エコーキャンセラ装置
【課題】エリアシング歪みの影響を無くし、エコーキャンセラの減衰量を改善する。
【解決手段】ＦＡＸ信号検出部２１，２２により、受話入力信号ＩＮ１や加算信号ＩＮ２’からＦＡＸ信号が検出されると、ＦＡＸ信号の周波数帯域外における送話信号及び受話信号の周波数帯域内における周波数がＬＰＦ２６，２７によりカットされる。各帯域分割部１２，１３は、各ＬＰＦ２６，２７の出力信号を低域信号と高域信号へ分離する。低域サブバンドエコーキャンセラ１５は、分離された低域信号からエコーを消去する。エコーが消去された低域信号と、セレクタ２５により選択されたグランド電位（無音）とが、帯域合成部１４により合成され、送話出力信号ＯＵＴが出力される。
【解決手段】ＦＡＸ信号検出部２１，２２により、受話入力信号ＩＮ１や加算信号ＩＮ２’からＦＡＸ信号が検出されると、ＦＡＸ信号の周波数帯域外における送話信号及び受話信号の周波数帯域内における周波数がＬＰＦ２６，２７によりカットされる。各帯域分割部１２，１３は、各ＬＰＦ２６，２７の出力信号を低域信号と高域信号へ分離する。低域サブバンドエコーキャンセラ１５は、分離された低域信号からエコーを消去する。エコーが消去された低域信号と、セレクタ２５により選択されたグランド電位（無音）とが、帯域合成部１４により合成され、送話出力信号ＯＵＴが出力される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域ネットワークにおけるファクシミリ（以下「ＦＡＸ」という。）通信時のエコーキャンセラ減衰量を改善したエコーキャンセラ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、広帯域の信号に対しては処理量の削減のため、帯域分割型エコーキャンセラ装置が用いられている。
【０００３】
図６は、下記の特許文献１等に記載された従来の帯域分割型エコーキャンセラ装置を示す概略の構成図である。
【０００４】
この帯域分割型エコーキャンセラ装置は、受話入力信号ＩＮ１のうちのエコー信号Ｅ（このエコー信号Ｅは、受話側から出力された受話信号のうちハイブリッド回路におけるインピーダンス不整合等によって生じる回線的な回り込みや、ハンドセットなどのマイク・スピーカ間の音響的な回り込みによって再び送話側に入力される信号である。）と送話入力信号ＩＮ２とが加算されるエコーパス部（エコー経路部）１を有している。受話入力信号ＩＮ１を入力する入力側と、エコーパス部１の出力側と、送話出力信号ＯＵＴを出力する出力側との間には、周波数帯域分割部（以下単に「帯域分割部」という。）２，３、周波数帯域合成部（以下単に「帯域合成部」という。）４、低域サブバンドエコーキャンセラ５、及び高域サブバンドエコーキャンセラ６が接続されている。
【０００５】
帯域分割部２は、受話入力信号ＩＮ１を低域受話信号Ｓ２ａと高域受話信号Ｓ２ｂとに分離して低域サブバンドエコーキャンセラ５及び高域サブバンドエコーキャンセラ６にそれぞれ与える。受話入力信号ＩＮ１のエコー信号Eと送話入力信号ＩＮ２とは、エコーパス部１で加算され、この加算信号ＩＮ２’が帯域分割部３に入力される。帯域分割部３は、エコーパス部１から入力される加算信号ＩＮ２’を低域送話信号Ｓ３ａと高域送話信号Ｓ３ｂとに分離して低域サブバンドエコーキャンセラ５及び高域サブバンドエコーキャンセラ６にそれぞれ与える。低域サブバンドエコーキャンセラ５は、低域受話信号Ｓ２ａと低域送話信号Ｓ３ａを用いて、低域送話信号Ｓ３ａからエコー信号Ｅの低域成分を消去した低域残差信号Ｓ５を求め、帯域合成部４へ与える。同様に、高域サブバンドエコーキャンセラ６は、高域受話信号Ｓ２ｂと高域送話信号Ｓ３ｂとを用いて、高域送話信号Ｓ３ｂからエコー信号Ｅの高域成分を消去した高域残差信号Ｓ６を求め、帯域合成部４へ与える。低域サブバンドエコーキャンセラ５及び高域サブバンドエコーキャンセラ６は、ＬＭＳ／ＮＬＭＳ（least mean square/normalized least mean square）アルゴリズムが一般的に用いられる。帯域合成部４は、低域残差信号Ｓ５と高域残差信号Ｓ６とを合成し、送話出力信号ＯＵＴを広帯域ネットワーク上へ出力する。
【０００６】
帯域分割部２，３には、サンプリング周波数が１６ｋＨｚの場合、ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union-Telecommunication）勧告Ｇ．７２２のクォードラチェア・ミラー・フィルタ（Quadrature Mirror Filter、以下「ＱＭＦ」という。）が使用できる。更に、帯域合成部４には、インバース・クォードラチェア・ミラー・フィルタ（Inverse Quadrature Mirror Filter、以下「ＩＱＭＦ」という。）が使用できる。ＱＭＦでは、入力信号を高域成分と低域成分に分離した後、各成分を間引くダウンサンプリングを行っているため、各サブバンドエコーキャンセラ５，６は少ない処理量で達成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２０３３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の帯域分割型エコーキャンセラ装置では、次のような課題があった。
帯域分割部２，３をＱＭＦによって構成し、帯域合成部４をＩＱＭＦによって構成した場合、低域サブバンドエコーキャンセラ５と高域サブバンドエコーキャンセラ６との特性が同時に同じでないと、エリアシング（aliasing）歪みが発生し、帯域境界付近のエコー信号Ｅが十分に除去されず、残留エコーが生じるという問題があった。
【０００９】
そこで、特許文献１の技術では、帯域分割部３から出力される低域送話信号Ｓ３ａから、高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を設けることにより、帯域境界付近のエコー信号を除去するようにしている。
【００１０】
ところが、特許文献１の技術において、ＦＡＸ通信時ではエコーキャンセラ装置は十分な学習ができず、更に、残留エコーが発生しやすいという課題があった。しかも、残留エコーの量によっては、ＦＡＸの通信が通らなくなってしまうこともあるため、ＦＡＸ信号入力時にも残留エコーを低減できるエコーキャンセラ装置が要望されていた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のエコーキャンセラ装置は、広帯域ネットワーク上の送話信号及び受話信号を入力し、ＦＡＸ信号を検出して検出結果を出力するＦＡＸ信号検出手段と、前記ＦＡＸ信号の周波数帯域外における前記送話信号及び前記受話信号の周波数帯域内における周波数を遮断するフィルタと、前記検出結果に基づき、前記フィルタをオン／オフ制御するフィルタ制御手段と、ＱＭＦにより構成され、前記受話信号及び前記送話信号を複数の周波数帯域のサブバンド受話信号及びサブバンド送話信号に分割する周波数帯域分割手段と、分割された前記サブバンド受話信号及び前記サブバンド送話信号における高域のエコー成分を除去して高域サブバンド信号を出力する高域サブバンドエコーキャンセラと、分割された前記サブバンド受話信号及び前記サブバンド送話信号における低域のエコー成分を除去して低域サブバンド信号を出力する低域サブバンドエコーキャンセラと、前記検出結果に基づき、前記高域サブバンドエコーキャンセラと前記高域サブバンドエコーキャンセラの出力とを制御するエコーキャンセラ制御手段と、ＩＱＭＦにより構成され、前記高域サブバンド信号及び前記低域サブバンド信号を合成して送話出力信号を前記広帯域ネットワーク上へ出力する周波数帯域合成手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＦＡＸ信号を検出した場合には、ＦＡＸ信号の周波数帯域外における送話信号及び受話信号の周波数帯域内における周波数を遮断（カット）した信号を周波数帯域分割手段へ入力し、更に、高域サブバンドエコーキャンセラの出力を制御する構成にしている。そのため、エリアシング歪みの影響を無くし、エコーキャンセラの減衰量を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明の実施例１における帯域分割型エコーキャンセラ装置を示す概略の構成図である。
【図２】図２は図１中のＬＰＦ２６，２７における周波数特性例を示す図である。
【図３】図３は本発明の実施例２における帯域分割型エコーキャンセラ装置を示す概略の構成図である。
【図４】図４は図３のエコーキャンセラ装置におけるＦＡＸ信号検出結果と動作を示す図である。
【図５】図５は本発明の実施例３における帯域分割型エコーキャンセラ装置を示す概略の構成図である。
【図６】図６は従来の帯域分割型エコーキャンセラ装置を示す概略の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１５】
（実施例１の構成）
図１は、本発明の実施例１における帯域分割型エコーキャンセラ装置を示す概略の構成図である。
【００１６】
本実施例１の帯域分割型エコーキャンセラ装置では、従来の図６と同様に、広帯域ネットワークに接続され、受話入力信号ＩＮ１のうちのエコー信号Ｅと送話入力信号ＩＮ２とが加算されて加算信号ＩＮ２’が出力されるエコーパス部１１、周波数帯域分割手段（例えば、受話入力信号側及び送話入力信号側の帯域分割部）１２，１３、周波数帯域合成手段（例えば、帯域合成部）１４、低域サブバンドエコーキャンセラ１５、及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６を有している。
【００１７】
受話入力信号側の帯域分割部１２は、ＱＭＦにより構成され、受話入力信号ＩＮ１を複数の周波数帯域のサブバンド低域受話信号Ｓ１２ａとサブバンド高域受話信号Ｓ１２ｂとに分割して、低域サブバンドエコーキャンセラ１５及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６にそれぞれ与える機能を有している。送話入力信号側の帯域分割部１３は、ＱＭＦにより構成され、加算信号ＩＮ２’を複数の周波数帯域のサブバンド低域送話信号Ｓ１３ａとサブバンド高域送話信号Ｓ１３ｂとに分割して、低域サブバンドエコーキャンセラ１５及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６にそれぞれ与える機能を有している。
【００１８】
低域サブバンドエコーキャンセラ１５は、低域受話信号Ｓ１２ａと低域送話信号Ｓ１３ａを用いて、低域送話信号Ｓ１３ａからエコー信号Ｅの低域成分を消去した低域残差信号Ｓ１５を求め、帯域合成部１４へ与える機能を有している。高域サブバンドエコーキャンセラ１６は、高域受話信号Ｓ１２ｂと高域送話信号Ｓ１３ｂを用いて、高域送話信号Ｓ１３ｂからエコー信号Ｅの高域成分を消去した高域残差信号Ｓ１６を求め、帯域合成部１４へ与える機能を有している。これらの低域サブバンドエコーキャンセラ１５及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６は、例えば、ＬＭＳ／ＮＬＭＳアルゴリズムが一般的に用いられる。帯域合成部４は、ＩＱＭＦにより構成され、低域残差信号Ｓ１５と高域残差信号Ｓ１６とを合成し、送話出力信号ＯＵＴを広帯域ネットワーク上へ出力する機能を有している。
【００１９】
本実施例１では、従来装置に対し、新たに、受話入力信号側のＦＡＸ信号検出手段（例えば、ＦＡＸ信号検出部）２１、送話入力信号側のＦＡＸ信号検出手段（例えば、ＦＡＸ信号検出部）２２、エコーキャンセラ制御手段（例えば、エコーキャンセラ制御部）２３、フィルタ制御手段（例えば、フィルタ制御部）２４、セレクタ２５、フィルタ（例えば、受話入力信号側のロウパスフィルタ（以下「ＬＰＦ」という。））２６、及び、フィルタ（例えば、送話入力信号側のＬＰＦ）２７が追加されている。
【００２０】
ＦＡＸ信号検出部２１は、受話入力信号ＩＮ１側に接続され、更に、ＦＡＸ信号検出部２２が、加算信号ＩＮ２’側に接続されている。受話入力信号ＩＮ１側のＦＡＸ信号検出部２１は、受話入力信号ＩＮ１からＦＡＸ信号を検出して検出結果を出力する機能を有し、この出力側に、エコーキャンセラ制御部２３及びフィルタ制御部２４が接続されている。同様に、ＦＡＸ信号検出部２２は、エコーパス部１１を介して与えられる加算信号ＩＮ２’からＦＡＸ信号を検出して検出結果を出力する機能を有し、この出力側に、エコーキャンセラ制御部２３及びフィルタ制御部２４が接続されている。
【００２１】
エコーキャンセラ制御部２３は、この出力側に高域サブバンドエコーキャンセラ１６及びセレクタ２５が接続されており、ＦＡＸ信号検出部２１，２２の検出結果に基づき、制御信号Ｓ２３を出力し、高域サブバンドエコーキャンセラ１６を制御する機能を有すると共に、この高域サブバンドエコーキャンセラ１６の出力を制御する機能（例えば、高域サブバンドエコーキャンセラ１６の出力を切り替えるためのセレクタ２５を制御する機能）を有している。セレクタ２５は、この出力側に帯域合成部１４が接続されており、制御信号Ｓ２３により切り替えられて、高域サブバンドエコーキャンセラ１６から出力される高域残差信号Ｓ１６、又は、グランド電位（＝０Ｖ）のいずれか一方を帯域合成部１４に与える機能を有している。
【００２２】
フィルタ制御部２４は、ＦＡＸ信号検出部２１，２２の検出結果に基づき、制御信号Ｓ２４を出力し、この制御信号Ｓ２４により、受話入力信号側のＬＰＦ２６と送話入力信号側のＬＰＦ２７とのオン／オフ動作を切り替える機能（例えば、ＦＡＸ信号検出部２１，２２の検出結果がＦＡＸ信号であれば制御信号Ｓ２４によりＬＰＦ２６，２７をオン状態にし、その検出結果が非ＦＡＸ信号であれば制御信号Ｓ２４によりＬＰＦ２６，２７をオフ状態にする機能）を有している。受話入力信号側のＬＰＦ２６は、フィルタ制御部２４の制御信号Ｓ２４によりオン／オフ動作し、ＦＡＸ信号の周波数帯域外における受話入力信号ＩＮ１の周波数帯域内における周波数をカットする機能（例えば、オン状態の時に非ＦＡＸ信号の周波数帯域をカットし、オフ状態の時に入力信号をそのまま出力する機能）を有し、この出力側に帯域分割部１２が接続されている。同様に、送話入力信号側のＬＰＦ２７は、フィルタ制御部２４の制御信号Ｓ２４によりオン／オフ動作し、ＦＡＸ信号の周波数帯域外における加算信号ＩＮ２’の周波数帯域内における周波数をカットする機能（例えば、オン状態の時に非ＦＡＸ信号の周波数帯域をカットし、オフ状態の時に入力信号をそのまま出力する機能）を有し、この出力側に帯域分割部１３が接続されている。
【００２３】
本実施例１のエコーキャンセラ装置は、例えば、電子回路上で動作するハードウェアにより構成されるか、又は、マイクロコントローラやディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）等上で動作するソフトウェアにより構成されている。
【００２４】
図２は、図１中のＬＰＦ２６，２７における周波数特性例を示す図である。
各ＬＰＦ２６，２７は同じ特性を持ち、例えば、Ｇ．７１２勧告を満足するようなフィルタ特性を持つ。このＬＰＦ２６，２７の周波数特性例が図２に示されている。ＬＰＦ２６，２７は、例えば、有限インパルス応答（Finite-duration Impulse Response、以下「ＦＩＲ」という。）フィルタ、無限インパルス応答（Infinite-duration Impulse Response、以下「ＩＩＲ」という。）フィルタ等のディジタルフィルタにより構成されている。
【００２５】
（実施例１の動作）
図１のエコーキャンセラ装置において、受話入力信号ＩＮ１は、ＦＡＸ信号検出部２１とＬＰＦ２６へ入力され、そのまま受話出力信号となる。受話出力信号は、エコーとなり、このエコー信号Ｅがエコーパス部１１において送話入力信号ＩＮ２と加算され、この加算信号ＩＮ２’がＦＡＸ信号検出部２２及びＬＰＦ２７に与えられる。受話入力信号ＩＮ１側のＦＡＸ信号検出部２１と加算信号ＩＮ２’側のＦＡＸ信号検出部２２とは、ＦＡＸ信号のＣＥＤ（着呼端末識別）応答トーンである２１００Ｈｚを検出する。これはＦＡＸのシーケンスに使用される周波数１３００ＨｚのＣＮＧ（CalliNG）トーンを検出してもよい。このＦＡＸ信号検出部２１，２２の検出結果は、エコーキャンセラ制御部２３とフィルタ制御部２４にそれぞれ与えられる。
【００２６】
フィルタ制御部２４は、各ＦＡＸ信号検出部２１，２２の検出結果が両方ともＦＡＸ信号非検出である場合には、ＦＡＸ通信ではなくて音声通信（通話）なので、制御信号Ｓ２４によりＬＰＦ２６，２７の動作を停止して入力をバイパスさせ、どちらか一方でも検出した場合には、ＦＡＸ通信であるので、制御信号Ｓ２４によりＬＰＦ２６，２７を動作させる。各ＬＰＦ２６，２７は、図２のような周波数特性を持つ。ＦＡＸ等の通信には狭帯域信号（３００Ｈｚ〜３４００Ｈｚ）しか使用されないため、周波数４０００Ｈｚ以上の使わない信号は、ＬＰＦ２６，２７でカットする。
【００２７】
音声通信の場合は、ＬＰＦ２６，２７の動作が停止されるので、入力がバイパスされて受話入力信号ＩＮ１側の帯域分離部１２と加算信号ＩＮ２’側の帯域分離部１３へそれぞれ送られる。受話入力信号ＩＮ１側の帯域分割部１２は、ＬＰＦ２６を介して受話入力信号ＩＮ１を入力すると、従来と同様に、低域受話信号Ｓ１２ａと高域受話信号Ｓ１２ｂとに分離して低域サブバンドエコーキャンセラ１５及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６にそれぞれ与える。更に、加算信号ＩＮ２’側の帯域分割部１３は、エコーパス部１１からＬＰＦ２７を介して入力された加算信号ＩＮ２’を、従来と同様に、低域送話信号Ｓ１３ａと高域送話信号Ｓ１３ｂとに分離して低域サブバンドエコーキャンセラ１５及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６にそれぞれ与える。
【００２８】
エコーキャンセラ制御部２３は、各ＦＡＸ信号検出部２１，２２の検出結果が両方ともＦＡＸ信号非検出である場合には、高域サブバンドエコーキャンセラ１６を有効にし、セレクタ２５を高域サブバンドエコーキャンセラ１６側へ接続選択するが、どちらか一方でもＦＡＸ信号検出の場合には、高域サブバンドエコーキャンセラ１６を無効化し、セレクタ２５をグランドへ接続選択する。
【００２９】
そのため、音声通信の場合は、低域サブバンドエコーキャンセラ１５及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６が有効になる。すると、従来と同様に、低域サブバンドエコーキャンセラ１５は、低域受話信号Ｓ１２ａと低域送話信号Ｓ１３ａを用いて、低域送話信号Ｓ１３ａからエコー信号Ｅの低域成分を消去した低域残差信号Ｓ１５を求め、帯域合成部１４へ与える。更に、高域サブバンドエコーキャンセラ１６は、高域受話信号Ｓ１２ｂと高域送話信号Ｓ１３ｂとを用いて、高域送話信号Ｓ１３ｂからエコー信号Ｅの高域成分を消去した高域残差信号Ｓ１６を求め、セレクタ２５を介して帯域合成部１４へ与える。低域サブバンドエコーキャンセラ１５及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６は、例えば、ＬＭＳ／ＮＬＭＳアルゴリズムが用いられる。帯域合成部１４は、低域残差信号Ｓ１５と高域残差信号Ｓ１６とを合成し、送話出力信号ＯＵＴを広帯域ネットワーク上へ出力する。
【００３０】
これに対してＦＡＸ通信の場合は、低域サブバンドエコーキャンセラ１５から出力された低域残差信号Ｓ１５と、高域サブバンドエコーキャンセラ１６が無効化され、セレクタ２５により接続選択されたグランド電位（即ち、高域残差信号Ｓ１６に代えた無音）とが、帯域合成部１４へ与えられる。そのため、帯域合成部１４は、低域残差信号Ｓ１５の成分のみを送話出力信号ＯＵＴとして出力する。
【００３１】
（実施例１の効果）
本実施例１によれば、ＦＡＸ信号を検出した場合には、４ｋＨｚ以上をカットした信号を帯域分割部１２，１３へ入力し、更に、帯域合成部１４へ入力される高域残差信号Ｓ１６を無音とする構成にしている。そのため、エリアシング歪みの影響を無くし、エコーキャンセラの減衰量を改善することができる。その上、高域サブバンドエコーキャンセラ１６を停止するため、処理量を削減することができる。
【実施例２】
【００３２】
（実施例２の構成）
図３は、本発明の実施例２における帯域分割型エコーキャンセラ装置を示す概略の構成図であり、実施例１を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００３３】
本実施例２の帯域分割型エコーキャンセラ装置では、実施例１の帯域分割型エコーキャンセラ装置に対して、ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａの内部構成が変更されている。ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａは、受話入力信号ＩＮ１と加算信号ＩＮ２’とがそれぞれ２１００Ｈｚ信号のＦＡＸ信号か又は４５０ｍｓの位相反転を伴う２１００Ｈｚ信号のＦＡＸ信号かを判別する機能を有している。これはＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．１６８のTone Disablerの特性（即ち、２１００Ｈｚ信号の検出と位相反転を含む２１００Ｈｚ信号の検出によりエコーキャンセラ機能に制限を加えるという特性）を満足するものである。ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａの検出結果は、ＦＡＸ信号の非検出、２１００Ｈｚ信号検出、又は位相反転を含む２１００Ｈｚ信号検出となり、この検出結果がエコーキャンセラ制御部２３及びフィルタ制御部２４Ａに供給される構成になっている。
【００３４】
更に、帯域合成部１４Ａの出力側にセレクタ２８が追加され、エコーキャンセラ制御部２３から出力される制御信号Ｓ２３が、低域サブバンドエコーキャンセラ１５Ａとセレクタ２８にも供給されている。セレクタ２８は、制御信号Ｓ２３により、帯域合成部１４Ａの出力信号又はエコーパス部１１の出力である加算信号ＩＮ２’のいずれか一方を選択し、送話出力信号ＯＵＴを出力するものである。フィルタ制御部２４Ａから出力される制御信号Ｓ２４により、ＬＰＦ２６，２７がオン／オフ動作すると共に、帯域分割部１２Ａ，１３Ａ及び帯域合成部１４Ａをオン／オフ動作する構成になっている。その他の構成は、実施例１と同様である。
【００３５】
（実施例２の動作）
図４は、図３のエコーキャンセラ装置におけるＦＡＸ信号検出結果と動作を示す図である。
【００３６】
この図４には、ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａの検出結果と、帯域分割部１２Ａ，１３Ａ、帯域合成部１４Ａ、低域サブバンドエコーキャンセラ１５Ａ、高域サブバンドエコーキャンセラ１６、セレクタ２５，２８、及びＬＰＦ２６，２７の動作状態が記載されている。
【００３７】
図３及び図４を参照しつつ、本実施例２におけるエコーキャンセラ装置の動作を説明する。
【００３８】
帯域分割部１２Ａ，１３Ａ、帯域合成部１４Ａ、低域サブバンドエコーキャンセラ１５Ａ、及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６の動作については、実施例１と同様である。
【００３９】
ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａは、受話入力信号ＩＮ１と加算信号ＩＮ２’とがそれぞれ２１００Ｈｚ信号のＦＡＸ信号か又は４５０ｍｓの位相反転を含む２１００Ｈｚ信号のＦＡＸ信号かを検出する。検出結果はＦＡＸ信号非検出、２１００Ｈｚ信号検出、又は位相反転を含む２１００Ｈｚ信号検出となり、この検出結果がエコーキャンセラ制御部２３、及びフィルタ制御部２４Ａに与えられる。
【００４０】
エコーキャンセラ制御部２３は、ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａの検出結果がどちらもＦＡＸ信号非検出の場合、制御信号Ｓ２３により、低域サブバンドエコーキャンセラ１５Ａ、及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６を通常動作させ、セレクタ２５を高域サブバンドエコーキャンセラ１６側へ接続選択し、セレクタ２８を帯域合成部１４Ａ側へ接続選択する。
【００４１】
エコーキャンセラ制御部２３は、ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａの検出結果のいずれか、もしくは双方とも２１００Ｈｚ信号検出の場合、低域サブバンドエコーキャンセラ１５Ａに非直線プロセッサ（Nonlinear Processor、以下「ＮＬＰ」という。）が使用されているときにはそれを停止する。更に、高域サブバンドエコーキャンセラ１６を停止し、セレクタ２５をグランドへ接続選択し、セレクタ２８を帯域合成部１４Ａ側へ接続選択する。
【００４２】
エコーキャンセラ制御部２３は、ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａの検出結果のいずれかもしくは双方とも位相反転を含む２１００Ｈｚ信号検出の場合、低域サブバンドエコーキャンセラ１５Ａ、及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６を停止し、セレクタ２８をエコーパス部１１の出力である加算信号ＩＮ２’側へ接続選択する。セレクタ２５は、以前の状態を保持する。
【００４３】
フィルタ制御部２４Ａは、ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａの検出結果がどちらもＦＡＸ信号非検出の場合、帯域分割部１２Ａ，１３Ａ、及び帯域合成部１４Ａを通常動作させ、ＬＰＦ２６，２７を停止する。
【００４４】
フィルタ制御部２４Ａは、ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａの検出結果のいずれか、もしくは双方とも２１００Ｈｚ信号検出の場合、帯域分割部１２Ａ，１３Ａ、及び帯域合成部１４Ａを通常動作させ、ＬＰＦ２６，２７を動作させる。
【００４５】
又、フィルタ制御部２４Ａは、ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａの検出結果のいずれか、もしくは双方とも位相反転を含む２１００Ｈｚ信号検出の場合、帯域分割部１２Ａ，１３Ａ、及び帯域合成部１４Ａを停止し、ＬＰＦ２６，２７を停止する。
【００４６】
以上の制御内容は、位相反転を含む２１００Ｈｚ信号検出結果が２１００Ｈｚ信号検出結果よりも優先される。
【００４７】
（実施例２の効果）
本実施例２によれば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．１６８のTone Disablerに準じた動作をする広帯域エコーキャンセラ装置を実現できる。
【実施例３】
【００４８】
（実施例３の構成）
図５は、本発明の実施例３における帯域分割型エコーキャンセラ装置を示す概略の構成図であり、実施例１を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００４９】
本実施例３の帯域分割型エコーキャンセラ装置では、実施例１の帯域分割型エコーキャンセラ装置に対して、有音検出手段（例えば、有音検出部）２９と、切替手段（例えば、セレクタ）３０とが追加された構成となっている。
【００５０】
即ち、本実施例３のエコーキャンセラ装置は、実施例１と同様の帯域分割部１２，１３、帯域合成部１４、低域サブバンドエコーキャンセラ１５、高域サブバンドエコーキャンセラ１６、ＦＡＸ信号検出部２１，２２、エコーキャンセラ制御部２３、フィルタ制御部２４、セレクタ２５、及びＬＰＦ２６，２７により構成されるエコーキャンセラ装置本体１０を有している。これに追加された有音検出部２９は、受話入力信号ＩＮ１が有音か無音かを検出し、この検出結果が有音（即ち、通話中）の場合はエコーキャンセラ装置本体１０を動作させるエコーキャンセラ機能と、検出結果が無音の場合はエコーキャンセラ装置本体１０の動作を停止させる停止機能とを有している。セレクタ３０は、有音検出部２９の検出結果により切り替えられ、その検出結果が有音の場合は、帯域合成部１４の出力側に接続選択されてその帯域合成部１４の出力信号をそのまま送話出力信号ＯＵＴとして出力し、検出結果が無音の場合は、エコーパス部１１の出力である加算信号ＩＮ２’側に接続選択されてその加算信号ＩＮ２’をバイパスして送話出力信号ＯＵＴとして出力するものである。
【００５１】
（実施例３の動作）
本実施例３のエコーキャンセラ装置において、有音検出部２９では受話入力信号ＩＮ１が有音か無音かを検出する。これは平均パワー値を求め、ある閾値より大きいか小さいかで判断すればよい。有音検出部２９は、検出結果が有音の場合、エコーキャンセラ装置本体１０を実施例１と同様に動作させ、検出結果が無音の場合、エコーキャンセラ装置本体１０の動作を停止させる。検出結果が無音の場合は、セレクタ３０により、エコーパス部１１の出力である加算信号ＩＮ２’側が接続選択され、その加算信号ＩＮ２’がバイパスされて送話出力信号ＯＵＴとして出力される。
【００５２】
（実施例３の効果）
本実施例３によれば、受話入力信号ＩＮ１が無音の場合はエコーも存在しない（エコー信号Ｅが０となる）ため、加算信号ＩＮ２’として送話入力信号ＩＮ２をバイパスさせることにより、高品質な信号を確保できる。しかも、エコーキャンセラ装置本体１０における各機能や各制御を停止することにより、処理量を削減できる。
【００５３】
（変形例）
本発明は、上記実施例１〜３に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ）〜（ｃ）のようなものがある。
【００５４】
（ａ） 実施例１〜３では、信号検出時に帯域分割部１２，１２Ａ，１３，１３Ａの入力側にＬＰＦ２６，２７を置くことによって、Ｇ．７１２を満足する周波数特性を得ている。しかし、単純に「Ｇ．７１２を満足するダウンサンプラー」のブロック機能部分と帯域分割機能部分とをセレクタで選択し、「Ｇ．７１２を満足するアップサンプラー」のブロック機能部分と帯域合成機能部分とをセレクタで選択する構成に変更しても、実施例１〜３とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００５５】
（ｂ） 本実施例３では、実施例１に有音検出部２９を追加したが、実施例２に追加した構成にしても、実施例３とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００５６】
（ｃ） 実施例２では、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．１６８のTone Disabler特性を満足する構成について説明したが、その勧告に限定されず、他の規格を満足する構成に変更することも可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１１ エコーパス
１２，１２Ａ，１３，１３Ａ 帯域分割部
１４，１４Ａ 帯域合成部
１５，１５Ａ 低域サブバンドエコーキャンセラ
１６ 高域サブバンドエコーキャンセラ
２１，２１Ａ，２２，２２Ａ ＦＡＸ信号検出部
２３ エコーキャンセラ制御部
２４，２４Ａ フィルタ制御部
２５，２８，３０ セレクタ
２９ 有音検出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域ネットワークにおけるファクシミリ（以下「ＦＡＸ」という。）通信時のエコーキャンセラ減衰量を改善したエコーキャンセラ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、広帯域の信号に対しては処理量の削減のため、帯域分割型エコーキャンセラ装置が用いられている。
【０００３】
図６は、下記の特許文献１等に記載された従来の帯域分割型エコーキャンセラ装置を示す概略の構成図である。
【０００４】
この帯域分割型エコーキャンセラ装置は、受話入力信号ＩＮ１のうちのエコー信号Ｅ（このエコー信号Ｅは、受話側から出力された受話信号のうちハイブリッド回路におけるインピーダンス不整合等によって生じる回線的な回り込みや、ハンドセットなどのマイク・スピーカ間の音響的な回り込みによって再び送話側に入力される信号である。）と送話入力信号ＩＮ２とが加算されるエコーパス部（エコー経路部）１を有している。受話入力信号ＩＮ１を入力する入力側と、エコーパス部１の出力側と、送話出力信号ＯＵＴを出力する出力側との間には、周波数帯域分割部（以下単に「帯域分割部」という。）２，３、周波数帯域合成部（以下単に「帯域合成部」という。）４、低域サブバンドエコーキャンセラ５、及び高域サブバンドエコーキャンセラ６が接続されている。
【０００５】
帯域分割部２は、受話入力信号ＩＮ１を低域受話信号Ｓ２ａと高域受話信号Ｓ２ｂとに分離して低域サブバンドエコーキャンセラ５及び高域サブバンドエコーキャンセラ６にそれぞれ与える。受話入力信号ＩＮ１のエコー信号Eと送話入力信号ＩＮ２とは、エコーパス部１で加算され、この加算信号ＩＮ２’が帯域分割部３に入力される。帯域分割部３は、エコーパス部１から入力される加算信号ＩＮ２’を低域送話信号Ｓ３ａと高域送話信号Ｓ３ｂとに分離して低域サブバンドエコーキャンセラ５及び高域サブバンドエコーキャンセラ６にそれぞれ与える。低域サブバンドエコーキャンセラ５は、低域受話信号Ｓ２ａと低域送話信号Ｓ３ａを用いて、低域送話信号Ｓ３ａからエコー信号Ｅの低域成分を消去した低域残差信号Ｓ５を求め、帯域合成部４へ与える。同様に、高域サブバンドエコーキャンセラ６は、高域受話信号Ｓ２ｂと高域送話信号Ｓ３ｂとを用いて、高域送話信号Ｓ３ｂからエコー信号Ｅの高域成分を消去した高域残差信号Ｓ６を求め、帯域合成部４へ与える。低域サブバンドエコーキャンセラ５及び高域サブバンドエコーキャンセラ６は、ＬＭＳ／ＮＬＭＳ（least mean square/normalized least mean square）アルゴリズムが一般的に用いられる。帯域合成部４は、低域残差信号Ｓ５と高域残差信号Ｓ６とを合成し、送話出力信号ＯＵＴを広帯域ネットワーク上へ出力する。
【０００６】
帯域分割部２，３には、サンプリング周波数が１６ｋＨｚの場合、ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union-Telecommunication）勧告Ｇ．７２２のクォードラチェア・ミラー・フィルタ（Quadrature Mirror Filter、以下「ＱＭＦ」という。）が使用できる。更に、帯域合成部４には、インバース・クォードラチェア・ミラー・フィルタ（Inverse Quadrature Mirror Filter、以下「ＩＱＭＦ」という。）が使用できる。ＱＭＦでは、入力信号を高域成分と低域成分に分離した後、各成分を間引くダウンサンプリングを行っているため、各サブバンドエコーキャンセラ５，６は少ない処理量で達成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２０３３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の帯域分割型エコーキャンセラ装置では、次のような課題があった。
帯域分割部２，３をＱＭＦによって構成し、帯域合成部４をＩＱＭＦによって構成した場合、低域サブバンドエコーキャンセラ５と高域サブバンドエコーキャンセラ６との特性が同時に同じでないと、エリアシング（aliasing）歪みが発生し、帯域境界付近のエコー信号Ｅが十分に除去されず、残留エコーが生じるという問題があった。
【０００９】
そこで、特許文献１の技術では、帯域分割部３から出力される低域送話信号Ｓ３ａから、高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を設けることにより、帯域境界付近のエコー信号を除去するようにしている。
【００１０】
ところが、特許文献１の技術において、ＦＡＸ通信時ではエコーキャンセラ装置は十分な学習ができず、更に、残留エコーが発生しやすいという課題があった。しかも、残留エコーの量によっては、ＦＡＸの通信が通らなくなってしまうこともあるため、ＦＡＸ信号入力時にも残留エコーを低減できるエコーキャンセラ装置が要望されていた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のエコーキャンセラ装置は、広帯域ネットワーク上の送話信号及び受話信号を入力し、ＦＡＸ信号を検出して検出結果を出力するＦＡＸ信号検出手段と、前記ＦＡＸ信号の周波数帯域外における前記送話信号及び前記受話信号の周波数帯域内における周波数を遮断するフィルタと、前記検出結果に基づき、前記フィルタをオン／オフ制御するフィルタ制御手段と、ＱＭＦにより構成され、前記受話信号及び前記送話信号を複数の周波数帯域のサブバンド受話信号及びサブバンド送話信号に分割する周波数帯域分割手段と、分割された前記サブバンド受話信号及び前記サブバンド送話信号における高域のエコー成分を除去して高域サブバンド信号を出力する高域サブバンドエコーキャンセラと、分割された前記サブバンド受話信号及び前記サブバンド送話信号における低域のエコー成分を除去して低域サブバンド信号を出力する低域サブバンドエコーキャンセラと、前記検出結果に基づき、前記高域サブバンドエコーキャンセラと前記高域サブバンドエコーキャンセラの出力とを制御するエコーキャンセラ制御手段と、ＩＱＭＦにより構成され、前記高域サブバンド信号及び前記低域サブバンド信号を合成して送話出力信号を前記広帯域ネットワーク上へ出力する周波数帯域合成手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＦＡＸ信号を検出した場合には、ＦＡＸ信号の周波数帯域外における送話信号及び受話信号の周波数帯域内における周波数を遮断（カット）した信号を周波数帯域分割手段へ入力し、更に、高域サブバンドエコーキャンセラの出力を制御する構成にしている。そのため、エリアシング歪みの影響を無くし、エコーキャンセラの減衰量を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明の実施例１における帯域分割型エコーキャンセラ装置を示す概略の構成図である。
【図２】図２は図１中のＬＰＦ２６，２７における周波数特性例を示す図である。
【図３】図３は本発明の実施例２における帯域分割型エコーキャンセラ装置を示す概略の構成図である。
【図４】図４は図３のエコーキャンセラ装置におけるＦＡＸ信号検出結果と動作を示す図である。
【図５】図５は本発明の実施例３における帯域分割型エコーキャンセラ装置を示す概略の構成図である。
【図６】図６は従来の帯域分割型エコーキャンセラ装置を示す概略の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１５】
（実施例１の構成）
図１は、本発明の実施例１における帯域分割型エコーキャンセラ装置を示す概略の構成図である。
【００１６】
本実施例１の帯域分割型エコーキャンセラ装置では、従来の図６と同様に、広帯域ネットワークに接続され、受話入力信号ＩＮ１のうちのエコー信号Ｅと送話入力信号ＩＮ２とが加算されて加算信号ＩＮ２’が出力されるエコーパス部１１、周波数帯域分割手段（例えば、受話入力信号側及び送話入力信号側の帯域分割部）１２，１３、周波数帯域合成手段（例えば、帯域合成部）１４、低域サブバンドエコーキャンセラ１５、及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６を有している。
【００１７】
受話入力信号側の帯域分割部１２は、ＱＭＦにより構成され、受話入力信号ＩＮ１を複数の周波数帯域のサブバンド低域受話信号Ｓ１２ａとサブバンド高域受話信号Ｓ１２ｂとに分割して、低域サブバンドエコーキャンセラ１５及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６にそれぞれ与える機能を有している。送話入力信号側の帯域分割部１３は、ＱＭＦにより構成され、加算信号ＩＮ２’を複数の周波数帯域のサブバンド低域送話信号Ｓ１３ａとサブバンド高域送話信号Ｓ１３ｂとに分割して、低域サブバンドエコーキャンセラ１５及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６にそれぞれ与える機能を有している。
【００１８】
低域サブバンドエコーキャンセラ１５は、低域受話信号Ｓ１２ａと低域送話信号Ｓ１３ａを用いて、低域送話信号Ｓ１３ａからエコー信号Ｅの低域成分を消去した低域残差信号Ｓ１５を求め、帯域合成部１４へ与える機能を有している。高域サブバンドエコーキャンセラ１６は、高域受話信号Ｓ１２ｂと高域送話信号Ｓ１３ｂを用いて、高域送話信号Ｓ１３ｂからエコー信号Ｅの高域成分を消去した高域残差信号Ｓ１６を求め、帯域合成部１４へ与える機能を有している。これらの低域サブバンドエコーキャンセラ１５及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６は、例えば、ＬＭＳ／ＮＬＭＳアルゴリズムが一般的に用いられる。帯域合成部４は、ＩＱＭＦにより構成され、低域残差信号Ｓ１５と高域残差信号Ｓ１６とを合成し、送話出力信号ＯＵＴを広帯域ネットワーク上へ出力する機能を有している。
【００１９】
本実施例１では、従来装置に対し、新たに、受話入力信号側のＦＡＸ信号検出手段（例えば、ＦＡＸ信号検出部）２１、送話入力信号側のＦＡＸ信号検出手段（例えば、ＦＡＸ信号検出部）２２、エコーキャンセラ制御手段（例えば、エコーキャンセラ制御部）２３、フィルタ制御手段（例えば、フィルタ制御部）２４、セレクタ２５、フィルタ（例えば、受話入力信号側のロウパスフィルタ（以下「ＬＰＦ」という。））２６、及び、フィルタ（例えば、送話入力信号側のＬＰＦ）２７が追加されている。
【００２０】
ＦＡＸ信号検出部２１は、受話入力信号ＩＮ１側に接続され、更に、ＦＡＸ信号検出部２２が、加算信号ＩＮ２’側に接続されている。受話入力信号ＩＮ１側のＦＡＸ信号検出部２１は、受話入力信号ＩＮ１からＦＡＸ信号を検出して検出結果を出力する機能を有し、この出力側に、エコーキャンセラ制御部２３及びフィルタ制御部２４が接続されている。同様に、ＦＡＸ信号検出部２２は、エコーパス部１１を介して与えられる加算信号ＩＮ２’からＦＡＸ信号を検出して検出結果を出力する機能を有し、この出力側に、エコーキャンセラ制御部２３及びフィルタ制御部２４が接続されている。
【００２１】
エコーキャンセラ制御部２３は、この出力側に高域サブバンドエコーキャンセラ１６及びセレクタ２５が接続されており、ＦＡＸ信号検出部２１，２２の検出結果に基づき、制御信号Ｓ２３を出力し、高域サブバンドエコーキャンセラ１６を制御する機能を有すると共に、この高域サブバンドエコーキャンセラ１６の出力を制御する機能（例えば、高域サブバンドエコーキャンセラ１６の出力を切り替えるためのセレクタ２５を制御する機能）を有している。セレクタ２５は、この出力側に帯域合成部１４が接続されており、制御信号Ｓ２３により切り替えられて、高域サブバンドエコーキャンセラ１６から出力される高域残差信号Ｓ１６、又は、グランド電位（＝０Ｖ）のいずれか一方を帯域合成部１４に与える機能を有している。
【００２２】
フィルタ制御部２４は、ＦＡＸ信号検出部２１，２２の検出結果に基づき、制御信号Ｓ２４を出力し、この制御信号Ｓ２４により、受話入力信号側のＬＰＦ２６と送話入力信号側のＬＰＦ２７とのオン／オフ動作を切り替える機能（例えば、ＦＡＸ信号検出部２１，２２の検出結果がＦＡＸ信号であれば制御信号Ｓ２４によりＬＰＦ２６，２７をオン状態にし、その検出結果が非ＦＡＸ信号であれば制御信号Ｓ２４によりＬＰＦ２６，２７をオフ状態にする機能）を有している。受話入力信号側のＬＰＦ２６は、フィルタ制御部２４の制御信号Ｓ２４によりオン／オフ動作し、ＦＡＸ信号の周波数帯域外における受話入力信号ＩＮ１の周波数帯域内における周波数をカットする機能（例えば、オン状態の時に非ＦＡＸ信号の周波数帯域をカットし、オフ状態の時に入力信号をそのまま出力する機能）を有し、この出力側に帯域分割部１２が接続されている。同様に、送話入力信号側のＬＰＦ２７は、フィルタ制御部２４の制御信号Ｓ２４によりオン／オフ動作し、ＦＡＸ信号の周波数帯域外における加算信号ＩＮ２’の周波数帯域内における周波数をカットする機能（例えば、オン状態の時に非ＦＡＸ信号の周波数帯域をカットし、オフ状態の時に入力信号をそのまま出力する機能）を有し、この出力側に帯域分割部１３が接続されている。
【００２３】
本実施例１のエコーキャンセラ装置は、例えば、電子回路上で動作するハードウェアにより構成されるか、又は、マイクロコントローラやディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）等上で動作するソフトウェアにより構成されている。
【００２４】
図２は、図１中のＬＰＦ２６，２７における周波数特性例を示す図である。
各ＬＰＦ２６，２７は同じ特性を持ち、例えば、Ｇ．７１２勧告を満足するようなフィルタ特性を持つ。このＬＰＦ２６，２７の周波数特性例が図２に示されている。ＬＰＦ２６，２７は、例えば、有限インパルス応答（Finite-duration Impulse Response、以下「ＦＩＲ」という。）フィルタ、無限インパルス応答（Infinite-duration Impulse Response、以下「ＩＩＲ」という。）フィルタ等のディジタルフィルタにより構成されている。
【００２５】
（実施例１の動作）
図１のエコーキャンセラ装置において、受話入力信号ＩＮ１は、ＦＡＸ信号検出部２１とＬＰＦ２６へ入力され、そのまま受話出力信号となる。受話出力信号は、エコーとなり、このエコー信号Ｅがエコーパス部１１において送話入力信号ＩＮ２と加算され、この加算信号ＩＮ２’がＦＡＸ信号検出部２２及びＬＰＦ２７に与えられる。受話入力信号ＩＮ１側のＦＡＸ信号検出部２１と加算信号ＩＮ２’側のＦＡＸ信号検出部２２とは、ＦＡＸ信号のＣＥＤ（着呼端末識別）応答トーンである２１００Ｈｚを検出する。これはＦＡＸのシーケンスに使用される周波数１３００ＨｚのＣＮＧ（CalliNG）トーンを検出してもよい。このＦＡＸ信号検出部２１，２２の検出結果は、エコーキャンセラ制御部２３とフィルタ制御部２４にそれぞれ与えられる。
【００２６】
フィルタ制御部２４は、各ＦＡＸ信号検出部２１，２２の検出結果が両方ともＦＡＸ信号非検出である場合には、ＦＡＸ通信ではなくて音声通信（通話）なので、制御信号Ｓ２４によりＬＰＦ２６，２７の動作を停止して入力をバイパスさせ、どちらか一方でも検出した場合には、ＦＡＸ通信であるので、制御信号Ｓ２４によりＬＰＦ２６，２７を動作させる。各ＬＰＦ２６，２７は、図２のような周波数特性を持つ。ＦＡＸ等の通信には狭帯域信号（３００Ｈｚ〜３４００Ｈｚ）しか使用されないため、周波数４０００Ｈｚ以上の使わない信号は、ＬＰＦ２６，２７でカットする。
【００２７】
音声通信の場合は、ＬＰＦ２６，２７の動作が停止されるので、入力がバイパスされて受話入力信号ＩＮ１側の帯域分離部１２と加算信号ＩＮ２’側の帯域分離部１３へそれぞれ送られる。受話入力信号ＩＮ１側の帯域分割部１２は、ＬＰＦ２６を介して受話入力信号ＩＮ１を入力すると、従来と同様に、低域受話信号Ｓ１２ａと高域受話信号Ｓ１２ｂとに分離して低域サブバンドエコーキャンセラ１５及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６にそれぞれ与える。更に、加算信号ＩＮ２’側の帯域分割部１３は、エコーパス部１１からＬＰＦ２７を介して入力された加算信号ＩＮ２’を、従来と同様に、低域送話信号Ｓ１３ａと高域送話信号Ｓ１３ｂとに分離して低域サブバンドエコーキャンセラ１５及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６にそれぞれ与える。
【００２８】
エコーキャンセラ制御部２３は、各ＦＡＸ信号検出部２１，２２の検出結果が両方ともＦＡＸ信号非検出である場合には、高域サブバンドエコーキャンセラ１６を有効にし、セレクタ２５を高域サブバンドエコーキャンセラ１６側へ接続選択するが、どちらか一方でもＦＡＸ信号検出の場合には、高域サブバンドエコーキャンセラ１６を無効化し、セレクタ２５をグランドへ接続選択する。
【００２９】
そのため、音声通信の場合は、低域サブバンドエコーキャンセラ１５及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６が有効になる。すると、従来と同様に、低域サブバンドエコーキャンセラ１５は、低域受話信号Ｓ１２ａと低域送話信号Ｓ１３ａを用いて、低域送話信号Ｓ１３ａからエコー信号Ｅの低域成分を消去した低域残差信号Ｓ１５を求め、帯域合成部１４へ与える。更に、高域サブバンドエコーキャンセラ１６は、高域受話信号Ｓ１２ｂと高域送話信号Ｓ１３ｂとを用いて、高域送話信号Ｓ１３ｂからエコー信号Ｅの高域成分を消去した高域残差信号Ｓ１６を求め、セレクタ２５を介して帯域合成部１４へ与える。低域サブバンドエコーキャンセラ１５及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６は、例えば、ＬＭＳ／ＮＬＭＳアルゴリズムが用いられる。帯域合成部１４は、低域残差信号Ｓ１５と高域残差信号Ｓ１６とを合成し、送話出力信号ＯＵＴを広帯域ネットワーク上へ出力する。
【００３０】
これに対してＦＡＸ通信の場合は、低域サブバンドエコーキャンセラ１５から出力された低域残差信号Ｓ１５と、高域サブバンドエコーキャンセラ１６が無効化され、セレクタ２５により接続選択されたグランド電位（即ち、高域残差信号Ｓ１６に代えた無音）とが、帯域合成部１４へ与えられる。そのため、帯域合成部１４は、低域残差信号Ｓ１５の成分のみを送話出力信号ＯＵＴとして出力する。
【００３１】
（実施例１の効果）
本実施例１によれば、ＦＡＸ信号を検出した場合には、４ｋＨｚ以上をカットした信号を帯域分割部１２，１３へ入力し、更に、帯域合成部１４へ入力される高域残差信号Ｓ１６を無音とする構成にしている。そのため、エリアシング歪みの影響を無くし、エコーキャンセラの減衰量を改善することができる。その上、高域サブバンドエコーキャンセラ１６を停止するため、処理量を削減することができる。
【実施例２】
【００３２】
（実施例２の構成）
図３は、本発明の実施例２における帯域分割型エコーキャンセラ装置を示す概略の構成図であり、実施例１を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００３３】
本実施例２の帯域分割型エコーキャンセラ装置では、実施例１の帯域分割型エコーキャンセラ装置に対して、ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａの内部構成が変更されている。ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａは、受話入力信号ＩＮ１と加算信号ＩＮ２’とがそれぞれ２１００Ｈｚ信号のＦＡＸ信号か又は４５０ｍｓの位相反転を伴う２１００Ｈｚ信号のＦＡＸ信号かを判別する機能を有している。これはＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．１６８のTone Disablerの特性（即ち、２１００Ｈｚ信号の検出と位相反転を含む２１００Ｈｚ信号の検出によりエコーキャンセラ機能に制限を加えるという特性）を満足するものである。ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａの検出結果は、ＦＡＸ信号の非検出、２１００Ｈｚ信号検出、又は位相反転を含む２１００Ｈｚ信号検出となり、この検出結果がエコーキャンセラ制御部２３及びフィルタ制御部２４Ａに供給される構成になっている。
【００３４】
更に、帯域合成部１４Ａの出力側にセレクタ２８が追加され、エコーキャンセラ制御部２３から出力される制御信号Ｓ２３が、低域サブバンドエコーキャンセラ１５Ａとセレクタ２８にも供給されている。セレクタ２８は、制御信号Ｓ２３により、帯域合成部１４Ａの出力信号又はエコーパス部１１の出力である加算信号ＩＮ２’のいずれか一方を選択し、送話出力信号ＯＵＴを出力するものである。フィルタ制御部２４Ａから出力される制御信号Ｓ２４により、ＬＰＦ２６，２７がオン／オフ動作すると共に、帯域分割部１２Ａ，１３Ａ及び帯域合成部１４Ａをオン／オフ動作する構成になっている。その他の構成は、実施例１と同様である。
【００３５】
（実施例２の動作）
図４は、図３のエコーキャンセラ装置におけるＦＡＸ信号検出結果と動作を示す図である。
【００３６】
この図４には、ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａの検出結果と、帯域分割部１２Ａ，１３Ａ、帯域合成部１４Ａ、低域サブバンドエコーキャンセラ１５Ａ、高域サブバンドエコーキャンセラ１６、セレクタ２５，２８、及びＬＰＦ２６，２７の動作状態が記載されている。
【００３７】
図３及び図４を参照しつつ、本実施例２におけるエコーキャンセラ装置の動作を説明する。
【００３８】
帯域分割部１２Ａ，１３Ａ、帯域合成部１４Ａ、低域サブバンドエコーキャンセラ１５Ａ、及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６の動作については、実施例１と同様である。
【００３９】
ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａは、受話入力信号ＩＮ１と加算信号ＩＮ２’とがそれぞれ２１００Ｈｚ信号のＦＡＸ信号か又は４５０ｍｓの位相反転を含む２１００Ｈｚ信号のＦＡＸ信号かを検出する。検出結果はＦＡＸ信号非検出、２１００Ｈｚ信号検出、又は位相反転を含む２１００Ｈｚ信号検出となり、この検出結果がエコーキャンセラ制御部２３、及びフィルタ制御部２４Ａに与えられる。
【００４０】
エコーキャンセラ制御部２３は、ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａの検出結果がどちらもＦＡＸ信号非検出の場合、制御信号Ｓ２３により、低域サブバンドエコーキャンセラ１５Ａ、及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６を通常動作させ、セレクタ２５を高域サブバンドエコーキャンセラ１６側へ接続選択し、セレクタ２８を帯域合成部１４Ａ側へ接続選択する。
【００４１】
エコーキャンセラ制御部２３は、ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａの検出結果のいずれか、もしくは双方とも２１００Ｈｚ信号検出の場合、低域サブバンドエコーキャンセラ１５Ａに非直線プロセッサ（Nonlinear Processor、以下「ＮＬＰ」という。）が使用されているときにはそれを停止する。更に、高域サブバンドエコーキャンセラ１６を停止し、セレクタ２５をグランドへ接続選択し、セレクタ２８を帯域合成部１４Ａ側へ接続選択する。
【００４２】
エコーキャンセラ制御部２３は、ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａの検出結果のいずれかもしくは双方とも位相反転を含む２１００Ｈｚ信号検出の場合、低域サブバンドエコーキャンセラ１５Ａ、及び高域サブバンドエコーキャンセラ１６を停止し、セレクタ２８をエコーパス部１１の出力である加算信号ＩＮ２’側へ接続選択する。セレクタ２５は、以前の状態を保持する。
【００４３】
フィルタ制御部２４Ａは、ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａの検出結果がどちらもＦＡＸ信号非検出の場合、帯域分割部１２Ａ，１３Ａ、及び帯域合成部１４Ａを通常動作させ、ＬＰＦ２６，２７を停止する。
【００４４】
フィルタ制御部２４Ａは、ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａの検出結果のいずれか、もしくは双方とも２１００Ｈｚ信号検出の場合、帯域分割部１２Ａ，１３Ａ、及び帯域合成部１４Ａを通常動作させ、ＬＰＦ２６，２７を動作させる。
【００４５】
又、フィルタ制御部２４Ａは、ＦＡＸ信号検出部２１Ａ，２２Ａの検出結果のいずれか、もしくは双方とも位相反転を含む２１００Ｈｚ信号検出の場合、帯域分割部１２Ａ，１３Ａ、及び帯域合成部１４Ａを停止し、ＬＰＦ２６，２７を停止する。
【００４６】
以上の制御内容は、位相反転を含む２１００Ｈｚ信号検出結果が２１００Ｈｚ信号検出結果よりも優先される。
【００４７】
（実施例２の効果）
本実施例２によれば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．１６８のTone Disablerに準じた動作をする広帯域エコーキャンセラ装置を実現できる。
【実施例３】
【００４８】
（実施例３の構成）
図５は、本発明の実施例３における帯域分割型エコーキャンセラ装置を示す概略の構成図であり、実施例１を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００４９】
本実施例３の帯域分割型エコーキャンセラ装置では、実施例１の帯域分割型エコーキャンセラ装置に対して、有音検出手段（例えば、有音検出部）２９と、切替手段（例えば、セレクタ）３０とが追加された構成となっている。
【００５０】
即ち、本実施例３のエコーキャンセラ装置は、実施例１と同様の帯域分割部１２，１３、帯域合成部１４、低域サブバンドエコーキャンセラ１５、高域サブバンドエコーキャンセラ１６、ＦＡＸ信号検出部２１，２２、エコーキャンセラ制御部２３、フィルタ制御部２４、セレクタ２５、及びＬＰＦ２６，２７により構成されるエコーキャンセラ装置本体１０を有している。これに追加された有音検出部２９は、受話入力信号ＩＮ１が有音か無音かを検出し、この検出結果が有音（即ち、通話中）の場合はエコーキャンセラ装置本体１０を動作させるエコーキャンセラ機能と、検出結果が無音の場合はエコーキャンセラ装置本体１０の動作を停止させる停止機能とを有している。セレクタ３０は、有音検出部２９の検出結果により切り替えられ、その検出結果が有音の場合は、帯域合成部１４の出力側に接続選択されてその帯域合成部１４の出力信号をそのまま送話出力信号ＯＵＴとして出力し、検出結果が無音の場合は、エコーパス部１１の出力である加算信号ＩＮ２’側に接続選択されてその加算信号ＩＮ２’をバイパスして送話出力信号ＯＵＴとして出力するものである。
【００５１】
（実施例３の動作）
本実施例３のエコーキャンセラ装置において、有音検出部２９では受話入力信号ＩＮ１が有音か無音かを検出する。これは平均パワー値を求め、ある閾値より大きいか小さいかで判断すればよい。有音検出部２９は、検出結果が有音の場合、エコーキャンセラ装置本体１０を実施例１と同様に動作させ、検出結果が無音の場合、エコーキャンセラ装置本体１０の動作を停止させる。検出結果が無音の場合は、セレクタ３０により、エコーパス部１１の出力である加算信号ＩＮ２’側が接続選択され、その加算信号ＩＮ２’がバイパスされて送話出力信号ＯＵＴとして出力される。
【００５２】
（実施例３の効果）
本実施例３によれば、受話入力信号ＩＮ１が無音の場合はエコーも存在しない（エコー信号Ｅが０となる）ため、加算信号ＩＮ２’として送話入力信号ＩＮ２をバイパスさせることにより、高品質な信号を確保できる。しかも、エコーキャンセラ装置本体１０における各機能や各制御を停止することにより、処理量を削減できる。
【００５３】
（変形例）
本発明は、上記実施例１〜３に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ）〜（ｃ）のようなものがある。
【００５４】
（ａ） 実施例１〜３では、信号検出時に帯域分割部１２，１２Ａ，１３，１３Ａの入力側にＬＰＦ２６，２７を置くことによって、Ｇ．７１２を満足する周波数特性を得ている。しかし、単純に「Ｇ．７１２を満足するダウンサンプラー」のブロック機能部分と帯域分割機能部分とをセレクタで選択し、「Ｇ．７１２を満足するアップサンプラー」のブロック機能部分と帯域合成機能部分とをセレクタで選択する構成に変更しても、実施例１〜３とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００５５】
（ｂ） 本実施例３では、実施例１に有音検出部２９を追加したが、実施例２に追加した構成にしても、実施例３とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００５６】
（ｃ） 実施例２では、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．１６８のTone Disabler特性を満足する構成について説明したが、その勧告に限定されず、他の規格を満足する構成に変更することも可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１１ エコーパス
１２，１２Ａ，１３，１３Ａ 帯域分割部
１４，１４Ａ 帯域合成部
１５，１５Ａ 低域サブバンドエコーキャンセラ
１６ 高域サブバンドエコーキャンセラ
２１，２１Ａ，２２，２２Ａ ＦＡＸ信号検出部
２３ エコーキャンセラ制御部
２４，２４Ａ フィルタ制御部
２５，２８，３０ セレクタ
２９ 有音検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
広帯域ネットワーク上の送話信号及び受話信号を入力し、ファクシミリ信号を検出して検出結果を出力するファクシミリ信号検出手段と、
前記ファクシミリ信号の周波数帯域外における前記送話信号及び前記受話信号の周波数帯域内における周波数を遮断するフィルタと、
前記検出結果に基づき、前記フィルタをオン／オフ制御するフィルタ制御手段と、
クォードラチェア・ミラー・フィルタにより構成され、前記受話信号及び前記送話信号を複数の周波数帯域のサブバンド受話信号及びサブバンド送話信号に分割する周波数帯域分割手段と、
分割された前記サブバンド受話信号及び前記サブバンド送話信号における高域のエコー成分を除去して高域サブバンド信号を出力する高域サブバンドエコーキャンセラと、
分割された前記サブバンド受話信号及び前記サブバンド送話信号における低域のエコー成分を除去して低域サブバンド信号を出力する低域サブバンドエコーキャンセラと、
前記検出結果に基づき、前記高域サブバンドエコーキャンセラと前記高域サブバンドエコーキャンセラの出力とを制御するエコーキャンセラ制御手段と、
インバース・クォードラチェア・ミラー・フィルタにより構成され、前記高域サブバンド信号及び前記低域サブバンド信号を合成して送話出力信号を前記広帯域ネットワーク上へ出力する周波数帯域合成手段と、
を備えたことを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項２】
前記フィルタは、オン状態の時には、前記ファクシミリ信号の周波数帯域外における前記送話信号及び前記受話信号の周波数帯域内における周波数を遮断し、オフ状態の時には、入力信号がそのまま出力され、
前記フィルタ制御手段は、前記検出結果が前記ファクシミリ信号であれば前記フィルタを前記オン状態にし、前記検出結果が非ファクシミリ信号であれば前記フィルタを前記オフ状態にすることを特徴とする請求項１記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項３】
前記ファクシミリ信号検出手段は、前記ファクシミリ信号を検出して前記検出結果を出力する機能を有すると共に、前記ファシミリ信号における２１００Ｈｚ信号と位相反転を伴う２１００Ｈｚ信号とを判別して判別結果を出力する機能を有し、
前記低域サブバンドエコーキャンセラは、ノンリニア・プロセッサにより構成され、
前記フィルタ制御手段は、前記検出結果及び前記判別結果に基づき、前記フィルタ、前記周波数帯域分割手段、及び前記周波数帯域合成手段をオン／オフ制御する機能を有し、
前記エコーキャンセラ制御手段は、前記検出結果及び前記判別結果に基づき、前記高域サブバンドエコーキャンセラ及び前記低域サブバンドエコーキャンセラと前記高域サブバンドエコーキャンセラの出力とを制御する機能を有することを特徴とする請求項１又は２記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のエコーキャンセラ装置は、更に、
前記受話信号を入力して前記受話信号が有音か無音かを判定して判定結果を求め、前記判定結果が前記有音であれば、前記ファクシミリ信号検出手段、前記フィルタ、前記フィルタ制御手段、前記周波数帯域分割手段、前記高域サブバンドエコーキャンセラ、前記低域サブバンドエコーキャンセラ、前記エコーキャンセラ制御手段、及び前記周波数帯域合成手段を動作させるエコーキャンセラ機能と、前記判定結果が前記無音であれば、前記エコーキャンセラ機能を停止させる停止機能とを有する有音検出手段と、
前記判定結果に基づき、前記判定結果が前記有音であれば、前記周波数帯域合成手段から出力された前記送話出力信号を前記広帯域ネットワーク上へ出力し、前記判定結果が前記無音であれば、入力された前記送話信号をバイパスして前記広帯域ネットワーク上へ出力する切替手段と、
を備えたことを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項１】
広帯域ネットワーク上の送話信号及び受話信号を入力し、ファクシミリ信号を検出して検出結果を出力するファクシミリ信号検出手段と、
前記ファクシミリ信号の周波数帯域外における前記送話信号及び前記受話信号の周波数帯域内における周波数を遮断するフィルタと、
前記検出結果に基づき、前記フィルタをオン／オフ制御するフィルタ制御手段と、
クォードラチェア・ミラー・フィルタにより構成され、前記受話信号及び前記送話信号を複数の周波数帯域のサブバンド受話信号及びサブバンド送話信号に分割する周波数帯域分割手段と、
分割された前記サブバンド受話信号及び前記サブバンド送話信号における高域のエコー成分を除去して高域サブバンド信号を出力する高域サブバンドエコーキャンセラと、
分割された前記サブバンド受話信号及び前記サブバンド送話信号における低域のエコー成分を除去して低域サブバンド信号を出力する低域サブバンドエコーキャンセラと、
前記検出結果に基づき、前記高域サブバンドエコーキャンセラと前記高域サブバンドエコーキャンセラの出力とを制御するエコーキャンセラ制御手段と、
インバース・クォードラチェア・ミラー・フィルタにより構成され、前記高域サブバンド信号及び前記低域サブバンド信号を合成して送話出力信号を前記広帯域ネットワーク上へ出力する周波数帯域合成手段と、
を備えたことを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【請求項２】
前記フィルタは、オン状態の時には、前記ファクシミリ信号の周波数帯域外における前記送話信号及び前記受話信号の周波数帯域内における周波数を遮断し、オフ状態の時には、入力信号がそのまま出力され、
前記フィルタ制御手段は、前記検出結果が前記ファクシミリ信号であれば前記フィルタを前記オン状態にし、前記検出結果が非ファクシミリ信号であれば前記フィルタを前記オフ状態にすることを特徴とする請求項１記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項３】
前記ファクシミリ信号検出手段は、前記ファクシミリ信号を検出して前記検出結果を出力する機能を有すると共に、前記ファシミリ信号における２１００Ｈｚ信号と位相反転を伴う２１００Ｈｚ信号とを判別して判別結果を出力する機能を有し、
前記低域サブバンドエコーキャンセラは、ノンリニア・プロセッサにより構成され、
前記フィルタ制御手段は、前記検出結果及び前記判別結果に基づき、前記フィルタ、前記周波数帯域分割手段、及び前記周波数帯域合成手段をオン／オフ制御する機能を有し、
前記エコーキャンセラ制御手段は、前記検出結果及び前記判別結果に基づき、前記高域サブバンドエコーキャンセラ及び前記低域サブバンドエコーキャンセラと前記高域サブバンドエコーキャンセラの出力とを制御する機能を有することを特徴とする請求項１又は２記載のエコーキャンセラ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のエコーキャンセラ装置は、更に、
前記受話信号を入力して前記受話信号が有音か無音かを判定して判定結果を求め、前記判定結果が前記有音であれば、前記ファクシミリ信号検出手段、前記フィルタ、前記フィルタ制御手段、前記周波数帯域分割手段、前記高域サブバンドエコーキャンセラ、前記低域サブバンドエコーキャンセラ、前記エコーキャンセラ制御手段、及び前記周波数帯域合成手段を動作させるエコーキャンセラ機能と、前記判定結果が前記無音であれば、前記エコーキャンセラ機能を停止させる停止機能とを有する有音検出手段と、
前記判定結果に基づき、前記判定結果が前記有音であれば、前記周波数帯域合成手段から出力された前記送話出力信号を前記広帯域ネットワーク上へ出力し、前記判定結果が前記無音であれば、入力された前記送話信号をバイパスして前記広帯域ネットワーク上へ出力する切替手段と、
を備えたことを特徴とするエコーキャンセラ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２１２８６４（Ｐ２０１０−２１２８６４Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５０２５（Ｐ２００９−５５０２５）
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（３０８０３３７１１）ＯＫＩセミコンダクタ株式会社 (898)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（３０８０３３７１１）ＯＫＩセミコンダクタ株式会社 (898)
【Ｆターム（参考）】
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