JPS6258575B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は２線４線変換器を有する４線式電話回
線において、近端の受話側から送話側へ漏洩し帰
還する遠端の送話者のエコーを近端にて相殺消去
し、エコーを伴わずに通話ができるようにする反
響消去装置に関するものである。 周知のように２線式伝送路と４線式伝送路を２
線４線変換器により結合して成る電話回線におい
ては、主として２線部分の加入者側を見たインピ
ーダンスと２線４線変換器内の平衡回路網のイン
ピーダンスとの間の不整合に起因して、４線部分
の受話信号の一部が送話側へ漏洩し、遠端の送話
者に帰還して、いわゆる送話者エコーとして感知
される。４線部分の伝搬遅延が長くなるとエコー
は送話後しばらく時間を経て感知されるので、送
話者が不快感を覚え、通話が非常に困難となる。
反響消去装置は上述の問題を解決するためベル研
究所のSondhiらによつて提案された方法で、受
話信号を入力とする可変係数フイルタ（トランス
バーサルフイルタ）の出力でエコーを擬似し、こ
の擬似エコーを符号（極性）反転して送話路へ挿
入することにより近端の通話者の送話信号は送話
路を通過するが、遠端の通話者のエコーは相殺消
去されて通過しないようにしたものである。この
ような動作を可能とするため、エコー消去後送話
路出力端子に残留する消去誤差のレベルが最小と
なる如く、可変係数フイルタの係数は調整され
る。ただし送話路に近端の通話者の送話信号がエ
コーとともに混入すると、消去誤差と送話信号の
区別が困難となつて、係数の調整が不正確となる
ので、送話信号が混入したときは係数の調整を一
時停止する必要がある。従来の係数調整一時停止
の方法は、文献IEEE Transaction on
Communications、Vol.COM−26、No.５、
May1978“Ａ Twelve−Channel Digital Echo
Canceler”のFigure7（P.651）の反響消去装置
ブロツク構成図に見られる如く送話路入力端子に
到来する送話路入力信号と受話路入力端子に到来
する受話入力信号のレベルを比較し、受話路入力
信号の1/2（6dB低下点）よりも送話路入力信号
の方が高いときは送話路入力信号の中に送話信号
が混入したと判定して、一定のハングオーバ時間
を付与して係数調整を一時停止するものであつ
た。しかるに従来のこの種の方法では、送話路入
力信号のレベルが送話路入力信号の1/2に達する
直前の状態では、近端の送話信号が送話路出力側
に消去誤差とともに現れ、可変係数フイルタの係
数が所望の値より乱れる如く係数修正回路の適応
動作の過程に悪影響を及ぼし、この結果エコーが
遠端の送話者に感知され、通話品質が低下場合が
あるという欠点があつた。また近端の通話者の周
囲雑音が送話信号中に混入する場合は、送話路入
力信号のレベルが受話路入力信号の1/2に達する
直前の状態がしばらく継続する場合があり、この
ような悪影響を無視しえないという問題があつ
た。 本発明はこれらの欠点を除去するため、通話開
始後消去誤差が十分小さくなる迄は送話路入力信
号と受話路入力信号のレベル比較により、またい
つたん消去誤差が十分に小さくなつた後は送話路
出力信号と受話路入力信号のレベル比較によりそ
れぞれ送話信号の有無を判定し、送話信号検出の
高速化を図つたもので、送話信号混入による係数
の乱れを極力防止することを目的とする。 図は本発明の一実施例を示すブロツク図であつ
て、１は送話路入力端子、２は送話路出力端子、
３は受話路入力端子、４は受話路出力端子、５は
タツプ付遅延線から成る可変係数フイルタ、６，
７，……，８，９は各々可変係数フイルタ５の第
０、１、……、（ｎ−１）、ｎタツプの係数荷重回
路、１０は加算器、１１は送話路入力端子１の方
向からの信号より加算器１０の方向からの信号を
減算し出力する減算器、１２は減算器１１の出力
を得る分岐点、１３は分岐点１２に現れるエコー
消去誤差のレベルが最小となる如く係数荷重回路
６，７，……，８，９の係数を適応的に修正し設
定するとともに、外部からの制御信号を受けて係
数設定の適応動作を一時停止し、制御信号を受け
る直前の係数を保持する如く設定する係数修正回
路、１４は送話路入力端子１への入力信号と受話
路入力端子３への入力信号のレベルを比較し送話
信号の有無を検出して送話信号があると判定した
ときは係数修正回路１３の係数修正動作を一時停
止し、係数荷重回路６，７，……，８，９等の係
数を最新の値に固定する如く係数修正回路１３を
制御する第１の制御回路、１５は送話路出力端子
２への出力信号と受話路入力端子３への入力信号
のレベルを比較し送話信号の有無を検出して送話
信号があると判定したときは第１の制御回路１４
と同様にして係数修正回路１３を制御する第２の
制御回路である。 而して受話路出力端子４と送話路入力端子１の
間が伝送路、２線４線変換器等よりなる外部回路
を通して接続されるとき、この外部回路の受話路
出力端子４より送話路入力端子１に到る伝達係数
をＧ、係数荷重回路６，７，……，８，９の各係
数をｈ_i（ｉ＝０、１、……、（ｎ−１）、ｎ）、時
点ｋにおいて送話路入力端子１、受話路入力端子
３への入力信号を各々ｙ_k、ｘ_k、同じく送話路出
力端子２への出力信号をｅ_k、上記外部回路の途
中で２線４線変換器を通して送話路入力端子１に
入力される近端の通話者の送話信号をｖ_kとし、
ｋはナイキスト間隔毎に決まる離散的な時点とす
る。Ｇはタツプ付遅延線を用いて表すと、一般に
はタツプ係数ｇ_i（ｉ＝０、１、……、∞）の可
変係数フイルタと等価であり、各タツプ係数は係
数修正回路１３の係数修正に要するわずかの時間
ではほとんど一定である。ここに と表わすことができる。従つて ｜ｇ_j｜（ｊ＝ｎ＋１、……、∞）≪〔｜ｇ_i｜
（ｉ ＝０、１、……、ｎ）の最大値〕 となるようにｎを外部回路に対して選び、且つ ｈ_i＝ｇ_i（ｉ＝０、１、……、ｎ） となる如くｈ_i（ｉ＝０、１、……、ｎ）を係数
修正回路１３にて調整すれば となり端子２には端子３への入力信号ｘ_kに起因
するエコーが現れず、送話信号だけが現れてエコ
ー消去が達成される。このような係数荷重回路
６，７，……，８，９の各係数ｈ_iを見出す方法
としては、

【式】を最小ならしめる如く時 点（ｋ＋１）における係数ｈ_iの修正量Δｈ_iを求
める手法、いわゆる最急降下法が有効である。修
正量Δｈ_iを算定する際

【式】の中にはｖ_k が含まれていて、ｖ_kはｘ_kとは独立な変数である
から、｜ｖ_l｜０（ｌ＝ｋ−ｎ、……、ｋ）と
なる状態でｖ_kの影響を受けない正確なΔｈ_iを求
めることができる。このような状態、即ち受話信
号だけがあつて送話信号が殆んどない片方向通話
状態は通話の初期に必ず存在し、各係数ｈ_iはそ
れぞれ対応する所望の値ｇ_iに収束する。外部回
路の伝達特性が周囲温度の変化等に起因して変化
し、ｇ_iが変わつても１１→１２→１３→５→１
０→１１なる自動制御ループの作用により適応し
てｈ_iは新しいｇ_iに収束する。然るに通話の初期
で未だｈ_iが十分にｇ_iに収束していないときに送
話信号が混入し｜ｖ_l｜０（ｌ＝ｋ−ｎ、…
…、ｋ）と見做せなくなつた双方向通話状態では
第１の制御回路１４の作用により、端子１に到達
するエコーは少なくとも端子３における信号レベ
ルより外部回路の最小損失を減じた値よりは低い
という実回線の性質を利用して、端子１の信号レ
ベルがこの値（端子３における信号レベルより外
部回路の最小損失を減じた値）を越えたら送話信
号があると見做し、係数修正回路１３の修正動作
を一時停止することにより、ｈ_iがｇ_iから遠ざか
り係数が乱れるようなことはない。送話路入力端
子１から第１の制御回路１４に向かつて入力され
る送話路入力信号の中には送話信号とエコーが混
在している訳であるから、端子１の信号レベルが
端子３の信号レベルより外部回路の最小損失を減
じた値に達する迄に時間を要するけれども、第１
の制御回路１４が動作するのは通話初期だけであ
るからその影響は小さい。他方、分岐点１２にお
ける消去誤差が十分に小さくなつて、ｈ_iがｇ_iに
収束した後は第１の制御回路１４に代わつて第２
の制御回路１５が動作し、上述のような双方向通
話状態では素速く係数修正回路１３の修正動作を
一時停止する。何故ならばいつたんｈ_iがｇ_iに収
束した後は分岐点１２にはエコーが消去されて送
話信号だけが現れるから、端子１の信号レベルが
端子３の信号レベルより外部回路の最小損失を減
じた値に達するよりずつと以前の端子１の信号レ
ベルが未だ低い状態にあるときでも容易に送話信
号の有無を判定できるからである。従つて通話の
大部分の時間では送話信号の混入による係数の乱
れが生じない。 第１の制御回路１４を用いずに第２の制御回路
１５の動作だけで係数修正回路１３の修正動作を
一時停止する方法も可能であり、上述と同様な高
速制御動作を成し得るものと思われるが、通話の
初期の消去誤差の収束過渡状態において、不十分
なｈ_iの修正により分岐点１２の信号レベルが不
安定となることも有り得るので、通話の初期には
第１の制御回路１４の動作による方が望ましい。 第１の制御回路１４の動作を停止し、１４に代
わつて第２の制御回路１５を動作させる際にｈ_i
が十分ｇ_iに収束しているか否かを判定する必要
があるが、このような判定は、第１の制御回路１
４によつて受話信号が支配的な片方向通話状態に
あると判定しているときに分岐点１２における消
去誤差が十分に小さいことを第２の制御回路１５
或は係数修正回路１３にて判定することにより可
能である。または係数修正回路１３が動作してい
るときに ｜Δｈ_i｜≪｜ｈ_i｜（ｉ＝０、１、……、ｎ） となることを係数修正回路１３にて判定すること
によつても上述の判定は可能である。 以上説明したように本発明によれば送話路にエ
コーとともに送話信号が混入して係数修正制御回
路１４から誤つた修正情報を出力するようなこと
があつても、送話路出力側に別の第２の係数修正
制御回路１５を設けておき、それら第１および第
２の制御回路１４，１５において消去誤差の大き
さを判別するようにし、消去誤差が残留している
ときは第１の制御回路１４から出力される修正停
止情報を用い、消去誤差が収束したときは第２の
制御回路１５から出力される修正停止情報を用い
るように係数修正回路１３は、第１の制御回路１
４から入力される信号と第２の制御回路１５から
入力される信号を吟味して、第１の制御回路１４
からの修正停止情報を用いるべきか、第２の制御
回路１５からの修正停止情報を用いるべきか、を
判別し、自らその動作をそのように切り換える。
つまり、通常は第１の制御回路１４が動作してい
るが、近端の送話信号が入力されて入力１のレベ
ルが大きくなつて制御動作を開始し、端子２に現
われるエコーの消去誤差が収束したと係数修正回
路１３自体が第１および第２の各制御回路から入
力される信号により判断した時点で第１の制御回
路１４の出力を無効とし、第２の制御回路１５の
出力を有効とするように働くので、従来のように
送話路入力側にのみ係数修正制御回路を設けた場
合に生じる、送話路入力信号に含まれるエコーに
よる誤判定は防止でき、動作確実にして且つ素速
い送話信号の検出が可能であり、反響消去装置を
構成する可変係数フイルタの係数の乱れを十分に
防止することができる。従つて本発明は２線４線
変換器を有する４線式電話回線のエコー抑圧に適
用すれば、常時良好なエコー消去を達成できる利
点がある。故に本発明は長距離電話回線や衛星回
線等伝搬遅延が長くエコーが通話者に不快感を与
えるような回線のエコー抑圧に適用して効果大な
ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すブロツク図であ
る。 符号説明、１……送話路入力端子、２……送話
路出力端子、３……受話路入力端子、４……受話
路出力端子、５……可変係数フイルタ、６……第
０タツプの係数荷重回、７……第１タツプの係数
荷重回路、８……第（ｎ−１）タツプの係数荷重
回路、９……第ｎタツプの係数荷重回路、１０…
…加算器、１１……減算器、１２……分岐点、１
３……係数修正回路、１４……第１の制御回路、
１５……第２の制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２線４線変換器を有する４線式電話回線に接
   続された反響消去装置であつて、送話路と受話路
   と可変係数フイルタと該係数の修正回路とを有し
   て成り、遠端からの受話信号が前記受話路を通過
   した後、電話回線を構成する伝送路および２線４
   線変換を経て前記送話路へ回り込むことによりエ
   コーを形成するとき、前記受話信号を入力とする
   前記可変係数フイルタの出力として前記エコーに
   近似する擬似エコーを得て、該擬似エコーを符号
   反転して前記送話路へ加算することにより、近端
   から前記２線４線変換を経て前記送話路へ入力さ
   れる送話信号は該送話路を通過し、前記エコーは
   該送話路で擬似エコーと相殺され、消去される如
   く、前記係数の修正回路を適応的に動作させる反
   響消去装置において、 消去誤差が残留しているときは、前記送話路の
   入力信号のレベルと前記受話信号のレベルとの比
   較結果により、逆に消去誤差が収束したときは、
   前記送話路の出力信号のレベルと前記受話信号の
   レベルとの比較結果により、前記送話路の入力信
   号中における前記近端からの送話信号の有無を判
   別し、前記送話路に送話信号が有ると判別したと
   きは、前記係数の修正回路の適応動作を停止する
   ように制御する制御回路を具備したことを特徴と
   する反響消去装置。