JPH0465923A - 音声信号処理装置とその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、音声システムに関し、特に、双方向音声通信
を提供する音声回線に接続するスピーカーホン回路に関
する。

（従来の技術） アナログ・スピーカフォーンは長い間電話での通話中手
を使わないで済む通信手段として主として使われてきた
。しかしながらこの好都合なサービスも幾つかの制約付
きの犠牲の上で得られたものである。

アナログ並びに他のスピーカーホンの設計には考慮すべ
き２つの基本的な制約、すなわち自励発振または再生並
びに遠端送話者への残響リターンエコーの生成の傾向が
ある。手を使わずに済む操作を好都合にしようとすると
出力または送信チャネル及びに入力または受信チャネル
の両者に高い利得が必要となるので両方の制約が存在す
ることになる。送信チャネルにおける信号はスピーカー
ホンの有するマイクロホンから電話チップリングの接続
の際に所定の電話送受信規格値に受入るのに十分な高い
レベルまで増幅されなければならない。さらに受信チャ
ネルにおける信号はチップリングの接続からスピーカー
ホンに付随するラウドスピーカ−を駆動するのに十分な
高い電力レベルにまで増幅されなければならない。これ
らのチャネル間の望ましくない結合は２線式から４線式
へのハイブリッド結合路並びにラウドスピーカ−からマ
イクロホンへの音響結合路の両者により形成されるがこ
れら両者はそれぞれ局所閉ループの電気及び音響部分を
含むものである。このループは一般的には１よりはるか
に大きい利得を有しさらに補償がなされない場合に自励
発振が起こる。

殆どのスピーカーホン装置の場合マイクロホンにラウド
スピーカ−が近接しているのでラウドスピーカ−からの
音声に起因するマイクロホンの音声レベルは一般的にマ
イクロホンの利用者または近端側よりもたらされる音声
レベルより非常に大きい。このことがラウドスピーカ−
から発する遠端側音声をマイクロホンに結合し電話回線
を通り遠端側にリターンし、結果として大きく残響する
リターンエコーが遠端側に聞こえることになる。

従来、これらの制約が従来のアナログ・スピーカフォー
ンの設計の場合に考慮されてきた。従来のアナログ・ス
ピーカフォーンの作動は周知であり、エイ・ブサラ（Ａ
、Ｂｕｓａｌａ）による論文“音声スイッチ　スピーカ
ーホンの設計における基礎的考察°（「ベル　システム
　テクニカル　ジャーナル（Ｂｅｌｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ）Ｊ第３９巻、第
２号、１９６０年３月、２６５−２９４頁）に記載され
ている。アナログ・スピーカフォーンは一般的にスイッ
チング損失法を用いるがこれにより送信と受信の両チャ
ネルにおける音声信号のエネルギーが感知されその情報
に基づきスイッチング判断が行われる。どちらか一方の
チャネルにおける最高エネルギーレベルを有する音声信
号にはクリアの通話路が与えられ、他方のチャネルにお
ける音声信号が通話路に損失が挿入されて減衰される。

もし音声信号が送信チャネルかまたは受信チャネルのど
ちらかにない場合スピーカーホンは一般的に損失が送信
チャネル、受信チャネル、または両チャネルにスイッチ
ングされるいわゆる静止モードとなる。可変損失要素に
より各通信路に挿入された音声スイッチング損失量は局
部ループ自励発振に対し防護するのに必要なマージンに
より求められ、一般的にはスピーカーホンの音量調節位
置にセットされる。

自励発振をなくするためにはリターンエコーを十分に減
衰するのに必要とする以上の損失が受信音声の受信中に
送信チャネルに切り替えされるので遠端残響リターンエ
コーは通常従来のアナログ・スピーカフォーンの操作に
おいては制約とはならない。これらの従来のアナログ・
スピーカフォーンは好都合にこれら２つの制約に対処し
ているが、そのようになる場合には本質的に他のもの、
すなわち雑音誘導疑似交換、背景会話または間欠雑音に
より惹起される送信及び／または受信ロックアウト、及
び音節の初期クリッピングが導入される。全２重すなわ
ち“２重通話”は音声交換損失は常に２チヤネルの一方
またはその他方に挿入されるのでこれらのスピーカーホ
ンの場合は不可能である。最近のさらに高性能の音声切
替えスピーカーホンは限定された理想の電気的音声的条
件の元において全２重ないしそれに近い全２重モードで
作動できるものであるが、ここではリターンエコーが出
現して制約となり従ってこれらのスピーカーホンの設計
においては対処されねばならない。

スピーカーホンの設計に伴う基本的制約に対処する他の
方法にはそこにエコーキャンセラを用いる方法がある。

動作に際し、エコーキャンセラはスピーカーホンのラウ
ドスピーカ−とマイクロホンとの間のインパルス応答を
連続的に推定しそしてリターン路からエコー推定値を減
するものである。エコーキャンセラの作動の理論と近接
するラウドスピーカ−とマイクロホン間の音響結合とエ
コーの影響を減する場合の利用については多くの文献に
詳細に記載されている。それらの幾つかをあげると、ア
ール・セルチ（Ｒ，ＣｅｒυＮ）とエフ・ビラ（Ｐ、　
Ｐｉ　ｒａ）による“オーディオ会議にエコーキャンセ
ラ法の応用２　　「プロシディングス　オン　Ｉ　ＥＥ
Ｅ　　インターナショナル　コンファレンス　オン　ア
コウスチックス、スピーチ、アンド　シグナル　プロセ
ッシング（Ｐｒｏｃ、ｏｆ　ＩＥＥＥ　１ｎｔｅｒｎａ
ｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ａｃｏｕ
ｓｔｉｃｓ、５ｐｅｅｃｈ。

ａｎｄ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）Ｊ　１
９　ｇ　２年３月；オー・ホーナ（０，Ｈｏｒｎａ）に
よる“音響フィードバックの消去１　　「コムサット　
テクニカル　レビュー（ＣＯＭＳＡＴ　Ｔｅｃｈｎｉｃ
ａｌ　Ｒｅｖｉｅｗ）Ｊ　、第１２巻、１９８２年秋、
３ｌ９−３３３頁；ワイ・イト−（Ｙ。

Ｉｔｏｈ）　、ニー　−フルヤ７　（Ｕ、Ｍａｒｕｙａ
ｍａ）　、：Ｌヌ・フルヤ（Ｎ、Ｐｕｒｕｙａ）及びテ
ィーアラセキ（Ｔ、Ａｒａｓｅｋｆ）による“遠隔地間
の会議のための音響エコーキャンセラ°、ブロシデイン
ダス　オン　ＩＥＥＥ　インタナショナル　コミュニケ
ーションズニア　ン”７７し＞ス（Ｐｒｏｃ、ｏｆ　Ｉ
ＥＥＥ　１ｎｔｅｒｎａｔ１ｏｎａｌＣｏａ＋ｍｕｎｉ
ｃａｔｉｏｎｓ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ）　Ｊ　、１９
８５年６月、４６．６．１−４６．６．５頁；ビー・ウ
ィドロウ（Ｂ、Ｗｌｄｒｏｖ）　、ニス・デイ・スチア
ンス（Ｓ、Ｄ、５ｔｅａｒｎｓ）によるアダプティブ　
シグナルプロセッシング（Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｓｉｇｎ
ａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）、プレンティスホール（
Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ）　１９８５年かある。

エコーキャンセラの適応濾波法はこのように公知であっ
て、エコー消去のスピーカーホンの送受信チャネルに使
用されてきた。この方法により、局部ループ損失をハイ
ブリッドと音響結合路の両者に好都合に加えることがで
きる。ハイブリッドを介してインパルス応答のためのタ
イムスパンは一般的に４リミリセカンドのオーダであり
、このエコーをエコーキャンセラの比較的短い適応フィ
ルタで消去できるが、このエコーキャンセラはハイブリ
ッド結合路を介して与えられたループ信号の電気部分を
消去するものである。しかしながら、音響結合路のイン
パルス応答は一般的に非常に長く、そのためラウドスピ
ーカ−からマイクロホンへの結合路を介して与えられた
ループ信号の音響部分を消去するエコーキャンセラにお
いては非常に長いまたはカスケード構成の適応フィルタ
を必要とする。また、音響経路はいずれの動きにも鋭敏
であるため、インパルス応答はスピーカーホンの使用者
が移動したり、スピーカーホンが動かされたりまたは音
響環境が変わることにより時間が変わり、そのため全く
または殆ど増大する結果を与えない。

［発明が解決しようとする課題］ エコー消去法は、音響結合路に適用しようとする場合、
ある程度信頼性に欠けさらに実施にあたり費用のかかる
ものである。

そこで本発明のエコーキャンセラーサブレッサスピーー
カーホン装置はスピーカーホンの設計に伴う再生と残響
リターンエコーの制約に好都合に対処しようとするもの
である。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決する本発明の一つの特徴は、受信チャネ
ルにおいて適応エコー消去法を用いて再生の傾向をなく
し、ハイブリッドを介してスピーカーホン送話者エコー
を消去し、それにより局所ループ利得を１未満に減する
ものである。本発明の装置により受信チャネルは常にオ
ーブンとなる。

受信音声はスピーカーホンの使用者が通話中がそうでな
いかに拘らず決して中断されることはない。

本発明の他の特徴は送信チャネルに適応エコー抑制法を
使用することにより遠端側への残響リターンエコーの生
成をなくすことである。送信チャネルにおける可変利得
要素はスピーカーホンに付随するラウドスピーカ−にお
ける受信信号レベルによってのみ制御される。従って送
信チャネルの利得はラウドスピーカ−に受信信号がある
ときのみ減少され、またこの利得は残響リターンエコー
を許容できるレベルに抑制するのに必要な程度まで減少
される。

本発明のさらに他の特徴はスピーカーホンが事実上アイ
ドルモードからの２重通信方式のものである。近端側も
しくは遠端側のどちらかが通話し始めると、音声レベル
と無関係に送信または受信音声に初期クリッピングされ
ることはない。さらに受信チャネルは何時でもオープン
のままであるから、同時送受話中といえども装置の正常
作動中達成される。

［作用コ 従って本発明のスピーカーホンの機能を行う装置はスピ
ーカーホンの設計に伴う制約をなくするものであるが、
その場合従来の音声切替え損失の望ましくない影響を有
することはなくまた音響エコーキャンセラとして用いる
非常に長い適応フィルタが信頼性に欠けたり費用がかか
り過ぎることはない。

［実施例の説明］ 以下図面を参照しながら本発明をさらに詳しく説明する
が、同一要素が複数の図面に記載の場合には図面全てに
わたり同一符号により表示した。

第１図は概括的スピーカーホン回路１００を示し、そこ
に本発明を適用することができる。この回路は電話接続
に用いられるスピーカーホンの動作に大きく影響するハ
イブリッドまたは電気的及び音響結合を示す。ハイブリ
ッド１１０は接続する他のハイブリッドはもとよりイン
ピーダンスが例えば中央局からの長さに応じて変わりう
る電話回線にスピーカーホンの送受信チャネルを接続す
る。さらにこのハイブリッド１１０のみがこの回線にイ
ンピーダンスが完全に適合する最良近似を提供する。ハ
イブリッド１１０への送信チャネルの信号の一部はハイ
ブリッド結合または側音として受信チャネル上にも与え
られる。この制約とラウドスピーカ−１１１とマイクロ
ホン１１２の間の不可避の音響結合があるので送受信の
損失制御１１３と１１４が適当なチャネルに挿入され再
生または自励発振をなくす。

次に第２図は第１図の概括的スピーカーホン回路１００
に用いる適切な回路成分を含め本発明のエコーキャンセ
ラーサプレッサースピーカーホンを示す。説明したよう
に、ハイブリッド１１０は４線式回線で構成するスピー
カーホンをチップリング回線２０１で中央局に接続する
ために使用される。もし仮にスピーカーホンがディジタ
ル電話環境において実施される場合にはハイブリッド１
１０は不要である。スピーカーホン使用者がらの音声は
マイクロホン１１２によりピックアップされマイクロホ
ン前置増幅器２１２、エコー抑制バリオロッサ２１４、
送信チャネル増幅器２１３を経由し送信チャネルからハ
イブリッド１１０に結合する。送信チャネル利得はマイ
クロホン前置増幅器２１２と送信チャネル増幅器２１３
により与えられる。遠端側からの音声はハイブリッド１
１０により受信され受信チャネル増幅器２２２、Ａ／Ｄ
変換器２２４、エコーキャンセラ２２５、Ｄ／Ａ変換器
２２６、音量調節器３００、電力増幅器２２３を経由し
受信チャネルからラウドスピーカ−１１１に結合される
。受信チャネル利得は音量調節器３００並びに受信チャ
ネル増幅器２２２と電力増幅器２２３により与えられる
。

受信チャネル増幅器２２２により増幅された後、遠端側
からの音声はＡ／Ｄ変換器２２４に結合されそこでディ
ジタル信号に変換されエコーキャンセラ２２５への第１
人力に与えられる。このディジタル信号はまた制御装置
２３１にも与えられる。

この制御装置２３１はスピーカーホンに制御機能を与え
るが、幾つかを後にさらに詳しく説明する。

部品番号ＴＭＳ３２０１０を有するディジタル信号処理
装置はテキサス　インストルメント（Ｔｅｘａｓ　Ｉｎ
ｓｔｒｕｍｅｎｔ）社から入手でき、適当なコーディン
グで制御装置２３１としての使用に適している。

送信チャネル増幅器２１３により増幅された後、送信チ
ャネルにおける音声信号のサンプルが同様にＡ／Ｄ変換
器２３２にも結合されそこでディジタル信号に変換され
基準信号としてエコーキャンセラ２２５への第２人力へ
与えられる。送信チャネルにおける音声信号のこのサン
プルはまた制御装置２３１に与えられる。制御装置２３
１はＡ／Ｄ変換器２２４とＡ／Ｄ変換器２３２により与
えられる２つの信号の相対レベルを比較する。Ａ／Ｄ変
換器２２４からの信号がＡ／Ｄ変換器２３２からの信号
より高い場合、制御装置２３１は音声はハイブリッドに
より遠端側から受信しているとみなす。また一方、Ａ／
Ｄ変換器２３２からの信号がＡ／Ｄ変換器２２４からの
信号より高い場合、制御装置２３１は音声は近端側によ
り送信チャネルに与えられているとみなす。ある他の状
態も可能であり、これらの２つの信号の相対的レベルと
組合わせ制御装置２３１による制御も考慮されている。

これら他の可能性は第４図の流れ図に示すがこれらにつ
いては後で説明する。

エコーキャンセラ２２５は送信チャネルにおける音声信
号のサンプルを用いハイブリッド結合路における音声の
インパルス応答のレプリカを生成するが、このハイブリ
ッド結合路はハイブリッド１１０により与えられる局所
エコーと遠端音声との組合わせから減ぜられてエコーキ
ャンセラ２２５からの出力として遠端音声のみを与える
。このようにして、ハイブリッド結合路を介して受信チ
ャネルに与えられる送信信号は消去される。

エコーキャンセラ２２５の動作ではさらに詳しくは、エ
コー信号のレプリカが送信チャネルからキャンセラにお
ける適応ディジタル　トランスバアサル　フィルタに音
声信号のサンプルを基準入力として通過させることによ
り生成される。フィルタにおける係数はエコーキャンセ
ラ出力と基準入力との間の差を最小にするのに基づき更
新される。エコーキャンセラにより制御装置２３１に連
続して与えられるエコーキャンセラエラー信号はこの差
を反映したものとなる。この同一エラー信号がフィルタ
ーにおける係数を更新する際にキャンセラにより使用さ
れる。

エコー経路のインパルス応答の持続期間がフィルターに
おいて必要なタップの数を決める。８ＫＨｚにおいてサ
ンプリング速度は例えば６４タツプ（８ミリセコンド）
でエコーを消去するのに一般的に十分である。フィルタ
の伝達関数がハイブリッド結合路のそれと同一になるよ
うに適応しであると測定できるエラーは無視しうる程に
エコーは完全に消去される。キャンセラは前もってハイ
ブリッド結合路の伝達関数が与えられていないことから
適応が制御装置２３１により許容される場合キャンセラ
２２５により要求されるキャンセラ機能を実行する場合
に使用に適しかつ現在入手できるエコーキャンセラは多
くのものがあるが、その様なキャンセラの一つとして米
国電信電話会社の２５７８Ｄカスケード化エコーキヤン
セラがあげられる。

遠端送話者への残響リターンエコーの生成に付随する制
約は送信チャネルに適応バリオロッサ２１４を用いるエ
コーキャンセラー　サプレッサスピーカーホンで対処さ
れる。このバリオロッサ２１４はラウドスピーカ−１１
１にある受信音声のレベルに応じて伝送チャネル可変量
の損失を挿入する。ラウドスピーカ−１１１に与えられ
る信号のサンプルは整流器とフィルタ２３３により整流
と濾波が行われ音声のバースト性（約１５０ミリセコン
ド）と一般的な室の残響時間に矛盾しない非常に速い（
１ミリセコンド未満）アタック時間とリリース時間に達
する。整流と濾波した信号は次に対数増幅器２３４によ
り対数制御信号に変換される。

しきい値検出器２３５は対数増幅器２３４の出力を受信
しラウドスピーカ−１１１における低レベル信号時にお
ける送信チャネル利得の減少を防止する。−度エコーキ
ャンセラ２２５が適応するとこのような低レベル信号は
無視しうる遠端リタ−ンエコーとなり従ってしきい値検
出器２３５によりエコー抑制バリオロツサ２１４に結合
するようにはならない。しきい値検出器２３５のしきい
値は特定の環境におけるラウドスピーカ−１１１とマイ
クロホン１１２との間の音響結合に依存するレベルにあ
る。

受信音声がないかまたはラウドスピーカ−１１１におけ
る受信音声が非常に低いレベルにある場合、マイクロホ
ン１１２における近端側からの音声は前置増幅器２１２
により第ルベルに増幅され、エコー抑制バリオロッサ２
１４を通るが減衰されることなく、送信チャネル増幅器
２１３により第２レベルに増幅され、次にノーイブリッ
ド１１０によりチップリング回線に結合する。ラウドス
ピーカ−１１１における受信音声レベルがしきい値検出
器２３５のしきい値を超える場合、送信チャネル利得は
ラウドスピーカ−の信号レベルに比例してバリオロッサ
２１４により減少させられる。

送受信の両チャネルとも音声のない場合は完全にオーブ
ンであるから、全利得の達成前にはどちらの方向ともし
きい値を超えることがあってはならない。従ってこのス
ピーカーホンは空モードにおいて全２重となりまた音節
の初めが切り落とされることはない。さらに通常の作動
中受信チャネルは完全にオーブンのままであるから近端
側が通話中であるかないかに拘らず決して妨害されるこ
とはない。この利点は２名以上がスピーカーホンを使用
してかつ会話の前音がある遠隔通信会議では明白である
。さらに、受信音声がある場合、許容できるレベルに遠
端側にリターンエコーを減するのに必要なだけ損失を送
信チャネルに挿入する。

従って、バリオロッサ２１４により挿入される損失量は
局所ループ利得によらず、ラウドスピーカ−１１１での
現在の受信音声レベルにより求められる。

エコーキャンセラーサプレッサ　スピーカーホンの作動
においては、低レベル受信音声と共に高音量制御設定が
エコーキャンセラ　フィルタ係数を発散させる傾向があ
る。このフィルタ係数の発散が結果として局所ループの
再生となる可能性もある。この不安定性はエコーキャン
セラが送信チャネルにおいて近端発生音声に適応するよ
うにされる前にこれらの条件を満たすと起こる。例で説
明すると、高音量制御設定では利得は音響結合路を経由
する送信チャネル基準入力とエコーキャンセラ受信チャ
ネル入力との間にある。スピーカーホンの通常の作動中
において、しきい値検出器のしきい値を越えるレベルに
ある受信チャネル信号はこの利得をなくするのに十分な
は損失を挿入するエコー抑制バリオロッサ２１４に結合
する。しかしながら、このしきい値未満の受信チャネル
信号はしきい値検出器２３５によりブロックされてエコ
ー抑制バリオロット２１４に損失を挿入していない。従
って、これらの低レベル信号は音響結合路を経由して受
信チャネルから送信チャネルに結合し、バリオロッサ２
１４には 損失の対応レベルは挿入されない。もしこれら低レベル
信号により与えられた利得が未補償のままである場合、
エコーキャンセラ２２５は送信チャネルおけるこの受信
音声に適応しようと試みる。

エコーキャンセラ２２５がこの音声に適応しようとする
のを防ぐために、受信チャネル利得の最大レベルを小さ
くする。この削減の根拠はスピーカーホンが不完全とな
った可能性のあることを検知する制御装置２３１により
求められる。この削減は利用者制御の音量調節器３００
によりさもなければ設定されあるいは発生したかも知れ
ぬ局所ループ発生を防ぐために実施された最大利得より
約１０ｄＢ小さいオーダーである。これはもしエコーキ
ャンセラ２２５が送信チャネルにおける近端発生音声に
未だ適応していない場合に必要であり、なければ制御回
路２３１により求められたように再適応する必要がある
。

次に第３図を説明すると、これはスピーカーホンにおけ
る局所ループ再生を防止する音量調節器３００の使用に
適した増幅器と制御部分の概略図を示す。第２図に示し
たＤ／Ａ変換器２２６からの受信信号は回線３０１を経
由して増幅器３１０の非反転入力に供給される。この信
号はコンデンサ３１１と直列に配置された抵抗と結合す
る。抵抗は可変抵抗３１２と抵抗３１３からなる。基準
抵抗３１６に直列に設けられた抵抗３１４と抵抗３１５
からなるフィードバック抵抗は増幅器３１０に付随する
回路である。増幅器３１０の出力は回線３０３を経て第
２図に示した電力増幅器２２３に結合する。

可変抵抗３１２と３１４は組になるように揃えてあり、
利用者が調節できる音量調節機能を有する。単極双投ス
イッチ３２０の機能を与えるアナログ　スイッチは可変
抵抗３１４をバイパスして図示のようにブリッジされて
いる。このスイッチの位置は回線３０２上に音量調節セ
ットとリセット　フラッグを与える制御装置２３１によ
り決められる。このように増幅器は２種の可変レベル、
すなわちスピーカーホン利用者により決められた第ルベ
ルとエコーキャンセラ２２５が適応しつつあるスピーカ
ーホンの局所ループにおける安定性を保持するように設
計された第２レベルにおいて作動する。

セット　フラッグに応答して、スピーカーホンはスピー
カーホン利用者によりセットされた音量レベルで作動す
る。リセット　フラッグに応答して、スイッチ３２０は
増幅器３１０を介してスピーカーホンの利用者により挿
入できるフィードバック抵抗の最大レベルを制限するこ
とにより増幅器３１０から最大利得を小さくした可変レ
ベルに減する。この種の増幅器はフィードバック抵抗の
増加に応じて増大する増幅器である スピーカーホンの作動における安定性を保持するために
音量調節器３００はエコーキャンセラ２２５が適応する
前に受信チャネルの信号が増幅される最大レベルを制限
する。安定化後かつ正常作動中、スピーカーホンの利用
者は音量調節レベルの正常作動範囲を選択することがで
きる。この範囲の上限はエコーキャンセラによる適応中
の許容範囲よりかなり大きいので、エコーキャンセラ２
２５の適応後までこの範囲における作動は制御装置２３
１により禁止される。

この装置はどのようにして高レベルの音量範囲へ削減音
量範囲の両方について可変音量調節をするかを説明する
。高レベル音量レベル範囲（セット　フラッグ　アクテ
ィブ化）における正常作動中、可変抵抗器３１２のタッ
プはコンデンサ３１１の方に向かって動き、可変抵抗３
１４のタップは増幅器３１０の出力の方向に向かって動
くことから、増幅器３１０出力ターミナルにおける利得
はその最大可能レベルに増加する。削減音量レベル範囲
（リセット　フラッグ　アクティブ化）における作動中
、可変抵抗３１２のタップをコンデンサ３１１の方向に
動かすと、今まで通り増幅器３１０の出力電圧が増加す
る。しかしながら、可変抵抗３１４のタップは増幅器３
１０の出力ターミルの方向に動くことから、この作動配
置では音量調節が増加すると共にフィードバック抵抗は
減少するのでこの可変抵抗による増幅器３１０の出力の
利得は従って減少する。音量調節器３００の出力が幾分
増加することが正味の作用であるが、但しそれは高音量
レベル範囲で作動中に可能なものからは大きく減ったレ
ベルにおいてである。

もし正常作動中の場合に制御装置２３１はスピーカーホ
ンが不安定になっている場合を検出し、制御装置はエコ
ーキャンセラに対し送信音声に再適応するように要求す
る。この条件の場合、再び第２図で説明すると、制御装
置２３１はリセットフラッグをスイッチ３２０に与え音
量調節器３００より受信チャネル上の利得を減する。制
御装置２３１はＡ／Ｄ変換器２３２により与えられる送
信チャネル増幅器２１３の出力信号レベル、またはＡ／
Ｄ変換器２２４によりエコーキャンセラ２２５に与えら
れる信号レベル、さらにまたエコーキャンセラ２２５に
より与えられるエコーキャンセラ　エラー信号をモニタ
することによりいつエコーキャンセラ２２５を送信音声
に再適応させるかを決める。組合わせて、エコーキャン
セラ２２５を再適応するようにさせる条件とは、いつ送
信チャネル増幅器２１３の出力が所定のしきい値を超過
するが、いつＡ／Ｄ変換器２２４によりエコーキャンセ
ラ２２５に与えられる信号の相対的レベルが送信チャネ
ル増幅器２１３の出力信号より小さくなるか、及びいつ
送信チャネル増幅器の出力レベルとエコーキャンセラ　
エラー信号の差が所定のしきい値より小さくなるかであ
る。制御装置２３１は、所定期間これらの条件のあるこ
とを検出すると、不安定状態が存在しそしてエコーキャ
ンセラ２２５に近端位置から送信チャネルにおける信号
に再適応するように求めるものとみなす。

通常中間範囲で作動する音量レベルの場合、自励発振を
防止するために増幅器３１０の利得に相当の変化は必要
としない。そして低範囲作動音量レベルの場合には全く
変化は必要ではない。これらのレベルでのスピーカーホ
ンの作動中、エコーキャンセラが適応している間及び適
応した後近端利用者に与えられる受信音声の知覚レベル
は同一である。音量レベル変化は利用者がその正常作動
範囲の上限に音量調節セットを有するときのみ明白とな
る。

第４図を説明すると、これは第２、第３図のの回路によ
り実行される処理タスクを説明する流れ図を示す。この
処理操作は第２、第３図の両図をこの流れ図と組合わせ
参照すると容易に理解される。この処理タスクは制御装
置２３１に格納されたプロセスまたはプログラムにより
好都合に求められる。処理タスクは制御装置２３１によ
り実行される多くのものの一つであり、従って１２５マ
イクロセコンド毎に１回呼び出される。

処理タスクは遠端音声があるかどうかを決める判断４０
１に入力される。もし遠端音声があると、処理はエコー
キャンセラ２２５への係数凍結フラッグがセットされる
ステップ４０２に進みそして次に処理タスクを抜は出す
。このステップ４０２において遠端音声があるときはい
つでもスピーカーホンは適応から防止される。このこと
はエコーキャンセラにおける係数を現在ある位置に凍結
することにより達成される。もしステップ４０１におい
て遠端音声がない場合は次に処理はステップ４０３に進
む。４０３においてエコーキャンセラエラーの電力また
は大きさを計算して次に判断４０５に進む。この判断４
０５において、処理はステップ４０３において計算され
たエラーをキャンセラ基準入力のそれと比較してエコー
キャンセラか適応したかどうか判断する。もしエコーキ
ャンセラが適応した場合には、次に不適応カウンタがセ
ットされるステップ４０６に進む。

適応カウンタ並びに不適応カウンタは両者ともスピーカ
ーホンに対し制御機能を与える処理タスクに用いられる
。この動作に際し、スピーカーホンが判断４０５におけ
るように適応していると一度でも判断すると不適応カウ
ンタは所定のカウントにプリセットされる。エコーキャ
ンセラの早まった再適応するのを幾つかのサンプルによ
り引き起こされるのを防止するために、このような必要
性を反映している多重サンプルはエコーキャンセラが適
応するように構成される前に必要となる。

一つの実施例で説明すると、不適応カウンタは１゜０２
４のカウンタにプリセットされる。従って、この実施例
ではスピーカーホンが不適応であることを示す１，０２
４のサンプルは不適応カランタカセロに減する前に与え
られねばならない。各処理タスクが実行される毎（１２
５マイクロセコンド）にサンプルが与えられうるので、
不適応カウンタをゼロに減するのに要する最小時間は０
．１２８秒である。

エコーキャンセラからの数サンプル早まって適応したと
示すことを同様に防止するために、このような必要性を
反映する多重サンプルがまた適応したと考えられる前に
また必要となる。実施例で説明すると、適応カウンタは
８，１９２のカウンタにセットされる。従ってスピーカ
ーホンは適応していることを示す。８，１９２サンプル
は適応カウンタがゼロに減する前に与えられねばならな
い。各処理タスクが実行される毎にサンプルも与えられ
ろうるので、適応カウンタをゼロに減するのに要する最
小時間は１．０２４秒である。

処理ステップ４０６の後、処理は次に適応カウンタがゼ
ロにセットされているかどうかを判断する判断４０７に
進む。−もしゼロにセットされていた場合には音量調節
セット　フラッグが起動され、係数凍結フラッグがセッ
トされるステップ４０９に処理は進む。そして処理タス
クを抜は出る。

もし適応カウンタがゼロにセットされていない場合には
処理は適応カウンタを減するステップ４０８に進みそし
て処理タスクを抜は出す。

もう−度判断４０５に説明を戻し、もしエコーキャンセ
ラが適応していない場合には、処理は適応カウンタをセ
ットするステップ４１０に進む。

このステップから、処理は音量調節セット　フラッグが
起動されているかどうか判断する判断４１１に進む。も
し音量調節セット　フラッグが起動されていない場合に
は係数凍結フラッグがリセットされるステップ４１２に
進みそして処理タスクを抜は出す。係数凍結フラッグを
リセットするとエコーキャンセラ２２５における係数の
凍結を解き、近端生成者がある場合には機能するように
適応する。しかしながら、もし音量調節フラッグがステ
ップ４１１で起動されている場合には次にプロセスは低
レベル受信信号があるのかどうかの判断がなされる判断
４１３に進む。もし低レベル受信信号がある場合にはプ
ロセスは音量調節セットフラッグが起動され係数凍結フ
ラッグがセットされるステップ４０９に進みそして処理
タスクを抜は出す。もしステップ４１３で低レベル受信
信号がない場合には処理は不適応カウンタがゼロに減じ
たのかどうかを判断する判断４１４に進む。

もし不適応カウンタがゼロにセットされていない場合に
は処理は不適応カウンタを減するステップ４１６に進む
。処理タスクは次に音量セット　フラッグが起動され係
数凍結フラッグがかセットされるステップ４０９に進む
。しかしながら、もしステップ４１４て不適応カウンタ
がゼロにセットされている場合、処理タスクは音量リセ
ット　フラッグが起動されて制御装置２３１によりセッ
トされた削減最大音量レベルでの操作を許容しそして係
数凍結フラッグはリセットされてキャンセラ２２５の係
数を送信チャネルで近端生成音量に好適となるように再
適応させるステップ４１５に進む。そしてタスクを抜は
出る。

以上説明したように、本発明の装置はスピーカーホンの
設計に伴う制約をなくシ、音声切替え損失の望ましくな
い影響を有することはなく、音響エコーキャンセラとし
て用いる非常に長い適応フィルタが信頼性に欠けたり費
用が掛かり過ぎたりすることはない。

上記の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この
技術分野の当業者であれば、−本発明の種々の変形例が
考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲の包
含される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スピーカーホン回路とその作動に影響する２
種類の結合を示す図、 第２図は、本発明の原理により作動するエコーキャンセ
ラー　サプレッサ　スピーカーホンの主な機能構成要素
のブロック図、 第３図は、本発明に使用される増幅器と増幅器の利得を
制限する制御部を示す模式図、第４図は、第１図のスピ
ーカーホンの作動を説明する流れ図である。 １００・・・（スピーカーホン）回路 １１０・・・ハイブリッド １１１・・・ラウドスピーカ− １１２・・・マイクロホン １１３・・・受信損失制御 １１４・・・送信損失制御 ２０１・・・チップリング回線 ２１２・・・前置増幅器 ２１３・・・送信チャネル増幅器 ２１４・・・（１−３−抑制）／＜リオロツサ２２２・
・・受信チャネル増幅器 ２２３・・・電力増幅器 ２２４・・・Ａ／Ｄ変換器 ２２５・・・エコーキャンセラ ２２６・・・Ｄ／Ａ変換器 ２３０・・・音量調節器 ２３１・・・制御装置 ２３２・・・Ａ／Ｄ変換器 ２３３・・・整流器とフィルタ ２３４・・・対数増幅器 ２３５・・・しきい値検出器 ３００・・・音量調節器 ３０１・・・回線 ３０２・・・回線 ３０３・・・回線 ３１０・・・増幅器 ３１１・・・コンデンサ ３１２・・・可変抵抗 ３１３・・・抵抗 ３１４・・・（可変）抵抗 ３１５・・・抵抗 ３１６・・・基準抵抗 ３２０・・・（単極双投）スイッチ 出 願　人：アメリカン テレフォン アンド Ｆｌに、　／ ＋ｏｏ　（スピーカーホン）回２象 ＦＩＧ、Ｊ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）通信回線の音声信号処理装置において、該装置は
   通信回線に音声信号を送信する送信信号路と通信回線か
   ら音声信号を受信する受信信号路を有し；前記装置は、 通信回線上を送信する音声信号を減衰させる送信信号に
   おける損失挿入手段と、 受信信号路に発生する送信音声信号を消去する受信信号
   路におけるエコー消去手段と、 通信回線から受信する音声信号レベルを測定する手段と
   、 通信回線から受信する音声信号レベルを測定する手段と
   、 通信回線から受信する音声信号レベルに応答して送信路
   に損失挿入手段により挿入する減衰レベルを比例的に調
   節する測定手段に応答して作動する損失調節手段と からなることを特徴とする通信回線の音声信号処理装置
   。
2. （２）損失調節手段は、所定のしきい値結合レベルと通
   信回線から受信する音声信号をしきい値結合レベルと比
   較する比較手段を有し、 損失調節手段は、受信する音声信号レベルがしきい値結
   合レベルのそれを越える場合には送信路に損失挿入手段
   により挿入する減衰レベルを調節するために操作できる
   ことを特徴とする請求項１記載の音声信号処理装置。
3. （３）音声信号処理装置は、さらに送信用の通信回線に
   該装置により与えられる送信音声信号レベルを測定する
   手段を含むことを特徴とする請求項１記載の音声信号処
   理装置。
4. （４）音声信号処理装置は、さらに通信回線から受信す
   る音声信号レベルを調節する受信路における受信音声レ
   ベル調節手段からなり、受信音声レベル調節手段は、第
   １条件と第２条件の両者において操作することができ、
   受信音声レベル調節手段の操作は第１条件においては可
   能信号レベルの第１範囲を与えまた第２条件においては
   可能信号レベルの第２削減範囲を与えることからなるこ
   とを特徴とする請求項３記載の音声信号処理装置。
5. （５）音声信号処理装置は、さらに受信音声レベル調節
   手段を制御する制御手段からなり、この制御手段は、第
   １条件または第２条件のどちらか一方の操作のために受
   信音声レベル調節手段を構成することを特徴とする請求
   項４記載の音声信号処理装置。
6. （６）エコー消去手段は、受信信号路に発生する送信音
   声信号を消去するために適応する時間を必要とし、エラ
   ー適応信号に応答しかつ送信音声レベル測定手段と受信
   音声レベル測定手段からの選択された相対信号レベルの
   受信に応答し、エコー消去手段が制御手段にエラー適応
   信号を与え、制御手段が送信音声信号にエコー消去手段
   により適応レベルを決め、制御手段はエコー消去手段が
   送信音声に適応する時の第１条件における操作のための
   受信音声レベル調節手段を構成しまたエコー消去手段が
   送信音声に適応しない時間に相当する第２条件における
   操作のための受信音声レベル調節手段を構成することを
   特徴とする請求項５記載の音声信号処理装置。
7. （７）音声信号制御装置における音声信号処理方法であ
   って、音声信号制御装置は通信回線に接続できかつ通信
   回線に音声信号を送信する送信信号路と通信回線から音
   声信号を受信する受信信号路を含み、前記方法は、 通信回線上送信する音声信号を減衰する送信信号路に損
   失を挿入する工程と、 受信する信号路に発生する送信音声信号を消去する受信
   信号路に時間可変信号を挿入する工程と、通信回線から
   受信する音声レベルを測定する工程と、 受信音声信号測定工程に応答して送信路に損失挿入工程
   により挿入する減衰レベルを調節する工程と からなることを特徴とする音声信号処理方法。
8. （８）レベル調節工程は所定のしきい値結合レベルを測
   定しかつ通信回線から受信する音声信号としきい値結合
   レベルとを比較する工程を含み、レベル調節工程が受信
   音声信号レベルがしきい値結合レベルのそれを越える場
   合には送信路に損失挿入工程により挿入する減衰レベル
   を調節するために操作できることを特徴とする請求項７
   記載の音声信号処理方法。
9. （９）音声信号処理方法はさらに送信する通信回線に与
   えられた送信音声信号レベルを測定する工程を含むこと
   を特徴とする請求項７記載の音声信号処理方法。
10. （１０）音声信号処理方法はさらに通信回線から受信す
    る音声信号レベルを調節する工程を含み、受信音声レベ
    ル調節工程は第１条件と第２条件の両者において操作す
    ることができ、受信音声レベル調節工程の操作は第１条
    件では可能信号レベルの第１範囲を与え、第２条件では
    可能信号レベルの第２削減範囲を与えることを特徴とす
    る請求項９記載の音声信号処理方法。
11. （１１）音声信号処理方法はさらに受信音声レベル調節
    工程を制御する工程を含み、制御工程は第１条件または
    第２条件のいずれか一方において操作する受信音声レベ
    ル調節工程を構成することを特徴とする請求項１０記載
    の音声信号処理方法。
12. （１２）時間可変信号挿入工程は受信信号路に発生する
    送信音声信号を消去するためにこれらの送信音声信号に
    適応する時間を必要とし、エラー適応信号に適応しかつ
    送信音声レベル測定手段と受信音声レベル測定手段によ
    り与えられる選択された相対信号レベルの受信に応答し
    、時間可変信号挿入工程が制御工程にエラー適応信号を
    与え、制御工程が送信音声信号に時間可変信号挿入工程
    により適応レベルを決め、制御工程は時間可変信号挿入
    工程が送信音声に適応する時の第１条件において操作す
    る受信音声レベル調節手段を構成しまた時間可変信号挿
    入工程が送信音声に適応しない時間に相当する第２条件
    において操作する受信音声レベル調節手段において構成
    することを特徴とする請求項１１記載の音声信号処理方
    法。
13. （１３）時間可変信号挿入工程はエコーキャンセラによ
    り与えられることを特徴とする請求項１２記載の音声信
    号処理方法。