JPH07123236B2 - 双方向通話状態検出回路 - Google Patents

双方向通話状態検出回路

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JPH07123236B2
JPH07123236B2 JP4339056A JP33905692A JPH07123236B2 JP H07123236 B2 JPH07123236 B2 JP H07123236B2 JP 4339056 A JP4339056 A JP 4339056A JP 33905692 A JP33905692 A JP 33905692A JP H07123236 B2 JPH07123236 B2 JP H07123236B2
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B3/00—Line transmission systems
    • 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

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は二線の通信線路を用いた
単向二重通信と四線双方向通信との境界点に利用する。
本発明はハイブリッドトランスのインピーダンス不整合
によるエコーを除去するエコーキャンセラに利用する。
特に、双方向通話時の通話品質の改善技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】双方向通話方式において、受信線路から
入力された相手方の送信した信号が、ハイブリッドトラ
ンスを通過して送信線路から再び相手方に送出されてし
まう現象をエコーという。エコーは送信信号の品質を劣
化させるため、相手方に送出される以前に除去してしま
うことが必要である。
【０００３】図９および図１０を参照して従来例を説明
する。図９は従来例の双方向通話装置のブロック構成図
である。図１０は従来例の双方向通話状態検出回路のブ
ロック構成図である。エコーキャンセラは、送話側話者
の送信信号がない状態において、エコー経路を推定する
ことによりエコーを除去する。送信信号があるときに
は、エコー経路の推定の妨害になるため、送信信号があ
る状態すなわち、双方向通話状態を検出し、そのときは
推定動作を停止させる双方向通話状態検出回路１４が必
要になる。
【０００４】電話回線用のエコーキャンセラでは、ふつ
う通信路の鳴音余裕のために回り込みには６ｄＢ以上の
損失がある。したがって、送信信号がないときには双方
向通話状態検出回路１４に入力される送信入力信号ＳＩ
Ｎは受信出力信号ＲＯＵＴより６ｄＢ以上小さくなる。
一方、双方向通話時にはこのレベル差は維持されず、送
信入力信号ＳＩＮと受信出力信号ＲＯＵＴとは同等のレ
ベルになると考えられる。この特性を利用して双方向通
話状態の検出を行う。
【０００５】図１０に示すように、送信入力信号ＳＩＮ
および受信入力信号ＲＩＮのレベル検出をレベル検出回
路２１０および２２０により行い、レベル比較推定動作
停止判断回路２３０により送信入力信号レベルが大きく
なり、送信入力信号レベルと受信入力信号レベルとの相
対値があるレベルより大きくなると双方向通話状態であ
ると判断し、推定動作停止信号ＩＮＨを出力する。こう
して、推定が乱れるのを防ぐ。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなレ
ベル比較だけでは必ずしも適正な双方向通話状態検出は
行えない。例えば、エコー経路における減衰量が１０ｄ
Ｂで受信出力信号ＲＯＵＴレベルが−１０ｄＢのとき、
エコー成分は−２０ｄＢになる。これに対し、送信信号
レベルが３ｄＢのときに、送信信号とエコーが加算され
送信入力信号ＳＩＮレベルは−１７ｄＢとなり、見かけ
上エコー経路減衰量が７ｄＢになる。エコー経路減衰量
を６ｄＢ以上として考え、それ以上の減衰がある場合に
は片方向通話状態であると判断すると双方向通話状態検
出を誤ってしまう。
【０００７】その他、送信出力信号ＳＯＵＴのピーク電
圧等から検出などもされているが閾値が固定であること
から適正な検出は行えず、双方向通話時における通話品
質の劣化が生ずる。
【０００８】本発明は、このような背景に行われたもの
であり、双方向通話状態の検出をより的確に、より速く
検出することによりエコー経路推定の誤りをなくし、双
方向通話時におけるより高い通話品質を実現できる双方
向通話状態検出回路を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、双方向通話状
態検出回路であり、本発明の特徴とするところは、受信
入力信号と送信入力信号とのレベル差を検出する第１レ
ベル差検出回路と、この第１レベル差検出回路の出力か
らエコー経路において生ずる減衰量を推定する減衰量推
定回路と、前記第１レベル差検出回路のレベル差出力お
よび前記減衰量推定回路の推定値出力から通話状態を判
断する第１通話状態判断回路と、送信入力信号とエコー
キャンセラ残留エコーとのレベル差を検出する第２レベ
ル差検出回路と、この第２レベル差検出回路の出力から
エコーキャンセラのエコー消去量を推定する消去量推定
回路と、前記第２レベル差検出回路のレベル差出力およ
び消去量推定回路の推定値出力から通話状態を判断する
第２通話状態判断回路と、前記第１通話状態判断回路の
出力および前記第２通話状態判断回路の出力から前記エ
コーキャンセラのエコー経路推定動作を停止させる判断
をする推定停止判断回路と、前記第１通話状態判断回路
の出力および前記第２通話状態判断回路の出力から前記
減衰量推定回路と前記消去量推定回路の各推定値を制御
する推定値制御回路とを備えたところにある。
【００１０】双方向通話装置に設けられ、受信入力信号
と送信入力信号とエコーキャンセラ残留エコーとが入力
され、双方向通話時には前記エコーキャンセラの動作を
停止させる手段を備えることが望ましい。
【００１１】
【作用】受信入力信号のレベルから送信入力信号のレベ
ルを減算した結果と、送信入力信号のレベルから残差信
号のレベルを減算した結果との二つのレベル差を用いて
双方向通話状態の判断を行う。
【００１２】さらに、通話状態判断出力を監視し、各推
定値の適正度を確認して誤っている可能性のある場合に
は各推定値を変更する。これにより、双方向通話状態の
検出精度を高めている。
【００１３】
【実施例】本発明実施例の構成を図１および図２を参照
して説明する。図１は本発明実施例の双方向通話状態検
出回路のブロック構成図である。図２は双方向通話装置
のブロック構成図である。
【００１４】本発明は、双方向通話状態検出回路１４で
あり、本発明の特徴とするところは、受信入力信号ＲＩ
Ｎと送信入力信号ＳＩＮとのレベル差を検出する第１レ
ベル差検出回路２５と、この第１レベル差検出回路２５
の出力からエコー経路において生ずる減衰量を推定する
減衰量推定回路２６と、第１レベル差検出回路２５のレ
ベル差出力および減衰量推定回路２６の推定値出力から
通話状態を判断する第１通話状態判断回路２７と、送信
入力信号ＳＩＮとエコーキャンセラ残留エコーである残
差信号ＲＥＳとのレベル差を検出する第２レベル差検出
回路２１と、この第２レベル差検出回路２１の出力から
エコーキャンセラ１３のエコー消去量を推定する消去量
推定回路２２と、第２レベル差検出回路２１のレベル差
出力および消去量推定回路２２の推定値出力から通話状
態を判断する第２通話状態判断回路２３と、第１通話状
態判断回路２７の出力および第２通話状態判断回路２３
の出力からエコーキャンセラ１３のエコー経路推定動作
を停止させる判断をする推定停止判断回路２４と、第１
通話状態判断回路２７の出力および第２通話状態判断回
路２３の出力から減衰量推定回路２６と消去量推定回路
２２の各推定値を制御する推定値制御回路２８とを備え
たところにある。双方向通話装置に設けられ、受信入力
信号ＲＩＮと送信入力信号ＳＩＮと残差信号ＲＥＳとが
入力され、双方向通話時にはエコーキャンセラ１３の動
作を停止させる手段を備えている。ＮＬＰ回路１５は、
センタクリッパ回路であり微小な残留エコー成分を強制
的に取り除く非線形処理(Non Liner Processing)を行っ
ている。
【００１５】次に、本発明実施例装置の動作を図３を参
照して説明する。図３は通話状態と受信入力信号ＲＩＮ
と送信入力信号ＳＩＮと残差信号ＲＥＳとのレベル差の
関係を示す図である。双方向通話装置が取り得る通話状
態を分類すると、第１の通話状態：受送信信号レベル
なし（音声なし、背景ノイズ、回線ノイズ含む）、第
２の通話状態：受信信号レベルあり、送信信号レベルな
し（片方向通話状態）、第３の通話状態：受信信号レ
ベルなし、送信信号レベルあり（片方向通話状態）、
第４の通話状態：受信信号レベルあり、送信信号レベル
あり（双方向通話状態）、となる。図２に示した受信入
力信号ＲＩＮのレベルから送信入力信号ＳＩＮのレベル
を減算し（ＲＩＮ−ＳＩＮ）、そのレベル差の範囲を求
めたものを図３（ａ）に示す。第１の通話状態は、約３
ｄＢから−３ｄＢ、第２の通話状態は、約６ｄＢから２
０ｄＢ、第三の通話状態は、約−２０ｄＢから−６０ｄ
Ｂ、第４の通話状態は、約１０ｄＢから−３０ｄＢであ
る。
【００１６】図２に示した送信入力信号ＳＩＮのレベル
から残差信号ＲＥＳのレベルを減算し（ＳＩＮ−ＲＥ
Ｓ）、そのレベル差の範囲を求めたものを図３（ｂ）に
示す。第１の通話状態は、約３ｄＢから−３ｄＢ、第２
の通話状態は、約６ｄＢから３５ｄＢ、第３の通話状態
は、約３ｄＢから−３ｄＢ、第４の通話状態は、約２０
ｄＢから０ｄＢである。
【００１７】本発明実施例装置では、これらの二つのレ
ベル差を用いて双方向通話状態の検出を行っている。図
３（ａ）に示したレベル差を第１レベル差検出回路２５
により検出し、減衰量推定回路２６がその最大値を保持
する。
【００１８】また、図３（ｂ）に示したレベル差を第２
レベル差検出回路２１が検出し、消去量推定回路２２が
その最大値を保持する。この二つの情報をもとに通話状
態判断回路２３および２７が双方向通話状態を判断して
いるので双方向通話が行われているタイミングにエコー
キャンセラ１３が誤動作してしまうことをなくしてい
る。
【００１９】さらに、推定値制御回路２８は、通話状態
判断回路２３および２７の出力を監視し、各推定値の適
正度を確認し、誤っている可能性のある場合には各推定
値を変更させることにより、双方向通話状態の検出精度
を高めている。
【００２０】次に、各部の動作を説明する。図４を参照
して第１レベル差検出回路２５および第２レベル差検出
回路２１について説明する。図４は第１レベル差検出回
路２５および第２レベル差検出回路２１のブロック構成
図である。第１レベル差検出回路２５および第２レベル
差検出回路２１は、通話状態に関係なくレベル差を検出
している。第１レベル差検出回路２５では、送信入力信
号ＳＩＮと受信入力信号ＲＩＮとを入力とし、第２レベ
ル差検出回路２１では、送信入力信号ＳＩＮと残差信号
ＲＥＳとを入力としている。これらの入力信号をレベル
平均化回路３１および３２で平均化する。レベル平均化
回路３１および３２の出力をそれぞれＬ３１およびＬ３
２とし、消去量推定回路２２または減衰量推定回路２６
に出力されるレベル差出力を記憶するレベル差記憶回路
３５の出力をＬ３５とすると、加算器３３および３４に
より Ｌ３２−Ｌ３１−Ｌ３５ の計算が行われ、この結果が正の値の場合は、レベル差
変更回路３６はレベル差記憶回路３５の値に１ｄＢ加
え、記憶回路３５に入力する。負の値の場合は、レベル
差変更回路３６はレベル差記憶回路３５の値を１ｄＢ減
じ、レベル差記憶回路３５に入力する。また、この値を
レベル差として消去量推定回路２２または減衰量推定回
路２６に出力する。この第１レベル差推定回路２５およ
び第２レベル差検出回路２１により音声のようなレベル
変動の激しい信号からレベル差を安定的に検出すること
ができる。
【００２１】図５を参照して消去量推定回路２２および
減衰量推定回路２６について説明する。図５は消去量推
定回路２２および減衰量推定回路２６のブロック構成図
である。消去量推定回路２２および減衰量推定回路２６
は第２の通話状態のレベルを検出し、推定するように動
作する。推定値記憶回路４２に記憶されている推定値
は、図３に示したレベル差入力信号と推定値記憶回路４
２の値（推定値はある小さな値から推定値まで徐々に大
きくなるものとする）とを比較し、判定回路４３にて、
比較結果が零または正の場合、推定値がまだ十分な値
に大きくなっていないと考えられる。このとき、判定回
路はカウンタ４５を加算する、比較結果が負のある値
以下の場合、第２の通話状態ではないと考え、カウンタ
４５の変更は行わない、比較結果が負のある値より上
の場合、第２の通話状態であり、ある程度安定している
と考え、カウンタ４５の値を減算する。
【００２２】このような判断結果からカウンタ４５を加
算、減算させる。カウンタ４５はある値をカウンタフル
（最大カウント値）の値とし、その値を越えるとカウン
トアップ信号を出力し、ある初期値にリセットする。ま
た、カウントダウンし、零になるとカウント零信号を出
力し、初期値にリセットする。このカウンタ零またはカ
ウントアップの信号により、推定値変更回路４４は推定
値記憶回路４２の値を１ｄＢ加算させたり、減算させた
りする。また、この動作とは別に、推定値制御信号によ
っても推定値記憶回路４２の値を加減算させる。この出
力をレベル推定値として出力する。このような考えにも
とづき推定を進めると、安定時には推定値は最大値の前
後を常に変動し続ける。したがって、最大値の小さな変
動に追従することが可能となる。大きな変動に対しては
推定値制御信号により追従する。すなわち、レベル差信
号が推定値より大きなときカウントアップし、推定値が
レベル信号の最大値に近づくとアップダウンし、その結
果レベル差信号の最大値を安定的に推定することが可能
となる。
【００２３】図６を参照して通話状態判断回路２３およ
び２７を説明する。図６は通話状態判断回路２３および
２７のブロック構成図である。消去量推定回路２２およ
び減衰量推定回路２６の出力から閾値決定回路５１によ
り閾値を決定する。閾値決定回路５１は、入力信号にあ
る定数を加算するかあるいは乗算することにより閾値を
決定する。この閾値と第１レベル差検出回路２５および
第２レベル差検出回路２１の出力とを加算器５２により
比較する。この結果の正負により第２の通話状態か否か
判断する。
【００２４】図７を参照して推定値制御回路２８につい
て説明する。図７は推定値制御回路２８のブロック構成
図である。通話状態の判断は受信入力信号ＲＩＮと送信
入力信号ＳＩＮとの間および送信入力信号ＳＩＮと残差
信号ＲＥＳとの間のレベル差により判断される。この２
通りの判断が正しいか否か、各推定値が適正か否かをお
互いの値から判断する。
【００２５】通話状態判断回路２３および２７からの相
互適正値判断回路６１の入力をそれぞれＤ２３およびＤ
２７とする。また、第２の通話状態と判断した場合をＯ
Ｎ、しない場合をＯＦＦとすると、Ｄ２３＝ＯＮ、Ｄ
２７＝ＯＮのとき、各推定値は適正か、または適正値に
到達する過程にあると考えられる。このとき相互適正値
判断回路６１はカウンタ加算の出力はしない、Ｄ２３
＝ＯＦＦ、Ｄ２７＝ＯＮのとき、Ｄ２３の閾値を決定す
る推定値に誤りがある可能性があるとして、カウンタ６
２を加算し、カウンタ６３をリセットする、Ｄ２３＝
ＯＮ、Ｄ２７＝ＯＦＦのとき、Ｄ２７の閾値を決定する
推定値に誤りがある可能性があるとして、カウンタ６３
を加算し、カウンタ６２をリセットする、Ｄ２３＝Ｏ
ＦＦ、Ｄ２７＝ＯＦＦのとき、第２の通話状態ではない
と考えられるので各カウンタをリセットする。
【００２６】これらの判断からカウンタを進め、カウン
トアップを各制御判断回路により判断し、各推定回路を
制御する。
【００２７】図８を参照して推定停止判断回路２４を説
明する。図８は推定停止判断回路のブロック構成図であ
る。前記ＯＮ、ＯＦＦの値をそれぞれ１、０とし、ＡＮ
Ｄ回路７１により判断し推定停止を０、推定動作を１と
して出力する。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
双方向通話状態の検出をより的確に、より速く検出する
ことによりエコー経路推定の誤りをなくし、双方向通話
時におけるより高い通話品質を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例のブロック構成図。
【図２】双方向通話装置のブロック構成図。
【図３】通話状態と受信入力信号と送信入力信号と残差
信号とのレベル差の関係を示す図。
【図４】第１および第２のレベル差検出回路のブロック
構成図。
【図５】消去量推定回路および減衰量推定回路のブロッ
ク構成図。
【図６】第１および第２の通話状態判断回路のブロック
構成図。
【図７】推定値制御回路のブロック構成図。
【図８】推定停止判断回路のブロック構成図。
【図９】従来例の双方向通話装置のブロック構成図。
【図１０】従来例のブロック構成図。
【符号の説明】
１１ 送話側話者 １２ ハイブリッドトランス １３ エコーキャンセラ １４ 双方向通話状態検出回路 １５ ＮＬＰ回路 ２１ 第２レベル差検出回路 ２２ 消去量推定回路 ２３ 第２通話状態判断回路 ２４ 推定停止判断回路 ２５ 第１レベル差検出回路 ２６ 減衰量推定回路 ２７ 第１通話状態判断回路 ２８ 推定値制御回路 ３１、３２ レベル平均化回路 ３３、３４、４１、５２ 加算器 ３５ レベル差記憶回路 ３６ レベル差変更回路 ４２ 推定値記憶回路 ４３ 判定回路 ４４ 推定値変更回路 ４５ カウンタ ５１ 閾値決定回路 ５３ 判断回路 ６１ 相互適正値判断回路 ６２、６３ カウンタ ６４、６５ 制御判断回路 ７１ ＡＮＤ回路 ＳＩＮ 送信入力信号 ＲＩＮ 受信入力信号 ＲＥＳ 残差信号 ＳＯＵＴ 送信出力信号 ＲＯＵＴ 受信出力信号 ＩＮＨ 推定動作停止信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 受信入力信号と送信入力信号とのレベル
    差を検出する第１レベル差検出回路と、 この第１レベル差検出回路の出力からエコー経路におい
    て生ずる減衰量を推定する減衰量推定回路と、 前記第１レベル差検出回路のレベル差出力および前記減
    衰量推定回路の推定値出力から通話状態を判断する第１
    通話状態判断回路と、 送信入力信号とエコーキャンセラ残留エコーとのレベル
    差を検出する第２レベル差検出回路と、 この第２レベル差検出回路の出力からエコーキャンセラ
    のエコー消去量を推定する消去量推定回路と、 前記第２レベル差検出回路のレベル差出力および消去量
    推定回路の推定値出力から通話状態を判断する第２通話
    状態判断回路と、 前記第１通話状態判断回路の出力および前記第２通話状
    態判断回路の出力から前記エコーキャンセラのエコー経
    路推定動作を停止させる判断をする推定停止判断回路
    と、 前記第１通話状態判断回路の出力および前記第２通話状
    態判断回路の出力から前記減衰量推定回路と前記消去量
    推定回路の各推定値を制御する推定値制御回路とを備え
    たことを特徴とする双方向通話状態検出回路。
  2. 【請求項２】 双方向通話装置に設けられ、受信入力信
    号と送信入力信号とエコーキャンセラ残留エコーとが入
    力され、双方向通話時には前記エコーキャンセラの動作
    を停止させる手段を備えた請求項１記載の双方向通話状
    態検出回路。
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