JP3443302B2 - 周期信号検出器 - Google Patents

周期信号検出器

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JP3443302B2 JP00244798A JP244798A JP3443302B2 JP 3443302 B2 JP3443302 B2 JP 3443302B2 JP 00244798 A JP00244798 A JP 00244798A JP 244798 A JP244798 A JP 244798A JP 3443302 B2 JP3443302 B2 JP 3443302B2
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/02Details
    • H04B3/20Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other
    • H04B3/23Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other using a replica of transmitted signal in the time domain, e.g. echo cancellers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
  • Telephone Function (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、エコーキャンセ
ラ、ノイズキャンセラ等の動作制御に用いられる周期信
号検出器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、通話路に流れるエコーを推定
し、それをその通話路に送られるエコー信号から差し引
くことによりエコーを消去するエコーキャンセラが知ら
れている。エコーの推定は、疑似エコー信号を発生する
フィルタのフィルタ係数を学習することによって行われ
る。
【0003】しかしながら、このようなエコーキャンセ
ラにおいては、周期信号が入力された場合にはフィルタ
係数の学習が劣化するため、周期信号が入力された場合
には、フィルタ係数の学習を停止させることが好まし
い。たとえば、電話システムでは、周期信号(周期性信
号)には、トーン信号、押しボタンダイヤル(DTM
F:Dual tone multi-frequency )信号、保留音等があ
る。
【0004】周期信号が入力された場合にフィルタ係数
の学習を停止させるためには、周期信号を検出する必要
がある。周期信号の検出方法として、FFT分析により
周期信号を検出する方法があるが、この方法では処理量
が多くなるだけでなく、検出に時間がかかるので、エコ
ーキャンセラに応用することは困難である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、処理量が
少なくかつ短時間で周期信号を検出することができる周
期信号検出器を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明による周期信号
検出器は、入力信号における隣り合うゼロクロス間のサ
ンプル数をカウントとし、隣り合うゼロクロス間のサン
プル数が得られる毎に得られたサンプル数を次のゼロク
ロスまで出力し続けるゼロクロス間サンプル数カウント
手段、およびゼロクロス間サンプル数カウント手段の出
力結果が一定となっている区間を周期信号区間として検
出する周期信号区間検出手段を備えていることを特徴と
する。
【0007】周期信号区間検出手段としては、たとえ
ば、ゼロクロス間サンプル数カウント手段の出力を入力
とし、ゼロクロス間サンプル数カウント手段の出力結果
が一定となっている区間を出力値零として出力するハイ
パスフィルタ、ハイパスフィルタの出力のうち、連続す
る零のサンプル数をカウントするゼロカウント手段、お
よびゼロカウント手段の出力が所定値のしきい値以上で
ある区間を周期信号区間として検出する判定回路を備え
ているものが用いられる。
【0008】入力信号からノイズによる不要なゼロクロ
スの変動を抑えるためのローパスフィルタを設け、ロー
パスフィルタの出力をゼロクロス間サンプル数カウント
手段に送ることが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。
【0010】図1は、エコーキャンセラブロックの全体
的な構成を示している。
【0011】エコーキャンセラブロックは、送信路11
に設けられ音響側エコーキャンセラ1、受信路12に設
けられた回線側エコーキャンセラ2、送信路11の周期
信号を検出するための第1周期信号検出器3、受信路1
2の周期信号を検出するための第2周期信号検出器4、
ならびに両エコーキャンセラ1、2を制御するための制
御部5を備えている。
【0012】近端話者側に設けられたマイクロフォン6
から入力された近端話者音声信号は、音響側エコーキャ
ンセラ1を介して遠端話者側に送られる。遠端話者側か
ら送られてきた遠端話者音声信号は、回線側エコーキャ
ンセラ2を介して近端話者側に設けられたスピーカ7に
送られる。
【0013】音響側エコーキャンセラ1は、送信路11
に流れるエコー信号を除去するためのものであり、回線
側エコーキャンセラ2は受信路12に流れるエコー信号
を除去するためのものである。制御部5は、第1周期信
号検出器3および第2周期信号検出器4の検出信号に基
づいて、両エコーキャンセラ1、2を制御する。
【0014】図2は、回線側エコーキャンセラ2の構成
を示している。
【0015】回線側エコーキャンセラ2は、フィルタ係
数を学習するフィルタ係数学習部31、フィルタ係数学
習部31によって得られた最新のフィルタ係数を記憶す
る係数メモリ32、送信路11からの信号を参照入力と
し、係数メモリ32に記憶されたフィルタ係数に応じて
第1疑似エコー信号を生成するフィルタ部33ならびに
受信路12に送られてきた入力信号から第1疑似エコー
信号を減算する減算器34を備えている。フィルタ係数
学習部31は、減算器34から出力される除去誤差が0
になるように係数を学習する。フィルタ係数学習部31
には、制御部5から制御信号が送られている。
【0016】制御部5は、第1周期信号検出器3によっ
て周期信号が検出されている場合には、フィルタ係数学
習部31による学習を停止させるように、フィルタ係数
学習部31を制御する。
【0017】音響側エコーキャンセラ1の構成は、回線
側エコーキャンセラ2と同様なので、その説明を省略す
る。ただし、音響側エコーキャンセラ1においては、制
御部5は、第2周期信号検出器4によって周期信号が検
出されている場合には、フィルタ係数学習部31による
学習を停止させるように、フィルタ係数学習部31を制
御する。
【0018】図3は、周期信号検出器3、4の構成を示
している。図4は、図3の各部の信号を示している。
【0019】入力信号はローパスフィルタ41に送られ
る。図4(a)は、入力信号の一例を示している。この
例では、入力信号は、音声区間と周期信号区間(sin
波)とを含んでいる。このローパスフィルタ41によ
り、入力信号の高域の周波数成分がカットされ、ノイズ
などによる不要なゼロクロスの変動が抑えられる。
【0020】ローパスフィルタ41を通過した信号は、
ゼロクロスカウンタ42に送られる。このゼロクロスカ
ウンタ42では、ゼロクロスから次のゼロクロスまでの
間のサンプル数が出力される。ゼロクロスから次のゼロ
クロスまでの間のサンプル数は、さらに次のゼロクロス
が検出されるまで出力され続ける。図4(b)は、周期
信号検出器への入力信号が図4(a)に示すような信号
である場合の、ゼロクロスカウンタ42の出力を示して
いる。
【0021】図5は、ゼロクロスカウンタ42による処
理手順を示している。
【0022】まず、初期化される(ステップ1)。この
初期化では、前回の入力信号を記憶するバッファXin
back、今回の入力信号を記憶するバッファXin、
サンプル数をカウントするためのカウンタとして用いら
れるバッファCounterおよびゼロクロス検出時の
カウンタCounterの値を前回のサンプル数として
記憶するバッファCounterbackがリセットさ
れる。
【0023】次に、今回の入力信号がXinに格納され
る(ステップ2)。そして、Xinの内容(今回の入力
信号)の符号と、Xinbackの内容(前回の入力信
号)の符号とが等しいか否かが判別される(ステップ
3)。
【0024】Xinの内容の符号とXinbackの内
容の符号とが等しい場合には、前回の入力から今回の入
力までの間にゼロクロスがなかったと判断され、Cou
nterの内容が1だけインクリメントされる(ステッ
プ4)。そして、ステップ6に進む。
【0025】Xinの内容の符号とXinbackの内
容の符号とが等しくない場合には、前回の入力から今回
の入力までの間にゼロクロスがあったと判断され、カウ
ンタCounterの内容がCounterbackに
格納されるとともにカウンタCounterがリセット
される(ステップ5)。そして、ステップ6に進む。
【0026】ステップ6では、Xinの内容がXinb
ackに格納される。次に、Counterbackの
内容が出力される(ステップ7)。そして、ステップ2
に戻る。
【0027】ゼロクロスカウンタ42の出力は、ハイパ
スフィルタ43に送られる。周期性の高い信号は、ゼロ
クロスカウンタ42からの出力結果が一定、つまり直流
成分となる。このため、周期性の高い信号に対するハイ
パスフィルタ43の出力は周波数に係わらず零となる。
図4(c)は、周期信号検出器への入力信号が図4
(a)に示すような信号である場合の、ハイパスフィル
タ43の出力を示している。
【0028】ハイパスフィルタ43の出力は、ゼロカウ
ンタ44に送られる。ゼロカウンタ44では、連続する
ゼロのサンプル数をカウントする。周期性の高い信号に
対するハイパスフィルタ43の出力は周波数に係わらず
零となるので、周期性の高い信号の区間においては、ゼ
ロカウンタ44の出力値は徐々に大きくなる。
【0029】図6は、ゼロカウンタ44による処理手順
を示している。
【0030】まず、初期化される(ステップ11)。こ
の初期化では、連続するゼロのサンプル数をカウントす
るためのカウンタとして用いられるバッファZeroC
ounterがリセットされる。
【0031】入力信号がゼロであるか否かが判別される
(ステップ12)。入力信号がゼロでない場合には、Z
eroCounterがリセットされる(ステップ1
3)。そして、ステップ15に進む。
【0032】入力信号がゼロである場合には、Zero
Counterが1だけインクリメントされる(ステッ
プ14)。そして、ステップ15に進む。
【0033】ステップ15では、ZeroCounte
rの内容が出力される。そして、ステップ12に戻る。
【0034】ゼロカウンタ44の出力は、周期信号判定
部45に送られる。周期信号判定部45においては、ゼ
ロカウンタ44の出力が予め定められたしきい値以上で
あるときに、周期信号検出信号(Hレベルの信号)を出
力する。図4(d)は、周期信号検出器への入力信号が
図4(a)に示すような信号である場合の、周期信号判
定部45の出力を示している。
【0035】上記周期信号検出回路で検出可能な周期性
信号は、基本的に単一周波数の周期性信号である。その
ため、DTFM信号等のように高群周波数(たとえば、
1,209Hz、1,336Hz、1,477Hz)の
1つと低群周波数(たとえば、697Hz、770H
z、852Hz、941Hz)の1つとが、重畳された
周期性信号を検出する場合には、入力信号を高群周波数
と低群周波数とにフィルタ類で分離し、分離後の一方の
信号に対して上記周期信号検出器を適用すればよい。た
とえば、通過領域が1100Hz以上のハイパスフィル
タを用いて入力信号から高群周波数だけを取り出し、取
り出した高群周波数に対して上記周期信号検出器を用い
て周期信号を検出するといった方法が有効である。
【0036】
【発明の効果】この発明によれば、処理量が少なくかつ
短時間で周期信号を検出することができる周期信号検出
器が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】エコーキャンセラブロックの全体的な構成を示
すブロック図である。
【図2】回線側エコーキャンセラ2の構成を示すブロッ
ク図である。
【図3】周期信号検出器の構成を示すブロック図であ
る。
【図4】図3の各部の信号を示すタイムチャートであ
る。
【図5】ゼロクロスカウンタによる処理手順を示すフロ
ーチャートである。
【図6】ゼロカウンタによる処理手順を示すフローチャ
ートである。
【符号の説明】
1 音響側エコーキャンセラ 2 回線側エコーキャンセラ 3、4 周期信号検出器 5 制御部 31 フィルタ係数学習部 32 係数メモリ 33 フィルタ部 34 減算器 41 ローパスフィルタ 42 ゼロクロスカウンタ 43 ハイパスフィルタ 44 ゼロカウンタ 45 周期信号判定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−83666(JP,A) 特開 平11−83914(JP,A) 特開 平11−83915(JP,A) 特開 平5−127695(JP,A) 特開 昭63−228076(JP,A) 特開 平3−84473(JP,A) 特開 平9−107637(JP,A) 特開 平5−273347(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 3/00 H04B 7/00 H04M 1/00 G01R 23/00 G10L 11/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号における隣り合うゼロクロス間
    のサンプル数をカウントとし、隣り合うゼロクロス間の
    サンプル数が得られる毎に得られたサンプル数を次のゼ
    ロクロスまで出力し続けるゼロクロス間サンプル数カウ
    ント手段、およびゼロクロス間サンプル数カウント手段
    の出力結果が一定となっている区間を周期信号区間とし
    て検出する周期信号区間検出手段、 を備えている周期信号検出器。
  2. 【請求項2】 周期信号区間検出手段は、ゼロクロス間
    サンプル数カウント手段の出力を入力とし、ゼロクロス
    間サンプル数カウント手段の出力結果が一定となってい
    る区間を出力値零として出力するハイパスフィルタ、 ハイパスフィルタの出力のうち、連続する零のサンプル
    数をカウントするゼロカウント手段、およびゼロカウン
    ト手段の出力が所定値のしきい値以上である区間を周期
    信号区間として検出する判定回路、 を備えている請求項1に記載の周期信号検出器。
  3. 【請求項3】 入力信号からノイズによる不要なゼロク
    ロスの変動を抑えるためのローパスフィルタを備え、ロ
    ーパスフィルタの出力がゼロクロス間サンプル数カウン
    ト手段に送られる請求項1および2のいずれかに記載の
    周期信号検出器。
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