(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の通信系を介して受信された受信信号が回り込み経路を介して第２の通信系に回り込む伝送系において、
前記第１の通信系で前記回り込み経路の特性の変動に応じて前記第１の通信系への入力信号に対する適応計算を行いＢＧ側推定エコーを算出するＢＧ側適応フィルタと、
前記第１の通信系への入力信号に対して所要の係数を用いる畳み込み演算を行ってＦＧ側推定エコーを算出するＦＧ側半固定フィルタと、
前記第１の通信系への入力信号が予め定めたしきい値以上であり、前記ＢＧ側推定エコーの誤差が予め定めた第一のマージン以下であり、かつ、前記ＦＧ側推定エコーの誤差が予め定めた第二のマージン以下である転送条件が満たされたときに、前記ＢＧ側適応フィルタの係数を前記ＦＧ側半固定フィルタの前記所要の係数として転送する転送判断回路と、
前記第２の通信系への入力信号から前記ＦＧ側推定エコーを減算器で差し引いて前記第１の通信系から前記第２の通信系への回り込み信号を抑圧する引算手段、
とを備えたエコーキャンセラ装置であって、
前記第２の通信系側のエコーキャンセラ入力部と前記減算器との間に擬似回り込み経路が設けられ、初期動作状態で、前記ＢＧ側推定エコーの誤差が前記予め定めた第一のマージン以上であり、かつ、前記ＦＧ側推定エコーの誤差が予め定めた第二のマージン以上であり、しかも前記転送条件が満たされるように構成されたエコーキャンセラ装置。
【請求項２】
前記擬似回り込み経路による回り込み信号の下限値と上限値は、前記ＢＧ側推定エコーの誤差が前記予め定めた第一のマージン以上である条件と、前記ＢＧ側適応フィルタの動作可能レベル範囲内にある条件とにより、それぞれ規制されていることを特徴とする請求項１に記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項３】
前記回り込み経路は、ハイブリッド回路であり、前記第１の通信系の出力が該ハイブリッド回路への４線側入力となり、該ハイブリッド回路からの４線側出力は前記第２の通信系への入力となるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項４】
前記回り込み線路は、前記第１の通信系の出力と前記第２の通信系の入力との間に形成される音響反響路であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエコーキャンセラ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一つの通信系を介して受信された受信信号が、回り込み経路を介して、他の通信系に回り込むことにより回り込みエコーを発生する伝送系において、そのエコーの消去を目的としたエコーキャンセラ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通話路において音声を劣化させる要因のひとつに、送話音声が受話側に回り込み送話者に聞こえる現象（エコー）がある。
この現象に対する解決策として、一般にエコーキャンセラ装置が用いられている。エコーキャンセラ装置では、回り込み経路の伝達関数を適応フィルタで推定し、推定エコーを生成して回り込み信号から減算してエコーを抑圧している。ここでは、図２に掲示しているＦＧ（半固定フィルタ）／ＢＧ（適応フィルタ）方式によるエコーキャンセラを対象とする（特開平７−２２６７００号公報参照）。ここで、端子１３→端子１１側の通信路が第１の通信路系であり、端子１２→端子１４側の通信路が第２の通信路系である。
【０００３】
図２において、１は畳み込み演算を行い推定エコーを算出する半固定フィルタ、２は回り込み経路の特性の変動に応じて適応計算を行う適応フィルタ、３は回り込み経路のインパルス応答を推定する推定回路、４は適応フィルタ２の係数を半固定フィルタ１に転送する制御信号ｍを出力する転送判断回路、５は第１の通信路系の入力信号ｄのレベルを判定する入力判定回路、６は誤差ａと誤差ｂとを比較する誤差比較回路、７は誤差ａと回り込み信号ｃとのパワーを比較するパワー比較回路、８は入力判定回路５，誤差比較回路６，パワー比較回路７の出力から転送判断回路４の制御出力ｍを取り出す判定回路、９，１０は減算器、１１は第１の通信路系の出力端子、１２は第２の通信路系の入力端子、１３は第１の通信路系の入力端子、１４は第２の通信路系の出力端子、ｄは第１の通信路系の入力端子１３からの入力信号、ｃは第２の通信路系の入力端子からの入力信号、ａは第２の通信路系の入力端子１２からの入力信号ｃから適応フィルタ２による適応計算の信号ｈを差し引いた誤差信号、ｂは第２の通信路系の入力端子１２からの入力信号ｃから半固定フィルタ１による畳み込み演算の信号ｉを差し引いた誤差信号を示している。
【０００４】
このＦＧ／ＢＧ方式は、畳み込み演算を行い推定エコーを算出する半固定フィルタ１と、回り込み経路の特性の変動に応じて適応計算を行う適応フィルタ２とを備えたデュオフィルタ方式であり、推定回路３において回り込み経路のインパルス応答（回り込み経路伝達特性）を推定し、その推定値ｊをＢＧ側の適応フィルタ２に入力する。ＢＧ側の適応フィルタ２は、その推定値ｊを用いて第１の通信路系の入力端子１３からの入力信号ｄの適応計算を行ったＢＧ側推定エコー信号ｈを出力する。さらに、減算器１１において第２の通信路系の入力端子１２からの入力信号ｃからＢＧ側推定エコー信号ｈを差し引く。回り込み経路のインパルス応答の推定が良好に行われていれば、エコー信号ｅ（相手端末からの入力信号ｆがないときにはエコー信号ｅが第２の通信路系の入力端子１２からの入力信号ｃに相当することになる）とＢＧ側推定エコー信号ｈはほぼ相等しいものとなる。ＢＧ側の適応フィルタ２の特性が真の回り込み経路の特性に近ければ、ＢＧ側の適応フィルタ２の係数をＦＧ側の半固定フィルタ１の係数に転送し、このＦＧ側への半固定フィルタ１からＦＧ側推定エコー信号ｉが出力される。一般的には、ＢＧ側の適応フィルタ２が真の回り込み経路の特性に近づいたことは、第２の通信路系の入力端子１２の入力信号ｃとＢＧ側推定エコー信号ｈとの差ａと第２の通信路系の入力端子１２からの入力信号ｃとのパワーを比較することで行われる。ここで、前記転送は次の条件のもとに行われる。
【０００５】
すなわち、▲１▼入力判定回路５で第１の通信路系の入力信号ｄが設定されたしきい値ｄth以上の時に、▲２▼パワー比較回路７で誤差信号ａのパワーが第２の通信路系の入力端子１２からの入力信号ｃのパワーよりマージンｋ以上小さいと判断され、かつ▲３▼誤差比較回路６でＢＧ側の誤差信号ａのパワーがＦＧ側の誤差信号ｂのパワーよりもマージンｋ’以上小さいと判断されたときに推定された係数はＦＧ側の半固定フィルタの係数と比べて、実際の回り込み経路のインパルス応答をより良く擬似していると考えられるので、ＢＧ側の係数をＦＧ側の半固定フィルタ１に転送する。
ＦＧ側の半固定フィルタ１の係数は、上記の条件が満たされたときのみ更新されるので、ダブルトーク時にＢＧ側の推定回路３が誤推定をした場合には、上記条件が満たされないため、ＢＧ側の係数がＦＧ側に転送されず、ダブルトークの前の良好なエコー消去状態が保持される。ＦＧ側の半固定フィルタ１から推定エコー信号ｉを減算器１０で信号ｃから減算し、その減算出力ｂを第２の通信路系の出力端子１４へ出力する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ＦＧ／ＢＧ方式において、条件▲１▼を満たしても第２の通信路系の入力端子１２からの入力信号ｃが小さいとＢＧ側の推定エコー信号ｈを差し引いた誤差信号ａも小さいため、第２の通信路系の入力端子１２からの入力信号ｃと誤差信号ａのレベル差がマージンｋを下回り、条件▲２▼を満たすことができない。また、同様にＢＧ側の誤差信号ａとＦＧ側の誤差信号ｂの差もマージンｋ’を下回り、条件▲３▼を満たさないため、ＢＧ側からＦＧ側に係数が転送されず、最適なエコー消去が実行できない場合が生じる。特に初期状態においては、ＦＧ側の半固定フィルタ１の係数はすべて“０”であるため、第２の通信路系の入力信号ｃは減算器１０でエコーを消去することができず（ｂ＝ｃ）、そのまま伝送路へ出力されるという問題がある。
【０００７】
以上説明したように、従来のＦＧ／ＢＧ方式においては、誤差信号が回り込み信号に比べ小さくなった場合においても、推定エコー信号が真の回り込み信号を擬似していないときがある。このような場合には、ＢＧ側の適応フィルタにおいては、動作が収束しても収束していないと判断するため、係数の転送が行われず、良好なエコー消去が行われない問題が生じる。特に、初期状態の場合においては、半固定フィルタのフィルタ係数はすべて“０”であるため、推定されたＢＧ側の係数の転送が行われずに半固定フィルタは初期状態を維持することとなり、実際には全くエコーを抑圧しない現象が起きる。
【０００８】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消して、通常のレベル変動範囲においては、真のエコー信号に正しく擬似して、所定の転送条件を満足する状態で動作するエコーキャンセラ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明によるエコーキャンセラ装置は、回り込み信号に擬似的な回り込み信号を加算するための経路を持つことによって、初期状態においては回り込み信号とＢＧ側の誤差信号との差をマージンｋよりも大きくすること、およびＢＧ側の誤差信号とＦＧ側の誤差信号との差をマージンｋ’よりも大きくすることにより、前記転送条件▲２▼▲３▼を満たし、回り込む信号のレベルによらず常に安定にエコーキャンセラを動作させるように構成されている。
【００１０】
即ち、前記課題を解決するために、本発明によるエコーキャンセラ装置は、第１の通信系を介して受信された受信信号が回り込み経路を介して第２の通信系に回り込む伝送系において、
前記第１の通信系で前記回り込み経路の特性の変動に応じて前記第１の通信系への入力信号に対する適応計算を行いＢＧ側推定エコーを算出するＢＧ側適応フィルタと、
前記第１の通信系への入力信号に対して所要の係数を用いる畳み込み演算を行ってＦＧ側推定エコーを算出するＦＧ側半固定フィルタと、
前記第１の通信系への入力信号が予め定めたしきい値以上であり、前記ＢＧ側推定エコーの誤差が予め定めた第一のマージン以下であり、かつ、前記ＦＧ側推定エコーの誤差が予め定めた第二のマージン以下である転送条件が満たされたときに、前記ＢＧ側適応フィルタの係数を前記ＦＧ側半固定フィルタの前記所要の係数として転送する転送判断回路と、
前記第２の通信系への入力信号から前記ＦＧ側推定エコーを減算器で差し引いて前記第１の通信系から前記第２の通信系への回り込み信号を抑圧する引算手段、
とを備えたエコーキャンセラ装置であって、
前記第２の通信系側のエコーキャンセラ入力部と前記減算器との間に擬似回り込み経路が設けられ、初期動作状態で、前記ＢＧ側推定エコーの誤差が前記予め定めた第一のマージン以上であり、かつ、前記ＦＧ側推定エコーの誤差が予め定めた第二のマージン以上であり、しかも前記転送条件が満たされるように構成されている。
【００１１】
前記擬似回り込み経路による回り込み信号の下限値と上限値は、前記ＢＧ側推定エコーの誤差が前記予め定めた第一のマージン以上である条件と、前記ＢＧ側適応フィルタの動作可能レベル範囲内にある条件とにより、それぞれ規制されているように構成することができる。
【００１２】
前記回り込み経路は、ハイブリッド回路であり、前記第１の通信系の出力が該ハイブリッド回路への４線側入力となり、該ハイブリッド回路からの４線側出力は前記第２の通信系への入力となるように構成することができる。
【００１３】
前記回り込み線路は、前記第１の通信系の出力と前記第２の通信系の入力との間に形成される音響反響路であるように構成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に基づき本発明の実施例を説明する。実施例として、ハイブリッド回路１５を有し、エコーキャンセラを動作させたまま２線回線、または４線回線に切り替えるような系に接続する機能を備えたエコーキャンセラ装置について説明する。図１はその実施例であり、図２と共通な部分には同一の番号を付与した。図１の１６，１７は２線−４線切換スイッチ、１８，１９は４線回線の伝送路、２２は２線回線の伝送路を示している。
図１のｆ，ｎは相手端末からの信号、ｄは相手端末への信号、ｃは回り込み信号と相手端末からの入力信号ｆ，ｎの和の信号、２０は擬似回り込み経路、２１は前記擬似回り込み経路による擬似エコー信号ｇと回り込み信号ｅと相手端末からの信号ｆ，ｎを加算する加算器、ｈは相手端末への信号ｄを基に適応フィルタで回り込み信号を推定した推定エコー信号、ｉは相手端末への信号ｄを基に半固定フィルタで回り込み信号を推定した推定エコー信号である。
【００１５】
次に、本発明のエコーキャンセラ装置の動作を、図１を用いて説明する。まず、２線−４線切換スイッチ１６，１７でハイブリッド回路１５を経由する２線−４線変換回路の場合について説明する。
【００１６】
本発明ではエコーキャンセラとハイブリッド回路１５との間に擬似回り込み経路１２を挿入することにより、推定回路３での回り込み伝達特性の推定は、ハイブリッド回路１５の回り込み経路と擬似回り込み経路２０との２つの経路を基に実行される。すなわち、ハイブリッド回路１５の回り込み信号ｅと擬似回り込み経路２０で生成した擬似エコー信号ｇを加算した信号ｅ＋ｇを推定回路３において推定を行う。その推定された推定値をＢＧ側の適応フィルタ２に転送し、相手側への入力信号ｄとの畳み込み演算を実行して推定エコー信号ｉを合成する。さらに、減算器９において、信号ｃ’から推定エコー信号ｉを差し引く。ここで、転送判断回路４のパワー比較回路７で誤差信号ａのパワーが信号ｃ’のパワーよりマージンｋ以上小さいかを判断する。このとき、推定エコー信号ｈは信号ｅ＋ｇを推定して生成された信号であるから、実際のハイブリッド回路１５による回り込み信号ｅがマージンｋより小さい値でも、信号ｅ＋ｇを推定した推定エコー信号ｈがマージンｋ以上であれば、前記転送条件▲２▼を満たすことが可能となる。また、誤差比較回路６においてもＦＧ側の誤差信号ｉとＢＧ側の誤差信号ａとの差がマージンｋ’以上と判断され、前記転送条件▲３▼を満たすことが可能となり、３つの転送条件を満たし、ＢＧ側からＦＧ側に係数が転送され、良好なエコー消去が実行される。
【００１７】
この実施例における擬似回り込み量の下限値は、前記転送条件▲２▼を満たす範囲とする。すなわち、転送条件▲２▼を式で表すと、
【数１】
（ａ＋ｋ）＜ｃ’                  （１）
であり、かつｃ’は
【数２】
ｃ’＝ｃ＋ｇ＝ｎ＋ｅ＋ｇ          （２）
で表されるので、この２つの式から擬似回り込み量はａ＋ｋ−ｅ−ｎより大きい値でなければならない。
【００１８】
一方、上限値は、回り込み信号が大きい場合に、適応フィルタの消去性能を損なわないレベルとする。例えば、エコー消去性能として信号ｂをＢｄＢｍ（＞０）以下にするためには、エコーキャンセラの消去量をＡｄＢとすると、信号ｄがＤｄＢのとき、擬似回り込みは（Ｂ−Ｄ＋Ａ）ｄＢ（＜０）より小さい値でなければならない。実施例では−２４ [ｄＢ] とした。擬似的な回り込み信号ｇを生成して信号ｃに加算することにより、回り込み信号のレベルによらず、エコーキャンセラ装置は常に良好なエコーの消去を行うことができる。
【００１９】
本実施例では、擬似回り込み経路２０を設けることにより、ハイブリッド回路１５で回り込む信号のレベルによらず、前記転送条件を満たし、ＢＧ側からＦＧ側へ係数を転送させることが可能となる。
【００２０】
次に、２線−４線切換スイッチ１６，１７でハイブリッド回路１５を有する２線回線から４線回線のみで構成された経路に切り替えた場合について説明する。
【００２１】
２線回線から４線回線に切替え接続すると、２線−４線変換するハイブリッド回路１５に接続しないため、回り込み信号レベルはほぼ“０”に等しく、エコーキャンセラは不必要となる。そのため、実際には２線回線から４線回線に切り替えると同時にエコーキャンセラの動作を停止する制御信号が送信され、エコーキャンセラは動作を停止する。反対に、２線−４線切換表示１６，１７で４線回線から２線回線に切り替えると同時にエコーキャンセラの動作を開始させる制御信号が送信され、エコーキャンセラは動作を開始する。このように、通常は２線−４線回線の切替えに対応してエコーキャンセラの動作を制御している。しかし、相手側端末がハイブリッド回路１５に接続した２線回線であっても、４線回線であっても擬似回り込み経路２０を設けることにより回り込み信号ｅ（≒０）が微小でも、常に擬似回り込み経路２０から擬似回り込み信号ｇが一定量回り込むため、２線−４線回線の切り替えが生じてもエコーキャンセラの制御を行う必要がなく、常に安定なエコー消去量を確保することができる。
【００２２】
従って、前記動作に従えば、相手端末がどんな接続状態においても、また、エコーキャンセラの制御を行わなくても、エコーキャンセラは常に安定に動作することが可能となる。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明による擬似回り込み経路を備えることにより、回り込む信号のレベルによらずＦＧ側からＢＧ側に係数の転送が実行されることとなり、より良好なエコー消去が可能となり、通話路品質の改善につながる。また、２線−４線変換回路やその他の接続形態においても擬似回り込み経路を備えることにより常にエコーキャンセラを動作させ良好なエコー消去が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】従来のエコーキャンセラの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  半固定フィルタ
２  適応フィルタ
３  インパルス応答の推定回路
４  転送判断回路
５  入力判定回路
６  誤差比較回路
７  パワー比較回路
８  判定回路
９，１０  減算器
１１  第１の通信系の出力端子
１２  第２の通信系の入力端子
１３  第１の通信系の入力端子
１４  第２の通信系の出力端子
１５  ハイブリッド回路
１６，１７  ２線−４線切換スイッチ
１８，１９  ４線回路の伝送路
２０  擬似回り込み経路
２１  加算器
２２  ２線回路
ａ  誤差信号（ｃ−ｈ）
ｂ  誤差信号（ｃ−ｉ）
ｃ  第２の通信系の入力端子からの入力信号
ｃ’  信号値
ｄ  第１の通信系の入力端子からの入力信号
ｅ  回り込み信号
ｆ，ｎ  相手端末からの入力信号
ｇ  擬似エコー信号
ｈ  適応計算の推定エコー信号
ｉ  推定エコー信号
ｋ，ｋ’  マージン
ｊ  推定回路からの推定値
ｍ  転送判断回路からの制御信号
【図１】
0003865050.tif 000002
【図２】
0003865050.tif 000003