JP2008078973A - ダブルトーク検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】適応推定動作が収束していないときや、ダブルトークが連続して発生するときでも、正確にダブルトーク判定ができるダブルトーク検出方法を提供する。
【解決手段】受信信号Ｒｉｎが基準値ＸＴＨ以下であれば、比較器１６から出力される禁止信号ＩＮＨ１で適応ＦＩＲフィルタ２の適応推定動作は禁止される。送信信号Ｓｉｎが基準値ＹＴＨ以下であれば、比較器１７からクリア信号ＣＬが出力されて適応ＦＩＲフィルタ２の適応推定動作が可能になると共に、ダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭが０クリアされる。受信信号Ｒｉｎと送信信号Ｓｉｎが共に存在すると、送信信号レベルＳｉｎＬに余裕値αを付加した値と受信信号レベルＲｉｎＬが比較器２０で比較され、送信信号レベルが受信信号レベルを超えていれば、禁止信号ＩＮＨ３が出力されて適応ＦＩＲフィルタ２の適応推定動作が禁止され、ダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭが保存される。
【選択図】図１

Description

本発明は、エコーキャンセラにおける適応ＦＩＲ(Finite Impulse Response)フィルタの適応推定動作（タップ係数更新）の制御を行うためのダブルトーク検出方法に関するものである。

電話回線において加入者端の電話機に接続される加入者線は２線式構成が採用されるのに対し、交換機から先の基幹回線は４線式構成が採用される。２線式と４線式の相互変換のためにハイブリッドコイルが接続されるが、インピーダンスの不整合によりエコー経路が形成され、エコーが生じる。また、ハンズフリー電話やテレビ会議システムでは音響エコー経路が存在するため、同様のエコーが生じる。これらのエコーは通話品質を劣化させるため、エコーキャンセラが必要不可欠である。

一般に、エコーキャンセラは、遠端から入力されてディジタル化された受信信号から擬似エコー信号を生成する適応ＦＩＲフィルタと、近端から入力されてディジタル化された送信信号からこの擬似エコー信号を減算して送信音声データを出力する減算器と、ダブルトーク検出器とで構成されている。

適応ＦＩＲフィルタは、エコー経路のインパルス応答を推定した特性と入力された受信信号から、演算によって擬似エコー信号を生成して減算器へ与えるものである。減算器は、入力された送信信号から擬似エコー信号を減算した残差信号を、送信音声データとして出力するものである。また、残差信号は、適応ＦＩＲフィルタにフィードバックされ、この適応ＦＩＲフィルタによって残差信号が最小になるように適応推定動作（タップ係数更新）が行われるようになっている。

適応ＦＩＲフィルタの適応推定動作は、遠端側の音声のみが存在するシングルトーク状態のときは正常に行われるが、遠端側と近端側の音声が同時に存在するダブルトーク状態のとき、或いは遠端側の音声が無音のときは適応推定動作が乱れやすくなる。

ダブルトーク検出器はこの問題を回避するもので、ダブルトーク状態と遠端からの有効な受信信号が存在しない状態を検出して、適応ＦＩＲフィルタの適応推定動作を停止させるためのものである。

下記特許文献１には、受信信号、送信信号及び残差信号の各短時間平均パワーを検出して対数表示のパワー値を生成し、これらのパワー値を比較することによって適応ＦＩＲフィルタに対する制御信号を生成するダブルトーク検出器が記載されている。

このダブルトーク検出器は、受信パワー値から残差パワー値を差し引いてレベル差信号を出力する減算器、このレベル差信号にマージンを加算して加算値を出力する加算器、受信パワー値を第１の基準レベルと比較することによって受信信号が存在しない状態を検出する第１の比較器、送信パワー値を第２の基準レベルと比較することによって送信信号が存在しない状態を検出する第２の比較器、１サンプル前のダブルトーク検出閾値と加算値を比較して適応ＦＩＲフィルタに対する制御信号を出力する第３の比較器、及び、レベル差信号と加算値と第１〜第３の比較器の比較結果に基づいてダブルトーク検出閾値を出力する閾値制御部を備えている。

このダブルトーク検出器では、減算器によって受信パワー値から残差パワー値が差し引かれてレベル差信号が生成され、更に加算器によってこのレベル差信号にマージンが加算されて加算値が求められる。このマージンは、エコー経路の微小変動に対してダブルトーク検出を追従させるための余裕値である。

レベル差信号と加算値は閾値制御部に与えられ、第１〜第３の比較器の比較結果に応じてダブルトーク検出閾値が生成される。即ち、第１の比較器によって受信信号が存在しない状態が検出されると、適応ＦＩＲフィルタの適応推定動作を停止させる制御信号が出力されると共に、閾値制御部でのダブルトーク検出閾値の更新が禁止される。また、第２の比較器によって送信信号が存在しない状態が検出されると、制御信号及びダブルトーク検出閾値がクリアされる。そして、第３の比較器によってダブルトーク検出閾値と加算値が比較され、ダブルトークまたはシングルトークの判定が行われる。

このような構成により、受信信号のアイドル雑音（無音雑音）等によって適応ＦＩＲフィルタの推定動作が乱れることが防止され、更に、回路瞬断等のエコー経路切り替わりや、エコー経路が平坦遅延を有する場合等が検出され、適応ＦＩＲフィルタを推定動作可能な状態にさせることができるようになっている。

特公平８−２１８８１号公報 特開２００３−１１０４６９号公報

しかしながら、前記ダブルトーク検出器では以下のような課題があった。
適応ＦＩＲフィルタの適応推定動作が収束していない時にダブルトークが発生すると、ダブルトーク検出閾値は小さい値であるため、加算値がダブルトーク検出閾値よりも大きくなり、シングルトークと判定されて適応推定動作が乱れることがある。

また、適応推定動作が収束してダブルトーク検出閾値が大きくなった状態でも、ダブルトークが連続すると適応推定動作は一旦停止されるが、このダブルトーク検出閾値は小さくなる方向へ更新され、やがては加算値がダブルトーク検出閾値よりも大きくなり、シングルトークと判定されて適応推定動作が乱れる。

本発明は、適応推定動作が収束していない時やダブルトークが連続して発生する時に、正確にダブルトーク判定ができるダブルトーク検出方法を提供することを目的としている。

本発明は、適応フィルタにより、受信信号とこの受信信号のエコーが加わった送信信号に基づいてエコー経路のインパルス応答を推定して擬似エコー信号を生成し、送信信号から擬似エコー信号を差し引いた残差信号を送出するエコーキャンセラの動作時に、受信信号と送信信号が同時に発生するダブルトーク状態を、検出閾値を基準として検出して適応フィルタの推定動作を禁止するダブルトーク検出方法を次の第１から第３の処理で構成したことを特徴としている。

即ち、第１の処理は、受信信号が無いときに、適応フィルタの推定動作を禁止すると共に検出閾値を保存する。第２の処理は、受信信号が有りかつ送信信号が無いときに、適応フィルタの推定動作の禁止を解除すると共に検出閾値を低下させる。第３の処理は、受信信号と送信信号が共に存在するときに、送信信号のレベルに第１の余裕値を付加した第１の加算値と受信信号のレベルを比較する。そして、第１の加算値が受信信号のレベル以上であれば適応フィルタの推定動作を禁止すると共に検出閾値を保存し、第１の加算値が受信信号のレベル未満であれば、受信信号と残差信号とのレベル差に第２の余裕値を付加した第２の加算値と検出閾値の比較結果に従って適応フィルタの推定動作の可否を決定すると共にその検出閾値を更新する。

本発明では、第３の処理において、受信信号と送信信号が共に存在するときに、この送信信号のレベルに第１の余裕値を付加した第１の加算値と受信信号のレベルを比較し、第１の加算値が受信信号のレベル以上であれば適応フィルタの推定動作を禁止すると共に検出閾値を保存するようにしている。これにより、適応推定動作が収束していない時やダブルトークが連続して発生する時にでも、正確にダブルトーク判定ができるという効果がある。

この発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、次の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。但し、図面は、もっぱら解説のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。

図１は、本発明の実施例１を示す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は、遠端側から入力される音声信号をディジタルの受話入力信号Ｒｉｎに変換するアナログ−ディジタル変換器（以下、ＡＤＣという）１、適応ＦＩＲフィルタ２、受話入力信号Ｒｉｎをアナログ信号に戻して近端側のハイブリッドコイルＨＹＢ等に出力するディジタル−アナログ変換器（以下、ＤＡＣ変換器という）３を有している。

適応ＦＩＲフィルタ２は、ハイブリッドコイルＨＹＢ等によるエコー経路のインパルス応答の特性を推定してタップ係数を更新し、この推定された特性と受話入力信号Ｒｉｎから、演算によってエコー信号と推定される擬似エコー信号Ｓｉｎｈを生成するものである。適応ＦＩＲフィルタに用いられるアルゴリズムとして、ＬＭＳ(Least Mean Square)アルゴリズムやＮＬＭＳ(Normalized LMS)アルゴリズム、ＲＬＳ(Recursive Least Square)アルゴリズム等が広く知られている。

また、このエコーキャンセラは、近端側からハイブリッドコイルＨＹＢ等を介して出力される音声信号をディジタルの送話入力信号Ｓｉｎに変換するＡＤＣ４を有している。ＡＤＣ４の出力側には減算器５が接続されている。減算器５は、送話入力信号Ｓｉｎから擬似エコー信号Ｓｉｎｈを差し引いて、残差信号Ｒｅｓを出力するものである。残差信号Ｒｅｓは、適応ＦＩＲフィルタ２にフィードバックされると共に、ＤＡＣ６でアナログの音声信号に変換され、遠端側へ出力されるようになっている。

更に、このエコーキャンセラは、適応ＦＩＲフィルタ２の適応推定動作を制御するための禁止信号ＩＮＨを生成するダブルトーク検出器１０を有している。

ダブルトーク検出器１０は、遠端側の音声のみが存在するシングルトーク状態のときに適応ＦＩＲフィルタ２に適応推定動作を行わせ、遠端側と近端側の音声が同時に存在するダブルトーク状態のとき、または、遠端側の音声が無音のときは適応推定動作を禁止するためのものである。

このダブルトーク検出器１０は、それぞれ受話入力信号Ｒｉｎ、残差信号Ｒｅｓ、送話入力信号Ｓｉｎの短時間平均パワーを検出して受話入力レベルＲｉｎＬ、残差レベルＲｅｓＬ、送話入力レベルＳｉｎＬを出力するパワー検出器１１，１２，１３を有している。パワー検出器１１，１２の出力側には減算器１４が接続され、この減算器１４の出力側が加算器１５と閾値制御部３０に接続されている。減算器１４は受話入力レベルＲｉｎＬと残差レベルＲｅｓＬのレベル差を求め、このレベル差信号Ａｃｏｍを加算器１５と閾値制御部３０に与えるものである。加算器１５はレベル差信号Ａｃｏｍに一定のマージン値γを加算して加算値ＦＬＧを算出し、これを閾値制御部３０に与えるものである。マージン値γは、エコー経路の微小変動に対し、適応ＦＩＲフィルタ２を追従可能とするための余裕値である。閾値制御部３０は、後述するように、レベル差信号Ａｃｏｍ、加算値ＦＬＧ等を入力して可変のダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭを生成する回路である。

パワー検出器１１，１３の出力側には、それぞれ比較器（ＣＭＰ）１６，１７が接続されている。比較器１６は、基準値ＸＴＨと受話入力レベルＲｉｎＬを比較して受話入力信号Ｒｉｎの無音状態を検出し、それに応じた適応推定動作の禁止信号ＩＮＨ１と制御信号Ｓ１を出力するものである。即ち、比較器１６は、ＲｉｎＬ＜ＸＴＨのときに、論理“１”の禁止信号ＩＮＨ１を出力して適応ＦＩＲフィルタ２における適応推定動作を禁止すると共に、制御信号Ｓ１を出力して閾値制御部３０におけるダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭの更新を禁止し、受話入力信号Ｒｉｎのアイドル雑音（無音雑音）等によって適応ＦＩＲフィルタ２の適応推定動作が乱れることを防止する機能を有している。

比較器１７は、基準値ＹＴＨと送話入力レベルＳｉｎＬを比較し、ＳｉｎＬ＜ＹＴＨのときに送話入力信号Ｓｉｎが無音と判定して、適応ＦＩＲフィルタ２の適応推定動作の禁止信号ＩＮＨをクリアするためのクリア信号ＣＬを出力すると共に、閾値制御部３０のダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭを、例えば０にクリアするための制御信号Ｓ２を出力するものである。即ち、この比較器１７は、回路瞬断等のエコー経路切り替わりや、エコー経路が平坦遅延を有する場合等を検出し、適応ＦＩＲフィルタ２を適応推定動作の可能な状態にする機能を有している。

また加算器１５の出力側には第３の比較器１８が接続されている。比較器１８は、閾値制御部３０によって１サンプリングタイム前に計算されたダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭと加算値ＦＬＧの比較を行うものである。比較器１８は、ＴＲＩＭ≧ＦＬＧの場合、ダブルトークと判定して適応ＦＩＲフィルタ２の適応推定動作を禁止するための“１”の禁止信号ＩＮＨ２を出力し、ＴＲＩＭ＜ＦＬＧの場合には、シングルトークと判定して“０”の禁止信号ＩＮＨ２を出力するようになっている。更に、この比較器１８は、これらの判定結果に応じてダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭの制御方法を選択する制御信号Ｓ３を閾値制御部３０に出力するものである。

パワー検出器１３の出力側には、更に送話入力レベルＳｉｎＬにエコーリターンロスのマージン値αを加算する加算器１９と、その加算結果ＳｉｎＬ＋αと受話入力レベルＲｉｎＬを比較する比較器２０が接続されている。比較器２０は、比較結果に応じて禁止信号ＩＮＨ３と制御信号Ｓ４を出力するもので、制御信号Ｓ４は閾値制御部３０に与えられ、禁止信号ＩＮＨ３は３入力の論理和回路２１の１つの入力側に与えられている。論理和回路２１の他の２つの入力側には、比較器１６，１８からの禁止信号ＩＮＨ１，ＩＮＨ２が与えられるようになっている。論理和回路２１の出力側は、禁止クリア回路２２に接続されている。

禁止クリア回路２２は、例えばスイッチで構成され、通常状態では論理和回路２１から入力された信号をそのまま禁止信号ＩＮＨとして適応ＦＩＲフィルタ２へ出力し、比較器１７からクリア信号ＣＬが与えられると接地側へ切換えて“０”の禁止信号ＩＮＨを出力するようになっている。

図２は、図１中の閾値制御部３０の一例を示す構成図である。
この閾値制御部３０は、レベル差信号Ａｃｏｍを入力する入力端子３１、加算値ＦＬＧを入力する入力端子３２、及びダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭを出力する出力端子３３を有している。入力端子３１、３２にはそれぞれ回路Ａ，Ｂが接続され、これらの回路Ａ，Ｂの出力側がセレクタＣ及びリミッタＤを介して出力端子３３に接続されている。

回路Ａは、レベル差信号Ａｃｏｍを積分する回路で、入力端子３１に直列に接続された乗算器３４及び加算器３５を有し、この加算器３５の一方の入力側に出力端子３３の信号が単位遅延素子３６及び乗算器３７を介して与えられている。乗算器３４はレベル差信号Ａｃｏｍに係数δ１を掛けてその乗算結果Ａｃｏｍ・δ１を加算器３５に与えるもので、単位遅延素子３６は遅延時間Ｚ^−１を有し出力端子３３のダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭの過去(例えば、１サンプリングタイム前)の値を保持するものである。乗算器３７はダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭの過去の値に係数（１−δ１）を掛けてその乗算結果ＴＲＩＭ・（１−δ）を加算器３５に与えるもので、加算器３５は乗算結果のＡｃｏｍ・δ１とＴＲＩＭ・（１−δ１）を加算するものである。

回路Ｂは、入力端子３２に直列に接続された減算器３８、乗算器３９及び減算器４０を有し、これらの減算器３８，４０の一方の入力側に出力端子３３の信号が単位遅延素子４１を介して与えられている。単位遅延素子４１は遅延時間Ｚ^−１を有し出力端子３３のダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭの過去の値を保持するものである。減算器３８はダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭの過去の値から加算値ＦＬＧを減算して減算値ＴＲＩＭ−ＦＬＧを求めるもので、乗算器３９は減算値ＴＲＩＭ−ＦＬＧに係数δ２を掛けて乗算値（ＴＲＩＭ−ＦＬＧ）・δ２を求めるもので、減算器４０はダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭから乗算値（ＴＲＩＭ−ＦＬＧ）・δ２を減算するものである。なお、各回路Ａ，Ｂは、比較器１６の制御信号Ｓ１が“１”のときに演算動作を停止するようになっている。

更に、回路Ａ，Ｂの出力側に接続されるセレクタＣは、加算器３５の出力側に接続される端子４２、減算器４０の出力側に接続される端子４３、端子３３のダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭの値を保持する端子４４、接地電位に接続された端子４５及びリミッタＤの入力側に接続された共通端子４６を有し、比較器１６の制御信号Ｓ１により端子４４へ、比較器１７の制御信号Ｓ２によって端子４５側へ、比較器１８，２０の制御信号Ｓ３，Ｓ４の組み合わせに応じて端子４２〜４４へ切り替わるものである。また、リミッタＤは、ダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭの最大値及び最小値を制限する回路である。

次に、このエコーキャンセラの動作を説明する。
遠端側からの音声信号が入力されると、ＡＤＣ１でサンプリングされてエコーキャンセラの受話入力信号Ｒｉｎとなる。受話入力信号Ｒｉｎは、ダブルトーク検出器１０と適応ＦＩＲフィルタ２へ入力されると共に、ＤＡＣ３でアナログ受信信号に変換され、ハイブリッドコイルＨＹＢを介して近端側に出力される。このとき、ハイブリッドコイルＨＹＢのインピーダンスの不整合やスピーカとマイクロホンの音響結合により形成されるエコー経路により、アナログ受信信号が近端の送話側に回り込み、ＡＤＣ４でサンプリングされてエコーキャンセラの送話入力信号Ｓｉｎとなって減算器５に与えられる。

減算器５は、送話入力信号Ｓｉｎから擬似エコー信号Ｓｉｎｈを減算した残差信号Ｒｅｓを出力する。残差信号Ｒｅｓは、送話出力信号としてＤＡＣ６でアナログ信号に変換され、遠端側へ出力される。また、残差信号Ｒｅｓは適応ＦＩＲフィルタ２にフィードバックされ、適応ＦＩＲフィルタ２は、ダブルトーク検出器１０から禁止信号ＩＮＨが与えられていないときに、この残差信号Ｒｅｓが最小になるように適応推定動作を実行する。

図３は、図１中のダブルトーク検出器１０の動作を示すフローチャートである。以下、この図３を参照しつつ、ダブルトーク検出の詳細動作を説明する。

図３のステップＳＴ１において、図１の中のダブルトーク検出器１０により、受話入力信号Ｒｉｎ、残差信号Ｒｅｓ及び送話入力信号Ｓｉｎの短時間平均パワーをそれぞれパワー検出器１１，１２，１３で検出し、受話入力レベルＲｉｎＬ、残差レベルＲｅｓＬ及び送話入力レベルＳｉｎＬを出力する。

受話入力レベルＲｉｎＬは減算器１４と比較器１６，２０に、残差レベルＲｅｓＬは減算器１４に、送話入力レベルＳｉｎＬは比較器１７と加算器１９にそれぞれ与えられる。受話入力レベルＲｉｎＬと残差レベルＲｅｓＬは減算器１４で減算され、レベル差信号Ａｃｏｍとして加算器１５と閾値制御部３０に与えられる。加算器１５はレベル差信号Ａｃｏｍにマージン値γを加算し、加算値ＦＬＧとして比較器１８と閾値制御部３０に供給する。加算器１９は、送話入力レベルＳｉｎＬにエコーリターンロスのマージン値αを加算し、比較器２０に供給する。マージン値αは、想定されるエコーリターンロスに相当する固定値である。各比較器１６〜１８，２０は、次のように順次判定動作を行う。

ステップＳＴ２において、比較器１６は、基準値ＸＴＨと受話入力レベルＲｉｎＬの比較を行い、受話入力信号Ｒｉｎが無音か有音かを判定する。ＲｉｎＬ＜ＸＴＨならば、受話入力信号Ｒｉｎが無音状態であると判定し、ステップＳＴ３へ進む。ＲｉｎＬ≧ＸＴＨならば、受話入力信号Ｒｉｎが有音状態であると判定し、ステップＳＴ４へ進む。

ステップＳＴ３において、比較器１６は、禁止信号ＩＮＨ１及び制御信号Ｓ１を“１”にして出力する。禁止信号ＩＮＨ１は論理和回路２１に与えられ、論理和回路２１の出力信号は、他の比較器１８，２０の比較結果に拘らず“１”となる。禁止信号ＩＮＨ１は、禁止クリア回路２２を通して適応ＦＩＲフィルタ２に与えられ、この適応ＦＩＲフィルタ２の適応推定動作が禁止される。一方、制御信号Ｓ１は、閾値制御部３０における回路Ａ，Ｂの動作を停止させ、ダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭの更新を禁止する。これにより、ダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭは、そのままの値に保存される。なお、このとき他の比較器１７，１８，２０は比較動作を実行しない。

ステップＳＴ４において、比較器１７は送話入力レベルＳｉｎＬと基準値ＹＴＨの比較を行い、送話入力信号Ｓｉｎが無音か有音かを判定する。ＳｉｎＬ＜ＹＴＨならば、送話入力信号Ｓｉｎが無音状態と判定し、ステップＳＴ５へ進む。ＳｉｎＬ≧ＹＴＨならば、送話入力信号Ｓｉｎが有音状態と判定し、ステップＳＴ６へ進む。

ステップＳＴ５において、比較器１７は、クリア信号ＣＬと制御信号Ｓ２を“１”にして出力する。クリア信号ＣＬにより禁止クリア回路２２から出力される禁止信号ＩＮＨが“０”にクリアされ、適応ＦＩＲフィルタ２の適応推定動作の禁止が解除され、適応推定動作が可能な状態になる。一方、制御信号Ｓ２により、ダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭが例えば０にクリアされる。このとき、比較器１８，２０は比較動作を実行しない。

ステップＳＴ６において、比較器１８，２０は、比較動作を実行する。比較器１８は、ダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭとレベル差信号Ａｃｏｍ＋γの比較を行う。ＴＲＩＭ≧Ａｃｏｍ＋γならば、比較器１８は、禁止信号ＩＮＨ２と制御信号Ｓ３を“１”にして出力し、ＴＲＩＭ＜Ａｃｏｍ＋γならば禁止信号ＩＮＨ２と制御信号Ｓ３を“０”にして出力する。また、比較器２０は、送話入力レベルＳｉｎＬ＋αと受話入力レベルＲｉｎＬの比較を行う。ＳｉｎＬ＋α≧ＲｉｎＬならば、比較器２０は、禁止信号ＩＮＨ３と制御信号Ｓ４を“１”にして出力し、ＳｉｎＬ＋α＜ＲｉｎＬならば禁止信号ＩＮＨ３と制御信号Ｓ４“０”にして出力する。

論理和回路２１では、比較器１６，１８，２０から出力される禁止信号ＩＮＨ１，ＩＮＨ２，ＩＮＨ３の論理和が取られ、禁止クリア回路２２を通して禁止信号ＩＮＨが適応ＦＩＲフィルタ２に与えられる。従って、禁止信号ＩＮＨ１，ＩＮＨ２，ＩＮＨ３の論理和が“１”であれば、ダブルトークと判定されて適応推定動作が禁止され、“０”ならばシングルトークと判定されて適応ＦＩＲフィルタ２の適応推定動作の禁止が解除される。

比較器１８，２０の判定結果は、制御信号Ｓ３、Ｓ４として制御閾値部３０へ与えられ、比較器１６，１７からの制御信号Ｓ１，Ｓ２と共に、セレクタＣによる端子の選択切換えが行われる。閾値制御部３０では、レベル差信号Ａｃｏｍと加算値ＦＬＧでダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭを更新し、セレクタＣとリミッタＤを介して出力する。

制御信号Ｓ１により受話入力信号Ｒｉｎが無音と判定された場合は、セレクタＣで端子４４が選択され、ダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭが保存される。

制御信号Ｓ２により送話入力信号Ｓｉｎが無音と判定された場合は、セレクタＣで端子４５が選択され、ダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭは、例えば０にクリアされる。

上記以外の場合には制御信号Ｓ３，Ｓ４の組み合わせによりセレクタＣの選択が決定される。このステップＳＴ６における比較結果により、選択信号Ｓ３，Ｓ４が共に“０”
（即ち、ＦＬＧ＞ＴＲＩＭ、かつ、ＳｉｎＬ＋α＜ＲｉｎＬ）の時はステップＳＴ７へ進み、選択信号Ｓ３，Ｓ４がそれぞれ“１”，“０”（即ち、ＦＬＧ≦ＴＲＩＭ、かつ、ＳｉｎＬ＋α＜ＲｉｎＬ）の時はステップＳＴ８へ進み、選択信号Ｓ４が“１”
（即ち、ＳｉｎＬ＋α≧ＲｉｎＬ）の時はステップＳＴ９へ進む。

ステップＳＴ７において、セレクタＣは端子４２に接続され、レベル差信号Ａｃｏｍで更新された回路Ａのダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭが選択される。従って、新たなダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭは、Ａｃｏｍ・δ１＋ＴＲＩＭ（１−δ１）となる。これにより、ダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭは増加する。

ステップＳＴ８において、セレクタＣは端子４３に接続され、加算値ＦＬＧで更新された回路Ｂのダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭが選択される。従って、新たなダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭは、ＴＲＩＭ−（ＴＲＩＭ−ＦＬＧ）・δ２となる。これにより、ダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭは減少する。

ステップＳＴ９において、選択信号Ｓ３の値に拘らずセレクタＣは端子４４に接続され、ＴＲＩＭは保存される。

ステップＳＴ３，ＳＴ５，ＳＴ７〜ＳＴ９の終了後は、再びステップＳＴ１へ戻って同様の動作が繰り返される。

以上のように、この実施例１のダブルトーク検出器１０によれば、受話入力レベルＲｉｎＬと送話入力レベルＳｉｎＬを比較器２０で比較して禁止信号ＩＮＨ３を出力し、比較器１６，１８から出力される禁止信号ＩＮＨ１，ＩＮＨ２との論理和を取って適応ＦＩＲフィルタ２に対する禁止信号ＩＮＨを生成するようにしている。これにより、適応推定動作が収束していない時にダブルトークが発生しても、そのダブルトークを検出して推定動作の乱れを防ぐことができるという利点がある。

また、送話入力レベルＳｉｎＬから受話入力レベルＲｉｎＬを引いた値がマージン値α以上のときに、ダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭを保存する機能を有するので、ダブルトークが連続的に発生してもダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭが小さくなってシングルトークと誤判定されるおそれがなくなり、適応推定動作の乱れをなくすことができるという利点がある。

図４は、本発明の実施例２を示すダブルトーク検出のフローチャートであり、図３中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。なお、対応するエコーキャンセラの構成は、図１と同様である。

図４において、ステップＳＴ４で送話入力レベルＳｉｎＬによって送話入力信号が無音状態と判定され、ステップＳＴ５の処理が行われるまでの動作は、図３と同様である。
ステップＳＴ４において、送話入力信号Ｓｉｎが有音状態と判定されると、ステップＳＴ１０へ進む。

ステップＳＴ１０において、比較器２０が送話入力レベルＳｉｎＬ＋αと受話入力レベルＲｉｎＬの比較動作を実行する。ＳｉｎＬ＋α≧ＲｉｎＬの場合は、ステップＳＴ１１へ進み、ＳｉｎＬ＋α＜ＲｉｎＬの場合はステップＳＴ１２へ進む。

ステップＳＴ１１において、比較器２０はダブルトークと判定して“１”の制御信号Ｓ４を閾値制御部３０に出力するとともに、“１”の禁止信号ＩＮＨ３を論理和回路２１に出力する。判定結果は禁止クリア回路２２を通して適応ＦＩＲフィルタ２に与えられ、適応推定動作は禁止される。また、制御信号Ｓ４は、閾値制御部３０におけるダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭの更新を禁止する。この際、比較器３は比較動作を実行しない。

ステップＳＴ１２において、比較器２０は、“０”の制御信号Ｓ４を閾値制御部３０に出力し、かつ、“０”の禁止信号ＩＮＨ３を論理和回路２１に出力すると共に、比較器１８がダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭとレベル差信号Ａｃｏｍ＋γ（＝加算値ＦＬＧ）の比較動作を実行する。ＦＬＧ＞ＴＲＩＭの場合は、ステップＳＴ１３へ進み、ＦＬＧ≦ＴＲＩＭの場合は、ステップＳＴ１４へ進む。

ステップＳＴ１３において、比較器１８は“０”の禁止信号ＩＮＨ２を論理和回路２１に出力すると共に、“０”の制御信号Ｓ３を閾値制御部３０に出力する。閾値制御部３０では、セレクタＣは端子４２に接続され、レベル差信号Ａｃｏｍで更新された回路Ａのダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭが選択される。従って、新たなダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭは、Ａｃｏｍ・δ１＋ＴＲＩＭ（１−δ１）となる。

ステップＳＴ１４において、比較器１８は“１”の禁止信号ＩＮＨ２を論理和回路２１に出力すると共に、“１”の制御信号Ｓ３を閾値制御部３０に出力する。閾値制御部３０では、セレクタＣは端子４３に接続され、加算値ＦＬＧで更新された回路Ｂのダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭが選択される。従って、新たなダブルトーク検出閾値ＴＲＩＭは、ＴＲＩＭ−（ＴＲＩＭ−ＦＬＧ）・δ２となる。

ステップＳＴ３，ＳＴ５，ＳＴ１１，ＳＴ１３，ＳＴ１４の終了後は、再びステップＳＴ１へ戻って同様の動作が繰り返される。

以上のように、この実施例２によれば比較器２０の動作を優先的に行うことによって、この比較器２０の結果によっては比較器１８の動作を省略することができ、実施例１と同様の利点に加えて、計算量を減少させることができるという利点がある。

なお、本発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
（ａ） 実施例１では、マージン値αをエコーリターンロスに相当する固定値としたが、固定値ではなく、動作状態に合わせてマージン値αを生成する生成手段を設けても良い。マージン値αは、例えば、ある間隔で適応ＦＩＲフィルタ２の係数値や、Ｒｉｎ，Ｓｉｎ，Ｒｅｓのレベルやダブルトーク検出器の判定結果等によってエコーリターンロスを測定し、その測定結果から生成することができる。これにより、スイッチ切り換えなどによるエコー環境の急激な変化や、ハンズフリーなどのエコーパスが常に微小変動する環境において、より正確にダブルトーク判定ができるようになる。
（ｂ） 動作説明では、比較器１６を含む各構成要素の機能をソフトウエアで実現するものとして説明したが、ハードウエアで実現することもできる。ハードウエアで実現した場合、各比較器は同時に比較動作を行うことになるので、実施例１，２の相違は無くなる。

本発明の実施例１を示すエコーキャンセラの構成図である。 図１中の閾値制御部３０の一例を示す構成図である。 図１中のダブルトーク検出器１０の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例２を示すダブルトーク検出動作のフローチャートである。

符号の説明

１，４ ＡＤＣ
２ 適応ＦＩＲフィルタ
３，６ ＤＡＣ
５，１４ 減算器
１０ ダブルトーク検出器
１１〜１３ パワー検出器
１５，１９ 加算器
１６〜１８，２０ 比較器
２１ 論理和回路
２２ 禁止クリア回路
３０ 閾値制御部

Claims (4)

1. 適応フィルタにより、受信信号と該受信信号のエコーが加わった送信信号に基づいてエコー経路のインパルス応答を推定して擬似エコー信号を生成し、該送信信号から該擬似エコー信号を差し引いた残差信号を送出するエコーキャンセラの動作時に、前記受信信号と前記送信信号が同時に発生するダブルトーク状態を検出閾値を基準として検出して前記適応フィルタの推定動作を禁止するダブルトーク検出方法であって、
   前記受信信号が無いときには、前記適応フィルタの推定動作を禁止すると共に前記検出閾値を保存する第１の処理と、
   前記受信信号が有りかつ前記送信信号が無いときには、前記適応フィルタの推定動作の禁止を解除すると共に前記検出閾値を低下させる第２の処理と、
   前記受信信号と前記送信信号が有るときには、該送信信号のレベルに第１の余裕値を付加した第１の加算値と該受信信号のレベルを比較し、該第１の加算値が該受信信号のレベル以上であれば前記適応フィルタの推定動作を禁止すると共に前記検出閾値を保存し、該第１の加算値が該受信信号のレベル未満であれば、該受信信号と前記残差信号とのレベル差に第２の余裕値を付加した第２の加算値と該検出閾値の比較結果に従って前記適応フィルタの推定動作の可否を決定すると共に該検出閾値を更新する第３の処理とを、
   行うことを特徴とするダブルトーク検出方法。
2. 前記第３の処理における前記第２の加算値と前記検出閾値の比較の結果、該第２の加算値が該検出閾値よりも大きいときには前記適応フィルタの推定動作の禁止を解除すると共に該検出閾値を増加させ、該第２の加算値が該検出閾値以下のときには該適応フィルタの推定動作を禁止すると共に該検出閾値を減少させることを特徴とする請求項１記載のダブルトーク検出方法。
3. 前記第３の処理における前記第２の加算値と前記検出閾値の比較の結果、該第２の加算値が該検出閾値よりも大きいときには、前記適応フィルタの推定動作の禁止を解除すると共に、前記受信信号と前記残差信号のレベル差に第１の係数(δ１)を掛けた第１の乗算結果と現在の検出閾値に第２の係数(１−δ１)を掛けた第２の乗算結果の合計を新たな検出閾値とし、
   該第２の加算値が該検出閾値以下のときには、該適応フィルタの推定動作を禁止すると共に、現在の検出閾値から該第２の加算値を差しい引いた値に第３の係数(δ２)を乗算した値を現在の検出閾値から差し引いて新たな検出閾値とすることを特徴とする請求項１記載のダブルトーク検出方法。
4. 前記第１の余裕値は、エコーリターンロスの測定結果から算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のダブルトーク検出方法。

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