エコー低減方法と装置
【課題】 相手話者の音声レベルが小さい場合であっても、明瞭に通話することができるエコー低減方法を実現する。
【解決手段】 エコー・キャンセラ４０により、送話信号が相手端末６０側のハイブリッド回路５０で跳ね返って受話側に入って伝送されるエコーを消去する。受話ボイス・スイッチ３０により、検出された送話信号のレベルを基にエコー・キャンセラ４０からの出力信号を減衰する。小信号ＡＧＣ１０により、送話信号が送話側所定レベルより小さいとき、または、送話信号のレベルが送話側所定レベルより大きくかつ検出された受話ボイス・スイッチの出力レベルが受話側所定レベルより大きいときは、受話ボイス・スイッチからの出力信号を減衰する量を小さくし、送話信号のレベルが送話側所定レベルより大きくかつ受話ボイス・スイッチの出力レベルが受話側所定レベルより小さいときは、受話ボイス・スイッチからの出力信号を減衰する量を大きくする。
【解決手段】 エコー・キャンセラ４０により、送話信号が相手端末６０側のハイブリッド回路５０で跳ね返って受話側に入って伝送されるエコーを消去する。受話ボイス・スイッチ３０により、検出された送話信号のレベルを基にエコー・キャンセラ４０からの出力信号を減衰する。小信号ＡＧＣ１０により、送話信号が送話側所定レベルより小さいとき、または、送話信号のレベルが送話側所定レベルより大きくかつ検出された受話ボイス・スイッチの出力レベルが受話側所定レベルより大きいときは、受話ボイス・スイッチからの出力信号を減衰する量を小さくし、送話信号のレベルが送話側所定レベルより大きくかつ受話ボイス・スイッチの出力レベルが受話側所定レベルより小さいときは、受話ボイス・スイッチからの出力信号を減衰する量を大きくする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエコー低減方法と装置に関する。具体的には、相手話者の音声のレベルが小さい場合であっても、明瞭に通話することができるエコー低減方法と装置を提供せんとするものである。
【背景技術】
【０００２】
２線−４線変換方式による送受話信号の伝送においては、自端末からの送話信号が、相手端末側における２線−４線変換をするハイブリッド回路で跳ね返り、遅延を有する４線送話受話伝送路を通じて自端末にエコーとして戻ってくる。このエコーは、送話者にとっては耳障りとなり、その通話を阻害するものとなる。そのため、２線−４線変換の伝送方式では、耳障りなエコーを消去する手段として、エコー・キャンセラおよび受話ボイス・スイッチが用いられている。しかし、エコー・キャンセラおよび受話ボイス・スイッチによっても消去しきれないエコーが残留することもある。
【０００３】
そのため、エコー・キャンセラおよび受話ボイス・スイッチでは消去しきれない残留エコーを、受話信号レベルが小さいときにさらに減衰させて抑圧する手段（以下、「小信号ＡＧＣ」という。）を、エコー・キャンセラおよび受話ボイス・スイッチとともに用いることが、従来より行われており、この小信号ＡＧＣを備えたエコー低減装置の従来例の回路構成を、図４に示し説明する。
【０００４】
図４において、自分の送話信号は、４線送話受話伝送路１００の送話側の遅延ＤＴにより遅延し、相手端末６０側のハイブリッド回路５０によって破線で示すように跳ね返る。跳ね返った送話信号は、４線送話受話伝送路１００の受話側の遅延ＤＲにより遅延し、エコーを消去するための手段を用いないとすると、耳障りなエコーとなって自分に聞こえる。
【０００５】
そこで、エコー・キャンセラ４０、受話ボイス・スイッチ３０および小信号ＡＧＣ２０が、エコーを消去するための手段として配されている。エコー・キャンセラ４０は、送話信号の回り込み成分を疑似した疑似エコー信号を送話信号から作成するエコー・キャンセル回路４１と、相手端末６０よりハイブリッド回路５０を介して４線送話受話伝送路１００の受話側に送出された受話信号から疑似エコー信号を除去する減算器４２とにより構成されている。
【０００６】
しかし、エコー・キャンセラ４０によりエコーをすべて消去するように調整することは極めて困難であり、しかも、回路規模が大きくなり高価格になるという問題点がある。そこで、エコー・キャンセラ４０だけでエコーを消去するのではなく、エコー・キャンセラ４０によるエコー消去の不足分を、受話ボイス・スイッチ３０および小信号ＡＧＣ２０により補うようにしている。
【０００７】
前者の受話ボイス・スイッチ３０は、検出した送話信号のレベルを基に受話信号の減衰量を制御する制御信号を出力する送話レベル検出回路３１と、送話レベル検出回路３１からの制御信号を受けて受話信号を減衰する受話減衰回路３２とにより構成されている。そして、受話ボイス・スイッチ３０は、４線送話レベル（４線送話受話伝送路１００上の送話信号のレベル）が大きいときに４線受話減衰量（４線送話受話伝送路１００上の受話信号の減衰量）が大きく、４線送話レベルが小さいときに４線受話減衰量は小さくなるという減衰特性を有している。
【０００８】
図５（ａ）は、受話ボイス・スイッチ３０の減衰特性の１例を示すものである。この例では、４線送話レベルの標準レベルを０〜−１０ｄＢｍとしたとき、４線送話レベルが０〜−１０ｄＢｍであれば、受話減衰回路３２の４線受話減衰量は１０ｄＢとし、４線送話レベルが−１０〜−２０ｄＢｍの場合は、４線受話減衰量は４線送話レベルに応じて１０〜０ｄＢへほぼ直線的に変化し、４線送話レベルが−２０ｄＢｍ以下の場合は、４線受話減衰量は０ｄＢとなる。
【０００９】
このように、受話ボイス・スイッチ３０は、送話レベル検出回路３１により４線送話レベルを検出して、その検出出力により受話減衰回路３２の４線受話減衰量を制御し、４線送話レベルが所定レベルより大きいときに減衰量を大きくし、所定レベルより小さいときに４線受話減衰量を小さくする。これにより、自分に跳ね返るエコーのレベルを低減するようにしている。
【００１０】
図４において、小信号ＡＧＣ２０は、検出した受話信号のレベルを基に受話信号の減衰量を制御する制御信号を出力する受話レベル検出回路２１と、受話レベル検出回路２１からの制御信号を受けて受話信号を減衰する受話減衰回路２２とにより構成されている。そして、小信号ＡＧＣ２０は、４線受話レベル（４線送話受話伝送路１００上の受話信号のレベル）が大きいときに４線受話減衰量が小さく、４線受話レベルが小さいときに４線受話減衰量が大きくなるという減衰特性を有している。
【００１１】
図５（ｂ）は、小信号ＡＧＣ２０の減衰特性の１例を示すものである。この例では、４線受話レベルの標準レベルを０〜−２０ｄＢｍとしたとき、４線受話レベルが０〜−２０ｄＢｍであれば、受話減衰回路２２の４線受話減衰量は０ｄＢとし、４線受話レベルが−２０〜−３０ｄＢｍの場合は、４線受話減衰量は４線受話レベルに応じて０〜１０ｄＢへほぼ直線的に変化し、４線受話レベルが−３０ｄＢｍ以下の場合は、４線受話減衰量は１０ｄＢとなる。
【００１２】
このように、小信号ＡＧＣ２０は、受話レベル検出回路２１により受話減衰回路２２の入力レベルを検出して、その検出出力により受話減衰回路２２の４線受話減衰量を制御し、受話減衰回路２２の入力レベルが所定レベルより大きいときは４線受話減衰量を小さくし、所定レベルより小さいときに４線受話減衰量を大きくする。これにより、４線受話レベルはそのままで、それ以外のエコーやノイズなどを低減するようにしている。
【００１３】
図６は、上記の機能を有する小信号ＡＧＣ２０の動作の流れを示すフローチャートである。小信号ＡＧＣ２０には、相手話者信号の有無を判断する動作と、受話減衰回路２２の４線受話減衰量を決定する動作とがある。
【００１４】
［相手話者信号の有無の判断］
図６において、小信号ＡＧＣ２０は、既に動作を開始しており、受話レベル検出回路２１は、検出した４線受話レベルと、設定された、減衰量が変化する範囲である受話遷移レベル範囲（−２０〜−３０ｄＢｍ）の最大値ＴｈＲＭＡＸ（−２０ｄＢｍ）とを比較する（Ｓ２０１）。４線受話レベルがＴｈＲＭＡＸ以上の場合は（Ｓ２０１Ｙ）、入力された受話信号は相手話者信号であり、エコーは、エコー・キャンセラ４０と受話ボイス・スイッチ３０とによりほとんど消去されたものと判断し、受話減衰回路２２の４線受話減衰量ＡｔｔＡＧＣは０ｄＢとして（Ｓ２０２）、作業を終了する。
【００１５】
ステップＳ２０１において、検出した４線受話レベルが受話遷移レベル範囲の最大値ＴｈＲＭＡＸよりも小さい場合は（Ｓ２０１Ｎ）、入力された受話信号は、相手話者信号ではなくエコー遷移信号もしくはエコーと判断し、受話減衰回路２２の４線受話減衰量を決定するためのステップＳ２０３に移行する。
【００１６】
［受話減衰回路２２の４線受話減衰量の決定］
ステップＳ２０３では、検出した４線受話レベルと、設定された受話遷移レベル範囲の最小値ＴｈＲＭＩＮ（−３０ｄＢｍ）とを比較する。４線受話レベルがＴｈＲＭＩＮ以上の場合は（Ｓ２０３Ｙ）、受話信号はエコー遷移信号と判断し、受話減衰回路２２の４線受話減衰量ＡｔｔＡＧＣは、受話レベルに応じて０から１０ｄＢの範囲で設定して（Ｓ２０４）、作業を終了する。
【００１７】
ステップＳ２０３において、４線受話レベルがＴｈＲＭＩＮよりも小さい場合は（Ｓ２０３Ｎ）、入力された受話信号はエコーと判断し、受話減衰回路２２の４線受話減衰量ＡｔｔＡＧＣは１０ｄＢとして（Ｓ２０５）、作業を終了する。
【００１８】
つぎに、以上説明したエコー・キャンセラ４０、受話ボイス・スイッチ３０および小信号ＡＧＣ２０を備えた、図４のエコー低減装置の動作について、図７を併用して説明する。
【００１９】
図４において、自分の送話の場合、図示されてはいない自端末側のハイブリッド回路を介して４線送話受話伝送路１００上に送出される送話信号の４線送話レベルは、標準レベル０〜−１０ｄＢｍであり、１例として、図７（ａ）で●（黒丸）により示すように、−５ｄＢｍであるとする。この−５ｄＢｍの４線送話レベルは、受話ボイス・スイッチ３０の送話レベル検出回路３１で検出され、その検出結果から受話減衰回路３２が出力する４線受話減衰量は、１０ｄＢとなる（図５（ａ）参照）。
【００２０】
他方、自分の送話信号は、相手端末６０側のハイブリッド回路５０で跳ね返り、図７（ａ）に示すように、１０ｄＢ減衰して−１５ｄＢｍで４線送話受話伝送路１００の受話側に入って伝送される。受話側に入った自分の送話信号は、エコー・キャンセラ４０により、図７（ａ）に示すように、２０ｄＢ減衰して−３５ｄＢｍとなり、さらに、受話ボイス・スイッチ３０の受話減衰回路３２で１０ｄＢ減衰して−４５ｄＢｍとなり、小信号ＡＧＣ２０の受話レベル検出回路２１に入力される。
【００２１】
この−４５ｄＢｍの入力レベルは、受話レベル検出回路２１により検出され、その検出結果に基づく制御を受けた受話減衰回路２２により、自分の送話信号は、図７（ｂ）に示すように、１０ｄＢ減衰されて（図５（ｂ）参照）−５５ｄＢｍとなる。この−５５ｄＢｍとなった自分の送話信号が、４線送話受話伝送路１００の遅延ＤＴ，ＤＲにより、約５０ミリ秒以上遅れてエコーとなって自分に届く。しかし、これは聞こえないか、あるいは、聞こえても気にならないレベルである。
【００２２】
以上は、自分の送話のときに受話（相手からの送話）がない場合であるが、自分の送話のときに受話がある場合は、受話信号は、４線送話受話伝送路１００の受話側に入って伝送される。４線送話受話伝送路１００上に送出される受話信号の４線受話レベルは、標準レベル０〜−２０ｄＢｍであり、１例として−５ｄＢｍであるとすると、受話信号は、受話ボイス・スイッチ３０の受話減衰回路３２で１０ｄＢ減衰されて−１５ｄＢｍとなる。この−１５ｄＢｍのレベルは、小信号ＡＧＣ２０の受話レベル検出回路２１により検出され、その検出結果に基づいて受話減衰回路２２では減衰がなく（図５（ｂ）参照）、−１５ｄＢｍのままの４線受話レベルで自端末側に伝送される。これは、受話者にとっては十分に聞こえるレベルである。
【００２３】
他方、自分の送話信号（−５ｄＢｍ）は、相手端末側のハイブリッド回路５０で跳ね返り、１０ｄＢ減衰して−１５ｄＢｍで４線送話受話伝送路１００の受話側に入って伝送される。そして、エコー・キャンセラ４０で２０ｄＢ減衰して−３５ｄＢｍとなり、さらに受話ボイス・スイッチ３０の受話減衰回路３２で１０ｄＢ減衰して、−４５ｄＢｍとなる。しかし、小信号ＡＧＣ２０の受話減衰回路２２では、相手からの受話信号により減衰はなく、−４５ｄＢｍのままである。この−４５ｄＢｍの自分の送話信号が、４線送話受話伝送路１００の遅延ＤＴ，ＤＲにより、約５０ミリ秒以上遅れてエコーとなって自分に届くが、−１５ｄＢｍで届いた相手の音声によりマスクされるので、別段気にならない。
【００２４】
以上の説明における小信号ＡＧＣ２０および受話ボイス・スイッチ３０の４線送話レベル・４線受話レベルに対する入出力特性を図示すると、図８の通りとなる。図４に示した従来例では、４線受話レベルが小さく受話信号はないと判断されたときは（図８（ｄ））、小信号ＡＧＣ２０による減衰量は、１０ｄＢである（図８（ｃ））。これに対して、４線受話レベルが標準レベル（図８（ｄ）では、−５ｄＢｍ）であり受話信号があると判断されたときは（図８（ｄ））、小信号ＡＧＣ２０による減衰量は、０ｄＢである（図８（ｃ））。
【特許文献１】特開２００２−１０１０２１号公報
【特許文献２】特開２００３−１９８４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかしながら、図４に示した従来例によると、小信号ＡＧＣ２０の減衰量は、送話信号の有無にかかわらず常に一定とされている。自分の送話がある場合は、その間の相手話者からの受話は予定していないが、自分の送話がない場合は、通常は受話を予定している。しかし、図４の従来例では、自分の送話がないときでも、受話信号は一定量減衰される。
【００２６】
その結果、自分の送話がないときであって、相手話者の音声のレベルが小さい場合は、さらに小さくなって聞きづらくなり、また、相手話者の音声のレベルが減衰遷移域（受話遷移レベル範囲）であれば、音声のレベルが変動して一定ではないため、音声がふわついて不自然に聞こえるという解決すべき課題が、図４に示した従来例にはあった。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
そこで、上記課題に照らし、本発明はなされたものである。そのために、本発明では、つぎのような手段を用いるようにした。すなわち、遅延を有する４線送話受話伝送路の送話側を伝送される送話信号が、相手端末側の２線−４線変換をするためのハイブリッド回路で跳ね返って４線送話受話伝送路の受話側に入って伝送されるエコーを、エコー・キャンセラにより消去する。送話信号のレベルを検出し、その検出結果を基にエコー・キャンセラからの出力信号を受話ボイス・スイッチにより減衰する。送話信号のレベルが送話側所定レベルより小さいとき、または、送話信号のレベルが送話側所定レベルより大きくかつ受話ボイス・スイッチからの出力信号のレベルが受話側所定レベルより大きいときは、受話ボイス・スイッチからの出力信号を減衰する量を小さくする。送話信号のレベルが送話側所定レベルより大きくかつ受話ボイス・スイッチからの出力信号のレベルが受話側所定レベルより小さいときは、受話ボイス・スイッチからの出力信号を減衰する量を大きくする。以上のような手段を用いるようにした。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によるならば、相手話者信号の４線受話レベルが線路ロスなどにより小さくなったときや、相手話者の音声が小さいあるいは小さくなったときでも、音声が不自然に変動することはなく、明瞭に受話することができる。また、小信号ＡＧＣの機能が必要なときは、これを十分に発揮させることができ、エコー・キャンセラ等によっては消去しきれないエコーなどのノイズを減衰することができる。さらには、受話信号の有無を判断するためのしきい値設定の自由度も広がることから、良好な音質の送話受話器を実現することが可能となる。したがって、本発明によりもたらされる効果は、実用上極めて大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明によるエコーの低減は、送話信号が相手端末側の２線−４線変換をするハイブリッド回路で跳ね返って４線送話受話伝送路の受話側に入って伝送されるエコーを、エコー・キャンセラにより消去する。送話信号のレベルを検出し、その検出結果に基づいてエコー・キャンセラからの出力信号を受話ボイス・スイッチにより減衰する。送話信号のレベルが送話側所定レベルより小さいとき、または、送話信号のレベルが送話側所定レベルより大きくかつ受話ボイス・スイッチからの出力信号のレベルが受話側所定レベルより大きいときは、受話ボイス・スイッチからの出力信号を減衰する量を小さくする。送話信号のレベルが送話側所定レベルより大きくかつ受話ボイス・スイッチからの出力信号のレベルが受話側所定レベルより小さいときは、受話ボイス・スイッチからの出力信号を減衰する量を大きくする。以下、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００３０】
本発明の一実施例の回路構成を、図１に示し説明する。ここで、図１では、図４における構成要素と同一の構成要素については、同じ符号を付している。
【００３１】
図１において、本発明によるエコー低減装置が図４に示した従来例と異なるところは、小信号ＡＧＣ１０の構成である。すなわち、図４の従来例における小信号ＡＧＣ２０は、検出した受話信号のレベルを基に受話信号の減衰量を制御する制御信号を出力する受話レベル検出回路２１と、受話レベル検出回路２１からの制御信号を受けて受話信号を減衰する受話減衰回路２２とにより構成されるものであった。
【００３２】
これに対して、本発明における小信号ＡＧＣ１０は、受話レベル検出回路２１および受話減衰回路２２に加えて、４線送話レベルを検出し、その検出結果を基に受話信号の減衰量を制御する制御信号を受話減衰回路２２に送出する送話レベル検出回路１１を配している。送話レベル検出回路１１以外の構成要素および受話ボイス・スイッチ３０の入出力特性などは、図４に示した従来例と同じである。
【００３３】
そこで、ここにおける小信号ＡＧＣ１０の減衰特性の１例について説明する。４線送話レベルの標準レベルを０〜−１０ｄＢｍとしたとき、送話レベル検出回路１１により検出された４線送話レベルが−１０ｄＢｍ以下の場合と−１０ｄＢｍ以上の場合とで、受話減衰回路２２の減衰量は、以下のようにする。
［４線送話レベルが−１０ｄＢｍ以下の場合］
受話減衰回路２２の減衰量は０ｄＢとする。
【００３４】
［４線送話レベルが−１０ｄＢｍ以上の場合］
受話減衰回路２２の減衰量は、４線受話レベルによって異なるものし、それは、図４の従来例における小信号ＡＧＣ２０について図５（ｂ）により説明したところと同じとする。すなわち、４線受話レベルの標準レベルを０〜−２０ｄＢｍとしたとき、４線受話レベルが０〜−２０ｄＢｍであれば、受話減衰回路２２の減衰量は０ｄＢとし、４線受話レベルが−２０〜−３０ｄＢｍの場合は、受話減衰回路２２の減衰量は４線受話レベルに応じて０から１０ｄＢへほぼ直線的に変化し、４線受話レベルが−３０ｄＢｍ以下の場合は、受話減衰回路２２の減衰量は１０ｄＢとなるようにする。
【００３５】
図２は、上記の機能を有する小信号ＡＧＣ１０の動作の流れを示すフローチャートである。小信号ＡＧＣ１０には、送話信号の有無を判断する動作と、相手話者信号の有無を判断する動作と、受話減衰回路２２の４線受話減衰量を決定する動作とがある。
【００３６】
［送話信号の有無の判断］
図２において、小信号ＡＧＣ１０は、既に動作を開始しており、送話レベル検出回路１１は、検出した４線送話レベルと、標準レベルとして設定された範囲の最小値ＴｈＸ（−１０ｄＢｍ）とを比較する（Ｓ１０１）。４線送話レベルがＴｈＸ以下の場合は（Ｓ１０１Ｙ）、送話信号はないものと判断し、送話信号がなければエコーは発生しないため、受話減衰回路２２の減衰量ＡｔｔＡＧＣは０ｄＢとして（Ｓ１０２）、作業を終了する。
【００３７】
ステップＳ１０１において、４線送話レベルがＴｈＸよりも大きい場合は（Ｓ１０１Ｎ）、送話信号があるものと判断し、相手話者信号の有無を判断するためのステップＳ１０３に移行する。
【００３８】
［相手話者信号の有無の判断］
ステップＳ１０３では、受話レベル検出回路２１で検出した４線受話レベルと、設定された受話遷移レベル範囲（−２０〜−３０ｄＢｍ）の最大値ＴｈＲＭＡＸ（−２０ｄＢｍ）とを比較する（Ｓ１０３）。４線受話レベルがＴｈＲＭＡＸ以上の場合は（Ｓ１０３Ｙ）、入力された受話信号は相手話者信号であり、この相手話者信号にエコー・キャンセラ４０と受話ボイス・スイッチ３０とにより消し残ったエコーがマスクされるため気にならなくなる。受話減衰回路２２の４線受話減衰量ＡｔｔＡＧＣは、０ｄＢとして（Ｓ１０２）作業を終了する。
【００３９】
ステップＳ１０３において、４線受話レベルがＴｈＲＭＡＸよりも小さい場合は（Ｓ１０３Ｎ）、受話信号はエコー遷移信号もしくはエコーと判断し、受話減衰回路２２の４線受話減衰量を決定するためのステップＳ１０４に移行する。
【００４０】
［受話減衰回路２２の４線受話減衰量の決定］
ステップＳ１０４では、検出した４線受話レベルと、設定された受話遷移レベル範囲の最小値ＴｈＲＭＩＮ（−３０ｄＢｍ）とを比較する。４線受話レベルがＴｈＲＭＩＮ以上の場合は（Ｓ１０４Ｙ）、受話減衰回路２２の４線受話減衰量ＡｔｔＡＧＣは、受話レベルに応じて０〜１０ｄＢの範囲で設定して（Ｓ１０５）、作業を終了する。
【００４１】
ステップＳ１０４において、４線受話レベルがＴｈＲＭＩＮよりも小さい場合は（Ｓ１０４Ｎ）、入力された受話信号はエコーと判断し、受話減衰回路２２の４線受話減衰量ＡｔｔＡＧＣは１０ｄＢとして（Ｓ１０６）、作業を終了する。
【００４２】
なお、上記の相手話者信号の有無を判断する動作の流れ、および受話減衰回路２２の４線受話減衰量を決定する動作の流れは、図４の従来例における小信号ＡＧＣ２０の動作について図６により説明したところと同じである。
【００４３】
つぎに、以上のような構成の小信号ＡＧＣ１０を備えた、図１のエコー低減装置の動作について説明する。図１において、自分の送話の場合は、４線送話レベルは標準レベル０〜−１０ｄＢｍであり、１例として−５ｄＢｍとする。この−５ｄＢｍの４線送話レベルは、受話ボイス・スイッチ３０の送話レベル検出回路３１で検出され、その検出結果を基に受話減衰回路３２の４線減衰量は１０ｄＢとなる（図５（ａ）参照）。
【００４４】
他方、自分の送話信号は、相手端末６０側のハイブリッド回路５０で跳ね返り、１０ｄＢ減衰して（図７（ａ）参照）−１５ｄＢｍで４線送話受話伝送路１００の受話側に入って伝送される。受話側に入った自分の送話信号は、エコー・キャンセラ４０で２０ｄＢ減衰して（図７（ａ）参照）−３５ｄＢｍとなり、さらに受話ボイス・スイッチ３０の受話減衰回路３２で１０ｄＢ減衰して−４５ｄＢｍとなり、小信号ＡＧＣ１０の受話レベル検出回路２１に入力される。
【００４５】
この−４５ｄＢｍの入力レベルは、受話レベル検出回路２１で検出され、その検出結果に基づく制御を受けた受話減衰回路２２で１０ｄＢ減衰して（図５（ｂ）参照）−５５ｄＢｍとなる。この−５５ｄＢｍとなった自分の送話信号が、４線送話受話伝送路１００の遅延ＤＴ，ＤＲにより、約５０ミリ秒以上遅れて自分に届く。しかし、これは聞こえないか、あるいは、聞こえても気にならないレベルである。
【００４６】
自分の送話のときに受話（相手からの送話）がある場合は、受話信号は、４線送話受話伝送路１００の受話側に入って伝送される。４線送話受話伝送路１００上に送出される受話信号の４線受話レベルは、標準レベル０〜−２０ｄＢｍである。１例として−５ｄＢｍであるとすると、受話信号は、受話ボイス・スイッチ３０の受話減衰回路３２で１０ｄＢ減衰されて−１５ｄＢｍとなる。この−１５ｄＢｍのレベルは、小信号ＡＧＣ１０の受話レベル検出回路２１により検出され、その検出結果に基づいて受話減衰回路２２では減衰がなく（図５（ｂ）参照）、−１５ｄＢｍのままの４線受話レベルで自端末側に伝送される。これは、受話者にとっては十分に聞こえるレベルである。
【００４７】
他方、自分の送話信号（−５ｄＢｍ）は、相手端末側のハイブリッド回路５０で跳ね返り、１０ｄＢ減衰して−１５ｄＢｍで４線送話受話伝送路１００の受話側に入って伝送される。そして、エコー・キャンセラ４０で２０ｄＢ減衰して−３５ｄＢｍとなり、さらに受話ボイス・スイッチ３０の受話減衰回路３２で１０ｄＢ減衰して−４５ｄＢｍとなる。しかし、小信号ＡＧＣ２０の受話減衰回路２２では、相手からの受話信号により減衰はなく、−４５ｄＢｍのままである。この−４５ｄＢｍの自分の送話信号が、４線送話受話伝送路１００の遅延ＤＴ，ＤＲにより、約５０ミリ秒以上遅れてエコーとなって自分に届くが、−１５ｄＢｍで届いた相手の音声によりマスクされるので、別段気にならない。
【００４８】
以上の自分の送話があるときの回路動作は、図４に示した従来例による場合と同じである。これに対して、自分の送話がないときは、本発明特有の回路動作をする。すなわち、自分の送話がないときは、４線送話レベルは−２０ｄＢｍ以下であるから、受話ボイス・スイッチ３０の受話減衰回路３２の減衰量は０ｄＢである（図５（ａ）参照）。また、小信号ＡＧＣ１０の受話減衰回路２２の減衰量も０ｄＢである（本発明では、４線送話レベルが−１０ｄＢｍ以下の場合は、受話減衰回路２２の減衰量は０ｄＢ）。したがって、相手話者信号は、減衰のない通常の４線受話レベルで伝送される。
【００４９】
自分の送話がないときは、自分に跳ね返るエコーはない。エコーがなければ、エコー・キャンセラ４０および受話ボイス・スイッチ３０によっては消去しきれないエコーなどのノイズを減衰するための小信号ＡＧＣ１０の機能は、必ずしも必要ではない。そこで、本発明によるエコー低減装置では、自分の送話がないときは、小信号ＡＧＣ１０の機能は不要なものとしたのである。
【００５０】
その結果、相手話者信号の４線受話レベルが線路ロスなどにより小さくなったとき、あるいは、相手話者の音声が小さくなったときでも、そのために４線受話レベルが小さくなることはなく、明瞭に受話することができることになる。しかも、必要があれば、小信号ＡＧＣ１０の機能を十分に発揮させることができ、エコー・キャンセラ４０等によっては消去しきれないエコーなどのノイズを減衰することができることになる。また、受話信号の有無を判断するためのしきい値の設定の自由度も広がり、全体として良好な音質の送話受話器を実現することができる。
【００５１】
以上の説明における小信号ＡＧＣ１０および受話ボイス・スイッチ３０の４線送話レベル・４線受話レベルに対する入出力特性を図示すると、図３の通りとなる。本発明では、４線受話レベルが小さく受話信号はないと判断され（図３（ｄ））、かつ、送話信号があるとき（図３（ａ））のみ、小信号ＡＧＣ１０が動作し、これによる減衰量は１０ｄＢとなる（図３（ｃ））。それ以外の送話信号がないとき、および送話信号がありかつ受話信号があるときは、小信号ＡＧＣ１０は動作せず、減衰量は０ｄＢである（図３（ｃ））。この点が、図４の従来例では、受話信号はないと判断されたときは送話信号の有無にかかわらず小信号ＡＧＣ２０の減衰量を常に１０ｄＢとしている（図８（ｃ））のと異なるところである。
【００５２】
減衰量が０ｄＢであれば、受話信号はそのまま聞こえる。しかし、１０ｄＢの減衰があると、受話信号はエコーやノイズと判断され、減衰された受話信号が聞こえる。受話信号が実際にエコーやノイズの場合は、問題はないが、受話信号がレベルが小さい音声であった場合は、問題となる。小さい音声はさらに小さくなってしまう。減衰量の遷移域であれば、音声がふわついて聞こえ不自然なものとなってしまう。図４の従来例では、受話信号がないと判断されると受話信号は常に１０ｄＢ減衰されるので、このような問題が発生する。
【００５３】
これに対して、本発明では、受話信号はないと判断され、かつ、送話信号がないときは、減衰量は０ｄＢとなる。ここにおける「受話信号はないと判断」には、実際に受話信号がない場合だけでなく、受話信号がレベルの小さい音声であるため４線受話レベルが小さく受話信号はないと判断される場合も含むものである。このような受話信号がレベルの小さい音声である場合に、送話信号があったときは、１０ｄＢ減衰されるので、図４の従来例と同様の現象が起きるが、このときは、送話信号があるので、それほど問題にはならない。
【００５４】
しかし、送話信号がない場合には、通常は受話を予定している。図４の従来例では、送話がないときにも１０ｄＢ減衰するため、送話信号がないときの受話信号について問題を生ずることは、上述の通りである。このような場合、本発明では、減衰量は０ｄＢであるので、受話信号は減衰することなくそのまま聞くことが可能となる。このときは、送話信号はなく消去しきれないエコーは存在しないので、消去しきれないエコーの問題は生じない。また、送話があった場合は、エコー・キャンセラ４０および受話ボイス・スイッチ３０では消去しきれないエコーの可能性があるが、この消去しきれないエコーを、小信号ＡＧＣ１０によりさらに消去することができる。
【００５５】
なお、以上においては、小信号ＡＧＣ１０と受話ボイス・スイッチ３０のそれぞれに、送話レベル検出回路１１，３１および受話減衰回路２２，３２を配する構成について説明した。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。単一の送話レベル検出回路および受話減衰回路を用いて、受話信号がないと判断されかつ送話信号がないときに減衰量が０ｄＢとなるような構成としてもよい。すなわち、例えば、小信号ＡＧＣ１０の送話レベル検出回路１１および受話減衰回路２２は配することなく、４線送話受話伝送路１００の送話側を伝送される信号のレベルは、受話ボイス・スイッチ３０の送話レベル検出回路３０のみで行い、４線送話受話伝送路１００の受話側を伝送される、エコー・キャンセラ４０による処理がなされた信号の減衰は、受話ボイス・スイッチ３０の受話減衰回路３２のみで行うとともに、受話レベル検出回路２１からの制御信号を、受話ボイス・スイッチ３０の受話減衰回路３２に入力する回路構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施例の回路構成図である。
【図２】図１に示した小信号ＡＧＣの動作の流れを示すフローチャートである。
【図３】図１に示した小信号ＡＧＣおよび受話ボイス・スイッチの入出力特性図である。
【図４】従来例の回路構成図である。
【図５】図４に示した各受話減衰回路の減衰特性図である。
【図６】図４に示した小信号ＡＧＣの動作の流れを示すフローチャートである。
【図７】図４に示した従来例による送話信号の減衰の様子を説明するための説明図である。
【図８】図４に示した小信号ＡＧＣおよび受話ボイス・スイッチの入出力特性図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 小信号ＡＧＣ
１１ 送話レベル検出回路
２０ 小信号ＡＧＣ
２１ 受話レベル検出回路
２２ 受話減衰回路
３０ 受話ボイス・スイッチ
３１ 送話レベル検出回路
３２ 受話減衰回路
４０ エコー・キャンセラ
４１ エコー・キャンセル回路
４２ 減算器
５０ ハイブリッド回路
６０ 相手端末
１００ ４線送話受話伝送路
ＤＲ，ＤＴ 遅延
【技術分野】
【０００１】
本発明はエコー低減方法と装置に関する。具体的には、相手話者の音声のレベルが小さい場合であっても、明瞭に通話することができるエコー低減方法と装置を提供せんとするものである。
【背景技術】
【０００２】
２線−４線変換方式による送受話信号の伝送においては、自端末からの送話信号が、相手端末側における２線−４線変換をするハイブリッド回路で跳ね返り、遅延を有する４線送話受話伝送路を通じて自端末にエコーとして戻ってくる。このエコーは、送話者にとっては耳障りとなり、その通話を阻害するものとなる。そのため、２線−４線変換の伝送方式では、耳障りなエコーを消去する手段として、エコー・キャンセラおよび受話ボイス・スイッチが用いられている。しかし、エコー・キャンセラおよび受話ボイス・スイッチによっても消去しきれないエコーが残留することもある。
【０００３】
そのため、エコー・キャンセラおよび受話ボイス・スイッチでは消去しきれない残留エコーを、受話信号レベルが小さいときにさらに減衰させて抑圧する手段（以下、「小信号ＡＧＣ」という。）を、エコー・キャンセラおよび受話ボイス・スイッチとともに用いることが、従来より行われており、この小信号ＡＧＣを備えたエコー低減装置の従来例の回路構成を、図４に示し説明する。
【０００４】
図４において、自分の送話信号は、４線送話受話伝送路１００の送話側の遅延ＤＴにより遅延し、相手端末６０側のハイブリッド回路５０によって破線で示すように跳ね返る。跳ね返った送話信号は、４線送話受話伝送路１００の受話側の遅延ＤＲにより遅延し、エコーを消去するための手段を用いないとすると、耳障りなエコーとなって自分に聞こえる。
【０００５】
そこで、エコー・キャンセラ４０、受話ボイス・スイッチ３０および小信号ＡＧＣ２０が、エコーを消去するための手段として配されている。エコー・キャンセラ４０は、送話信号の回り込み成分を疑似した疑似エコー信号を送話信号から作成するエコー・キャンセル回路４１と、相手端末６０よりハイブリッド回路５０を介して４線送話受話伝送路１００の受話側に送出された受話信号から疑似エコー信号を除去する減算器４２とにより構成されている。
【０００６】
しかし、エコー・キャンセラ４０によりエコーをすべて消去するように調整することは極めて困難であり、しかも、回路規模が大きくなり高価格になるという問題点がある。そこで、エコー・キャンセラ４０だけでエコーを消去するのではなく、エコー・キャンセラ４０によるエコー消去の不足分を、受話ボイス・スイッチ３０および小信号ＡＧＣ２０により補うようにしている。
【０００７】
前者の受話ボイス・スイッチ３０は、検出した送話信号のレベルを基に受話信号の減衰量を制御する制御信号を出力する送話レベル検出回路３１と、送話レベル検出回路３１からの制御信号を受けて受話信号を減衰する受話減衰回路３２とにより構成されている。そして、受話ボイス・スイッチ３０は、４線送話レベル（４線送話受話伝送路１００上の送話信号のレベル）が大きいときに４線受話減衰量（４線送話受話伝送路１００上の受話信号の減衰量）が大きく、４線送話レベルが小さいときに４線受話減衰量は小さくなるという減衰特性を有している。
【０００８】
図５（ａ）は、受話ボイス・スイッチ３０の減衰特性の１例を示すものである。この例では、４線送話レベルの標準レベルを０〜−１０ｄＢｍとしたとき、４線送話レベルが０〜−１０ｄＢｍであれば、受話減衰回路３２の４線受話減衰量は１０ｄＢとし、４線送話レベルが−１０〜−２０ｄＢｍの場合は、４線受話減衰量は４線送話レベルに応じて１０〜０ｄＢへほぼ直線的に変化し、４線送話レベルが−２０ｄＢｍ以下の場合は、４線受話減衰量は０ｄＢとなる。
【０００９】
このように、受話ボイス・スイッチ３０は、送話レベル検出回路３１により４線送話レベルを検出して、その検出出力により受話減衰回路３２の４線受話減衰量を制御し、４線送話レベルが所定レベルより大きいときに減衰量を大きくし、所定レベルより小さいときに４線受話減衰量を小さくする。これにより、自分に跳ね返るエコーのレベルを低減するようにしている。
【００１０】
図４において、小信号ＡＧＣ２０は、検出した受話信号のレベルを基に受話信号の減衰量を制御する制御信号を出力する受話レベル検出回路２１と、受話レベル検出回路２１からの制御信号を受けて受話信号を減衰する受話減衰回路２２とにより構成されている。そして、小信号ＡＧＣ２０は、４線受話レベル（４線送話受話伝送路１００上の受話信号のレベル）が大きいときに４線受話減衰量が小さく、４線受話レベルが小さいときに４線受話減衰量が大きくなるという減衰特性を有している。
【００１１】
図５（ｂ）は、小信号ＡＧＣ２０の減衰特性の１例を示すものである。この例では、４線受話レベルの標準レベルを０〜−２０ｄＢｍとしたとき、４線受話レベルが０〜−２０ｄＢｍであれば、受話減衰回路２２の４線受話減衰量は０ｄＢとし、４線受話レベルが−２０〜−３０ｄＢｍの場合は、４線受話減衰量は４線受話レベルに応じて０〜１０ｄＢへほぼ直線的に変化し、４線受話レベルが−３０ｄＢｍ以下の場合は、４線受話減衰量は１０ｄＢとなる。
【００１２】
このように、小信号ＡＧＣ２０は、受話レベル検出回路２１により受話減衰回路２２の入力レベルを検出して、その検出出力により受話減衰回路２２の４線受話減衰量を制御し、受話減衰回路２２の入力レベルが所定レベルより大きいときは４線受話減衰量を小さくし、所定レベルより小さいときに４線受話減衰量を大きくする。これにより、４線受話レベルはそのままで、それ以外のエコーやノイズなどを低減するようにしている。
【００１３】
図６は、上記の機能を有する小信号ＡＧＣ２０の動作の流れを示すフローチャートである。小信号ＡＧＣ２０には、相手話者信号の有無を判断する動作と、受話減衰回路２２の４線受話減衰量を決定する動作とがある。
【００１４】
［相手話者信号の有無の判断］
図６において、小信号ＡＧＣ２０は、既に動作を開始しており、受話レベル検出回路２１は、検出した４線受話レベルと、設定された、減衰量が変化する範囲である受話遷移レベル範囲（−２０〜−３０ｄＢｍ）の最大値ＴｈＲＭＡＸ（−２０ｄＢｍ）とを比較する（Ｓ２０１）。４線受話レベルがＴｈＲＭＡＸ以上の場合は（Ｓ２０１Ｙ）、入力された受話信号は相手話者信号であり、エコーは、エコー・キャンセラ４０と受話ボイス・スイッチ３０とによりほとんど消去されたものと判断し、受話減衰回路２２の４線受話減衰量ＡｔｔＡＧＣは０ｄＢとして（Ｓ２０２）、作業を終了する。
【００１５】
ステップＳ２０１において、検出した４線受話レベルが受話遷移レベル範囲の最大値ＴｈＲＭＡＸよりも小さい場合は（Ｓ２０１Ｎ）、入力された受話信号は、相手話者信号ではなくエコー遷移信号もしくはエコーと判断し、受話減衰回路２２の４線受話減衰量を決定するためのステップＳ２０３に移行する。
【００１６】
［受話減衰回路２２の４線受話減衰量の決定］
ステップＳ２０３では、検出した４線受話レベルと、設定された受話遷移レベル範囲の最小値ＴｈＲＭＩＮ（−３０ｄＢｍ）とを比較する。４線受話レベルがＴｈＲＭＩＮ以上の場合は（Ｓ２０３Ｙ）、受話信号はエコー遷移信号と判断し、受話減衰回路２２の４線受話減衰量ＡｔｔＡＧＣは、受話レベルに応じて０から１０ｄＢの範囲で設定して（Ｓ２０４）、作業を終了する。
【００１７】
ステップＳ２０３において、４線受話レベルがＴｈＲＭＩＮよりも小さい場合は（Ｓ２０３Ｎ）、入力された受話信号はエコーと判断し、受話減衰回路２２の４線受話減衰量ＡｔｔＡＧＣは１０ｄＢとして（Ｓ２０５）、作業を終了する。
【００１８】
つぎに、以上説明したエコー・キャンセラ４０、受話ボイス・スイッチ３０および小信号ＡＧＣ２０を備えた、図４のエコー低減装置の動作について、図７を併用して説明する。
【００１９】
図４において、自分の送話の場合、図示されてはいない自端末側のハイブリッド回路を介して４線送話受話伝送路１００上に送出される送話信号の４線送話レベルは、標準レベル０〜−１０ｄＢｍであり、１例として、図７（ａ）で●（黒丸）により示すように、−５ｄＢｍであるとする。この−５ｄＢｍの４線送話レベルは、受話ボイス・スイッチ３０の送話レベル検出回路３１で検出され、その検出結果から受話減衰回路３２が出力する４線受話減衰量は、１０ｄＢとなる（図５（ａ）参照）。
【００２０】
他方、自分の送話信号は、相手端末６０側のハイブリッド回路５０で跳ね返り、図７（ａ）に示すように、１０ｄＢ減衰して−１５ｄＢｍで４線送話受話伝送路１００の受話側に入って伝送される。受話側に入った自分の送話信号は、エコー・キャンセラ４０により、図７（ａ）に示すように、２０ｄＢ減衰して−３５ｄＢｍとなり、さらに、受話ボイス・スイッチ３０の受話減衰回路３２で１０ｄＢ減衰して−４５ｄＢｍとなり、小信号ＡＧＣ２０の受話レベル検出回路２１に入力される。
【００２１】
この−４５ｄＢｍの入力レベルは、受話レベル検出回路２１により検出され、その検出結果に基づく制御を受けた受話減衰回路２２により、自分の送話信号は、図７（ｂ）に示すように、１０ｄＢ減衰されて（図５（ｂ）参照）−５５ｄＢｍとなる。この−５５ｄＢｍとなった自分の送話信号が、４線送話受話伝送路１００の遅延ＤＴ，ＤＲにより、約５０ミリ秒以上遅れてエコーとなって自分に届く。しかし、これは聞こえないか、あるいは、聞こえても気にならないレベルである。
【００２２】
以上は、自分の送話のときに受話（相手からの送話）がない場合であるが、自分の送話のときに受話がある場合は、受話信号は、４線送話受話伝送路１００の受話側に入って伝送される。４線送話受話伝送路１００上に送出される受話信号の４線受話レベルは、標準レベル０〜−２０ｄＢｍであり、１例として−５ｄＢｍであるとすると、受話信号は、受話ボイス・スイッチ３０の受話減衰回路３２で１０ｄＢ減衰されて−１５ｄＢｍとなる。この−１５ｄＢｍのレベルは、小信号ＡＧＣ２０の受話レベル検出回路２１により検出され、その検出結果に基づいて受話減衰回路２２では減衰がなく（図５（ｂ）参照）、−１５ｄＢｍのままの４線受話レベルで自端末側に伝送される。これは、受話者にとっては十分に聞こえるレベルである。
【００２３】
他方、自分の送話信号（−５ｄＢｍ）は、相手端末側のハイブリッド回路５０で跳ね返り、１０ｄＢ減衰して−１５ｄＢｍで４線送話受話伝送路１００の受話側に入って伝送される。そして、エコー・キャンセラ４０で２０ｄＢ減衰して−３５ｄＢｍとなり、さらに受話ボイス・スイッチ３０の受話減衰回路３２で１０ｄＢ減衰して、−４５ｄＢｍとなる。しかし、小信号ＡＧＣ２０の受話減衰回路２２では、相手からの受話信号により減衰はなく、−４５ｄＢｍのままである。この−４５ｄＢｍの自分の送話信号が、４線送話受話伝送路１００の遅延ＤＴ，ＤＲにより、約５０ミリ秒以上遅れてエコーとなって自分に届くが、−１５ｄＢｍで届いた相手の音声によりマスクされるので、別段気にならない。
【００２４】
以上の説明における小信号ＡＧＣ２０および受話ボイス・スイッチ３０の４線送話レベル・４線受話レベルに対する入出力特性を図示すると、図８の通りとなる。図４に示した従来例では、４線受話レベルが小さく受話信号はないと判断されたときは（図８（ｄ））、小信号ＡＧＣ２０による減衰量は、１０ｄＢである（図８（ｃ））。これに対して、４線受話レベルが標準レベル（図８（ｄ）では、−５ｄＢｍ）であり受話信号があると判断されたときは（図８（ｄ））、小信号ＡＧＣ２０による減衰量は、０ｄＢである（図８（ｃ））。
【特許文献１】特開２００２−１０１０２１号公報
【特許文献２】特開２００３−１９８４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかしながら、図４に示した従来例によると、小信号ＡＧＣ２０の減衰量は、送話信号の有無にかかわらず常に一定とされている。自分の送話がある場合は、その間の相手話者からの受話は予定していないが、自分の送話がない場合は、通常は受話を予定している。しかし、図４の従来例では、自分の送話がないときでも、受話信号は一定量減衰される。
【００２６】
その結果、自分の送話がないときであって、相手話者の音声のレベルが小さい場合は、さらに小さくなって聞きづらくなり、また、相手話者の音声のレベルが減衰遷移域（受話遷移レベル範囲）であれば、音声のレベルが変動して一定ではないため、音声がふわついて不自然に聞こえるという解決すべき課題が、図４に示した従来例にはあった。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
そこで、上記課題に照らし、本発明はなされたものである。そのために、本発明では、つぎのような手段を用いるようにした。すなわち、遅延を有する４線送話受話伝送路の送話側を伝送される送話信号が、相手端末側の２線−４線変換をするためのハイブリッド回路で跳ね返って４線送話受話伝送路の受話側に入って伝送されるエコーを、エコー・キャンセラにより消去する。送話信号のレベルを検出し、その検出結果を基にエコー・キャンセラからの出力信号を受話ボイス・スイッチにより減衰する。送話信号のレベルが送話側所定レベルより小さいとき、または、送話信号のレベルが送話側所定レベルより大きくかつ受話ボイス・スイッチからの出力信号のレベルが受話側所定レベルより大きいときは、受話ボイス・スイッチからの出力信号を減衰する量を小さくする。送話信号のレベルが送話側所定レベルより大きくかつ受話ボイス・スイッチからの出力信号のレベルが受話側所定レベルより小さいときは、受話ボイス・スイッチからの出力信号を減衰する量を大きくする。以上のような手段を用いるようにした。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によるならば、相手話者信号の４線受話レベルが線路ロスなどにより小さくなったときや、相手話者の音声が小さいあるいは小さくなったときでも、音声が不自然に変動することはなく、明瞭に受話することができる。また、小信号ＡＧＣの機能が必要なときは、これを十分に発揮させることができ、エコー・キャンセラ等によっては消去しきれないエコーなどのノイズを減衰することができる。さらには、受話信号の有無を判断するためのしきい値設定の自由度も広がることから、良好な音質の送話受話器を実現することが可能となる。したがって、本発明によりもたらされる効果は、実用上極めて大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明によるエコーの低減は、送話信号が相手端末側の２線−４線変換をするハイブリッド回路で跳ね返って４線送話受話伝送路の受話側に入って伝送されるエコーを、エコー・キャンセラにより消去する。送話信号のレベルを検出し、その検出結果に基づいてエコー・キャンセラからの出力信号を受話ボイス・スイッチにより減衰する。送話信号のレベルが送話側所定レベルより小さいとき、または、送話信号のレベルが送話側所定レベルより大きくかつ受話ボイス・スイッチからの出力信号のレベルが受話側所定レベルより大きいときは、受話ボイス・スイッチからの出力信号を減衰する量を小さくする。送話信号のレベルが送話側所定レベルより大きくかつ受話ボイス・スイッチからの出力信号のレベルが受話側所定レベルより小さいときは、受話ボイス・スイッチからの出力信号を減衰する量を大きくする。以下、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００３０】
本発明の一実施例の回路構成を、図１に示し説明する。ここで、図１では、図４における構成要素と同一の構成要素については、同じ符号を付している。
【００３１】
図１において、本発明によるエコー低減装置が図４に示した従来例と異なるところは、小信号ＡＧＣ１０の構成である。すなわち、図４の従来例における小信号ＡＧＣ２０は、検出した受話信号のレベルを基に受話信号の減衰量を制御する制御信号を出力する受話レベル検出回路２１と、受話レベル検出回路２１からの制御信号を受けて受話信号を減衰する受話減衰回路２２とにより構成されるものであった。
【００３２】
これに対して、本発明における小信号ＡＧＣ１０は、受話レベル検出回路２１および受話減衰回路２２に加えて、４線送話レベルを検出し、その検出結果を基に受話信号の減衰量を制御する制御信号を受話減衰回路２２に送出する送話レベル検出回路１１を配している。送話レベル検出回路１１以外の構成要素および受話ボイス・スイッチ３０の入出力特性などは、図４に示した従来例と同じである。
【００３３】
そこで、ここにおける小信号ＡＧＣ１０の減衰特性の１例について説明する。４線送話レベルの標準レベルを０〜−１０ｄＢｍとしたとき、送話レベル検出回路１１により検出された４線送話レベルが−１０ｄＢｍ以下の場合と−１０ｄＢｍ以上の場合とで、受話減衰回路２２の減衰量は、以下のようにする。
［４線送話レベルが−１０ｄＢｍ以下の場合］
受話減衰回路２２の減衰量は０ｄＢとする。
【００３４】
［４線送話レベルが−１０ｄＢｍ以上の場合］
受話減衰回路２２の減衰量は、４線受話レベルによって異なるものし、それは、図４の従来例における小信号ＡＧＣ２０について図５（ｂ）により説明したところと同じとする。すなわち、４線受話レベルの標準レベルを０〜−２０ｄＢｍとしたとき、４線受話レベルが０〜−２０ｄＢｍであれば、受話減衰回路２２の減衰量は０ｄＢとし、４線受話レベルが−２０〜−３０ｄＢｍの場合は、受話減衰回路２２の減衰量は４線受話レベルに応じて０から１０ｄＢへほぼ直線的に変化し、４線受話レベルが−３０ｄＢｍ以下の場合は、受話減衰回路２２の減衰量は１０ｄＢとなるようにする。
【００３５】
図２は、上記の機能を有する小信号ＡＧＣ１０の動作の流れを示すフローチャートである。小信号ＡＧＣ１０には、送話信号の有無を判断する動作と、相手話者信号の有無を判断する動作と、受話減衰回路２２の４線受話減衰量を決定する動作とがある。
【００３６】
［送話信号の有無の判断］
図２において、小信号ＡＧＣ１０は、既に動作を開始しており、送話レベル検出回路１１は、検出した４線送話レベルと、標準レベルとして設定された範囲の最小値ＴｈＸ（−１０ｄＢｍ）とを比較する（Ｓ１０１）。４線送話レベルがＴｈＸ以下の場合は（Ｓ１０１Ｙ）、送話信号はないものと判断し、送話信号がなければエコーは発生しないため、受話減衰回路２２の減衰量ＡｔｔＡＧＣは０ｄＢとして（Ｓ１０２）、作業を終了する。
【００３７】
ステップＳ１０１において、４線送話レベルがＴｈＸよりも大きい場合は（Ｓ１０１Ｎ）、送話信号があるものと判断し、相手話者信号の有無を判断するためのステップＳ１０３に移行する。
【００３８】
［相手話者信号の有無の判断］
ステップＳ１０３では、受話レベル検出回路２１で検出した４線受話レベルと、設定された受話遷移レベル範囲（−２０〜−３０ｄＢｍ）の最大値ＴｈＲＭＡＸ（−２０ｄＢｍ）とを比較する（Ｓ１０３）。４線受話レベルがＴｈＲＭＡＸ以上の場合は（Ｓ１０３Ｙ）、入力された受話信号は相手話者信号であり、この相手話者信号にエコー・キャンセラ４０と受話ボイス・スイッチ３０とにより消し残ったエコーがマスクされるため気にならなくなる。受話減衰回路２２の４線受話減衰量ＡｔｔＡＧＣは、０ｄＢとして（Ｓ１０２）作業を終了する。
【００３９】
ステップＳ１０３において、４線受話レベルがＴｈＲＭＡＸよりも小さい場合は（Ｓ１０３Ｎ）、受話信号はエコー遷移信号もしくはエコーと判断し、受話減衰回路２２の４線受話減衰量を決定するためのステップＳ１０４に移行する。
【００４０】
［受話減衰回路２２の４線受話減衰量の決定］
ステップＳ１０４では、検出した４線受話レベルと、設定された受話遷移レベル範囲の最小値ＴｈＲＭＩＮ（−３０ｄＢｍ）とを比較する。４線受話レベルがＴｈＲＭＩＮ以上の場合は（Ｓ１０４Ｙ）、受話減衰回路２２の４線受話減衰量ＡｔｔＡＧＣは、受話レベルに応じて０〜１０ｄＢの範囲で設定して（Ｓ１０５）、作業を終了する。
【００４１】
ステップＳ１０４において、４線受話レベルがＴｈＲＭＩＮよりも小さい場合は（Ｓ１０４Ｎ）、入力された受話信号はエコーと判断し、受話減衰回路２２の４線受話減衰量ＡｔｔＡＧＣは１０ｄＢとして（Ｓ１０６）、作業を終了する。
【００４２】
なお、上記の相手話者信号の有無を判断する動作の流れ、および受話減衰回路２２の４線受話減衰量を決定する動作の流れは、図４の従来例における小信号ＡＧＣ２０の動作について図６により説明したところと同じである。
【００４３】
つぎに、以上のような構成の小信号ＡＧＣ１０を備えた、図１のエコー低減装置の動作について説明する。図１において、自分の送話の場合は、４線送話レベルは標準レベル０〜−１０ｄＢｍであり、１例として−５ｄＢｍとする。この−５ｄＢｍの４線送話レベルは、受話ボイス・スイッチ３０の送話レベル検出回路３１で検出され、その検出結果を基に受話減衰回路３２の４線減衰量は１０ｄＢとなる（図５（ａ）参照）。
【００４４】
他方、自分の送話信号は、相手端末６０側のハイブリッド回路５０で跳ね返り、１０ｄＢ減衰して（図７（ａ）参照）−１５ｄＢｍで４線送話受話伝送路１００の受話側に入って伝送される。受話側に入った自分の送話信号は、エコー・キャンセラ４０で２０ｄＢ減衰して（図７（ａ）参照）−３５ｄＢｍとなり、さらに受話ボイス・スイッチ３０の受話減衰回路３２で１０ｄＢ減衰して−４５ｄＢｍとなり、小信号ＡＧＣ１０の受話レベル検出回路２１に入力される。
【００４５】
この−４５ｄＢｍの入力レベルは、受話レベル検出回路２１で検出され、その検出結果に基づく制御を受けた受話減衰回路２２で１０ｄＢ減衰して（図５（ｂ）参照）−５５ｄＢｍとなる。この−５５ｄＢｍとなった自分の送話信号が、４線送話受話伝送路１００の遅延ＤＴ，ＤＲにより、約５０ミリ秒以上遅れて自分に届く。しかし、これは聞こえないか、あるいは、聞こえても気にならないレベルである。
【００４６】
自分の送話のときに受話（相手からの送話）がある場合は、受話信号は、４線送話受話伝送路１００の受話側に入って伝送される。４線送話受話伝送路１００上に送出される受話信号の４線受話レベルは、標準レベル０〜−２０ｄＢｍである。１例として−５ｄＢｍであるとすると、受話信号は、受話ボイス・スイッチ３０の受話減衰回路３２で１０ｄＢ減衰されて−１５ｄＢｍとなる。この−１５ｄＢｍのレベルは、小信号ＡＧＣ１０の受話レベル検出回路２１により検出され、その検出結果に基づいて受話減衰回路２２では減衰がなく（図５（ｂ）参照）、−１５ｄＢｍのままの４線受話レベルで自端末側に伝送される。これは、受話者にとっては十分に聞こえるレベルである。
【００４７】
他方、自分の送話信号（−５ｄＢｍ）は、相手端末側のハイブリッド回路５０で跳ね返り、１０ｄＢ減衰して−１５ｄＢｍで４線送話受話伝送路１００の受話側に入って伝送される。そして、エコー・キャンセラ４０で２０ｄＢ減衰して−３５ｄＢｍとなり、さらに受話ボイス・スイッチ３０の受話減衰回路３２で１０ｄＢ減衰して−４５ｄＢｍとなる。しかし、小信号ＡＧＣ２０の受話減衰回路２２では、相手からの受話信号により減衰はなく、−４５ｄＢｍのままである。この−４５ｄＢｍの自分の送話信号が、４線送話受話伝送路１００の遅延ＤＴ，ＤＲにより、約５０ミリ秒以上遅れてエコーとなって自分に届くが、−１５ｄＢｍで届いた相手の音声によりマスクされるので、別段気にならない。
【００４８】
以上の自分の送話があるときの回路動作は、図４に示した従来例による場合と同じである。これに対して、自分の送話がないときは、本発明特有の回路動作をする。すなわち、自分の送話がないときは、４線送話レベルは−２０ｄＢｍ以下であるから、受話ボイス・スイッチ３０の受話減衰回路３２の減衰量は０ｄＢである（図５（ａ）参照）。また、小信号ＡＧＣ１０の受話減衰回路２２の減衰量も０ｄＢである（本発明では、４線送話レベルが−１０ｄＢｍ以下の場合は、受話減衰回路２２の減衰量は０ｄＢ）。したがって、相手話者信号は、減衰のない通常の４線受話レベルで伝送される。
【００４９】
自分の送話がないときは、自分に跳ね返るエコーはない。エコーがなければ、エコー・キャンセラ４０および受話ボイス・スイッチ３０によっては消去しきれないエコーなどのノイズを減衰するための小信号ＡＧＣ１０の機能は、必ずしも必要ではない。そこで、本発明によるエコー低減装置では、自分の送話がないときは、小信号ＡＧＣ１０の機能は不要なものとしたのである。
【００５０】
その結果、相手話者信号の４線受話レベルが線路ロスなどにより小さくなったとき、あるいは、相手話者の音声が小さくなったときでも、そのために４線受話レベルが小さくなることはなく、明瞭に受話することができることになる。しかも、必要があれば、小信号ＡＧＣ１０の機能を十分に発揮させることができ、エコー・キャンセラ４０等によっては消去しきれないエコーなどのノイズを減衰することができることになる。また、受話信号の有無を判断するためのしきい値の設定の自由度も広がり、全体として良好な音質の送話受話器を実現することができる。
【００５１】
以上の説明における小信号ＡＧＣ１０および受話ボイス・スイッチ３０の４線送話レベル・４線受話レベルに対する入出力特性を図示すると、図３の通りとなる。本発明では、４線受話レベルが小さく受話信号はないと判断され（図３（ｄ））、かつ、送話信号があるとき（図３（ａ））のみ、小信号ＡＧＣ１０が動作し、これによる減衰量は１０ｄＢとなる（図３（ｃ））。それ以外の送話信号がないとき、および送話信号がありかつ受話信号があるときは、小信号ＡＧＣ１０は動作せず、減衰量は０ｄＢである（図３（ｃ））。この点が、図４の従来例では、受話信号はないと判断されたときは送話信号の有無にかかわらず小信号ＡＧＣ２０の減衰量を常に１０ｄＢとしている（図８（ｃ））のと異なるところである。
【００５２】
減衰量が０ｄＢであれば、受話信号はそのまま聞こえる。しかし、１０ｄＢの減衰があると、受話信号はエコーやノイズと判断され、減衰された受話信号が聞こえる。受話信号が実際にエコーやノイズの場合は、問題はないが、受話信号がレベルが小さい音声であった場合は、問題となる。小さい音声はさらに小さくなってしまう。減衰量の遷移域であれば、音声がふわついて聞こえ不自然なものとなってしまう。図４の従来例では、受話信号がないと判断されると受話信号は常に１０ｄＢ減衰されるので、このような問題が発生する。
【００５３】
これに対して、本発明では、受話信号はないと判断され、かつ、送話信号がないときは、減衰量は０ｄＢとなる。ここにおける「受話信号はないと判断」には、実際に受話信号がない場合だけでなく、受話信号がレベルの小さい音声であるため４線受話レベルが小さく受話信号はないと判断される場合も含むものである。このような受話信号がレベルの小さい音声である場合に、送話信号があったときは、１０ｄＢ減衰されるので、図４の従来例と同様の現象が起きるが、このときは、送話信号があるので、それほど問題にはならない。
【００５４】
しかし、送話信号がない場合には、通常は受話を予定している。図４の従来例では、送話がないときにも１０ｄＢ減衰するため、送話信号がないときの受話信号について問題を生ずることは、上述の通りである。このような場合、本発明では、減衰量は０ｄＢであるので、受話信号は減衰することなくそのまま聞くことが可能となる。このときは、送話信号はなく消去しきれないエコーは存在しないので、消去しきれないエコーの問題は生じない。また、送話があった場合は、エコー・キャンセラ４０および受話ボイス・スイッチ３０では消去しきれないエコーの可能性があるが、この消去しきれないエコーを、小信号ＡＧＣ１０によりさらに消去することができる。
【００５５】
なお、以上においては、小信号ＡＧＣ１０と受話ボイス・スイッチ３０のそれぞれに、送話レベル検出回路１１，３１および受話減衰回路２２，３２を配する構成について説明した。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。単一の送話レベル検出回路および受話減衰回路を用いて、受話信号がないと判断されかつ送話信号がないときに減衰量が０ｄＢとなるような構成としてもよい。すなわち、例えば、小信号ＡＧＣ１０の送話レベル検出回路１１および受話減衰回路２２は配することなく、４線送話受話伝送路１００の送話側を伝送される信号のレベルは、受話ボイス・スイッチ３０の送話レベル検出回路３０のみで行い、４線送話受話伝送路１００の受話側を伝送される、エコー・キャンセラ４０による処理がなされた信号の減衰は、受話ボイス・スイッチ３０の受話減衰回路３２のみで行うとともに、受話レベル検出回路２１からの制御信号を、受話ボイス・スイッチ３０の受話減衰回路３２に入力する回路構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施例の回路構成図である。
【図２】図１に示した小信号ＡＧＣの動作の流れを示すフローチャートである。
【図３】図１に示した小信号ＡＧＣおよび受話ボイス・スイッチの入出力特性図である。
【図４】従来例の回路構成図である。
【図５】図４に示した各受話減衰回路の減衰特性図である。
【図６】図４に示した小信号ＡＧＣの動作の流れを示すフローチャートである。
【図７】図４に示した従来例による送話信号の減衰の様子を説明するための説明図である。
【図８】図４に示した小信号ＡＧＣおよび受話ボイス・スイッチの入出力特性図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 小信号ＡＧＣ
１１ 送話レベル検出回路
２０ 小信号ＡＧＣ
２１ 受話レベル検出回路
２２ 受話減衰回路
３０ 受話ボイス・スイッチ
３１ 送話レベル検出回路
３２ 受話減衰回路
４０ エコー・キャンセラ
４１ エコー・キャンセル回路
４２ 減算器
５０ ハイブリッド回路
６０ 相手端末
１００ ４線送話受話伝送路
ＤＲ，ＤＴ 遅延
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遅延（ＤＴ，ＤＲ）を有する４線送話受話伝送路（１００）の送話側を伝送される送話信号が相手端末（６０）側の２線−４線変換をするハイブリッド回路（５０）で跳ね返って前記４線送話受話伝送路の受話側に入って伝送されるエコーを消去するためのエコー・キャンセラ処理（４０）をし、
前記４線送話受話伝送路の送話側を伝送される送話信号のレベルを検出し、検出された前記送話信号のレベルを基に前記エコー・キャンセラ処理をされた信号を減衰するための受話ボイス・スイッチ処理（３０）をし、
前記受話ボイス・スイッチ処理をされた信号のレベルを検出し、前記送話信号のレベルが設定された送話レベルより小さいときおよび前記送話信号のレベルが前記設定された送話レベルより大きくかつ前記受話ボイス・スイッチ処理をされた信号のレベルが設定された受話レベルより大きいときの一方においては前記受話ボイス・スイッチ処理をされた信号を減衰する量を小さくし、前記送話信号のレベルが前記設定された送話レベルより大きくかつ前記受話ボイス・スイッチ処理をされた信号のレベルが前記設定された受話レベルより小さいときは前記受話ボイス・スイッチ処理をされた信号を減衰する量を大きくするための小信号ＡＧＣ処理（１０）をするエコー低減方法。
【請求項２】
遅延（ＤＴ，ＤＲ）を有する４線送話受話伝送路（１００）の送話側を伝送される送話信号が相手端末（６０）側の２線−４線変換をするハイブリッド回路（５０）で跳ね返って前記４線送話受話伝送路の受話側に入って伝送されるエコーを消去するための、前記送話信号から疑似エコー信号を作成するエコー・キャンセル回路(４１)および前記ハイブリッド回路からの出力信号より前記疑似エコー信号を除去する減算器(４２)からなるエコー・キャンセラ手段（４０）と、
前記４線送話受話伝送路の送話側を伝送される送話信号のレベルを検出するための第１の送話レベル検出回路(３１)および前記第１の送話レベル検出回路により検出された前記送話信号のレベルを基に前記エコー・キャンセラ手段からの出力信号を減衰するための第１の受話減衰回路(３２)からなる受話ボイス・スイッチ手段（３０）を具備したエコー低減装置において、
前記受話ボイス・スイッチ手段からの出力信号のレベルを検出する受話レベル検出回路(２１)と前記４線送話受話伝送路の送話側を伝送される送話信号のレベルを検出する第２の送話レベル検出回路(１１)と前記受話レベル検出回路により検出されたレベルおよび前記第２の送話レベル検出回路により検出されたレベルを基に前記受話ボイス・スイッチ手段からの出力信号を減衰する第２の受話減衰回路(２２)からなり、前記送話信号のレベルが設定された送話レベルより小さいときおよび前記送話信号のレベルが前記設定された送話レベルより大きくかつ前記受話ボイス・スイッチ手段からの出力信号のレベルが設定された受話レベルより大きいときの一方においては前記受話ボイス・スイッチ手段からの出力信号を減衰する量を小さくし、前記送話信号のレベルが前記設定された送話レベルより大きくかつ前記受話ボイス・スイッチ手段からの出力信号が前記設定された受話レベルより小さいときは前記受話ボイス・スイッチ手段からの出力信号を減衰する量を大きくするための小信号ＡＧＣ手段（１０）とを含むエコー低減装置。
【請求項３】
前記第１および第２の送話レベル検出回路として単一の送話レベル検出回路を用いたものである請求項２記載のエコー低減装置。
【請求項４】
前記第１および第２の受話減衰回路として単一の受話減衰回路を用いたものである請求項２または３記載のエコー低減装置。
【請求項１】
遅延（ＤＴ，ＤＲ）を有する４線送話受話伝送路（１００）の送話側を伝送される送話信号が相手端末（６０）側の２線−４線変換をするハイブリッド回路（５０）で跳ね返って前記４線送話受話伝送路の受話側に入って伝送されるエコーを消去するためのエコー・キャンセラ処理（４０）をし、
前記４線送話受話伝送路の送話側を伝送される送話信号のレベルを検出し、検出された前記送話信号のレベルを基に前記エコー・キャンセラ処理をされた信号を減衰するための受話ボイス・スイッチ処理（３０）をし、
前記受話ボイス・スイッチ処理をされた信号のレベルを検出し、前記送話信号のレベルが設定された送話レベルより小さいときおよび前記送話信号のレベルが前記設定された送話レベルより大きくかつ前記受話ボイス・スイッチ処理をされた信号のレベルが設定された受話レベルより大きいときの一方においては前記受話ボイス・スイッチ処理をされた信号を減衰する量を小さくし、前記送話信号のレベルが前記設定された送話レベルより大きくかつ前記受話ボイス・スイッチ処理をされた信号のレベルが前記設定された受話レベルより小さいときは前記受話ボイス・スイッチ処理をされた信号を減衰する量を大きくするための小信号ＡＧＣ処理（１０）をするエコー低減方法。
【請求項２】
遅延（ＤＴ，ＤＲ）を有する４線送話受話伝送路（１００）の送話側を伝送される送話信号が相手端末（６０）側の２線−４線変換をするハイブリッド回路（５０）で跳ね返って前記４線送話受話伝送路の受話側に入って伝送されるエコーを消去するための、前記送話信号から疑似エコー信号を作成するエコー・キャンセル回路(４１)および前記ハイブリッド回路からの出力信号より前記疑似エコー信号を除去する減算器(４２)からなるエコー・キャンセラ手段（４０）と、
前記４線送話受話伝送路の送話側を伝送される送話信号のレベルを検出するための第１の送話レベル検出回路(３１)および前記第１の送話レベル検出回路により検出された前記送話信号のレベルを基に前記エコー・キャンセラ手段からの出力信号を減衰するための第１の受話減衰回路(３２)からなる受話ボイス・スイッチ手段（３０）を具備したエコー低減装置において、
前記受話ボイス・スイッチ手段からの出力信号のレベルを検出する受話レベル検出回路(２１)と前記４線送話受話伝送路の送話側を伝送される送話信号のレベルを検出する第２の送話レベル検出回路(１１)と前記受話レベル検出回路により検出されたレベルおよび前記第２の送話レベル検出回路により検出されたレベルを基に前記受話ボイス・スイッチ手段からの出力信号を減衰する第２の受話減衰回路(２２)からなり、前記送話信号のレベルが設定された送話レベルより小さいときおよび前記送話信号のレベルが前記設定された送話レベルより大きくかつ前記受話ボイス・スイッチ手段からの出力信号のレベルが設定された受話レベルより大きいときの一方においては前記受話ボイス・スイッチ手段からの出力信号を減衰する量を小さくし、前記送話信号のレベルが前記設定された送話レベルより大きくかつ前記受話ボイス・スイッチ手段からの出力信号が前記設定された受話レベルより小さいときは前記受話ボイス・スイッチ手段からの出力信号を減衰する量を大きくするための小信号ＡＧＣ手段（１０）とを含むエコー低減装置。
【請求項３】
前記第１および第２の送話レベル検出回路として単一の送話レベル検出回路を用いたものである請求項２記載のエコー低減装置。
【請求項４】
前記第１および第２の受話減衰回路として単一の受話減衰回路を用いたものである請求項２または３記載のエコー低減装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２１２６３５（Ｐ２００９−２１２６３５Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５１６６６（Ｐ２００８−５１６６６）
【出願日】平成２０年３月３日（２００８．３．３）
【出願人】（００００００１８１）岩崎通信機株式会社 (133)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３日（２００８．３．３）
【出願人】（００００００１８１）岩崎通信機株式会社 (133)
【Ｆターム（参考）】
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