JPH0621919A - 音声秘話装置の送信装置および受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 送信装置で送信信号に雑音を重畳し、秘話信
号として伝送し、受信装置で適応形エコーキャンセラを
用いて雑音を参照して秘話信号に含まれる音声信号を抽
出する音声秘話装置において、伝送路で急激な減衰量変
化に適応形エコーキャンセラが短時間で追従しきれいな
い為に発生する残差を軽減する。 【構成】 送信装置では、送信雑音発生回路２０２で発
生された送信雑音信号と監視信号発生回路２０４で発生
された監視信号と送信音声信号とを加算回路２０４で加
算した信号を秘話信号として出力する。受信装置では、
帯域ろ波回路２２３で抽出された監視信号のレベルをレ
ベル再生回路２２５で再生し、このレベルの大小に追従
して基準雑音発生回路２２７から発生された基準雑音信
号を掛算回路２２８で掛算して、この出力信号を適応形
エコーキャンセラ２２９の参照信号として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は音声信号の秘話装置に関
し、特に送信側で、送信音声信号の全周波数帯域でパワ
ースペクトルが大幅平坦となる周期的雑音信号に送信音
声信号を重畳させた秘話信号を送出し、受信側で、適応
形エコーキャンセラを用いて基準雑音信号を参照して、
受信した秘話信号から送信音声信号を抽出する秘話装置
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の音声秘話装置として、送信側で、
送信音声信号の全周波数帯域に亘りパワースペクトルが
大幅平坦となる雑音信号に送信音声信号を重畳させた秘
話信号を送出し、受信側で、適応形エコーキャンセラを
用いて受信された秘話信号から音声信号を抽出するもの
が提案されている（特開平２−７６３６号公報参照）。

【０００３】また、他の従来の音声秘話装置として、図
６に示されるものが提案されている。音声秘話装置は、
送信音声信号を秘話処理して秘話信号を送出する送信装
置と、この送信装置から送信されてきた音声秘話信号を
受信し、この受信した秘話信号から送信音声信号を復調
して受信音声信号を出力する受信装置とを有する。

【０００４】送信装置は、送信側入力端子１０１と、送
信雑音発生回路１０２と、加算回路１０３と、送信側出
力端子１０４とを備えている。送信側入力端子１０１に
は送信音声信号が入力される。この送信側入力端子１０
１から送信音声信号が加算回路１０３に供給される。送
信雑音発生回路１０２は送信雑音信号を発生する。この
送信雑音信号は加算回路１０３に供給される。加算回路
１０３は、送信音声信号と送信雑音信号とを加算し、こ
の加算した信号を秘話信号として送信側出力端子１０４
を介して伝送路１１１に送出する。

【０００５】受信装置は、受信側入力端子１２１と、基
準雑音発生回路１２２と、適応形エコーキャンセラ１２
３と、打消量推定回路１２４と、ミュート回路１２５
と、受信側出力端子１２６とを備えている。受信側入力
端子１２１には伝送路１１１を介して送信装置から秘話
信号が入力される。この受信した秘話信号は、適応形エ
コーキャンセラ１２３と打消量推定回路１２４とに供給
される。基準雑音発生回路１２２は基準雑音信号を発生
する。この基準雑音信号は適応形エコーキャンセラ１２
３に供給される。適応形エコーキャンセラ１２３は、受
信した秘話信号を基準雑音信号に基づいて適応的にエコ
ーキャンセルし、このエコーキャンセルした信号を出力
する。このエコーキャンセルした信号は打消量推定回路
１２４に供給される。打消量推定回路１２４は、受信し
た秘話信号に含まれる送信雑音成分とエコーキャンセル
した信号に現れる残差分とのレベル比較を行い、このレ
ベル差を近似的に打消量と推定する。ミュート回路１２
５は、打消量が期待値に較べて小さいと推定された時に
エコーキャンセルした信号をミュートする。このミュー
ト回路１２５の出力信号は、受信音声信号として受信側
出力端子１２６から出力される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の音声秘話装置は、送信装置で、送信音声信号の全周波
数帯域内でパワースペクトルが大略平坦となる周期的な
雑音信号で送信音声信号をマスクしている。この時、秘
話信号は、送信音声信号のレベルに較べてより高いレベ
ルの送信雑音信号を含んでいる。従って、伝送される秘
話信号に含まれる送信音声信号レベルは、相対的に、通
常の電話での音声信号レベルに較べて、低いレベルで伝
送される。この為、本装置での音声信号の伝送と再生過
程においては、再生音声信号の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）
をより低下させることのないように、特に配慮が必要と
なる。

【０００７】更に、送信装置あるいは受信装置が自動車
等の移動体に搭載され、この移動体がトンネル等の電波
障害物を通過する際には、一時的に受信されるべき秘話
信号は大幅に減衰する。

【０００８】移動体が電波障害物（トンネル）を抜け
て、受信されるべき秘話信号のレベルは回復する。しか
しながら、適応形エコーキャンセラのタップ係数の修正
速度に起因する追従性等によって、適応形エコーキャン
セラで充分な打消量が得られない。この結果、打消誤差
としての雑音が生じて、この雑音が音声秘話装置の出力
に現れ、通話品質を劣化させるという欠点があった。

【０００９】この点の事情について、更に詳述する。従
来の打消量推定回路では、打消量の推定に適応形エコー
キャンセラの入力端に導かれた秘話信号と適応形エコー
キャンセラの出力端に現れる低レベルの再生音声信号と
いう異なる信号間で、且つレベル差の大きな信号間のパ
ワー比較が行われる。この為、打消量推定回路において
より正確な打消量推定値を得るには、充分な積分時間を
必要とした。

【００１０】従って、従来の音声秘話装置では、ミュー
ト回路１２５でミュート機能を動作させるべき打消量推
定量を正確に求めることが難しかった。この結果、従来
の音声秘話装置では、ミュート機能の動作開始時間を小
さくすることと安定にミュート機能を動作させることが
難しかった。

【００１１】それ故に、従来の音声秘話装置では、伝送
路での瞬断や大幅な減衰歪、送信側での通信終了による
秘話信号の断に起因した打消し残差が適応形エコーキャ
ンセラ１２３を介して音声秘話信号の出力端に現れてし
まうという欠点があった。

【００１２】そこで本発明の技術的課題は、上述した問
題点を解消して、伝送路での急激な減衰量変化に適応形
エコーキャンセラが短時間で追従しきれない為に発生す
る残差を低減できる音声秘話装置を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、送信音
声信号を秘話処理して秘話信号を送出する音声秘話装置
の送信装置において、送信雑音信号を発生する送信雑音
発生回路と；監視信号を発生する監視信号発生回路と；
送信音声信号と送信雑音信号と監視信号とを加算し、こ
の加算した信号を秘話信号として出力する加算回路とを
有することを特徴とする音声秘話装置の送信装置が得ら
れる。

【００１４】上記音声秘話装置の送信装置において、送
信雑音発生回路は送信雑音信号として擬似ランダムパタ
ンを発生する擬似ランダムパタン発生回路であり、監視
信号発生回路は監視信号としてデジタル正弦波を発生す
るデジタル正弦波発生回路であり、加算回路は、擬似ラ
ンダムパタンとデジタル正弦波とを加算して、加算した
デジタル信号を出力するデジタル加算回路と；加算した
デジタル信号を加算したアナログ信号に変換するデジタ
ル／アナログ変換回路と；送信音声信号を可変利得増幅
して利得可変増幅した信号を出力する利得可変増幅回路
と；加算したアナログ信号と利得可変増幅した信号とを
加算して、秘話信号を出力するアナログ加算回路とから
成ることが好ましい。

【００１５】また、本発明は、上記送信装置から送信さ
れてきた音声秘話信号を受信し、この受信した秘話信号
から送信音声信号を復調して受信音声信号を出力する音
声秘話装置の受信装置に係る。

【００１６】本発明の第１の態様によれば、上記音声秘
話装置の受信装置は、受信した秘話信号を帯域ろ波し
て、帯域ろ波した信号を出力する帯域ろ波回路と；帯域
ろ波した信号のレベルを再生して、レベル再生信号を出
力するレベル再生回路と；受信した秘話信号を低域ろ波
して、低域ろ波した信号を出力する低域ろ波回路と；基
準雑音信号を発生する基準雑音発生回路と；レベル再生
信号と基準雑音信号とを掛算して、掛算した信号を出力
する掛算回路と；低域ろ波した信号に対して掛算した信
号に基づいて適応的にエコーキャンセルし、このエコー
キャンセルした信号を受信音声信号として出力する適応
形エコーキャンセラとを有することを特徴とする。

【００１７】本発明の第２の態様によれば、上記音声秘
話装置の受信装置は、受信した秘話信号を帯域ろ波し
て、帯域ろ波した信号を出力する帯域ろ波回路と；帯域
ろ波した信号のレンジを検出して、レンジ検出信号を出
力するレンジ検出回路と；受信した秘話信号を低域ろ波
して、低域ろ波した信号を出力する低域ろ波回路と；基
準雑音信号を発生する基準雑音発生回路と；低域ろ波し
た信号に対して基準雑音信号に基づいて適応的にエコー
キャンセルし、このエコーキャンセルした信号を出力す
る適応形エコーキャンセラと；このエコーキャンセルし
た信号に対してレンジ検出信号に基づいてミュートし、
このミュートした信号を受信音声信号として出力するミ
ュート回路とを有することを特徴とする。

【００１８】本発明の第３の態様によれば、上記音声秘
話装置の受信装置は、受信した秘話信号を帯域ろ波し
て、帯域ろ波した信号を出力する帯域ろ波回路と；帯域
ろ波した信号のレベルを再生して、レベル再生信号を出
力するレベル再生回路と；帯域ろ波した信号のレンジを
検出して、レンジ検出信号を出力するレンジ検出回路
と；受信した秘話信号を低域ろ波して、低域ろ波した信
号を出力する低域ろ波回路と；基準雑音信号を発生する
基準雑音発生回路と；レベル再生信号と基準雑音信号と
を掛算して、掛算した信号を出力する掛算回路と；低域
ろ波した信号に対して掛算した信号に基づいて適応的に
エコーキャンセルし、このエコーキャンセルした信号を
出力する適応形エコーキャンセラと；このエコーキャン
セルした信号に対してレンジ検出信号に基づいてミュー
トし、このミュートした信号を前記受信音声信号として
出力するミュート回路とを有することを特徴とする。

【００１９】本発明の第４の態様によれば、上記音声秘
話装置の受信装置は、受信した秘話信号を利得制御信号
に基づいて増幅し、増幅した信号を出力する利得可変増
幅回路と；増幅した信号を帯域ろ波して、帯域ろ波した
信号を出力すると共にこの帯域ろ波した信号を利得可変
増幅回路へ利得制御信号として供給する帯域ろ波回路
と；帯域ろ波した信号のレベルを再生して、レベル再生
信号を出力するレベル再生回路と；増幅した秘話信号を
低域ろ波して、低域ろ波した信号を出力する低域ろ波回
路と；基準雑音信号を発生する基準雑音発生回路と；レ
ベル再生信号と基準雑音信号とを掛算して、掛算した信
号を出力する掛算回路と；低域ろ波した信号に対して前
記掛算した信号に基づいて適応的にエコーキャンセル
し、このエコーキャンセルした信号を受信音声信号とし
て出力する適応形エコーキャンセラとを有することを特
徴とする。

【００２０】本発明の第５の態様によれば、上記音声秘
話装置の受信装置は、受信した秘話信号を利得制御信号
に基づいて増幅し、増幅した信号を出力する利得可変増
幅回路と；増幅した信号を帯域ろ波して、帯域ろ波した
信号を出力すると共にこの帯域ろ波した信号を利得可変
増幅回路へ利得制御信号として供給する帯域ろ波回路
と；帯域ろ波した信号のレンジを検出して、レンジ検出
信号を出力するレベル検出回路と；増幅した秘話信号を
低域ろ波して、低域ろ波した信号を出力する低域ろ波回
路と；基準雑音信号を発生する基準雑音発生回路と；低
域ろ波した信号に対して基準雑音信号に基づいて適応的
にエコーキャンセルし、このエコーキャンセルした信号
を出力する適応形エコーキャンセラと；このエコーキャ
ンセルした信号に対してレンジ検出信号に基づいてミュ
ートし、このミュートした信号を受信音声信号として出
力するミュート回路とを有することを特徴とする。

【００２１】本発明の第６の態様によれば、上記音声秘
話装置の受信装置は、受信した秘話信号を利得制御信号
に基づいて増幅し、増幅した信号を出力する利得可変増
幅回路と；増幅した信号を帯域ろ波して、帯域ろ波した
信号を出力すると共にこの帯域ろ波した信号を利得可変
増幅回路へ利得制御信号として供給する帯域ろ波回路
と；帯域ろ波した信号のレベルを再生して、レベル再生
信号を出力するレベル再生回路と；帯域ろ波した信号の
レベルを検出して、レベル検出信号を出力するレベル検
出回路と；増幅した秘話信号を低域ろ波して、低域ろ波
した信号を出力する低域ろ波回路と；基準雑音信号を発
生する基準雑音発生回路と；レベル再生信号と基準雑音
信号とを掛算して、掛算した信号を出力する掛算回路
と；低域ろ波した信号に対して掛算した信号に基づいて
適応的にエコーキャンセルし、このエコーキャンセルし
た信号を出力する適応形エコーキャンセラと；このエコ
ーキャンセルした信号に対してレベル検出信号に基づい
てミュートし、このミュートした信号を受信音声信号と
して出力するミュート回路とを有することを特徴とす
る。

【００２２】

【実施例】以下，本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２３】図１を参照すると、本発明の第１の実施例
による音声秘話装置は、送信音声信号を秘話処理して秘
話信号を送出する送信装置と、この送信装置から送信さ
れてきた音声秘話信号を受信し、この受信した秘話信号
から送信音声信号を復調して受信音声信号を出力する受
信装置とを有する。

【００２４】送信装置は、送信側入力端子２０１と、送
信雑音発生回路２０２と、監視信号発生回路２０３と、
加算回路２０４と、送信側出力端子２０５とを備えてい
る。

【００２５】送信側入力端子２０１には送信音声信号が
入力される。送信雑音発生回路２０２は、送信音声信号
の全周波数帯域内でパワースペクトルが大略平坦で、且
つ周期的に同一波形の送信雑音信号を発生する。尚、こ
の送信雑音信号は、送信音声信号の秘話強度上、白色雑
音に類似した方が効果的である。監視信号発生回路２０
３は、監視信号として正弦波信号を発生する。加算回路
２０４は、送信音声信号と送信雑音信号と監視信号（正
弦波信号）とを加算する。この加算した信号は、送信側
出力端子２０５から伝送路２１１へ送出される。伝送路
２１１は、例えば、電話回線や空間である。

【００２６】この時の送信音声信号、送信雑音信号、お
よび監視信号のそれぞれの信号レベルは大略次のように
選ばれる。例えば、秘話信号が傍受されたとしても、送
信音声信号は聴覚上認識できない程度に送信雑音信号で
マスキングされている。一般に、音声信号に白色雑音が
重畳された場合、音声信号の明瞭度は、−２０ｄＢ程度
の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）で０％になる。秘話信号に含
まれる音声信号と雑音信号との相対レベルは、前述の明
瞭度をもとに許容される程度に選ばれる。

【００２７】一方、監視信号の周波数は、送信音声信号
にも送信雑音信号にも周波数軸上で重複しない単一周波
数に選ばれる。又、送信音声信号、送信雑音信号、およ
び監視信号のそれぞれのレベルは、伝送路２１１で秘話
信号に非直線歪を与えず、且つ受信側で精度よく伝送路
２１１での減衰量変化に追従して、後述の掛算の為の係
数が得られるように設定される。

【００２８】図２に送信装置の加算回路２０４の詳細と
その周辺部分を示す。送信雑音発生回路２０２は、一般
的な擬似ランダムパタン発生回路である最大長周期系列
発生回路（Ｍ系列発生回路）、ＰＮパタン発生回路の出
力信号を取り出すことで実現される。監視信号発生回路
２０３は、監視信号である正弦波信号をデジタルデータ
として発生する。これは、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）
に記憶されたデジタル正弦波信号のデータを読み出すこ
とで実現される。

【００２９】加算回路２０４は、これら送信雑音発生回
路２０２のデジタルデータと監視信号発生回路２０３の
出力データと送信側入力端子２０１に入力された送信音
声信号とを加算する。

【００３０】加算回路２０４は、デジタル加算回路２０
６と、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換回路２０７
と、アナログ加算回路２０８と、利得可変増幅回路２０
９とから成る。これらデジタル加算回路２０６、デジタ
ル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換回路２０７、アナログ加算
回路２０８、および利得可変増幅回路２０９は、それぞ
れ、アダー、Ｄ／Ａコンバータ、アナログ掛算器、およ
び演算増幅器等の電気部品で実現される。

【００３１】もっと詳細に述べると、デジタル加算回路
２０６は、擬似ランダムパタンとデジタル正弦波とを加
算して、加算したデジタル信号を出力する。デジタル／
アナログ変換回路２０７は、加算したデジタル信号を加
算したアナログ信号に変換する。利得可変増幅回路２０
９は送信音声信号を可変利得増幅して利得可変増幅した
信号を出力する。アナログ加算回路２０８は、加算した
アナログ信号と利得可変増幅した信号とを加算して、秘
話信号を出力する。

【００３２】このように、加算回路２０４で加算した信
号は、秘話信号として送信側出力端子２０５から送出さ
れ、伝送路２１１（図１）を介して受信装置に導かれ
る。

【００３３】図１に戻って、受信装置は、受信側入力端
子２２１と、帯域ろ波回路２２３と、低域ろ波回路２２
４と、レベル再生回路２２５と、基準雑音発生回路２２
７と、掛算回路２２８と、適応形エコーキャンセラ２２
９と、受信側出力端子２３１とを備えている。

【００３４】受信側入力端子２２１には、送信装置から
伝送路２１１を介して秘話信号が導かれる。帯域ろ波回
路２２３は、受信した秘話信号を帯域ろ波して、帯域ろ
波した信号を出力する。換言すれば、帯域ろ波回路２２
３は受信した秘話信号から監視信号のみを抽出する。低
域ろ波回路２２４は、受信した秘話信号を低域ろ波し
て、低域ろ波した信号を出力する。換言すれば、低域ろ
波回路２２４は、受信した秘話信号から送信音声信号と
送信雑音信号とを抽出する。レベル再生回路２２５は、
帯域ろ波した信号のレベルを再生して、レベル再生信号
を出力する。換言すれば、レベル再生回路２２５は、抽
出した監視信号の振幅に比例した直流信号をレベル再生
信号として出力する。従って、レベル再生回路２２５の
出力端には、伝送路２１１の減衰量の変化に追従した直
流信号が出力される。基準雑音発生回路２２７は、送信
雑音発生回路２０２から発生した送信雑音信号と実質的
に同一の基準雑音信号を発生する。

【００３５】掛算回路２２８は、２つの入力信号の積を
求める回路である。すなわち、掛算回路２２８はレベル
再生信号と基準雑音信号とを掛算して、掛算した信号を
出力する。詳細に述べると、掛算回路２２８は、一方の
入力端に入力された基準雑音発生回路２２７から発生さ
れた基準雑音信号と他方の入力端に入力されたレベル再
生回路２２５からの直流信号との積を求める。掛算回路
２２８は外部からの直流レベルで減衰量が制御される抵
抗減衰回路の如く機能する。

【００３６】適応形エコーキャンセラ２２９は、低域ろ
波した信号に対して掛算した信号に基づいて適応的にエ
コーキャンセルし、このエコーキャンセルした信号を受
信音声信号として出力する。

【００３７】適応形エコーキャンセラ２２９についても
っと詳細に説明する。一般的な適応形エコーキャンセラ
は、タップ係数を可変とするトランスバーサルフィルタ
と、サブトラクタと、タップ修正部分とで構成される。
トランスバーサルフィルタは、基準信号を通して、擬似
エコーを合成する。サブトラクタは、この擬似エコーと
実際のエコーとの残差を求める。タップ修正部分は、こ
の残差が最小となる様に、トランスバーサルフィルタの
タップ係数を適応的に修正する。次に、一般的な適応形
エコーキャンセラと本発明による適応形エコーキャンセ
ラ２２９との信号を対比させる。トランスバーサルフィ
ルタの基準信号が本発明の掛算回路２２８の出力信号に
相当する。同様に、実際のエコーに相当する信号が、低
域ろ波回路２２４の出力信号に含まれる送信雑音信号成
分である。残差が適応形エコーキャンセラ２２９の出力
信号に相当し、これが送信音声信号成分に相当する。

【００３８】実際には、この適応形エコーキャンセラ２
２９の出力に擬似エコー合成誤差信号や送話者の送信音
声信号や伝送路２１１での混入雑音が現れることにな
る。本来、残差は送信音声信号の成分だけであることが
望ましい。特に、本発明では、適応形エコーキャンセラ
２２９が残差を最小とすべくトランスバーサルフィルタ
のタップ係数を修正し終えるまでの時間を見掛上小さく
する。

【００３９】以下に、伝送路２１１に大きな伝送損失が
生じた場合、例えば、瞬断を想定して、本実施例の秘話
信号の動作について説明する。ここで、理解を容易にす
るために、掛算回路２２８の入力信号と出力信号とが同
じ、すなわち、掛算回路２２８の掛算の係数が１である
とする。

【００４０】いま、受信装置では、秘話信号が受信さ
れ、適応形エコーキャンセラ２２９は掛算回路２２８を
介して基準雑音発生回路２２７からの基準雑音信号を参
照して、低域ろ波回路２２４の出力信号に含まれる送信
雑音信号成分（エコー成分）を消去し、送信音声信号を
抽出している。この時、トランスバーサルフィルタのタ
ップ係数は、エコー成分とほぼ等しい擬似エコーを合成
するごとく修正され、フィルタの収束状態にある。

【００４１】次に、伝送路２１１の瞬断によって、受信
した秘話信号は、一瞬、急激に減衰し、エコー成分が無
くなる。この時、適応形エコーキャンセラ２２９のトラ
ンスバーサルフィルタのタップ係数は、残差を最小にす
べく、徐々に修正されていく。しかしながら、トランス
バーサルフィルタのタップ係数が残差を最小とすべく収
束するまでの間、残差が適応形エコーキャンセラ２２９
の出力端に現れる。

【００４２】本発明では、この収束までの間に出力され
る残差を小さくするために、秘話信号に含まれるエコー
と同様な減衰を参照される基準雑音信号にも同時に与
え、一度収束し終えたフィルタのタップ係数を殆ど変え
ることなく、残差を小さくするものである。

【００４３】このために、伝送路２１１の減衰量変化、
換言すれば、秘話信号に含まれる監視信号のレベル変化
に追従して、レベル再生回路２２５で監視信号の大きさ
に比例した直流信号を取り出す。次に、この直流信号を
電圧で減衰量が制御される掛算回路２２８を介して減衰
の与えられた基準雑音信号成分を参照されるべき信号と
して適応形エコーキャンセラ２２９に導く。即ち、伝送
路２１１での急激な減衰量変化と同じ減衰量変化を基準
雑音信号にも与えることにより、既に収束した適応形エ
コーキャンセラ２２９のフィルタタップ係数を殆どその
ままに保持することで、適応形エコーキャンセラ２２９
の残差を最小とするものである。

【００４４】又、通話終了時での送信装置からの信号断
についても同様である。更に、伝送路２１１の減衰量が
緩慢に変動する場合は、上述の掛算回路２２８を介在し
た制御動作と適応形エコーキャンセラ２２９自らによっ
て残差を少なくする動作が同時に遂行される。

【００４５】次に、この様な伝送路２１１の減衰量変化
が急激な或いは緩慢な場合の制御の特徴について説明す
る。

【００４６】適応形エコーキャンセラ２２９は、通常の
フィルタタップ係数を可変とするトランスバーサルフィ
ルタと、サブトラクタと、タップ修正部分とを含むもの
である。一般的なこれらの系の安定性と収束時間につい
て述べる。タップ係数を修正する系に含まれる誤差等に
起因する残差の大きさや系の安定性は、タップ係数を修
正すべく時間に関係する。

【００４７】最小の残差とすべく、且つ安定性をより確
保する為には、望ましいタップ係数を得る迄の収束時間
を大きく（収束速度を小さく）する必要がある。

【００４８】従って、本発明では、タップ係数の修正は
ゆっくりと行い、伝送路での急激な減衰量変動に対して
殆どフィルタのタップ係数を修正すること無く、送信音
声信号を抽出する特徴をもっている。

【００４９】次に、上記第１の実施例を実現する上で、
特に留意すべき点について述べる。

【００５０】１つは、受信装置の基準雑音発生回路２２
７の信号発生源と送信装置の送信雑音発生回路２０２の
信号発生源とは、同一のものとする。これは、基準雑音
発生回路２２７の出力信号が送信装置と伝送路２１１、
低域ろ波回路２２４を介して直線歪を伴い、エコーとし
て適応形エコーキャンセラ２２９に入力されることを想
定している。従って、これら雑音信号の発生源は、一般
に知られている擬似ランダムパタン発生回路、例えばＰ
Ｎパタン発生回路、最大長周期系列発生回路（Ｍ系列発
生回路）等の応用が実際的であろう。

【００５１】次に、受信した秘話信号に非直線歪がある
と、再生されるべき音声信号に雑音が含まれる通話品質
を劣化させる原因となる。これは、通常、エコーである
べき雑音信号成分（換言すれば、受信した秘話信号に含
まれている送信雑音信号成分）が非直線歪を与えられて
いると、その歪成分は雑音として再生され、再生された
送信音声信号の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）を劣化させる。
従って、送信音声信号と送信雑音信号と監視信号との加
算時の過負荷による振幅歪の発生に充分注意を払う必要
がある。それ故、送信音声信号の長時間平均レベルをほ
ぼ一定に保つ如き利得可変増幅回路の採用がきわめて有
用である。

【００５２】更に、適応形エコーキャンセラ２２９の２
つの入力信号のレベル変動を時間的に同一となる様に制
御することである。もし、このように制御されないなら
ば、上記第１の実施例の効果が少なくなってしまう。従
って、帯域ろ波回路２２３の入力端からの監視信号のレ
ベル変動がどの程度遅延して、適応形エコーキャンセラ
２２９に供給されている基準雑音信号成分に現れるかが
重要である。そして、この遅延時間を、送信雑音成分が
低域ろ波回路２２４で与えられる遅延時間にできるだけ
近づけることが必要である。

【００５３】図３に本発明の第２の実施例による音声秘
話装置を示す。送信装置の構成は上記第１の実施例と同
一である。受信装置は、第１の実施例のものに比較し
て、レベル再生回路と掛算回路とを取り除き、図３に示
されるように、ミュート回路２３０を適応形エコーキャ
ンセラ２２９の出力端と受信側出力端子２３１との間
に、更にレンジ検出回路２２６を帯域ろ波回路２２３と
出力端とミュート回路２３０との間に配置したものであ
る。

【００５４】レンジ検出回路２２６は帯域ろ波した信号
のレンジを検出して、レンジ検出信号を出力する。換言
すれば、レンジ検出甘露２２６は、受信した監視信号の
レベルに対する上限と下限との２つのしきい値をもち、
この２つのしきい値で与えられる範囲内に監視信号のレ
ベルが存在するか否かを検出する。もし、監視信号のレ
ベルが範囲外である時、レンジ検出回路２２６は、ミュ
ート回路２３０を適応形エコーキャンセラ２２９の出力
を減衰させる如く制御する。すなわち、ミュート回路２
３０は、エコーキャンセルした信号に対してレンジ検出
信号に基づいてミュートし、このミュートした信号を受
信音声信号として出力する。

【００５５】この第２の実施例では、秘話信号が極めて
小さなレベルとなった時、適応形エコーキャンセラ２２
９での小さな残差迄も減少させ、受信側出力端子２３１
での再生音声を大略無音状態にして、受話者の不快感を
軽減する効果がある。又、秘話信号がきわめて大きく、
伝送路２１１で本来あるべき減衰量と異なる時、レンジ
検出回路２２６の出力信号はミュート回路２３０を前述
したように制御する。この必要性は、本来、受信装置に
到達する秘話信号に含まれるエコーのレベルは、必ず受
信装置で参照される基準雑音信号のレベルと比べて小さ
いものとしている。この前提条件と異なる時は、適応形
エコーキャンセラ２２９のフィルタタップ係数に歪が発
生し、複製された擬似エコーは本来のものと全く異なっ
てしまう。この前提は、ダイナミックレンジを有効に利
用する必要性からの条件である。適応形エコーキャンセ
ラ２２９のダイナミックレンジを大きくできるというこ
とは、抽出された音声信号の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）を
大きくできること、換言すれば、雑音の少ない音声信号
を再生できることを意味している。特に、第２の実施例
よる音声秘話装置は、本来必要な送信音声信号を雑音信
号でマスクし、信号対雑音比を小さくして秘話信号とし
ているため、特にその必要性が高い。

【００５６】図４に本発明の第３の実施例による音声秘
話装置を示す。この第３の実施例は、上記第１の実施例
と上記第２の実施例とを組み合わせたものであり、構成
要素の機能と動作は上述の通りである。送信装置或いは
受信装置が、トンネル等の電波障害物内に位置した場合
や伝送路２１１での瞬断の際、第１の実施例は前述の通
りの雑音低減手法であり、第２の実施例は第１の実施例
では取り除けない程度の演算の丸め誤差による雑音の低
減に効果がある。

【００５７】いま、秘話信号を全く受信できないことを
例にしたが、当然ながら、レンジ検出回路２２６の下限
しきい値を越える監視信号を受信できれば、第２の実施
例のミュート回路２３０は抽出された音声号を通すもの
であり、第１の実施例と第２の実施例とは共存可能なも
のである。

【００５８】図５に本発明の第４の実施例による音声秘
話装置を示す。この第４の実施例は、上記第３の実施例
に対して受信信号端に利得可変増幅回路２２２を設け、
レベルの安定化を図ったものである。利得可変増幅回路
２２２は、受信した秘話信号を利得制御信号に基づいて
増幅し、増幅した信号を出力する。帯域ろ波回路２２３
は、帯域ろ波した信号を利得可変増幅回路２２２へ利得
制御信号として供給する。すなわち、利得可変増幅回路
２２２は、帯域ろ波回路２２３の出力端からの監視信号
のレベルを監視し、利得可変増幅回路２２２と帯域ろ波
回路２２３の出力レベルをほぼ一定に保つ。この効果
は、レンジ検出回路２２６の検出のためのレンジを狭く
できると共にミュート回路２３０の動作開始迄の時間を
より短くできるという効果がある。この結果、抽出され
た音声信号に対してミュート回路２３０のミュートを開
始させる時間とレベル範囲を狭く制限し、切断の少ない
音声信号を再生することが出来る。又、レベル再生回路
２２５や掛算回路２２８のダイナミックレンジを小さく
できると共に、適応形エコーキャンセラ２２９のダイナ
ミックレンジを有効に利用できる等の利点がある。

【００５９】利得可変増幅回路２２２は、図１に示す第
１の実施例の音声秘話装置や、図３に示す第２の実施例
の音声秘話装置に設けるようにしても良い。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明で明らかな如く，本発明の音
声秘話信号によれば、伝送路での伝送損失の急激な変動
や瞬断或いは送信終了等による送信装置からの秘話信号
の断の場合に、適応形エコーキャンセラのフィルタタッ
プ係数の修正過程に生じる擬似エコーの合成誤差に起因
する雑音を小さくし、伝送路の緩慢な減衰量変動に対応
した音声秘話装置を実現出来るとう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による音声秘話装置を示
すブロック図である。

【図２】図１に示す音声秘話装置の送信装置の加算回路
の詳細とその周辺を示すブロック図である。

【図３】本発明の第２の実施例による音声秘話装置を示
すブロック図である。

【図４】本発明の第３の実施例による音声秘話装置を示
すブロック図である。

【図５】本発明の第４の実施例による音声秘話装置を示
すブロック図である。

【図６】従来の音声秘話装置を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０１ 送信側入力端子 １０２ 送信雑音発生回路 １０３ 加算回路 １０４ 送信側出力端子 １１１ 伝送路 １２１ 受信側入力端子 １２２ 基準雑音発生回路 １２３ 適応形エコーキャンセラ １２４ 打消量推定回路 １２５ ミュート回路 １２６ 受信側出力端子 ２０１ 送信側入力端子 ２０２ 送信雑音発生回路 ２０３ 監視信号発生回路 ２０４ 加算回路 ２０５ 送信側出力端子 ２０６ デジタル加算回路 ２０７ デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換回路 ２０８ アナログ加算回路 ２０９ 利得可変増幅回路 ２１１ 伝送路 ２２１ 受信側入力端子 ２２２ 利得可変増幅回路 ２２３ 帯域ろ波回路 ２２４ 低域ろ波回路 ２２５ レベル再生回路 ２２６ レンジ検出回路 ２２７ 基準雑音発生回路 ２２８ 掛算回路 ２２９ 適応形エコーキャンセラ ２３０ ミュート回路 ２３１ 受信側出力端子

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信音声信号を秘話処理して秘話信号を
   送出する音声秘話装置の送信装置において、 送信雑音信号を発生する送信雑音発生回路と、 監視信号を発生する監視信号発生回路と、 前記送信音声信号と前記送信雑音信号と前記監視信号と
   を加算し、該加算した信号を前記秘話信号として出力す
   る加算回路とを有することを特徴とする音声秘話装置の
   送信装置。
2. 【請求項２】 前記送信雑音発生回路は前記送信雑音信
   号として擬似ランダムパタンを発生する擬似ランダムパ
   タン発生回路であり、 前記監視信号発生回路は前記監視信号としてデジタル正
   弦波を発生するデジタル正弦波発生回路であり、 前記加算回路は、前記擬似ランダムパタンと前記デジタ
   ル正弦波とを加算して、加算したデジタル信号を出力す
   るデジタル加算回路と、前記加算したデジタル信号を加
   算したアナログ信号に変換するデジタル／アナログ変換
   回路と、前記送信音声信号を可変利得増幅して利得可変
   増幅した信号を出力する利得可変増幅回路と、前記加算
   したアナログ信号と前記利得可変増幅した信号とを加算
   して、前記秘話信号を出力するアナログ加算回路とから
   成ることを特徴とする請求項１記載の音声秘話装置の送
   信装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の送信装置から送信されて
   きた音声秘話信号を受信し、該受信した秘話信号から前
   記送信音声信号を復調して受信音声信号を出力する音声
   秘話装置の受信装置において、 前記受信した秘話信号を帯域ろ波して、帯域ろ波した信
   号を出力する帯域ろ波回路と、 前記帯域ろ波した信号のレベルを再生して、レベル再生
   信号を出力するレベル再生回路と、 前記受信した秘話信号を低域ろ波して、低域ろ波した信
   号を出力する低域ろ波回路と、 基準雑音信号を発生する基準雑音発生回路と、 前記レベル再生信号と前記基準雑音信号とを掛算して、
   掛算した信号を出力する掛算回路と、 前記低域ろ波した信号に対して前記掛算した信号に基づ
   いて適応的にエコーキャンセルし、該エコーキャンセル
   した信号を前記受信音声信号として出力する適応形エコ
   ーキャンセラとを有することを特徴とする音声秘話装置
   の受信装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の送信装置から送信されて
   きた音声秘話信号を受信し、該受信した秘話信号から前
   記送信音声信号を復調して受信音声信号を出力する音声
   秘話装置の受信装置において、 前記受信した秘話信号を帯域ろ波して、帯域ろ波した信
   号を出力する帯域ろ波回路と、 前記帯域ろ波した信号のレンジを検出して、レンジ検出
   信号を出力するレンジ検出回路と、 前記受信した秘話信号を低域ろ波して、低域ろ波した信
   号を出力する低域ろ波回路と、 基準雑音信号を発生する基準雑音発生回路と、 前記低域ろ波した信号に対して前記基準雑音信号に基づ
   いて適応的にエコーキャンセルし、該エコーキャンセル
   した信号を出力する適応形エコーキャンセラと、 該エコーキャンセルした信号に対して前記レンジ検出信
   号に基づいてミュートし、該ミュートした信号を前記受
   信音声信号として出力するミュート回路とを有すること
   を特徴とする音声秘話装置の受信装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の送信装置から送信されて
   きた音声秘話信号を受信し、該受信した秘話信号から前
   記送信音声信号を復調して受信音声信号を出力する音声
   秘話装置の受信装置において、 前記受信した秘話信号を帯域ろ波して、帯域ろ波した信
   号を出力する帯域ろ波回路と、 前記帯域ろ波した信号のレベルを再生して、レベル再生
   信号を出力するレベル再生回路と、 前記帯域ろ波した信号のレンジを検出して、レンジ検出
   信号を出力するレンジ検出回路と、 前記受信した秘話信号を低域ろ波して、低域ろ波した信
   号を出力する低域ろ波回路と、 基準雑音信号を発生する基準雑音発生回路と、 前記レベル再生信号と前記基準雑音信号とを掛算して、
   掛算した信号を出力する掛算回路と、 前記低域ろ波した信号に対して前記掛算した信号に基づ
   いて適応的にエコーキャンセルし、該エコーキャンセル
   した信号を出力する適応形エコーキャンセラと、 該エコーキャンセルした信号に対して前記レンジ検出信
   号に基づいてミュートし、該ミュートした信号を前記受
   信音声信号として出力するミュート回路とを有すること
   を特徴とする音声秘話装置の受信装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の送信装置から送信されて
   きた音声秘話信号を受信し、該受信した秘話信号から前
   記送信音声信号を復調して受信音声信号を出力する音声
   秘話装置の受信装置において、 前記受信した秘話信号を利得制御信号に基づいて増幅
   し、増幅した信号を出力する利得可変増幅回路と、 前記増幅した信号を帯域ろ波して、帯域ろ波した信号を
   出力すると共に該帯域ろ波した信号を前記利得可変増幅
   回路へ前記利得制御信号として供給する帯域ろ波回路
   と、 前記帯域ろ波した信号のレベルを再生して、レベル再生
   信号を出力するレベル再生回路と、 前記増幅した秘話信号を低域ろ波して、低域ろ波した信
   号を出力する低域ろ波回路と、 基準雑音信号を発生する基準雑音発生回路と、 前記レベル再生信号と前記基準雑音信号とを掛算して、
   掛算した信号を出力する掛算回路と、 前記低域ろ波した信号に対して前記掛算した信号に基づ
   いて適応的にエコーキャンセルし、該エコーキャンセル
   した信号を前記受信音声信号として出力する適応形エコ
   ーキャンセラとを有することを特徴とする音声秘話装置
   の受信装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の送信装置から送信されて
   きた音声秘話信号を受信し、該受信した秘話信号から前
   記送信音声信号を復調して受信音声信号を出力する音声
   秘話装置の受信装置において、 前記受信した秘話信号を利得制御信号に基づいて増幅
   し、増幅した信号を出力する利得可変増幅回路と、 前記増幅した信号を帯域ろ波して、帯域ろ波した信号を
   出力すると共に該帯域ろ波した信号を前記利得可変増幅
   回路へ前記利得制御信号として供給する帯域ろ波回路
   と、 前記帯域ろ波した信号のレンジを検出して、レンジ検出
   信号を出力するレベル検出回路と、 前記増幅した秘話信号を低域ろ波して、低域ろ波した信
   号を出力する低域ろ波回路と、 基準雑音信号を発生する基準雑音発生回路と、 前記低域ろ波した信号に対して前記基準雑音信号に基づ
   いて適応的にエコーキャンセルし、該エコーキャンセル
   した信号を出力する適応形エコーキャンセラと、 該エコーキャンセルした信号に対して前記レンジ検出信
   号に基づいてミュートし、該ミュートした信号を前記受
   信音声信号として出力するミュート回路とを有すること
   を特徴とする音声秘話装置の受信装置。
8. 【請求項８】 請求項１記載の送信装置から送信されて
   きた音声秘話信号を受信し、該受信した秘話信号から前
   記送信音声信号を復調して受信音声信号を出力する音声
   秘話装置の受信装置において、 前記受信した秘話信号を利得制御信号に基づいて増幅
   し、増幅した信号を出力する利得可変増幅回路と、 前記増幅した信号を帯域ろ波して、帯域ろ波した信号を
   出力すると共に該帯域ろ波した信号を前記利得可変増幅
   回路へ前記利得制御信号として供給する帯域ろ波回路
   と、 前記帯域ろ波した信号のレベルを再生して、レベル再生
   信号を出力するレベル再生回路と、 前記帯域ろ波した信号のレベルを検出して、レベル検出
   信号を出力するレベル検出回路と、 前記増幅した秘話信号を低域ろ波して、低域ろ波した信
   号を出力する低域ろ波回路と、 基準雑音信号を発生する基準雑音発生回路と、 前記レベル再生信号と前記基準雑音信号とを掛算して、
   掛算した信号を出力する掛算回路と、 前記低域ろ波した信号に対して前記掛算した信号に基づ
   いて適応的にエコーキャンセルし、該エコーキャンセル
   した信号を出力する適応形エコーキャンセラと、 該エコーキャンセルした信号に対して前記レベル検出信
   号に基づいてミュートし、該ミュートした信号を前記受
   信音声信号として出力するミュート回路とを有すること
   を特徴とする音声秘話装置の受信装置。