JPH07303072A - ダブルトーク検出方法および装置 - Google Patents

ダブルトーク検出方法および装置

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JPH07303072A
JPH07303072A JP11763994A JP11763994A JPH07303072A JP H07303072 A JPH07303072 A JP H07303072A JP 11763994 A JP11763994 A JP 11763994A JP 11763994 A JP11763994 A JP 11763994A JP H07303072 A JPH07303072 A JP H07303072A
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JP
Japan
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voice
double talk
double
talk
echo
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Application number
JP11763994A
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English (en)
Inventor
Toshiro Kawahara
敏朗 河原
Masato Saegusa
正人 三枝
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Priority to EP05012686A priority patent/EP1578026A3/en
Priority to PCT/JP1995/000864 priority patent/WO1995031050A1/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 遠端話者の送話電力が近端話者の送話電力に
比べて大きい場合でも、正確にダブルトークの有無を検
出すること。 【構成】 4線路を通じて送られる遠端話者の音声と2
線路を通じて送られる近端話者の音声との間の伝送を行
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及びその装置において、遠端話
者の音声と近端話者の音声とを各々複数の周波数帯域
(サブバンド)に分割し、各サブバンドにおける両者の
電力比に基づきダブルトークの有無を検出した。ここ
で、少なくとも一つのサブバンドにおいて上記の電力比
が所定の閾値を超えた場合に、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及びその装置に関する。
【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の信号の遅延量が多く、
エコーによる通話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3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3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、近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
送話電力が近端話者の送話電力に比べて大きい場合に
は、発生するエコーの電力と近端話者の送話電力との比
が小さくなってしまう。かかる場合には、エコーと近端
話者の音声との送話電力における差が小さくなり、エコ
ーと近端話者の音声とをうまく区別することができず、
その結果、ダブルトークを精度良く検出することが困難
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を各々複数の周
波数帯域(サブバンド)に分け、各周波数帯域における
両者の電力比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
ク検出方法及び装置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の伝送を行う
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の音声信号の周波数成分と2線路側の音声に対
応する第2の音声信号の周波数成分と比較し、その比較
結果に基づいて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、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
間の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装置において、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の音声信号とを各々複数の周波数帯域に分
割して出力する周波数帯域分割手段と、各周波数帯域に
おける前記第1及び第2の音声信号を比較し、以って、
両者の電力比を求める比較手段と、各周波数帯域におけ
る当該電力比に基づきダブルトークの有無を判断するダ
ブルトーク検出手段とより構成されることを特徴とす
る。
【0014】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の発明において、前記周波数帯域分割手段は、複数のバ
ンドパス・フィルタより構成されることを特徴とする。
【0015】請求項4に記載の発明は、請求項2に記載
の発明において、前記ダブルトーク検出手段は、少なく
とも一つの周波数帯域における前記電力比が所定の閾値
を超えた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。
【0016】
【作用】請求項1〜4に記載の発明においては、遠端話
者の音声と近端話者の音声とに各々対応する信号を複数
の周波数帯域に分割し、その各周波数帯域における両者
の送話電力比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に左右されず、正
確にダブルトークの有無を判断することができる。
【0017】
【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及び12は、複数のバンドパス・フィ
ルタ(BPF)より構成されるバンドパス・フィルタ群
を示す。バンドパス・フィルタ群11は、遠端音声出力
Routの信号を複数の周波数帯域(以下、「サブバン
ド」と呼ぶ。)に分割して出力する。各サブバンドの帯
域幅は、各種の実験・実測などに基づき最適な幅に選定
される。同様に、バンドパス・フィルタ群12は、近端
音声入力Sinの信号を複数のサブバンドに分割して出
力する。これらバンドパス・フィルタ群11及び12に
おける各サブバンドは各々対応している。
【0018】次に、131〜13nは比較回路を示す。こ
れら比較回路が設けられる数n(nは2以上の整数を示
す。)は前記サブバンドの数に対応している。即ち、各
比較回路13は各サブバンドにおける遠端音声出力Ro
utと近端音声入力Sinとを比較する。ここで、両者
の電力が異なっている場合に、各比較回路13はその旨
を示す信号を出力する。
【0019】上記比較回路131〜13nの出力信号はO
R回路14に入力される。OR回路14は、上記比較回
路131〜13nの内の少なくとも一つから信号が出力さ
れた場合に、ダブルトークの発生を示すダブルトーク検
出信号DTを発生し、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。
【0020】図2は各比較回路13の内部回路構成の一
例を示す。ここで、15は、各サブバンドにおける前記
遠端音声出力Routの信号と近端音声入力Sinの信
号とから両者の電力比を算出する電力比算出部である。
ここで算出される電力比は比較部16にて、所定の閾値
THと比較され、電力比が閾値を超えた場合に信号が出
力される。
【0021】次に、本発明の動作原理について説明す
る。本発明では、Routの信号とSinの信号とを各
々所定のサブバンドに分割し、その各サブバンドにおけ
るRout側の信号とSin側の信号とを比較し、両者
が異なっている場合、或いは、両者の電力比が所定の閾
値を超えた場合に、ダブルトークが発生したと判断して
いる。従来は、各信号をサブバンドに分割することなく
単純に電力比に基づきダブルトークの有無を判断してい
たので、ダブルトーク検出の精度が遠端話者と近端話者
の送話レベルの影響を受けていた。しかし、本発明で
は、信号を複数のサブバンドに分割して比較することに
よりこのような問題を解決している。
【0022】通常、遠端話者の音声と近端話者の音声と
は異なる周波数特性を有している。何故なら、両者の送
話内容が異なるからで、仮に、両者の送話内容が同一で
あっても、両者の声帯の振動波形は各人で異なり、従っ
て、必ず、両者の周波数特性は異なる。しかし、従来
は、この周波数特性の相違を無視して、単に信号の電力
比でダブルトークを検出していた。本発明は、この周波
数特性の相違に注目し、各人の音声波形を複数のサブバ
ンドに分割している。上記の如く、各人の音声の周波数
特性は異なるのであるから、例え、遠端話者の送話電力
が近端話者の送話電力に比べて大きく、なおかつ、両者
が同一の音声を発している場合でも、複数のサブバンド
の内の少なくとも一つにおいては、両者の電力比が顕著
となる。従って、これを検出すれば、正確にダブルトー
クの発生を検出することができることとなる。
【0023】尚、実施例では、音声信号を複数のサブバ
ンドに分割して出力する手段としてバンドパス・フィル
タ群を採用したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、他の手段でも良い。例えば、他の種類のフィルタ
や演算回路などを用いても良い。また、本発明は、音声
信号を複数のサブバンドに分割するものに限らず、周波
数領域で音声信号を比較する種々の技術を用いてもよ
い。例えば、遠端者側および近端者側の音声信号の基本
波成分の周波数を比較し、両周波数の差が所定値以下で
あれば、ダブルトークが発生したものと判定してもよ
い。さらに、周波数解析手段としては、FFT(高速フ
ーリエ変換器)等を用いることもできる。
【0024】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。
【0025】
【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を複数の周波数帯
域に分割し、各周波数帯域における両者の信号の電力比
に基づきダブルトークの有無を判断したので、遠端話者
の送話電力が近端話者の送話電力に比べて大きい場合で
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】 比較回路の詳細な回路構成の一例を示すブロ
ック図である。
【図3】 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 バンドパス・フィルタ群 12 バンドパス・フィルタ群 131〜13n 比較回路 14 OR回路 15 電力比算出部 16 比較部

Claims (4)

    【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の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の音声信号の周波数成分
    と2線路側の音声に対応する第2の音声信号の周波数成
    分と比較し、その比較結果に基づいてダブルトークの有
    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】 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の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
    出装置において、 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の音声信号とを各々複数の周波数帯
    域に分割して出力する周波数帯域分割手段と、 各周波数帯域における前記第1及び第2の音声信号を比
    較し、以って、両者の電力比を求める比較手段と、 各周波数帯域における当該電力比に基づきダブルトーク
    の有無を判断するダブルトーク検出手段とより構成され
    ることを特徴とするダブルトーク検出装置。
  3. 【請求項3】 前記周波数帯域分割手段は、複数のバン
    ドパス・フィルタより構成されることを特徴とする請求
    項2記載のダブルトーク検出装置。
  4. 【請求項4】 前記ダブルトーク検出手段は、少なくと
    も一つの周波数帯域における前記電力比が所定の閾値を
    超えた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2記載のダブルトーク検出装置。
JP11763994A 1994-05-06 1994-05-06 ダブルトーク検出方法および装置 Pending JPH07303072A (ja)

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EP05012685A EP1578025A1 (en) 1994-05-06 1995-05-02 Double talk detecting method, double talk detecting apparatus, and echo canceler
EP95917502A EP0708535A4 (en) 1994-05-06 1995-05-02 METHOD AND DEVICE FOR DETECTING DOUBLE SPEECH AND ECHO COMPENSATOR
EP05012686A EP1578026A3 (en) 1994-05-06 1995-05-02 Double talk detecting method, double talk detecting apparatus, and echo canceler
PCT/JP1995/000864 WO1995031050A1 (fr) 1994-05-06 1995-05-02 Procede et dispositif pour la detection de double parole et compensateur d'echo
US08/513,891 US6272106B1 (en) 1994-05-06 1995-05-02 Method and device for detecting double-talk, and echo canceler

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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