高い場合(Ip>αSp)、スイッチ78をA側に切り替えることにより、入力端子31から入力された信号が減算部74でエコーが除去または減衰されて出力されることとなる。また、同様の状態においてエコー除去の程度が所定レベルより低い場合(Ip≦αSp)、制御部77は、スイッチ78をB側に切り替えることにより、入力端子31から入力された信号が減算部74でエコーが除去または減衰されることなく出力されることとなる。
Based on the detection results of the
また、スイッチ78がB側に切り替えられる際には、制御部77は、適応フィルタ75のフィルタ係数の適応的な更新を中止することも可能である。また、制御部77は、スイッチ78をA側にしたまま、適応フィルタ75のフィルタ係数を全てゼロとすることにより、減算部74においてエコーが除去または減衰されないようにすることもできる。そして、制御部77は、適応フィルタ75のフィルタ係数の適応的な更新を中止する場合(フィルタ係数を全てゼロとする場合も含む)、DSP3における処理量が軽減されるため、DSP3の動作周波数を低下させる信号をCPU25に出力する。
In addition, when the
なお、スイッチ78がB側に切り替えられる際に、適応フィルタ75のフィルタ係数の適応的な更新を継続することも可能である。この場合、エコーレベル検出部10においてエコー除去の度合いの検出が継続して行われ、エコー除去の度合いが所定レベル以上となるとスイッチ78がA側に切り替えられることとなる。つまり、減算部74におけるエコー除去の度合いが改善されると減算部74でエコーが除去または減衰された信号が出力されることとなり、効果的にエコーを除去することが可能となる。
When the
以上、本発明の実施形態について説明した。前述したように、本実施形態のエコー防止装置では、入力端子31からの入力信号の信号レベルに基づいて、差動増幅回路12でエコーが十分に除去されていると判定される場合は(Ip≦αNp)、DSP3内のエコー除去処理が行われず、エコーの除去が不十分であると判定される場合は(Ip>αNp)、DSP3内のエコー除去処理が行われる。これにより、差動増幅回路12でエコーの除去が十分に行われている場合は、DSP3内でエコー除去処理が行われることによるエコーの増加が抑制され、効果的にエコーを除去することが可能となる。また、差動増幅回路12でエコーを十分に除去できていない場合は、DSP3内でエコー除去処理が行われることにより、効果的にエコーを除去することが可能となる。
The embodiment of the present invention has been described above. As described above, in the echo preventing apparatus of this embodiment, when it is determined that the echo is sufficiently removed by the
また、本実施形態のエコー防止装置では、適応フィルタ75のフィルタ係数の適応的な更新を中止するとともに入力端子31から入力される信号を出力端子34に出力することにより、DSP3内でのエコー除去処理が行われないようにすることができる。この場合、減算部74の出力信号に応じて適応的にフィルタ係数を更新する必要がなくなり、エコーキャンセラ54の処理量が軽減され、消費電力を抑えることが可能となる。
Further, in the echo preventing apparatus of the present embodiment, the echo update in the
そして、本実施形態のエコー防止装置では、適応フィルタ75のフィルタ係数を全てゼロにすることにより、DSP3内でのエコー除去処理が行われないようにすることができる。この場合、スイッチ76はオンとしたまま、DSP3内でのエコー除去処理が行われないようにすることができる。
In the echo preventing apparatus of this embodiment, the echo removal processing in the
さらに、適応フィルタ75のフィルタ係数の適応的な更新を中止する際には、処理量の軽減に合わせてDSP3の動作周波数を低下させることにより、さらなる消費電力の抑制が可能となる。 また、本実施形態のエコー防止装置では、適応フィルタ75のフィルタ係数の更新処理は継続させたまま、スイッチ76をオフにすることによってDSP3内でのエコー除去処理をオフにすることもできる。この場合、適応フィルタ75のフィルタ係数の更新処理が継続されているため、スイッチ76がオフからオンに変わるとすぐに効果的にエコーを除去することが可能となる。 また、本実施形態のエコー防止装置では、入力端子31からの入力信号の信号レベルと、減算部74から出力される信号の信号レベルとに基づいて、減算部74におけるエコー除去の程度が所定レベルより高い場合(Ip>αSp)、減算部74でエコーが除去または減衰された信号が出力され、エコー除去の程度が所定レベルより低い場合(Ip≦αSp)、入力端子31からの入力信号がそのまま出力される。つまり、DSP3内でのエコー除去処理にある程度の効果がある場合に限ってDSP3内でのエコー除去処理が有効となり、効果的にエコーを除去することが可能となる。
Furthermore, when the adaptive update of the filter coefficient of the
また、本実施形態のエコー防止装置では、減算部74におけるエコー除去の程度が所定レベルより低い場合に、適応フィルタ75のフィルタ係数の適応的な更新を中止するとともにスイッチ78をB側に切り替えることにより、DSP3内でのエコー除去処理が行われないようにすることができる。この場合、減算部74の出力信号に応じて適応的にフィルタ係数を更新する必要がなくなり、エコーキャンセラ54の処理量が軽減され、消費電力を抑えることが可能となる。
Further, in the echo preventing apparatus of the present embodiment, when the degree of echo removal in the subtracting
また、本実施形態のエコー防止装置では、減算部74におけるエコー除去の程度が所定レベルより低い場合に、適応フィルタ75のフィルタ係数を全てゼロにすることにより、DSP3内でのエコー除去処理が行われないようにすることができる。この場合、スイッチ78をA側としたまま、DSP3内でのエコー除去処理が行われないようにすることができる。
Further, in the echo prevention apparatus of the present embodiment, when the degree of echo removal in the
さらに、減算部74におけるエコー除去の程度が所定レベルより低く、適応フィルタ75のフィルタ係数の適応的な更新を中止する際には、処理量の軽減に合わせてDSP3の動作周波数を低下させることにより、さらなる消費電力の抑制が可能となる。
Furthermore, when the degree of echo removal in the subtracting
また、本実施形態のエコー防止装置では、減算部74におけるエコー除去の程度が所定レベルより低い場合に、適応フィルタ75のフィルタ係数の更新処理は継続させたまま、スイッチ78をB側に切り替えることによってDSP3内でのエコー除去処理をオフにすることもできる。この場合、適応フィルタ75のフィルタ係数の更新処理が継続されているため、減算部74におけるエコーの除去の度合いが改善されると、減算部74でエコーが除去または減衰された信号が出力されることとなり、効果的にエコーを除去することが可能となる。
Further, in the echo preventing apparatus of the present embodiment, when the degree of echo removal in the subtracting
また、本実施形態のエコー防止装置では、入力端子31からの入力信号に含まれるエコーが非常に大きい場合(Ip≫αNp)、インパルス応答の再取得及びFIRフィルタ50,51のフィルタ係数の再設定が行われる。つまり、例えばノイズの影響等により、取得されたインパルス応答の精度が悪く、エコーの除去を効果的に行えていない場合には、インパルス応答の再取得及びフィルタ係数の再設定が行われることとなり、エコーを効果的に除去することが可能となる。
Further, in the echo preventing apparatus of this embodiment, when the echo included in the input signal from the
また、本実施形態のエコー防止装置では、入力端子31からの入力信号に含まれるエコーが非常に大きい場合(Ip≫αNp)、警告ランプ28を点灯させることができる。これにより、イヤホンマイク20の装着者は相手側に非常に大きなエコーが送信されていることを気づくことができ、学習ボタン27の押下等によるインパルス応答の再取得及びFIRフィルタ50,51のフィルタ係数の再設定を促すことができる。なお、非常に大きなエコーが発生していることをイヤホンマイク20の装着者に検知させるための手段は、警告ランプ28を点灯させることに限られない。例えば、警告ランプ28を点灯状態から点滅状態に変化させることとしてもよいし、警告ランプ28の点灯色を変化させることとしてもよい。また、例えば、警告音を出力することとしてもよい。
Further, in the echo preventing apparatus of the present embodiment, when the echo included in the input signal from the
なお、前述した実施形態及び適用例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。 The embodiments and application examples described above are intended to facilitate understanding of the present invention, and are not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
例えば、本実施形態では、インパルスを発生させることにより得られるインパルス応答をFIRフィルタのフィルタ係数に設定することとしたが、フィルタ係数を設定するために用いる信号はインパルスに限られない。例えば、ステップ信号を発生させた際に得られる応答信号に基づいてFIRフィルタのフィルタ係数を設定することとしてもよい。 For example, in this embodiment, the impulse response obtained by generating the impulse is set as the filter coefficient of the FIR filter, but the signal used for setting the filter coefficient is not limited to the impulse. For example, the filter coefficient of the FIR filter may be set based on the response signal obtained when the step signal is generated.
また、本実施形態では、イヤホンマイク20とともに用いるエコー防止装置について説明したが、エコー防止装置はイヤホンマイク20に限らず、相手側から送信されてくる音声信号によって相手側にエコーが送り返される装置であれば適用可能である。例えば、電話機をハンズフリーモードで使用する場合において、電話機のスピーカから出力される音声が電話機のマイクから入力されることによって相手側にエコーが送信されてしまうような構成においても、エコー防止装置を適用することが可能である。
Moreover, although this embodiment demonstrated the echo prevention apparatus used with the
3 DSP
4,5 ADコンバータ
6〜8 DAコンバータ
9〜11 増幅回路
12 差動増幅回路
13 入出力端子
20 イヤホンマイク
25 CPU
26 メモリ
27 学習ボタン
28 警告ランプ
30,31 入力端子
32〜34 出力端子
40 DSPコア
41 RAM
42 ROM
50,51 FIRフィルタ
52 インパルス応答取得部
53 フィルタ係数設定部
54 エコーキャンセラ
70,71 通話検出部
72 エコーレベル検出部
73 ノイズレベル記憶部
74 減算部
75 適応フィルタ
76,78 スイッチ
77 制御部
3 DSP
4,5 AD converter 6-8 DA converter 9-11
26
42 ROM
50, 51
Claims (9)
前記第2入力信号に含まれる前記エコーの信号レベルを検出するエコーレベル検出部と、
前記エコーレベル検出部によって検出された前記エコーの前記信号レベルに基づいて、前記信号レベルが所定レベル以上の場合は前記エコー除去部から出力される前記信号を出力し、前記信号レベルが前記所定レベル未満の場合は前記第2入力信号を出力する出力制御部と、
を備えることを特徴とするエコー防止装置。 A first input signal and a second input signal including an echo generated by the first input signal are input, and a signal obtained by removing or attenuating the echo included in the second input signal based on the first input signal. An echo canceler to output,
An echo level detector for detecting a signal level of the echo included in the second input signal;
Based on the signal level of the echo detected by the echo level detection unit, the signal output from the echo removal unit is output when the signal level is equal to or higher than a predetermined level, and the signal level is the predetermined level An output control unit that outputs the second input signal if less than,
An echo prevention apparatus comprising:
前記エコー除去部は、
前記第1入力信号が入力される適応フィルタと、
前記第2入力信号から前記適応フィルタの出力信号を減算して出力する減算部と、
を備え、
前記適応フィルタは、前記第1入力信号と前記減算部の出力信号とに基づいて、前記減算部の出力信号を前記第2入力信号に含まれる前記エコーを除去または減衰した信号とすべくフィルタ係数を適応的に更新可能であり、
前記出力制御部は、
前記エコーの前記信号レベルが前記所定レベル未満の場合は、前記適応フィルタの前記フィルタ係数の適応的な更新を中止するとともに、前記第2入力信号を出力すること、
を特徴とするエコー防止装置。 The echo prevention device according to claim 1,
The echo removing unit
An adaptive filter to which the first input signal is input;
A subtractor that subtracts and outputs the output signal of the adaptive filter from the second input signal;
With
Based on the first input signal and the output signal of the subtraction unit, the adaptive filter uses a filter coefficient to make the output signal of the subtraction unit a signal obtained by removing or attenuating the echo included in the second input signal. Can be updated adaptively,
The output control unit
If the signal level of the echo is less than the predetermined level, stop the adaptive update of the filter coefficient of the adaptive filter and output the second input signal;
Echo prevention device characterized by.
前記出力制御部は、
前記エコーの前記信号レベルが前記所定レベル未満の場合は、前記適応フィルタのフィルタ係数をゼロに設定することにより、前記減算部の前記出力信号を前記第2入力信号として出力すること、
を特徴とするエコー防止装置。 The echo prevention device according to claim 2,
The output control unit
When the signal level of the echo is less than the predetermined level, the filter coefficient of the adaptive filter is set to zero, thereby outputting the output signal of the subtractor as the second input signal;
Echo prevention device characterized by.
前記出力制御部は、
前記エコーの前記信号レベルが前記所定レベル未満の場合は、前記適応フィルタの前記フィルタ係数の適応的な更新を中止するとともに、前記エコー防止装置の動作周波数を低下させること、
を特徴とするエコー防止装置。 The echo prevention device according to claim 2 or 3,
The output control unit
When the signal level of the echo is less than the predetermined level, the adaptive updating of the filter coefficient of the adaptive filter is stopped, and the operating frequency of the echo prevention device is reduced,
Echo prevention device characterized by.
前記エコー除去部は、
前記第1入力信号が入力される適応フィルタと、
前記第2入力信号から前記適応フィルタの出力信号を減算して出力する減算部と、
を備え、
前記適応フィルタは、前記第1入力信号と前記減算部の出力信号とに基づいて、前記減算部の出力信号を前記第2入力信号に含まれる前記エコーを除去または減衰した信号とすべくフィルタ係数を適応的に更新可能であり、
前記出力制御部は、
前記エコーの前記信号レベルが前記所定レベル未満の場合は、前記適応フィルタに前記フィルタ係数を適応的に更新させるとともに、前記第2入力信号を出力すること、
を特徴とするエコー防止装置。 The echo prevention device according to claim 1,
The echo removing unit
An adaptive filter to which the first input signal is input;
A subtractor that subtracts and outputs the output signal of the adaptive filter from the second input signal;
With
Based on the first input signal and the output signal of the subtraction unit, the adaptive filter uses a filter coefficient to make the output signal of the subtraction unit a signal obtained by removing or attenuating the echo included in the second input signal. Can be updated adaptively,
The output control unit
If the signal level of the echo is less than the predetermined level, the adaptive filter adaptively updates the filter coefficient and outputs the second input signal;
Echo prevention device characterized by.
前記エコーレベル検出部は、
前記エコー除去部から出力される前記信号に含まれるエコーの信号レベルをさらに検出し、
前記出力制御部は、
前記第2入力信号に含まれる前記エコーの信号レベルと、前記エコー除去部から出力される前記信号に含まれる前記エコーの信号レベルとに基づいて、前記エコー除去部においてエコーが除去または減衰される度合いが所定レベル以上の場合は前記エコー除去部から出力される前記信号を出力し、前記度合いが前記所定レベル未満の場合は前記第2入力信号を出力すること、
を特徴とするエコー防止装置。 The echo prevention device according to claim 1,
The echo level detector is
Further detecting the signal level of the echo included in the signal output from the echo removing unit,
The output control unit
Based on the signal level of the echo included in the second input signal and the signal level of the echo included in the signal output from the echo removal unit, the echo is removed or attenuated in the echo removal unit. When the degree is equal to or higher than a predetermined level, the signal output from the echo removing unit is output, and when the degree is lower than the predetermined level, the second input signal is output.
Echo prevention device characterized by.
前記エコー除去部は、
前記第1入力信号が入力される適応フィルタと、
前記第2入力信号から前記適応フィルタの出力信号を減算して出力する減算部と、
を備え、
前記適応フィルタは、前記第1入力信号と前記減算部の出力信号とに基づいて、前記減算部の出力信号を前記第2入力信号に含まれる前記エコーを除去または減衰した信号とすべくフィルタ係数を適応的に更新可能であり、
前記出力制御部は、
前記エコー除去部においてエコーが除去または減衰される前記度合いが前記所定レベル未満の場合は、前記適応フィルタの前記フィルタ係数の適応的な更新を中止するとともに、前記第2入力信号を出力すること、
を特徴とするエコー防止装置。 The echo prevention device according to claim 6,
The echo removing unit
An adaptive filter to which the first input signal is input;
A subtractor that subtracts and outputs the output signal of the adaptive filter from the second input signal;
With
Based on the first input signal and the output signal of the subtraction unit, the adaptive filter uses a filter coefficient to make the output signal of the subtraction unit a signal obtained by removing or attenuating the echo included in the second input signal. Can be updated adaptively,
The output control unit
If the degree of echo removal or attenuation in the echo removal unit is less than the predetermined level, stopping the adaptive update of the filter coefficient of the adaptive filter and outputting the second input signal;
Echo prevention device characterized by.
第3入力信号が入力され、前記第1入力信号を出力する第1FIRフィルタと、
前記第3入力信号が入力され、第1出力信号を出力する第2FIRフィルタと、
前記第1FIRフィルタの出力から前記エコー除去部における前記第2入力信号の入力までの第1信号応答特性と、前記第2FIRフィルタの出力から前記エコー除去部における前記第2入力信号の入力までの第2信号応答特性とを取得する信号応答特性取得部と、
前記信号応答特性取得部によって取得された前記第1及び第2信号応答特性に基づいて、前記第1入力信号から前記第1出力信号を減算する減算装置の出力信号を、前記第1入力信号によるエコーを減衰させた前記第2入力信号とすべく前記第1及び第2FIRフィルタのフィルタ係数を設定するフィルタ係数設定部と、
を更に備え、
前記出力制御部は、
前記エコーの前記信号レベルが所定レベル以上である場合は、前記第1及び第2信号応答特性を再度取得して前記第1及び第2FIRフィルタのフィルタ係数を再設定することを促す警告信号を出力すること、
を特徴とするエコー防止装置。 The echo prevention device according to any one of claims 1 to 7,
A first FIR filter that receives a third input signal and outputs the first input signal;
A second FIR filter that receives the third input signal and outputs a first output signal;
The first signal response characteristic from the output of the first FIR filter to the input of the second input signal in the echo removal unit, and the first signal response characteristic from the output of the second FIR filter to the input of the second input signal in the echo removal unit A signal response characteristic acquisition unit for acquiring two-signal response characteristics;
Based on the first and second signal response characteristics acquired by the signal response characteristic acquisition unit, an output signal of a subtracting device that subtracts the first output signal from the first input signal is determined by the first input signal. A filter coefficient setting unit that sets filter coefficients of the first and second FIR filters so as to be the second input signal in which echo is attenuated;
Further comprising
The output control unit
When the signal level of the echo is equal to or higher than a predetermined level, a warning signal that prompts the user to re-acquire the first and second signal response characteristics and reset the filter coefficients of the first and second FIR filters is output. To do,
Echo prevention device characterized by.
第1入力信号と、前記第1入力信号によるエコーを含む第2入力信号とが入力され、前記第1入力信号に基づいて、前記第2入力信号に含まれる前記エコーを除去または減衰した信号を出力する機能と、
前記第2入力信号の信号レベルを検出する機能と、
検出された前記エコーの前記信号レベルに基づいて、前記信号レベルが所定レベル以上の場合は前記エコーを除去または減衰した信号を出力し、前記信号レベルが前記所定レベル未満の場合は前記第2入力信号を出力する機能と、
を実現させるためのプログラム。 CPU
A first input signal and a second input signal including an echo generated by the first input signal are input, and a signal obtained by removing or attenuating the echo included in the second input signal based on the first input signal. A function to output,
A function of detecting a signal level of the second input signal;
Based on the signal level of the detected echo, a signal in which the echo is removed or attenuated is output when the signal level is equal to or higher than a predetermined level, and the second input when the signal level is lower than the predetermined level. A function to output a signal;
A program to realize
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