JP2004040161A - Hands-free mobile phone terminal - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンズフリー通話を可能にする携帯電話用エコー抑制ユニット、そのような携帯電話用エコー抑制ユニットを搭載した携帯電話端末装置及び携帯電話におけるエコー抑制方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯電話端末装置のスピーカから受話音声を出力することにより、ハンズフリー通話を可能にした携帯電話端末装置が提案されている。
【0003】
しかしながら、携帯電話端末装置は小型であるため、スピーカからマイクへ回り込むことにより発生するエコー信号レベルが大きいという問題が生じていた。
【0004】
この問題を解決するためには、携帯電話端末装置がエコーキャンセラーやボイススイッチを備えることが必要であり、このため、一対のマイク及びスピーカを使用したエコーキャンセラーやボイススイッチを備える携帯電話端末装置が数多く考案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エコーキャンセラー及びボイススイッチは、近端話者音声のみが存在する場合、遠端話者音声とエコーが存在する場合、及び、近端話者音声、遠端話者音声及びエコーが存在する場合(ダブルトーク)の3つの通話状態を識別し、各通話状態に応じた制御を行わなければ円滑な通話が実現しないという問題を有している。
【0006】
この問題を解決するため、例えば、特開平11−215033号公報は、送受話信号のパワー比からダブルトークの検出を行う携帯電話端末装置を提案している。
【0007】
また、特開平7−303071号公報は、送受話信号の音声ピッチを検出し、それらの相関を比較することにより、ダブルトークの検出を行う携帯電話端末装置を提案している。
【0008】
しかしながら、これらの携帯端末電話装置において実施される方法は処理が複雑であるため、回路規模が大きくなるという欠点があった。
【0009】
この問題を解決するため、2個のマイクを使用したエコー抑圧方法が提案されている。
【0010】
例えば、特開2000−324233号公報は、2個のマイクをスピーカから等距離に配置し、同位相でエコー信号を集音することにより、エコー除去を行う携帯電話端末装置を提案している。
【0011】
しかしながら、この携帯電話端末装置によれば、2個のマイクをスピーカから等距離に、かつ、同一面に配置しなければならないため、携帯電話端末装置のデザインに著しい制約を与えるという問題があった。
【0012】
本発明は、これら従来の携帯電話端末装置における問題点に鑑みてなされたものであり、ダブルトーク判定処理に必要な処理量を少なくする携帯電話用エコー抑制ユニットを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、送話音声を集音する第一及び第二のマイクと、前記第一及び第二のマイクの各々に対応する第一及び第二のアンプと、受話音声を出力するスピーカと、を備える携帯電話用エコー抑制ユニットであって、前記第一のアンプの増幅率と前記第二のアンプの増幅率とは相互に異なる値に設定されている携帯電話用エコー抑制ユニットを提供する。
【0014】
この携帯電話用エコー抑制ユニットにおいては、前記第一のマイクから前記スピーカまでの距離は前記第二のマイクから前記スピーカまでの距離よりも長くなるように設定されていることが好ましい。
【0015】
また、本発明は、送話音声を集音する第一のマイクと、送話音声を集音する第二のマイクと、受話音声を出力するスピーカと、前記第一のマイクの出力信号を増幅する第一のアンプと、前記第二のマイクの出力信号を増幅する第二のアンプと、受話信号のレベルを検出し、検出したレベルを示す信号を発するレベル検出器と、前記第一及び第二のアンプからの出力信号及び前記レベル検出器からの信号に基づいて、本携帯電話用エコー抑制ユニットが搭載されている携帯電話端末装置の通話状態を検出し、検出した通話状態に応じた信号を発するダブルトーク検出器と、前記ダブルトーク検出器からの信号に応じて、前記第一のマイクから出力される送話信号に含まれるエコー成分除去を行うエコーキャンセラーと、を備え、前記第一のアンプの増幅率と前記第二のアンプの増幅率とは相互に異なる値に設定されている携帯電話用エコー抑制ユニットを提供する。
【0016】
この携帯電話用エコー抑制ユニットは、外部復号器から送られてきた信号を増幅し、前記エコーキャンセラーに送信する第三のアンプと、前記ダブルトーク検出器から指示された増幅率に従って、前記エコーキャンセラーから送られてきた送話信号を増幅し、増幅した送話信号を外部符号器に送信する第四のアンプと、をさらに備えることが好ましい。
【0017】
上記の携帯電話用エコー抑制ユニットにおいても、前記第一のマイクから前記スピーカまでの距離は前記第二のマイクから前記スピーカまでの距離よりも長くなるように設定されていることが好ましい。
【0018】
この携帯電話用エコー抑制ユニットは、前記第一のマイクからの出力における低域成分を取り出し、前記第一のアンプに出力する第一のローパスフィルターと、前記第二のマイクからの出力における低域成分を取り出し、前記第一のアンプに出力する第二のローパスフィルターと、をさらに備えることが好ましい。
【0019】
上記の本発明に係る携帯電話用エコー抑制ユニットは携帯電話端末装置に搭載して使用することができる。
【0020】
さらに、本発明は、送話音声を集音する第一及び第二のマイクと、前記第一及び第二のマイクの各々に対応する第一及び第二のアンプと、受話音声を出力するスピーカと、を備える携帯電話用エコー抑制ユニットにおけるエコー抑制方法であって、前記第一のアンプにおいて前記第一のマイクからの出力信号を増幅する過程と、前記第二のアンプにおいて、前記第一のアンプにおいて前記第一のマイクからの出力信号を増幅する際の増幅率とは異なる増幅率に従って、前記第二のマイクからの出力信号を増幅する過程と、前記第一及び第二のアンプからの出力信号に基づいてダブルトークを判定する過程と、を備えるエコー抑制方法を提供する。
【0021】
上記のエコー抑制方法は、前記第一のマイクからの出力における低域成分を取り出し、前記第一のアンプに出力する過程と、前記第二のマイクからの出力における低域成分を取り出し、前記第一のアンプに出力する過程と、をさらに備えることが好ましい。
【0022】
さらに、本発明は、上記の携帯電話用エコー抑制ユニットにおけるエコー抑制方法であって、前記第一のアンプから出力される送話信号の第一の平均信号パワーを計算する過程と、前記第二のアンプから出力される送話信号の第二の平均信号パワーを計算する過程と、前記第一の平均信号パワーと前記第二の平均信号パワーとの差がしきい値以上であるか否かを判定する過程と、前記第一の平均信号パワーと前記第二の平均信号パワーとの差が前記しきい値よりも小さい場合には、前記ダブルトーク検出器のロス挿入カウンタの値に正値を加算する過程と、前記ロス挿入カウンタの値が前記しきい値以下にする過程と、前記エコーキャンセラーのフィルタ係数の更新を行う過程と、前記第四のアンプの増幅率をその初期値よりも小さい値に設定する過程と、を備えるエコー抑制方法を提供する。
【0023】
さらに、本発明は、上記の携帯電話用エコー抑制ユニットにおけるエコー抑制方法であって、前記第一のアンプから出力される送話信号の第一の平均信号パワーを計算する過程と、前記第二のアンプから出力される送話信号の第二の平均信号パワーを計算する過程と、前記第一の平均信号パワーと前記第二の平均信号パワーとの差がしきい値以上であるか否かを判定する過程と、前記第一の平均信号パワーと前記第二の平均信号パワーとの差が前記しきい値以上である場合に、受話信号レベルがしきい値以上であるか否かを判定する過程と、前記受話信号レベルがしきい値以上である場合には、前記ダブルトーク検出器のロス挿入カウンタの値に正値を加算し、前記エコーキャンセラーのフィルタ係数の更新を停止し、前記第四のアンプの増幅率をその初期値よりも小さい値に設定する過程と、を備えるエコー抑制方法を提供する。
【0024】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の第一の実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットのブロック図である。本実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットは図示されないハンズフリー携帯電話端末装置に含まれている。
【0025】
本実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットは、図1に示すように、第1のマイク1と、第2のマイク2と、スピーカ3と、第1のアナログ−ディジタル(A/D)変換器(ADC)4と、第2のA/D変換器(ADC)5と、ディジタル−アナログ(D/A)変換器(DAC)6と、第1のノイズサプレッサ(NS)7と、第2のノイズサプレッサ(NS)8と、第1のローパスフィルター(LPF)9と、第2のローパスフィルター(LPF)10と、レベル検出器11と、第1のアンプ12と、第2のアンプ13と、ダブルトーク検出器14と、エコーキャンセラー15と、第3のアンプ16と、第4のアンプ17と、から構成されている。
【0026】
第1のマイク1は第1のA/D変換器4と接続されており、集音した音声及び周囲騒音を電気信号に変換し、第1のA/D変換器4へ送る。
【0027】
第2のマイク2は第2のA/D変換器5と接続されており、集音した音声及び周囲騒音を電気信号に変換し、第2のA/D変換器5へ送る。
【0028】
スピーカ3はD/A変換器6と接続されており、D/A変換器6から送られてくる電気信号を音声に変換して、出力する。
【0029】
第1のマイク1からスピーカ3までの距離は第2のマイク2からスピーカ3までの距離よりも長くなるように配置されている。
【0030】
これは、スピーカ3から第1のマイク1へ回り込む音声信号レベルとスピーカ3から第2のマイク2へ回り込む音声信号レベルとが異なるようにするためである。
【0031】
第1のA/D変換器4は第1のマイク1及び第1のノイズサプレッサ7と接続され、第1のマイク1から送られてきたアナログ信号をディジタル信号に変換し、このディジタル信号を第1のノイズサプレッサ7へ送る。
【0032】
第2のA/D変換器5は第2のマイク2及び第2のノイズサプレッサ8と接続され、第2のマイク2から送られてきたアナログ信号をディジタル信号に変換し、このディジタル信号を第2のノイズサプレッサ7へ送る。
【0033】
D/A変換器6はスピーカ3、レベル検出器11及びエコーキャンセラー15と接続されており、エコーキャンセラー15から送られてきたディジタル信号をアナログ信号に変換し、スピーカ3へ送る。
【0034】
第1のノイズサプレッサ7は第1のA/D変換器4、第1のローパスフィルター9及びエコーキャンセラー15と接続されており、第1のA/D変換器4から送られてきたディジタル信号に含まれる雑音成分を除去し、除去後のディジタル信号を第1のローパスフィルター9及びエコーキャンセラー15に送る。
【0035】
第2のノイズサプレッサ8は第2のA/D変換器5及び第2のローパスフィルター10と接続されており、第2のA/D変換器5から送られてきたディジタル信号に含まれる雑音成分を除去し、除去後のディジタル信号を第2のローパスフィルター10に送る。
【0036】
第1のローパスフィルター9は第1のノイズサプレッサ7及び第1のアンプ12と接続されており、第1のノイズサプレッサ7から送られてきたディジタル信号の低域成分を取り出し、その低域成分を第1のアンプ12へ送る。
【0037】
本発明者の実験結果によれば、近端話者から第1のマイク1及び第2のマイク2までの距離が離れている場合、2つのマイク1、2の低周波数領域の送話周波数特性はほぼ等しくなる。このため、第1のローパスフィルター9を設け、ディジタル信号の低域成分のみをダブルトーク判定のファクターとした。
【0038】
第2のローパスフィルター10は第2のノイズサプレッサ8及び第2のアンプ13と接続されており、第2のノイズサプレッサ8から送られてきたディジタル信号の低域成分を取り出し、その低域成分を第2のアンプ13へ送る。
【0039】
第2のローパスフィルター10を設けた理由は、上述の第1のローパスフィルター9を設けた理由と同じである。
【0040】
レベル検出器11はダブルトーク検出器14及びエコーキャンセラー15と接続され、エコーキャンセラー15から送られてきた受話信号パワーを計算し、計算した受話信号パワーを示す受話信号レベル情報をダブルトーク検出器14へ送る。
【0041】
第1のアンプ12は第1のローパスフィルター9及びダブルトーク検出器14と接続され、第1のローパスフィルター9から送られてきたディジタル信号を増幅し、ダブルトーク検出器14へ送る。
【0042】
第2のアンプ13は第2のローパスフィルター10及びダブルトーク検出器14と接続され、第2のローパスフィルター10から送られてきたディジタル信号を増幅し、ダブルトーク検出器14へ送る。
【0043】
第1のアンプ12及び第2のアンプ13の増幅率は、スピーカ3から出力された音声信号が第1のマイク1で集音され、第1のノイズサプレッサ7及び第1のローパスフィルター9を通って来た音声信号レベルと、スピーカ3から出力された音声信号が第2のマイク2で集音され、第2のノイズサプレッサ8及び第2のローパスフィルター10を通って来た音声信号レベルとが等しくなるように設定されている。
【0044】
ダブルトーク検出器14はレベル検出器11、第1のアンプ12、第2のアンプ13、エコーキャンセラー15及び第4のアンプ17と接続されており、レベル検出器11から送られてきた受話信号レベル情報、第1のアンプ12から送られてきたディジタル信号及び第2のアンプ13から送られてきたディジタル信号に基づいて、通話状態を検出し、検出した通話状態に応じてエコーキャンセラー15の動作及び第4のアンプ17の増幅率を変更する。
【0045】
ダブルトーク検出器14は、後述する第4のアンプ17の増幅率を設定するためのロス挿入カウンタ(図示せず)を備えている。
【0046】
エコーキャンセラー15はD/A変換器6、第1のノイズサプレッサ7、レベル検出器11、ダブルトーク検出器14、第3のアンプ16及び第4のアンプ17と接続されており、第3のアンプ16から送られてきた受話信号に基づいて擬似エコー信号を作成し、第1のノイズサプレッサ7から送られてきた送話信号に含まれるエコー成分除去を行い、除去後の送話信号を第4のアンプ17へ送るとともに、第4のアンプ17へ送る送話信号に基づいて、エコーパス推定を行う。
【0047】
第3のアンプ16はエコーキャンセラー15及び図示されない復号器と接続されており、図示されない復号器から送られてきた信号を増幅し、エコーキャンセラー15へ送る。
【0048】
第4のアンプ17はダブルトーク検出器14、エコーキャンセラー15及び図示されない符号器と接続されており、エコーキャンセラー15から送られてきた送話信号をダブルトーク検出器14から指示された増幅率に従って増幅し、増幅した送話信号を図示されない符号器へ送る。
【0049】
図2は、本実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットの動作を示すフローチャートである。以下、図2を参照して、本実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットの動作について説明する。
【0050】
本実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットが搭載されている携帯電話端末装置が通話状態になると、ダブルトーク検出器14はロス挿入カウンタnの値を0に設定し、第4のアンプ17の増幅率を初期化する、すなわち、第4のアンプ17の増幅率初期値Aを設定する(ステップA1)。
【0051】
第4のアンプ17の増幅率初期値Aは本実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットの製作者が任意に設定することができる定数である。
【0052】
次に、ダブルトーク検出器14は、第1のアンプ12から送話信号を160サンプル分取得する(ステップA2)。
【0053】
次いで、この160サンプル分の送話信号の二乗平均を計算することにより、第1の平均信号パワーP1を計算する(ステップA3)。
【0054】
同様に、ダブルトーク検出器14は、第2のアンプ13から送信信号を160サンプル分取得し(ステップA4)、この160サンプル分の送話信号の二乗平均を計算することにより第2の平均信号パワーP2を計算する(ステップA5)。
【0055】
このように、160サンプル分の送話信号の平均パワーを計算するのは、同一の信号源から発生した音を第1のマイク1及び第2のマイク2で集音する時に生じる時間差による信号パワー差を減少させるためである。
【0056】
次いで、ダブルトーク検出器14はレベル検出器11から受話信号レベルLを受信する(ステップA6)。
【0057】
次いで、ダブルトーク検出器14は、第1の平均信号パワーP1と第2の平均信号パワーP2との差の絶対値が閾値Pth以上であるか否かを判定する(ステップA7)。
【0058】
集音された信号がスピーカ3から発音された音声のエコー成分である場合には、第1の平均信号パワーP1と第2の平均信号パワーP2との差の絶対値は閾値Pthより小さくなるので(ステップA7のNO)、エコー成分の抑圧を行うためにロス挿入カウンタnの値に+1を加算する(ステップA8)。
【0059】
次いで、ロス挿入カウンタnの値が閾値nth以下であるか否かを確認する(ステップA9)。
【0060】
ロス挿入カウンタnの値が閾値nthよりも大きい場合には(ステップA9のNO)、ロス挿入カウンタnの値をnthに設定する(ステップA10)。
【0061】
これは、第4のアンプ17の増幅率が−∞になることを防ぐためである。
【0062】
次いで、ダブルトーク検出器14は、エコーキャンセラー15のフィルタ係数の更新を開始する(ステップA11)。
【0063】
さらに、ダブルトーク検出器14は、第4のアンプ17の増幅率を(−6 × n + 初期値A)[dB]に設定する(ステップA12)。
【0064】
その後、ステップA2に戻り、ステップA2以降のステップを繰り返す。
【0065】
近端話者音声が存在する場合、第1のマイク1と第2のマイク2との間の感度差が小さく、第1のアンプ13の増幅率が第2のアンプ14の増幅率より大きいために、第1の平均信号パワーP1と第2の平均信号パワーP2との差の絶対値は閾値Pth以上になる(ステップA7のYES)。
【0066】
このため、ダブルトークを判定するために、レベル検出器11から得た受話信号レベルLが閾値Lth以上であるか否かを確認する(ステップA13)。
【0067】
受話信号が存在しない場合、受話信号レベルLは閾値Lth未満になる(ステップA13のNO)。
【0068】
このため、ダブルトーク検出器14は、シングルトークと判定し、ロス挿入カウンタnの値に−1を加算する(ステップA14)。
【0069】
次に、ダブルトーク検出器14は、ロス挿入カウンタnの値が0以上であるか否かを確認する(ステップA15)。
【0070】
ロス挿入カウンタnの値が0以上である場合には(ステップA15のYES)、エコーキャンセラー15のフィルタ係数の更新を開始し(ステップA11)、第4のアンプ17の増幅率を(−6 × n + 初期値A)[dB]に設定し(ステップA12)、ステップA2に戻る。
【0071】
ロス挿入カウンタnの値が0未満の場合には(ステップA15のNO)、ロス挿入カウンタnの値に0を代入する(ステップA16)。
【0072】
その後、エコーキャンセラー15のフィルタ係数の更新を開始し(ステップA11)、第4のアンプ17の増幅率を(−6 × n + 初期値A)[dB]に設定し(ステップA12)、ステップA2に戻る。
【0073】
ダブルトークの場合、ステップA13において受話信号レベルLは閾値Lth以上になる(ステップA13のYES)。
【0074】
このため、ハウリングを防止するために、ロス挿入カウンタnの値に+1を代入し(ステップA17)、エコーキャンセラー15のフィルタ係数の更新を停止し(ステップA18)、さらに、第4のアンプ17の増幅率を(−6× n + 初期値A)[dB]に設定し(ステップA12)、ステップA2に戻る。
【0075】
以上のような動作をなす本実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットによれば、次のような効果を得ることができる。
【0076】
第1の効果は、ダブルトーク判定処理に要する処理量を少なくすることができるである。
【0077】
これは、周波数変換処理を行わずに、2つのマイク1、2の感度差を利用して集音した音声がエコーであるか、あるいは、近端話者音声であるかを判別できるようにしたためである。
【0078】
第2の効果は、ダブルトーク判定精度を向上できることである。
【0079】
これは、2つのマイク1、2の感度差を利用して集音した音声がエコーであるか、あるいは、近端話者音声であるかを判別できるようにしたためである。
【0080】
本実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットにおいては、次のように、種々の変更が可能である。
【0081】
図2に示した本実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットのフローチャートにおけるステップA2の動作において、ダブルトーク検出器14は、第1のアンプ12から160サンプルの信号を取得しているが、ダブルトーク検出器14が第1のアンプ12から取得すべきサンプル数は160には限定されない。任意のサンプル数を選択することが可能である。
【0082】
同様に、ステップA4の動作において、ダブルトーク検出器14は、第2のアンプ13から160サンプルの信号を取得しているが、ダブルトーク検出器14が第2のアンプ13から取得すべきサンプル数は160には限定されない。任意のサンプル数を選択することが可能である。
【0083】
また、ステップA12の動作において、ダブルトーク検出器14は、第4のアンプ17の増幅率を(−6 × n + 初期値A)[dB]に設定している。この場合の減算係数は−6には限定されない。−6以外の任意の負の係数値を選択することが可能である。
【0084】
また、ステップA17の動作において、ロス挿入カウンタnの設定値を+1としているが、ロス挿入カウンタnの設定値は+1には限定されない。+1以外の任意の正の数値を選択することができる。
【0085】
図3は、本発明の第二の実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットのフローチャートである。
【0086】
第二の実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットは図1に示した第一の実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットと同一の構成を有しているが、以下に述べる動作の点において、第一の実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットと相違している。
【0087】
第一の実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットにおいては、ステップA12の動作における第4のアンプ17の増幅率を(−6 × n + 初期値A)[dB]に設定している。これに対して、本実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットにおいては、ステップA12の動作における第4のアンプ17の増幅率を(A − n2)[dB]に設定している。
【0088】
これにより、第4のアンプ17の増幅率の変更量を2次曲線的に設定することが可能になる。
【0089】
第一の実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットにおいては、ステップA17の動作におけるロス挿入カウンタnの設定値を+1としている。これに対して、本実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットにおいては、ステップA17の動作におけるロス挿入カウンタnの設定値を2.45に設定している。
【0090】
これにより、ダブルトーク時に第4のアンプ17の増幅率を6[dB]減衰させることができる(ステップA12の(A − n2)[dB]におけるn2≒6)。
【0091】
ロス挿入カウンタnの設定値としては、任意の値を選択することができる。このように、ロス挿入カウンタnの設定値に応じて、第4のアンプ17の増幅率の減衰量を調整することができる。
【0092】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、周波数変換処理を行わずに、2つのマイクの感度差を利用して集音した音声がエコーであるか、あるいは、近端話者音声であるかを判別することができる。
【0093】
この結果、ダブルトーク判定処理に要する処理量を少なくすることができるとともに、ダブルトーク判定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の第一の実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットのブロック図である。
【図2】図2は、本発明の第一の実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図3】図3は、本発明の第二の実施形態に係る携帯電話用エコー抑制ユニットの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 第1のマイク
2 第2のマイク
3 スピーカ
4 第1のアナログ−ディジタル(A/D)変換器
5 第2のアナログ−ディジタル(A/D)変換器
6 ディジタル−アナログ(D/A)変換器
7 第1のノイズサプレッサ(NS)
8 第2のノイズサプレッサ(NS)
9 第1のローパスフィルター(LPF)
10 第2のローパスフィルター(LPF)
11 レベル検出器
12 第1のアンプ
13 第2のアンプ
14 ダブルトーク検出器
15 エコーキャンセラー
16 第3のアンプ
17 第4のアンプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an echo suppression unit for a mobile phone that enables hands-free communication, a mobile phone terminal device equipped with such an echo suppression unit for a mobile phone, and an echo suppression method in a mobile phone.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, there has been proposed a mobile phone terminal device that enables a hands-free call by outputting a reception voice from a speaker of the mobile phone terminal device.
[0003]
However, since the mobile phone terminal device is small, there has been a problem that an echo signal level generated when the mobile phone terminal device goes around from the speaker to the microphone is large.
[0004]
In order to solve this problem, it is necessary that the mobile phone terminal device includes an echo canceller and a voice switch. For this reason, a mobile phone terminal device including an echo canceller and a voice switch using a pair of microphones and a speaker is required. Many have been devised.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the echo canceller and the voice switch are provided when only the near-end speaker's voice exists, when the far-end speaker's voice and echo exist, and when the near-end speaker's voice, far-end speaker's voice and echo exist. There is a problem that a smooth call cannot be realized unless three call states in the case (double talk) are identified and control is performed according to each call state.
[0006]
In order to solve this problem, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-215033 proposes a mobile phone terminal device that detects double talk from a power ratio of a transmission and reception signal.
[0007]
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-303071 proposes a mobile phone terminal device that detects the voice pitch of a transmission / reception signal and compares the correlation between them to detect double talk.
[0008]
However, the method implemented in these portable terminal telephone devices has a drawback that the circuit scale is large because the processing is complicated.
[0009]
To solve this problem, an echo suppression method using two microphones has been proposed.
[0010]
For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2000-324233 proposes a mobile phone terminal device that removes echoes by disposing two microphones at the same distance from a speaker and collecting echo signals in the same phase.
[0011]
However, according to this mobile phone terminal device, two microphones must be arranged at the same distance from the speaker and on the same surface, and thus there is a problem that the design of the mobile phone terminal device is significantly restricted. .
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems in the conventional mobile phone terminal device, and has as its object to provide an echo suppression unit for a mobile phone that reduces the processing amount required for the double talk determination process.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, first and second microphones for collecting transmission voice, first and second amplifiers respectively corresponding to the first and second microphones, and receiving voice are output. And a speaker, wherein the amplification factor of the first amplifier and the amplification factor of the second amplifier are different from each other. provide.
[0014]
In this mobile phone echo suppression unit, it is preferable that the distance from the first microphone to the speaker is set to be longer than the distance from the second microphone to the speaker.
[0015]
Further, the present invention provides a first microphone for collecting transmission voice, a second microphone for collecting transmission voice, a speaker for outputting reception voice, and amplifying an output signal of the first microphone. A first amplifier, a second amplifier that amplifies the output signal of the second microphone, a level detector that detects the level of the received signal, and emits a signal indicating the detected level, Based on an output signal from the second amplifier and a signal from the level detector, a call state of a mobile phone terminal device equipped with the present mobile phone echo suppression unit is detected, and a signal corresponding to the detected call state is detected. And a echo canceller that removes an echo component included in a transmission signal output from the first microphone in accordance with a signal from the double talk detector. Anne The amplification factor of the amplification factor of the second amplifier to provide a mobile phone echo suppression unit that is set to mutually different values.
[0016]
The echo suppression unit for a mobile phone amplifies a signal sent from an external decoder and transmits the signal to the echo canceller, and the echo canceller according to an amplification rate specified by the double talk detector. And a fourth amplifier for amplifying the transmission signal transmitted from the external encoder and transmitting the amplified transmission signal to the external encoder.
[0017]
In the above-described echo suppression unit for a mobile phone, it is preferable that the distance from the first microphone to the speaker is set to be longer than the distance from the second microphone to the speaker.
[0018]
This mobile phone echo suppression unit extracts a low-pass component in the output from the first microphone, and outputs a low-pass filter to the first amplifier, and a low-pass filter in the output from the second microphone. And a second low-pass filter for extracting the component and outputting the component to the first amplifier.
[0019]
The above-described echo suppression unit for a mobile phone according to the present invention can be mounted on a mobile phone terminal and used.
[0020]
Further, the present invention provides first and second microphones for collecting transmission voice, first and second amplifiers respectively corresponding to the first and second microphones, and a speaker for outputting reception voice. And a step of amplifying an output signal from the first microphone in the first amplifier, wherein the first amplifier in the second amplifier, Amplifying the output signal from the second microphone according to an amplification factor different from the amplification factor when amplifying the output signal from the first microphone in the amplifier; and Determining double talk based on an output signal.
[0021]
The above-described echo suppression method extracts the low-frequency component in the output from the first microphone, outputs the low-frequency component to the first amplifier, and extracts the low-frequency component in the output from the second microphone. And outputting to one amplifier.
[0022]
Further, the present invention is the echo suppressing method in the echo suppressing unit for a mobile phone as described above, wherein a step of calculating a first average signal power of a transmission signal output from the first amplifier; Calculating a second average signal power of the transmission signal output from the amplifier, and determining whether a difference between the first average signal power and the second average signal power is equal to or greater than a threshold value. And when the difference between the first average signal power and the second average signal power is smaller than the threshold, the value of the loss insertion counter of the double talk detector is set to a positive value. And the step of making the value of the loss insertion counter equal to or less than the threshold value, the step of updating the filter coefficient of the echo canceller, and the step of increasing the amplification factor of the fourth amplifier from its initial value. Set to a small value The method comprising, providing an echo suppression method comprising.
[0023]
Further, the present invention is the echo suppressing method in the echo suppressing unit for a mobile phone as described above, wherein a step of calculating a first average signal power of a transmission signal output from the first amplifier; Calculating a second average signal power of the transmission signal output from the amplifier, and determining whether a difference between the first average signal power and the second average signal power is equal to or greater than a threshold value. And, if the difference between the first average signal power and the second average signal power is greater than or equal to the threshold, determine whether the received signal level is greater than or equal to the threshold. And if the received signal level is greater than or equal to a threshold, add a positive value to the value of the loss insertion counter of the double talk detector, stop updating the filter coefficient of the echo canceller, Fourth amplifier increase Providing echo suppression method comprising the steps of: setting the rate to a value smaller than its initial value.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram of a mobile phone echo suppression unit according to the first embodiment of the present invention. The echo suppression unit for a mobile phone according to the present embodiment is included in a hands-free mobile phone terminal device (not shown).
[0025]
As shown in FIG. 1, the echo suppression unit for a mobile phone according to the present embodiment includes a
[0026]
The
[0027]
The second microphone 2 is connected to the second A / D converter 5, converts the collected sound and ambient noise into electric signals, and sends the electric signals to the second A / D converter 5.
[0028]
The speaker 3 is connected to the D / A converter 6, and converts an electric signal sent from the D / A converter 6 into a sound and outputs the sound.
[0029]
The distance from the
[0030]
This is to make the level of the audio signal flowing from the speaker 3 to the
[0031]
The first A /
[0032]
The second A / D converter 5 is connected to the second microphone 2 and the second noise suppressor 8, converts an analog signal sent from the second microphone 2 into a digital signal, and converts this digital signal to a second signal. 2 to the noise suppressor 7.
[0033]
The D / A converter 6 is connected to the speaker 3, the
[0034]
The first noise suppressor 7 is connected to the first A /
[0035]
The second noise suppressor 8 is connected to the second A / D converter 5 and the second low-
[0036]
The first low-pass filter 9 is connected to the first noise suppressor 7 and the
[0037]
According to the experimental results of the inventor, when the distance from the near end speaker to the
[0038]
The second low-
[0039]
The reason for providing the second low-
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
The second amplifier 13 is connected to the second low-
[0043]
The amplification factors of the
[0044]
The
[0045]
The
[0046]
The
[0047]
The
[0048]
The fourth amplifier 17 is connected to the
[0049]
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the mobile phone echo suppression unit according to the present embodiment. Hereinafter, the operation of the mobile phone echo suppression unit according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0050]
When the mobile phone terminal device equipped with the mobile phone echo suppression unit according to the present embodiment is in a talking state, the
[0051]
The amplification factor initial value A of the fourth amplifier 17 is a constant that can be arbitrarily set by the maker of the mobile phone echo suppression unit according to the present embodiment.
[0052]
Next, the
[0053]
Next, a first average signal power P1 is calculated by calculating a root-mean-square of the transmission signal for 160 samples (step A3).
[0054]
Similarly, the
[0055]
As described above, the average power of the transmission signal for 160 samples is calculated because the signal power due to the time difference generated when the sound generated from the same signal source is collected by the
[0056]
Next, the
[0057]
Next, the
[0058]
If the collected signal is an echo component of a sound generated from the speaker 3, the absolute value of the difference between the first average signal power P1 and the second average signal power P2 is smaller than the threshold value Pth. (NO in Step A7), +1 is added to the value of the loss insertion counter n to suppress the echo component (Step A8).
[0059]
Next, it is confirmed whether or not the value of the loss insertion counter n is equal to or less than a threshold value nth (step A9).
[0060]
If the value of the loss insertion counter n is larger than the threshold value nth (NO in step A9), the value of the loss insertion counter n is set to nth (step A10).
[0061]
This is to prevent the amplification factor of the fourth amplifier 17 from becoming -∞.
[0062]
Next, the
[0063]
Further, the
[0064]
Thereafter, the process returns to step A2, and the steps after step A2 are repeated.
[0065]
When the near-end speaker's voice is present, the sensitivity difference between the
[0066]
Therefore, in order to determine double talk, it is checked whether or not the received signal level L obtained from the
[0067]
When there is no reception signal, the reception signal level L becomes less than the threshold value Lth (NO in step A13).
[0068]
For this reason, the
[0069]
Next, the
[0070]
When the value of the loss insertion counter n is 0 or more (YES in step A15), the update of the filter coefficient of the
[0071]
When the value of the loss insertion counter n is less than 0 (NO in step A15), 0 is substituted for the value of the loss insertion counter n (step A16).
[0072]
Thereafter, updating of the filter coefficient of the
[0073]
In the case of double talk, the reception signal level L becomes equal to or higher than the threshold Lth in step A13 (YES in step A13).
[0074]
Therefore, in order to prevent howling, +1 is substituted for the value of the loss insertion counter n (step A17), updating of the filter coefficient of the
[0075]
According to the echo suppressing unit for a mobile phone according to the present embodiment having the above operation, the following effects can be obtained.
[0076]
The first effect is that the processing amount required for the double talk determination processing can be reduced.
[0077]
This is because it is possible to determine whether the voice collected using the sensitivity difference between the two
[0078]
A second effect is that the accuracy of double talk determination can be improved.
[0079]
This is because it is possible to determine whether the voice collected using the sensitivity difference between the two
[0080]
In the echo suppression unit for a mobile phone according to the present embodiment, various modifications are possible as follows.
[0081]
In the operation of step A2 in the flowchart of the mobile phone echo suppression unit according to the present embodiment shown in FIG. 2, the
[0082]
Similarly, in the operation of step A4, the
[0083]
In the operation of step A12, the
[0084]
Further, in the operation of step A17, the set value of the loss insertion counter n is set to +1; however, the set value of the loss insertion counter n is not limited to +1. Any positive number other than +1 can be selected.
[0085]
FIG. 3 is a flowchart of the mobile phone echo suppression unit according to the second embodiment of the present invention.
[0086]
The mobile phone echo suppression unit according to the second embodiment has the same configuration as the mobile phone echo suppression unit according to the first embodiment shown in FIG. 1, but in terms of the operation described below. This is different from the echo suppression unit for mobile phones according to the first embodiment.
[0087]
In the mobile phone echo suppression unit according to the first embodiment, the amplification factor of the fourth amplifier 17 in the operation of step A12 is set to (−6 × n + initial value A) [dB]. In contrast, in the mobile phone echo suppression unit according to the present embodiment, the amplification factor of the fourth amplifier 17 in the operation of step A12 is set to (A−n 2 ) [dB].
[0088]
This makes it possible to set the change amount of the amplification factor of the fourth amplifier 17 in a quadratic curve.
[0089]
In the mobile phone echo suppression unit according to the first embodiment, the set value of the loss insertion counter n in the operation of step A17 is +1. On the other hand, in the echo suppression unit for a mobile phone according to the present embodiment, the set value of the loss insertion counter n in the operation of Step A17 is set to 2.45.
[0090]
As a result, the amplification factor of the fourth amplifier 17 can be attenuated by 6 [dB] during double talk (n 2 ≒ 6 in (A−n 2 ) [dB] in step A12).
[0091]
Any value can be selected as the set value of the loss insertion counter n. Thus, the attenuation of the amplification factor of the fourth amplifier 17 can be adjusted according to the set value of the loss insertion counter n.
[0092]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is determined whether the sound collected using the sensitivity difference between the two microphones is an echo or a near-end speaker's voice without performing the frequency conversion process. Can be determined.
[0093]
As a result, the processing amount required for the double talk determination processing can be reduced, and the accuracy of the double talk determination can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a mobile phone echo suppression unit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the mobile phone echo suppression unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of an echo suppression unit for a mobile phone according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
8 Second noise suppressor (NS)
9 First low-pass filter (LPF)
10. Second low-pass filter (LPF)
Claims (11)
前記第一及び第二のマイクの各々に対応する第一及び第二のアンプと、
受話音声を出力するスピーカと、
を備える携帯電話用エコー抑制ユニットであって、
前記第一のアンプの増幅率と前記第二のアンプの増幅率とは相互に異なる値に設定されている携帯電話用エコー抑制ユニット。First and second microphones for collecting transmission voice;
First and second amplifiers respectively corresponding to the first and second microphones,
A speaker for outputting a received voice;
An echo suppression unit for a mobile phone comprising:
An echo suppression unit for a mobile phone, wherein an amplification factor of the first amplifier and an amplification factor of the second amplifier are set to values different from each other.
送話音声を集音する第二のマイクと、
受話音声を出力するスピーカと、
前記第一のマイクの出力信号を増幅する第一のアンプと、
前記第二のマイクの出力信号を増幅する第二のアンプと、
受話信号のレベルを検出し、検出したレベルを示す信号を発するレベル検出器と、
前記第一及び第二のアンプからの出力信号及び前記レベル検出器からの信号に基づいて、本携帯電話用エコー抑制ユニットが搭載されている携帯電話端末装置の通話状態を検出し、検出した通話状態に応じた信号を発するダブルトーク検出器と、
前記ダブルトーク検出器からの信号に応じて、前記第一のマイクから出力される送話信号に含まれるエコー成分除去を行うエコーキャンセラーと、
を備え、
前記第一のアンプの増幅率と前記第二のアンプの増幅率とは相互に異なる値に設定されている携帯電話用エコー抑制ユニット。A first microphone that collects the transmitted voice,
A second microphone that collects the transmitted voice,
A speaker for outputting a received voice;
A first amplifier for amplifying an output signal of the first microphone,
A second amplifier for amplifying the output signal of the second microphone,
A level detector that detects a level of the reception signal and emits a signal indicating the detected level;
Based on an output signal from the first and second amplifiers and a signal from the level detector, a call state of a mobile phone terminal device equipped with the mobile phone echo suppression unit is detected, and the detected call is detected. A double talk detector that emits a signal according to the state,
An echo canceller that removes an echo component included in a transmission signal output from the first microphone in accordance with a signal from the double talk detector,
With
An echo suppression unit for a mobile phone, wherein an amplification factor of the first amplifier and an amplification factor of the second amplifier are set to values different from each other.
前記ダブルトーク検出器から指示された増幅率に従って、前記エコーキャンセラーから送られてきた送話信号を増幅し、増幅した送話信号を外部符号器に送信する第四のアンプと、
をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載の携帯電話用エコー抑制ユニット。A third amplifier that amplifies the signal sent from the external decoder and sends it to the echo canceller,
A fourth amplifier that amplifies the transmission signal transmitted from the echo canceller according to the amplification factor instructed by the double talk detector, and transmits the amplified transmission signal to an external encoder.
The echo suppression unit for a mobile phone according to claim 3, further comprising:
前記第二のマイクからの出力における低域成分を取り出し、前記第一のアンプに出力する第二のローパスフィルターと、
をさらに備えることを特徴とする請求項3乃至5の何れか一項に記載の携帯電話用エコー抑制ユニット。Extracting a low-frequency component in the output from the first microphone, a first low-pass filter to output to the first amplifier,
A second low-pass filter that extracts a low-frequency component in an output from the second microphone and outputs the low-frequency component to the first amplifier,
The echo suppression unit for a mobile phone according to any one of claims 3 to 5, further comprising:
前記第一及び第二のマイクの各々に対応する第一及び第二のアンプと、
受話音声を出力するスピーカと、
を備える携帯電話用エコー抑制ユニットにおけるエコー抑制方法であって、
前記第一のアンプにおいて前記第一のマイクからの出力信号を増幅する過程と、
前記第二のアンプにおいて、前記第一のアンプにおいて前記第一のマイクからの出力信号を増幅する際の増幅率とは異なる増幅率に従って、前記第二のマイクからの出力信号を増幅する過程と、
前記第一及び第二のアンプからの出力信号に基づいてダブルトークを判定する過程と、
を備えるエコー抑制方法。First and second microphones for collecting transmission voice;
First and second amplifiers respectively corresponding to the first and second microphones,
A speaker for outputting a received voice;
An echo suppression method in a mobile phone echo suppression unit comprising:
Amplifying the output signal from the first microphone in the first amplifier;
A step of amplifying the output signal from the second microphone according to an amplification factor different from an amplification factor when amplifying the output signal from the first microphone in the first amplifier. ,
A step of determining double talk based on output signals from the first and second amplifiers,
An echo suppression method comprising:
前記第二のマイクからの出力における低域成分を取り出し、前記第一のアンプに出力する過程と、
をさらに備えることを特徴とする請求項8に記載のエコー抑制方法。Extracting a low-frequency component in the output from the first microphone, and outputting the low-frequency component to the first amplifier;
Extracting a low-frequency component in the output from the second microphone, and outputting the low-frequency component to the first amplifier;
The echo suppression method according to claim 8, further comprising:
送話音声を集音する第二のマイクと、
受話音声を出力するスピーカと、
前記第一のマイクの出力信号を増幅する第一のアンプと、
前記第二のマイクの出力信号を増幅する第二のアンプと、
前記第一及び第二のアンプからの出力信号に基づいて、本携帯電話用エコー抑制ユニットが搭載されている携帯電話端末装置の通話状態を検出し、検出した通話状態に応じた信号を発するダブルトーク検出器と、
前記ダブルトーク検出器からの信号に応じて、前記第一のマイクから出力される送話信号に含まれるエコー成分除去を行うエコーキャンセラーと、
前記ダブルトーク検出器から指示された増幅率に従って、前記エコーキャンセラーから送られてきた送話信号を増幅し、増幅した送話信号を外部符号器に送信する第四のアンプと、
を備える携帯電話用エコー抑制ユニットにおけるエコー抑制方法であって、
前記第一のアンプから出力される送話信号の第一の平均信号パワーを計算する過程と、
前記第二のアンプから出力される送話信号の第二の平均信号パワーを計算する過程と、
前記第一の平均信号パワーと前記第二の平均信号パワーとの差がしきい値以上であるか否かを判定する過程と、
前記第一の平均信号パワーと前記第二の平均信号パワーとの差が前記しきい値よりも小さい場合には、前記ダブルトーク検出器のロス挿入カウンタの値に正値を加算する過程と、
前記ロス挿入カウンタの値が前記しきい値以下にする過程と、
前記エコーキャンセラーのフィルタ係数の更新を行う過程と、
前記第四のアンプの増幅率をその初期値よりも小さい値に設定する過程と、
を備えるエコー抑制方法。A first microphone that collects the transmitted voice,
A second microphone that collects the transmitted voice,
A speaker for outputting a received voice;
A first amplifier for amplifying an output signal of the first microphone,
A second amplifier for amplifying the output signal of the second microphone,
Based on the output signals from the first and second amplifiers, a double state that detects a call state of a mobile phone terminal device equipped with the present mobile phone echo suppression unit and issues a signal corresponding to the detected call state. A talk detector,
An echo canceller that removes an echo component included in a transmission signal output from the first microphone in accordance with a signal from the double talk detector,
A fourth amplifier that amplifies the transmission signal transmitted from the echo canceller according to the amplification factor instructed by the double talk detector, and transmits the amplified transmission signal to an external encoder.
An echo suppression method in a mobile phone echo suppression unit comprising:
Calculating a first average signal power of the transmission signal output from the first amplifier;
Calculating a second average signal power of the transmission signal output from the second amplifier;
A step of determining whether the difference between the first average signal power and the second average signal power is equal to or greater than a threshold,
When the difference between the first average signal power and the second average signal power is smaller than the threshold, adding a positive value to the value of the loss insertion counter of the double talk detector,
The value of the loss insertion counter is less than the threshold,
Updating the filter coefficients of the echo canceller,
Setting the amplification factor of the fourth amplifier to a value smaller than its initial value;
An echo suppression method comprising:
送話音声を集音する第二のマイクと、
受話音声を出力するスピーカと、
前記第一のマイクの出力信号を増幅する第一のアンプと、
前記第二のマイクの出力信号を増幅する第二のアンプと、
前記第一及び第二のアンプからの出力信号に基づいて、本携帯電話用エコー抑制ユニットが搭載されている携帯電話端末装置の通話状態を検出し、検出した通話状態に応じた信号を発するダブルトーク検出器と、
前記ダブルトーク検出器からの信号に応じて、前記第一のマイクから出力される送話信号に含まれるエコー成分除去を行うエコーキャンセラーと、
前記ダブルトーク検出器から指示された増幅率に従って、前記エコーキャンセラーから送られてきた送話信号を増幅し、増幅した送話信号を外部符号器に送信する第四のアンプと、
を備える携帯電話用エコー抑制ユニットにおけるエコー抑制方法であって、
前記第一のアンプから出力される送話信号の第一の平均信号パワーを計算する過程と、
前記第二のアンプから出力される送話信号の第二の平均信号パワーを計算する過程と、
前記第一の平均信号パワーと前記第二の平均信号パワーとの差がしきい値以上であるか否かを判定する過程と、
前記第一の平均信号パワーと前記第二の平均信号パワーとの差が前記しきい値以上である場合に、受話信号レベルがしきい値以上であるか否かを判定する過程と、
前記受話信号レベルがしきい値以上である場合には、前記ダブルトーク検出器のロス挿入カウンタの値に正値を加算し、前記エコーキャンセラーのフィルタ係数の更新を停止し、前記第四のアンプの増幅率をその初期値よりも小さい値に設定する過程と、
を備えるエコー抑制方法。A first microphone that collects the transmitted voice,
A second microphone that collects the transmitted voice,
A speaker for outputting a received voice;
A first amplifier for amplifying an output signal of the first microphone,
A second amplifier for amplifying the output signal of the second microphone,
Based on the output signals from the first and second amplifiers, a double state that detects a call state of a mobile phone terminal device equipped with the present mobile phone echo suppression unit and issues a signal corresponding to the detected call state. A talk detector,
An echo canceller that removes an echo component included in a transmission signal output from the first microphone in accordance with a signal from the double talk detector,
A fourth amplifier that amplifies the transmission signal transmitted from the echo canceller according to the amplification factor instructed by the double talk detector, and transmits the amplified transmission signal to an external encoder.
An echo suppression method in a mobile phone echo suppression unit comprising:
Calculating a first average signal power of the transmission signal output from the first amplifier;
Calculating a second average signal power of the transmission signal output from the second amplifier;
A step of determining whether the difference between the first average signal power and the second average signal power is equal to or greater than a threshold,
When the difference between the first average signal power and the second average signal power is equal to or greater than the threshold, determining whether the received signal level is equal to or greater than a threshold.
If the received signal level is equal to or higher than a threshold, a positive value is added to the value of the loss insertion counter of the double talk detector, updating of the filter coefficient of the echo canceller is stopped, and the fourth amplifier Setting the amplification factor to a value smaller than its initial value;
An echo suppression method comprising:
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