JPH06338827A - エコー制御装置 - Google Patents

エコー制御装置

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JPH06338827A
JPH06338827A JP5126883A JP12688393A JPH06338827A JP H06338827 A JPH06338827 A JP H06338827A JP 5126883 A JP5126883 A JP 5126883A JP 12688393 A JP12688393 A JP 12688393A JP H06338827 A JPH06338827 A JP H06338827A
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Hiromoto Furukawa
博基 古川
Junichi Tagawa
潤一 田川
Takeo Kanamori
丈郎 金森
Satoru Ibaraki
悟 茨木
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    • H04B3/02—Details
    • H04B3/20—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other
    • H04B3/23—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other using a replica of transmitted signal in the time domain, e.g. echo cancellers
    • H04B3/234—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other using a replica of transmitted signal in the time domain, e.g. echo cancellers using double talk detection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M9/00—Arrangements for interconnection not involving centralised switching
    • H04M9/08—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic
    • H04M9/082—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic using echo cancellers

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２台のエコーキャンセル手段とそれらの入出
力比を用いてエコー経路変動に対して追従性の良いエコ
ー制御装置を提供する。 【構成】 常時適応している第２のエコーキャンセル手
段２の入出力比と、ダブルトーク検出手段５により適応
制御されている第１のエコーキャンセル手段１の入出力
比を比較して、エコー経路変動時に第２の入出力比が第
１の入出力比より一定値以上大きくなることによりエコ
ー経路の変動を検出し、第１のエコーキャンセル手段１
の適応を行うよう制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、拡声電話機やテレビ会
議システムにおける音響エコー、電話回線における回線
エコーを制御するエコー制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】テレビ会議システム用エコー制御装置を
例にとって説明する。遠端話者の音声はスピーカで拡声
されると同時に、壁の反射等を受け音響エコーとしてマ
イクロホンに回り込む。この音響エコーが遠端のスピー
カで拡声され、遠端話者にとっては自分の音声のエコー
として戻ってくることになる。そこで、拡声スピーカか
らマイクロホンに至る音響エコー経路のインパルス応答
を推定し、スピーカへ入力信号と推定したインパルス応
答から音響エコーを合成し、マイクロホン出力から差し
引くことによりエコーを打ち消すエコーキャンセル手段
を有したエコー制御装置が考案されている。一般的にエ
コーキャンセル手段は、通話音声を用いて適応的にエコ
ー経路のインパルス応答を推定するため、インパルス応
答の推定を正確に行うために、遠端話者のみが話してい
る時（この状態をシングルトーク状態と呼ぶ）にインパ
ルス応答の更新を行う。つまり、遠端話者が話していな
い時や近端話者のみが話している時はインパルス応答の
更新は停止するのは当然であるが、近端話者と遠端話者
が同時に話すダブルトーク状態においてもインパルス応
答の更新を停止しなければならない。そこで、エコー制
御装置はダブルトーク状態を検出し、インパルス応答の
更新を停止するように制御するダブルトーク検出機能を
具備している（例えば、特開平４−２２７３４１号公
報）。
【０００３】以上の文献等で使用されている従来のエコ
ー制御装置の動作について以下に説明する。
【０００４】以下、従来のエコー制御装置を図面を参照
しながら説明する。図８は従来のエコー制御装置の構成
を示すものである。図８において、１は通話信号を用い
てスピーカ１０からマイクロホン１１までの音響エコー
経路のインパルス応答を学習同定法により適応的に同定
し、同定したインパルス応答に受信入力信号を畳み込ん
で疑似エコーｙhjを合成し、送信入力信号ｙjから疑似
エコーｙhjを差し引くことにより送信入力信号中に含ま
れるエコーを消去し、エコー消去された送信信号ｅjを
出力する第１のエコーキャンセル手段、２は反響路のイ
ンパルス応答の同定を常時行う第２のエコーキャンセル
手段、３は第１のエコーキャンセル手段１のエコー消去
前の送信入力信号ｙjの短時間パワーＰyjとエコー消去
後の送信出力信号ｅjの短時間パワーＰejの比（以下、
Ｐyj／Ｐejを第１の入出力比Ｒ1jと呼ぶ）を演算する第
１の入出力比演算手段、４は第２のエコーキャンセル手
段２のエコー消去前の送信入力信号ｙjの短時間パワー
Ｐyjとエコー消去後の送信出力信号ｅ2jの短時間パワー
Ｐe2jの比（以下、Ｐyj／Ｐe2jを第２の入出力比Ｒ2jと
呼ぶ）を演算する第２の入出力比演算手段、５は第１お
よび第２の入出力比Ｒ1j、Ｒ2jの両方が閾値Ｔhjより小
さいときに第１のエコーキャンセル手段１のエコー経路
のインパルス応答の同定を停止するダブルトーク検出手
段である。第２のエコーキャンセル手段２は第１のエコ
ーキャンセル手段１と異なりダブルトーク検出手段５に
より音響エコー経路のインパルス応答の更新の継続／停
止を制御されず、入力信号がある時には常時インパルス
応答の更新を行っている。以上のように構成されたエコ
ー制御装置について、以下その動作について説明する。
以下の説明では時刻を表すjは省略する。例えば、ｙjは
jを省略してｙと表す。
【０００５】遠端話者のみが話しているシングルトーク
状態（図９のａ区間）を考える。第２のエコーキャンセ
ル手段２はインパルス応答の更新（以下、適応と呼ぶ）
を行っているので、第２の入出力比演算手段４の出力Ｒ
2（第２の入出力比、図９における破線）は徐々に大き
くなる。ダブルトーク検出手段５の閾値Ｔh（図９にお
ける一点鎖線）は初期状態では小さく、Ｔh＝１に設定
しておけば、第１および第２の入出力比Ｒ1（図９にお
ける実線）、Ｒ2は閾値Ｔhより大きくなり第１のエコー
キャンセル手段の適応を継続するよう制御する。ダブル
トーク検出手段５は、閾値Ｔhが第１の入出力比演算手
段３で算出される第１の入出力比Ｒ1を越えないように
徐々に大きくするよう制御する。シングルトーク状態で
は第１のエコーキャンセル手段の適応は継続されること
になる。
【０００６】次に、ダブルトーク状態（図９のｂ区間）
を考える。ダブルトークは、遠端話者が話している時に
近端話者が相づちを打ったり、割り込んできた場合に発
生する。この時、近端話者音声ｖが加わることにより第
１および第２のエコーキャンセル手段１、２の短時間パ
ワーＰe、Ｐe2が大きくなり、これに伴い第１および第
２の入出力比Ｒ1、Ｒ2が急激に小さくなる。ダブルトー
クが発生すると、第１、第２の入出力比Ｒ1、Ｒ2が瞬時
に閾値Ｔhより小さくなり、ダブルトーク検出手段５が
第１のエコーキャンセル手段１の適応を停止する。エコ
ーキャンセル手段の入出力比を用いる方法はダブルトー
クの検出速度が速いといった特徴がある。
【０００７】次に、話者やマイクロホンの移動などによ
り急にエコー経路の特性が変化した場合（図９のｃ〜ｄ
区間）について説明する。急にエコー経路の特性が変化
すると第１、第２のエコーキャンセル手段１、２はエコ
ーが打ち消せなくなり、ダブルトークの場合と同様、短
時間パワーＰe、Ｐe2が急激に増加し、第１および第２
の入出力比Ｒ1、Ｒ2が小さくなり第１のエコーキャンセ
ル手段１の適応が停止される（図９のｃ区間）。しか
し、第２のエコーキャンセル手段２は適応を継続してい
るため、やがてエコーを打ち消すようになり、第２の入
出力比Ｒ2が閾値Ｔhより大きくなる。ダブルトーク検出
手段５は第１のエコーキャンセル手段１の適応を再開す
る。
【０００８】以上のように、従来例ではダブルトークを
高速に検出し第１のエコーキャンセル手段の適応を停止
することができる。さらに、エコー経路の変動時には第
２のエコーキャンセル手段の収束時間内で第１のエコー
キャンセル手段の適応を再開でき、エコー経路の変動に
も追従できるエコー制御装置を実現することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、入力信
号が音声であり、適応アルゴリズムにＬＭＳ法や学習同
定法を用いた場合、マイクロホンの移動等によりエコー
経路の特性が大きく変化すると、第２のエコーキャンセ
ル手段が十分収束するには数秒以上を必要とする場合も
あり、その間、エコーが発生し通話品質を劣化させると
いった問題がある。
【００１０】本発明は上記従来の課題に鑑み、エコー経
路が変化した場合に従来例に比して高速にエコー経路の
変動を検出し、エコーキャンセル手段を適応させ、エコ
ー経路変動時に発生するエコーによる音質劣化といった
問題を解決するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、通話信号を用
いて適応的に受信側と送信側の間にある反響路のインパ
ルス応答を同定し、同定したインパルス応答に受信入力
信号を畳み込んで疑似エコーを合成し、送信入力信号か
ら疑似エコーを差し引くことにより送信入力信号中に含
まれるエコーを消去し、エコー消去された送信信号を出
力する第１のエコーキャンセル手段と、反響路のインパ
ルス応答の同定を常時行う第２のエコーキャンセル手段
と、第１のエコーキャンセル手段のエコー消去前の送信
入力信号の短時間パワーＰyとエコー消去後の送信出力
信号の短時間パワーＰeの比（以下、Ｐy／Ｐeを第１の
入出力比Ｒ1と呼ぶ）を演算する第１の入出力比演算手
段と、第２のエコーキャンセル手段のエコー消去前の送
信入力信号の短時間パワーＰyとエコー消去後の送信出
力信号の短時間パワーＰe2の比（以下、Ｐy／Ｐe2を第
２の入出力比Ｒ2と呼ぶ）を演算する第２の入出力比演
算手段と、第２の入出力比Ｒ2を前記第１の入出力比Ｒ1
で除算する除算手段（以下、Ｒ2／Ｒ1を第３の比Ｒ3と
呼ぶ）と、第１もしくは第２の入出力比のいずれかが第
１の閾値以上か、第３の比が第２の閾値以上であれば第
１のエコーキャンセル手段のエコー経路のインパルス応
答の同定を行うよう制御するダブルトーク検出手段とか
ら構成されている。
【００１２】
【作用】エコー経路の特性が変動した場合、第１、第２
の入出力比が第１の閾値より小さく、かつ第３の比も第
２の閾値より小さくなり、第１のエコーキャンセル手段
はダブルトーク検出手段により適応を停止させら、第１
のエコーキャンセル手段が適応を停止させられているた
め、第１の入出力比演算手段で算出される第１の入出力
比は一定になるが、第２のエコーキャンセル手段は適応
を継続しているため、第２の入出力比演算手段で算出さ
れる第２の入出力比は増加し、除算手段で算出される、
第２の入出力比を第１の入出力比で割った第３の比が徐
々に大きくなる。ダブルトーク検出手段は、第３の比が
第２の閾値以上になると第１のエコーキャンセラの適応
を開始するよう制御するので、従来例のように第２のエ
コーキャンセラが十分適応し、第２のエコーキャンセラ
の入出力比（第２の入出力比）が第１の閾値以上になる
前に適応を開始することができ、エコー経路の特性変動
に対して追従の速いエコー制御装置を提供することがで
きる。
【００１３】
【実施例】以下本発明の第１の実施例について、図面を
参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例におけ
るの構成を示すものである。
【００１４】１は第１のエコーキャンセル手段、２は第
２のエコーキャンセル手段、３は第１のエコーキャンセ
ル手段１の入出力比Ｒ1jを演算する第１の入出力比演算
手段、４は第２のエコーキャンセル手段２の入出力比Ｒ
2jを演算する第２の入出力比演算手段で以上は従来例と
同じものであり、第１および第２のエコーキャンセル手
段は通話音声を用いて、音響エコー経路のインパルス応
答を学習同定法により適応的に同定するものとする。５
は第２の入出力比Ｒ2jを第１の入出力比Ｒ1jで割る除算
手段（以下、Ｒ2j／Ｒ1j＝Ｒ3jを第３の比と呼ぶ）、６
は第１および第２の入出力比Ｒ1j、Ｒ2jのいずれかが第
１の閾値Ｔh1jより大きいか、第３の比Ｒ3jが第２の閾
値Ｔh2（実施例ではＴh2＝２で一定）より大きい時に第
１のエコーキャンセル手段１のエコー経路のインパルス
応答の同定を行うよう制御するダブルトーク検出手段で
ある。
【００１５】図２にダブルトーク検出手段６の詳細な構
成を示す。７は受信信号の短時間パワーと送信出力信号
の短時間パワーから受話状態か送話状態かを判定する送
受判定手段、８は送受判定手段７が受話状態であると判
定した場合に、第１もしくは第２の入出力比Ｒ1j、Ｒ2j
が第１の閾値Ｔh1jより大きいか、第３の比Ｒ3jが第２
の閾値Ｔh2より大きいときのみ第１のエコーキャンセル
手段１の適応行うと判定する適応判定手段、９は送受判
定手段７が受話状態であると判定し、かつ第１の入出力
比Ｒ1jが第１の閾値Ｔh1jより大きい時は、Ｒ1jを越え
ないように第１の閾値Ｔh1jを徐々に大きくし、受話音
声があってもＲ1jが現在の閾値Ｔh1jより小さい時には
非常にゆっくりと減少させるよう制御する閾値制御手段
である。また、本実施例ではエコー制御装置はディジタ
ル信号処理で行われ、サンプリング周波数を８kHzとす
る。
【００１６】以上のように構成されたエコー制御装置に
ついて、図３のダブルトーク検出原理説明図を用いて以
下その動作について説明する。以下の説明では時刻を表
すjは省略する。例えば、Ｒ1jはjを省略してＲ1と表
す。
【００１７】遠端話者のみが話しているシングルトーク
状態（図３のａ区間）を考える。ダブルトーク検出手段
６の送受判定手段７は受話状態であると判定している。
第２のエコーキャンセル手段２はインパルス応答の更新
を行っているので第２の入出力比演算手段４の出力Ｒ2
（第２の入出力比、図３における破線）は徐々に大きく
なる。ダブルトーク検出手段６の第１の閾値Ｔh1（図３
における一点鎖線）は初期状態では小さく、Ｔh1＝１に
設定しておけば、第１の入出力比Ｒ1（図３における実
線）と第２の入出力比Ｒ2は第１の閾値Ｔh1より大きく
なり、適応判定手段８で適応を行うように判定される。
ダブルトーク検出手段６は第１のエコーキャンセル手段
の適応を継続するよう制御する。閾値制御手段９は、第
１の閾値Ｔh1が第１の入出力比演算手段３で算出される
第１の入出力比Ｒ1を越えないように徐々に大きくする
よう制御することにより、シングルトーク状態では第１
のエコーキャンセル手段の適応は継続され続けることに
なる。
【００１８】次に、ダブルトーク状態（図３のｂ区間）
を考える。ダブルトークは、遠端話者が話している時に
近端話者が相づちを打ったり、割り込んできた場合に頻
繁に発生する。図３の例では、近端話者音声が受話音声
とほぼ同等か小さいため、送受判定手段８では受話状態
と判定してる。従来例と同様、近端話者音声ｖが第１お
よび第２のエコーキャンセル手段１、２の出力ｅ、ｅ2
に現れ、第１および第２の入出力比Ｒ1、Ｒ2が急激に小
さくなり、第１の閾値Ｔh1より小さくなる。また、除算
手段５で算出された第３の比Ｒ3は、第１、第２の入出
力比Ｒ1、Ｒ2がともにほぼ同じ値になるため、Ｒ3（図
３における点線）は約１になり、第２の閾値Ｔh2（図３
における細線）より小さくなるり、適応判定手段８はダ
ブルトークであると判定し、従来例と同様、ダブルトー
ク検出手段６は第１のエコーキャンセル手段１の適応を
停止する。
【００１９】次に、話者やマイクロホンの移動などによ
り急にエコー経路の特性が変化した場合（図３のｃ〜ｄ
区間）について説明する。急にエコー経路の特性が変化
すると第１および第２のエコーキャンセル手段１、２は
エコーが打ち消せなくなり、出力ｅ、ｅ2が急激に増加
する。ダブルトークの場合と同様、第１および第２の入
出力比Ｒ1、Ｒ2が小さくなり第１のエコーキャンセル手
段１の適応が停止される（図３のｃ区間）。しかし、第
２のエコーキャンセル手段２は適応を継続しているた
め、徐々に第２の比Ｒ2が大きくなり、これに伴い第３
の比Ｒ3は、第２の閾値Ｔh2より大きくなる。そこで、
適応判定手段８はシングルトークであると判定し、ダブ
ルトーク検出手段５は第１のエコーキャンセル手段１の
適応を再開する。エコー経路変動以前に第１のエコーキ
ャンセル手段が十分収束していれば、第１の閾値Ｔh1は
第２の閾値Ｔh2（実施例ではＴh2＝２）よりかなり大き
くなっているので（例えば、Ｔh1＝８）、第２の入出力
比Ｒ2が第１の閾値Ｔh1に到達するより早く、第３の比
が第２の閾値以上になり、第１のエコーキャンセル手段
の適応を開始できる。
【００２０】以上のように、本実施例では、従来例に比
較してエコー経路変動時に第１のエコーキャンセル手段
の適応がより早く開始され、エコー経路の変動に対する
追従性能を改善できる。また、ダブルトーク時には従来
例と同様適応を停止し、ダブルトークに対して安定な動
作を行うことができる。
【００２１】以下本発明の第２の実施例について、図面
を参照しながら説明する。図４は本発明の第２の実施例
におけるの構成を示すものである。
【００２２】１は第１のエコーキャンセル手段、２は第
２のエコーキャンセル手段、３は第１のエコーキャンセ
ル手段１の入出力比Ｒ1を演算する第１の入出力比演算
手段、４は第２のエコーキャンセル手段２の入出力比Ｒ
2を演算する第２の入出力比演算手段、５は第２の入出
力比を第１の入出力比で割る除算手段（以下、第２の入
出力比／第１の入出力比を第３の比と呼ぶ）、６は第１
および第２の入出力比Ｒ1、Ｒ2、第３の比Ｒ3を用いて
第１のエコーキャンセル手段１の適応の継続／停止の制
御を行うダブルトーク検出手段で、以上は第１の実施例
と同様のものである。１０は第２のエコーキャンセル手
段２の受信入力に設けられた特定の帯域の信号を取り出
す第１のフィルタ、１１は送信信号から第１のフィルタ
１０と同じ帯域の信号を取り出す第２のフィルタ、１
２、１３は第１及び第２のフィルタの出力をそれぞれ同
じ比率Ｍで間引く第１及び第２の間引き手段である。
【００２３】本実施例では音声の長時間スペクトルのパ
ワーが１kHz以下が最も大きいことから、第１、第２の
フィルタは１kHz以下の信号を取り出すローパスフィル
タとする。また、第１の実施例と同様、第１のエコーキ
ャンセル手段はサンプリング周波数８kHzで動作してい
るが、第２のエコーキャンセル手段は第１、第２の間引
き手段により入力信号が１／４（Ｍ＝４）に間引かれて
いるため、２kHzのサンプリング周波数で動作させるこ
とができる。
【００２４】第２の実施例と第１の実施例の差異は、第
２のエコーキャンセル手段の帯域が１kHzに帯域制限さ
れているため、第２のエコーキャンセル手段はサンプリ
ング周波数が第１のエコーキャンセル手段の１／４とす
ることができるため、第１のエコーキャンセル手段の１
／４のインパルス応答長（フィルタ次数）で第１のエコ
ーキャンセル手段と同じエコー打ち消し時間が実現でき
る。また、サンプリング周期が４倍になるため、第２の
エコーキャンセル手段の単位時間当たりの演算量は第１
のエコーキャンセル手段の約１／１６、参照入力信号や
フィルタ係数を格納するＲＡＭは１／４で済むことにな
り、第２のエコーキャンセル手段を実現するために必要
なハードウェアを大幅に削減できることになる。
【００２５】以下本発明の第３の実施例について、図面
を参照しながら説明する。図５は本発明の第３の実施例
におけるの構成を示すものである。
【００２６】１は第１のエコーキャンセル手段、２は第
２のエコーキャンセル手段、３は第１のエコーキャンセ
ル手段１の入出力比Ｒ1を演算する第１の入出力比演算
手段、４は第２のエコーキャンセル手段２の入出力比Ｒ
2を演算する第２の入出力比演算手段、５は第２の入出
力比を第１の入出力比で割る除算手段（以下、第２の入
出力比／第１の入出力比を第３の比と呼ぶ）、６は第１
および第２の入出力比Ｒ1、Ｒ2、第３の比Ｒ3を用いて
第１のエコーキャンセル手段１の適応の継続／停止の制
御を行うダブルトーク検出手段で、以上は第１の実施例
と同様のものである。２０は第１の入出力比Ｒ1と第３
の比Ｒ3を用いて、エコー経路特性が変動した際に発生
するエコーに損失を加えることによりエコーを抑圧する
損失挿入手段、２１は損失挿入手段２０の損失量を演算
する挿入損失演算手段である。挿入損失演算手段２１
は、第３の比Ｒ3が第３の閾値Ｔh3（実施例ではＴh3＝
２）以上の時、もしくは第１の入出力比Ｒ1が第１の閾
値以上の時に挿入すべき損失Ｌを推定する。挿入損失
は、第１の入出力比Ｒ1と挿入損失Ｌの合計が一定値
（本実施例では２０ｄＢ）になるように決められる。損
失挿入手段２０は、受信信号ｘの短時間パワーＰxと送
信出力信号の短時間パワーＰeを比較して、受話状態で
あると判定したときに、送信出力に損失Ｌを挿入するよ
うに働く。送話／受話の判定は、例えば、受信入力短時
間パワーＰxが送信出力短時間パワーＰeより大きい時
（Ｐx＞Ｐe）を受話状態、受信入力短時間パワーＰxが
送信出力短時間パワーＰeより小さい時（Ｐx≦Ｐe）を
送話状態と判定する。
【００２７】第３の実施例において、エコー経路の特性
が変動した場合、第１および第２の実施例と同様に第３
の比Ｒ3が徐々に大きくなる。第３の比Ｒ3が第２の閾値
Th2より大きくなると、ダブルトーク検出手段は第１の
エコーキャンセル手段１の適応を開始するよう制御す
る。第１のエコーキャンセル手段１の適応を開始直後は
まだ収束していないため、エコーが十分打ち消されてい
ない。そこで、第３の比Ｒ3が第３の閾値Ｔh3以上にな
ると、挿入損失演算手段２１では、第１のエコーキャン
セル手段１の入出力比Ｒ1と挿入損失Ｌの合計が２０ｄ
Ｂになるように、Ｌ(dB)＝２０(dB)−Ｒ1(dB)に従い挿
入損失Ｌを算出する。ただし、損失Ｌは、０dB≦Ｌ≦２
０ｄＢとする。損失挿入手段２０では、受信入力短時間
パワーＰxと送信出力短時間パワーＰeを比較して、受話
状態であると判定したときに、挿入損失演算手段２０で
算出した挿入損失Ｌで送信出力ｅを減衰させることによ
りエコーを抑圧する。また、第１の入出力比Ｒ1が第１
の閾値Ｔh1より大きい時にも、挿入損失演算手段２１が
損失Ｌを算出することにより、第１のエコーキャンセル
手段１が適応しているシングルトーク状態での必要な損
失量Ｌが算出され、第１のエコーキャンセル手段が十分
収束した状態では、挿入損失量Ｌは０ｄＢとなる。
【００２８】第１および第２の実施例ではエコー経路の
特性が変動したことを、第３の比Ｒ3を用いて高速に検
出する方法を示したが、第３の実施例では、第３の比Ｒ
3が第３の閾値Ｔh3より大きいときに損失量を演算する
ことにより、エコー経路の特性が変動した直後に損失を
挿入し、エコーキャンセル手段１が十分収束するまでの
残留エコーを損失挿入手段により抑圧することができ
る。
【００２９】なお、第３の実施例において、第２の実施
例と同様、第２のエコーキャンセル手段２の入力に低域
通過特性の第１および第２のフィルタ、第１および第２
の間引き手段をつけ加えることにより、第２のエコーキ
ャンセル手段の演算量、ＲＡＭを削減することできる。
【００３０】以下本発明の第４の実施例について、図面
を参照しながら説明する。図６は本発明の一実施例にお
けるの構成を示すものである。
【００３１】１は第１のエコーキャンセル手段、２は第
２のエコーキャンセル手段、３は第１のエコーキャンセ
ル手段１の入出力比Ｒ1を演算する第１の入出力比演算
手段、４は第２のエコーキャンセル手段２の入出力比Ｒ
2を演算する第２の入出力比演算手段、５は第２の入出
力比を第１の入出力比で割る除算手段（以下、Ｒ2／Ｒ1
＝Ｒ3を第３の比と呼ぶ）、６は第１および第２の入出
力比Ｒ1、Ｒ2、第３の比Ｒ3を用いて第１のエコーキャ
ンセル手段１の適応の継続／停止の制御を行うダブルト
ーク検出手段で、第１のエコーキャンセル手段のステッ
プゲインが後述のステップゲイン制御手段により制御さ
れている点以外は、第１の実施例と同様のものである。
第２のエコーキャンセル手段２のステップゲインは固定
で実施例では最も収束速度の速い”１”とする。
【００３２】３０は第３の比Ｒ3を用いて第１のエコー
キャンセル手段１で用いている学習同定法のステップゲ
インαを制御するステップゲイン制御手段である。ステ
ップゲイン制御手段３０は第３の比Ｒ3が１以下の時に
は、小さい値（但し、α＞０）、第３の比Ｒ3が大きく
なると大きい値（但し、α≦１）になるように制御す
る。図７に示すようにステップゲイン制御手段はクリッ
プ手段３１とステップゲイン演算手段３２から構成さ
れ、クリップ手段３１は第３の比Ｒ3を最小値１でクリ
ップした値βを出力し、ステップゲイン演算手段３１
は、（数２）に従いステップゲインαを算出する。α0
はステップゲインの最大値でα0＝１、Ｋは整数でα0／
Ｋがステップゲインの最小値を与える。実施例では、Ｋ
＝８とする。ｎは整数で実施例では２とする。
【００３３】
【数２】
【００３４】第４の実施例において、エコー経路の特性
が変動した場合、第１および第２の実施例と同様第３の
比Ｒ3が徐々に大きくなる。第３の比Ｒ3が第１の閾値よ
り大きくなると、ダブルトーク検出手段は第１のエコー
キャンセル手段１の適応を開始するよう制御する。第１
のエコーキャンセル手段１の適応開始直後は第１のエコ
ーキャンセル手段１はまだ収束していない。そこで、第
３の比Ｒ3が大きい時には、第１のエコーキャンセル手
段１がまだ十分収束していないものとして、収束が速く
行われるようステップゲインαを大きくする。第１のエ
コーキャンセル手段が収束が進むにつれ、第１の入出力
比Ｒ1が増加し、第２の入出力比Ｒ2に近づくにつれ、第
３の比Ｒ3は減少してくる。つまり、第１のエコーキャ
ンセル手段の収束が進むにつれて、ステップゲインαは
小さくなり、打ち消し量が大きくとれるようになる。ま
た、ダブルトーク状態であっても、第３の比Ｒ3はほ
ぼ”１”になるため、ステップゲインαは小さい値に制
御され、誤って適応を行っても第１のエコーキャンセル
手段のフィルタ係数は乱され難くなっている。
【００３５】第４の実施例では、ステップゲイン制御手
段でステップゲインαを第３の比Ｒ3が１以下の時には
小さい値（但し、α＞０）に、第３の比Ｒ3が大きい時
には大きい値（但し、α≦１）になるように制御し、エ
コー経路の特性が変動した場合に第３の比Ｒ3が大きく
なることを利用して、ステップゲインαを大きくするこ
とによりエコーキャンセル手段１の収束を速め、十分収
束した状態やダブルトーク状態では第３の比Ｒ3が小さ
くなることを利用し、ステップゲインαを小さくし、安
定して大きなエコー打ち消し量を得るようにすることが
できる。
【００３６】なお、第４の実施例において、第２の実施
例と同様、第２のエコーキャンセル手段２の入力に低域
通過特性の第１および第２のフィルタ、第１および第２
の間引き手段をつけ加えることにより、第２のエコーキ
ャンセル手段の演算量、ＲＡＭを大幅に削減することで
きる。
【００３７】また、第１から第４の実施例において、第
２のエコーキャンセル手段を第１のエコーキャンセル手
段と同様の適応アルゴリズム（学習同定法）によるもの
としていたが、第２のエコーキャンセル手段を、現サン
プルの送信入力信号のエコー消去を行い、そのエコー打
ち消し後の信号を用いて学習同定法に従いインパルス応
答の更新を行った後に、Ｍサンプル過去（例えば、第２
のエコーキャンセル手段のタップ数の半分）の送信入力
信号のエコー消去を行い、そのエコー打ち消し後の信号
を用い、学習同定法に従い２回目のインパルス応答の更
新を行うことにより１サンプル内に２回インパルス応答
の更新を行うことにより収束速度を向上させることがで
きる。これにより、エコー経路の特性変動後において第
３の比がより速く増加し、エコー経路の変動に対して、
第１、２の実施例では第１のエコーキャンセル手段の適
応の開始をさらに早くできたり、第３の実施例ではより
早く損失を挿入できたり、第４の実施例ではステップゲ
インを大きくして収束速度をより速くすることによりエ
コー経路の変動に対して追従性を向上させることができ
る。
【００３８】また、第２のエコーキャンセル手段の適応
アルゴリズムを学習同定法より収束速度の速い、ＲＬＳ
法を用いても上記と同様の効果が得られる。
【００３９】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、以下に記載されるような効効果を発揮する。
【００４０】エコー経路の特性が変動した場合、第１の
エコーキャンセル手段はダブルトーク検出手段により適
応を停止させられ、また第１の入出力比演算手段で算出
される第１の入出力比は一定になるが、第２のエコーキ
ャンセル手段は適応を継続しているため、第２の入出力
比演算手段で算出される第２の入出力比は増加し、第２
の入出力比を第１の入出力比で割った除算手段の出力
（第３の比）が徐々に大きくなる。ダブルトーク検出手
段は、第３の比が第２の閾値以上になると第１のエコー
キャンセラの適応を開始するよう制御するので、従来例
のように第２のエコーキャンセラが十分適応し、第２の
エコーキャンセラの入出力比（第２の入出力比）が第１
の閾値以上になる前に適応を開始することができる。こ
れにより、従来例に比較してエコー経路変動時に第１の
エコーキャンセル手段の適応がより早く開始され、エコ
ー経路の変動に対する追従性能を改善することができ
る。また、ダブルトーク時には従来例と同様適応を停止
しするため、ダブルトークに対して安定に動作し、か
つ、エコー経路の変動に対して追従性が良いエコー制御
装置を提供することができる。
【００４１】また、第２のエコーキャンセル手段の帯域
を制限し、間引くことにより、第２のエコーキャンセル
手段のハードウェア規模を大幅に削減し、実現が容易に
なエコー制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例のエコー制御装置の構成を表すブ
ロック図
【図２】第１の実施例のダブルトーク検出手段の構成を
表すブロック図
【図３】第１の実施例のエコー制御装置のダブルトーク
検出の原理説明図
【図４】第２の実施例のエコー制御装置の構成を表すブ
ロック図
【図５】第３の実施例のエコー制御装置の構成を表すブ
ロック図
【図６】第４の実施例のエコー制御装置の構成を表すブ
ロック図
【図７】第４の実施例のステップゲイン制御手段の構成
を表すブロック図
【図８】従来のエコー制御装置の構成を表すブロック図
【図９】従来のエコー制御装置のダブルトーク検出の原
理説明図
【符号の説明】
１ 第１のエコーキャンセル手段 ２ 第２のエコーキャンセル手段 ３ 第１の入出力比演算手段 ４ 第２の入出力比演算手段 ５ 除算手段 ６ ダブルトーク検出手段 ７ 送受判定手段 ８ 適応判定手段 ９ 閾値制御手段 １０ 第１のフィルタ １１ 第２のフィルタ １２ 第１の間引き手段 １３ 第２の間引き手段 ２０ 損失挿入手段 ２１ 挿入損失演算手段 ３０ ステップゲイン制御手段 ３１ クリップ手段 ３２ ステップゲイン演算手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茨木 悟 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】通話信号を用いて適応的に受信側と送信側
    の間にある反響路のインパルス応答を同定し、前記同定
    したインパルス応答に受信入力信号を畳み込んで疑似エ
    コーを合成し、送信入力信号から前記疑似エコーを差し
    引くことにより送信入力信号中に含まれるエコーを消去
    し、エコー消去された送信信号を出力する第１のエコー
    キャンセル手段と、前記反響路のインパルス応答の同定
    を常時行う第２のエコーキャンセル手段と、前記第１の
    エコーキャンセル手段のエコー消去前の送信入力信号の
    短時間パワーとエコー消去後の送信出力信号の短時間パ
    ワーの比（以下、第１のエコーキャンセラの送信入力短
    時間パワー／送信出力短時間パワーを第１の入出力比と
    呼ぶ）を演算する第１の入出力比演算手段と、前記第２
    のエコーキャンセル手段のエコー消去前の送信入力信号
    の短時間パワーとエコー消去後の送信出力信号の短時間
    パワーの比（以下、第２のエコーキャンセラの送信入力
    短時間パワー／送信出力短時間パワーを第２の入出力比
    と呼ぶ）を演算する第２の入出力比演算手段と、前記第
    ２の入出力比と前記第１の入出力比で除算する除算手段
    （以下、第２の入出力比／第１の入出力比を第３の比と
    呼ぶ）と、前記第１のエコーキャンセル手段の受信入力
    信号およびエコー消去後の信号の短時間パワーと前記第
    １、第２の入出力比と前記第３の比を用いて前記第１の
    エコーキャンセル手段のエコー経路のインパルス応答の
    同定の継続／停止を制御するダブルトーク検出手段を備
    えたことを特徴とするエコー制御装置。
  2. 【請求項２】通話信号を用いて適応的に受信側と送信側
    の間にある反響路のインパルス応答を同定し、前記同定
    したインパルス応答に受信入力信号を畳み込んで疑似エ
    コーを合成し、送信入力信号から前記疑似エコーを差し
    引くことにより送信入力信号中に含まれるエコーを消去
    し、エコー消去された送信信号を出力する第１のエコー
    キャンセル手段と、受信信号から特定の帯域の信号を取
    り出す第１のフィルタと、送信信号から前記第１のフィ
    ルタと同じ帯域の信号を取り出す第２のフィルタと、前
    記第１及び第２のフィルタの出力をそれぞれ同じ比率Ｍ
    で間引く第１及び第２の間引き手段と、前記第１及び第
    ２の間引き手段の出力信号の帯域の反響路のインパルス
    応答の同定を常時行い、第１のエコーキャンセル手段の
    Ｍ倍のサンプリング周期で動作する第２のエコーキャン
    セル手段と、前記第１のエコーキャンセル手段のエコー
    消去前の送信入力信号の短時間パワーとエコー消去後の
    送信出力信号の短時間パワーの比（以下、第１のエコー
    キャンセラの送信入力短時間パワー／送信出力短時間パ
    ワーを第１の入出力比と呼ぶ）を演算する第１の入出力
    比演算手段と、前記第２のエコーキャンセル手段のエコ
    ー消去前の送信入力信号の短時間パワーとエコー消去後
    の送信出力信号の短時間パワーの比（以下、第２のエコ
    ーキャンセラの送信入力短時間パワー／送信出力短時間
    パワーを第２の入出力比と呼ぶ）を演算する第２の入出
    力比演算手段と、前記第２の入出力比と前記第１の入出
    力比で除算する除算手段（以下、第２の入出力比／第１
    の入出力比を第３の比と呼ぶ）と、前記第１のエコーキ
    ャンセル手段の受信入力信号およびエコー消去後の信号
    の短時間パワーと前記第１、第２の入出力比と前記第３
    の比を用いて前記第１のエコーキャンセル手段のエコー
    経路のインパルス応答の同定の継続／停止を制御するダ
    ブルトーク検出手段を備えたことを特徴とするエコー制
    御装置。
  3. 【請求項３】ダブルトーク検出手段が受信信号の短時間
    パワーと送信出力信号の短時間パワーから受話状態か送
    話状態かを判定する送受判定手段と、前記送受判定手段
    が受話状態であると判定した場合に、第１、第２の入出
    力比演算手段で算出された第１、第２の入出力比のいず
    れかが、閾値制御手段で算出される第１の閾値より大き
    いか、除算手段で算出された第３の比が予め決められた
    固定の閾値（以下、第２の閾値と呼ぶ）より大きいとき
    のみ第１のエコーキャンセル手段の適応行うと判定する
    適応判定手段と、前記送受判定手段が受話状態であると
    判定した時に前記第１の閾値を算出する閾値制御手段と
    から構成されていることを特徴とする請求項１または請
    求項２記載のエコー制御装置。
  4. 【請求項４】通話信号を用いて適応的に受信側と送信側
    の間にある反響路のインパルス応答を同定し、前記同定
    したインパルス応答に受信入力信号を畳み込んで疑似エ
    コーを合成し、送信入力信号から前記疑似エコーを差し
    引くことにより送信入力信号中に含まれるエコーを消去
    し、エコー消去された送信信号を出力する第１のエコー
    キャンセル手段と、前記反響路のインパルス応答の同定
    を常時行う第２のエコーキャンセル手段と、前記第１の
    エコーキャンセル手段のエコー消去前の送信入力信号の
    短時間パワーとエコー消去後の送信出力信号の短時間パ
    ワーの比（以下、第１のエコーキャンセラの送信入力短
    時間パワー／送信出力短時間パワーを第１の入出力比と
    呼ぶ）を演算する第１の入出力比演算手段と、前記第２
    のエコーキャンセル手段のエコー消去前の送信入力信号
    の短時間パワーとエコー消去後の送信出力信号の短時間
    パワーの比（以下、第２のエコーキャンセラの送信入力
    短時間パワー／送信出力短時間パワーを第２の入出力比
    と呼ぶ）を演算する第２の入出力比演算手段と、前記第
    ２の入出力比と前記第１の入出力比で除算する除算手段
    （以下、第２の入出力比／第１の入出力比を第３の比と
    呼ぶ）と、前記第１の入出力比と前記第３の比を用いて
    前記第１のエコーキャンセル手段の送信出力信号を減衰
    させる損失量を演算する挿入損失演算手段と、前記挿入
    損失演算手段で算出された損失量に従い前記第１のエコ
    ーキャンセル手段の送信出力を減衰させる損失挿入手段
    と、前記第１のエコーキャンセル手段のエコー経路のイ
    ンパルス応答の同定の継続／停止を制御するダブルトー
    ク検出手段を備えたことを特徴とするエコー制御装置。
  5. 【請求項５】通話信号を用いて適応的に受信側と送信側
    の間にある反響路のインパルス応答を同定し、前記同定
    したインパルス応答に受信入力信号を畳み込んで疑似エ
    コーを合成し、送信入力信号から前記疑似エコーを差し
    引くことにより送信入力信号中に含まれるエコーを消去
    し、エコー消去された送信信号を出力する第１のエコー
    キャンセル手段と、受信信号から特定の帯域の信号を取
    り出す第１のフィルタと、送信信号から前記第１のフィ
    ルタと同じ帯域の信号を取り出す第２のフィルタと、前
    記第１及び第２のフィルタの出力をそれぞれ同じ比率Ｍ
    で間引く第１及び第２の間引き手段と、前記第１及び第
    ２の間引き手段の出力信号の帯域の反響路のインパルス
    応答の同定を常時行い、第１のエコーキャンセル手段の
    Ｍ倍のサンプリング周期で動作する第２のエコーキャン
    セル手段と、前記第１のエコーキャンセル手段のエコー
    消去前の送信入力信号の短時間パワーとエコー消去後の
    送信出力信号の短時間パワーの比（以下、第１のエコー
    キャンセラの送信入力短時間パワー／送信出力短時間パ
    ワーを第１の入出力比と呼ぶ）を演算する第１の入出力
    比演算手段と、前記第２のエコーキャンセル手段のエコ
    ー消去前の送信入力信号の短時間パワーとエコー消去後
    の送信出力信号の短時間パワーの比（以下、第２のエコ
    ーキャンセラの送信入力短時間パワー／送信出力短時間
    パワーを第２の入出力比と呼ぶ）を演算する第２の入出
    力比演算手段と、前記第２の入出力比と前記第１の入出
    力比で除算する除算手段（以下、第２の入出力比／第１
    の入出力比を第３の比と呼ぶ）と、前記第１および第２
    の入出力比と前記第３の比を用いて前記第１のエコーキ
    ャンセル手段の送信出力信号を減衰させる損失量を演算
    する挿入損失演算手段と、前記挿入損失演算手段で算出
    された損失量に従い前記第１のエコーキャンセル手段の
    送信出力を減衰させる損失挿入手段と、前記第１のエコ
    ーキャンセル手段のエコー経路のインパルス応答の同定
    の継続／停止を制御するダブルトーク検出手段を備えた
    ことを特徴とするエコー制御装置。
  6. 【請求項６】通話信号を用いて適応的に受信側と送信側
    の間にある反響路のインパルス応答を同定し、前記同定
    したインパルス応答に受信入力信号を畳み込んで疑似エ
    コーを合成し、送信入力信号から前記疑似エコーを差し
    引くことにより送信入力信号中に含まれるエコーを消去
    し、エコー消去された送信信号を出力する第１のエコー
    キャンセル手段と、前記反響路のインパルス応答の同定
    を常時行う第２のエコーキャンセル手段と、前記第１の
    エコーキャンセル手段のエコー消去前の送信入力信号の
    短時間パワーとエコー消去後の送信出力信号の短時間パ
    ワーの比（以下、第１のエコーキャンセラの送信入力短
    時間パワー／送信出力短時間パワーを第１の入出力比と
    呼ぶ）を演算する第１の入出力比演算手段と、前記第２
    のエコーキャンセル手段のエコー消去前の送信入力信号
    の短時間パワーとエコー消去後の送信出力信号の短時間
    パワーの比（以下、第２のエコーキャンセラの送信入力
    短時間パワー／送信出力短時間パワーを第２の入出力比
    と呼ぶ）を演算する第２の入出力比演算手段と、前記第
    ２の入出力比と前記第１の入出力比で除算する除算手段
    （以下、第２の入出力比／第１の入出力比を第３の比と
    呼ぶ）と、前記第１のエコーキャンセル手段がＬＭＳ法
    や学習同定法に従いインパルス応答を修正する際のステ
    ップゲインを前記第３の比が小さい時には前記ステップ
    ゲインを小さく、前記第３の比が大きい時には前記ステ
    ップゲインを大きくするよう制御するステップゲイン制
    御手段と、前記第１のエコーキャンセル手段のエコー経
    路のインパルス応答の同定の継続／停止を制御するダブ
    ルトーク検出手段を備えたことを特徴とするエコー制御
    装置。
  7. 【請求項７】通話信号を用いて適応的に受信側と送信側
    の間にある反響路のインパルス応答を同定し、前記同定
    したインパルス応答に受信入力信号を畳み込んで疑似エ
    コーを合成し、送信入力信号から前記疑似エコーを差し
    引くことにより送信信号中に含まれるエコーを消去し、
    このエコーを消去された送信信号を出力する第１のエコ
    ーキャンセル手段と、受信信号から特定の帯域の信号を
    取り出す第１のフィルタと、送信信号から前記第１のフ
    ィルタと同じ帯域の信号を取り出す第２のフィルタと、
    前記第１及び第２のフィルタの出力をそれぞれ同じ比率
    Ｍで間引く第１及び第２の間引き手段と、前記第１及び
    第２の間引き手段の出力信号の帯域の反響路のインパル
    ス応答の同定を常時行い、第１のエコーキャンセル手段
    のＭ倍のサンプリング周期で動作する第２のエコーキャ
    ンセル手段と、前記第１のエコーキャンセル手段の送信
    入力信号の短時間パワーと送信出力信号の短時間パワー
    の比（以下、第１のエコーキャンセラの送信入力短時間
    パワー／送信出力短時間パワーを第１の入出力比と呼
    ぶ）を演算する第１の入出力比演算手段と、前記第２の
    エコーキャンセル手段の送信入力信号の短時間パワーと
    送信出力信号の短時間パワーの比（以下、第２のエコー
    キャンセラの送信入力短時間パワー送信出力短時間パワ
    ーを第２の入出力比と呼ぶ）を演算する第２の入出力比
    演算手段と、前記第２の入出力比と前記第１の入出力比
    で除算する除算手段（以下、第２の入出力比／第１の入
    出力比を第３の比と呼ぶ）と、前記第１のエコーキャン
    セル手段がＬＭＳ法や学習同定法に従いインパルス応答
    を修正する際のステップゲインを前記第３の比が小さい
    時には前記ステップゲインを小さく、前記第３の比が大
    きい時には前記ステップゲインを大きくするよう制御す
    るステップゲイン制御手段と、前記第１のエコーキャン
    セル手段のエコー経路のインパルス応答の同定の継続／
    停止を制御するダブルトーク検出手段を備えたことを特
    徴とするエコー制御装置。
  8. 【請求項８】ステップゲイン制御手段が除算手段で算出
    された第３の比の最大値を１に制限するクリップ手段
    と、前記クリップ手段の出力βを用い（数１）に従いス
    テップゲインを決定するステップゲイン演算手段とから
    構成されていることを特徴とする請求項６または請求項
    ７記載のエコー制御装置。 【数１】 ただし、α0：０＜α0≦１なる定数でステップゲインの
    最大値 Ｋ：Ｋ＞１なる定数 α0／Ｋ：ステップゲインの最小値 ｎ：１以上の整数
  9. 【請求項９】第２のエコーキャンセル手段は、現サンプ
    ルの送信入力信号のエコー消去を行い、そのエコー打ち
    消し後の信号を用いてインパルス応答の更新を行った後
    に、Ｌサンプル過去（Ｌは１以上の正数）の送信入力信
    号のエコー消去を行い、そのエコー打ち消し後の信号を
    用いて２回目のインパルス応答の更新を行うことにより
    １サンプル内に２回インパルス応答の更新を行うことを
    特徴とする請求項１、請求項２、請求項４、請求項５、
    請求項６、請求項７のいずれかに記載のエコー制御装
    置。
  10. 【請求項１０】第２のエコーキャンセル手段のステップ
    ゲインがα0であることを特徴とする請求項１、請求項
    ２、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項
    ９のいずれかに記載のエコー制御装置。
  11. 【請求項１１】第２のエコーキャンセル手段の適応アル
    ゴリズムがＲＬＳアルゴリズムであることを特徴とする
    請求項１、請求項２、請求項４、請求項５、請求項６、
    請求項７のいずれかに記載のエコー制御装置。
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