JPH0638253A - エコーキャンセラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 通話信号の不連続感やクリック音の発生を低
減し、これにより通話品質の向上を図る。 【構成】 センタクリップ回路２０ｇに付属してクリッ
プレベル制御回路２０ｈを設け、このクリップレベル制
御回路２０ｈにおいて、残差信号レベルに固定しきい値
Ｔを加えた加算残差信号レベルの対数変換値と、受話信
号レベルの対数変換値とを比較器２０７でレベル比較
し、この比較結果とダブルトーク検出器２０ｆの検出結
果ＤＴＳとを基に、クリップレベル生成回路２０８から
クリップレベルＣＬ(k) を可変生成して、センタクリッ
プ回路２０ｇに供給するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有線電話装置や自動車
電話装置、携帯電話装置、コードレス電話装置などの音
声通信装置において、送受話路間で発生する回線エコー
や音響エコーを消去するために用いられるエコーキャン
セラに関する。

【０００２】

【従来の技術】通信回線においては、加入者線のような
２線区間と長距離中継線のような４線区間とが混在して
いる。４線区間と２線区間とを接続する４線−２線変換
器には一般にハイブリッドトランスが使用される。しか
し、線路インピーダンスにはバラツキがあるため、ハイ
ブリッドトランスにおいて完全なインピーダンス整合を
取ることは困難である。このため、通信回線では４線−
２線変換器において回線エコーが発生する。

【０００３】また、ハンドセットの代わりに電話装置本
体に設けられたスピーカとマイクロホンとを使用して通
話を行なう、いわゆるハンズフリー通話機能を有してい
る電話装置や、同様の通話形態を採るテレビ会議システ
ムでは、ハンズフリースピーカから発生された受話音声
が壁や天井で反射してハンズフリーマイクロホンに回り
込むため、音響エコーが発生する。

【０００４】これらのエコーは、特にディジタル通信方
式を採用した通信システムや、通信回線中に例えば通信
衛星を介在する通信システムのように、伝送遅延量が比
較的大きい通信システムにあっては、通信品質の著しい
劣化を招き非常に好ましくない。

【０００５】例えば、ディジタル自動車電話システムに
おいては、無線周波数の有効利用の観点から低ビットレ
ートの音声符号化器が使用され始めている。低ビットレ
ートの音声符号化器としては、例えば４〜８kbpsで比較
的良好な音声品質を得ることが可能なＣＥＬＰ（Code E
xcited Linear Prediction）方式、あるいはその改良型
であるＶＳＥＬＰ（vector Sun Excited Linear Predic
tion）方式が用いられる。ＣＥＬＰ方式の詳細な点につ
いては、M.R.Schroeder 氏とB.S.Atal氏の“Code-Excit
ed Linear Prediction（ＣＥＬＰ）：High-Quality Spe
ach At Very Low Bit Rates ”in Proc.ICASSP.1985,p
p.937〜939 に述べられている。これらの符号化方式を
採用した装置では、一般に音声信号を低ビットレートに
圧縮するためにフレーム単位で符号化処理が行なわれ、
またバースト誤りに対する訂正能力を高めるためにイン
タリーブが用いられている。このため、ディジタル自動
車電話システムにおける伝送遅延は片道で約100msec に
もなる。

【０００６】そこで、従来よりこの種のシステムでは、
エコーパスの特性を適応フィルタによりインパルス応答
のかたちで推定してエコーパスと同一の特性を有する擬
似エコー信号を生成し、この擬似エコー信号を通話信号
から差し引くことにより通話信号中に含まれるエコー成
分を消去する、いわゆるエコーキャンセラが使用されて
いる。ディジタル自動車電話システムでは、一般に移動
局に音響エコーを消去するための音響エコーキャンセラ
が、また基地局に回線エコーをキャンセルするための回
線エコーキャンセラが設けられる。

【０００７】図６は、音響エコーキャンセラを備えたデ
ィジタル自動車電話装置の構成の一例を示すものであ
る。同図において、図示しない基地局から無線チャネル
を介して送られた無線搬送波信号は、アンテナ１で受信
されたのちアンテナ共用器（ＤＵＰ）２を介して受信回
路（ＲＸ）３に入力され、ここで周波数シンセサイザ
（ＳＹＮ）４から出力される受信局部発振信号とミキシ
ングされて中間周波信号に周波数変換される。そして、
この受信中間周波信号は、ディジタル復調回路（ＤＥ
Ｍ）６によりフレーム同期およびビット同期が確立され
たうえでディジタル復調される。尚、上記フレーム同期
およびビット同期により得られた同期信号は制御回路
（ＣＯＮＴ）３０に入力される。

【０００８】上記ディジタル復調回路６から出力された
復調信号には、符号化通話信号と制御信号とがあり、こ
のうち制御信号は制御回路３０に供給されて識別され
る。一方符号化通話信号は、Ａ／Ｄ変換器７で所定のサ
ンプル周期でディジタル化されたのち誤り訂正復号回路
（ＣＨ−ＤＥＣ）８で誤り訂正復号される。そして、こ
の誤り訂正復号された符号化通話信号は、音声復号回路
（ＳＰ−ＤＥＣ）９で復号化処理が施され、さらにＤ／
Ａ変換器１０でアナログ通話信号に戻されたのち、スイ
ッチ１１を介してハンズフリースピーカ１２から話者に
向け拡声出力される。なお、ハンドセット通話モードが
設定されている場合には、スイッチ１１はハンドセット
１３側に切替わっている。このため、上記アナログ通話
信号はスイッチ１１を介してハンドセット１３のスピー
カ１４から出力される。

【０００９】一方、ハンズフリー通話中の話者の送話音
声は、ハンズフリーマイクロホン１６により集音されて
送話信号に変換されたのち、スイッチ１７を介してＡ／
Ｄ変換器１８に入力され、ここで先ず所定のサンプル周
期でディジタル信号に変換される。そして、このディジ
タル送話信号ＴＳは、切替スイッチ１９を介してエコー
キャンセラ２０に入力され、このエコーキャンセラ２０
で音響エコーがキャンセルされたのち、切替スイッチ２
１を介して音声符号回路（ＳＰ−ＣＯＤ）２２に入力さ
れ、ここで符号化される。なお、ハンドセット通話モー
ドが設定されている場合には、スイッチ１７はハンドセ
ット１３側に切替わり、また切替スイッチ１９，２１は
エコーキャンセラ２０側にそれぞれ切替わっている。し
たがって、この場合にはハンドセット１３のマイクロホ
ン１５により集音され音電変換された送話信号が、Ａ／
Ｄ変換器１８でディジタル化されたのちエコーキャンセ
ラ２０を迂回して音声符号回路２２に入力され、符号化
される。

【００１０】そうして符号化された送話信号は、制御回
路３０から出力される制御信号とともに誤り訂正符号回
路（ＣＨ−ＣＯＤ）２３で誤り訂正符号化され、さらに
Ｄ／Ａ変換器２４でアナログ信号に変換されたのち、デ
ィジタル変調回路（ＭＯＤ）２５に入力される。このデ
ィジタル変調回路２５では、上記符号化送話信号により
ディジタル変調された送信中間周波信号が出力され、送
信回路（ＴＸ）５に入力される。送信回路５では、上記
変調された送信中間周波信号が周波数シンセサイザ４か
ら出力される送信局部発振信号とミキシングされ、これ
により無線チャネル周波数に対応する無線周波信号に周
波数変換される。そして、この無線周波信号は送信電力
増幅器で所定の電力レベルに増幅されたのち、アンテナ
共用器２を介してアンテナ１から基地局へ向けて送信さ
れる。

【００１１】尚、３１はコンソールユニット（ＣＵ）で
あり、このコンソールユニット３１には、発信キー、ダ
イヤルキーおよび各種機能キーなどからなるキー入力部
と、液晶表示器や発光ダイオードなどの表示部とがそれ
ぞれ配設されている。また、ハンドセット通話モードと
ハンズフリー通話モードとを択一的に指定入力するため
のモード指定キーも、このコンソールユニット３１のキ
ー入力部に設けられている。また、４０は電源回路であ
り、電池４１の出力電圧を基に所要の動作電圧Ｖccを生
成して各回路部に給電する。

【００１２】さて、エコーキャンセラ２０は、受話信号
レジスタ２０ａと、タップ係数レジスタ２０ｂと、トラ
ンスバーサルフィルタからなる適応フィルタ２０ｃと、
エコー消去用の演算器２０ｄと、タップ係数更新部２０
ｅと、ダブルトーク検出器（ＤＴＤ）２０ｆとを備えて
いる。受話信号レジスタ２０ａには、音声復号回路９か
ら出力されたディジタル受話信号ＲＳがそのサンプルタ
イムに従って順次に取り込まれて蓄積される。適応フィ
ルタ２０ｃでは、上記受話信号レジスタ２０ａに蓄積さ
れたディジタル受話信号ＲＳと、上記タップ係数レジス
タ２０ｂに記憶されたタップ係数とを基に畳み込み演算
が行なわれ、これにより擬似エコー信号が生成される。
この擬似エコー信号は演算器２０ｄに供給される。演算
器２０ｄでは、Ａ／Ｄ変換器１８から出力されたディジ
タル送話信号ＴＳから上記擬似エコー信号が差し引か
れ、これによりディジタル送話信号ＴＳに含まれる音響
エコー信号が消去される。

【００１３】タップ係数更新部２０ｅでは、上記演算器
２０ｄで消去されずに通過する残差信号ＥＳのレベルを
最小にするために、エコーキャンセル動作期間中にタッ
プ係数メモリ２０ｂに記憶されたタップ係数を更新する
ための学習演算処理が行なわれる。したがって、適応フ
ィルタ２０ｄの伝達関数はエコーパスの伝達関数に次第
に近づき、両伝達関数が等しくなると残差信号ＥＳは略
零となる。

【００１４】なお、上記タップ係数更新部２０ｅにおけ
るタップ係数の更新アルゴリズムとしては、従来より例
えば最小二乗平均法（ＬＭＳ）を正規化した学習同定法
（ＮＬＭＳ）が多く用いられている。この学習同定法に
よるアルゴリズムは、演算量が比較的少なくて済みしか
も良好な特性を示すという利点を有する。第(1) 式は、
Ｎ次の適応フィルタのタップ係数をｈ_i （ｉ＝１〜Ｎ）
とするときの学習同定法の更新式を示したものである。

【００１５】

【数１】 ただし、ｘ(j-i) は受話信号レジスタ２０ａに入力され
る受話信号ＲＳの信号レベル、ｅ(j) は演算器２０ｄか
ら出力された残差信号ＥＳの信号レベル、またμはステ
ップサイズをそれぞれ示している。

【００１６】また、上記タップ係数更新回路２０ｅは、
例えば遠端話者からの受話信号到来中に近端話者が送話
を行なったり、また反対に近端話者の送話中に遠端話者
から受話信号が到来した場合、つまりダブルトーク状態
になった場合に、誤動作を起こすことがある。そこで、
ダブルトーク検出器２０ｆによりダブルトーク状態を検
出し、ダブルトーク状態が検出されている期間では上記
タップ係数更新部２０ｅの学習動作を停止させるように
している。すなわち、ダブルトーク検出器２０ｆでは、
残差信号ＥＳの信号レベルに対するディジタル受話信号
ＲＳの信号レベルの比Ｒが検出される。そして、この比
Ｒが予め設定されたしきい値よりも小さくなった場合に
ダブルトーク状態になったと判定され、タップ係数更新
部２０ｅに対し停止信号が出力される。このため、ダブ
ルトーク状態においてタップ係数更新部２０ｅの学習動
作は停止され、これにより誤まったタップ係数更新動作
が行なわれる不具合は防止される。

【００１７】ところで、エコーキャンセラには、図６に
示す回路のようにセンタクリップ回路２０ｇを備えたも
のがある。センタクリップ回路２０ｇは、演算器２０ｄ
でキャンセルし切れなかった小レベルの残差信号ＥＳを
さらに除去するものである。すなわち、センタクリップ
回路２０ｇでは、上記ダブルトーク検出器２０ｆにより
ダブルトークが検出されていない状態、つまりシングル
トーク状態において、残差信号ＥＳが予め設定したクリ
ップレベルと比較される。そして、上記残差信号ＥＳが
クリップレベルよりも零レベルに近い値になった場合
に、残差信号ＥＳは零に設定される。これにより音響エ
コーのキャンセル効果はより一層高められる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
センタクリップ回路を備えた従来のエコーキャンセラに
は、次のような改善すべき課題があった。すなわち、従
来のセンタクリップ回路は、クリップレベルが固定設定
され、さらにシングルトーク状態のときに常に動作する
ように構成されている。このため、残差信号ＥＳの信号
レベルがクリップレベルを通過するごとに送話信号が断
続され、この結果遠端話者に対し通話信号の不連続感を
与えるという問題点があった。この通話信号の不連続感
は、周囲雑音レベルが比較的高い場合に特に明瞭に認識
され、これにより遠端話者側の通話品質の低下を招く。

【００１９】また、センタクリップ回路２０ｇは、上記
したようにシングルトーク状態のときには常に動作する
ため、通話状態がシングルトーク状態とダブルトーク状
態とを比較的短時間に繰り返している場合には、この通
話状態の変化に応じてセンタクリップ回路２０ｇがオン
オフ動作することになり、この結果通話信号に不快なク
リック音が発生され、これによっても遠端話者側の通話
品質の劣化を招く。

【００２０】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、通話信号の不連続感やク
リック音の発生を低減し、これにより通話品質の向上を
図ることができるエコーキャンセラを提供することであ
る。

【００２１】また本発明の他の目的は、通話信号の不連
続感やクリック音の発生を低減して通話品質の向上を図
り、しかもこれを簡単な構成および制御により実現する
ことができるエコーキャンセラを提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明上記一方の信号路の通話信号と上記残差信号と
のレベル比較結果および上記通話状態判定手段による通
話状態の判定結果に基づいて、上記センタクリップ手段
のクリップレベルを可変制御するようにしたものであ
る。

【００２３】また本発明は、上記クリップレベル制御手
段において、通話状態がシングルトーク状態のときに
は、残差信号に対する一方の信号路の通話信号のレベル
比が所定のしきい値以上の場合にクリップレベルを増加
させるとともに、上記レベル比が上記所定のしきい値未
満の場合にクリップレベルを減少させ、かつ通話状態が
ダブルトーク状態のときにはクリップレベルを零レベル
に設定することを特徴とし、さらには上記レベルクリッ
プレベルの増加を予め設定した最大値に規制するととも
に、クリップレベルの減少を予め設定した最小値に規制
することも特徴としている。

【００２４】一方、上記他の目的を達成するために他の
本発明は、エコー消去手段と、このエコー消去手段のタ
ップ系数値を所定の更新アルゴリズムに従って更新する
ためのタップ係数更新手段とに加えて、通話状態がダブ
ルトーク状態であるかシングルトーク状態であるかを判
定するための通話状態判定手段と、上記エコー消去手段
から出力された残差信号がクリップレベルよりも零レベ
ルに近い場合に、この残差信号を除去するための処理を
行なうセンタクリップ手段と、クリップ動作制御手段と
を備えている。そして、このクリップ動作制御手段によ
り、上記エコー消去手段から出力された残差信号の信号
レベルを一定時間ごとに検出するとともに、この検出し
た信号レベルと上記センタクリップ手段のクリップレベ
ルとを比較し、その比較結果と上記通話状態判定手段に
よる通話状態の判定結果とに基づいて上記センタクリッ
プ手段のセンタクリップ動作をオンオフ制御するように
したものである。

【００２５】また本発明は、クリップ動作制御手段にお
いて、残差信号の一定時間ごとの平均レベルあるいは一
定時間ごとのピークレベルを検出してクリップレベルと
比較することも特徴としている。

【００２６】

【作用】この結果本発明によれば、一方の信号路の通話
信号と上記残差信号とのレベル比較結果および上記通話
状態判定手段による通話状態の判定結果に基づいて、セ
ンタクリップ手段のクリップレベルが可変制御される。
例えば周囲騒音が比較的大きい状態ではクリップレベル
は減少する。このため、周囲騒音のレベルに応じてセン
タクリップ手段はクリップ動作し難くなり、これにより
遠端話者における受話信号の不連続感は軽減される。ま
た、ダブルトーク状態とシングルトーク状態とが短時間
のうちに繰り返されても、クリップレベルは徐々に変化
するように制御される。このため、ダブルトーク状態と
シングルトーク状態との切換わり時点でクリップレベル
がステップ的に大きく変化することはなく、これにより
クリック音の発生は防止される。したがって、遠端話者
にとっては高品質の受話が可能となる。

【００２７】また、クリップレベルの最大値および最小
値を設けて、クリップレベルの増加の上限および減少の
下限を規制しているので、クリップレベルを常に適当な
範囲内に収めることができ、これにより安定なセンタク
リップ動作を行なうことが可能となる。

【００２８】一方、他の本発明によれば、残差信号の一
定時間ごとの信号レベルが検出されて、この信号レベル
がセンタクリップレベルと比較され、この比較結果と通
話状態の判定結果とに基づいてセンタクリップ手段の動
作がオンオフ制御される。例えば、周囲騒音が比較的大
きく、この周囲騒音を含む残差信号のレベルがセンタク
リップレベルよりも大きくなっているときには、たとえ
通話状態の判定結果がシングルトーク状態であっても、
センタクリップ手段はオフ動作状態に設定される。した
がって、このとき上記大きな周囲騒音を含む残差信号は
センタクリップ手段でクリップされずにそのまま送出さ
れ、これにより遠端話者における受話信号の不連続感は
軽減される。なお、このとき残差エコーはクリップされ
ずにそのまま送出されることになるが、残差エコーは周
囲騒音に隠されてしまうため、遠端話者にはそれほど気
にならない。

【００２９】また、一定時間ごとに検出された残差信号
レベルを基にクリップレベルとの比較およびクリップ動
作の制御が行なわれるので、ダブルトーク状態とシング
ルトーク状態とが短時間のうちに繰り返される場合で
も、クリップ動作が頻繁にオンオフすることはなくな
り、これによりクリック音の発生は減少して遠端話者に
とってはそれほど気にならなくなる。

【００３０】さらに、残差信号のレベルを検出する際
に、一定時間ごとの平均レベルあるいは一定時間ごとの
ピークレベルを検出して、クリップ動作のオンオフ制御
に使用すれば、ダブルトーク状態とシングルトーク状態
とが短時間のうちに繰り返される場合におけるクリック
音の発生をさらに少なくすることができ、これにより遠
端話者の受話品質をより一層改善することができる。ま
た、本発明はセンタクリップ手段の動作をオンオフ制御
するだけでよいので、比較的簡単な構成および制御によ
り実現できる利点がある。

【００３１】

【実施例】（第１の実施例）図１は、本発明の第１の実
施例に係わるエコーキャンセラを備えたディジタル自動
車電話装置の構成を示す回路ブロック図である。なお、
同図において前記図６と同一部分には同一符号を付して
詳しい説明は省略する。

【００３２】エコーキャンセラ２００には、受話信号レ
ジスタ２０ａと、タップ係数レジスタ２０ｂと、トラン
スバーサルフィルタからなる適応フィルタ２０ｃと、エ
コー消去用の演算器２０ｄと、タップ係数更新部２０ｅ
と、ダブルトーク検出器（ＤＴＤ）２０ｆと、センタク
リップ回路（ＣＣ）２０ｇとに加え、クリップレベル制
御回路（ＣＬＣ）２０ｈが新たに設けられている。

【００３３】このクリップレベル制御回路２０ｈは、デ
ィジタル受話信号ＲＳと残差信号ＥＳとのレベル比、お
よびダブルトーク検出器２０ｆの検出結果を基に、クリ
ップレベルを可変生成してセンタクリップ回路２０ｇに
与えるもので、例えば図２に示すように構成される。

【００３４】すなわち、音声復号回路９から出力された
ディジタル受話信号ＲＳは、受話信号レベル算出部２０
１に入力される。この受話信号レベル算出部２０１で
は、上記ディジタル受話信号ＲＳの信号レベル値が検出
される。そして、この受話信号レベル算出部２０１によ
り検出されたディジタル受話信号ＲＳの信号レベル値
は、対数変換器（ＬＯＧ）２０３で対数変換されたのち
比較器（ＣＯＭＰ）２０７に入力される。

【００３５】一方、演算器２０ｄから出力された残差信
号ＥＳは、残差信号レベル算出部２０２に入力される。
この残差信号レベル算出部２０２では、上記残差信号Ｅ
Ｓの信号レベル値が検出される。そして、この残差信号
レベル算出部２０２により検出された残差信号ＥＳの信
号レベル値は、対数変換器（ＬＯＧ）２０４で対数変換
されたのち、加算器２０６に入力される。この加算器２
０６では、固定しきい値発生回路２０５により発生され
た固定しきい値Ｔに、上記対数変換器２０４から供給さ
れた残差信号レベルの対数変換値が加算される。そし
て、この加算器２０６から出力された加算残差信号レベ
ルの対数変換値は、比較器２０７に入力される。

【００３６】比較器２０７では、上記対数変換器２０３
から出力された受話信号レベルの対数変換値と、上記加
算器２０６から出力された加算残差信号レベルの対数変
換値とのレベル比較が行なわれ、その比較結果がクリッ
プレベル生成回路２０８に入力される。

【００３７】クリップレベル生成回路２０８では、上記
比較結果と、ダブルトーク検出器２０ｆによる通話状態
の検出結果ＤＴＳとに基づいて、クリップレベルＣＬ
(k) が次のように可変生成される。すなわち、先ずダブ
ルトーク検出器２０ｆによりシングルトーク状態が検出
されている状態で、上記比較器２０７の比較結果が log（受話信号レベル）≧ log（残差信号レベル）＋Ｔ の場合には、 ＣＬ(k) ＝ＣＬ(k-1) ＋σ1 （σ1 は正の微少量） …(2) なるクリップレベルＣＬ(k) が生成される。

【００３８】これに対し上記比較器２０７の比較結果が log（受話信号レベル）＜ log（残差信号レベル）＋Ｔ の場合には、 ＣＬ(k) ＝ＣＬ(k-1) −σ2 （σ2 は正の微少量） …(3) なるクリップレベルＣＬ(k) が生成される。

【００３９】また、上記第(2) 式により値が設定された
クリップレベルＣＬ(K) は、予め定められたクリップレ
ベルの最大値ＣＬmax と比較され、その比較結果が ＣＬ(k) ≧ＣＬmax のときには ＣＬ(k) ＝ＣＬmax に設定され、また ＣＬ(k) ＜ＣＬmax のときには ＣＬ(k) ＝ＣＬ(k) に設定される。

【００４０】さらに、上記第(3) 式により値が設定され
たクリップレベルＣＬ(K) は、予め定められたクリップ
レベルの最小値ＣＬmin （＝０）と比較され、その比較
結果が ＣＬ(k) ≦ＣＬmin のときには ＣＬ(k) ＝０ に設定され、また ＣＬ(k) ＞ＣＬmin のときには ＣＬ(k) ＝ＣＬ(k) に設定される。

【００４１】一方、ダブルトーク検出器２０ｆによりダ
ブルトーク状態が検出されている状態では、クリップレ
ベルＣＬ(k) は無条件に ＣＬ(k) ＝０ に設定される。

【００４２】センタクリップ回路２０ｇは、上記クリッ
プレベル制御回路２０ｈから与えられたクリップレベル
に従って、残差信号ＥＳをクリップ処理して出力する。
次に、以上のように構成された回路の動作を説明する。
先ず、通常の受話状態では次のようなクリップレベルの
制御が行なわれる。すなわち、この場合音響エコー信号
は演算器２０ｄでそのほとんどがキャンセルされる。こ
のため、残差信号ＥＳの信号レベルは低レベルとなり、
これにより対数変換器２０３から出力された受話信号レ
ベルの対数変換値と、加算器２０６から出力された加算
残差信号レベルの対数変換値とのレベル比較結果は、 log（受話信号レベル）≧ log（残差信号レベル）＋Ｔ となる。また、このときダブルトーク検出器２０ｆでは
シングルトーク状態が検出されている。このため、クリ
ップレベル生成回路２０８では、任意のサンプルタイム
ｋにおいて、前記第(2) 式に示した ＣＬ(k) ＝ＣＬ(k-1) ＋σ1 なるクリップレベルＣＬ(k) が生成される。すなわち、
上記通常の受話状態が続いている場合には、クリップレ
ベルＣＬ(k) は徐々に増加する。そして、クリップレベ
ルＣＬ(k) が ＣＬ(k) ≧ＣＬmax になると、このクリップレベルＣＬ(k) は ＣＬ(k) ＝ＣＬmax に固定される。

【００４３】したがって、この場合センタクリップ回路
２０ｇでは、上記大きなレベルＣＬmax に設定されたク
リップレベルに従って残差信号ＥＳのクリップ処理が行
なわれる。図３（ａ）は、このときのセンタクリップ回
路２０ｇの入出力特性を示すものである。

【００４４】一方、周囲騒音が大きい状態で通話を行な
うと、残差信号ＥＳの信号レベルは定常的に大きくな
る。このため、受話信号が途切れた期間に、対数変換器
２０３から出力された受話信号レベルの対数変換値と、
加算器２０６から出力された加算残差信号レベルの対数
変換値とのレベル比較結果は、 log（受話信号レベル）＜ log（残差信号レベル）＋Ｔ となる。このため、クリップレベル生成回路２０８で
は、任意のサンプルタイムｋにおいて、前記第(3) 式に
示すように ＣＬ(k) ＝ＣＬ(k-1) −σ2 なるクリップレベルＣＬ(k) が生成される。すなわち、
周囲騒音が大きい状態では、クリップレベルＣＬ(k) は
徐々に減少する。そしてクリップレベルＣＬ(k)が ＣＬ(k) ≦ＣＬmin （＝０） になると、このクリップレベルＣＬ(k) は ＣＬ(k) ＝０ に固定される。

【００４５】したがって、この場合センタクリップ回路
２０ｇには、上記小レベルのクリップレベル（＝０）が
与えられることになり、このためセンタクリップ回路２
０ｇでは実質的に残差信号ＥＳのセンタクリップ動作は
行なわれないことになる。したがって、比較的大きい周
囲騒音の中で通話を行なっても、周囲騒音によりセンタ
クリップ回路２０ｇは動作せず、この結果通話信号の不
連続感は防止される。図３（ｂ）は、このときのセンタ
クリップ回路２０ｇの入出力特性を示すものである。

【００４６】また、ダブルトーク状態とシングルトーク
状態とが比較的短い時間に繰り返されている状態では、
クリップレベルＣＬ(k) は次のように制御される。すな
わち、ダブルトーク検出器２０ｆでダブルトーク状態が
検出されると、その時点でクリップレベルＣＬ(k) は０
レベルに設定される。クリップレベルＣＬ(k) が一旦０
レベルに設定されると、その後通話状態がシングルトー
ク状態に移行して、これにより受話信号レベルの対数変
換値と加算残差信号レベルの対数変換値とのレベル比較
結果が、 log（受話信号レベル）≧ log（残差信号レベル）＋Ｔ または log（受話信号レベル）＜ log（残差信号レベル）＋Ｔ になっても、クリップレベルＣＬ(k) は、 ＣＬ(k) ＝ＣＬ(k-1) ＋σ1 または ＣＬ(k) ＝ＣＬ(k-1) −σ2 に設定される。すなわち、クリップレベルＣＬ(k) は、
０レベルからσ1 またはσ2 ずつ徐々に変化することに
なる。

【００４７】したがって、ダブルトーク状態とシングル
トーク状態とが短い時間に繰り返されても、クリップレ
ベルＣＬ(k) がステップ的に大きく変化することはな
く、これによりクリック音の発生は防止される。

【００４８】この様に本実施例では、クリップレベル制
御回路２０ｈを設け、この回路２０ｈにおいて残差信号
レベルに固定しきい値Ｔを加えた加算残差信号レベルの
対数変換値と、受話信号レベルの対数変換値とをレベル
比較し、この比較結果とダブルトーク検出器２０ｆの検
出結果とを基にクリップレベルＣＬ(k) を可変生成し
て、センタクリップ回路２０ｇに供給するようにしてい
る。したがって、周囲騒音が大きい状態ではクリップレ
ベルを零レベルに近いレベルに設定することができ、こ
れによりセンタクリップ回路２０ｇを実質的に不動作状
態に設定して、周囲騒音によるクリップ動作が行なわれ
ないようにすることができる。このため、通話信号の不
連続感は解消される。また、クリップレベルが徐々に変
化するように制御することができるので、ダブルトーク
状態とシングルトーク状態とが比較的短い時間に繰り返
されても、クリップレベルがステップ的に大きく変化し
ないようにすることができ、これによりクリック音の発
生は防止される。したがって、遠端話者にとっての受話
品質は向上される。

【００４９】（第２の実施例）図４は、本発明の第２の
実施例に係わるエコーキャンセラを備えたディジタル自
動車電話装置の構成を示す回路ブロック図である。な
お、同図において前記図１と同一部分には同一符号を付
して詳しい説明は省略する。

【００５０】エコーキャンセラ２１０には、受話信号レ
ジスタ２０ａと、タップ係数レジスタ２０ｂと、トラン
スバーサルフィルタからなる適応フィルタ２０ｃと、エ
コー消去用の演算器２０ｄと、タップ係数更新部２０ｅ
と、ダブルトーク検出器（ＤＴＤ）２０ｆと、センタク
リップ回路（ＣＣ）２０ｇとに加え、クリップ動作制御
回路（ＣＡＣ）２０ｉが新たに設けられている。

【００５１】このクリップ動作制御回路２０ｉは、予め
設定した一定時間ごとに残差信号ＥＳの平均レベルを検
出してセンタクリップ回路２０ｇのクリップレベルＣＬ
と比較し、この比較結果とダブルトーク検出器２０ｆの
検出結果とを基に上記センタクリップ回路２０ｇの動作
をオンオフ制御するもので、例えば図５に示すように構
成される。

【００５２】すなわち、演算器２０ｄから出力された残
差信号ＥＳは、残差信号レベル算出部２１１に入力され
る。この残差信号レベル算出部２１１では、一定時間
（例えば数十ｍｓｅｃ〜数百ｍｓｅｃ）ごとに、上記残
差信号ＥＳの信号レベルの平均値（絶対値）が算出され
る。なお、上記平均レベルを算出する以外に一定時間ご
とのピーク値を検出するようにしてもよい。そして、こ
の残差信号レベル算出部２１１により算出された残差信
号ＥＳの平均レベルは、センタクリップ回路２０ｇのセ
ンタクリップレベルＣＬとともに比較回路（ＣＯＭＰ）
２１２に入力される。比較回路２１２では、上記残差信
号ＥＳの平均レベルがクリップレベルＣＬと比較され、
その比較結果がダブルトーク検出器２０ｆから出力され
た判定結果ＤＴＳとともに論理積回路２１３に入力され
る。論理積回路２１３は、上記ダブルトーク検出器２０
ｆによりシングルトーク状態であることが検出され、か
つ上記比較回路２１２により残差信号ＥＳの平均レベル
がクリップレベルＣＬよりも小さいと判定された場合に
のみ、センタクリップ回路２ｇを動作状態に設定するた
めのクリップ動作オン信号ＣＡを発生し、その他のとき
にはセンタクリップ回路２ｇを非動作状態に設定するた
めのクリップ動作オフ信号を発生する。

【００５３】次に以上のように構成された回路の動作を
説明する。先ず、周囲雑音が小さい通常の受話状態では
次のようなクリップ動作の制御が行なわれる。すなわ
ち、この場合音響エコー信号は演算器２０ｄでそのほと
んどがキャンセルされる。また、周囲雑音レベルも低い
ことから、残差信号ＥＳの平均レベルはクリップレベル
ＣＬよりも常に低くなる。このため、クリップ動作制御
回路２０ｉの論理積回路２１３からは、シングルトーク
状態においてクリップ動作オン信号ＣＡが出力され、こ
れによりセンタクリップ回路２０ｇは図３（ａ）に示す
入出力特性に従ってクリップ動作を行なう。したがっ
て、このとき演算器２０ｄから出力された残差信号ＥＳ
はセンタクリップ回路２０ｇによりクリップされ、この
結果周囲雑音および演算器２０ｄによりキャンセルし切
れなかった音響エコーは、ともにセンタクリップ回路２
０ｇで消去される。

【００５４】一方、周囲騒音が大きい状態で通話を行な
うと、演算器２０ｄで音響エコー信号のほとんどがキャ
ンセルされているにも拘らず、大きな周囲雑音がマイク
ロホン１６から入力されていることにより、残差信号Ｅ
Ｓの平均レベルは定常的に大きくなる。このため、この
残差信号の平均レベルはセンタクリップ回路２０ｇのク
リップレベルＣＬ以上となり、これにより論理積回路２
１３からはシングルトーク状態のときでもクリップ動作
オフ信号ＣＡが出力される。したがって、センタクリッ
プ回路２０ｇは、図３（ｂ）に示した入出力特性に従っ
て動作することになる。つまり、非動作状態になる。こ
の結果、残差信号ＥＳはセンタクリップ回路２ｇをその
まま通過する。このため、ダブルトーク状態とシングル
トーク状態とが切り替わるごとに、送話信号に含まれる
周囲雑音が断続することはなくなり、これにより遠端話
者にとって受話信号の不連続感は軽減される。なお、こ
のとき残差エコーはクリップされずにそのまま送出され
ることになるが、残差エコーは周囲騒音に隠されてしま
うため、遠端話者にはそれほど気にならない。

【００５５】また、クリップ動作制御回路２０ｉでは、
残差信号レベル算出回路２１１において残差信号ＥＳの
信号レベルが一定時間ごとの平均値として算出され、こ
の平均レベルとクリップレベルとの比較結果を基にクリ
ップ動作を制御するための信号ＣＡが発生されている。
このため、たとえシングルトーク状態とダブルトーク状
態とが短時間のうちに繰り返される場合でも、上記残差
信号レベル算出回路２１１により算出される残差信号Ｅ
Ｓの平均レベルは小さくなり難く、このためシングルト
ーク状態になってもセンタクリップ回路２０ｇは非動作
状態を保持する。したがって、シングルトーク状態とダ
ブルトーク状態とが短時間のうちに繰り返されても、そ
れに応じてセンタクリップ回路２０ｇが頻繁にオンオフ
動作することはなくなり、これにより耳障りなクリック
音が遠端話者に対し送られる不具合は防止される。

【００５６】この様に本実施例では、クリック動作制御
回路２０ｉにおいて、残差信号レベル算出回路２１１に
より残差信号ＥＳの一定時間ごとの平均レベルを算出し
て、これを比較器２１２でセンタクリップ回路２０ｇの
センタクリップレベルＣＬと比較し、この比較の結果残
差信号ＥＳの平均レベルがクリップレベルＣＬよりも小
さいと判定され、かつシングルトーク状態が検出されて
いるときにのみ、論理積回路２１３からクリック動作オ
ン信号ＣＡを発生してセンタクリップ回路２０ｇにクリ
ップ動作を行なわせるようにしている。

【００５７】したがって、例えば周囲雑音が大きく、残
差信号ＥＳの平均レベルがクリップレベルＣＬ以上とな
っている場合には、たとえシングルトーク状態になって
いてもセンタクリップ回路２０ｇを非動作状態に設定し
て、残差信号ＥＳをそのまま通過させることができる。
したがって、遠端話者にとって受話信号の不連続感は軽
減される。

【００５８】また、残差信号ＥＳの一定時間ごとの平均
値が算出され、この平均レベルとクリップレベルとの比
較結果を基にクリップ動作を制御するための信号ＣＡが
発生されている。このため、たとえシングルトーク状態
とダブルトーク状態とが短時間のうちに繰り返される場
合でも、上記残差信号ＥＳの平均レベルは小さくなり難
くなり、これにより耳障りなクリック音が頻繁に発生す
る不具合は防止される。したがって、上記受話信号の不
連続感の軽減と相俟って、遠端話者にとっての受話品質
を大幅に高めることができる。

【００５９】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものではない。例えば、上記第１および第２の各実施例
では、クリップレベル制御回路２０ｈおよびクリップ動
作制御回路２ｉを各々ハードウエア回路により構成した
場合について説明したが、例えばＤＳＰ（Digtal signa
l processor ）による演算処理や、マイクロコンピュー
タなどによるソフトウエア処理によって同じ機能を発揮
するように構成してもよい。

【００６０】その他、クリップレベルの可変制御手順や
制御内容、クリップ動作のオンオフ制御の内容、センタ
クリップ手段および通話状態判定手段の構成、適用する
音声通信装置の種類等についても、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で種々変形して実施できる。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明では、センタ
クリップ手段に付属してクリップレベル制御手段を備
え、このクリップレベル制御手段により、遠端話者から
到来した通話信号とエコーキャンセル手段から出力され
た残差信号とのレベル比較結果および通話状態判定手段
による通話状態の判定結果に基づいて、センタクリップ
手段のクリップレベルを可変制御するようにしている。

【００６２】したがって本発明によれば、通話信号の不
連続感やクリック音の発生を低減し、これにより通話品
質の向上を図ることができるエコーキャンセラを提供す
ることができる。

【００６３】また他の本発明では、クリップ動作制御手
段を備え、このクリップ動作制御手段により、エコー消
去手段から出力された残差信号の信号レベルを一定時間
ごとに検出するとともに、この検出した信号レベルとセ
ンタクリップ手段のクリップレベルとを比較し、その比
較結果と通話状態判定手段による通話状態の判定結果と
に基づいてセンタクリップ手段のセンタクリップ動作を
オンオフ制御するようにしている。

【００６４】したがって本発明によれば、通話信号の不
連続感やクリック音の発生を低減して通話品質の向上を
図り、しかもこれを簡単な構成および制御により実現で
きるエコーキャンセラを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係わるエコーキャンセ
ラを設けたディジタル自動車電話装置の構成を示す回路
ブロック図。

【図２】図１に示したエコーキャンセラのクリップレベ
ル制御回路の構成を示す回路ブロック図。

【図３】図２に示したクリップレベル制御回路によりク
リップレベルが可変設定されたセンタクリップ回路の入
出力特性の一例を示す図。

【図４】本発明の第２の実施例に係わるエコーキャンセ
ラを設けたディジタル自動車電話装置の構成を示す回路
ブロック図。

【図５】図４に示したエコーキャンセラのクリップ動作
制御回路の構成を示す回路ブロック図。

【図６】従来のエコーキャンセラを備えたディジタル自
動車電話装置の構成の一例を示す回路ブロック図。

【符号の説明】

１…アンテナ ２…アンテナ共用
器（ＤＵＰ） ３…受信回路（ＲＸ） ４…周波数シンセ
サイザ（ＳＹＮ） ５…送信回路（ＴＸ） ６…ディジタル復
調回路（ＤＥＭ） ７，１８，５２…Ａ／Ｄ変換器 ８…誤り訂正復号
回路（ＣＨＤＥＣ） ９…音声復号回路（ＳＰＤＥＣ） １０，２４，５３
…Ｄ／Ａ変換器 １１，１７，２１，２６，１９０…切替スイッチ １２…ハンズフリースピーカ １３…ハンドセッ
ト １４…ハンドセットスピーカ １５…ハンドセッ
トマイクロホン １６…ハンズフリーマイクロホン ２０ａ…受話信号
レジスタ ２０ｂ…タップ係数レジスタ ２０ｃ…適応フィ
ルタ ２０ｄ…エコー消去用演算器 ２０ｅ…タップ係
数更新部 ２０ｆ…ダブルトーク検出器 ２０ｇ…センタク
リップ回路 ２０ｈ…クリップレベル制御回路 ２０ｉ…クリップ
動作制御回路 ２２…音声符号回路（ＳＰＣＯＤ） ２３…誤り訂正符号回路（ＣＨＣＯＤ） ２５…ディジタル変調回路（ＭＯＤ） ３０…制御回路 ３１…コンソール
ユニット（ＣＵ） ４０…電源回路 ４１…電池 ２００，２１０…エコーキャンセラ ２０１…受話信号レベル算出部 ２０２，２１１…残差信号レベル算出部 ２０３，２０４…対数変換部 ２０５…固定しきい値発生回路 ２０６…加算器 ２０７，２１２…比較器 ２０８…クリップ
レベル生成回路 ２１３…論理積回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送話信号路と受話信号路との間で一方の
   信号路の通話信号が他方の信号路に回り込むことにより
   発生するエコー信号を消去するために設けられるエコー
   キャンセラにおいて、 前記一方の信号路の通話信号およびタップ系数値を基に
   擬似エコー信号を生成して、この擬似エコー信号を前記
   他方の信号路の通話信号から減算し、この減算後の残差
   信号を出力するためのエコー消去手段と、 このエコー消去手段のタップ系数値を所定の更新アルゴ
   リズムに従って更新するためのタップ係数更新手段と、 前記一方の信号路の通話信号レベルおよび他方の信号路
   の通話信号レベルを基に、通話状態がダブルトーク状態
   であるかシングルトーク状態であるかを判定し、ダブル
   トーク状態と判定されている期間に前記タップ係数更新
   手段によるタップ係数更新動作を停止させるための通話
   状態判定手段と、 前記エコー消去手段から出力された残差信号がクリップ
   レベルよりも零レベルに近い場合にこの残差信号を除去
   するためのセンタクリップ手段と、 前記一方の信号路の通話信号と前記残差信号とのレベル
   比較結果および前記通話状態判定手段による通話状態の
   判定結果に基づいて、前記センタクリップ手段のクリッ
   プレベルを可変制御するためのクリップレベル制御手段
   とを具備したことを特徴とするエコーキャンセラ。
2. 【請求項２】 クリップレベル制御手段は、通話状態が
   シングルトーク状態のときには、前記残差信号に対する
   前記一方の信号路の通話信号のレベル比が所定のしきい
   値以上の場合にクリップレベルの絶対値を増加させると
   ともに、前記レベル比が前記所定のしきい値未満の場合
   にクリップレベルの絶対値を減少させ、かつ通話状態が
   ダブルトーク状態のときにはクリップレベルを零レベル
   に設定することを特徴とする請求項１に記載のエコーキ
   ャンセラ。
3. 【請求項３】 クリップレベル制御手段は、予め設定し
   たクリップレベルの最大値および最小値を有し、レベル
   クリップレベルの増加を上記最大値に規制するととも
   に、クリップレベルの減少を上記最小値に規制すること
   を特徴とする請求項１に記載のエコーキャンセラ。
4. 【請求項４】 送話信号路と受話信号路との間で一方の
   信号路の通話信号が他方の信号路に回り込むことにより
   発生するエコー信号を消去するために設けられるエコー
   キャンセラにおいて、 前記一方の信号路の通話信号およびタップ系数値を基に
   擬似エコー信号を生成して、この擬似エコー信号を前記
   他方の信号路の通話信号から減算し、この減算後の残差
   信号を出力するためのエコー消去手段と、 このエコー消去手段のタップ系数値を所定の更新アルゴ
   リズムに従って更新するためのタップ係数更新手段と、 前記一方の信号路の通話信号レベルおよび他方の信号路
   の通話信号レベルを基に、通話状態がダブルトーク状態
   であるかシングルトーク状態であるかを判定し、ダブル
   トーク状態と判定されている期間に前記タップ係数更新
   手段によるタップ係数更新動作を停止させるための通話
   状態判定手段と、 前記エコー消去手段から出力された残差信号がクリップ
   レベルよりも零レベルに近い場合にこの残差信号を除去
   するためのセンタクリップ手段と、 前記エコー消去手段から出力された残差信号の信号レベ
   ルを一定時間ごとに検出するとともに、この検出した信
   号レベルと前記センタクリップ手段のクリップレベルと
   を比較し、その比較結果と前記通話状態判定手段による
   通話状態の判定結果とに基づいて前記センタクリップ手
   段のセンタクリップ動作を制御するためのクリップ動作
   制御手段とを具備したことを特徴とするエコーキャンセ
   ラ。
5. 【請求項５】 クリップ動作制御手段は、残差信号の一
   定時間ごとの平均レベルあるいは一定時間ごとのピーク
   レベルを検出してクリップレベルと比較することを特徴
   とする請求項４に記載のエコーキャンセラ。