(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エコー経路を学習して適応フィルタのフィルタ係数を最適化してエコー信号を除去して受話信号を出力するエコーキャンセラ手段及び、該エコーキャンセラ手段が出力する受話信号を話速変換する話速変換手段とを備えた通話装置において、
適応フィルタのフィルタ係数が最適化される所定期間中は、前記話速変換手段の話速変換処理を停止するようにしたことを特徴とする通話装置。
【請求項２】
送話信号が参照入力信号として入力され、該参照信号に基づいて適応フィルタのフィルタ係数を最適化して擬似エコー信号を生成し、該擬似エコー信号によって到来するエコー信号を除去して受話信号を出力するエコーキャンセラ手段と、該エコーキャンセラ手段を介して入力される受話信号を話速変換して出力する話速変換手段とを備えた通話装置において、
適応フィルタのフィルタ係数が最適化される所定期間中は、前記話速変換手段の話速変換処理を行わないようにしたことを特徴とする通話装置。
【請求項３】
前記所定期間は、エコーキャンセラにおけるエコー経路の学習期間であることを特徴とする請求項１乃至請求項２記載の通話装置。
【請求項４】
エコー経路を学習して適応フィルタのフィルタ係数を最適化してエコー信号を除去して受話信号を出力するエコーキャンセラ手段及び、該エコーキャンセラ手段が出力する受話信号を話速変換する話速変換手段とを備えた通話装置において、
前記エコーキャンセラ手段より、除去できないエコー信号が所定レベル以上で出力されている間は、前記話速変換手段の話速変換処理を行わないようにしたことを特徴とする通話装置。
【請求項５】
送話信号が参照入力信号として入力され、該参照信号に基づいて擬似エコー信号を生成し、該擬似エコー信号によって到来するエコー信号を除去して受話信号を出力するエコーキャンセラ手段と、該エコーキャンセラ手段を介して入力される受話信号を話速変換して出力する話速変換手段とを備えた通話装置において、
前記エコーキャンセラ手段より、除去できないエコー信号が所定レベル以上で出力されている間は、前記話速変換手段の話速変換処理を行わないようにしたことを特徴とする通話装置。
【請求項６】
送話信号が参照入力信号として入力される参照入力信号バッファ手段と、適応フィルタと、前記参照入力信号バッファ手段からの信号及び適応フィルタからの信号に基づいて擬似エコー信号を生成する積和演算手段と、前記適応フィルタのフィルタ係数を更新する係数更新手段と、除去しきれないエコー信号（除去誤差信号）の信号レベルを検出する音声検出手段とで構成されると共に、受話信号を出力するエコーキャンセラ手段と、該エコーキャンセラ手段が出力する受話信号を話速変換して出力する話速変換手段とを備え、
前記音声検出手段は、前記除去誤差信号が所定信号レベル以上の間は、前記話速変換手段に対して話速変換を禁止するための信号を出力することを特徴とする通話装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は話速変換装置及びエコーキャンセラを備えた電話機等の通話装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば話速変換の機能を備えた電話機として、特開平６−３１１２１１号公報に開示されているものが知られている。この公報に開示された電話機では、モードキーの操作によって「遅聞き」モードを選択し、該モードの選択中は話速変換処理回路によって通話相手からの音声信号の時間軸を伸長し、通話相手の言葉をゆっくりした音声で聴き取ることができるように構成されている。
【０００３】
このように話速変換とは、音声信号の時間軸を圧縮してその再生速度（話速）を本来の速度よりも速くしたり、あるいは逆に音声信号の時間軸を伸長してその再生速度（話速）を本来の速度よりも遅くしたりすることを言う。
【０００４】
然し、上記従来の電話機では、送話者側の受話器において話速変換された側音が聞こえるため、非常にしゃべり難くなるという問題がある。
【０００５】
また、ハンズフリー電話機やテレビ会議システム等の場合は、前記側音以外にも、さらにエコーの問題が生じる。即ち、受話側（相手）のスピーカで放音された送話側（自分）の音声が、受話側（相手）のマイクを通じて送話側（自分）にエコーとして戻ってしまうのである。
【０００６】
そして、このような問題を防ぐため、従来よりエコーキャンセラが知られている。そして、エコーキャンセラを搭載することで、前述のようなエコーのみならず側音も除去することができる。該エコーキャンセラにおいては、通話路のエコーパスを推定することによって擬似エコーを作成し、それをその通話路に送られるエコー信号から差し引くことにより、上記のようなエコー及び側音を除去するが、前記エコーパスの推定は、擬似エコー信号を発生する適応フィルタのフィルタ係数を学習により最適化することによって行われる。
【０００７】
従って、前述の話速変換機能を有する電話機に、従来より知られているエコーキャンセラを搭載すれば、側音やエコーが除去されるので、上記のように話速変換された側音が送話側で聞こえて喋り難いという問題を基本的には解決することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図３にエコーキャンセラを搭載した話速変換機能を有する電話機の構成の一例を示す。同図において、１はハンドセットに設けられたマイク、２は同じくハンドセットに設けられたスピーカである。５は受話信号を話速変換処理する話速変換部、６は側音やエコーを除去するためのエコーキャンセラ部５である。３は２線・４線変換回路であり、該２線・４線変換回路３を介して電話回線が接続され、前記マイク１から入力された送話者の音声信号は２線・４線変換回路３を介して電話回線へ出力される。
【０００９】
尚、マイク及びスピーカはプラス・マイナスで各２線であり、あわせて４線となり、また電話回線も２線であるが、同図では信号線のみを記載しているのでマイク及びスピーカについては各１線ずつ、また電話回線は１線となっている。
【００１０】
上記の如き構成において、電話回線と電話機自体のインピーダンスの不整合が生じるため、送話信号が前記２線・４線変換回路３において反射して側音信号となるが、該側音信号はエコーキャンセラ部６によって除去される。また、電話回線を介して到来する受話信号は、前記話速変換回路４にてゆっくりした音声信号に話速変換されて送話者の受話器のスピーカ２より放音される。
【００１１】
さらに、ハンズフリー電話機やテレビ会議システム等の場合は、前述のように、前記側音以外にも、受話側（相手）のスピーカで放音された送話側（自分）の音声が、受話側（相手）のマイクを通じて送話側（自分）にエコーとして戻ってくるが、これも前記エコーキャンセラ部６によって除去される。
【００１２】
然し乍ら、エコーキャンセラは、通話の度にエコー経路を学習して適応フィルタのフィルタ係数を決定する必要があるため、通話開始直後におけるエコーキャンセラの学習期間中は、側音やエコーを十分に除去できず、よって除去しきれなかった側音やエコーが話速変換されて聞こえてしまうという問題があった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明では、エコー経路を学習して適応フィルタのフィルタ係数を最適化してエコー信号を除去して受話信号を出力するエコーキャンセラ手段及び、該エコーキャンセラ手段が出力する受話信号を話速変換する話速変換手段及とを備えた通話装置において、適応フィルタのフィルタ係数が最適化される所定期間中は、前記話速変換手段の話速変換処理を停止するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、送話信号が参照入力信号として入力され、該参照信号に基づいて適応フィルタのフィルタ係数を最適化して擬似エコー信号を生成し、該擬似エコー信号によって到来するエコー信号を除去して受話信号を出力するエコーキャンセラ手段と、該エコーキャンセラ手段を介して入力される受話信号を話速変換して出力する話速変換手段とを備えた通話装置において、適応フィルタのフィルタ係数が最適化される所定期間中は、前記話速変換手段の話速変換処理を停止するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
また、前記所定期間は、エコーキャンセラにおけるエコー経路の学習期間であることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、エコー経路を学習して適応フィルタのフィルタ係数を最適化してエコー信号を除去して受話信号を出力するエコーキャンセラ手段及び、該エコーキャンセラ手段が出力する受話信号を話速変換する話速変換手段及とを備えた通話装置において、前記エコーキャンセラ手段より、除去できないエコー信号が所定レベル以上で出力されている間は、前記話速変換手段の話速変換処理を停止するようにしたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、送話信号が参照入力信号として入力され、該参照信号に基づいて擬似エコー信号を生成し、該擬似エコー信号によって到来するエコー信号を除去して受話信号を出力するエコーキャンセラ手段と、該エコーキャンセラ手段を介して入力される受話信号を話速変換して出力する話速変換手段とを備えた通話装置において、前記エコーキャンセラ手段より、除去できないエコー信号が所定レベル以上で出力されている間は、前記話速変換手段の話速変換処理を停止するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、送話信号が参照入力信号として入力される参照入力信号バッファ手段と、適応フィルタと、前記参照入力信号バッファ手段からの信号及び適応フィルタからの信号に基づいて擬似エコー信号を生成する積和演算手段と、前記適応フィルタのフィルタ係数を更新する係数更新手段と、除去しきれないエコー信号（除去誤差信号）の信号レベルを検出する音声検出手段とで構成されると共に、受話信号を出力するエコーキャンセラ手段と、該エコーキャンセラ手段が出力する受話信号を話速変換して出力する話速変換手段とを備え、前記音声検出手段は、前記除去誤差信号が所定信号レベル以上の間は、前記話速変換手段に対して話速変換を禁止するための信号を出力することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の話速変換装置を備えた通話装置について詳述する。
【００２２】
先ず、図１は本発明の話速変換装置を備えた電話機の構成を示すブロック図である。同図において、１はハンドセットに設けられたマイク、２は同じくハンドセットに設けられたスピーカである。４は電話機全体の制御を司るマイコン（制御部）であり、該マイコン４内には話速変換部５及び側音除去手段たるエコーキャンセラ部５を有している。尚、前記マイコンに代えてＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）で構成しても良い。３は入出力手段たる２線・４線変換回路であり、該２線・４線変換回路３を介して電話回線が接続されている。さらに、７及び１０はＡ／Ｄ変換器、８及び９はＤ／Ａ変換器である。
【００２３】
前記話速変換部５内には、電話回線を介して到来する通話相手の音声信号の時間軸を伸長する時間軸伸長部（図示せず）を有しており、ここで用いられる時間軸伸長法としては、例えば、ポインター移動量制御による重複加算法（Pointer Interval Control Overlap and Add :ＰＩＣＯＬＡ）やＴＤＨＳ(Time Domain Harmonic Scaling)法等の既知の方法が利用できるが、話速を遅くする方法は前記に限られるものではなく、要するに音声信号の時間軸を伸長してその再生速度を遅く変更できるものであれば構わない。例えば、半導体メモリに通話相手の音声を一時的に記憶し、これを所望の速度にて読み出して話速変換された音声信号を出力するといった簡単な構成としてもよい。
【００２４】
次に図２は、前記エコーキャンセラ部６の構成を示す概略ブロック図である。同図において、６１はマイク１から入力した送話者の音声信号（送話信号）を参照入力信号ｘとして入力する参照入力信号バッファ、６２は適応フィルタ、６３は前記参照入力信号バッファからの参照入力信号信号と前記適応フィルタ６２を介した参照入力信号とを積和演算して擬似エコー信号ｙ’を生成する積和演算部、６４は前記適応フィルタ６２のフィルタ係数を学習によって最適化してエコー及び側音をよりよく低減させるようにする係数更新部である。
【００２５】
上記の構成において、前記参照入力信号バッファ６１に格納された参照入力信号ｘは所定のタイミングで係数更新部６４及び積和演算部６３へ与えられる。そして、該積和演算部６３において、参照入力信号バッファ６１から係数更新部６４へ与えられ、さらに適応フィルタ６２を介した参照入力信号と、参照入力信号バッファ６１から与えられた参照入力信号とに基づいて、擬似エコー信号ｙ’が生成される。
【００２６】
そして、前記Ａ／Ｄ変換器１０を介して到来するエコー信号ｙ（前記側音及びエコーであり、以下、これら区別することなくエコー信号ｙと記す）と、前記積和演算部より生成される擬似エコー信号ｙ’（≒−ｙ）との和により、エコー信号の大半が除去されるが、除去しきれなかったエコー信号が除去誤差信号ｅとなって出力される。
【００２７】
該除去誤差信号ｅは、前記係数更新部６４及び後段の話速変換部５に導かれるが、前記係数更新部６４が除去誤差信号ｅが最小となるような前記適応フィルタ６２のフィルタ係数を学習して最適な値に更新することにより、エコー信号をよりよく除去することができる。
【００２８】
前記係数更新部６４における学習期間中は、前記適応フィルタ６２のフィルタ係数が最適化されておらず、除去しきれないエコー信号（除去誤差信号ｅ）が後段の話速変換部５で話速変換され、さらにＤ／Ａ変換器８を介してスピーカ８より放音されて聞こえてしまうという問題があった。
【００２９】
このため、本発明では、図２に示すように、前記除去誤差信号ｅのレベルを検出する音声検出器６５を設け、該音声検出器６５が所定レベル以上の除去誤差信号ｅを検出している間は、前記話速変換部５に対して禁止信号ｐを出力する。そして話速変換部５は、前記該禁止信号ｐを受信けている間は話速変換処理を停止し、後段のＤ／Ａ変換器８へ話速変換処理していない音声信号を出力するように構成されている。
【００３０】
尚、前記音声検出器６５は、例えば適応閾値を用いて背景雑音パワーを算出することにより除去誤差信号ｅの信号レベルを検出するものでもよい。
【００３１】
また、前記エコーキャンセラ部６は、エコー信号を完全に除去することに限定されるものではなく、使用者の通話を妨げない程度（通話時にほとんど聞こえない程度）にまでエコー信号のレベルを低減出来るものであれば、それは実質的に除去されたものとみなすことができる。従って、本明細書におけるエコー信号除去手段とは、エコー信号を完全に除去する手段に限定されるものではなく、エコー信号を低減するような手段をも含んでいる。
【００３２】
さらに、前記電話回線は有線に限らず、携帯電話のように無線（電波）回線によるものでもよい。
【００３３】
続いて、本実施例の電話機の動作を図１及び図２に基づいて説明する。
【００３４】
初めに使用者が通話を開始するべくハンドセットを持ち上げてオフフック状態すると、エコーキャンセラ部６は話速変換部５に対して禁止信号ｐを出力する。前記図２に示したように、禁止信号ｐはエコーキャンセラ部６内の音声検出器６５より出力されるものであり、通話開始当初は除去誤差信号ｅの有無に関わらず話速変換部５に対して禁止信号ｐを出力する。話速変換部５は、禁止信号ｐを受信している間は話速変換処理を停止し、エコーキャンセラ部６を介して入力される受話信号等を話速変換処理していない音声信号として後段のＤ／Ａ変換器８へ出力する。
【００３５】
そして、ダイヤル操作によって相手先に電話が繋がって会話が開始されると、エコーキャンセラ部６は、エコー経路の学習により適応フィルタ６２のフィルタ係数の最適化を行う。前記図２に示したように、エコーキャンセラ部６は、マイク１からの送話信号を参照入力信号ｘとし、該信号に基づいて擬似エコー信号ｙ’を生成するが、通話開始直後は適応フィルタ６２のフィルタ係数が最適化されていないため、所定レベル以上の除去誤差信号ｅが出力される。このため、前記係数更新部６４がエコー経路を学習して除去誤差信号ｅが最小となるように適応フィルタ６２のフィルタ係数の最適化を行う。
【００３６】
やがて適応フィルタ６２のフィルタ係数の最適化が完了すると、エコーキャンセラ部６は側音及びエコーを十分に除去できるようになり、除去誤差信号ｅが所定レベル以下になる。これを音声検出器６５が検出し、話速変換部５への禁止信号ｐの送出を停止するので、話速変換部５は話速変換処理を開始し、後段のＤ／Ａ変換器８へ話速変換処理した音声信号を出力する。この結果、受話信号が所定の速度にて話速変換処理され、スピーカ２より放音されることになる。
【００３７】
【発明の効果】
以上、詳述した如く本発明に依れば、エコー除去手段が適応フィルタのフィルタ係数を最適化すべくエコー経路の学習中は、話速変換手段の動作を停止し、音声信号を話速変換処理せずにそのまま出力できるので、エコー除去手段の学習中に除去しきれなかった側音やエコーが話速変換手段で話速変換されて出力されるのを防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電話機の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明の電話機の要部構成を示す概略ブロック図である。
【図３】従来の電話機の構成を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
１    マイク
２    スピーカ
３    ２線・３線変換回路
４    マイコン
５    話速変換部
６    エコーキャンセラ部
７    Ａ／Ｄ変換器
８    Ｄ／Ａ変換器
９    Ｄ／Ａ変換器
１０  Ａ／Ｄ変換器
６１  参照入力信号バッファ
６２  適応フィルタ
６３  積和演算部
６４  係数更新部
６５  音声検出器
【図１】
0003754241.tif 000002
【図２】
0003754241.tif 000003
【図３】
0003754241.tif 000004