(57)【要約】【課題】エコーキャンセラが最適な動作パラメータ値を学習するまでの効果遅延を解消する。【解決手段】エコーキャンセラ手段１２で最適化した動作パラメータ値を、通話経路を特定する通報先電話番号などをキーとして学習値記憶部１９に記憶しておき、新たな通話開始時に記憶した動作パラメータ値を初期値としてエコーキャンセラ手段１２の制御を始めるので、最適な動作パラメータ値が得られるまでの学習期間中に通話品質が低下するといった危惧がなくなる。【選択図】図２
2006041590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エコーを消去する信号処理部と、その処理結果をフィードバックして動作パラメータ値を最適化する学習演算部とを備えたエコーキャンセラ手段と、通話経路の切替えを行う入力切替部および出力切替部と、最適化した前記動作パラメータ値を前記通話経路と対応させて記憶させて記憶する学習値記憶部と、前記通話経路を切替えた際には該通信経路に対応した学習値を前記エコーキャンセラ手段の動作パラメータ値として設定する主制御部とを備えた制御手段とからなるエコーキャンセラの制御装置。
【請求項２】
定常または非定常の状態を監視するひとつまたは複数の監視端末機器と通信して、前記監視端末機器から非定常の状態を通知する電文を受信した際に予め登録した１つまたは複数の通報先電話番号に発呼する制御装置において、エコーを消去する信号処理部と、その処理結果をフィードバックして動作パラメータ値を最適化する学習演算部とを備えたエコーキャンセラ手段と、前記動作パラメータ値を前記通報先電話番号と対応させて記憶させて記憶する学習値記憶部と、前記通報先電話番号を切替えた際には該通報先電話番号に対応した動作パラメータ値を前記エコーキャンセラ手段に設定する主制御部とを備えた制御手段とからなるエコーキャンセラの制御装置。
【請求項３】
動作パラメータ値に対応させて記憶させる情報として、通報先電話番号に加えて、発呼する月日、曜日または時間帯情報の少なくとも一つを用いる請求項２記載のエコーキャンセラの制御装置。
【請求項４】
動作パラメータ値に対応させて記憶させる情報として、通報先電話番号に加えて、屋内または屋外などの所在情報を用いる請求項２記載のエコーキャンセラの制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の制御装置の少なくとも一つの手段をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セキュリティシステムにおいて侵入者の検知や高齢者からの緊急連絡などが発生して外部電話への通報した際のように、即時緊急性を要する通話用途に用いられるエコーキャンセラの制御装置およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
窃盗犯罪や高齢者世帯の増加などに伴い、住居における監視装置や見守り装置の需要が増加してきている。従来、この種の監視装置は、窓や玄関ドアの開閉センサや人感センサ、監視カメラなど侵入者検知用の複数の監視端末機器や、高齢者などが携帯して体調急変の際にボタンを押下して知らせる緊急連絡用の見守り端末機器（以下、監視端末機器と総称）と、これらの監視端末機器からの異変を知らせる電文を受けとることにより警報を発したり、外部への通報を行う制御装置との組合せで構成されている。
【０００３】
近年では、これら監視端末機器と通信に加えて、更に電気錠やドアホンなどの設備機器や、エアコンや電気温水器などの家電機器とも通信制御できうる制御装置さえも提案されてきている。
【０００４】
通常、これらの制御装置では、異常が発生した際に知らせるべき通報先として、予め決定した数件〜１０件といった電話番号やメールアドレス等を登録できるようにしておき、監視端末機器が異常を検知した際に登録した電話番号に順次発呼し、音声合成によるアナウンスを通報先の電話機に流したり、制御装置本体に内蔵したマイクやスピーカと通報先の電話機との間でハンズフリーな通話や宅内の物音のモニタができるようになっている。
【０００５】
一般に、こうした制御装置を使った通話時には、スピーカから出た反響音や装置周辺のノイズをマイクが拾ってしまうことでハウリングなどが発生し会話が不明瞭になる恐れがあるため、エコーキャンセラ機能が導入されている。
【０００６】
エコーキャンセラ機能は、フィルタにより不要な周波数域成分のノイズを除いたり、スピーカからの出力信号から分離した信号を増減幅させて逆位相とした信号を生成し、これを反響音の伝播するディレイ時間分ずらして入力信号と合成することで反響音を相殺して消去する原理を用いるものが多い。
【０００７】
このフィルタ特性や増減幅のゲイン値、ディレイ時間などは、通話元や先の装置の周囲音状況や通話先への信号経路などにより変化するため、これらの動作パラメータ値を初期値から順次変化させた処理結果をフィードバックして最適なエコーキャンセラ状態を導出する学習機能を備えたものもある。この学習過程は、最適な状態が得られるまでにある程度の時間が掛かるため、前回の学習結果を記憶しておく方法も取り入れられている。
【０００８】
ところが、学習結果を記憶しておく方法では、次回の通話での通話経路が大きく変わり、最適な動作パラメータが前回と次回で中間値を挟んで両極になるような場合には、単純に中間値を初期値として用いるよりも、通話当初の学習機能が十分効かない期間が長くなってしまったり聞きづらい音声が発生するといった懸念がある。そこで、通話先が変わった場合には前回の学習値をリセットして破棄し、中間値など所定の初期値から改めて学習し直すことで必要以上の悪化を抑えるものがある（例えば、特許文献１）。
【０００９】
特許文献１の制御装置では、回線の信号レベルを監視し、レベル情報を生成するレベル監視手段と、リセット信号発生手段からのリセット信号又はレベル監視手段からの情報に基づいてエコーキャンセラを制御する制御手段とを備えて構成したので、新たな通話が開始された場合や、交換機などの接続状態が大きく変わった場合などの通話路の変化を検出して通話路変化に即したリセット信号を生成することができ、網の接続構成に影響されず、安定したエコーキャンセル状態を実現することができるようになっている。
【特許文献１】特開２００１−８６２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、監視装置などにおける通報時には、通話開始の直後から緊急性の高い短い会話が交わされることが予想されるため、新しい通話を開始した際に中間値などの初期値から改めて学習機能が始まったのではエコーキャンセル効果の発現が遅くなり緊急性に欠ける。
【００１１】
一方、本発明のような監視装置の使い方での特徴的な点として、通話相手が不特定多数になることは無く予め登録した通話先などに通話経路が限定できるため、登録された通話先ごとに最適な学習結果である動作パラメータ値を記憶しておけば、新たな通話で学習機能をリセットして廃棄する必要はほとんどなく、前回の通話で学習した動作パラメータ値を使って通話当初から十分なエコーキャンセラ機能の効果が期待できる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために、エコーを消去する信号処理部と、処理結果をフィードバックして動作パラメータを最適化する学習演算部とを備えたエコーキャンセラ手段と、通話経路の切替えを行う入力切替部および出力切替部と、最適化した前記動作パラメータ値を前記通話経路と対応させて記憶させて記憶する学習値記憶部と、前記通話経路を切替えた際には該通信経路に対応した学習値を前記エコーキャンセラ手段の動作パラメータ値として設定する主制御部を備えた制御手段とから構成するようにしている。
【００１３】
このことにより、通話経路ごとに学習機能により最適化された動作パラメータ値を使ってエコーキャンセラ機能を制御することで、通話先が切り替わっても通話開始直後から十分なエコーキャンセラ機能の効果が実現できるものである。
【発明の効果】
【００１４】
このように、通話先に応じた最適な動作パラメータ値を初期値としてエコーキャンセラ機能を制御することで会話当初からエコーキャンセラ機能の効果を最大限に引き出せ、監視機器などの即時緊急性の高い会話が交わされる用途にも適用できるエコーキャンセラの制御装置およびプログラムが提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
第１の発明は、エコーを消去する信号処理部と、その処理結果をフィードバックして動作パラメータを最適化する学習演算部を備えたエコーキャンセラ手段と、通話経路の切替えを行う入力切替部および出力切替部と、最適化した前記動作パラメータ値を前記通話経路と対応させて記憶させて記憶する学習値記憶部と、前記通話経路を切替えた際には該通信経路に対応した学習値を前記エコーキャンセラ手段の動作パラメータ値として設定する主制御部とを備えた制御手段とから構成するようにしている。このことにより通話経路が切り替わっても、前回学習した動作パラメータを初期値に使う事で即座にエコーキャンセラの機能を活用できる。
【００１６】
第２の発明は、定常または非定常の状態を監視するひとつまたは複数の監視端末機器と通信して、前記監視端末機器から非定常の状態の電文を受信した際に予め登録した１つまたは複数の通報先電話番号に発呼する制御装置において、エコーを消去する信号処理部と、その処理結果をフィードバックして動作パラメータ値を最適化する学習演算部を備えたエコーキャンセラ手段と、前記動作パラメータを前記通報先電話番号と対応させて記憶させて記憶する学習値記憶部と、前記通報先電話番号を切替えた際には該通報先電話番号に対応した学習値を前記エコーキャンセラ手段の動作パラメータ値として設定する主制御部とを備えた制御手段とから構成するようにしている。このことにより通報先が切り替わっても、前回学習した動作パラメータ値を初期値に使う事で即座にエコーキャンセラの機能を活用できる。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明に加えて、動作パラメータに対応させて記憶させる情報として、通報先電話番号に発呼する月日、曜日または時間帯情報の少なくとも一つを加えることにより、通報先の雑音状況や通話経路における輻輳状態などの条件が一定化しやすくなり、前回の学習値を利用できうる可能性が高くなるものである。
【００１８】
第４の発明は、第２の発明に加えて、動作パラメータに対応させて記憶させる情報として、通報先電話番号に屋内または屋外などの所在情報を加えることにより、特に通話先が携帯電話などの移動電話であった場合に、通報先の雑音状況などの条件が一定化しやすくなり、前回の学習値を利用できうる可能性が高くなるものである。
【００１９】
第５の発明は、第１ないし第４の発明のいずれかに記載の制御装置の少なくとも一つの手段をコンピュータに実行させるためのプログラムとしている。この構成によれば、プログラムであるので電気・情報機器、コンピュータ、サーバー等のハードリソースを協働させて本発明のエコーキャンセラの制御装置の少なくとも一部を容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。
【００２０】
以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施例１におけるエコーキャンセラ機能を備えた制御装置を用いて構成した監視装置とそのネットワークシステムの一例を模式化したブロック図である。本実施例の制御装置１は、図１のシステム全体を制御する中央処理装置となっており、ホール素子などを使い窓やドアの開閉を検知する開閉センサ２、４、人の動きや接近を検知する人感センサ３、５である。また、緊急リモコン６は、家人が体調急変の際などの通報に使用する監視端末機器の一例である。
【００２２】
これらの監視端末機器は、家人が不在の場合に侵入者の接近や窓の開閉などをセンサにより検出して警報の吹鳴を行ったり、検知電文を制御装置１へ送信することにより、予め制御装置１に登録した家人の携帯電話や勤務先電話やパソコン、契約を行っている警備会社などに通報の電話を掛けたりメール送信を行って報知する。
【００２３】
また、緊急リモコン６は、高齢者や病人などが携帯し体調などの急変を知らせるものであり、緊急リモコン６に敷設したボタンを押下すれば、同じく制御装置１へ電文を送信することにより自動的に制御装置１に予め登録した通話先電話番号に電話を掛け、電話が繋がると緊急リモコン６または制御装置１に備えたマイクやスピーカを通してハンズフリーで通話が行えるように構成している。
【００２４】
次に、図１の宅外回線７は、家人が外出先から宅内の制御装置１と通信するためのインターネット網や公衆電話回線などで構成する情報通信回線であり、外部電話８は監視端末装置からの侵入者の検知電文を受けた制御装置１が通報メールやインターネット電話、公衆電話回線による電話を掛ける通報先としてその電話番号を予め制御装置１に登録する。これら外部電話８と制御装置１間の通信は、宅外回線網７を介して直接行うものであってもよいし、監視サービスの運営会社やインターネットプロバイダなどが運用するサーバ装置（図示せず）を介したものであってもよい。
【００２５】
次に、図２および図３のブロック図を使って、制御装置１の構成とエコーキャンセラ手段の概略動作について説明する。図２は制御装置１の構成の一例を示すブロック図であり、１点鎖線矢印は制御信号の経路を示し、実線矢印は音声信号の経路を示している。主制御部２２はＣＰＵとメモリおよびその周辺回路で構成し、制御装置１全体を制御する。
【００２６】
今、家人が体調の急変などを起こし、緊急リモコン６のボタンを押下し、主制御部２２がこの電文を受信すると、主制御部２２は外線制御部２０により、予め登録された通報先電話番号の優先順位１位の外部電話（以下、通報先Ａ）にダイヤリングを行う。続いて、音声コーデック部２１の再生音が、出力切替部１８、エコーキャンセラ手段１２、入力切替部１７を経由し、外線接続部２０を介して通報先Ａに流れるよう切り替える。
【００２７】
なお、この経路の場合は、制御装置１のマイク１１とスピーカ１２間での反響音は発生しないため、通報先Ａでの不都合な反響音やノイズが発生しない場合は、エコーキャンセラ手段１２を経由せずに外線接続部２０に接続してもよい。
【００２８】
通報先Ａへのダイヤリングに成功し通話状態になると、音声コーディック部２１により「緊急リモコンから通報が行われました」といった再生音が通報先Ａの外部電話に流される。続いて、主制御手段２２は、入力切替部１７および出力切替部１８をエコーキャンセラ手段１２を介してマイク１１およびスピーカ１２に切り替え、通報先Ａと緊急リモコン６を押下した家人が通話できるように設定する。
【００２９】
この際、主制御部２２は、学習値記憶部１９から通報先Ａの電話番号をキーとして記憶しておいたエコーキャンセラ手段１２用の動作パラメータを読み出し、エコーキャンセラ手段１２の初期値として設定する。これにより、エコーキャンセラ手段１２は前回の通話先Ａとの通話時に最適化した動作パラメータ値を使ってエコーキャンセル処理を開始でき、通話開始直後からエコーキャンセラ効果の高い処理を行うことができるものである。
【００３０】
なお、通話先Ａへの接続が初めての場合は学習値が記憶されないため、登録先設定の際のテストなどと兼ねて通報先Ａと実際に通話を行っておけば、動作パラメータ値の学習値が学習値記憶部１９に記憶され有効なものである。
【００３１】
続いて、図３を使ってエコーキャンセラ手段１２で使用する動作パラメータ値の一例についての概略を説明する。今、入力切替部１７を経由して通報先Ａから図３の信号ＯＵＴに相当する音声信号がスピーカ１０から再生されると、この音声信号は制御装置１内部での反響や外部での反射などによる減衰を経て或るディレイ時間後にマイク１１に拾われ、図３の信号ＯＵＴの反響音となって家人が話した音声（図３中の信号ＩＮに相当）に混ざり込み異音の主因となる（信号ＩＮ＋反響音）。
【００３２】
そこでエコーキャンセラ手段１２では、スピーカ１０への信号ＯＵＴを分岐し、反射や反響による減衰分とディレイ時間を減衰制御部１３および遅延制御部１４で演算した後、位相制御部１５で位相を反転させた反響音の逆位相音を生成し、信号合成部１６でマイク１１から入力した信号ＩＮに相当する音声信号と合成する。これにより、反響音に相当する信号成分は相殺されて除去され、信号ＩＮに相当する音声信号が通報先Ａに伝達されることになる。
【００３３】
エコーキャンセラ手段１２の学習演算部２４では、信号合成部１６で合成した信号を検定して減衰ゲイン、ディレイ時間、逆位相幅などの動作パラメータ値の適応度を算出して減衰制御部１３、遅延制御部１４、位相制御部１５にフィードバックを掛けることにより、最適な学習値に近づけていき、最適な動作パラメータ値を学習する。適応度の算出方法としては、合成時に現れる高調波成分の強度を周波数演算（ＦＦＴ）により算出するなどの方法が適用できる。
【００３４】
これらの学習した動作パラメータ値を通報先の電話番号をキーとして対応づけて学習演算部２４に記憶しておき、新たな通報先に発呼した際に学習値記憶部１９から読み出してエコーキャンセラ手段１２に初期値として設定することで、学習に要する期間の遅れなく通話開始直後からエコーキャンセラ手段１２を効果的に制御できる。
【００３５】
以上の図２および図３に示したブロック図は一例であり、学習値記憶部１９がエコーキャンセラ手段１２内にあるように構成しても構わないし、制御装置１内の各部の配置は図２、図３の例に限定されるものではない。
【００３６】
図２および図３の一連の動作を図４のフロー図を使ってまとめる。
【００３７】
まず主制御手段２２は、各監視端末から電文を待ち受け通報の必要があるかを判定する（ステップＳ０）。ＮＯの場合は引き続き監視端末からの電文を待ち受ける。監視端末から通報の電文があった際には（ＹＥＳの場合）、エコーキャンセル手段１２に通報先Ａの電話番号と対応して学習値記憶部１９に記憶させた動作パラメータ値を読み出して設定し（ステップＳ１）、外線接続部２０により登録された第１優先の通報先Ａに発呼する（ステップＳ２）。
【００３８】
次に、通報先Ａの電話が接続されたかどうか待ち受け（ステップＳ３）、接続された場合（ＹＥＳの場合）はエコーキャンセル処理を開始する（Ｓ４）。この際、更に最適な動作パラメータ値が学習されたかどうか判定し（ステップＳ５）、更新された場合（ＹＥＳの場合）は学習値記憶部１９の記憶値を更新する（ステップＳ６）。
【００３９】
ステップＳ６で動作パラメータ値が更新されなければ（ＮＯの場合）、ステップＳ３に戻り通報先Ａと通話が継続中の場合は、ステップＳ４〜Ｓ６の動作を繰り返す。
【００４０】
ステップＳ３で通報先Ａが話中だったりオフフックされなかった場合、途中でオンフックされて中断した場合には、次に通報するべき登録先があるか判定し（ステップＳ７）、第２優先以降の登録先がある場合（ＹＥＳの場合）は、順次通報先Ａの場合と同様の処理を繰り返す。ステップＳ７で次に通報する先がなければ処理を終了する（ステップＳ８）。
【００４１】
以上の説明では、エコーキャンセラ手段１２の最適な動作パラメータ値を学習値記憶部１９に記憶させるキーとして電話番号を例に挙げて説明したが、近年ではインターネット電話などの普及も始まっている背景もあり、このキーとなる情報は電話番号に拘らず、メールアドレスやＩＰアドレス、相手機器のＭＡＣアドレスと呼ばれるハードウェア番号など、通報経路を一意に決める他のキーで代用しても構わないものである。
【００４２】
なお、エコーキャンセラ手段１２の最適な動作パラメータ値は、制御装置１でのスピーカ１０からマイク１１への反響音の影響を受ける他、通報先への宅外回線網７として交換機などの接続経路の状態にも影響を受ける場合がある。この接続経路は電話局の輻輳状態によっては迂回されるなど変わる可能性があるため、こうした輻輳状態の変わりやすい月日・曜日や時間帯をキーとして通報先の電話番号と合わせて学習値記憶部１９に記憶させておけば、より一層最適な動作パラメータ値を記憶できうるものである。
【００４３】
加えて、エコーキャンセラ手段１２の最適な動作パラメータ値は、通話先の周辺の外来音にも影響を受ける場合があり、特に通報先が携帯電話などの移動局の場合は、屋外か屋内かなど雑音状況の大きく変わる条件をキーとして通報先の電話番号と合わせて学習値記憶部１９に記憶させておけば、更に最適な動作パラメータ値を記憶できうるものである。
【００４４】
この他、同じ電話番号の通報先でも設置状態や通話経路が大きく変わり、学習値記憶部１９に記憶した動作パラメータ値の適応度が或る閾値を越えて低い場合には、中間値を初期値としてリセットするようなアルゴリズムを併せ持っておくことも有効である。
【００４５】
最後に、本制御装置は、エアコンや電気温水器などのネットワークに対応した家電機器を制御できる機能を併せ持つものであってももちろん構まわない。
【００４６】
なお、本実施の形態で説明した手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバー等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回線を用いて配信することで新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように、本発明によれば、通報先の電話番号など通話経路に対応させてエコーキャンセラ手段の最適動作パラメータ値を記憶しておき、通話開始時に通話先に応じて最適化した動作パラメータ値を初期値としてエコーキャンセラ手段を制御するので、学習効果が現れるまでの期間に通話品質が低下するといった危惧がなくなり、監視装置での通報時などのような即時緊急性の高い通話が必要な用途でのエコーキャンセラの制御装置およびプログラムを提供できうるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態１の制御装置を用いたネットワークシステムの一例を示す図
【図２】実施の形態１の制御装置１の構成の一例を示す図
【図３】実施の形態１のエコーキャンセラの制御動作の一例を示す図
【図４】実施の形態１の通報の際の動作の一例を示すフロー図
【符号の説明】
【００４９】
１  制御装置
２、４  開閉センサ（監視端末機器）
３、５  人感センサ（監視端末機器）
６  緊急リモコン（監視端末機器）
７  宅外回線網
８  外部電話（宅外通信機器）
１２  エコーキャンセラ手段
１３  減衰制御部（信号処理部）
１４  遅延制御部（信号処理部）
１５  位相制御部（信号処理部）
１６  信号合成部（信号処理部）
１７  入力切替部（制御手段）
１８  出力切替部（制御手段）
１９  学習値記憶部（制御手段）
２２  主制御部（制御手段）
２３  制御手段
２４  学習演算部
【図１】
2006041590.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006041590.tif 000006