JPS6298927A - エコ−キヤンセラ - 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】 （発明の属する技術分野） 本発明は、拡声通信等において通話の障害となるエコー
信号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） 拡声通信においては、スピーカで拡声された音声が室内
での反射を繰返しながらマイクロホンに収音されるため
、受信信号が暫く遅れて送信信号に混入する現象が起り
、しばしば通話の自然性が損なわれる。

このため、従来より第１図に示す様にエコーキャンセラ
を回線に挿入してこれを防いでいる。

第１図はエコーキャンセラの説明図である。

第１図において、話者Ａにとって障害となるエコー信号
は話者Ｂ側のスピーカ・マイクロホン系で発生する。

エコーキャンセラは、受信信号ｘ（ｔ）に対する摸擬エ
コー経路１０１の応答信号ｙ　（ｔ）が、受信信号ｘ　
（ｔ）に対するエコー信号ｙ　（ｔ）に等しくなるよう
にｘ　（ｔ）　、　ｙ　（ｔ）を使って摸擬エコー経路
１０１の特性を逐次修正し、ｙ（ｔ）をエコー信号ｙ　
（ｔ）と話者Ｂの送話信号ｎ　（ｔ）よりなる送信信号
ｚ　（ｔ）から減算器１０２で差し引くことによりエコ
ー信号ｙ　（ｔ）を消去し、話者Ｂの送話信号ｎ　（ｔ
）のみを話者Ａに送る。

第２図は従来のエコーキャンセラの構成図である。

このエコーキャンセラー、ディジタルフィルタ２０１、
エコー経路推定回路２０２、受信信号レベル検出回路２
０３、同時通話検出回路２０４、送信信号レベル検出回
路２０５、減算器１０２がら成る。

ディジタルフィルタ２０１はにサンプル時点で荊（ｋ）
＝（護（ｋ）、飢（ｋ）、・・・、ｈ、、（ｋ））’　
　（１）Ｔ：ベクトルの転置 なるＮ個の係数を持つ非巡回型ディジタルフィルタで、
エコー経路推定回路２０２はサンプリングされたｘ　（
ｋ）、　ｚ　（ｋ）によりディジタルフィルタ２０１が
エコー経路特性に一致するようにｉ′１ｌｌｉ（ｋ）を
定める。

この旧（ｋ）の修正は一般に逐次的に 旧（ｋ　＋　１）　＝旧（ｋ）十Δ（ｋ）　　　　　　
　（２）なる演算を繰返し、順次修正項Δ（ｋ）を加え
て行くことにより、ディジタルフィルタ２０１を真のエ
コー経路特性に近付けて行く。

（２）式のΔ（ｋ）の算出には種々の方式があるが、例
えば、学習同定法と呼ばれる方式ではサンプリングされ
た受信信号の系列 Ｘ（ｋ）＝（Ｘ（ｋ）、Ｘ（ｋ−１）、・・・、　Ｘ　
（ｋ−Ｎ＋１））’　　（３）と減算器１０２で求めた
残差信号 ｅ　（ｋ）　＝　ｚ　（ｋ）−ｙ　（ｋ）　＝　ｙ　（
ｋ）＋　ｎ　（ｋ）−ｙ　（ｋ）　　（４）により、 但し　　α　：修正ゲイン（０＜α〈２）ｌｘ（ｋ）ｌ
　：　ｘ（ｋ）のノルム なる演算を行う。

以上の各回路によりエコー経路が推定され、ｎ　（ｋ）
　＝　Ｏの場合には最終的にｙ　（ｋ）　＝　ｙ　（ｋ
）　　　　　　　　（６）となる。

学習同定法を含む多くの推定方式は、同時通話（ｎ≠０
）の場合には旧（ｋ）の推定動作が乱れるため、受話信
号レベル検出回路２０３、送信信号レベル検出回路２０
５により求めた送・受信信号レベルを、同時通話検出回
路２０４で比較することにより同時通話を検出し、この
場合にはΔ（ｋ）＝Ｏとすることにより旧（ｋ）が乱れ
ることを防いでいる。

この同時通話検出は、エコー経路が利得を有さない限り
、送信信号ｚ　（ｋ）中のエコー信号ｙ（ｋ）の１ノベ
ルは受信信号ｘ（ｋ）のレベルを越えることがなく、同
時通信時のみ送話信号ｎ　（ｋ）が加わり、このレベル
比が逆転することを利用している。

送・受信信号レベル検出回路２０３，２０５は一定区間
Ｔサンプルノノルム１ｘ（ｋ）１．Ｉｚ（ｋ）ｆＩＸ（
ｋ）ｌ＝（ｘ”（ｋ）＋ｘ　２（ｋ−１）＋＝−＋ｘ　
２（ｋ−Ｔ＋１））””　　　（７）ＩＺ（ｋ）ｌ＝（
ｚ２（ｋ）＋ｚ２（ｋ−１）ｌ＝＋ｚ’（ｋ−Ｔ＋１）
）””　　（８）但し、 Ｚ　（ｋ）　”　（ｚ　（ｋ）　、　ｚ　（ｋ−１）＋
＝−＋　ｚ　（ｋ−Ｔ＋１））’　　　　　　（９）を
検出し　　　　　　　１２１≧ＩＸ（ｋ）ｌ　　　　　
　　（１０）なる時に同時通話検出回路２０４が同時通
話状態と判断し、制御信号によりΔ（ｋ）＝Ｏとさせ、
推定動作を停止させる。

クリック音やインパルス性雑音などによる誤動作を防止
し、同時通話検出を正確に行うためには、サンプル数丁
を十分に大きくとる必要がある。

このため、同時通話発生から検出までＴサンプルの遅れ
が発生し、この間にエコー経路推定動作が乱れ、この乱
れが同時通話終了以降も残り、エコー信号の消去能力が
低下するという大きな問題があった。

（発明の目的） 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、同時
通話検出直後のエコー経路特性を、同時通話発生直前の
正常値に置き換えることにより消去能力が２碓持される
エコーキャンセラを提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、遅延回路とエコー経路特性記憶回路を用いて
、同時通話が検出された時点で、同時通話が発生する直
前のエコー経路特性をディジタルフィルタに与えること
を特徴とし、同時通話が発生してから検出されるまでの
エコー経路推定の乱れを、以降に持ち越さないことを特
徴とする。

第３図は本発明における同時通話の検出、この間のエコ
ー経路の乱れ、およびエコー消去量の変化の説明図であ
る。

第３図（ａ）に示すように、同時通話が発生すると、第
３図（ｂ）に示すように、送・受信信号レベル検出には
Ｔサンプルを要するため、Ｔサンプル遅れて同時通話の
発生および終了が検出される。

同時通話の発生から検出までのＴサンプルにおいては、
エコー信号ｙ　（ｔ）に送話信号ｎ（ｔ）が付加された
送信信号ｎ　（ｔ）を用いてエコー経路推定を行うため
、第３図（ｃ）に示すように、エコー経路推定の乱れが
生じ、第３図（ｄ）のようにエコー消去量が低下する。

さらに、同時通話が頻繁に繰り返される時には、エコー
経路推定の乱れが累積され、エコー消去量が大きく低下
する。

第３図（ｅ）は本発明によるエコー消去量の変化を従来
の手法と比較して示したものである。

第４図は本発明の一実施例の構成を示す図であり、Ｔサ
ンプル遅延回路４０１およびエコー経路特性記憶回路４
０２を設けて、常にディジタルフィルタ２０１のＴサン
プル前の特性を記憶しておき、同時通話検出回路２０４
で同時通話を検出した場合には、エコー経路特性記憶回
路４０２に記憶されているディジタルフィルタの係数を
、ディジタルフィルタ２０１に転送すると同時にΔ（ｋ
）＝Ｏとして推定動作を停止させる。

従って、頭初Ｔサンプルのエコー経路特性は乱れるもの
の、同時通話が検出された時点でディジタルフィルタ２
０１の係数が乱れる直前の係数に置換えられるため、同
時通話検出以降のエコー経路特性は正常なものとなり、
消去能力を維持したエコーキャンセラが提供できる。

なお、同時通話終了後は通常のエコー経路推定動作を再
開する。

（実施例） 第５図は本発明の他の実施例の構成を示す図である。

ディジタルフィルタ２０１はＮ個の係数を持つ非巡回型
ディジタルフィルタで、Ｎ個の係数はそれぞれデータバ
ス５０１を通してディジタルディレィ（遅延回路）４０
１に送られる。

ディジタルディレィ４０１はＴサンプル分の遅延を付加
するもので、この出力はデータバス５０２を通してＮ個
の係数を記憶できるメモリ４０２に送られる。

同時通話検出回路２０４で同時通話が検出された場合に
は、データバス５０３を通してメモリ４０２の内容をデ
ィジタルフィルタ２０１に送ると同時に制御信号を送り
、 Δ（ｋ）＝Ｏとして推定動作を停止させる。

一般にデータバス５０１，５０２，５０３のデータ転送
時間は十分短く、無視できるものである。もしデータ転
送時間が長く無視できない場合には、ディジタルディレ
ィ４０】の遅延時間をデータ転送に要する時間だけ短く
設定することにより、常にディジタルフィルタ２０１よ
りもＴサンプル前の係数に芽き換えることが可能であり
、同時通話時のエコー経路特性の乱れが同時通話検出に
要するＴサンプルに限られ、同時通話検出以降のエコー
経路特性は正常なものとなる。

なお、ここでは送・受信信号レベル検出にＴサンプルの
ノルムを用いたが、送・受信信号の絶対値′ｒ″時１時
打１υ平均値’：Ｔサンプルに対応する時間）や′Ｆ′
時間内のピーク値を用いて検出する方式を用いても良い
。

また、同時通話検出に送信信号と受信信号のレベル比を
用いたが、残差イａ号と受信信号のレベル比を用いても
良い。

また、エコー経路としてスピーカ・マイクロホン間の音
響的なエコー経路を考えたが、ハイブリッドトランスに
よる電気的なエコー経路を考えても良い。

さらに、全てディジタル処理として説明したが、受信信
号レベル検出回路２０３、同時通話検出回路２０４、送
イ３信号レベル検出回路２０５はアナログ回路であって
も良い。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明を用いれば、同時通話時の
エコー経路特性の乱れが同時通話検出に要する１゛サン
プルに限られ、同時通話検出以降のエコー経路特性は正
常なものとなり、消去能力を維持したエコーキャンセラ
が提供できる。

また、本発明のために追加するハード量も、データバス
、ディジタルディレィ、Ｎタップメモリ、若干の制御機
能等で実現でき、非常に少なくて済む等の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のエコーキャンセラの説明図、第２図は従
来のエコーキャンセラの構成図、第３図は本発明におけ
る同時通話の検出、この間のエコー経路の乱れ、および
エコー消去量の変化の１説明図、 第４図は本発明の一実施例の構成を示す図。 第５図は本発明の他の実施例の構成を示す図である。 １０１　　・　摸擬エコー経路、１０２・・・減算器、
１０３　　・　スピーカ、１０４・・・マイクロホン、
２０１・　ディジタルフィルタ。 ２０２・・・エコー経路推定回路、 ２０３・・・受信信号レベル検出回路、２０４・・　同
時通話検出回路、 ２０５・・・送信信号レベル検出回路、４０１・・・デ
ィジタルディレィ（遅延回路）、４０２・・　エコー経
路特性記憶回路、５０１、．５０２，５０３・・・デー
タバス。 特許出願人　日本電信電話株式会社 第１図 第２図 第３図 所望　□

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 受信信号と、この受信信号がエコー経路に加わることに
   よって生じた送信信号により逐次エコー経路特性を推定
   し、これにより得た摸擬エコー経路特性に基づき摸擬エ
   コー信号を生成し、送信信号から差し引くことにより残
   差信号を生成し、エコー信号を消去し、受信信号と送信
   信号のレベルを監視し、同時通話を検出した場合には、
   エコー経路特性の推定動作を中止するエコーキャンセラ
   において、 遅延回路とエコー経路特性を記憶する回路を有し、 同時通話検出時には同時通話発生直前のエコー経路特性
   を前記記憶回路から読出し、摸擬エコー経路特性を書き
   換えることを特徴とするエコーキャンセラ。