JPH11122144A

JPH11122144A - エコー消去方法および装置

Info

Publication number: JPH11122144A
Application number: JP27844497A
Authority: JP
Inventors: Sumitaka Sakauchi; 澄宇阪内; Yoichi Haneda; 陽一羽田; Yutaka Kaneda; 豊金田; Shoji Makino; 昭二牧野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1997-10-13
Filing date: 1997-10-13
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】擬似エコー経路を構成する適応フィルタのタ
ップ長を適切なものとする。【解決手段】エコー抑圧量決定回路５３で、実験的に
シングルトーク状態での所要エコー抑圧量から、伝送遅
延が６０ｍｓ以下の場合は５ｄＢを、６０ｍｓ以下の場
合は１０ｄＢを差引いた値をダブルトーク時の所要エコ
ー抑圧量ＤＬとし、この値と、平均残響時間と、サンプ
リング間隔とからタップ長Ｌを計算部５２で計算し、そ
のタップ長をキャンセラ２１内の適応フィルタに設定す
る。シングルトークを検出部５９で検出すると、ダブル
トーク時の所要エコー抑圧量と、シングルトーク時の所
要エコー抑圧量との差の値だけ、誤差信号ｅ(n) に対
し、損失を制御部５８で与えて送信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば２線４線
変換系および拡声通話系などにおいてハウリングの原因
および聴覚上の障害となるエコー信号を、適応フィルタ
よりなる擬似エコー経路により擬似エコー信号を作り、
消去あるいは抑圧するエコー消去方法および装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】まず、このようなハウリングの原因およ
び聴覚上の障害となるエコー信号について図８Ａに示す
拡声通話系を参照して説明する。送話者１０の発声した
送話音声は、送話用マイクロホン１、送話信号増幅器
５、伝送路９、受話信号増幅器８、受話スピーカ４を経
て受話者１１に伝わる。この拡声通話系は、従来の電話
通話系のように送受話器を手に持つ必要がないため、作
業をしながらの通話が可能であったり、また、自然な対
面通話が実現できるという長所を持ち、通信会議やテレ
ビ電話、拡声電話機などに広く利用が進められている。

【０００３】しかしながら、この通話系の欠点として、
エコーの存在が問題となっている。すなわち、図８Ａに
おいて、スピーカ４から受話者１１側に伝わった音声
が、マイクロホン３で受音され、送話信号増幅器７、伝
送路９、受話信号増幅器６、スピーカ２を経て送話側に
再生される。送話者１０にとって、この現象は、自分の
発声した音声が、スピーカ２から再生されるというエコ
ー現象であり、音響エコーなどと呼ばれている。このエ
コー現象は、拡声通話系において通話の障害や不快感な
どの悪影響を生じる。さらに、スピーカ２から再生され
た音は、マイクロホン１で受音されて信号の閉ループを
形成する。そして、このループゲインが１より大きい場
合にはハウリング現象が発生して、通話は不能となる。

【０００４】このような拡声通話系の問題点を克服する
ために、エコー消去装置（エコーキャンセラ）が利用さ
れている。エコーキャンセラの代表的な構成法として
は、フルバンド方式とサブバンド方式が知られている。
図８Ｂは従来のフルバンド方式のエコーキャンセラの一
例を示すブロック図を表している。エコーキャンセラ２
１では、まずエコー経路推定回路２３において、受話ス
ピーカ４と送話用マイクロホン３間のエコー経路２６の
エコー経路伝達特性（インパルス応答）ｈ(n) を推定
し、その推定値ｈ＾(n) を擬似エコー経路２２に転送す
る。次に擬似エコー経路２２において、ｈ＾(n) と受話
信号ｘ(n)との畳み込み演算を実行して、擬似エコー信
号ｙ＾(n) を合成する。そして減算器２４において、マ
イクロホン３の出力信号ｚ(n) から擬似エコー信号ｙ＾
(n)を差し引く。エコー経路インパルス応答ｈ(n) の推
定が良好に行なわれていれば、エコー信号ｙ(n) と擬似
エコー信号ｙ＾(n) はほぼ等しいものとなっており、こ
の減算の結果、マイクロホン出力に含まれるエコー信号
ｙ(n) は消去される。

【０００５】ここで擬似エコー経路２２は、エコー経路
インパルス応答ｈ(n) の経時変動に追従する必要があ
る。そのためエコー経路推定回路２３では、適応アルゴ
リズムを用いてエコー経路インパルス応答ｈ(n) の推定
を行なう。この推定動作は受話状態、近端話者の送話信
号ｓ(n) ≒０であり、ｚ(n) ≒ｙ(n) とみなせる時に実
行される。適応アルゴリズムとは、インパルス応答の推
定値である擬似エコー経路ｈ＾(n) を求めるアルゴリズ
ムであって、ＬＭＳ法、学習同定法、ＥＳ法などが知ら
れている。ここで、擬似エコー経路の値が、真のエコー
経路の値に近く、擬似エコー信号ｙ＾(n) がエコー信号
ｙ(n) にほぼ等しくなった状態を、収束したと呼ぶ。ま
た、擬似エコー経路２２とエコー経路推定回路２３を合
わせて、ここでは適応フィルタと呼ぶ。

【０００６】図９に従来のサブバンド方式のエコーキャ
ンセラの一例を示す。図８と共通な部分には同一の番号
を付した。受話信号ｘ(n) および、マイクロホン出力信
号ｚ(n) はそれぞれＮ個の周波数帯域に周波数帯域分割
回路４１，４２で分割され、これら分割された受話信号
ｘ₁(m) からｘ_N(m) と、周波数分割されたマイクロホ
ン出力信号ｚ₁(m)からｚ_N(m) とがそれぞれ適応フィル
タを含むキャンセル部４４−１から４４−Ｎに入力さ
れ、適応フィルタキャンセル部４４−１から４４−Ｎよ
り周波数分割された後の誤差信号ｅ₁(m) からｅ_N(m)
が出力され、これら誤差信号ｅ₁(m) からｅ_N(m) は周
波数帯域合成回路４３で合成されて送信される。ｍは周
波数分割回路４１，４２で間引かれた後の信号の離散時
間を示し、間引き率をＲとしたとき、ｎ＝Ｒ×ｍの関係
がある。サブバンド方式のエコーキャンセラは、このよ
うに、各周波数帯域毎の適応フィルタよりなるキャンセ
ル部において、エコー信号の抑圧を行なう。

【０００７】一般に適応フィルタにおいて、そのフィル
タ係数の数を示すタップ長がエコー経路の（真の）イン
パルス応答長分だけ用意された場合には、完全なエコー
消去が実現できる。これまでのフルバンド方式のエコー
消去装置においては、このタップ数は次のように決めて
いた。タップ長Ｌは所要エコー抑圧量（Ｄｅｓｉｒｅｄ
Ｌｏｓｓ）ＤＬ、平均残響時間Ｔ_Rおよびサンプリン
グ間隔Ｔ_S(s) として次式で与えられる。

【０００８】Ｌ＝（１／６０）・（Ｔ_R／Ｔ_S）・ＤＬ（１）この式（１）からわかるように、これまでタップ長は受
話状態において求められた所要エコー抑圧量と、室内の
残響時間によって決定されていた。しかし、一般にエコ
ー信号（音響エコー）は、残響時間にして数百ｍｓ程度
のインパルス応答継続時間を有する。したがって、残響
時間のみから計算したタップ長を用いてこのエコー信号
を消去しようとする場合、タップ数が非常に長大となる
問題がある。

【０００９】また、所要エコー抑圧量、各帯域量の所要
エコー抑圧量は評価実験のしやすい受話状態の値、もし
くは装置規模に依存した半経験的な値が用いられてい
る。そのため、過剰なタップ長が装置に搭載されハード
規模の増大を招いたり、反対に不十分なタップ長でエコ
ーが消去しきれないという問題がある。このため、様々
な通話状態（受話、送話、同時発話状態および伝送遅延
など）における、人間のエコーに対する許容限に基づい
た所要エコー抑圧量を決定し、その上で適応フィルタに
おいて消去すべき所要エコー抑圧量を決定し、この値と
エコー経路のインパルス応答長とから、必要十分なタッ
プ長を用意する方式が考えられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来のエコー消去装置においては、適応フィルタのタッ
プ長を半経験的な受話状態での所要エコー抑圧量又は帯
域別所要エコー抑圧量の値と、使用する室内の残響時間
によって決定していた。このため、タップ長の割り当て
が過剰になりハードウェア規模が増大したり、反対にタ
ップ長が不十分のためエコーの消去が不完全になり、通
話品質を劣化させるという問題が生じる。

【００１１】この発明の目的は、適応フィルタにおいて
消去すべき所要エコー抑圧量を考慮し、タップ長の効率
的な搭載を行ない、タップ長の過剰な搭載や、不十分な
搭載という従来の問題点を解消した通話品質を良好に保
つエコー消去方法および装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、適応フィルタよりなる擬似
エコー経路を用いて、擬似エコー信号を生成し、エコー
信号から差し引くフルバンド方式のエコー消去方法にお
いて、拡声通信を行なう両対地の話者が、同時に発話す
る際に必要十分なエコーの抑圧量に基づいて、前記のそ
れぞれの適応フィルタのフィルタ係数の数を示すタップ
長を、決定する。

【００１３】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、前記タップ長を決定するステップが、伝
送遅延が短かい、例えば６０ｍｓ程度以下の回線系の場
合は、拡声通信を行なう片方の話者のみが、発話する際
に必要十分なエコー抑圧量から、１０ｄＢ程度差し引い
た値を両対地同時発話時の必要十分なエコー抑圧量と決
定し、伝送遅延が比較的長い、例えば６０ｍｓ以上の回
線系の場合は、拡声通信を行なう片方の話者のみが、発
話する際に必要十分なエコー抑圧量から、５ｄＢ程度差
し引いた値を両対地同時発話時の必要十分なエコー抑圧
量と決定してこのエコー抑圧量からタップ長の計算を行
なう。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１又は２の
発明において、拡声通信の最中、片方の話者のみが発話
を行なっている時、拡声通信を行なう片方の話者のみが
発話する際に必要十分なエコー抑圧量から、拡声通信を
行なう両対地の話者が同時に発話する際に必要十分なエ
コーの抑圧量を差し引いた値を、前記誤差信号に損失と
して挿入して対地へ送信する。

【００１５】請求項７記載の発明はサブバンド方式で、
複数の周波数帯域ごとに適応フィルタよりなる擬似エコ
ー経路を用いて擬似エコー信号を生成し、擬似エコー信
号を対応する帯域のエコー信号から差し引くエコー消去
方法において、拡声通信を行なう両対地の話者が、同時
に発話する際に各周波数帯域における必要十分なエコー
の抑圧量に基づいて、対応帯域の適応フィルタのフィル
タ係数の数を示すタップ長を決定する。

【００１６】また、請求項８記載の発明は、請求項７記
載の発明において、前記各周波数帯域のタップ長を決定
するステップは、伝送遅延が短かい、例えば６０ｍｓ以
下の回線系の場合は、拡声通信を行なう片方の話者のみ
が、発話する際に必要十分な各周波数帯域毎のエコー抑
圧量から、１０ｄＢ程度差し引いた値を前記両対地同時
発話時の必要十分な各周波数帯域毎のエコー抑圧量と決
定し、伝送遅延が比較的長い、例えば６０ｍｓ以上の場
合は、拡声通信を行なう片方の話者のみが、発話する際
に必要十分な各周波数帯域毎のエコー抑圧量から、５ｄ
Ｂ程度差し引いた値を前記両対地同時発話時の必要十分
な各周波数帯域毎のエコー抑圧量と決定し、これら各周
波数帯域毎のエコー抑圧量から対応帯域の適用フィルタ
のタップ長の計算を行なう。

【００１７】請求項９記載の発明は、請求項７又は８記
載の発明において、拡声通信の最中、片方の話者のみが
発話を行なっている時、各周波数帯域毎に、拡声通信を
行なう片方の話者のみが発話する際に必要十分なエコー
抑圧量から、対応する周波数帯域の拡声通話を行なう両
方の話者が同時に発話する際に必要十分なエコーの抑圧
量を差し引いた値を、前記各周波数帯域毎の誤差信号に
損失として挿入して対地へ送信する。

【００１８】

【作用】上記課題を解決するための手段は以下の理由か
ら効果が生じる。一般的にエコー消去装置は、適応フィ
ルタだけではなく、送信回線に損失を挿入しエコー（誤
差信号）を抑圧する非線形エコー抑圧処理部を併せ持
つ。これは、適応フィルタだけでは、通信環境の急激な
変化や周囲騒音の影響により、エコーを完全に消去はし
きれないため、その消し残ったエコーを抑圧するためで
ある。

【００１９】この非線形なエコー抑圧である損失挿入
は、受話状態の場合には消し残ったエコーを抑圧できる
利点がある。しかし、発話状態や両対地同時発話（ダブ
ルトーク）の際に損失が挿入されると、発話の話頭、話
尾切断などが発生し通話品質を劣化させる。そのため、
損失挿入は通話状態を何らかの方法で判定し、必要最低
限の量にとどめる必要がある。

【００２０】上記のとおり、エコーキャンセラにおいて
エコーは、適応フィルタと損失挿入を組み合わせて抑圧
される。ここで、適応フィルタにおいて賄うべきエコー
抑圧量を検討する。拡声通信において、発話側の送信回
線には損失を挿入せず、受話側の送信回線に十分な損失
を挿入すれば、エコーは完全に抑圧できる。このような
方式が従来の音声スイッチであるが、送受話の判定が完
全にはできないため、話頭、話尾の切断が起こり通話品
質の劣化が生じる。そのため、適応フィルタによってで
きるだけエコーを消去した後、損失の挿入は必要最小限
に抑えて消し残ったエコーを抑圧するように、エコーキ
ャンセラを設計しなくてはならない。

【００２１】ダブルトーク状態の場合、損失の挿入によ
るエコーの抑圧が不可能となる。なぜなら、ダブルトー
ク状態においては、抑圧したいエコーと発話信号が同時
に送信回線に送られるため、その送信回線に損失を多少
でも挿入すると、エコーだけでなく発話信号も抑圧され
著しい通話品質の劣化が生じる。そのため、少なくとも
ダブルトーク状態の時は、適応フィルタによってエコー
を消去する必要がある。従って、適応フィルタにおいて
消去しなければならないエコーの必要量は、ダブルトー
ク時の所要エコー抑圧量と考えられる。

【００２２】こうして、ダブルトークの所要エコー抑圧
量を決定することにより、適応フィルタの最適なタップ
数を決定することができるが、一般に所要エコー抑圧量
は、伝送遅延によってその値が著しく変化する。具体的
には遅延が大きくなるに従い所要エコー抑圧量も増加
し、約３００ｍｓ以上で飽和する傾向にある。エコーキ
ャンセラを使用する伝送回線は、ＩＳＤＮ回線のような
遅延のほぼないものと、ＬＡＮや衛星回線のような遅延
のとても大きいものとに大きく２つに分けられる。つま
り所要エコー抑圧量は伝送遅延によって連続的に増加し
ても、実際の使用を想定した装置設計においては、遅延
がほぼない場合と十分大きい場合の所要エコー抑圧量を
測定し、タップ長を計算すれば良いと考えられる。

【００２３】請求項１記載の発明にあっては、適応フィ
ルタのフィルタ係数の数を示すタップ長を、拡声通信を
行なう両対地の話者が、同時に発話する際に必要十分な
エコーの抑圧量、すなわち、ダブルトーク時の所要エコ
ー抑圧量から決定している。そのために、適応フィルタ
で消去すべきエコーの必要量が過不足なく賄われてい
る。

【００２４】また、請求項２記載の発明にあっては、ダ
ブルトーク時の所要エコー抑圧量決定は、拡声通信を行
なう片方の話者のみが、発話する際に必要十分なエコー
抑圧量、すなわち、シングルトークの所要エコー抑圧量
から、伝送遅延の大小により個別に決定している。その
ために、ダブルトークの所要エコー抑圧量を求める際、
伝送遅延によるその抑圧量の変化に対応している。

【００２５】さらに、請求項３記載の発明にあっては、
片方の話者のみが発話している場合は、所要エコー抑圧
量は、ダブルトーク時のそれより大きい。よって、シン
グルトークの所要エコー抑圧量から、ダブルトークの所
要エコー抑圧量を差し引いた値を、誤差信号（送信回
線）に損失として挿入している。このようにして、必要
最小限の損失を挿入することにより、適応フィルタにお
いて消し残ったエコーを抑圧しており、通話品質の劣化
を防いでいる。つまり適応フィルタのタップ長はダブル
トーク時の所要エコー抑圧量にもとづいて決定している
ため、シングルトーク時には適応フィルタによるエコー
の除去が、ダブルトーク時よりも不十分となるが、その
分、送信回線に損失を挿入して通話品質の劣化を防いで
いる。

【００２６】従って、上記３つの理由から、適応フィル
タにおいて消去すべき所要エコー抑圧量を考慮し、タッ
プ長の効率的な搭載を行なうことが可能となり、この発
明の目的であるタップ長の過剰な搭載や、不十分な搭載
という従来の問題点を解消した通話品質を良好に保つエ
コー消去方法および装置の提供を行なうことができるよ
うになる。

【００２７】この発明をサブバンド方式に適用した場合
も、以上のことが各周波数帯域ごとにあてはまり同様の
ことが云える。

【００２８】

【発明の実施の形態】この発明の実施形態を説明する前
に、まず伝送遅延の大小によるシングルトークおよびダ
ブルトーク時の所要エコー抑圧量の変化について実験を
用いて説明する。従来、タップ長を決定する基になる所
要エコー抑圧量は、シングルトーク時の値しか求められ
ていない。また、伝送遅延が大きくなると、エコーの検
知限が増加（所要エコー抑圧量が増加）する事は知られ
ていたが、ダブルトークの場合にどのように変化してい
くのかは、明らかにされてはいない。そのため、ダブル
トークの所要エコー抑圧量が伝送遅延の大小によって、
どのように変化するのかを模擬実験システムを用いた主
観評価により調べた。

【００２９】模擬実験システムは、７ｋＨｚ帯域を有す
る４線回線構成の対向拡声通信システムを想定した。図
２にシステムの概略図を示す。この評価実験は、評価側
７１で話者７２の発話音声が、マイクロホン７３−増幅
器７４−７５を通じて相手側７６のスピーカ７７から放
声され、相手側７７のエコー経路の室内伝達特性を予め
実測しておき、これをコンピュータ上で模擬したインパ
ルス応答としてスピーカ７７からの音声に対し畳み込
み、マイクロホン７８−増幅器７９−模擬伝送路８１を
通じて評価側７１の損失挿入部８２へ入力し、この損失
が与えられた信号に、相手側７６の話者８３の発話音声
を加算器８４で加算し、増幅器８５を通じてスピーカ８
６より放声する。このようにして損失挿入部８２で戻っ
てくるエコーに対して所要エコー抑圧量を決定するもの
である。なお、評価側７１で発話するのと同時に、相手
側７６からも発話してダブルトークの状態を模擬し、そ
の所要エコー抑圧量を決定する。評定者は戻ってくるエ
コーに対し、気にならない程度まで損失挿入部８２の可
変抵抗器により損失を挿入し、模擬的にエコー抑圧を行
ない所要エコー抑圧量を決定する。なお、送受話感度は
ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｐ．３４に従い設定しており、挿入した
損失量が０ｄＢの状態を所要量０ｄＢとした。評価パラ
メータは伝送遅延時間である。なお、インパルス応答畳
み込み装置内の音響結合は−２ｄＢとした。

【００３０】こうして伝送遅延の大小により、ダブルト
ークの所要エコー抑圧量がどのように影響を受けるか
を、統計的に有意な評定者数において調べた。評価パラ
メータである遅延時間を変化させてエコー抑圧量を求め
た。なお、評価側および相手側のエコー経路インパルス
応答継続時間は、２７０ｍｓとした。求めたシングルト
ークおよびダブルトークの所要エコー抑圧量を図３Ａに
示す。

【００３１】図３Ａ中の横軸は伝送遅延時間（秒）、縦
軸は所要エコー抑圧（ｄＢ）を表し、実線がシングルト
ークの場合、破線がダブルトークの場合の所要エコー抑
圧量の結果を示している。この実験結果より、伝送遅延
が大きくなるに従いシングルトークとダブルトークの所
要エコー抑圧量の差が増加すること、具体的には、伝送
遅延が小さい場合にはその差が約５ｄＢ程度であり、伝
送遅延が大きい場合には約１０ｄＢである、ということ
が分かる。

【００３２】得られたダブルトーク時の所要エコー抑圧
量から、伝送遅延（２８ｍｓ）と伝送遅延より（３００
ｍｓ）についてエコー消去装置の適応フィルタのタップ
長を式（１）から求め、従来のシングルトークの所要エ
コー抑圧量から求めた結果と比較する。なお、残響時間
などの条件はＩＴＵ勧告Ｐ．１６７を準拠した。図３Ｂ
に必要タップ長の一例を斜線を施した棒グラフで示す。
なお、比較のため従来のシングルトークの所要エコー抑
圧量により求めたタップ長を斜線なしの棒グラフで示
す。（ａ）が伝送遅延が小さい場合、（ｂ）が大きい場
合の必要タップ長をそれぞれ示している。図３Ｂから明
らかな通り、この発明は、従来技術に比べタップ長の削
減がなされており、ハードウェア規模の縮小が可能とな
る。

【００３３】以上説明したように、この発明では伝送遅
延の大小に対するそれぞれのダブルトーク時の所要エコ
ー抑圧量を用いることにより、シングルトーク時の所要
エコー抑圧量を用いては不可能であった最適なタップ長
を決定できることが分かる。次に、図１を参照して、こ
の発明をフルバンド方式に適用した一実施形態に係るエ
コー消去装置について説明する。図８Ｂと共通な部分に
は同一の番号を付与した。この実施例ではタップ長決定
回路５１が設けられ、これはタップ長計算回路５２、所
要エコー抑圧量決定回路５３よりなる。このエコーキャ
ンセラ２１の送信回線には損失制御回路５８が挿入され
る。

【００３４】エコーキャンセラ２１内の適応フィルタの
タップ長は、タップ長決定回路５１によって決定され転
送される。このタップ長の決定は、所要エコー抑圧量決
定回路５３で実験的又は論理的に求められたダブルトー
クの所要エコー抑圧量ＤＬから、式（１）に基づきタッ
プ長計算回路５２で計算される。前述の実験結果より、
ダブルトークの所要エコー抑圧量は、伝送遅延の大小で
別々に決定する必要がある。そのため、所要エコー抑圧
量決定回路５３において、伝送遅延が６０ｍｓ以上か以
下かにより、シングルトークの所要エコー抑圧量から所
定の値、例えば１０ｄＢ又は５ｄＢを差し引いた値をダ
ブルトークの所要エコー抑圧量と決定する。

【００３５】得られたダブルトークの所要エコー抑圧量
ＤＬと、勧告に定められた残響時間Ｔ_Rを用い、タップ
長計算回路５２において、式（１）に従い適応フィルタ
の必要タップ長を計算する。求めたそれぞれの伝送遅延
に対応したタップ長は、前述の通りタップ長決定回路５
１よりエコーキャンセラ２１の適応フィルタに転送され
る。

【００３６】次に、損失制御回路５８における損失の挿
入について説明する。誤差信号ｅ(n) への損失は、通話
状態が片方向の場合に、片側発話状態検出部５９で検出
して行なわれる、その損失量は、シングルトークの所要
エコー抑圧量からダブルトークの所要エコー抑圧量を差
し引いた値であり、つまりエコーキャンセラ２１で消し
残った誤差信号を抑圧する。

【００３７】次にこの発明をサブバンド方式に適用した
場合について、その所要エコー抑圧量と実施例を述べ
る。ダブルトークの帯域別の所要エコー抑圧量が、小さ
い伝送遅延（２８ｍｓ）と、大きい伝送遅延（３００ｍ
ｓ）によりどのように変化するかを模擬実験システムを
用いて主観評価により調べた。実験条件は先の場合と同
様であり、模擬実験システムは図２において、点線で示
すように模擬伝送路８１と直列に帯域分割フィルタ８８
を挿入して、サブバンドの各１帯域ごとに主観評価し
た。

【００３８】求めたシングルトークおよびダブルトーク
の帯域別所要エコー抑圧量を図５に示す。図５中の横軸
は周波数（Ｈｚ）、縦軸は所要エコー抑圧量（ｄＢ）を
表し、実線がシングルトークの場合、破線がダブルトー
クの場合の所要エコー抑圧量の結果を示している。さら
に、逆三角形印と三角形印が伝送遅延が大きい場合の、
丸印と四角形印が伝送遅延が小さい場合の結果を示して
いる。

【００３９】この実験結果より、伝送遅延が大きい方
が、伝送遅延が小さい場合より、シングルトークとダブ
ルトークの所要エコー抑圧量の差が大となっていること
が分かる。具体的には、伝送遅延が小さい場合にはその
差が各周波数帯域ほぼ一律に約５ｄＢ程度であり、伝送
遅延が大きい場合には約１０ｄＢである。得られたダブ
ルトーク時の帯域別所要エコー抑圧量から、エコー消去
装置の適応フィルタのタップ長を以下の式（２）から求
め、従来のシングルトークの所要エコー抑圧量から求め
た結果と比較する。なお、残響時間などの条件はＩＴＵ
勧告Ｐ．１６７を準拠した。各帯域毎のタップ長Ｌ
_SBは、各帯域毎の所要エコー抑圧量ＤＬ_fおよび、室内
の各帯域毎のインパルス応答継続時間Ｔ_Rf(s) との関係
より、Ｌ_SB＝（１／６０）・Ｔ_Rf／（Ｔ_S・Ｍ）・ＤＬ_f （２）として求めることができる。ここで、Ｍは間引き数であ
る。

【００４０】求めた必要タップ長の一例を図６〜図７に
示す。図６が伝送遅延の小さい場合、図７が伝送遅延の
大きい場合の結果である。この発明の方法で求めた必要
タップ長を黒塗りの棒グラフで示す。なお、比較のため
従来のシングルトークの所要エコー抑圧量により求めた
タップ長を白抜きの棒グラフで示す。図６、図７から明
らかな通り、この発明は、従来技術に比べそれぞれの伝
送遅延時間において、全ての周波数帯域でタップ長の削
減がなされており、ハードウェア規模の縮小が可能とな
る。

【００４１】以上説明したように、この実施例では伝送
遅延の大小に対するそれぞれのダブルトーク時の帯域別
所要エコー抑圧量を用いることにより、シングルトーク
時の帯域別所要エコー抑圧量を用いては不可能であった
最適なタップ長を決定できることが分かる。次に、図４
を参照して、サブバンド方式に適用したこの発明の一実
施形態に係るエコー消去装置について説明する。図１、
図９と共通な部分には同一の番号を付した。タップ長決
定回路５１では、キャンセル部４４−１〜４４−Ｎの各
周波数帯域毎の各適応フィルタのタップ長を決定し、対
応適応フィルタに転送する。このタップ長の決定は、所
要エコー抑圧量決定回路５３で実験的又は論理的に求め
られたダブルトークの帯域別所要エコー抑圧量ＤＬ_fか
ら、式（２）に基づきタップ長計算回路５２で計算され
る。

【００４２】前述の実験結果より、ダブルトークの帯域
別所要エコー抑圧量は、伝送遅延の大小で別々に決定す
る必要がある。そのため、所要エコー抑圧量決定回路５
３において、伝送遅延が６０ｍｓ以上か以下かにより、
シングルトークの帯域別所要エコー抑圧量から所定の
値、例えば１０ｄＢ又は５ｄＢを差し引いた値をダブル
トークの帯域別所要エコー抑圧量と決定する。

【００４３】得られたダブルトークの帯域別所要エコー
抑圧量ＤＬ_fと、勧告に定められた残響時間Ｔ_Rfを用
い、タップ長計算回路５２において、式（２）に従い適
応フィルタの必要タップ長を計算する。求めたそれぞれ
の伝送遅延に対応したタップ長は、前述の通りタップ長
決定回路５１よりキャンセル部４４−１〜４４−Ｎの各
適応フィルタに転送される。

【００４４】キャンセル部４４−１〜４４−Ｎの出力側
に損失制御回路５８−１〜５８−Ｎがそれぞれ挿入され
る。各周波数帯域毎の誤差信号ｅ₁(m)〜ｅ_N(m) への損
失は、通話状態が片方向の場合に、片側発話状態検出部
分５９で検出して行なわれる。それぞれの損失量は、シ
ングルトークの帯域別所要エコー抑圧量から対応するダ
ブルトークの帯域別所要エコー抑圧力を差し引いた値で
あり、つまりキャンセル部４４−１〜４４−Ｎでそれぞ
れ消し残った誤差信号を抑圧する。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、フルバンド方式に
適用したこの発明によれば、エコー消去方法、その装置
において、ダブルトークの所要エコー抑圧量を用い、そ
の値から適応フィルタのタップ長の効率的な決定を行う
ことが可能となる。このため、従来のシングルトークの
所要エコー抑圧量からタップ長を決定する方式に比べ演
算量の削減が可能となり、さらに、装置に搭載するタッ
プ長の過不足をなくすことにより、ハードウェア規模の
削減による装置の経済化、また反対に、エコーの消し残
りを防ぐことも可能となる。また、伝送遅延の大小によ
り、タップ長を個別に決定することにより、エコー消去
装置を使用する回線状況に併せて、効果的にエコー信号
を抑圧することができ、更に片側発話状態で送信誤差信
号に損失を挿入することにより、通話品質の向上が実現
できる。

【００４６】サブバンド方式に適用したこの発明によれ
ば、ダブルトークの帯域別所要エコー抑圧量を用い、そ
の値から各周波数帯域の適応フィルタのタップ長の効率
的な決定を行うことが可能となる。このため、従来のシ
ングルトークの帯域別所要エコー抑圧量からタップ長を
決定する方式に比べ演算量の削減が可能となり、さら
に、装置に搭載するタップ長の過不足をなくすことによ
り、ハードウェア規模の削減による装置の経済化、また
反対に、エコーの消し残りを防ぐことも可能となる。ま
た、伝送遅延の大小により、タップ長を個別に決定する
ことにより、エコーキャンセラを使用する回線状況に併
せて、効果的にエコー信号を抑圧することができ、また
片側発話状態で各帯域ごとに損失を挿入することにより
通話品質の向上が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フルバンド方式に適用したこの発明の実施例の
機能構成を示すブロック図。

【図２】所要エコー抑圧量を決定する模擬実験システム
の機能構成を示す図。

【図３】Ａは伝送遅延時間の所要エコー抑圧量に対する
影響の一例を示す実験結果を示す図、Ｂは伝送時間によ
り異なるタップ長の一例を示す図である。

【図４】サブバンド方式に適用したこの発明の実施例の
機能構成を示すブロック図。

【図５】伝送遅延時間の帯域別所要エコー抑圧量に対す
る影響の一例を示す実験結果を示す図。

【図６】伝送遅延時間が小さい場合の帯域別タップ長の
例を示す図。

【図７】伝送遅延時間が大きい場合の帯域別タップ長の
例を示す図。

【図８】Ａは拡声通話系を示す図、Ｂは従来のエコー消
去装置の機能構成を示すブロック図である。

【図９】従来のサブバンド方式のエコー消去装置の機能
構成を示すブロック図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者牧野昭二東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エコー経路への送出信号と前記送出信号
が前記エコー経路を経由した後のエコー信号とから、適
応フィルタで構成される擬似エコー経路を生成し、前記送出信号を前記擬似エコー経路に入力して擬似エコ
ー信号を得、その擬似エコー信号を前記エコー信号から差し引いて誤
差信号を得、その誤差信号を最小とするように動作するアルゴリズム
により前記適応フィルタのフィルタ係数を逐次的に修正
して前記エコー信号を消去するエコー消去方法におい
て、拡声通信を行なう両対地の話者が、同時に発話する際に
必要十分なエコーの抑圧量に基づいて、前記適応フィル
タのフィルタ係数の数を示すタップ長を決定することを
特徴とするエコー消去方法。
【請求項２】伝送遅延が小さい回線系の場合は、拡声
通信を行なう片方の話者のみが、発話する際に必要十分
なエコー抑圧量から、１０ｄＢ程度差し引いた値を前記
両対地同時発話時の必要十分なエコー抑圧量と決定し、伝送遅延が比較的大きい回線系の場合は、拡声通信を行
なう片方の話者のみが、発話する際に必要十分なエコー
抑圧量から、５ｄＢ程度差し引いた値を前記両対地同時
発話時の必要十分なエコー抑圧量と決定することを特徴
とする請求項１記載のエコー消去方法。
【請求項３】拡声通信の最中、片方の話者のみが発話
を行なっている時、拡声通信を行なう片方の話者のみが
発話する際に必要十分なエコー抑圧量から、拡声通信を
行なう両方の話者が同時に発話する際に必要十分なエコ
ーの抑圧量を差し引いた値だけ前記誤差信号に対して損
失を与えることを特徴とする請求項１又は２記載のエコ
ー消去方法。
【請求項４】エコー経路への送出信号と前記送出信号
がエコー経路を経由した後のエコー信号とから生成され
る、適応フィルタよりなる擬似エコー経路と、前記送出信号を前記擬似エコー経路に入力してその出力
として得られる擬似エコー信号を前記エコー信号から差
し引いて誤差信号を出力する手段と、前記誤差信号を最小とするように動作するアルゴリズム
により逐次的に、前記適応フィルタのフィルタ係数を修
正する手段とを備えたエコー消去装置において、拡声通信を行なう両対地の話者が、同時に発話する際に
必要十分なエコーの抑圧量に基づいて、前記適応フィル
タのフィルタ係数の数を示すタップ長を、決定するタッ
プ長決定手段とを有することを特徴とするエコー消去装
置。
【請求項５】前記タップ長決定手段は、前記両対地同時送話時の必要十分なエコー抑圧量を、伝送遅延が小さい回線系の場合は、拡声通信を行なう片
方の話者のみが、発話する際に必要十分なエコー抑圧量
から、１０ｄＢ程度差し引いた値と決定し、伝送遅延が比較的大きい回線系の場合は、拡声通信を行
なう片方の話者のみが、発話する際に必要十分なエコー
抑圧量から、５ｄＢ程度差し引いた値に決定する同時発
話所要エコー抑圧量決定手段と、前記決定された両対地同時発話時の必要十分なエコー抑
圧量からタップ長の計算を行なうタップ長計算手段とを
有することを特徴とする請求項４記載のエコー消去装
置。
【請求項６】前記誤差信号が入力されてこれに損失を
与えて対地へ送出する損失制御手段と、拡声通信の最中、片方の話者のみが発話を行なっている
時、拡声通信を行なう片方の話者のみが発話する際に必
要十分なエコー抑圧量から、拡声通信を行なう両方の話
者が同時に発話する際に必要十分なエコーの抑圧量を差
し引いた値を、前記誤差信号に損失として挿入するよう
に上記前記損失制御手段を制御する片方発話状態検出手
段とを備えることを特徴とする請求項４又は５記載のエ
コー消去装置。
【請求項７】エコー経路への送出信号を複数の周波数
帯域に分割し、前記送出信号が前記エコー経路を経由し
た後のエコー信号を複数の周波数帯域に分割し、前記分割された送出信号と、これと対応する前記分割さ
れたエコー信号とからそれぞれの分割された周波数帯域
での、適応フィルタで構成される擬似エコー経路を生成
し、前記複数の周波数帯域の送出信号を前記複数の周波数帯
域毎の擬似エコー経路にそれぞれ入力して複数の帯域の
擬似エコー信号を得、これら複数帯域の擬似エコー信号を、対応する前記複数
の帯域のエコー信号からそれぞれ差し引いて、複数の帯
域の誤差信号をそれぞれ求め、これら各帯域の誤差信号を最小とするように動作するア
ルゴリズムにより前記各帯域の適応フィルタのフィルタ
係数を逐次的に修正して前記エコー信号を消去するエコ
ー消去方法において、拡声通信を行なう両対地の話者が、同時に発話する際に
前記各帯域における必要十分なエコーの抑圧量に基づい
て、前記対応する適応フィルタのフィルタ係数の数を示
すタップ長を決定することを特徴とするエコー消去方
法。
【請求項８】伝送遅延が小さい回線系の場合は、拡声
通信を行なう片方の話者のみが、発話する際に必要十分
な各周波数帯域毎のエコー抑圧量から、それぞれ１０ｄ
Ｂ程度差し引いた値を前記両対地同時発話時の必要十分
な各周波数帯域毎のエコー抑圧量と決定し、伝送遅延が大きい回線系の場合は、拡声通信を行なう片
方の話者のみが、発話する際に必要十分な各周波数帯域
毎のエコー抑圧量から、それぞれ５ｄＢ程度差し引いた
値を前記両対地同時発話時の必要十分な各周波数帯域毎
のエコー抑圧量と決定することを特徴とする請求項７記
載のエコー消去方法。
【請求項９】拡声通信の最中、片方の話者のみが発話
を行なっている時、拡声通信を行なう片方の話者のみが
発話する際に必要十分なエコー抑圧量から、拡声通信を
行なう両方の話者が同時に発話する際に必要十分なエコ
ーの抑圧量を差し引いた値を、前記各周波数帯域毎の誤
差信号に損失として挿入することを特徴とする請求項７
又は８記載のエコー消去方法。
【請求項１０】エコー経路への送出信号を複数の周波
数帯域に分割する手段と、前記送出信号が前記エコー経路を経由した後のエコー信
号を複数の周波数帯域に分割する手段と、前記分割された周波数帯域分ごとに、前記分割された送
出信号と前記分割されたエコー信号とからそれぞれ生成
される周波数帯域の、適応フィルタに構成される擬似エ
コー経路と、前記複数の周波数帯域の送出信号を前記複数の周波数帯
域毎の擬似エコー経路へ入力しその出力として得られる
複数の帯域の擬似エコー信号を対応する前記複数の帯域
のエコー信号からそれぞれ差し引いて帯域毎の誤差信号
を得る手段と、前記周波数帯域ごとに前記誤差信号を最小とするように
動作するアルゴリズムにより逐次的に対応する各帯域の
適応フィルタのフィルタ係数を修正する手段とを備えた
エコー消去装置において、拡声通信を行なう両対地の話者が、同時に発話する際に
前記各周波数帯域における必要十分なエコーの抑圧量に
基づいて、前記の対応の適応フィルタのフィルタ係数の
数を示すタップ長を、それぞれ決定するタップ長決定手
段とを有することを特徴とするエコー消去装置。
【請求項１１】前記タップ長決定手段は、前記両対地同時送話時の各周波数帯域毎の必要十分なエ
コー抑圧量を、伝送遅延が小さい回線系の場合は、拡声通信を行なう片
方の話者のみが、発話する際に必要十分な各周波数帯域
毎のエコー抑圧量から、１０ｄＢ程度差し引いた値と決
定し、伝送遅延が比較的大きい回線系の場合は、拡声通信を行
なう片方の話者のみが、発話する際に必要十分な各周波
数帯域毎のエコー抑圧量から、５ｄＢ程度差し引いた値
に決定する同時発話所要エコー抑圧量決定手段と、前記決定された両対地同時発話時の周波数帯域毎の必要
十分なエコー抑圧量から各帯域ごとのタップ長の計算を
行なうタップ長計算手段とを有することを特徴とする請
求項１０記載のエコー消去装置。
【請求項１２】前記各周波数帯域の誤差信号が入力さ
れてこれに損失を与えて対地へ送出する各周波数帯域毎
の損失制御手段と、拡声通信の最中、片方の話者のみが発話を行なっている
時、拡声通信を行なう片方の話者のみが発話する際に必
要十分な各周波数帯域毎のエコー抑圧量から、拡声通信
を行なう両方の話者が同時に発話する際に必要十分な各
周波数帯域毎のエコーの抑圧量を差し引いた値を、前記
各周波数帯域毎の誤差信号に損失として挿入するように
対応する前記各周波数帯域毎の損失制御手段を制御する
片方発話状態検出手段とを備えることを特徴とする請求
項１０又は１１記載のエコー消去装置。