JP2002353863A - エコーキャンセラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】対向側電話機をオンフック或いはオフフックし
たようにエコー経路特性の大きな変化時においても、送
話者にエコーが還流しないエコーキャンセラを提供する
ことを目的とする。 【解決手段】第一の伝送装置１１には、第一の電話機２
に対する制御信号を中継するＲＥＰ部１２と、２線式／
４線式変換を行うＨＹＢトランス１３と、還流するエコ
ーを消去する第一のエコーキャンセラ１４ａと第二のエ
コーキャンセラ１４ｂと、第一のエコーキャンセラ１４
ａ及び第二のエコーキャンセラ１４ｂを切替えて使用す
る切替部１５ａ、１５ｂと、各構成要素を制御する制御
部１６とを備え、第一のエコーキャンセラ１４ａ及び第
二のエコーキャンセラ１４ｂは、夫々擬似エコーを生成
する擬似エコー生成部１７ａ、１７ｂと、擬似エコーを
用いてエコーを消去する減算器１８ａ、１８ｂとから成
り立っている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエコーキャンセラに
関し、特に送信信号と、受信信号からエコーを消去した
後の残留エコーとを基に擬似エコーを生成する際に、短
時間で擬似エコーの最適化動作を収束させることを可能
としたエコーキャンセラに関する。

【０００２】

【従来の技術】電話回線として、通常、加入者回線には
２線式回線を、又、中継回線には４線式回線が用いられ
ることが多く、両者を接続する際には、２線式回線を４
線式回線に変換するためにハイブリッドトランス（以
降、ＨＹＢトランスと称す）が使用されている。ＨＹＢ
トランスには、２線式回線の特性インピーダンスとイン
ピーダンス整合を行うバランスネットワーク（以降、Ｂ
ＮＷと称す）を設けており、４線式回線の受信側から送
信側への音声信号の回り込み成分であるエコーを防ぐよ
う機能している。又、２線式回線の特性インピーダンス
とＢＮＷのインピーダンスとは完全に一致させることは
不可能であり、不一致の程度によりエコーは発生する。
このエコーは、中継回線において音声信号の遅延時間が
十数ｍｓｅｃ程度以下であると通話時に大きな影響を与
えることはないが、中継回線に衛星回線を経由させる等
して遅延時間が大幅に増加すると、送話者の音声信号
が、対向側ＨＹＢトランスを経由し時間遅れを伴って送
話者自身に還流されるため、通話品質が著しく低下す
る。そのため、中継回線の遅延時間が所定の遅延時間よ
り大きい場合、エコーキャンセラを挿入してエコーの消
去を行うことが一般的である。

【０００３】図５は、従来のエコーキャンセラを電話回
線に挿入した際の構成例である。同図は、エコーキャン
セラの説明に必要な構成要素のみを記載してあり、第一
の伝送装置１に第一の電話機２を収容し、第二の伝送装
置３に第二の電話機４を収容して第一の伝送装置１と第
二の伝送装置３間を伝送路５により接続した構成で、第
二の伝送装置３において発生するエコーを第一の伝送装
置１において消去するために、エコーキャンセラ６を第
一の伝送装置１に備えた従来例である。第一の伝送装置
１には、２線式／４線式変換を行うＨＹＢトランス７と
エコーキャンセラ６とを備え、エコーキャンセラ６は、
擬似エコーを生成する擬似エコー生成部８と、擬似エコ
ーを用いてエコーを消去する減算器９とから成り立って
いる。一方、第二の伝送装置３には、ＨＹＢトランス１
０を備えている。

【０００４】図５を用いてエコーキャンセラ６の機能を
説明すると、第二の伝送装置３に備えたＨＹＢトランス
１０において、第二の電話機４を接続した２線式回線側
のインピーダンスとＨＹＢトランスに設けたＢＮＷのイ
ンピーダンスとが完全に一致することは不可能なので、
不一致に起因するエコーがＨＹＢトランス１０の受信側
から送信側に還流している。そこで、第一の電話機２を
使用している送話者自身の音声が、第二の伝送装置３に
備えたＨＹＢトランス１０においてエコーとなって送信
側に回り込み、第一の電話機２の受話側にエコーが到達
する。この通話品質を劣化させるエコーを消去するため
に、第一の伝送装置１にエコーキャンセラ６を備える。
エコーキャンセラ６は、擬似エコー生成部８において、
送信信号と、受信信号からエコーを消去した後の残留エ
コーとを基にエコー経路の特性を推定し擬似エコーを生
成すると共に、残留エコーが低減するよう逐次擬似エコ
ーの特性を可変し最適な擬似エコーを生成するよう動作
する。

【０００５】次に、減算器９は、受信信号から、前記生
成した擬似エコーを減算し、エコー消去を行う。従っ
て、第二の伝送装置３に備えたＨＹＢトランス１０を介
して還流するエコーは、第一の伝送装置１において消去
され、第一の電話機２に到達することはない。

【０００６】図６は、従来のエコーキャンセラの動作状
態を示す図である。同図を説明すると、エコーキャンセ
ラは、において自局側電話機がオフフックすることで
動作を開始し、エコー経路の特性を推定して擬似エコー
の特性を可変することにより、最適な擬似エコーを生成
するよう動作し、エコーを消去する。次に、において
対向側電話機がオフフックするとエコー経路の特性が変
化するので、エコーキャンセラは、再びエコー経路の特
性を推定して擬似エコーの特性を可変することにより、
最適な擬似エコーを生成するよう動作し、エコーを消去
する。この状態で通話が行なわれる。において通話が
終了し、対向側電話機がオンフックするとエコー経路の
特性は変化するので、エコーキャンセラにおいては、更
にエコー経路の特性を推定して擬似エコーの特性を可変
することにより、最適な擬似エコーを生成するよう動作
し、エコーを消去する。最後に、において自局側電話
機がオンフックするとエコーキャンセラの動作は停止す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
エコーキャンセラは、エコー経路の特性を推定して擬似
エコーの特性を可変し最適な擬似エコーを生成する際
に、次のような問題点が生じていた。送話側の電話機に
還流するエコーは、エコーを生ずる原因となるエコー経
路の特性により変化し、この変化を図５において説明す
ると、同図におけるエコー経路の特性は、第二の伝送装
置３に備えたＨＹＢトランス１０に起因する。このＨＹ
Ｂトランス１０には、第二の電話機４が接続されている
が、電話機のインピーダンスは、送受話器をオンフック
した状態と、オフフックした状態とで大きく異なり、従
って、ＨＹＢトランス１０の２線側の終端インピーダン
スが送受話器をオンフックしているかオフフックしてい
るかにより大きく変化することになる。この終端インピ
ーダンスの変化によりエコー経路の特性も大きく変化
し、送話側に還流するエコーの特性は、第二の電話機４
をオンフックするか或いはオフフックするかにより異な
る。エコーキャンセラ６は、エコー経路の特性の変化に
対応するため、擬似エコー生成部８に備えている擬似エ
コー生成手段の一つであるＦＩＲフィルタの係数を、残
留エコー等から推定することにより常時更新しており、
エコーキャンセラがエコー経路の特性変化に追従するよ
うにしている。

【０００８】そこで、第二の電話機４をオンフックする
か或いはオフフックする際のエコー経路の特性は、大き
く変化するため、フィルタ係数の更新を行い最適化が収
束するまでに多くの時間を必要とし、例えば第二の電話
機４がオフフックからオンフックに状態を移行するとい
ったエコー経路特性の大きな変化時に、直ちには、送話
者に還流するエコーが消去されないという問題が発生し
ていた。本発明は、上述したような従来のエコーキャン
セラの問題を解決するためになされたものであって、対
向側電話機をオフフックからオンフックに或いはオンフ
ックからオフフックに移行するようなエコー経路特性の
大きな変化時においても、送話者にエコーが還流するこ
とを防ぐエコーキャンセラを提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係わるエコーキャンセラは、以下の構成をと
る。請求項１記戴のエコーキャンセラは、自局の音声信
号が対向するエコー経路を経由して自局側に還流するエ
コーとなり通話品質が劣化することを防止するエコーキ
ャンセラであって、自局の電話機の動作状態を検出する
ＲＥＰ部と、還流するエコーを消去するための第一のエ
コーキャンセラ手段及び第二のエコーキャンセラ手段
と、該二つのエコーキャンセラ手段を選択して切替える
切替部と、該切替部を所定の条件で制御する制御部とを
備えるよう構成する。

【００１０】請求項２記載のエコーキャンセラは、前記
切替動作の条件は、対向側において電話機がオンフック
の際に第一のエコーキャンセラ手段を選択し、対向側に
おいて電話機がオフフックの際に第二のエコーキャンセ
ラ手段を選択して夫々を切替えるものとし、エコー経路
の特性に合わせて二つのエコーキャンセラ手段を使い分
けるよう構成する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図示した実施例に基づいて
本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係るエコー
キャンセラを電話回線に挿入した一実施例を示す構成図
である。同図は、エコーキャンセラの説明に必要な構成
要素のみを記載してあり、第一の伝送装置１１に第一の
電話機２を収容し、第二の伝送装置３に第二の電話機４
を収容して、第一の伝送装置１１と第二の伝送装置３間
を伝送路５により接続した構成で、第二の伝送装置３に
おいて発生するエコーを第一の伝送装置１１において消
去するために、エコーキャンセラを第一の伝送装置１１
に備えた実施例である。第一の伝送装置１１には、第一
の電話機２に対する制御信号を中継するＲＥＰ部１２
と、２線式／４線式変換を行うＨＹＢトランス１３と、
還流するエコーを消去するエコーキャンセラ手段として
の第一のエコーキャンセラ１４ａと第二のエコーキャン
セラ１４ｂと、第一のエコーキャンセラ１４ａ及び第二
のエコーキャンセラ１４ｂを切替えて使用する切替部１
５ａ、１５ｂと、各構成要素を制御する制御部１６とを
備え、第一のエコーキャンセラ１４ａ及び第二のエコー
キャンセラ１４ｂは、夫々擬似エコーを生成する擬似エ
コー生成部１７ａ、１７ｂと、擬似エコーを用いてエコ
ーを消去する減算器１８ａ、１８ｂとから成り立ってい
る。一方、第二の伝送装置３には、ＨＹＢトランス１０
を備えている。

【００１２】そこで先ず初めに、図２及び図３を用いて
本発明の要旨を説明する。図２は、本発明に係わるエコ
ーキャンセラの動作概要を示す構成例であり、図３は、
本発明に係わるエコーキャンセラの動作状態を示す図で
ある。図２は、同等の機能を備えた第一のエコーキャン
セラ１４ａと第二のエコーキャンセラ１４ｂと、二つの
エコーキャンセラを切替える切替部１５ａ、１５ｂと、
切替部１５ａ、１５ｂの切替動作を制御する制御部１６
と、エコーを発生させるエコー経路１９とにより構成す
る。

【００１３】本発明の特徴は、対向側電話機のオンフッ
ク及びオフフックに起因する二つのエコー経路の特性に
対応させて、図２に示すようにエコーキャンセラを二つ
用意したことである。そこで、対向側電話機の状態変化
を検出し、対向側電話機がオンフックの状態の時は、第
一のエコーキャンセラを動作させ、一方、対向側電話機
がオフフックの状態の時は、第二のエコーキャンセラを
動作させる。エコーキャンセラは、擬似エコー生成手段
の一つであるＦＩＲフィルタの係数を、残留エコー等か
ら推定することにより常時更新しているが、第一のエコ
ーキャンセラは、常に対向側電話機がオンフック状態で
動作し、第二のエコーキャンセラは、常に対向側電話機
がオフフック状態で動作すると共に、夫々更新したフィ
ルタ係数はエコーキャンセラの動作を停止してもそのま
ま保持しているので、二つのエコーキャンセラが動作を
開始した際に必要なフィルタ係数の更新の収束にかかる
時間は短縮され、対向側電話機をオンフック或いはオフ
フックしたようなエコー経路特性の大きな変化時におい
ても、送話者に還流するエコーは殆ど消去されて違和感
なく通話することが可能となる。

【００１４】図２において、制御部１６は、自局側電話
機のオフフック、対向側電話機のオフフック（通話開
始）、対向側電話機のオンフック（通話終了）、自局側
電話機のオンフックの状態変化を自装置に備えたシグナ
リング手段（図示していない）から通知されると、夫々
の状態において切替部１５ａ、１５ｂを動作させ、第一
のエコーキャンセラ１４ａを機能させるか或いは第二の
エコーキャンセラ１４ｂを機能させるかを決定する。

【００１５】図３にその時の動作状態図を示す。先ず、
自局側電話機のオフフックを検出すると、第一のエコ
ーキャンセラを動作させ、次に対向側電話機のオフフ
ックを検出すると第一のエコーキャンセラを復旧させて
第二のエコーキャンセラを動作させる。この時から通話
が開始される。対向側電話機のオンフックが検出され
ると通話は終了し、第二のエコーキャンセラを復旧させ
て第一のエコーキャンセラを動作させる。更に、自局
側電話機のオンフックを検出すると、全ての動作が終了
し、第一のエコーキャンセラを復旧させる。

【００１６】次に、図１を用いて本発明に係わるエコー
キャンセラの動作を、第一の電話機２から第二の電話機
４宛てに発呼した場合について更に詳しく説明する。先
ず、送話者が第一の電話機２をオフフックすると、第一
の伝送装置１１に備えたＲＥＰ部１２が検出して制御部
１６に通知し、制御部１６は、切替部１５ａ、１５ｂを
制御して第一のエコーキャンセラ１４ａを運用状態に切
替え、第一のエコーキャンセラ１４ａは動作を開始す
る。第一のエコーキャンセラ１４ａに設けた擬似エコー
生成部１７ａは、送信信号と、受信信号からエコーを消
去した後の残留エコーとを基にエコー経路の特性を推定
し擬似エコーを生成すると共に、擬似エコー生成部１７
ａは、残留エコーが低減するよう逐次擬似エコーの特性
を可変し最適な擬似エコーを生成するよう動作する。

【００１７】次に、減算部１８ａは、受信信号から、前
記生成した擬似エコーを減算し、エコー消去を行う。擬
似エコー生成部１７ａは、第二の電話機４がオンフック
している状態のエコー経路の特性に対応して繰り返し使
用されており、擬似エコー生成手段の一つであるＦＩＲ
フィルタの係数は、この状態で更新が収束し保持されて
いるので、第一のエコーキャンセラ１４ａが動作を開始
しても保持しているフィルタ係数の更新の収束に要する
時間は僅かである。

【００１８】次に、対向側電話機４が応答して、送受話
器がオフフックされると、第一の伝送装置１１に備えて
いるシグナリング手段（図示していない）から制御部１
６はオフフックの通知を受け、切替部１５ａ、１５ｂを
制御して第一のエコーキャンセラ１４ａを復旧し、第二
のエコーキャンセラ１４ｂを運用状態に切替え、第二の
エコーキャンセラ１４ｂは動作を開始する。第二のエコ
ーキャンセラ１４ｂに設けた擬似エコー生成部１７ｂ
は、送信信号と、受信信号からエコーを消去した後の残
留エコーとを基にエコー経路の特性を推定し擬似エコー
を生成すると共に、擬似エコー生成部１７ｂは、残留エ
コーが低減するよう逐次擬似エコーの特性を可変し最適
な擬似エコーを生成するよう動作する。

【００１９】次に、減算部１８ｂは、受信信号から、前
記生成した擬似エコーを減算し、エコー消去を行う。擬
似エコー生成部１７ｂは、第二の電話機４がオフフック
した状態のエコー経路の特性に対応して繰り返し使用さ
れており、擬似エコー生成手段の一つであるＦＩＲフィ
ルタの係数は、この状態で更新が収束し保持されている
ので、第二のエコーキャンセラ１４ｂが動作を開始して
も保持しているフィルタ係数の更新の収束に要する時間
は僅かであり、通話開始時に送話者のエコーが還流する
ことは殆どない。

【００２０】次に、対向側電話機４が終話して、送受話
器がオンフックされると、第一の伝送装置１１に備えて
いるシグナリング手段（図示していない）から制御部１
６はオンフックの通知を受け、切替部１５ａ、１５ｂを
制御して第二のエコーキャンセラ１４ｂを復旧し、第一
のエコーキャンセラ１４ａを運用状態に切替え、第一の
エコーキャンセラ１４ａは動作を開始する。第一のエコ
ーキャンセラ１４ａに設けた擬似エコー生成部１７ａ
は、前述したように第二の電話機４がオフフックした状
態のエコー経路の特性において繰り返し使用されてお
り、擬似エコー生成手段の一つであるＦＩＲフィルタの
係数は、この状態で更新が収束し保持されているので、
第一のエコーキャンセラ１４ａが動作を開始してもフィ
ルタ係数の更新に必要な時間は僅かである。

【００２１】次に、送話者が第一の電話機２をオンフッ
クすると、第一の伝送装置１１に備えたＲＥＰ部１２が
検出して制御部１６に通知し、制御部１６は、切替部１
５ａ、１５ｂを制御して第一のエコーキャンセラ１４ａ
を復旧状態に切替え、第一のエコーキャンセラ１４ａは
動作を停止する。

【００２２】図４は、本発明に係わるエコーキャンセラ
が機能する際の動作を示すフローチャートである。同図
を説明すると、ステップ１においてスタートした後、自
局側の電話機がオフフックしたかの検出を行う（ステッ
プ２）。オフフックを検出すると、対向側電話機がオン
フックしている状態に対応した第一のエコーキャンセラ
の動作を開始する（ステップ３）。一方、オフフックを
検出しない場合は、そのままオフフックの検出を続け
る。次に、自局側の電話機がオンフックされていないか
の検出を行い（ステップ４）、オンフックされるとステ
ップ５に移行して第一のエコーキャンセラを復旧させ
る。オンフックされない場合は、対向側の電話機がオフ
フックされたかどうかの検出を行い（ステップ６）、オ
フフックを検出すると、第一のエコーキャンセラの動作
を停止して、対向側電話機がオフフックしている状態に
対応した第二のエコーキャンセラの動作を開始する（ス
テップ７）。一方、オフフックを検出しない場合は、そ
のままオフフックの検出を続ける。

【００２３】次に、自局側の電話機がオンフックされて
いないかの検出を行い（ステップ８）、オンフックされ
るとステップ５に移行して第二のエコーキャンセラを復
旧させる。オンフックされない場合は、対向側の電話機
がオンフックされたかどうかの検出を行い（ステップ
９）、オンフックを検出すると、第二のエコーキャンセ
ラの動作を停止して、対向側電話機がオンフックした状
態に対応している第一のエコーキャンセラの動作を開始
する（ステップ１０）。一方、オンフックを検出しない
場合は、そのままオンフックの検出を続ける。次に、自
局側の電話機がオンフックしたかの検出を行い（ステッ
プ１１）、オンフックを検出するとステップ５に移行し
て第一のエコーキャンセラを復旧させる。一方、オンフ
ックを検出しない場合は、そのままオンフックの検出を
続ける。

【００２４】

【発明の効果】本発明は上述したように、請求項１及び
２共に、二つのエコーキャンセラを用い、夫々を対向側
電話機のオンフック及びオフフック状態に起因するエコ
ー特性に対応させて使い分けたため、二つのエコーキャ
ンセラが最適化動作を行なうエコー特性は夫々固定化さ
れ、最適な擬似エコーを生成する際に行うフィルタ係数
の更新の収束に必要な時間が短縮されて、通話開始時に
還流するエコーにより通話品質を劣化させることを防ぐ
ことが出来、エコーキャンセラの運用において著しい効
果を発揮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエコーキャンセラを電話回線に挿
入した一実施例を示す構成図である。

【図２】本発明に係わるエコーキャンセラの動作概要を
示す構成例である。

【図３】本発明に係わるエコーキャンセラの動作状態を
示す図である。

【図４】本発明に係わるエコーキャンセラが機能する際
の動作を示すフローチャートである。

【図５】従来のエコーキャンセラを電話回線に挿入した
際の構成例である。

【図６】従来のエコーキャンセラの動作状態を示す図で
ある。

【符号の説明】

１・・第一の伝送装置、 ２・・第一の電話
機、３・・第二の伝送装置、 ４・・第二の
電話機、５・・伝送路、 ６・・エ
コーキャンセラ、７・・ＨＹＢトランス、
８・・擬似エコー生成部、９・・減算器、
１０・・ＨＹＢトランス、１１・・第一の伝送装
置、 １２・・ＲＥＰ部、１３・・ＨＹＢトラ
ンス、 １４ａ、１４ｂ・・エコーキャンセ
ラ、１５ａ、１５ｂ・・切替部、 １６・・制御
部、１７ａ、１７ｂ・・擬似エコー生成部、１８ａ、１
８ｂ・・減算部、 １９・・エコー経路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自局の音声信号が対向するエコー経路を経
   由して自局側に還流するエコーとなり通話品質が劣化す
   ることを防止するエコーキャンセラであって、自局の電
   話機の動作状態を検出するＲＥＰ部と、還流するエコー
   を消去するための第一のエコーキャンセラ手段及び第二
   のエコーキャンセラ手段と、該二つのエコーキャンセラ
   手段を選択して切替える切替部と、該切替部を所定の条
   件で制御する制御部とを備えたことを特徴とするエコー
   キャンセラ。
2. 【請求項２】前記切替動作の条件は、対向側において電
   話機がオンフックの際に第一のエコーキャンセラ手段を
   選択し、対向側において電話機がオフフックの際に第二
   のエコーキャンセラ手段を選択して夫々を切替えるもの
   とし、エコー経路の特性に合わせて二つのエコーキャン
   セラ手段を使い分けたことを特徴とする請求項１記戴の
   エコーキャンセラ。