(57)【要約】本発明は、音声信号、特に話し言葉を送信する構成における抑制装置であって、遠位端からくる入力音声信号（Ａ１）を受けるための入力チャンネル（１）と、出力音声信号（Ａ２）を出力するための出力チャンネル（５）との間に設けられ、上記出力音声信号（Ａ２）中に含まれるエコー信号を抑制するためのエコー減少ユニット（４）と、上記入力音声信号（Ａ１）中に含まれるスピーチ信号を検出するためのスピーチ行為検出ユニット（７）と、エコー抑制のための上記エコー減少ユニット（４）のエコー抑制係数（ｓ）を設定する制御ユニット（６）とを有する抑制装置に関する。そのような装置において、近位端からくるスピーチ信号の質を向上させると同時に、エコー抑制を最低に維持しつつエコーを効果的に抑制するため、本発明においては、上記入力音声信号（Ａ１）がスピーチ信号を全く含んでいないことを上記スピーチ行為検出ユニット（７）が検出すると、上記入力音声信号（Ａ１）中にスピーチ信号が存在する間に設定される高いエコー抑制値から低いエコー抑制値へと上記エコー抑制係数（ｓ）が徐々にかつ連続的に減少されるように制御ユニット（６）を設計することを提案する。
2006513621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号、特に話し言葉を送信する構成においてエコーを低減するための装置であって、
−遠位端からくる入力音声信号を受けるための入力チャンネルと、出力音声信号を出力するための出力チャンネルとの間に設けられ、前記出力音声信号中に含まれるエコー信号を抑制するためのエコー減少ユニットと、
−前記入力音声信号中に含まれるスピーチ信号を検出するためのスピーチ行為検出ユニットと、
−エコー抑制のための前記エコー減少ユニットのエコー抑制係数を設定する制御ユニットと、
を有し、
前記入力音声信号がスピーチ信号を全く含んでいないことを前記スピーチ行為検出ユニットが検出すると、前記入力音声信号中にスピーチ信号が存在する間に設定される高いエコー抑制値から低いエコー抑制値へと前記エコー抑制係数が徐々にかつ連続的に減少されるように前記制御ユニットが設計されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記制御ユニットは、前記エコー抑制係数の減少が前記高いエコー抑制値から前記低いエコー抑制値へと急激に行なわれるように設計されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記エコー抑制係数の減少は、関数ｓ［ｋ］＝α・ｓ［ｋ−１］＋（１−α）・ｓｌｏｗにしたがって行なわれ、ｓ［ｋ］は時間ｋにおけるエコー抑制値であり、αは急激な減少態様を表わす係数であり、ｓｌｏｗは最小エコー抑制値であることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記最小エコー抑制値ｓｌｏｗは、０．１〜１の範囲の値、好ましくは約０．５の値を示し、急激な減少を表わす係数αは、０．５〜０．９９の範囲の値、好ましくは０．７５〜０．８５の範囲の値を示していることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記制御ユニットは、設定された前記高いエコー抑制値から前記低いエコー抑制値へのエコー抑制係数の減少がデッド時間だけ遅れるように、特に０．１〜１秒の範囲の時間だけ遅れるように、好ましくは約０．４秒の時間だけ遅れるように設計されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記エコー減少ユニットに対して供給されかつ近位端からくるエコーが減少された音声信号中に含まれるスピーチ信号を検出するために第２のスピーチ行為検出ユニットが設けられ、前記制御ユニットは、前記入力音声信号がスピーチ信号を含みかつエコーが減少された前記音声信号が近位端からくるスピーチ信号を含んでいない場合に前記エコー抑制係数が前記高いエコー抑制値に設定されるように設計され、前記エコー抑制係数は、前記入力音声信号がスピーチ信号を含みかつエコーが減少された前記音声信号が近位端からくるスピーチ信号を含んでいる場合に、前記高いエコー抑制値と前記低いエコー抑制値との間にある中間のエコー抑制値に設定されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記エコー減少ユニットは、評価エコー信号を決定するための適応ＦＩＲエコーフィルタを備え、この適応ＦＩＲエコーフィルタの係数は、前記入力音声信号の受信開始時に、ゼロでない値に初期化されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記制御ユニットは、前記入力音声信号の受信開始時に前記エコー抑制係数が最大開始エコー抑制値に設定された後、スピーチ信号が前記入力音声信号中に存在している間、前記エコー抑制係数が静的に高いエコー抑制値へと連続的に減少され、特に直線的に減少されるように設計されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記最大開始エコー抑制値から前記静的に高いエコー抑制値へと前記エコー抑制係数を減少させるための時間は、それが前記適応ＦＩＲエコーフィルタの適応持続時間にほぼ対応するように設定されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記最大開始エコー抑制値は、５から１５の範囲内にあり、特に約１０であり、前記静的に高いエコー抑制値は、１〜２の範囲内にほぼあり、特に約１．５の範囲内であることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
音声信号、特に話し言葉の送信中にエコーを低減する方法であって、
−出力音声信号中に含まれる入力音声信号のエコー信号を抑制するためのエコー抑制ステップと、
−前記入力音声信号中に含まれるスピーチ信号を検出するステップと、
−エコー抑制のためのエコー抑制係数を設定するステップと、
を有し、
前記エコー抑制係数は、前記入力音声信号がスピーチ信号を全く含んでいないことが検出されると、前記入力音声信号中にスピーチ信号が存在する間に設定される高いエコー抑制値から低いエコー抑制値へと徐々にかつ連続的に減少されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載された方法がコンピュータ上で実行される場合に請求項１１に記載された方法の方法ステップをコンピュータに実行させるコンピュータプログラミング手段を有する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声信号、特に例えば電話等の話し言葉を送信する構成においてエコーを低減するための装置であって、
−遠位端からくる入力音声信号を受けるための入力チャンネルと、出力音声信号を出力するための出力チャンネルとの間に配置され、前記出力音声信号中に含まれるエコー信号を抑制するためのエコー減少ユニットと、
−前記入力音声信号中に含まれるスピーチ信号を検出するためのスピーチ行為検出ユニットと、
−エコー抑制のための前記エコー減少ユニットのエコー抑制係数を設定する制御ユニットと、
を有する装置および対応する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
全ての電話は、音響的に互いに完全に切り離されないラウドスピーカ（拡声器）とマイクロフォンとを有しており、そのため、遠くにいる話者が遠位端で聞こえるエコーが生じる場合がある。この問題は、特にハンズフリー（手を使わないで済む）装置の場合に生じるが、小さなハウジングサイズおよび話者の口とマイクロフォンとの間の比較的大きなギャップに起因して、携帯電話およびコードレスフォンの場合にも生じる。このいわゆる音響エコーを防止するため、様々な手法またはその組み合わせが使用されている。小さな声で話す話者を軽減する半二重スイッチにより、エコーを確実に抑制できるが、両方の方向で同時に話すこと（いわゆる全二重）はできない。エコー信号の評価をマイクロフォン信号から差し引くエコーキャンセルユニットにより、全二重通信が可能になるが、それによりエコーが常に完全に抑制されることはない。更なる可能性は、エコーを抑制すべき時だけマイクロフォン経路の出力信号を減衰させるエコー抑制器である。
【０００３】
通信システムにおいてエコー抑制を制御するための方法および装置は、国際公開第９９／３５８１２号から周知である。最初の実施形態においては、遠くにいる話者からくる音声信号がスピーチ成分を全く含んでいないことをスピーチ行為検出器が知らせると、音響エコー抑制器の動作が停止される。更なる実施形態においては、エコー抑制が完全に作動停止されず、残響を十分に抑制できる低い抑制レベルにエコー抑制が設定される。
【０００４】
したがって、周知のシステムにおいては、遠くにいる話者からくる入力音声信号がスピーチを全く含んでいない場合、抑制が直ちに切り換えられて引き下げられる。しかしながら、エコーは、当初、残響に起因して「途中で」継続する場合がある。したがって、遠くにいる話者は、自分自身が話しを止めた後、あるいは、いわゆる破裂音の後であっても、特に音「ｔ」「ｋ」「ｐ」の後に、短いエコーを聞く。さらに、大抵の場合のように、エコー減少ユニットが適応ＦＩＲ（有限インパルス応答）フィルタを有する所謂エコーキャンセルユニットを備えている場合には、特にシステムの始動時、すなわち、電話会話の初めに、更なる問題が生じる場合がある。電話会話の初めに、そのようなフィルタは未だ適応しておらず、エコーのキャンセルが行なわれない。そのようなＦＩＲフィルタによるエコーの減少は、最初にゆっくりと高まり、スピーチが続く時にだけ適応できる。その結果、最初においてはエコーが依然として伝わり、０．５〜１秒後になって初めて、エコー抑制が完全に機能するようになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、音声送信装置、特に電話においてエコーを効果的に抑制することができるとともに、前述した問題を回避するようになっており、したがって、特に遠位端からくる入力音声信号がスピーチ信号を全く含んでいない時にエコーを急速にかつ効果的に抑制する装置および対応する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、本発明においては、入力音声信号がスピーチ信号を全く含んでいないことをスピーチ行為検出ユニットが検出した場合、入力音声信号中にスピーチ信号が存在する間に設定される高いエコー抑制値から低いエコー抑制値へとエコー抑制係数が徐々にかつ連続的に減少されるように上記制御ユニットが設計されている、請求項１に記載された装置によって達成される。
【０００７】
エコー減少のための対応する方法が請求項１１に記載されている。この方法を実施するためのコンピュータプログラムが請求項１２に記載されている。本発明の有利な実施形態が従属請求項に記載されている。
【０００８】
本発明は、入力音声信号がスピーチ信号を含んでいない場合にはエコー抑制係数が急に切り換えられてゼロへと完全に引き下げられあるいは低い値へと引き下げられるべきではないが、遠くにいる話者が話しを止めた場合あるいは特に所謂破裂音の後においてはエコー抑制係数が徐々にかつ連続的に切り換えられて引き下げられなければならず、そうしないと、残響に起因してエコーが伝えられてしまうという発見に基づいている。そのような厄介なエコーは、本発明に係る装置によって防止される。これは、遠くにいる話者が話しを止める時あるいは破裂音の後、現在の周知の装置のように急にではなくゆっくりとエコー抑制係数が減少されるからであり、その後、特に言葉の最後に短い一時停止が生じるからである。したがって、この時点で、エコーが十分に抑制され、それにより、残響が遠くにいる話者に達しない。これにより、本発明に係る装置を用いた実質的により好ましいスピーチ伝送が行なわれる。
【０００９】
好適な実施形態に従って、高いエコー抑制値から低いエコー抑制値への減少は、指数関数によって制御される。これは、エコーエネルギの真のタイムプロファイルをほぼシミュレートする。その理由は、エコーエネルギが経時的に急激に減少することで知られているからであり、したがって、これにより、所定時間にエコー抑制が最適化される。
【００１０】
所定時間において、エコー抑制係数を制御するための好ましい関数が請求項３に記載されている。
【００１１】
更なる実施形態に従って、エコー抑制係数の低い値への切り換えは、特定のデッド時間だけ遅れる。すなわち、このデッド時間中においては依然として高いエコー抑制値が設定されており、デッド時間の後においてのみエコー抑制係数が減少される。また、これにより、残響を効果的に抑制することができる。しかしながら、デッド時間中におけるそのような高いエコー抑制は、絶対的に必要ではなく、近位端（あるいは、近くにいる話者）からくる音声信号、特にスピーチ信号の伝送の質の不要な欠陥を招くだけである。
【００１２】
更なる実施形態においては、近位端からくる音声信号が近くにいる話者からのスピーチ信号を含んでいるかどうかを検出するための更なるスピーチ行為検出ユニットが設けられる。この場合、制御ユニットは、入力音声信号および近位端からくる音声信号の両方にスピーチ信号が含まれているとき、中程度のエコー抑制値を設定する一方で、入力音声信号中にスピーチ信号が存在していない場合にだけ最大エコー抑制値を設定するように設計される。最初の場合においては、エコーが完全に抑制されない。しかしながら、近位端からくるスピーチ信号は、聞こえるように伝えられ、随意的に歪められる。
【００１３】
本発明に係る装置においては、近位端からくる音声信号中に含まれる入力音声信号のエコーを評価するための適応ＦＩＲフィルタを備えるエコー減少ユニットが好ましくは使用される。そのようなＦＩＲフィルタはまた、多くの場合、近位端からくる信号を変えないエコーキャンセルユニットにおいても使用される。定められた評価は、一般に、近位端からくる音声信号が遠位端に伝えられる前に、近位端からくる音声信号から差し引かれる。更に、このエコー評価の出力はまた、ＦＩＲフィルタの下流に接続されたエコー抑制ユニットのための入力信号となる。しかしながら、特に通信の開始時、すなわち、電話会話の初めにおいては、そのような適応ＦＩＲフィルタは未だ適応しておらず、エコー抑制ユニットには、非常に僅かなエコー出力の評価しか供給されず、それにより、エコー抑制が非常に僅かとなってしまう。したがって、本発明によれば、有利な実施形態では、評価信号において現実的な出力を達成するため、通信の開始時にＦＩＲフィルタの係数がゼロでない値に初期化され、それにより、開始段階で十分なエコー抑制が達成される。
【００１４】
それに基づく更なる実施形態においては、ＦＩＲフィルタの適応状態が最初において弱いということに基づき、開始段階でエコー抑制係数が増大され、それにより、開始段階における過度に低いエコーのキャンセル状態が補償される。その後、エコー抑制係数は、例えばタイミング手段により、静的に（固定された）高いエコー抑制値に向けて単にゆっくりとのみ減少され、スピーチ信号が入力音声信号中に含まれている間、エコー抑制係数の値が維持される。タイミング手段は、例えば、約０．５〜１秒後、好ましくは約０．８秒後に静的に高いエコー抑制値への減少が行なわれるように設計されていても良い。このようにすると、開始段階において、すなわち、電話会話の初めにおいて、絶対的な信頼性をもってエコーが防止される。この時間中、全二重能力、すなわち、遠くにいる話者が使用中の時に近くにいる話者が遠くにいる話者の話を遮りたいあるいは短いコメントをしたいと思っている場合に遠くにいる話者が聞くことができる能力は、実際には、近くにいる話者から遠くにいる話者へ制限される。しかしながら、これは一般に欠点ではない。なぜなら、最初の数秒の電話の呼び出しにおいてはダブルトークがめったに生じず、むしろ、各関係者は一般に自分の名前を述べたり挨拶することによって開始するからである。
【００１５】
静的なエコー抑制値の例は、更なる従属請求項に記載されている。
【００１６】
図面に示された実施形態の例を参照しながら本発明について更に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明に係るエコー減少装置のブロック図である。図示の実施形態において、このエコー減少装置は、音声信号を送信するための装置において、例えば携帯電話、ハンズフリー（手を使わないで済む）装置、ラジオまたはコードレス電話において使用される。入力チャンネル１の遠位端（遠くにいる話者）からくる入力音声信号Ａ１は、増幅器２１とデジタル／アナログ変換器２２とラウドスピーカ２３とを備える変換器２によって増幅されるとともに、アナログ電気信号に変換され、ラウドスピーカ２３において出力される。近位端（近くにいる話者）からくる音声信号Ａ０であって、スピーチとノイズの両方を含んでいるかもしれない音声信号Ａ０は、それが出力音声信号Ａ２として出力されて遠位端（遠くにいる話者）へ送信される前でかつ出力チャンネル５のエコー減少ユニット４におけるエコー抑制のための適当な後処理の後において、随意的に入力音声信号Ａ１のエコー信号Ａ１’と共に、マイクロフォン３１とアナログ／デジタル変換器３２と増幅器３３とを備える再変換器３によりデジタル電気信号に変換されて増幅される。
【００１８】
本発明にしたがって設けられるエコー減少ユニット４は、エコーキャンセルユニットとしても知られる適応ＦＩＲ（有限インパルス応答）フィルタ４０を備えている。この適応ＦＩＲフィルタ４０は、再変換器３の出力信号ｚ中に含まれる入力／音声信号Ａ１のエコーの評価ｅを生成する。この評価信号ｅは、一方では、減算器４１により、再変換器３の出力信号ｚから差し引かれる。しかしながら、他方で、残留エコーが減算器４１の出力信号ｒ中に残っている場合がある。これは、ＦＩＲフィルタ４０の適応障害によるためであり、他方では、ＦＩＲフィルタ４０が約２５ミリ秒の有限エコー持続時間しか評価することができないためである。
【００１９】
エコーが減少された減算器４１の出力信号ｒは、その後、エコー抑制ユニットとしても知られる後処理ユニット４２に対して供給される。この後処理ユニット４２は、まず第１に、ＦＦＴユニット４２１により、特に１２８個の点を用いて、信号ｒを周波数領域に変換する。残留エコーは、その後、エコーが大きく寄与する周波数を減衰させることにより抑制される。一方、近位端からくる音声信号Ａ０が優位を占める周波数は殆ど減衰されない。この減衰は、最小平均２乗誤差法（ＭＭＳＥ）を使用することが好ましい減衰演算ユニット４２３により演算される周波数に依存する減衰関数Ｄによって、乗算器４２２内で行なわれる。この目的のためには、周波数に依存する評価エコー信号Ｅが必要である。この周波数に依存する評価エコー信号Ｅは、ＦＦＴ変換ユニット４２１と同じように機能するＦＦＴ変換ユニット４２４によるＦＦＴ変換によって、時間に依存する評価エコー信号ｅから演算される。時間に依存する評価エコー信号ｅは、初期のエコーだけ、例えば最初の２５ミリ秒内のエコーだけを含んでいるため、エコーエネルギの指数関数的な低下を前提として、その後のエコーの評価を加えるエコー残響ユニット４２５が更に設けられる。
【００２０】
エコーの抑制度合いはエコー抑制係数ｓによって制御され、このエコー抑制係数ｓを用いて周波数に依存する評価エコー信号Ｅが乗算器４２６内で乗算される。周波数領域に変換される減算器４１の出力信号ｒおよび周波数領域に変換される評価エコー信号ｅから、近位端からくる音声信号Ａ０内にスピーチ信号が含まれているかどうかを検出するスピーチ行為検出ユニット４２７は、対応する情報を制御ユニット６に対して送る。また、スピーチ信号が入力音声信号Ａ１内に含まれるかどうかに関する情報であって更なるスピーチ行為検出ユニット７によって決定される情報も制御ユニット６に対して供給される。その後、この情報から、随意的にはタイミングユニットからの更なる時間情報から、後述するように、各状況に適したエコー抑制係数ｓが本発明に係る方法にしたがって計算される。周波数領域に変換される減算器４１の出力信号ｒが、対応して計算された減衰Ｄと掛け合わされたら、この出力信号ｒは、逆ＦＦＴ変換ユニット４２８によって元の時間領域に変換され、その後、出力音声信号Ａ２として出力チャンネル５を介して遠位端へと送信される。
【００２１】
本発明は、人間の聴取者が所定信号をエコー信号として感じない心理音響的効果を利用する。この効果を簡単に説明すると、ノイズのスペクトル部分は、通常、ラウドスピーカ２３からマイクロフォン３１へのフィードバック時に変化しないため、遠位端からくるバックグラウンドノイズからの「エコー信号」がノイズそれ自体のように聞こえるというものである。このように、そのような「エコー」は、バックグラウンドノイズによって覆い隠されるため、聞こえない。また、遠位端からくるバックグラウンドノイズからの「エコー」は、例えば近位端等の他の場所からくるノイズのようにも聞こえる。したがって、遠位端にいる聞き手は、そのような「エコー」を自分が聞くことができたとしても、そのエコーを実際にエコーと見なさない。そのため、遠位端からくる入力音声信号Ａ１中にバックグラウンドノイズだけが含まれている時には、遠位端に位置する関係者がエコーに気付くこと無く、エコー抑制をかなり低減することができる。
【００２２】
したがって、本発明によれば、制御ユニット６は、そのような状況下でエコー抑制係数ｓを低い値ｓｌｏｗまで減少させる。しかしながら、この減少は、本発明においては急に行なわれず、むしろ、特にエコーエネルギの低下にしたがって徐々にかつ連続的に行なわれる。そうでなければ、遠位端にいる話者が話しを止めた場合、エコーの降下が聞こえる。制御ユニット６は、前述したように、再処理ユニット４２に対して供給される信号ｒおよび入力音声信号Ａ１がスピーチ信号を含んでいるかどうかに関するスピーチ行為検出ユニット４２７及び７から得られる情報を利用する。この情報に応じた態様が以下の表にまとめられている。ここで、ｋはフレーム時間であり、αはエコーエネルギの指数関数的な低下を再現している。
【表１】
2006513621.tif 000003
【００２３】
一般に、エコー再現ユニット４２５においては、エコー評価のために、同じエコー再現定数αも使用される。係数αは、０．５〜０．９９の範囲の値、好ましくは０．７５〜０．８５の範囲の値を示していることが好ましい。例えば０．０１秒という典型的なフレーム時間ｋにおいては、α＝０．８という値が有益である。一般に、係数αは、α＝１０∧（−３×フレーム時間／Ｔ６０）として表わされても良い。この場合、Ｔ６０は典型的な部屋（例えばオフィス、リビングルーム、車）の残響時間である。
【００２４】
本発明に係る制御は、近位端から遠位端に伝えられるスピーチの質を著しく向上させ、スピーチ信号が入力音声信号中に存在しない場合、近位端からくる音声信号中におけるスピーチ信号の存在は、エコー抑制係数を決定するために何ら重要ではない。入力音声信号中におけるスピーチ信号の存在は、スピーチ行為検出ユニット７により高い信頼性をもって決定されても良く、入力音声信号中にスピーチ信号が存在しない場合には、エコー抑制係数において比較的小さい値が設定されても良い。この値は、結局、例えば０．５以下となり、誤ってエコーが抑制されないという危険を冒さずに済む。また、これは、近位端からくるスピーチ信号の質の高い伝送に寄与する。両方の話者が同時に話をしている場合であっても、近位端の話者からのスピーチ信号の伝送を向上させることができる。これは、スピーチ行為検出ユニット７が、遠位端からくるスピーチにおいて話し言葉の中でさえ短い一時停止中に低いエコー抑制係数ｓｌｏｗへの切り換えを行なうことができるからである。
【００２５】
また、低いエコー抑制係数ｓｌｏｗへの切り換えは、デッド時間だけ遅れる可能性もある。しかしながら、これにより、不必要に高い抑制が引き起こされる。これは、結局のところ例えば０．４秒となり得る全デッド時間にわたって抑制が均一だからである。したがって、高いエコー抑制値ｓｈｉｇｈから低いエコー抑制値ｓｌｏｗへの前述した指数関数的な減少を行なうことが好ましい。これは、エコーエネルギの真のタイムプロファイルをほぼシミュレートする。その理由は、エコーエネルギが経時的に急激に減少することで知られているからである。
【００２６】
なお、本件において使用されることが好ましい適応ＦＩＲフィルタ４０を使用すると、特にコミュニケーション送信の開始時、すなわち、電話会話の始めにおいては、ＦＩＲフィルタ４０が未だ適応されておらず、したがって、信号ｒから信号ｚへのエコーの減少が達成されない。ＦＩＲフィルタのエコー減少はゆっくりとしか引き上げられず、そのため、開始時においては、再処理装置４２が通常の態様で抑制すると、エコーが伝わってしまう。これは、評価エコー信号ｅの出力に比例して再処理装置４２がエコーを抑制するという点で、更に悪化する場合がある。したがって、ＦＩＲフィルタ４０がゼロ係数を用いて通常通りに初期化される場合、この出力は、初めに０であり、早くともほぼ０．５秒の遅れの後にエコー出力の真の値に達する。
【００２７】
したがって、この問題を排除するため、本発明によれば、ＦＩＲフィルタ４０の係数をゼロでない値に初期化することにより、評価エコー信号ｅの出力が開始段階中に十分な大きさとなるようにする。例えば、１という係数が設定されても良い。ここで使用されるタイプのエコー減少ユニット４の場合には、係数の値の範囲が−１〜＋１に制限され、そのため、開始時に評価エコー信号ｅにおいて現実的な出力を得るためには、複数の係数が予め設定されなければならない。係数がブロードバンドシステムを表わすようにしなければならず、それにより、後処理ユニット４２も全ての周波数でエコーを抑制することができる。例えば、値｛１，１，１，１、−１，−１，１，−１｝を有するＦＩＲフィルタの８個の連続する係数を予め設定することが適切である。したがって、１つの係数を予め設定した場合と比べて、評価エコー信号ｅにおいて開始時に８倍の出力が得られる。また、このようにして予め設定されたＦＩＲフィルタは、全ての関連する周波数をほぼ同じ方法で伝える。
【００２８】
したがって、本発明に係る装置の好適な実施形態において、エコー抑制は、開始時に再処理装置４２によって更に行なわれる。目的は、ＦＩＲ適応状態が最初において弱いということに基づき、高いエコー抑制値ｓｈｉｇｈを引き上げることである。この目的のため、例えば、図示のタイミング装置８が使用されても良い。遠隔スピーチ（遠位端からくるスピーチ）が無ければ開始時であってもエコーが生じないため、低いエコー抑制値すなわちｓｌｏｗが維持される。
【００２９】
図２は、エコー抑制係数ｓのプロファイルを示している。この場合、高いエコー抑制値ｓｈｉｇｈのプロファイルが破線で示されている。領域Ａにおいては、非常に僅かなＦＩＲフィルタのエコーキャンセルを補償するため、抑制が十分に大きい。領域Ｂ，Ｃにおいては、スピーチ行為検出ユニット７の出力信号ＦＥ−ＳＡＤによって示される入力音声信号におけるスピーチの欠如に起因して、ＦＩＲ適応が行なわれない。したがって、領域Ｂ，Ｃにおいては、高いエコー抑制値ｓｈｉｇｈがこれ以上減少しない。そのため、例えば開始時間計測器の形態を成していても良いタイミングユニット８は、これ以上カウントしない。さらに、タイミングユニット８は、望ましくは更に安全領域Ｄが存在するように設定される。これは、遠隔スピーチの関数として適応期間が変化する場合があるからである。領域Ｅから静的な状態が得られ、静的に高いエコー抑制値においては常にｓｈｉｇｈ＝ｓｈｉｇｈ，ｓｔａｔが維持される。
【００３０】
また、図２は、領域Ｂ，Ｃにおいて、すなわち、入力音声信号中にスピーチが存在しない場合において、本発明にしたがって与えられる低いエコー抑制値ｓｌｏｗへのエコー抑制係数ｓの急激な降下も示している。更に、図２の下部の線図は、エコー減少ＥＲの経時的なプロファイルを示している。図から明らかなように、約０．８秒の適応時間後に、必要な精度が確実に得られる（２００個の係数を用いるここで使用されるＦＩＲフィルタの場合）。したがって、所定のＦＩＲフィルタ長においては、収束時間が分かる。ｓ＜４の場合、再処理ユニット４２は、最大の抑制をもって僅かなエコーに反応する。この場合、再処理ユニットは、送信方向で周波数に依存する半二重制御装置のように振る舞う。すなわち、エコーは伝わらないが、遠隔スピーチ中に送信方向もブロックされる。ｓｈｉｇｈ，ｓｔａｔ＝１０の時、これは領域Ａの場合である。領域Ｂにおいては、残響にしたがって抑制が急激に減少される。また、領域Ｃにおいては、ｓｌｏｗ＝０．５の場合、送信方向がブロックされない。ｓｈｉｇｈ，ｓｔａｔ＝１．５である領域Ｅからは、ＦＩＲフィルタによってキャンセルされなかった残留エコーの抑制だけが行なわれる。しかしながら、この目的のため、送信方向は決して完全にブロックされない。すなわち、初期化段階の後、通常の動作が行なわれる。
【００３１】
本発明にしたがって使用されるスピーチ行為検出ユニットの一例のブロック図が図３に示されている。このようなユニットは、静的なバックグラウンドノイズを伴う信号内のスピーチ信号を検出することができる。図示の実施形態において、このユニットは、短い期間にわたって測定される信号レベルＬｓを決定するためのユニット７１と、長い期間にわたって測定される入力信号Ｉの最小信号レベルＭＩを決定するためのユニット７２と、コンパレータ７３とを備えている。これは、バックグラウンドノイズ信号と比べると、スピーチ信号が時間に強く依存する信号レベルを示すという事実を利用している。短い期間にわたって測定される信号レベルＬｓが、長い期間（例えば２秒）にわたって測定される最小信号レベルＭＩよりもファクタＣだけ大きい場合、例えばＣ＝２（６ｄＢに対応する）だけ大きい場合には常に、スピーチ行為が検出されるとともに、この情報を有した対応する出力信号Ｏが出力される。
【００３２】
ｓｈｉｇｈからｓｌｏｗへの好ましくは急激な減少と、開始時におけるｓｈｉｇｈの制御との両方により、全てのエコーを除去している間、抑制を最低に維持することができる。抑制が下げられれば下げられるほど、ダブルトーク中における全二重通信が良好になる。ここで、全二重通信とは、遠くにいる話者が使用中の時に近くにいる話者が遠くにいる話者の話を遮りたいあるいは短いコメントをしたいと思っている場合に遠くにいる話者が聞くことを意味している。開始時におけるｓｈｉｇｈの本発明に係る制御の更なる利点は、電話会話の始めに、絶対的な確実性をもってエコーが防止されるという点である。この間、近くにいる話者から遠くにいる話者への全二重通信の可能性は制限されるが、これは欠点ではない。なぜなら、最初の数秒の電話の呼び出しにおいてはダブルトークがめったに生じず、むしろ、各関係者が最初に自分の名前を述べたり挨拶をしたりするからである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るエコー減少装置のブロック図である。
【図２】本発明に係る装置を用いて達成されるエコー抑制およびエコー抑制係数のタイムプロファイルを示している。
【図３】本発明にしたがって使用されるスピーチ行為検出のブロック図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  入力チャネル
２  変換器
３  再変換器
４  エコー減少ユニット
５  出力チャネル
６  制御ユニット
７  スピーチ行為検出ユニット
８  タイミングユニット
２１  増幅器
２２  デジタル／アナログ変換器
２３  ラウドスピーカ
３１  マイクロフォン
３２  アナログ／デジタル変換器
３３  増幅器
４０  適応ＦＩＲフィルタ
４１  減算器
４２  後処理ユニット
７１、７２  ユニット
７３  コンパレータ
４２１  ＦＥＴユニット
４２２  乗算器
４２３  減衰演算ユニット
４２４  ＦＥＴ変換ユニット
４２５  エコー残響ユニット
４２６  乗算器
４２７  スピーチ行為検出ユニット
４２８  逆ＦＥＴ変換ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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