JPH09247055A - エコーキャンセラとその動作方法 - Google Patents
エコーキャンセラとその動作方法Info
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- JPH09247055A JPH09247055A JP9004857A JP485797A JPH09247055A JP H09247055 A JPH09247055 A JP H09247055A JP 9004857 A JP9004857 A JP 9004857A JP 485797 A JP485797 A JP 485797A JP H09247055 A JPH09247055 A JP H09247055A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B3/00—Line transmission systems
- H04B3/02—Details
- H04B3/20—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other
- H04B3/23—Reducing echo effects or singing; Opening or closing transmitting path; Conditioning for transmission in one direction or the other using a replica of transmitted signal in the time domain, e.g. echo cancellers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＮＥＳ（近端音声信号）通信路の伝送損失が
ＦＥＳ（遠端音声信号）通信路より大きい場合（例えば
セルラ電話）におけるエコー消去を改善する。 【解決手段】 近端信号が音声を含むかどうかの「粗
い」表示を提供する近端音声検出器と、その表示を用い
てその近端信号が純粋なエコーであるときをさらに正確
に識別するように遠端信号およびエコー信号の処理を動
的に制御するもう１つの近端音声検出器を設ける。実施
例では、遠端音声の信号レベルの表示が、遠端から受信
される音声信号から導出される。次に、この表示と、あ
るしきい値を用いて、近端の信号源から受信される信号
がエコー信号のみより大きいかどうかを判定する。近端
信号のほうが大きく、かつ、近端音声の存在の表示がな
い場合、しきい値を第１の方向に調節し、それ以外の場
合、しきい値を第２の方向に調節して、エコー検出の精
度をさらに「微調整」する。
ＦＥＳ（遠端音声信号）通信路より大きい場合（例えば
セルラ電話）におけるエコー消去を改善する。 【解決手段】 近端信号が音声を含むかどうかの「粗
い」表示を提供する近端音声検出器と、その表示を用い
てその近端信号が純粋なエコーであるときをさらに正確
に識別するように遠端信号およびエコー信号の処理を動
的に制御するもう１つの近端音声検出器を設ける。実施
例では、遠端音声の信号レベルの表示が、遠端から受信
される音声信号から導出される。次に、この表示と、あ
るしきい値を用いて、近端の信号源から受信される信号
がエコー信号のみより大きいかどうかを判定する。近端
信号のほうが大きく、かつ、近端音声の存在の表示がな
い場合、しきい値を第１の方向に調節し、それ以外の場
合、しきい値を第２の方向に調節して、エコー検出の精
度をさらに「微調整」する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エコーキャンセラ
などに関する。
などに関する。
【０００２】
【従来の技術】入力信号の部分的反射により特徴づけら
れるエコーは、伝送システムにおいて、４線伝送路と２
線伝送路の間の接合部のように、インピーダンス不連続
あるいは不整合が存在するときにはいつでも生じる。い
わゆるエコーパス遅延が非常に小さい場合、反射信号は
一般にもとの信号の発信源では認められない。しかし、
エコーパス遅延が非常に小さくはない場合、エコーは、
定性的には、発信源、例えば、話者には非常に不快なも
のとなる。エコーキャンセラとして知られるエコー制御
デバイスは、エコー信号の評価値を合成し、その評価値
を出力信号から差し引いて、実質的にエコー信号を「消
去」する。例えば、図１に、従来のエコーキャンセラを
含む伝送網を示す。この伝送網は、ハイブリッド１０１
を介して、双方向伝送路（伝送設備）１０２を、一方向
伝送路（伝送設備）１０３と、出力一方向パス（設備）
１０４を含む回路に接続する。このような入出力回路
は、例えば、４線伝送設備を構成する。
れるエコーは、伝送システムにおいて、４線伝送路と２
線伝送路の間の接合部のように、インピーダンス不連続
あるいは不整合が存在するときにはいつでも生じる。い
わゆるエコーパス遅延が非常に小さい場合、反射信号は
一般にもとの信号の発信源では認められない。しかし、
エコーパス遅延が非常に小さくはない場合、エコーは、
定性的には、発信源、例えば、話者には非常に不快なも
のとなる。エコーキャンセラとして知られるエコー制御
デバイスは、エコー信号の評価値を合成し、その評価値
を出力信号から差し引いて、実質的にエコー信号を「消
去」する。例えば、図１に、従来のエコーキャンセラを
含む伝送網を示す。この伝送網は、ハイブリッド１０１
を介して、双方向伝送路（伝送設備）１０２を、一方向
伝送路（伝送設備）１０３と、出力一方向パス（設備）
１０４を含む回路に接続する。このような入出力回路
は、例えば、４線伝送設備を構成する。
【０００３】この場合、入力音声信号は、一方向パス１
０３を介して、キャンセラ１０６の適応フィルタ１０６
−１の１つの入力と、ＮＥＳ検出器の１つの入力に供給
される。また、入力音声信号は、局Ｓ１に与えるため
に、ハイブリッド１０１にも供給される。（注意すべき
点であるが、パス１０３を介して遠端から受信される入
力音声信号をここでは遠端音声ともいい、ｘ（ｋ）で表
す。）このような信号は、ハイブリッド１０１を介して
局Ｓ１に供給される。同様に、双方向パス１０２、ハイ
ブリッド１０１および一方向パス１０４を介して局Ｓ１
から受信される出力音声信号は、近端音声（Near End S
peech, ＮＥＳ）検出器１０６−２の入力と、加算回路
１０６−３の１つの入力（＋）に送られる。（注意すべ
き点であるが、局Ｓ１から発信される音声信号を近端音
声（ＮＥＳ）ともいう。ＮＥＳとエコーの和をｙ（ｋ）
で表し、パス１０５に供給される信号をｅ（ｔ）で表
す。）ＮＥＳ検出器１０６−２は、通常のようにパス１
０４を監視し、エコーをＮＥＳから区別する。このよう
な監視および検出で、ＮＥＳがパス１０４に存在するこ
とが示された場合、検出器１０６−２は、フィルタ１０
６−１がパス１０４上のエコーのレベルに適応すること
を抑止する適応制御信号（抑止信号）を出力する。他
方、ＮＥＳが検出されない場合、この抑止信号を除去
し、周知のように、フィルタ１０６−１がパス１０４の
エコー信号に適応するようにする。この場合、フィルタ
１０６−１は、加算回路１０６−３の入力（−）に、エ
コー信号の評価値を実質的に構成する信号を供給する。
加算回路１０６−３は、パス１０４を介して受信される
信号からその評価値を差し引き、その結果を、遠端への
送信のために一方向パス１０５に出力する。理解される
ように、フィルタ１０６−１は、最初は、エコーの粗い
評価値を出力するが、その適応プロセスを通じて、最終
的には、パス１０４のエコーの精密な評価値に到達す
る。（注意すべき点であるが、同様のエコー消去プロセ
スは遠端でも行われる。）
０３を介して、キャンセラ１０６の適応フィルタ１０６
−１の１つの入力と、ＮＥＳ検出器の１つの入力に供給
される。また、入力音声信号は、局Ｓ１に与えるため
に、ハイブリッド１０１にも供給される。（注意すべき
点であるが、パス１０３を介して遠端から受信される入
力音声信号をここでは遠端音声ともいい、ｘ（ｋ）で表
す。）このような信号は、ハイブリッド１０１を介して
局Ｓ１に供給される。同様に、双方向パス１０２、ハイ
ブリッド１０１および一方向パス１０４を介して局Ｓ１
から受信される出力音声信号は、近端音声（Near End S
peech, ＮＥＳ）検出器１０６−２の入力と、加算回路
１０６−３の１つの入力（＋）に送られる。（注意すべ
き点であるが、局Ｓ１から発信される音声信号を近端音
声（ＮＥＳ）ともいう。ＮＥＳとエコーの和をｙ（ｋ）
で表し、パス１０５に供給される信号をｅ（ｔ）で表
す。）ＮＥＳ検出器１０６−２は、通常のようにパス１
０４を監視し、エコーをＮＥＳから区別する。このよう
な監視および検出で、ＮＥＳがパス１０４に存在するこ
とが示された場合、検出器１０６−２は、フィルタ１０
６−１がパス１０４上のエコーのレベルに適応すること
を抑止する適応制御信号（抑止信号）を出力する。他
方、ＮＥＳが検出されない場合、この抑止信号を除去
し、周知のように、フィルタ１０６−１がパス１０４の
エコー信号に適応するようにする。この場合、フィルタ
１０６−１は、加算回路１０６−３の入力（−）に、エ
コー信号の評価値を実質的に構成する信号を供給する。
加算回路１０６−３は、パス１０４を介して受信される
信号からその評価値を差し引き、その結果を、遠端への
送信のために一方向パス１０５に出力する。理解される
ように、フィルタ１０６−１は、最初は、エコーの粗い
評価値を出力するが、その適応プロセスを通じて、最終
的には、パス１０４のエコーの精密な評価値に到達す
る。（注意すべき点であるが、同様のエコー消去プロセ
スは遠端でも行われる。）
【０００４】上記のように、ＮＥＳ検出器１０６−２
は、遠端音声（Far End Speech, ＦＥＳ）と、一方向パ
ス１０４を介して供給される直接のＮＥＳを区別しよう
とする。ＮＥＳ検出器１０６−２は、ｙ（ｋ）信号のパ
ワーレベルの評価値を、ｘ（ｋ）信号のパワーレベルの
評価値と比較することによってこれを行う。ｙ（ｋ）の
評価レベルがｘ（ｋ）のレベルの一部（例えば０．５。
これは−６ｄＢに対応する）より大きい場合、ＮＥＳ検
出器１０６−２はｙ（ｋ）信号がＮＥＳを含むと判定
し、フィルタ１０６−１の適応プロセスを抑止する。し
かし、この比較で、ｘ（ｋ）信号のパワーレベルが、ｙ
（ｋ）信号のパワーレベルよりも所定しきい値だけ超え
ることが示された場合、検出器１０６−２は、ｙ（ｋ）
信号が純粋なエコーであると判定し、適応プロセスを進
行させる。
は、遠端音声（Far End Speech, ＦＥＳ）と、一方向パ
ス１０４を介して供給される直接のＮＥＳを区別しよう
とする。ＮＥＳ検出器１０６−２は、ｙ（ｋ）信号のパ
ワーレベルの評価値を、ｘ（ｋ）信号のパワーレベルの
評価値と比較することによってこれを行う。ｙ（ｋ）の
評価レベルがｘ（ｋ）のレベルの一部（例えば０．５。
これは−６ｄＢに対応する）より大きい場合、ＮＥＳ検
出器１０６−２はｙ（ｋ）信号がＮＥＳを含むと判定
し、フィルタ１０６−１の適応プロセスを抑止する。し
かし、この比較で、ｘ（ｋ）信号のパワーレベルが、ｙ
（ｋ）信号のパワーレベルよりも所定しきい値だけ超え
ることが示された場合、検出器１０６−２は、ｙ（ｋ）
信号が純粋なエコーであると判定し、適応プロセスを進
行させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】エコーの存在を検出す
る上記のプロセスはいくら良くても不完全である。その
理由は、測定される短期音声レベルは、誰が話している
か、および、特定の瞬間に何を言っているかに依存する
ためである。さらに、ＦＥＳおよびＮＥＳの伝送路にお
ける伝送損失もまたこのような測定値に影響を及ぼす。
これは、ＮＥＳパスにおける伝送損失がＦＥＳパスにお
ける伝送損失より大きいようなアプリケーションではＮ
ＥＳ検出はあまり信頼性がないという事実によって強調
される。この「ずれ」は特にセルラ網において明らかと
なる。
る上記のプロセスはいくら良くても不完全である。その
理由は、測定される短期音声レベルは、誰が話している
か、および、特定の瞬間に何を言っているかに依存する
ためである。さらに、ＦＥＳおよびＮＥＳの伝送路にお
ける伝送損失もまたこのような測定値に影響を及ぼす。
これは、ＮＥＳパスにおける伝送損失がＦＥＳパスにお
ける伝送損失より大きいようなアプリケーションではＮ
ＥＳ検出はあまり信頼性がないという事実によって強調
される。この「ずれ」は特にセルラ網において明らかと
なる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】エコー消去の技術は、近
端信号ｙ（ｋ）が音声を含むかどうかの「粗い」表示を
提供する近端音声検出器と、その表示を用いてその近端
信号が純粋なエコーであるときをさらに正確に識別する
ようにｘ（ｋ）信号およびｅ（ｋ）信号の処理を動的に
制御するもう１つの近端音声検出器を設けることによっ
て改善される。
端信号ｙ（ｋ）が音声を含むかどうかの「粗い」表示を
提供する近端音声検出器と、その表示を用いてその近端
信号が純粋なエコーであるときをさらに正確に識別する
ようにｘ（ｋ）信号およびｅ（ｋ）信号の処理を動的に
制御するもう１つの近端音声検出器を設けることによっ
て改善される。
【０００７】本発明の一実施例によれば、遠端音声の信
号レベルの表示が、遠端から受信される音声信号から導
出される。次に、この表示と、あるしきい値を用いて、
近端の信号源から受信される信号の大きさがエコー信号
のみの大きさより大きいかどうかを判定する。近端の信
号源から受信される信号の大きさのほうが大きく、か
つ、近端音声の存在の表示がない場合、しきい値を第１
の方向に調節し、それ以外の場合、しきい値を第２の方
向に調節して、エコー検出の精度をさらに「微調整」す
る。
号レベルの表示が、遠端から受信される音声信号から導
出される。次に、この表示と、あるしきい値を用いて、
近端の信号源から受信される信号の大きさがエコー信号
のみの大きさより大きいかどうかを判定する。近端の信
号源から受信される信号の大きさのほうが大きく、か
つ、近端音声の存在の表示がない場合、しきい値を第１
の方向に調節し、それ以外の場合、しきい値を第２の方
向に調節して、エコー検出の精度をさらに「微調整」す
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】図２に、エコーキャンセラ２０６
と遠端ディジタル網１００の間の通信コネクションの概
略を示す。このコネクションは、一方向パス２０３およ
び２０４から構成される。破線は、双方向パスの両端で
顕著なエコーパス遅延を引き起こすのに十分な長さのコ
ネクションの部分を表す。図から分かるように、エコー
キャンセラ２０６は、とりわけ、適応フィルタ２０６−
１を有する。適応フィルタ２０６−１は、有限インパル
ス応答（ＦＩＲ）フィルタとして設定された通常のディ
ジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）でよい。また、エコー
キャンセラ２０６は、加算器２０６−３およびＮＥＳ検
出器２０６−２を有する。ＮＥＳ検出器２０６−２もま
た通常のＤＳＰでよい。ＮＥＳ検出器２０６−２は、パ
ス２０７を介して、一方向パス２０３における遠端音声
信号（ｘ（ｋ））の存在を監視し、また、一方向パス２
０４における近端音声信号の存在を監視する。しかし、
図１のＮＥＳ検出器１０６−２とは異なり、ＮＥＳ検出
器２０６−２は、本発明の特徴によれば、キャンセラ２
０６のＥ側に存在する信号のレベルをも監視して、ＮＥ
Ｓが存在するかどうかを判定する（詳細は後述）。
と遠端ディジタル網１００の間の通信コネクションの概
略を示す。このコネクションは、一方向パス２０３およ
び２０４から構成される。破線は、双方向パスの両端で
顕著なエコーパス遅延を引き起こすのに十分な長さのコ
ネクションの部分を表す。図から分かるように、エコー
キャンセラ２０６は、とりわけ、適応フィルタ２０６−
１を有する。適応フィルタ２０６−１は、有限インパル
ス応答（ＦＩＲ）フィルタとして設定された通常のディ
ジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）でよい。また、エコー
キャンセラ２０６は、加算器２０６−３およびＮＥＳ検
出器２０６−２を有する。ＮＥＳ検出器２０６−２もま
た通常のＤＳＰでよい。ＮＥＳ検出器２０６−２は、パ
ス２０７を介して、一方向パス２０３における遠端音声
信号（ｘ（ｋ））の存在を監視し、また、一方向パス２
０４における近端音声信号の存在を監視する。しかし、
図１のＮＥＳ検出器１０６−２とは異なり、ＮＥＳ検出
器２０６−２は、本発明の特徴によれば、キャンセラ２
０６のＥ側に存在する信号のレベルをも監視して、ＮＥ
Ｓが存在するかどうかを判定する（詳細は後述）。
【０００９】特に、遠端網１００から受信されるディジ
タル音声サンプルは通常の方法（図示せず）でアナログ
信号に変換された後、パス２０２を介して局Ｓ２へ送る
ためにハイブリッド２０１に供給される。遠端音声サン
プルもまた、パス２０３を介して受信されると、ＮＥＳ
検出器２０６−２のＸポートおよび適応フィルタ２０６
−１の入力に供給される。同様に、ハイブリッド２０１
を介して局Ｓ２から受信されるアナログ信号は通常の方
法（図示せず）でディジタル音声サンプルに変換された
後、加算器２０６−３およびパス２０５を介して最終的
に遠端へ送るためにキャンセラ２０６のＹポートに供給
される。ｙ（ｋ）信号およびｅ（ｋ）信号はそれぞれ、
ＮＥＳ検出器２０６−２のＹポートおよびＥポートにも
供給される。ＮＥＳ検出器２０６−２は、所定数Ｎ（例
えば５１２）個のメモリ位置からなる内部Ｘポートメモ
リバッファ（図示せず）にｘ（ｋ）サンプルを順に格納
し、現在のサンプルがバッファ内に格納されていた最も
古いＸポートサンプルの代わりに格納されるようにす
る。こうして、ＮＥＳ検出器２０６−２は、遠端（例え
ば網１００）から受信される順序でＸポートバッファに
最近の５１２個のＸポート音声サンプルを格納する。従
って、バッファの内容は、所定期間（例えば６４ミリ
秒。これは、５１２個の連続するＸポート音声サンプル
の継続時間と等価である）にわたる移動ウィンドウ（す
なわち、シフトレジスタ）を表す。新たなサンプルがＸ
ポートバッファに格納されるごとに、ＮＥＳ検出器２０
６−２の動作を制御するＤＳＰはバッファの内容をスキ
ャンし、格納されているサンプルのうち絶対値（パワー
レベル）が最大のものを見つける。
タル音声サンプルは通常の方法（図示せず）でアナログ
信号に変換された後、パス２０２を介して局Ｓ２へ送る
ためにハイブリッド２０１に供給される。遠端音声サン
プルもまた、パス２０３を介して受信されると、ＮＥＳ
検出器２０６−２のＸポートおよび適応フィルタ２０６
−１の入力に供給される。同様に、ハイブリッド２０１
を介して局Ｓ２から受信されるアナログ信号は通常の方
法（図示せず）でディジタル音声サンプルに変換された
後、加算器２０６−３およびパス２０５を介して最終的
に遠端へ送るためにキャンセラ２０６のＹポートに供給
される。ｙ（ｋ）信号およびｅ（ｋ）信号はそれぞれ、
ＮＥＳ検出器２０６−２のＹポートおよびＥポートにも
供給される。ＮＥＳ検出器２０６−２は、所定数Ｎ（例
えば５１２）個のメモリ位置からなる内部Ｘポートメモ
リバッファ（図示せず）にｘ（ｋ）サンプルを順に格納
し、現在のサンプルがバッファ内に格納されていた最も
古いＸポートサンプルの代わりに格納されるようにす
る。こうして、ＮＥＳ検出器２０６−２は、遠端（例え
ば網１００）から受信される順序でＸポートバッファに
最近の５１２個のＸポート音声サンプルを格納する。従
って、バッファの内容は、所定期間（例えば６４ミリ
秒。これは、５１２個の連続するＸポート音声サンプル
の継続時間と等価である）にわたる移動ウィンドウ（す
なわち、シフトレジスタ）を表す。新たなサンプルがＸ
ポートバッファに格納されるごとに、ＮＥＳ検出器２０
６−２の動作を制御するＤＳＰはバッファの内容をスキ
ャンし、格納されているサンプルのうち絶対値（パワー
レベル）が最大のものを見つける。
【００１０】次に、ＮＥＳ検出器２０６−２は、ｙ
（ｋ）信号とｘ（ｋ）信号の相対的なレベルを比較する
ことに基づいて、ＮＥＳが存在するかどうかを判定す
る。注意すべき点であるが、このような判定をするため
にさまざまな方法が周知である。例えば、いわゆるGeig
elアルゴリズムはそのような方法の１つであり、１９７
８年５月にIEEE Transactions on Communications誌に
公表された"A Twelve ChannelDigital Echo Canceler"
と題するD. L. Duttweilerによる論文に記載されてい
る。Geigelアルゴリズムは、パス２０８を介して受信さ
れるｙ（ｋ）の現在のサンプルの絶対値と、ｘ
max（ｋ）の現在の値を次のようにして比較する。 ｜ｙ（ｋ）｜≧αYｘmax（ｋ） （１） ただし、αYは、予想される最悪のエコーパス損失に基
づく所定の値（多くの場合０．５であり、これは−６ｄ
Ｂに相当する）である。検出器２０６−２は、式（１）
が満たされていることが分かると、論理値ξ
Y,big（ｋ）を真に設定する。しかし、Ｙ側からの予備
的なＮＥＳ表示はξY,big（ｋ）ではなく、次式で与え
られる。
（ｋ）信号とｘ（ｋ）信号の相対的なレベルを比較する
ことに基づいて、ＮＥＳが存在するかどうかを判定す
る。注意すべき点であるが、このような判定をするため
にさまざまな方法が周知である。例えば、いわゆるGeig
elアルゴリズムはそのような方法の１つであり、１９７
８年５月にIEEE Transactions on Communications誌に
公表された"A Twelve ChannelDigital Echo Canceler"
と題するD. L. Duttweilerによる論文に記載されてい
る。Geigelアルゴリズムは、パス２０８を介して受信さ
れるｙ（ｋ）の現在のサンプルの絶対値と、ｘ
max（ｋ）の現在の値を次のようにして比較する。 ｜ｙ（ｋ）｜≧αYｘmax（ｋ） （１） ただし、αYは、予想される最悪のエコーパス損失に基
づく所定の値（多くの場合０．５であり、これは−６ｄ
Ｂに相当する）である。検出器２０６−２は、式（１）
が満たされていることが分かると、論理値ξ
Y,big（ｋ）を真に設定する。しかし、Ｙ側からの予備
的なＮＥＳ表示はξY,big（ｋ）ではなく、次式で与え
られる。
【数１】 ただし、ハングオーバ区間Ｍは例えば３２ｍｓｅｃ（あ
るいは、クロックレートが１２５ミリ秒のシステムでは
２５６信号サンプル）である。ＮＥＳの存在の表示とし
て、まさに現在のξY,big（ｋ）ではなく、最近の過去
に生じたξY,big（ｋ）を使用する必要があるのは、以
下に「強力な」ＮＥＳであっても、音声波形のゼロ交差
に対応する時刻には小さいレベルのｙ（ｋ）しか生成し
ないためである。
るいは、クロックレートが１２５ミリ秒のシステムでは
２５６信号サンプル）である。ＮＥＳの存在の表示とし
て、まさに現在のξY,big（ｋ）ではなく、最近の過去
に生じたξY,big（ｋ）を使用する必要があるのは、以
下に「強力な」ＮＥＳであっても、音声波形のゼロ交差
に対応する時刻には小さいレベルのｙ（ｋ）しか生成し
ないためである。
【００１１】理解されるように、Ｙ側の音声検出アルゴ
リズム（例えば上記のGeigelアルゴリズム）は、エコー
中のＮＥＳの存在の検出ができない可能性がある。これ
は、ディジタルセルラ網で起こる「レベルずれ」の場合
に特にそうである。
リズム（例えば上記のGeigelアルゴリズム）は、エコー
中のＮＥＳの存在の検出ができない可能性がある。これ
は、ディジタルセルラ網で起こる「レベルずれ」の場合
に特にそうである。
【００１２】本発明の特徴によれば、この問題は、エコ
ーキャンセラのＥ側でＮＥＳの存在を検出するととも
に、Ｅ側しきい値（αE（ｋ））が所定の最小値に到達
するまで、ＮＥＳの検出の「警報誤り（フォールスアラ
ーム）」が起こらない限り、継続的にαE（ｋ）を下方
へ適応させることによってそのような検出を改善するこ
とにより解決される（詳細は後述）。しきい値（α
E（ｋ））の値が、Ｅ側が誤ってＮＥＳを宣言する点に
到達した場合、ＮＥＳ検出器２０６−２のＥポート検出
プロセスはしきい値（αE（ｋ））を情報に調節して
（例えば、別の所定レートでその値を増大させて）、そ
の誤りを訂正する（詳細は後述）。
ーキャンセラのＥ側でＮＥＳの存在を検出するととも
に、Ｅ側しきい値（αE（ｋ））が所定の最小値に到達
するまで、ＮＥＳの検出の「警報誤り（フォールスアラ
ーム）」が起こらない限り、継続的にαE（ｋ）を下方
へ適応させることによってそのような検出を改善するこ
とにより解決される（詳細は後述）。しきい値（α
E（ｋ））の値が、Ｅ側が誤ってＮＥＳを宣言する点に
到達した場合、ＮＥＳ検出器２０６−２のＥポート検出
プロセスはしきい値（αE（ｋ））を情報に調節して
（例えば、別の所定レートでその値を増大させて）、そ
の誤りを訂正する（詳細は後述）。
【００１３】また、ＮＥＳ検出器２０６−２のＥ側ポー
トは、ｘmax（ｋ）の現在の値を用いて、音声が加算器
２０６−３のＥ側に存在するかどうかを判定する。これ
は、パス２０９を介して受信する現在のｅ（ｋ）サンプ
ルの絶対値をｘmax（ｋ）の現在の値と次のように比較
することによって行われる。 ξE,big（ｋ）＝｜ｅ（ｋ）｜≧αE（ｋ）ｘmax（ｋ） （３） ただし、しきい値αE（ｋ）は上記のように適応的に増
減される。すなわち、αE （ｋ）の現在の値は次のよう
に適応的に増加される。 αE（ｋ）＝αE（ｋ−１）（１＋εEｒE） （４） ただし、εEの値は例えば０．０００５という値に設定
され、ｒEはたとえば１０．０という値に設定される。
他方、αE（ｋ）の値は、次のように適応的に減少され
る。 αE（ｋ）＝αE（ｋ−１）（１−εE） （５）
トは、ｘmax（ｋ）の現在の値を用いて、音声が加算器
２０６−３のＥ側に存在するかどうかを判定する。これ
は、パス２０９を介して受信する現在のｅ（ｋ）サンプ
ルの絶対値をｘmax（ｋ）の現在の値と次のように比較
することによって行われる。 ξE,big（ｋ）＝｜ｅ（ｋ）｜≧αE（ｋ）ｘmax（ｋ） （３） ただし、しきい値αE（ｋ）は上記のように適応的に増
減される。すなわち、αE （ｋ）の現在の値は次のよう
に適応的に増加される。 αE（ｋ）＝αE（ｋ−１）（１＋εEｒE） （４） ただし、εEの値は例えば０．０００５という値に設定
され、ｒEはたとえば１０．０という値に設定される。
他方、αE（ｋ）の値は、次のように適応的に減少され
る。 αE（ｋ）＝αE（ｋ−１）（１−εE） （５）
【００１４】ＮＥＳ検出器２０６−２が式（４）または
（５）のいずれかを実行することから得る結果を用いる
方法について図３を参照して後述する。
（５）のいずれかを実行することから得る結果を用いる
方法について図３を参照して後述する。
【００１５】前と同様に、ξE,big（ｋ）が最初に真に
なった後のハングオーバ期間（時間）の間、次式のよう
な最終的なＥ側ＮＥＳ表示が宣言される。
なった後のハングオーバ期間（時間）の間、次式のよう
な最終的なＥ側ＮＥＳ表示が宣言される。
【数２】
【００１６】注意すべき点であるが、ＮＥＳ表示は、適
応フィルタがエコーを評価する能力をＮＥＳが劣化させ
ないように適応フィルタ２０６−１の適応を抑止するた
めに使用される。
応フィルタがエコーを評価する能力をＮＥＳが劣化させ
ないように適応フィルタ２０６−１の適応を抑止するた
めに使用される。
【００１７】上記のように、ＮＥＳ検出器２０６−２
は、式（４）または（５）に従ってしきい値αEを変化
させ、図３のプログラムを用いてその機能の実施を制御
する。具体的には、プログラムが開始されるとブロック
３０１に進み、Ｅ側しきい値（αE）の値を所定の値
（例えば０．５）に初期化する。次に、プログラムはい
わゆるハングオーバカウントＥcountをクリアして、上
記のハングオーバ時間の実施に備える。次に、プログラ
ムは、破線で表されているように、遠端音声信号ｘ
（ｋ）の次のディジタルサンプルの受信を待機する。サ
ンプルを受信すると、プログラムはブロック３０２に進
み、式（３）に従って判定されるように、ｅ（ｋ）をし
きい値と比較する。サンプルの絶対値が大きい場合、プ
ログラムは（ブロック３０５）Ｅcountの値を最大値
（例えば２５５）に設定して、Ｅcount（ハングオーバ
時間）の値が次の２５５サンプルのｘ（ｋ）に対して真
（非零）になるようにする。すなわち、プログラムは、
次の２５５サンプルの間ＮＥＳが存在すると仮定する
（後述）。そうでない場合、プログラムは（ブロック３
０４）Ｅcountの値を所定の値（例えば、値１）だけデ
クリメントする。
は、式（４）または（５）に従ってしきい値αEを変化
させ、図３のプログラムを用いてその機能の実施を制御
する。具体的には、プログラムが開始されるとブロック
３０１に進み、Ｅ側しきい値（αE）の値を所定の値
（例えば０．５）に初期化する。次に、プログラムはい
わゆるハングオーバカウントＥcountをクリアして、上
記のハングオーバ時間の実施に備える。次に、プログラ
ムは、破線で表されているように、遠端音声信号ｘ
（ｋ）の次のディジタルサンプルの受信を待機する。サ
ンプルを受信すると、プログラムはブロック３０２に進
み、式（３）に従って判定されるように、ｅ（ｋ）をし
きい値と比較する。サンプルの絶対値が大きい場合、プ
ログラムは（ブロック３０５）Ｅcountの値を最大値
（例えば２５５）に設定して、Ｅcount（ハングオーバ
時間）の値が次の２５５サンプルのｘ（ｋ）に対して真
（非零）になるようにする。すなわち、プログラムは、
次の２５５サンプルの間ＮＥＳが存在すると仮定する
（後述）。そうでない場合、プログラムは（ブロック３
０４）Ｅcountの値を所定の値（例えば、値１）だけデ
クリメントする。
【００１８】この後、プログラムはブロック３０６に進
み、（ａ）遠端音声ｘ（ｋ）が存在すること、および、
（ｂ）近端音声が存在するというＹポート検出器からの
表示がないことを検査する。注意すべき点であるが、遠
端音声を検出するさまざまな方法が周知である。遠端音
声を検出するための１つの単純であるが満足なアルゴリ
ズムは次のものである。 ＦＥＳ（ｋ）＝（ｘmax（ｋ）≧αFES） （７） ただし、αFESは、約−４２ｄｂｍｏの正弦波パワーレ
ベルに相当するように設定される。
み、（ａ）遠端音声ｘ（ｋ）が存在すること、および、
（ｂ）近端音声が存在するというＹポート検出器からの
表示がないことを検査する。注意すべき点であるが、遠
端音声を検出するさまざまな方法が周知である。遠端音
声を検出するための１つの単純であるが満足なアルゴリ
ズムは次のものである。 ＦＥＳ（ｋ）＝（ｘmax（ｋ）≧αFES） （７） ただし、αFESは、約−４２ｄｂｍｏの正弦波パワーレ
ベルに相当するように設定される。
【００１９】ＦＥＳが存在し、かつ、ＮＥＳY（ｋ）が
真になっていない場合に、プログラムはブロック３０７
に進む。それ以外の場合、プログラムは、遠端音声信号
ｘ（ｋ）の次のディジタルサンプルの受信を待機するた
めに復帰する。ブロック３０７で、プログラムは、上記
のようにして、近端音声がまだ存在するかどうか（すな
わち、Ｅcountが０以上であり、かつ、式（３）の結果
が真であるかどうか）を判定する。この条件以外の場
合、Ｅ側検出処理はＹポート検出処理と一致している
（すなわち、Ｅcountが０に等しいことはＮＥＳE（ｋ）
が存在しないことを示す）ことを意味し、プログラム
は、ＮＥＳの検出を改善するために、しきい値αEの設
定においてさらに積極的になっても良いと判断する。そ
の場合、そのために、プログラムは（ブロック３１１）
αEの値を（式（５）を用いて）減少させる。次に、プ
ログラムは（ブロック３１２）、この減少によって、α
Eが所定の最小値（例えば０．０６２５という値）を下
回ったかどうかを検査する。下回っていない場合、プロ
グラムはｘ（ｋ）の次のサンプルの受信を待機するため
に復帰する。下回った場合、プログラムは（ブロック３
１３）、αEの値を前記の最小値に設定してその値を下
回らないようにした後、ｘ（ｋ）の次のサンプルの受信
を待機するために復帰する。
真になっていない場合に、プログラムはブロック３０７
に進む。それ以外の場合、プログラムは、遠端音声信号
ｘ（ｋ）の次のディジタルサンプルの受信を待機するた
めに復帰する。ブロック３０７で、プログラムは、上記
のようにして、近端音声がまだ存在するかどうか（すな
わち、Ｅcountが０以上であり、かつ、式（３）の結果
が真であるかどうか）を判定する。この条件以外の場
合、Ｅ側検出処理はＹポート検出処理と一致している
（すなわち、Ｅcountが０に等しいことはＮＥＳE（ｋ）
が存在しないことを示す）ことを意味し、プログラム
は、ＮＥＳの検出を改善するために、しきい値αEの設
定においてさらに積極的になっても良いと判断する。そ
の場合、そのために、プログラムは（ブロック３１１）
αEの値を（式（５）を用いて）減少させる。次に、プ
ログラムは（ブロック３１２）、この減少によって、α
Eが所定の最小値（例えば０．０６２５という値）を下
回ったかどうかを検査する。下回っていない場合、プロ
グラムはｘ（ｋ）の次のサンプルの受信を待機するため
に復帰する。下回った場合、プログラムは（ブロック３
１３）、αEの値を前記の最小値に設定してその値を下
回らないようにした後、ｘ（ｋ）の次のサンプルの受信
を待機するために復帰する。
【００２０】ブロック３０７における判定がYESである
場合（これは、Ｅ側検出プロセスがＹポート検出プロセ
スと一致していないことを意味する）、プログラムは、
αEの設定において積極的すぎたと判断する。その場
合、プログラムは（ブロック３０８）、上記のように
（すなわち、式（５）を用いて）αEの値を増大させ
る。次に、プログラムは（ブロック３０９）、αEの新
しい値が所定の最大値（例えば、０．６３という値。こ
れは−４ｄＢと等価である）を超えるかどうかを検査す
る。超えていない場合、プログラムは、ｘ（ｋ）の次の
ディジタルサンプルの受信を待機するために復帰する。
超えている場合、プログラムは（ブロック３１０）、α
Eをその最大値に設定してαEがその値を超えないように
してから同様に復帰する。
場合（これは、Ｅ側検出プロセスがＹポート検出プロセ
スと一致していないことを意味する）、プログラムは、
αEの設定において積極的すぎたと判断する。その場
合、プログラムは（ブロック３０８）、上記のように
（すなわち、式（５）を用いて）αEの値を増大させ
る。次に、プログラムは（ブロック３０９）、αEの新
しい値が所定の最大値（例えば、０．６３という値。こ
れは−４ｄＢと等価である）を超えるかどうかを検査す
る。超えていない場合、プログラムは、ｘ（ｋ）の次の
ディジタルサンプルの受信を待機するために復帰する。
超えている場合、プログラムは（ブロック３１０）、α
Eをその最大値に設定してαEがその値を超えないように
してから同様に復帰する。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、エ
コー消去の技術は、近端信号ｙ（ｋ）が音声を含むかど
うかの「粗い」表示を提供する近端音声検出器と、その
表示を用いてその近端信号が純粋なエコーであるときを
さらに正確に識別するようにｘ（ｋ）信号およびｅ
（ｋ）信号の処理を動的に制御するもう１つの近端音声
検出器を設けることによって改善される。
コー消去の技術は、近端信号ｙ（ｋ）が音声を含むかど
うかの「粗い」表示を提供する近端音声検出器と、その
表示を用いてその近端信号が純粋なエコーであるときを
さらに正確に識別するようにｘ（ｋ）信号およびｅ
（ｋ）信号の処理を動的に制御するもう１つの近端音声
検出器を設けることによって改善される。
【図１】従来技術によって構成されたエコーキャンセラ
を用いた伝送網の概略ブロック図である。
を用いた伝送網の概略ブロック図である。
【図２】本発明の原理によって構成されたエコーキャン
セラを用いた伝送網の概略ブロック図である。
セラを用いた伝送網の概略ブロック図である。
【図３】図２のＮＥＳ検出器において本発明の原理を実
現するプログラムの流れ図である。
現するプログラムの流れ図である。
【符号の説明】 １００ 遠端ディジタル網 １０１ ハイブリッド １０２ 双方向パス １０３ 一方向パス １０４ 一方向パス １０５ 一方向パス １０６ エコーキャンセラ １０６−１ 適応フィルタ １０６−２ 近端音声（ＮＥＳ）検出器 １０６−３ 加算回路 ２０１ ハイブリッド ２０２ 双方向パス ２０３ 一方向パス ２０４ 一方向パス ２０５ 一方向パス ２０６ エコーキャンセラ ２０６−１ 適応フィルタ ２０６−２ ＮＥＳ検出器 ２０６−３ 加算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 チェン キム アメリカ合衆国，07738 ニュージャージ ー，リンクロフト，ウェスト フロント ストリート 1458 (72)発明者 イン ゲット タオ アメリカ合衆国，07726 ニュージャージ ー，マナラパン，ミードウ レイン ７
Claims (14)
- 【請求項１】 適応フィルタ、加算器回路と、第１近端
音声検出器と、第２近端音声検出器とからなるエコーキ
ャンセラにおいて、該第２近端音声検出器は、 遠端の音声信号源へ延びるコネクションを介して音声信
号を受信し、受信した音声信号を処理して遠端音声の信
号レベルの表現を導出する手段と、 前記信号レベルの導出に応じて、前記表現と、しきい値
変数の現在の値との関数として、前記キャンセラによっ
て出力される信号の大きさがエコー信号のみの大きさよ
り大きいかどうかを判定する手段と、 前記エコーキャンセラによって出力される信号のほうが
大きく、かつ、近端音声が存在するという前記第１近端
音声検出器からの表示が存在しないという条件が成立し
た場合、前記しきい値を減少させ、前記条件が成立しな
い場合、前記しきい値を増大させる手段とからなること
を特徴とするエコーキャンセラ。 - 【請求項２】 前記しきい値は第１の所定の割合で減少
させられることを特徴とする請求項１のエコーキャンセ
ラ。 - 【請求項３】 前記しきい値は第２の所定の割合で増大
させられることを特徴とする請求項２のエコーキャンセ
ラ。 - 【請求項４】 前記遠端の音声信号源はセルラ網である
ことを特徴とする請求項１のエコーキャンセラ。 - 【請求項５】 前記第１の所定の割合は前記第２の所定
の割合より小さいことを特徴とする請求項３のエコーキ
ャンセラ。 - 【請求項６】 前記しきい値が所定の最大値より大きい
値に達したことに応じて、前記しきい値を該最大値に設
定する手段をさらに有することを特徴とする請求項１の
エコーキャンセラ。 - 【請求項７】 前記しきい値が所定の最小値より小さい
値に達したことに応じて、前記しきい値を該最小値に設
定する手段をさらに有することを特徴とする請求項１の
エコーキャンセラ。 - 【請求項８】 前記第１近端音声検出器は、 音声信号が前記遠端から受信される順序に基づいて、受
信した音声信号から現在の音声信号列を形成する手段
と、 前記現在の音声信号列を形成する音声信号のうちのいず
れの大きさが最大であるかを判定する手段と、 現在の近端信号の大きさが、遠端音声信号のうち大きさ
が最大のものと所定のしきい値との関数として導出され
る値以上である場合に前記表示を出力する手段とからな
ることを特徴とする請求項１のエコーキャンセラ。 - 【請求項９】 エコーキャンセラのための音声検出装置
において、該装置は、 遠端の音声信号源への一方向通信路を介して接続され、
遠端の音声信号を受信し、遠端音声の表現を導出する手
段と、 近端信号源へ延びるもう１つの一方向通信路を監視し、
近端信号が近端音声を含むときに表示を出力する第１音
声検出器と、 前記表現と、適応しきい値αEの現在の値との関数とし
て、前記エコーキャンセラからの出力の大きさがエコー
信号のみの大きさより大きいかどうかを判定する第２音
声検出器とからなり、該第２音声検出器は、 前記エコーキャンセラによって出力される信号のほうが
大きく、かつ、近端音声が存在するという前記第１近端
音声検出器からの表示が存在しないという条件が成立し
た場合、前記適応しきい値αEを減少させ、前記条件が
成立しない場合、前記適応しきい値を増大させる手段を
有することを特徴とする音声検出装置。 - 【請求項１０】 前記遠端の信号源はセルラ網であるこ
とを特徴とする請求項９の装置。 - 【請求項１１】 前記適応しきい値αEの増大および減
少は、それぞれ、互いに等しくない第１および第２の所
定の割合に従ってなされることを特徴とする請求項９の
装置。 - 【請求項１２】 前記しきい値αEが所定の最大値より
大きいことに応じて、前記しきい値を該最大値に設定す
る手段をさらに有することを特徴とする請求項９の装
置。 - 【請求項１３】 前記しきい値αEが所定の最小値より
小さいことに応じて、前記しきい値を該最小値に設定す
る手段をさらに有することを特徴とする請求項９の装
置。 - 【請求項１４】 適応フィルタ、加算器回路と、第１近
端音声検出器と、第２近端音声検出器とを有するエコー
キャンセラを動作させる方法において、 遠端の音声信号源へ延びるコネクションを介して音声信
号を受信し、受信した音声信号を処理して遠端音声の信
号レベルの表現を導出するステップと、 前記第２近端音声検出器において、前記信号レベルの導
出に応じて、前記表現と、しきい値変数の現在の値との
関数として、前記キャンセラからの出力の大きさがエコ
ー信号のみの大きさより大きいかどうかを判定するステ
ップと、 前記第２近端音声検出器において、前記エコーキャンセ
ラからの出力のほうが大きく、かつ、近端音声が存在す
るという前記第１近端音声検出器からの表示が存在しな
いという条件が成立した場合、前記しきい値を減少さ
せ、前記条件が成立しない場合、前記しきい値を増大さ
せるステップとからなることを特徴とするエコーキャン
セラ動作方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US606934 | 1996-02-26 | ||
| US08/606,934 US5668865A (en) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | Echo canceler E-side speech detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09247055A true JPH09247055A (ja) | 1997-09-19 |
| JP3667478B2 JP3667478B2 (ja) | 2005-07-06 |
Family
ID=24430130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00485797A Expired - Fee Related JP3667478B2 (ja) | 1996-02-26 | 1997-01-14 | エコーキャンセラとその動作方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5668865A (ja) |
| EP (1) | EP0792029B1 (ja) |
| JP (1) | JP3667478B2 (ja) |
| CA (1) | CA2195261C (ja) |
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| JP3597671B2 (ja) * | 1997-05-16 | 2004-12-08 | 三菱電機株式会社 | ハンズフリー電話機 |
| US6259680B1 (en) * | 1997-10-01 | 2001-07-10 | Adtran, Inc. | Method and apparatus for echo cancellation |
| US6256384B1 (en) | 1997-12-02 | 2001-07-03 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method and apparatus for cancelling echo originating from a mobile terminal |
| US6049606A (en) * | 1997-12-11 | 2000-04-11 | Nortel Networks Corporation | Circuit and method of double talk detection for use in handsfree telephony terminals |
| DE19801389A1 (de) * | 1998-01-16 | 1999-07-22 | Cit Alcatel | Verfahren zur Echounterdrückung mit adaptiven FIR-Filtern |
| DE19801390A1 (de) | 1998-01-16 | 1999-07-22 | Cit Alcatel | Einrichtung und Verfahren zur Echounterdrückung mit adaptiven FIR-Filtern |
| DE19815942A1 (de) | 1998-04-09 | 1999-10-14 | Cit Alcatel | Vielkanal-Echocanceller mit Compander |
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| US4129753A (en) * | 1977-12-09 | 1978-12-12 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Echo canceller using feedback to improve speech detector performance |
| US4382164A (en) * | 1980-01-25 | 1983-05-03 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Signal stretcher for envelope generator |
| CA1137240A (en) * | 1980-09-09 | 1982-12-07 | Northern Telecom Limited | Method of and apparatus for echo detection in voice channel signals |
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| AU601104B2 (en) * | 1988-03-17 | 1990-08-30 | Fujitsu Limited | Echo canceller |
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| EP0528491B1 (en) * | 1991-08-20 | 1996-01-10 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Telecommunication system with a line for digital duplex traffic, comprising an arrangement for tapping the digital duplex traffic, and arrangement to be used in the telecommunication system |
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-
1996
- 1996-02-26 US US08/606,934 patent/US5668865A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-01-14 JP JP00485797A patent/JP3667478B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-16 CA CA002195261A patent/CA2195261C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-02-18 DE DE69735908T patent/DE69735908T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-02-18 EP EP97301016A patent/EP0792029B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
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| US5668865A (en) | 1997-09-16 |
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