JPS6265525A

JPS6265525A - ダブルト−ク検出回路

Info

Publication number: JPS6265525A
Application number: JP20465685A
Authority: JP
Inventors: Itsu Takumi; 逸内匠; Yoshio Ito; 伊藤　良生; Masaki Kobayashi; 正樹小林
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1985-09-17
Filing date: 1985-09-17
Publication date: 1987-03-24

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】（産業上の利用分野）この発明は適応型エコーキャンセラのためのダブルトー
ク検出回路に関する。

（従来の技術）従来より、長距離電話回線の通信品質を高めるため、エ
コーキャンセラの研究が行われ、多くの提案がなされて
いる。

第２図は、特開昭５８−２１９８３７号公報に開示され
ている、ダブルトーク検出回路を具えたエコーキャンセ
ラである。

長距離電話回線と、加入者側とを継なぐ４線−２線変換
用のハイブリッドＨにおいては、長距離電話回線からの
受信信号Ｘの一部分がエコー信号Ｘ　Ｉ＋　となって送
信側へ回り込む。このエコー信号を推定し、消去するた
めにエコーキャンセラＥＣが設けられている。

このエコーキャンセラＥＣは適応制御フィルタＡＤＦに
よってエコーパスの伝達特性を推定し、受信信号Ｘから
エコー信号Ｘ　１１に等しい擬似エコー信号Ｙを作成す
る。減算回路ＤＩによって送信信号Ｙから擬似エコー信
号Ｙを引くことによって送信信号Ｙに含まれるエコー信
号Ｘ　１１を消去する構成となっている。

適応制御フィルタＡＤＦが収束状態で、近端話者Ｂが話
し始めると（この状態をダブルトークと言う）、適応制
御フィルタＡＤＦはエコーパスの伝達特性の推定を誤り
、通信品質が著しく悪化する。

このため、エコーキャンセラＥＣにダブルトーり検出回
路ＤＴを設け、この回路ＤＴを二つのレベル検出回路Ｌ
Ｄ、及びＬＤ２と、比較回路ＣＰと、残留エラー検出回
路ＥＤと、オアゲー）ＯＲとでもって形成し、近端話者
Ｂが音声信号Ｙ°を発していることを検出し、音声信号
Ｙ゛が存在する間はオアゲートＯＲからの出力により残
留エラーＥが禁止ゲートＧを通過するのを禁止して伝達
特性の推定を停止するように構成している。

従来、このダブルトーク検出には、以下に示す第−及び
第二の方法の一方もしくは両方が主として用いられてい
る（文献：　「昭和５７年度電子通信学会通信部門全国
大会講演予稿集Ｊｐ２−１７３、Ｎｏ、４３７）。

第一の方法：エコーパスの伝達特性はほぼ一定している
。近端話者からの音声信号Ｙ゛がない場合には、信号Ｙ
のレベルと受信信号Ｘのレベルとの比は一定している。

近端話者Ｂが音声信号Ｙ”を発生すると、信号Ｙはエコ
ー信号Ｘ′°に音声信号Ｙ°を加えたものとなり、信号
Ｙと受信信号Ｘとのレベル比は増加する。このレベル比
の増加を検出することによって、ダブルトークと判定す
る。

第２図の従来の回路構成では、レベル検出回路ＬＤＩが
信号Ｙのレベルを検出し、レベル検出回路ＬＤ、が受信
信号Ｘのレベルを検出する。さらに、比較回路ＣＰによ
って両者のレベルを比較し、レベル比の増加を検出して
いる。

第二の方法：近端話者Ｂが音声信号Ｙ′を発生していな
い時には、信号Ｙはエコー信号Ｘ′の成分だけになるか
ら、減算回路ＤＩの出力信号である残留エラーＥはほぼ
零になる。この状態で、近端話者Ｂが音声信号Ｙ′を発
生すると、信号Ｅは急激に増加する。この増加を残留エ
ラー検出回路ＥＤで検出してダブルトークと判定する。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上述したような従来のエコーキャンセラ
をハイブリッドのエコーパスを通過したエコー信号の消
去のために用いるのではなく、第３図に示すような、音
響系のエコーパスを通過したエコー信号Ｘ″の消去に用
いる場合がある。

第３図は、例えば、電話会議装置とか拡声電話機の音響
エコーパスへのエコーキャンセラの応用例を示す図で、
受信信号線路にはローパス又はバンドパスフィルタＦｌ
、アナログ対ディジタル変換器ＡＤ１、エコーキャンセ
ラＥＣ、ディジタル対アナログ変換器ＤＡＩ、ローパス
フィルタＬＰＦ　１、増幅器ＡＭＰ１及びスピーカＳＰ
が含まれている。また、出力信号線路にはマイクロフォ
ンｔＩｃ、増幅器ＡＭＰ２、ローパス又はバンドパスフ
ィルタＦ２、アナログ対ディジタル変換１ＩＡＤ２、エ
コーキャンセラＥＣ、ディジタル対アナログ変換器ＤＡ
２及びローパスフィルタＬＰＦ２が含まれている。モし
てエコーキャンセラＥＣは出力信号経路の両変換器ＡＤ
２及びＤＡｚ間に設けた減算回路ＤＩと、この減算回路
ＤＩ及び受信信号経路の二つの変換器ＡＤ１及びＤＡ１
間に設けた適応制御フィルタＡＤＦとからなっている。

このような構成では、前述のダブルトーク検出法では次
の二つの理由によって検出もれや誤検出が多くなるとい
う問題点があった。

先ず、このような構成では、エコーパス中に音響系パス
が入っているので、通常は、増幅器ＡＭＰ１及びＡＭＰ
２が同時に入れられる。

従って、近端話者Ｂの音声信号Ｎがない状態における出
力信号Ｙと、受信信号Ｘのレベル比の範囲がほとんど限
定出来ない。また、増幅器のために、信号Ｙのレベルが
信号Ｘのレベルよりも大きくなるという場合も生じ、さ
らに、音響系エコーパスでは、その伝達特性の時間変化
が激しく、信号Ｙと信号Ｘのレベル比の定常値を求めに
くい。

これらのことが、検出もれや誤検出の原因となっている
第一の理由である。

また、音響系エコーパスでは、その伝達特性に時間的変
化が激しく、伝達特性が変化する毎に、信号Ｅが急増す
る。このことが誤検出してしまう第二の理由である。

ところで、上述したエコーキャンセラＥＣは信号処理を
デジイタルで行う。この場合のアナログ対ディジタルの
変換を、フィルタＦｌ及びＦ２とＡ／Ｄ変換器ＡＤＺ及
びＡＤ２によって行っている。従ってスピーカＳＰから
出る音Ｘ°及びｘパは帯域制限された音である。一方、
近端話者の発生する音声Ｎは帯域制限されておらず、ス
ピーカＳＰからの音Ｘ”の有していない周波数成分も有
している。増幅器ＡＭＰ２からの出力信号ＹＡ中にはこ
の特有の周波数成分が含まれている。

従って、この特有の周波数成分を出力信号ＹＡから分離
し、分離された信号のレベルを監視すれば、ダブルトー
クを検出することが出来る。

従って、この発明の目的はエコーキャンセラを音響系パ
スを含むエコーパスに適用する場合に、ダブルトークの
誤検出及び検出もれの少ないダブルトーク検出器を提供
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）この目的の達成を図るため、この発明によれば、音声帯
域における帯域制限されたエコーの消去を目的とする適
応型エコーキャンセラにおいて、エコーの帯域制限範囲
外の周波数成分の信号レベルを抽出する信号レベル抽出
手段と、この信号レベルを監視し適当に設定したしきい
値と比較するための比較手段とを具えることを特徴とす
る。

（作用）このように構成すれば、エコーの帯域制限範囲外の、近
端話者の音声に含まれている周波数成分の信号レベルを
検出監視するのであるから、従来よりも検出もれ及び誤
検出が少ないエコーキャンセラを提供することが出来る
。

（実施例）以下、図面を参照してこの発明の実施例につき説明する
。

第１図はこの発明のエコーキャンセラを電話会議装置に
適用した実施例を示すブロック線図であり、第３図に示
した構成成分と同一の機能を有する構成成分については
同一の符号を付して示す。

また、この実施例においては、ダブルトーク検出回路は
アナログ処理で行い、適応制御フィルタはデジタル処理
を行う例につき説明する。

先ず、この発明が適用される電話会議装置の動作につき
簡単に説明する。

電話回線から受信した信号ＸＡは３００Ｈｚ〜３．４Ｋ
Ｈｚを通過帯域とするバンドパスフィルタＢＰＦＩに導
かれる。ここでサンプリング周波数８ＫＨｚによるサン
プリングのための帯域制限がなされ、Ａ／Ｄ変換器ＡＤ
Ｉでサンプリング量子化された信号又となる。この信号
ＸはエコーキャンセラＥＣの一部分を構成する適応制御
フィルタＡＤＦの入力となる。一方、Ｄ／Ａ変換器ＤＡ
１及び遮断周波数３．４ＫＨｚのローパスフィルタＬＰ
Ｆ　１によってアナログ信号に戻され、増幅器ＡＭＰ　
１で増幅され、電気音響変換器例えばスピーカＳＰから
音波となって放出される。

放出された音波はその一部分は信号Ｘ°として近端話者
Ｂに到達し、一部分はエコー信号Ｘ　Ｉ＋となって音響
電気変換器例えばマイクロホンＭＩＣに到達する。

このエコー信号Ｘ　１１はマイクロホンＭＩＣによって
電気信号に変換され増幅器ＡＭＰ２によって増幅され信
号ＹＡとなる。この信号ＹＡはバントハスフィルタＢＰ
ＦＩと同様のバンドパスフィルタＢＰＦ２に導かれ、サ
ンプリングのための帯域制限がなされた後、Ａ／Ｄ変換
器ＡＤ２によヮてサンプリング量子化された信号Ｙとな
る。この信号Ｙは、減算回路ＤＩにおいて、適応制御フ
ィルタＡＤＦが信号Ｘより作成した擬似エコー信号９に
よって相殺され、信号Ｙと擬似エコー信号Ｙの誤差が残
差信号Ｅとして出力される。

適応制御フィルタＡＤＦは適応制御型トランスバーサル
フィルタを具えており、タップ係数の値を制御すること
によってエコーパスを推定する。

この場合の推定アルゴリズムとしては、従来の最急降下
法或いは学習同足法を用い、残差信号Ｅをもとにして擬
似エコー信号Ｙをエコー信号Ｙに一層近くなるように推
定を進めている。

一方、近端話者Ｂの発する音声信号ＮはマイクロホンＭ
ＩＣに達し、エコー信号Ｘ”に重畳する。近端話者Ｂに
よる音声信号Ｎは増幅されて信号ＹＡに重畳し、さらに
帯域制限を受けＡ／Ｄ変換後に送信信号Ｙにも重畳する
。この場合、送信信号Ｙのうちエコー信号成分は擬似エ
コー信号Ｙによって消去されるが、近端話者Ｂがらの音
声信号成分は信号ＥとなってＤ／Ａ変換器ＤＡ２及び遮
断周波数３．４ＫＨｚのローパスフィルタＬＰＦ２によ
ってアナログ信号ＥＡに変換されて送信される。

ところで、適応制御フィルタＡＤＦは信号Ｅをもとにし
てタップ制御を行っているため、近端話者による音声信
号が重畳した場合、そのタップ係数を誤って制御するた
め、禁止ゲートＧによって制御を一時停止する必要があ
る。この禁止ゲートＧに対して制御一時停止の信号を与
えるのがダブルトーク検出回路ＤＴである。そして、エ
コーキャンセラＥＣは、このダブルトーク検出回路ＤＴ
と、適応制御フィルタＡＤＦと、減算回路ＤＩとで主と
して構成するが、この実施例では他に禁止ゲートＧを含
んだ構成となっている。この禁止ゲートＧはダブルトー
ク検出回路ＤＴ又は適応制御フィルタＡＤＦに含ませた
構造とすることも出来る。

次に、この発明のダブルトーク検出回路ＤＴにつき説明
する。

このダブルトーク検出回路ＤＴは、エコーの帯域制限範
囲外の周波数成分の信号レベルを抽出する信号レベル抽
出手段り、と、この信号レベルを監視し適当に設定した
しきい値と比較するための比較手段Ｌ２とを具える。こ
の実施例では、信号レベル抽出手段Ｌ１を遮断周波数３
．４ＫＨｚのバイパスフィルタＨＰＦＩ及び遮断周波数
３００ＨｚのローパスフィルタＬＰＦ３とで構成スる。

また、比較回路Ｌ２をレベル検出回路ＬＤＩ及びＬＤ２
と、オアゲー）ＯＲとで構成する。そして、このダブル
トーク検出回路ＤＴを、共通の入力端子からバイパスフ
ィルタＨＰＦ１及びレベル検出回路ＬＤＩを介してオア
ゲー）ＯＲの一方の入力を形成し、また、共通の入力端
子からローパスフィルタＬＰＦ３及びレベル検出回路Ｌ
Ｄ２を介してオアゲー）ＯＲの他方の入力を形成し、こ
のオアゲー）ＯＲから二つの入力の論理和出力を禁止ゲ
ートＧに供給出来るように構成する。

そして、このダブルトーク検出回路ＤＴのフィルタＨＰ
ＦＩ及びＬＰＦ３の入力端子を送信信号線路の音響電気
変換器であるマイクロホンＭＩＣの後段でかつ帯域制限
フィルタＢＰＦ２の前段の任意の箇所、例えば増幅器Ａ
ＭＰ２の出力端子に接続し、レベル検出すべき信号を抽
出する。また、適応制御フィルタＡＤＦは送信信号線路
の帯域制限フィルタＢＰＦ２の後段の任意の箇所及び受
信信号線路のローパスフィルタＬＰＦ１の前段の任意の
箇所間、例えばそれぞれのＡ／Ｄ及びＤ／Ａ変換器間（
ＡＤ２とＤＡ２との間の位置及びＡＤＩとＤＡＩとの間
の位置の間）、に設ける。

既に説明したように、受信信号ＸＡは電話回線を通過し
てくるため、その周波数成分は３００Ｈ２から３．４Ｋ
Ｈｚの間だけのものになるように帯域制限されており、
さらに、バンドパスフィルタＢＰＦＩ及びローパスフィ
ルタＬＰＦ１を通るため、スピーカＳＰから放出される
音波ひいては。

そのエコー信号Ｘ°”は３００Ｈｚ以下及び３．４ＫＨ
ｚ以上の周波数成分を含んでいない、一方、近端話者Ｂ
からの音声信号Ｎは一切帯域制限されていない。

従って、信号ＹＡが３００Ｈｚ以下もしくは３．４ＫＨ
ｚ以上の成分を有する場合には、それは近端話者もしく
はそれと同等の近端における雑音に起因しているといえ
、従って、この３００Ｈｚ以下の信号成分もしくは３．
４ＫＨｚ以上の成分を監視することでダブルトークを検
出することが出来る。

次に、このダブルトーク検出回路ＤＴの動作につき説明
する。

第１図において、′遮断周波数３．４ＫＨｚのバイパス
フィルタＨＰＦＩによって信号ＹＡから３．４ＫＨｚ以
上の周波数成分の信号を抽出し、レベル検出回路ＬＤＩ
によって３．４ＫＨｚ以上の成分のレベル増大を検出す
る。また、遮断周波数３００ＨｚのローパスフィルタＬ
ＰＦ３によって信号ＹＡから３００Ｈｚ以下の信号成分
を抽出し、レベル検出回路ＬＤ２によって３００Ｈｚ以
下の成分のレベル増大を検出する。

オアゲートＯＲはレベル検出回路ＬＤＩと、レベル検出
回路ＬＤ２の出力から、３．４Ｈｚ以上の成分もしくは
３００Ｈｚ以下の成分のレベルが増大したことを検出し
、禁止ゲートＧに対してダブルトーク検出の信号を出力
する。この信号が禁止ゲートＧに供給されると、この信
号が供給されている間、信号Ｅの適応制御フィルタＡＤ
Ｆへの供給が一時停止する。

上述した説明から明らかなように、この発明はエコーの
有する周波数帯域以外の周波数成分を検出することにあ
る。従って、第１図に示したこの発明のダブルトーク検
出回路ＤＴ及び適応制御フィルタＡＤＦはアナログ処理
回路はもとより、ディジタル処理回路として形成出来、
さらに、周波数成分の検出法もディジタルフィルタだけ
でなくファーストフーリエ変換等の既存の信号処理法で
行っても良い、この場合において、前述と同様なダブル
トーク検出効果を期待出来る。

さらに、ダブルトーク検出回路を構成する各回路は従来
の電子技術を用いて容易に構成することが出来ると共に
、このダブルトーク検出回路は第１図に示した構成とは
異なる回路構成であっても良い。

また、上述した実施例では、この発明のダブルトーク検
出回路を電話会議装置に適用した場合につき説明したが
、これに限定されるものではなく電子音響変換器及び音
響電子変換器間の音響バスを有する、アナログ又はディ
ジタル方式の任意のシステムに適用することが出来る。

その場合、エコーキャンセラをシステムに応じた最適箇
所に組み込むことが出来る。

（発明の効果）上述した説明から明らかなように、この発明によれば、
エコー信号が帯域制限されかつ近端話者からの音声信号
は帯域制限されていないことに着目し、近端話者からの
信号と、エコー信号との和信号のうち、エコー信号が有
していない周波数成分を監視することによりダブルトー
ク検出を行うように構成しであるので、ダブルトークの
検出もれ及び誤検出の少ないエコーキャンセラを実現す
ることが出来る。

また、この発明は従来のダブルトーク検出回路と併用す
ることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のダブルトーク検出回路の一実施例を
電話会議装置に適用した場合の回路構成を示すブロック
線図１、第２図は従来のダブルトーク検出回路を示すブロック
線図、第３図は従来のエコーキャンセラを音響エコーパスに適
用した例を説明するためのブロック線図である。ＥＣ・・・エコーキャンセラＤＴ・・・ダブルトーク検出回路り、・・・レベル抽出手段Ｌ２・・・比較手段ＨＰＦＩ・・・バイパスフィルタＬＰＦＩ〜ＬＰＦ３・・・ローパスフィルタＬＤＩ、Ｌ
Ｄ２・・・レベル検出回路ＯＲ・・・オアゲート、　　Ｇ・・・禁止ゲートＡＤＦ
・・・適応制御フィルタＤＩ・・・減算回路ＢＰＦＩ、ＢＰＦ２・・・バンドパスフィルタＡＤＺ、
ＡＤ２・・・アナログ対ディジタル変換器ＤＡＩ、ＤＡ
２・・・ディジタル対アナログ変換器ＡＭＰ　１　、Ａ
ＭＰ２・・・増幅器ＳＰ・・・電気音響変換器（スピーカ）ＭＩＣ・・・音
響電気変換器（マイクロホン）Ｂ・・・近端話者。特許出願人　　　　沖電気工業株式会社手続補正書昭和６１年７月２２日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）音声帯域における帯域制限されたエコーの消去を
目的とする適応型エコーキャンセラにおいて、エコーの
帯域制限範囲外の周波数成分の信号レベルを抽出する信
号レベル抽出手段と、この信号レベルを監視し適当に設
定したしきい値と比較するための比較手段とを具えるこ
とを特徴とするダブルトーク検出器。