JPH0575500A

JPH0575500A - ハウリング防止装置

Info

Publication number: JPH0575500A
Application number: JP23058191A
Authority: JP
Inventors: Kensaku Fujii; 健作藤井; Toshiro Oga; 寿郎大賀
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-09-10
Filing date: 1991-09-10
Publication date: 1993-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、ハンズフリータイプの双方向通話
装置において、ハウリングの発生を防止するハウリング
防止装置に関し、エコーキャンセラと音声スイッチを併
用するような構成において、同時双方向通話を確保しな
がら、ハウリングの発生も防止することができるハウリ
ング防止装置を提供することを目的とする。【構成】減衰量算出手段２２により、一巡閉路の音響
結合利得と、エコー除去手段２１のエコー消去量と、一
巡閉路の増幅利得に基づいて、一巡閉路の利得を１以下
に設定するための減衰量を算出し、この算出結果に基づ
いて減衰量挿入手段２３により一巡閉路に減衰量を挿入
するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ハンズフリータイプ
の双方向通話装置において、ハウリングの発生を防止す
るハウリング防止装置に関する。

【０００２】近年、電話システムにおいては、従来のハ
ンドセットタイプの電話機の代わりに、スピーカ（受話
音声出力手段）とマイクロホン（送話音声入力手段）を
使って通話するハンズフリータイプの電話機が開発され
ている。

【０００３】また、テレビ会議システムにおいても、ス
ピーカとマイクロホンを使って通話する双方向通話装置
が用いられる。

【０００４】このようなハンズフリータイプの双方向通
話装置においては、スピーカとマイクロホンとの音響結
合（防側音回路を有する双方向通話装置においては、側
音結合を含む）により一巡閉路が構成される。

【０００５】このような一巡閉路が形成されると、スピ
ーカから出力される受話音声がエコーとしてマイクロホ
ンに入力され、ハウリングが生じることがある。

【０００６】したがって、ハンズフリータイプの双方向
通話装置においては、ハウリングの発生を防止するため
のハウリング防止装置が必要になる。

【０００７】

【従来の技術】従来は、例えば、エコーキャンセラを用
いてハウリングの発生を防止するようになっていた。

【０００８】ここで、エコーキャンセラとは、双方向通
話装置の出力信号から擬似エコーを生成し、この擬似エ
コーを双方向通話装置の入力信号から差し引くことによ
り、一巡閉路を流れるエコーを除去するものである。

【０００９】このようなエコーキャンセラを用いる構成
によれば、上述したような結合が相殺されるため、ハウ
リングの発生を防止することができる。

【００１０】また、エコーを消去することによりハウリ
ングを防止する構成であるため、同時双方向通話も実現
することができる。

【００１１】しかし、このエコーキャンセラには、ダブ
ルトークやエコー経路変動により、エコー消去能力が低
下するという欠点がある。

【００１２】エコー消去能力が低下すると一巡閉路の利
得が上昇し、ハウリングが発生する危険性が高くなる。

【００１３】したがって、ハウリング防止装置としてエ
コーキャンセラを用いる場合は、ダブルトークやエコー
経路変動に伴うエコー消去量の低下に対処する必要があ
る。

【００１４】この方法として、音声スイッチをエコーキ
ャンセラと併用する方法が考えられる。

【００１５】ここで、音声スイッチとは、一般的には、
送話経路と受話経路のうち、通話状態にない経路に大き
い減衰量を挿入することにより、ハウリングの発生を防
止するものである。

【００１６】したがって、エコーキャンセラのエコー消
去能力が低下したとき、音声スイッチを駆動するように
すれば、閉路利得が１未満に維持されるので、ハウリン
グの発生を防止することができる。

【００１７】しかし、このような構成では、エコー消去
能力の低下時、一巡閉路に大きい減衰量が挿入されるた
め、エコーキャンセラの採用によりようやく可能となっ
た同時双方向通話を確保することができなくなる。

【００１８】したがって、エコーキャンセラと音声スイ
ッチを併用する場合、音声スイッチの減衰量として、同
時双方向通話を保証可能な減衰量を設定する必要があ
る。

【００１９】このような減衰量を算出する方法として、
「適応型ボイススイッチ」（電子情報通信学会技術研究
報告ＥＡ８７−７６）に記載される方法がある。

【００２０】この文献によれば、図１６に示すハンズフ
リー電話機の通話回路モデルにおいて、一巡閉路利得の
算出に必要な音響結合利得αは、受話状態におけるスピ
ーカ１１の出力Ｒ₀とマイクロホン１２の入力Ｓ_iの比
（Ｓ_i／Ｒ₀）_rと表される。

【００２１】また、側音結合率βは、送話状態における
送話音声出力Ｓ₀と受話音声入力Ｒ _iの比（Ｒ_i／
Ｓ₀）_sと表される。

【００２２】

【数１】

【数２】但し、Ｋ：送話信号レベル／受話信号レベルＧ：スイッチ減衰量

【００２３】したがって、両式から音響結合率αは、上
記式（１）の最小値として求められる。また、側音結合
率βは、上記式（２）の最小値として求められる。

【００２４】両結合率α，βが得られと、同時双方向通
話を保証可能な必要最小限のスイッチ減衰量Ｇは、両結
合率α，βの積の逆数にある程度の余裕Ｍを与えて次式
（３）のように求められる。Ｇ＝Ｍ／（αβ） …（３）

【００２５】この文献における理論展開は厳密であり、
式（１），（２）で求められた結合率α及びβから決定
されるスイッチ減衰量Ｇは、最適値を与えていると判断
される。

【００２６】ところで、この文献は、エコーキャンセラ
と音声スイッチを併用する場合におけるスイッチ減衰量
Ｇの算出については言及していない。

【００２７】しかし、この文献で得られた結果を、併用
構成におけるスイッチ減衰量Ｇの算出に適用することは
簡単である。

【００２８】すなわち、この場合は、上記スイッチ減衰
量Ｇに、エコーキャンセラによるエコー消去量を含めて
考えればよいわけである。

【００２９】しかし、この方法の場合、同時双方向通話
を保証することができるものの、エコーキャンセラにお
いて必然的に生じるエコー消去量の変化に追随すること
ができないという問題がある。

【００３０】これは、この文献の場合、双方向通話装置
の設置状態における静的な結合率αとβを推定してスイ
ッチ減衰量Ｇを算出するようになっているため、エコー
キャンセラのエコー消去量の低下に応じて、スイッチ減
衰量Ｇを制御することができないからである。

【００３１】すなわち、この文献の「減衰量の適応制
御」の意味するところは、その文脈から予想するに、設
置した環境で決まる固定的な結合率を計算して適応させ
ることであり、ダブルトークやエコー経路変動により使
用中に変動する動的な結合率に追随して制御することで
はない。

【００３２】したがって、この文献の方法により、スイ
ッチ減衰量を算出した場合、使用中にエコー消去量が変
化すると、ハウリングが発生する可能性がある。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の音声スイッチは、固定的な結合率に基づいてスイッ
チ減衰量を求めるようになっているため、エコーキャン
セラとの併用を考えた場合、同時双方向通話を確保する
ことができても、ハウリングの発生を防止することがで
きない場合があるという問題がある。

【００３４】そこで、この発明は、エコーキャンセラと
音声スイッチを併用するような構成において、同時双方
向通話を確保しながら、ハウリングの発生も防止するこ
とができるハウリング防止装置を提供することを目的と
する。

【００３５】

【課題を解決するための手段】図１は、この発明の原理
構成を示すブロック図である。

【００３６】図において、２１は、双方向通話装置の出
力信号から擬似エコーを生成し、この擬似エコーを双方
向通話装置の入力信号から差し引くことにより、一巡閉
路を流れるエコーを除去するエコー除去手段である。

【００３７】２２は、一巡閉路の音響結合利得と、エコ
ー除去手段２１のエコー消去量と、一巡閉路の増幅利得
に基づいて、一巡閉路の利得を１以下に設定するための
減衰量を算出する減衰量算出手段である。

【００３８】２３は、減衰量算出手段２２により算出さ
れた減衰量を一巡閉路に挿入する減衰量挿入手段であ
る。

【００３９】

【作用】上記構成においては、挿入減衰量がエコー消去
量に基づいて算出されるため、ダブルトークやエコー経
路変動によりエコー消去量が減少すると、それに追随し
て挿入減衰量が増大する。

【００４０】これにより、エコー消去量が減少しても、
一巡閉路利得が１以下に維持されるめ、ハウリングが発
生することはない。

【００４１】しかも、挿入減衰量はエコー消去量に基づ
いて算出されるため、常に、必要最小限の減衰量を挿入
することが可能である。

【００４２】これにより、同時双方向通話を極力保証し
ながら、ハウリングの発生を防止することができる。

【００４３】

【実施例】以下、図面を参照しながらこの発明の実施例
を詳細に説明する。

【００４４】図２は、この発明の一実施例の構成を示す
ブロック図である。なお、この図２は、この発明をハン
ズフリー電話機のハウリング防止装置に適用した場合を
代表として示す。

【００４５】図において、まず、通話回路の構成の構成
を説明する。

【００４６】図中、３１は、送話音声を入力するための
マイクロホンである。３２は、送話音声信号を送信する
ための送信回路（図示せず）が接続される出力端子であ
る。

【００４７】３３は、受話音声信号を受信するための受
信回路（図示せず）が接続される入力端子である。３４
は、受話音声を出力するためのスピーカである。

【００４８】以上が通話回路の構成である。次に、この
通話回路に挿入されるハウリング防止装置の構成を説明
する。

【００４９】図において、３５は、スピーカ３４とマイ
クロホン３１の音響結合により構成される一巡閉路を流
れるエコーを除去するエコーキャンセラである。

【００５０】３６は、一巡閉路に挿入する減衰量を算出
する減衰量算出部である。３７は、この減衰量算出部３
６により算出された減衰量を一巡閉路に挿入する音声ス
イッチである。

【００５１】以上がハウリング防止装置の全体的な構成
である。次に、このハウリング防止装置を構成するエコ
ーキャンセラ３５の構成を説明する。

【００５２】このエコーキャンセラ３５において、３５
１は擬似エコーＧ_jを生成する適応フィルタである。

【００５３】この適応フィルタ３５１は、後述する係数
更新回路３５４から供給される係数データＨ_jを、スピ
ーカ３４に供給される通話回路の出力信号Ｘ_jにかける
ことにより擬似エコーＧ_jを生成するようになってい
る。

【００５４】３５２は、マイクロホン３１から出力され
る通話回路の入力信号Ｙ_jから上記擬似エコーＧ_jを差
し引くことにより、一巡閉路からエコーｇ_jを除去する
減算回路である。

【００５５】３５３は、適応フィルタ３５１の現在の係
数データＨ_jと次の係数データＨ_j+ ₁との差を示すデー
タを算出する差分算出回路である。この差分算出回路３
５３は、減算回路３５２から出力される残留エコーＥ_j
と通話回路の出力信号Ｘ_jに基づいて、上記差分データ
を算出するようになっている。

【００５６】上記係数更新回路３５４は、差分算出回路
３５３により算出された差分データを現在の係数データ
Ｈ_jに加算することにより新しい係数データＨ_j+1を求
めるようになっている。

【００５７】３５５は、ダブルトークの発生を検出する
ダブルトーク検出回路である。このダブルトーク検出回
路３５５は、減算回路３５２の出力信号と擬似エコーＧ
_jに基づいて、ダブルトークの発生を検出するようにな
っている。

【００５８】３５６は、エコー経路の変動を検出するエ
コー経路変動検出回路である。このエコー経路変動検出
回路３５６は、減算回路３５２の出力信号と擬似エコー
Ｇ_jに基づいて、エコー経路変動を検出するようになっ
ている。

【００５９】３５７は、ダブルトーク検出回路３５５と
エコー経路変動検出回路３５６の検出出力に基づいて、
係数更新回路３５４の係数更新動作を制御するゲート回
路である。

【００６０】上記ダブルトーク検出回路３５５の検出出
力は、ダブルトークを検出すると、「０」レベルから
「１」レベルに切り替わる。同様に、前記エコー経路変
動検出回路３５６の検出出力は、エコー経路変動を検出
すると、「０」レベルから「１」レベルに切り替わる。

【００６１】これにより、ゲート回路３５７のゲート出
力は、ダブルトークが検出された場合だけ「１」レベル
から「０」レベルに切り替わり、そのほかの場合は、
「１」レベルに保持される。

【００６２】上記係数更新回路３５４は、ゲート回路３
５７のゲート出力が「１」レベルの場合は、係数更新動
作を実行し、「０」レベルの場合は、この動作を停止す
るようになっている。

【００６３】これにより、係数更新回路３５４の係数更
新動作は、ダブルトークが検出された場合だけ停止さ
れ、そのほかの場合は実行される。

【００６４】以上がエコーキャンセラ３５の構成であ
る。なお、上記適応フィルタ３５１の係数データは、例
えば、学習同定法に基づいて更新されるようになってい
る。

【００６５】この学習同定法によれば、時刻ｊ＋１にお
ける適応フィルタ３５１のタップｍ（ｍ＝１〜Ｉ）の係
数データＨ_j+1(m)は、次式（４）により表される。

【００６６】Ｈ_j+1(m)＝Ｈ_j(m) ＋｛ＫＥ_jＸ_j(m) ／ΣＸ_j(i) ｝ …（４）但し、Ｋ：修正係数（ステップゲイン） ΣＸ_j(i) ：ノルム（ｉ＝１〜Ｉ）

【００６７】ここで、右辺第１項は、現在の係数データ
を示し、第２項は差分データを示す。この差分データ
は、上記の如く、差分検出回路３５３により算出され、
係数更新回路３５４により、現在の係数データと加算さ
れる。

【００６８】次に、上記音声スイッチ３７の構成を説明
する。

【００６９】この音声スイッチ３７において、３７１は
受話経路に挿入された減衰回路であり、３７２は、送話
経路に挿入された減衰回路である。３７３は、これら減
衰回路３７１，３７２の減衰量を制御する減衰量制御回
路である。

【００７０】以上が音声スイッチ３７の構成である。次
に、図３を参照しながら、減衰量算出部３６と音声スイ
ッチ３７の減衰量制御回路３７３の構成を説明する。

【００７１】まず、減衰量算出部３６の構成を説明す
る。この減衰量算出部３６において、３６１は、エコー
キャンセラ３５のエコー消去量Ｐ_eを算出するエコー消
去量算出回路である。

【００７２】このエコー消去量算出回路３６１は、通話
回路の入力信号Ｙ_jと残留エコーＥ _jとのパワー比（Ｙ
_j／Ｅ_j）を算出することにより、近似的に上記エコー
消去量Ｐ_eを算出するようになっている。

【００７３】以下、この近似処理に求められたエコー消
去量Ｐ_eを近似エコー消去量Ｐ_Eという。

【００７４】３６２は、スピーカ３４とマイクロホン３
１の間の音響結合利得Ｐ_gを算出する音響結合利得算出
回路である。

【００７５】この音響結合利得算出回路３６２は、係数
推定動作の収束後における係数データＨ_jをパワー換算
することにより、近似的に上記音響結合利得Ｐ_gを算出
するようになっている。

【００７６】以下、この近似処理に求められた音響結合
利得Ｐ_gを近似音響結合利得Ｐ_Gという。

【００７７】３６３は、挿入減衰量Ｐ_sを算出する減衰
量算出回路である。この減衰量算出回路３６３は、近似
エコー消去量Ｐ_Eと、近似音響結合利得Ｐ_Gと、一巡閉
路の増幅利得Ｐ_aから次式（５）に基づいて、挿入減衰
量Ｐ_sを算出するようになっている。

【００７８】Ｐ_s≒Ｐ_G＋Ｐ_a−Ｐ_E …（５）

【００７９】但し、減衰量算出回路３６３は、係数推定
動作が収束する前は、予想される最悪条件下での音響結
合利得Ｐ_GXを用いて、挿入減衰量Ｐ_sを算出するように
なっている。

【００８０】この音響結合利得ＰＰ_GXは、減衰量算出回
路３６３の内部メモリに予め登録されている。

【００８１】３６４は、係数推定動作が収束したか否か
をを判定する収束判定回路である。この収束判定回路３
６４は、近似エコー消去量Ｐ_Eがある値に収束したか否
かを判定することにより、係数推定動作が収束したか否
かを判定するようになっている。

【００８２】上記音響結合利得算出回路３６２は、収束
判定回路３６４により、係数推定動作が収束したと判定
されると、係数データＨ_jに基づいて、音響結合利得Ｐ
_Gを算出するようになっている。

【００８３】また、減衰量算出回路３６３は、収束判定
回路３６４により係数推定動作が収束したと判定される
前は、上記音響結合利得Ｐ_GXに基づいて挿入減衰量Ｐ_s
を算出し、収束したと判定されると、音響結合利得算出
回路３６２から出力される音響結合利得Ｐ_Gに基づい
て、挿入減衰量Ｐ_sを算出するようになっている。

【００８４】以上が減衰量算出部３６の構成である。次
に、減衰量制御回路３７３の構成を説明する。

【００８５】この減衰量制御回路３７３において、１Ａ
は、減衰量算出回路３６３により算出された挿入減衰量
Ｐ_sを減衰回路３７１，３７２に設定する減衰量設定回
路である。

【００８６】２Ａは、上記減衰量算出回路３６３により
算出された挿入減衰量Ｐ_sが、例えば、１０ｄB 以上か
否かを判定する減衰量判定回路である。

【００８７】この減衰量判定回路２Ａにより挿入減衰量
Ｐ_sが１０ｄB 以下と判定されると、上記減衰量設定回
路１Ａは、減衰量算出回路３６３の算出結果に関係な
く、挿入減衰量Ｐ_sを無限大に固定するようになってい
る。

【００８８】３Ａは、上記減衰量算出回路３６３により
算出された挿入減衰量Ｐ_sが、例えば、６ｄB 未満か否
かを判定する減衰量判定回路である。

【００８９】この減衰量判定回路３Ａにより挿入減衰量
Ｐ_sが６ｄB 以下と判定されると、上記減衰量設定回路
１Ａは、減衰量算出回路３６３の算出結果に関係なく、
挿入減衰量Ｐ_sを６ｄB に固定するようになっている。

【００９０】４Ａは、例えば、減衰回路３７１の入出力
信号に基づいて、送話状態にあるか否かを判定する送話
判定回路である。

【００９１】５Ａは、例えば、減衰回路３７２の入出力
信号に基づいて、受話状態にあるか否かを判定する送話
判定回路である。

【００９２】上記減衰量設定回路１Ａは、上記判定回路
４Ａ，５Ａの判定結果に基づいて、送話状態にあれば、
受話側の減衰回路３７２に挿入減衰量Ｐ_sを設定するよ
うになっている。

【００９３】これに対し、受話状態にあれば、送話側の
減衰回路３７１に挿入減衰量Ｐ_sを設定するようになっ
ている。

【００９４】また、同時双方向通話状態においては、す
でに、挿入減衰量Ｐ_sを設定している減衰回路３７１
（あるいは３７２）に対してそのまま挿入減衰量Ｐ_sを
付与すするようになっている。

【００９５】上記減衰量設定回路１Ａは、また、エコー
経路変動検出回路３５６によりエコー経路変動が検出さ
れると、減衰量算出回路３６３の算出結果に関係なく、
挿入減衰量Ｐ_sを無限大に固定するようになっている。

【００９６】そして、この状態は、減衰量算出回路３６
３により算出された挿入減衰量Ｐ_sが１０ｄB に達する
まで維持されるようになっている。

【００９７】上記構成において、まず、エコーキャンセ
ラ３５のエコー除去動作を説明する。

【００９８】係数推定動作の初期状態においては、係数
更新回路３５４から出力される係数データＨ_jは小さな
値を示す。これにより、適応フィルタ３５１から出力さ
れる擬似エコーＧ_jも小さな値を示す。

【００９９】したがって、スピーカ３４からマイクロホ
ン３１に入力されたエコーｇ_iはほとんど除去されな
い。これにより、減算回路３５２から出力される残留エ
コーＥ _jは大きな値を示すことになる。

【０１００】この状態より、係数推定動作が進行してい
くと、係数更新回路３５４から出力される係数データＨ
_jが除々に増大する。これにより、適応フィルタ３５１
から出力される擬似エコーＧ_jも除々に増大する。

【０１０１】その結果、減算回路３５２におけるエコー
消去量Ｐ_eが除々に増大し、残留エコーＥ_jが除々に減
少する。

【０１０２】このような動作により、擬似エコーＧ_jが
エコーｇ_iとほぼ同じ値まで増大すると、残留エコーＥ
_jが無視できるような値となる。これにより、差分算出
回路３５３から差分データが出力されなくなり、係数推
定動作が収束したことになる。

【０１０３】この状態より、ダブルトークが発生する
と、送話音声Ｓ_j（周囲騒音Ｎ_jも含む）の分だけ、残
留エコーＥ_jの見かけ上の値が変化する。これにより、
差分算出回路３５３から再び差分データが出力されるよ
うになる。

【０１０４】しかし、ダブルトークが発生すると、ダブ
ルトーク検出回路３５５によりこのダブルトークが検出
される。これにより、ダブルトーク検出回路３５５の検
出出力が「０」レベルから「１」レベルに変化する。

【０１０５】ダブルトーク検出出力が「０」レベルから
「１」レベルに変化すると、ゲート回路３５７の出力が
「１」レベルから「０」レベルに変化する。これによ
り、係数更新回路３５４は、係数更新動作を停止する。

【０１０６】したがって、ダブルトークの発生に伴い、
差分算出回路３５３から差分データが出力されても、係
数データＨ_jは更新されない。これにより、エコー消去
量Ｐ _eは、ダブルトークが発生する前の状態に保持され
る。

【０１０７】但し、ダブルトーク検出回路３５５がダブ
ルトークを検出するには、ある程度の時間を要する。し
たがって、実際には、この検出遅延時間の間に、係数デ
ータＨ_jが乱れる。

【０１０８】これにより、ダブルトークが発生するとエ
コー消去量Ｐ_eが減少し、ハウリングが発生する可能性
が高くなる。この問題は、後述するように、この発明の
特徴とする減衰量挿入動作により解消される。

【０１０９】ダブルトーク状態が解消すると、ダブルト
ーク検出回路３５５の検出出力が「０」レベルに戻り、
ゲート回路３５７の出力が「１」レベルに戻るので、係
数更新動作が再開される。

【０１１０】これにより、再び、上述したような係数推
定動作が再開され、係数データＨ_jは元の値に戻る。し
たがって、エコーｇ_jは無視することができるような値
まで除去される。

【０１１１】エコー経路変動が生じた場合は、スピーカ
３４とマイクロホン３１の間の音響結合利得Ｐ_gが変化
する。これにより、スピーカ３４からマイクロホン３１
に入力されるエコーｇ_jが変化する。

【０１１２】その結果、エコー消去量Ｐ_eが減少し、残
留エコーＥ_jが増大する。これにより、係数推定動作が
再開され、係数データＨ_jは、エコーｇ_jの変化に相当
する分だけ、修正される。

【０１１３】その結果、エコー経路変動が生じても、最
終的には、エコーｇ_jが除去されることになる。

【０１１４】エコー経路の変動状態が解消すると、再
び、係数推定動作が再開され、係数データＨ_jは元の状
態に戻る。

【０１１５】なお、ダブルトークが発生しても、エコー
経路変動が生じた場合は、係数更新動作を停止しないよ
うにしたのは、エコー経路変動が発生すると、エコーｇ
_jそのものが変化するからである。

【０１１６】以上がエコーキャンセラ３５のエコー除去
動作である。次に、この発明の特徴とする減衰量挿入動
作について説明する。

【０１１７】ダブルトークやエコー経路変動が生じる
と、上記の如く、エコーキャンセラ３５のエコー消去量
Ｐ_eが減少する。

【０１１８】エコー消去量Ｐ_eが減少すると、一巡閉路
の利得が１より大きくなってハウリングが発生する危険
性が高くなる。

【０１１９】そこで、この実施例では、音声スイッチ３
７を設け、エコーキャンセラ３５のエコー消去量Ｐ_eが
減少すると、この音声スイッチ３７により閉路利得を減
衰させ、この閉路利得を１以下に保持するようにしてい
る。

【０１２０】ここで、問題となるのは、挿入減衰量Ｐ_s
の大小とこの減衰量Ｐ_sの挿入遅延である。

【０１２１】すなわち、挿入減衰量Ｐ_sが小さすぎると
ハウリングが生じ、逆に大きすぎると、同時双方向通話
状態を確保することが不可能となる。

【０１２２】また、仮に、ハウリングの発生を防止可能
で、かつ、同時双方向通話も確保可能な挿入減衰量（以
下、「最適挿入減衰量」という）Ｐ_sを求めたとして
も、その挿入が遅れれば、ハウリングが発生する。

【０１２３】したがって、減衰量挿入処理においては、
最適挿入減衰量Ｐ_sを求めるともに、これををいかに早
く一巡閉路に挿入するかが重要となる。

【０１２４】そこで、まず、最適挿入減衰量Ｐ_sの算出
法について説明する。

【０１２５】図２において、通話装置の入力端子３３か
らエコー経路を介して出力端子３２に到る経路の利得を
Ａ（ｄB ）とすると、この利得Ａは、次式（６）により
表される。

【０１２６】Ａ＝Ｐ_g＋Ｐ_a−Ｐ_e−Ｐ_s …（６）

【０１２７】ここで、ハウリングが発生しないための条
件は、Ａ≦０である。したがって、式（６）において、
Ａ＝０とおけば、最適挿入減衰量Ｐ_sを求めることがで
きる。

【０１２８】すなわち、Ａ＝０は、ハウリングの発生を
防止するための必要最小限の条件である。したがって、
この条件に基づいて挿入減衰量Ｐ_sを算出すれば、この
挿入減衰量Ｐ_sを必要最小限に抑えることができる。こ
れにより、同時双方向通話状態も極力確保することがで
きるわけである。

【０１２９】この最適挿入減衰量Ｐ_sは、式で示すと、
次式（７）のようになる。Ｐ_s＝Ｐ_g＋Ｐ_a−Ｐ_e …（７）

【０１３０】なお、この実施例では、上述した式（５）
の説明で述べたように、実際の音響結合利得Ｐ_gの代わ
りに、係数推定動作の収束後における係数データＨ_jか
ら算出された近似音響結合利得Ｐ_Gを用いている。

【０１３１】また、実際のエコー消去量Ｐ_eの代わり
に、入力信号Ｙ_jと残留エコーＥ_jから算出された近似
エコー消去量Ｐ_Eを用いている。

【０１３２】また、係数推定動作の初期状態において
は、実際の近似音響結合利得Ｐ_Gの代わりに、予想され
る最悪条件下での近似音響結合利得Ｐ_GXを用いている。

【０１３３】また、増幅利得ａは、予め、測定により求
めたものを用いている。

【０１３４】式（５）に基づいて、挿入減衰量Ｐ_sを算
出すれば、この挿入減衰量Ｐ_sは、近似エコー消去量Ｐ
_Eの変化に追随して変化する。

【０１３５】したがって、実際のエコー消去量Ｐ_eが減
少しても、極力ハウリングの発生を防止することができ
る。

【０１３６】すなわち、係数推定動作の初期状態におい
ては、実際のエコー消去量Ｐ_eが小さいため、加算回路
３５２から出力される残留エコーＥ_jは大きな値を示
す。

【０１３７】これにより、エコー消去量算出回路３６１
により算出される近似エコー消去量Ｐ_Eは小さな値を示
すことになる。その結果、減衰量算出回路３６３により
算出される挿入減衰量Ｐ_sは大きな値を示すことにな
る。

【０１３８】したがって、この状態においては、実際の
エコー消去量Ｐ_eが小さくても、ハウリングが生じるこ
とがない。

【０１３９】この状態より、係数推定動作が進行してい
くと、実際のエコー消去量Ｐ_eが除々に増大する。これ
により、残留エコーＥ_jが除々に減少する。

【０１４０】残留エコーＥ_jが除々に減少することによ
り、エコー消去量算出回路３６１から出力される近似エ
コー消去量Ｐ_Eが除々に増大する。これにより、減衰量
算出回路３６３から出力される挿入減衰量Ｐ_sが徐々に
減少する。

【０１４１】したがって、係数推定動作が進行すると、
ハウリングが発生することなく、通話状態が同時双方向
通話状態に移行する。

【０１４２】なお、音響結合利得としては、上記の如
く、係数推定動作の進行過程においては、Ｐ_GXが用いら
れ、係数推定動作が収束すると、Ｐ_Gが用いられる。

【０１４３】ここで、Ｐ_GはＰ_GXより大きくなることは
ない。したがって、係数推定動作の収束した後における
挿入減衰量Ｐ_sが、係数推定動作の進行過程における挿
入減衰量Ｐ_sより大きくなることはない。

【０１４４】この状態において、ダブルトークが発生す
ると、上記の如く、ダブルトーク検出回路３５５により
ダブルトークが検出されるまでの間、係数データＨ_jが
乱れる。

【０１４５】これにより、エコー消去量Ｐ_eが係数デー
タＨ_jの変化に相当する分だけ減少し、残留エコーＥ_j
が増大する。その結果、ハウリングが発生する危険性が
生じる。

【０１４６】しかし、残留エコーＥ_jが増大することに
より、この残留エコーＥ_jと入力信号Ｙ_jとのパワー比
によって求められる近似エコー消去量Ｐ_Eが減少する。

【０１４７】これにより、近似エコー消去量Ｐ_Eの減少
分だけ挿入減衰量Ｐ_sが増大する。その結果、閉路利得
が１以下に保持され、ハウリングの発生が防止される。

【０１４８】この後、ダブルトーク検出回路３５５によ
りダブルトークが検出されると、係数更新動作が停止さ
れる。これにより、挿入減衰量Ｐ_sは、ダブルトークが
検出されたときの値に保持される。

【０１４９】ダブルトーク状態が解消すると、係数更新
動作の停止状態が解除される。これにより、再び、上述
した係数推定動作が実行される。その結果、ハウリング
の発生を招くことなく、通話状態が同時双方向通話状態
に移行する。

【０１５０】エコー経路変動が発生した場合も、エコー
消去量Ｐ_eが減少するので、近似エコー消去量Ｐ_Eが減
少する。これにより、挿入減衰量Ｐ_sが増大するので、
ハウリングの発生が防止される。

【０１５１】この後、係数推定動作が開始されると、エ
コー消去量Ｐ_eが除々に増大するので、近似エコー消去
量Ｐ_Eも除々に増大する。これにより、挿入減衰量Ｐ_s
が除々に減少するので、ハウリングの発生を招くことな
く、通話状態が同時双方向通話状態に移行する。

【０１５２】ところで、挿入減衰量Ｐ_sが１０数ｄB よ
り大きいと、同時双方向通話状態を確保することが難し
い。

【０１５３】したがって、上記のように、挿入減衰量Ｐ
_sをエコー消去量Ｐ_Eの変動に合わせて細かく算出した
としても、挿入減衰量Ｐ_sが１０数ｄB より大きけれ
ば、算出処理により得られる効果は少ない。

【０１５４】そこで、この実施例では、減衰量判定回路
２Ａにより挿入減衰量Ｐ_sが例えば１０ｄB 以上か否か
を判定し、１０ｄB 以上の場合は、挿入減衰量Ｐ_sを強
制的に、例えば、無限大に設定するようにしている。

【０１５５】ここで、１０ｄB という値は、同時双方向
通話を確保可能な値として定められたものである。

【０１５６】このような構成によれば、挿入減衰量Ｐ_s
が同時双方向通話状態を確保可能な値になるまでは、近
似エコー消去量Ｐ_Eの細かい変動に対する挿入減衰量Ｐ
_sの変更の遅れを無視することができるようになるとい
う効果が得られる。

【０１５７】以上が最適挿入減衰量Ｐ_sの算出法であ
る。次に、この挿入減衰量Ｐ_sの算出遅延と精度に対す
る対処法について説明する。

【０１５８】近似エコー消去量Ｐ_Eの算出に必要な入力
信号Ｙ_jと残留エコーＥ_jのパワーの算出に遅延は避け
られない。この算出遅延は、特に、実際のエコー消去量
Ｐ_eの減少時において、ハウリングの発生の原因とな
る。

【０１５９】また、エコーキャンセラ３５においては、
実際の音響結合利得Ｐ_gやエコー消去量Ｐ_eの細かな変
動は絶えず起こり、これを精度よく、かつ、素早く算出
することは大変に難しい。

【０１６０】一方、挿入減衰量Ｐ_sが数ｄB である場合
には、同時双方向通話が違和感無く実現される。したが
って、数ｄB の挿入減衰量Ｐ_sであれば、これを常に挿
入するように設定したとしても、同時双方向通話状態を
確実に確保することができる。

【０１６１】そこで、この実施例では、減衰量判定回路
３Ａにより挿入減衰量Ｐ_sが、例えば、６ｄB 未満か否
かを判定し、６ｄB 未満の場合は、これを強制的に６ｄ
B に固定するようにしている。

【０１６２】このような構成によれば、挿入減衰量Ｐ_s
のある程度の算出遅延や算出誤差がこの６ｄB 内に吸収
され、通話の安定性が確保される。

【０１６３】ところで、エコー消去量Ｐ_eの変動がわず
かである場合は、この変動が上述した６ｄB のオフセッ
ト量（最小挿入減衰量）により吸収され、減衰量Ｐ_sの
挿入遅延によるハウリングの発生が抑えられる。

【０１６４】しかし、エコー消去量Ｐ_eの変動が大きい
場合は、この変動を上述した６ｄBのオフセット量で吸
収することができない。

【０１６５】この場合、許容される挿入遅延は、ハウリ
ング発生の時点までであることは確かである。

【０１６６】そこで、ハウリング発生までにどの程度の
時間的余裕があるかを確かめるために、ハウリングの立
上がり特性を一巡閉路利得０ｄB 〜４２ｄB において、
６ｄB 間隔で計算してみた。

【０１６７】図４にその結果を示す。但し、この図４
は、一巡閉路を、図５に示すような残響回路４１と増幅
回路４２から成る等価回路により表し、かつ、残響回路
４１の与える残響特性を図６に示す特性として計算した
場合の結果を示すものである。

【０１６８】なお、図６の残響特性においては、そのイ
ンパルス応答が、標本数にして１０２４点の間、指数関
数的に−６０ｄB となるまで減少するものとし、かつ、
一巡閉路には、記憶（伝送遅延）はないものとした。

【０１６９】図４に示す結果から、ハンズフリー電話機
の設計において最も一般的な閉路利得である４０ｄB 付
近では、ハウリングの発生が非常に急激で、挿入減衰量
Ｐ_sの挿入に遅延がほとんど許されないことがわかる。

【０１７０】このように、挿入遅延がほとんど許されな
いとすると、エコー消去量Ｐ_eが大きく減少する場合
は、ハウリングは発生するものとして対策を考えた方が
よい。

【０１７１】言い換えれば、発生したハウリングをでき
るだけ速やかに終息させる方向で対策を考えた方がよ
い。

【０１７２】このためには、挿入減衰量Ｐ_sの大小とハ
ウリング終息時間との関係を調べてみる必要がある。

【０１７３】そこで、挿入減衰量Ｐ_sをいろいろ変えな
がら、ハウリングの終息時間を比較してみた。

【０１７４】この結果を図７〜図１０に示す。なお、図
７〜図１０は、減衰量Ｐ_sを挿入してハウリングを停止
させようとした場合の図５のＡ点（マイクロホン３１の
位置に相当）における信号レベルの推移を示すものであ
る。

【０１７５】まず、図７は、振幅１のインパルスを、図
５の一巡閉路に印加してから８標本化周期後に、閉路利
得４２ｄB を３ｄB 上回る減衰量４５ｄB を一巡閉路に
挿入してハウリングを停止させようとした場合を示す。

【０１７６】通常、音声スイッチ３７の挿入減衰量Ｐ_s
は、一巡利得をわずかに上回る程度に設定されるが、図
７の結果は、このような挿入減衰量Ｐ_sでは、ハウリン
グが終息しない可能性があることを示している。

【０１７７】したがって、ハウリングを終息させるため
には、閉路利得をかなり上回る減衰量を挿入する必要が
ある。

【０１７８】そこで、挿入減衰量Ｐ_sを６６ｄB にして
みた。図８は、この場合の信号レベルの推移を示すもの
である。

【０１７９】この場合、ハウリングは終息するが、その
終息速度が緩やかである。したがって、ハウリングの終
息時間を早めるには、さらに、大きな減衰量を挿入する
ことが考えられる。

【０１８０】そこで、挿入減衰量Ｐ_sを１２２ｄB にし
てみた。図９は、この場合の信号レベルの推移を示すも
のである。

【０１８１】なお、この図９において、ハウリング発生
後、信号レベルが６０ｄB 減少した丁度ｊ＝１０２４付
近で認められる段差は、シミュレーションにおいて、残
響特性をｊ＝１０２４で打ち切ったために生じた段差で
ある。

【０１８２】したがって、このような打切りを行わない
実際の残響特性においては、上述したような段差は生ぜ
ず、信号レベルは連続した減少傾向を示す。

【０１８３】図１０は、挿入減衰量Ｐ_sをさらに大きく
し、無限大とした場合の信号レベルの推移を示すもので
ある。

【０１８４】図８〜図１０に示す結果から、ハウリング
終息時間は、挿入減衰量Ｐ_sを大きくしても変わらず、
残響特性に対応した減少を示すだけであることがわか
る。

【０１８５】一方、挿入減衰量Ｐ_sが２０ｄB もあれ
ば、通話状態が片方向通話状態になることが避けられな
いのであるから、挿入減衰量Ｐ_sを２０ｄB 以上として
も通話特性はなんら変わるところがない。

【０１８６】したがって、エコー消去量Ｐ_eが大きく減
少し、ハウリングが生じるような場合は、ハウリングの
終息に必要な挿入減衰量Ｐ_sを閉路利得に合わせて適応
的に制御せず、これをを無限大に設定し、この状態をハ
ウリングが終息するか邪魔にならなくなる時点まで維持
する方が簡単である。

【０１８７】そこで、この実施例では、図３に示すよう
に、減衰量判定回路２Ａを設け、エコー消去量Ｐ_eが大
きく減少するような場合は、挿入減衰量Ｐ_sを強制的に
無限大に設定するようにしているわけである。

【０１８８】しかしながら、エコー消去量Ｐ_eはいつも
大きく減少するとは限らないと考えられる。そして、図
４は、また、閉路利得が１２ｄB 以下ならば、ハウリン
グが発生するまで少し時間があることを示している。

【０１８９】エコー消去量Ｐ_eの減少量がこの程度なら
ば、この余裕時間の間にエコー消去量Ｐ_eの減少を検出
し、その間に閉路利得が１を越えない程度の減衰量Ｐ_s
を挿入するという処理が可能となる。

【０１９０】そこで、エコー消去量Ｐ_eの減少を招き、
減衰量Ｐ_sの挿入を必要とするようになる原因の１つで
あるダブルトークによるエコー消去量Ｐ_eの減少特性を
計算し、減衰量挿入時間として確保可能な余裕時間を調
べた。

【０１９１】図１１は、ｊ＝４０９６において、エコー
対周囲騒音比が４０ｄB から１０ｄB へ移行した場合を
ダブルトークとみなして計算したエコー消去量Ｐ_eの減
少特性を示すものである。

【０１９２】なお、図において、変動の激しい実線は、
シミュレーションによって求めたエコー消去量Ｐ_eの遷
移を示し、滑らかな実線は理論値を示す。この図１１の
詳細については、本件特許出願人が平成３年５月２日に
出願した特願平３−１３０６５３号に記載されている。

【０１９３】図１１の結果が示すように、ダブルトーク
が生じると、エコー消去量Ｐ_eは一瞬にして飽和値付近
まで減少する。したがって、ダブルトークを検出して係
数更新処理を停止させるころには、エコー消去量Ｐ_eが
すでに大きく減少している可能性が高い。

【０１９４】このようにエコー消去量Ｐ_eの劣化が早い
のは、係数推定アルゴリズムとして採用した学習同定法
における修正定数（ステップゲイン）Ｋを１にしたこと
によるものと考えられる。

【０１９５】そこで、種々の修正定数Ｋについて、エコ
ー消去量Ｐ_eの劣化特性を計算してみた。その結果を図
１２に示す。

【０１９６】この図１２は、収束速度を犠牲にして修正
定数を小さく選んでも、１０ｄB 程度の劣化は一瞬にし
て起こることを示している。

【０１９７】したがって、ダブルトークが発生したら、
挿入減衰量Ｐ_sを、ハウリングが発生するまでの間に減
少したエコー消去量Ｐ_eに対応する量とする必要があ
る。

【０１９８】ダブルトークによるエコー消去量Ｐ_eの減
少分は、上記の如く、次式（８）に示す入力信号Ｙ_jと
残留エコーＥ_jの平均パワー比Ｐ_Eの減少分で近似する
ことができる。

【０１９９】Ｐ_E＝σ_E ²／σ_Y ² （８）但し、σ_E ²：残留エコーＥ_jの短時間パワー σ_Y ²：入力信号Ｙ_jの短時間パワー

【０２００】上式において得られる近似エコー消去量Ｐ
_Eの減少分（挿入減衰量Ｐ_sに相当）が、同時双方向通
話状態を保証する挿入減衰量Ｐ_sを数ｄB を上回る値と
なるとき、挿入減衰量Ｐ_sの制御を開始すればよい。

【０２０１】そこで、この実施例では、上記の如く、原
則として、挿入減衰量Ｐ_sを近似エコー消去量Ｐ_Eに基
づいて算出し、この算出結果が同時双方向通話状態を保
証可能な１０ｄB 以下の場合は、挿入減衰量Ｐ_sを無限
大に設定し、１０ｄB から６ｄB の間では、算出結果を
挿入減衰量Ｐ_sとして用いるようにしているわけであ
る。

【０２０２】エコー消去量Ｐ_eを減少させるもう１つの
要因は、上記の如く、エコー経路変動である。この変動
もわずかであれば、ダブルトークと同様の制御が可能で
ある。

【０２０３】そこで、エコー経路変動に伴うエコー消去
量Ｐ_eの減少具合を確かめるため、エコー経路特性を与
えるインパルス応答の最初の標本値の極性だけを変化さ
せ、その変化分が残留エコーＥ_jをどの程度変化させる
かを調べた。

【０２０４】その結果を図１３に示す。但し、図１３に
おいては、エコー対周囲騒音比を約４１ｄB としてい
る。

【０２０５】このエコー経路変動分がエコー経路利得全
体に示す割合は、パワーに換算してわずか０．２ｄB で
ある。

【０２０６】このようなわずかな変動に対しても、残留
エコーＥ_jは、図１３に示すように、急増する。この増
加は、ダブルトークと同様の効果を与え、係数推定誤差
は急激に増加し、エコー消去量Ｐ_eは急減する。

【０２０７】図１４は、エコー経路特性を与えるインパ
ルス応答に対して極性変化を与える標本を１〜４とした
場合において、エコー経路変動時に得られるエコー消去
量Ｐ _eの収束特性を通常の収束特性と合わせて図示した
ものである。

【０２０８】図１３および図１４に示す結果から、エコ
ー経路変動がわずかであっても、エコー消去量Ｐ_eが大
きく減少し、それは、ほとんど係数推定動作の初期状態
への回帰に等しいことがわかる。

【０２０９】したがって、図４の結果と合わせて考える
と、エコー経路変動時には、この変動を素早く検出し、
減衰量Ｐ_sを挿入することが必要になることは明らかで
ある。

【０２１０】このエコー経路変動時に挿入が必要な減衰
量は、ハウリング発生前であれば、閉路利得を１未満と
する程度、例えば、４０ｄB 程度でよい。

【０２１１】しかし、このような大きな減衰量Ｐ_sの挿
入は、通話状態を片方向通話状態とするのが明らかであ
る。したがって、この場合は、ハウリング発生時と同様
に、無限大の減衰量Ｐ_sを挿入するようにしても構わな
い。

【０２１２】エコー経路変動の最も早い検出方法とし
て、本件特許出願人が平成２年３月１４日に出願した特
願平第２−６３１３３号に記載される方法がある。しか
し、この方法でも、検出時間は８標本化周期程度かか
る。

【０２１３】一方、図１１に示すハウリングの立上がり
特性によれば、８標本化周期程度の検出遅延では、ハウ
リングが既に発生していると考えてよい。

【０２１４】ハウリングが発生する可能性が大きけれ
ば、挿入減衰量Ｐ_sを無限大とした方がよいことは既に
述べた。

【０２１５】本件特許出願人が、平成３年２月１６日に
特許法４２条の２第１項の規定による優先権を主張して
特許出願したものによれば、ハウリングが発生している
か否かはを検出するには、１２８msの時間がかかる。

【０２１６】したがって、ハウリングの検出を待ってか
ら挿入減衰量Ｐ_sを無限大としたのでは、少し遅い。

【０２１７】そこで、この実施例では、初めから挿入減
衰量Ｐ_sを無限大に設定するようにしている。すなわ
ち、エコー経路変動検出回路３５６により、エコー経路
変動が検出されると、減衰量設定回路１Ａは、挿入減衰
量算出回路３６３の算出結果に関係なく、強制的に挿入
減衰量Ｐ_sを無限大に設定するようにしている。

【０２１８】以上詳述したこの実施例によれば、次のよ
うな効果が得られる。

【０２１９】（１）まず、近似音響結合利得Ｐ_G、近似
エコー消去量Ｐ_E、増幅利得Ｐ_aに基づいて、挿入減衰
量Ｐ_sを算出するようにしたので、挿入減衰量Ｐ_sをエ
コー消去量Ｐ_eの変化に追随して制御することができ
る。

【０２２０】これにより、同時双方向通話状態を確保し
ながら、ハウリングの発生を防止することができる。

【０２２１】（２）また、音響結合利得Ｐ_gを係数デー
タＨ_jの収束値から近似的に算出するようにしたので、
この音響結合利得Ｐ_gを迅速かつ正確に算出することが
できる。

【０２２２】すなわち、音響結合利得Ｐ_gを算出する方
法としては、通話回路の出力信号Ｘ _jと入力信号Ｙ_jと
の比を積分することにより算出する方法が考えられる。

【０２２３】しかし、このような方法では、音声信号が
非定量な特性を有するため、積分時間が長くなるととも
に、音響結合利得Ｐ_gを正確に算出することができな
い。

【０２２４】これに対し、この実施例では、係数データ
Ｈ_jの収束値に基づいて音響結合利得Ｐ_gを算出するよ
うにしたので、音声信号の特性に影響されることなく、
迅速かつ正確に音響結合利得Ｐ_gを算出することができ
るわけである。

【０２２５】（３）また、挿入減衰量算出回路３６３の
算出結果が、同時双方向通話状態を確保可能な１０ｄB
以下の場合は、挿入減衰量Ｐ_sを強制的に無限大に設定
するようにしたので、近似エコー消去量Ｐ_Eの細かい変
動に対する挿入減衰量Ｐ_sの変更の遅れを無視すること
ができる。

【０２２６】（４）また、このように、挿入減衰量Ｐ_s
を強制的に無限大に設定するような構成によれば、挿入
減衰量Ｐ_sを閉路利得に合わせて適応的に制御する場合
に比べ、エコー消去量Ｐ_eが大きく減少し、ハウリング
が生じるような場合におけるハウリング終息時間の制御
が簡単となる。

【０２２７】（５）また、挿入減衰量算出回路３６３で
算出結果が、同時双方向通話状態を確実に確保可能な６
ｄB 未満の場合は、挿入減衰量Ｐ_sを強制的に６ｄB に
設定するようにしたので、挿入減衰量Ｐ_sのある程度の
算出遅延や算出誤差がこの６ｄB 内に吸収され、通話の
安定性が確保される。

【０２２８】（６）また、エコー経路変動検出回路３５
６によりエコー経路変動が検出された場合は、挿入減衰
量Ｐ_sを強制的に無限大に設定するようにしたので、わ
ずかな変動であっても、ハウリングの発生を招く可能性
のあるエコー経路変動に対して迅速に対処することがで
きる。

【０２２９】次に、この発明の第２の実施例を説明す
る。

【０２３０】先の実施例では、エコー経路変動が検出さ
れると、挿入減衰量Ｐ_sを強制的に無限大に設定する場
合を説明した。

【０２３１】しかし、双方向通話装置においては、エコ
ー経路変動が頻繁に起こる。したがって、エコー経路変
動が発生するたびに、挿入減衰量Ｐ_sを無限大としたの
では、通話状態が頻繁に片方向通話状態になってしまう
恐れがある。

【０２３２】このように片方向通話状態が頻繁に起こる
と、エコーキャンセラ３５を導入した効果を半減させ
る。

【０２３３】そこで、この実施例は、図２の減衰回路３
７１，３７２において、音声信号の伝送帯域を多数の帯
域に分割し、エコー経路変動が生じた場合は、各分割帯
域ごとに独立に挿入減衰量Ｐ_sを制御するようにしたも
のである。

【０２３４】このような構成によれば、エコー経路変動
が生じた場合でも、極力同時双方向通話状態を確保する
ことができる。

【０２３５】なお、このような効果は、音声信号を高速
フーリエ変換し、各周波数成分ごとに独立に挿入減衰量
Ｐ_sを制御するようにしても得られる。

【０２３６】上述したような帯域分割制御や高速フーリ
エ変換制御については、本件特許出願人が、平成１年５
月２６日に特許出願した特願平第１−１３１５９３号に
詳細に記載されているので、ここでは、詳細な説明を省
略する。

【０２３７】次に、図１５を参照しながら、この発明の
第３の実施例を説明する。なお、図１５において、先の
図２と同一部には、同一符号を付す。

【０２３８】図１５において、上述した図２と異なる点
は、次の４点にある。

【０２３９】（１）エコーキャンセラ３５の差分算出回
路３５３と係数更新回路３５４との間に遅延回路３５８
が挿入されている点。

【０２４０】この遅延回路３５８の遅延時間は、少なく
ともダブルトーク検出回路３５５がダブルトークの検出
に要する時間に設定されている。

【０２４１】（２）ダブルトーク検出回路３５５により
ダブルトークが検出されると、減衰量制御回路３７３の
減衰量設定回路１Ａ（図３参照）が、挿入減衰量Ｐ_sを
強制的に挿入減衰量算出回路３６３の算出結果に固定す
る点。

【０２４２】（３）一巡閉路中に遅延回路３８が挿入さ
れている点。

【０２４３】なお、図１５には、減衰回路３７１と出力
端子３２との間に遅延回路３８を挿入する場合を代表と
して示す。

【０２４４】この遅延回路３８の遅延時間は、少なくと
もエコー経路変動検出回路３５６がエコー経路変動を検
出するのに要する時間から一巡閉路の伝送遅延時間を引
いた値に設定されている。

【０２４５】（４）エコー経路変動検出回路３５６によ
りエコー経路変動が検出されても、この検出出力に基づ
いて強制的に挿入減衰量Ｐ_sを無限大に設定することは
せず、あくまで挿入減衰量算出回路３６３の算出結果に
基づいて、挿入減衰量Ｐ_sを設定するようにした点。

【０２４６】但し、この場合、減衰量判定回路２Ａ，３
Ａの判定結果を利用することは、先の第１の実施例と同
様である。

【０２４７】上記構成において、まず、ダブルトークの
発生時における動作を説明する。

【０２４８】差分算出回路３５３の算出結果は、遅延回
路３５８により少なくともダブルトークの検出時間分だ
け遅延されて係数更新回路３５４に供給される。

【０２４９】これにより、ダブルトークが発生しても、
ダブルトーク検出回路３５５によりダブルトークが検出
されるまでは、適応フィルタ３５１の係数データＨ_jは
乱されない。

【０２５０】ダブルトーク検出回路３５５によりダブル
トークが検出されると、この検出出力に基づいて、挿入
減衰量Ｐ_sが強制的に減衰量算出回路３６３の算出結果
に固定される。

【０２５１】これにより、ダブルトークが発生しても、
挿入減衰量Ｐ_sをダブルトークが発生する前の値に保持
することができる。

【０２５２】次に、エコー経路変動が発生した場合の動
作を説明する。

【０２５３】上記の如く、エコー経路変動が発生する
と、エコー消去量Ｐ_eが大幅に減少する。これにより、
ハウリングが発生する危険性が高くなる。

【０２５４】しかし、エコー経路変動の検出にはある程
度の時間がかかる。したがって、先の第１の実施例のよ
うに、エコー経路変動が検出された時点で挿入減衰量Ｐ
_sを無限大に設定したとしても、ハウリングの発生をま
ぬがれないことがある。

【０２５５】これに対し、この実施例では、一巡閉路
に、少なくともエコー経路変動の検出時間から一巡閉路
の伝送遅延時間を引いた値の遅延時間を有する遅延回路
３８が挿入されている。

【０２５６】このような構成によれば、エコー経路変動
が発生しても、これが検出されるまでは、ハウリングが
発生しない。

【０２５７】エコー経路変動が検出された後は、挿入減
衰量算出回路３６３の算出結果に基づいて、挿入減衰量
Ｐ_sが設定される。これにより、この場合も、ハウリン
グの発生を防止することができる。

【０２５８】以上のこの発明の３つの実施例を詳細に説
明したが、この発明は、このような実施例に限定される
ものではなく、ほかにもその要旨を逸脱しない範囲で種
々様々変形可能なことは勿論である。

【０２５９】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
ダブルトークやエコー経路変動によりエコー消去量が減
少しても、同時双方向通話を確保しながら、ハウリング
の発生を抑えることが可能なハウリング防止装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図３】図２の減衰量算出部及び減衰量制御回路の具体
的構成の一例を示すブロック図である。

【図４】ハウリングの立上がり特性を示す特性図であ
る。

【図５】一巡閉路の等価回路を示すブロック図である。

【図６】残響特性を示す特性図である。

【図７】一巡閉路に４５ｄB の減衰量を挿入した場合の
信号レベルの推移を示す特性図である。

【図８】一巡閉路に６６ｄB の減衰量を挿入した場合の
信号レベルの推移を示す特性図である。

【図９】一巡閉路に１２２ｄB の減衰量を挿入した場合
の信号レベルの推移を示す特性図である。

【図１０】一巡閉路に無限大の減衰量を挿入した場合の
信号レベルの推移を示す特性図である。

【図１１】エコー消去量の減少特性を示す特性図であ
る。

【図１２】エコー消去量の劣化特性を示す特性図であ
る。

【図１３】残留エコーの変化特性を示す特性図である。

【図１４】エコー消去量の収束特性を示す特性図であ
る。

【図１５】この発明の第３の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１６】ハンズフリー電話機の通話回路モデルを示す
ブロック図である。

【符号の説明】

２１エコー除去手段２２減衰量算出手段２３減衰量挿入手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送話音声を入力するための送話音声入力
手段と受話音声を出力するための受話音声出力手段との
音響結合により構成される一巡閉路を有する双方向通話
装置のハウリング防止装置において、前記双方向通話装置の出力信号から擬似エコーを生成
し、この擬似エコーを前記双方向通話装置の入力信号か
ら差し引くことにより、前記一巡閉路を流れるエコーを
除去するエコー除去手段(21)と、前記音響結合の利得と、前記エコー除去手段(21)のエコ
ー消去量と、前記一巡閉路の増幅利得に基づいて、前記
一巡閉路の利得を１以下に設定するための減衰量を算出
する減衰量算出手段(22)と、この減衰量算出手段(22)により算出された減衰量を前記
一巡閉路に挿入する減衰量挿入手段(23)とを具備したこ
とを特徴とするハウリング防止装置。
【請求項２】前記エコー除去手段(21)は、係数推定動
作により係数を算出し、この算出された係数を前記双方
向通話装置の出力信号にかけることにより前記擬似エコ
ーを生成するように構成されていることを特徴とする請
求項１記載のハウリング防止装置。
【請求項３】前記音響結合利得は、前記エコー除去手
段(21)の前記係数の収束値に基づいて近似的に算出され
たものであることを特徴とする請求項２記載のハウリン
グ防止装置。
【請求項４】前記エコー消去量は、前記エコー除去手
段の入力信号とその残留エコーのパワー比を求めること
により近似的に算出されたものであることを特徴とする
請求項１記載のハウリング防止装置。
【請求項５】前記減衰量挿入手段(23)は、前記減衰量
算出手段(22)により算出された減衰量が同時双方向通話
を可能とする値に減少するまで、前記減衰量算出手段(2
2)の算出結果に関係なく、強制的に無限大の減衰量を挿
入するように構成されていることを特徴とする請求項１
記載のハウリング防止装置。
【請求項６】前記減衰量挿入手段(23)は、前記減衰量
算出手段(22)により算出された減衰量が同時双方向通話
を可能とする値より小さい所定の値未満である場合は、
前記減衰量算出手段(22)の算出結果に関係なく、強制的
に前記所定の値の減衰量を挿入するように構成されてい
ることを特徴とする請求項１記載のハウリング防止装
置。
【請求項７】前記減衰量挿入手段(23)は、前記減衰量
算出手段(22)により算出された減衰量が同時双方向通話
を可能とする値より大きい場合は、音声信号の伝送帯域
を複数の帯域に分割し、各分割帯域ごと独立に挿入減衰
量を設定するように構成されていることを特徴とする請
求項１記載のハウリング防止装置。
【請求項８】前記減衰量挿入手段(23)は、前記減衰量
算出手段(22)により算出された減衰量が同時双方向通話
を可能とする値より大きい場合は、音声信号をフーリエ
変換し、このフーリエ変換により得られた各周波数成分
ごとに独立に挿入減衰量を設定するように構成されてい
ることを特徴とする請求項１記載のハウリング防止装
置。