JPH02174353A - エコーキヤンセラ - 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】 〔目　次〕 概要 産業上の利用分野（第３図） 従来の技術（第４図、第５図） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（第１図） 作用 実施例（第１図、第２図） 発明の効果 〔概　要〕 音響エコー消去用のエコーキャンセラに関し、ダブルト
ーク状態の誤検出による誤動作を防止したエコーキャン
セラを提供することを目的とし、受信側信号と送信側残
留エコーとから推定されたエコー径路のインパルス応答
によって受信信号から擬似エコーを作成して送信側入力
から減算しダブルトーク状態検出時インパルス応答の推
定を停止するエコーキャンセラ回路と、エコー抑圧量が
ダブルトーク状態以外に所定値以下になったことを判定
するエコー抑圧量判定手段と、該判定時トレーニング信
号を受信側入力に加え所定エコー抑圧量になるまで送信
側入力を減衰させるエコー径路損失量設定手段を設けた
音響エコーキャンセラにおいて、受信側出力信号と送信
側入力信号との相関度が大きく一部フレーム間の相関度
差が小さいとき、または該相関度差が大きく前フレーム
でエコー径路損失が減少したと判定されないときエコー
径路損失が減少したと判定する相関度判定手段を設け、
該損失減少判定時、エコー径路損失量設定手段を再動作
させることによって構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は拡声系音声会議システム等の拡声形態での通信
システムに用いられる音響用エコーキャンセラに係り、
特にダブルトーク以外の原因に基づ（エコー抑圧量の劣
化を識別して再トレーニングを行うことによって、エコ
ー径路特性の急激な変化に迅速に対応できるようにした
エコーキャンセラに関するものである。

多人数が参加できる拡声形態での通信システムは各種の
ものが開発されているが、以下においてはマイクとスピ
ーカとを用いた拡声系音声通信会議システムを例にとっ
て説明する。

第３図は音声会議システムの通信形態の一例を示したも
のである。音声会議室１１．１２にはそれぞれマイク２
１．２２とスピーカ３．．３２が設げられ、マイク２４
．スピーカ３□は音声会議制御装置４Ｉに接続されてい
るとともに、マイク２□、スピーカ３２は音声会議制御
装置４２に接続されている。さらに音声会議制御装置４
．．４２の入出力信号はマルチメディア多重化装置５゜
５２を介して他の情報とともに多重化されて、高速広帯
域ディジタル専用線６に接続されている。

これによってそれぞれの会議室における話者がマイクを
経て送話した信号は相手会議室のスピーカを経て相手話
者に伝えられ、相互に会議形態で通話を行うことができ
るようになっている。

このような拡声形態での通信システムにおいては、スピ
ーカから送出された音声の一部がエコーとなって同じ会
議室におけるマイクにまわり込む音響エコーの現象を生
じるため、エコーキャンセラが用いられるが、この際会
議室内の状況の変化に基づいてエコー径路特性の急激な
変化が生じやすく、このような原因によってエコー抑圧
量の変化を生じた場合には、エコーキャンセラの再トレ
ニングを行ってエコー径路損失を常に所定値以下に保つ
必要がある。

一方、近端の話者と遠端の話者とが同時に送話するダブ
ルトーク時にもエコー抑圧量が劣化した場合と同様な状
態になるが、この場合は再トレーニングを行う必要がな
い。

そこでダブルト−り状態とそれぞれ以外の原因に基づく
エコー抑圧量の劣化とを区別して、エコー抑圧量の劣化
時に精度よ（再トレーニングを行い得るようにすること
が要望される。

〔従来の技術〕

第３図に示されたような音声会議システムにおいては、
前述のように音響エコーを生じやすく、そのため音声会
議制御装置４１＋　　４２には音響用のエコーキャンセ
ラが必要となる。音響用のエコーキャンセラは、一般の
電話回線における２線４線変換用のハイブリッドで生じ
るエコーを消去するためのエコーキャンセラと比較して
、残響時間が非常に長く例えば数百ｍ　ｓ　ｅ　ｃにも
およぶ場合があることと、エコー径路特性の変動が生じ
ゃすい等の問題に対処しなければならない。

第４図は一般的なエコーキャンセラの構成を例示したも
のである。

第４図において１１は２　ｉｊ！４線変換部に設けられ
るハイブリッドであって、受信側人力ＲＩＮと送信側出
力５ＯＵＴとは、ハイブリッド１１を介して２線側伝送
路１２と結合されている。この場合受信側出力信号の一
部がハイブリッド１１を介して形成されるエコー径路１
３を経て送信側にまわり込み、送信側入力信号に加算さ
れることによって残留エコーを生じる。

第４図において１４はエコーキャンセラ回路を示してい
る。エコーキャンセラ回路１４において受信信号系列発
生部Ｉ５は、受信側入力信号から受信信号の時系列を発
生する。またエコー径路推定インパルス応答記憶部１６
においては、エコー径路の推定インパルス応答に対応す
る係数を記憶している。

擬似エコー発生部１７は、複数個の遅延素子と、各遅延
素子の遅延出力に所定の係数を乗算する複数個の係数器
と、各係数器の出力信号を加算する加算器とからなる適
応予測フィルタを有し、エコー径路の推定インパルス応
答と受信信号の時系列とのたたみ込み演算を行うことに
よって、擬似エコーｙを発生する。擬似エコーｙは送信
側入力に挿入された減算器Ｉ８において送信側入力信号
から減算され、これによって送信側出力５ＯＵＴにおけ
る残留エコーが消去される。

係数修正部１９は、受信信号の時系列と送信側出力にお
ける残留エコーとから、残留エコーが小さ（なるように
修正を行って擬似エコー発生部１７に与えるべき係数を
発生し、エコー径路推定インパルス応答記１，０部１６
は係数修正部１９で発生した係数を記憶する。

この際、遠端話者と近端話者とが同時に送話するダブル
トーク状！／３Ｌこなると、送信側入力信号はエコー成
分と近端話者の音声の和になる。このようなダブルトー
ク状態において、係数修正部１９において係数の修正を
行ってエコー径路推定インパルス応答記憶部１６におけ
る係数値の更新を続けると、これによって規定されるエ
コー径路の推定インパルス応答は、実際のエコー径路の
インパルス応答特性とは全く異なったものになってしま
う。

そのためダブルトーク時には、その状態を早目に検出し
てインパルス応答特性の推定動作を停止する必要がある
。

ダブルトーク検出部２０はダブルトーク状態を検出した
とき、係数修正部１９における係数修正を停止すること
によって、エコー径路推定インパルス応答記憶部１６に
おける係数の更新を停止する。

この場合におけるダブルトーク状態の検出は、送信側入
力信号電力検出部２１において検出された送信側入力信
号電力（ＳＩＮの電力；以下これをＰＳＩＮとする）と
、受信信号電力検出部２２において検出された受信信号
電力（ＲＩ　Ｎの電力；以下これをＰＲＩＮとする）と
を電力比較部２３において比較し、後者が前者に対しで
ある一定以上の割合になったときダブルトーク状態を検
出することによって行われる。すなわち ＰＲＩＮ・α＜ＰＳＩＮ　　　　　　　　　−・−（１
）（０〈αく１） となったときダブルトーク状態を検出する。

すなわち一般に電話回線の２線４線変換用ハイブリツド
で生じるエコー径路における損失は６ｄＢ以上であり、
送信側にエコー成分だけが入力される場合には、送信側
入力信号電力は受信側入力信号電力に対し６ｄＢ以上劣
化しているので、これを超える送信側入力信号電力が検
出されたことによってダブルトーク状態の検出を行って
いる。

次に音響エコーに対するエコーキャンセラを第４図に示
された一般的なエコーキャンセラをもとに構成する場合
には、残響時間が長いという問題に対しては、擬似エコ
ー発生用の適応予測フィルタにおける遅延素子と係数器
の組からなるタップ数を増加することで対応できる。

これに対してエコー径路特性の変動が生じやすいという
問題に対しては、トレーニングを行ってエコー径路の損
失量を設定する方式が知られている。

第５図は従来の音響用エコーキャンセラの構成を示した
ものであって、１４は第４図に示された−般的構成によ
るエコーキャンセラ回路である。

動作開始時においては、切替スイッチ２６は例えばホワ
イトノイズを発生するトレーニング信号発生部２７の側
に接続されており、トレーニング信号によって受信側出
力信号を生じて、音声会議室１内におけるスピーカ３か
ら音響信号として送出される。この信号は音声会議室１
内においてマイク２からまわり込むことによって送信側
入力信号を生じ、減衰器２８．エコーキャンセラ回路１
４．減衰器２９を経て送信側出力信号を生じる。

受信側入力信号電力検出部３０は受信側入力信号電力を
検出し、送信側入力信号電力検出部３１は送信側入力信
号電力を検出する。レベル設定部３２は受信側入力信号
電力と送信側入力信号電力とを比較し、エコーキャンセ
ラ回路１４に入力される送信側入力信号電力が受信側入
力信号電力から６ｄＢ低下したものとなるように、減衰
器２８の減衰量を設定することによって、エコー径路の
減衰量を所定値とする。この場合エコーキャンセラ回路
１４の出力（残留エコー）に対しては、減衰器２９にお
いて減衰器２８の減衰量を補償するだけの利得を与える
ことによって、送信側出力信号レベルが変動しないよう
にすることができる。

このような処理を行うことによって、エコーキャンセラ
回路１４におけるエコー径路損失を６ｄＢにすることが
でき、従ってエコーキャンセラ回路１４において従来と
同様なダブルトーク検出方式を通用することができる。

次に動作時においては、切替スイッチ２６は受信側入力
信号の側に切り替えられる。この状態において残留エコ
ー電力検出部３３によってエコーキャンセラ回路１４の
出力における残留エコー電力を検出するとともに、エコ
ー抑圧量判定部３４において受信側入力信号電力と残留
エコー電力とを比較することによって、常時エコー抑圧
量を監視する。

エコー抑圧量判定部３４は、エコーキャンセラ回路１４
においてダブルトーク検出信号が発生したとき以外であ
ってエコー抑圧量が劣化した場合には、エコー径路特性
が急激に変動したためにエコー抑圧量が劣化したものと
判定して、切替スイッチ２６を制御してトレーニング信
号発生部２７がらのトレーング信号を、受信側入力信号
に代えて受信側出力信号として供給する。これによって
エコーキャンセラ回路１４内において擬似エコー発生用
の適応予測フィルタの係数の修正が行われるとともに、
レベル設定部３２における減衰器２８．２９の再設定が
行われるので、エコー径路特性の急激な変動に対しても
迅速に追従してエコー径路の損失量を正常値に保つこと
ができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第５図に示された従来の音響エコーキャンセラでは、例
えばエコー径路損失がレベル設定時に比べて急激に減少
した場合には、マイクにまわり込むエコーが増大してエ
コー抑圧量が劣化する。しかしながら同時に送信側入力
信号電力も増加するため、エコーキャンセラ回路１４に
おけるダブルトーク検出部がダブルトーク状態を誤検出
し、そのため再トレーニングと再レベル設定が行われな
くなることがあるという問題があった。

本発明はこのような従来技術の課題を解決しようとする
ものであって、受信側入力信号と送信側入力信号との相
関度を検出し、その変化の度合によってエコー径路の損
失減少状態と真のダブルトーク状態とを識別できるよう
にし、これによってエコー径路を員失の急変時に再トレ
ーニングと再レベル設定が行われなくなることを防止し
たエコーキャンセラを提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は第１図の実施例に示されるように、受信側信号
と送信側残留エコーとからエコー径路のインパルス応答
を推定してこの推定されたインパルス応答によって受信
信号から擬似エコーを作成して送信側入力からこの擬似
エコーを減算するとともに送信側入力電力と受信信号電
力とを比較してダブルトーク状態を検出したときインパ
ルス応答の推定を停止するエコーキャンセラ回路１４と
、受信側信号電力と送信側の残留エコー電力とから判定
されたエコー抑圧量がダブルトーク状態以外において所
定値以下になったことを判定するエコー抑圧量判定手段
３０．３３．３４と、この判定が行われたときトレーニ
ング信号を受信側入力に加え受信側入力電力と送信側入
力電力とのレベル差がこの所定エコー抑圧量になるよう
に送信側入力に挿入された減衰器２８を制御するエコー
径路損失量設定手段２６．２７．３０〜３２を設けた音
響エコーキャンセラにおいて、相関度判定手段３５．３
６を設け、これによってエコー径路における損失が減少
したと判定されたとき、エコー径路損失量設定手段を再
動作させるようにしたものである。ここで相関度判定手
段３５．３６は、受信側出力信号と送信側入力信号との
相関度が大きくて一定フレーム間の相関度差が小さいと
き、またはこの相関度差が大きくて前フレームでエコー
径路損失が減少したものと判定されないとき、エコー径
路における損失が減少したものと判定するものである。

（作　用〕 本発明においては、受信側入力信号と送信側入力信号と
の相関度を測定し、その変化の度合によってエコー径路
損失が減少した状態と真のダブルトーク状態とを識別し
て、上述の問題点の解決を図っている。

いま２変数（ｘ、　　ｙ）の相関度をｒとすると、相関
度ｒは次式によって求められる。

ただしＥはアンサンプル平均（母築団平均）いま変数ｘ
、ｙが無相関であれば相関度ｒ＝０であり、Ｘとｙがα
倍の違いで完全に一致する（Ｘ＝α・ｙ）場合はｒ−１
（または−１；αくＯのとき）となる。

本発明においては受信側入力信号と送信側入力信号に対
しく１）式に基づいて相関度（ＲＥ）を算出し、 （１１相関度ＲＥがある一定値以上とれているときは、
送信側入力信号は受信側入力信号のエコー成分であり、 （２）一定時間（フレーム）間隔で相関の度合を算出し
、それぞれの差を求めて相関の度合の差が一定の闇値を
超えたときは、前のフレームの状態が変化したものと判
断する。この際前フレームにおいて相関がある程度以上
とれていたときは、ダブルトーク状態になったものと判
断する。

これによってエコー径路損失の急変時に再トレニングと
再レベル設定が行われなくなることを防止したエコーキ
ャンセラを実現することができるようになる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例のエコーキャンセラの構成を
示したものであって、第５図におけると同じ部分を同じ
番号で示し、３５は相関度算出部、３６は相関度判定部
である。

また第２図は本発明のエコーキャンセラにおけるダブル
トーク状態検出判断のシーケンスを示したものである。

第１図および第２図において、相関度算出部３５は受信
側入力信号と送信側入力信号との相関度ＲＥを算出する
とともに、一定のフレーム間の相関度の差ＲＥＤを算出
する。相関度判定部３６は求められた相関度ＲＥを、相
関度に対する一定の閾値ＲＥｔｈと比較する（ステップ
Ｓｌ）。

相関度ＲＥが閾値ＲＥｔｈより大きくないときは、受信
側入力信号と送信側入力信号とは相関が小さいのでダブ
ルトーク状態と判定する。

相関度ＲＥが閾値ＲＥｔｈより大きいときは、相関度差
ＲＥＤを相関度の差に対する一定の閾値ＲＥＤｔｈと比
較する（ステップＳ２）。

相関度差ＲＥＤが閾値ＲＢＤｔｈより大きくないときは
、ダブルトーク状態ではないので、エコー径路損失が減
少したものと判断する。

相関度差ＲＥＤが閾値ＲＥＤｔｈより大きいときは、前
フレームにおいてエコー径路損失が減少したものと判断
されたか否かをみて（ステップＳ３）、そうであればダ
ブルトーク状態と判断し、そうでなければエコー径路損
失が減少したものと判断する。

これによってエコー径路特性が急激に減少したと判断さ
れたときは、切替スイッチ２６をトレーニング信号発生
部２７の側に接続し、トレーニング信号を音声会議室１
内におけるスピーカ３から音響信号として送出すること
によって、初期設定時と同様にしてエコーキャンセラ回
路１４内における適応予測フィルタの係数部における係
数値を修正するとともに、レベル設定部３２によって減
衰器２８゜２９の減衰量を再設定する。従ってエコー径
路特性の変化に対応してエコー損失量の再設定が正しく
行われる。

〔発明の効果〕

エコー抑圧量がダブルトーク状態以外に所定値以下にな
ったときトレーニング信号を受信側入力に加えてエコー
径路損失量を所定値に設定するようにした音響エコーキ
ャンセラにおいて、受信側出力信号と送信側入力信号と
の相関度を利用してエコー径路損失の変化と真のダブル
トーク状態とを識別して、ダブルトーク状態でなくエコ
ー抑圧特性が劣化したとき再トレーニングを行うように
したので、精度よくエコー抑圧量を設定することができ
エコー径路特性の急激な変化に迅速に対応できるように
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のエコーキャンセラの構成を
示す図、 第２図は本発明におけるダブルトーク状態検出判断のシ
ーケンスを示す図、 第３図は音声会議システムの通信形態の一例を示す図、 第４図は一般的なエコーキャンセラの構成を示す図、 第５図は従来の音響エコーキャンセラの構成を示す図で
ある。 Ｌ　　Ｌｌ、１２−−・音声会議室 ２．２＋、２２−マイク ３．３１．３２−・−スピーカ １４−・エコーキャンセラ回路 ２６−切替スイッチ ２７−！−レーニング信号発生部 ３１−・−送信側入力信号電力検出部 ３２−　レベル設定部 ３３−残留エコー電力検出部 ３４−エコー抑圧量判定部 ３５−・−相関度算出部 ３６−相関度判定部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 受信側信号と送信側残留エコーとからエコー径路のイン
   パルス応答を推定して該推定されたインパルス応答によ
   って受信信号から擬似エコーを作成して送信側入力から
   該擬似エコーを減算するとともに送信側入力電力と受信
   信号電力とを比較してダブルトーク状態を検出したとき
   インパルス応答の推定を停止するエコーキャンセラ回路
   （１４）と、受信側信号電力と送信側の残留エコー電力
   とから判定されたエコー抑圧量がダブルトーク状態以外
   において所定値以下になったことを判定するエコー抑圧
   量判定手段（３０、３３、３４）と、該判定時トレーニ
   ング信号を受信側入力に加え受信側入力電力と送信側入
   力電力とのレベル差が該所定エコー抑圧量になるように
   送信側入力に挿入された減衰器（２８）を制御するエコ
   ー径路損失量設定手段（２６、２７、３０〜３２）を設
   けた音響エコーキャンセラにおいて、 受信側出力信号と送信側入力信号との相関度が大きくて
   一定フレーム間の相関度差が小さいとき、または該相関
   度差が大きくて前フレームでエコー径路損失が減少した
   ものと判定されないときエコー径路における損失が減少
   したものと判定する相関度判定手段（３５、３６）を設
   け、 該損失減少判定時、前記エコー径路損失量設定手段を再
   動作させるようにしたことを特徴とするエコーキャンセ
   ラ。