JP6338728B1 - エコーキャンセラ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】音声チャネルごとにエコーキャンセラのＯＮ／ＯＦＦ制御を的確に実施し、音声チャネル種別に応じた高品質なエコー抑圧を可能にする。【解決手段】電話網の２線４線変換により生じるエコーを消去するエコーキャンセラ装置において、音声チャネル種別に応じたエコーの消去処理を行うエコーキャンセラ部と、音声チャネルごとに、音声通話開始／終了の情報、無音パターンおよび音声レベルを検出し、それらの検出結果を音声チャネル種別に応じて論理判定し、音声チャネル種別に応じたエコーキャンセラ部のＯＮ／ＯＦＦを制御するエコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、電話網の２線４線変換により生じるエコーを消去するエコーキャンセラ装置に関する。
図３は、長距離中継回線を介する電話通信システムのエコーキャンセラの適用例を示す（特許文献１）。ここでは、長距離中継回線として衛星回線を示すが、海底ケーブル回線であってもよい。
図３において、電話網に接続される電話機Ａ３１と電話機Ｂ３２は、衛星回線接続装置３３，３４および衛星回線３５を介して接続される。電話網と電話機Ａ３１および電話機Ｂ３２は、２線４線変換器（Ｈ）３６，３７を介して接続される場合に、遠端側信号の一部がエコーとして回り込んで近端側信号に重畳されるので、例えば衛星回線接続装置３３，３４の電話網側または衛星回線接続装置３３，３４の内部に、そのエコーを消去するエコーキャンセラ３８，３９が配置される。
ここで、エコーキャンセラ３８において、遠端側信号（電話機Ｂ３２の音声信号）が入出力する端子をＲin、Ｒout とし、近端側信号（電話機Ａ３１の音声信号）が入出力する端子をＳin、Ｓout とする。
電話機Ｂ３２から送信された音声信号は、衛星回線３５、衛星回線接続装置３３、エコーキャンセラ３８を介して電話機Ａ３１に到達するが、２線４線変換器（Ｈ）３６でその一部がエコーとして回り込み、電話機Ａ３１から送信された音声信号に重畳され、エコーキャンセラ３８、衛星回線接続装置３３、衛星回線３５を介して電話機Ｂ３２に到達する。このとき、電話機Ｂ３２から送信された音声信号およびそのエコーは衛星区間をそれぞれ通過し、大きな遅延が発生したエコーが電話機Ｂ３２に戻るため、エコーキャンセラ３８でのエコー消去が重要になる。
エコーキャンセラ３８では、Ｒinの音声信号を擬似エコー発生部に入力してエコー信号を予測し、Ｓinのエコー信号を含む音声信号と反転合成することにより、エコー信号を消去した電話機Ａ３１からの音声信号のみをＳout に出力する。
特開平１１−２８９２８０号公報
ところで、エコーキャンセラでは、音声レベルの判別による無音時の誤切断防止機能や、例えば公衆回線と専用回線のような音声チャネル種別ごと最適化された音声検出アルゴリズムにより高品質なエコー抑圧などが要求される。
本発明は、音声チャネルごとにエコーキャンセラのＯＮ／ＯＦＦ制御を的確に実施し、音声チャネル種別に応じた高品質なエコー抑圧を可能にするエコーキャンセラ装置を提供することを目的とする。
本発明のエコーキャンセラ装置は、音声チャネル種別に応じて、電話網の２線４線変換により生じるエコーの消去処理を行うエコーキャンセラ部と、音声チャネルごとに、音声通話開始／終了の情報、無音パターンおよび音声レベルを検出し、それらの検出結果を前記音声チャネル種別に応じて論理判定し、音声チャネル種別に応じたエコーキャンセラ部のＯＮ／ＯＦＦを制御するエコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部とを備える。
本発明のエコーキャンセラ装置において、エコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部は、第１の音声チャネル種別に対して、無音パターン以外を検出した場合にエコーキャンセラ部をＯＮとし、無音パターンが設定値Ｔ１以上継続すればＯＦＦとする制御手段１と、無音パターンを検出しない場合に音声レベルを識別し、音声レベルが閾値Ｌ以上の場合にエコーキャンセラ部をＯＮとし、音声レベルが閾値Ｌ未満で設定値Ｔ１以上継続する場合にエコーキャンセラ部をＯＦＦとする制御手段２とを有する。
このエコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部は、第１の音声チャネル種別に応じて、音声レベルの判定に用いる閾値Ｌと、無音パターンの検出または音声レベルが閾値Ｌ未満の継続時間の検出に用いる設定値Ｔ１とを設定する構成としてもよい。
本発明のエコーキャンセラ装置において、エコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部は、第２の音声チャネル種別に対して、音声レベルが閾値Ｌ以上の場合にエコーキャンセラ部をＯＮとし、音声レベルが閾値Ｌ未満で設定値Ｔ２以上継続する場合にエコーキャンセラ部をＯＦＦとする制御手段を有する。
このエコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部は、第２の音声チャネル種別に応じて、音声レベルの判定に用いる閾値Ｌと、音声レベルが閾値Ｌ未満であるときの継続時間の検出に用いる設定値Ｔ２を設定する構成としてもよい。
本発明は、音声チャネルごとに、音声通話開始／終了の情報、無音パターンおよび音声レベルを検出し、音声チャネル種別に応じた論理判定を行う。すなわち、無音パターン以外の音声パターンを検出し、かつ音声レベルが閾値Ｌ以上の場合に即時にエコーキャンセラ部をＯＮとし、無音パターンが設定値Ｔ１以上継続する場合、音声レベルが閾値Ｌ未満で設定値Ｔ２以上継続する場合にエコーキャンセラ部をＯＦＦとする。これにより、エコーキャンセラ部のＯＮ／ＯＦＦ制御を的確に実施し、音声チャネル種別に応じた高品質なエコー抑圧を実現することができる。
本発明のエコーキャンセラ装置の実施例構成を示す図である。 本発明のエコーキャンセラ装置のエコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部１０の構成例を示す図である。 長距離中継回線を介する電話通信システムのエコーキャンセラの適用例を示す図である。
図１は、本発明のエコーキャンセラ装置の実施例構成を示す。
図１において、本発明のエコーキャンセラ装置は、図３に示すエコーキャンセラ３８の位置に配置され、エコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部１０と、エコーキャンセラ部２０により構成される。したがって、図３に示すエコーキャンセラ３８と本発明のエコーキャンセラ装置のＲin、Ｒout 、Ｓin、Ｓout がそれぞれ対応する。
Ｒinには、電話機Ｂ（図３の３２）から送信された音声信号が衛星回線（図３の３５）を通過して入力する。以下、この音声信号をＲin信号という。Ｒin信号は、Ｒout から電話網および２線４線変換器（Ｈ）３６を介して電話機Ａ３１に入力するとともに、２線４線変換器（Ｈ）３６で折り返しのエコー信号が発生する。
Ｓinには、電話機Ａ３１から送信された音声信号と、２線４線変換器（Ｈ）３６で折り返すエコー信号が、混合信号として電話網を介して入力する。以下、この混合信号をＳin信号という。
本発明の特徴は、Ｒin信号とＳin信号を入力し、例えば 200チャネルの音声チャネルごとに、ＳＴ信号（音声通話開始／終了を示す１ビット情報）、無音パターン、音声レベルを検出し、それらの検出結果の音声チャネル種別に応じた論理判定によって、音声チャネル種別に応じたエコーキャンセラ部２０のＯＮ／ＯＦＦを制御するエコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部１０を備えるところにある。
エコーキャンセラ部２０は、エコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部１０の音声チャネル種別に応じたＯＮ／ＯＦＦ制御に対応する構成であり、Ｒin信号から擬似エコー発生部で予測したエコー信号とＳin信号とを反転合成し、さらにＮＬＰで残留反響成分を取り除くことにより、エコー信号を消去した電話機Ａ３１からの音声信号のみをＳout に出力する。
図２は、本発明のエコーキャンセラ装置のエコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部１０の構成例を示す。
図２において、エコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部１０は、ＳＴ信号検出部１１、無音パターン検出部１２、音声レベル検出部１３、無音検出タイマ１４，１５、制御部１６、エコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ判定部１７、音声チャネル種別判定部１８により構成される。
ＳＴ信号検出部１１は、Ｒin信号およびＳin信号を入力し、音声チャネルごとにＳＴ信号を検出し、音声通話開始／終了をエコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ判定部１７に通知する。無音パターン検出部１２は、Ｒin信号およびＳin信号を入力し、音声チャネルごとに無音パターン（７ＦパターンまたはＦＦパターンなど）を検出する。音声レベル検出部１３は、Ｒin信号およびＳin信号を入力し、音声チャネルごとに音声レベルが閾値Ｌ以上であるか閾値Ｌ未満であるかを検出する。
無音検出タイマ１４は、無音パターン検出部１２が無音パターンを設定値Ｔ１以上継続して検出したか否かをエコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ判定部１７に通知する。無音検出タイマ１５は、音声レベル検出部１３で音声レベルが閾値Ｌ未満となっていることを設定値Ｔ２以上継続して検出したか否かをエコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ判定部１７に通知する。
制御部１６は、Ｒin信号およびＳin信号の音声チャネル種別に応じて、音声レベル検出部１３の閾値Ｌ、無音検出タイマ１４，１５の設定値Ｔ１，Ｔ２、エコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ判定部１７の判定論理Ｃをそれぞれ出力する。なお、Ｒin信号およびＳin信号から音声チャネルごとに音声チャネル種別を判定する音声チャネル種別判定部１８を設け、判定した音声チャネル種別を制御部１６に通知してもよい。
以下、音声チャネル種別に応じて、エコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ判定部１７におけるエコーキャンセラ部２０のＯＮ／ＯＦＦ判定処理の一例を示す。
音声チャネル種別１に対して、ＳＴ信号によるエコーキャンセラ部２０のＯＮ／ＯＦＦ判定は、Ｒin信号およびＳin信号のＳＴ信号がともに「０（通話）」の場合にエコーキャンセラ部２０をＯＮとし、そうでなければＯＦＦとする。音声チャネル種別２に対して、Ｒin信号およびＳin信号のＳＴ信号のいずれか一方が「０（通話）」の場合にエコーキャンセラ部２０をＯＮとし、そうでなければＯＦＦとする。
公衆回線に対して、無音パターンの検出によるエコーキャンセラ部２０のＯＮ／ＯＦＦ判定は、Ｒin信号およびＳin信号のいずれかにおいて無音パターン以外を検出した場合に、エコーキャンセラ部２０をＯＮとし、Ｒin信号およびＳin信号の双方で無音パターンが設定値Ｔ１以上継続すればＯＦＦとする。さらに、無音パターンを検出しない場合には音声レベルを識別し、Ｒin信号およびＳin信号のいずれかの音声レベルが閾値Ｌ以上の場合に、エコーキャンセラ部２０をＯＮとする。また、音声レベルが閾値Ｌ未満で設定値Ｔ１以上継続する場合に、エコーキャンセラ部２０をＯＦＦとする。
専用回線に対して、音声レベルの検出によるエコーキャンセラ部２０のＯＮ／ＯＦＦ判定は、Ｒin信号およびＳin信号のいずれかの音声レベルが閾値Ｌ以上の場合に、エコーキャンセラ部２０をＯＮとする。また、音声レベルが閾値Ｌ未満で設定値Ｔ２以上継続する場合に、エコーキャンセラ部２０をＯＦＦとする。
また、エコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部１０およびエコーキャンセラ部２０では、Ｒin信号と、Ｓin信号に含まれるＲin信号のエコー成分の時間差を検出し、その時間差に対応する距離に応じてエコーを抑圧する量を算定する構成において、音声チャネルごとに上記のＯＮ／ＯＦＦ制御を行い、エコーの的確な抑圧量を算定してエコーの消去を実施するようにしてもよい。
１０ エコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部
１１ ＳＴ信号検出部
１２ 無音パターン検出部
１３ 音声レベル検出部
１４，１５ 無音検出タイマ
１６ 制御部
１７ エコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ判定部
１８ 音声チャネル種別判定部
２０ エコーキャンセラ部
３１ 電話機Ａ
３２ 電話機Ｂ
３３，３４ 衛星回線接続装置
３５ 衛星回線
３６，３７ ２線４線変換器（Ｈ）
３８，３９ エコーキャンセラ

Claims (4)

  1. 音声チャネル種別に応じて、電話網の２線４線変換により生じるエコーの消去処理を行うエコーキャンセラ部と、
    音声チャネルごとに、音声通話開始／終了の情報、無音パターンおよび音声レベルを検出し、それらの検出結果を前記音声チャネル種別に応じて論理判定し、前記音声チャネル種別に応じた前記エコーキャンセラ部のＯＮ／ＯＦＦを制御するエコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部と
    を備えたエコーキャンセラ装置において、
    前記エコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部は、第１の音声チャネル種別に対して、
    前記無音パターン以外を検出した場合に前記エコーキャンセラ部をＯＮとし、前記無音パターンが設定値Ｔ１以上継続すればＯＦＦとする制御手段１と、
    前記無音パターンを検出しない場合に前記音声レベルを識別し、前記音声レベルが閾値Ｌ以上の場合に前記エコーキャンセラ部をＯＮとし、前記音声レベルが閾値Ｌ未満で設定値Ｔ１以上継続する場合に前記エコーキャンセラ部をＯＦＦとする制御手段２と
    を有することを特徴とするエコーキャンセラ装置。
  2. 請求項１に記載のエコーキャンセラ装置において、
    前記エコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部は、前記第１の音声チャネル種別に応じて、前記音声レベルの判定に用いる閾値Ｌと、前記無音パターンの検出または音声レベルが閾値Ｌ未満の継続時間の検出に用いる設定値Ｔ１とを設定する構成である
    ことを特徴とするエコーキャンセラ装置。
  3. 音声チャネル種別に応じて、電話網の２線４線変換により生じるエコーの消去処理を行うエコーキャンセラ部と、
    音声チャネルごとに、音声通話開始／終了の情報、無音パターンおよび音声レベルを検出し、それらの検出結果を前記音声チャネル種別に応じて論理判定し、前記音声チャネル種別に応じた前記エコーキャンセラ部のＯＮ／ＯＦＦを制御するエコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部と
    を備えたエコーキャンセラ装置において、
    前記エコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部は、第２の音声チャネル種別に対して、
    前記音声レベルが閾値Ｌ以上の場合に前記エコーキャンセラ部をＯＮとし、前記音声レベルが閾値Ｌ未満で設定値Ｔ２以上継続する場合に前記エコーキャンセラ部をＯＦＦとする制御手段を有する
    ことを特徴とするエコーキャンセラ装置。
  4. 請求項３に記載のエコーキャンセラ装置において、
    前記エコーキャンセラＯＮ／ＯＦＦ制御部は、前記第２の音声チャネル種別に応じて、前記音声レベルの判定に用いる閾値Ｌと、前記音声レベルが閾値Ｌ未満であるときの継続時間の検出に用いる設定値Ｔ２を設定する構成である
    ことを特徴とするエコーキャンセラ装置。
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