JP2009130377A - 受信信号調整装置、及びエコーキャンセラ - Google Patents

Abstract

【課題】エコーパスに発生する歪みに係わらず、安定的にエコーをキャンセルする。
【解決手段】エコーキャンセラ１０は、エコーリターンロスＥＲＬを測定するＥＲＬ測定器３０、受信出力信号Ｒｏｕｔの周波数成分を分析する周波数分析器３２、送信入力信号Ｓｉｎの周波数成分を分析する周波数分析器３４、エコーパスＥＰで歪みが起きているか否かを測定する歪み測定器３６、及び受信入力信号Ｒｉｎのゲインを調整するゲイン調整器３８を備えている。歪み測定器３６は、パワースペクトルＳｉｎＰ＿ｆ（ｋ）及びエコーリターンロスＥＲＬとを加算すると共に、パワースペクトルＲｏｕｔＰ＿ｆ（ｋ）と判定用オフセット値δｆとを加算した加算結果を各周波数成分（ｋ＝０〜１２７）毎に比較し、制御信号ＤＩＳＴを出力する。ゲイン調整器３８は、制御信号ＤＩＳＴが「１」ならば所定の間隔でゲインを減らし、「０」ならば、微小な間隔でゲインを増やしていく。
【選択図】図１

Description

本発明は、受信信号調整装置、及びエコーキャンセラに関する。

一般に、電話回線において、加入者端の電話機に接続される加入者線は２線式構成が採用されるのに対し、交換機から先の基幹回線は４線式構成が採用される場合が多い。このような場合は、２線式と４線式との相互変換のために、ハイブリッドと呼ばれる機器が接続されるが、ハイブリッドにおけるインピーダンスの不整合によりエコーパスが形成され、ハイブリッドエコーが生じる。

また、ハンズフリー電話やテレビ会議システムでは、音響エコーパスが存在し、音響エコーが生じる。

ハイブリッドエコー及び音響エコーを含むエコーは通信品質を劣化させるため、音声通信において、エコーをキャンセルするエコーキャンセラは必要不可欠である。

特許文献１には、受信信号のレベルと、エコー信号を打ち消すための適応フィルタ及び減算器を通過した信号のレベルとを比較することにより、受信信号と送信信号とが略同時に入力された場合のダブルトーク状態を検出して、ダブルトーク状態の検出期間中に適応フィルタのエコーパス推定動作を停止させるダブルトーク検出回路について開示されている。特許文献１では、このダブルトーク検出回路への受信信号の入力タイミングを所定期間遅延するための遅延回路を設けることによって、ダブルトーク状態を逸早く検出できるようにして、適応フィルタの誤動作を防止することにより、エコーキャンセラの信頼性を高める技術が開示されている。

さらに、エコーの発生によって減衰した信号レベルを補償することで、通信の品質を向上させることが検討されている。

特許文献２には、受信側遠端からの受信信号がハイブリッドから送信側遠端にエコー信号として反射されるエコーリターンロスを測定し、測定したエコーリターンロスに基づいて受信信号がハイブリッドを通過した割合を計算し、ハイブリッドを通過した受信信号が所定のレベルになるように受信信号のゲインを制御することで、ハイブリッドで伝送信号が減衰しても所望の信号レベルを設定する技術が開示されている。
特開平５−１０２８８７号公報 特開２００１−７７７２９公報

ところで、過負荷に対するマージンが少ない装置等がエコーパスに存在する環境で、入力された信号のレベルが過大レベルであった場合は、エコーパスに非線形歪みが発生する。

また、エコーパスが、特定の周波数帯域の成分を持ち上げるといった極端な周波数特性を有する場合は、入力された信号のレベルが通常レベルであったとしても、特定の周波数域の成分を多く持つ信号が入力されたときに、エコーパスに非線形歪みが発生する。

しかしながら、従来のエコーキャンセラは、エコーパスは線形の特性を有するという前提で、線形の特性を有するフィルタを用いてエコーをキャンセルしている。このため、非線形歪みが発生すると、エコーパスの特性の推定に乱れが起こり、エコーのキャンセル量が劣化して、十分なエコーのキャンセルができなくなるという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、エコーパスに発生する歪みに係わらず、エコーパスの歪みの発生を抑制する受信信号調整装置、及び安定的にエコーをキャンセルするエコーキャンセラを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の発明の受信信号調整装置は、受信信号と送信信号との状態がダブルトーク状態であるか否かを検出するダブルトーク検出手段と、前記ダブルトーク状態であることが検出されていないときの前記受信信号、及び前記送信信号に基づいてエコーリターンロス値を測定するエコーリターンロス測定手段と、前記受信信号の周波数分析を行い、周波数毎の前記受信信号の特性値を求める受信信号周波数分析手段と、前記送信信号の周波数分析を行い、周波数毎の前記送信信号の特性値を求める送信信号周波数分析手段と、各周波数毎に、前記受信信号の特性値と予め定められたオフセット値とを加算して受信特性値を求めると共に、前記送信信号の特性値と前記エコーリターンロス値とを加算して送信特性値を求める加算手段と、前記加算手段によって求められた前記受信特性値の大きさと前記送信特性値の大きさとを各周波数毎に比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて前記受信信号のレベルを調整する調整手段と、を含んで構成される。

第１の発明によれば、ダブルトーク検出手段は、受信信号と送信信号との状態がダブルトーク状態であるか否かを検出する。

ダブルトーク検出手段は、ダブルトーク状態であることを検出したときに、発生するエコーを推定する推定動作を禁止を指示する禁止信号を出力するようにしてもよい。

エコーリターンロス測定手段は、ダブルトーク状態であることが検出されていないときの前記受信信号、及び前記送信信号に基づいてエコーリターンロス値を測定する。すなわち、エコーリターンロス値は、ダブルトーク状態が検出されないときの受信信号、及び送信信号に基づいて測定される。

一方、受信信号周波数分析手段は、受信信号の周波数分析を行い、周波数毎の受信信号の特性値を求め、送信信号周波数分析手段は、送信信号の周波数分析を行い、周波数毎の送信信号の特性値を求める。

そして、加算手段は、各周波数毎に、受信信号の特性値と予め定められたオフセット値とを加算して受信特性値を求めると共に、送信信号の特性値とエコーリターンロス値とを加算して送信特性値を求める。

比較手段は、加算手段によって求められた受信特性値の大きさと送信特性値の大きさとを各周波数毎に比較し、調整手段が、比較手段による比較結果に基づいて受信信号のレベルを調整する。比較手段は、例えば減算によって比較を行う。また、除算によって比較を行うことも可能である。比較手段による比較によって、周波数毎にエコーに歪みがあるか否かが分かる。

このように、エコーリターンロス値を考慮した周波数毎の受信特性値の大きさと送信特性値の大きさとの比較に基づいて受信信号を調整することにより、エコーパスの歪みの発生を抑制することができると共に、エコーに歪みがないときにはゲインを増幅させることで通信品質を向上させることができる。

調整手段は、計数手段によって、送信特性値が受信特性値を超える周波数の個数、又は受信特性値が送信特性値以上である周波数の個数を計数して、判定手段によって計数手段による計数結果と予め定められた閾値とに基づいて、エコーパスに歪みが存在するか否かを判定して、ゲイン調整手段によって判定手段による判定結果に応じて受信信号のゲインを調整するようにするとよい。ゲイン調整手段は、例えば、送信特性値が受信特性値を超える周波数の個数が予め定められた閾値を超えた場合にはゲインを減衰させるように調整し、送信特性値が受信特性値を超える周波数の個数が予め定められた閾値以下の場合にはゲインを増幅させるように調整する。

また、ゲイン調整手段は、ゲインを予め定められた範囲内で調整するようにしてもよい。

さらに、ゲイン調整手段は、禁止信号が出力されたときは受信信号のゲインを増幅するように調整するようにしてもよい。

また、調整手段は、判定手段によって、比較結果に基づいて、エコー経路に歪みが存在するか否かを各周波数毎に判定して、減衰手段によって、受信信号から、判定手段によって歪みが存在すると判定された周波数成分を減衰させるようにしてもよい。これにより、受信信号を周波数成分毎に増幅、又は減衰をすることができる。

また、判定手段は、禁止信号により禁止が指示されたときは歪みが存在しないと判定するようにしてもよい。

第２の発明のエコーキャンセラは、第１の発明の受信信号調整装置と、受信信号に重畳されているエコー成分をキャンセルするキャンセル手段と、を含んで構成される。

これにより、エコーパスに非線形歪みが発生する環境であっても、エコーパスの特性の推定の乱れを防ぎ、エコーのキャンセル量を保ち、十分にエコーをキャンセルできる。

以上に説明したように、第１の発明は、エコーパスの歪みの発生を抑制することができると共に、通信品質を向上させることができる、という優れた効果を有する。

さらに、第２の発明は、エコーパスに発生する歪みに係わらず、エコーパスの特性の推定の乱れを防ぎ、エコーのキャンセル量を保ち、十分にエコーをキャンセルできる、という優れた効果を有する。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るエコーキャンセラの構成を示している。

エコーキャンセラ１０は、遠端から入力されたアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）１２、後述するエコーキャンセラ本体１４、エコーキャンセラ本体１４から出力されるディジタル信号Ｒｏｕｔをアナログ信号に変換するディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１６、コイルを含んで構成され、２線式構成と４線式構成との相互変換をするためのハイブリッド１８、近端から入力されたアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）２０、及びエコーキャンセラ本体１４から出力されるディジタル信号Ｓｏｕｔをアナログ信号に変換するディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）２２を含んで構成されている。

エコーキャンセラ本体１４は、ＡＤＣ１２によりアナログ信号からディジタル信号に変換され、かつ後述するゲイン調整器３８によってゲインが調整された受信入力信号Ｒｉｎから擬似エコー信号を生成する適応フィルタ２４、近端から入力されてディジタル信号Ｓｉｎに変換された信号から適応フィルタ２４から出力される擬似エコー信号を減算した送信音声データＲｅｓを出力する減算器２６、及びダブルトーク検出器２８を含んで構成されている。

ＡＤＣ１２は、遠端より音声信号（アナログ信号）が入力されると、サンプリングを行って音声信号をディジタル信号に変換する。変換されたディジタル信号は、ゲイン調整器３８でゲインが調整された後にエコーキャンセラ本体１４の受信入力信号Ｒｉｎとして出力される。エコーキャンセラ本体１４は、受信入力信号Ｒｉｎを入力する共に、受信出力信号Ｒｏｕｔを出力する。

ＤＡＣ１６は、受信出力信号Ｒｏｕｔ（ディジタル信号）をアナログ信号に変換する。

エコーパスＥＰは、ハイブリッド１８のコイルのインピーダンスの不整合、及び図示を省略するスピーカとマイクロホンとの音響結合によって形成され、近端より入力される音声信号にエコー信号を加算して送信側に出力する。

ＡＤＣ２０は、サンプリングしてディジタル信号に変換した送信入力信号Ｓｉｎをエコーキャンセラ本体１４に与える。

適応フィルタ２４は、エコーパスＥＰの特性を推定して、この推定した特性と受信入力信号Ｒｉｎとに基づく演算によってエコー信号と推定される擬似エコー信号Ｓｉｎｈを生成すると共に、生成した擬似エコー信号Ｓｉｎｈを減算器２６へ出力する。

減算器２６は、送信入力信号Ｓｉｎから擬似エコー信号Ｓｉｎｈを減算して残差信号Ｒｅｓを出力する。残差信号Ｒｅｓは、適応フィルタ２４にフィードバックされる。適応フィルタ２４はこの残差信号Ｒｅｓも用いて、残差信号Ｒｅｓが最小になるように適応推定動作を行うとともに、エコーキャンセラ本体１０は送信出力信号ＳｏｕｔをＤＡＣ２２に出力する。

適応フィルタ２４の推定動作に用いられるアルゴリズムとしては、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズム、ＮＬＭＳ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ＬＭＳ）アルゴリズム、及びＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ Ｌｅａｓｔ Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズム等が広く知られている。

ＤＡＣ２２は、送信出力信号Ｓｏｕｔ（ディジタル信号）をアナログ信号に変換すると共に、遠端側へ出力する。

ところで、適応フィルタ２４の適応推定動作は、遠端から入力された音声信号のみが存在するシングルトーク状態のときは正常に行われるが、遠端から入力された信号と近端から入力された信号とが同時に存在するダブルトーク状態のとき、あるいは遠端から入力された有効な信号が存在しない無音状態のときは乱れやすいという問題がある。

ダブルトーク検出器２８は、この問題を回避するために設けられている。ダブルトーク検出器２８は、受信入力信号Ｒｉｎと残差信号Ｒｅｓとを入力してダブルトーク状態や無音状態を検出して、適応フィルタ２４の適応推定動作を停止させる。具体的には、ダブルトーク状態、及び無音状態の何れかの状態であると判定したときには、適応フィルタ２４における推定動作の更新の禁止、後述するＥＲＬ測定器３０の動作の禁止、及び後述する歪み測定器３６が歪みと判定する動作の禁止をするための推定動作禁止信号ＩＮＨ＝１を出力する。一方、シングルトーク状態であると判定したときには、推定動作禁止信号ＩＮＨ＝０を出力して、上述の禁止を解除する。なお、ダブルトーク検出回路２８は、残差信号Ｒｅｓの代わりに、送信入力信号Ｓｉｎが入力される構成であってもよい。

エコーキャンセラ１０は、上記の構成に加えて、後述するエコーリターンロスＥＲＬを測定するＥＲＬ測定器３０、受信出力信号Ｒｏｕｔの周波数成分を分析する周波数分析器３２、送信入力信号Ｓｉｎの周波数成分を分析する周波数分析器３４、エコーパスＥＰで歪みが起きているか否かを測定する歪み測定器３６、及び受信入力信号Ｒｉｎのゲインを調整するゲイン調整器３８を更に備えている。図１における受信出力信号調整装置４０は、上記ＥＲＬ測定器３０、周波数分析器３２，３４、歪み測定器３６、ゲイン調整器３８の他にダブルトーク検出器２８を含むものとして構成されている。

次に、ＥＲＬ測定器３０によるエコーリターンロスＥＲＬの測定について説明する。

ＥＲＬ測定器３０は、図２に示されるように、パワー計算器４２に受信出力信号Ｒｏｕｔを、パワー計算器４４に送信入力信号Ｓｉｎを入力すると共に、推定動作禁止信号ＩＮＨを入力する。

パワー計算器４２は、受信出力信号Ｒｏｕｔの振幅からパワーＲｏｕｔＰを求める。パワー計算器４４は、送信入力信号Ｓｉｎの振幅からパワーＳｉｎＰを求める。

各パワー計算器４２，４４の出力端は減算器４６に接続されている。減算器４６は移動平均器４８に接続されている。

減算器４６は、パワーＲｏｕｔＰとパワーＳｉｎＰとのパワー差を求め、求めたパワー差を移動平均器４８に出力する。移動平均器４８は、パワー差の移動平均を求めて、平均パワーＥＲＬを求める。但し、無音状態のときは、パワーＲｏｕｔＰとパワーＳｉｎＰとの比較精度が悪化して、正確にエコーリターンロスＥＲＬを測定することができない。また、送信信号に近端音声信号が含まれているときは送信入力信号Ｓｉｎにエコー信号と近端音声信号が混在してしまい、正確にエコーリターンロスＥＲＬを測定することができない。そこで、本実施の形態に係るＥＲＬ測定器３０は、ダブルトーク検出器２８が出力する推定動作禁止信号ＩＮＨを入力する。すなわち、ＥＲＬ測定器３０は、推定動作禁止信号ＩＮＨ＝０のときは、ＥＲＬ測定動作を通常実行して平均パワーＥＲＬを求めると共に、求めた平均パワーＥＲＬを歪み測定器３６へ出力する。一方、推定動作禁止信号ＩＮＨ＝１のときは、ＥＲＬ測定動作を停止して過去の値を保持すると共に、保持している値を歪み測定器３６へ出力する。これにより、本実施の形態に係るＥＲＬ測定器３０は、シングルトーク状態のときのパワー差のみから移動平均を求めることができ、正確にエコーリターンロスＥＲＬを測定することができる。

次に、周波数分析器３２，３４による受信出力信号Ｒｏｕｔ及び送信入力信号Ｓｉｎの周波数分析について説明する。

周波数分析器３２，３４は、入力信号に高速離散フーリエ変換（ＦＦＴ）を施し、個々の単一周波数成分に分解することにより周波数分析を行う。例えば、２５６点のＦＦＴを用いて、入力信号を周波数成分に変換する。サンプリング周波数を８ｋＨｚとし、２５６点のＦＦＴを用いた場合には、入力信号の０〜４ｋＨｚの帯域に対し１２８個の分解能で各周波数成分を計算して、パワースペクトルＲｏｕｔＰ＿ｆ（ｋ）、及びパワースペクトルＳｉｎＰ＿ｆ（ｋ）を求めることができる。「ｋ」は、分解した周波数のうちの何番目の周波数かを表す整数であり、０≦ｋ≦１２７の１２８個の値を取り得る。

図３は、周波数分析器３２，３４によって求められたパワースペクトルＲｏｕｔＰ＿ｆ（ｋ）、及びパワースペクトルＳｉｎＰ＿ｆ（ｋ）を重ねて図示している。

次に、図４を参照して歪み測定器３６の説明を行なう。

歪み測定器３６は、パワースペクトルＳｉｎＰ＿ｆ（ｋ）及びエコーリターンロスＥＲＬとを入力して加算する加算器５０と、パワースペクトルＲｏｕｔＰ＿ｆ（ｋ）と判定用オフセット値δｆとを入力して加算する加算器５２を備えている。加算器５０，５２による加算結果はカウンタ内蔵比較器５４に出力される。

カウンタ内蔵比較器５４は、加算結果を各周波数成分（ｋ＝０〜１２７）毎に比較すると共に、比較結果が下記の式（１）の条件を満たせば「１」をカウントし、比較終了後にカウント結果Ｃ＿Ｆを比較器５６へ出力する。

ＲｏｕｔＰ＿ｆ（ｋ）＋δｆ＜ＳｉｎＰ＿ｆ（ｋ）＋ＥＲＬ …（１）
図５に図示される場合であれば、例えば、ｋ＝３のときは、ＲｏｕｔＰ＿ｆ（３）＋δｆがＳｉｎＰ＿ｆ（３）＋ＥＲＬよりも大きいためカウントされない。一方、ｋ＝１２５のときは、ＲｏｕｔＰ＿ｆ（１２５）＋δｆがＳｉｎＰ＿ｆ（１２５）＋ＥＲＬよりも小さいため１がカウントされる。このような比較を本実施の形態の場合は１２８回繰返して、カウント結果Ｃ＿Ｆを求める。

比較器５６は、カウント結果Ｃ＿Ｆと予め定められているカウント結果の閾値ＴＨ＿ＤＩＳＴとを比較し、制御信号ＤＩＳＴを出力する。比較器５６は、制御信号ＤＩＳＴを、Ｃ＿Ｆ＞ＴＨ＿ＤＩＳＴの場合には「１」とし、Ｃ＿Ｆ≦ＴＨ＿ＤＩＳＴの場合には「０」とする。

また、歪み測定器３６は、推定動作禁止信号ＩＮＨの値に応じて制御信号ＤＩＳＴの出力を強制的に「０」に切り替えるスイッチ５８を備えている。すなわち、スイッチ５８は、推定動作禁止信号ＩＮＨが「１」のときは、強制的に制御信号ＤＩＳＴ＝０が出力されるように切り替える。これにより、安定的に歪み測定を行うことができる。

なお、本実施の形態では、判定用オフセット値δｆには、例えば６ｄＢを適用し、カウント結果の閾値ＴＨ＿ＤＩＳＴには、例えば１０を適用するが、値は前記の値に限定されるものではない。

歪み測定器３６から出力された制御信号ＤＩＳＴは、受信入力信号Ｒｉｎの出力前にゲインの調整処理を行なうように配置されたゲイン調整器３８に入力される。

ゲイン調整器３８は、下記の式（２）に示されるように、制御信号ＤＩＳＴが「１」ならば所定の間隔でゲインを減らす。

ＧＡＩＮ＿Ｒ＝ＧＡＩＮ＿Ｒ−δＬ … （２）
ＧＡＩＮ＿Ｒ：ゲイン
δＬ：ステップ値
（制御信号ＤＩＳＴ＝１かつＬＩＭ＿Ｌ≦ＧＡＩＮ＿Ｒ−δＬの場合）
ＬＩＭ＿Ｌ：ゲインの下限
反対に、制御信号ＤＩＳＴが「０」ならば、下記の式（３）に示されるように、微小な間隔でゲインを増やしていく。

ＧＡＩＮ＿Ｒ＝ＧＡＩＮ＿Ｒ＋δＬＳ … （３）
δＬＳ：微小なステップ値
（制御信号ＤＩＳＴ＝０かつＬＩＭ＿Ｈ＞ＧＡＩＮ＿Ｒ＋δＬＳの場合）
ＬＩＭ＿Ｈ：ゲインの上限
また、下記の式（４）、（５）に示されるように、ゲインの上限及び下限を設定する。これにより、ゲインの調整範囲を変更することができる。

ＧＡＩＮ＿Ｒ＝ＬＩＭ＿Ｌ … （４）
（制御信号ＤＩＳＴ＝１かつＬＩＭ＿Ｌ＞ＧＡＩＮ＿Ｒ−δＬの場合）
ＧＡＩＮ＿Ｒ＝ＬＩＭ＿Ｈ … （５）
（制御信号ＤＩＳＴ＝０かつＬＩＭ＿Ｈ≦ＧＡＩＮ＿Ｒ＋δＬＳの場合）
ゲイン調整器３８によってゲインを調整することにより、エコーパスＥＰに歪みが発生した場合には、設定したゲインの範囲内でゲインを徐々に下げることによってエコーパスＥＰの歪みを抑えることができる。これにより、エコーキャンセラ１０の動作を安定させることができる。さらに、エコーパスＥＰに歪みが存在しない場合には、ゲインを微小な間隔で上げる。これにより、通信に必要な音声レベルを確保することができる。

このように、本実施の形態によれば、送信入力信号のパワースペクトルとエコーリターンロスとの加算結果と、受信出力信号のパワースペクトルと判定用オフセット値との加算結果算器を周波数毎に比較し、比較結果に応じてゲイン調整器のゲインを調整することにより、受信入力信号の信号レベルを歪みが発生しないレベルまで落とすことにより、エコーキャンセラのキャンセル量の劣化を防止することが可能であると共に、エコーパスに歪みが存在しない場合は、受信入力信号の信号レベルを上げることにより、通信の品質を上げることが可能である。
（第２の実施の形態）
続いて、本発明の第２の実施の形態に係るエコーキャンセラについて説明する。

第１の実施の形態では、受信入力信号のゲインを調整するゲイン調整器を配置する場合について説明したが、第２の実施の形態では、受信入力信号を周波数成分毎に減衰させるフィルタ群制御部を配置する場合について説明する。以下では、第１の実施の形態と対応する部分についての説明を省略し、第１の実施の形態との差異を主として説明する。

図６は、第２の実施の形態に係るエコーキャンセラ６０の構成図であり、第２の実施の形態に係るエコーキャンセラ６０は、ダブルトーク検出器１４、ＥＲＬ測定器３０、周波数分析器３２，３４、周波数成分にゆがみが発生しているか否かを測定する歪み測定器６２、及び受信入力信号Ｒｉｎの周波数成分を減衰させるフィルタ群制御器６４を含んで構成される受信出力信号調整装置６６を備えている。

まず、図７を参照して歪み測定器６２の説明を行なう。

歪み測定器６２は、パワースペクトルＳｉｎＰ＿ｆ（ｋ）及びエコーリターンロスＥＲＬとを入力して加算する加算器６８と、パワースペクトルＲｏｕｔＰ＿ｆ（ｋ）と判定用オフセット値δｆとを入力して加算する加算器７０を備えている。加算器６８，７０による加算結果は減算器７２に出力される。

減算器７２は、各周波数成分（ｋ＝０〜１２７）毎に下記の式（６）で表されるフィルタ制御信号ＦＣ（ｋ）を求める。

ＦＣ（ｋ）＝（ＳｉｎＰ＿ｆ（ｋ）＋ＥＲＬ）−（ＲｏｕｔＰ＿ｆ（ｋ）＋δｆ）
… （６）
また、歪み測定器６２は、推定動作禁止信号ＩＮＨの値に応じてフィルタ制御信号ＦＣ（ｋ）の出力を強制的に「０」に切り替えるスイッチ７４を備えている。すなわち、スイッチ７４は、推定動作禁止信号ＩＮＨが「１」のときは、強制的にフィルタ制御信号ＦＣ（ｋ）＝０が出力されるように切り替える。これにより、安定的に歪み測定を行うことができる。

歪み測定器６２は、フィルタ制御信号ＦＣ（ｋ）をフィルタ群制御器６４へ出力する。

なお、本実施の形態では、判定用オフセット値δｆには、例えば６ｄＢを適用するが、これに限定されるものではない。

続いて、図８を参照してフィルタ群制御器６４の説明を行なう。

周波数成分に歪みが存在する場合はフィルタ制御信号ＦＣ（ｋ）の値は正となるため、フィルタ制御信号ＦＣ（ｋ）の値が正の周波数成分は減衰させたい。一方、周波数成分に歪みが存在しない場合はフィルタ制御信号ＦＣ（ｋ）の値はゼロ又は負となるため、フィルタ制御信号ＦＣ（ｋ）の値がゼロ又は負の周波数成分は増幅させたい。従って、本実施の形態では、フィルタ制御信号ＦＣ（ｋ）の値によって、減衰させたい周波数成分と増幅させたい周波数成分とに分ける。

フィルタ群制御器６４は、フィルタ群７６とフィルタ選択回路７８とを含んで構成されている。

フィルタ群７６は、図９に示されるような１２８個のバンドストップフィルタ（ＦＩＬＴ（０）〜ＦＩＬＴ（１２７））を含んでおり、各バンドストップフィルタは、周波数分析器での分解能に対応する各周波数成分を減衰させる特性を持っている。

フィルタ選択回路７８は、ＦＣ（ｋ）＞０のときＦＩＬＴ（ｋ）を有効とし、ＦＣ（ｋ）≦０のときＦＩＬＴ（ｋ）を無効として、挿入するバンドストップフィルタを選択する。フィルタ選択回路７８により、減衰させたい周波数成分のみ減衰させることができる。

このように、第２の実施の形態によれば、歪み測定器により周波数成分毎の演算を行い、フィルタ群制御器で歪みが存在する周波数成分のみを減衰させるので、エコーパスの非線形歪みの発生を軽減することができ、安定したエコーキャンセラ動作が実現でき、さらに通信の信号レベルを確保することができるため、通信品質の向上が期待できる。

なお、フィルタ制御信号ＦＣ（ｋ）の値に応じて減衰させる値を変えることのできるフィルタを挿入してもよい。

また、多数のバンドストップフィルタを選択することにより歪みの存在する周波数成分を減衰させたが、適応フィルタ等を使用して、同様の周波数特性を持つフィルタを達成してもよい。

さらに、ＦＣ（ｋ）＞０の場合は周波数成分を減衰させるフィルタを挿入し、ＦＣ（ｋ）≦０の場合は周波数成分を増幅させるフィルタを挿入する構成であってもよく、周波数成分の減衰レベル及び増幅レベルはフィルタ制御信号ＦＣ（ｋ）の大きさに比例させるとようにする。これにより、歪みの存在する周波数成分については必要なだけ減衰させ、歪みの存在しない周波数成分については必要なだけ増幅させることが可能になる。

また、フィルタ制御信号ＦＣ（ｋ）は減算によって求めているが、除算によって求めることも可能である。この場合、ＦＣ（ｋ）＞１か、ＦＣ（ｋ）≦１かによってフィルタを選択する。

さらに、上述した実施の形態では周波数分析にＦＦＴを使用しているが、周波数分析の方法はＦＦＴに限定されるものではなく、例えば、線形予測分析等を用いて、スペクトルパラメータを求めてもよい。

本発明のエコーキャンセラは、電子回路上で動作するハードウェアで実現してもよいし、マイクロコントローラやディジタル信号プロセッサ上で動作するソフトウェアでも適用可能である。

本発明の第１の実施の形態に係るエコーキャンセラの構成を示している。 ＥＲＬ測定器の構成を示している。 周波数分析器によって求められたパワースペクトルを示している。 歪み測定器の構成を示している。 歪み測定器による処理の概念図である。 第２の実施の形態に係るエコーキャンセラの構成を示している。 歪み測定器の構成を示している。 フィルタ群制御器の構成を示している。 フィルタ群の概念図である。

符号の説明

１０ エコーキャンセラ
１４ エコーキャンセラ本体
１８ ハイブリッド
２４ 適応フィルタ
２６ 減算器
２８ ダブルトーク検出器
３０ ＥＲＬ測定器
３２，３４ 周波数分析器
３６ 歪み測定器
３８ ゲイン調整器
４０ 受信出力信号調整装置
４２，４４ パワー計算器
４６ 減算器
４８ 移動平均器
５０，５２ 加算器
５４ カウンタ内蔵比較器
５６ 比較器
５８ スイッチ
６０ エコーキャンセラ
６２ 歪み測定器
６４ フィルタ群制御器
６６ 受信出力信号調整装置
６８，７０ 加算器
７２ 減算器
７４ スイッチ
７６ フィルタ群
７８ フィルタ選択回路

Claims (8)

1. 受信信号と送信信号との状態がダブルトーク状態であるか否かを検出するダブルトーク検出手段と、
   前記ダブルトーク検出手段によってダブルトーク状態であることが検出されていないときの前記受信信号、及び前記送信信号に基づいてエコーリターンロス値を測定するエコーリターンロス測定手段と、
   前記受信信号の周波数分析を行い、周波数毎の前記受信信号の特性値を求める受信信号周波数分析手段と、
   前記送信信号の周波数分析を行い、周波数毎の前記送信信号の特性値を求める送信信号周波数分析手段と、
   各周波数毎に、前記受信信号の特性値と予め定められたオフセット値とを加算して受信特性値を求めると共に、前記送信信号の特性値と前記エコーリターンロス値とを加算して送信特性値を求める加算手段と、
   前記加算手段によって求められた前記受信特性値の大きさと前記送信特性値の大きさとを各周波数毎に比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果に基づいて前記受信信号のレベルを調整する調整手段と、
   を含む受信信号調整装置。
2. 前記ダブルトーク検出手段は、ダブルトーク状態であることを検出したときに、発生するエコーを推定する推定動作の禁止を指示する禁止信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の受信信号調整装置。
3. 前記調整手段は、
   前記受信特性値が前記送信特性値より大きくなる周波数の個数、又は前記送信特性値が前記受信特性値より大きくなる周波数の個数を計数する計数手段と、
   前記計数手段による計数結果と予め定められた閾値とに基づいて、エコーパスに歪みが存在するか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段による判定結果に応じて前記受信信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、
   を含む請求項２に記載の受信信号調整装置。
4. 前記ゲイン調整手段は、前記ゲインを予め定められた範囲内で調整する請求項３に記載の受信信号調整装置。
5. 前記ゲイン調整手段は、前記禁止信号により前記禁止が指示されたときは前記受信信号のゲインを増幅するように調整する請求項３又は請求項４に記載の受信信号調整装置。
6. 前記調整手段は、
   前記比較結果に基づいて、エコー経路に歪みが存在するか否かを各周波数毎に判定する判定手段と、
   前記受信信号から、前記判定手段によって歪みが存在すると判定された周波数成分を減衰させる減衰手段と、
   を含む請求項２に記載の受信信号調整装置。
7. 前記判定手段は、前記禁止信号により前記禁止が指示されたときは歪みが存在しないと判定する請求項６に記載の受信信号調整装置。
8. 前記請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の受信信号調整装置と、
   前記受信信号に重畳されているエコー成分をキャンセルするキャンセル手段と、
   を含むエコーキャンセラ。

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