JPH07505037A - ネットワークエコー消去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ネットワークエコー消去装置 発明の背景 ■１発明の分野 本発明は通信システムに関する。特に本発明は、電話システムのエコーを消去す る新しい改良された方法および装置に関する。

ＩＩ、関連技術の説明 現在の地上ベースの電話機は全て両方向の伝送を支持する２線式ライン（利用者 または加入者ループと呼ばれる）によって中央局に接続されている。しかしなが ら、約３５マイルより長い呼びに対して、２つの伝送方向は物理的に分離したワ イヤで区別されなければならず、結果的に４線式ラインになる。２線式および４ 線式セグメントをインターフェイスする装置はハイブリッドと呼ばれる。典型的 な長距離電話回路は、局部ハイブリッドへの加入者ループにおける２線式、遠方 のハイブリッドへの長距離ネットワーク上の４線式および遠方の通話者への２線 式であると説明できる。

ハイブリッドの使用は長距離スピーチ伝送を容易にするが、ハイブリッドにおけ るインピーダンス整合は結果的にエコーを生じさせる。通話者Ａのスピーチは電 話ネットワーク中の遠方のハイブリッド（通話者Ｂに最も近い）１イブリツド） から通話者Ａに向かって反射され、彼または彼女自身の音声の耳障りなエコーを 通話者Ａに聞かせる。したがって、ネットワークエコー消去装置はハイブリッド においてインピーダンス不整合によって発生させられたエコーを取除くために地 上ベースの電話ネットワークにおいて使用され、ハイブリッドと共に中央局に典 型的に配置される。したがって、通話者ＡまたはＢに最も近く配置されたエコー 消去装置は、呼びの他方の端部のハイブリッドによって発生されられたエコーを 消去するために使用される。

地上ベースの電話システムにおいて使用されるネットワークエコー消去装置は、 典型的に信号のデジタル伝送を容易にするようなデジタル装置である。アナログ スピーチ信号はデジタル形態に変換される必要があるため、中央局に配置された コーデックが典型的に使用される。電話機Ａ（通話者Ａ）から中央局Ａに供給さ れたアナログ信号はハイブリッドＡを通過させられ、コーデックＡによってデジ タル形態に変換される。その後、デジタル信号は、それらがアナログ形態への変 換のためにコーデックＢに供給される中央局Ｂに伝送される。アナログ信号はハ イブリッドＢを通って電話機Ｂ（通話者Ｂ）に結合される。ハイブリッドＢにお いて、通話者Ａの信号のエコーが生成される。このエコーはコーデックＢによっ てエンコードされ、中央局Ａに伝送される。中央局Ａにおいて、エコー消去装置 は復帰エコーを除去する。

通常のアナログセル電話システムにおいて、エコー消去装置はまた使用され、典 型的にベースステーションに配置されている。これらのエコー消去装置は、不所 望のエコーを除去するために地上ベースのシステムのものと同様にして動作する 。

自動車ステーションと地上ベースの電話機との間の呼びのためのデジタルセル電 話システムにおいて、自動車ステーションの通話者のスピーチはコーデックを使 用してデジタル化され、その後１組のパラメータにスピーチをモデル化するボコ ーダを使用して圧縮される。ボコード化されたスピーチはコード化され、電波で デジタル的に送信される。ベースステーションの受信機は信号をデコードし、伝 送されたスピーチパラメータからデジタルスピーチ信号を合成するボコーダデコ ーダに４線式でそれを送る。この合成されたスピーチは、２４個の音声チャンネ ルの時間多重送信群であるＴＩインターフェイスを介して電話ネットワークに送 られる。通常中央局であるネットワークのある点において、信号はアナログ形態 に変換され、加入者ループにおいてハイブリッドに送られる。

このハイブリッドにおいて、信号は地上ベースの加入者電話機へのワイヤ対によ る伝送のために２線式に変換される。

参照のために、自動車ステーションと地上ベースの電話機との間のセルの呼びに おいて、自動車ステーションの通話者は遠端部の通話者であり、地上ベースの電 話機の通話者は近端部の通話者である。地上ベースのシステムにおけるように、 遠端部の通話者のスピーチは電話ネットワーク中の遠方ハイブリッドから遠端部 の通話者に向かって反射される。その結果として、遠端部の通話者、すなわち自 動車ステーションは彼等自身の音声の耳障りなエコーが聞こえる。

通常のネットワークエコー消去装置は、典型的に適応デジタルフィルタ処理技術 を使用している。しかしながら、通常使用されているフィルタはチャンネルを正 確に複製することができず、結果的にある残留エコーを生じる。中央クリップエ コー抑制装置は残留エコーを消去するために使用される。

エコー消去装置は、信号を非直線的な関数にする。合成された雑音は、中央クリ ップエコー抑制装置によってゼロに設定された信号部分を置換し、チャンネルが “不活性”を発音させないようにするために使用されることができる。

上記のエコー消去方法はアナログ信号に対して満足できるが、この夕身プの残留 エコー処理はデジタル電話機において問題を生じさせる。上記のように、デジタ ルシステムにおいて、ボコーダは伝送のためにスピーチを圧縮するために使用さ れる。ボコーダは特に非直線的な効果に感応するため、中央クリップは音声品質 を劣化させる。さらに、使用される雑音置換技術は通常の雑音特性において知覚 的な変化を発生させる。

したがって、本発明の目的は、改良された音声品質のために高度のダイナミック エコー消去を行うことのできる新しい改良されたエコー消去装置を提供すること である。

本発明の別の目的は、アナログ通信システムとデジタル通信システムとの結合に おけるエコー消去に特に適したエコー消去装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、両方の加入者が同時に話した場合に対してエコー消 去装置に改良されたエコー消去特性を与えることである。

発明の要約 本発明は、デジタル電話用のための新しい改良されたネットワークエコー消去装 置である。本発明によると、未知のエコーチャンネルの衝撃応答が識別されるエ コー消去装置が使用され、このエコーの複製が適応フィルタ処理技術を使用して 生成され、エコー複製が遠端部の通話者に向かって進行する信号から減算され、 遠端部の通話者のエコーを消去する。

本発明において、各フィルタのステップサイズが異なる目的に対して各フィルタ を最適化するように特定的に調節される２つの適応フィルタが使用される。一方 のエコー消去装置のフィルタはエコー消去を実行し、高いエコー反射損失強化（ ＥＲＬＥ）のために最適化される。第２のフィルタである状態フィルタは状態決 定のために使用され、迅速な適応のために最適化される。

本発明は、両速話者が同時に話している二重トークの処理において通常のエコー 消去装置とは顕著に異なっている。通常のエコー消去装置は、エコーチャンネル を追跡する適応フィルタが既に少ｌ−劣化してしまうまで二重１・−りを検出す ることができず、残留エコーを除去するために非直線的な中央クリッパの使用を 必要とする。

本発明はまた可変的な適応しきい値を含んでいる。この新しい技術は、二重トー クの開始時にフィルタ適応を直に停止させ、したがって評価されたエコーチャン ネルを正しく保存し、残留エコーを除去するために中央クリップすることを不要 にする。付加的な特徴として、本発明は大墓の背景雑音を有する環境でもスピー チを正しく検出する改良されたスピーチ検出方法を含んでいる。本発明はまたエ コーチャンネルにおけるフラット遅延を自動的に補償する新しい技術を使用し、 迅速な初期適応を可能にする。

本発明によると、エコー消去装置およびエコーを有する受信チャンネル信号を復 帰チャンネル信号において消去する方法テハ、エコーを有する受信チャンネル信 号がエコーチャンネルによって入力復帰チャンネル信号と結合される。エコー消 去装置は第１のフィルタ係数を生成する第１のフィルタを有し、第１のフィルタ 係数により第１のエコー評価信号を生成し、第１のフィルタ制御信号に応答して 第１のフィルタ係数を更新する。第１の合計器は結合された復帰チャンネルおよ びエコー受信チャンネル信号から第１のエコー評価信号を減算して、第１のエコ ー残留信号を生成する。第２のフィルタは第２のフィルタ係数を生成し、第２の フィルタ係数により第２のエコー評価信号を生成し、第２のフィルタ制御信号に 応答して第２のフィルタ係数を更新する。第２の合計器は結合された信号から第 ２のエコー評価信号を減算して、第２のエコー残留信号を生成し、復帰チャンネ ル上に第２のエコー残留信号を供給する。制御装置は、第１の制御状態が第１の 予め定められたエネルギレベルより上の受信チャンネル信号を示す複数の制御状 態の１つを受信チャンネル信号、結合された信号並びに第１および第２のエコー 残留信号から決定し、制御装置が第１の制御状態であるとき、それは第１の制御 信号を発生し、第１のエコー残留信号および結合された信号の第１のエネルギ比 と第２のエコー残留信号および結合された信号の第２のエネルギ比の少なくとも １方が予め定められたレベルを越えたとき、第２の制御信号を発生する。

図面の簡単な説明 本発明の特徴、目的および利点は、以下の詳細な説明および図面からさらに明ら かになるであろう。図面において、同じ参照符号は一貫して対応した素子を示し ている。

図１は、デジタルセル電話システムおよび地上ベースの電話システムとのインタ ーフェイス構造例を示したブロック図である。

図２は通常のエコー消去装置のブロック図である。

図３は、エコーチャンネル衝撃応答の領域を示したグラフである。

図４はトランスバーサル適応フィルタのブロック図である。

図５は本発明のエコー消去装置のブロック図である。

図６は、図５の制御装置をさらに詳細に示したブロック図である。

図７は、エコー消去のためのサンプルデータ処理のフロー図である。

図８は、図７のパラメータ調節ステップに含まれるステップのフロー図である。

図９は、図７の周期関数計算ステップに含まれるステップのフロー図である。

図１０は、円形端部のサンプルバッファおよび初明フイルタタップ位置を示した 図である。

図１１は、タップバッファおよび初期フィルタタップの状態フィルタおよびエコ ー消去装置フィルタへの複写を示した図である。

図１２は、タップバッファおよび状態フィルタとエコー消去装置フィルタのフィ ルタタップ位置のサンプルに関する最大シフトを示した図である。

図１３は、種々のエコー消去装置の状態を示した状態マシンの図である。

図１４は、図７の状態マシンのステップに含まれるステップのフロー図である。

好ましい実施例の詳細な説明 地上ベースの電話システムとインターフェイスするセル電話システムのようなセ ル通信システムにおいて、ベースステーションに配置されたネットワークエコー 消去装置は、自動車ステーションに戻ったエコーを消去する。図１を参照すると 、−例のシステム構造がデジタルセル電話システムおよび地上ベース電話システ ムに対するそのインターフェイスのために設けられている。このシステム構造は 自動車ステーション１０、セルまたはベースステーション３０、自動車電話交換 局（ＭＴＳＯ）４０、中央局５０および電話機６０の動作素子によって形成され る。他の構造は、種々の動作素子の配置または位置を変化するだけでセルシステ ムを含むシステムに対して使用されてもよいことが理解されるべきである。本発 明のエコー消去装置はまた通常のシステムにおいて通常のエコー消去装置の代わ りに使用されてもよいことが理解されるべきである。

自動車ステーション１０は、特には示されていない他の素子と共にマイクロホン １３およびスピーカ１４を含む送受話器１２と、コーデック１６と、ボコーダ１ ８と、トランシーバ２ｏと、アンテナ２２とを含んでいる。自動車ステーション の利用者の音声は、マイクロホン１３によって受信されコーデック１６に結合さ れてデジタル形態に変換される。その後、デジタル化された音声信号はボコーダ １８によって圧縮される。デコード化されたスピーチは変調され、トランシーバ ２０およびアンテナ２２によって電波でデジタル的に送信される。

トランシーバ２０は例えば時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、或は周波数ホッピ ング（Ｆ　Ｈ）またはコード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）等の拡散スペクトル タイプのデジタル変調技術を使用してもよい。ＣＤＭＡ変調および送信技術の一 例は、米国特許第５．１０３．４５９号明細書（“ＳＹＳＴＥＭ　ＡＮＤ　ＭＥ ＴＢＯＤ　ＦＯＲＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ　５ＩＧＮＡＬ　ＷＡＶＥＦＯｉｌＭ　 ＩＮ　Ａ　ＣＤＭＡ　ＣＥＬＬυＬＡＲ置ＥＰＨＯＮＥ”、　１９９２年４月７ 日出願）に記載されている。このようなＣＤＭＡシステムにおいて、ボコーダ１ ８は本出願人の米国別出願第０７／７１３．６６１号明細書（ＶＡＲＩＡＢＬＥ 　ＲＡＴＥ　ＶＯＣＯＤＥＲ”。

１９９１年６月１１日）に記載されているような可変率タイプであることが好ま しい。

ベースステーション３０は特には示されていない他の素子と共に、アンテナ３２ 、トランシーバシステム３４およびＭＴＳＯインターフェイス３６を含んでいる 。ベースステーショントランシーバシステム３４は自動車ステーション１０およ び別の自動車ステーション（示されていない）から受信された信号を復調してデ コードし、ＭＴＳＯ４０への伝送のためにそれらをＭＴＳＯインターフェイス３ ６に送る。信号はマイクロ波、光ファイバまたは配線リンク等の種々の異なる方 法によりベースステーション３０からＭＴＳＯに伝送される。

ＭＴＳＯ４０は、特に示されていない他の素子と共にベースステーションインタ ーフェイス４２、複数のボコーダセレクタカード４４Ａ乃至４４Ｎおよび公共交 換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）インターフェイス４８を含む。ベースステーシ ョン３０からの信号はベースステーションインターフェイス４２で受信され、ボ コーダセレクタカード４４Ａ乃至４４Ｎの１つ、例えばボコーダセレクタカード ４４Ａに供給される。

各ボコーダセレクタカード４４Ａ乃至４４Ｎは、各ボコーダ４５Ａ乃至４５Ｎお よび各ネットワークエコー消去装置４６Ａ乃至４６Ｎを備えている。各ボコーダ ４５Ａ乃至４５Ｎ内に含まれたボコーダデコーダ（示されていない）は、各自動 車ステーション伝送スピーチパラメータからデジタルスピーチ信号を合成する。

その後、これらのサンプルは、ＰＳＴＮインターフェイス４８にそれらを送る各 エコー消去装ｆｆ１４６Ａ乃至４６Ｎに送られる。この例において、信号はボコ ーダ４５Ａおよびエコー消去装置４６Ａを通して供給される。その後、各呼びに 対して合成されたスピーチサンプルは、典型的に配線Ｔ１インターフェイス、す なわち２４個の音声チャンネルの時間多重群を介して電話ネットワークへのＰＳ ＴＮインターフェイス４８を通って中央局５０に送られる。

中央局５０は、特に示されていない他の素子と共にＭＴＳＯインターフェイス５ ２、コーデック５４およびハイブリッド５６を含んでいる。ＭＴＳＯインターフ ェイス５２を通って中央局５０において受信されたデジタル信号は、それがアナ ログ形態に変換されてハイブリッド５６に送られるコーデック５４に結合される 。ハイブリッド５６においてアナログ４線式信号は、地上ベースの加入者電話機 ６０へのワイヤ対による伝送のために２線式に変換される。

コーデック５４から出力されたアナログ信号はまたインピーダンス不整合のため にハイブリッド５６から反射される。この信号反射は、自動車ステーションｌＯ に向かって戻るエコー信号の形態を取る。ハイブリッド５６における反射または エコー通路は破線の矢印５８によって示されている。

別の方向において、電話機６０からの２線式アナログスピーチ信号は中央局５０ に供給される。中央局５０において、スピーチ信号はハイブリッド５６において ４線式に変換され、自動車ステーションｌＯに向かって進むエコー信号に付加さ れる。結合されたスピーチおよびエコー信号はコーデック５４においてデジタル 化され、ＭＴＳＯインターフェイス５２によってＭＴＳＯ４０に送られる。

ＭＴ　Ｓ　０４０において、信号はＰＳＴＮインターフェイス４８によって受信 され、信号がボコーダ４５Ａによってエンコードされる前にエコーを除去するエ コー消去装ｆｉｆ４６Ａに送られる。

デコードされたスピーチ信号は、自動車ステーションｌＯへの伝送のためにベー スステーションインターフェイス４２を介してベースステーション３０およびそ の他の適当な付加的なベースステーションに転送される。ベースステーション４ ２がら伝送された信号は、ＭＴＳＯインターフェイス３６によってベースステー ション３０で受信される。信号は送信エンコーディングおよび変調のためにトラ ンシーバシステム３４に送られ、アンテナ３２で送信される。

送信された信号は自動車ステーション１０においてアンテナ２２で受信され、復 調およびデコーディングのためにトランシーバ２０に供給される。その後、信号 は合成されたスピーチサンプルが生成されるボコーダ１８に供給される。これら のサンプルはスピーカ１４に供給されたアナログスピーチ信号と共にデジタルア ナログ変換のためにコーデック１６に供給される。

本発明のエコー消去装置を十分に理解するために、デジタルセル環境において動 作する場合の伝統的なエコー消去装置およびその欠点を検討することが有効であ る。図２には、伝統的なネットワークエコー消去装置（ＮＥＣ）＋００のブロッ ク図が示されている。

図２において、自動車ステーションからのスピーチ信号は遠端部のスピーチｘ　 （ｎ）として記号を付けられ、一方地上側からのスピーチは近端部のスピーチｖ 　（ｎ）として記号を付けられている。ハイブリッドからのｘ　（ｎ）の反射は 、未知のエコーチャンネル＋０２を通してｘ　（ｎ）を送りエコー信号ｙ　（ｎ ）を生成する場合をモデル化され、エコー信号ｙ（ｎ）は近端部のスピーチ信号 ｖ　（ｎ）と合計器＋０４において合計される。合計器１０４はエコー消去装置 自身に含まれている素子ではないが、このような装置の物理的な効果はシステム の寄生的結果である。低い周波数の背景雑音を除去するために、エコー信号ｙ　 （ｎ）と近端部のスピーチ信号ｖ　（ｎ）の合計は、フィルタ！０６を通してバ イパスフィルタ処理され、信号ｒ　（ｎ）を生成する。信号ｒ　（ｎ）は、合計 器１０ｇおよび近端部のスピーチ検出回路＋１０への１つの人力とじて供給され る。

合計器１０８の別の人力（減算大刀）は、適応トランスバーサルフィルタ１１２ の出力に結合される。適応フィルタ１１２は、遠端部のスピーチ信号ｘ　（ｎ） および合コ１器１０８から出力されたエコー残留信号ｅ　（ｎ）のフィードバッ クを受信する。

エコーを消去する時、適応フィルタ＋１２はエコー路の衝撃応近端部のスピーチ が検出されたときにフィルタ適応プロセスを凍結するように回路１１０から制御 信号を受信する。

エコー残留信号ｅ　（ｎ）はまた回路＋１０および中央クリップエコー抑制装置 ＋１４に出力される。抑制装置１１４０出カは、エコー消去装置が作動している ときに消去されたエコー信号として供給される。

エコー路衝撃応答は、図３のグラフに示されているように、フラット遅延領域お よびエコー分散の２つの部分に分解されることができる。応答特性がゼロに近い フラット遅延領域は、遠端部のスピーチに対する往復遅延によって発生させられ 、ハイブリッドから反射してエコー消去装置に戻る。応答が著しいエコー分散領 域は、ハイブリッドからの反射によって発生させられたエコ一応答である。

適応フィルタによって生成されたエコーチャンネル評価が本当のエコーチャンネ ルに完全に整合した場合、エコーは完全に消去される。しかしながら、フィルタ は通常チャンネルを正しく複写することができず、ある残留エコーを生じさせる 。エコー抑制装置＋１４は、しきい値Ａより下に落ちる任意の信号部分をゼロに 設定する非直線的な関数により信号を通過させ、またしきい値Ａより上の変化さ れていない任意の信号セグメントを通過させることによって残留エコーを消去す る。合成された雑音は、中央クリップによってゼロに設定された信号部分を置換 し、チャンネルが“不活性”の音響状態になることを阻止するために使用される ことができる。

上記のように、この方法はアナログ信号に対して満足できるが、この残留エコー 処理はボコーダが伝送のためにスピーチを圧縮するために使用されるデジタル電 話機において問題を生じさせる。ボコーダは特に非直線的な効果に感応するため 、中央クリップは音声品質を劣化させ、一方で雑音置換技術は雑音特性において 知覚的な変化を生じさせる。

図４は図２の適応フィルタ＋１２の構造をさらに詳細に示す。

以下のように図４の表記を定める： Ｎ：フィルタ次数： ｘ　（ｎ）　・時間ｎにおける遠端部スピーチのサンプル；ｈｋ　（ｎ）：時間 ｎにおけるに番目のフィルタタップ；ｒ　（ｎ）　：時間ｎにおけるエコーサン プル；Δ ｙ　（ｎ）　：時間ｎにおける評価されたエコー；ｅ　（ｎ）　：時間ｎにおけ るエコー残留。

適応フィルタ１１２は複数のタップを有する遅延素子１２０Ｉ乃至１２０、複数 の乗算器１２２　乃至１２２、加算器１２Ｎ−１０Ｎ−１ ４および係数発生器１２６を含む。入力された遠端部スピーチサンプルｘ　（ｎ ）は遅延素子１２０１および乗算器１２２ｏの両者に人力される。次のサンプル がフィルタ＋１２に入来すると、古いサンプルは遅延素子１２ｏ２乃至１２２Ｎ −１を通してシフトされ、それらはまた６乗算器１２２１乃至１２２Ｎ−１に出 力される。

係数発生器１２６は合計器１０８（図２）から出力されたエコー残留信号ｅ　（ ｎ）を受信し、１組の係数ｈｏ（ｎ）乃至ｈｈ−＋　（ｎ）を発生する。これら のフィルタ係数値ｈｏ　（ｎ）乃至ｈ　（ｎ）は、乗算器＋２２０乃至１２２Ｎ −１にそれぞれ供給する合計器１２４に供給される。その後、評価されたエコて エコー残留信号ｅ　（ｎ）を形成する合計器１０８（図２）に供給される。図２ の伝統的なエコー消去装置において、制御入力は発生器１２６に供給され、近端 部のスピーチが回路１１０によって検出されない場合に係数更新を可能にする。

二ｍ＋−−りまたは近端部のスピーチだけが回路１１０によって検出された場合 、制御人力はフィルタ係数の更新を不能にする。

エコー路応答を追跡するためにフィルタタップ係数を適合させる係数発生器１２ ６において実施されるアルゴリズムは、正規化された最小平均二乗（ＮＬＭＳ） 適応アルゴリズムである。このアルゴリズムに対してベクトルエｘ　（ｎ）　− ［ｘ　（ｏ）　ｘ　（ｎ−１）　ｘ　（ｎ−２）　−ｘ　（ｎ−Ｎ＋Ｉ）］　（ １１ｈ　（ｎ）　＝［ｈｏ（ｎ）　ｈ、　（ｎ）　ｈ２（ｎ）　・−ｈＮ−１（ Ｉ＋）］　（２）を導入すると、ｈ　（ｎ）とｘ　（ｎ）との間のベクトル内積 はニとして定められる。

適応アルゴリズムは； として定められ、ここにおいて、 ｈ　（ｎ）はタップ係数ベクトルであり、ｘ　（ｎ）は基準信号人力ベクトルで あり、ｅ　（ｎ）はエコー残留信号であり、 μはステップサイズであり、 Ｅ　（ｎ）はＮ個の最も新しいサンプルの二乗の合計トシｘ で計算されたエネルギ評価であって、ここで：Ｎ’１ このアルゴリズム（４）の主な利点は、それが別の適応アルゴリズムよりも小さ い計算要求を有し、その安定特性が良く理解されていることである。集束は、μ ｍ１が最も速い集束を行うステップサイズ（０くμく２）の適切な選択によって 保証されることができる。より小さいステップサイズは、集束速度を犠牲にして 定常状態でより大きい程度の消去を提供する。

近端部の通話者スピーチ信号ｖ　（ｎ）は、近端部の通話者からのスピーチが検 出されたとき、適応フィルタ１１２が近端部のスピーチ検出回路＋１０によって ディスエーブルされるため、エコー残留信号ｅ　（ｎ）に含まれないことが留意 されなければならない。

フィルタ１１２にエネーブル信号を供給することに加えて、回路１１０はまたＥ 　（ｎ）の値を生成し、制御人力において！！ フィルタ１１２に供給する。さらに、μの値は典型的に発生器１２６において固 定されるか、或は固定された値が制御入力において回路＋１０から供給される。

エコー消去の最も難しい設計問題は、二重トークすなわち両方の加入者が同時に 話した場合の検出および処理である。

単一の通信だけを可能にする音声活性化スイッチ（Ｖ　ＯＸ）と対照的に、エコ ー消去装置は二重通信を保存し、近端部の通話者が話している間に、遠端部の通 話者エコーを連続的に消去しなければならない。フィルタ係数が近端部のスピー チによって劣化されることを阻止するために、フィルタタップは実際のエコーチ ャンネルの伝送特性からの発散を阻止するために凍結されなければならない。

図２を参照すると、近端部のスピーチ検出回路１１０はエネルギ１則定値ｘ　（ ｎ）　、ｒ　（ｎ）およびｅ　（ｎ）を使用し、近端部のスピーチが発生した時 を決定することができる。従来の二重トーク検出方法は、ハイブリッドを横切る エコー路の損失が約６ｄＢである知識を使用してｘ（ｎ）およびｒ　（ｎ）の短 期間エネルギ平均を比較する。ハイブリッド損失が６ｄＢより下降した場合、近 端部のスピーチであると示される。

しかしながら、実験結果において、この方法が感度を欠くことが明らにされてい る。近端部のスピーチｖ　（ｎ）の大きいダイナミック範囲は、この方法に時々 誤検出させ、フィルタ係数を劣化させる。

別の一般的な二重トーク検出方法は、短期間エコー復帰損失強化（Ｅ　ＲＬ　Ｅ ）を検査することである：ＥＲＬＥ（ｄＢ）　＝　１０１０１ｏσ２／σ２）、 　（６）ｅ ここで、σ　２はｙ　（ｎ）の変数であり、σ　２はｅ　（ｎ）ｙ　ｅ の変数であり、これらの変数は短期間エネルギ平均ニを使用して近似される。

ＥＲＬＥは、それがエコー消去装置を通された後、エコーから除去されるエネル ギ間を表す。この二重ｌ・−り検出方法はｒ　（ｎ）およびｅ　（ｎ）の短期間 エネルギ評価を比較し、短期間ＥＲＬＥが６ｄＢ等のある予め定められたしきい 値より下に下降した場合に二重トークであると宣言する。この方法は大きい感度 を提供するが、それは近端部のスピーチの開始を検出する前に小さい遅延を招き 、適応が凍結される前にエコーチャンネル評価を少し劣化させる。この損傷のた めに、付加的な技術を使用して残留エコーを除去することが必要とされる。した がって、本発明が提供するような二重トーク中のエコーチャンネル評価を保存す る改良された方法を見出すことが望ましい。

二重トークを検出するためにこれらのエコー比較方法のいずれかを使用した時、 特にセル呼び環境における高レベルの背景雑音は、正しい二重トーク検出におい て問題を生じる可能性が高い。したかって、本発明が提供するように、高い雑音 背景レベル環境において二重トークを検出するための改良された方法を使用する ことが望ましい。

図５を参照すると、本発明のネットワークエコー消去装置（ＮＥＣ）＋４０の１ 実施例のブロック図が示されている。実施例において、Ｎ　Ｅ　Ｃ１４０はテキ サス州ダラスのテキサス・インスツルメンツ社によって製造されたＴＭＳ　３２ ０Ｃ３Ｘシリ一ズデジタル信号プロセッサのようなデジタル信号プロセッサ形態 で構成される。別のデジタル信号プロセッサは、この技術にしたがって機能する ようにプログラムされることが理解されなければならない。その代りとして、Ｎ 　Ｅ　Ｃ１４０の別の構造がディスクリートなプロセッサから、または適応特定 集積回路（ＡＳＩＣ）形態で構成されてもよい。

実施例において、Ｎ　Ｅ　Ｃ１４０は本質的に異なる動作状態のそれぞれに対し て限定された機能を有する状態マシンであることが理解されるべきである。Ｎ　 Ｅ　Ｃ１４０が動作する状態は、沈黙、遠端部のスピーチ、近端部のスピーチ、 二重トークおよびハングオーバーである。以下、Ｎ　Ｅ　Ｃ１４０の動作をさら に詳細に説明する。

図５において、図２に対するように自動車ステーションからのスピーチ信号は遠 端部のスピーチｘ　（ｎ）として記号が付けられ、地上側のスピーチは近端部の スピーチｖ　（ｎ）として記号が付けられる。ハイブリッドからのｘ　（ｎ）の 反射は、未知のエコーチャンネル１４２を通してｘ　（ｎ）を送り、エコー信号 ｙ　（ｎ）を生成する場合をモデル化されており、このエコー信号ｙ　（ｎ）は 近端部のスピーチ信号ｖ　（ｎ）と合計器Ｉ４４で合成される。合計器１４４は エコー消去装置自身に含まれた素子ではないが、このような装置の物理的な効果 はシステムの寄生的な結果である。低い周波数の背景雑音を除去するために、エ コー信号ｙ　（ｎ）および近端部スピーチ信号ｖ　（ｎ）の合計はフィルタ１４ ６によりバイパスフィルタ処理され信号ｒ　（ｎ）を生成する。信号ｒ　（ｎ） は、合計器１４８および１５０並びに制御装置１５２に１つの人力として供給さ れる。

入力された遠端部のスピーチｘ　（ｎ）は、１組のトランスバーサル適応フィル タ（初期フィルタ１５６、状態フィルタ１５８およびエコー消去装置フィルタ１ ６０）および制御装置１５２への人力のためにバッファ１５４に蓄積される。実 施例において、初期フィルター５６は４４８個のフィルタ係数またはタップを有 し、一方状態フィルタ１５８およびエコー消去装置フィルター６０はそれぞれ２ ５６個のタップを有している。

Ｎ　Ｅ　Ｃ１４０の初期動作中、スピーチサンプルｘ　（ｎ）は制御装置１５２ の制御下における初期エコー消去およびエコー遅延調節のために初期フィルター ５６に与えられる。初期動作のこの期間中、状態フィルター５８およびエコー消 去装置フィルター６０は制御装置＋５２によってディスエーブルされる。初期フ ィルター５６からの初期エコー消去出力信号ｙ　（ｎ）はフれ、エコー残留信号 ｅ　（ｎ）の初期評価を生成する。制御装置１５２の制御下において、フィルタ スイッチ１６２は、合計器１４８への人力に対して初期フィルター５６およびエ コー消去装置フィルタ１６０の出力の間の選択をする。

上記のように、エコー遅延調節プロセスはＮ　Ｅ　Ｃ１４０の初期動作の期間中 に行なわれる。このプロセスにおいて、初期フィルター５６のフィルタタップ係 数またはタップは、最大値のタップの決定のために制御装置１５２に与えられる 。このプロセスは、信号のエコー分散領域とフラット遅延領域を区別するために 使用される。

エコー遅延調節プロセスの終了時に、初期フィルター５６からの２５６個のタッ プは、以下さらに詳細に説明されるように状態フィルター５８およびエコー消去 装置フィルター６０のタップに複写される。エコー遅延調節プロセスの結果は、 信号ｒ（ｎ）のエコー分散領域と一致したサンプルｘ　（ｎ）に関して適応フィ ルタ処理が行われることを確実にする。この初期動作の後、状態フィルタ１５８ およびエコー消去装置フィルタ１６０はエネーブルされ、最初にフィルタ＋５６ によって与えられたタップを使用する。将来的な適応は生成されたタップにイル タ１５８から合計器１５０の１つの人力に出力され、それは合計器＋５０におい て信号ｒ　（ｎ）から減算される。合計器１５０からの結果的な出力は、制御装 置１５２に人力される信号合計器１４８の１つの入力に供給され、それは合計器 １４８において信号ｒ　（ｎ）から減算される。合計器１４８から出力された結 果的なエコー残留信号ｅ　（ｎ）は、制御装置＋５２への入力としてフィードバ ックされる。合計器＋４８からの出力としてのエコー残留信号ｅ　（ｎ）はＮ　 Ｅ　Ｃ１４０の出力として直接的に、或は付加的な処理素子を通して供給される 。以下詳細に説明されるように、制御装置１５２はまた状態フィルタ１５８およ びエコー消去装置フィルタ１６０の適応に対して制御を折本発明において、雑音 解析／合成特徴はＮ　Ｅ　Ｃ１４０の出力において与えられる。この特徴は、出 力スイッチ１６４、雑音解析装置＋６６および雑音合成装置１６８によって支持 される。

出力スイッチ＋６４および雑音解析装置１６６の両者は合計器１４８から出力信 号ｅ　（ｎ）を受信する。雑音解析装置ｆｆ１６６は制御装置１５２の制御下に おいて信号ｅ（、ｎ）を解析し、雑音合成装置１６８に解析出力を供給する。雑 音合成装置１６８は、信号ｅ　（ｎ）の解析された特性に基づいて合成された雑 音信号ｓ　（ｎ）を生成する。その後、雑音合成装置１６８の出力が出力スイッ チ１６４に供給される。制御装ｒ！１１５２の制御下にある出力スイッチ＋６４ を通って、Ｎ　Ｅ　Ｃ１４０の出力は合計器１４８からの直接の信号として（Ｊ ｌ−給されるか、或は雑音合成装置１６８から合成された雑音信号ｓ　（ｎ）と して供給される。

大部分の典型的な電話会話は、１人だけが任意の時に話している場合、単一トー クモードで行われる。遠端部の通話者だけか話している場合に、Ｎ　Ｅ　Ｃ１４ ０は合成された雑音信号ｓ　（ｎ）とエコー残留信号ｅ　（ｎ）を置換すること によってエコーを完全に排除するために雑音解析／合成特徴を使用する。遠端部 の通話者が信号特性の変化を検出しないようにするために、直線的な予測コーデ ィング（Ｌ　Ｐ　Ｇ）技術を使用して沈黙の最も新しい期間中に実際の背景雑音 のパワーおよびスペクトル特性と整合するように雑音が合成される。以下におい てさらに詳細に説明されるこの雑音合成方法は、二重トークに対するＮ　Ｅ　Ｃ １４０の最適化を可能にするように設計考慮項目として単一トークを効果的に回 避する。以下、雑音解析／合成特徴に関して詳細に説明する。

本発明の付加的な特徴として、図５の実施例に示されているように利得段もまた 設けられることができる。この特徴を構成する時、Ｎ　Ｅ　Ｃ１４０への遠端部 のスピーチ信号ｘ　（ｎ）の人力に可変利ｉ）素子＋７Ｑが設けられている。人 力された遠端部のスピーチ信号ｘ　（ｎ）は可変利得段１７０を通ってバッファ １５４および未知のエコーチャンネル＋４２に供給される。

制御装置１５２は可変利得段！７０との組合わせで自動利得制御特徴を提供し、 そうでなければ未知エコーチャンネル１４２によって非直線的に影響を与えられ る信号を限定する。制御装置１５２および可変列ｉ６段１７０はまたフィルタ適 応プロセスに対して集束時間を減少するように機能する。以下、この特徴をさら に詳細に説明する。

本発明の実施例に示されているように、２つの独立的に適応するフィルタである フィルタ１５８および＋６０は、未知のエコーチャンネルを追跡する。フィルタ １６０は実際のエコー消去を行うが、フィルタ１５８はＮ　Ｅ　Ｃ１４０が動作 すべき状態を決定するために制御装置１５２によって使用される。このために、 フィルタ１５８および１６０はそれぞれ状態フィルタおよびエコー消去装置フィ ルタと呼ばれる。この２フイルタ方法の利点は、未知のエコーチャンネル１４０ をモデル化するエコー消去装置フィルタ＋６０のフィルタ係数が近端部のスピー チからの劣化の危険性なしにより効果的に保存されることが可能なことである。

エコーチャンネル特性を密に保存することによって、本発明の設計は中央クリッ ピングを不要にする。

フィルタ１５８および１６０の特性を監視する制御装置１５２内で実行される制 御アルゴリズムは、二重トークにおける評価されたエコーチャンネル特性を保存 するために最適化される。

制御装置１５２は適切な時間においてフィルタ１５８および１６０の適用をオン およびオフに切替え、両フィルタのステップサイズを調節して、速い初期適応を 可能にするようにｘ　（ｎ）に関して利得装置１７０を調節する。

図６は、図５の制御装置１５２を（機能的なブロック図の形態で）さらに詳細に 示す。図６において、制御装置１５２は状態マシンおよびプロセス制御装置１８ ０、エネルギ計算装置１８２、差動エネルギマグニチュード装ｒｒＬ１８４、可 変適応しきい値装置１８６、自動利得制御装置１８８およびフラット遅延計算装 置１９０から構成されている。

状態マシン１８０は、図１４に関して示されているように全体的な状態マシン機 能および図７に関して示されているような種々の全体プロセス制御を実行する。

状態マシン１８０は、Ｎ　Ｅ　Ｃ１４０の初期動作中に初期フィルタ１５６およ びフラット遅延計算装置１９０に対する制御を行う。状態マシン１８０は、初期 設定に関して状態フィルタ１５８およびエコー消去装置フィルタ１６０を制御し 、適応制御およびステップサイズ制御を行う。状態マシン＋８０はまた雑音解析 装置１６６およびスイッチ１６２　、１６４に対して制御を行う。状態マシン１ ８０はまたエコー消去装置フィルタ＋６０の状態マシンの適応制御に対して可変 適応しきい値装置＋８６をエネーブルする。状態マシン１８０はまたエコー消去 装置フィルタ１６０および状態フィルタ１５８にそれぞれ供給するために合計器 １４８から信号ｅ　（ｎ）を、および合計器１５０から信号ｅｌ（ｎ）受信する 。別の形態では、信号ｅｌ（ｎ）およびｅ　（ｎ）は状態フィルタ１５８および エコー消去装置フィルタ１６０に直接供給されてもよい。

エネルギ計算装置１８２は円形バッファ１５４からのｘ　（ｎ）、ＨＰ　Ｆ　１ ４６からのｒ（ｎ）、合計器１４８からのｅ　（ｎ）　、および合計器１５０か らのｅｌ（ｎ）に対するサンプル値を受信し、差動エネルギマグニチュード装置 １８４および状態マシン＋８０に（ｌｔ給するために以下説明されるように種々 の値を計算する。差動エネルギマグニチュード装置１８４は、近端部のスピーチ および、または遠端部のスピーチが存在しているか否かを決定するように、しき い値レベルとの比較のためにエネルギ計算装置１８２において計算されたエネル ギ値を使用する。

この決定の結果は状態マシン１８０に提供される。

エネルギｌ装置＋８２は、フィルタ＋５８および１６０に対して各段階でエネル ギ評価を計算する。これらのエネルギ評価は最も新しいサンプルの二乗の合計と して３１”ｐされる。時間ｎにおける信号ｘ　（ｎ）についての２つのエネルギ 測定値Ｅ　（ｎ）およびＥ　（ｎ）はそれぞれ＋２８および２５６個のＸ　ＩＫ サンプルに対して計算され、以下の式にしたがって表されることができる：１２ ７ 同様に、エネルギ計算装置！８２は、以下の式にしたがって各信号ｒ　（ｎ）　 、ｅ　（ｎ）およびｅｌ（ｎ）に対する時間ｎでのエネルギ評価Ｅ　（ｎ）、Ｅ 　（ｎ）およびＥ　ｅｌ（ｎ　）をＩ　？ エネルギ計算装置１１ｓ２はまた以下の式にしたがつて時間ｎのハイブリッド損 失Ｈｌｏｓｓ（ｎ）を計算する：Ｈ１ｏｓｓ（ｎ）　（ｄＢ）＝　１０１ｏｇｌ Ｏ［Ｅｘ（ｎ）／Ｅ、（ｎ）］、　（１４）エコー消去装置フィルタ＋６０のエ コー復帰損失強化（ＥＲＬＥ）は、以下の式にしたがってエネルギ計算装置１８ ２１：より状態フィルタ１５８のエコー復帰損失強化（ＥＲＬＥＩ）＋１また以 下の式にしたがってエネルギ計算装置１８２により計算さエコーチャンネルによ って発生させられたエコー信号中の非直線性を回避するために、最大値の近くに 予め設定されたしきい値より低い値にサンプルｘ　（ｎ）の受信された値を制限 することが望ましい。可変利得段＋７０と組合わせられた自動利得制御装置１８ ８がこの結果を達成する。円形バッファからサンプルｘ　（ｎ）を受信する自動 利得制御装置１８８は、サンプル値が過度に大きい場合にそれらを制限するよう に可変利得素子１７０に利得制御信号を供給する。

Ｎ　Ｅ　Ｃ１４０の初期動作時の状態マシン１８０の制御下におけるフラット遅 延計算装置１９０は、初期フィルタからフラット遅延を計算する。その後、フラ ット遅延計算装置１９０は状態フィルタ１５８およびエコー消去装置フィルタ！ ６０に円形バッファオフセット情報を提供し、呼びに対するフラット遅延期間を 考慮する。

本発明のネットワークエコー消去装置の実施例において、３分枝方法は二重トー ク検出／処理問題を解決するために使用される。したがって、本発明は（１）異 なるステップサイズを持つ２つの独立的に適用するフィルタと：　（２）フィル タ適用をオンおよびオフに切替えるための可変しきい値と：および（３）スピー チ検出用の差動エネルギアルゴリズムとを使用する。

Ｎ　Ｅ　Ｃ１４０は、２つの独立的に適応する適応フィルタを使用する。別の２ ７．イルタ方法とは異なって、Ｎ　Ｅ　Ｃ１４０はエコー消去のために使用する フィルタ１５８と１６０間で前後に切替えず、また定常状態で２つのフィルタ間 でタップ情報も交換しない。これらの以前から知られている両技術はエコー消去 装置の出力において不所望の“ポツプを生じさせる転移を発生させる。本発明に おいて、エコー消去装置フィルタ１６０は常に実際のエコー消去を行い、一方状 態フィルタ１５８は異なる消去装置状態を区別するために状態マシン＋８０内で 行われた制御アルゴリズムによって使用される。この新しい二重フィルタ方法は 、エコー消去装置フィルタ＋６０に対する伝統的な適用方法の使用を可能にする 。制御アルゴリズムが消去装置が動作する状態を“確証しない”場合、それはエ コー消去装置フィルタ＋６０の適用をオフに切替え、一方状態フィルタ＋５８は 連続的に適用する。状態マシン１８０は、状態決定の助けとなるように状態フィ ルタ＋５８から収集された統計を使用する。適応フィルタのステップサイズは、 エコー消去装置フィルタ！６０が定常状態で高いＥＲＬＥを獲得し、一方状態フ ィルタ１５８はエコーチャンネル応答の任意の変化に迅速に応答するように調節 される。２つのフィルタ１５８および１６０が前述された方法で同時に適用する ことを可能にすることによって、エコー消去装置の全体的な特性が強化される。

状態フィルタ１５８およびエコー消去装置フィルタ１６０は、初期フィルタ１５ ６と共に図４を参照して記載された方法でそれぞれ構成される。状態フィルタ１ ５８およびエコー消去装置フィルタ１６０は、　８ｋＨｚのサンプリング速度で ３２ｍ　ｓのエコー分散期間を計算するためにそれぞれ２５６個のタップを含む 。状態フィルタ１５８およびエコー消去装置フィルタ１６０に対して、エコー分 散期間およびサンプリング速度に応じて、多いまたは少ない数のタップが使用さ れてもよいことが理解されるべきである。サンプルバッファ１５４は、アメリカ 大陸を横断して行われた呼びに対するフラット遅延およびエコー分散の６４ｍ５ の時間期間を計算するために５１２個の遠端部のスピーチサンプルを含んでいる 。個々の電話機の呼びにおいて直面するフラット遅延の異なる値を処理するため に、本発明のネットワークエコー消去装置はフラット遅延を自動的に決定し、エ コー分散領域で動作するタップ数を最大にするようにフィルタタップをシフトす る。したがって、本発明のエコー消去装置はシフトを伴わなずに０乃至３２ｍ　 ｓの範囲のエコ一応答を処理し、最大遅延シフトにより３２乃至６４ｍ５までの エコ一応答を処理する。デジタル信号プロセッサおよびそれに関連した処理技術 に関して技術的に良く知られているように、初期フィルタ＋５６はフィルタ１５ ８および１６０を形成するために使用されてもよいことが理解されなければなら ない。

初期処理の終了時、初期フィルタ１５６は“破壊”されて、独立した係数発生器 を備えた２つのフィルタ１５８および１６０にされる。以下、初期特徴をさらに 詳細に説明する。

二重トークの開始時にエコー消去装置フィルタ１６０のフィルタ係数を保存する ために、Ｎ　Ｅ　Ｃ１４０はエコー消去装置フィルタ１６０の適応をオンおよび オフに切替えるために可変適応しきい値（ＶＴで示された）を使用する。可変適 応しきい値（ＶＴ）は可変適応しきい値装置１８６によって；１算され、状態マ シン１８０に供給される。制御アルゴリズムは、状態フィルタ１５８またはエコ ー消去装置フィルタ１６０のいずれ力＜ＶＴより大きいＥＲＬＥを有している場 合に、エコー消去装置フィルタ１６０を適応させることを可能にする。再び図４ を参ル発生器１２６かフィルタ適応のためにフィルタ係数を更新すんでいる。両 フィルタのＥＲＬＥがＶＴより小さい場合、状態マシン１８０は係数ベクトル発 生器＋２６が更新された係数を供給できないようにする。この場合、係数ベクト ル発生器１２６は、適応が再度エネーブルされるまで既存の係数を出力する。制 御入力はまた式（４）のμ、Ｅエエ（ｎ）およびｅ（ｎ）の値のような別のパラ メータを係数ベクトル発生器１２６に提供する。

図６において、状態フィルタ１５８に対するＥＲＬＥはｒ（ｎ）およびｅｌ（ｎ ）の値を使用して式（６）にしたがってエネルギ計算装置１８２において計算さ れる。同様に、値ｒ（ｎ）およびｅ　（ｎ）の値に関してエコー消去装置１６０ に対してエネルギ計算装置１８２で計算が行なわれる。可変適応しきい値装置＋ ８６において、この例では６ｄＢの初期最小しきい値に状態マシン＋８０によっ てＶＴが初期化される。可変適応しきい値装置１８６におけるしきい値処理は以 下のＣコードによって説明されることができる： また、Ｌ　しｔ　（ＥＲＬＥ＜Ｍτ−３ｄＩ３）　て゛あＳなジ）「′、（■＝ ＭＴ、１でち３．。

ＥＲＬＥが（ＶＴ＋６ｄＢ）を通って上昇すると、適応しきい値も上昇し、ピー クＥＲＬＥの後方に６ｄＢを残す。この６ｄＢの余裕はＥＲＬＥの可変度を示す 。状態マシン１８０は、フィルタ１５８および１６０のいずれのＥＲＬＥか最後 のＥＲＬ　Ｅビークの６ｄＢ内にある場合、エコー消去装置フィルタ１６０が連 続的に適応することを可能にする。ＥＲＬＥが最小しきい値より下の３ｄＢに下 降した場合、適応しきい値は最小しきい値にリセットされる。この方法の利点は 、エコー消去装置フィルタ１６０の適応が二重トークの開始時に直ぐに停止させ られることである。例えば、遠端部の通話者が話している唯一の１人であると仮 定する、最後のＥＲＬＥピークは３４ｄＢである。近端部の通話者が話し始める と、ＥＲＬＥは下降して、ＥＲＬＥが２８ｄＢになったときにフィルタ適応は停 止される。慣例的な近端部のスピーチ検出器は、ＥＲＬＥが約６ｄＢより下に下 降するまで適応を中止せず、これはエコーチャンネル評価が少し劣化されること を許す。したがって、エコーチャンネル特性をさらに密に保存することによって 、本発明は二重トークにおけるさらに大きいエコー排除を達成し、一方で伝統的 なエコー消去装置において使用される中央クリッパと関連した音声品質劣化を回 避する。

本発明の実施例において、フィルタ＋６０の適応が停止させられる前に両フィル タ＋５８および１６０のＥＲＬＥかＶＴより下に下降することが好ましい。この 制御アルゴリズムの特性は、両フィルタのＥＲＬＥが二重トークの開始時に直ぐ 下降するため、いずれのＥＲＬＥ測定値の正常な可変度と二ｆｆｉトークの開始 を区別することを助ける。

本発明の別の観点は、フィルタ１５８および＋６０が集束を達成するとき、ＶＴ に対する最小しきい値の値はｗ期設定から増加されることである。ＶＴに対する 最小しきい値が増加すると、エコー消去装置フィルター６０が適応される前に、 さらに高いＥＲＬＥが必要である。

大きい背景雑音レベルが状態決定を妨害しないようにするために、本発明のエコ ー消去装置は信号ｘ　（ｎ）およびｅ　（ｎ）に関して差動エネルギアルゴリズ ムを使用する。差動エネルギマグニチュード装置１８４および状態マシン１８０ 内で行われ、以下さらに詳細に説明されるこのアルゴリズムは、背景雑音レベル を連続的に監視し、通話者が話しているか否かを決定するために信号エネルギと それを比較する。実施例における差動エネルギマグニチュード装置１８４は、背 景雑音レベルＢ　の関数である３つのしきい値Ｔ、（Ｂ、）　、Ｔ２（Ｂ、）お よびＴ３　（Ｂ、）を４算する。信号ｘ　（ｎ）の信号エネルギが３つの全しき い値を越えた場合、連語者が話していると決定される。信号エネルギがＴＩおよ びＴ２を越えるがＴ３を越えない場合、通話者は“スピード”という単語中の“ ｓｐ“音のような無声音を発【２ていると決定される。

信号エネルギが３つの全しきい値より小さい場合、通話者は話していないと決定 される。

本発明のエコー消去装置におけるサンプルデータ処理の例示的な全体フロー図は 図７および以下に示されている。状態マシン１８０の制御下のアルゴリズムがブ ロック２００で最初にスタートし、次にブロック２０２においてｘ　（ｎ）およ び■（ｎ）のμ法則のサンプルを初めに獲得し、その後それらはブロック２０４ でそれらの直線的な値に変換される。ｖ　（ｎ）サンプルはブロック２０６にお いてサンプルｒ　（ｎ）を得るためにバイパスフィルタ（ＨＰＦ）を通過させら れる。ＨＰＦであり、残留ＤＣおよび低周波数雑音を除去する図５のフィルタ１ ４６は、良く知られたデジタルフィルタ技術を使用して構成されたデジタルフィ ルタである。ＨＰＦは典型的に３７ｄＢυ１除によりカットオフされた１２０Ｈ ｚの停止帯域および０．７ｄＢリツプルによりカットオフされた２５０Ｈｚのパ スバンドの特性を持つ第３のオーダーの楕円型フィルタとして構成される。ＨＰ Ｆは典型的に以下のように表Ｉに示された係数を持つ第１のオーダーおよび第２ のオーダーの直接形態構造の縦続接続として構成される。

表Ｉ 次にエネルギ平均Ｅ　およびＥ　はブロック２０８においてＸ　ＸＩ 信号サンプルｘ　（ｎ）に対して更新される。次にブロック２１Ｏにおいてエネ ルギ平均Ｅ　（ｎ）がハイブリッド上でのエネルギ損失Ｈ１ｏｓｓ　（ｎ）の計 算と共に信号サンプルｒ　（ｎ）に対して更新される。

ブロック２ｉ２において、適応フィルタ１５８（図５）の出力である値ｙｌ　（ ｎ）が計算され、ブロック２１４でエコー残留ｅｌ（ｎ）が決定される。ブロッ ク２１６においてＥＲＬＥＩおよびフィルタ１５８に対するエネルギ平均Ｅｅｌ が更新される。

同様に、ブロック２１８で適応フィルタ１６０（図５）の出力である値ｙ　（ｎ ）が計算され、その後ブロック２２０において残留エコーｅ　（ｎ）が決定され る。それからブロック２２２においてフィルタ１６０に対するＥＲＬＥおよびエ ネルギ平均Ｅ。

が更新される。ブロック２０８乃至２２２に示されたあるステップは、別のステ ップに要求される値によって決定されるようにその他の種々の順番で行われても よいことが理解されるべきである。さらに、あるステップはステップ２＋２乃至 ２１６および２１８乃至２２２のように並列に行われてもよい。したがって、図 ７を参照してここに説明された順序は処理ステップの順序の一例に過ぎない。

前のステップの終了時、パラメータ調節ステップはブロック２２４で行われ、こ のステップは図８を参照してさらに詳細に説明される。パラメータ調節ステップ の終了すると、周期関数ステップがブロック２２６で行われ、このステップは図 ９を参照してさらに詳細に説明される。周期関数ステップの終了すると、状態マ シン動作ステップがブロック２２８で行われ、このステップは図１４を参照して さらに詳細に説明される。

状態マシン動作ステップの終了時、プロセスはフロー図の点Ａに戻って反復する 。

図８のフロー図は、図７のブロック２２４のパラメータ調節ステップを詳細に示 す。パラメータ調節ステップにおいて、フィルタステップサイズおよび可変しき い値パラメータがエコー消去装置動作中に更新される。

状態フィルタ１５８およびエコー消去装置フィルタ１６０（図５）の両者は、フ ィルタ係数発生器への制御人力において１のステップサイズ（μｍ−μ２−１） を提供することによって動作の開始時に状態マシン＋８０によって初期化される 。このレベルにおけるこのフィルタの初期化は、速い初期集束を可能にする。パ ラメータ調節ステップに達した時、初期パラメータ調節アルゴリズムが使用され る。このｍ期アルゴリズムにおいて、エコー消去装置フィルタに対してμ２の値 に設定された制御素子が０．５の固定値より大きいか否かに関する決定がブロッ ク２５０で行われる。そうならば、ＥＲＬＥが１４ｄＢより大きいか否かに関す る決定がブロック２５２で行われる。チャンネルの集束を１ｆｆｉｆ６し始めた 時のように、ＥＲＩ、Ｅが１４ｄＢより大きくない場合、カウンタ（５ｃｏｕｏ ｆカウンタ）の値はブロック２５４でゼロ（Ｓｃｏｕｎｌ　＝　Ｑ　）に等しく 設定され、パラメータ調節ステップはこのサンプルに対して終了され、サブルー ティンは点Ｃで出される。

ＥＲＬＥが１４ｄＢより大きいと決定された場合、ブロック２５６においてカウ ンタがインクレメントされる。その後、ブロック２５８において、５ｃｏｕｎｌ 値が４００のカラン）・値にインク１ノメントされたか否かに関する決定が行わ れる。５ｃｏｕｎｆ値が４００のカウント値より小さい場合、パラメータ調節ス テップはこのサンプルに対して終了され、サブルーティンは点Ｃで出される。

しかしながら、ブロック２５８の決定により結果的に５ｃｏｕｎｌ値が４００の カウント値に等しいことが判明し、それが５０ｍ　ｓに対して１４ｄＢより大き いＥＲＬＥに対応する（連続的に）場合、ブロック２６０において状態フィルタ のステップサイズ（／ｌｌ）は０．７にシフトされ、エコー消去装置フィルタの ステップサイズ（μ２）は０．４にシフトされる。またブロック２６０において 、５ｃｏｕｎｔカウンタはゼロにリセットされる。その後、パラメータ調節ステ ップはサンプルに対して終了され、サブルーティンは点Ｃで出される。

ブロック２５０でエコー消去装置フィルタに対してμ２の値を設定された制御素 子が０．５の固定値より大きくないことが決定された場合、中間アルゴリズムが 実施される。この中間アルゴリズムにおいて、μ２に対する値が０．２より大き いか否かに関する決定がブロック２６２において行われる。そうであるならば、 ＥＲＬＥが２０ｄＢより大きいか否かに関する決定かブロック２６４で行われる 。ＥＲＬＥが２０ｄＢより大きくない場合、プロ・ツク２６６において５ｃｏｕ ｎｌ値はゼロに等しく設定され（Ｓｅｏｕｎｌ＝　０）　、このサンプルに対す るパラメータ調節ステップが終了され、サブルーティンは点Ｃて出される。

ＥＲＬＥが２０ｄＢより大きいと決定された場合、プロ・ツク２６８においてカ ウンタは・ｆンクレメントされる。その後、ブロック２７０においてカウンタ値 が４００のカウント値にインクレメントされるか否かの決定が行われる。カウン タ値が４００のカウント値より小さい場合、パラメータ調節ステップはこのサン プルに対して終了され、サブルーティンは点Ｃで出される。

しか１７ながら、ブロック２７０の決定により結果的に５ＣＯｕｎｌ値が４００ のカウント値に等しいことが判明し、それが５０ｍ５に対して２０ｄＢより大き いＥＲＬＥに対応する場合、ブロック２７２において値μｌは０．４にシフトさ れ、値μ２は０，１にシフトされる。さらにブロック２７２において、最小しき い値は６ｄＢの初期最小しきい値から１２ｄＢに増加される。その後、パラメー タ調節ステップはこのサンプルにχ・１して終了され、サブルーティンは点Ｃで 出される。

さらに小さいステップサイズへのフィルタの“ギアシフト”は、さらに高いＥＲ ＬＥレベルが使用されることを可能にすることに留意されるべきである。しかし ながら、好ましい実施例においてμ２くμｌの関係は維持され、それによってエ コー消去装置フィルタが高い定常状態のＥＲＬＥを獲得し、状態フィルタがエコ ーチャンネル応答の変化に迅速に応答する。

μ２のエコー消去装置フィルタの値が０．１に設定された後、可変適応しきい値 アルゴリズムはエコーチャンネル応答をさらに密に保存するように作用する。可 変適応しきい値装置１８６内で行われた可変しきい値アルゴリズムは、ブロック ２６２においてμ２の値が０．２より小さく定められたときに実施される。ＥＲ ＬＥがブロック２７４において６ｄＢの初期最小しきい値に最初に設定された可 変しきい値（ＶＴ）より６ｄＢ大きいように定められた場合、ＶＴの値はブロッ ク２７６で修正される。ブロック２７６において、ＶＴはＶＴの前の値の大きい 方またはＥＲＬＥマイナス６ｄＢの値に設定される。

ＶＴが設定されると、パラメータ調節ステップはこのサンプルに対して終了され 、サブルーティンは点Ｃで出される。

しかしながら、ブロック２７４においてＥＲＬＥがＶＴプラス６ｄＢの値より大 きくないことが決定された場合、ブロック２７８でＥＲＬＥが最小しきい値マイ ナス３ｄＢより小さいか否かの決定が成される。ブロック２７８において、最小 しきい値ＭＴの値は中間アルゴリズムで設定されたように１２ｄＢである。ＥＲ ＬＥが最小しきい値マイナス３ｄＢより大きい場合、パラメータ調節ステップは このサンプルに対して終了され、サブルーティンは点Ｃで出される。しかしなが ら、ブロック２７８においてＥＲＬＥが最小しきい値マイナス３ｄＢより大きく ないと決定された場合、ブロック２８０においてＶＴは１２ｄＢであるＭＴの値 に設定される。パラメータ調節ステップはこのサンプルに対して終了され、サブ ルーティンは点Ｃで出される。

最小しきい値を増加することによって、プロセスはエコー消去装置フィルタが適 応される時に関してさらに選択的になり、いずれのフィルタからの高いＥＲＬＥ が必要とされることに留意すべきである。高い最小しきい値の使用は、以下図１ ４中の状態マシン処理に関して説明されるように、二重トーク状態からハングオ ーバー状態にエンターするために要求される高いＥＲＬＥを結果的に生じさせる 。

大きい近端部の背景雑音の存在時においてさえ、定常状態への速い転移を促進す るために、本発明のエコー消去装置は最初に遠端部のスピーチ中にｘ　（ｎ）の 入力利得を＋３ｄＢに調節する（ＩＧｉｉｎ−３ｄＢ）。図５に示されているよ うに、状態マシン１８０は可変利得段１７０に対する制御を行う。

この初期の３ｄＢ利得は、さらに速い初期集束を可能にする近端部の雑音に関し てｒ　（ｎ）で受信されたエコーのサイズを増大する（Ｓ／Ｎ比が３ｄＢだけ増 加する）。図７のプロジン１８０は１００ｍ　ｓごとに１．５ｄＢのステップで ＯｄＢの公称値にｌＧａ１ｎを回復する。実験的研究において、１．５ｄＢの利 得変化はリスナーに対して知覚不可能であることが明らにされている。この利得 調節は通常遠端部のスピーチの最初の５００ｍ　ｓ内で段階的に除去される。

自動利得制御装置１８８の制御下における可変利得段１７０に関する第２の利得 調節は、クリッピングを自動的に回避するように行われる。エコー消去装置がボ コーダから受信するＸ（ｎ）のμ法則のサンプルは、典型的に−８０３１乃至＋ ８０３１の範囲である。ハイブリッドに向かって送られるサンプルＸ（ｎ）が＋ ８０３１または−８０３１の最大値に近い場合、ハイブリッドから戻ったサンプ ルは基準信号ｘ　（ｎ）に非直線的に関連している。この問題を解決するために 、本発明のエコー消去装置は、サンプルｘ　（ｎ）の絶対値が最大値の近くの予 め設定された値、例えば７９００の値より大きい時は常に人力サンプルを１．５ ｄＢだけ減衰する（ＩＧｉｉｎ　−−１，５ｄＢ）ように可変利得素子１７０を 自動的に制御するために自動利得制御装置１８８を使用する。Ｉ　Ｇａ１ｎは、 消去装置が沈黙状態に入ると直ぐにＯｄＨに回復される。近端部のリスナーに知 覚不可能であるこの利得変化は通常典型的な会話において作用するが、遠端部の 通話者が大声で話している場合はエコー消去装置の動作を大幅に改良する。

再び図７を参照すると、パラメータ調節ステップが終了した後、周期関数計算ス テップが実行される。図９は、周期関数計算ステップ：　（１）信号ｘ　（ｎ） およびｅ　（ｎ）の差動エネルギマグニチュード、（２）雑音解析の自己相関お よびダービン帰納、および（３）エコー遅延を変化させることを考慮するための タップシフトアルゴリズムで周期的に行われる３つの計算を示す。

図９において、周期関数計算ステップはブロック３００でどの計算が実行される 必要があるかに関して状態マシンの状態およびカウンタ（Ｆｃｏｕｎｔ　）から 決定する関数選択ステップでスタートする。状態にかかわらず、１２８個のサン プルごとにｘ　（ｎ）およびｅ　（ｎ）の差動エネルギマグニチュードが差動エ ネルギマグニチュード装置１８４において計算される（図６）。

ＤＥＭ（ｘ）で示された信号Ｘの差動エネルギマグニチュードは、遠端部の通話 者が話しているか否かを決定するために使用される。好ましい実施例において、 ＤＥＭ　（ｘ）は範囲［０，３］中の整数として与えられる。ＤＥＭ　（ｘ）の 値は、ブロック３０？において背景雑音レベルＸＢ、のエネルギの評価の関数で ある３つの計算されたしきい値と、図６のエネルギ計算装置！８２から供給され た信号ｘ　（ｎ）のエネルギＥ　を比較することによって決定される。

このステップにおいて、背景雑音評価は１２８個のサンプルごとに計算され、制 御において次の新しいＸ　Ｂ　ｒ　＋　＋が計算さ３つのしきい値は、以下のよ うにＸＢ、の関数として計算される： Ｔ１（ＸＢＨ）　＝　−（３，１６０５００ｘｌＯ−ｓ）　ＸＢｉ２＋　１０． ３５χＢＨ＋　７０４．４４；　（１８）Ｔ２（ＸＢｌ）　＝　−（７，９３８ ８１６ｘｌｃＳ）　ＸＢ、２＋　２６．００　ＸＢｉ＋　１７６９．４８；　（ １９）Ｔ３（ＸＥＨ）　＝　−（３，１６０５００ｘｌＯ’）　ＸｔＪ２＋　１ ０３．５　ＸＢＨ＋　７０４４．４４．　（２０）遠端部の信号のエネルギＥ　 は、再度これら３つのしきい値と比較される。Ｅ　か３つのしきい値の全てより 大きい場合、ＤＥＭ（ｘ）＝３であり、スピーチが存在していることを示す。Ｅ 　がＴ　およびＴ　より大きいがＴ３よりは太きくない場合、ＤＥＭ（ｘ）＝２ であり、発声されていないスピーチが存在している可能性があることを示す。Ｅ ｘがＴ２およびＴ　より大きくないがＴＩより大きい場合、Ｄ　Ｅ　Ｍ（ｘ）＝ １である。最後に、Ｅ　が３つのしきい値の全てよ！ り小さい場合、ＤＥＭ　（ｘ）＝０であり、スピーチか存在しないことを示す。

ＤＥＭ　（Ｘ）の値は、差動エネルギマグニチュード装置１８４から状態マシン １８０にｆＪ（給される。

同様に、信号ｅの差動エネルギマグニチュードＤＥＭ　（ｅ）が計算され、近端 部の通話者が話しているか否かを決定するために使用されている。ＤＥＭ　（ｅ ）はまた好ましい実施例において［０，３］の範囲の整数値として与えられる。

ＤＥム・Ｉ　（ｅ）は、ブロック３０４において以下の３つの計算されたしきい 値と図６のエネルギ計算装置＋８２から供給された信号Ｔ２（ＥＢＢ）＝−（１ ，９１２１６６ｘｌＯ−５）ＥＢＨ２＋８．７５００４５ＥＢ１＋９０８．９７ １；　（２２）Ｔ３（ＥＢｌ）　＝　−（４，９４６３１１ｘｌＯ’）　ＥＥ１ ２＋　１８．８９９６２　ＥＢ、＋　２６７７．４３１　（２３）ここにおいて 、信号ｅ　（ｎ）の背景雑音評価は１２８個のサンプルごとに更新される； ＥＢＨ，１＝　ｍｉｎ　（Ｅｅ、　１６００００．　ｍａｘ　（１，，００５４ ７ＥＢＨ，ＥＢ；＋１））、　（２４）Ｅ　が３つのしきい値の全てより大きい 場合、ＤＥＭ　（ｅ）ｅ ＝３であり、近端部のスピーチが存在していることを示す。

Ｅ　がＴ３より大きくないがＴＩおよびＴ２より大きい場合、ＤＥＭ　（ｅ）− ２であり、発声されていない近端部のスピーチが存在している可能性があること を示す。Ｅ　がＴ２およびＴ３より大きくなくＴｌより大きい場合、ＤＥＭ　（ ｅ）−１である。最後に、Ｅ　が３つのしきい値の全てより小さい場合、ＤＥＭ 　（ｅ）−０であり、スピーチが存在しないことを示す。ＤＥＭ（ｅ）の値は、 差動エネルギマグニチュード装置＋８４から状態マシン１８０に供給される。

ＤＥＭ（ｘ）およびＤＥＭ　Ｃｅ＞の値が；１算されると、ＸＢ、およびＥＢ　 の値はブロック３０６において式（１７）および（２４）に対して更新される。

ＸＢ　およびＥＢ　の両者は＋６００００の値に初期化されることに留意すべき である。

背景雑音レベルを追跡する差動エネルギ測定値を使用することによって、背景雑 音の高いレベルでも誰かが話しているか否かの正しい決定が行われることができ る。これは、正しい状態決定を行う時に図６の状態マシン１８０を助ける。

上記のように、雑音解析計算は周期関数計算ステップで行われる。関数がブロッ ク３００で選択し、状態マシンが現在のサンプルに対して０”の状態であること を検出したとき、現在のサンプルを含む最後の２５６個のサンプルが全て状態マ シンの状態″０“であるか否かに関する決定がブロック３０８において行われる 。そうであるならば、スピーチをボコード化するために伝統的に使用される線形 予測コーディング（ＬＰＣ）方法が雑音のスペクトル特性を計算するために使用 される。しかしながら、これらの全てのサンプルが状態”０”でない場合、ＬＰ Ｇ方法はスキップされる。

ＬＰＧ方法は、過去のサンプルプラス励起の線形組合せによって生成されるもの として各サンプルをモデル化する。どの通話者も話していない場合、エラー信号 ｅ　（ｎ　）　カ予１９１ｊ−ラーフィルタ（図５の雑音解析素子１６６）を通 して送られ、全ての短期間冗長を除去する。このフィルタの伝達関数は以下の式 によって与えられる： １＝１ ここで、実施例の中の予ｆｌＦＩ装置の次数は５である（Ｐ−５）。

ＬＰＧ係数ａ　は、良く知られた効果的な計算方法であるＲａｂｉｎｅｒおよび ５ｃｈａｌｅ＋氏による文献（Ｄｉｇｉｌａｌ　ＰＩｏｃｅｓｓｉｎｇｏＩ　５ ｐｅｅｃｈ　Ｓｉｇｎａｌｓ）　（二２載されているよう（こブロック３１２の ダービンの帰納によりブロック３１０の自己相関方法を使用して１２８個のサン プルのブロックから計算される。最初の６つの自己相関係数Ｒ（０）乃至Ｒ（５ ）は次のように３１算さその後、ＬＰＧ係数がダービンの片納アルゴリズムを使 用して自己相関値から直接計算される。アルゴリズムは以下のように表されるこ とができる： （１）　Ｅ（０）　＝　Ｒ（０）、　ｉ　＝　１　（２７）（ｉ）　（ｉ−１） 　（ｉ−１） （４）　αｉ”ｌ−に１円、　１　＜＝　ｊ　＜＝　ｉ−１（３０）（５）　Ｅ （ｉ）　＝　（１−ｋｉ２）　Ｅ（ｉ−１）　（３１）（６）ｉ＜ｐならば、（ ２）に進み、ｉ　＝　ｉ　＋１である　（３２）（７）ＬＰＧ係数にχ・Ｉする 最終的な解は、ＬｐｃＨ数か度ｔＷされると、合成された雑音サンプルは、鳥＝ １ によって与えられ、雑音解析のために使用されたフィルタの逆数である、雑音合 成フィルタ（図５の雑音合成素子１６８）に白色雑音を通すことによって同じス ペクトル特性により生成されることができる。

ＬＰＧコーディング技術は、実施例において雑音をモデル化する優れた方法を１ ３倶することが理解されるべきである。

しかしながら、雑音をモデル化するためにその他の技術が使用されることが可能 であり、或は雑音モデル化が全く使用されなくてもよい。

周期関数計算ステップの別の関数として、タップシフトアルゴリズムがエコー遅 延を変化することを示すために使用される。この計算は、ブロック月４において ＥＲＬＥがｌ０ｄＢより大きい場合に、呼びに対する初期サンプル処理時に、お よびオプション的に２５６個のサンプルごとに実行される。ＥＲＬＥが１０ｄＢ より大きい場合、ある消去が存在しているという指示である最大タップ、すなわ ち初期フィルタ（図５のフィルタ１５６）中の最大値のフィルタ係数がブロック ３１６で図６のフラット遅延計算装置１９０において決定される。その後、エコ ー分散嶺域からの非常に多数の、またフラット遅延領域からの少数のサンプルを 処理するためにタップのシフトがブロック３１８において行われる。タップのシ フトはバッファから状態フィルタおよびエコー消去装置フィルタへの、通常発生 するよりもかなり多数のエコー分散領域サンプルの定められた配置である。ブロ ック３２０において、これらのサンプルに関するエネルギ平均の再計算が実行さ れる。タップシフトアルゴリズムが終了されるか、或は周期関数計算ステップの 他の２つの計算が終了されると、ブロック３２２においてＦカラン）・がインク レメントされ、サブルーティンが出される。

エコー遅延調節に関して、ベースステーションと電話ネットワーク中のハイブリ ッドにおけるエコー消去装置間の距離は、呼びによって広範囲に変化することが できるため、エコー信号のフラット遅延もまた広い範囲を有する。この遅延の範 囲は、米国が横断方向に３０００マイルであり、電気信号が光の２７３の速度で 伝播すると考えることによって迅速に評価されることができる。往１夏距離は６ ０００マイルなので、最大フラット遅延はほぼ： 本発明のネットワークエコー消去装置は、さらに多いタップがフラット遅延領域 て”消費”される代わりに、エコー分散領域で動作するように異なる呼びに認め られるフラット遅延の異なる値を示す。例えば、タップシフト機構を持たない伝 統的なエコー消去装置において、１６ｍ　ｓのフラット遅延は、フィルタ遅延ラ イン中の１２８個の最も新しいサンプルが消去装置に入ったエコーサンプルと相 関しないため、エコー消去装置の最ｔηの１２８個のタップをゼロに近付ける。

したがって、実際のエコー信号は残っている１２８個のタップによってのみ消去 される。これと反対に、本発明のＮＥＣはフラット遅延が１６ｍ　ｓであること を自動的に決定し、古いサンプルについて動作するようにタップをシフトする。

このノブ法はエコー分散領域上でさらに多数のタップを使用し、良好な消去を実 現させる。

本発明のＮＥＣは、円形バッファ（図５のバッファ１５４）に遠端部のスピーチ ｘ　（ｎ）の５１２個のサンプルを蓄積し、これは６４ｍ５の遅延にス・Ｉ応す る。消去装置が始動したとき、それは最ｔηに図１０に示されたように図５の川 明フィルタ１５６において４４８個の最も新しいサンプル上の４４８個のタップ を適応させる。

この位置のタップによる初期集束を得た後、アルゴリズムは最大タップ値および 初期フィルター５６のタップバッファにおけるその各位置を見出すことによって フラット遅延計算装置１９０内のフラット遅延を決定する。最大タップのタップ 番号（Ｔ　で示された）は、それが遠端部のスピーチサンプｆｌａｌ ルがエコー消去装置から出力され、ハイブリッドから反射し、エコー消去装置に 戻る時間なのでフラット遅延に対応する。

Ｔｌｌ１．Ｘだけタップをシフトする代わりに、アルゴリズムはエコーチャンネ ル応答が少し変化した場合に備えて３２個のサンプルの安全な間隔を残す。実際 のタップシフト値は以下のように与えられる： Ｔ、ｈ、、、　＝　ＭＡＸ［Ｏ，ＭＩＮＦＴ　−３２，２５６）］　’　（３６ ）ａｘ Ｔｓｈｉｌｔが決定されると、Ｔ　から始まる初期フィルｈｕｔ 夕のタップは図１１に示されたようなフラット遅延計算装置１９０によって状態 フィルタおよびエコー消去装置フィルタの両者に複写される。”　１ｈｉｆｌに よる円形バッファへのオフセットは、制御フィルタおよびエコー消去装置フィル タの両者のゼロ番目のフィルタタップが到達されたＴ　が最も新ｈｉｆｔ しいサンプルの前に位置するようにサンプルと整列するために使用される。図１ ２は、６４ｍ　ｓのエコー集束を可能にするような最大シフトを示す。タップが 古いサンプルについて動作するようにシフトされた後、エネルギ測定値Ｅ　（ｎ ）およびＥＸ□（ｎ）は、これらの古いサンプルの二乗の合計を測定するように 対応的に修正される。

ここにおいて説明のために、３つの適応フィルタが記載されている。しかしなが ら、種々の構造、特にデジタル信号プロセッサにおいて、初期フィルタはまた同 じ物理的メモリを使用する状態フィルタおよびエコー消去装置フィルタとして機 能することが理解されるべきである。

図７および図９の点りで周期関数計算ステップを出た時、状態マシン制御アルゴ リズムは状態マシン１８０（図６）によって実行される。状態マシン制御アルゴ リズムは、図１３に示されたように５つの状態を有する状態マシンとしてモデル 化されることができる。状態マシン＋８０中で行われているような状態マシン制 御アルゴリズムは、結果的に新しい各サンプルにより状態の変化を生じさせるこ とができる。

ブロック３３０における状態０は、通話者が話していない沈黙状態である。状態 フィルタまたはエコー消去装置フィルタはこの状態で適応せず、エコーチャンネ ルからの発散を阻止する。ＮＥＣが２５６個の連続したサンプル時間に対して状 態０のままである場合、制御フルボリズムは図９の雑音解析ルーティンを開始し 、ＬＰ（Ｊ折を使用して背景雑音の周波数特性をコード化する。

遠端部の通話者たけが話している場合、ＮＥＣはブロック３３２て状態１に人力 し、この状態においてフィルタは常に適応する。エコー消去装置フィルタは、い ずれかのフィルタのＥＲＬＥが適応しきい値ＶＴより上である場合に適応する。

雑音合成ルーティンは雑音を生成しく最後の沈黙の期間中に得られたＬＰＧ係数 を使用して）、残留エコーを置換する。

事実、遠端部のスピーチｘ　（ｎ）がどれ程大きくても、エコー残留は自動車に 戻らないため、ＮＥＣは状態１において無限大のＥＲＬＥを有する。

近端部の通話者だけが話している場合、ＮＥＣはブロック３３４の状態２に入る 。ここにおいて、状態マシンは両フィルタの適応を凍結し、信号ｅ　（ｎ）を出 力する。近端部の通話者が話しを止めた場合、ＮＥＣは状態０（沈黙）に転移す る前に、状態４（ハングオーバー）に転移し、実施例では５０ｍ５のハングオー バーである。このハングオーバーは、近端部のスピーチの可能な中断を示す。遠 端部の通話者が話し始めた場合、ＮＥＣは状態３（二重トーク）に転移する。

二重トークか始まる状態３のブロック３３６において、状態マシンはエコー消去 装置フィルタの適応を凍結し、ｅ　（ｎ）を出力する。ハイブリッド損失が３ｄ Ｂより上である場合、状態マシン制御アルゴリズムは状態フィルタが適応してエ コーチャンネル衝撃応答の可能な変化を示すことを可能にする。

例えば、両フィルタが集束されると仮定すると、遠端部の通話者だけが話し、エ コーチャンネルは急に変化する。この状況は、例えば自動車ステーションの通話 者が地上電話側の２人の人物に同時に話すように誰かが拡張電話を採用した場合 に発生する可能性がある。この場合、両フィルタのＥＲＬＥは突然低下し、ＮＥ Ｃは二重トーク状態にシフトし、近端部のスピーチとエコー信号を間違える。両 フィルタは通常二重１・−り時に凍結されるが、この場合両フィルタが適応する ことを許されていなければ、ＮＥＣは呼びが終端するまでこの状態のままである 。しかしながら、ＮＥＣは状態フィルタが適応することを許されているか否かを 決定するためにハイブリツド損失を使用する。状態フィルタが適応すると、その ＥＲＬＥは新しいエコーチャンネルを再度獲得するため上昇し、ＡＮＥＣは状態 ３（二重トーク）から復帰する。状態図に示されているように、状態３を出る唯 一の方法はハイブリツド損失が３ｄＢより大きい場合にのみ入ることができ、状 態フィルタまたはエコー消去装置フィルタのいずれのＥＲＬＥが最小しきい値Ｍ Ｔより上である状態４（ハングオーバー）を通る。

ブロック３３８の状態４は、近端部のスピーチにおける中止を示すハングオーバ ー状態である。遠端部の通話者が話しており、近端部のスピーチが実施例におけ る１００ｍ５に対して検出されない場合、ＮＥＣはブロック３４０で状態４（／ ｈハングオーバーから状態１（遠端部のスピーチ）に転移する。遠端部の通話者 が話しておらず、近端部のスピーチが実施例において５Ｑｍ　ｓの期間検出され ない場合、ＮＥＣは状態４（）＼ングオーバー）から状態Ｏに転移する。近端部 のスピーチが検出された場合には制御アルゴリズムは状態２（近端部スピーチ） または状態３（二重トーク）のいずれかにＮＥＣを戻す。

ＮＥＣ状態マシン制御アルゴリズムは図１４に示されてし）る。図１４において 、アルゴリズムは現在の状態が状態１（遠端部スピーチ）であるかどうかについ ての予備的決定を各サンプルに対して実行する。ブロック３４２において現在の 状態が状態１であると決定され、Ｈ１ｏｓｓの値が３ｄＢより小さいと決定され た場合、制御素子はブロック３４４で値ｅ　（ｎ）の出力を許す。この場合は、 前のサンプルに対して遠端部のスピーチは存在していたが、現在のサンプルに対 して二重トークが存在している状況を示す。同様に、現在の状態がブロック３４ ０．３４６および３４８において状態１，２および３（遠端部のスピーチ、近端 部のスピーチおよび二重トーク）のいずれでもないとそれぞれ決定された場合、 ブロック３４４においてｅ　（ｎ）の値は出力されることが許され、出力制御が 状態マシンによって行われる。その後、ＮＥＣが次のサンプルを処理する次の状 態に関する決定が行われ、次の状態決定が制御状態マシンアルゴリズムの点Ｅで 開始する。

ブロック３４０において、現在の状態が状態１（遠端部のスピーチ）であると決 定され、ブロック３４２においてＨ１ｏｓｓＯ値が３ｄＢより大きいと決定され た場合、ブロック３５０において状態フィルタは適応することを許される。その 後、ＥＲＬＥおよびＥＲＬＥＩはブロック３５２および３５４においてそれぞれ ＶＴに対して検査されて、いずれか一方がＶＴより大きい場合、ブロック３５６ においてエコー消去装置フィルタが適応することを許される。しかしながら、両 プロ・ツク３５２および３５４においてＥＲＬＥおよびＥＲＬＥＩがＶＴより大 きくない場合、エコー消去装置フィルタは適応しない。いずれの場合でも、ブロ ック３５８において合成された雑音サンプルは沈黙の最後の期間中に得られたＬ ＰＧ係数を使用して制御素子の制御の下に合成された雑音成分によって生成され る。

合成された雑音サンプルｓ　（ｎ）はプロ・ツク３６０で出力され、出力制御が 制御素子によって行われる。その後、ＮＥＣが次のサンプルを処理する次の状態 に関する決定が行われ、次の状態決定が点Ｅて開始する。

点Ｅにおいて、プログラム実行は次の状態サブルーティンに入る。ブロック３６ ２でＤＥＭ　（Ｘ）の値が２の整数値以上である場合、ＤＥＭ（ｅ）が１以下で あるか否かを決定するためにブロック３６４において検査が行われる。ＤＥＭ　 （ｅ）が１以下でない場合、状態マシンはプロ・ツク３６６において２の次の状 態（近端部のスピーチ）に転移する。しかしながら、ＤＥＭ　Ｃｅ＞が１未満で あるならば、状態マシンはプロ・ツク３６８で０の次の状態（沈黙）に転移する 。転移が状態２または０に対して行なわれても、ルーティンはｌ＼ングオー／く 一決定のために状態マシン制御アルゴリズムの点Ｆに進む。

しかしながら、点Ｅで次の状態サブルーティンに入った時、ブロック３６２てＤ ＥＭ（ｘ）の値が２以上であるならば、ＯＥＭ　（ｅ）の値はブロック３７０に おいて３に等しいか否か決定される。そうでなければ、次の状態はプロ・ツク３ ７２で１（遠端部のスピーチ）であると決定され、ルーティンはノ＼ングオーバ ー決定のために制御状態マシンアルゴリズムの点Ｆに進む。ブロック３７０にお いてＤＥＭ　（ｅ）の値が３に等しいと決定された場合、ブロック３７４．３７ ６および３７８においてＨｌ０１ｓＳＥ　ＲＬ　ＥおよびＥＲＬＥＩがそれぞれ ３ｄＢより小さいが否かを決定するために検査が行われる。プロ・ツク３７４． ３７６および３７８において値の任意の１つが３ｄＢより小さい場合、ブロック ３８０において次の状態は状態３（二重トーク）であると決定される。しかしな がら、ブロック３７４．３７６および３７８において各位が３ｄＢ以上である場 合、ブロック３７２で次の状態は状態１（遠端部のスピーチ）であると決定され る。前のようにブロック３８０およびブロック３７２から、ルーティンはハング オーバー決定のために制御状態マシンアルゴリズムの点Ｆに進む。

ブロック３４０において現在の状態が状態１（遠端部のスピーチ）でないと決定 された場合、ブロック３４６においてこのブロックに対するエントリイが行われ て、現在の状態が状態２（近端部のスピーチ）であるか否かの決定が行われる。

現在の状態が状態２である場合、ブロック３８２でｅ　（ｎ）の値が出力される 。その後、ブロック３８６でＤＥＭ　（ｘ）が３に等しいか否かを最初に決定す ることによって次の状態に関する決定が行われ、そうならば、次の状態はブロッ ク３６８で状態３（二重トーク）に設定される。しかしながら、ＤＥＭ（Ｘ）が ３に等しくない場合、ブロック３８８においてＤＥＭ（ｅ）が２以上であるか否 かの決定が行われる。

ブロック３８８においてＤＥＭ　（ｅ）が２以上であると決定された場合、ブロ ック３９０で次の状態は現在の状態である状態２（近端部のスピーチ）のままに 設定される。しかしながら、ブロック３８８でＤＥＭ　（ｅ）が２以上でないと 決定された場合、ブロック３９２においてＤＥＭ　（ｘ）が１以下であるか否か の決定が行われる。ブロック３９２てＤＥＭ　（ｘ）が１以下でないと決定され た場合、ブロック３８６において次の状態は状態３（二重１・−り）に設定され る。ブロック３９２でＤＥＭ（ｘ）が１以下であると決定された場合には、ブロ ック３９４で次の状態は状態４（ハングオーバー）であるようにに設定される。

さらにブロック３９４において、制御素子中の内部カウンタである１■カウンタ （示されていない）は４００のＨｃｏｕｎｌ値に設定される。ブロック３８６． ３９０および３９４からルーティンは、ハングオーバー決定のために制御状態マ シンアルゴリズムの点Ｆに進む。

ブロック３４６で現在の状態が状態２（近端部のスピーチ）ではないことが決定 されたならば、ブロック３４８において現在の状態は状態３（二重トーク）であ ると決定される。現在の状態が状態３ならば、ブロック３９６でｅ　（ｎ）の値 が出力される。その後、ブロック３９８でＤＥＭ　（Ｘ）が３に等しいか否かを 最初に決定することによって次の状態に関する決定が行われ、そうでな１ノれば 、ルーティンは上記に説明されたように状態決定のためにブロック３８８に進む 。しかしがながら、ＤＥＭ　（ｘ）が３に等しい場合、ブロック４００において Ｈ１ｏｓｓか３ｄＢより大きいが否かの決定が行われる。ブロック４００におい てＩ−ｆｌｏｓｓが３ｄＢより大きくないならば、ブロック３８６において次の 状態が状態３（二重トーク）に設定される。Ｈ１ｏｓｓか３ｄＢより大きいなら ば、ブロック４０２で状態フィルタが適応することを許される。

状態フィルタの適応が許された時、ブロック４０４においてＥＲＬＥがＭＴより 大きいが否かの決定が行われ、その後ブロック４０６においてＥＲＬＥＩがＭＴ より大きいか否かの決定が行われる。ＥＲＬＥまたはＥＲＬＥＩのいずれがＭＴ より大きい場合、ブロック４０８における次の状態は状態４（ハングオーバー） に設定される。しかしながら、ＥＲＬＥＩがＭＴより大きくない場合、次の状態 はブロック３８６における状態３（二重１・−り）に設定される。ブロック４０ ８において次の状態が状態４（二重トーク）に設定された場合、Ｈｃｏｕｎｌは ８００に設定される。ブロック３８６および４０８から、ルーティンはハングオ ーバー決定のために状態マシン制御アルゴリズムの点Ｆに進む。

ハングオーバールーティンは、近端部のスピーチ状態または二重トーク状態から 遠端部のスピーチまたは沈黙の状態への転移間に遅延が発生することを確実にす る。ハングオーバー決定ルーティンが点Ｆで人力されると、ブロック４１０にお いて現在の状態が状態４（ハングオーバー）であるか否かに関する決定が行われ る。現在の状態が状態４でない場合、状態マシン制御アルゴリズムルーティンは 出され、ルーティンは図７の点Ａに戻る。

ブロック４１０において現在の状態が状態４であると決定された場合、ブロック ４１２において次の状態が状態２より小さい状態、すなわち状態１（遠端部のス ピーチ）または状態０（沈黙）に設定されたか否かが決定される。ブロック４１ ２において次の状態が状態０または１でないと決定された場合、状態マシン制御 アルゴリズムサブルーティンは出され、サブルーティンは図７の点Ａに戻る。し かしながら、次の状態が状態０または１であると決定された場合、ブロック４１ ４でＨｃｏｕｎｔはデクレメントされ、その後ブロック４１６でＨｃｏｕｎｌが ０に等しいか否かの決定が行われる。Ｈｃｏｕｏｌが０に等しいと決定された場 合、状態マシン制御アルゴリズムサブルーティンが出され、サブルーティンは図 ６の点Ａに戻る。しかしながら、Ｈｃｏｕｎｔが０に等しくない場合、ブロック ４１８において次の状態は状態４に設定され、状態マシン制御アルゴリズムサブ ルーティンか出され、サブルーティンは図７の点Ａに戻る。

実施例に関して説明された多数のパラメータは、本発明の技術的範囲内で修正さ れることができることが理解されるべきである。例えば、ハングオーバー遅延は しきい値、しきい値レベル数またはフィルタステップサイズ値等の別のパラメー タに変化されることが可能である。

好ましい実施例の前述の説明は、当業者が本発明を形成または使用することを可 能にするために行われている。これらの実施例に対する種々の修正は当業者に容 易に明らかであり、またここに限定された普遍的な原理は発明の機能を使用せず にその他の実施例に適応されることが可能である。したがって、本発明はここに 示された実施例に制限されるものではなく、ここに記載された原理および新しい 特徴と一致した広い範囲の技術的範囲に適応される。

フラット遅延領域　エコー分散領域 時間（ｍｓ） ｘ（ｎ） ＦＩＧ、　６ 最新のサンプル　最古のサンプル 最新のサンプル　最古のサンプル ｘ　（ｎ）　ｘ　（ｎ） ＦＩＧ、１２ 図１４ｂから ＦＩＧ、　１４ｃ フロントベージの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、０Ａ（ＢＰ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、　ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、 　ＭＲ，ＮＥ、ＳＮ。

ＴＤ、ＴＧ）、ＡＴ、ＡＵ、ＢＢ、ＢＧ、ＢＲ，ＣＡ。

ＣＨ，ＣＺ、ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＫＺ、 ＬＫ、ＬＵ、ＬＶ、ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、ＮＬ、Ｎｏ、ＮＺ、ＰＬ、ＲＯ，ＲＵ、 ＳＤ。

ＳＥ、ＳＫ、ＵＡ、ＶＮ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．反射された受信チャンネル信号がエコーチャンネルによって入力復帰チャン ネル信号と結合される反射された受信チャンネル信号を復帰チャンネル信号にお いて消去するエコー消去装置において、 第１のフィルタ係数を生成し、この第１のフィルタ係数によって第１のエコー評 価信号を生成し、第１のフィルタ制御信号に応答して第１のフィルタ係数を更新 する第１のフィルタ手段と、 結合された復帰チャンネルおよびエコー受信チャンネル信号から第１のエコー評 価信号を減算し、第１のエコー残留信号を生成する第１の合計手段と、 第２のフィルタ係数を生成し、この第２のフィルタ係数によって第２のエコー評 価信号を生成し、第２のフィルタ制御信号に応答して第２のフィルタ係数を更新 する第２のフィルタ手段と、 結合された信号から第２のエコー評価信号を減算して第２のエコー残留信号を生 成し、復帰チャンネル上に第２のエコー残留信号を供給する第２の合計手段と、 受信チャンネル信号、結合された信号並びに第１および第２のエコー残留信号か ら複数の制御状態の１つを決定する制御手段とを具備し、 第１の制御状態が第１の予め定められたエネルギレベルより上の受信チャンネル 信号を示し、制御手段が第１の制御状態のときに第１の制御信号を生成し、第１ のエコー残留信号と結合された信号との第１のエネルギ比および第２のエコー残 留信号と結合された信号との該２のエネルギ比の少なくとも一方が第１の予め定 められたエネルギ比レベルを越えたとき第２の制御信号を生成するエコー消去装 置。
2. ２．制御手段は、第１の制御状態において、第２のエネルギ比が第１のしきい値 と第１の予め定められた固定値の合計より大きいか否かを決定することによって 第１の予め定められたエネルギ比レベルを決定し、そうであるならば、第１のし きい値と第２のエネルギ比および第１の予め定められた固定値の差の大きい方に 第１の予め定められたエネルギ比レベルを設定し、また第２のエネルギ比が第１ のしきい値と第１の予め定められた固定値の合計より小さいならば、第２のエネ ルギ比が第２の予め定められた固定値と第３の予め定められた固定値との問の差 より小さいときに、第２の予め定められた固定値に第１の予め定められたエネル ギ比レベルを設定する請求項１記載のエコー消去装置。
3. ３．制御手段はさらに複数の制御状態の中の第２の制御状態を決定し、第２の制 御状態は第２の予め定められたエネルギレベルより上の入力復帰チャンネル信号 を示し、制御手段は第２の制御状態であるとき、第１および第２の両制御信号の 生成を抑制する請求項１記載のエコー消去装置。
4. ４．制御手段はさらに複数の制御状態の中の第２の制御状態を決定し、第２の制 御状態は第１の予め定められたエネルギレベルより上の受信チャンネル信号を示 し、入力復帰チャンネル信号は第２の予め定められたエネルギレベルより上であ り、制御手段が第２の制御状態であるとき、第１の制御信号を生成する請求項１ 記載のエコー消去装置。
5. ５．制御手段は、第２の制御状態において、受信チャンネル信号エネルギと結合 された信号との比が第３の予め定められたエネルギ比レベルより大きい場合に第 １の制御信号を生成する請求項４記載のエコー消去装置。
6. ６．さらに雑音信号を生成し、雑音選択信号に応答して復帰チャンネル上に第２ のエコー残留信号の代わりに雑音信号を供給する出力手段を含み、制御手段が第 １の制御状態においてさらに雑音選択信号を生成する請求項１記載のエコー消去 装置。
7. ７．制御手段は、受信チャンネル信号エネルギと結合された信号の比が第３の予 め定められたエネルギ比レベルより大きいときに雑音選択信号を生成する請求項 ６記載のエコー消去装置。
8. ８．制御手段はさらに前記複数の制御状態中の第２の制御状態を決定し、第２の 制御状態は第２および第３の予め定められたエネルギレベルよりそれぞれ下の受 信チャンネル信号および入力復帰チャンネル信号の両者を示し、制御手段が第２ の制御状態のときに、第１および第２の制御信号の生成を抑制し、出力手段は、 制御手段が第２の制御状態のときに、第２のエコー残留信号の線形予測コーディ ング解析を行って、解析出力を供給する雑音解析手段と、 解析出力を受信し、第２のエコー残留信号を表す雑音信号を合成する雑音合成手 段と、 第２のエコー残留信号の代わりに復帰チャンネル上に雑音信号を供給するために 雑音選択信号に応答して復帰チャンネル上に第２のエコー残留信号の出力を供給 するスイッチ手段とを備えている請求項７記載のエコー消去装置。