JPH04501498A

JPH04501498A - 電話線におけるエコー特に音響エコーを処理するための装置

Info

Publication number: JPH04501498A
Application number: JP2513624A
Authority: JP
Inventors: ジュリアン　ジャン―パスカル; ル　トゥルナー　グレゴワール
Original assignee: フランス国
Priority date: 1989-08-18
Filing date: 1990-08-20
Publication date: 1992-03-12
Also published as: EP0413641B1; DE69024877D1; EP0413641A1; US5343521A; WO1991003116A1; FR2651077A1; DE69024877T2; FR2651077B1

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】電話線におけるエコー特に音響エコーを処理するための装置発明の背景発明の利用分野本発明はその間にカプリングを有する２つの伝送チャネル間のエコーの処理に関する。

従来の技術特に、この発明は電話セットあるいは手で持たなくても済むその他の電話ターミナルにおける音響エコーを抑制することを狙らっている。第１図に示したように、このセットは総て固定された１個あるいは数個の拡声器）ＩＰそれと同時に１個あるいは数個のマイクロホンＭＩを有している。この音響エコーは拡声器から発される信号を音響カプリングによってマイクロホンが拾い上げたものである。

このカプリングは固体あるいは気中伝達によるものであり：後者の場合には、ターミナルの置かれている環境が決定的な役割りを演じる。

エコー処理装置ＤＴは加入者電話線ＬＴから受信する信号を拡声器によって放送する信号として受け取るセットの受信チャネルおよびマイクロホンによって拾い上げられかつ線ＬＴに発信信号として伝送されるマイクロホン信号を伝送するセットの発信チャネルに内部接続されている。このマイクロホン信号はローカルの加入者から発されるローカルの会話信号とその拡声器からの音響エコーの総和である。

例えば、手で持たな（てもセットおよびグループあるいは電話会議のターミナルのような伝送ターミナルの場合には、遠い端にいる話者にとってはこの音響エコーが著しい不便を生じる、特に電話網を介したローカルの加入者と話者の間に長い伝送期間がある場合には特に著しい。発信信号中におけるこのエコーを満足のいくレベルにまで下げることがこのエコー処理装置ＤＴの主たる目的である。

従来、第１の公知の実施例によると、装置ＤＴはこのエコーを十分に弱めるためにチャネル間にゲインスイッチを使っている。音響カプリングの値を低減する修正ゲインを全体として確保するために受信および発信信号に可変ゲインが加えられている。

これは半二重モードに近い線ＬＴ中の信号の伝送によって引き起される障害をその会話中に生じる。

これを避けるために、エコー処理装置の第２のタイプは音響カプリングパターンの予測に基づいて予測されたエコーを差し引くことによってエコーの打ち消しを実行する適応同定技術を利用している。従ってこの打ち消しの性能は音響カプリングの予測の質に直接依存している。この音響カプリングの性質はそのパターンがそのセットを取りまく環境によって引き起こされる多くの音響反射を考慮に入れることを必要としている。

この装置は音響カプリングを表わしているインパルス応答の重要な部分を予測しな（ではならない、従来の適応同定のアルゴリズムはｌＯミリ秒以上の“長い” インパルス応答に対しては様能しない、ローカルな会話はこのアルゴリズムによって雑音とみなされかつ同定を著しく混乱させる。このアルゴリズムはまた理想的には乱されずに伝送すべきローカルな会話を歪ませることがある。セットの環境は可変である、例えばこのセットの近傍で人間が動くなどによって、そしてこのアルゴリズムはそれが有効であるためには“これらの変化に追従する”必要がある。

発明の目的本発明の目的はエコーの打ち消しに際してエコー同定アルゴリズムの特別な管理手法を使いこの同定が発信される信号中のローカルな会話を乱すことがないようにし従来の技術の先に述べた欠点を解消することである。

発明の概要従って、第１のチャネル中の第１の信号および第２のチャネル中の第２の信号および実際のエコーを受け取り上記第２の信号とおよび上言己実際のエコーと予測したエコーの差を含む第３の信号、この予測したエコーは第１および第３の信号に適応的にフィルターをかけることによって実際のエコー同定から得られたものである、を発生するエコー打ち消し手段を有する第１および第２の伝送チャネル間の実際のエコーを処理するための装置であって、この装置は第３の信号レベルが第２の所定しきい値より大きい時第３の信号中の上記エコー差および上記第２の信号を検出するための手段および上記エコー打ち消し手段がフィルターをかける際の適応をゲイン制御しか（して上記第２の信号が検出されていない時その適応ゲインを変更しかつ上記第２の信号が検出されている限り如何なるフィルター動作の変更をも禁止するための手段を含むことを特徴とする。

従って、手を使わなくても済むタイプの電話ターミナルのマイクロホンによって拾われた信号が音響エコーのみを含みかつ従ってローカルな加入者会話がない場合のみにこのエコー打ち消しが管理される。かくすることによって、第３の信号中に検出されたレベルが不十分に打ち消されたエコーによるものかあるいは会話信号および／または室内雑音によるものかの信号を出せるようにこの検出手段は第２の信号と第３の信号中の残留エコーを区別しな（ではならない０本発明の特徴によるとこの検出手段は第１および第３の信号および第１および第２のしきい値の比較を利用している。これらのしきい値の少な（とも１つは可変でかつエコー同定アルゴリズムの収斂の状態に依存してもよい。

本発明はまた第１および第３の信号のゲインをこれら信号のレベルの比較結果の関数としてではな（これら信号の絶対値の関数として、およびさらに具体的にはそれぞれの所定のしきい値を有するこれら信号のエンベロープの比較結果の関数として制御することを自差している。従って、本発明のエコー処理装置はさらに、第１の信号を減衰するための第１のチャネル中に設けられた第１の可変減衰器、第３の信号を減衰するための第２のチャネル中に設けられた第２の可変減衰器および検出手段によってなされる第１の信号と第１のしきい値および第３の信号と第２のしきい値開の独立した比較の結果の関数として両減衰器中の両減衰を制御するための手段を含んでいる。

図面の簡単な説明本発明のその他の特徴および利点は対応する添付図面に示されている本発明のいくつかの望ましい実施例についての以下の具体的な説明から明らかになるであろう、ここで：第１図は電話セットにおける音響エコーの処理についての原理的な図である；第２図は本発明の第１の実施例によるエコー処理装置のブロック図である；および第３図は本発明の第２の実施例によるエコー処理装置のブロック図である。

望ましい実施例についての説明以下で言及する実施例は第２図および第３図に図示したものであり、これらは特別なエコー、例えば電話セットあるいは手で取り扱かう必要のないタイプのその他の同様なターミナルの１つの拡声器ＨＰ−あるいは並列に接続された複数の拡声器−と１つのマイクロホンＭＩ−あるいは並列に接続された複数のマイクロホン−間の音響エコーの処理に関するものである。このセットは第２図による４導線電話縁ＬＴにあるいは差動カプラーを介して２導線電話線に接続される。

エコー処理装置１は遠く離れた加入者から電話網を介して信号ＲＥＣＵを受け取る受信チャネルと呼ばれる第１の伝送チャネルおよび拡声器ＨＰによって放送する信号ＤＩＦＦＵＳＥを再伝送するための加入者電話線ＬＴを含んでおり、第２の伝送チャネルは装置１の中で受信チャネルとは反対の方向への送信チャネルを構成している。

この第２のチャネルはマイクロホンＭｌによって拾い上げられかつ実際の音響エコー信号ＥＣＲおよび／またはローカルな加入者会話信号ＰＭを含むマイクロホン信号ＭＩＣＲＯを受信する。この受信チャネルは信号ＥＭＩＳを電話線ＬＴに再伝送する、ここでエコー信号は十分に減衰されあるいは実質上抑制される。

実際には、この装置ｌは上記の信号をデジタル的に処理する。

従ってこの装置１はこの受信および発信チャネルへの入力を実効あるものとする２つのアナログからデジタルへの変換器ＣＲおよびＣＭおよび受信および伝送チャネルからの出力を実効あるものとする２つのデジタルからアナログへの変換器ＣＤおよびＧＥをそれぞれ有している。２つの増巾器ＡＤおよびＡＭがそれぞれコンバーターＣＤの出力端と拡声器ＨＰ間におよびマイクロホンＭｌと変換器ＣＭの入力端間に設けられてもよい。この変換器は狭い帯域においては会話信号に対して８　ｋＨｚに対応するサンプリング周期Ｆｅであるいは広い帯域においてはより高い忠実度の会話信号に対しては１６ｋＨｚで動作する。

第２図の装置１においては、この受信チャネルは変換器ＣＲの出力端からデジタル信号ＲＥＣＵを受けかつ変換器ＣＤおよび増巾器ＡＤを介して拡声器ＨＰに接続される出力端を有する音声活動検出器２Ｒを有している。第２図に示すように、発信チャンネルは引き算器３１およびもう１つの音声活動検出器２Ｅを含んでいる。引き算器３１の直接入力端（＋）は増巾器ＡＭおよび変換器ＣＭを介してマイクロホンＭＩの出力端に接続されている。引き算器３１の出力端は検出器２Ｅの信号ＲＥＳＩＤＵの入力端に接続されている。検出器２Ｅの出力端からのデジタル信号ＥＭＩＳは変換器ＧＥを介してＩ！ＬＴに伝送される。

引き算器３１の反転入力（−）はエコー予測回路３２を介して信号ＤＩＦＦＵＳＥを受ける変換器ＣＤの入力端に接続されている。この予測回路３２は同様に引き算器３１の出力端から信号ＲＥＳＩＤＵを受けている、その結果回路３１および３２はエコー打ち消し装置３のそれに類似な制御ループを構成している。しかしながら以下の説明から解るように、エコー予測回路３２は単純な自己適応型変換フィルターを含むのみではない。

第２図に示すように、このエコー処理装置はさらに信号ＲＥＣＵおよびＲＥＳＩＤＵおよび検出器２Ｒおよび２Ｅによって取り出される論理信号ＬＲおよびＬＨの関数として回路３２中のエコーの同定速度を制御するための本発明に固荷な３つの回路４１．４２および４３を含んでいる。

念のためだが、例えば回路３２中に含まれている自己適応型デジタル変換フィルターの目的は予測エコー信号がマイクロホンＭｌによって拾われかつ拡声器ＨＰとマイクロホン間の音響上のパックルーピングの結果である現実のエコー信号ＥＣＲに出来るだけ近（なるように信号ＤＩＦＦＵＳＥおよび信号ＲＥＳＩＤＬＩのサンプルから予測されるエコー信号ＥＣＥＳを作り出すことである。

この変換フィルターは補正係数ｈ’ｎの所定の数Ｉによって特徴付けられており、ここでｉは１から１間にある指標の係数を表わす整数でありかつｎは基準時からのその瞬間を表わす整数の指標である。実際にはこれらの瞬間−−−ｎ−１、ｎ、ｎ＋１、−一−は信号ＤＩＦＦＵＳＥおよびＩ’１ＥＳＩＤＵのサンプリング周期Ｆｅに相当する、しかし回路２Ｅ、２Ｒ１３２および４１から４３において計算された異なる変数は信号ＲＥＣ［Ｉ、　ＤＩＦＦＵＳＥおよびＭＩＣＲＯおよび従ってＲＥＳＩＤＵの関数として毎ミリ秒ごとに更新される。

従来、この処理装置は勿論線ＬＴ中の電流によって望ましくは遠方から給電される前記回路を動作させるために必要な種々のクロック信号を発生するためのタイムベースを有している。

係数ｈ’ｌｌからｈｌｌｌは瞬時ｎにおける補正関数ｈｌｌを表わしており、瞬時ｎに先立つ工の瞬時における信号ＤＩＦＦｔｌＳＥのサンプルによって表わされる信号ＤＩＦＦｔｌＳＥとのそのコンポルーシジンは予測されたエコー信号ＥＣＥＳを形成する。予測された信号ＥＣＥＳが実際のエコー信号ＥＣＲのほぼ９０％に達した時、あるいは信号ＲＥＳＩＤｔ］がその結果実質的に０となった時 −マイクロホン会話信号がない場合ＰＭ＝　Ｏ−１このフィルターは“収斂”する、かくしてこのフィルターは、係数ｈｌが最初Ｏの瞬時とこれらの係数が最小の振巾を有する信号ＲＥＳＩＤＵ＝　ＥＣＲ−ＥＣＥ　、エラー信号とも呼ばれる、に対応する制限値に達した瞬時との間の収斂時間を定義する転移関数によって特徴付けられる。従って本発明は主としてこの収斂時間に基づいて作動することをねらっており、かつより厳密に云うとこれらの制限値との比較によって相関係数ｈ・からの隔りの状態を意味しているフィルターの“収斂の状態”ＥＴＡＴに基づいて運転することである。もし回路４１．４２および４３が係数ｈＩの増加分を増すと、収斂時間は減少しかつ収斂は加速される；こわは信号ＲＥＳ）Ｄｔｌが高い時実行される、特に長い間の沈黙の後会話が再開された時に、これとは逆に、信号ＲＥＳＩＤＵがその最小振巾に非常に近い時には回路４１．４２および４３は係数ｈ’の増加分を減少する二とすなわち収斂時間を増加することを決定する。

か（してエコー予測回路３２は、変動を標準化した推計学的な勾配と同様に従来の適応エコー同定アルゴリズムによってこのエコーＥＣＥＳを予測する。この装置を適切に運転するためのエコーＥＣＲの十分な減衰を得るために、このエコーＥＣＲはローカルのマイクロホン会話レベルよりも高いことがあり得るので、トランスデユーサ−ＨＰおよびＭＩ間の音響カプリングは数ｌＯマイクロ秒のインパルス応答に基づいて同定されなければならない、このような長さは本発明にとって適切な同定アルゴリズムを制御するため特別なメカニズムを必要とする。

このアルゴリズムは回路４３によって与えられるパラメーターＣＡＤＡＰＴによって制御される。このパラメーターＧＡＤＡＰＴは可変値ＥＴＡＴに依存する標準化されたゲインの多重係数である。この係数の値は、それが０以外の時には、適応速度を制御しかつそれが０の時には同定を停止する。

回路３２は受信チャンネルに接続された入力端上の信号１）ＩＦＦｔｌＳＥの変動Ｖ、　、　（ＤＩＦＦＵＳＥ）を予測するための手段を含んでいる。それから回路３２中の演算装置は次の式に従って各瞬時ｎにおけるフィルターのそれぞれの相関係数ｈ’イを計算する：ｈ二＝ｈニー、　＋　ＧＡＤＡＰＴ　（ＥＴＡＴ）・ＤＩＦＦＵＳＥｆｉ−＋・ＲＥＳＩＤＵ１１／（Ｖ□（ＤＩＦＦＵＳＥ）。

−１×工）ここでＲＥＳＩＤＩＪ、１＝ＲＩＣＲＯｌｌ−（１）ＩＦＦＩＪＳＥｎ−♂ｈ、−＋）　、符号率はコンポルーシジン演算を示している。

音声活動検出器２Ｒおよび２Ｅはそれぞれのしきい値ＳＲおよびＳＥと比較することによって受信および発信チャネルにおける信号の存在を検出する。この検出器２Ｒおよび２Ｅはそれぞれ独立である。これら検出器の少なくとも１つは、例えば第２図の発信チャネルにおける検出器２Ｅは回路３２中のフィルター収斂の状態に依存するそれぞれの決定しきい値ＳＥを有している。可変のＥＴＡＴによって表わされるこの収斂の状態は以下でより厳密に定義される。この可変値ＥＴＡＴは連続的にあるいは断続的に変化し得る。以下ではこの可変値ＥＴＡＴは断続的に変化しかつ１から８までの８つの整数値を有すると仮定する。

第１の検出器２Ｒは受け取った信号のエンベロープＥＲを計算しそしてそれを一定と仮定したしきい値ＳＲと比較する、しかしながらもう１つの実施例によるとこのしきい値は可変値ＥＴＡＴに依存することが出来る。もしり。が平均の会話レベルだとすると例えばデジタルからアナログへの変換器ＣＲ％ＣＭにおけるピーク値に関して一４０ｄＢとすると、しきい値ＳＲはり。−６ｄＢに等しいことが望ましい。このしきい値Ｌ　ａｍは変換器ＣＲおよびＣＭ中におけるアナログからデジタルへの変換の際のひずみを回避するように選択されている。受信されたエンベロープ可変値Ｅｌ’ｌは検出器２Ｒによって実行される次のくり返し演算から／ｊＩ鐸される：ＥＲ１１＝ＥＲ，，＋（ｌ　ＲＥＣＵ、ｌｌ　−ＥＲｎ −＋）　／　２５にの積分定数の値２５６は信号ＲＥＣＵのエンベロープＥＲについて適切な円滑度を得るためおよび信号ＲＥＣＵの突然の変動を避けるために選ばれたものである。信号ＥＲに応じて、検出器２Ｒは論理信号ＬＲを与える、その状態“１”はアナログからデジタルへの変換器ＣＲの出力端においてその信号チャネル中に会話信号が存在することを示している、すなわちＬＲ＝“１″もしＥＲ＞　ＳＲ第２の検出器２ＥはｄＢで表わされるしきい値ＳＥが以下のテーブルに従・ンて収斂状態決定回路４２から出力を与えられる可変値ＥＴＡＴに依存する点を除いて検出器２Ｒのそれと同様な動作を行なう：ＥＴＡＴ　ｌ　２　３　４　５　６　７　８　９ＳＥ　Ｌｌｌｓ＋４ＯＬａｍ＋６　Ｌａｍ＋４　Ｌａｍ＋２　Ｌａｗ　Ｌａｇ−２Ｌａｗ−４Ｌａ５−６　Ｌａ、−８大部分の収斂状態について、ＥＴＡＴ＝　８、しきい値ＳＥはＳＥ、Ｌ、□。

である。値ＥＴＡＴ＝９は実際には存在しない、しかし可変値ＥＴＡＴの変化に関連して以下で提示されるＬＥ（ＥＴＡＴ　＋　２　）＝“０”との関連において必要である。

発信チャネル中の信号ＲＥＳＩＤＵのエンベロープＥＥ、および伝送される会話信号の存在を状態“１”で表示している対応する論理信号ＬＥは次の関係から演鐸される：ＥＥＩｌ＝ＥＥ、、　＋（ｌ　ＲＥＳＩＤｔｌ、ｌｌ　−ＥＥｎ−＋　）　／　２５６　；ＬＥ（ＥＴＡＴ）　＝　”　１　”もしＥＥ、　＞５Ｅ（ＥＴＡＴ）このエンベロープ信号ＥＲおよびＥＥは会話検出回路４１に加えられる、そしてこの論理信号ＬＲおよびＬＥは収斂状決定回路４２および適応ゲイン制御回路４３の両方に加えられる。

検出器２Ｅによって発生される論理信号ＬＨは信号ＲＥＳＩＤＩＪ中における２つの成分信号、エコー差ＥＣＲ−ＥＣＥＳおよびマイクロホン会話信号ＰＭ、を区別することなしに信号ＲＥＳＩＤＵの存在を状態“１”で表示する。もしＬＥ＝“１ｍが不十分に打ち消された音響エコーＥＣＲ−ＥＣＥＳ≠０によるものならば、そのエコーの同定が改良されねばならずかつそれから回路４２および４３中のアルゴリズムが続行されねばならない、もしそれとは反対にＬＥ＝“１”がマイクロホン会話信号ＰＭの有効な存在によるものであれば、本発明によれば回路４１は回路４２におけるエコーの同定を停止する；また他方もし従来技術のようにそのような停止が行なわれないならば、打ち消し装置中のフィルターの係数は変化し続けそれは会話ＰＭを歪ませかつそのため制御ループに続いてエコーそれ自身の同定を阻害する。

ＬＥ＝”１”の時本発明によると信号ＲＥＳＩＤＵ中のローカルなマイクロホン会話ＰＭを検出するために２つの方法が考えられている。

第１の検出方法によると、信号ＲＥＣＵおよびＲＥＳＩＤＵのエンベロープは短期間に常に正に相関付けられるということに注意が向けられねばならない。非常に弱（て短期間のエンベロープの相関例えば設定された所定のしきい値ＣＯ以下は従ってローカルな会話の存在を示す。

第１の方法は以下のようにして実施される。回路４１は以下のくり返し関係に従って検出器２Ｒおよび２Ｅによって発されたエンベロープ信号ＥＲおよびＥＥの関数として可変値ＣＣＲおよびＣＣＥを計算する：ＣＣＲ１１＝ＣＣＲ，Ｉ＋　（ＥＲ，−ＣＣＲ，Ｉ）　／　２０４８　：ＣＣＥ、＝ＣＣＥ、、＋　（ＥＥ、、−ＣＣＥ、、）　／　２０４ｇそしてこれから相関係数を次のようにして帰納する：Ｃ，，＝Ｃ，，−，＋　［（ＥＲ，、−ＣＣＲ，）（ＥＥ、、−ＣＣＥ、）　−Ｃ，−、）　／　２５６会話ＰＭが検出された時すなわちＣイ＜ＣＯのとき論理信号ＰＤ＝“１”が回路４１によって回路４２に転送される。例えばしきい値ＣＯは−Ｉ　Ｑ！　（ＬｌＢ−１４１／雪Ｏ。

マイクロホン会話を検出するための第２の方法によると、収斂ベクトルｄｈのモジュールＤ）ｌは各段で標準化された同定アルリズムに対して評価される、すなわち瞬時ｎにおいては：ｈｌｌ＝ｈ、、　＋ｄｈ、信号ＲＥＣＵのエンベロープＥＲとモジュールＤＨのエンベロープの短期間の相関は同様に信号ＲＥＳＩＤＵがエコーの変動によるものかあるいはローカルな会話によるものかを知るために所定のしきい値と比較される。相関の高い値はエコーの変動を示しかつ低い値はローカルな会話の存在を示す、この場合においては、回路２Ｅと４１間の接続ＥＥは第２図の点線によって示されているように回路３２と４１間の接続ＤＨによって置き換えられている。

先に述べたように、回路４２によって与えられる収斂ＥＴＡＴの状態は音響カプリングのインパルス応答の開始を表わす理想的なベクトルｈ’ｎに対する予測されたベクトルｈ１の近似度を表わしている。この収斂の状態は信号ＲＥＣＩＪおよびＲＥＳＩＤＵの瞬時値の関数として間接的に変化する。これらの瞬時値は直接には利用出来ない：この信号ＲＥＳＩＤＵはローカルなスピーチに関して不十分にしか打ち消されなかった音響エコーによるものであり得る。

理想的には、音響エコーＥＣＲはそのしきい値ＳＥが可変値ＥＴＡＴに依存する音声活動検出器２Ｅをトリガーすべきではない、もしトリガーするとすなわちＬＥ＝“１″およびＰＤ＝“０″ならば、検出器２Ｅの感度を下げかつ従ってしきい値ＳＥを上げるために可変値ＥＴＡＴは減少されねばならない、か（して最後に回路４３によって適応が再開される。逆にもし音響エコーＥＣＲが検出器２Ｅをトリガーしない場合には、すなわち高い状態のしきい値に対して例えば可変値ＥＴＡＴが断続的に変化する時ＥＴＡＴ＋　２に対してＬＥ−“０”ならば、この可変値ＥＴＡＴはしきい値ＳＥを下げるためおよびベクトルｈ７を理想的なベクトルｈ　’ｎの方向に収斂させるために徐々に増加される。

この可変値ＥＴＡＴが段階的に変化する場合には、２つの先に述べた状況は以下に示すように回路４２中の２つの内部カウンターの値Ｔ−およびＴ、について毎ミリ秒毎に実行された増加分によって表わされる：もしＰＤ＝″０″かつＬＲ＝″１″およびもしＬＥ（ＥＴＡＴ）　＝　”　１　 ”ならば、ｌ　＝１　＋１かつＴ、＝０となる；もしＬＲ＝“１”ならばおよびもしＬＥ（ＥＴＡＴ　＋　２　）　＝“０”ならば、Ｔ、＝−Ｔ、＋　１．従ってＰＤは０″′となる。このカウントＴ−およびＴ、は最大カウントＴＭＡＸに限定されこの２つのカウンターのりセツティングおよびこの例では０から９の間にある可変値ＥＴＡＴの変更を行なう。

もしＴ−＞ＴＭＡＸならば、ＥＴＡＴ＝　ＥＴＡＴ−１、Ｔ、＝０およびＴ−＝ｏ；モｔ、　Ｔ　、　＞ＴＭＡＸならば、ＥＴＡＴ＝　ＥＴＡＴＩ　１、Ｔ、＝ＯおよびＴ−＝Ｏとなる。

この中断は可変値ＥＴＡＴの安定性を確保しかつ収斂の十分に速い再開を可能にするためには制限されなければならない。実際には、可変値ＥＴＡＴの変更はその他の可変値の各４００回の更新毎に行なわれる、すなわちＴＭＡＸ＝　４００ｍ５スピーチが検出されると、ＰＤ＝″１″、第１のカウンターはリセットされる：Ｔ−＝″Ｏ” 可変値ＥＴＡＴが連続的に変化する場合には、２つの先に述べた状況は回路４２中の内部カウンターの値下。によって表わされる、これは次のようにして決められる：もしＥＲ＝“１“ならばおよびもしＬＥ（ＥＴＡＴ）　＝”１”ならばＴｅ＝Ｔｅ＋１　；もしＴｃ＞ＴＭＡＸならば可変値ＥＴＡＴは１個ずつ減少される：　ＥＴＡＴ＝ＥＴＡＴ−１；もししＲ＝“１”およびもしＬＥ（ＥＴＡＴＩ　＝” ０”ならば、可変値ＥＴＡＴは１つずつ増加される二ＥＴＡＴ＝　ＥＴＡＴＩ　１およびＴｅ＝０同様にスピーチが検出されるならばすなわちＰＤ＝“１”ならば、Ｔｅ＝Ｏとなる。

この適応ゲイン制御回路４３はａ−カルスピーチＰＭが表われると、すなわち検出器２ＥがトリガーされるとすなわちＬＥ＝“ｌ゛およびＰＤ＝“１”となるやいなやスピーチの歪を回避するために適応が中止される。この瞬時の適応の停止はこの音響エコーＥＣＲだけが検出器２Ｅを作動するのではないので可能になっている。

かくしてこの回路３２中のフィルターはこのエコーを十分に減衰しな（ではならない、そして収斂の状態が高ければ高い程この装置１は良好に動作する。例えば装置を起動した時ＥＴＡＴ＝　１のように収斂状態が不十分な場合には収斂の最適状態に速やかに到達するためにこの停止による拘束は非常にルーズである０回路４３中に含まれている内部カウンターのカウントＴを使っている中断のプロセスはローカルなマイクロホンスピーチＰＭ中の短い沈黙の間に適応が復帰するのを回避するために設けられている。この問題はＴＯ＝　２００ｍ５よりも短かい音節間の沈黙を予測することによって解決することが出来る。

回路４３は次の様な動作を実行する：もしＬＨ（ＥＴＡＴ）＝“１”ならばＴ＝Ｏ１その他の場合はもしＬＲ＝”ｌ” ならばＴ＝Ｔ＋ｌ；もしＴ＞ＴＯおよびＬＲ＝″１”ならば、適応は有効でありかつＧＡＤＡＰＴは以下のテーブルに従って可変値ＥＴＡＴに依存する、その他の場合は適応が有効でない場合にはＧＡＤＡＰＴはＯとされる。

論理的には収斂後の残留エコーＥＣＲ−ＥＣＥＳは同定アルゴリズムＣＡＤＡＰＴの適応ゲインに対して比例する。従ってこのゲインは収斂ＥＴＡＴの状態の関数であり、かつ後者が増加する時には減少する。

例えば可変値ＥＴＡＴが階段状に変化する場合にはＧＡＤＡＰＴの値は次の様になる：ＥＴＡＴ１２３４５　６　７　８ＧＡＤＡＰＴ　Ｏ，２５０，２５０，１２５（１，１２５０，０６２５０，０６２５０，０３１２５０，０３１２５第２図のエコー処理装置は特に加入電話線の端部の電話セット中にそれを挿入したものについて述べたがこの装置はエコー抑制装置として任意の電話線に設けることが出来る例えば４導線電話線区間と２導線電話線区間間の変成あるいは差動カプラーの近くに設けることが出来る。このエコーは従ってこの変成あるいは差動カプラーを介して他の方向に伝送された信号中の１の方向に伝送された信号の貢献度を直接的に表わしている。

次に第３図においては、エコー処理装置はまた上に説明した回路２Ｒ１２Ｅ、３１．３２および４１から４３に加えてそれぞれが受信および発信チャネルと関連しており減衰制御回路７と共動する２つの音声信号レベル制御回路５Ｒ１５Ｅおよび可変減衰器６Ｒ１６Ｅの組み体を含んでいる。

この回路５Ｒおよび６Ｒは音声活動検出器２Ｒの出力端とデジタルからアナログへの変換器ＣＤおよびエコー予測回路３２の出力端間に直列に接続されている０回路５Ｅおよび６Ｅは検出器２Ｅの信号ＲＥＳＩＤＵの出力端とデジタルからアナログへの変換器ＣＥの入力端間に直列に接続されている。

遠（の端にいる話者について正しいレベルの再生を確保出来るように、この回路５Ｅは変換器ＣＥを介して信号ＥＭＩＳのレベルを“櫟準化”する発信レベル自動制御回路である：遠い端にいる話者は例えば回路５Ｒのような再生レベル調整手段を必ずしも持ってはいない。手で持たな（でも済むセットの場合においては、マイクロホンＭｌに関する話者の位置はマイクロホンによって拾い上げられるレベルに著しい変化を与える。従って、回路５Ｅは減衰器６Ｅから出る信号レベルと２つの所定のレベルのしきい値の比較に依存して変わる可変ゲインＧＥの負帰還ループを使ってラインに沿って伝送される信号のレベルを自動的に調整する。

再生レベル制御回路５Ｒは電話網を介して遠くの端にいる話者とローカルな場所にいる話者との間の信号ＲＥＣＵの減衰に依存して回路５Ｅと類似の機能を実行する。しかしながら回路５Ｒによって発生されるゲインＧＲは話者によって従来は回路５Ｒ中に含まれているポテンシオメータ−を使って調整出来る。

ゲインＧＲおよびＧＥの値は全体的に一定の減衰を計算するためにデジタルの形で減衰制御回路７に発される：Ａ＝Ｎ−ＧＲ−ＧＥ　単位はｄＢ、ここでＮは電話セットに依存しかつ後者の再生安定度を示す定数。さらにゲイン、減衰および信号レベルの値はｄＢで表わされる。

全体としての減衰Ａはデジタルの形で回路７によって減衰器６Ｒおよび６Ｅに伝送された可変減衰値ＡＲおよびＡＥの和に等しい、すなわちＡ　＝ＡＲ＋　ＡＥ、収斂ＥＴＡＴの状態にも係らず信号ＲＥＣＵおよびＥＭＩＳ間の安定性を確保しながらエコーレベルＥＣＲを低減するためにこの減衰Ａが音響カプリングに加えられる。

回路７はまた音声活動検出器２Ｒおよび２Ｅによってそれぞれ与えられる論理信号ＬＲおよびＬＥを受ける、その内の少な（とも１つ例えば信号ＬＥは収斂ＥＴＡＴの状態に依存している。

減衰値ＡＲおよびＡＥは次の４つの関係に従って回路７によって計算される：もしＬＲ＝“１”およびＬＥ（ＥＴＡＴ）＝“０”、すなわちもし遠い端の話者が１人で話しているとするならば、ＡＲおよびＡＥはそれぞれ急速にＯおよびＡの方向に向かう；もしＬＲ＝”Ｏ”およびＬＥｆＥＴＡＴｌ　＝　−１”、すなわちもしローカルな場所の話者が１人で話しているならば、従って全くエコーがない場合には、ＭＩＣＲＯ＝ＭＰ、そうするとＡＲおよびＡＥはそれぞれ急速にＡおよびＯの方向に変わる；もしＬＲ＝“１”およびＬＥ（ＥＴＡＴ）＝“１”ならば、すなわちもし遠い端の話者と限られた位置にいる話者とが話しているならば、従ってエコーがあることになり、ＡＲおよびＡＥは徐々にＡ／２の方向に変化する；もしＬＲ＝“０″およびＬＥ　（ＥＴＡＴ）　＝″Ｏ”ならば、もし遠い端の話者もローカルな位置にいる話者も話していない場合にはＡＲおよびＡＥはゆっ（りとＡ／２の方向に変化する。

本発明によると従って減衰器ＧＲおよびＧＥ中で回路７によって実行される減衰の制御は検出器２Ｒおよび２Ｅ中のしきい値ＳＲおよびＳＥ　（ＥＴＡＴ）に依存しておりかつ従来例のように、チャネル中の信号の比較この場合においては信号ＲＥＣＬＩおよびＲＥＳＩＤＵには依存し、ない、さらに、全体的な減衰Ａの値はエコー打ち消し装置３の性能すなわちＥＣＲ−ＥＣＥＳのレベルには依存せず検出器２Ｒおよび２Ｅ中のチャネル信号のエンベロープおよび特にこれらの信号の値に依存する。

第３図によると、チャネルを出る信号のレベルは従って次のようになる：ＤＩＦＦＵＳＥ　＝ＲＥＣＵ＋ＧＲ−ＡＲｄＢ単位で、ＥＭＩＳ　＝　ＲＥＳＩＤ［Ｉ＋　ＧＥ−ＡＥ　ｄＢ単位で。

第２および第３図に示した実施例は信号ＲＥＣＵおよびＥＭＩＳのエコーおよびゲインを処理する際に固有な種々の機能を実行するために独特な特有な集積デジタル回路を含んでいる。しかしながら例えば回路３２．４１．４２．４３および７のような大部分の回路は演算を実行しているので、これらはマイクロプロセッサ−という形に１まとめにすることが出来る。

国際調査報告 −一一一細一”””””ＰＣＴ／ＦＲ９０１００６２１国際調査報告ＦＲ９０００６２１Ｓ＾　４０３４２

Claims

【特許請求の範囲】

１．第１および第２の伝送チャネル間の現実のエコーを処理するための装置であって、第１のチャネル（ＣＲ、ＣＤ）中の第１の信号（ＲＥＣＵ）および第２のチャネル（ＣＭ、ＣＥ）中の第２の信号（ＰＭ）および現実のエコー（ＥＣＲ）を受け取り上記第２の信号（ＰＭ）および上記現実のエコー（ＥＣＲ）と予測したエコー（ＥＣＥＳ）間の差を含む第３の信号を発生するエコー打ち消し手段を含み、上記予測されたエコーは第１および第３の信号に適応的にフィルターをかけることによって現実のエコー同定から得られるエコー処理装置において、上記装置が第３の信号のレベルが第２の所定のしきい値（ＳＥ）より大きい時第３の信号（ＲＥＳＩＤＵ）中の上記エコー差（ＥＣＲ−ＥＣＥＳ）および上記第２の信号（ＰＭ）を検出するための手段（２Ｒ、２Ｅ、４１）、および上記エコー打ち消し手段（３）にフィルターをかける際にその適応をゲイン制御し（ＧＡＤＡＰＴ）かくして上記第２の信号（ＰＭ）が検出されない時はその適応ゲイン（ＧＡＤＡＰＴ≠０）を変更しかつ上記第２の信号が検出されている限り如何なるフィルターの変更（ＧＡＤＡＰＴ＝０）をも禁止するための手段を含んでいることを特徴とするエコー処理装置。
２．検出手段は第１の信号（ＲＥＣＵ）のエンベロープ（ＥＲ）を発生するための第１の手段（２Ｒ）、第３の信号（ＲＥＳＩＤＵ）のエンベロープ（ＥＥ）を発生するための第２の手段（２Ｅ）および所定のしきい値（ＣＯ）以下の相関関係に応じて適応ゲイン制御手段（４２、４３）に対して第３の信号（ＲＥＳＩＤＵ）中の第２の信号（ＰＭ）の存在を示す信号を出すために、上記エンベロープ（ＥＲ、ＥＥ）間の短期間の相関性を分析するための手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
３．検出手段は第１の信号（ＲＥＣＵ）のエンベロープ（ＥＲ）を発生するための手段（２Ｒ）、および所定のしきい値以下の相関性に応じて適応ゲイン制御手段（４２、４３）に対して第３の信号（ＲＥＳＩＤＵ）中の第２の信号（ＰＭ）の存在を示す信号を発生するように上記エンベロープ（ＥＲ）とエコー打ち消し手段（３）によって与えられる同定アルゴリズム訂正ベクトル（ＤＨ）のモジュール間の短期間相関性を分析するための手段（４１）を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
４．適応ゲイン制御手段は上記第３の信号（ＲＥＳＩＤＵ）中の上記エコー差（ＥＣＲ−ＥＣＥＳ）の貢献度が減少しかつ第２の信号（ＰＭ）が第３の信号中に検出されない時は適応ゲインが減少しかつまた上記第３の信号中の上記エコー差の貢献度が増加する時には適応ゲインが増加するように第１および第３の信号（ＲＥＣＵ、ＲＥＳＩＤＵ）の関数として打ち消し手段（３）中のフィルターの収斂状態（ＥＴＡＴ）を決めるための手段を含むことを特徴とする請求項１から３のいづれか１つに記載の装置。
５．上記第２の所定のしきい値（ＳＥ）は可変でありかつ収斂状態（ＥＴＡＴ）に依存することを特徴とする請求項４に記載の装置。
６．第１および第２のエンベロープ発生手段（２Ｂ、２Ｅ）は上記第１および第３の信号（ＥＲ、ＥＥ）のエンベロープを第１および第２のしきい値（ＳＲ、ＳＥ）とそれぞれ比較しかつ上記第１および第２のしきい値の少なくとも１つは上記収斂状態（ＥＴＡＴ）の関数として可変であることを特徴とする請求項２および４に記載の装置。
７．上記可変しきい値（ＳＥ）は上記収斂状態が増加および減少する時それぞれ増加および減少することを特徴とする請求項６に記載の装置。
８．この装置はさらに第１の信号（ＲＥＣＵ）を減衰するための第１のチャネル中に設けられた第１の可変減衰器（６Ｒ）、第３の信号（ＲＥＳＩＤＵ）を減衰するための第２のチャネルに設けられた第２の可変減衰器（６Ｅ）および上記検出手段（２Ｒ、２Ｅ、４１）によって行われる第１の信号（ＲＥＣＵ）および第１のしきい値（ＳＲ）間のおよび第３の信号（ＲＥＳＩＤＵ）と第２のしきい値（ＳＥ）間の独立した比較の結果を関数として減衰器中の減衰（ＡＲ、ＡＥ）を制御するための手段を含むことを特徴とする請求項１から７のいづれか１つに記載の装置。
９．第１および第２の減衰（ＡＲ、ＡＥ）の和は一定値（Ａ）であり減衰はデシベルで表現されており、第１および第３の信号（ＲＥＣＵ、ＲＥＳＩＤ）が第１および第２のしきい値（ＳＲ、ＳＥ）以下および以上である時第１および第２の減衰は急速にかつそれぞれ０および一定値の方向に変化し、第１および第３の信号がそれぞれ第１および第２のしきい値以下あるいは以上の時は第１および第２の減衰は急速にかつそれぞれ上記一定値および０の方向に変化し、第１および第３の信号がそれぞれ第１および第２のしきい値以上の時には第１および第２の減衰は両方とも一定値の半分（Ａ／２）の方向にゆっくりと変化し、かつ第１および第３の信号がそれぞれ第１および第２のしきい値以下の時には第１および第２の減衰は両方とも一定値の半分（Ａ／２）の方向にゆっくりと変わることを特徴とする請求項８に記載の装置。
１０．上記第１および第２のしきい値（ＳＲ、ＳＥ）の少なくとも１つは適応ゲイン制御手段（４２、４３）によって与えられるフィルター収斂状態可変値（ＥＴＡＴ）に依存することを特徴とする請求項８あるいは９に記載の装置。
１１．この装置はさらにそれぞれ第１および第２のチャネルの入力および出力端に互いに接続されかつ減衰制御手段（７）にそれぞれ与えられる第１および第２のゲイン（ＧＲ、ＧＥ）を有する第１および第２の増巾手段（５Ｒ、５Ｅ）を含んでおり、上記第１および第２の減衰（ＡＲ、ＡＥ）の和は第１および第２のゲインの和に比例していることを特徴とする請求項８から１０のいづれか１つに記載の装置。