JPS6315537A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、衛星通信等長距離回路やテレコンファレンス
システムおよびスピーカホン等における反響を制御する
ための反響消去装置に関するものである。

従来の技術 近年、長距離回線、特に衛星通信の急激な増加やテレコ
ンファレンスシステムの実用化に伴い、明瞭で自然な音
声伝達が望まれている。反響信号は送話者の発声した信
号が受話側での反射等により送話者側に戻ってくる現象
であるが、長距離回線や音響系を含むテレコンファレン
スシステム、スピーカホンでは、反響によるエコーやハ
ウリング等により通話品質の劣化を生じている。最近で
は、この反響を消去する適応型の反響消去装置が実用化
されつつあるが、これらは遠端話者の音声　□で反響路
を同定しているため、通話初期や反響路が変動した時に
エコーキャンセラが十分反響信号を消去していないため
、大きなエコーが返っテ来たり、ハウリングを生じる事
がある。

そこで、エコーキャンセラを用いる場合には通話初期や
反響路が変動した時、回線の利得を下げなければならな
い。そこで、エコーキャンセラと音声スイッチを組み合
わせたり、適応初期にトレーニング信号を用いる方法が
従来用いられてきた。

その−例として日本電気の伊藤らによりテレコンファレ
ンス用音声伝送装置（昭和５９年電子通信学会通信部門
全国大会６９１）が示されている。

以下図面を参照しながら、上述したような従来の反響消
去装置について説明する。

第３図は従来の反響消去装置の構成を示すものである。

第３図において、１は受信側入力端子、２は受信側出力
端子、３は送信側入力端子、４は送信側出力端子、３１
はエコーキャンセラで受信側出力端子２から送信側入力
端子３へ戻ってくるエコーを消去する。３２は音声スイ
ッチであり受信入力信号Ｒ１と送信出力信号Ｓｉを比較
し送話か受話かを判定して、送話の時には受信入力に損
失Ｌｏｓｓを加え、受話の時には送信出力に損失Ｌｏｓ
ｓを加える。第６図は音声スイッチの構成を示すもので
ある。３３は受信入力信号レベルＬｓｉと送信出力信号
レベルＬｅｏから通話状態を判定する通話状態判定手段
であり、受話の時はスイッチ３４をｂ側、スイッチ３５
をａ側に、送話の時はスイッチ３４をａ側、スイッチ３
５をｂ側に倒−３６は受信入力に損失Ｌｏｓｓを加える
受信側損失手段であり、３７は送信信号に損失Ｌｏｓｓ
を加える送話損失手段である。

以上のように構成された反響消去装置について、以下そ
の動作について説明する。

まず、エコーキャンセラが反響信号を全く消去していな
い初期状態では、トレーニング信号が受信入力端子１に
入力される。トレーニング信号は受信入力Ｒ１として受
信側入力端子１、音声スイッチ３２を経てエコーキャン
セラ３１に供給される。また、信号Ｒｉは受信側出力端
子２より近端話者へ受話信号ＲＯとして送られる。信号
Ｒｏは反響路を経て、送信側入力端子３に送信入力Ｓｉ
として入る。エコーキャンセラ５では送信側出力信号Ｘ
ｏが零になるように受信人力Ｒ１の系列と送信出力Ｓ０
　から疑似反響路を作る。このようにして反響信号は消
去され、次に回線が接続される。

その後は、゛遠端話者音声により反響路の同定が行われ
る。近端話者が存在する場合、反響路の推定がうまく行
う事ができない。従って、近端話者信号の有る場合を検
出し、反響路の推定を停止する。

音声スイッチ３２は、通話状態判定手段３３で受信入力
信号Ｒ１と送信出力信号Ｅｏを比較し送話か受話かを判
定して、送話の時にはスイッチ３４゜３５をｂ側に倒し
、受信側損失手段３６を有効に、送話側損失手段３７を
無効にする。音声スイッチ３２は、常に受信入力端子１
から送信入力端子４の間に予め決められた損失を加える
ように働き、反響路が変動した時のハウリングやエコー
を抑圧する。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、エコーキャンセラ
の適応初期にトレーニング信号を用いて適応させたり、
反響路が変動した場合、音声スイッチの損失が不十分で
あれば、エコーキャンセラの反響消去が劣化しエコーが
多くなったり、ハウリングを生じる事があり、音声スイ
ッチの損失が大きくとれば、双方向同時通話性が損なわ
れるという欠点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、エコーキャンセラの適応初
期のトレーニング信号を必要としなく、反響路の変動に
よるエコーやハウリングを抑圧する事ができ、かつ双方
向同時通話性を損なわない反響消去装置を提供するもの
である。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の反響消去装置は、エ
コーキャンセラと、近端話者の有無を検出しエコーキャ
ンセラの反響路の同定全制御する双方向同時通話検出器
と、音声スイッチと、ハウリングを検出するハウリング
検出器とエコーキャンセラを含んだ反響路の損失（以下
、反響路損失と呼ぶ）を演算する反響路損失演算手段と
、演算した反響路損失から挿入すべき損失を演算する挿
入損失演算手段と、エコーキャンセラが適応を行ってい
る時に音声スイッチの挿入損失を序々に小さくしていく
ための損失記憶手段、最大値選択手段、損失減少手段と
ハウリング余裕を付加する余裕付加手段から構成されて
いる。

作用 この構成によって、エコーキャンセラの適応初期におい
ては、音声スイッチはハウリングを生じないだけの損失
を有している。反響路損失演算手段によりエコーキャン
セラを含んだ反響路の損失を求め、挿入損失演算手段に
より挿入すべき挿入損失を演算し、損失減少手段により
エコーキャンセラの収束速度を越えない範囲で、記憶し
ていた損失量を小さくし、最大値選択手段により演算し
た反響路損失と小さくした損失量とを比較し、大きい方
を損失量として損失記憶手段に記憶し、余裕付加手段に
おいてハウリング余裕を付加する。

エコーキャンセラの適応が進むにつれて反響路損失が大
きくなり、上記過程を繰９返し、挿入損失を小さくする
ことができる。また、近端話者が発声しｆＣり反響路が
変動した初期は、双方向同時通話検出器によジエコーキ
ャンセラの適応を停止する。このように近端話者による
誤り念反響路の同定は行われないが、反響路の変動の初
期には、エコーが多くなりハウリングを生じる可能性が
ある。

そこで、ハウリング検出器がハウリングを検出し、損失
記憶手段に知らせ損失記憶手段では適応初期の損失量に
置き換える。音声スイッチは送話、受話を判定し損失を
挿入する。この時挿入される損失量は、余裕付加手段か
ら送られてぐる。このように、音声スイッチにより初期
適応の操作を必要とせず、挿入損失による双方向同時通
話性の劣化を最小限に抑え、ハウリングを起こさない信
頼性の高い反響消去装置とすることができることとなる
。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。第１図は本発明の一実施例における反響消去装
置の構成を示すものである。第１図において、１は受信
側入力端子、２は受信側出力端子、３は送信側入力端子
、４は送信側出力端子である。以上は第２図の構成と同
じものである。

５はエコーキャンセラで受信側出力端子２から送信側入
力端子３へ戻ってくるエコーを消去する。

６は双方向同時通話検出器で近端話者の有無を検出しエ
コーキャンセラ５の適応、損失記憶手段１１０入力選択
および損失減少手段１３の制御を行う。

ｓＦｉハウリングを検出し音声スイッチ７の挿入損失を
制御するハウリング検出器である。９はエコーキャンセ
ラの送信出力信号と受信入力信号から反響損失量を演算
する反響路損失演算手段、１゜はエコーキャンセラが反
響信号を全く消去していない時の反響路損失と反響路損
失手段で演算された反響路損失の差（対数表現における
差）を演算する挿入損失演算手段、１１は損失量を記憶
する損失記憶手段、１２は損失減少手段１３の出力と反
響路損失演算手段９の出力を比較し大きい方を選択する
最大値選択手段、１４は損失記憶手段１１に余裕を付加
する余裕付加手段。１６は双方向同時通話検出手段６の
適応制御信号ａｄｐにより切り替わるスイッチである。

第２図は第１図中の反響路損失演算手段の構成図で、２
０はエコーキャンセラの送信出力信号レベルＬｅＯを検
出する送信信号レベル検出手段、２１はエコーキャンセ
ラの受信信号レベルＬｒｉを検出する受信信号レベル検
出手段、２２は受信信号レベルＬｒｉと送信信号レベル
Ｌｓｉの比を演算するレベル比演算手段である。

以上の様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、エコーキャンセラの適応初期においては、音声ス
イッチはハウリングを生じないだけの損失を有している
。今、完全な受話状態であるとする。

エコーキャンセラは適応が進み、反響路損失演算手段９
で演算される反響路損失ＫＲＬも大きくなる。反響路損
失は第２図に示すように、送信信号レベル検出手段２０
でエコーキャンセラの送信出力信号レベルＬｅｏを、受
信信号レベル検出手段２１でエコーキャンセラの受信入
力信号レベルＬｅ１１を検出し、両者の比をレベル比演
算手段２２で反響路損失ＥＲＬとして演算される。エコ
ーキャンセラを用いない状態での反響路損失ＥＲＬＯと
演算した反響路損失ＫＲＬＯ差（対数表現での差）、つ
まり瞬時あるいは特定帯域での挿入損失を挿入損失演算
手段１０で演算する。音声で適応しているため周波数帯
域による反響損失のばらつきがある。そこで、ばらつき
の最悪値（挿入損失の最大値）を選択するように最大値
選択手段１２において損失減少手段１３の出力と挿入損
失演算手段１０の出力の大きい方を選択する。エコーキ
ャンセラの適応がＯＮであるためスイッチ１６はＡ側へ
倒れている。損失記憶手段１１には最大値記憶手段１２
の出力（以前に記憶していた値より小さい）が記憶され
る。余裕付加手段１４は損失記憶手段１１の損失ＫＲＬ
ＭＡＸにハウリング余裕全付加し音声スイッチに送る。

エコーキャンセラの適応が進むにつれて反響路損失が大
きくなり、上記過程を繰り返し、挿入損失Ｌｏｓｓも小
さくすることができる。

次に、近端話者が発声した場合について説明する。双方
向同時通話検出器６によりエコーキャンセラ６の適応を
停止する。このように近端話者による誤った反響路の同
定は行われない。この時、適応がＯＦＦなので、スイッ
チ１６はＢ側に倒れ損失記憶手段１１の内容の変更は行
われない。また、損失減少手段１３も動作しない。

最後に反響路が変動した場合について説明する。

反響路の変動の初期には、エコーキャンセラ６の適応が
止まる。この時は双方向同時通話と同じ動作になり、音
声スイッチ７の挿入損失Ｌｏｓｓが増加しないためエコ
ーが返って来るが、やがて双方向同時通話検出器６が反
響路の変動であると検出し適応を再開する。適応が再開
されると最大値選択手段１２においてエコーキャンセラ
６の反響消去量に応じた損失量が選択される。以降は、
初期適応と同じ動作を行う。しかし、反響路の変動が大
きくハウリング余裕を越えた場合、ハウリングを生じる
。そこで、ハウリング検出器８がハウリングを検出し、
損失記憶手段１１に知らせ損失記憶手段１１では適応初
期（エコーキャンセラの反響消去が行われていない状態
）の損失量て置き換える。

以上の３つの状態（エコーキャンセラの適応初期、近端
話者が発声した場合、反響路が変動した場合）において
損失記憶手段１１で記憶された損失量ＬＯ８ＳＭＡＸを
基に、余裕付加手段１４でハウリング余裕を付加し音声
スイッチに挿入損失Ｌｏｓｓとして与える。音声スイッ
チ７は送話、受話を判定し余裕付加手段１４から送られ
てきた損失を挿入する。このように、音声スイッチの損
失を適応的に制御することによりエコーキャンセラの初
期適応のためのトレーニング信号が不用になり、従来の
音声スイッチによる双方向同時通話性の劣化を最小限に
抑え、ハウリングを起こさない信頼性の高い反響消去装
置とすることができることとなる。

以上のように本実施例によれば、エコーキャンセラの適
応初期においては、音声スイッチはハウリングを生じな
いだけの損失を有している。反響路損失演算手段により
エコーキャンセラを含んだ反響路の損失を求め、挿入損
失演算手段により挿入すべき挿入損失を演算し、損失減
少手段によりエコーキャンセラの収束速度を越えない範
囲で、記憶していた損失量を小さくし、最大値選択手段
により演算した反響路損失と小さくした損失量とを比較
し、大きい方を損失量として損失記憶手段に記憶し、余
裕付加手段においてハウリング余裕を付加する。エコー
キャンセラの適応が進むにつれて反響路損失が大きくな
り、上記過程を繰り返し、挿入損失を小さくすることが
できる。また、近端話者が発声したり反響路が変動した
初期は、双方向同時通話検出器によりエコーキャンセラ
の適応を停止する。このように近端話者による誤った反
響路の同定は行われないが、反響路の変動の初期には、
エコーが多くなりハウリングを生じる可能性がある。そ
こで、ハウリング検出器がハウリングを検出し、損失記
憶手段に知らせ損失記憶手段では適応初期の損失量に置
き換える。音声スイッチは送話、受話を判定し損失を挿
入する。この時挿入される損失量は、余裕付加手段から
送られてくる。このように、音声スイッチにより初期適
応の操作を必要とせず、挿入損失による双方向同時通話
性の劣化を最小限に抑え、ハウリングを起こさない信頼
性の高い反響消去装置とすることができることとなる。

発明の効果 以上の様に本発明は、エコーキャンセラの適応初期にお
いては、音声スイッチはハウリングを生じないだけの損
失を有している。反響路損失演算手段によりエコーキャ
ンセラを含んだ反響路の損失を求め、挿入損失演算手段
により挿入すべき挿入損失を演算し、損失減少手段によ
りエコーキャンセラの収束速度を越えない範囲で、記憶
していた損失量を小さくし、最大値選択手段により演算
した反響路損失と小さくした損失量とを比較し、大きい
方を損失量として損失記憶手段に記憶し、余裕付加手段
においてハウリング余裕を付加する。

エコーキャンセラの適応が進むにつれて反響路損失が大
きくなり、上記過程を繰り返し、挿入損失を小さくする
ことができる。また、近端話者が発声したν反響路が変
動した初期は、双方向同時通話検出器によりエコーキャ
ンセラの適応を停止する。

このように近端話者による誤った反響路の同定は行われ
ないが、反響路の変動の初期には、エコーが多くなりハ
ウリングを生じる可能性がある。そこで、ハウリング検
出器がハウリングを検出し、損失記憶手段に知らせ損失
記憶手段では適応初期の損失量に置き換える。音声スイ
ッチは送話、受話を判定し損失を挿入する。この時挿入
される損失量は、余裕付加手段から送られてくる。この
ように、音声スイッチにより初期適応の操作を必要とせ
ず、音声スイッチによる双方向同時通話性の劣化を最小
限に抑え、ハウリングを起こさない信頼性の高い反響消
去装置とすることができ、その実用的効果は犬なるもの
である。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例における反響消去装置の構成
を示すブロック図、第２図は本発明の一実施例における
反響路損失演算手段の構成を示すブロック図、第３図は
従来の反響消去装置の構成を示すブロック図、第４図は
第３図中の音声スイッチの構成を示すブロック図である
。 ６・・・・・・エコーキャンセラ、６・・・・・・双方
向同時通話検出部器、７・・・・・・音声スイッチ、８
・・・・・・／・ウリング検出器音声、９・・・・・・
反響損失演算手段、１０・・・・・・挿入損失演算手段
、１１・・・・・・損失記憶手段、１２・・・・・・最
大値選択手段、１３・・・・・・損失減少手段、１４・
・・・・・余裕付加手段、１６・・・・・・スイッチ、
２゜・・・・・・送信信号レベル検出手段、２１・・・
・・・受信信号レベル検出手段、２２・・・・・・レベ
ル比演算手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名伝　
　　　　　リ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　、第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）受信側出力信号と送信側入出力信号から反響路の
   特性を適応的に同定し、送信側入力信号に含まれる反響
   信号を消去するエコーキャンセラと、双方向同時通話等
   の近端話者の有無を検出し、前記エコーキャンセラの反
   響路の同定を制御する双方向同時通話検出器と、前記エ
   コーキャンセラの送信側入力信号と前記エコーキャンセ
   ラの送信側出力信号の比で表わされる反響路損失を演算
   する反響路損失演算手段と、反響路損失と前記エコーキ
   ャンセラが反響信号を消去していない状態の反響路損失
   との差を演算する挿入損失演算手段と、送話の時には受
   信側入力信号に損失を加え、受話の時には送信側出力に
   損失を与える音声スイッチと、ハウリングを検出するハ
   ウリング検出手段と、前記音声スイッチに与える損失か
   らハウリング余裕を除いた損失量を記憶する損失記憶手
   段と、前記エコーキャンセラが適応を行っている時に前
   記損失記憶手段に記憶されている損失量を減少させる損
   失減少手段と、前記挿入損失演算手段の出力と前記損失
   減少手段の２個の入力のうち大きい方を選ぶ最大値選択
   手段と、前記損失記憶手段の入力を適応が行われている
   時には前記最大値選択手段に、適応が停止している時に
   は前記損失記憶手段に接続するスイッチと、前記損失記
   憶手段に記憶されていた損失にハウリング余裕を付加し
   前記音声スイッチに挿入損失を送る余裕付加手段とを備
   えたことを特徴とする反響消去装置。
2. （２）反響消去効果演算手段が、エコーキャンセラの送
   信出力の信号レベルを検出する送信信号レベル検出手段
   と、前記エコーキャンセラの受信入力の信号レベルを検
   出する受信信号レベル検出手段と、送信出力信号レベル
   と受信入力信号レベルの比を演算し反響消去効果とする
   レベル比演算手段とを含む構成となっている事を特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の反響消去装置。