JPH05292174A

JPH05292174A - エコーキャンセラ

Info

Publication number: JPH05292174A
Application number: JP4091083A
Authority: JP
Inventors: Yuji Okuda; 裕二奥田; Masami Akamine; 政巳赤嶺
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-04-10
Filing date: 1992-04-10
Publication date: 1993-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】通話に妨害を与えることなく高速に初期トレ
ーニングを行なう。【構成】モード指定スイッチによりハンズフリー通話
モードの指定操作が行なわれた場合に、先ずエコーキャ
ンセラ２００の動作モードを初期トレーニングモードに
設定し、この状態でハンズフリー通話用のスピーカ１２
からチャープ音を操作確認音として一定時間拡声出力
し、その音響エコーにより逆畳み込み演算回路２０ｇで
逆畳み込み演算を行なって上記音響エコーのインパルス
応答を推定し、この推定されたインパルス応答をタップ
係数の初期値としてタップ係数メモリ２０ｃに初期設定
する。そして、このタップ係数の初期設定後に、エコー
キャンセラ２００の動作モードを学習モードに移行させ
て、以後学習同定法によるタップ係数の更新を行なうよ
うにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有線電話装置や自動車
電話装置、携帯電話装置、コードレス電話装置などの音
声通信装置のうち、ハンズフリー通話機能を有する装置
において、ハンズフリー通話用のスピーカからマイクロ
ホンへの受話音声の回り込みにより発生する音響エコー
を消去するために使用されるエコーキャンセラに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電話装置の中には、ハンドセット
の代わりにスピーカとマイクロホンとを使用して通話を
行なう、いわゆるハンズフリー通話機能を備えた装置が
ある。この種の装置を使用すると、話者は通話中に両手
を自由に使うことが可能となり極めて便利である。しか
し、ハンズフリー通話を行なうと、スピーカから拡声出
力された受話音声が壁面や天井などで反射してマイクロ
ホンに回り込み、これによって音響エコーが発生するこ
とがある。この音響エコーは、特に伝送遅延が比較的大
きい通信システムでは、通話品質の著しい劣化を招き非
常に好ましくない。例えば、ディジタル自動車電話シス
テムにおいては、無線周波数を有効利用するために低ビ
ットレートの音声符号化器が使用され、またバースト誤
りに対する誤り訂正能力を高めるためにインタリーブが
用いられている。このため、通話中の二つの端末間にお
ける片道の伝送遅延量が約100msec にもなり、エコーが
感知されやすく通話品質が著しく劣化する。

【０００３】そこで、この種のシステムではエコーキャ
ンセラの使用が提唱されている。エコーキャンセラは、
音響エコーパスの特性を適応フィルタにより推定してエ
コーパスと同一の特性を有する擬似エコーを生成し、こ
の擬似エコーを通話信号から差し引くことにより通話信
号中に含まれる音響エコー成分をキャンセルするもので
ある。

【０００４】図３は、エコーキャンセラを備えたディジ
タル自動車電話装置の構成の一例を示すものである。同
図において、図示しない基地局から無線チャネルを介し
て送られた無線信号は、アンテナ１で受信されたのちア
ンテナ共用器（ＤＵＰ）２を介して受信回路（ＲＸ）３
に入力され、ここで周波数シンセサイザ（ＳＹＮ）４か
ら出力される局部発振信号とミキシングされて中間周波
信号に周波数変換される。そして、この受信中間周波信
号は、ディジタル復調回路（ＤＥＭ）６によりフレーム
同期およびビット同期がとられたうえでディジタル復調
される。尚、上記フレーム同期およびビット同期により
得られた同期信号は制御回路（ＣＯＮＴ）３０に入力さ
れる。

【０００５】上記ディジタル復調回路６から出力された
復調信号には、符号化通話信号と制御信号とがあり、こ
のうち制御信号は制御回路３０に供給されて識別され
る。一方符号化通話信号は、Ａ／Ｄ変換器７でサンプリ
ングされたのち誤り訂正復号回路（ＣＨ−ＤＥＣ）８で
誤り訂正復号化される。そして、この誤り訂正復号され
た符号化通話信号は、音声復号回路（ＳＰ−ＤＥＣ）９
で復号化処理が施され、さらにＤ／Ａ変換器１０でアナ
ログ通話信号に戻されたのち、スイッチ１１を介してス
ピーカ１２からハンズフリー通話中の話者に向け拡声出
力される。なお、ハンドセット通話モードが設定されて
いる場合には、スイッチ１１はハンドセット１３側に切
換わっている。このため、上記アナログ通話信号はスイ
ッチ１１を介してハンドセット１３の受話器１４から出
力される。

【０００６】一方、ハンズフリー通話中の話者の送話音
声は、マイクロホン１６により集音されて送話信号に変
換されたのち、スイッチ１７を介してＡ／Ｄ変換器１８
に入力され、ここで先ずサンプリングされる。そして、
このディジタル送話信号は、切替スイッチ１９を介して
エコーキャンセラ２０に入力され、このエコーキャンセ
ラ２０で音響エコーがキャンセルされたのち、切替スイ
ッチ２１を介して音声符号回路（ＳＰ−ＣＯＤ）２２に
入力され、ここで符号化される。なお、ハンドセット通
話モードが設定されている場合には、スイッチ１７はハ
ンドセット１３側に切換わり、また切替スイッチ１９，
２１はエコーキャンセラ２０側にそれぞれ切換わってい
る。したがって、この場合にはハンドセット１３の送話
器１５により集音出力された送話信号が、Ａ／Ｄ変換器
１８でサンプリングされたのちエコーキャンセラ２０を
迂回して音声符号回路２２に入力され、符号化される。

【０００７】そうして符号化された送話信号は、制御回
路３０から出力される制御信号とともに誤り訂正符号回
路（ＣＨ−ＣＯＤ）２３で誤り訂正符号化され、さらに
Ｄ／Ａ変換器２４でＤ／Ａ変換されたのち、ディジタル
変調回路（ＭＯＤ）２５に入力される。このディジタル
変調回路２５では、上記符号化送話信号によりディジタ
ル変調された送信中間周波信号が出力され、送信回路
（ＴＸ）５に入力される。送信回路５では、上記変調さ
れた送信中間周波信号が周波数シンセサイザ４から出力
される局部発振信号とミキシングされて無線周波信号に
周波数変換される。そして、この無線周波信号は送信電
力増幅器で所定の電力レベルに増幅されたのち、アンテ
ナ共用器２を介してアンテナ１から基地局へ向けて送信
される。

【０００８】尚、３１は発信スイッチやダイヤルキーな
どのキースイッチ群および液晶表示器などが配置された
コンソールユニット（ＣＵ）であり、ハンドセット通話
モードとハンズフリー通話モードとを択一的に指定入力
するためのモード指定スイッチもこのコンソールユニッ
ト３１に設けられている。また、４０は電源回路であ
り、電池４１の出力電圧を基に所要の動作電圧Ｖccを生
成して各回路部に給電する。

【０００９】ところで、上記エコーキャンセラ２０は、
受信信号メモリ２０ａと、タップ係数更新回路２０ｂ
と、タップ係数メモリ２０ｃと、トランスバーサルフィ
ルタからなる適応フィルタ２０ｄと、演算器２０ｅとか
ら構成される。受信信号メモリ２０ａには、音声復号回
路９から出力されたディジタル受話信号が蓄積される。
適応フィルタ２０ｄでは、上記受信信号メモリ２０ａに
蓄積されたディジタル受話信号を基に擬似エコーが生成
され、この擬似エコーは演算器２０ｅに供給される。演
算器２０ｅでは、Ａ／Ｄ変換器１８より入力されたディ
ジタル送話信号から上記擬似エコーが差し引かれ、これ
によりディジタル送話信号に含まれるエコー成分がキャ
ンセルされる。また、この演算器２０ｅから出力された
残差エコーは、タップ係数更新回路２０ｂに入力され
る。このタップ係数更新回路２０ｂは、タップ係数メモ
リ２０ｃに蓄積されたタップ係数を、上記残差エコーが
小さくなるように更新する。適応フィルタ２０ｄでは、
上記更新されたタップ係数に応じて伝達関数が変化し、
この伝達関数に応じて擬似エコーの修正が行なわれる。
しかして、適応フィルタ２０ｄの伝達関数はエコーパス
の伝達関数に近づき、両伝達関数が等しくなると送話信
号に含まれる残差エコーは略零となる。

【００１０】上記タップ係数更新回路２０ｂにおけるタ
ップ係数の更新アルゴリズムとしては、従来より例えば
最小二乗平均法（ＬＭＳ）を正規化した学習同定法（Ｎ
ＬＭＳ）が多く用いられている。この学習同定法による
アルゴリズムは、演算量が比較的少なくて済みしかも良
好な特性を示すという利点を有する。第(1) 式は、Ｐ次
の適応フィルタのタップ係数をｈ_j（ｊ＝１〜ｐ）とす
るときの学習同定法の更新式を示したものである。

【００１１】

【数１】ただし、ｙ(n) はＡ／Ｄ変換器１９から演算器２０ｅに
入力される信号を、またｅ(n) は演算器２０ｅから出力
される残差エコーをそれぞれ示している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この種のア
ルゴリズムを用いてタップ係数の更新を行なった場合に
は、適応フィルタの入力信号ｙ(n) が白色雑音のような
相関のない信号であれば、タップ係数の収束を高速に行
なうことができるが、音声のように相関が強く相関行列
の固有値に拡がりがある場合には、一般的ににタップ係
数の収束速度は遅くなる。このため、ハンズフリー通話
を行なう場合には、通話開始時に初期エコーが残り非常
に問題となる。

【００１３】この初期エコーを消去する方法として、二
線式全二重モデム用のエコーキャンセラなどにおいて
は、白色雑音やＭ系列による初期トレーニングやチャー
プ信号処理により高速トレーニングを行なう方法などが
提唱されている。しかし、これらの方法を用いた初期エ
コー消去法を、自動車電話装置などの一般的な音声通話
装置にそのまま適用すると、音声通話装置には二線式全
二重モデムのような固定された初期通信期間が設けられ
ていないため、通話に対し妨害を与えてしまうことがあ
った。

【００１４】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、通話に妨害を与えること
なく高速に初期トレーニングを行なうことができるエコ
ーキャンセラを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、ハンズフリー通話モードの指定操作に応じ
てハンズフリー通話のための動作を行なう音声通信装置
に設けられるエコーキャンセラにおいて、エコー成分を
含む送話信号から受話信号に基づいて適応フィルタで生
成された擬似エコー信号を差し引くとともに、この差し
引いた後の残差エコー成分を基に上記適応フィルタのタ
ップ係数の更新を行なうエコーキャンセラ本体に加え
て、チャープ信号発生手段および逆畳み込み演算手段を
備えている。そして、上記ハンズフリー通話モードの指
定操作に応じて、上記チャープ信号発生手段により所定
のチャープ信号系列を発生してこのチャープ信号系列に
対応するチャープ音をハンズフリー通話空間へ一定期間
送出し、この送出されたチャープ音の上記ハンズフリー
通話空間によるエコーに対応するエコー信号系列を、上
記逆畳み込み演算手段において上記チャープ信号発生手
段で発生されたチャープ信号系列により逆畳み込み演算
し、その演算結果を基に上記適応フィルタのタップ係数
を初期学習させるように構成したものである。

【００１６】また本発明は、チャープ音を、ハンズフリ
ー通話モードの指定操作に応じてこの指定操作を確認す
るための操作確認音として一定期間送出することも特徴
とする。

【００１７】

【作用】この結果本発明によれば、話者がハンズフリー
通話モードの指定操作を行なうと、この操作に応じてチ
ャープ信号発生回路からチャープ信号系列が発生され、
このチャープ信号系列に対応するチャープ音がハンズフ
リー通話空間へ一定期間だけ送出される。そして、この
チャープ音のハンズフリー空間による音響エコーが、演
算手段で上記チャープ信号系列により逆畳み込み演算さ
れ、その演算結果を基に適応フィルタのタップ係数が初
期学習される。すなわち、チャープ音による初期学習
は、ハンズフリー通話モードの指定操作が行なわれた直
後のまだ実質的にハンズフリー通話が開始されていない
期間に行なわれることになる。このため、通話に妨害な
どの悪影響を与えることなくエコーキャンセラ本体の初
期学習を行なうことができ、これにより話者は違和感な
くハンズフリー通話を開始することが可能となる。

【００１８】また、チャープ音をハンズフリー通話モー
ド指定操作の確認音として使用することにより、ハンズ
フリー通話モードの指定操作が確実に行なえたか否かを
話者が確認することが可能となる。また、モード指定操
作の確認音を別途発生する場合に比べて、回路構成を簡
単化することができる。

【００１９】

【実施例】（第１の実施例）図１は、本発明の第１の実
施例におけるエコーキャンセラを設けたディジタル自動
車電話装置の構成を示す回路ブロック図である。なお、
同図において前記図３と同一部分には同一符号を付して
詳しい説明は省略する。

【００２０】本実施例のエコーキャンセラ２００は、受
話信号を蓄積する受信信号メモリ２０ｆと、この受信信
号メモリ２０ｆに蓄積された受話信号を基に擬似エコー
を生成するトランスバーサルフィルタからなる適応フィ
ルタ２０ｄと、送話信号からこの適応フィルタ２０ｄに
より生成された擬似エコーを差し引く演算器２０ｅと、
上記適応フィルタ２０ｄのタップ係数を記憶するタップ
係数メモリ２０ｃと、このタップ係数メモリ２０ｃに記
憶されているタップ係数を上記演算器２０ｅから出力さ
れた残差エコーを基に更新するタップ係数更新回路２０
ｂとに加え、新たにチャープ信号メモリ２０ｆと、逆畳
み込み演算回路２０ｇと、タップ係数初期設定用のスイ
ッチ２０ｈとを備えている。

【００２１】上記チャープ信号メモリ２０ｆには、Ｍ周
期のチャープ信号系列を−Ｎ＋１〜Ｍ−１時点まで切り
出した、初期学習のためのトレーニング系列ｆ(k) が予
め記憶されている。なお、上記Ｍは、適応フィルタ２０
ｄの次数をＰとすると、Ｐ≦Ｍである。チャープ信号メ
モリ２０ｆは、エコーキャンセラ２００の初期学習期間
に、制御回路３００の指示に従って上記トレーニング系
列ｆ(k) を読出す。

【００２２】逆畳み込み演算回路２０ｇは、エコーキャ
ンセラ２００の初期学習期間に、マイクロホン１６によ
り集音された、上記チャープ音の自動車内のフロントガ
ラスや天井などによるエコーに対応する信号系列ｇ
_j（ｊ＝０〜Ｍ−１）を用いて以下の逆畳み込み演算を
行ない、これにより上記音響エコーのインパルス応答ｈ
_i（ｉ＝０〜Ｐ−１）を推定するものである。なお、σ²
はチャープ信号系列の平均電力である。

【００２３】

【数２】

【００２４】初期設定用のスイッチ２０ｈは、上記逆畳
み込み演算回路２０ｇにより上記チャープ音の音響エコ
ーのインパルス応答ｈ_iの推定がされた後に、制御回路
３００から出力されるスイッチ制御信号ＳＣＳ４に従っ
てオンとなる。そして、上記逆畳み込み演算回路２０ｇ
により推定された音響エコーのインパルス応答ｈ_iをタ
ップ係数メモリ２０ｃに供給して、タップ係数の初期値
として記憶させるものである。

【００２５】また、受話回路系の音声復号回路９とＤ／
Ａ変換器１０との間には切替スイッチ２６が介挿されて
いる。さらに、送話回路系のＡ／Ｄ変換器１８とエコー
キャンセラ２００の演算器２０ｅとの間に介挿される切
替スイッチは、３接点形の切替スイッチ１９０により構
成されている。切替スイッチ２６は、制御回路３００か
ら出力される切替制御信号ＳＣＳ３により動作するもの
で、エコーキャンセラ２００の初期学習期間に音声復号
回路９に代わりチャープ信号発生回路２０ｆをＤ／Ａ変
換器１０に接続し、また初期学習後のハンズフリー通話
期間には音声復号回路９をＤ／Ａ変換器１０に接続す
る。また切替スイッチ１９０は、制御回路３００から出
力される切替制御信号ＳＣＳ２に応じて切替動作するも
ので、エコーキャンセラ２００の初期学習期間にはＡ／
Ｄ変換器１８を逆畳み込み演算回路２０ｇに接続し、ま
た初期学習後のハンズフリー通話期間にはＡ／Ｄ変換器
１８を演算器２０ｅに接続する。さらに、ハンドセット
通話期間には切替スイッチ２１とともに切り替わって、
Ａ／Ｄ変換器１８をエコーキャンセラ２００を介さずに
音声符号回路２２に直接接続する。

【００２６】次に、以上のように構成された装置の動作
を説明する。先ず、ハンドセット通話モードを指定した
場合には、制御回路３００から出力された切替制御信号
ＳＣＳ１により切替スイッチ１１，１７がハンドセット
１３側にそれぞれ切り替わり、これにより受話回路系の
Ｄ／Ａ変換器１０にハンドセット１３の受話器１４が接
続され、また送話回路系のＡ／Ｄ変換器１８にハンドセ
ット１３の送話器１５が接続される。また、それととも
に切替スイッチ２１および切替スイッチ１９０がそれぞ
れ上記切替制御信号ＳＣＳ１，ＳＣＳ２に従って短絡路
側に切り替わり、これによりＡ／Ｄ変換器１８は音声符
号回路２２に直接接続される。

【００２７】したがって、この状態で通話を行なうと、
受話回路系では受信再生された受話信号がハンドセット
１３の受話器１４から出力される。また、送話系ではハ
ンドセット１３の送話器１５により集音変換された話者
の送話信号が、Ａ／Ｄ変換器１８でディジタル信号に変
換されたのち、エコーキャンセラ２００を迂回して音声
符号回路２２に入力され、この音声符号回路２２で符号
化されたのち変調・送信される。しかして、ハンドセッ
ト１３を使用した通話が行なわれる。

【００２８】これに対し、ハンズフリー通話モードを指
定するべく、話者がコンソールユニット３１のモード指
定スイッチを操作したとする。そうすると制御回路３０
０は、先ず装置を初期トレーニングモードに設定するた
めの制御を行なう。すなわち、切替スイッチ１１，１
７，２１に対し切替制御信号ＳＣＳ１を出力して、これ
により切替スイッチ１１，１７をそれぞれハンズフリー
通話用のスピーカ１２およびマイクロホン１６側に切替
えるとともに、切替スイッチ２１をエコーキャンセラ２
００の演算器２０ｅ側に切替える。また、切替スイッチ
２６に対し切替制御信号ＳＣＳ３を出力して、切替スイ
ッチ２６をチャープ信号メモリ２０ｆ側に切替えるとと
もに、切替スイッチ１９０に対し切替制御信号ＳＣＳ２
を出力して、切替スイッチ１９０をエコーキャンセラ２
００の逆畳み込み演算回路２０ｇ側に切替える。

【００２９】そうして装置が初期トレーニングモードに
なると、エコーキャンセラ２００は制御回路３００の制
御に従って初期学習動作を行なう。すなわち、チャープ
信号メモリ２０ｆからチャープ信号系列からなる初期学
習用のトレーニング信号系列ｆ(k) が読み出され、この
トレーニング信号系列ｆ(k) は切替スイッチ２６を介し
てＤ／Ａ変換器１０に入力される。そして、このトレー
ニング信号系列ｆ(k)は、Ｄ／Ａ変換器１０でアナログ
信号に変換されたのち、切替スイッチ１１を介してスピ
ーカ１２に供給される。このため、スピーカ１２から
は、上記トレーニング信号系列ｆ(k) に対応したチャー
プ音が、上記モード指定スイッチの操作確認音として一
定時間（例えば１秒）だけ拡声出力される。したがっ
て、話者はこのチャープ音によりモード指定スイッチの
操作が確実に行なわれたことを確認することができる。

【００３０】上記チャープ音がスピーカ１２から拡声出
力されると、チャープ音は自動車内のフロントガラスや
天井などにより反射されて、音響エコーとしてマイクロ
ホン１６に回り込み入力される。そして、この音響エコ
ーの信号系列ｇ_jは、Ａ／Ｄ変換器１７でディジタル信
号に変換されたのち、切替スイッチ１９０を介してエコ
ーキャンセラ２００の逆畳み見込み演算回路２０ｇに入
力される。そうするとこの逆畳み見込み演算回路２０ｇ
では、上記音響エコー信号系列ｇ_jおよび上記チャープ
信号メモリ２０ｆから読み出されたトレーニング信号系
列ｆ(k) に基づいて、上記音響エコーのインパルス応答
ｈ_iの推定が行なわれる。この推定は、先に第(2) 式に
示した逆畳み込み演算により行なわれる。

【００３１】なお、チャープ信号処理による高速トレー
ニング法の詳細な説明については、「神竹“チャープ信
号処理によるエコーキャンセラの高速トレーニング法”
電子通信学会技報ＣＳ８２−１６９Ｎ０４８」に述べ
られている。

【００３２】上記音響エコーのインパルス応答ｈ_iの推
定が完了すると、制御回路３００は次にスイッチ２０ｈ
に対し切替制御信号ＳＣＳ４を出力して、これによりス
イッチ２０ｈをオン状態に設定し、この状態でタップ計
数メモリ２０ｃを書き込み動作状態に設定する。このた
め、逆畳み込み演算回路２０ｇから出力された上記イン
パルス応答ｈ_iの推定結果が、上記スイッチ２０ｈを介
してタップ計数メモリ２０ｃに転送され、このタップ計
数メモリ２０ｃにタップ計数の初期値として書き込まれ
る。

【００３３】そうしてタップ係数の初期設定が終了する
と、制御回路３００はエコーキャンセラ２００の動作モ
ードを、初期トレーニングモードから学習モードに移行
させるために、切替スイッチ２６に対し切替制御信号Ｓ
ＣＳ３を出力して、これにより切替スイッチ２６を音声
復号回路９側に設定するとともに、切替スイッチ１９０
に対し切替制御信号ＳＣＳ２を出力して、これにより切
替スイッチ１９０を演算器２０ｅ側に設定する。このた
め、以後エコーキャンセラ２００では、上記タップ係数
メモリ２０ｃに初期設定されたタップ係数を初期値とし
て、学習同定法による適応フィルタ２０ｄのタップ係数
の更新が開始される。

【００３４】また、装置全体としてはハンズフリー通話
が可能となる。すなわち、受信再生された受話信号は切
替スイッチ２６を経てＤ／Ａ変換器１０でアナログ信号
に戻されたのち、切替スイッチ１１を介してスピーカ１
２から拡声出力される。また、話者の送話音声は、上記
スピーカ１２からマイクロホン１６に回り込んだ音響エ
コーとともにマイクロホン１６で集音されて送話信号と
なる。そして、この送話信号は、切替スイッチ１７を経
てＡ／Ｄ変換器１８でディジタル化されたのち、切替ス
イッチ１９０を介してエコーキャンセラ２００の演算器
２０ｅに入力される。そうすると、この演算器２０ｅで
は、上記ディジタル送話信号から、適応フィルタ２０ｄ
で生成された擬似エコーを差し引くための演算が行なわ
れ、これにより上記ディジタル送話信号に含まれる音響
エコーが消去される。そうして、この音響エコーが除去
されたディジタル送話信号は、切替スイッチ２１を経て
音声符号回路２２で符号化されたのち、送信のための処
理が施されて基地局へ向け送信される。

【００３５】このように本実施例では、モード指定スイ
ッチによりハンズフリー通話モードの指定操作が行なわ
れた場合に、先ずエコーキャンセラ２００の動作モード
を初期トレーニングモードに設定している。そして、こ
の状態でハンズフリー通話用のスピーカ１２からチャー
プ音を操作確認音として一定時間拡声出力し、その音響
エコーにより逆畳み込み演算回路２０ｇで逆畳み込み演
算を行なって上記音響エコーのインパルス応答を推定
し、この推定されたインパルス応答をタップ係数の初期
値としてタップ係数メモリ２０ｃに初期設定している。
そして、このタップ係数の初期設定後に、エコーキャン
セラ２００の動作モードを学習モードに移行させて、以
後学習同定法によるタップ係数の更新を行なうようにし
ている。

【００３６】したがって本実施例であれば、モード指定
スイッチが操作された直後の、まだ実質的にハンズフリ
ー通話が開始されていない期間に、チャープ法によるエ
コーキャンセラ２００の初期トレーニングが行なわれる
ので、通話に雑音妨害などの悪影響が及ぶ不具合を低減
することができる。このため、チャープ法により高速度
に初期トレーニングが行なわれることと相俟って、音響
エコーや雑音の影響を大きく受けることなく、ハンズフ
リー通話を円滑に開始することができる。

【００３７】また本実施例であれば、初期トレーニング
のためのチャープ音をモード指定スイッチの操作確認音
として使用するようにしているので、話者はこのチャー
プ音によりモード指定スイッチが確実に操作されたか否
かを確認することができる。また、操作確認音を発生さ
せる回路を不要にすることができるので、その分装置の
回路構成を簡単小形化することができる。

【００３８】（第２の実施例）本実施例は、前記第１の
実施例で示したエコーキャンセラをアナログ変調方式を
使用して無線通信を行なう自動車電話装置に設けたもの
である。図２は本実施例における自動車電話装置の構成
を示す回路ブロック図である。なお、同図において、前
記図１と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省
略する。

【００３９】モード指定スイッチによりハンズフリー通
話モードが指定入力されると、制御回路３１０の制御に
従って切替スイッチ２６，１９０が各々エコーキャンセ
ラ２００側に設定され、これにより装置は先ずエコーキ
ャンセラ２００を初期トレーニングするためのモードと
なる。この状態で、エコーキャンセラ２００のチャープ
信号メモリ２０ｆからはチャープ信号系列からなる一定
長の初期トレーニング信号系列が読み出され、この信号
系列はＤ／Ａ変換器１０でアナログ信号に変換されたの
ちスピーカ１２からチャープ音として拡声出力される。
このチャープ音がマイクロホン１６に回り込んで発生し
た音響エコーは、Ａ／Ｄ変換器１８でディジタル信号に
変換されたのち、切替スイッチ１９０を介してエコーキ
ャンセラ２００の逆畳み込み演算回路２０ｇに入力され
る。この逆畳み込み演算回路２０ｇでは、上記ディジタ
ル音響エコー信号を基に前記第(2) 式で示した逆畳み込
み演算が行なわれ、これにより上記音響エコーのインパ
ルス応答が推定される。そして、この推定が完了すると
制御回路３１０の制御によりスイッチ２０ｈがオンとな
り、これにより上記逆畳み込み演算回路２０ｇにより推
定されたインパルス応答がタップ係数メモリ２０ｃに転
送されて、タップ係数の初期値として記憶設定される。

【００４０】そうしてエコーキャンセラ２００の初期ト
レーニングが終了すると、切替スイッチ２０ｈはオフと
なり、かつ制御回路３１０の制御に従って切替スイッチ
２６はエコーキャンセラ２００から受話路側に、また切
替スイッチ１９０は逆畳み込み演算回路２０ｇから演算
器２０ｅ側にそれぞれ切替わる。そして、以後エコーキ
ャンセラ２００は学習モードとなり、装置はハンズフリ
ー通話状態となる。

【００４１】すなわち、受信回路３から出力された受信
中間周波信号は、アナログ音声復調回路（ＡＵＤＤＥ
Ｍ）５１で例えばＦＭ復調によりベースバンドの受話信
号に復調されたのち、エコーキャンセラ２００に入力す
るためにＡ／Ｄ変換器５２でディジタル信号に変換され
る。このディジタル受話信号は、エコーキャンセラ２０
０へ分岐入力されるとともに、切替スイッチ２６を経て
Ｄ／Ａ変換器１０に入力され、ここでアナログ信号に戻
される。そして、切替スイッチ１１を介してスピーカ１
２から拡声出力される。

【００４２】一方、話者の送話音声および上記スピーカ
１２からの回り込みにより発生した音響エコーは、マイ
クロホン１６で集音され送話信号に変換されたのち、切
替スイッチ１７を介してＡ／Ｄ変換器１８に入力され
る。そして、このＡ／Ｄ変換器１８でエコーキャンセラ
に入力するためにディジタル信号に変換されたのち、切
替スイッチ１９０を介してエコーキャンセラ２００の演
算器２０ｅに入力される。この演算器２０ｅでは、上記
ディジタル送話信号から適応フィルタ２０ｄにより生成
された擬似エコーが差し引かれ、これによりディジタル
送話信号に含まれる音響エコー成分が消去される。そし
て、このエコーキャンセラ２００の演算器２０ｅから出
力されたディジタル送話信号は、切替スイッチ２１を介
してＤ／Ａ変換器５３でアナログ送話信号に戻されたの
ち、アナログ音声変調回路（ＡＵＤＭＯＤ）５４に入力
される。このアナログ音声変調回路５４では、上記アナ
ログ送話信号により中間周波信号が例えばＦＭ変調され
る。そして、この変調された送信中間周波信号は、送信
回路５で無線周波数に変換されるとともに、所定の電力
レベルに増幅されたのち、アンテナ共用器２を介してア
ンテナ１から図示しない基地局に向け送信される。

【００４３】このような構成であるから、受話路および
送話路におけるエコーキャンセラ２００の前後に、それ
ぞれＡ／Ｄ変換器５２，Ｄ／Ａ変換器１０およびＡ／Ｄ
変換器１８，Ｄ／Ａ変換器５３を設けたことによって、
前記第１の実施例と同様に、ディジタル信号処理形のエ
コーキャンセラ２００をそのまま使用することができ、
これによりハンズフリー通話モード指定直後におけるチ
ャープ法を使用したエコーキャンセラ２００の初期トレ
ーニングと、ハンズフリー通話中における学習同定法を
使用したエコーキャンセラ２００のタップ係数の更新動
作とを、何ら不具合なく実行することができる。したが
って、前記実施例と同様に、音響エコーや雑音の影響を
大きく受けることなくハンズフリー通話を円滑に開始す
ることができる。

【００４４】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものではない。例えば、前記第２の実施例ではハンドセ
ット通話期間においても、受話路および送話路に各々Ａ
／Ｄ変換器５２，１８およびＤ／Ａ変換器１０，５３を
そのまま挿入している。しかし、これらのＡ／Ｄ変換器
５２，１８およびＤ／Ａ変換器１０，５３に対し並列に
スイッチを含む迂回回路を設け、ハンドセット通話期間
中にはこれらの迂回回路のスイッチをオンさせることに
より、上記Ａ／Ｄ変換器５２，１８およびＤ／Ａ変換器
１０，５３を介さない送受話路を形成するようにしても
よい。この様にすれば、Ａ／Ｄ変換器５２，１８および
Ｄ／Ａ変換器１０，５３による処理遅延や信号歪みの発
生を無くすことができ、これにより高品質のハンドセッ
ト通話を行なうことができる。また、その際Ａ／Ｄ変換
器５２，１８およびＤ／Ａ変換器１０，５３への給電を
断つようにすれば、無駄な電力消費を低減することがで
きる。この効果は、特に携帯電話装置やコードレス電話
装置のように電源としてバッテリを使用した装置におい
て、バッテリの延命化を図ることができ極めて有用であ
る。

【００４５】また、前記各実施例ではディジタル自動車
電話装置およびアナログ自動車電話装置に適用した場合
について説明したが、ディジタル変調方式とアナログ変
調方式とを併用したいわゆるデュアルモード形の自動車
電話装置に適用してもよい。その他、エコーキャンセラ
本体、チャープ信号発生手段および逆畳み込み演算手段
の構成やチャープオンの送出時間やそのタイミングなど
についても、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施できる。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明は、エコーキ
ャンセラ本体に加えて、チャープ信号発生手段および逆
畳み込み演算手段を備え、ハンズフリー通話モードの指
定操作に応じて、上記チャープ信号発生手段により所定
のチャープ信号系列を発生してこのチャープ信号系列に
対応するチャープ音をハンズフリー通話空間へ一定期間
送出し、この送出されたチャープ音のハンズフリー通話
空間による音響エコーに対応するエコー信号系列を、上
記逆畳み込み演算手段において上記チャープ信号発生手
段で発生されたチャープ信号系列により逆畳み込み演算
し、その演算結果を基にエコーキャンセラ本体の適応フ
ィルタのタップ係数を初期学習させるように構成したも
のである。したがって本発明によれば、通話に妨害を与
えることなく高速に初期トレーニングを行なうことがで
きるエコーキャンセラを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるエコーキャンセ
ラを備えたディジタル自動車電話装置の構成を示す回路
ブロック図。

【図２】本発明の第２の実施例におけるアナログ自動車
電話装置の構成を示す回路ブロック図。

【図３】従来のエコーキャンセラを備えたディジタル自
動車電話装置の構成の一例を示す回路ブロック図。

【符号の説明】

１…アンテナ２…アンテナ共用
器３…受信回路４…周波数シンセ
サイザ５…送信回路６…ディジタル復
調回路７，１８，５２…Ａ／Ｄ変換器８…誤り訂正復号
回路９…音声復号回路１０，２４，５３…
Ｄ／Ａ変換器１１，１７，２１，２６，１９０…切替スイッチ１２…スピーカ１３…ハンドセッ
ト１４…受話器１５…送話器１６…マイクロホン２００…エコーキ
ャンセラ２０ａ…受信信号メモリ２０ｂ…タップ係
数更新回路２０ｃ…タップ係数メモリ２０ｄ…適応フィ
ルタ２０ｅ…演算器２０ｆ…チャープ
信号メモリ２０ｇ…逆畳み込み演算回路２０ｈ…初期設定
用のスイッチ２２…音声符号回路２３…誤り訂正符
号回路２５…ディジタル変調回路３００，３１０…
制御回路３１，３１１…コンソールユニット４０…電源回路４１…電池５１…アナログ音
声復調回路５４…アナログ音声変調回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハンズフリー通話モードの指定操作に応
じてハンズフリー通話のための動作を行なう音声通信装
置に設けられるエコーキャンセラにおいて、エコー成分を含む送話信号から受話信号に基づいて適応
フィルタで生成された擬似エコー信号を差し引くととも
に、この差し引いた後の残差エコー成分を基に上記適応
フィルタのタップ係数の更新を行なうエコーキャンセラ
本体と、前記ハンズフリー通話モードの指定操作に応じて、所定
のチャープ信号系列に対応するチャープ音をハンズフリ
ー通話空間へ送出するためのチャープ信号発生手段と、このチャープ信号発生手段により送出されたチャープ音
の前記ハンズフリー通話空間によるエコーに対応するエ
コー信号系列を、前記チャープ信号発生手段により発生
されたチャープ信号系列により逆畳み込み演算するため
の演算手段と、この演算手段の演算結果を基に前記適応フィルタのタッ
プ係数の初期学習を行なわせるための手段とを具備した
ことを特徴とするエコーキャンセラ。
【請求項２】チャープ信号発生手段は、ハンズフリー
通話モードの指定操作に応じて、この指定操作を確認す
るための操作確認音としてチャープ音を一定期間送出す
るものであることを特徴とする請求項１に記載のエコー
キャンセラ。