JPH02264524A - エコーキャンセラ - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、衛星通信、音声バケ゛ット通信等の通信回
線において２線−４線変換部で発生する近端エコーを消
去するエコーキャンセラに関するものである。

（従来の技術） 現在の電話回線では、一般に加入者線の２線式回線と伝
送路の４線式回線との間の変換を行なうハイブリッド回
路が用いられでいたが、このハイブリッド回路では、イ
ンピーダンスのミスマツチングによって受話信号が送信
線路に漏れてエコーが生ずる。衛星通信のように遅延が
大きい網においてはこのエコーが通信の障害となるため
、送信線路１こエコーキャンセラを挿入してエコーを消
去する方式をとっている。また、音声、画像、ブタを統
合しで取扱う統合網では、音声をパケット化して通信を
行なうため、国内回線においても大きな遅延を生じるの
で音声パケット通信においてもエコーキャンセラを用い
てエコーを消去する必要がある。

第２図は電話回線においてエコーキャンセラを適用する
場合の従来の回路構成を示すブロック図である。

同図において、１０は電話機、１２は加入者線、１４は
ハイブリッド回路（図中記号Ｈで示しである）、１６は
デコーダー（図中記号ＤＥＣで示しである）、１８はコ
ーダー（図中記号ＣＯＤで示しである）、２０は減算器
、２２は適応ディジタルフィルタ（図中記号ＡＤＦで示
しである）、２４はダブルトーク検出器（図中記号ＤＴ
Ｄで示しである）、２６はセンタークリッパ又は減衰器
で構成した非線形処理器（図中記号ＮＬＰで示しである
）、４２及び４４はｇｆ２ａｗ対リニア信号変換回路（
図中記号Ｌｌ／Ｌで示しである）、５２及び５４はリニ
ア対ｇ１２ａｗ信号変換回路（図中記号Ｌ／ｕて示しで
ある）である。この適応ディジタルフィルタ２２、減算
器２０、ダブルトーク検出器２４、非線形処理器２６、
変換回路４２．４４．５２．５４でエコーキャンセラ３
０を構成している。

この従来の回路の動作につき簡単に説明する。

伝送路上の信号はＵβａｗＰＣＭ信号であり、この遠端
からの受話信号ｘ（ｋ）　　（但し、ｋはサンプリング
時刻）は、デコーダー１６によってアナログ信号ｘ（ｔ
）　　（但し、ｔは時間）に変換されてハイブリッド回
路（Ｈ）＋４に入力され、２線信号として加入者線１２
を通して電話機１０に伝送される。

このとき、ハイブリッド回路（Ｈ）＋４のインピーダン
スミスマツチングにより、受話信号ｘ（ｔ）が送信路に
漏れ、エコー信号ｙ（ｔ）として送出されてしまう。一
方、電話機１０からの近端話者信号ｎ（ｔ）は、ハイブ
リッド回路（Ｈ）＋４によって４線信号に変換されで、
送信路に送出される。すなわち、アナログの送信信号ｓ
　（ｔ）はエコー信号ｙ（ｔ）と近端話者信号ｎ（ｔ）
との和としで、５（ｔ）　＝　ｙ（ｔ）　＋ｎ（ｔ）と
表わされる。ざら（こ、アナログの送信信号５（ｔ）は
、コーダー１８によってＵβａｗＰＣＭ信号ｓ　（ｋ）
に変換されて送信路に送出される。

エコーキャンセラ３０には、受話信号ｘ（ｋ）と、コー
ダー１８によってディジタル信号に変換された送信信号
ｓ　（ｋ）とが入力する。これら入力されたＵβａ　ｗ
　Ｐ　ＣＭ信号である受話及び送信信号×（ｋ）及び５
（ｋ）（ここで、Ｓ　（ｋ）ｎ（ｋ）　＋　ｙ（ｋ）　
）はｕ１２ａｗ対１ノニア信号変換回路４２及び４４に
よって−ＨリニアＰＣＭ信号に変換して処理を行なって
いる。

エコーキャンセラ３０の適応ディジタルフィルタ２２は
、学習同定法により、デコーダー１６からハイブリッド
回路（Ｈ）１４を通ってコーダー１８に至る系（以下、
エコーバスという）のインパルス応答を遂次推定し、推
定したインパルス応答と受話信号とにより疑似エコー信
号ｙ（ｔ）を発生し、これを減算器２０で送信信号５（
ｋ）から差し引くことによってエコーを消去する。従っ
てこの減算器２０はエコー消去回路として機能し、この
減算器２０の出力である残差信号ｅ（ｋ）　＝　５（ｋ
）　−ｙ（ｋ）＝　ｎ（ｋ）　＋　（ｙ（ｋ）　−ｙ（
ｋ）　）は非線形処理器６を通り、最後にリニア対１．
ＩβａＷ信号変換回路５４でｕｎａｗＰｃＭ信号に変換
されで送出される。

ところが、学習同定法では、エコーバスインパルス応答
の推定に受話信号系列Ｘ　ｗ　＝　（ｘ　（ｋ）、ｘ（
ｋ−１）　、＝、ｘ（ｋ−Ｎ＋Ｉ）　）と、残差信号ｅ
（ｋ）とを用いているため、近端話者信号ｎ（ｔ）が大
きいダブルトーク状態で推定を続けてゆくと、推定イン
パルス応答が乱れてしまう。この乱れを回避するために
、従来は、通常、ダブルトーク検出器２４ヲ設けている
。。このダブルトーク検出器２４はダブルトーク状態を
検出し、推定停止信号ＩＮＨを出力して適応ディジタル
フィルタ２２の推定を停止させてこれを防ぐ働きをする
。このダブルトーク検出は、従来例えば、受話信号ｘ（
ｋ）と送信信号ｙ　（ｋ）のパワー（時間的平均レベル
）をパワー計算回路２４２及び２４４でそれぞれ検出し
、それぞれ得られたパワーを減算器２４６に供給して鶴
バワーのパワー差を求め、このパワー差の大きさを比較
器２４８でダブルトーク検出のための検出閾値ＴＨｄと
比較し、パワー差の大きざが検出閾値ＴＨｄよりも小さ
いときにダブルトークであると判定して行なっている。

そして、この判定結果を比較器２４８から楚止信号ＩＮ
）−１として適応ディジタルフィルタ２２へ出力してい
る。

ところで、学習同定法を用いたエコーキャンセラ３０で
は、エコー消去回路２０でのエコーの打ち消し量は入力
信号のＳ／Ｎ比によって定まる量であり、従って、Ｕβ
ａｗＰＣＭ信号の場合にはその打ち消し量は最大でも３
３ｄＢ程度にすぎない。この程度のエコー打ち消しｊｌ
では、受話信号ｘ　（ｋ）の瞬間的に大きなレベルのと
ころでエコーが十分に打ち消されないため、残留エコー
（ｙ（ｋ）　−ｙ（ｋ）　）として送信路に漏れでしま
い、この残留エコー信号が近端話者信号ｎ　（ｋ）に依
然として加わった状態で送出され、このため、充分な通
話品質が得られない場合があった。

そこで、従来は、このような残留エコー信号を除去する
目的で既に述べたようなセンタークリッパ又は減衰器で
構成した非線形処理器２６を減算器２０の出力側に設け
、残留エコー（ｙ　（ｋ）−ｙ（ｋ））の抑圧を行なっ
ている。従来は、この非線形処理器２６は、受話信号ｘ
　（ｋ）が存在していても近端話者信号ｎ（ｋ）が同時
に存在する場合には、その減衰動作を行なわず、近端話
者信号ｎ（ｋ）が存在しない、非ダブルトークのときだ
け、その減衰動作を行なうように構成している。

そして、従来はダブルトーク検出回路２４で近端話者信
号５（ｋ）の有無を判定し、近端話者信号が無い、従っ
て非ダブルトーク時と判定したとき、非線形処理器２６
に減衰動作を行なわせている。ここで、センタークリ・
ンバは、あるレベル以上の信号だけを通過させる回路で
あり、従って小さなレベルの残留エコー信号（ｙ（ｋ）
　−ｙ（ｋ）　）は出力させないが大きなレベルの残留
エコー信号は完全に除去されないで出力されてしまう。

また、減衰器は、残留エコー信号（ｙ　（ｋ）−ｙ（ｋ
））が間こえないようなレベルにまで、これを減衰させ
るものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来のエコー消去技術では、受
話信号ｘ（ｋ）と、近端話者信号ｎ（ｋ）とか同時に存
在するダブルトーク状態の時には、非線形処理器は動作
しないので、受話信号の残留エコーが相手方に間こえて
しまい、従って、通話品質が劣化してしまうという問題
点があった。

この発明の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、近端
話者信号の有無に拘わらず、残留エコー信号を抑圧でき
る、従って通話品質の優れたエコー主ャンセラを提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明によれば、 受話信号を入力して擬似エコー信号を発生させる適応デ
ィジタルフィルタと、該擬似エコー信号を受話信号のエ
コーが加わった送信信号から差し引くことによってエコ
ー信号を消去した残差信号を送出するエコー消去回路と
、該ニコル消去回路及び送信出力端子間に設けられ前記
残差信号を減衰させて出力させる減衰器とを有するエコ
ーキャンセラ（こおいて、 受話信号の有無を検出し及び、受話信号があると判定し
た時に、該受話信号の検出信号を、減衰動作を行なわせ
るための指令信号としで、前記減衰器に出力する受話信
号検出回路を具えることを特徴とする。

この発明の笑施に当り、受話信号検出回路は、前記受話
信号のパワーを検出するパワー計算回路と、検出された
パワーと閾値との比較を行なって該パワーが閾値よつも
大きいときに前記減衰器に前記検出信号を出力する比較
器とを具えるのが好適である。

（作用） 上述したこの発明の構成によれば、受話信号検出回路は
、近端話者信号の有無に拘わらず、受話信号を常に監視
しており、受話信号がエコーキャンセラに入力されると
、受話信号検出回路がこれを検出して減衰器に減衰動作
を行なわせるための指令信号を供給する。この減衰器は
この指令信号に応答して、これを通過する送信信号従っ
て残差信号を、残留エコー信号が相手方に聞こえない程
度にまで、減衰させる。

従って、このエコーキャンセラによれば、近端話者信号
の有無に拘わらず、ダブルトーク時においても残留エコ
ー信号を抑圧できるので、連語品質を著しく優れたもの
とすることが出来る。

（実施例） 以下、図面を参照して、この発明のエコーキャンセラの
実施例につき説明する。

第１図は、この発明のエコーキャンセラの好適実施例を
示すブロック図である。この実施例では、エコーキャン
セラ６０は、ｕｆ２ａｗ対リニア信号変換回路４２及び
４４、リニア対ｕｆｆａｗ信号変換回路５２及び５４、
減算器２０、適応ディジタルフィルタ２２、ダブルトー
ク検出回路２４及び非線形処理器としての減衰器２６ヲ
具えている点は従来と同様である。上述の通り、この発
明の実施例では非線形処理器としてセンタークリッパを
用いずに減衰器を用いでいる。その理由はセンタークリ
ッパであると残留エコーが生じてしまい通話品質ヲ保持
出来ないからであり、また、減衰器であると、残留エコ
ーが相手方に聞こえない程度までその減衰■を経験的に
設定出来るからである。この実施例では、ダブルトーク
検出回路２４がらのダブルトーク検出時の葉上信号ＩＮ
Ｈで減衰器２６を作Ｉ７１させるようにした従来構成と
は異なり、エコーキャンセラ６０に入力してきた受話信
号が有るか無いかを検出する受話信号検出回路７０を設
け、この受話信号が有ると判定したときこの検出回路７
０より減衰器２６に対し、その減衰動作を行なわせるた
めの指令信号を出力するように構成する。この受話信号
検出回路７０ヲ、−例として、μＵａＷ対リニアリニア
変換回路４２受話信号ｘ（ｋ）のパワー（時間的平均レ
ベル）を検出するパワー計算回路７２と、このパワー計
算回路７２がら得られたパワー値を予め定めた閾値ＴＨ
（この閾値ＴＨは固定でもよいし、その都度設定値を変
えられるようにしでおいてもよい）との比較を行なって
パワー値が閾値Ｔ）−１よりも大きいときに受話信号を
検出したとして指令信号を減衰器２６に出力させる比較
回路７４とを以って構成するのが好適である。これらパ
ワー検出回路７２及び比較回路７４は従来の技術を用い
て容易に構成することが出来、又、閾＠ＴＨは、経験に
より予め定めることが出来る。

この実施例の構成によれば、受話信号を受話信号検出回
路７０で検出すれば、受話信号が存在しでいる間は、減
衰器２６ヲ作動させる指令信号が出力しているので、そ
の間に減衰器２６を通る送信信号従って残差信号は、残
留エコー信号（ｙ（ｋ）　−ｙ（ｋ）　）が相手方に聞
こえない程度にまで、減衰を受ける。そしてこの減衰器
２６の減衰動作は、近端話者信号ｎ（ｔ）の有無に拘わ
らず、残留エコー信号を抑圧する。

尚、第１図に示した実施例において、エコー主ャンセラ
６０にダブルトーク検出回路２４を設けでいるが、この
発明では、ダブルトーク検出回路は無くてもよい。又、
この実施例では、ダブルトーク検出回路２４は受話信号
のパワー計算を行なっていないタイプのものであっても
よい。

第２図はこの発明の他の好適実施例を示すブロック図で
ある。この実施例では、受話信号検出回路７０のパワー
計算回路を、第１図に示す実施例のように独自に設ける
のではなく、ダブルトーク検出回路２４で受話信号のパ
ワーを計算しでいる場合には、このダブルトーク検出回
路２４中に設けられている、受話信号ｘ（ｋ）のパワー
検出のためのパワー計算回路２４２ヲダブルトーク検出
回路２４と兼用する構成となっている点が、第１図の実
施例と異なるが、その他の構成は同一である。また、こ
の実施例の受話信号検出回路７０自体の動作も第１図の
場合と何等変わらないので、その説明は省略する。この
第２図の実施例の場合には、受話信号検出回路７０は、
実質的には比較回路７４だけで構成することが出来るの
でハードウェアが簡単となる。

この発明は上述した実施例にのみ限定されるものではな
く多くの変形又は変更をなし得ること明らかである０例
えば、エコーキャンセラにＵβａＷ対リニアリニア変換
回路ニア対ｕｕ　ａｗ変換回路を設けているが、これら
は、エコーキャンセラに含ませない構成とすることも出
来る。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明のエコー
キャンセラによれば、受話信号検出器が受話信号がある
と検出したときに減衰器によって送信信号を減衰させる
よう（こしたので近端話者信号の有無にかかわらず残留
エコーを抑圧できるので、ダブルトーク時においても残
留エコーの非常に少ない通話品質のすぐれたエコーキャ
ンセラを実現することができる。

絶倒を説明するためのブロック図、 第２図は、従来のエコーキャンセラの説明に供するブロ
ック図、 第３図は、この発明のエコーキャンセラの他の実施例を
説明するためのブロック図である。

１０・・・電話機、　　　　　　１２・・・加入者線１
６・・・デコーダ−１８・・・コーダー２０・・・エコ
ー消去回路（又は減算器）２２・・・適応ディジタルフ
ィルタ（ＡＤＦ）２４・・・ダブルトーク検出器（ＤＴ
Ｄ）６０・・・エコーキャンセラ ７０・・・受話信号検出回路 ７２．２４２．２４４−・・パワー計算回路２４６・・
・減算器、　　　　７４．２４８・・・比較回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）受話信号を入力して擬似エコー信号を発生させる
   適応ディジタルフィルタと、該擬似エコー信号を受話信
   号のエコーが加わった送信信号から差し引くことによっ
   てエコー信号を消去した残差信号を送出するエコー消去
   回路と、該エコー消去回路及び送信出力端子間に設けら
   れ前記残差信号を減衰させて出力させる減衰器とを有す
   るエコーキャンセラにおいて、 受話信号の有無を検出し及び、受話信号があると判定し
   た時に、該受話信号の検出信号を、減衰動作を行なわせ
   るための指令信号として、前記減衰器に出力する受話信
   号検出回路を具える ことを特徴とするエコーキャンセラ。
2. （２）請求項１記載のエコーキャンセラにおいて、前記
   受話信号検出回路は、前記受話信号のパワーを検出する
   パワー計算回路と、検出されたパワーと閾値との比較を
   行なって該パワーが閾値よりも大きいときに前記減衰器
   に前記検出信号を出力する比較回路とを具える ことを特徴とするエコーキャンセラ。