JPH04252524A - 反響消去装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電話回線における２線
４線変換時に生じるエコーや、遠隔会議システム、拡声
電話機におけるスピーカからマイクロホンに回り込む音
響エコーなどの打ち消しを行う反響消去装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタル信号処理のハードウェ
アの発達により、エコーキャンセラの実用化が進んでい
る。通常、エコーキャンセラにはトランスバーサルフィ
ルタが用いられ、フィルタ係数の修正にはＬＭＳアルゴ
リズムが用いられている。特に、音響エコー経路のよう
に、エコー経路の特性が容易に変化するエコー経路に適
用されるエコーキャンセラは、遠端話者の通話音声によ
りフィルタ係数を修正し、エコー経路の変化に対して追
従できるように構成されている。

【０００３】しかし、遠端話者と近端話者が同時に発声
する同時通話状態（エコーキャンセラにとってノイズと
なる）ではエコー経路を正しく同定できないためエコー
を打ち消せなくなったり、歪を生じることがある。この
ような同時通話によるエコーキャンセラの打ち消し量の
劣化を防止するため、双方向同時通話検出法（昭和５９
年電子情報通信学会通信部門全国大会　５８９）が示さ
れている。

【０００４】以下、図面を参照しながら、上述した従来
のエコーキャンセラについて説明する。図４は従来の反
響消去装置の構成を示すブロック図である。図４におい
て、１は受信入力端子、２は受信出力端子、３は送信入
力端子、４は送信出力端子である。５はエコーキャンセ
ラであり、受信出力端子２から送信入力端子３へ戻って
くるエコーを消去する。６は送信入力レベル検出手段で
あり、エコーキャンセラ５の送信出力である残差信号の
レベルを検出する。７は受信入力レベル検出手段であり
、受信入力レベルを検出する。８はエコー消去量検出手
段であり、残差レベル　Ｌｓｏｕｔと受信入力レベルＬ
ｒｉｎの比を算出する。９は期待値算出手段であり、エ
コー消去量検出手段８で検出した瞬時のエコー消去量か
らエコー打ち消し量の期待値Ｅ　Ｌｒｉｎ／Ｌｓｏｕｔ
　を算出する。１０は制御手段であり、瞬時のエコー消
去量Ｌｒｉｎ／Ｌｓｏｕｔと期待値Ｅ　Ｌｒｉｎ／Ｌｓ
ｏｕｔ　を比較し、エコーキャンセラ５のフィルタ係数
の更新（以下、適応という）の制御を行う。

【０００５】以上のように構成された反響消去装置につ
いて以下その動作を説明する。まず、遠端話者の音声信
号は受信入力信号　Ｒｉｎとして受信入力端子１からエ
コーキャンセラ５に供給される。また、受信入力信号　
Ｒｉｎは受信出力端子２より近端話者へ受信出力信号Ｒ
ｏｕｔとして送出される。近端話者が発声していない場
合、受信出力信号Ｒｏｕｔは反響路を経て、送信入力端
子３に送信入力信号　Ｓｉｎとして入力される。エコー
キャンセラ５では送信出力信号Ｓｏｕｔが零になるよう
に受信入力信号系列と送信出力信号Ｓｏｕｔを用いてエ
コー経路のインパルス応答を推定する。通常、推定アル
ゴリズムにはＬＭＳアルゴリズムの一つである学習同定
法が使われている。推定したインパルス応答と受信入力
信号系列を畳み込んで疑似エコーを合成し、送信入力信
号　Ｓｉｎから差し引くことによりエコーを消去する。

【０００６】受信入力レベル検出手段７で検出した受信
入力レベルＬｒｉｎと送信出力レベル検出手段６で検出
した送信出力レベルＬｓｏｕｔ　の比（Ｌｒｉｎ／Ｌｓ
ｏｕｔ）をエコーリターンロス検出手段であるエコー消
去量検出手段８で検出し、制御手段１０において、これ
と、期待値算出手段９で算出したエコーリターンロスの
期待値Ｅ　Ｌｒｉｎ／Ｌｓｏｕｔ　と比較する。瞬時の
エコーリターンロスが期待値Ｅ　Ｌｒｉｎ／Ｌｓｏｕｔ
　より大きいときに、エコーキャンセラ５の適応を行う
ように制御し、また、瞬時のエコーリターンロスが期待
値Ｅ　Ｌｒｉｎ／Ｌｓｏｕｔ　より小さいときに、エコ
ーキャンセラ５の適応を停止する。この方法は近端話者
が発声していないときに、エコーキャンセラ５を適応さ
せていると、瞬時のエコーリターンロスが単調に増加し
ていくことを利用し、エコーリターンロスの期待値Ｅ　
Ｌｒｉｎ／Ｌｓｏｕｔ　をエコーキャンセラ５の瞬時の
エコーリターンロスの増加速度よりもゆっくりと増加さ
せることにより設定している。このように、エコーリタ
ーンロスの期待値を設定することにより遠端話者だけが
発声しているときには、瞬時のエコーリターンロスが期
待値Ｅ　Ｌｒｉｎ／Ｌｓｏｕｔより常に大きくなり適応
を継続することができる。

【０００７】一方、近端話者が発声している場合、送信
出力信号にも近端話者音声が含まれているため、エコー
経路のインパルス応答が正しく推定できなくなる。そこ
で、近端話者の発声を検出し、インパルス応答の更新を
停止する。近端話者が発声すると、エコーキャンセラ５
は近端話者音声を消去しないため送信出力レベルＬｓｏ
ｕｔ　が急激に大きくなり、瞬時のエコーリターンロス
が期待値Ｅ　Ｌｒｉｎ／Ｌｓｏｕｔ　より直ちに小さく
なり、近端話者が検出されエコーキャンセラ５の適応を
停止する。

【０００８】しかし、エコー経路が変化した場合も、エ
コーキャンセラ５は直ちには新しいエコー経路を推定で
きないため、送信出力レベルが急激に大きくなり、この
ときのエコーリターンロスが期待値Ｅ　Ｌｒｉｎ／Ｌｓ
ｏｕｔ　より小さくなるためエコーキャンセラの適応を
停止してしまう。そこで、同時通話が、通常３秒以上継
続して起こらないことを利用し、適応の停止を少なくと
も３秒経過後には解除し、適応を行うように、制御手段
１０は適応の制御を行ってエコー経路の変化に追従でき
るようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、エコー経路に変化が生じた際に、ハウリ
ングマージンが０ｄＢ以下になってハウリングを生じた
り、エコーによる大きな音質の劣化を生じてしまうとい
った問題がある。また、２台のエコーキャンセラを用い
て遠端話者と近端話者の同時発声による双方向同時通話
を検出する方法もあるが、演算量の増加、インパルス応
答を２台分記憶するためのメモリの増加のためにコスト
アップになるといった問題がある。

【００１０】本発明は上記従来の問題を解決するもので
、歪みのない双方向同時通話を可能にし、かつ、エコー
経路の変化を高速に判定することにより、エコー経路の
変動に対して追従が早く、エコー経路の変化によりハウ
リングを生じない、しかも、実現するための演算量およ
びメモリ増加が少なくコストアップにならない実用的な
反響消去装置を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の反響消去装置は、遅延時間０から遅延時間Ｔ
１までの遅れのエコーを消去する第１のエコーキャンセ
ラと、前記遅延時間Ｔ１から遅延時間Ｔ２までの遅れの
エコーを消去する第２のエコーキャンセラと、前記遅延
時間０から前記遅延時間Ｔ２−前記遅延時間Ｔ１までの
遅れのエコーを消去する第３のエコーキャンセラと、前
記第１のエコーキャンセラに前記第２もしくは第３のエ
コーキャンセラを従属接続するように切り換える第１の
スイッチと、送信出力として前記第１、第２および第３
のエコーキャンセラのうちいずれかの出力を選択するよ
うに切り換える第２のスイッチと、送信入力信号レベル
と第２のエコーキャンセラの送信出力信号レベルの比で
ある第１のエコー消去量を検出する第１のエコー消去量
検出手段と、前記送信入力信号レベルと前記第３のエコ
ーキャンセラの送信出力信号レベルの比である第２のエ
コー消去量を算出する第２のエコー消去量検出手段と、
前記第１のエコー消去量からエコー消去量の期待値を算
出する期待値算出手段と、前記第１のエコー消去量と前
記期待値算出手段で算出された期待値を比較し、前記第
１のエコー消去量が前記期待値より小さいとき前記第１
のエコーキャンセラの適応および前記第２のエコーキャ
ンセラの動作を停止させるとともに前記第１のスイッチ
により前記第３のエコーキャンセラを前記第１のエコー
キャンセラに従属接続して適応動作させ、前記第２のス
イッチにより前記第３のエコーキャンセラの出力を送信
出力として選択し、また、前記第１のエコー消去量が期
待値より大きいときには前記第１および第２のエコーキ
ャンセラの適応を行い、前記第１のスイッチにより前記
第２のエコーキャンセラを前記第１のエコーキャンセラ
に従属接続し、前記第２のスイッチにより前記第２のエ
コーキャンセラの出力を送信出力とするとともに、前記
第３のエコーキャンセラの動作を停止するように制御す
る第１の制御手段と、前記第１の制御手段が前記第２の
エコーキャンセラの動作を停止させたとき、前記第２の
エコー消去量と期待値を比較し、前記第２のエコー消去
量が前記期待値より大きくなったときに、前記期待値算
出手段に対して前記期待値を急速に下げ、前記第１のス
イッチにより前記第２のエコーキャンセラを前記第１の
エコーキャンセラに従属接続させ、前記第２のスイッチ
により前記第２のエコーキャンセラの出力を選択するよ
うに制御し、また、前記第２のエコー消去量が前記期待
値より小さいときには、前記第２のスイッチにより一定
時間の間、前記第３のエコーキャンセラの出力を送信出
力とした後、前記第１のエコーキャンセラの出力を送信
出力に切り換えるように制御する第２の制御手段とを備
えたものである。

【００１２】また、本発明の反響消去装置は、遅延時間
０から遅延時間Ｔ１までの遅れのエコーを消去する第１
のエコーキャンセラと、前記遅延時間Ｔ１から遅延時間
Ｔ２までの遅れのエコーを消去する第２のエコーキャン
セラと、前記遅延時間０から前記遅延時間Ｔ２−前記遅
延時間Ｔ１までの遅れのエコーを消去する第３のエコー
キャンセラと、前記第１のエコーキャンセラに前記第２
もしくは第３のエコーキャンセラを従属接続するように
切り換える第１のスイッチと、送信出力として前記第１
、第２および第３のエコーキャンセラのうちいずれかの
出力を選択するように切り換える第２のスイッチと、送
信入力信号レベルと前記第２のエコーキャンセラの送信
出力信号レベルの比である第１のエコー消去量を検出す
る第１のエコー消去量検出手段と、前記送信入力信号レ
ベルと前記第３のエコーキャンセラの送信出力信号レベ
ルの比である第２のエコー消去量を算出する第２のエコ
ー消去量検出手段と、前記第１のエコー消去量からエコ
ー消去量の期待値を算出する期待値算出手段と、前記第
１のエコー消去量と前記期待値算出手段で算出した期待
値を比較し、前記第１のエコー消去量が前記期待値より
小さいとき、前記第１のエコーキャンセラの適応および
前記第２のエコーキャンセラの動作を停止させるととも
に前記第１のスイッチにより前記第３のエコーキャンセ
ラを前記第１のエコーキャンセラに従属接続して適応動
作させ、前記第２のスイッチにより前記第３のエコーキ
ャンセラの出力を送信出力として選択し、また、前記第
１のエコー消去量が前記期待値より大きいときには前記
第１および第２のエコーキャンセラの適応を行い前記第
１のスイッチにより前記第２のエコーキャンセラを前記
第１のエコーキャンセラに従属接続し、前記第２のスイ
ッチにより前記第２のエコーキャンセラの出力を送信出
力とするとともに前記第３のエコーキャンセラの動作を
停止するように制御する第１の制御手段と、前記第１の
エコーキャンセラのインパルス応答に前記第２のエコー
キャンセラのインパルス応答を加算して前記第１のエコ
ーキャンセラに転送するインパルス応答加算手段と、前
記第１の制御手段が前記第２のエコーキャンセラの動作
を停止したとき、前記第２のエコー消去量と前記期待値
を比較し、前記第２のエコー消去量が前記期待値より大
きくなったときに、前記期待値算出手段に対して前記期
待値を急速に下げ、前記インパルス応答加算手段を動作
させ、さらに、前記第１のスイッチにより前記第２のエ
コーキャンセラを前記第１のエコーキャンセラに従属接
続させ、前記第２のスイッチにより前記第２のエコーキ
ャンセラの出力を選択するように制御し、また、第２の
エコー消去量が前記期待値より小さいときには、前記第
２のスイッチにより一定時間の間、前記第３のエコーキ
ャンセラの出力を送信出力とした後、前記第１のエコー
キャンセラの出力を送信出力に切り換えるように制御す
る第２の制御手段とを備えたものである。

【００１３】

【作用】上記構成により、音響エコー経路は、直接音や
初期反射音などのエネルギーレベルの高いエコーが遅延
時間の短い部分（０〜Ｔ１）に集中しており、これらの
エコーを第１のエコーキャンセラで消去し、多次反射、
残響などによる比較的エネルギーレベルが低く、遅延時
間の長い（Ｔ１〜Ｔ２）エコーを第２のエコーキャンセ
ラで消去し、遠端話者だけが発声している状態では、第
１のスイッチにより第２のエコーキャンセラを第１のエ
コーキャンセラに従属接続し、第２のスイッチにより第
２のエコーキャンセラの出力を送信出力に選択すること
により、遅延時間０から遅延時間Ｔ２までの遅れのエコ
ーを消去することが可能となる。

【００１４】また、近端話者と遠端話者が同時に発声す
るダブルトーク状態の場合、第１および第２のエコーキ
ャンセラは正しくエコー経路を推定できないため、適応
を継続すると大きな歪を生じる。そこで、第１および第
２のエコーキャンセラによるエコー消去量である第１の
エコー消去量を第１のエコー消去量検出手段により検出
し、期待値算出手段によりエコーキャンセラの収束速度
を越えないようにエコー消去量の期待値を算出し、第１
のエコー消去量が期待値より小さくなったならば、第１
の制御手段でダブルトークであると判定して適応を停止
することにより、ダブルトークによる歪の発生が防止さ
れる。

【００１５】さらに、エコー経路に変動が生じても第１
のエコー消去量が小さくなる。エコー経路の変動で大き
くエコー消去量が劣化するのは直接波、初期反射波部分
でのエコー打ち消し量の劣化が生じているときである。 そこで、第１のエコー消去量が小さくなった場合、第１
の制御手段が第１のエコーキャンセラの適応を停止し、
第１のスイッチにより第３のエコーキャンセラを第１の
エコーキャンセラに従属接続し、第１のエコーキャンセ
ラで消去できなかったエコー経路の変動分の直接音と初
期反射音を打ち消すことによりエコー経路の変化に対し
て、即追従することが可能となる。そして、第２のエコ
ー消去量検出手段で検出される第１および第３のエコー
キャンセラによる第２のエコー消去量が大きくなり期待
値算出手段により算出した期待値よりも大きくなると、
遠端話者だけの状態に戻り、第１および第２のエコーキ
ャンセラにより大きなエコー消去量が得られる。

【００１６】ダブルトーク状態では、第１および第３の
エコーキャンセラが従属接続されているが、第２の制御
手段により一定時間後たとえば、エコーキャンセラの収
束時間×２程度に第２のスイッチが送信出力を第３のエ
コーキャンセラの出力から第１のエコーキャンセラの出
力に切り換えることにより、ダブルトークによる歪が防
止される。

【００１７】以上のように、３台のエコーキャンセラを
用いることでエコー経路の変化に即座に追従することが
でき、かつ、ダブルトーク状態でも歪を生じることなく
、しかも、第２および第３のエコーキャンセラは同時に
動作することがないため、従来のエコーキャンセラ１台
分と同等のハードウェア規模で高性能の反響消去装置が
得られることになる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は本発明の第１の実施例の音響消
去装置の構成を示すブロック図である。図１において、
２１は第１のエコーキャンセラであり、遅延時間０から
遅延時間Ｔ１までの遅れのエコーを消去する。２２は第
２のエコーキャンセラであり、遅延時間Ｔ１から遅延時
間Ｔ２までの遅れのエコーを消去する。２３は第３のエ
コーキャンセラであり、遅延時間Ｔ０から遅延時間Ｔ２
−遅延時間Ｔ１までの遅れのエコーを消去する。２４は
第１のスイッチであり、第１のエコーキャンセラ２１に
第２のエコーキャンセラ２２もしくは第３のエコーキャ
ンセラ２３を従属接続するように切り換える。２５は第
２のスイッチであり、送信出力として第１のエコーキャ
ンセラ２１、第２のエコーキャンセラ２２および第３の
エコーキャンセラ２３のうちいずれかの出力を選択する
ように切り換える。２６は第１のエコー消去量検出手段
であり、送信入力信号レベルと第２のエコーキャンセラ
２２の送信出力信号レベルの比である第１のエコー消去
量を検出する。２７は第２のエコー消去量検出手段であ
り、送信入力信号レベルと第３のエコーキャンセラ２３
の送信出力信号レベルの比である第２のエコー消去量を
検出する。２８は期待値算出手段であり、第１のエコー
消去量からエコー消去量の期待値を算出する。 ２９は第１の制御手段であり、第１のエコー消去量と期
待値算出手段２８で算出された期待値とを比較し、第１
のエコー消去量が期待値より小さいとき第１のエコーキ
ャンセラ２１の適応および、第２のエコーキャンセラ２
２の動作を停止させるとともに第１のスイッチ２４によ
り第３のエコーキャンセラ２３を第１のエコーキャンセ
ラ２１に従属接続して適応動作させ、第２のスイッチ２
５により第３のエコーキャンセラ２３の出力を送信出力
として選択し、また、第１のエコー消去量が期待値より
大きいときには第１のエコーキャンセラ２１および第２
のエコーキャンセラ２２の適応を行い、第１のスイッチ
２４により第２のエコーキャンセラ２２を第１のエコー
キャンセラ２１に従属接続し、第２のスイッチ２５によ
り第２のエコーキャンセラ２２の出力を送信出力とする
とともに、第３のエコーキャンセラ２３の動作を停止す
るように制御する。３０は第２の制御手段であり、第１
の制御手段２９が第２のエコーキャンセラ２２の動作を
停止させたとき、第２のエコー消去量と期待値を比較し
、第２のエコー消去量が期待値より大きくなったときに
、期待値算出手段２８に対して期待値を急速に下げ、第
１のスイッチ２４により第２のエコーキャンセラ２２を
第１のエコーキャンセラ２１に従属接続させ、第２のス
イッチ２５により第２のエコーキャンセラ２２の出力を
選択するように制御し、また、第２のエコー消去量が期
待値より小さいときには、第２のスイッチ２５により一
定時間の間、第３のエコーキャンセラ２３の出力を送信
出力とした後、第１のエコーキャンセラ２１の出力を送
信出力に切り換えるように制御する。３１は受信入力端
子、３２は受信出力端子、３３は送信入力端子、３４は
送信出力端子である。

【００１９】以上のように構成された反響消去装置につ
いて、以下その動作を説明する。まず、音響エコー経路
のインパルス応答は図２のＡに示すように、直接音や初
期反射音などのエネルギーレベルの高いエコーが遅延時
間の短い部分（０〜Ｔ１）に集中しており、これらのエ
コーを第１のエコーキャンセラ２１で消去し、多次反射
、残響などによる比較的エネルギーレベルが低く、遅延
時間の長い（Ｔ１〜Ｔ２）エコーを第２のエコーキャン
セラ２２で消去する。また、図３のＢの回線の２線４線
変換のエコー経路のインパルス応答もフラットディレイ
を有しているが、初期エコーのエネルギーが大きく、そ
の後は指数関数的にエネルギーが減少する特性を有して
いる。ここでは、音響エコー経路を例にとり、音響エコ
ーの消去を行う場合について説明する。

【００２０】遠端話者だけが発声している状態では、遠
端話者音声　Ｒｉｎが受信入力端子３１から入力され、
受信出力端子３２から出力されてスピーカで拡声され近
端話者に届くとともに音響エコー経路を通ってマイクロ
ホンで収音され送信入力端子３３へ入力される。第１の
エコーキャンセラ２１で直接音や初期反射音などのエネ
ルギーレベルの高いエコーが遅延時間の短い部分（０〜
Ｔ１）を消去する。一方、第１のスイッチ２４をａ側に
倒し、第２のエコーキャンセラ２２を第１のエコーキャ
ンセラ２１に従属接続し、第２のスイッチ２５をｄ側に
倒し、第２のエコーキャンセラ２２の出力Ｓｏｕｔ２を
送信出力Ｓｏｕｔに選択し、送信出力端子３４から出力
することにより遅延時間０からＴ２までの遅れのエコー
を消去することができる。このとき、第１の制御手段２
９により、第３のエコーキャンセラ２３の動作は停止さ
れている。なお、第１、第２および第３のエコーキャン
セラ２１、２２、２３はＦＩＲ形の適応フィルタで構成
され、そのフィルタ係数（インパルス応答に相当）は学
習同定法などのＬＭＳアルゴリズムにより更新される。 遠端話者音声を用いて第１および第２のエコーキャンセ
ラ２１、２２はエコー経路の特性を推定し、逐次フィル
タ係数を更新していくことによりエコー消去量を大きく
していく。以下、エコーキャンセラにおけるフィルタ係
数の更新を適応という。

【００２１】また、近端話者と遠端話者が同時に発声す
るダブルトーク状態の場合、第１および第２のエコーキ
ャンセラ２１、２２は正しくエコー経路を推定できない
ため、適応を継続すると大きな歪を生じる。そこで、従
属接続された第１および第２のエコーキャンセラ２１、
２２によるエコー消去量（以下、第１のエコー消去量と
いう）を第１のエコー消去量検出手段２６により検出す
る。エコー消去量は送信入力信号レベルＬｓｉｎ（一定
の時定数を用いた送信入力の絶対値の積分などを用いて
検出する）を第２のエコーキャンセラ２２の出力信号レ
ベルＬｓｏｕｔ２（送信入力信号レベルと同様にして検
出する）で除算することにより求める。期待値算出手段
２８によりエコーキャンセラの収束速度を越えないよう
にエコー消去量Ｌｓｉｎ／Ｌｓｏｕｔ２　の期待値Ｅ　
Ｌｓｉｎ／Ｌｓｏｕｔ　を算出し、第１のエコー消去量
Ｌｓｉｎ／Ｌｓｏｕｔ２　が期待値Ｅ　Ｌｓｉｎ／Ｌｓ
ｏｕｔ　より小さくなったならば、第１の制御手段２９
でダブルトークであると判定して第１のエコーキャンセ
ラ２１の適応を停止することにより（図１中　ａｄｐ信
号）、ダブルトークによる歪の発生を防止することがで
きる。第１の制御手段２９は第１のスイッチ２４をｂ側
に倒し、第３のエコーキャンセラ２３を第１のエコーキ
ャンセラ２１に従属接続し、第２のスイッチ２５をｅ側
に倒し、第３のエコーキャンセラ２３の出力Ｓｏｕｔ３
を送信出力Ｓｏｕｔとして送信出力端子３４から出力す
る。このとき、第１の制御手段２９により第２のエコー
キャンセラ２２の動作は停止されている。第２の制御手
段３０は第２のエコー消去量検出手段２７により検出さ
れた従属接続された第１および第３のエコーキャンセラ
２１、２３によるエコー打ち消し量Ｌｓｉｎ／Ｌｓｏｕ
ｔ３（以下、第２のエコー打ち消し量という）と期待値
算出手段２８で算出した期待値Ｅ　Ｌｓｉｎ／Ｌｓｏｕ
ｔ　とを比較する。ダブルトーク状態の場合、第３のエ
コーキャンセラ２３は収束できないため、第２のエコー
打ち消し量Ｌｓｉｎ／Ｌｓｏｕｔ３が期待値Ｅ　Ｌｓｉ
ｎ／Ｌｓｏｕｔ　より小さくなり第１のエコーキャンセ
ラ２１の適応は停止されたままとなる。第２の制御手段
３０は、第１の制御手段２９により第１のエコーキャン
セラ２１の適応が停止されてから一定時間後（第３のエ
コーキャンセラ２３の収束時間の２倍程度）に、第２の
スイッチ２５をｃ側に倒し、送信出力Ｓｏｕｔとして第
１のエコーキャンセラ２１の出力Ｓｏｕｔ１を選択する
ように制御する。第１のエコーキャンセラ２１は第１の
制御手段２９によりダブルトークが起こった初期に適応
を停止しているため、直接音や初期反射音などのエネル
ギーレベルの高いエコーはほぼ消去されている。

【００２２】次に、エコー経路に変動が生じたときの動
作について説明する。エコー経路に変動が生じても、第
１および第２のエコーキャンセラ２１、２２は即座に新
しいエコー経路特性を推定できないため、第１のエコー
消去量Ｌｓｉｎ／Ｌｓｏｕｔ２が小さくなる。エコー経
路の変動で大きくエコー消去量が劣化するのは直接波、
初期反射波部分でのエコー打ち消し量の劣化が生じてい
るときである。 そこで、第１のエコー消去量Ｌｓｉｎ／Ｌｓｏｕｔ２が
、期待値算出手段２８で算出した期待値Ｅ　Ｌｓｉｎ／
Ｌｓｏｕｔ　より小さくなった場合、ダブルトーク状態
と同様、第１の制御手段２９が第１のエコーキャンセラ
２１の適応を停止し、第１のスイッチ２４をｂ側に倒し
、第３のエコーキャンセラ２３を第１のエコーキャンセ
ラ２１に従属接続する。第３のエコーキャンセラ２３は
第１のエコーキャンセラ２１で消去できなかったエコー
経路の変動分を打ち消す。第２の消去量検出手段２７で
検出される。第２のエコー消去量Ｌｓｉｎ／Ｌｓｏｕｔ
３が急速に大きくなり、これが期待値Ｅ　Ｌｓｉｎ／Ｌ
ｓｏｕｔ　より大きくなると、第２の制御手段３０は期
待値算出手段２８に対し、算出される期待値ＥＬｓｉｎ
／Ｌｓｏｕｔ　を小さくするように制御するとともに第
１のスイッチ２４をａ側、第２のスイッチ２５をｄ側に
倒すように制御する。第１のスイッチ２４がａ側、第２
のスイッチ２５がｄ側に倒れている状態は、第１および
第２のエコーキャンセラ２１、２２が従属接続され、送
信出力として第２のエコーキャンセラ２２の出力が選択
されている状態で遅延時間０〜Ｔ２までのエコーが消去
されている。

【００２３】以上のように第１の実施例によれば、エネ
ルギーレベルの高く遅延時間の短いエコーを第１のエコ
ーキャンセラ２１で消去し、多次反射、残響などによる
比較的エネルギーレベルの低く、遅延時間の長い（Ｔ１
〜Ｔ２）エコーを第２のエコーキャンセラ２２で消去す
る。遠端話者だけが発生している状態では、第１のスイ
ッチ２４により第２のエコーキャンセラ２２を第１のエ
コーキャンセラ２１に従属接続し、第２のスイッチ２５
により第２のエコーキャンセラの出力を送信出力に選択
することにより遅延時間０からＴ２までの遅れのエコー
を消去することができる。また、ダブルトークが発生す
ると、第１のエコー消去量検出手段２６により検出され
る第１および第２のエコーキャンセラ２１、２２による
エコー消去量が、期待値算出手段２８により算出される
期待値より小さくなり、第１の制御手段２９でダブルト
ークであると判定して適応を停止し、ダブルトークによ
る歪の発生を防止できる。このとき、第１のスイッチ２
４により第１のエコーキャンセラ２１に第３のエコーキ
ャンセラ２３が従属接続されているが、第２の制御手段
３０により一定時間後（エコーキャンセラの収束時間×
２程度）に、第２のスイッチ２５が送信出力を第３のエ
コーキャンセラ２３の出力から第１のエコーキャンセラ
２１の出力に切り換えることにより、第３のエコーキャ
ンセラ２３によって発生する歪は僅かの時間で防止でき
る。さらに、エコー経路の変動に対しては、第１の制御
手段２９が第１のエコーキャンセラ２１の適応が停止し
たとき、第１のスイッチ２４により第３のエコーキャン
セラ２３を第１のエコーキャンセラ２１に従属接続し、
第１のエコーキャンセラ２１で消去できなかったエコー
経路の変動分の直接音と初期反射音を第３のエコーキャ
ンセラ２３により打ち消すことができる。このことによ
り、エコー経路の変化に対して、即追従することができ
る。そして、第２のエコー消去量検出手段２７で検出さ
れる第１および第３のエコーキャンセラ２１、２３によ
る第２のエコー消去量が大きくなり、期待値算出手段２
８により算出した期待値より大きくなると、前述の遠端
話者だけの状態に戻り、第１および第２のエコーキャン
セラ２１、２２により大きなエコー消去量が得られる。 以上のようにして、エコー経路の変化に即座に追従でき
かつダブルトーク状態でも殆ど歪を生じることがない高
性能の反響抑圧が行えることになる。さらに、第２およ
び第３のエコーキャンセラ２２、２３は同時に動作する
ことがないため、従来のエコーキャンセラ１台分と同等
のハードウェア規模で実現することができる。

【００２４】図３は本発明の第２の実施例の反響消去装
置の構成を示すブロック図である。図３において、第１
の実施例と異なるのは、インパルス応答加算手段４１を
第１および第２のエコーキャンセラ２１、２３、第２の
制御手段３０に接続して設け、第２の制御手段３０で制
御する点である。インパルス応答加算手段４１は第１の
エコーキャンセラ２１のインパルス応答に第２のエコー
キャンセラ２２のインパルス応答を加算して第１および
第２のエコーキャンセラ２１、２２の新しいインパルス
応答として第１のエコーキャンセラ２１に転送するよう
に構成されている。

【００２５】以上のように構成された反響消去装置につ
いて、以下その動作を説明する。なお、遠端話者だけが
発声している状態、およびダブルトーク状態での動作は
第１の実施例と同様である。

【００２６】以下、エコー経路に変動が生じたときの動
作について説明する。エコー経路に変動が生じても、第
１および第２のエコーキャンセラ２１、２２は即座に新
しいエコー経路特性を推定できないため、第１のエコー
消去量Ｌｓｉｎ／Ｌｓｏｕｔ２が小さくなる。エコー経
路の変動で大きくエコー消去量が劣化するのは直接波、
初期反射波部分でのエコー打ち消し量の劣化が生じてい
るときである。 そこで、第１のエコー消去量Ｌｓｉｎ／Ｌｓｏｕｔ２が
、期待値算出手段２８で算出した期待値Ｅ　Ｌｓｉｎ／
Ｌｓｏｕｔ　より小さくなった場合、第１の制御手段２
９が第１のエコーキャンセラ２１の適応を停止し、第１
のスイッチ２４をｂ側に倒し、第３のエコーキャンセラ
２３を第１のエコーキャンセラ２１に従属接続し、第１
のエコーキャンセラ２１で消去できなかったエコー経路
の変動分を打ち消す。以上の動作は、第１の実施例と同
様である。第２の消去量検出手段２７で検出される第２
のエコー消去量Ｌｓｉｎ／Ｌｓｏｕｔ３が急速に大きく
なり、これが期待値Ｅ　Ｌｓｉｎ／Ｌｓｏｕｔ　より大
きくなると、第２の制御手段３０は第１のスイッチ２４
をａ側、第２のスイッチ２５をｄ側に倒すように制御す
る。さらに、インパルス応答加算手段４１に対し、第１
のエコーキャンセラ２１のインパルス応答列（ｈ１０，
ｈ１１，・・・・，ｈ１Ｍ）と第３のエコーキャンセラ
２３のインパルス応答列（ｈ３０，ｈ３１，・・・・，
ｈ３Ｎ）の対応する要素を加算し（ｈ１０＋ｈ３０，ｈ
１１＋ｈ３１，・・・・，ｈ１Ｍ＋ｈ３Ｎ）、第１のエ
コーキャンセラ２１の新しいインパルス応答列として第
１のエコーキャンセラ２１に転送する。これにより、第
３のエコーキャンセラ２３で求めたエコー経路のインパ
ルス応答が第１のエコーキャンセラ２１に加算されてい
るため、第１のエコーキャンセラ２１により直接音や、
初期反射音は十分消去され、第１の実施例に比較して、
第２のスイッチ２５がｄ側に切り替わり、第２のエコー
キャンセラ２２の出力Ｓｏｕｔ２を送信出力Ｓｏｕｔと
して選択し、一時的なエコー打ち消しの劣化は起こらな
い。

【００２７】以上のように第２の実施例では、エコー経
路が変動した場合、インパルス応答加算手段４１により
、第３のエコーキャンセラ２３によりエコーが消去され
、第３のエコーキャンセラ２３の推定したインパルス応
答を第１のエコーキャンセラ２１の推定したインパルス
応答に加算することにより、第２のスイッチ２５が送信
出力を第３のエコーキャンセラ２３から、第２のエコー
キャンセラ２２の出力に切り替えたときに、エコーが増
加することを防止することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、エコー経
路の変化に即座に追従することができ、かつ、ダブルト
ーク状態でもほとんど歪を生じることがない高性能の反
響抑圧を行うことができるものである。しかも、第２、
第３のエコーキャンセラは同時に動作することがないた
め、従来のエコーキャンセラ１台分と同等のハードウェ
ア規模で上記効果を実現することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の反響消去装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】音響、回線エコー経路のインパルス応答例を示
す図である。

【図３】本発明の第２の実施例の反響消去装置の構成を
示すブロック図である。

【図４】従来の反響消去装置の構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

２１　　第１のエコーキャンセラ ２２　　第２のエコーキャンセラ ２３　　第３のエコーキャンセラ ２４　　第１のスイッチ ２５　　第２のスイッチ ２６　　第１のエコー消去量検出手段 ２７　　第２のエコー消去量検出手段 ２８　　期待値算出手段 ２９　　第１の制御手段 ３０　　第２の制御手段 ３３　　送信入力端子 ３４　　送信出力端子 ４１　　インパルス応答加算器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　遅延時間０から遅延時間Ｔ１までの遅
   れのエコーを消去する第１のエコーキャンセラと、前記
   遅延時間Ｔ１から遅延時間Ｔ２までの遅れのエコーを消
   去する第２のエコーキャンセラと、前記遅延時間０から
   前記遅延時間Ｔ２−前記遅延時間Ｔ１までの遅れのエコ
   ーを消去する第３のエコーキャンセラと、前記第１のエ
   コーキャンセラに前記第２もしくは第３のエコーキャン
   セラを従属接続するように切り換える第１のスイッチと
   、送信出力として前記第１、第２および第３のエコーキ
   ャンセラのうちいずれかの出力を選択するように切り換
   える第２のスイッチと、送信入力信号レベルと第２のエ
   コーキャンセラの送信出力信号レベルの比である第１の
   エコー消去量を検出する第１のエコー消去量検出手段と
   、前記送信入力信号レベルと前記第３のエコーキャンセ
   ラの送信出力信号レベルの比である第２のエコー消去量
   を算出する第２のエコー消去量検出手段と、前記第１の
   エコー消去量からエコー消去量の期待値を算出する期待
   値算出手段と、前記第１のエコー消去量と前記期待値算
   出手段で算出された期待値を比較し、前記第１のエコー
   消去量が前記期待値より小さいとき前記第１のエコーキ
   ャンセラの適応および前記第２のエコーキャンセラの動
   作を停止させるとともに前記第１のスイッチにより前記
   第３のエコーキャンセラを前記第１のエコーキャンセラ
   に従属接続して適応動作させ、前記第２のスイッチによ
   り前記第３のエコーキャンセラの出力を送信出力として
   選択し、また、前記第１のエコー消去量が期待値より大
   きいときには、前記第１および第２のエコーキャンセラ
   の適応を行い、前記第１のスイッチにより前記第２のエ
   コーキャンセラを前記第１のエコーキャンセラに従属接
   続し、前記第２のスイッチにより前記第２のエコーキャ
   ンセラの出力を送信出力とするとともに、前記第３のエ
   コーキャンセラの動作を停止するように制御する第１の
   制御手段と、前記第１の制御手段が前記第２のエコーキ
   ャンセラの動作を停止させたとき、前記第２のエコー消
   去量と期待値を比較し、前記第２のエコー消去量が前記
   期待値より大きくなったときに、前記期待値算出手段に
   対して前記期待値を急速に下げ、前記第１のスイッチに
   より前記第２のエコーキャンセラを前記第１のエコーキ
   ャンセラに従属接続させ、前記第２のスイッチにより前
   記第２のエコーキャンセラの出力を選択するように制御
   し、また前記第２のエコー消去量が前記期待値より小さ
   いときには、前記第２のスイッチにより一定時間の間、
   前記第３のエコーキャンセラの出力を送信出力とした後
   、前記第１のエコーキャンセラの出力を送信出力に切り
   換えるように制御する第２の制御手段とを備えた反響消
   去装置。
2. 【請求項２】　　遅延時間０から遅延時間Ｔ１までの遅
   れのエコーを消去する第１のエコーキャンセラと、前記
   遅延時間Ｔ１から遅延時間Ｔ２までの遅れのエコーを消
   去する第２のエコーキャンセラと、前記遅延時間０から
   前記遅延時間Ｔ２−前記遅延時間Ｔ１までの遅れのエコ
   ーを消去する第３のエコーキャンセラと、前記第１のエ
   コーキャンセラに前記第２もしくは第３のエコーキャン
   セラを従属接続するように切り換える第１のスイッチと
   、送信出力として前記第１、第２および第３のエコーキ
   ャンセラのうちいずれかの出力を選択するように切り換
   える第２のスイッチと、送信入力信号レベルと前記第２
   のエコーキャンセラの送信出力信号レベルの比である第
   １のエコー消去量を検出する第１のエコー消去量検出手
   段と、前記送信入力信号レベルと前記第３のエコーキャ
   ンセラの送信出力信号レベルの比である第２のエコー消
   去量を算出する第２のエコー消去量検出手段と、前記第
   １のエコー消去量からエコー消去量の期待値を算出する
   期待値算出手段と、前記第１のエコー消去量と前記期待
   値算出手段で算出した期待値を比較し、前記第１のエコ
   ー消去量が前記期待値より小さいとき、前記第１のエコ
   ーキャンセラの適応および前記第２のエコーキャンセラ
   の動作を停止させるとともに前記第１のスイッチにより
   前記第３のエコーキャンセラを前記第１のエコーキャン
   セラに従属接続して適応動作させ、前記第２のスイッチ
   により前記第３のエコーキャンセラの出力を送信出力と
   して選択し、また、前記第１のエコー消去量が前記期待
   値より大きいときには前記第１および第２のエコーキャ
   ンセラの適応を行い前記第１のスイッチにより前記第２
   のエコーキャンセラを前記第１のエコーキャンセラに従
   属接続し、前記第２のスイッチにより前記第２のエコー
   キャンセラの出力を送信出力とするとともに前記第３の
   エコーキャンセラの動作を停止するように制御する第１
   の制御手段と、前記第１のエコーキャンセラのインパル
   ス応答に前記第２のエコーキャンセラのインパルス応答
   を加算して前記第１のエコーキャンセラに転送するイン
   パルス応答加算手段と、前記第１の制御手段が前記第２
   のエコーキャンセラの動作を停止したとき、前記第２の
   エコー消去量と期待値を比較し、前記第２のエコー消去
   量が前記期待値より大きくなったときに、前記期待値算
   出手段に対して前記期待値を急速に下げ、前記インパル
   ス応答加算手段を動作させ、さらに、前記第１のスイッ
   チにより前記第２のエコーキャンセラを前記第１のエコ
   ーキャンセラに従属接続させ、前記第２のスイッチによ
   り前記第２のエコーキャンセラの出力を選択するように
   制御し、また、第２のエコー消去量が前記期待値より小
   さいときには、前記第２のスイッチにより一定時間の間
   、前記第３のエコーキャンセラの出力を送信出力とした
   後、前記第１のエコーキャンセラの出力を送信出力に切
   り換えるように制御する第２の制御手段とを備えた反響
   消去装置。