JPS6097732A - 反響信号除去装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分！ｌ’ｆｆｉ　’］ 本発明は、衛星通信等の長距離通信で通話品質の低下を
きたしたり、拡声電話でハウリングを発生する原因とな
る反響信号を除去する反響１Ｈ号除去装置、１；関第３
゜ 〔発明の技術的背景〕 次世代の取話機乏して、種々の新たなサービスを提供す
る高静能亀話機への要望が高まっている。

このうち、受話器を持たずに通話が可ｍ１な拡声畦話機
は、通話品質の向上が′ｆ！Ｘまれでいる。これは現在
の拡声な話１便のほとんどがボイス・スイッチ方式を用
いているため語頭切れ、双方向同時通話が困難である等
の問題があるためである。

拡声町話機において、ボイス・スイッチが必曽となるの
は以下の理由による。拡声電話機はスピーカを用いるた
め、一般の電話機に比較してスピーカから出た音がマイ
クに入ることによって発生する音響結合度が大きい。そ
のため、拡声電話機が２線回線に接続されている場合に
は、マイク→送話アンプ→ハイブリッドコイルの側音→
受話アンプ→スピーカ→音書結合→マイクといった信号
のループができ、ループ利得が１以上になるとノ為つリ
ングが発生する可能性が太になる。またＡとＢ２者間の
拡声電話同志の通話では、Ａのマイク→Ａの送話アンプ
→回線→Ｂの受話アンプ→Ｂのスピーカ→Ｂの音響結合
→Ｂのマイク→Ｂの送話アンプ→回線→Ａの受話アンプ
→Ａのスピーカ→Ａの音響結合→Ａのマイクといった信
号のループができ、ハイブリッドコイルのインピーダン
ス整合が良くて、側音が少ない場合や４線回線を用いた
場合でもハウリングが発生し易（なる。更に、たとえハ
ウリングが発生しなくとも、相手電話機が拡声電話の場
合、相手側の音響結合により自分の声が大むく反射して
聞こえ通話の障害となる。

これは将来においてパケット父換機の様に信号の遅延が
太き（なる可能性のある父換ｆＭが導入されたり衛星通
信回線の様に伝送路自体の遅延が大きい場合には、重大
な問題点となる。

ボイス・スイッチ方式は、上述の問題点を防ぐため、送
ｄ占１曜には、受＾古狽１に、父話時には送ム古倶１１
に損失を入れて、音砂結合やｌ１１１ｉ音による結合を
除去するものであるが、後で述べる様に送受判定の検出
に時間をｙするため語頭切れが発生したり。

双方向同時通話時には必ず片方に損失が入るため、片方
の音声が切れるといった問題点を有している。

このボイススイッチの問題点を解決する方式にエコー・
キャンセラ一方式がある。

第１図に音響結合除去用エコー・キャンセラーを示し、
以下１ｊ５７．明する。

拡声電話（ナヘＱ）受信信号Ｘ’　Ｃｔ）　Ｉま、受話
アンプ（１０１）で増幅されスピーカ（１０６）に入力
する。そして、このスピーカの出力は９串人物により反
射してαｄＢ　の減衰を受けて音響結合Ｊこよる反響信
号ｙ（ｔｌとしてマイク（１０７）に入力する。

ここで、エコーキャンセラーやボイス・スイッチを用い
ないと、この信号ｙ　ｆｔｌはそのまま送話アンプ（１
０２）を経て回線に送出され、（但し、２線回線の場合
にはハイブリッドコイルで４線−２４１変換された後送
出される）上述のような種々の問題点を引き起こす。

ここで、エコー・キャンセラー（１０３）はダブルトー
クディテクタ（１０５）よりの制御信号により送話信号
ｘ　（ｔｌが無い時に、受話信号ｘ　（ｔ）が反響信号
ｙ　ｔｔｌになる特性である反響路特性をｘ　（ｔｌと
ｙ　（ｔｌをもとに推定し、自回路内に反響路特性の近
似であて反響信号を含む送話信号）’　（＃ｌ＋　ｎ　
ｉｔ）から差し引（事により、純粋な送話信号ｔｌ　（
ｔｌを抽出する。

Ｌ、りがって、エコー・キャンセラーは反響信号ｙ　（
ｔｌのみを除去する事か可能となり、ボイス・スイッチ
方式の様な問題点を発生する事なく、音響総会を減少で
きる。

なお、ダブルトークディテクタ（１０５）は例えば。

Ｘ　（ｔ）とＹ　（ｔｌ　＋　ｎ　（ｔｌとの磁力を比
較し、（ｘ（ｔｌの磁力）−αｍｉｎ　（ｙ　（ｔｌ　
＋　ｎ　（ｔｌの磁力（但し、αｍｉｎは音響結合の最
悪値）の時ダブルトークの判断しエコー・キャンセラー
の推定動作を止める。

このようなことは衛星通信においても同様である。

衛星通信においては、第２図に示す様に、衛星回線と地
上回線の接続部に反響信号除去装置２０１が挿入され、
地上回線における４線−２８変換部２０２で発生する反
響信号）’　（ｔｌを打消す。

〔背景技術の問題点〕

さて、以上の様な反響信号除去技術としての。

エコー・サプレサは１メ下の様な問題点を有している。

ａ）エコーサプレサ（ボイス・スイッチ）の問題点 （１）送信、受話、ダブルトークの各状態の判定に各々
のレベルを用いているため、例えば数十ｍｓの遅延を有
する反響信号がある可能性を有する場合、この反・１１
号による誤動作を防ぐため、谷判定のしきい値を高（し
たり、レベル検出のための積分時間を長（取る必要が生
じる。このため、語頭切断、ダブルトーク時の割り込み
の困難が生じ通話品質の劣化を招（。

（２）ハウリング防止装置においては、ダブルトーク判
定時にも一定の損失が通話路に挿入されているため（ハ
ウリングを防止するため、ハウリングループの損失は一
定値以上常に保つ必要がある。）送話信号もしくは、受
話信号のレベルが一時的に低下する。衛星通信用エコー
キャンセラーでは、ダブルトーク判定時には、挿入損失
は非常に少な（するため、）１ウリング防止装置の様な
レベル低下は発生しないが、一時的にエコーが聞こえる
事になる。

また、エコー・キャンセラーにも以下の様な特有の問題
点がある。

（ｂｌエコー・キャンセラーの問題点 （１）ディジタル信号処理を用いて夾現しているのが大
部分であるため、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器が必要と
なるが、ハウリング防止用等において、高品質の音声か
望まれる場合には、変換器の語長が太き（なり、コスト
晶となる。

（２１ハウリング防止用として用いる場合には、反響路
のインパルス応答長が長い（数１００ｍ　ｓｅｃ　）た
め、ハウリングを完全に打ち消スタめには、エコー・キ
ャンセラーのタップ長が（１０００タップ以上）非盾に
長（なりコスト高になる。また、テレビ会議の様な高品
質が必要となる場合には、サンプリング周波数も、通常
の２倍（１６ＫＨｚ）程度必要となり、それに従い、タ
ップ長も２倍（２０００タップ以上）必要となりコスト
高となる。

（３１エコーφキヤンセラーは１反響路入力信号が存在
する時のみ反響路を推定するため、入力信号レベルが低
い時に反響路か変動すると、これに追随出来なくなり、
ハウリング防止用では、ハウリングがもしくは準鳴音が
発生する可能性がある。

（４）ダブルトーク時には、ダブルトークティテクタを
用いて反響路推定を禁止しているが、検出部に時間を要
するため、この間に推定反響路が乱れる場合がある。

この時、エコー・キャンセラー内の擬似反響路のタップ
係数がでたらめ値になり、周波数特性が乱れ、これによ
り擬似反響信号か歪む事により、打消し残差信号が歪む
場合がある。

また、ハウリング防止用においては、この時の打消量の
減少でハウリングが発生する恐れがある。

〔発明の目的〕

本発明は、この様な事情を考慮してなされたｔので、そ
の目的とするところは、すでに述べたエコー−キャンセ
ラー特有の問題点をなくした反響信号除去装置を提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

上述の様に、エコーサプレサの問題点（１）は、反響信
号が存在する事により起因する。もし反響信号が無けれ
ば、判定のしきい値を低く設定できるため１語頭切断、
ダブルトーク時の割り込みの困難さは減少する。

本発明は、この点に着目し、エコー・サプレサの検出部
にのみ、エコ−１キャンセラーを用い、検出において１
反響信号を除去、もしくは減少させる事により、エコー
サプレサの検出精度を上げる。そして１通話路は、エコ
ーサプレサにより反響信号を除去する。

〔発明の効果〕

従って本発明によれば、従来のエコー・サプレサおよび
エコー−キャンセラーに対し、以下の新たな効果を得る
。

（１）送受、ダブルトークの判定のしきい値を低く設定
できるため従来のエコーサプレサより通話品質か向上す
る。

（２１通話路は、エコー・サプレサであるため、アナロ
グ処理が可能であり、高価７．（Ａ／Ｄ　、　Ｄ／Ａを
用いる必要が無い。また、検出用のエコー・キャンセラ
ーは、エコーを完全に除去する必要が無いので１反響路
のインパルスレスポンスの尾の部分は除去する必要が無
（、エコー・キャンセラー単独でハウリング防止に用い
るよりタップ数が減少する。

また、エコー・キャンセラーの場合ｇＫＨｚサンプリン
グが必要な高品質通信でも、検出用としては、４ＫＨｚ
の帯域で良（、検出用工；−嗜キャンセラーのサンプリ
ング周波数は８ＫＨｚで良い。

（３１本発明によれば、常に通話路には損失が入ってい
るため、反響路入力信号が無い時に１反響路が変動して
もエコー・キャンセラーの様にハウリングが発生しない
。

（４）ダブルトーク時には、検出用のエコー・キャンセ
ラーが乱れる場合があるが、この時は、打消能力の減少
により１判定信号に反響信号が加わり、ダブルトークが
終了しても、はんの少しの間は。

ダブルトーク状態が続く場合があるが、エコー・キャン
セラーの轡に信号の歪み、ハウリングは発生しない。

但し、通話路は重置的にエコー・サプレサ方式であるた
め、エコー・サプレサの問題点２）（ダブルトーク時に
損失が入る）は改善しないが、ダブルトークの頻度はそ
れ程多（はないので、大きな通話品質劣化とはならない
。

〔発明の実施例〕 第３図に、本発明を拡声耽話の音響結合除去用に応用し
た場合の実施例を示す。

同図において、本拡声嘔話の動作を通話の各モードにお
いて説明する。

ａ）受話モード 受話の時は、制御信号Ｃ１１こよりスイッチ３０２は人
を選択し、損失なしに受話信号Ｒｉｎをアンプ３０２　
に与えスピーカー３０４より出力する。

一方、送話路側は、マイク３１４．アンプ３１３ヨリの
送話信号を、割（至）信号Ｃ２により、スイッチ３１１
にＡを選択させ、Ｌ　ｂＢ　の損失を与えて送出する。

この損失Ｌ　ｄＢは、送信アンプの利得をＧＴｄＢ受話
アンプの利得をＧ　ＲｄＢ　、ハウリングマージンをγ
ｄＢ、音４結音量結合量値をαｄＢ、１ｌｌｌｌ音。

相手亀話礪による音響結合敏の最悪値をβｄＢ（但し本
実施例では相手側にも同様の回路があると考えβ（αと
する）とすると Ｌ〉　ＧＴ＋ＧＲ＋γ−α−β なる値に設定する。

ｂ）送話モード 送話時は、スイッチ３０２　、３１１により受話側にＬ
　ｄＢ　の損失を与え、送話側は損失なしに送出する。

Ｃ）ダブルトークモード ダブルトーク時は、スイッチ３０２，３１１により。

送話、受話双方にＬ　７２　ｄＢ　の損失を与える。

以上が本実施例における１通話路の動作であるが、この
部分は従来方式と同様である。

本発明は、この損失を面制御する、送受判定に特徴があ
る。従来は、この送受判定を行う判定回路３０Ｂに直接
、送話、受話の６信号が入力していたが、送話１δ号に
反響信号が加わる為、これによる誤動作を防ぐため判定
のしきい値を高くする必要が生じ、これが柿々の問題の
原因になっているのはすでに述べた。

本発明では、この反響信号を除去するために。

判定回路３０Ｂの送信側の入力ζこエコーキャンセラー
３０７置き、ここで生成した擬似反＃信号を減算器３１
０で、反響信号を含んだ送話伯゛号から差し引（事によ
り、判定入力信号から反響信号を除去する。

したがって、送信信号に加わる反響信号が例えば−３０
ｄＢｍ以下に抑える事ができれば、５ｄＢ程度の余裕を
見て、−２５ｄＢｍ以上の信号か送話側の判定入力に加
われば、送話信号が検出でき。

従来は、反？孝信号の最悪値以上のレベル（例えば受話
信号レベルの６ｄＢ下）により送話を検出していた事と
叱べると、大巾に検出精度が増し１通話品質か向上する
。

第３図は、判定回路３０８の構成例である。

受話４台号几およびエコー・キャンセラーで反曽信号除
去した送話４百号Ｓは、検波器４０１，４０４おヨヒロ
ーバス・フィルタ４０２，４０５でレベル検出され、比
較器４０３，４０７に加わる。

比較器４０３，４０７のリファレンス入力は通常はスイ
ッチ４０６はＡ　１１Ｉｌｌｌを選択しリファレンス亀
圧発生器４０９よりのリファレンス１圧が加わっている
。

この配圧は、送話信号、受話信号判定のしきい値を規定
するもので１例えば−２５ｄＢｍがしきい値ならば、そ
れに対応するレベル検出部の電圧に等しい値となってい
る。

したがって、受話モードの時は、比較器４０３の入力は
リファレンス電圧より高（なり、論理値「１」が比較器
４０３の出力となる。

また、送話モードの時は、比較器４０７の出力が「１」
　となり、ダブルトーク時はこれら両方の比較器の出力
がｒｌＪとなる事で、ＡＮＤゲート４０８（但し通常は
制御信号Ｃ３は「１」であるとする。）の全入力が「１
」なので、このゲートの出力は。

ダブルトーク時のみ「１」となる。

これら各出力は：ｌＩ＋ｔ　ｍ＋　１８号Ｃ１，Ｃ２と
なり、スイッチ３０２，３１１　ｆこ１ＮＩＪ（至）信
号として与えられる。

ナオ、：１１＆＝占開妬時１こは、エコー・キャンセラ
ー３０７の学νが終了していン了い尚、−Ｉ（ｌ屋回路
の送話側人力に反＃１６号が９口わる事になり、この時
は。

エコー・キャンセラーの学習が終了する迄タプルトーク
と判定され、）・ウリングは発生しないものの送話路お
よび受話路に１．／２　の損失が入り、各レベルは下か
ってしまう。

ｆｔｊｌＪ　１ｉＩ１１信号Ｃ３は、これを防ぐもので
、通話開始スイッチ　３１６　により通話開始が検出さ
れ、タイマー　３０９にヨリ、エコー−キャンセラーの
学習が終了する迄のしばらくの間（例えば数秒）制御信
号ｃ３がｌ−Ｏｊとなる・ この時スイッチ４０６はＢ側を選択し、送話信号レベル
が受話信号以上の時に送話モードとなる従来方式の拡声
１話となる。

また、ブランチ等が発生して、浦話中に急激反響路か変
化し罠場合には、通話開始時同様一時的にダブルトーク
状態になり送受レベルか下がるノ蔦つリング（Ｊ発生し
ないで数秒で虎口するので、大きな障害とならない。

以上が本発明の表−列である。

なお、１着星用ではダブルトーク時には損失を無にして
もハウリングが発生しないので、損失３０５゜３１２は
０もしくｌユ数ｄＢにする拳と同様の理由で通話開始ス
イッチ３１６．タイマー３０９および制御信号Ｃ３は不
必安になる以外は、基本的には、本実流側と同様の構成
で実現できる。

最後に本発明は必要に応じて、以下の様な実現も可能で
ある。本発明においては、送受およびダプルト−り判定
に特徴があり１通話路は通常のエコー・ザプレサ方式で
ある。したかって、例えば反響路の減衰量を推定し゛Ｃ
５挿入損失緻を最適に設定する様な従来方式のエコー・
サプレサの改良が、そのまま適用できる。また、送受判
定のしきい値も、例えば、残留誤蛾レベルを監視する事
により、検出用エコー・キャンセラーの打消し性能に従
い、変化させることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１凶をよ、　ｊｔｘ声幌霞のエコー・キャンセラーを
用いた従来例を示す図、第２図は従来の衛星用エコー・
キャンセラーの一腫用例を示す図、第３図は本発明の）
１姉聞を示す肉、第４図は、判定回路構成例を示す図で
ある。 ２０３・・・電話器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）受信信号と、前記受信信号の反響信号を含む送信
   信号を入力し、受信状態では、前記送イバ信号に損失を
   加えて、反響信号を除去する反響信号除去装置であって
   、 送信状態、前記受信状態、前記反響信号を含まない真の
   送信信号と前記受信信号の両方が同時に存在するダブル
   トーク状態の検出は、 受信信号レベルと、エコー・キャンセラーによ除去装置
   。 （２：前記送信状態、受信状態、ダブルトーク状態の検
   出は、前記送信信号のレベルが、あらかじめ定められた
   一定以上の値でかっ、前記具の送信信号のレベルかあら
   かじめ定められた一定値以下の時に受信状態とし。 この逆の状態の時に送信状態とし、 前記受信信号、前記具の送信信号がともにあらかじめ定
   めた一定レベル以上の時にダブルトーク状態と判定する
   事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の反響信号除
   去装置。