JPH0435231A - 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】 〔概要〕 ハイブリッド回路を介して回り込むエコー成分を打ち消
すエコーキャンセラに関し、 擬似的なダブルトーク状態か本来のダブルトーク状態か
を識別し、エコーキャンセラを正常に動作させることを
目的とし、 擬似エコー発生部からの擬似エコー信号を減算回路に加
えて、ハイブリッド回路を介して回り込むエコー成分を
打ち消し、該エコー成分の打ち消し残差信号が零となる
ように前記擬似エコー発生部のタップ係数をタップ係数
更新部により更新し、且つダブルトーク検出部によりダ
ブルトークを検出した時に前記タップ係数更新部の更新
動作を停止させるエコーキャンセラに於いて、前記ダブ
ルトーク検出部によりダブルトークを検出したことによ
り起動され、該ダブルトークの状態が設定時間以上継続
した時に、前記ダブルトーク検出部の検出閾値を低減さ
せるダブルトーク状態゛継続時間測定部を設けて構成し
た。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ハイブリッド回路を介して回り込むエコー成
分を打ち消すエコーキャンセラに関するものである。

２線４線変換を行うハイブリッドトランス等のハイブリ
ッド回路が理想的な構成の場合には、４線回線の受信端
子から４線回線の送信端子へ回り込むエコー成分は生じ
ないものであるが、実際には、ハイブリッド回路を介し
て回り込むエコー成分が生じ、比較的長距離の回線又は
高能率符号化回線に於いては、遅延量が比較的大きくな
るから、エコー成分による通話品質の劣化が生じる。従
って、このエコー成分を打ち消す為のエコーキャンセラ
が設けられている。

このエコーキャンセラは、ハイブリッド回路を含むエコ
ー経路の特性を推定して、４線回線の受信端子からの信
号を基に擬似エコー成分を発生させ、この擬似エコー成
分によりエコー成分を打ち消すものである。

〔従来の技術〕

長距離回線に於いては、送信と受信とを分離した４線回
線とする場合が一般的であり、電話機が接続された２線
回線と４線回線との間を接続する為のハイブリッド回路
が設けられることになる。

例えば、第６図に示すように、電話機６１．６２は２線
回線を介してハイブリッド回路６３．６４に接続され、
ハイブリッド回路６３．６４の４線回線側は、送信と受
信とに分離されることになる。

このハイブリッド回路６３．６４を含む点線のエコー経
路を介して、２線回線側へ送出すべき信号の一部が折返
されることになり、これがエコー成分となるものであり
、通常の国内回線に於いては回線遅延時間が５０ｍ５程
度の比較的小さいものであるから、このエコー成分によ
る通話品質の劣化は余り問題とならない。しかし、国際
回線或いは高能率符号化回線に於いては、３００〜５０
０ｍ５程度以上の比較的大きい回線遅延時間となるから
、自分の声のエコーを聴きながら話をすることになり、
通話品質が劣化することになる。

このようなエコー成分を打ち消す為に、エコーキャンセ
ラ６５．６６が設けられるもので、エコーキャンセラ６
５．６６は、エコー経路の特性を推定して擬似エコー信
号を出力する擬似エコー発生部６７．６８と、実際のエ
コー成分から擬似エコー信号を差し引（減算回路６９．
７０とから構成されている。擬似エコー発生部６７．６
８は、例えば、トラスバーサルフィルタにより構成され
、エコー経路のインパルス応答を推定するもので、この
インパルス応答の変化に対応する為に、フィルタ係数を
受信信号を用いて適応的に更新する構成が採用されてい
る。この場合のアルゴリズムは、ＬＭＳ法、最大傾斜法
、学習同定法等が知られており、それらの中で、ハード
ウェア構成が簡単で特性が比較的良い学習同定法を用い
る場合が多いものである。

第７図は高能率符号化回線の説明図であり、高能率符号
復号部９１，９２を介して４線回線を接続し、６４Ｋｂ
ｐｓの音声信号を３２Ｋｂｐｓ等に高能率符号化して伝
送するもので、この高能率符号復号部９１，９２を有す
るマルチメディア多重化装置７７．７８に、エコーキャ
ンセラ８９゜９０が設けられ、エコーキャンセラ８９．
９０により、交換機７５．７６のハイブリッド回路７９
８０を介したエコー成分を打ち消すものである。

この交換機７５．７６と電話機７１．７２とは公衆網７
３．７４を介して接続された場合を示しているが、直接
、交換機７５．７６に電話機７１７２が収容される場合
もある。

又交換機７５．７６とマルチメディア多重化装置７７．
７８とに、減衰器や増幅器等からなるレベル調整部８１
〜８８が設けられ、システム立上時等に於いてレベル調
整が行われる。この場合、単一正弦波を入力して調整す
ることが多い。

［発明が解決しようとする課題］ エコーキャンセラ６５，６６．８９．９０に於いては、
４線回線からの受信信号を基に擬似エコー信号を形成し
、エコー成分の打ち消し残差信号が零となるように、擬
似エコー発生部６７．６８のタップ係数が更新されるも
のであるが、２線回線から４線回線への送信信号も含ま
れる場合は、エコー成分の打ち消し残差信号が大きくな
ったものと誤認することになる。従って、４線回線から
２線回線への遠端話者からの信号と、２線回線から４線
回線への近端話者からの信号とが同時的に存在するダブ
ルトーク状態を検出し、ダブル）　−り状態に於いては
タップ係数の更新を停止し、その直前のタップ係数を保
持してエコー成分の打ち消しを行うことになる。

その場合のエコー経路損失を、ＣＣＩＴＴ（国際電信電
話諮問委員会）勧告では６ｄＢ以上と規定されており、
少なくとも６ｄＢ未満の場合にはダブルトーク状態と判
定可能となっている。

又レベル調整部８１〜８８の調整は、例えば、８１０Ｈ
ｚ等の正弦波を用いて行うことが多く、例えば、回線の
周波数特性が第８図に示すように、８１０Ｈｚ近傍の減
衰量が大きい場合、この減衰量を補償するように、レベ
ル調整部８１〜８８に於いては増幅するように調整する
ことになる。

その結果、エコー経路損失が８１０Ｈｚ付近では６ｄＢ
以上となるが、他の周波数では６ｄＢ未満となることが
あると、ダブルトーク状態でもないのに、ダブルトーク
状態と判定し、擬似エコー発生部６７．６８のタップ係
数の更新動作を停止させるから、適応的にエコー成分の
打ち消しができないことになる。

又呼が設定された時点からこのような夕・ンプ係数の更
新動作を停止してしまう場合には、エコー成分の打ち消
しが全く行われない状態となる欠点があった。

本発明は、上述したような擬似的なダブルト−り状態か
本来のダブルトーク状態かを識別し、エコーキャンセラ
を正常に動作させることを目的トするものである。

〔課題を解決するための手段］ 本発明のエコーキャンセラは、本来のダブルトーク状態
を検出できるように、ダブルトーク検出閾値を順次変更
するものであり、第１図を参照して説明する。

擬似エコー発生部１からの擬似エコー信号を減算回路２
に加えて、ハイブリッド回路８を介して回り込むエコー
成分を打ち消し、そのエコー成分の打ち消し残差信号が
零となるように擬似エコー発生部１のタップ係数をタッ
プ係数更新部３により更新し、ダブルトーク検出部４に
よりダブルトークを検出した時にタップ係数更新部３の
更新動作を停止させるエコーキャンセラに於いて、ダブ
ルトーク検出部４によりダブルトークを検出した時に起
動されて、ダブルトーク状態が設定時間以上継続した場
合は、ダブルトーク検出部４の検出閾値を低減させるダ
ブルトーク状態継続時間測定部５を設けたものである。

又呼が接続されたことを検出してダブルトーク状態継続
時間測定部５を動作可能状態とする呼接続検出部６と、
呼が切断されたことを検出してダブルトーク検出部４の
検出閾値を初期状態に戻す呼切断検出部７とを設けたも
のである。

〔作用〕

ダブルトーク検出部４は、４線回線からハイフリット回
路８を介して２線回線への信号電力と、ハイブリッド回
路８から４線回線への信号電力との差が、検出閾値以上
の場合に、片方向通話の状態と判定し、検出閾値未満の
場合にはダブルトーク状態と判定するものである。

ダブルトーク状態継続時間測定部５は、ダブルトーク検
出部４でダブルトークを検出すると、そのダブルトーク
状態の継続時間を測定し、設定時間以上継続する場合は
、ダブルトーク検出部４の検出閾値を低減するものであ
る。即ち、通常の通話状態に於いては、両者が同時に話
をすることは殆どなく、何れか一方が話をすると、他方
はそれを聞くことになる。従って、ダブルトーク状態が
設定時間以上継続した場合は、擬似的なダブルトーク状
態であって、本来のダブルトーク状態ではない。

そこで、ダブルトーク検出部４の初期検出閾値を例えば
ＣＣＩＴＴ勧告の６ｄＢに設定したとすると、擬似的な
ダブルトーク状態の場合は、検出閾値を継続時間に応じ
て一定量低減するものである。それによって、本来のダ
ブルトーク状態のみを検出することができるから、エコ
ーキャンセラを正常に動作させてエコー成分の打ち消し
を行わせることができる。

又呼接続検出部６は、リングバンクトーン等により呼の
接続を検出し、その時点からダブルトーク状態継続時間
測定部５を動作可能状態とし、その時にダブルトーク検
出部４でダブルトークを検出した場合、設定時間以上継
続してダブルトーク状態となると、擬似的なダブルトー
ク状態であるから、ダブルトーク検出部４の検出閾値を
低減させて、本来のダブルトーク状態のみを検出できる
ように制御する。

又呼切断検出部７は、呼が切断されたことを、例えば、
減算回路２の入出力信号電力差等により検出し、ダブル
トーク検出部４の検出閾値を初期値に戻すものである。

それにより、他の回線条件の回線で接続された場合に於
いても、擬似的なダブルトーク検出が住じないように制
御することができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の実施例のブロック図であり、１１は擬
似エコー発生部、１２は減算回路、１３はタップ係数更
新部、１４はダブルトーク検出部、１５はダブルトーク
状態継続時間測定部、１６は呼接続検出部、１７は呼切
断検出部、１８はハイブリッドトランス等のハイブリッ
ド回路、１９は４線回線の受信端子、２０は４線回線の
送信端子、２１．２２は信号電力計算部、２３は比較判
定部、２４は検出閾値設定部、２５．２６はリングバン
クトーン検出部、２７はオア回路、Ｒｉｎは受信人力信
号、Ｒｏｕｔは受信出力信号、Ｓｆｎは送信入力信号、
５ｏｕｔは送信出力信号である。

擬似エコー発生部１１．減算回路１２及びタップ係数更
新部１３は、従来例と同様の構成及び作用を行うもので
あり、又ダブルトーク検出部１４は、例えば、信号電力
計算部２１．２２により、受信入力信号Ｒｉｎと送信入
力信号Ｓｉｎとの信号電力を計算し、それらの差を比較
判定部２３に於いて検出閾値設定部２４に設定された検
出閾値αと比較し、検出閾値α以上の差の場合にはダブ
ルトーク状態ではないと判定し、又検出閾値α未満の差
の場合にはダブルトーク状態と判定する。

この場合の検出閾値αの初期値は、前述のように６ｄＢ
とすることができる。

ダブルトーク検出部１４の比較判定部２３からの判定信
号は、タップ係数更新部１３とダブルトーク状態継続時
間測定部１５とに加えられるもので、ダブルトーク状態
の判定信号によりタップ係数更新部１３の更新動作が停
止され、その直前のタップ係数が保持されて擬似エコー
発生部１１に加えられる。又ダブルトーク状態継続時間
測定部１５が起動されて、ダブルトーク状態の継続時間
の測定を開始し、設定時間以上継続した場合は、擬似的
ダブルトーク状態と判断して、検出閾値設定部２４の検
出閾値αを一定値だけ低減させ、ダブルトーク状態の継
続時間が設定時間以下となるように、検出閾値αを調整
することになる。これにより、系に適した検出閾値αを
設定することができる。

又呼の接続時点からの擬似的ダブルトーク状態に対して
、本来のダブルトーク状態が検出できるように、呼接続
検出部１６により呼の接続を検出した時に、ダブルトー
ク状態継続時間測定部１５を動作可能状態とする。この
呼接続検出部１６は、例えば、リングバックトーン検出
部２５．２６の何れか一方に於いてリングバンクトーン
を検出した時に、相手呼出しを行っている時であるが、
呼の接続と判定して、オア回路２７を介してダブルトー
ク状態継続時間測定部１５にイネーブル信号を加えるこ
とになる。この場合、被呼者不応答により発呼者がオン
フックしたとすると、呼切断検出部１７により切断状態
が検出されるから問題はない。

第３図はダブルトーク状態継続時間測定部のブロック図
であり、受信入力信号Ｒｉｎの信号電力により呼接続状
態を判定して動作可能となる場合を示し、３１は信号電
力計算部、３２．３４は比較器、３３は継続時間測定器
である。以下第４図のフローチャートを参照して動作を
説明する。

ダブルトーク状態継続時間測定部１５の信号電力計算部
３１に於いて受信入力信号Ｒｉｎの信号電力ＰＲｉｎを
計算し、比較器３２に於いて閾値ＴＲ１ｎと比較し、Ｐ
Ｒｉ　ｎ＞ＴＲｉ　ｎか否か判定する■。

受信信号電力ＰＲｉｎが閾値ＴＲ１ｎより大きくない場
合は、呼の接続状態ではないと判定し、又受信信号電力
ＰＲｉｎが閾値ＴＲ１ｎより大きい場合は、呼の接続状
態と判定し、ダブルトーク検出部１４からのダブルトー
ク検出信号が加えられたか否か判定し■、ダブルトーク
検出でない場合は、継続時間測定器３３による測定時間
Ｔｄを０とする■。

ダブルトーク検出部１４からダブルトーク検出信号が加
えられると、継続時間測定器３３は測定時間Ｔｄを所定
時間毎に＋１し■、比較器３４に於いて継続時間閾値Ｔ
ｔと比較し、Ｔｄ≧Ｔｔか否か判定し■、測定時間Ｔｄ
が継続時間閾値Ｔｔにより大きい場合は、擬似的ダブル
トーク状態と判定し、ダブルトーク検出部１４に於ける
検出閾値αから調整量Ｋを減算して次の検出閾値αとし
■、継続時間測定器３３をリセットして測定時間Ｔｄを
０とする■。

以上の動作を繰り返すことにより、ダブルトーク検出部
１４に於ける検出閾値αを最適値に設定することができ
る。

なお、比較器３２の比較出力により呼接続を検出するこ
とになるが、第２図に於ける呼接続検出部１６からの呼
接続検出信号により継続時間測定器３３を動作可能状態
とすることも可能であり、又それらを組合せた論理によ
り、継続時間測定器３３を動作可能状態とすることもで
きる。

第５図は呼切断検出部のブロック図であり、送信入力信
号Ｓｉｎと送信出力信号５ｏｕｔとの信号電力ＰＳｉｎ
、ＰＳｏｕｔを、それぞれ信号電力計算部５１．５２に
於いて計算し、比較器５３５４に於いて閾値ＴＳｉｎ、
ＴＳｏｕｔと比較する。呼が切断された場合は、送信入
力信号Ｓｉｎにエコー成分が含まれていないとすると零
となり、又エコー経路の特性推定を行っているエコーキ
ャンセラの擬似エコー発生部１１からの擬似エコー信号
がなくなるまでに多少の時間がかかる。その為に送信出
力信号５ｏｕｔに擬似エコー信号が含まれることになる
。

そこで、送信入力信号電力ＰＳｉｎが閾値ＴＳｉｎ以下
で、送信出力信号電力ＰＳｏｕｔが閾値ＴＳ　ｏ　ｕ　
を以上である状態を比較器５３．５４により判定し、そ
の状態の場合に、アンド回路５５から呼切断検出信号（
“’１”）が出力されて、ダブルトーク検出部１４に加
えられ、ダブルトーク検出部１４の検出閾値設定部２４
の検出閾値αは初期値の例えば６ｄＢに設定され、次の
呼の接続状態の場合のダブルトーク検出に備えることに
なる。

前述の実施例に於いて、４線回線側が高能率符号化等に
よるディジタル信号で伝送される場合、エコーキャンセ
ラの各部の機能をディジタル・シグナル・プロセッサの
演算機能により実現することも可能である。又ハイブリ
ッド回路１日をハイブリッドトランスにより構成した場
合には、このハイブリッド回路１８とエコーキャンセラ
との間に、受信入力信号をアナログ信号に変換するＤＡ
変換器と、送信入力信号をディジタル信号に変換するＡ
Ｄ変換器とを設ければ良いことになる。又呼接続検出部
１６と呼切断検出部１７とは、他の検出機構とすること
も可能である。

（発明の効果〕 以上説明したように、本発明は、ダブルトーク状態継続
時間測定部５を設けて、ダブルトーク状態の継続時間が
設定時間以上の場合に擬似的ダブルトーク状態と判定し
て、ダブルトーク検出部４の検出閾値を低減させるもの
で、周波数特性の良好でない回線の場合に於けるレベル
調整の結果、擬似的ダブルトーク検出が多く発生する場
合でも、検出閾値を回線特性に適合するように自動的に
調整することができるから、本来のダブルトークのみを
検出することが可能となり、エコー成分の打ち消しを確
実に行わせることができる。

又呼接続検出部６と呼切断検出部７とを設けて、呼接続
によりダブルトーク状態継続時間測定部５を動作可能状
態とし、呼接続時点からの擬似的ダブルトーク状態であ
っても、ダブルトークの検出閾値を自動調整することが
できるから、エコーキャンセラを正常に動作させること
が可能となる。

又呼切断検出部７により呼の切断を検出した時に、ダブ
ルトーク検出部４の検出閾値を初期状態に戻すことによ
り、次に異なる回線を介して呼が接続された場合のダブ
ルトーク検出を初期状態から開始することができる。

従って、エコーキャンセラを正常に動作させてエコー成
分を打ち消し、通話品質の劣化を防止することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
のブロック図、第３図はダブルトーク状態継続時間測定
部のブロック図、第４図はダブルトーク状態継続時間測
定部のフローチャート、第５図は呼切断検出部のブロッ
ク図、第６図はエコーキャンセラの説明図、第７図は高
能率符号化回線の説明図、第８図は回線の周波数特性曲
線図である。 １は擬イ以エコー発生部、２は減算回路、３はタップ係
数更新部、４はダブルトーク検出部、５はダブルトーク
状態継続時間測定部、６は呼接続検出部、７は呼切断検
出部、８はハイブリッド回路である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、擬似エコー発生部（１）からの擬似エコー信号
   を減算回路（２）に加えて、ハイブリッド回路を介して
   回り込むエコー成分を打ち消し、該エコー成分の打ち消
   し残差信号が零となるように前記擬似エコー発生部（１
   ）のタップ係数をタップ係数更新部（３）により更新し
   、且つダブルトーク検出部（４）によりダブルトークを
   検出した時に前記タップ係数更新部（３）の更新動作を
   停止させるエコーキャンセラに於いて、 前記ダブルトーク検出部（４）によりダブルトークを検
   出したことにより起動され、該ダブルトークの状態が設
   定時間以上継続した時に、前記ダブルトーク検出部（４
   ）の検出閾値を低減させるダブルトーク状態継続時間測
   定部（５）を設けたことを特徴とするエコーキャンセラ
   。
2. （２）、呼が接続されたことを検出して前記ダブルトー
   ク状態継続時間測定部（５）を動作可能状態とする呼接
   続検出部（６）と、 呼が切断されたことを検出して前記ダブルトーク検出部
   （４）の検出閾値を初期状態に戻す呼切断検出部（７）
   とを設けた ことを特徴とする請求項１記載のエコーキャンセラ。