JPH07303071A - ダブルトーク検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 遠端話者と近端話者との送話レベル差が比較
的大きい場合でも、正確にダブルトークの有無を検出で
きるようにすること。 【構成】 デジタル回線を通じて送られる遠端話者の音
声とアナログ回線からの近端話者の音声とを伝送する電
話回線網に設けられるエコーキャンセラに適用されるダ
ブルトーク検出方法において、エコーキャンセラからハ
イブリッド回路に送出される遠端話者の音声に対応した
第１の音声信号とハイブリッド回路を介してエコーキャ
ンセラに入力される近端話者の音声に対応した第２の音
声信号の各々から所定の分析パラメータを抽出し、その
両者の分析パラメータを比較し、当該比較結果に基づき
ダブルトークの有無を検出した。この場合、上記の両者
の分析パラメータが異なる場合に、ダブルトークが発生
したと判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動通信網や長距離電
話回線網におけるエコーキャンセルの際に行われるダブ
ルトークの検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】海底ケーブルあるいは通信衛星などを経
由する長距離電話回線では、一般に両端に接続される加
入者線は２線式であり、中間の長距離伝送部分は信号増
幅などのために４線式となっている。同様に、移動電話
（又は、セルラーホーン（ｃｅｌｌｕｌａｒ ｐｈｏｎ
ｅ））を用いた移動通信網では、固定側アナログ電話の
加入者線は２線式であり、移動電話の端末から交換機等
に至る部分は４線式となっている。この場合、２線と４
線との接続部分には、４線／２線の変換を行うためのハ
イブリッド回路が設けられている。このハイブリッド回
路は、２線式回線のインピーダンスと整合するように設
計されるが、常に良好な整合を得ることは困難であるた
め、ハイブリッド回路の４線入力側へ到来した受信信号
が４線出力側へ漏洩し、いわゆるエコーが発生する。か
かるエコーは、送話者の音声より低レベルで、なおか
つ、一定時間遅延して送話者に到達するため、通話障害
が生ずる。このようなエコーによる通話障害は、信号伝
搬時間が長くなるに従って顕著になる。特に、移動電話
による移動通信の場合は、交換機等までの無線通信区間
において各種の処理を行うため信号の遅延が多く、エコ
ーによる通信障害が特に問題となる。

【０００３】上記のエコーを阻止する装置としてエコー
サプレッサやエコーキャンセラがある。図２は、移動通
信網に用いられるエコーキャンセラの概略構成を示す。
ここに示されるエコーキャンセラ１は、ハイブリッド回
路２の前段に設けられている。この図では、通常のアナ
ログ電話の加入者を近端話者といい、移動電話などの加
入者を遠端話者という。また、エコーキャンセラ１に入
力される遠端音声信号をＲｉｎ、エコーキャンセラ１か
ら出力される遠端音声信号をＲｏｕｔ、また、エコーキ
ャンセラ１に入力される近端音声信号をＳｉｎ、エコー
キャンセラ１から出力される近端音声信号をＳｏｕｔで
示す。

【０００４】図２に示すエコーキャンセラ１は、エコー
パス推定／疑似エコー生成回路３、制御装置４、加算器
５及び非線形処理回路６より構成される。ここで、エコ
ーパス推定／疑似エコー生成回路３は、遠端音声入力Ｒ
ｉｎと近端音声入力Ｓｉｎを基に、ハイブリッド回路２
の応答特性を検出し、以って、エコーパス（即ち、エコ
ーが伝搬する線路）を推定する。次に、その推定結果と
遠端音声入力Ｒｉｎとの畳み込み演算によって、予想さ
れるハイブリッド回路２からのエコー（即ち、疑似エコ
ー）を生成する。加算器５において、この疑似エコーが
近端音声入力Ｓｉｎから減算され、以って、エコーが打
ち消される。上記のエコーパス推定方法としては、適応
アルゴリズムの中で比較的演算量が少なく、良好な収束
特性をもつ学習同定法が用いられる。

【０００５】上記の学習ができるための条件として、以
下のものが必要とされる。 エコーが近端音声入力Ｓｉｎとして返ってくるだけの
レベルの遠端音声出力Ｒｏｕｔが存在すること、換言す
れば、遠端話者が送話状態にあること。 近端音声入力Ｓｉｎがエコーのみ（もしくはエコーと
白色雑音）から構成されていること、換言すれば、近端
話者が送話状態にないこと。

【０００６】一方、遠端話者が無送話状態のとき、並び
に、遠端話者と近端話者とが同時通話の状態（この状態
をダブルトークという。）では、エコーパス推定の誤学
習を招く恐れがあるため、学習機能をＯＦＦにする必要
がある。

【０００７】ところで、伝送回線ではデジタル信号の伝
送が行われ、かかるデジタル信号の処理を行うエコーキ
ャンセラ１とアナログ回線への変換を行うハイブリッド
回路２との間ではＤ／Ａ変換（一般には、μ−ＬＡＷ変
換）が行われる。このため、遠端音声出力Ｒｏｕｔと近
端音声入力Ｓｉｎとの間では非線形特性の関係が成立す
ることとなり、エコーパス推定／疑似エコー生成回路３
等による線形演算のみでは完全なエコーキャンセルを行
うことができない。このため、キャンセルしきれないエ
コー成分が発生してしまう。かかるエコー成分（「残留
エコー」という。）を消去するため、非線形処理回路６
が設けられている。この非線形処理回路６は、非線形ス
イッチング操作を行う。即ち、近端音声出力Ｓｏｕｔが
エコーのみによって構成されている場合、すなわち遠端
話者だけが送話状態にある場合（この場合を「遠端話者
シングルトーク」という。）には、近端音声出力Ｓｏｕ
ｔの伝送を阻止するようスイッチング操作を行うか、或
いは、近端音声出力Ｓｏｕｔを疑似雑音に置き換えるよ
うな操作を行う。

【０００８】制御装置４は、エコーパス推定／疑似エコ
ー生成回路３及び非線形処理回路６の制御を行う。即
ち、遠端者の無送話状態の検出、或いは、ダブルトーク
の検出を行い、エコーパス推定の学習機能のＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御を行うとともに、遠端話者シングルトークの検出
を行い、非線形処理回路６のスイッチング操作の制御を
行う。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記制御装
置４で行われるダブルトークの検出方法として、従来
は、遠端音声出力Ｒｏｕｔと近端音声入力Ｓｉｎとの電
力比を用い、これが予想されるエコーレベル（例えば、
ＣＣＩＴＴ規格で定められた最大エコーレベル−６ｄ
Ｂ）を超えた場合に、ダブルトークが発生したと判断さ
れていた。しかし、この従来のダブルトーク検出方法で
は、検出が遅れてしまうという問題点がある。即ち、ダ
ブルトーク発生当初において十分なレベル差がない場
合、ダブルトークが検出されず、レベル差が一定値を超
えた場合にのみダブルトークが検出されるため、結果的
に、ダブルトーク検出がタイミング良く行われないとい
う欠点がある。また、遠端話者及び近端話者の両者の送
話レベルが大きく異なる場合にもダブルトークを効果的
に検出できないという問題点もある。即ち、遠端話者の
送話レベルが近端話者の送話レベルに比べて低い場合、
エコーレベルと遠端話者の送話レベルとの差が十分に現
れず、その場合には、ダブルトークの検出が困難とな
る。

【００１０】上記のダブルトーク検出の精度の低さは、
エコーパス推定の誤学習を招く恐れがある。かかる誤学
習が起こった場合、エコーキャンセル機能が低下するの
みならず、誤った疑似エコーを発生することにより異音
が遠端話者等に伝送されてしまうという不具合も生ず
る。

【００１１】本発明は、このような背景に鑑みなされた
もので、遠端音声信号と近端音声信号とに含まれる分析
パラメータを比較し、その比較結果に基づきダブルトー
クの有無を判断することにより、正確にダブルトークの
検出を行うダブルトーク検出方法を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、４線路を通じて送られる
音声と２線路を通じて送られる音声との間で伝送を行う
電話回線網に設けられるエコーキャンセラに適用される
ダブルトーク検出方法において、４線路側の音声に対応
する第１の音声信号と２線路側の音声に対応する第２の
音声信号の各々から分析パラメータを抽出／解析し、両
者の分析パラメータを比較し、当該比較結果に基づきダ
ブルトークの有無を判断することを特徴とする。

【００１３】また、請求項２に記載の発明は、上記発明
において、前記分析パラメータの比較において、両者の
分析パラメータが異なる場合に、ダブルトークが発生し
たと判断することを特徴とする。

【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項１記載の
発明において、前記分析パラメータは音声ピッチである
ことを特徴とする。

【００１５】

【作用】請求項１〜３に記載の発明においては、４線路
側（遠端話者）の音声と２線路側（近端話者）の音声と
に各々含まれる所定の分析パラメータの比較結果に基づ
きダブルトークの有無を判断することとしたので、上記
両者の送話レベルの差が比較的大きい場合でも、正確に
ダブルトークの有無を判断することができる。尚、分析
パラメータとして、音声ピッチを採用することができる
（請求項３）。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明によるダブルトーク検出方法
を具現化する装置の概略構成を示すブロック図である。
この装置は、前記制御装置４内に設けられている。この
図において、１１は分析パラメータ抽出／解析部を示
す。本実施例では、ダブルトーク検出の際に用いられる
分析パラメータとして音声ピッチを採用している。この
音声ピッチは、人間の声帯の振動周期を示す。例えば、
有声音の場合、声帯が振動し、その振動には一定の基本
周期（又は、基本周波数）が現れる。分析パラメータ抽
出／解析部１１は、かかる音声ピッチを抽出するのであ
るが、それには、有声音か無声音かの区別や、有声音の
場合の基本周期の検出などの動作が必要となる。かかる
技術については種々提案されており、公知であるため、
ここではその詳細な説明を省略する。

【００１７】分析パラメータ抽出／解析部１１は、前記
遠端音声出力Ｒｏｕｔと近端音声入力Ｓｉｎから分析パ
ラメータＰｒ（ｉ）及びＰｓ（ｉ）（ここで、ｉは時刻
を示し、ｉ＝０，１，．．．である。）を抽出する。こ
の場合、入力音声信号を一定時間（例えば、１０ｍｓ程
度）測定・蓄積し、その後、分析パラメータを抽出す
る。すなわち、最初の分析パラメータが抽出されるまで
は１０ｍｓかかるが、その後はサンプリングピッチに対
応した間隔で分析パラメータを抽出することができる。

【００１８】上記分析パラメータＰｒ（ｉ），Ｐｓ
（ｉ）は各時刻における値である。次に、比較部１２
は、入力される各時刻の分析パラメータＰｒ（ｉ），Ｐ
ｓ（ｉ）を比較する。両者が等しい場合、或いは、両者
が同等と認められる場合には、遠端話者の音声に基づく
エコーのみが発生していると判断できる。一方、両者が
異なる場合には、遠端話者及び近端話者の両方の音声が
同時に伝送されている状態、即ち、ダブルトークが発生
しているものと判断できる。かかる場合に、比較部１２
は、ダブルトークの発生を示す信号ＤＴを前記エコーパ
ス推定／疑似エコー生成回路３へ出力する。これによ
り、エコーパス推定の学習機能がＯＦＦとされる。

【００１９】上記の分析パラメータの比較について更に
説明する。例えば、遠端話者のみが送話をしており、エ
コーが発生している場合には、Ｒｏｕｔは遠端話者の音
声に対応し、Ｓｉｎはそのエコーに対応することとな
る。この場合、所定時刻において両者の音声ピッチは略
同等となる。前記遠端音声出力Ｒｏｕｔと近端音声入力
Ｓｉｎとの間には数十ｍｓ（例えば、３０ｍｓ程度）の
遅延が生ずるため、全く同一の時刻で両者の分析パラメ
ータを比較すると若干異なることとなるが、かかる遅延
を考慮にいれた一定時間範囲で両者の分析パラメータを
比較すると、略同一となる。この場合、即ち、エコーが
発生している場合には、前記エコーパス推定の学習機能
が働くこととなる。

【００２０】一方、遠端話者と近端話者の両方が同時に
送話をしている場合、即ち、ダブルトークが発生してい
る場合には、Ｒｏｕｔは遠端話者の音声に対応し、一
方、Ｓｉｎは近端話者の音声と遠端話者のエコーとの和
に対応することとなる。この場合、両者の音声ピッチは
必ず異なることとなる。何故なら、両者の送話している
音声の内容が異なるからである。仮に両者が全く同一の
音声を発生していても、各人の声帯の特性は異なり、従
って、音声ピッチにおいても必ず異なることとなる。か
かる場合には、ダブルトークが発生していることと判断
できる。

【００２１】従来は、レベル比較によりダブルトークの
有無を判断していたため、両者のレベル差によってダブ
ルトーク検出の精度が左右されていたが、本実施例で
は、音声ピッチなどのレベルに左右されない分析パラメ
ータによる比較を採用しているため、精度良くダブルト
ークの検出を行うことができる。

【００２２】（変形例） 上述した実施例では、分析パラメータとして音声ピッ
チを用いたが、本発明の主旨はそれに限定されるもので
はなく、他のパラメータを適用することもできる。例え
ば、フォルマントやバンド幅などを分析パラメータとし
て採用することもできる。かかる音声の分析方法につい
ては、既に、各種の方法が提案されており、公知である
ため、本明細書では、その詳細な説明を省略するが、要
は発声者の声の特徴が抽出できる分析パラメータであれ
ばよい。

【００２３】また、上述した実施例は移動電話と固定
電話との間の信号伝送に本願発明を適用した実施例であ
ったが、本願発明の適用はこれに限らず、２線路と４線
路の間で信号伝送を行う通信網の全てに適用可能であ
る。

【００２４】

【発明の効果】上記の如く、本発明は、遠端話者及び近
端話者の音声に各々対応する音声信号の分析パラメータ
を抽出し、その分析パラメータの比較結果に基づきダブ
ルトークの有無を判断したので、遠端話者と近端話者と
の送話レベル差が大きい場合でも、正確にダブルトーク
の有無を判断できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるダブルトーク検出方法を具現化
する装置の概略構成を示すブロック図である。

【図２】 従来のエコーキャンセラの構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ エコーキャンセラ ２ ハイブリッド回路 ３ エコーパス推定／疑似エコー生成回路 ４ 制御装置 ５ 加算器 ６ 非線形処理回路 １１ 分析パラメータ抽出／解析部 １２ 比較部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４線路を通じて送られる音声と２線路を
   通じて送られる音声との間で伝送を行う電話回線網に設
   けられるエコーキャンセラに適用されるダブルトーク検
   出方法において、 ４線路側の音声に対応する第１の音声信号と２線路側の
   音声に対応する第２の音声信号の各々から分析パラメー
   タを抽出／解析し、 両者の分析パラメータを比較し、 当該比較結果に基づきダブルトークの有無を判断するこ
   とを特徴とするダブルトーク検出方法。
2. 【請求項２】 前記分析パラメータの比較において、両
   者の分析パラメータが異なる場合に、ダブルトークが発
   生したと判断することを特徴とする請求項１記載のダブ
   ルトーク検出方法。
3. 【請求項３】 前記分析パラメータは音声ピッチである
   ことを特徴とする請求項１記載のダブルトーク検出方
   法。