CN101114844A - 回声监视系统以及回声监视方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种结构简单的回声监视系统以及回声监视方法。所述回声监视系统从经由公共电话网传来的接听声音信号中检测回声成分，测定回声成分的延迟时间和衰减率。根据所测定的延迟时间和衰减率，判断通话声音质量是否在容许范围内。

Description

回声监视系统以及回声监视方法

技术领域

本发明涉及监视声音通信终端的声音信号传送路径上产生的回声(echo)的回声监视系统以及回声监视方法。

背景技術

在经由公共电话网(PSTN)的利用电话机等进行的声音通信中，有时能观测到回声，该回声是发话者发出的声音在传送路径内反射并以稍迟的定时返回到发话者的接听器而形成的。回声是通过如下方式所产生的：在4线式的传送路径中传送的发话声音信号因2线-4线转换部分的阻抗不匹配而被反射，返回到接收侧的传送路径上。并且，除此之外，在线路上发生干扰，或在通话对方的接听器等中声音回绕，也会产生回声。若所涉及的传送路径内产生的回声被发话者的接听器接收到的延迟时间长，则难以听取通话对方的声音，防碍通话的进行。为了处置该问题，在传送路径或电话机上设置回声消除器(echo canceller)，该回声消除器预测假设具有延迟的回声，产生虚拟回声，从接收到的信号中减去该虚拟回声，从而去除回声。但是，应用回声消除器时，需要确定回声的产生位置，在适当的定时产生虚拟回声，若该定时存在偏差，则完全不能发挥其效果。即，优选在确切地掌握了回声的延迟时间或回声的大小等回声发生状况的基础上，应用回声消除器。并且，预先记录实际产生的回声的发生状况的做法，对于通话声音质量的维护也是很重要的。

专利文献1中公开了如下的质量监视方式：在经由IP网络进行声音通信的电话机内具有生成声音质量测定用的分组的单元和分析从通话对方发送的该声音测定用的分组的单元，使用该声音测定用的分组测定终端之间的通话声音的质量，将测定结果发送给管理服务器。

专利文献1：日本特开2003-244235号公报

但是，专利文献1中公开的回声监视方式，仅以与IP网连接的、与VoIP对应的电话机彼此的通话为对象，不能应用于与一般的公共电话网连接的模拟电话机或不具备上述的质量测定功能的电话机。并且，生成与实际的声音信号不同的质量测定用的分组，评价声音质量，所以有可能结构变复杂。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而进行的，其目的在于，提供一种结构较简单的回声监视系统以及回声监视方法。

本发明的回声监视系统，其是监视从与公共电话网连接的声音通信终端送出的发话声音信号的回声的回声监视系统，所述回声监视系统的特征在于，其包括：回声检测单元，其设置于所述公共电话网和声音通信终端之间的传送路径上，并从经由所述公共电话网传来的接听声音信号中检测出回声成分；延迟时间测定单元，其测定所述回声成分的延迟时间；衰减率测定单元，其测定所述回声成分的衰减率；以及判断单元，其根据所述延迟时间和所述衰减率，判断通话声音质量是否在容许范围内。

并且，本发明的回声监视方法，其是监视从与公共电话网连接的声音通信终端送出的发话声音信号的回声的回声监视方法，所述回声监视方法的特征在于，其包括：回声检测步骤，从经由所述公共电话网传来的接听声音信号中检测出回声成分；延迟时间测定步骤，测定所述回声成分的延迟时间；衰减率测定步骤，测定所述回声成分的衰减率；以及判断步骤，根据所述延迟时间和所述衰减率，判断通话声音质量是否在容许范围内。

发明效果

本发明涉及的回声监视系统/回声监视方法，其设置在公共电话网和作为监视对象的声音通信终端之间的传送路径上，根据发话/接听声音信号进行回声监视，所以能够将与公共电话网连接的所有声音通信终端作为其监视对象，并且，无论通话对方是何种声音通信终端，均能进行对应。

并且，本发明涉及的回声监视系统/回声监视方法，其不像现有技术那样生成测定用信号，而是根据实际的声音信号，检测并分析回声，所以结构简单。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施例的回声监视系统的整体结构的框图。

图2是示出本发明的第一实施例的回声监视系统所进行的回声监视处理的流程图。

图3是示出本发明的第二实施例的回声监视系统的整体结构的框图。

图4是示出本发明的第二实施例的回声监视系统所进行的回声监视处理的流程图。

符号说明

01公共电话网；02声音通信终端；10声音通信终端；20回声检测/分析部；21发话声音信号分配部；22接听声音信号分配部；23分析部；24延迟时间测定部；25衰减率测定部；26计时器；27判断部；28声音文件生成部；30监视终端。

具体实施方式

下面，参照附图，说明本发明的实施例。另外，在下面所示的图中，对实质相同或等效的构成要素、部分赋予相同的参考符号。

【第一实施例】

图1是示出本发明的第一实施例的回声监视系统100的整体结构的框图。回声监视系统100设置在作为其监视对象的声音通信终端10和公共电话网(PTSN)01之间的声音信号的传送路径上，其是监视传送路径上产生的回声的系统。即，回声监视系统100是如下的系统：检测从作为监视对象的声音通信终端10经由公共电话网01向通话对方的声音通信终端02发送的发话声音信号的反射所产生的回声，测定检测到的回声的延迟时间或回声的衰减率等各种数据，将其测定结果数据库化后保存。回声监视系统100所保存的数据用于确定回声产生位置、回声处置以及通话声音质量的维护，对提高通话声音质量作出贡献。

本发明的作为回声监视装置100的监视对象的声音通信终端10是可与公共电话网01连接的所有的声音通信终端装置，可以举出例如模拟电话机、数字电话机、网关装置、移动电话机等。即，本发明的回声监视系统100能够将可与公共电话网01连接的如上所述的所有声音通信终端作为其监视对象。

如图1所示，回声监视系统100构成为包括回声检测/分析部20和监视终端30，该回声检测/分析部20包括发话声音信号分配部21、接听声音信号分配部22、分析部23、计时器26、以及判断部27。

发话声音信号分配部21接收从声音通信终端10的发送部11供给的发话声音信号，将发话声音信号发送给公共电话网01，并且，还将接收到的发话声音信号发送给后述的分析部23。另外，声音通信终端10的发送部11是执行如下功能的部分：将朝向声音通信终端10的接听器等上设置的集声扩音器(未图示)发出的声音转换成电信号，将该电信号作为发话声音信号输出。由发话声音信号分配部21向公共电话网01发送的发话声音信号被通话对方的声音通信终端02接收。

接听声音信号分配部22接收从通话对方的声音通信终端02送出并经由公共电话网01供给的接听声音信号，将该接听声音信号发送给声音通信终端10的接收部12，并且，还将接收到的接听声音信号发送到分析部23。在传送路径上产生了回声时，接听声音信号中包含发话声音信号的回声成分。另外，由接听声音信号分配部22供给声音通信终端10的接听部1 2的接听声音信号利用声音通信终端10的接听器等上设置的扬声器(未图示)从电信号转换成声音。

计时器26生成表示当前时刻的时刻数据，不断地将时刻数据提供给分析部23和后述的判断部27。

分析部23执行如下功能：接收分别从发话声音信号分配部21和接听声音信号分配部22供给的发话声音信号和接听声音信号，对从作为监视对象的声音通信终端10送出的发话声音信号的回声成分进行检测以及分析。即，分析部23存储从声音通信终端10的发送部11送出的发话声音信号，将经由公共电话网01接收的接听声音信号之中、与存储的发话声音信号成线性关系的信号检测为回声成分。即，分析部23从接听声音信号中检测出相对于发话声音信号发生包括延迟、振幅变化、频率特性变化的具有与发话声音信号相似图案的声音信号，从而检测出发话声音信号的回声成分。

并且，分析部23计算出发话声音信号在传送路径内反射后成为回声返回的延迟时间。具体地说，该处理由分析部23内部的延迟时间测定部24负责。延迟时间测定部24参照计时器26的时刻信息，根据发话声音信号送出时点和回声成分检测时点的时刻数据，计算延迟时间，将所得数值作为延迟时间数据输出。该延迟时间越长，越显著地识别为回声，所以防碍通话的进行。相反，延迟时间短时，回声被发话者发出的声音掩蔽，所以难以作为回声识别，基本不会防碍通话的进行。因此，延迟时间不仅表示回声的发生状况，还成为能够评价通话声音质量的参数之一。

而且，分析部23还测定回声成分的衰减率。具体地说，该处理由分析部23内部的衰减率测定部25负责。衰减率测定部25求出发话声音信号的音量电平与回声成分的音量电平之比，从而计算出回声成分的衰减率，将所得数值作为衰减率数据输出。回声成分的衰减率越小，则回声音量越大，声音通信终端10的发话者容易识别出回声，所以防碍通话的进行。相反，回声成分的衰减率越大，则回声音量越小，难以作为回声识别，因此基本不会防碍通话的进行。因此，与延迟时间相同，回声的衰减率不仅可以表示回声的发生状况，还成为能够评价通话声音质量的参数之一。

判断部27是负责根据检测到的回声的分析结果来判断通话声音质量是否在容许范围内的部分。具体地说，判断部27根据从延迟时间测定部24输出的延迟时间数据和从衰减率测定部25输出的衰减率数据，判断通话声音质量。即，利用预定的阈值评价这些各数据，判断通话声音质量是否在容许程度内。判断部27判断出通话声音质量在容许范围外时，将表示该判断时点的时刻的回声判断时刻数据和延迟时间数据以及衰减率数据一起通知给监视终端30。

监视终端30是通过LAN等网络与回声检测/分析部20可通信地连接的通信终端装置。监视终端30具有可追记的非易失性记录介质(未图示)，接收从判断部27通知的回声判断时刻数据、延迟时间数据、衰减率数据，对这些数据进行数据库化后保存。监视终端30具有显示监视器(未图示)，能够将积蓄的数据输出到显示监视器的显示画面上。这些积蓄的数据用于处置声音通信终端10的传送路径上产生的回声或管理通话声音质量。另外，假设本发明的回声监视系统针对每个作为监视对象的终端而设置多个，监视终端30能够一元化地管理从这些多个回声监视系统供给的数据。

接着，参照图2的流程图，说明上述结构的回声监视系统100的动作。每当作为监视对象的声音通信终端10与公共电话网01连接时，回声监视系统100执行图2所示的回声监视处理程序。通话中，可以仅执行1次该处理程序，也可以每隔预定期间执行多次。

作为监视对象的声音通信终端10处于通话状态，从声音通信终端10的发送部11输出发话声音信号时，该发话声音信号被输入到回声监视系统100的发话声音信号分配部21。发话声音信号分配部21将发话声音信号发送到公共电话网01的同时，还将其发送到分析部23。分析部23将接收到的发话声音信号存储到内部存储器(未图示)中，并且，参照从计时器26不断地输出的时刻数据，将发话声音信号接收时点的时刻作为发话声音送出时刻数据记录到存储器(未图示)中(步骤S01)。

从发话声音信号分配部21发送的发话声音信号在到达通话对方的声音通信终端02之前的传送路径内产生的回声与声音通信终端02的发话者发出的声音转换成电信号的接听声音信号一起，经由公共电话网01送出，输入到接听声音信号分配部22。接听声音信号分配部22将包含回声成分的接听声音信号发送到声音通信终端10的接收部12的同时，还将其发送到分析部23(步骤S02)。

接着，分析部23判断是否从接听声音信号中检测到与步骤S01中存储的发话声音信号成线性关系的信号，从而检测发话声音信号的回声成分(步骤S03)。即，分析部23从接听声音信号中检测具有与发话声音信号相似模式的声音信号，从而识别回声的产生。在步骤S03中，没有在接听声音信号内检测出发话声音信号的回声成分时，结束本回声监视处理程序。

分析部23检测到回声时，参照从计时器26不断地输出的时刻数据，将回声检测时点的时刻作为回声检测时刻数据记录到存储器(未图示)中(步骤S04)。

接着，分析部23测定回声成分的延迟时间(步骤S05)。即，分析部23将向公共电话网01发送发话声音信号起到发话声音信号在传送路径上反射折回并被分析部23作为回声检测到为止的时间测定为回声成分的延迟时间。具体地说，延迟时间测定部24从存储器(未图示)提取步骤S01中记录的发话声音送出时刻数据和步骤S04中记录的回声检测时刻数据，进行从回声检测时刻减去发话声音送出时刻的时间运算，从而计算出延迟时间。并且，分析部23将计算结果作为延迟时间数据供给判断部27。

接着，分析部23测定回声成分的衰减率(步骤S06)。即，分析部23将发话声音信号的音量电平与回声成分的音量电平之比测定为衰减率。具体地说，衰减率测定部25测定步骤S01中存储器(未图示)中记录的发话声音信号的音量电平，求出回声成分的音量电平与发话声音信号的音量电平之比，从而计算出回声成分的衰减率。并且，分析部23将计算结果作为衰减率数据供给判断部27。

接着，判断部27根据分析部23接收到的延迟时间数据和衰减率数据，判断通话声音质量是否在容许范围内(步骤S07)。具体地说，判断部27分别对延迟时间数据和衰减率数据保存预先设定的阈值，比较分析部23所取得的各数据和阈值。判断部27判断为所取得的延迟时间数据所表示的值大于预定的阈值、且衰减率数据所表示的值小于预定的阈值时，判断通话音性质量在容许范围外。该情况下，检测到的回声作为能够防碍通话程度的显著回声识别。另一方面，判断部27判断为延迟时间数据所表示的值小于预定的阈值、或衰减率数据所表示的值大于预定的阈值时，判断通话音性质量在容许范围内。该情况下，检测到的回声几乎不被识别，不会防碍通话的进行。即，判断部27以基于回声成分的延迟时间和衰减率的一定的判断基准为基础，评价通话声音质量。步骤S07中判断为通话声音质量在容许范围外时，判断部27参照从计时器26供给的时刻数据，生成表示判断时点的时刻的回声判断时刻数据，将该回声判断时刻数据与分析部23所取得的延迟时间数据和衰减率数据一起发送到监视终端30。另一方面，步骤S07中判断为通话声音质量在容许范围内时，判断部27不向监视终端30进行通知，结束本回声监视处理程序。

监视终端接收从判断部27供给的回声判断时刻数据、延迟时间数据、衰减率数据，对这些数据进行数据库化后保存到记录介质(未图示)(步骤S08)。另外，数据库中保存的数据不限于上述的各数据，还可以包括例如双方的声音通信终端的电话号码、声音信号中继的交换机的识别信息等在内的数据记录到数据库内。由此，可以容易确定回声的产生位置。

如上所述，本发明的回声监视系统设置在公共电话网和作为监视对象的声音通信终端之间的传送路径上，根据发话/接听声音信号进行回声监视，所以能够将与公共电话网连接的所有声音通信终端设为其监视对象，并且，无论通话对方是何种声音通信终端，均能进行对应。

并且，不像现有技术那样生成测定用信号，而是根据实际的声音信号，检测并分析回声，所以能够形成为简单的结构。

此外，本发明的回声监视系统根据回声的延迟时间和衰减率评价通话声音质量，当通话声音质量达不到一定基准时，将这些各数据记录到数据库中，因此可以用于通话声音质量管理以及回声处置。

【第二实施例】

接着，参照附图，说明本发明的第二实施例的回声监视系统。图3是示出第二实施例的回声监视系统200的整体结构的框图。第二实施例中，在第一实施例的结构的基础上，构成为包括用于将接听声音录制的声音文件生成部28。其它构成部分与第一实施例相同。

声音文件生成部28从接听声音信号分配部22接收接听声音信号，对接听声音信号实施预定的压缩处理，从而生成接听声音的声音文件，将声音文件与接听声音信号接收时点的时刻对应起来保存。时刻信息通过参照从计时器26不断地输出的时刻数据来取得。即，声音文件生成部28具有将包含回声成分的接听声音与其接收时刻对应起来进行录制的功能。

接着，参照图4的流程图，说明第2实施例的回声监视系统200的动作。

从声音通信终端10输出的发话声音信号输入到发话声音信号分配部21。发话声音信号分配部21将发话声音信号发送到公共电话网01的同时，还将其发送到分析部23。分析部23将接收到的发话声音信号存储到内部的存储器(未图示)中，并且，参照从计时器26不断地输出的时刻数据，将发话声音信号接收时点的时刻作为发话声音送出时刻数据记录到存储器(未图示)中(步骤S11)。

从发话声音信号分配部21发送的发话声音信号在到达通话对方的声音通信终端02之前的传送路径内产生的回声与声音通信终端02的发话者发出的声音转换成电信号的接听声音信号一起，经由公共电话网01送出，输入到接听声音信号分配部22。接听声音信号分配部22将包含回声成分的接听声音信号分别发送到声音通信终端10的接收部12、分析部23以及声音文件生成部28。声音文件生成部28从接收到的接听声音信号生成能够作为声音再生的声音文件，参照从计时器26供给的时刻数据，将所生成的声音文件与接听声音信号接收时点的时刻对应起来保存(步骤S12)。

接着，分析部23判断是否从接听声音信号中检测到与步骤S11中存储的发话声音信号成线性关系的信号，从而检测发话声音信号的回声成分(步骤S13)。步骤S13中，判断为没有在接听声音信号内检测出发话声音信号的回声成分时，结束本回声监视处理程序。

接着，分析部23参照从计时器26不断地输出的时刻数据，将回声成分检测时点的时刻作为回声检测时刻数据记录到存储器(未图示)中(步骤S14)。

接着，分析部23采用与实施例1相同的方式测定回声成分的延迟时间(步骤S15)，然后测定回声的衰减率(步骤S16)。测定到的这些数据提供给判断部27。

接着，判断部27根据分析部23接收到的延迟时间数据和衰减率数据，判断检测到的回声是否在通话声音质量的容许范围内(步骤S17)。

步骤S17中判断为通话声音质量在容许范围内时，判断部27不向监视终端30发出通知而结束本回声监视处理程序。另一方面，步骤S17中判断为通话声音质量在容许范围外时，判断部27参照从计时器26供给的时刻数据，生成表示判断时点的时刻的回声判断时刻数据，将该回声判断时刻数据供给声音文件生成部28。声音文件生成部28根据接收到的回声判断时刻数据，提取与判断为通话声音质量在容许范围外的接听声音信号对应的声音文件，将该声音文件发送到监视终端30。判断部27将该回声判断时刻数据、延迟时间数据以及衰减率数据发送到监视终端30。监视终端30接收从判断部27供给的回声判断时刻数据、延迟时间数据、衰减率数据以及从声音文件生成部28供给的声音文件，对这些数据进行数据库化，保存到存储介质中(步骤S18)。

另外，数据库中记录的声音文件可以根据需要在监视终端30上再生，进行视听。即，可以再现传送路径上实际产生的回声。

根据以上的说明可知，根据本发明的第二实施例的回声监视系统，从包含回声成分的接听声音信号生成声音文件，在通话声音质量未达到一定基准时，将该声音文件与延迟时间、衰减率等各数据一起记录到数据库中。并且，通过再生数据库中记录的声音文件，能够实际观测回声。即，不仅能够根据延迟时间、衰减率等，客观地掌握回声的发生状况，还能够根据人的听觉主观地掌握/评价回声的发生状况。

另外，在上述的各实施例中，说明了将与公共电话网连接的各种声音通信终端作为监视对象的例子，但是，也可以将例如与IP网连接的IP电话机等作为监视对象。该情况下，回声监视系统设置在IP网和监视对象的IP电话等之间的传送路径上。而且，在发送信号分配部和接收信号分配部中分别生成发送分组和接收分组的复制，发送到分析部。在分析部中根据IP分组的收发时点的时刻，计算出延迟时间，并且，将IP分组转换成声音信号，求出发话声音的音量电平和回声成分的音量电平，从而计算出衰减率，能够采用与上述各实施例相同的方式，求出延迟时间数据和衰减率数据。

Claims (5)

1.一种回声监视系统，该回声监视系统用于监视从与公共电话网连接的声音通信终端送出的发话声音信号的回声，所述回声监视系统的特征在于，所述回声监视系统包括：

回声检测单元，其设置于所述公共电话网和声音通信终端之间的传送路径上，并从经由所述公共电话网传来的接听声音信号中检测出回声成分；

延迟时间测定单元，其测定所述回声成分的延迟时间；

衰减率测定单元，其测定所述回声成分的衰减率；以及

判断单元，其根据所述延迟时间和所述衰减率，判断通话声音质量是否在容许范围内。

2.根据权利要求1所述的回声监视系统，其特征在于，所述回声监视系统还包括：

声音文件生成单元，其根据所述接听声音信号，生成接听声音的声音文件；以及

数据保存单元，其在由所述判断单元对通话声音质量是否在容许范围内的情况进行判断、且作为判断结果判断为通话声音质量不在容许范围内的情况下，保存与该判断出的接听声音对应的声音文件、以及所述延迟时间和所述衰减率的测定结果。

3.根据权利要求1或2所述的回声监视系统，其特征在于，

所述延迟时间测定单元从检测到所述回声成分的时刻减去所述声音通信终端送出发话声音信号的时刻，从而测定所述延迟时间，

所述衰减率测定单元根据所述发话声音信号的音量电平与所述回声成分的音量电平之比测定所述衰减率。

4.一种回声监视方法，该回声监视方法用于监视从与公共电话网连接的声音通信终端送出的发话声音信号的回声，所述回声监视方法的特征在于，所述回声监视方法包括：

回声检测步骤，从经由所述公共电话网传来的接听声音信号中检测出回声成分；

延迟时间测定步骤，测定所述回声成分的延迟时间；

衰减率测定步骤，测定所述回声成分的衰减率；以及

判断步骤，根据所述延迟时间和所述衰减率，判断通话声音质量是否在容许范围内。

5.根据权利要求4所述的回声监视方法，其特征在于，所述回声监视方法还包括：

声音文件生成步骤，根据所述接听声音信号，生成接听声音的声音文件；以及

数据保存步骤，其在通过所述判断步骤对通话声音质量是否在容许范围内的情况进行判断、且作为判断结果判断为通话声音质量不在容许范围内的情况下，保存与该判断出的接听声音对应的声音文件、以及所述延迟时间和所述衰减率的测定结果。

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