(57)【要約】【課題】効果的にエコーを除去する。【解決手段】エコー防止装置は、第１入力信号と、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、第１入力信号に基づいて、第２入力信号に含まれる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、第２入力信号に含まれるエコーの信号レベルを検出するエコーレベル検出部と、エコーレベル検出部によって検出されたエコーの信号レベルに基づいて、信号レベルが所定レベル以上の場合はエコー除去部から出力されるエコーを除去した信号を出力し、信号レベルが所定レベル未満の場合は第２入力信号を出力する出力制御部と、を備える。【選択図】図２
2008219164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
請求項１に記載のエコー防止装置であって、
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。
【請求項３】
請求項２に記載のエコー防止装置であって、
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。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のエコー防止装置であって、
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。
【請求項５】
請求項１に記載のエコー防止装置であって、
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。
【請求項６】
請求項１に記載のエコー防止装置であって、
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。
【請求項７】
請求項６に記載のエコー防止装置であって、
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。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載のエコー防止装置であって、
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。
【請求項９】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エコー防止装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【特許文献１】特開２００６−３０４２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＝＝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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
＝＝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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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）。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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）。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】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。
【図２】本実施形態のエコーキャンセラの構成例を示すブロック図である。
【図３】本実施形態のエコーキャンセラ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。
【図４】本実施形態のエコーキャンセラ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。
【図５】本実施形態のエコーキャンセラの他の構成例を示すブロック図である。
【図６】ＤＳＰを用いたエコー防止装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
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
【図１】
2008219164.tif 000003
【図２】
2008219164.tif 000004
【図３】
2008219164.tif 000005
【図４】
2008219164.tif 000006
【図５】
2008219164.tif 000007
【図６】
2008219164.tif 000008