专利名称：通话装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通话装置，特别涉及在话筒和扬声器的相对位置变化了的情况下也能够可靠地抑制回波的通话装置。
背景技术：
作为现有的通话装置，众所周知有具备一个话筒、通过模拟扬声器和话筒之间的声学传递特性的自适应滤波器来抑制回波的通话装置。
例如，(日本)特开2000-244670号公报中公开的现有的通话装置如图25所示，在进行同时通话处理的语音开关51的近端者侧包括第一回波消除器52，在隔着语音开关51与第一回波消除器52相反的一侧包括第二回波消除器53。
第一回波消除器52通过根据第一回波消除器52中设定的从扬声器54到话筒55的语音的传播路径的传递函数来生成伪回波，用减法器58从话筒55输出的近端信号中减去伪回波，来抑制从扬声器54输出的语音被话筒55拾取而造成的回波。
第二回波消除器53用于在进行“2-4线变换”的情况下抑制话筒拾取的语音绕到扬声器侧而产生的回波。其中，在“4线式通话装置”中，不需要第二回波消除器53及语音开关51。
按照传播路径的时变(随时间变化)来逐次更新第一回波消除器52及第二回波消除器53中设定的传递函数的系数。
再者，作为另一现有的通话装置，众所周知还有具备离扬声器的距离不同的第一话筒及第二话筒、根据一个话筒的输出来有效地抑制另一个话筒的输出中包含的回波的通话装置。
例如，(日本)特开平8-223275号公报中公开的现有的通话装置如图26所示，用第一话筒55及第二话筒56来检测扬声器54的输出。
在使用开始前的学习过程中，根据从扬声器54到第一话筒55及第二话筒56的语音的传播路径的传递函数来设定第一话筒55的后级设置的回波消除器57的回波抑制特性，使得减法器58的输出——第一话筒55的输出和第二话筒56的输出之差的功率最小。
因此，在使用状态下，即使扬声器54的输出被第一话筒55及第二话筒56拾取，也能够从减法器58的输出中抑制回波。
如上所述，在特开2000-244670号公报及特开平8-223275号公报中，公开了根据从扬声器到话筒的语音的传播路径来决定回波消除器的回波抑制特性。
因此可知，在将上述特开2000-244670号公报及特开平8-223275号公报中公开的回波消除器应用于具有用铰链连接的两个壳体、在一个壳体中容纳着扬声器、在另一个壳体中容纳着话筒的手机那样能够变更扬声器和话筒之间的相对位置的通话装置的情况下，需要按照扬声器和话筒之间的相对位置来变更回波抑制特性。
然而，在上述特开2000-244670号公报及特开平8-223275号公报中，未公开、暗示按照扬声器和话筒之间的相对位置来变更回波抑制特性，如果将特开2000-244670号公报及特开平8-223275号公报中公开的回波消除器应用于能够变更扬声器和话筒之间的相对位置的通话装置，则在变化了扬声器和话筒之间的相对位置的情况下，产生下述问题回波消除器的回波抑制特性不适合扬声器和话筒之间的相对位置变化后的语音的传播路径，回波抑制性能恶化，通话质量恶化。
本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种通话装置，即使在扬声器和话筒之间的相对位置被变更了的情况下，也能够维持回波抑制性能，进行高质量的通话。
发明内容
本发明的通话装置具有下述结构，包括壳体，具有基准点；语音输出部件，将远端信号作为远端语音输出；语音输入部件，输入近端语音；以及回波抑制部件，抑制由于从上述语音输出部件输出的上述远端语音被输入到上述语音输入部件中而产生的回波；上述语音输出部件包含远端信号变换部，与上述基准点相隔预定的第一距离来设置，将上述远端信号变换为上述远端语音；上述语音输入部件包含第一近端语音变换部，与上述基准点相隔预定的第二距离来设置，将输入的上述近端语音变换为第一近端信号；以及第二近端语音变换部，被设置在以上述第一近端语音变换部为基准的预定的位置上，将输入的上述近端语音变换为第二近端信号；上述回波抑制部件包含当前值检测部，对规定上述远端信号变换部和上述第一近端语音变换部或上述第二近端语音变换部中的某一个之间的相对位置的参数的当前值进行检测；第一传播时间计算部，根据第一函数及第二函数来计算与上述当前值检测部检测出的上述当前值对应的第一传播时间及第二传播时间，该第一函数及第二函数将上述参数作为独立变量，该第一函数将上述远端信号变换部变换出的上述远端语音传播到上述第一近端语音变换部的传播时间作为从属变量，该第二函数将上述远端信号变换部变换出的上述远端语音传播到上述第二近端语音变换部的传播时间作为从属变量；以及第一抑制后近端信号输出部，输出用按照上述第一传播时间计算部算出的上述第一传播时间及上述第二传播时间而变更了的回波抑制特性抑制了回波的第一抑制后近端信号。
根据该结构，即使在当前的远端信号变换部和近端语音变换部之间的相对位置被变更了的情况下，也能抑制由于远端语音混入近端信号中而产生的回波。
此外，本发明的通话装置具有下述结构，上述第一抑制后近端信号输出部包含第一近端信号延迟部，根据上述第一传播时间计算部算出的上述第一传播时间来延迟上述第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号；第二近端信号延迟部，根据上述第一传播时间计算部算出的上述第二传播时间来延迟上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号；以及第一输出部，输出上述第一近端信号延迟部延迟过的第一延迟近端信号和上述第二近端信号延迟部延迟过的第二延迟近端信号之差。
根据该结构，通过按照远端信号变换部变换出的远端语音传播到第一近端语音变换部及第二近端语音变换部的时间来延迟近端信号，能够抑制回波。
再者，本发明的通话装置具有下述结构，上述回波抑制部件包括第一均衡部，将从上述第一抑制后近端信号输出部输出的上述第一抑制后近端信号的频率分布均衡为与上述当前值检测部检测出的上述当前值对应的均衡特性。
通过该结构，即使由于远端信号变换部和近端语音变换部之间的相对位置的变化而使抑制后近端信号的频率分布恶化，也能防止通话质量恶化。
再者，本发明的通话装置具有下述结构，上述回波抑制部件包括第一近端者位置检测部，根据上述第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号和上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号之间的互相关函数，来检测以上述第一近端语音变换部或上述第二近端语音变换部中的某一个为基准的近端者的位置——第一近端者位置；以及第二均衡部，将从上述第一抑制后近端信号输出部输出的上述第一抑制后近端信号的频率分布均衡为与上述当前值检测部检测出的上述当前值和上述第一近端者位置检测部检测出的上述第一近端者位置对应的均衡特性。
通过该结构，即使在近端者位置偏离以第一近端语音变换部及第二近端语音变换部中的某一个为基准的近端者位置的情况下，也能防止通话质量恶化。
再者，本发明的通话装置具有下述结构，上述回波抑制部件包括第二近端者位置检测部，根据上述当前值检测部检测出的上述当前值，来检测以上述远端信号变换部为基准的上述近端者的当前的位置——第二近端者位置；以及第三均衡部，将从上述第一抑制后近端信号输出部输出的上述第一抑制后近端信号的频率分布均衡为与上述当前值检测部检测出的上述当前值和上述第二近端者位置检测部检测出的上述第二近端者位置对应的均衡特性。
根据该结构，不仅即使近端者位置偏离以远端信号变换部为基准的近端者，也能防止通话质量恶化，而且能使第二近端者位置检测部的结构比第一近端者位置检测部的结构简化。
再者，本发明的通话装置具有下述结构，包括壳体，具有基准点；语音输出部件，将远端信号作为远端语音输出；语音输入部件，输入近端语音；以及回波抑制部件，抑制由于从上述语音输出部件输出的上述远端语音被输入到上述语音输入部件中而产生的回波；上述语音输出部件包含远端信号变换部，与上述基准点相隔预定的第一距离来设置，将上述远端信号变换为上述远端语音；上述语音输入部件包含第一近端语音变换部，与上述基准点相隔预定的第二距离来设置，将输入的上述近端语音变换为第一近端信号；以及第二近端语音变换部，被设置在以上述第一近端语音变换部为基准的预定的位置上，将输入的上述近端语音变换为第二近端信号；上述回波抑制部件包含当前值检测部，对规定上述远端信号变换部和上述第一近端语音变换部或上述第二近端语音变换部中的某一个之间的相对位置的参数的当前值进行检测；第二传播时间计算部，根据第三函数及第四函数来计算与上述当前值检测部检测出的上述当前值对应的第三传播时间及第四传播时间，该第三函数及第四函数将上述参数作为独立变量，该第三函数将上述近端语音传播到上述第一近端语音变换部的第三传播时间作为从属变量，该第四函数将上述近端语音传播到上述第二近端语音变换部的第四传播时间作为从属变量；残留语音信号提取部，用按照上述第二传播时间计算部算出的上述第三传播时间及上述第四传播时间而变更了的残留语音信号提取特性来提取残留语音信号；以及第二抑制后近端信号输出部，从上述第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号及上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号中的某一个中减去上述残留语音信号提取部提取出的上述残留语音信号来输出第二抑制后近端信号。
通过该结构，能按照远端信号变换部和近端语音变换部之间的相对位置来可靠地抑制在近端信号中包含的近端语音中混合远端语音而产生的回波及背景噪声。
再者，本发明的通话装置具有下述结构，上述残留语音信号提取部包含第三近端信号延迟部，根据上述第二传播时间计算部算出的上述第三传播时间来延迟上述第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号；第四近端信号延迟部，根据上述第二传播时间计算部算出的上述第四传播时间来延迟上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号；以及残留语音信号输出部，输出上述第三近端信号延迟部延迟过的第三延迟近端信号和上述第四近端信号延迟部延迟过的第四延迟近端信号之间的差作为残留语音信号；上述第二抑制后近端信号输出部包含干扰音信号估计部，根据从上述残留语音信号输出部输出的上述残留语音信号，来估计上述第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号或上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号中的某一个中包含的与上述近端语音对应的信号以外的信号——干扰音信号；第五近端信号延迟部，将上述第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号或上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号中的某一个延迟上述干扰音信号估计部估计干扰音信号所需的时间；第二输出部，从上述第五近端信号延迟部延迟过的上述近端信号——第五延迟近端信号中，减去上述干扰音信号估计部估计出的上述干扰音信号来输出第二抑制后近端信号；以及更新部，将上述干扰音信号估计部的干扰音信号估计特性逐次更新为使上述第二抑制后近端信号的平方时间平均值最小的最佳干扰音信号估计特性。
根据该结构，通过从近端信号中提取残留语音信号，从近端信号中减去提取出的残留语音信号，即使在当前的远端信号变换部和近端语音变换部之间的相对位置被变化了的情况下，也能抑制近端信号中的回波及背景噪声。
再者，本发明的通话装置具有下述结构，上述回波抑制部件包含初始特性设定部，按照上述当前值检测部检测出的上述当前值，来设定上述更新部的初始干扰音信号估计特性。
根据该结构，能使干扰音信号估计部的干扰音信号估计特性迅速地收敛到使抑制后近端信号的平方时间平均值最小的最佳干扰音信号估计特性，更加可靠地抑制回波及背景噪声。
再者，本发明的通话装置具有下述结构，上述回波抑制部件包括第一近端者位置检测部，根据上述第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号和上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号之间的互相关函数，来检测以上述第一近端语音变换部或上述第二近端语音变换部中的某一个为基准的上述近端者的位置——第一近端者位置；以及第二均衡部，将从上述第二抑制后近端信号输出部输出的上述第二抑制后近端信号的频率分布均衡为与上述当前值检测部检测出的上述当前值和上述第一近端者位置检测部检测出的上述第一近端者位置对应的均衡特性。
根据该结构，即使近端者位置偏离第一基准位置，也能防止通话质量恶化。
再者，本发明的通话装置具有下述结构，上述回波抑制部件包括第二近端者位置检测部，根据上述当前值检测部检测出的上述当前值，来检测以上述远端信号变换部为基准的上述近端者的位置——第二近端者位置；以及第三均衡部，将从上述第二抑制后近端信号输出部输出的上述第二抑制后近端信号的频率分布均衡为与上述当前值检测部检测出的上述当前值和上述第二近端者位置检测部检测出的上述第二近端者位置对应的均衡特性。
根据该结构，不仅即使近端者位置偏离第二基准位置，也能均衡近端语音的频率分布，维持通话质量，而且能使第二近端者位置检测部的结构比第一近端者位置检测部的结构简化。
再者，本发明的通话装置具有下述结构，包括壳体，具有基准点；语音输出部件，将远端信号作为远端语音输出；语音输入部件，输入近端语音；以及回波抑制部件，抑制由于从上述语音输出部件输出的上述远端语音被输入到上述语音输入部件中而产生的回波；上述语音输出部件包含远端信号变换部，与上述基准点相隔预定的第一距离来设置，将上述远端信号变换为上述远端语音；上述语音输入部件包含第一近端语音变换部，与上述基准点相隔预定的第二距离来设置，将输入的上述近端语音变换为第一近端信号；以及第二近端语音变换部，被设置在以上述第一近端语音变换部为基准的预定的位置上，将输入的上述近端语音变换为第二近端信号；上述回波抑制部件包含回波分量检测部，根据第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号及上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号，来检测上述第一近端信号及上述第二近端信号中共同包含的与真正近端语音对应的信号以外的信号——回波分量信号；以及第三抑制后近端信号输出部，从第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号及上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号中的某一个中，减去上述回波分量检测部检测出的上述回波分量信号来输出第三抑制后近端信号。
这里所谓的回波分量信号，是指与近端语音对应的信号以外的信号，不限于近端信号中的回波，而包含与背景噪声等所有噪声对应的信号。
根据该结构，通过从近端信号中减去回波分量信号，即使在当前的远端信号变换部和近端语音变换部之间的相对位置被变化了的情况下，也能抑制由于远端语音混入近端语音而产生的近端信号中的回波及背景噪声，能够实现可进行高质量的通话的通话装置。
再者，本发明的通话装置具有下述结构，上述回波分量检测部包含真正近端语音估计部，估计与第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号及上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号中共同包含的真正近端语音对应的真正近端信号；第六近端信号延迟部，将第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号或上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号中的某一个延迟上述真正近端语音估计部估计上述真正近端信号所需的时间；以及回波分量信号输出部，将上述第六近端信号延迟部延迟过的上述近端信号——第六延迟近端信号和上述真正近端语音估计部估计出的上述真正近端信号之差作为上述真正近端信号以外的信号——第一回波分量信号输出；上述第三抑制后近端信号输出部包含回波分量估计部，根据从上述回波分量信号输出部输出的上述回波分量信号，来估计上述第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号或上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号中的某一个中包含的与上述近端语音对应的信号以外的信号——第二回波分量信号；第七近端信号延迟部，将第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号或上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号中的某一个延迟上述回波分量估计部估计上述回波的信号分量所需的时间；以及第三输出部，从上述第七近端信号延迟部延迟过的上述近端信号——第七延迟近端信号中减去上述回波分量估计部估计出的上述第二回波分量信号来输出第三抑制后近端信号。
根据该结构，通过提取与上述近端语音对应的信号以外的信号——回波分量信号，从近端信号中减去提取出的回波分量信号，能够实现一种通话装置，即使在当前的远端信号变换部和近端语音变换部之间的相对位置被变化了的情况下，也能抑制近端信号中的回波及背景噪声，能够进行高质量的通话。
再者，本发明的通话装置具有下述结构，包括第一自适应滤波器，对第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号及上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号中的某一个进行自适应滤波处理，使得从上述回波分量信号输出部输出的信号的绝对值最小；上述回波分量估计部具有第二自适应滤波器，对从上述回波分量信号输出部输出的上述回波分量信号进行自适应滤波处理，使得从上述第三输出部输出的信号的绝对值最小；上述回波抑制部件包含当前值检测部，对规定上述远端信号变换部和上述第一近端语音变换部或上述第二近端语音变换部中的某一个之间的相对位置的参数的当前值进行检测；第一初值决定部，按照上述当前值检测部检测出的参数的当前值，来决定上述第一自适应滤波器进行的自适应滤波处理的参数——第一滤波器系数的初值；以及第二初值决定部，按照上述当前值检测部检测出的参数的当前值来决定上述第二自适应滤波器进行的自适应滤波处理的参数——第二滤波器系数的初值。
根据该结构，第一初值决定部及第二初值决定部按照当前值检测部检测出的参数的当前值，来决定第一滤波器系数及第二滤波器系数的初值，所以能够实现一种通话装置，即使在当前的远端信号变换部和近端语音变换部之间的相对位置被变化了的情况下，也能在短时间内抑制由于远端语音混入近端信号中而产生的近端信号中的回波及背景噪声，能够进行高质量的通话。
再者，本发明的通话装置具有下述结构，上述回波抑制部件包含自适应控制部，在上述第一近端信号或上述第二近端信号中的预定的近端信号比上述远端信号卓越时，指示上述第一自适应滤波器更新上述第一滤波器系数；在上述远端信号比上述第一近端信号或上述第二近端信号中的预定的近端信号卓越时，指示上述第二自适应滤波器更新上述第二滤波器系数。
根据该结构，自适应控制部根据远端信号和近端信号，来指示第一自适应滤波器及第二自适应滤波器更新第一滤波器系数及第二滤波器系数，所以能够实现一种通话装置，能够很好地跟踪通信环境的变化，即使在当前的远端信号变换部和近端语音变换部之间的相对位置被变化了的情况下，也能够在短时间内抑制由于远端语音混入近端信号中而产生的近端信号中的回波及背景噪声，能够进行高质量的通话。
通过后面结合以下的附图进行的描述，本发明的通话装置的特征及优点将会变得很明显。
图1是本发明第一实施方式的通话装置的功能结构图。
图2是本发明第一实施方式的通话装置的硬件结构图。
图3是将本发明的通话装置应用于手机的情况下的结构图。
图4是说明本发明第一实施方式的通话装置的工作的流程图。
图5是包含第一均衡部的第一实施方式的通话装置的功能结构图。
图6是说明包含第一均衡部的第一实施方式的通话装置的工作的流程图。
图7是说明第一实施方式的通话装置的第一均衡部的工作的流程图。
图8是第一实施方式的通话装置的第一均衡部的均衡特性的曲线图。
图9是包含第二均衡部的第一实施方式的通话装置的功能结构图。
图10是说明包含第二均衡部的第一实施方式的通话装置的工作的流程图。
图11是说明第一实施方式的通话装置的第二均衡部的工作的流程图。
图12是第一实施方式的通话装置的包含第三均衡部的第一实施方式的通话装置的功能结构图。
图13(a)～图13(c)是第一实施方式的通话装置的第三均衡部的均衡特性的曲线图。
图14是本发明第二实施方式的通话装置的功能结构图。
图15是说明本发明第二实施方式的通话装置的工作的流程图。
图16是说明本发明第二实施方式的通话装置的回波抑制部件的工作的说明图。
图17是包含初始特性设定部的第二实施方式的通话装置的功能结构图。
图18是说明包含初始特性设定部的第二实施方式的通话装置的工作的流程图。
图19是包含第二均衡部的第二实施方式的通话装置的功能结构图。
图20是说明包含第二均衡部的第二实施方式的通话装置的工作的流程图。
图21是包含第三均衡部的第二实施方式的通话装置的功能结构图。
图22是本发明第三实施方式的通话装置的方框图。
图23是说明本发明第三实施方式的通话装置的工作的流程图。
图24(a)～图24(f)是说明用本发明第三实施方式的通话装置得到的效果的图。
图25是现有的通话装置的结构图。
图26是现有的通话装置的结构图。
具体实施例方式
以下参照附图来说明本发明的通话装置的实施方式。
(第一实施方式)其中，在本说明书中，“基准点”是规定远端信号变换部和第一近端语音变换部及第二近端语音变换部中的某一个之间的相对位置的作为基准的点，在将本发明应用于由两个部分壳体构成的壳体组成的手机的情况下，结合两个部分壳体的铰链为基准点。
此外，在本说明书中，“基准位置”是以远端信号变换部或第一近端语音变换部及第二近端语音变换部中的某一个为基准的近端者的位置，设想通常的使用状态在设计阶段决定。以第一近端语音变换部及第二近端语音变换部中的某一个为基准的基准位置是第一基准位置，以远端信号变换部为基准的基准位置是第二基准位置。
首先，参照图1，来说明本发明第一实施方式的通话装置的结构。
本发明第一实施方式的通话装置如图1所示，包括语音输出部件11，输出远端信号作为远端语音；语音输入部件12，输入近端语音；以及回波抑制部件13，抑制由于从语音输出部件11输出的远端语音被输入到语音输入部件12中而产生的回波。
语音输出部件11包含远端信号变换部112，与基准点相隔预定的第一距离来设置，将远端信号变换为远端语音。
语音输入部件12包含第一近端语音变换部121，与基准点相隔预定的第二距离来设置，将输入的近端语音变换为第一近端信号；以及第二近端语音变换部122，被设置在以第一近端语音变换部121为基准的预定的位置上，将输入的近端语音变换为第二近端信号。
回波抑制部件13包含当前值检测部131，对规定远端信号变换部112和第一近端语音变换部121或第二近端语音变换部122中的某一个之间的相对位置的参数的当前值进行检测；第一传播时间计算部132，根据第一函数及第二函数来计算与当前值检测部131检测出的当前值对应的第一传播时间及第二传播时间，该第一函数及第二函数将规定远端信号变换部112和第一近端语音变换部121或第二近端语音变换部122中的某一个之间的相对位置的参数作为独立变量，该第一函数将远端信号变换部112变换出的远端语音传播到第一近端语音变换部121的传播时间(以后称为“第一传播时间”)作为从属变量，该第二函数将远端信号变换部112变换出的远端语音传播到第二近端语音变换部122的传播时间(以后称为“第二传播时间”)作为从属变量；以及第一抑制后近端信号输出部130，用按照第一传播时间计算部132算出的第一传播时间及第二传播时间而变更了的回波抑制特性来抑制回波，输出回波抑制后的第一近端信号。
第一抑制后近端信号输出部130包含第一近端信号延迟部133，根据第一传播时间计算部132算出的第一传播时间来延迟第一近端语音变换部121变换出的第一近端信号；第二近端信号延迟部134，根据第一传播时间计算部132算出的第二传播时间来延迟第二近端语音变换部122变换出的第二近端信号；以及第一输出部135，输出第一近端信号延迟部133延迟过的第一延迟近端信号和第二近端信号延迟部134延迟过的第二延迟近端信号之间的差信号。
其中，图1示出了在本发明第一实施方式的通话装置中包含第一近端信号延迟部133及第二近端信号延迟部134的结构的功能结构图，在可以忽略从远端信号变换部112到第一近端语音变换部121或第二近端语音变换部122的语音的传播时间的情况下，也可以省略对应的第一近端信号延迟部133或第二近端信号延迟部134。
因此，在本发明第一实施方式的通话装置中例如省略了第二近端信号延迟部134的情况下，从第一输出部135输出第一近端信号延迟部133延迟过的第一延迟近端信号和第二近端语音变换部122变换出的第二近端信号之差。
其中，在本发明第一实施方式的通话装置包含第一近端信号延迟部133及第二近端信号延迟部134的情况下，从第一输出部135输出第一近端信号延迟部133延迟过的第一延迟近端信号和第二近端信号延迟部134延迟过的第二延迟近端信号之差。
接着，参照图2，来说明本发明的通话装置的第一实施方式的硬件结构。
语音输出部件11的远端信号变换部112由远端信号放大器211及扬声器212构成。此外，语音输入部件12的第一近端语音变换部121由第一话筒221及第一近端信号放大器223构成，第二近端语音变换部122由第二话筒222及第二近端信号放大器224构成。
再者，回波抑制部件13的当前值检测部131只要是能够对规定远端信号变换部112和第一近端语音变换部121或第二近端语音变换部122中的某一个之间的相对位置的参数进行检测并变换为电信号的检测器即可，可以应用旋转编码器、电位计等。此外，不必连续地对规定远端信号变换部112和第一近端语音变换部121或第二近端语音变换部122中的某一个之间的相对位置的参数进行检测，也可以应用至少在到达一个特定相对位置时开关状态反转的开关。
而回波抑制部件13的当前值检测部131以外的工作通过由CPU 232执行存储器231中存储的程序来实现。
因此，回波抑制部件13包含模拟/数字变换器(以下简称A/D变换器)233，将从第一近端信号放大器223及第二近端信号放大器224输出的近端信号、以及当前值检测部131检测出的参数变换为数字值；以及数字/模拟变换器(以下简称D/A变换器)234，将回波抑制后近端信号变换为模拟信号。存储器231、CPU 232、A/D变换器233、及D/A变换器234通过总线235相互电耦合。其中，在当前值检测部131由开关构成的情况下，也可以设置数字输入接口，经数字输入接口来读入当前值。
其中，在以后的实施方式中，硬件结构相同，所以省略各实施方式中的硬件结构的说明。
接着，参照图3，来说明将本发明的通话装置应用于由两个部分壳体构成的壳体组成的手机的情况下的下述函数的具体例，该函数将规定回波抑制部件13内的第一传播时间计算部132使用的远端信号变换部112和第一近端语音变换部121或第二近端语音变换部122之间的相对位置的参数作为独立变量，将从至少一个远端信号变换部112输出的语音分别传播到第一近端语音变换部121及第二近端语音变换部122的传播时间作为从属变量。
由两个部分壳体构成的壳体组成的手机30具有用大致中央的基准点——铰链31结合的第一部分壳体32及第二部分壳体33，在第一部分壳体33中设置了远端信号变换部112中包含的扬声器212，在第二部分壳体33中容纳着第一近端语音变换部121中包含的第一话筒221及第二近端语音变换部122中包含的第二话筒222。
铰链31和第一话筒221及第二话筒222之间的距离a及(a+x)、铰链31和扬声器212之间的距离b是不变的。
如果设第二部分壳体33与第一部分壳体32所成的角度为θ(参照图3)，则角度θ是规定扬声器212和第一话筒221及第二话筒222中的某一个之间的相对位置的参数。
语音在从扬声器212到第一话筒221的距离上传播所需的时间T1、及语音在从扬声器212到第二话筒222的距离上传播所需的时间T2分别如(1)式及(2)式所示，被表示为规定扬声器212和话筒221及话筒222中的某一个之间的相对位置的参数——角度θ的函数。
式1T1=a2+b2+2ab·cosθ/v---(1)]]>式2T2=a2+b2+2ab·cosθ+2x(b·cosθ+a)+x2/v---(2)]]>其中，v是声速。
接着，参照图4的流程图，来说明本发明第一实施方式的通话装置的回波抑制部件13的工作。
首先，判定挂机状态等通话结束条件是否成立(步骤S401)，在判定为通话结束条件成立时，回波抑制部件13结束工作。相反，在判定为通话结束条件不成立时，认为是通话中，根据近端信号的电平是否在预定的电平以上等来判定是否已开始通话(步骤S402)。
接着，如果在步骤S402中判定为通话未开始，则返回到通话结束条件是否成立的判定(步骤S401)。相反，在步骤S402中判定为已开始通话时，从当前值检测部131经A/D变换器233读入规定当前值检测部131检测出的远端信号变换部112和第一近端语音变换部121或第二近端语音变换部122中的某一个之间的相对位置的参数的当前值(步骤S403)。
然后，向第一函数及第二函数的独立变量中代入从当前值检测部131经A/D变换器233读入的当前值，计算与当前值对应的第一传播时间及第二传播时间(步骤S404)；该第一函数及第二函数将规定远端信号变换部112和第一近端语音变换部121或第二近端语音变换部122中的某一个之间的相对位置的参数作为独立变量，该第一函数将远端信号变换部112变换出的远端语音传播到第一近端语音变换部121的第一传播时间作为从属变量，该第二函数将远端信号变换部112变换出的远端语音传播到第二近端语音变换部122的第二传播时间作为从属变量。其中，该处理相当于第一传播时间计算部132的工作。
接着，从第一近端语音变换部223及第二近端语音变换部224经A/D变换器233读入近端信号(步骤S405)，将近端信号延迟传播时间(步骤S406)。
作为延迟近端信号的方法，有使延迟时间近似于采样时间的整数倍、用移位寄存器来延迟近端信号的方法。此外，为了更精密地延迟近端信号，用FIR(有限冲击响应)滤波器来构成延迟部即可。
其中，该处理相当于第一近端信号延迟部133及第二近端信号延迟部134的工作。
然后，通过将第一近端信号延迟部133延迟过的第一延迟近端信号和第二近端信号延迟部134延迟过的第二延迟近端信号相减，来抑制回波(步骤S407)。该处理相当于第一输出部135的工作。
此外，从步骤S406到步骤S408的处理相当于第一抑制后近端信号输出部130的工作。
接着，用D/A变换器234将抑制后近端信号变换为模拟信号并输出(步骤S408)。
最后，根据近端信号的电平是否在预定的电平以下等来判定通话是否已结束(步骤S409)，在判定为近端信号的电平在预定的电平以上、通话未结束时，返回到近端信号的读入(步骤S405)。相反，在判定为近端信号的电平在预定的电平以下、通话已结束时，返回到根据是否是挂机状态等来进行的通话结束条件是否成立的判定(步骤S401)。
其中，在上述中，将第一传播时间计算部132算出的第一传播时间设定为第一近端信号延迟部133的延迟时间，将第一传播时间计算部132算出的第二传播时间设定为第二近端信号延迟部134的延迟时间。
但是，实际上，最好将从远端信号变换部112到第一近端语音变换部121或第二近端语音变换部122中的一个(例如第一近端语音变换部121)的语音的传播时间设定为固定延迟时间，将从远端信号变换部112到另一个近端语音变换部(例如第二近端语音变换部122)的语音的传播时间和固定延迟时间之差设定为可变延迟时间。
这是因为，不仅在能够预先设想通话中的远端信号变换部112和第一近端语音变换部121或第二近端语音变换部122中的一个的相对位置的情况下，能够将延迟时间设为预定的固定时间，而且也容易应对语音输出部件11和语音输入部件12之间的位置关系被变更了、可变延迟时间为负的情况。
如上所述，本发明的第一实施方式的通话装置在回波抑制部件13中设有当前值检测部131、第一传播时间计算部132、第一近端信号延迟部133及第二近端信号延迟部134、以及第一输出部135，所以即使在当前的远端信号变换部112和第一近端语音变换部121或第二近端语音变换部122中的某一个之间的相对位置被变更了的情况下，也能够可靠地抑制回波。
此外，本发明第一实施方式的通话装置也可以如图5所示，回波抑制部件13在第一抑制后近端信号输出部130的后级包括第一均衡部136，将从第一抑制后近端信号输出部130输出的第一抑制后近端信号的频率分布均衡为与当前值检测部131检测出的当前值对应的均衡特性。
图6是说明包含第一均衡部136的回波抑制部件13的工作的流程图，对图4的流程图添加了均衡抑制后近端信号的频率分布的第一均衡部136的工作(步骤S410)。
其中，在此情况下，第一均衡部136的工作通过执行存储器231中存储的程序来实现。
因此，从步骤S401到步骤S407的处理、及步骤S408以后的处理与图4相同，所以省略其说明。
这里，参照图7的流程图，来说明第一均衡部136的工作。
首先，抑制了近端信号中包含的回波(步骤S407)后，使用预先存储在存储器231中的均衡特性来计算与当前值检测部131检测出的当前值对应的均衡特性(步骤S411)，均衡近端信号的频率分布(步骤S412)。以上处理对应于第一均衡部136的工作。
接着，参照图8，来说明将本发明的通话装置应用于具有由两个部分壳体构成的壳体的手机的情况下的第一均衡部136的工作。
在图8中，示出了近端者位于以远端信号变换部112为基准的第二基准位置时的抑制后近端信号的电平相对于频率的变化。其中，实线、点划线、及虚线分别表示第一部分壳体32与第二部分壳体33所成的角度θ分别为0度、30度及60度的情况，该曲线图的数据预先存储在存储器231内。
例如，如果当前值检测部131检测出第一部分壳体32与第二部分壳体33所成的角度θ是30度，则选择点划线所示的均衡特性，使用该均衡特性来均衡从第一输出部135输出的第一抑制后近端信号的频率分布。
其中，在当前值检测部131检测出的角度θ例如为45度、是预先未存储在存储器中的角度的情况下，根据与接近该角度的存储着的角度对应的均衡特性用内插法等来计算均衡特性。
如上所述，上述通话装置在第一抑制后近端信号输出部130的后级设有均衡特性根据当前值检测部131检测出的当前值来变化的第一均衡部136，所以即使语音输出部件11和语音输入部件12的相对位置变化而使抑制后近端信号的频率分布恶化，也能够防止通话质量恶化。
再者，本发明第一实施方式的通话装置也可以如图9所示，回波抑制部件13包括第一近端者位置检测部137，根据从第一近端语音变换部121及第二近端语音变换部122输出的第一近端信号和第二近端信号之间的互相关函数来检测近端者的位置；以及第二均衡部138，将从第一抑制后近端信号输出部130输出的第一抑制后近端信号的频率分布均衡为与当前值检测部131检测出的当前值、及第一近端者位置检测部137检测出的第一近端者位置对应的均衡特性。
图10是说明包括第二均衡部138的回波抑制部件13的工作的流程图，对图4的流程图添加了均衡抑制后近端信号的频率分布的第二均衡处理(步骤S420)。其中，从步骤S401到步骤S407的处理、及步骤S408以后的处理与图4相同，所以省略其说明。
接着，参照图11，来说明第二均衡处理。
首先，检测远端者未说话的无信号区间。该检测一般是根据远端信号的电平是否在固定阈值以下来判定的，但是在远端信号上叠加了噪声的情况下，阈值也可以使用规定的时间的远端信号的平均值。
检测出无信号区间后，判定近端者是否正在说话。该判定可以根据近端信号的电平是否在固定阈值、或近端信号的规定的时间的平均值以上来进行，但是在背景噪声环境下，根据白色化互相关函数的最大值是否在基准值(0.5～0.7)以上来判定很有利。
这里，所谓白色化互相关函数，是将第一近端语音变换部121变换出的第一近端信号和第二近端语音变换部122变换出的第二近端信号之间的互谱用第一近端语音变换部121变换出的第一近端信号的功率和第二近端语音变换部122变换出的第二近端信号的功率之积来归一化并进行傅里叶逆变换的函数。
然后，如果判定为在无信号区间内近端者正在说话，则根据已经从第一近端语音变换部121读入的第一近端信号和从第二近端语音变换部122读入的第二近端信号之间的白色化互相关函数，来计算以第一近端语音变换部121或第二近端语音变换部122中的某一个为基准的近端者的位置——第一近端者位置(步骤S421)。该处理相当于第一近端者位置检测部137的工作。
接着，使用预先存储在存储器231中的均衡特性来计算与第一近端者位置检测部137检测出的第一近端者位置及当前值检测部131检测出的当前值对应的均衡特性(步骤S422)，用该均衡特性来均衡抑制后近端信号的频率分布(步骤S423)。以上处理相当于第二均衡部138的工作。
如上所述，上述通话装置在回波抑制部件13中设有第一近端者位置检测部137和第二均衡部138，所以即使在第一近端者位置偏离第一基准位置的情况下，也能够通过用与偏离对应的均衡特性均衡抑制后近端信号的频率分布，来防止通话质量恶化。
再者，本发明第一实施方式的通话装置也可以如图12所示，包括第二近端者位置检测部139，根据当前值检测部131检测出的当前值，来检测以远端信号变换部112为基准的近端者的当前的位置——第二近端者位置；以及第三均衡部140，将从第一抑制后近端信号输出部130输出的第一抑制后近端信号的频率分布均衡为与当前值检测部131检测出的当前值和第二近端者位置检测部139检测出的第二近端者位置对应的均衡特性。
因此，在上述通话装置中，假设近端者位于与远端信号变换部112正对的以远端信号变换部112为基准的第二基准位置，来计算均衡特性。
在将上述通话装置应用于具有由两个部分壳体构成的壳体的手机的情况下，近端者位于与第二部分壳体33成角度α(参照图3及图12)的位置。但是，由于假设了近端者位于与远端信号变换部112正对的以远端信号变换部112为基准的第二基准位置，所以角度α及近端语音传播到第一近端语音变换部121及第二近端语音变换部122的传播时间为第一部分壳体32与第二部分壳体33所成的角度θ的函数。因此，可以根据当前值检测部131检测出的当前值，来计算角度α及近端语音传播到第一近端语音变换部121及第二近端语音变换部122的传播时间。
这里，参照图13，来说明将上述通话装置应用于具有由两个部分壳体构成的壳体的手机的情况下的第三均衡部140的工作。
图13的(a)、(b)及(c)示出了第一部分壳体32与第二部分壳体33所成的角度θ分别为0度、30度及60度的情况下的抑制后近端信号的频率分布。与该三个曲线图对应的数据预先存储在存储器231内。
其中，各曲线图的点划线、虚线及实线表示近端者与第二部分壳体33所成的角度α分别是90度、120度及150度的情况下的抑制后近端信号的频率分布。
如果当前值检测部131检测出的当前值——第一部分壳体32与第二部分壳体33所成的角度θ是30度，第二近端者位置检测部139检测出的近端者位置与第二部分壳体33所成的角度α是120度，则将曲线图(B)的虚线选择为均衡特性，使用该均衡特性来均衡抑制后近端信号的频率分布。其中，在本实施方式中，也可以在均衡特性预先未存储在存储器231中的情况下，使用存储着的均衡特性使用内插法等来计算均衡特性。
如上所述，上述通话装置在回波抑制部件13中设有第二近端者位置检测部139和第三均衡部140，所以不仅即使近端者位置偏离第二基准位置，也能够防止通话质量恶化，而且也能够简化第二近端者位置检测部139的结构。
(第二实施方式)接着，参照图14，来说明本发明第二实施方式的通话装置的结构。
本发明第二实施方式的通话装置包括语音输出部件11，输出远端信号作为远端语音；语音输入部件12，输入近端语音；以及回波抑制部件13，抑制由于从语音输出部件11输出的远端语音被输入到语音输入部件12中而产生的回波。
语音输出部件11包含远端信号变换部112，与基准点相隔预定的第一距离来设置，将远端信号变换为远端语音。
语音输入部件12包含第一近端语音变换部121，与基准点相隔预定的第二距离来设置，将输入的近端语音变换为第一近端信号；以及第二近端语音变换部122，被设置在以第一近端语音变换部121为基准的预定的位置上，将输入的近端语音变换为第二近端信号。
回波抑制部件13包含当前值检测部131，对规定远端信号变换部112和第一近端语音变换部121或第二近端语音变换部122中的某一个之间的相对位置的参数的当前值进行检测；第二传播时间计算部141，根据第三函数及第四函数来计算与当前值检测部131检测出的当前值对应的第三传播时间及第四传播时间，该第三函数及第四函数将参数作为独立变量，该第三函数将近端语音传播到第一近端语音变换部121的第三传播时间作为从属变量，该第四函数将近端语音传播到第二近端语音变换部122的第四传播时间作为从属变量；残留语音信号提取部150，用按照第二传播时间计算部141算出的第三传播时间及第四传播时间而变更了的残留语音信号提取特性来提取残留语音信号；以及第二抑制后近端信号输出部151，从第一近端语音变换部121变换出的第一近端信号及第二近端语音变换部122变换出的第二近端信号中的某一个中减去残留语音信号提取部150提取出的残留语音信号来输出抑制了残留语音的第二抑制后近端信号。
残留语音信号提取部150包含第三近端信号延迟部142，根据第二传播时间计算部141算出的第三传播时间来延迟第一近端语音变换部121变换出的第一近端信号；第四近端信号延迟部143，根据第二传播时间计算部141算出的第四传播时间来延迟第二近端语音变换部122变换出的第二近端信号；以及残留语音信号输出部144，输出第三近端信号延迟部142延迟过的第三延迟近端信号和第四近端信号延迟部143延迟过的第四延迟近端信号之间的差作为残留语音信号。
再者，第二抑制后近端信号输出部151包含干扰音信号估计部145，根据从残留语音信号输出部144输出的残留语音信号，来估计第一近端语音变换部121变换出的第一近端信号或第二近端语音变换部122变换出的第二近端信号中的某一个中包含的与近端语音对应的信号以外的信号——干扰音信号；第五近端信号延迟部146，将第一近端语音变换部121变换出的第一近端信号或第二近端语音变换部122变换出的第二近端信号中的某一个延迟干扰音信号估计部145估计干扰音信号所需的时间；第二输出部147，从第五近端信号延迟部146延迟过的近端信号——第五延迟近端信号中，减去干扰音信号估计部145估计出的干扰音信号来输出第二抑制后近端信号；以及更新部148，将干扰音信号估计部145的干扰音信号估计特性逐次更新为使第二抑制后近端信号的平方时间平均值最小的最佳干扰音信号估计特性。
接着，参照图15的流程图，来说明本发明第二实施方式的通话装置的回波抑制部件13的工作；步骤S401至403的处理与第一实施方式相同，所以省略其说明。
在步骤S403中根据读入的当前值，来计算近端者的语音传播到第一近端语音变换部121及第二近端语音变换部122所需的传播时间——第二传播时间(步骤S430)。这是因为，如果假设近端者位于远端信号变换部112的正面的相隔预定的规定距离的位置——第二基准位置，则可以将近端语音传播到第一近端语音变换部121及第二近端语音变换部122的传播时间表示为语音输出部件11与第一近端语音变换部121或第二近端语音变换部122中的某一个所成的角度θ的函数。该处理相当于第二传播时间计算部141的工作。
其中，近端语音传播到第一近端语音变换部121及第二近端语音变换部122的传播时间也可以根据作为第一实施方式的第一近端者位置检测部137的工作已经说明过的白色化互相关函数来计算，但是在近端者开始说话之后，传播时间的估计不足，所以通话质量有可能恶化。
另一方面，假设近端者位于第二基准位置而算出传播时间后，在近端者偏离第二基准位置的情况下，通话质量恶化。
因此，也可以在近端者未说话时，假设近端者位于第二基准位置来计算传播时间；在其他情况下，根据白色化互相关函数来计算传播时间。
接着，从第一近端信号放大器223及第二近端信号放大器224经A/D变换器233读入近端信号(步骤S405)，抑制回波及背景噪声(步骤S440)。
其中，步骤S408以后的处理与第一实施方式的回波抑制部的工作相同，所以省略其说明。
接着，参照图16，来说明第二实施方式的步骤S440的处理。
首先，按照近端者的语音传播到第一近端语音变换部121及第二近端语音变换部122所需的传播时间，来延迟近端信号(步骤S441)。其中，该处理相当于第三近端信号延迟部142及第四近端信号延迟部143的工作。
接着，通过取第三近端信号延迟部142及第四近端信号延迟部143延迟过的近端信号——第一延迟近端信号间的差，来消去近端信号中包含的近端者的语音，输出残留语音信号(步骤S442)。其中，该处理相当于残留语音信号输出部144的工作。
然后，用公知的自适应滤波器，根据该残留语音信号，来估计与第一近端信号或第二近端信号中包含的远端语音和背景噪声混合而成的干扰音对应的信号——干扰音信号(步骤S443)。其中，该处理相当于干扰音信号估计部145的工作。
进而，将第一近端信号及第二近端信号中的一个、例如第一近端语音变换部121变换出的第一近端信号延迟与干扰音信号估计部145估计干扰音信号所需的处理时间相当的时间(步骤S444)。其中，该处理相当于第五近端信号延迟部146的工作。
然后，从该延迟过的近端信号中，减去干扰音信号，输出抑制了回波及背景噪声的抑制后近端信号(步骤S445)。其中，该处理相当于第二输出部147的工作。
进而，逐次更新干扰音信号估计部145的干扰音信号估计特性，使得该抑制后近端信号、即没有近端语音时的干扰音的平方时间平均值最小(步骤S446)。该处理相当于干扰音信号估计特性更新部148的工作。
其中，干扰音信号估计特性的更新可以使用周知的学习识别法、FRLS(Fast Recursive Least Squares，快速递归最小二乘)法等。
如上所述，本发明第二实施方式的通话装置在回波抑制部件13中设有当前值检测部131、第二传播时间计算部141、第三近端信号延迟部142及第四近端信号延迟部143、残留语音信号输出部144、干扰音信号估计部145、第五近端信号延迟部146、第二输出部147、以及更新部148，所以能够按照当前的远端信号变换部112和第一近端语音变换部121及第二近端语音变换部122之间的相对位置来可靠地抑制在近端信号中包含的近端语音中混合远端语音而产生的回波及背景噪声。
此外，本发明第二实施方式的通话装置也可以如图17所示，回波抑制部件13包含初始特性设定部149，按照当前值检测部131检测出的当前值，来设定更新部148的初始干扰音信号估计特性。
参照图18，来说明包含初始特性设定部149的回波抑制部件13的工作；从步骤S401到步骤S430的处理与第二实施方式的回波抑制部件13相同，所以省略其说明。
算出第二传播时间(步骤S430)后，根据预先存储在存储器231中的初始干扰音信号估计特性，来计算与当前值检测部131检测出的当前值对应的初始干扰音信号估计特性，设定为更新部148的干扰音信号估计特性的初值(步骤S431)。其中，该处理相当于初始特性设定部149的工作。在与当前值检测部131检测出的当前值对应的初始干扰音信号估计特性未存储在存储器231中的情况下，根据预先存储在存储器231中的初始干扰音信号估计特性，用内插法等来计算初始干扰音信号估计特性。
步骤S405以后的处理与图15的流程图相同，所以省略其说明。
如上所述，在上述通话装置中，设有初始特性设定部149，所以能够使干扰音信号估计部145的干扰音估计特性迅速地收敛到使抑制后近端信号的平方时间平均值最小的最佳干扰音信号估计特性，能够更加可靠地抑制回波及背景噪声。
再者，本发明第二实施方式的通话装置也可以如图19所示，回波抑制部件13包括第一近端者位置检测部137，根据第一近端语音变换部121变换出的第一近端信号和第二近端语音变换部122变换出的第二近端信号之间的互相关函数，来检测以第一近端语音变换部121或第二近端语音变换部122中的某一个为基准的近端者的位置——第一近端者位置；以及第二均衡部138，将从第二抑制后近端信号输出部151输出的第二抑制后近端信号的频率分布均衡为与当前值检测部131检测出的当前值和第一近端者位置检测部137检测出的第一近端者位置对应的均衡特性。
这里，参照说明包括第二均衡部138的通话装置的回波抑制部件13的工作的图20的流程图，在步骤S440和步骤S408之间执行第二均衡处理(步骤S420)。其中，从步骤S401到步骤S440的处理、及步骤S408以后的处理与第二实施方式的回波抑制部件13的工作相同，所以省略其工作的说明。
参照图11的流程图来说明第二均衡处理(步骤S420)的工作。
首先，根据从第一近端语音变换部121及第二近端语音变换部122读入的近端信号间的白色化互相关函数的峰值间隔，来计算以语音输入部件12为基准的近端者的位置——第一近端者位置(步骤S421)。其中，该处理相当于第一近端者位置检测部137的工作。
然后，使用预先存储在存储器231中的均衡特性来计算与第一近端者位置检测部137检测出的第一近端者位置及当前值检测部131检测出的当前值对应的均衡特性(步骤S422)，用该均衡特性来执行抑制后近端信号的均衡处理(步骤S423)。上述两个处理相当于第二均衡部138的工作。
如上所述，根据上述通话装置，在回波抑制部件13中设有第一近端者位置检测部137及第二均衡部138，所以即使近端者位置偏离第一基准位置，也能够防止通话质量恶化。
再者，本发明第二实施方式的通话装置也可以如图21所示，回波抑制部件13包括第二近端者位置检测部139，根据当前值检测部131检测出的当前值来检测以远端信号变换部112为基准的近端者的位置——第二近端者位置；以及第三均衡部140，将从第二抑制后近端信号输出部151输出的第二抑制后近端信号的频率分布均衡为与当前值检测部131检测出的当前值及第二近端者位置检测部139检测出的第二近端者位置对应的均衡特性。
在此情况下，假设近端者位于与远端信号变换部112正对的第二基准位置，根据当前值检测部131检测出的当前值来决定均衡特性。
然后，第二近端者位置检测部139像已经在第一实施方式中说明过的那样，假设近端者位于与语音输出部件11正对的以语音输出部件11为基准的第二基准位置来进行计算。
如上所述，根据上述通话装置，在回波抑制部件13中设有第二近端者位置检测部139及第三均衡部140，所以不仅即使近端者位置偏离第二基准位置，也能够将近端语音的频率分布维持为近端者位于第二基准位置时的近端语音的频率分布——基准频率分布，而且也能够使第二近端者位置检测部139的结构比第一近端者位置检测部137的结构简化。
其中，在第一和第二实施方式的说明中，说明了根据远端信号变换部和第一近端语音变换部及第二近端语音变换部中的某一个之间的几何位置关系来计算第一传播时间计算部或第二传播时间计算部中设定的可变延迟时间，但是也可以根据从远端信号变换部输出冲击信号时从第一近端语音变换部及第二近端语音变换部输出的冲击响应的互相关函数来计算可变延迟时间。
此外，在上述说明中，省略了第一均衡部、第二均衡部、及第三均衡部的具体结构的说明；可以应用周知的FIR(有限冲击响应)滤波器或IIR(无限冲击响应)滤波器。
如果使用FIR滤波器，则能够精密地设定均衡特性；如果使用IIR滤波器，则能够减少运算量。
用周知的滤波器组，也能够为每个频带决定均衡特性。
再者，显然上述第一及第二实施方式的回波抑制部件的处理既可以在时域中执行，也可以在频域中执行。但是，在频域中进行处理的情况下，虽然与时域中的处理相比能够减少运算量，但是要进行将语音信号按规定的时间长度的帧变换到频域的帧处理，所以产生与帧长相当的时延。
因此，最好按照本发明的用途来适当选择是在时域中进行处理、还是在频域中进行处理。
其中，在上述说明中，假设了远端信号变换器——扬声器是一台，但是显然只要能够等价地看作一个远端信号变换器，则即使使用了多台扬声器，也能够应用本发明。
(第三实施方式)参照图22，来说明本发明第三实施方式的通话装置的结构。对构成本发明第三实施方式的通话装置的各构成部中的、与本发明第一实施方式的通话装置或第二实施方式的通话装置的构件同样的构件附以同一标号，省略其详细说明。本发明第三实施方式的通话装置包括语音输出部件11，输出远端信号作为远端语音；语音输入部件12，输入近端语音；以及回波抑制部件13，抑制由于从语音输出部件11输出的远端语音被输入到语音输入部件12中而产生的回波。
语音输出部件11包含远端信号变换部112，与基准点相隔预定的第一距离来设置，将远端信号变换为远端语音。
语音输入部件12包含第一近端语音变换部121，与基准点相隔预定的第二距离来设置，将输入的近端语音变换为第一近端信号；以及第二近端语音变换部122，被设置在以第一近端语音变换部121为基准的预定的位置上，将输入的近端语音变换为第二近端信号。
回波抑制部件13包含回波分量检测部160，根据第一近端语音变换部121变换出的第一近端信号及第二近端语音变换部122变换出的第二近端信号，来检测第一近端信号及第二近端信号中共同包含的与真正近端语音对应的信号以外的信号——回波分量信号；以及第三抑制后近端信号输出部170，从第一近端语音变换部121变换出的第一近端信号及第二近端语音变换部122变换出的第二近端信号中的某一个中，减去回波分量检测部160检测出的回波分量信号来输出第三抑制后近端信号。这里所谓的回波分量信号，是指与近端语音对应的信号以外的信号，不限于狭义的近端信号中包含的回波，而包含与背景噪声等所有噪声对应的信号。
在将本实施方式的通话装置应用于具有由两个部分壳体构成的壳体的手机的情况下，通话装置如图3所示，壳体具有铰链31、和用铰链31结合的2个部分壳体32、33，能够用铰链31来变更2个部分壳体32、33所成的角度——张角θ。此外，如图22所示，也可以在壳体上设置显示器341。这里，标号352所示的方向表示从通话装置来看的话者的方向。
回波分量检测部160包含真正近端语音估计部，估计第一近端语音变换部121变换出的第一近端信号及第二近端语音变换部122变换出的第二近端信号中共同包含的与真正近端语音对应的真正近端信号；第六近端信号延迟部166，将第一近端语音变换部121变换出的第一近端信号或第二近端语音变换部122变换出的第二近端信号中的某一个延迟真正近端语音估计部估计真正近端信号所需的时间；以及回波分量信号输出部165，输出第六近端信号延迟部166延迟过的近端信号——第六延迟近端信号和真正近端语音估计部估计出的真正近端信号之差作为真正近端信号以外的信号——第一回波分量信号。真正近端语音估计部由下述部分构成第一自适应滤波器163，对第一近端语音变换部121变换出的第一近端信号及第二近端语音变换部122变换出的第二近端信号中的某一个进行自适应滤波处理；以及第一系数存储部164，存储第一自适应滤波器163进行的自适应滤波处理的参数——第一滤波器系数；第一自适应滤波器163进行自适应滤波处理，使得从回波分量信号输出部165输出的差分信号的绝对值最小。
第三抑制后近端信号输出部170包含回波分量估计部，根据从回波分量信号输出部165输出的回波分量信号，来估计第一近端语音变换部121变换出的第一近端信号或第二近端语音变换部122变换出的第二近端信号中的某一个中包含的与近端语音对应的信号以外的信号——第二回波分量信号；第七近端信号延迟部176，将第一近端语音变换部121变换出的第一近端信号或第二近端语音变换部122变换出的第二近端信号中的某一个延迟回波分量估计部估计回波的信号分量所需的时间；以及第三输出部175，从第七近端信号延迟部176延迟过的近端信号——第七延迟近端信号中减去回波分量估计部估计出的第二回波分量信号来输出第三抑制后近端信号。
回波分量估计部由下述部分构成第二自适应滤波器173，对从回波分量信号输出部165输出的回波分量信号进行自适应滤波处理；以及第二系数存储部174，存储第二自适应滤波器173进行的自适应滤波处理的参数——第二滤波器系数；第二自适应滤波器173进行自适应滤波处理，使得从第三输出部175输出的差分信号的绝对值最小。
回波抑制部件13还包含当前值检测部131，对规定远端信号变换部112和第一近端语音变换部121或第二近端语音变换部122中的某一个之间的相对位置的参数的当前值进行检测；第一初值决定部161，按照当前值检测部131检测出的参数的当前值，来决定第一自适应滤波器163进行的自适应滤波处理的参数——第一滤波器系数的初值；以及第二初值决定部171，按照当前值检测部131检测出的参数的当前值来决定第二自适应滤波器173进行的自适应滤波处理的参数——第二滤波器系数的初值。
回波抑制部件13还包含自适应控制部181，在第一近端信号或第二近端信号中的预定的近端信号比远端信号卓越时，指示第一自适应滤波器163更新第一滤波器系数；并且在远端信号比第一近端信号或第二近端信号中的预定的近端信号卓越时，指示第二自适应滤波器173变更第二滤波器系数。
以下，说明本发明第三实施方式的通话装置中的信号的流程。首先，来自第二近端语音变换部122的输出信号被输入到第一自适应滤波器163中。这里，在第一自适应滤波器163上，连接着第一系数存储部164。来自第六近端信号延迟部166的输出信号及来自第一自适应滤波器163的输出信号被输入到回波分量信号输出部165中。
来自回波分量信号输出部165的输出信号被输入到第一自适应滤波器163及第二自适应滤波器173中。这里，在第二自适应滤波器173上，连接着第二系数存储部174，从其中读出滤波器系数。来自第七近端信号延迟部176的输出信号及来自第二自适应滤波器173的输出信号被输入到第三输出部175中。
来自第三输出部175的输出信号被输入到第二自适应滤波器173中，并且被送至远端侧作为回波抑制信号。铰链31被连接在作为状态检测部件的当前值检测部131上，当前值检测部131检测铰链131的张角θ等参数的当前值。当前值检测部131的输出信号被输入到第一初值决定部161及第二初值决定部171中。
第一初值决定部161的输出信号被输入到第一自适应滤波器163中，第二初值决定部171的输出信号被输入到第二自适应滤波器173中。从远端信号变换部112将远端信号输入到自适应控制部181中。此外，向自适应控制部181中也输入来自第二近端语音变换部122的第二近端信号，自适应控制部181的输出信号分别被输出到第一自适应滤波器163及第二自适应滤波器173中。
用图23来说明如上构成的通话装置的工作。首先，回波抑制部件13判定由于切断通话装置的电源等操作而结束工作的通话结束条件是否成立(S501)，在判断为成立的情况下，结束工作；在判断为不成立的情况下，继续工作，处理进至步骤S502。
在步骤S501中判断为通话结束条件不成立的情况下，回波抑制部件13根据近端信号的电平是否在预定的电平以上等，来判定通话是否已开始(S502)。在S502中判断为通话已开始时，处理进至S503；在判断为通话未开始时，返回到步骤S501。
在S502中判断为通话已开始时，当前值检测部131检测当前的壳体的形状(S503)。在本实施方式3中，当前的壳体的形状的检测通过用铰链31上连接的当前值检测部131检测及计算壳体的张角θ来进行。这里，当前值检测部131只要能够将张角θ的大小变换为电信号即可，例如可以用旋转编码器、可变电阻等来实现。此外，当前值检测部131不必连续地计算规定远端信号变换部112和第一近端语音变换部121或第二近端语音变换部122中的某一个之间的相对位置的参数，也可以离散地计算角度。再者，也可以用开关等来检测壳体打开的状态和关闭的状态等仅2个状态。
接着，第一初值决定部161及第二初值决定部171根据当前值检测部131检测出的参数，分别来决定第一滤波器系数的初值及第二滤波器系数的初值，设定给第一自适应滤波器163及第二自适应滤波器173(S504)。
具体地说，第一初值决定部161将与壳体的张角相应的信号(以下称为张角信号。)输出到第一自适应滤波器163中，第一自适应滤波器163从第一系数存储部164中存储的滤波器系数中，读出与上述张角信号相应的滤波器系数。这里，第一系数存储部164预先存储与规定的数目的张角相应的滤波器系数，第一自适应滤波器163也可以根据用输入的张角信号识别出的张角，用内插法等来读出最近的角度的滤波器系数。
同样，第二初值决定部171将与壳体的张角相应的信号输出到第一自适应滤波器173中，第二自适应滤波器173从第二系数存储部174中存储的滤波器系数中，读出与张角信号相应的滤波器系数。这里，第二系数存储部174预先存储与规定的数目的张角相应的滤波器系数，第二自适应滤波器173也可以根据用输入的张角信号鉴别出的张角，用内插法等来读出最近的角度的滤波器系数。
在步骤S504中决定了滤波器系数的初值后，第一近端语音变换部121及第二近端语音变换部122收集近端语音，生成第一近端信号及第二近端信号(S505)。步骤S506以后的处理也可以是模拟信号处理，但是一般用数字信号处理来进行。因此，以下，假设第一近端信号及第二近端信号由未图示的A/D变换部件从模拟信号变换为数字信号。
此外，在用数字信号处理来进行步骤S506以后的处理的情况下，一般采用在通话装置中包含微型计算机或DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)等元件的结构。在这种情况下，假设步骤S506以后的处理由微型计算机或DSP中搭载的程序来描述。
被变换为数字信号的第一近端信号及第二近端信号仍旧在时域中、或者先被变换到频域来进行以后的处理。在仍旧在时域中进行处理的情况下，按AD变换部件中的采样周期来进行采样处理。而在变换到频域的情况下，对具有一定的时间宽度的帧中的输入信号集中进行帧处理。在帧处理的情况下，有比采样处理运算量小这一优点，但是也有产生与帧长相当的延迟这一缺点。
因此，按照用途来选择其中某一个。
在步骤S505中生成了数字信号的第一近端信号及第二近端信号后，第一近端信号由第六近端信号延迟部166附加规定时间的延迟，第二近端信号由第一自适应滤波器163进行自适应滤波处理(S506)。这里，将第六近端信号延迟部166附加的延迟量设定得与第一自适应滤波器163的系数长相等比较合适。具体地说，最好设为第一自适应滤波器163的抽头长度的一半左右。
附加延迟的方法最好是将延迟时间舍入为步骤S506中用变换部件变换为数字信号时的采样周期的整数倍，用简单的缓冲器来附加延迟。此外，上述自适应滤波处理通过对第二近端语音变换部122的输出信号卷积第一滤波器的系数的方法来进行滤波处理。
在步骤S506中对第一近端信号附加了延迟、对第二近端信号进行了自适应滤波处理后，附加延迟后的信号和自适应滤波处理后的信号被输入到回波分量信号输出部165中，由回波分量信号输出部165计算这些信号的差分(S507)。回波分量信号输出部165算出的差分被反馈到第一自适应滤波器163中，由第一自适应滤波器163对第二近端信号进行自适应滤波处理，使得差分信号的绝对值最小。
接着，第一近端信号由第七近端信号延迟部176附加规定时间的延迟，来自回波分量信号输出部165的输出信号由第二自适应滤波器173进行自适应滤波处理(S508)。这里，将第七近端信号延迟部176附加的延迟量设定得与第二自适应滤波器173的系数长度相等比较合适。具体地说，最好设为第二自适应滤波器173的抽头长度的一半左右。
附加延迟的方法最好是将延迟时间舍入为步骤S506中用AD变换部件变换为数字信号时的采样周期的整数倍，用简单的缓冲器来附加延迟。此外，上述自适应滤波处理通过对来自回波分量信号输出部165的输出信号卷积第二滤波器的系数的方法来进行滤波处理。
在步骤S508中对第一近端信号附加了延迟、对来自回波分量信号输出部165的输出信号进行了自适应滤波处理后，附加延迟后的信号和自适应滤波处理后的信号被输入到第三输出部175中，由回波分量信号输出部165计算这些信号的差分(S509)。第三输出部175算出的差分被反馈到第二自适应滤波器173中，由第二自适应滤波器173对来自回波分量信号输出部165的输出信号进行自适应滤波处理，使得差分信号的绝对值最小。
步骤S509中生成的信号作为回波抑制信号被输出到远端侧(S510)。
接着，更新第一滤波器系数及第二滤波器系数(S511)。自适应控制部181判断是否要更新各自适应滤波器163、173的滤波器系数，在判断为要更新时更新滤波器系数。自适应控制部181在判断为近端信号比从远端侧输入的远端信号卓越的情况下更新第一自适应滤波器163的滤波器系数，使得回波分量信号输出部165的输出功率最小。此外，自适应控制部181在判断为从远端侧输入的远端信号比近端信号卓越的情况下更新第二自适应滤波器173的滤波器系数，使得第三输出部175的输出功率最小。
自适应控制部181进行判断的方法最好是下述方法简单地说，在近端信号的功率超过规定的第一阈值、而且远端信号和第二近端语音变换部122的输出信号之间的相关高的情况下，判定为远端信号卓越；在远端信号的功率未超过规定的第二阈值、而且第二近端语音变换部122的输出信号的功率超过规定的第三阈值的情况下，判定为近端话者语音卓越。远端信号和第二近端语音变换部122的输出信号之间的相关可以根据远端信号和第二近端语音变换部122的输出信号之间的白色化互相关函数的最大值是否在规定的值以上来判定。
或者，自适应控制部181也可以在第二近端语音变换部122的输出信号的功率超过规定的第一阈值、而且远端信号的功率超过规定的第二阈值的情况下，判定为远端信号比近端信号卓越；在远端信号的功率未超过规定的第三阈值、而且第二近端语音变换部122的输出信号的功率超过规定的第四阈值的情况下，判定为近端信号比远端信号卓越。
通过这样进行控制，第一自适应滤波器163的滤波器系数在近端话者卓越的情况下被更新。其结果是，回波分量信号输出部165输出虽然包含与远端信号由远端信号变换部112变换并输出的远端语音绕到第二近端语音变换部122的语音对应的信号、但是抑制了与近端话者语音对应的信号的信号。因此，从回波分量信号输出部165输出回波分量强的信号。
再者，第二自适应滤波器173的滤波器系数在远端信号卓越的情况下被更新。第二滤波器系数被更新后，在第七近端信号延迟部176的输出信号中，包含从远端信号变换部112输出的远端语音绕到第二近端语音变换部122的回波和近端话者语音的信号——近端信号，但是第二自适应滤波器173的输入信号中包含的回波分量被抵销了。其结果是，在第三输出部175的输出中，近端话者语音被增强输出。更新第一自适应滤波器163和第二自适应滤波器173的滤波器系数的方法采用公知的基于自适应信号处理的方法比较合适，例如可以采用学习识别法或FRLS法等。
在步骤S511中更新滤波器系数的处理完成后，根据近端信号的电平等来判断语音通话是否已结束(S512)，在判断为语音通话已结束的情况下，处理进至步骤S513；在判断为未结束的情况下，返回到步骤S503，重复上述处理。这里，在重复处理时，也可以省略步骤S503、S504中的处理。
在步骤S512中语音通话结束后，将第一自适应滤波器163的滤波器系数与当前值检测部131检测出的张角相关联而存储到第一系数存储部164中，将第二自适应滤波器173的滤波器系数与当前值检测部131检测出的张角相关联而存储到第二系数存储部174中，返回到步骤S501，重复上述处理。
以下，用附图来说明本发明第三实施方式的通话装置的效果。图24是远端信号中包含语音信号的情况下从远端信号变换部112输出的语音信号的输出波形的示例图。这里，图24(a)～(c)示出从远端信号变换部112输出的语音信号没有失真、即远端信号被线性地变换为远端语音的情况下的输出波形的例子。
图24(a)是不进行回波抑制处理的情况下输出到远端侧的信号的信号波形的图。在不进行回波抑制处理的情况下，从远端信号变换部112输出的语音绕到第一近端语音变换部121和第二近端语音变换部122，所以如图24(a)所示，绕到的语音造成的语音信号作为回波被叠加在输出到远端侧的信号上。
如图24(a)所示，在回波不能忽略、干扰通话的情况下，期待抑制回波。图24(b)是采用了现有的基于学习识别法的回波消除器的情况下输出到远端侧的信号的信号波形的图。可知，即使在采用现有的回波消除器的情况下，也能够充分抑制回波。
图24(c)是采用了本发明第三实施方式的通话装置的情况下输出到远端侧的信号的信号波形的图。可知，在采用了本发明第三实施方式的通话装置的情况下，也能够充分抑制回波。
接着，图24(d)～(f)示出从远端信号变换部112输出的语音信号有失真的情况下、即远端信号被非线性地变换为远端语音的情况下的输出波形的例子。图24(d)是不进行回波抑制处理的情况下输出到远端侧的信号的信号波形的图。可知，在不进行回波抑制处理的情况下，有大的振幅的回波。
图24(e)是采用了现有的回波消除器的情况下输出到远端侧的信号的信号波形的图。可知，在采用了现有的回波消除器的情况下，虽然能够抑制一部分回波，但是发生漏消。现有的回波消除器进行线性的回波抑制处理，所以对远端信号变换部112的输出信号有失真等非线性的系统，在原理上不能适当地预测回波。这样预测出的回波是非线性的，所以偏离真的回波的分量未被抑制而残留，所以在采用现有的回波消除器的情况下，发生回波的漏消。
图24(f)是采用了本发明第三实施方式的通话装置的情况下输出到远端侧的信号的信号波形的图。可知，在采用了本发明第三实施方式的通话装置的情况下，虽然未能完全消去回波，但是回波的漏消比现有的回波消除器小。
近年来，手机等终端日益小型化，构成语音输出部件11的扬声器也随之日益小型化。随着扬声器小型化，扬声器失真不能避免，所以产生用现有的回波消除器不能解决的问题。像本发明第三实施方式中说明过的那样，能够更加有效地抑制这种扬声器的失真存在的情况下的回波。
如上所述，本发明第三实施方式的通话装置通过用第一自适应滤波器进行自适应滤波处理，使得从回波分量信号输出部输出的差分信号的绝对值最小，来检测与当前的远端信号变换部和近端语音变换部之间的相对位置相应的第一回波分量，第二自适应滤波器生成包含在近端信号中的第二回波分量，第三输出部除去回波分量，所以即使在当前的远端信号变换部和近端语音变换部之间的相对位置被变更了的情况下，也能够维持回波抑制性能，进行高质量的通话。
此外，第一初值决定部及第二初值决定部按照当前值检测部检测出的参数的当前值来决定第一滤波器系数及第二滤波器系数的初值，所以即使在当前的远端信号变换部和近端语音变换部之间的相对位置被变更了的情况下，也能够在通话开始后短时间内维持回波抑制性能，进行高质量的通话。
再者，自适应控制部根据远端信号和近端信号，来指示第一自适应滤波器及第二自适应滤波器更新第一滤波器系数及第二滤波器系数，所以能够很好地跟踪通信环境的变化，即使在当前的远端信号变换部和近端语音变换部之间的相对位置被变更了的情况下，也能够在短时间内维持回波抑制性能，进行高质量的通话。
其中，在上述实施方式中，都采用了第一近端语音变换部121被配置在比第二近端语音变换部122离远端信号变换部更近的位置的结构，但是本发明不限于此。例如，显然也可以采用第二近端语音变换部122被配置在比第一近端语音变换部121离远端信号变换部更近的位置的结构。
本发明的产业上的可利用性在于，本发明的通话装置能够应用于即使变更扬声器和话筒的相对位置、回波抑制性能也不恶化、能够进行高质量通话的通话装置等用途。
权利要求
1.一种通话装置，其特征在于，包括壳体，具有基准点；语音输出部件，将远端信号作为远端语音输出；语音输入部件，输入近端语音；以及回波抑制部件，抑制由于从上述语音输出部件输出的上述远端语音被输入到上述语音输入部件中而产生的回波；上述语音输出部件包含远端信号变换部，与上述基准点相隔预定的第一距离来设置，将上述远端信号变换为上述远端语音；上述语音输入部件包含第一近端语音变换部，与上述基准点相隔预定的第二距离来设置，将输入的上述近端语音变换为第一近端信号；以及第二近端语音变换部，被设置在以上述第一近端语音变换部为基准的预定的位置上，将输入的上述近端语音变换为第二近端信号；上述回波抑制部件包含当前值检测部，对规定上述远端信号变换部和上述第一近端语音变换部或上述第二近端语音变换部中的某一个之间的相对位置的参数的当前值进行检测；第一传播时间计算部，根据第一函数及第二函数来计算与上述当前值检测部检测出的上述当前值对应的第一传播时间及第二传播时间，该第一函数及第二函数将上述参数作为独立变量，该第一函数将上述远端信号变换部变换出的上述远端语音传播到上述第一近端语音变换部的传播时间作为从属变量，该第二函数将上述远端信号变换部变换出的上述远端语音传播到上述第二近端语音变换部的传播时间作为从属变量；以及第一抑制后近端信号输出部，输出用按照上述第一传播时间计算部算出的上述第一传播时间及上述第二传播时间而变更了的回波抑制特性抑制了回波的第一抑制后近端信号。
2.如权利要求1所述的通话装置，其特征在于，上述第一抑制后近端信号输出部包含第一近端信号延迟部，根据上述第一传播时间计算部算出的上述第一传播时间来延迟上述第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号；第二近端信号延迟部，根据上述第一传播时间计算部算出的上述第二传播时间来延迟上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号；以及第一输出部，输出上述第一近端信号延迟部延迟过的第一延迟近端信号和上述第二近端信号延迟部延迟过的第二延迟近端信号之差。
3.如权利要求1所述的通话装置，其特征在于，上述回波抑制部件包括第一均衡部，将从上述第一抑制后近端信号输出部输出的上述第一抑制后近端信号的频率分布均衡为与上述当前值检测部检测出的上述当前值对应的均衡特性。
4.如权利要求1所述的通话装置，其特征在于，上述回波抑制部件包括第一近端者位置检测部，根据上述第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号与上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号之间的互相关函数，来检测以上述第一近端语音变换部或上述第二近端语音变换部中的某一个为基准的近端者的位置——第一近端者位置；以及第二均衡部，将从上述第一抑制后近端信号输出部输出的上述第一抑制后近端信号的频率分布均衡为与上述当前值检测部检测出的上述当前值和上述第一近端者位置检测部检测出的上述第一近端者位置对应的均衡特性。
5.如权利要求1所述的通话装置，其特征在于，上述回波抑制部件包括第二近端者位置检测部，根据上述当前值检测部检测出的上述当前值，来检测以上述远端信号变换部为基准的上述近端者的当前的位置——第二近端者位置；以及第三均衡部，将从上述第一抑制后近端信号输出部输出的上述第一抑制后近端信号的频率分布均衡为与上述当前值检测部检测出的上述当前值和上述第二近端者位置检测部检测出的上述第二近端者位置对应的均衡特性。
6.一种通话装置，其特征在于，包括壳体，具有基准点；语音输出部件，将远端信号作为远端语音输出；语音输入部件，输入近端语音；以及回波抑制部件，抑制由于从上述语音输出部件输出的上述远端语音被输入到上述语音输入部件中而产生的回波；上述语音输出部件包含远端信号变换部，与上述基准点相隔预定的第一距离来设置，将上述远端信号变换为上述远端语音；上述语音输入部件包含第一近端语音变换部，与上述基准点相隔预定的第二距离来设置，将输入的上述近端语音变换为第一近端信号；以及第二近端语音变换部，被设置在以上述第一近端语音变换部为基准的预定的位置上，将输入的上述近端语音变换为第二近端信号；上述回波抑制部件包含当前值检测部，对规定上述远端信号变换部和上述第一近端语音变换部或上述第二近端语音变换部中的某一个之间的相对位置的参数的当前值进行检测；第二传播时间计算部，根据第三函数及第四函数来计算与上述当前值检测部检测出的上述当前值对应的上述第三传播时间及上述第四传播时间，该第三函数及第四函数将上述参数作为独立变量，该第三函数将上述近端语音传播到上述第一近端语音变换部的第三传播时间作为从属变量，该第四函数将上述近端语音传播到上述第二近端语音变换部的第四传播时间作为从属变量；残留语音信号提取部，用按照上述第二传播时间计算部算出的上述第三传播时间及上述第四传播时间而变更了的残留语音信号提取特性来提取残留语音信号；以及第二抑制后近端信号输出部，从上述第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号及上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号中的某一个中减去上述残留语音信号提取部提取出的上述残留语音信号来输出第二抑制后近端信号。
7.如权利要求6所述的通话装置，其特征在于，上述残留语音信号提取部包含第三近端信号延迟部，根据上述第二传播时间计算部算出的上述第三传播时间来延迟上述第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号；第四近端信号延迟部，根据上述第二传播时间计算部算出的上述第四传播时间来延迟上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号；以及残留语音信号输出部，输出上述第三近端信号延迟部延迟过的第三延迟近端信号和上述第四近端信号延迟部延迟过的第四延迟近端信号之间的差作为残留语音信号；上述第二抑制后近端信号输出部包含干扰音信号估计部，根据从上述残留语音信号输出部输出的上述残留语音信号，来估计上述第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号或上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号中的某一个中包含的与上述近端语音对应的信号以外的信号——干扰音信号；第五近端信号延迟部，将上述第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号或上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号中的某一个延迟上述干扰音信号估计部估计干扰音信号所需的时间；第二输出部，从上述第五近端信号延迟部延迟过的上述近端信号——第五延迟近端信号中，减去上述干扰音信号估计部估计出的上述干扰音信号来输出第二抑制后近端信号；以及更新部，将上述干扰音信号估计部的干扰音信号估计特性逐次更新为使上述第二抑制后近端信号的平方时间平均值最小的最佳干扰音信号估计特性。
8.如权利要求7所述的通话装置，其特征在于，上述回波抑制部件包含初始特性设定部，按照上述当前值检测部检测出的上述当前值，来设定上述更新部的初始干扰音信号估计特性。
9.如权利要求6或7所述的通话装置，其特征在于，上述回波抑制部件包括第一近端者位置检测部，根据上述第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号和上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号之间的互相关函数，来检测以上述第一近端语音变换部或上述第二近端语音变换部中的某一个为基准的上述近端者的位置——第一近端者位置；以及第二均衡部，将从上述第二抑制后近端信号输出部输出的上述第二抑制后近端信号的频率分布均衡为与上述当前值检测部检测出的上述当前值和上述第一近端者位置检测部检测出的上述第一近端者位置对应的均衡特性。
10.如权利要求6或7所述的通话装置，其特征在于，上述回波抑制部件包括第二近端者位置检测部，根据上述当前值检测部检测出的上述当前值，来检测以上述远端信号变换部为基准的上述近端者的位置——第二近端者位置；以及第三均衡部，将从上述第二抑制后近端信号输出部输出的上述第二抑制后近端信号的频率分布均衡为与上述当前值检测部检测出的上述当前值和上述第二近端者位置检测部检测出的上述第二近端者位置对应的均衡特性。
11.一种通话装置，其特征在于，包括壳体，具有基准点；语音输出部件，将远端信号作为远端语音输出；语音输入部件，输入近端语音；以及回波抑制部件，抑制由于从上述语音输出部件输出的上述远端语音被输入到上述语音输入部件中而产生的回波；上述语音输出部件包含远端信号变换部，与上述基准点相隔预定的第一距离来设置，将上述远端信号变换为上述远端语音；上述语音输入部件包含第一近端语音变换部，与上述基准点相隔预定的第二距离来设置，将输入的上述近端语音变换为第一近端信号；以及第二近端语音变换部，被设置在以上述第一近端语音变换部为基准的预定的位置上，将输入的上述近端语音变换为第二近端信号；上述回波抑制部件包含回波分量检测部，根据第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号及上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号，来检测上述第一近端信号及上述第二近端信号中共同包含的与真正近端语音对应的信号以外的信号——回波分量信号；以及第三抑制后近端信号输出部，从第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号及上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号中的某一个中，减去上述回波分量检测部检测出的上述回波分量信号来输出第三抑制后近端信号。
12.如权利要求11所述的通话装置，其特征在于，上述回波分量检测部包含真正近端语音估计部，估计第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号及上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号中共同包含的真正近端语音所对应的真正近端信号；第六近端信号延迟部，将第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号或上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号中的某一个延迟上述真正近端语音估计部估计上述真正近端信号所需的时间；以及回波分量信号输出部，将上述第六近端信号延迟部延迟过的上述近端信号——第六延迟近端信号和上述真正近端语音估计部估计出的上述真正近端信号之差作为上述真正近端信号以外的信号——第一回波分量信号输出；上述第三抑制后近端信号输出部包含回波分量估计部，根据从上述回波分量信号输出部输出的上述回波分量信号，来估计上述第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号或上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号中的某一个中包含的与上述近端语音对应的信号以外的信号——第二回波分量信号；第七近端信号延迟部，将第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号或上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号中的某一个延迟上述回波分量估计部估计上述回波的信号分量所需的时间；以及第三输出部，从上述第七近端信号延迟部延迟过的上述近端信号——第七延迟近端信号中减去上述回波分量估计部估计出的上述第二回波分量信号来输出第三抑制后近端信号。
13.如权利要求12所述的通话装置，其特征在于，上述真正近端语音估计部具有第一自适应滤波器，对第一近端语音变换部变换出的上述第一近端信号及上述第二近端语音变换部变换出的上述第二近端信号中的某一个进行自适应滤波处理，使得从上述回波分量信号输出部输出的信号的绝对值最小；上述回波分量估计部具有第二自适应滤波器，对从上述回波分量信号输出部输出的上述回波分量信号进行自适应滤波处理，使得从上述第三输出部输出的信号的绝对值最小；上述回波抑制部件包含当前值检测部，对规定上述远端信号变换部和上述第一近端语音变换部或上述第二近端语音变换部中的某一个之间的相对位置的参数的当前值进行检测；第一初值决定部，按照上述当前值检测部检测出的参数的当前值，来决定上述第一自适应滤波器进行的自适应滤波处理的参数——第一滤波器系数的初值；以及第二初值决定部，按照上述当前值检测部检测出的参数的当前值来决定上述第二自适应滤波器进行的自适应滤波处理的参数——第二滤波器系数的初值。
14.如权利要求13所述的通话装置，其特征在于，上述回波抑制部件包含自适应控制部，在上述第一近端信号或上述第二近端信号中的预定的近端信号比上述远端信号卓越时，指示上述第一自适应滤波器更新上述第一滤波器系数；在上述远端信号比上述第一近端信号或上述第二近端信号中的预定的近端信号卓越时，指示上述第二自适应滤波器更新上述第二滤波器系数。
全文摘要
提供一种通话装置，不仅能够在扬声器和话筒的相对位置被变更了的情况下，回波抑制性能不降低，而且能够不依赖于近端者和话筒的位置关系来进行高质量的通话。设有对规定远端信号变换部(112)和第一近端语音变换部(121)或第二近端语音变换部(122)中的某一个之间的相对位置的参数的当前值进行检测的当前值检测部(131)，按照当前值检测部(131)检测出的当前值用第一近端信号延迟部(133)及第二近端信号延迟部(134)来延迟近端信号，从第一输出部(135)输出延迟后的近端信号之间的差作为回波抑制后的近端信号。
文档编号H04B3/23GK1701528SQ20048000109
公开日2005年11月23日 申请日期2004年7月1日 优先权日2003年7月17日
发明者水岛考一郎, 松井实 申请人:松下电器产业株式会社