伝搬遅延時間推定器、プログラム及び方法、並びにエコーキャンセラ
【課題】 伝搬遅延時間の推定において、誤った時間を推定結果としてしまう頻度を低減することができる。
【解決手段】 本発明は、当初は同一信号であった第１の離散的時間信号と、第２の離散的時間信号との時間差である伝搬遅延時間を推定する伝搬遅延時間推定器に関する。そして、伝搬遅延時間推定器は、第１の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第３の離散的時間信号に変換し、第２の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第４の離散的時間信号に変換する手段と、第３の離散的時間信号及び上記第４の離散的時間信号を利用して、上記伝搬遅延時間の推定値を算出する手段とを有することを特徴とする。
【解決手段】 本発明は、当初は同一信号であった第１の離散的時間信号と、第２の離散的時間信号との時間差である伝搬遅延時間を推定する伝搬遅延時間推定器に関する。そして、伝搬遅延時間推定器は、第１の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第３の離散的時間信号に変換し、第２の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第４の離散的時間信号に変換する手段と、第３の離散的時間信号及び上記第４の離散的時間信号を利用して、上記伝搬遅延時間の推定値を算出する手段とを有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝搬遅延時間推定器、方法及びプログラム、並びに、エコーキャンセラに関し、例えば、回線エコーを消去するエコーキャンセラに適用し得る。
【背景技術】
【０００２】
エコー発生点までの往復伝搬遅延時間（以下、単に「伝搬遅延時間」ともいう）が大きな回線エコーキャンセラの配備例を、図８に示す。なお、図８においては、２線伝送路４０１、４０２、４０３、４０４を便宜上１本の線で描いている。
【０００３】
伝送路４０１は、電話機４０８に対向する図示しない対向側の電話機から送信されてくる音声信号ｘ（ｎ）の伝搬経路であり、回線エコーキャンセラ４０５並びに中継網４０６を介して２線／４線変換器４０７に接続されている。音声信号ｘ（ｎ）は、２線／４線変換器４０７を介して電話機４０８に到達し、また、これと同時に、２線／４線変換器４０７でのインピーダンス不整合のため、その一部が反射し、信号ｙ（ｎ）として２線伝送路４０３及び中継網４０６を介して、回線エコーキャンセラ４０５に与えられる。このエコー信号ｙ（ｎ）は、回線エコーキャンセラ４０５で消去されるが、一般には、完全消去することは不可能なので残留エコー信号ｅ（ｎ）が２線伝送路４０４を介して、対向側の電話機に戻っていく。
【０００４】
次に、回線エコーキャンセラ４０５で一般的に実用されている代表的なエコー消去アルゴリズムである学習同定法について説明する。なお、これ以降、特に断らない限り、信号は、ある標本化レートで量子化された離散値系信号と見なし、時間は標本化周期を１単位時間とする離散時間ｎで表記することとする。
【０００５】
エコー消去アルゴリズムにおいて、回線エコーキャンセラ４０５から見た電話機４０８側のエコー経路を線形シフト不変システムと見なし、具体的には、Ｎ次の有限インパルス応答型フィルタと見なす。当該フィルタのタップ係数をｈ（ｋ）、また、回線エコーキャンセラ４０５が推定する当該フィルタの時刻ｎの時点でのタップ係数をｇｎ（ｋ）、回線エコーキャンセラ４０５が推定するエコー信号をｙ’（ｎ）と表すと、当該アルゴリズムは（１）式で表すことができる。
【数１】
【０００６】
（１）式において、μはｇｎ（ｋ）の収束速度を決定するパラメータであり、通常、０＜μ＜２の範囲に設定される。
【０００７】
次に、回線エコーキャンセラ４０５とエコー発生点である２線／４線変換器４０７との間の往復伝搬距離は長く、また、中継網４０６の内部に配置されている各種ネットワーク装置による処理遅延により、回線エコーキャンセラ４０５と２線／４線変換器４０７との間の往復伝搬遅延時間Ｔｒｔは十分に大きいものとする。ここで、Ｔｒｔは、離散時間換算でＮＤＬＹ単位時間に相当するものとし、この遅延をｚ関数による伝達関数ＨＤＬＹ（ｚ）で表すと、(２)式に示すようになる。
【０００８】
また、２線／４線変換器４０７を有限インパルス応答型フィルタと見なしたときのフィルタ次数をＮＨＹＢ、当該フィルタのタップ係数をｈ（０）、ｈ（１）、…、ｈ（ＮＨＹＢ）とし、当該フィルタのｚ関数による伝達関数をＨＨＹＢ（ｚ）で表すと、(３)式に示すようになる。
【数２】
【０００９】
従って、このときのエコー経路のｚ関数による伝達関数をＨＥＰ（ｚ）と表すと、(４)式に示すようになる。（４）式で表されるエコー経路の伝達関数の入出力信号をそれぞれｘ（ｎ）,ｙ（ｎ）とし、これらのｚ変換をＸ（ｚ）、Ｙ（ｚ）とすると、（５）式に示す関係が成立する。（５）式において、ｚ−ＮＤＬＹＸ（ｚ）は時間領域において、入力信号ｘ（ｎ）をＮＤＬＹ単位時間だけ遅延させることを意味する。実際、（５）式を逆ｚ変換により時間領域に変換すると（６）式を得る。
【数３】
【００１０】
図９は、ＨＥＰ（ｚ）を逆ｚ変換した離散時間領域の信号ｈＥＰ（ｎ）の具体例について示した説明図である。
【００１１】
ｈＥＰ（ｎ）の時間的な振る舞いは上述した説明に従っており、（７）式で表される。
【数４】
【００１２】
ここで、（１）式に従ってエコー推定を実施する回線エコーキャンセラ４０５の推定器のフィルタ次数Ｎとし、ＮＤＬＹ、ＮＨＹＢとの関係を（８）式のように想定し、（６）式で表されるエコー信号ｙ（ｎ）と（１）式で表せるエコー推定信号ｙ’（ｎ）とを、（９）式に示すように比較する。
【数５】
【００１３】
（９）式において、推定エコー信号ｙ’（ｎ）の右辺のｘ（ｎ）の係数ｇ（ｋ）は、学習によりエコー信号ｙ（ｎ）の右辺のｘ（ｎ）の係数ｈ（ｋ）に（１０）式に示すように収束する。
【数６】
【００１４】
（１０）式は、次のことを示唆している。仮に、前もって、エコー経路の伝搬遅延時間が判明しているならば、回線エコーキャンセラ４０５はフィルタ係数ｇ（０）〜ｇ（ＮＤＬＹ−１）の算出を省略できると同時にｇ（０）〜ｇ（ＮＤＬＹ−１）を格納するメモリ領域も節約することができる。実際のところ、２線／４線変換器４０７のインパルス応答時間は、非特許文献１による実測結果によると１６ｍｓｅｃ以内となることが判明しているに対して、エコー経路の伝搬遅延時間はネットワークトポロジー、並びに、通信事業者の設備運用方針に依存することとなり、前もって知ることは不可能である。従って、この場合、エコー経路の遅延を推定できる機能を回線エコーキャンセラに具備することが望ましい。これにより、回線エコーキャンセラのエコー推定に関する処理量の低減を可能とし、とりわけ、通信事業者向けＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ）ゲートウェイ装置のように多数の音声呼を収容する装置にとっては大きなメリットとなる。
【００１５】
［従来技術による伝搬遅延時間推定］
従来の、エコー経路の遅延時間を推定する方法としては以下のようなものがある。
【００１６】
第１の従来方法は、特許文献１などに開示されているものであり、この方法は音声パケットの中に時刻情報を付加し、これにより、伝搬遅延時間を算出するものである。この方法について、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）においては、非特許文献２によってさらに汎用的に往復伝搬遅延時間を算出するメカニズムが規定されている。これにより、回線エコーキャンセラに伝搬遅延時間推定器を具備しなくても良いことになる。
【００１７】
第２の従来方法は、特許文献２、特許文献３、特許文献４などに開示されているものであり、伝搬遅延時間推定専用の機能を具備することなく、通常のエコー推定処理を実施する。つまり、エコー経路を線形シフト不変システムと見なし、上述した学習同定法などのアルゴリズムを利用してエコー経路の伝達関数を推定し、具体的には（１０）式に示す伝達関数の推定係数ｇ（ｋ）を算出し、例えば、０≦ｋ≦ｄの範囲でｇ（ｋ）≒０に収束するならば、このｄをエコー経路の伝搬遅延時間と見なす。純粋遅延と見なされた推定係数はエコー推定処理から排除することで、エコーキャンセラの処理量の低減を図るものである。
【００１８】
第３の従来方法は、特許文献５、特許文献６に開示されているものであり、エコーキャンセラが電話機側に送信する音声信号と電話機側から反射されて戻ってくるエコー信号の相互相関を取り伝搬遅延時間を決定するものである。
【特許文献１】特開２００１−３３３０００号公報
【特許文献２】特開平９−５５６８７号公報
【特許文献３】特表２００１−５０１４１３号公報
【特許文献４】特開平７−２８３８５９号公報
【特許文献５】特開平７−３０３０６１号公報
【特許文献６】特表２００５−５２８０３９号公報
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．１６８ Ａｐｐｅｎｄｉｘ ＩＩ
【非特許文献２】ＩＥＴＦ ＲＦＣ ３５５０，ＲＴＰ／ＲＴＣＰ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
第１の従来方法に関する非特許文献２の規定方法の適用条件は、エコーを発生する箇所と音声信号をパケット化する箇所の伝搬遅延時間が無視できる場合、かつ、エコー消去対象となる電話機側のインタフェースがＩＰパケットインタフェースである場合に限定される。しかしながら、エコーキャンセラとエコー反射点の間にＩＰ網が介在することは極めて稀である。また、既存固定電話を時分割多重（ＴＤＭ）インタフェースで収容することが一般的となっているＶｏＩＰ装置に搭載する回線エコーキャンセラには、この方式の適用は不可能である。
【００２０】
また、第２の従来方法は初期のエコー推定の学習においては処理量の低減化を図ることが一切できず、これは、多数の電話呼を収容するＶｏＩＰゲートウェイ装置仕様には耐えられない。理由としては、これらの通信装置においては、収容呼を全チャネル同時に通話状態に遷移させるまでに要する時間がサービス稼働率を決定する要因として重要視されているからである。よって、これらの通信装置に第２の従来方法を採用すると、エコー経路の往復伝搬遅延時間も含めたエコー推定を全チャネル同時に実施するだけの処理量を具備させるか、若しくは、それだけの処理量を確保できないときは収容呼を幾つかのグループに分け時系列的に何回かに分けてエコー推定を実施することとなる。いずれにしても、第２の従来方法は、多数の音声呼を収容する装置に実装するエコーキャンセラに適していない。
【００２１】
第３の従来方法では、エコーキャンセラが電話機側に送信する音声信号と電話機側から反射されて戻ってくるエコー信号の相互相関を取ることが必要となっている。一般的に相互相関演算の処理量はエコー推定処理のそれとそれほど変わらず、また、特許文献５や特許文献６は相関演算の具体的な処理方法については言及していない。
【００２２】
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであり、わずかな処理量や小規模のハードウェアで効率よく伝搬遅延時間を推定することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
第１の本発明の伝搬遅延時間推定器は、（１）当初は同一信号であった第１の離散的時間信号と、第２の離散的時間信号との時間差である伝搬遅延時間を推定する伝搬遅延時間推定器において、（２）上記第１の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第３の離散的時間信号に変換し、上記第２の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第４の離散的時間信号に変換する量子化ビット数変換手段と、（３）上記第３の離散的時間信号及び上記第４の離散的時間信号を利用して、上記伝搬遅延時間の推定値を算出する遅延時間算出手段とを有することを特徴とする。
【００２４】
第２の本発明の伝搬遅延時間推定プログラムは、（１）当初は同一信号であった第１の離散的時間信号と、第２の離散的時間信号との時間差である伝搬遅延時間を推定する伝搬遅延時間推定器において、（２）上記第１の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第３の離散的時間信号に変換し、上記第２の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第４の離散的時間信号に変換する量子化ビット数変換手段と、（３）上記第３の離散的時間信号及び上記第４の離散的時間信号を利用して、上記伝搬遅延時間の推定値を算出する遅延時間算出手段として機能させることを特徴とする。
【００２５】
第３の本発明の伝搬遅延時間推定方法は、（１）当初は同一信号であった第１の離散的時間信号と、第２の離散的時間信号との時間差である伝搬遅延時間を推定する伝搬遅延時間推定方法において、（２）量子化ビット数変換手段、遅延時間算出手段を有し、（３）上記量子化ビット数変換手段は、上記第１の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第３の離散的時間信号に変換し、上記第２の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第４の離散的時間信号に変換し、（４）上記遅延時間算出手段は、上記第３の離散的時間信号及び上記第４の離散的時間信号を利用して、上記伝搬遅延時間の推定値を算出することを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、伝搬遅延時間の推定において、誤った時間を推定結果としてしまう頻度を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による伝搬遅延時間推定器、プログラム及び方法の一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００２８】
（Ａ−１）実施形態の構成
以下では、この実施形態の伝搬遅延時間推定器が、回線エコーキャンセラと関連して電話通信システムに設けられているものとして説明する。
【００２９】
図１は、この実施形態の伝搬遅延時間推定器の詳細構成及び電話通信システムにおける位置づけを示すブロック図である。図１において、実施形態に係る電話通信システム１は、伝搬遅延時間推定器１０、エコーキャンセラ１１及び擬似遅延器１２を有している。
【００３０】
なお、以降の説明において、図１において図示は省略しているが、エコー経路１３に接続されている電話端末の話者を、「近端話者」という。これに対して、同様に図１において図示は省略しているが、近端話者の対向者を「遠端話者」というものとする。また、２線伝送路１４を介してエコー経路１３に送出される信号を「遠端信号」ともいう。また、近端側の２線伝送路１５に流れ対向話者に送出される信号を「近端信号」というものとする。
【００３１】
回線エコーキャンセラ１１は、遠端信号が２線伝送路１４を介してエコー経路１３に送出され、エコー経路１３において反射され、２線伝送路１５を介してもどってきたエコーを、近端信号から除去するものである。回線エコーキャンセラ１１は、後述する擬似遅延器１２を介して与えられた遠端信号に基づいて、適応フィルタなどを用いて擬似エコーを生成し、生成した擬似エコーを用いてエコーを除去する。
【００３２】
伝搬遅延時間推定器１０は、遠端信号が、２線伝送路１４を介してエコー経路１３に送出され、エコーが反射されて、２線伝送路１５を介して戻ってきた場合の時間差、すなわち、エコー経路１３の伝搬遅延時間を推定する。そして、伝搬遅延時間推定器１０は、推定した伝搬遅延時間に係る情報を、後述する擬似遅延器１２に通知する。
【００３３】
伝搬遅延時間推定器１０は、復号化器１１１、１１２、絶対値化器１２１、１２２、低域ろ波器１３１、１３２、間引器１４１、１４２、レベル判別器１５１、１５２、一時記憶部１６１、１６２、最小自乗演算器１７０、有意性判定器１８０、判定保護器１９０を有している。また、伝搬遅延時間推定器１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスクなどのプログラムの実行構成（１台に限定されず、複数台を分散処理し得るようにしたものであっても良い。）に、実施形態の伝搬遅延時間推定プログラム等をインストールすることにより構築しても良く、その場合でも機能的には図１により示すことができる。また、伝搬遅延時間推定器１０は、全ての構成要素をハードウェアにより実現しても良いし、一部の構成要素を上述のようにプログラム（ソフトウェア）を用いて実現するようにしても良い。
【００３４】
次に、復号化器１１１、１１２について説明する。
【００３５】
復号化器１１２は、２線伝送路１４を介して与えられる遠端信号を、ディジタル信号処理において頻繁に実施されることになる加減乗除演算に適用可能な線形符号に変換し、変換したものを絶対値化器１２２に与えるものである。復号化器１１１は、２線伝送路１５を介して与えられる近端信号を、復号化器１１２と同様に、線形符号に変換し、変換したものを絶対値化器１２１に与えるものである。
【００３６】
既存電話網では音声信号を伝送する際には、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７１１に準拠したＰＣＭ（パルス符号変調）符号で伝送することが一般的である。復号化器１１１、１１２は、この符号化された音声信号を加減乗除演算が可能な線形符号、例えば、２の補数の固定小数点などに変換するものである。復号化器１１１、１１２における復号化処理としては、例えばＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７１１のＰＣＭ符号は８ビット符号程度であるので、２５６ワードの変換テーブル、すなわち、変換ＲＯＭを用意し、ＰＣＭ符号をアドレスとし、当該アドレスに線形符号を格納しておくことで、復号化処理は、単なる変換ＲＯＭのリードだけで完了することとなる。復号化アルゴリズムに従って計算して求めても良いが、今日のハードウェアの集積技術およびゲートあたりのコストからすれば、変換ＲＯＭを用意するほうが、低コストであると考えられる。
【００３７】
また、復号化器１１１、１１２は、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７１１以外の符号化の場合は、復号化処理は当該符号化で規定されているアルゴリズムに準拠した処理を実施しても良い。
【００３８】
次に、絶対値化器１２１、１２２について説明する。
【００３９】
絶対値化器１２１、１２２は、復号化器１１１、１１２から与えられた信号を絶対値化、すなわち、与えられた信号が負数のときに限り、大きさが等しく符号を反転させた正数に変換し、与えられた信号が正数の場合には特に変換は行わない。そして、絶対値化器１２１、１２２は、絶対値化した信号を、低域ろ波器１３１、１３２に与える。
【００４０】
この実施形態では、遠端信号の包絡線信号と、近端信号の包絡線信号について、後述する最小自乗演算器１７０により伝搬遅延時間を算出する。音声信号の包絡線の簡易な算出法としては、音声信号の局所的極大値を抽出してこれらを接続することで得られる。これは、音声信号の絶対値を取り、低域ろ波器を通すことで実現されるものであるため、伝搬遅延時間推定器１０では、包絡線を抽出するために絶対値化器１２１、１２２と、後述する低域ろ波器１３１、１３２を備えている。
【００４１】
次に、低域ろ波器１３１、１３２について説明する。
【００４２】
低域ろ波器１３１、１３２は、絶対値化器１２１、１２２から与えられた絶対値化された信号について、信号の高域周波数成分を遮断し、間引器１４１、１４２に与える。
【００４３】
低域ろ波器１３１、１３２は、予め設定された遮断周波数よりも低い信号は通過させ、その周波数よりも高い信号は遮断する。上述した絶対値化器１２１、１２２と共に包絡線信号を抽出するために具備されているものである。
【００４４】
次に、間引器１４１、１４２について説明する。
【００４５】
間引器１４１、１４２は、低域ろ波器１３１、１３２から与えられた信号の一部を間引きし、標本化周波数（標本化速度）を低下させた信号を生成して、レベル判別器１５１、１５２に与える。
【００４６】
包絡線信号は元の信号と比較して、高域周波数成分が除去されているため、標本化周波数が実効的に低くなっており、間引器１４１、１４２により、幾つかの標本毎に１つの標本に間引くことができる。一般的に、音声の包絡線信号の帯域は１００Ｈｚ程度であり、実効的な標本化周波数は低減しているので、複数の包絡線信号を１つの包絡線信号に間引くことが可能となる。例えば、電話の音声信号の標本化周波数は一般的に８ｋＨｚ程度であり、包絡線信号の実効標本化周波数を最大２００Ｈｚと想定すると、４０個の包絡線信号を１つの包絡線信号に間引くことが可能となる。以下の説明において、間引器１４１、１４２によって間引きされた後のサンプル周期（サンプル時間）を「Ｍ」と表すものとする。
【００４７】
次に、レベル判別器１５１、１５２について説明する。
【００４８】
レベル判別器１５１、１５２は、包絡線信号が設定された閾値より大なる時を正、小なる時を負と判別する。図２では閾値を零に近い値に設定し、無音に近い状態のとき負と判別する例を示す。
【００４９】
図２は、レベル判別器１５１、１５２において、単純に閾値を基準としてレベル判定をする場合の例について示した説明図である。
【００５０】
図２に示すように、レベル判別器１５１、１５２では、音声信号が、閾値（以下、「ＴＨ」という）を基準として正又は負と判定しても良い。例えば、音声信号が、ＴＨ以上を正、ＴＨ未満を負とするようにしても良い。ここで、例えば、負値から正値、もしくは、正値から負値にレベル変化する際に、参照する閾値を変化させるといった、閾値にヒステリシス特性を持たせたレベルの判定を実施してもよい。なお、遠端信号と近端信号とで適用する閾値ＴＨの値は異なるものとしても良い。
【００５１】
図３は、レベル判別器１５１、１５２において、ヒステリシス特性を用いたレベル判定を行う例について示した説明図である。
【００５２】
例えば、図３に示すように、信号レベルが−ＴＨ未満の音声信号が＋ＴＨ以上に遷移してから−ＴＨ以下に遷移するまでの間を正、または、信号レベルが＋ＴＨ超過の音声信号が−ＴＨ以下に遷移してから＋ＴＨ以上に遷移するまでの間を負とするようにしても良い。
【００５３】
次に、一時記憶部１６１、１６２について説明する。
【００５４】
一時記憶部１６１、１６２は、レベル判別器１５１、１５２から与えられた信号に係る情報を、一定時間記憶し、記憶した情報（信号）を、それぞれ最小自乗演算器１７０に与える。
【００５５】
図４は、近端側の一時記憶部１６１の構成例について示した説明図である。
【００５６】
一時記憶部１６１は、図４に示すように、レベル判別器１５１の出力をＭサンプルごとにＬ個、すなわち、ＬＭサンプル時間のサンプル値を保持するものであり、シフトレジスタ、や、循環キューを用いて構築しても良い。なお、Ｍサンプル時間は、伝搬遅延時間推定器１０における信号の時間分解能に相当する。なお、図４において、Ｓ（ｎ）は、時刻ｎからＮサンプル時間前までの近端信号のサンプル値を表している。
【００５７】
図５は、一時記憶部１６１の構成を図４に、一時記憶部１６１に与えられるレベル判別器１５１によるレベル判別結果の時間関係について示した説明図である。
【００５８】
図６は、遠端側の一時記憶部１６２の構成例について示した説明図である。
【００５９】
一時記憶部１６２は、レベル判別器１５２の出力をＭサンプルごとに（Ｌ＋Ｋ−１）個、つまり、（Ｌ＋Ｋ−１）Ｍサンプル時間保持するシフトレジスタ、もしくは、循環キューである。本記憶素子の構成を図６に示す。なお、図６において、Ｒ（ｎ）は、時刻ｎからＮサンプル時間前までの遠端信号のサンプル値を表している。
【００６０】
次に、最小自乗演算器１７０について説明する。
【００６１】
最小自乗演算器１７０は、一時記憶部１６１に一定時間記憶されている近端信号の包絡線信号と、一時記憶部１６２に一定時間記憶されている遠端信号の包絡線信号との時間差（伝搬遅延時間）の推定値を算出し、算出した結果を有意性判定器１８０に与えるものである。最小自乗演算器１７０は、例えば、レベル判別器１５１、１５２によるレベル判別結果の自乗差を、時間差を変数にして算出する。この場合、両者のレベル判別結果の自乗差が最小（以下、「最小自乗差」という）となるときの時間差が、遅延時間推定器から見たときのエコー経路の伝搬遅延時間に相当する。
【００６２】
以下、最小自乗演算器１７０における時間差（伝搬遅延時間）の推定値の算出方法の具体例について説明する。なお、以降の説明では、時間は離散時間ｎで表記し、サンプル時間Ｍを１単位時間とする。
【００６３】
Ｓ（ｎ）とＲ（ｎ）の時間差τをパラメータとして、時刻ｎにおけるＳ（ｎ）とＲ（ｎ）との自乗差Ｄ２（ｎ，τ）を計算すると、以下の式（１１）のようになる。
【数７】
【００６４】
以下の（１２）式に示すように、時刻ｎにおいて「Ｄ２（ｎ，τ），０≦τ≦Ｋ−１」を最小化するτ（以下、「τｍｉｎ」という）が、時間差（伝搬遅延時間）に対応する。このように、最小自乗演算器１７０では、例えば、以下の式（１１）のように、時間差（τ）ごとにＳ（ｎ）とＲ（ｎ）の差分に係る値を算出し、その算出結果に基づいて時間差（伝搬遅延時間）を推定するようにしても良い。
【数８】
【００６５】
ｎが更新されるたびに「Ｄ２（ｎ，τ），０≦τ≦Ｋ−１」を計算することになるが、ここでは、Ｄ２（ｎ，τ）を効率よく算出することを考える。時刻ｎ＋１でのＤ２（ｎ，τ）は、上記の（１１）式と同様に下記の（１３）式のように表現できる。
【数９】
【００６６】
なお、Ｓ（ｎ）とＲ（ｎ）には、レベル判別器１５１、１５２の結果、すなわち正か負かの判定結果が保持される、正の判定結果を１、負の判定結果を０とした場合、上記の（１１）を以下の（１４）式、上記の（１３）式を以下の（１５）式のように変形することが可能である。
【数１０】
【００６７】
しかしながら、（１４）式と（１５）式の類和Σには多くの共通項が存在する。異なる項だけに着目して上記の（１５）式を表現しなおすと、以下の（１６）式のようになる。これにより、Ｎ回の差分の自乗和演算を加算のみで実現することが可能になる。最小自乗演算器１７０では、τｍｉｎの算出において、以下の（１６）式を用いるようにしても良い。
【数１１】
【００６８】
次に、有意性判定器１８０について説明する。
【００６９】
有意性判定器１８０は、最小自乗演算器１７０から演算の結果が与えられると、その演算の有意性を判定するものである。演算の有意性を低下させる要因には、以下の第１〜第４の要因が想定される。有意性判定器１８０は、以下の第１〜第４の要因に係る有意性検査の全部に合格したときに、最小自乗演算器１７０による演算結果を有意とみなし、このときのエコー経路１３の伝搬遅延時間に対応するτｍｉｎを判定保護器１９０に与える。また、有意性判定器１８０は、以下の第１〜第４の要因に係る有意性検査以外に他の検査を行うようにしても良い。なお、第１の実施形態では、有意性判定器１８０は、第１〜第４の要因に係る有意性検査の全部に合格したときに、最小自乗演算器１７０による演算結果を有意とみなすものとするが、以下の第１〜第４の要因に係る有意性検査の一部に合格したときに演算結果を有意とみなすようにしても良い。
【００７０】
有意性判定器１８０において判定される第１の要因としては、遠端話者の音声包絡線信号電力（遠端信号の包絡線信号電力）がある。図１の２線伝送路１４を介して伝搬遅延時間推定器１０に入力される遠端話者の音声包絡線信号の電力つまり、低域ろ波器１３２の出力である遠端信号の包絡線信号の値が小さいときは、遠端話者包絡線信号の信号対雑音比（ＳＮ比）が悪くなり、最小自乗演算器１７０の演算結果の信頼性が劣化するので、このときの演算結果は無効化される必要がある。図１においては、低域ろ波器１３２の出力について閾値を設けて監視するものとする。
【００７１】
有意性判定器１８０において判定される第２の要因としては、ダブルトーク状態がある。
【００７２】
ダブルトーク状態とは、遠端話者と近端話者が同時に話中状態にあることをいう。当然のことながら、この場合、エコー経路１３の遅延時間を算出するための演算は意味をなさないので、最小自乗演算器１７０の演算結果は無効化される必要がある。ダブルトーク状態の検出は、例えば、近端側の低域ろ波器１３１の出力（ＤＣ（Ｓ））と、遠端側の低域ろ波器１３２の出力（ＤＣ（Ｒ））の比率に適当な閾値を設けて判定しても良い。例えば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．１６８ではエコー経路のエコー反射減衰量は６dBm以上であることを想定しているので、音声の包絡線信号にもこの関係が適用できると想定すると、この場合「ＤＣ（Ｓ）＞（１／２）・ＤＣ（Ｒ）」が成立するならば、ダブルトーク状態とみなすことができる。なお、この間値として実際に採用する値に関しては、各通信事業者が加入者回路で規定しているエコー反射減衰量に応じた値に設定しても良い。
【００７３】
有意性判定器１８０において判定される第３の要因としては、最小自乗演算器１７０が算出する最小の自乗差がある。
【００７４】
最小自乗演算器１７０は時間ｎが更新される毎に、上記の（１６）式などを０≦ｋ≦Ｍについて演算し、Ｍ個のＤ（ｎ，τ）を、有意性判定器１８０に与える。この中からＤ（ｎ，τ）を最小化するτの値であるτｍｉｎが求めようとしている遅延時間に相当する。ただし、Ｄ（ｎ，τ）が閾値を超過してしまう場合は、遠端信号と近端信号との相関性が不十分とみなして最小自乗演算器１７０の演算結果は廃棄しても良い。
【００７５】
有意性判定器１８０において判定される第４の要因としては、包絡線信号の周期性がある。遠端側のレベル判別器１５２において、Ｍサンプルごとのレベル判定結果をＲ（ｎ）、Ｒ（ｎ−１）、…、Ｒ（ｎ−Ｌ＋ｎ）とし、このレベル判定結果の列において、正、負、正、負、…といった規則性を持った変動がある場合、これは繰り返し波形、すなわち狭帯域信号であるとみなすことができる。狭帯域の判定はＲ（ｎ）の分散を算出し、この分散がある閾値よりも大きい場合に、狭帯域信号が発生していると判定しても良い。この分散は以下の（１７）式により求めることができる。なお、（１７）式において、Ｒ（ｎ）の平均値はＭＥＡＮ＿Ｒ（ｎ）である。
【００７６】
ＭＥＮ＿Ｒ（ｎ＋１）＝
（１・Ｌ）｛ＭＥＡＮ＿Ｒ（ｎ）−Ｒ（ｎ−（Ｌ−１））＋Ｒ（ｎ＋１）｝…（１７）
次に、判定保護器１９０について説明する。
【００７７】
電話網の回線エコーキャンセラに採用される伝搬遅延時間推定器は、通信中の遠端信号を試験信号として用いて遅延時間を推定しなければならない。このため、話者信号自身の非定常性、話者周辺の環境騒音、ダブルトークなどの影響により、上述した有意性判定器１８０だけでは完璧な有意性判定を下すことは不可能である。このため、伝搬遅延時間推定器１０では、判定保護器１９０を設けて、有意性判定器１８０から与えられたτｍｉｎの統計的信頼性の評価を行う。判定保護器１９０では、実用的で簡易な統計的信頼性評価として、例えば、多数決論理を適用しても良い。
【００７８】
図７は、判定保護器１９０において、統計的信頼性の評価を多数決論理に基づいて行う場合の第１の方式、及び、第２の方式の状態遷移について示した説明図である。
【００７９】
図７（ａ）は、判定保護器１９０において、統計的信頼性の評価を多数決論理に基づいて行う第１の方式における状態遷移の例について示した説明図である。
【００８０】
図７（ａ）の状態遷移図において、まず最初に、各種変数を初期化した後に、有意性判定器１８０から遅延時間τｍｉｎが報告されるのを待つ（Ｓ１００）。そして、有意性判定器１８０からτｍｉｎが報告されると、これを変数Ｄｅｌａｙに格納し、次の報告を待つ（Ｓ１０１）。
【００８１】
上述のステップＳ１０１の状態において、有意性判定器１８０からτｍｉｎが報告されると、Ｄｅｌａｙとτｍｉｎの値を比較し、同一なら次のステップ（後述するステップＳ１０２）に遷移する。なお、図７（ａ）では、Ｄｅｌａｙ＝τｍｉｎが成立し、次のステップへ進む場合には「Ｙｅｓ」と表記している。
【００８２】
上述のステップＳ１０１の状態において、有意性判定器１８０から報告されたτｍｉｎとＤｅｌａｙの値が異なっているときは、一つ前のステップ（上述のステップＳ１００）に戻って動作する。なお、図７（ａ）では、Ｄｅｌａｙ＝τｍｉｎが成立せず、一つ前のステップへ戻る場合には「Ｎｏ」と表記している。
【００８３】
以下同様に処理を進めていき、ステップＳｍ１（「ｍ１」は、予め設定された所定の値）に到達した時点で、統計的信頼性は得られたと想定し、擬似遅延器１２にエコー経路までの推定伝搬遅延時間を報告すると同時に、上述のステップＳ１００に戻って動作し、以後、上述した処理を繰り返す。
【００８４】
図７（ｂ）は、判定保護器１９０において、統計的信頼性の評価を多数決論理に基づいて行う第２の方式における状態遷移の例について示した説明図である。
【００８５】
図７（ｂ）において、判定保護器１９０は、まず各種変数を初期化した後に、有意性判定器１８０から遅延時間τｍｉｎが報告されるのを待つ（Ｓ２００）。そして、有意性判定器１８０からτｍｉｎが報告されるとこれを変数Ｄｅｌａｙに格納し、次の報告を待つ（Ｓ２０１）。
【００８６】
上述のステップＳ２０１の状態において、有意性判定器１８０からτｍｉｎが報告されると、Ｄｅｌａｙとτｍｉｎの値を比較し、同−なら次のステップ（後述するステップＳ２０２）に遷移する。なお、図７（ｂ）では、Ｄｅｌａｙ＝τｍｉｎが成立し、次のステップへ進む場合には「Ｙｅｓ」と表記している。
【００８７】
上述のステップＳ２０１の状態において、有意性判定器１８０から報告されたτｍｉｎとＤｅｌａｙの値が異なっているときは、最初のステップ（上述のステップＳ２００）に戻って動作する。なお、図７（ｂ）では、Ｄｅｌａｙ＝τｍｉｎが成立せず、最初のステップへ戻る場合には「Ｎｏ」と表記している。
【００８８】
以下同様に処理を進めていき、ステップＳｍ２（「ｍ２」は、予め設定された所定の値）に到達した時点で、統計的信頼性は得られたと想定し、擬似遅延器１２にエコー経路までの推定伝搬遅延時間を報告すると同時に、上述のステップＳ２００から動作し、以後、上述した処理を繰り返す。
【００８９】
なお、上述の図７（ａ）及び、図７（ｂ）において示した２種類の保護論理において、Ｙｅｓの条件は、Ｄｅｌａｙ＝τｍｉｎ、すなわち、Ｄｅｌａｙと今回報告されたτｍｉｎが同一であることにしたが、同一でない場合でも、差異が閾値以下であれば同一とみなすようにしてもよい。例えば、実際の遅延時間が、τｍｉｎと、τｍｉｎに１を加算した値（τｍｉｎ＋１）の中間の値であるときは、有意性判定器１８０が、判定保護器１９０に報告する推定遅延時間はτｍｉｎの値とτｍｉｎ＋１の値が、例えば５０％の頻度で現われる可能性がある。この場合、Ｙｅｓの条件をＤｅｌａｙ≦τｍｉｎ≦Ｄｅｌａｙ＋１としてもよい。
【００９０】
次に、擬似遅延器１２について説明する。擬似遅延器１２は、２線伝送路１４を介してエコー経路１３に送出されてから、エコー経路１３を経由して、２線伝送路１５を介して回線エコーキャンセラ１１に戻ってくるまでに要する伝搬遅延時間に相当する遅延時間を遠端信号に与えたあとで、その信号を回線エコーキャンセラ１１に提供するものである。
【００９１】
次に、擬似遅延器１２について説明する。擬似遅延器１２は、既存のシフトレジスタを用いて実現してもよいし、汎用メモリ空間上に循環キューを作成して論理シフトレジスタにより実現してもよい。擬似遅延器１２において設定される遅延量は、伝搬遅延時間推定器１０から与えられる推定値に従うものとする。ただし、伝搬遅延時間推定器１０の推定値には時間分解能、すなわち、包絡線信号の標本化間隔に相当する誤差を含むので、当該擬似遅延器で作成する遅延時間は、伝搬遅延時間推定器１０が報告する値よりも少なくとも１単位時間分解能だけ短い遅延時間に設定するようにしても良い。
【００９２】
（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する、この実施形態の伝搬遅延時間推定器の動作（実施形態の伝搬遅延時間推定方法）及び第１の実施形態に係る電話通信システムの全体の動作を説明する。
【００９３】
まず、復号化器１１１に２線伝送路１４を介して、遠端信号が与えられると、加減乗除演算に適用可能な線形符号に変換され、変換されたものを絶対値化器１２１に与える。一方、復号化器１１２には、２線伝送路１５を介してエコーが与えられ、エコーは同様に線形符号に変換され、絶対値化器１２２に与えられる。
【００９４】
復号化器１１１、１１２から変換された信号が与えられると、絶対値化器１２１、１２２では、その信号が絶対値化され、低域ろ波器１３１、１３２に与えられる。
【００９５】
次に、絶対値化器１２１、１２２から絶対値化された信号が与えられると、低域ろ波器１３１、１３２では、与えられ信号の高域周波数成分が遮断され、間引器１４１、１４２に与えられる。
【００９６】
低域ろ波器１３１、１３２から、低域周波数成分が遮断された信号が、間引器１４１、１４２に与えられると、間引器１４１、１４２では、その与えられた信号の一部が間引きされ、標本化周波数が低下された信号が生成され、レベル判別器１５１、１５２に与えられる。
【００９７】
間引器１４１、１４２から標本化周波数が低下された信号が与えられると、レベル判別器１５１、１５２では、レベル判定が行われ、正又は負の判定結果が、一時記憶部１６１、１６２に与えられる。
【００９８】
間引器１４１、１４２から標本化周波数が低下された信号が与えられると、一時記憶部１６１、１６２では、その信号に係る情報が、一定時間記憶され、記憶された情報（信号）が最小自乗演算器１７０に与えられる。
【００９９】
一時記憶部１６１、１６２に記憶された情報（信号）が、最小自乗演算器１７０に与えられると、一時記憶部１６１から与えられた近端信号の包絡線信号と、一時記憶部１６２から与えられた遠端信号の包絡線信号との自乗差が、上述の（１６）式などを用いて時間差を変数にして算出され、算出された自乗差がそれぞれ有意性判定器１８０に与えられる。
【０１００】
最小自乗演算器１７０において算出された相互相関係数が、有意性判定器１８０に与えられると、有意性判定器１８０では、自乗差が最小となるときの時間差（τｍｉｎ）について、有意性の検査が上述の第１〜第４の要因について行われ、有意と判定されたτｍｉｎのみが、判定保護器１９０に与えられる。
【０１０１】
有意性判定器１８０からτｍｉｎが与えられると、判定保護器１９０では、そのτｍｉｎの統計的信頼性の評価が上述の図７に示すフローチャート（多数決論理）に基づいて行われ、統計的信頼性を有すると判定された場合のみ、そのτｍｉｎが、擬似遅延器１２に通知される。
【０１０２】
そして、擬似遅延器１２では、伝搬遅延時間推定器１０（判定保護器１９０）から報告されたτｍｉｎにより示される時間に相当する遅延時間が遠端信号に与えられ、その信号が回線エコーキャンセラ１１に提供される。そして、回線エコーキャンセラ１１では、擬似遅延器１２を介して与えられた遠端信号に基づいて、適応フィルタなどを用いて擬似エコーが生成され、生成された擬似エコーを用いてエコーが除去される。
【０１０３】
（Ａ−３）実施形態の効果
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【０１０４】
（Ａ−１−１）この実施形態では、音声信号からその振る舞いが元の音声信号に対して緩慢な包路線信号を抽出し、間引器１４１、１４２により信号を間引きすることで、標本化速度を包路線信号を抽出する前の信号よりも低減することができ、エコー経路の伝搬遅延時間推定に要する相関演算の処理量とメモリ容量を、低減することができる。例えば、標本化周波数が８ｋＨｚの電話の音声信号の包絡線信号の実効標本化周波数を、最大２００Ｈｚと想定すると、４０個の包絡線信号を１つの包絡線信号に間引くことが可能となる。このように、この実施形態では、音声信号から包絡線信号を抽出し間引くことにより、標本化速度を音声信号の数十分の１程度に低減し、エコー経路の伝搬遅延時間推定に要する相関演算の処理量とメモリ容量を音声信号自身を使用して実施する場合と比較して、数十分の１程度に低減することができる。
【０１０５】
（Ａ−１−２）この実施形態では、音声信号の包絡線信号レベルに基づいた伝搬遅延時間推定を実施している。包絡線信号レベルによる伝搬遅延時間推定は、例えば、上記の式（１６）などに示すように、絶対値演算と加算により算出できるため、平方根処理や除算を実施する相互相関演算と比較して演算量の低減が可能である。
【０１０６】
（Ａ−１−３）レベル判別器１５１、１５２により、音声の包絡線信号のレベル判別結果を計算するため、信号のエネルギーを正と負の２値に限定することができる。よって、最小自乗演算器１７０では、正規化処理を省略して、２つの音声波形の相関性を求めることが可能である。また、２値符号に変換したことにより、最小自乗演算器１７０では、２値の符号に係る演算を行えば良いので、２値符号に変換前の信号について演算を行う場合と比較して、演算の処理量とメモリ容量を低減することができる。
【０１０７】
（Ａ−１−４）有意性判定器１８０では、上述第１〜第４の要因に係る有意性検査の全部又は一部に合格したときに、最小自乗演算器１７０による演算結果を有意とみなし、このときのエコー経路１３の伝搬遅延時間に対応するτｍｉｎを判定保護器１９０に与えているため、誤動作により、誤った時間を遅延時間として推定する頻度の低減を図ることができる。例えば、近端話者包絡線電力と遠端話者包絡線電力を監視することで、遠端話者のみが話中状態にあり、かつ、そのエコーが戻ってきているときのみ相関演算を有意とみなすことがきる。また、近端話者包絡線電力と遠端話者包絡線電力を監視するだけではその検出が不完全となるダブルトーク状態での誤動作を回避するため、レベル判別結果の最小自乗和に閾値を設け、当該閾値を超過する最小自乗和のみを有意とみなす。さらに、レベル判別器１５１、１５２によるレベル判別結果の分散を検出する方法を設け、レベル判別結果の分散が閾値より大きい場合には最小自乗演算器１７０による演算結果を無効化することで、例えば、音声包絡線信号への空調設備などの低周波雑音の重畳に対する誤動作を防止している。
【０１０８】
（Ａ−１−５）有意性判定器１８０による短時間的な有意性評価だけでは防御しきれない誤動作に対して、判定保護器１９０において、有意性評価に長時間的な多数決論理の保護をとることで、推定結果の信頼性を高めている。
【０１０９】
（Ａ−１−６）エコー経路までの伝搬遅延時間の推定を通話中も実施することで、転送サービスなどのように、通話中にエコー経路が別のエコー経路に切り替わっても、新しいエコ一経路までの伝搬遅延時間の推定を可能とし、擬似遅延器での遅延量を再設定することで、回線エコーキヤンセラでのエコー消去動作を維持可能とし、その結果、通話品質の劣化を最小化することができる。
【０１１０】
（Ｂ）他の実施形態
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
【０１１１】
（Ｂ−１）上記の実施形態では、本発明の伝搬遅延時間推定器を、電話回線における回線エコーを消去するエコーキャンセラに適用した例について説明したが、音響エコー（例えば、会議システムなどでスピーカとマイク間の音響結合で発生するエコー）を消去するエコーキャンセラに適用しても良い。
【０１１２】
(Ｂ−２)上記の実施形態では、伝搬遅延時間推定器を、エコーキャンセラに適用した例について説明したが、探査信号を発射し目標物で反射されて戻ってくるまでの伝搬遅延時間を測定するシステムなどにも適用可能である。例えばこのようなシステムには、レーダやソナーを使用した遠隔探査システムなどがある。
【０１１３】
（Ｂ−３）上記の実施形態においては、伝搬遅延時間推定器とエコーキャンセラは、別の装置として説明しているが、伝搬遅延時間推定器をエコーキャンセラ自体に搭載するようにしても良い。
【０１１４】
（Ｂ−４）上記の実施形態においては、絶対値化器１２１、１２２、低域ろ波器１３１、１３２などを用いて、遠端信号及び近端信号の包絡線信号を生成し、その包絡線信号について、レベル判別器によるレベル判別を行った結果について、最小自乗演算器１７０による演算や、有意性判定器１８０における有意性判定などを行っているが、包絡線信号ではなく元の信号そのままについて、レベル判別器１５１、１５２によるレベル判別を行った結果を相関係数の算出や有意性判定に用いても良い。
【０１１５】
例えば、上述の図１に示す絶対値化器１２１、１２２、低域ろ波器１３１、１３２、間引器１４１、１４２を省き、復号化器１１１、１１２から出力された信号を、そのままレベル判別器１５１、１５２に入力するようにしても良い。
【０１１６】
また、上記の実施形態においては、最小自乗演算器１７０の演算結果について、有意性判定器１８０による有意性判定や、判定保護器１９０による判定保護などを行っているが、一方の構成を省略して、伝搬遅延時間推定器１０における推定結果として出力するようにしても良いし、両方を省略して、最小自乗演算器１７０の演算結果をそのまま伝搬遅延時間推定器１０における推定結果として出力するようにしても良い。
【０１１７】
（Ｂ−５）上記の各実施形態においては、絶対値化器や低域ろ波器などを用いて、遠端信号及び近端信号の包絡線信号を抽出することにより、より低い周波数帯域の信号を生成しているが、より低い周波数帯域の信号を生成する構成は、包絡線信号を抽出することに限定されないものである。例えば、帯域通過フィルタを用いて、遠端信号及び近端信号の一部の周波数帯域を抽出することで、より低い周波数帯域の信号を生成し、間引器により間引きするようにしても良い。
【０１１８】
（Ｂ−６）上記の実施形態において、レベル判別器１５１、１５２では、上述の図２、図３に示すように、入力された信号の信号値を、閾値を基準として２値符号、すなわち、量子化ビットが１ビットで表される符号に変換しているが、例えば、３値以上の符号（量子化ビットが２ビット以上）であっても良く、入力された信号よりも少ない量子化ビット数で表現されるものであれば、変換の内容は限定されないものである。
【０１１９】
例えば、０、１、２、３のいずれかで表される４値の符号（量子化ビット数が２ビット）に変換する場合には、閾値を３つ設け（「第１の閾値＜第２の閾値＜第３の閾値」の関係であるものとする）、入力された信号値が、第１の閾値未満であれば「０」、第１の閾値以上第２の閾値未満であれば「１」、第２の閾値以上第３の閾値未満であれば「２」、第３の閾値以上であれば「３」というように変換するようにしても良い。また、これらの複数の閾値の、全部又は一部について上述の図３に示すようなヒステリシス特性を持たせるようにしても良い。
【０１２０】
（Ｂ−７）上記の実施形態における伝搬遅延時間推定は、最小自乗演算器１７０を用いて、例えば、上記の（１６）式などに示すように、絶対値演算と加算により算出しているが、例えば、相互相関係数を、時間差を変数にして算出し、相互相関係数を最大とするときの時間差を、伝搬遅延時間の推定値として、有意性判定器１８０に与えても良く、伝搬遅延時間の推定値を算出する演算方法は限定されないものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】実施形態に係る伝搬遅延時間推定器の詳細構成及び電話通信システムにおける位置づけを示すブロック図である。
【図２】実施形態に係るレベル判別器において、単純に閾値を基準としてレベル判定をする場合の例について示した説明図である。
【図３】実施形態に係るレベル判別器において、ヒステリシス特性を用いたレベル判定を行う例について示した説明図である。
【図４】実施形態に係る近端側の一時記憶部の構成例について示した説明図である。
【図５】実施形態に係る一時記憶部に与えられるレベル判別器によるレベル判別結果の時間関係を示した説明図である。
【図６】実施形態に係る遠端側の一時記憶部の構成例について示した説明図である。
【図７】実施形態に係る判定保護器において、統計的信頼性の評価を多数決論理に基づいて行う場合の第１の方式、及び、第２の方式の状態遷移について示した説明図である。
【図８】従来の、エコー発生点までの伝搬遅延時間が大きな回線エコーキャンセラの配備例を示したブロック図である。
【図９】従来の、エコー反射点までの伝搬遅延時間が大きな回線エコーキャンセラにおけるインパルス応答の例について示した説明図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１…電話通信システム、１０…伝搬遅延時間推定器、１１１、１１２…復号化器、１２１、１２２…、絶対値化器、１３１、１３２…低域ろ波器、１４１、１４２…間引器、１５１、１５２…レベル判別器、１６１、１６２…一時記憶部、１７０…最小自乗演算器、１８０…有意性判定器、１９０…判定保護器、１１…回線エコーキャンセラ、１２…擬似遅延器、１３…エコー経路、１５、１４…２線伝送路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝搬遅延時間推定器、方法及びプログラム、並びに、エコーキャンセラに関し、例えば、回線エコーを消去するエコーキャンセラに適用し得る。
【背景技術】
【０００２】
エコー発生点までの往復伝搬遅延時間（以下、単に「伝搬遅延時間」ともいう）が大きな回線エコーキャンセラの配備例を、図８に示す。なお、図８においては、２線伝送路４０１、４０２、４０３、４０４を便宜上１本の線で描いている。
【０００３】
伝送路４０１は、電話機４０８に対向する図示しない対向側の電話機から送信されてくる音声信号ｘ（ｎ）の伝搬経路であり、回線エコーキャンセラ４０５並びに中継網４０６を介して２線／４線変換器４０７に接続されている。音声信号ｘ（ｎ）は、２線／４線変換器４０７を介して電話機４０８に到達し、また、これと同時に、２線／４線変換器４０７でのインピーダンス不整合のため、その一部が反射し、信号ｙ（ｎ）として２線伝送路４０３及び中継網４０６を介して、回線エコーキャンセラ４０５に与えられる。このエコー信号ｙ（ｎ）は、回線エコーキャンセラ４０５で消去されるが、一般には、完全消去することは不可能なので残留エコー信号ｅ（ｎ）が２線伝送路４０４を介して、対向側の電話機に戻っていく。
【０００４】
次に、回線エコーキャンセラ４０５で一般的に実用されている代表的なエコー消去アルゴリズムである学習同定法について説明する。なお、これ以降、特に断らない限り、信号は、ある標本化レートで量子化された離散値系信号と見なし、時間は標本化周期を１単位時間とする離散時間ｎで表記することとする。
【０００５】
エコー消去アルゴリズムにおいて、回線エコーキャンセラ４０５から見た電話機４０８側のエコー経路を線形シフト不変システムと見なし、具体的には、Ｎ次の有限インパルス応答型フィルタと見なす。当該フィルタのタップ係数をｈ（ｋ）、また、回線エコーキャンセラ４０５が推定する当該フィルタの時刻ｎの時点でのタップ係数をｇｎ（ｋ）、回線エコーキャンセラ４０５が推定するエコー信号をｙ’（ｎ）と表すと、当該アルゴリズムは（１）式で表すことができる。
【数１】
【０００６】
（１）式において、μはｇｎ（ｋ）の収束速度を決定するパラメータであり、通常、０＜μ＜２の範囲に設定される。
【０００７】
次に、回線エコーキャンセラ４０５とエコー発生点である２線／４線変換器４０７との間の往復伝搬距離は長く、また、中継網４０６の内部に配置されている各種ネットワーク装置による処理遅延により、回線エコーキャンセラ４０５と２線／４線変換器４０７との間の往復伝搬遅延時間Ｔｒｔは十分に大きいものとする。ここで、Ｔｒｔは、離散時間換算でＮＤＬＹ単位時間に相当するものとし、この遅延をｚ関数による伝達関数ＨＤＬＹ（ｚ）で表すと、(２)式に示すようになる。
【０００８】
また、２線／４線変換器４０７を有限インパルス応答型フィルタと見なしたときのフィルタ次数をＮＨＹＢ、当該フィルタのタップ係数をｈ（０）、ｈ（１）、…、ｈ（ＮＨＹＢ）とし、当該フィルタのｚ関数による伝達関数をＨＨＹＢ（ｚ）で表すと、(３)式に示すようになる。
【数２】
【０００９】
従って、このときのエコー経路のｚ関数による伝達関数をＨＥＰ（ｚ）と表すと、(４)式に示すようになる。（４）式で表されるエコー経路の伝達関数の入出力信号をそれぞれｘ（ｎ）,ｙ（ｎ）とし、これらのｚ変換をＸ（ｚ）、Ｙ（ｚ）とすると、（５）式に示す関係が成立する。（５）式において、ｚ−ＮＤＬＹＸ（ｚ）は時間領域において、入力信号ｘ（ｎ）をＮＤＬＹ単位時間だけ遅延させることを意味する。実際、（５）式を逆ｚ変換により時間領域に変換すると（６）式を得る。
【数３】
【００１０】
図９は、ＨＥＰ（ｚ）を逆ｚ変換した離散時間領域の信号ｈＥＰ（ｎ）の具体例について示した説明図である。
【００１１】
ｈＥＰ（ｎ）の時間的な振る舞いは上述した説明に従っており、（７）式で表される。
【数４】
【００１２】
ここで、（１）式に従ってエコー推定を実施する回線エコーキャンセラ４０５の推定器のフィルタ次数Ｎとし、ＮＤＬＹ、ＮＨＹＢとの関係を（８）式のように想定し、（６）式で表されるエコー信号ｙ（ｎ）と（１）式で表せるエコー推定信号ｙ’（ｎ）とを、（９）式に示すように比較する。
【数５】
【００１３】
（９）式において、推定エコー信号ｙ’（ｎ）の右辺のｘ（ｎ）の係数ｇ（ｋ）は、学習によりエコー信号ｙ（ｎ）の右辺のｘ（ｎ）の係数ｈ（ｋ）に（１０）式に示すように収束する。
【数６】
【００１４】
（１０）式は、次のことを示唆している。仮に、前もって、エコー経路の伝搬遅延時間が判明しているならば、回線エコーキャンセラ４０５はフィルタ係数ｇ（０）〜ｇ（ＮＤＬＹ−１）の算出を省略できると同時にｇ（０）〜ｇ（ＮＤＬＹ−１）を格納するメモリ領域も節約することができる。実際のところ、２線／４線変換器４０７のインパルス応答時間は、非特許文献１による実測結果によると１６ｍｓｅｃ以内となることが判明しているに対して、エコー経路の伝搬遅延時間はネットワークトポロジー、並びに、通信事業者の設備運用方針に依存することとなり、前もって知ることは不可能である。従って、この場合、エコー経路の遅延を推定できる機能を回線エコーキャンセラに具備することが望ましい。これにより、回線エコーキャンセラのエコー推定に関する処理量の低減を可能とし、とりわけ、通信事業者向けＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ）ゲートウェイ装置のように多数の音声呼を収容する装置にとっては大きなメリットとなる。
【００１５】
［従来技術による伝搬遅延時間推定］
従来の、エコー経路の遅延時間を推定する方法としては以下のようなものがある。
【００１６】
第１の従来方法は、特許文献１などに開示されているものであり、この方法は音声パケットの中に時刻情報を付加し、これにより、伝搬遅延時間を算出するものである。この方法について、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）においては、非特許文献２によってさらに汎用的に往復伝搬遅延時間を算出するメカニズムが規定されている。これにより、回線エコーキャンセラに伝搬遅延時間推定器を具備しなくても良いことになる。
【００１７】
第２の従来方法は、特許文献２、特許文献３、特許文献４などに開示されているものであり、伝搬遅延時間推定専用の機能を具備することなく、通常のエコー推定処理を実施する。つまり、エコー経路を線形シフト不変システムと見なし、上述した学習同定法などのアルゴリズムを利用してエコー経路の伝達関数を推定し、具体的には（１０）式に示す伝達関数の推定係数ｇ（ｋ）を算出し、例えば、０≦ｋ≦ｄの範囲でｇ（ｋ）≒０に収束するならば、このｄをエコー経路の伝搬遅延時間と見なす。純粋遅延と見なされた推定係数はエコー推定処理から排除することで、エコーキャンセラの処理量の低減を図るものである。
【００１８】
第３の従来方法は、特許文献５、特許文献６に開示されているものであり、エコーキャンセラが電話機側に送信する音声信号と電話機側から反射されて戻ってくるエコー信号の相互相関を取り伝搬遅延時間を決定するものである。
【特許文献１】特開２００１−３３３０００号公報
【特許文献２】特開平９−５５６８７号公報
【特許文献３】特表２００１−５０１４１３号公報
【特許文献４】特開平７−２８３８５９号公報
【特許文献５】特開平７−３０３０６１号公報
【特許文献６】特表２００５−５２８０３９号公報
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．１６８ Ａｐｐｅｎｄｉｘ ＩＩ
【非特許文献２】ＩＥＴＦ ＲＦＣ ３５５０，ＲＴＰ／ＲＴＣＰ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
第１の従来方法に関する非特許文献２の規定方法の適用条件は、エコーを発生する箇所と音声信号をパケット化する箇所の伝搬遅延時間が無視できる場合、かつ、エコー消去対象となる電話機側のインタフェースがＩＰパケットインタフェースである場合に限定される。しかしながら、エコーキャンセラとエコー反射点の間にＩＰ網が介在することは極めて稀である。また、既存固定電話を時分割多重（ＴＤＭ）インタフェースで収容することが一般的となっているＶｏＩＰ装置に搭載する回線エコーキャンセラには、この方式の適用は不可能である。
【００２０】
また、第２の従来方法は初期のエコー推定の学習においては処理量の低減化を図ることが一切できず、これは、多数の電話呼を収容するＶｏＩＰゲートウェイ装置仕様には耐えられない。理由としては、これらの通信装置においては、収容呼を全チャネル同時に通話状態に遷移させるまでに要する時間がサービス稼働率を決定する要因として重要視されているからである。よって、これらの通信装置に第２の従来方法を採用すると、エコー経路の往復伝搬遅延時間も含めたエコー推定を全チャネル同時に実施するだけの処理量を具備させるか、若しくは、それだけの処理量を確保できないときは収容呼を幾つかのグループに分け時系列的に何回かに分けてエコー推定を実施することとなる。いずれにしても、第２の従来方法は、多数の音声呼を収容する装置に実装するエコーキャンセラに適していない。
【００２１】
第３の従来方法では、エコーキャンセラが電話機側に送信する音声信号と電話機側から反射されて戻ってくるエコー信号の相互相関を取ることが必要となっている。一般的に相互相関演算の処理量はエコー推定処理のそれとそれほど変わらず、また、特許文献５や特許文献６は相関演算の具体的な処理方法については言及していない。
【００２２】
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであり、わずかな処理量や小規模のハードウェアで効率よく伝搬遅延時間を推定することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
第１の本発明の伝搬遅延時間推定器は、（１）当初は同一信号であった第１の離散的時間信号と、第２の離散的時間信号との時間差である伝搬遅延時間を推定する伝搬遅延時間推定器において、（２）上記第１の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第３の離散的時間信号に変換し、上記第２の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第４の離散的時間信号に変換する量子化ビット数変換手段と、（３）上記第３の離散的時間信号及び上記第４の離散的時間信号を利用して、上記伝搬遅延時間の推定値を算出する遅延時間算出手段とを有することを特徴とする。
【００２４】
第２の本発明の伝搬遅延時間推定プログラムは、（１）当初は同一信号であった第１の離散的時間信号と、第２の離散的時間信号との時間差である伝搬遅延時間を推定する伝搬遅延時間推定器において、（２）上記第１の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第３の離散的時間信号に変換し、上記第２の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第４の離散的時間信号に変換する量子化ビット数変換手段と、（３）上記第３の離散的時間信号及び上記第４の離散的時間信号を利用して、上記伝搬遅延時間の推定値を算出する遅延時間算出手段として機能させることを特徴とする。
【００２５】
第３の本発明の伝搬遅延時間推定方法は、（１）当初は同一信号であった第１の離散的時間信号と、第２の離散的時間信号との時間差である伝搬遅延時間を推定する伝搬遅延時間推定方法において、（２）量子化ビット数変換手段、遅延時間算出手段を有し、（３）上記量子化ビット数変換手段は、上記第１の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第３の離散的時間信号に変換し、上記第２の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第４の離散的時間信号に変換し、（４）上記遅延時間算出手段は、上記第３の離散的時間信号及び上記第４の離散的時間信号を利用して、上記伝搬遅延時間の推定値を算出することを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、伝搬遅延時間の推定において、誤った時間を推定結果としてしまう頻度を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による伝搬遅延時間推定器、プログラム及び方法の一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００２８】
（Ａ−１）実施形態の構成
以下では、この実施形態の伝搬遅延時間推定器が、回線エコーキャンセラと関連して電話通信システムに設けられているものとして説明する。
【００２９】
図１は、この実施形態の伝搬遅延時間推定器の詳細構成及び電話通信システムにおける位置づけを示すブロック図である。図１において、実施形態に係る電話通信システム１は、伝搬遅延時間推定器１０、エコーキャンセラ１１及び擬似遅延器１２を有している。
【００３０】
なお、以降の説明において、図１において図示は省略しているが、エコー経路１３に接続されている電話端末の話者を、「近端話者」という。これに対して、同様に図１において図示は省略しているが、近端話者の対向者を「遠端話者」というものとする。また、２線伝送路１４を介してエコー経路１３に送出される信号を「遠端信号」ともいう。また、近端側の２線伝送路１５に流れ対向話者に送出される信号を「近端信号」というものとする。
【００３１】
回線エコーキャンセラ１１は、遠端信号が２線伝送路１４を介してエコー経路１３に送出され、エコー経路１３において反射され、２線伝送路１５を介してもどってきたエコーを、近端信号から除去するものである。回線エコーキャンセラ１１は、後述する擬似遅延器１２を介して与えられた遠端信号に基づいて、適応フィルタなどを用いて擬似エコーを生成し、生成した擬似エコーを用いてエコーを除去する。
【００３２】
伝搬遅延時間推定器１０は、遠端信号が、２線伝送路１４を介してエコー経路１３に送出され、エコーが反射されて、２線伝送路１５を介して戻ってきた場合の時間差、すなわち、エコー経路１３の伝搬遅延時間を推定する。そして、伝搬遅延時間推定器１０は、推定した伝搬遅延時間に係る情報を、後述する擬似遅延器１２に通知する。
【００３３】
伝搬遅延時間推定器１０は、復号化器１１１、１１２、絶対値化器１２１、１２２、低域ろ波器１３１、１３２、間引器１４１、１４２、レベル判別器１５１、１５２、一時記憶部１６１、１６２、最小自乗演算器１７０、有意性判定器１８０、判定保護器１９０を有している。また、伝搬遅延時間推定器１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスクなどのプログラムの実行構成（１台に限定されず、複数台を分散処理し得るようにしたものであっても良い。）に、実施形態の伝搬遅延時間推定プログラム等をインストールすることにより構築しても良く、その場合でも機能的には図１により示すことができる。また、伝搬遅延時間推定器１０は、全ての構成要素をハードウェアにより実現しても良いし、一部の構成要素を上述のようにプログラム（ソフトウェア）を用いて実現するようにしても良い。
【００３４】
次に、復号化器１１１、１１２について説明する。
【００３５】
復号化器１１２は、２線伝送路１４を介して与えられる遠端信号を、ディジタル信号処理において頻繁に実施されることになる加減乗除演算に適用可能な線形符号に変換し、変換したものを絶対値化器１２２に与えるものである。復号化器１１１は、２線伝送路１５を介して与えられる近端信号を、復号化器１１２と同様に、線形符号に変換し、変換したものを絶対値化器１２１に与えるものである。
【００３６】
既存電話網では音声信号を伝送する際には、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７１１に準拠したＰＣＭ（パルス符号変調）符号で伝送することが一般的である。復号化器１１１、１１２は、この符号化された音声信号を加減乗除演算が可能な線形符号、例えば、２の補数の固定小数点などに変換するものである。復号化器１１１、１１２における復号化処理としては、例えばＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７１１のＰＣＭ符号は８ビット符号程度であるので、２５６ワードの変換テーブル、すなわち、変換ＲＯＭを用意し、ＰＣＭ符号をアドレスとし、当該アドレスに線形符号を格納しておくことで、復号化処理は、単なる変換ＲＯＭのリードだけで完了することとなる。復号化アルゴリズムに従って計算して求めても良いが、今日のハードウェアの集積技術およびゲートあたりのコストからすれば、変換ＲＯＭを用意するほうが、低コストであると考えられる。
【００３７】
また、復号化器１１１、１１２は、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７１１以外の符号化の場合は、復号化処理は当該符号化で規定されているアルゴリズムに準拠した処理を実施しても良い。
【００３８】
次に、絶対値化器１２１、１２２について説明する。
【００３９】
絶対値化器１２１、１２２は、復号化器１１１、１１２から与えられた信号を絶対値化、すなわち、与えられた信号が負数のときに限り、大きさが等しく符号を反転させた正数に変換し、与えられた信号が正数の場合には特に変換は行わない。そして、絶対値化器１２１、１２２は、絶対値化した信号を、低域ろ波器１３１、１３２に与える。
【００４０】
この実施形態では、遠端信号の包絡線信号と、近端信号の包絡線信号について、後述する最小自乗演算器１７０により伝搬遅延時間を算出する。音声信号の包絡線の簡易な算出法としては、音声信号の局所的極大値を抽出してこれらを接続することで得られる。これは、音声信号の絶対値を取り、低域ろ波器を通すことで実現されるものであるため、伝搬遅延時間推定器１０では、包絡線を抽出するために絶対値化器１２１、１２２と、後述する低域ろ波器１３１、１３２を備えている。
【００４１】
次に、低域ろ波器１３１、１３２について説明する。
【００４２】
低域ろ波器１３１、１３２は、絶対値化器１２１、１２２から与えられた絶対値化された信号について、信号の高域周波数成分を遮断し、間引器１４１、１４２に与える。
【００４３】
低域ろ波器１３１、１３２は、予め設定された遮断周波数よりも低い信号は通過させ、その周波数よりも高い信号は遮断する。上述した絶対値化器１２１、１２２と共に包絡線信号を抽出するために具備されているものである。
【００４４】
次に、間引器１４１、１４２について説明する。
【００４５】
間引器１４１、１４２は、低域ろ波器１３１、１３２から与えられた信号の一部を間引きし、標本化周波数（標本化速度）を低下させた信号を生成して、レベル判別器１５１、１５２に与える。
【００４６】
包絡線信号は元の信号と比較して、高域周波数成分が除去されているため、標本化周波数が実効的に低くなっており、間引器１４１、１４２により、幾つかの標本毎に１つの標本に間引くことができる。一般的に、音声の包絡線信号の帯域は１００Ｈｚ程度であり、実効的な標本化周波数は低減しているので、複数の包絡線信号を１つの包絡線信号に間引くことが可能となる。例えば、電話の音声信号の標本化周波数は一般的に８ｋＨｚ程度であり、包絡線信号の実効標本化周波数を最大２００Ｈｚと想定すると、４０個の包絡線信号を１つの包絡線信号に間引くことが可能となる。以下の説明において、間引器１４１、１４２によって間引きされた後のサンプル周期（サンプル時間）を「Ｍ」と表すものとする。
【００４７】
次に、レベル判別器１５１、１５２について説明する。
【００４８】
レベル判別器１５１、１５２は、包絡線信号が設定された閾値より大なる時を正、小なる時を負と判別する。図２では閾値を零に近い値に設定し、無音に近い状態のとき負と判別する例を示す。
【００４９】
図２は、レベル判別器１５１、１５２において、単純に閾値を基準としてレベル判定をする場合の例について示した説明図である。
【００５０】
図２に示すように、レベル判別器１５１、１５２では、音声信号が、閾値（以下、「ＴＨ」という）を基準として正又は負と判定しても良い。例えば、音声信号が、ＴＨ以上を正、ＴＨ未満を負とするようにしても良い。ここで、例えば、負値から正値、もしくは、正値から負値にレベル変化する際に、参照する閾値を変化させるといった、閾値にヒステリシス特性を持たせたレベルの判定を実施してもよい。なお、遠端信号と近端信号とで適用する閾値ＴＨの値は異なるものとしても良い。
【００５１】
図３は、レベル判別器１５１、１５２において、ヒステリシス特性を用いたレベル判定を行う例について示した説明図である。
【００５２】
例えば、図３に示すように、信号レベルが−ＴＨ未満の音声信号が＋ＴＨ以上に遷移してから−ＴＨ以下に遷移するまでの間を正、または、信号レベルが＋ＴＨ超過の音声信号が−ＴＨ以下に遷移してから＋ＴＨ以上に遷移するまでの間を負とするようにしても良い。
【００５３】
次に、一時記憶部１６１、１６２について説明する。
【００５４】
一時記憶部１６１、１６２は、レベル判別器１５１、１５２から与えられた信号に係る情報を、一定時間記憶し、記憶した情報（信号）を、それぞれ最小自乗演算器１７０に与える。
【００５５】
図４は、近端側の一時記憶部１６１の構成例について示した説明図である。
【００５６】
一時記憶部１６１は、図４に示すように、レベル判別器１５１の出力をＭサンプルごとにＬ個、すなわち、ＬＭサンプル時間のサンプル値を保持するものであり、シフトレジスタ、や、循環キューを用いて構築しても良い。なお、Ｍサンプル時間は、伝搬遅延時間推定器１０における信号の時間分解能に相当する。なお、図４において、Ｓ（ｎ）は、時刻ｎからＮサンプル時間前までの近端信号のサンプル値を表している。
【００５７】
図５は、一時記憶部１６１の構成を図４に、一時記憶部１６１に与えられるレベル判別器１５１によるレベル判別結果の時間関係について示した説明図である。
【００５８】
図６は、遠端側の一時記憶部１６２の構成例について示した説明図である。
【００５９】
一時記憶部１６２は、レベル判別器１５２の出力をＭサンプルごとに（Ｌ＋Ｋ−１）個、つまり、（Ｌ＋Ｋ−１）Ｍサンプル時間保持するシフトレジスタ、もしくは、循環キューである。本記憶素子の構成を図６に示す。なお、図６において、Ｒ（ｎ）は、時刻ｎからＮサンプル時間前までの遠端信号のサンプル値を表している。
【００６０】
次に、最小自乗演算器１７０について説明する。
【００６１】
最小自乗演算器１７０は、一時記憶部１６１に一定時間記憶されている近端信号の包絡線信号と、一時記憶部１６２に一定時間記憶されている遠端信号の包絡線信号との時間差（伝搬遅延時間）の推定値を算出し、算出した結果を有意性判定器１８０に与えるものである。最小自乗演算器１７０は、例えば、レベル判別器１５１、１５２によるレベル判別結果の自乗差を、時間差を変数にして算出する。この場合、両者のレベル判別結果の自乗差が最小（以下、「最小自乗差」という）となるときの時間差が、遅延時間推定器から見たときのエコー経路の伝搬遅延時間に相当する。
【００６２】
以下、最小自乗演算器１７０における時間差（伝搬遅延時間）の推定値の算出方法の具体例について説明する。なお、以降の説明では、時間は離散時間ｎで表記し、サンプル時間Ｍを１単位時間とする。
【００６３】
Ｓ（ｎ）とＲ（ｎ）の時間差τをパラメータとして、時刻ｎにおけるＳ（ｎ）とＲ（ｎ）との自乗差Ｄ２（ｎ，τ）を計算すると、以下の式（１１）のようになる。
【数７】
【００６４】
以下の（１２）式に示すように、時刻ｎにおいて「Ｄ２（ｎ，τ），０≦τ≦Ｋ−１」を最小化するτ（以下、「τｍｉｎ」という）が、時間差（伝搬遅延時間）に対応する。このように、最小自乗演算器１７０では、例えば、以下の式（１１）のように、時間差（τ）ごとにＳ（ｎ）とＲ（ｎ）の差分に係る値を算出し、その算出結果に基づいて時間差（伝搬遅延時間）を推定するようにしても良い。
【数８】
【００６５】
ｎが更新されるたびに「Ｄ２（ｎ，τ），０≦τ≦Ｋ−１」を計算することになるが、ここでは、Ｄ２（ｎ，τ）を効率よく算出することを考える。時刻ｎ＋１でのＤ２（ｎ，τ）は、上記の（１１）式と同様に下記の（１３）式のように表現できる。
【数９】
【００６６】
なお、Ｓ（ｎ）とＲ（ｎ）には、レベル判別器１５１、１５２の結果、すなわち正か負かの判定結果が保持される、正の判定結果を１、負の判定結果を０とした場合、上記の（１１）を以下の（１４）式、上記の（１３）式を以下の（１５）式のように変形することが可能である。
【数１０】
【００６７】
しかしながら、（１４）式と（１５）式の類和Σには多くの共通項が存在する。異なる項だけに着目して上記の（１５）式を表現しなおすと、以下の（１６）式のようになる。これにより、Ｎ回の差分の自乗和演算を加算のみで実現することが可能になる。最小自乗演算器１７０では、τｍｉｎの算出において、以下の（１６）式を用いるようにしても良い。
【数１１】
【００６８】
次に、有意性判定器１８０について説明する。
【００６９】
有意性判定器１８０は、最小自乗演算器１７０から演算の結果が与えられると、その演算の有意性を判定するものである。演算の有意性を低下させる要因には、以下の第１〜第４の要因が想定される。有意性判定器１８０は、以下の第１〜第４の要因に係る有意性検査の全部に合格したときに、最小自乗演算器１７０による演算結果を有意とみなし、このときのエコー経路１３の伝搬遅延時間に対応するτｍｉｎを判定保護器１９０に与える。また、有意性判定器１８０は、以下の第１〜第４の要因に係る有意性検査以外に他の検査を行うようにしても良い。なお、第１の実施形態では、有意性判定器１８０は、第１〜第４の要因に係る有意性検査の全部に合格したときに、最小自乗演算器１７０による演算結果を有意とみなすものとするが、以下の第１〜第４の要因に係る有意性検査の一部に合格したときに演算結果を有意とみなすようにしても良い。
【００７０】
有意性判定器１８０において判定される第１の要因としては、遠端話者の音声包絡線信号電力（遠端信号の包絡線信号電力）がある。図１の２線伝送路１４を介して伝搬遅延時間推定器１０に入力される遠端話者の音声包絡線信号の電力つまり、低域ろ波器１３２の出力である遠端信号の包絡線信号の値が小さいときは、遠端話者包絡線信号の信号対雑音比（ＳＮ比）が悪くなり、最小自乗演算器１７０の演算結果の信頼性が劣化するので、このときの演算結果は無効化される必要がある。図１においては、低域ろ波器１３２の出力について閾値を設けて監視するものとする。
【００７１】
有意性判定器１８０において判定される第２の要因としては、ダブルトーク状態がある。
【００７２】
ダブルトーク状態とは、遠端話者と近端話者が同時に話中状態にあることをいう。当然のことながら、この場合、エコー経路１３の遅延時間を算出するための演算は意味をなさないので、最小自乗演算器１７０の演算結果は無効化される必要がある。ダブルトーク状態の検出は、例えば、近端側の低域ろ波器１３１の出力（ＤＣ（Ｓ））と、遠端側の低域ろ波器１３２の出力（ＤＣ（Ｒ））の比率に適当な閾値を設けて判定しても良い。例えば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．１６８ではエコー経路のエコー反射減衰量は６dBm以上であることを想定しているので、音声の包絡線信号にもこの関係が適用できると想定すると、この場合「ＤＣ（Ｓ）＞（１／２）・ＤＣ（Ｒ）」が成立するならば、ダブルトーク状態とみなすことができる。なお、この間値として実際に採用する値に関しては、各通信事業者が加入者回路で規定しているエコー反射減衰量に応じた値に設定しても良い。
【００７３】
有意性判定器１８０において判定される第３の要因としては、最小自乗演算器１７０が算出する最小の自乗差がある。
【００７４】
最小自乗演算器１７０は時間ｎが更新される毎に、上記の（１６）式などを０≦ｋ≦Ｍについて演算し、Ｍ個のＤ（ｎ，τ）を、有意性判定器１８０に与える。この中からＤ（ｎ，τ）を最小化するτの値であるτｍｉｎが求めようとしている遅延時間に相当する。ただし、Ｄ（ｎ，τ）が閾値を超過してしまう場合は、遠端信号と近端信号との相関性が不十分とみなして最小自乗演算器１７０の演算結果は廃棄しても良い。
【００７５】
有意性判定器１８０において判定される第４の要因としては、包絡線信号の周期性がある。遠端側のレベル判別器１５２において、Ｍサンプルごとのレベル判定結果をＲ（ｎ）、Ｒ（ｎ−１）、…、Ｒ（ｎ−Ｌ＋ｎ）とし、このレベル判定結果の列において、正、負、正、負、…といった規則性を持った変動がある場合、これは繰り返し波形、すなわち狭帯域信号であるとみなすことができる。狭帯域の判定はＲ（ｎ）の分散を算出し、この分散がある閾値よりも大きい場合に、狭帯域信号が発生していると判定しても良い。この分散は以下の（１７）式により求めることができる。なお、（１７）式において、Ｒ（ｎ）の平均値はＭＥＡＮ＿Ｒ（ｎ）である。
【００７６】
ＭＥＮ＿Ｒ（ｎ＋１）＝
（１・Ｌ）｛ＭＥＡＮ＿Ｒ（ｎ）−Ｒ（ｎ−（Ｌ−１））＋Ｒ（ｎ＋１）｝…（１７）
次に、判定保護器１９０について説明する。
【００７７】
電話網の回線エコーキャンセラに採用される伝搬遅延時間推定器は、通信中の遠端信号を試験信号として用いて遅延時間を推定しなければならない。このため、話者信号自身の非定常性、話者周辺の環境騒音、ダブルトークなどの影響により、上述した有意性判定器１８０だけでは完璧な有意性判定を下すことは不可能である。このため、伝搬遅延時間推定器１０では、判定保護器１９０を設けて、有意性判定器１８０から与えられたτｍｉｎの統計的信頼性の評価を行う。判定保護器１９０では、実用的で簡易な統計的信頼性評価として、例えば、多数決論理を適用しても良い。
【００７８】
図７は、判定保護器１９０において、統計的信頼性の評価を多数決論理に基づいて行う場合の第１の方式、及び、第２の方式の状態遷移について示した説明図である。
【００７９】
図７（ａ）は、判定保護器１９０において、統計的信頼性の評価を多数決論理に基づいて行う第１の方式における状態遷移の例について示した説明図である。
【００８０】
図７（ａ）の状態遷移図において、まず最初に、各種変数を初期化した後に、有意性判定器１８０から遅延時間τｍｉｎが報告されるのを待つ（Ｓ１００）。そして、有意性判定器１８０からτｍｉｎが報告されると、これを変数Ｄｅｌａｙに格納し、次の報告を待つ（Ｓ１０１）。
【００８１】
上述のステップＳ１０１の状態において、有意性判定器１８０からτｍｉｎが報告されると、Ｄｅｌａｙとτｍｉｎの値を比較し、同一なら次のステップ（後述するステップＳ１０２）に遷移する。なお、図７（ａ）では、Ｄｅｌａｙ＝τｍｉｎが成立し、次のステップへ進む場合には「Ｙｅｓ」と表記している。
【００８２】
上述のステップＳ１０１の状態において、有意性判定器１８０から報告されたτｍｉｎとＤｅｌａｙの値が異なっているときは、一つ前のステップ（上述のステップＳ１００）に戻って動作する。なお、図７（ａ）では、Ｄｅｌａｙ＝τｍｉｎが成立せず、一つ前のステップへ戻る場合には「Ｎｏ」と表記している。
【００８３】
以下同様に処理を進めていき、ステップＳｍ１（「ｍ１」は、予め設定された所定の値）に到達した時点で、統計的信頼性は得られたと想定し、擬似遅延器１２にエコー経路までの推定伝搬遅延時間を報告すると同時に、上述のステップＳ１００に戻って動作し、以後、上述した処理を繰り返す。
【００８４】
図７（ｂ）は、判定保護器１９０において、統計的信頼性の評価を多数決論理に基づいて行う第２の方式における状態遷移の例について示した説明図である。
【００８５】
図７（ｂ）において、判定保護器１９０は、まず各種変数を初期化した後に、有意性判定器１８０から遅延時間τｍｉｎが報告されるのを待つ（Ｓ２００）。そして、有意性判定器１８０からτｍｉｎが報告されるとこれを変数Ｄｅｌａｙに格納し、次の報告を待つ（Ｓ２０１）。
【００８６】
上述のステップＳ２０１の状態において、有意性判定器１８０からτｍｉｎが報告されると、Ｄｅｌａｙとτｍｉｎの値を比較し、同−なら次のステップ（後述するステップＳ２０２）に遷移する。なお、図７（ｂ）では、Ｄｅｌａｙ＝τｍｉｎが成立し、次のステップへ進む場合には「Ｙｅｓ」と表記している。
【００８７】
上述のステップＳ２０１の状態において、有意性判定器１８０から報告されたτｍｉｎとＤｅｌａｙの値が異なっているときは、最初のステップ（上述のステップＳ２００）に戻って動作する。なお、図７（ｂ）では、Ｄｅｌａｙ＝τｍｉｎが成立せず、最初のステップへ戻る場合には「Ｎｏ」と表記している。
【００８８】
以下同様に処理を進めていき、ステップＳｍ２（「ｍ２」は、予め設定された所定の値）に到達した時点で、統計的信頼性は得られたと想定し、擬似遅延器１２にエコー経路までの推定伝搬遅延時間を報告すると同時に、上述のステップＳ２００から動作し、以後、上述した処理を繰り返す。
【００８９】
なお、上述の図７（ａ）及び、図７（ｂ）において示した２種類の保護論理において、Ｙｅｓの条件は、Ｄｅｌａｙ＝τｍｉｎ、すなわち、Ｄｅｌａｙと今回報告されたτｍｉｎが同一であることにしたが、同一でない場合でも、差異が閾値以下であれば同一とみなすようにしてもよい。例えば、実際の遅延時間が、τｍｉｎと、τｍｉｎに１を加算した値（τｍｉｎ＋１）の中間の値であるときは、有意性判定器１８０が、判定保護器１９０に報告する推定遅延時間はτｍｉｎの値とτｍｉｎ＋１の値が、例えば５０％の頻度で現われる可能性がある。この場合、Ｙｅｓの条件をＤｅｌａｙ≦τｍｉｎ≦Ｄｅｌａｙ＋１としてもよい。
【００９０】
次に、擬似遅延器１２について説明する。擬似遅延器１２は、２線伝送路１４を介してエコー経路１３に送出されてから、エコー経路１３を経由して、２線伝送路１５を介して回線エコーキャンセラ１１に戻ってくるまでに要する伝搬遅延時間に相当する遅延時間を遠端信号に与えたあとで、その信号を回線エコーキャンセラ１１に提供するものである。
【００９１】
次に、擬似遅延器１２について説明する。擬似遅延器１２は、既存のシフトレジスタを用いて実現してもよいし、汎用メモリ空間上に循環キューを作成して論理シフトレジスタにより実現してもよい。擬似遅延器１２において設定される遅延量は、伝搬遅延時間推定器１０から与えられる推定値に従うものとする。ただし、伝搬遅延時間推定器１０の推定値には時間分解能、すなわち、包絡線信号の標本化間隔に相当する誤差を含むので、当該擬似遅延器で作成する遅延時間は、伝搬遅延時間推定器１０が報告する値よりも少なくとも１単位時間分解能だけ短い遅延時間に設定するようにしても良い。
【００９２】
（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する、この実施形態の伝搬遅延時間推定器の動作（実施形態の伝搬遅延時間推定方法）及び第１の実施形態に係る電話通信システムの全体の動作を説明する。
【００９３】
まず、復号化器１１１に２線伝送路１４を介して、遠端信号が与えられると、加減乗除演算に適用可能な線形符号に変換され、変換されたものを絶対値化器１２１に与える。一方、復号化器１１２には、２線伝送路１５を介してエコーが与えられ、エコーは同様に線形符号に変換され、絶対値化器１２２に与えられる。
【００９４】
復号化器１１１、１１２から変換された信号が与えられると、絶対値化器１２１、１２２では、その信号が絶対値化され、低域ろ波器１３１、１３２に与えられる。
【００９５】
次に、絶対値化器１２１、１２２から絶対値化された信号が与えられると、低域ろ波器１３１、１３２では、与えられ信号の高域周波数成分が遮断され、間引器１４１、１４２に与えられる。
【００９６】
低域ろ波器１３１、１３２から、低域周波数成分が遮断された信号が、間引器１４１、１４２に与えられると、間引器１４１、１４２では、その与えられた信号の一部が間引きされ、標本化周波数が低下された信号が生成され、レベル判別器１５１、１５２に与えられる。
【００９７】
間引器１４１、１４２から標本化周波数が低下された信号が与えられると、レベル判別器１５１、１５２では、レベル判定が行われ、正又は負の判定結果が、一時記憶部１６１、１６２に与えられる。
【００９８】
間引器１４１、１４２から標本化周波数が低下された信号が与えられると、一時記憶部１６１、１６２では、その信号に係る情報が、一定時間記憶され、記憶された情報（信号）が最小自乗演算器１７０に与えられる。
【００９９】
一時記憶部１６１、１６２に記憶された情報（信号）が、最小自乗演算器１７０に与えられると、一時記憶部１６１から与えられた近端信号の包絡線信号と、一時記憶部１６２から与えられた遠端信号の包絡線信号との自乗差が、上述の（１６）式などを用いて時間差を変数にして算出され、算出された自乗差がそれぞれ有意性判定器１８０に与えられる。
【０１００】
最小自乗演算器１７０において算出された相互相関係数が、有意性判定器１８０に与えられると、有意性判定器１８０では、自乗差が最小となるときの時間差（τｍｉｎ）について、有意性の検査が上述の第１〜第４の要因について行われ、有意と判定されたτｍｉｎのみが、判定保護器１９０に与えられる。
【０１０１】
有意性判定器１８０からτｍｉｎが与えられると、判定保護器１９０では、そのτｍｉｎの統計的信頼性の評価が上述の図７に示すフローチャート（多数決論理）に基づいて行われ、統計的信頼性を有すると判定された場合のみ、そのτｍｉｎが、擬似遅延器１２に通知される。
【０１０２】
そして、擬似遅延器１２では、伝搬遅延時間推定器１０（判定保護器１９０）から報告されたτｍｉｎにより示される時間に相当する遅延時間が遠端信号に与えられ、その信号が回線エコーキャンセラ１１に提供される。そして、回線エコーキャンセラ１１では、擬似遅延器１２を介して与えられた遠端信号に基づいて、適応フィルタなどを用いて擬似エコーが生成され、生成された擬似エコーを用いてエコーが除去される。
【０１０３】
（Ａ−３）実施形態の効果
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【０１０４】
（Ａ−１−１）この実施形態では、音声信号からその振る舞いが元の音声信号に対して緩慢な包路線信号を抽出し、間引器１４１、１４２により信号を間引きすることで、標本化速度を包路線信号を抽出する前の信号よりも低減することができ、エコー経路の伝搬遅延時間推定に要する相関演算の処理量とメモリ容量を、低減することができる。例えば、標本化周波数が８ｋＨｚの電話の音声信号の包絡線信号の実効標本化周波数を、最大２００Ｈｚと想定すると、４０個の包絡線信号を１つの包絡線信号に間引くことが可能となる。このように、この実施形態では、音声信号から包絡線信号を抽出し間引くことにより、標本化速度を音声信号の数十分の１程度に低減し、エコー経路の伝搬遅延時間推定に要する相関演算の処理量とメモリ容量を音声信号自身を使用して実施する場合と比較して、数十分の１程度に低減することができる。
【０１０５】
（Ａ−１−２）この実施形態では、音声信号の包絡線信号レベルに基づいた伝搬遅延時間推定を実施している。包絡線信号レベルによる伝搬遅延時間推定は、例えば、上記の式（１６）などに示すように、絶対値演算と加算により算出できるため、平方根処理や除算を実施する相互相関演算と比較して演算量の低減が可能である。
【０１０６】
（Ａ−１−３）レベル判別器１５１、１５２により、音声の包絡線信号のレベル判別結果を計算するため、信号のエネルギーを正と負の２値に限定することができる。よって、最小自乗演算器１７０では、正規化処理を省略して、２つの音声波形の相関性を求めることが可能である。また、２値符号に変換したことにより、最小自乗演算器１７０では、２値の符号に係る演算を行えば良いので、２値符号に変換前の信号について演算を行う場合と比較して、演算の処理量とメモリ容量を低減することができる。
【０１０７】
（Ａ−１−４）有意性判定器１８０では、上述第１〜第４の要因に係る有意性検査の全部又は一部に合格したときに、最小自乗演算器１７０による演算結果を有意とみなし、このときのエコー経路１３の伝搬遅延時間に対応するτｍｉｎを判定保護器１９０に与えているため、誤動作により、誤った時間を遅延時間として推定する頻度の低減を図ることができる。例えば、近端話者包絡線電力と遠端話者包絡線電力を監視することで、遠端話者のみが話中状態にあり、かつ、そのエコーが戻ってきているときのみ相関演算を有意とみなすことがきる。また、近端話者包絡線電力と遠端話者包絡線電力を監視するだけではその検出が不完全となるダブルトーク状態での誤動作を回避するため、レベル判別結果の最小自乗和に閾値を設け、当該閾値を超過する最小自乗和のみを有意とみなす。さらに、レベル判別器１５１、１５２によるレベル判別結果の分散を検出する方法を設け、レベル判別結果の分散が閾値より大きい場合には最小自乗演算器１７０による演算結果を無効化することで、例えば、音声包絡線信号への空調設備などの低周波雑音の重畳に対する誤動作を防止している。
【０１０８】
（Ａ−１−５）有意性判定器１８０による短時間的な有意性評価だけでは防御しきれない誤動作に対して、判定保護器１９０において、有意性評価に長時間的な多数決論理の保護をとることで、推定結果の信頼性を高めている。
【０１０９】
（Ａ−１−６）エコー経路までの伝搬遅延時間の推定を通話中も実施することで、転送サービスなどのように、通話中にエコー経路が別のエコー経路に切り替わっても、新しいエコ一経路までの伝搬遅延時間の推定を可能とし、擬似遅延器での遅延量を再設定することで、回線エコーキヤンセラでのエコー消去動作を維持可能とし、その結果、通話品質の劣化を最小化することができる。
【０１１０】
（Ｂ）他の実施形態
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
【０１１１】
（Ｂ−１）上記の実施形態では、本発明の伝搬遅延時間推定器を、電話回線における回線エコーを消去するエコーキャンセラに適用した例について説明したが、音響エコー（例えば、会議システムなどでスピーカとマイク間の音響結合で発生するエコー）を消去するエコーキャンセラに適用しても良い。
【０１１２】
(Ｂ−２)上記の実施形態では、伝搬遅延時間推定器を、エコーキャンセラに適用した例について説明したが、探査信号を発射し目標物で反射されて戻ってくるまでの伝搬遅延時間を測定するシステムなどにも適用可能である。例えばこのようなシステムには、レーダやソナーを使用した遠隔探査システムなどがある。
【０１１３】
（Ｂ−３）上記の実施形態においては、伝搬遅延時間推定器とエコーキャンセラは、別の装置として説明しているが、伝搬遅延時間推定器をエコーキャンセラ自体に搭載するようにしても良い。
【０１１４】
（Ｂ−４）上記の実施形態においては、絶対値化器１２１、１２２、低域ろ波器１３１、１３２などを用いて、遠端信号及び近端信号の包絡線信号を生成し、その包絡線信号について、レベル判別器によるレベル判別を行った結果について、最小自乗演算器１７０による演算や、有意性判定器１８０における有意性判定などを行っているが、包絡線信号ではなく元の信号そのままについて、レベル判別器１５１、１５２によるレベル判別を行った結果を相関係数の算出や有意性判定に用いても良い。
【０１１５】
例えば、上述の図１に示す絶対値化器１２１、１２２、低域ろ波器１３１、１３２、間引器１４１、１４２を省き、復号化器１１１、１１２から出力された信号を、そのままレベル判別器１５１、１５２に入力するようにしても良い。
【０１１６】
また、上記の実施形態においては、最小自乗演算器１７０の演算結果について、有意性判定器１８０による有意性判定や、判定保護器１９０による判定保護などを行っているが、一方の構成を省略して、伝搬遅延時間推定器１０における推定結果として出力するようにしても良いし、両方を省略して、最小自乗演算器１７０の演算結果をそのまま伝搬遅延時間推定器１０における推定結果として出力するようにしても良い。
【０１１７】
（Ｂ−５）上記の各実施形態においては、絶対値化器や低域ろ波器などを用いて、遠端信号及び近端信号の包絡線信号を抽出することにより、より低い周波数帯域の信号を生成しているが、より低い周波数帯域の信号を生成する構成は、包絡線信号を抽出することに限定されないものである。例えば、帯域通過フィルタを用いて、遠端信号及び近端信号の一部の周波数帯域を抽出することで、より低い周波数帯域の信号を生成し、間引器により間引きするようにしても良い。
【０１１８】
（Ｂ−６）上記の実施形態において、レベル判別器１５１、１５２では、上述の図２、図３に示すように、入力された信号の信号値を、閾値を基準として２値符号、すなわち、量子化ビットが１ビットで表される符号に変換しているが、例えば、３値以上の符号（量子化ビットが２ビット以上）であっても良く、入力された信号よりも少ない量子化ビット数で表現されるものであれば、変換の内容は限定されないものである。
【０１１９】
例えば、０、１、２、３のいずれかで表される４値の符号（量子化ビット数が２ビット）に変換する場合には、閾値を３つ設け（「第１の閾値＜第２の閾値＜第３の閾値」の関係であるものとする）、入力された信号値が、第１の閾値未満であれば「０」、第１の閾値以上第２の閾値未満であれば「１」、第２の閾値以上第３の閾値未満であれば「２」、第３の閾値以上であれば「３」というように変換するようにしても良い。また、これらの複数の閾値の、全部又は一部について上述の図３に示すようなヒステリシス特性を持たせるようにしても良い。
【０１２０】
（Ｂ−７）上記の実施形態における伝搬遅延時間推定は、最小自乗演算器１７０を用いて、例えば、上記の（１６）式などに示すように、絶対値演算と加算により算出しているが、例えば、相互相関係数を、時間差を変数にして算出し、相互相関係数を最大とするときの時間差を、伝搬遅延時間の推定値として、有意性判定器１８０に与えても良く、伝搬遅延時間の推定値を算出する演算方法は限定されないものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】実施形態に係る伝搬遅延時間推定器の詳細構成及び電話通信システムにおける位置づけを示すブロック図である。
【図２】実施形態に係るレベル判別器において、単純に閾値を基準としてレベル判定をする場合の例について示した説明図である。
【図３】実施形態に係るレベル判別器において、ヒステリシス特性を用いたレベル判定を行う例について示した説明図である。
【図４】実施形態に係る近端側の一時記憶部の構成例について示した説明図である。
【図５】実施形態に係る一時記憶部に与えられるレベル判別器によるレベル判別結果の時間関係を示した説明図である。
【図６】実施形態に係る遠端側の一時記憶部の構成例について示した説明図である。
【図７】実施形態に係る判定保護器において、統計的信頼性の評価を多数決論理に基づいて行う場合の第１の方式、及び、第２の方式の状態遷移について示した説明図である。
【図８】従来の、エコー発生点までの伝搬遅延時間が大きな回線エコーキャンセラの配備例を示したブロック図である。
【図９】従来の、エコー反射点までの伝搬遅延時間が大きな回線エコーキャンセラにおけるインパルス応答の例について示した説明図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１…電話通信システム、１０…伝搬遅延時間推定器、１１１、１１２…復号化器、１２１、１２２…、絶対値化器、１３１、１３２…低域ろ波器、１４１、１４２…間引器、１５１、１５２…レベル判別器、１６１、１６２…一時記憶部、１７０…最小自乗演算器、１８０…有意性判定器、１９０…判定保護器、１１…回線エコーキャンセラ、１２…擬似遅延器、１３…エコー経路、１５、１４…２線伝送路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
当初は同一信号であった第１の離散的時間信号と、第２の離散的時間信号との時間差である伝搬遅延時間を推定する伝搬遅延時間推定器において、
上記第１の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第３の離散的時間信号に変換し、上記第２の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第４の離散的時間信号に変換する量子化ビット数変換手段と、
上記第３の離散的時間信号及び上記第４の離散的時間信号を利用して、上記伝搬遅延時間の推定値を算出する遅延時間算出手段と
を有することを特徴とする伝搬遅延時間推定器。
【請求項２】
上記量子化ビット数変換手段は、上記第１の離散的時間信号の各信号値を、第１の閾値との比較結果に基づいて、第１の値又は第２の値のいずれかに置き換えることにより、上記第３の離散的時間信号に変換し、上記第２の離散的時間信号の各信号値を、第２の閾値との比較結果に基づいて、第１の値又は第２の値のいずれかに置き換えることにより、上記第４の離散的時間信号に変換することを特徴とする請求項１に記載の伝搬遅延時間推定器。
【請求項３】
上記第１の閾値は、上記第１の離散的時間信号の変化に対してヒステリシス特性を持ち、
上記第２の閾値は、上記第２の離散的時間信号の変化に対してヒステリシス特性を持つ
ことを特徴とする請求項２に記載の伝搬遅延時間推定器。
【請求項４】
上記遅延時間算出手段は、上記第３の離散的時間信号と上記第４の離散的時間信号の自乗差が最小となる時間差を、上記伝搬遅延時間の推定値として算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の伝搬遅延時間推定器。
【請求項５】
当初は同一信号であった第１の離散的時間信号と、第２の離散的時間信号との時間差である伝搬遅延時間を推定する伝搬遅延時間推定器に搭載されたコンピュータを、
上記第１の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第３の離散的時間信号に変換し、上記第２の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第４の離散的時間信号に変換する量子化ビット数変換手段と、
上記第３の離散的時間信号及び上記第４の離散的時間信号を利用して、上記伝搬遅延時間の推定値を算出する遅延時間算出手段と
して機能させることを特徴とする伝搬遅延時間推定プログラム。
【請求項６】
当初は同一信号であった第１の離散的時間信号と、第２の離散的時間信号との時間差である伝搬遅延時間を推定する伝搬遅延時間推定方法において、
量子化ビット数変換手段、遅延時間算出手段を有し、
上記量子化ビット数変換手段は、上記第１の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第３の離散的時間信号に変換し、上記第２の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第４の離散的時間信号に変換し、
上記遅延時間算出手段は、上記第３の離散的時間信号及び上記第４の離散的時間信号を利用して、上記伝搬遅延時間の推定値を算出する
ことを有することを特徴とする伝搬遅延時間推定方法。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載の伝搬遅延時間推定器を搭載し、
上記伝搬遅延時間推定器を用いて、エコー経路に送出する信号とエコーとの時間差である伝搬遅延時間を推定し、推定した伝搬遅延時間を利用して、エコーを消去する
ことを特徴とするエコーキャンセラ。
【請求項１】
当初は同一信号であった第１の離散的時間信号と、第２の離散的時間信号との時間差である伝搬遅延時間を推定する伝搬遅延時間推定器において、
上記第１の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第３の離散的時間信号に変換し、上記第２の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第４の離散的時間信号に変換する量子化ビット数変換手段と、
上記第３の離散的時間信号及び上記第４の離散的時間信号を利用して、上記伝搬遅延時間の推定値を算出する遅延時間算出手段と
を有することを特徴とする伝搬遅延時間推定器。
【請求項２】
上記量子化ビット数変換手段は、上記第１の離散的時間信号の各信号値を、第１の閾値との比較結果に基づいて、第１の値又は第２の値のいずれかに置き換えることにより、上記第３の離散的時間信号に変換し、上記第２の離散的時間信号の各信号値を、第２の閾値との比較結果に基づいて、第１の値又は第２の値のいずれかに置き換えることにより、上記第４の離散的時間信号に変換することを特徴とする請求項１に記載の伝搬遅延時間推定器。
【請求項３】
上記第１の閾値は、上記第１の離散的時間信号の変化に対してヒステリシス特性を持ち、
上記第２の閾値は、上記第２の離散的時間信号の変化に対してヒステリシス特性を持つ
ことを特徴とする請求項２に記載の伝搬遅延時間推定器。
【請求項４】
上記遅延時間算出手段は、上記第３の離散的時間信号と上記第４の離散的時間信号の自乗差が最小となる時間差を、上記伝搬遅延時間の推定値として算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の伝搬遅延時間推定器。
【請求項５】
当初は同一信号であった第１の離散的時間信号と、第２の離散的時間信号との時間差である伝搬遅延時間を推定する伝搬遅延時間推定器に搭載されたコンピュータを、
上記第１の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第３の離散的時間信号に変換し、上記第２の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第４の離散的時間信号に変換する量子化ビット数変換手段と、
上記第３の離散的時間信号及び上記第４の離散的時間信号を利用して、上記伝搬遅延時間の推定値を算出する遅延時間算出手段と
して機能させることを特徴とする伝搬遅延時間推定プログラム。
【請求項６】
当初は同一信号であった第１の離散的時間信号と、第２の離散的時間信号との時間差である伝搬遅延時間を推定する伝搬遅延時間推定方法において、
量子化ビット数変換手段、遅延時間算出手段を有し、
上記量子化ビット数変換手段は、上記第１の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第３の離散的時間信号に変換し、上記第２の離散的時間信号を、より少ない量子化ビット数で表現される第４の離散的時間信号に変換し、
上記遅延時間算出手段は、上記第３の離散的時間信号及び上記第４の離散的時間信号を利用して、上記伝搬遅延時間の推定値を算出する
ことを有することを特徴とする伝搬遅延時間推定方法。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載の伝搬遅延時間推定器を搭載し、
上記伝搬遅延時間推定器を用いて、エコー経路に送出する信号とエコーとの時間差である伝搬遅延時間を推定し、推定した伝搬遅延時間を利用して、エコーを消去する
ことを特徴とするエコーキャンセラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１１８７９３（Ｐ２０１０−１１８７９３Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８９２１３（Ｐ２００８−２８９２１３）
【出願日】平成２０年１１月１１日（２００８．１１．１１）
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【出願人】（５９３０６５８４４）株式会社沖コムテック (127)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１１日（２００８．１１．１１）
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【出願人】（５９３０６５８４４）株式会社沖コムテック (127)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]